特許 7568118 車載用の半導体スイッチ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】車載用の半導体スイッチ装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/07 20060101AFI20241008BHJP

   H01L 25/18 20230101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

H01L25/04 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023543544

(86)(22)【出願日】2021-08-25

(86)【国際出願番号】 JP2021031121

(87)【国際公開番号】W WO2023026388

(87)【国際公開日】2023-03-02

【審査請求日】2023-10-18

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】増田 一輝

【審査官】庄司 一隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１９８１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１９８９５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１７４９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０２１７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２９４３８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車載用の駆動回路から出力されるオン信号及びオフ信号によって制御され、第１導電路と第２導電路との間においてオン状態とオフ状態とに切り替わる半導体スイッチを有する車載用の半導体スイッチ装置であって、
電圧検出部を有し、
前記半導体スイッチは、
半導体部と、
第１電極と、
第２電極と、
前記駆動回路から前記オン信号及び前記オフ信号が入力される第３電極と、
前記半導体部を覆う封止体と、
前記第１電極に電気的に接続され、前記封止体の外部に突出する第１リード部と、
前記第２電極に電気的に接続され、前記封止体の外部に突出する第２リード部と、
前記第１電極の一部として構成され又は前記第１電極に電気的に接続され、前記封止体の外部に露出する導体部と、
を有し、
前記半導体スイッチは、前記第３電極に前記オン信号が入力された場合に前記第１電極側から前記第２電極側への電流の流れを許容する前記オン状態となり、前記第３電極に前記オフ信号が入力された場合に前記第１電極側から前記第２電極側への電流の流れを遮断する前記オフ状態となり、
前記導体部及び前記第１リード部のいずれか一方が前記第１導電路に接合され、他方が第１電圧検出経路に接合されており、
前記電圧検出部は、前記第１電圧検出経路に印加された電圧を検出する
車載用の半導体スイッチ装置。

【請求項2】

前記第１リード部が前記第１電圧検出経路に接合され、
前記導体部が前記第１導電路に接合されている
請求項１に記載の車載用の半導体スイッチ装置。

【請求項3】

前記第１リード部と前記導体部とは一体的に形成されている
請求項２に記載の車載用の半導体スイッチ装置。

【請求項4】

前記導体部は、板状をなしており、
前記導体部の厚さ方向の片側の面が前記第１導電路に接合される
請求項３に記載の車載用の半導体スイッチ装置。

【請求項5】

前記導体部において前記封止体の外部に露出する露出面の幅は、前記第１リード部の幅よりも大きい
請求項３又は請求項４に記載の車載用の半導体スイッチ装置。

【請求項6】

前記電圧検出部は、前記第１電圧検出経路に印加された電圧が予め定められた異常電圧である場合に遮断信号を出力し、
前記駆動回路は、前記遮断信号が入力された場合に、前記オフ信号を出力する
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車載用の半導体スイッチ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車載用の半導体スイッチ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、パック電池が開示されている。このパック電池は、電池と、電池に直列に接続された保護用のＦＥＴと、ＦＥＴのドレイン・ソース間の電圧を検出する電圧検出回路と、を備える。この電池パックは、電圧検出回路によって検出された電圧に基づいて過電流を検出し、ＦＥＴに流れる電流を遮断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－３５７４４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の技術では、電極間（例えばドレイン・ソース間）の電圧を検出する際、各々の電極（例えばドレイン電極）に電気的に接続されるリード部あるいはリード部の接続先の導電路の電圧を検出することが想定される。しかし、この場合、上記検出位置と電極との間の経路には、この経路のインダクタンス成分Ｌｓと電流ｉの時間的変化ｄｉ／ｄｔとに基づく逆起電力Ｌｓ・ｄｉ／ｄｔが生じることになる。つまり、電圧検出回路によって検出される電圧は、経路のインダクタンス成分Ｌｓに起因する逆起電力の影響を受ける。このため、逆起電力の影響を受けることによる問題が生じること（例えば電圧変化に基づいて過電流を検出して電流を遮断する構成において電流の遮断が遅れることなど）が懸念される。

