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公開番号2025070882
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023181481
出願日2023-10-20
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 20070101AFI20250424BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】応力緩和およびインダクタンス低減の両立を図ることができる電力変換装置の提供。
【解決手段】端子301～303は、配線基板20に平行な面内で屈曲する屈曲部310と、屈曲部310よりも先端側に設けられる端子接続部311とを有する。配線基板20は、基板表面に設けられて端子301～303が接合される第1の配線部201～203と、その他の第2の配線部とを有する。第1の配線部201～203は、端子301～303が接続される接続領域である一端201a,202a,203aから端子301～303に沿って対向するように半導体パッケージ30の方向に伸延し、伸延側の端部である他端201b,202b,203bに第2の配線部が接続される。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
半導体素子を内蔵するとともに、外部に突出する接続用の端子を有する半導体パッケージと、
前記半導体パッケージが実装される配線基板と、を備え、
前記端子は、前記配線基板に平行な面内で屈曲する屈曲部と、前記屈曲部よりも先端側に設けられる端子接続部とを有し、
前記配線基板は、基板表面に設けられて前記端子が接合される第１配線部と、その他の第２配線部とを有し、
前記第１配線部は、前記端子が接続される接続領域から前記端子に沿って対向するように前記半導体パッケージの方向に伸延し、伸延側の端部に前記第２配線部が接続される、電力変換装置。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記配線基板は貫通孔を有し、
前記半導体パッケージは前記貫通孔に挿入されるように配線基板に実装される、電力変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換装置において、
前記半導体パッケージは、前記貫通孔の基板表面側に露出する第１放熱面および前記貫通孔の基板裏面側に露出する第２放熱面を有し、
前記第１放熱面を冷却する第１冷却器および前記第２放熱面を冷却する第２冷却器をさらに備える、電力変換装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記半導体パッケージは、同じ側面から突出する複数の前記端子を有し、
隣接する一対の前記端子に設けられた前記屈曲部の各々は、互いに近接する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において、
前記配線基板には、前記端子の突出方向に対して直交する方向に前記半導体パッケージが複数配列され、
複数の前記半導体パッケージが配列方向に並ぶよう配置されている、電力変換装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記配線基板は、複数の配線層が絶縁層を挟んで基板厚さ方向に積層された多層基板であって、
前記第１配線部は、前記配線基板の表面側に設けられた前記配線層に形成され、かつ、前記伸延側の前記端部において、前記基板厚さ方向に設けられた他の配線層の少なくとも一つと層間接続部により接続されている、電力変換装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電力変換装置において、
前記配線基板は基板裏面側に前記配線層を有し、
前記層間接続部により接続される前記他の配線層は、前記基板裏面側の前記配線層を含み、
前記基板裏面側の前記配線層を冷却する第３冷却器をさらに備える、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 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、インバータ等の電力変換装置では、配線基板上にインバータ回路を構成する半導体パッケージが搭載されている。そのような電力変換装置においては、信頼性（例えば、サイクル耐量）向上のために、半導体パッケージの端子と配線基板とを接合するはんだ接合部の応力緩和が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、はんだ接合部の応力を緩和するために、端子に屈曲部を設ける端子構造が開示されている。屈曲部を設けることにより、はんだ接合部の応力を緩和することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許４４７６４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、端子を屈曲構造にすると端子がより長くなり、それに伴って端子部分のインダクタンスが増大するという問題が生じる。大電流が流れる主端子においてはそのようなインダクタンス増大を避ける必要があり、主端子に屈曲構造を適用することは困難だった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様による電力変換装置は、半導体素子を内蔵するとともに、外部に突出する接続用の端子を有する半導体パッケージと、前記半導体パッケージが実装される配線基板と、を備え、前記端子は、前記配線基板に平行な面内で屈曲する屈曲部と、前記屈曲部よりも先端側に設けられる端子接続部とを有し、前記配線基板は、基板表面に設けられて前記端子が接合される第１配線部と、その他の第２配線部とを有し、前記第１配線部は、前記端子が接続される接続領域から前記端子に沿って対向するように前記半導体パッケージの方向に伸延し、伸延側の端部に前記第２配線部が接続される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、応力緩和およびインダクタンス低減の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、電力変換装置の概略構成を示す図である。
図２は、インバータ回路の構成を示す図である。
図３は、配線基板に実装された半導体パッケージを示す図である。
図４は、図３のＡ－Ａ断面図である。
図５は、配線基板上における上下アームの半導体パッケージの配置の一例を示す図である。
図６は、図４に示した構成の変形例を示す図である。
図７は、第２実施形態におけるインバータ回路の構成を示す図である。
図８は、配線基板上のＵ相インバータ回路の部品配置を模式的に示す図である。
図９は、図８のＢ－Ｂ断面図である。
図１０は、比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。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。また、以下の説明では、同一または類似の要素および処理には同一の符号を付し、重複説明を省略する場合がある。なお、以下に記載する内容はあくまでも本発明の実施の形態の一例を示すものであって、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではなく、他の種々の形態でも実施する事が可能である。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、電力変換装置１の概略構成を示す図である。電力変換装置１は、バッテリなどの直流電圧源２から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータ３を駆動する。また、モータ３の制動動作時には、電力変換装置１は交流電力を直流電力に変換するように回生制御される。電力変換装置１は、インバータ回路１０、ゲート駆動回路１１および制御回路１２を備えている。インバータ回路１０は、スイッチング動作をする半導体素子を複数備えている。インバータ回路１０は、正極配線１０３ｐおよび負極配線１０３ｎによって直流電圧源２に接続されている。制御回路１２は、マイコンやＣＰＵ等で構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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