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公開番号2025151137
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024052404
出願日2024-03-27
発明の名称インバータ装置
出願人マツダ株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20251002BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】インバータ装置の放熱性能を向上させる。
【解決手段】
インバータ装置1は、第1配線層と第2配線層とを有する配線基板と、中間層に並べて配置され、一方の面にソース領域と、ソース領域を囲むドレイン領域とを有する複数のトランジスタQとを備える。複数のトランジスタQは、一方の面が第1配線層に対向して配置され、ドレインが第1配線層の第1配線に接続され、ソースが第1配線層の第2配線に接続された第1トランジスタを含む。そして、第1配線は、平面視において、第1トランジスタのドレイン領域にC字状に重なり、第2配線は、平面視において、第2配線の開口から第1トランジスタのソース領域に重なる位置まで延びている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１配線層と第２配線層とを有する配線基板と、
一方の面にソース領域と、当該ソース領域を囲むドレイン領域とを有し、前記第１配線層と前記第２配線層の間の中間層に並べて配置された複数のトランジスタとを備え、
前記複数のトランジスタは、
前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ドレインが前記第１配線層の第１配線に接続され、ソースが前記第１配線層の第２配線に接続された第１トランジスタを含み、
前記第１配線は、平面視において、前記第１トランジスタの前記ドレイン領域にＣ字形状に重なり、かつ、当該Ｃ字形状の開口から前記ソース領域に向かう凹部を有し、
前記第２配線は、平面視において、前記凹部内に突出し、前記第１トランジスタの前記ソース領域と重なる凸部を有する、インバータ装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載のインバータ装置において、
前記複数のトランジスタは、
前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ソースが前記第１配線層の前記第１配線に接続された第２トランジスタと、
前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ドレインが前記第１配線層の前記第２配線に接続された第３トランジスタとを含む、インバータ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のインバータ装置において、
前記複数のトランジスタは、
他方の面にドレインが形成され、前記他方の面が前記第１配線層に対向して配置され、前記他方の面のドレインが前記第１配線層の前記第１配線に接続された第２トランジスタと、
前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ドレインが前記第１配線層の前記第２配線に接続された第３トランジスタとを含む、インバータ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のインバータ装置において、
前記複数のトランジスタは、
前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ソースが前記第１配線層の前記第１配線に接続された第２トランジスタと、
前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ソースが前記第１配線層の前記第２配線に接続された第３トランジスタとを含む、インバータ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のインバータ装置において、
前記複数のトランジスタは、
前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ソースが前記第１配線層の前記第１配線に接続された第２トランジスタと、
他方の面にドレインが形成され、前記他方の面が前記第１配線層に対向して配置され、前記他方の面のドレインが前記第１配線層の前記第２配線に接続された第３トランジスタとを含む、インバータ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のインバータ装置において、
前記複数のトランジスタは、他方の面にドレインが形成され、前記他方の面が前記第１配線層に対向して前記第１トランジスタと並べて配置され、前記他方の面のドレインが前記第１配線層の前記第２配線に接続された第２トランジスタを含み、
前記第１配線には、電源配線が接続されている、インバータ装置。
【請求項７】
請求項１に記載のインバータ装置において、
前記複数のトランジスタは、前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ドレインが前記第１配線層の前記第２配線に接続された第２トランジスタを含み、
前記第１配線には、電源配線が接続されている、インバータ装置。
【請求項８】
第１配線層と第２配線層とを有する基板と、
一方の面にソースが形成されたソース領域と、当該ソース領域を囲みかつドレインが形成されたドレイン領域とを有し、かつ、他方の面にドレインが形成されたドレイン領域を有しており、前記第１配線層と前記第２配線層の間の中間層に並べて配置された複数のトランジスタとを備え、
前記複数のトランジスタは、
前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ソースが前記第１配線層に形成された第１配線に接続された第１トランジスタと、
前記他方の面が前記第１配線層に対向して配置され、前記他方の面のドレインが前記第１配線に接続された第２トランジスタと、