【0005】

本開示は、経路のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響を抑えつつ電極間の電圧を検出しうる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の車載用の半導体スイッチ装置は、車載用の駆動回路から出力されるオン信号及びオフ信号によって制御され、第１導電路と第２導電路との間においてオン状態とオフ状態とに切り替わる半導体スイッチを有する車載用の半導体スイッチ装置であって、電圧検出部を有し、前記半導体スイッチは、半導体部と、第１電極と、第２電極と、前記駆動回路から前記オン信号及び前記オフ信号が入力される第３電極と、前記半導体部を覆う封止体と、前記第１電極に電気的に接続され、前記封止体の外部に突出する第１リード部と、前記第２電極に電気的に接続され、前記封止体の外部に突出する第２リード部と、前記第１電極の一部として構成され又は前記第１電極に電気的に接続され、前記封止体の外部に露出する導体部と、を有し、前記半導体スイッチは、前記第３電極に前記オン信号が入力された場合に前記第１電極側から前記第２電極側への電流の流れを許容する前記オン状態となり、前記第３電極に前記オフ信号が入力された場合に前記第１電極側から前記第２電極側への電流の流れを遮断する前記オフ状態となり、前記導体部及び前記第１リード部のいずれか一方が前記第１導電路に接合され、他方が第１電圧検出経路に接合されており、前記電圧検出部は、前記第１電圧検出経路に印加された電圧を検出する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、経路のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響を抑えつつ電極間の電圧を検出しうる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、車載用の半導体スイッチ装置の構成を概略的に示す回路図である。

【図2】図２は、半導体スイッチの平面図である。

【図3】図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。

【図4】図４は、半導体スイッチの底面図である。

【図5】図５は、車載用の半導体スイッチ装置の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の説明］
以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。

【0010】

〔１〕本開示の車載用の半導体スイッチ装置は、車載用の駆動回路から出力されるオン信号及びオフ信号によって制御され、第１導電路と第２導電路との間においてオン状態とオフ状態とに切り替わる半導体スイッチを有する車載用の半導体スイッチ装置であって、電圧検出部を有し、前記半導体スイッチは、半導体部と、第１電極と、第２電極と、前記駆動回路から前記オン信号及び前記オフ信号が入力される第３電極と、前記半導体部を覆う封止体と、前記第１電極に電気的に接続され、前記封止体の外部に突出する第１リード部と、前記第２電極に電気的に接続され、前記封止体の外部に突出する第２リード部と、前記第１電極の一部として構成され又は前記第１電極に電気的に接続され、前記封止体の外部に露出する導体部と、を有し、前記半導体スイッチは、前記第３電極に前記オン信号が入力された場合に前記第１電極側から前記第２電極側への電流の流れを許容する前記オン状態となり、前記第３電極に前記オフ信号が入力された場合に前記第１電極側から前記第２電極側への電流の流れを遮断する前記オフ状態となり、前記導体部及び前記第１リード部のいずれか一方が前記第１導電路に接合され、他方が第１電圧検出経路に接合されており、前記電圧検出部は、前記第１電圧検出経路に印加された電圧を検出する。

【0011】

この車載用の半導体スイッチ装置では、導体部及び第１リード部のうち、一方が電流経路として機能し、他方が電圧検出に用いられる。このため、第１電極と第１電圧検出経路との間のインダクタンス成分を小さく抑える構成をとりやすい。つまり、この構成によれば、第１電極と第１電圧検出経路との間のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響を抑えつつ、第１電極及び第２電極間の電圧を検出する構成をとりやすい。

