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公開番号2025097808
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023214230
出願日2023-12-19
発明の名称電力変換装置
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H02M 7/48 20070101AFI20250624BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】配線基板の反りを抑制し、導体間の距離を拡大する電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置は、上下アーム回路を構成する半導体素子1が内蔵された半導体パッケージ10及び半導体パッケージを搭載し、複数の配線層を有する配線基板50を備え、半導体素子は、第1主電極及び第1主電極とは反対の面に第2主電極を有し、半導体パッケージは、半導体素子の第1主電極及び上下アーム回路の高電位に接続される第1導体11と、半導体素子の第2主電極及び上下アーム回路の低電位に接続される第2導体12と、第1導体、第2導体及び半導体素子を封止する封止部材14と、を有する。第1導体は、封止部材から突出する第1端子16で配線基板の第1面51に接続され、第2導体は、半導体素子が接合される側とは反対の面にて封止部材から露出する露出面12Eが形成され、配線基板の第2面52と第2導体の露出面とを接続する接続導体18を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
上下アーム回路の上アームまたは下アームを構成する半導体素子が内蔵された半導体パッケージと、
前記半導体パッケージが搭載されるとともに、前記半導体パッケージと電気的に接続される複数の配線層を有する配線基板と、を備え、
前記半導体素子は第１主電極、および前記第１主電極とは反対の面に第２主電極を有し、
前記半導体パッケージは、
前記半導体素子の前記第１主電極および前記上下アーム回路の高電位側に接続される第１導体と、
前記半導体素子の前記第２主電極および前記上下アーム回路の低電位側に接続される第２導体と、
前記第１導体、前記第２導体、および前記半導体素子を封止する封止部材と、を有し、
前記第１導体は、前記封止部材から突出する第１端子を介して、前記配線基板の第１面に接続され、
前記第２導体は、前記半導体素子が接合される側とは反対側の面において、前記封止部材から露出する露出面が形成され、
前記配線基板において前記第１面の反対側の面である第２面と前記第２導体の前記露出面とを電気的に接続する接続導体をさらに備える、電力変換装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記半導体パッケージは、前記配線基板を第１方向に貫通する貫通孔に配置され、
前記接続導体は、前記半導体パッケージにおける、前記第１方向と直交する第２方向の両側において前記配線基板の前記第２面との接続部を有する、電力変換装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記半導体パッケージは、前記配線基板を第１方向に貫通する貫通孔に配置され、
前記半導体パッケージは、前記第１方向と直交する第２方向において、前記第１端子とは反対側に前記配線基板の前記第１面と接続する信号端子をさらに備える、電力変換装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換装置であって、
前記第１端子、前記接続導体、および前記信号端子のそれぞれは、複数の経路により前記配線基板と接続する、電力変換装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力変換装置であって、
前記第１端子、前記接続導体、および前記信号端子のそれぞれは、櫛歯状に端子を形成して前記配線基板と接続する、電力変換装置。
【請求項６】
請求項４に記載の電力変換装置であって、
前記第１端子および前記信号端子のそれぞれは、前記第１方向に前記接続導体の端子と重なった位置で前記配線基板と接続する、電力変換装置。
【請求項７】
請求項３に記載の電力変換装置であって、
前記第１端子、前記信号端子、および前記接続導体は、それぞれの端子の前記第１方向の位置を変化させる端子屈曲部を有する、電力変換装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電力変換装置であって、
前記第１端子において前記端子屈曲部により形成される前記第１方向の距離と、前記信号端子において前記端子屈曲部により形成される前記第１方向の距離は等しく、
前記接続導体は、前記半導体パッケージの前記第１方向に直交する第２方向の両側に第１の前記端子屈曲部である第１接続導体屈曲部、および第２の前記端子屈曲部である第２接続導体屈曲部を有し、
前記第１接続導体屈曲部により形成される前記第１方向の距離と、前記第２接続導体屈曲部により形成される前記第１方向の距離とが等しい、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 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換装置は様々な産業分野で利用され、高効率化や小型化が求められる。特許文献１には、上下面に主端子を有する１つまたは複数のパワー素子と、前記パワー素子の上下面の主端子にそれぞれ接続され、主電流を流すものであって、所定の隙間を介して対向する第１の導体および第２の導体と、前記パワー素子を制御する駆動ＩＣと、前記駆動ＩＣと前記パワー素子とを接続するインターポーザと、前記駆動ＩＣに接続された信号端子とを備え、前記インターポーザは、前記パワー素子のゲート端子に接続されるゲート配線パターンを有し、前記第１の導体と前記第２の導体の間の隙間内に挿入配置されるように構成された半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１６０５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている発明では、配線基板の反り対策に検討の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様による電力変換装置は、上下アーム回路の上アームまたは下アームを構成する半導体素子が内蔵された半導体パッケージと、前記半導体パッケージが搭載されるとともに、前記半導体パッケージと電気的に接続される複数の配線層を有する配線基板と、を備え、前記半導体素子は第１主電極、および前記第１主電極とは反対の面に第２主電極を有し、前記半導体パッケージは、前記半導体素子の前記第１主電極および前記上下アーム回路の高電位側に接続される第１導体と、前記半導体素子の前記第２主電極および前記上下アーム回路の低電位側に接続される第２導体と、前記第１導体、前記第２導体、および前記半導体素子を封止する封止部材と、を有し、前記第１導体は、前記封止部材から突出する第１端子を介して、前記配線基板の第１面に接続され、前記第２導体は、前記半導体素子が接合される側とは反対側の面において、前記封止部材から露出する露出面が形成され、前記配線基板において前記第１面の反対側の面である第２面と前記第２導体の前記露出面とを電気的に接続する接続導体をさらに備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、配線基板の反りを抑制でき、かつ導体間の距離を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
電力変換装置の電気回路図
上アーム素子回路および下アーム素子回路の断面図
上アーム素子回路および下アーム素子回路の平面視図
上アーム素子回路および下アーム素子回路の底面視図
変形例１における上アーム素子回路および下アーム素子回路の断面図
変形例２における上アーム素子回路および下アーム素子回路の平面視図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
―実施の形態―
以下、図１～図４を参照して、力変換装置の実施の形態を説明する。
【０００９】
図１は、電力変換装置１００の電気回路図である。電力変換装置１００は、Ｕ相を処理するＵ相回路１００Ｕ、Ｖ相を処理するＶ相回路１００Ｖ、Ｗ相を処理するＷ相回路１００Ｗを備える。各相の回路の構成は同一なので、ここではＵ相回路１００Ｕのみを説明する。Ｕ相回路１００Ｕは４組の上下アームを備え、各アームは半導体素子１を有する。Ｕ相回路１００Ｕは、図示上部の正極配線７１、図示中央の交流配線７２、図示下部の負極配線７３、および図示左のセラミックコンデンサ７５を備える。Ｖ相回路１００Ｖの内部に示す２つの囲みは、上アーム素子回路１Ｕおよび下アーム素子回路１Ｄである。以下では、上アーム素子回路１Ｕおよび下アーム素子回路１Ｄの構造を説明する。
【００１０】
図２は、上アーム素子回路１Ｕおよび下アーム素子回路１Ｄの断面図である。図２以降では、図面間の相関を明確にするために、相互に直交するＸＹＺ軸を示す。図２ではＸ軸のプラス側が図示右側、Ｙ軸のプラス側が図示奥側、Ｚ軸プラス側が図示上側である。なお以下では、Ｚ軸方向を「第１方向」と呼ぶ場合があり、Ｘ軸方向を「第２方向」と呼ぶ場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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