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公開番号2025097815
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023214240
出願日2023-12-19
発明の名称プリント配線基板、電力変換装置
出願人株式会社日立製作所,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H05K 1/02 20060101AFI20250624BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】電界強度の低減、絶縁破壊の防止を実現するプリント基板及び電力変換装置を提供する。
【解決手段】プリント配線基板100は、絶縁基板1、内層導体パターン2、内層導体パターンを覆って形成されている層間絶縁層3及び絶縁基板側の面とは反対側の面に形成され、内層導体パターンと板厚方向で対向して設けられている外層導体パターン4を備える。内層導体パターンは、外層導体パターン側の面である表面領域7を有し、外層導体パターンは、層間絶縁層側の面である内層面4bとエッジが形成されている側面であるサイドエッジ部4aとを有し、外層導体パターンの内層面の端部は、内層導体パターンの表面領域と平面方向に重ならない位置に形成され、外層導体パターンの内層面の端部と内層導体パターンの表面領域の端部との間の平面方向における距離Xは、外層導体パターンと内層導体パターンとの間の板厚方向における距離Zの2分の1よりも長い。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成されている内層導体パターンと、
前記絶縁基板上において前記内層導体パターンを覆って形成されている層間絶縁層と、
前記層間絶縁層において、前記絶縁基板側の面とは反対側の面に形成され、前記内層導体パターンと板厚方向で対向して設けられている外層導体パターンと、を備え、
前記内層導体パターンは、前記外層導体パターン側の面である表面領域を有し、
前記外層導体パターンは、前記層間絶縁層側の面である内層面と、エッジが形成されている側面であるサイドエッジ部と、を有し、
前記外層導体パターンの前記内層面の端部は、前記内層導体パターンの前記表面領域と平面方向に重ならない位置に形成され、
前記外層導体パターンの前記内層面の端部と前記内層導体パターンの前記表面領域の端部との間の平面方向における第１距離は、前記外層導体パターンと前記内層導体パターンとの間の板厚方向における第２距離の２分の１よりも長く、
前記外層導体パターンおよび前記内層導体パターンは、互いに電位の異なる電圧が印加されている
プリント配線基板。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
前記内層導体パターンは、前記外層導体パターンに向かって板厚方向に突出し、前記表面領域を頂上の面とする凸形状部と、平面方向において前記凸形状部の周囲に形成される凹部と、を有し、
前記内層導体パターンにおいて、板厚方向における前記絶縁基板側の面と前記凹部との間の厚さは、板厚方向における前記絶縁基板側の面と前記表面領域との間の厚さよりも小さい
請求項１に記載のプリント配線基板。
【請求項３】
前記内層導体パターンと前記外層導体パターンの厚さは、それぞれ１００μｍ以上である
請求項１に記載のプリント配線基板。
【請求項４】
前記層間絶縁層は、その材料が、有機絶縁材料または有機無機複合絶縁材料である
請求項１に記載のプリント配線基板。
【請求項５】
前記絶縁基板は、その材料が、有機絶縁材料、無機絶縁材料または有機無機複合絶縁材料である
請求項１に記載のプリント配線基板。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプリント配線基板を備えた
電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
資源の有効活用、省エネルギー化の推進、地球温暖化ガスの排出を抑制するため、パワー半導体素子を用いた電力変換装置が民生用、自動車用、鉄道用、産業用、インフラ用など各分野に幅広く利用されている。例えば自動車用の電力変換装置は、モータで駆動する電気自動車（ＥＶ）や、モータ駆動とエンジン駆動を組み合わせたハイブリッドカー（ＨＥＶ）などがある。特に、ＥＶでは電気の力であるモータの駆動力のみで走行するため、大きな電力を扱うことができる高電圧化対応の電力変換装置が必要になる。また、ＥＶの場合、航続距離の関係からバッテリーのサイズが拡大し重量が増大するため、バッテリーの小型軽量大容量化が求められているが、同時に電力変換装置の小型軽量化も求められている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１では、第１放熱体と、前記第１放熱体と対向する第２放熱体と、表面に第１回路パターンが形成され、裏面が前記第１放熱体と対向するプリント基板と、前記第１放熱体と前記プリント基板との間に設けられた第１絶縁部材と、裏面が第１接合部材を介して前記第１回路パターンに電気的に接合された金属板からなる電極部と、前記電極部に電気的に接合された半導体チップと、前記電極部の表面側の一部及び前記半導体チップを封止する樹脂部と、を有するスイッチング素子と、裏面が前記電極部の表面側の露出面に接合された第１固定部材と、一端が第１固定部材を介して前記電極部の表面に接合され、他端が前記スイッチング素子の前記樹脂部の前記第２放熱体と対向する面と、前記第２放熱体との間に設けられた放熱部材と、前記第２放熱体と、前記放熱部材との間に狭持された第２絶縁部材と、一端が前記第１放熱体に、他端が前記第２放熱体にそれぞれ結合され、前記第１放熱体と前記第２放熱体とを固定する据付部と、を備えており、小型軽量化のためにパワー半導体装置をプリント基板上に実装する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開２０１９／１４６４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の構成では、高電圧および大電流を扱う関係で、プリント配線基板の配線は１００μｍ以上の厚さが大きい導体箔や導体板を使用するため、導体箔が厚くなるほどエッチングで形成される回路導体パターンの下端部を尖らせる必要がある。これにより形成された鋭角形状の下端部の先端では、電界が集中して電界強度が高くなり、部分放電の発生や、マイグレーションによる絶縁劣化が進行しやすい。よって、プリント配線基板において、板厚方向に重なる導体パターン同士の間で絶縁破壊に至る可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
プリント配線基板および電力変換装置は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成されている内層導体パターンと、前記絶縁基板上において前記内層導体パターンを覆って形成されている層間絶縁層と、前記層間絶縁層において、前記絶縁基板側の面とは反対側の面に形成され、前記内層導体パターンと板厚方向で対向して設けられている外層導体パターンと、を備え、前記内層導体パターンは、前記外層導体パターン側の面である表面領域を有し、前記外層導体パターンは、前記層間絶縁層側の面である内層面と、エッジが形成されている側面であるサイドエッジ部と、を有し、前記外層導体パターンの前記内層面の端部は、前記内層導体パターンの前記表面領域と平面方向に重ならない位置に形成され、前記外層導体パターンの前記内層面の端部と前記内層導体パターンの前記表面領域の端部との間の平面方向における第１距離は、前記外層導体パターンと前記内層導体パターンとの間の板厚方向における第２距離の２分の１よりも長く、前記外層導体パターンおよび前記内層導体パターンは、互いに電位の異なる電圧が印加されている。
【発明の効果】
【０００７】
電界強度の低減、絶縁破壊の防止を実現するプリント配線基板および電力変換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る、プリント配線基板の断面図
第１変形例
第２変形例
比較例１
比較例２
電界強度解析結果
高温高湿バイアス試験結果
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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ことが可能である。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。
【００１０】
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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