【0012】

〔２〕前記第１リード部が前記第１電圧検出経路に接合され、前記導体部が前記第１導電路に接合されていてもよい。

【0013】

この構成によれば、屈曲しやすい第１リード部を第１電圧検出経路に接合させる構成であるため、第１電圧検出経路の配置位置の自由度を高めることができる。

【0014】

〔３〕前記第１リード部と前記導体部とは一体的に形成されていてもよい。

【0015】

第１リード部と導体部が一体的に形成されている構成では、第１リード部が第１導電路に接合され、且つ第１リード部又は第１導電路に第１電圧検出経路が接合される場合、導体部と第１リード部の両方に電流が流れるため、導体部と第１リード部の両方のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響を受ける。これに対し、本構成では、第１リード部が第１電圧検出経路に接合され、導体部が第１導電路に接合されているため、第１導電路から第２導電路に流れる電流が第１リード部を通過しなくなり、その結果、第１リード部のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響を受けないか、あるいは受けにくい。このため、第１電極と第１電圧検出経路との間のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響をより確実に抑えることができる。

【0016】

〔４〕前記導体部は、板状をなしており、前記導体部の厚さ方向の片側の面が前記第１導電路に接合されていてもよい。

【0017】

この構成によれば、導体部のインダクタンス成分を小さく抑えやすいため、第１電極と電圧検出回路との間のインダクタンス成分を小さく抑えやすい。また、この構成によれば、半導体スイッチで生じた熱を導体部から第１導電路に放出しやすい。

【0018】

〔５〕前記導体部において前記封止体の外部に露出する露出面の幅は、前記第１リード部の幅よりも大きくてもよい。

【0019】

この構成によれば、導体部のインダクタンス成分を小さく抑えやすいため、第１電極と電圧検出回路との間のインダクタンス成分を小さく抑えやすい。また、この構成によれば、半導体スイッチで生じた熱を導体部から第１導電路に放出しやすい。

【0020】

〔６〕前記電圧検出部は、前記第１電圧検出経路に印加された電圧が予め定められた異常電圧である場合に遮断信号を出力し、前記駆動回路は、前記遮断信号が入力された場合に、前記オフ信号を出力してもよい。

【0021】

この構成によれば、第１電極と第１電圧検出経路との間のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響を抑えつつ電圧を検出し、その検出した電圧が異常電圧である場合に駆動回路からオフ信号を出力することができる。このため、第１電極の電圧に異常が生じた場合に、半導体スイッチをより迅速にオフ状態に切り替えることができる。

【0022】

＜第１実施形態＞
図１に示す車載用の半導体スイッチ装置１（以下、「半導体スイッチ装置１」とも称する）は、自動車などの車両に搭載される装置である。半導体スイッチ装置１は、第１導電路１１と、第２導電路１２と、半導体スイッチ１３と、回路基板１４と、を有する。

【0023】

第１導電路１１及び第２導電路１２は、車両に搭載される電源部９０と負荷９１との間に設けられ、電源部９０から負荷９１へ電力を供給する電力路の一部として機能する。第１導電路１１と第２導電路１２との間には、半導体スイッチ１３が設けられている。第１導電路１１は、図１に示すように、半導体スイッチ１３よりも電源部９０側に配置されている。第２導電路１２は、半導体スイッチ１３よりも負荷９１側に配置されている。

【0024】

半導体スイッチ１３は、後述する駆動回路４２から出力されるオン信号及びオフ信号によって制御され、第１導電路１１と第２導電路１２との間においてオン状態とオフ状態とに切り替わる半導体スイッチング素子である。半導体スイッチ１３は、本実施形態ではＦＥＴ、より具体的にはＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）とするが、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）など別の半導体スイッチング素子であってもよい。

【0025】

半導体スイッチ１３は、図２から図４に示すように、半導体部２０と、第１電極２１と、第２電極２２と、第３電極２３と、封止体２４と、第１リード部３１と、第２リード部３２と、第３リード部３３と、第４リード部３４と、導体部３５とを有する。半導体スイッチ１３は、扁平な形状をなしている。本実施形態では、半導体スイッチ１３の厚さ方向をＺ方向とし、幅方向をＹ方向とし、Ｚ方向及びＹ方向に対して交差（より具体的には直交）する方向をＸ方向とする。