前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ソースが前記第１配線層に形成された出力配線に接続され、前記一方の面のドレインが前記第１配線に接続された第３トランジスタと、
前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ソースが前記第１配線層に形成された第２配線に接続され、前記一方の面のドレインが前記出力配線に接続された第４トランジスタと、
前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ソースが前記第２配線に接続された第５トランジスタと、
前記他方の面が前記第１配線層に対向して配置され、前記他方の面のドレインが前記第２配線に接続された第６トランジスタとを含み、
前記第１配線は、平面視において、前記第３トランジスタの前記ドレイン領域にＣ字形状に重なり、かつ、当該Ｃ字形状の開口から前記ソース領域に向かう第１凹部を有し、
前記出力配線は、平面視において、前記第１凹部内に突出し、前記第３トランジスタの前記ソース領域と重なる第１凸部を有し、かつ、前記第５トランジスタの前記ドレイン領域にＣ字状に重なり、かつ、当該Ｃ字形状の開口から前記ソース領域に向かう第２凹部を有し、
前記第２配線は、平面視において、前記第２凹部内に突出し、前記第５トランジスタの前記ソース領域と重なる第２凸部を有する、インバータ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のインバータ装置において、
前記第１トランジスタは、前記一方の面のドレインが電源配線に接続され、
前記電源配線は、平面視において、前記第１トランジスタの前記ドレイン領域にＣ字状に重なり、かつ、当該Ｃ字形状の開口から前記ソース領域に向かう第３凹部を有し、
前記第１配線は、平面視において、前記第３凹部内に突出し、前記第１トランジスタの前記ソース領域と重なる第３凸部を有する、インバータ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、インバータ装置に関する技術分野に属する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
インバータ装置のパワー密度の向上に伴う高出力化が進み、インバータ装置のインダクタンスを低減する技術が求められている。また、高出力化に伴い、インバータ装置の放熱性能を高めることが求められている。
【０００３】
特許文献１には、電流ループを最短にして放熱性を向上させる観点から、フリップ実装を採用した技術が示されている。具体的に、特許文献１では、ハイサイドのＩＧＢＴ、ＦＷＤは、チップ裏面電極であるコレクタ電極及びカソード電極を絶縁基板の電源パタンヘはんだ接着している。一方で、ローサイドのＩＧＢＴ、ＦＷＤはチップ表面電極であるエミッタ電極及びアノード電極を絶縁基板のグランドパタンヘはんだ接着してフリップ実装となるようにしている。
【０００４】
特許文献２には、電子部品を内蔵させたプリント配線板の製造技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－２３４６９０号公報
特開２０２０－１５００９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のインバータ装置では、トランジスタを基板の表面に実装して構成されている。しかしながら、特許文献２のように、インバータ装置を構成するトランジスタを基板に内蔵する場合の放熱対策についての検討は十分に行われておらず、検討の余地がある。
【０００７】
ここに開示された技術は斯かる点に鑑みてなされたものであり、部品が内蔵可能に構成された配線基板を用いたインバータ装置において、その放熱性能を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、インバータ装置を対象として、第１配線層と第２配線層とを有する配線基板と、一方の面にソース領域と、当該ソース領域を囲むドレイン領域とを有し、前記第１配線層と前記第２配線層の間の中間層に並べて配置された複数のトランジスタとを備え、前記複数のトランジスタは、前記一方の面が前記第１配線層に対向して配置され、ドレインが前記第１配線層の第１配線に接続され、ソースが前記第１配線層の第２配線に接続された第１トランジスタを含み、前記第１配線は、平面視において、前記第１トランジスタの前記ドレイン領域にＣ字形状に重なり、かつ、当該Ｃ字形状の開口から前記ソース領域に向かう凹部を有し、前記第２配線は、平面視において、前記凹部内に突出し、前記第１トランジスタの前記ソース領域と重なる凸部を有する、構成とした。
【０００９】
このような構成にすることで、導電性能と、熱伝導性能を高めることができる。具体的に、放熱抵抗の違いは、接触面積に関係する。この点に関しソース－ドレイン間は、相互間が面全体で接しているのに対し、ソースと配線との間は複数のビアを介して接続される。熱の伝わりやすさ（熱伝導性能）は、接触面積に比例するため、熱伝導性能は、「“（接触面積が大きい）ドレイン”＞“（接触面積の小さい）ソース”」の関係になる。したがって、第１トランジスタのドレイン領域にＣ字形状に重なるように第１配線を設けることで、熱の伝わりやすいドレインの接触面積を増加させることができ、熱伝導性能を高めることができる。また、ドレインの接触面積が増加するので、電気抵抗を低減させることができ、導電性能を高めることができる。さらに、第１配線に凹部を設けて、第２配線が第１トランジスタのソース領域と重なる凸部を有するようにしているので、上記の導電性能と熱伝導性能を高めつつ、第１トランジスタのドレインに接続する第１配線と、第１トランジスタのソースに接続する第２配線とを同じ配線層に形成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、ここに開示された技術によると、インバータ装置の放熱性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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