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公開番号2025066002
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-22
出願番号2023175560
出願日2023-10-10
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社日立製作所,日立Astemo株式会社
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250415BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】接合時の基板の反りの抑制、かつ水路組付け時の接合部の応力の低減、主回路インダクタンス増加の回避を実現した電力変換装置を提供する。
【解決手段】
複数の半導体モジュールと、貫通孔で前記半導体モジュールと接続する配線基板と、を備える電力変換装置であって、前記半導体素子は、複数の信号端子および複数の主端子を有し、複数の前記信号端子および複数の前記主端子は、前記半導体モジュールから外部に互いに反対方向に突出し、複数の前記信号端子は、それぞれ前記半導体モジュールと前記配線基板との間の位置に屈曲部を有する。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
直流電力を交流電力に電力変換する半導体素子を封止部材によって封止した複数の半導体モジュールと、
貫通孔を有しかつ前記貫通孔で前記半導体モジュールと接続する配線基板と、を備える電力変換装置であって、
前記半導体素子は、複数の信号端子および複数の主端子を有し、
前記配線基板は、前記信号端子に接続される信号配線および前記主端子に接続される主回路配線を有し、
前記半導体モジュールは、前記信号端子を介して入力される制御信号に基づいて前記主端子間の導通をスイッチング制御し、
複数の前記信号端子および複数の前記主端子は、前記半導体モジュールから外部に互いに反対方向に突出し、
複数の前記信号端子は、それぞれ前記半導体モジュールと前記配線基板との間の位置に屈曲部を有する
電力変換装置。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記半導体モジュールにおいて、前記屈曲部は凸部を有し、
一方の前記信号端子の前記屈曲部の凸部と、もう一方の前記信号端子の前記屈曲部の凸部が互いに向き合うように形成されている
電力変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換装置であって、
前記半導体モジュールにおいて、それぞれの前記屈曲部は、互いに近づく方向に屈曲している
電力変換装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記屈曲部は、前記配線基板の厚さ方向に屈曲している
電力変換装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記半導体モジュールにおいて、それぞれの前記屈曲部は、同方向にＬ字形状でありかつ平面方向において前記半導体モジュールの大きさの範囲内に収まる
電力変換装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記半導体モジュールの厚さ方向において、前記半導体モジュールの両面には放熱部材が設けられている
電力変換装置。

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 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換装置は、小型化・低背化の要求に加え、より生産しやすい工夫も必要である。そこで、プリント基板で主回路配線を一体化する構成を採用することにより、接合部の省略が可能であり小型化、低背化、生産性を向上させてきた。これに伴い、電力変換装置の構成において接合部分等の信頼性が求められる。
【０００３】
電力変換装置の信頼性を向上させる構成の例として、特許文献１には、半導体パッケージから制御基板への過剰な熱伝導を抑制するため、半導体パッケージは、半導体パッケージから離れる方向に形状が曲げられた制御信号入力リードを有し、制御信号入力リードの先端に制御基板を搭載し、半導体パッケージと制御基板の間に空気層を設けている構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－１５７４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の構成からさらに小型化・低背化・生産性の向上を求めたプリント基板で主回路配線を一体化する構成を採用しているインバータは、半導体パッケージを挿入する貫通孔を形成していることにより、プリント基板の剛性が低下している。プリント基板よりも線膨張係数の大きい封止部材を備えた半導体パッケージを、基板の貫通孔に挿入してプリント基板と接続すると、線膨張係数差によって基板側に反りが発生する課題が生じる。また、プリント基板を水路に組み付ける際にははんだ接合部にさらに過大な引っ張り応力を発生して、接合時に信頼性が悪化する課題が生じていた。
【０００６】
これを鑑みて本発明は、半導体モジュールとプリント基板の接合時においての基板の反りを抑制し、かつ水路組付け時のはんだ接合部応力を低減し、主回路インダクタンスの増加を回避した電力変換装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
直流電力を交流電力に電力変換する半導体素子を封止部材によって封止した複数の半導体モジュールと、貫通孔を有しかつ前記貫通孔で前記半導体モジュールと接続する配線基板と、を備える電力変換装置であって、前記半導体素子は、複数の信号端子および複数の主端子を有し、前記配線基板は、前記信号端子に接続される信号配線および前記主端子に接続される主回路配線を有し、前記半導体モジュールは、前記信号端子を介して入力される制御信号に基づいて前記主端子間の導通をスイッチング制御し、複数の前記信号端子および複数の前記主端子は、前記半導体モジュールから外部に互いに反対方向に突出し、複数の前記信号端子は、それぞれ前記半導体モジュールと前記配線基板との間の位置に屈曲部を有する。
【発明の効果】
【０００８】
接合時の基板の反りの抑制、かつ水路組付け時の接合部の応力の低減、主回路インダクタンス増加の回避を実現した電力変換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の電力変換装置に係る、電気回路図
本発明の一実施形態に係る、電力変換装置の斜視図と上視図
本発明の一実施形態に係る、１相分の電力変換装置の上視図とＡ－Ａ’断面図
本発明の一実施形態に係る、半導体モジュールの構成の説明図と斜視図
第１変形例
第２変形例
第３変形例
図７の外観図
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
（【００１１】以降は省略されています）

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