【0026】

半導体部２０は、Ｓｉ、ＳｉＣなどの半導体材料を有してなる。半導体部２０は、第１半導体領域（本実施形態ではドレイン領域）と、第１半導体領域とは異なる位置に配置される第２半導体領域（本実施形態ではソース領域）と、を有する。半導体部２０は、扁平な形状をなしている。半導体部２０の厚さ方向は、Ｚ方向に沿っており、より具体的にはＺ方向と同じである。

【0027】

第１電極２１、第２電極２２及び第３電極２３は、それぞれ電極層として構成されている。第１電極２１、第２電極２２及び第３電極２３の厚さ方向はＺ方向に沿っており、より具体的には、Ｚ方向と同じである。第１電極２１は、本実施形態ではドレイン電極であり、半導体部２０の第１半導体領域に電気的に接続されている。第２電極２２は、本実施形態ではソース電極であり、半導体部２０の第２半導体領域に電気的に接続されている。第３電極２３は、本実施形態ではゲート電極であり、後述する駆動回路４２からオン信号及びオフ信号が入力される。第１電極２１は、半導体部２０のＺ方向の一方側に配置され、第２電極２２及び第３電極２３は、半導体部２０のＺ方向の他方側に配置される。つまり、半導体部２０は、第１電極２１と、第２電極２２及び第３電極２３との間に配置される。半導体スイッチ１３は、第３電極２３にオン信号が入力された場合に第１電極２１側から第２電極２２側への電流の流れを許容するオン状態となり、第３電極２３にオフ信号が入力された場合に第１電極２１側から第２電極２２側への電流の流れを遮断するオフ状態となる。

【0028】

封止体２４は、半導体部２０、第１電極２１、第２電極２２及び第３電極２３を覆う。封止体２４は、絶縁性を有する。封止体２４は、例えば合成樹脂製である。封止体２４は、例えばトランスファー方式でモールド成形される。封止体２４は、扁平な形状をなしている。封止体２４の厚さ方向は、Ｚ方向に沿っており、より具体的にはＺ方向と同じである。封止体２４は、第１面２４Ａと、第２面２４Ｂとを有する。第１面２４Ａは、封止体２４のＸ方向の一方側の面である。第２面２４Ｂは、第１面２４Ａとは異なる位置に設けられた面であり、より具体的には封止体２４のＺ方向の一方側の面である。封止体２４には、封止体２４をＺ方向（厚さ方向）に貫通する第１貫通孔２４Ｃが形成されている。第１貫通孔２４Ｃの断面は円形をなしている。第１貫通孔２４Ｃには図示しないネジが挿通可能とされており、半導体スイッチ１３をネジ止めすることができる。

【0029】

第１リード部３１、第２リード部３２、第３リード部３３及び第４リード部３４は、それぞれ金属製であり、細長い形状をなしている。第１リード部３１、第２リード部３２、第３リード部３３、及び第４リード部３４は、封止体２４からＸ方向の一方側に突出した形態をなしている。第１リード部３１、第２リード部３２、第３リード部３３、及び第４リード部３４は、Ｙ方向に沿って並んで配置されている。つまり、第１リード部３１、第２リード部３２、第３リード部３３、及び第４リード部３４は、半導体スイッチ１３の幅方向に沿って並んで配置されている。

【0030】

第１リード部３１は、本実施形態ではドレイン端子である。第１リード部３１は、第１電極２１に電気的に接続され、封止体２４の第１面２４Ａから封止体２４の外部に突出している。第１リード部３１は、導体部３５に電気的に接続されている。第１リード部３１と導体部３５とは、同一部材で一体的に形成されている。第１リード部３１は、導体部３５を介して第１電極２１に電気的に接続されている。

