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公開番号2024180042
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023099464
出願日2023-06-16
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20241219BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】発熱に対して適切な対策を行うことができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】4層以上のプリント基板144と、プリント基板144に実装され、半導体素子により電力変換を行う主回路と、を備え、プリント基板144は、外部に露出する層である表層(第1層144a、第4層144d)の配線が内部に存在する層である中間層(第2層144b、第3層144c)の配線よりも薄く、表層には主回路の中性点配線102が形成され、中間層には前記主回路の他の配線(正極配線101、負極配線103、中間配線106,107)が形成されている。
【選択図】図13
特許請求の範囲【請求項１】
４層以上のプリント基板と、
前記プリント基板に実装され、半導体素子により電力変換を行う主回路と、を備え、
前記プリント基板は、外部に露出する層である表層の配線が内部に存在する層である中間層の配線よりも薄く、
前記表層には前記主回路の中性点配線が形成され、前記中間層には前記主回路の他の配線が形成されていること、を特徴とする電力変換装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記中性点配線と前記他の配線とは流れる電流の方向が逆であること、を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記プリント基板は、４層であり、
前記中間層の第２層又は第３層には、前記他の配線のうちの２種の中間配線が互いに絶縁されて形成され、
前記中間層の第３層又は第２層には、前記他の配線のうち正極配線と負極配線とが互いに絶縁されて形成されていること、を特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記プリント基板は、６層であり、
前記中間層のうちの第２層及び第５層には、それぞれ前記他の配線のうちの２種の中間配線が互いに絶縁されて形成され、
前記中間層のうち第３層及び第４層には、それぞれ前記他の配線のうち正極配線と負極配線とが互いに絶縁されて形成されていること、を特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記半導体素子を有するパワーモジュール及び前記プリント基板に隣接して当該パワーモジュール及び当該プリント基板を冷却する冷却媒体が流通する流路が設けられていること、を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記表層の配線はファインピッチの配線であり、
前記プリント基板には、前記ファインピッチの配線で配線され、前記主回路を制御する制御ＩＣが実装されていること、を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記主回路を構成する複数個のパワーモジュールが前記プリント基板に実装され、各前記パワーモジュールは各々単一の前記半導体素子を備えていること、を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記プリント基板には、板厚方向に貫通する孔が形成されていて、
前記パワーモジュールは、前記孔内に挿通するように実装され、当該孔の両側から前記プリント基板の外に露出していること、を特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
各前記パワーモジュールは、複数個ずつ並列接続されていること、を特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記半導体素子は、ＭＯＳＦＥＴであり、
前記制御ＩＣは、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御するゲートドライバであること、を特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１６－２０７９４０号公報（特許文献１）がある。この公報には、「本発明の電子部品内蔵配線板では、積層コア基板が、複数の第１絶縁樹脂層と複数の第１導電層とが交互に積層されてなる。そして、小キャビティは、第１絶縁樹脂層を３層貫通して形成されているのに対し、大キャビティは、第１絶縁樹脂層を５層貫通して形成されている。また、小キャビティと大キャビティとに共通して、キャビティの厚さ方向の中央に、中央絶縁樹脂層が位置している。」と記載されている（要約参照）。
【０００３】
別の背景技術として、特開２０１２－２３５０３６号公報（特許文献２）がある。この公報には、「多層配線プリント基板に放熱用厚銅箔層を積層し、発熱部品及びヒートシンクを搭載するランドを他のデバイス用ランドや回路と分離して形成し、該ランドに形成したスルーホール内壁にめっき層を形成してスルーホール内壁面に露出した放熱用厚銅箔層に接続し、該スルーホール内に銅熱伝導性ペーストを充填してこれらの表面にめっきしてランド上に発熱部品及びヒートシンクへの熱伝導層を形成する。」と記載されている（要約参照）。
【０００４】
別の背景技術として、特開２００８－１８１９７９号公報（特許文献３）がある。この公報には、「金属コアを含む導体層が少なくとも５層構造をなす金属コア多層プリント配線板で、配線板の厚さ方向を貫き任意の導体層との接続を取るべく任意の導体層間を銅めっきにより電気的に接続した貫通導通穴が形成され、貫通導通穴の銅めっきは金属コアと接続され、金属コアの貫通導通穴周辺部分は、貫通導通穴周辺部分をその周囲の金属コア本体と画成するために形成されかつ内側絶縁層の絶縁材が充填された切欠き穴と、内層導体及び内側絶縁層並びに金属コアを貫きかつ外側絶縁層の絶縁材で充填された非導通穴により金属コアの貫通導通穴周辺部分をそれ以外の金属コアと分離され電気的に別回路を形成している。」と記載されている（要約参照）。
【０００５】
別の背景技術として、特開２００７－３１１７２３号公報（特許文献４）がある。この公報には、「多層回路基板では、第１の内部導体層及び第２の内部導体層の周縁部に、それぞれ第１の内層回路パターン及び第２の内層回路パターンに接触しない第１のダミーパターン及び第２のダミーパターンが形成されているので、製造時に連結配線板における隣接する多層回路基板との間の間隔は短くなり、これによって、積層プレス工程時に隣接する多層回路基板間の第２の絶縁層及び第３の絶縁層を構成する樹脂材を埋めるために必要な空間が小さくなり、気泡等の発生を防止できる。」と記載されている（要約参照）。
【０００６】
別の背景技術として、国際公開２０１３／００５４５１公報（特許文献５）がある。この公報には、「多層配線板は、絶縁性基材と、内層用銅板と、外層用銅箔と、を備えている。内層用銅板は、絶縁性基材の内部に配置され、パターニングされている。外層用銅箔は、絶縁性基材の表面にパターニングされた状態で配置され、内層用銅板よりも厚さが薄く、かつ、電流経路の断面積が内層用銅板における電流経路の断面積よりも小さい。それにより、基板の投影面積の増加を抑制しつつ大きな電流とそれより小さな電流とを流すことができる多層配線板および多層配線板の製造方法を提供する。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１６－２０７９４０号公報
特開２０１２－２３５０３６号公報
特開２００８－１８１９７９号公報
特開２００７－３１１７２３号公報
国際公開２０１３／００５４５１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１～５に開示の技術は、装置の発熱に対して適切な対策を行うという観点からは改善の余地があった。
そこで、本発明は、発熱に対して適切な対策を行うことができる電力変換装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明は、４層以上のプリント基板と、前記プリント基板に実装され、半導体素子により電力変換を行う主回路と、を備え、前記プリント基板は、外部に露出する層である表層の配線が内部に存在する層である中間層の配線よりも薄く、前記表層には前記主回路の中性点配線が形成され、前記中間層には前記主回路の他の配線が形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発熱に対して適切な対策を行うことができる電力変換装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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