【0031】

第２リード部３２及び第４リード部３４は、本実施形態ではソース端子である。第２リード部３２及び第４リード部３４は、それぞれワイヤ３６を介して第２電極２２に電気的に接続され、封止体２４の第１面２４Ａから封止体２４の外部に突出している。第２リード部３２及び第４リード部３４は、Ｙ方向において、第１リード部３１と第３リード部３３との間に配置されている。

【0032】

第３リード部３３は、本実施形態ではゲート端子である。第３リード部３３は、ワイヤ３６を介して第３電極２３に電気的に接続され、封止体２４の第１面２４Ａから封止体２４の外部に突出している。

【0033】

導体部３５は、金属製であり、板状をなしている。導体部３５の厚さ方向は、Ｚ方向に沿っており、より具体的にはＺ方向である。つまり、導体部３５の厚さ方向は、封止体２４の厚さ方向に沿っており、より具体的には、封止体２４の厚さ方向と同じ方向である。導体部３５は、第１電極２１とは別体として構成されており、第１電極２１に電気的に接続されている。導体部３５のＺ方向の他方側の面は、第１電極２１に接合されている。なお、本明細書において、「接合」には、直列接合される構成だけでなく、他の導電層を介して接合される構成も含まれる。導体部３５の厚さ方向は、第１電極２１の厚さ方向に沿っており、より具体的には第１電極２１の厚さ方向と同じ方向である。つまり、導体部３５と第１電極２１は、重なっている。導体部３５のＺ方向の他方側に半導体部２０及び第１電極２１が配置されている。導体部３５は、封止体２４の第２面２４Ｂから外部に露出している。導体部３５は、封止体２４の外部に露出する露出面３５Ａを有する。露出面３５Ａは、Ｚ方向の一方側を向いた状態で配置されている。露出面３５Ａの幅Ｗ１は、第１リード部３１の幅Ｗ２よりも大きい。導体部３５は、半導体部２０で生じた熱を封止体２４の外部に放出する放熱板として機能する。導体部３５には、導体部３５をＺ方向（厚さ方向）に貫通する第２貫通孔３５Ｂが形成されている。第２貫通孔３５Ｂの断面は円形をなしている。第２貫通孔３５Ｂの直径は、封止体２４の第１貫通孔２４Ｃの直径よりも大きい。第２貫通孔３５Ｂの内周面は、第１貫通孔２４Ｃの内周面よりも径方向外側に配置されている。

【0034】

回路基板１４は、半導体スイッチ１３を制御しうる。回路基板１４は、図１及び図５に示すように、基板４０と、制御部４１と、駆動回路４２と、第１電圧検出経路４３と、第２電圧検出経路４４と、電圧検出部４５と、を有する。基板４０は、例えば合成樹脂製であり、板状をなしている。基板４０には、配線パターンが形成されている。制御部４１、駆動回路４２、第１電圧検出経路４３、第２電圧検出経路４４、及び電圧検出部４５は、基板４０上に搭載されている。

【0035】

制御部４１は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成されており、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有する。制御部４１は、駆動条件が成立した場合に、駆動回路４２に駆動信号を与える。駆動回路４２は、駆動信号が与えられた場合に、半導体スイッチ１３の第３電極２３に向けてオン信号を出力する。第３電極２３にオン信号が入力されると、半導体スイッチ１３がオン状態となり、第１電極２１側から第２電極２２側へ電流が流れる。これにより、電源部９０に基づく電力が、負荷９１に供給される。駆動条件は、特に限定されず、例えば車両の始動スイッチがオン状態に切り替わったことであってもよいし、車両のユーザによって開始操作が行われたことであってもよい。始動スイッチは、エンジン搭載車であればイグニッションスイッチであり、電気自動車であればパワースイッチである。制御部４１は、例えば外部のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から入力される信号に基づいて、車両の始動スイッチのオンオフ状態やユーザの操作結果を認識することができる。

【0036】

制御部４１は、停止条件が成立した場合に、駆動回路４２に停止信号を与える。駆動回路４２は、停止信号が与えられた場合に、半導体スイッチ１３の第３電極２３に向けてオフ信号を出力する。第３電極２３にオフ信号が入力されると、半導体スイッチ１３がオフ状態となり、第１電極２１側から第２電極２２側への電流の流れが遮断される。これにより、電源部９０から負荷９１への電力供給が遮断される。停止条件は、特に限定されず、例えば車両の始動スイッチがオフ状態に切り替わったことであってもよいし、車両のユーザによって停止操作が行われたことであってもよい。

【0037】

電圧検出部４５は、例えば公知の電圧検出回路を有して構成されており、第１電圧検出経路４３と第２電圧検出経路４４との間の電圧を検出する。第１電圧検出経路４３は第１電極２１に電気的に接続され、第２電圧検出経路４４は第２電極２２に電気的に接続される。このため、電圧検出部４５は、第１電極２１と第２電極２２との間の電圧を検出しうる。電圧検出部４５は、第１電極２１と第２電極２２との間の電圧が閾値電圧以下であるか否かを判定する。電圧検出部４５は、第１電極２１と第２電極２２との間の電圧が閾値電圧以下であると判定した場合に、駆動回路４２に向けて遮断信号を出力する。駆動回路４２は、遮断信号が入力された場合、駆動信号が入力された状態であっても、オフ信号を出力する。つまり、第１電極２１と第２電極２２との間の電圧が閾値電圧以下となった場合、駆動回路４２から第３電極２３にオフ信号が入力される。これにより、半導体スイッチ１３は、オフ状態となる。

【0038】

次の説明は、半導体スイッチ１３の接続構造に関する。
図５に示すように、半導体スイッチ１３よりもＺ方向の一方側に第１導電路１１及び第２導電路１２が配置されており、半導体スイッチ１３よりもＺ方向の他方側に回路基板１４が配置されている。

【0039】

第１導電路１１は、第１バスバー１１Ａを含む。第１バスバー１１Ａは、板状をなしている。第２導電路１２は、第２バスバー１２Ａを含む。第２バスバー１２Ａは、板状をなしている。第１導電路１１の第１バスバー１１Ａ、第２導電路１２の第２バスバー１２Ａ、及び回路基板１４の厚さ方向は、半導体スイッチ１３の封止体２４の厚さ方向に沿っており、より具体的には、半導体スイッチ１３の封止体２４の厚さ方向と同じである。

【0040】

第１バスバー１１Ａは、Ｙ方向に沿って延びるように配置される第１配置部１１Ｂを有する。第２バスバー１２Ａは、Ｙ方向に沿って延びるように配置される第２配置部１２Ｂを有する。第１配置部１１Ｂと第２配置部１２Ｂとは互いにＸ方向に間隔を空けて並んで配置されている。半導体スイッチ１３は、第１配置部１１Ｂ上に配置され、導体部３５の露出面３５Ａが第１配置部１１Ｂに接合されている。露出面３５Ａの第１配置部１１Ｂとの接合領域の幅は、第１リード部３１の幅よりも大きい。ここで「接合領域」とは、導体部３５と第１導電路１１とが接合される部分の外縁よりも内側の領域をいい、上記内側の領域の全体が接合されていてもよいし、上記内側の領域の一部が接合されていなくてもよい。

【0041】

第１配置部１１ＢのＸ方向の一方側には第２配置部１２Ｂが配置されている。第２配置部１２ＢのＺ方向の他方側の面には、第２リード部３２のＺ方向の一方側の面が接合されている。

【0042】

第１リード部３１、第３リード部３３、第４リード部３４は、屈曲されて以下のように構成されている。

【0043】

第１リード部３１は、封止体２４の外部においてＺ方向の他方側に延びる第１延出部３１Ｂを有する。より具体的には、第１リード部３１は、封止体２４からＸ方向の一方側に突出する第１突出部３１Ａを有し、第１延出部３１Ｂは、第１突出部３１Ａの先端からＺ方向の他方側に延びている。

【0044】

第３リード部３３は、封止体２４の外部においてＺ方向の他方側に延びる第３延出部３３Ｂを有する。より具体的には、第３リード部３３は、封止体２４からＸ方向の一方側に突出する第３突出部３３Ａを有し、第３延出部３３Ｂは、第３突出部３３Ａの先端からＺ方向の他方側に延びている。

【0045】

第４リード部３４は、封止体２４の外部においてＺ方向の他方側に延びる第４延出部３４Ｂを有する。より具体的には、第４リード部３４は、封止体２４からＸ方向の一方側に突出する第４突出部３４Ａを有し、第４延出部３４Ｂは、第４突出部３４Ａの先端からＺ方向の他方側に延びている。

【0046】

第１延出部３１Ｂ、第３延出部３３Ｂ及び第４延出部３４Ｂは、それぞれ回路基板１４の配線パターンに半田付けなどで接合されている。第１延出部３１Ｂは、第１電圧検出経路４３に接合されている。第４延出部３４Ｂは、第２電圧検出経路４４に接合されている。つまり、第１電圧検出経路４３は、第１リード部３１を介して第１電極２１に電気的に接続されており、第２電圧検出経路４４は、第４リード部３４を介して第２電極２２に電気的に接続されている。第３延出部３３Ｂには、駆動回路４２からオン信号及びオフ信号が選択的に入力される。

【0047】

次の説明は、第１実施形態の効果に関する。
第１実施形態の車載用の半導体スイッチ装置１は、半導体スイッチ１３と、電圧検出部４５と、を有している。半導体スイッチ１３は、車載用の駆動回路４２から出力されるオン信号及びオフ信号によって制御され、第１導電路１１と第２導電路１２との間においてオン状態とオフ状態とに切り替わる。半導体スイッチ１３は、半導体部２０と、第１電極２１と、第２電極２２と、第３電極２３と、封止体２４と、第１リード部３１と、第２リード部３２と、導体部３５と、を有している。第３電極２３は、駆動回路４２からオン信号及びオフ信号が入力される。封止体２４は、半導体部２０を覆う。第１リード部３１は、第１電極２１に電気的に接続され、封止体２４の外部に突出している。第２リード部３２は、第２電極２２に電気的に接続され、封止体２４の外部に突出している。導体部３５は、第１電極２１に電気的に接続され、封止体２４の外部に露出している。半導体スイッチ１３は、第３電極２３にオン信号が入力された場合に第１電極２１側から第２電極２２側への電流の流れを許容するオン状態となり、第３電極２３にオフ信号が入力された場合に第１電極２１側から第２電極２２側への電流の流れを遮断するオフ状態となる。導体部３５は第１導電路１１に接合されており、第１リード部３１は第１電圧検出経路４３に接合されている。電圧検出部４５は、第１電圧検出経路４３に印加された電圧を検出する。この構成によれば、第１電極２１に電気的に接続される第１リード部３１及び導体部３５のうち、導体部３５が電流経路として機能し、第１リード部３１が電圧検出に用いられる。このため、第１電極２１と第１電圧検出経路４３との間のインダクタンス成分を小さく抑える構成をとりやすい。つまり、この構成によれば、第１電極２１と第１電圧検出経路４３との間のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響を抑えつつ、第１電極２１及び第２電極２２間の電圧を検出する構成をとりやすい。

【0048】

更に、第１電極２１に電気的に接続される第１リード部３１及び導体部３５のうち、第１リード部３１が第１電圧検出経路４３に接合され、導体部３５が第１導電路１１に接合されている。つまり、屈曲しやすい第１リード部３１を第１電圧検出経路４３に接合させる構成であるため、第１電圧検出経路４３の配置位置の自由度を高めることができる。

【0049】

更に、第１リード部３１と導体部３５とは一体的に形成されている。第１リード部３１と導体部３５が一体的に形成されている構成では、第１リード部３１が第１導電路１１に接合され、且つ第１リード部３１又は第１導電路１１に第１電圧検出経路４３が接合される場合、導体部３５と第１リード部３１の両方に電流が流れるため、導体部３５と第１リード部３１の両方のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響を受ける。これに対し、本構成では、第１リード部３１が第１電圧検出経路４３に接合され、導体部３５が第１導電路１１に接合されているため、第１導電路１１から第２導電路１２に流れる電流が第１リード部３１を通過しなくなり、その結果、第１リード部３１のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響を受けないか、あるいは受けにくい。このため、第１電極２１と第１電圧検出経路４３との間のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響をより確実に抑えることができる。

【0050】

更に、導体部３５は、板状をなしている。導体部３５の厚さ方向の片側（Ｚ方向の一方側）の面が第１導電路１１に接合されている。この構成によれば、導体部３５のインダクタンス成分を小さく抑えやすいため、第１電極２１と第１電圧検出経路４３との間のインダクタンス成分を小さく抑えやすい。また、この構成によれば、半導体スイッチ１３で生じた熱を導体部３５から第１導電路１１に放出しやすい。

【0051】

更に、導体部３５において封止体２４の外部に露出する露出面３５Ａの幅Ｗ１は、第１リード部３１の幅Ｗ２よりも大きい。この構成によれば、導体部３５のインダクタンス成分を小さく抑えやすいため、第１電極２１と第１電圧検出経路４３との間のインダクタンス成分を小さく抑えやすい。また、この構成によれば、半導体スイッチ１３で生じた熱を導体部３５から第１導電路１１に放出しやすい。

【0052】

更に、電圧検出部４５は、第１電圧検出経路４３に印加された電圧が予め定められた異常電圧である場合に遮断信号を出力し、駆動回路４２は、遮断信号が入力された場合に、オフ信号を出力する。この構成によれば、第１電極２１と第１電圧検出経路４３との間のインダクタンス成分に起因する逆起電力の影響を抑えつつ電圧を検出し、その検出した電圧が異常電圧である場合に駆動回路４２からオフ信号を出力することができる。このため、第１電極２１の電圧に異常が生じた場合に、半導体スイッチ１３をより迅速にオフ状態に切り替えることができる。

【0053】

＜他の実施形態＞
本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態は、次のように変更されてもよい。

【0054】

上記実施形態では、導体部が第１電極とは別体であったが、導体部が第１電極と同一部材で一体的に構成されてもよい。つまり、導体部が第１電極の一部として構成されていてもよい。

【0055】

上記実施形態では、導体部が第１導電路に接合され、第１リード部が第１電圧検出経路に接合される構成であったが、導体部が第１電圧検出経路に接合され、第１リード部が第１導電路に接合される構成であってもよい。

【0056】

なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示された範囲内又は特許請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0057】

１…半導体スイッチ装置
１１…第１導電路
１１Ａ…第１バスバー
１１Ｂ…第１配置部
１２…第２導電路
１２Ａ…第２バスバー
１２Ｂ…第２配置部
１３…半導体スイッチ
１４…回路基板
２０…半導体部
２１…第１電極
２２…第２電極
２３…第３電極
２４…封止体
２４Ａ…第１面
２４Ｂ…第２面
２４Ｃ…第１貫通孔
３１…第１リード部
３１Ａ…第１突出部
３１Ｂ…第１延出部
３２…第２リード部
３３…第３リード部
３３Ａ…第３突出部
３３Ｂ…第３延出部
３４…第４リード部
３４Ａ…第４突出部
３４Ｂ…第４延出部
３５…導体部
３５Ａ…露出面
３５Ｂ…第２貫通孔
３６…ワイヤ
４０…基板
４１…制御部
４２…駆動回路
４３…第１電圧検出経路
４４…第２電圧検出経路
４５…電圧検出部
９０…電源部
９１…負荷
Ｗ１…露出面の幅
Ｗ２…第１リード部の幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】