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公開番号2025150028
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024050680
出願日2024-03-27
発明の名称電力変換装置
出願人ASTI株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20251002BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】基板とバスバーをヒートシンクに強固に固定することができ、それによって、バスバーと導電パターンとの密着度を高めることができるバスバーを使用して放熱する構造において、バスバーと基板のパターンとの密着度を高めることができる電力変換装置を提供すること。
【解決手段】表面に素子23と第1導電パターン7を備え、裏面に上記第1導電パターンと電気的に接続される第2導電パターン65を備えた基板1があり、上記基板の裏面側に上記第2導電パターンに当接した状態でバスバー119を設置し、上記バスバーの反基板側に絶縁性熱伝導シート121を設置し、上記絶縁性熱伝導シートの反基板側にヒートシンク111を設置し、上記基板と上記バスバーを絶縁性固定ネジ125によって上記ヒートシンクに固定するようにしたもの。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
表面に素子と第１導電パターンを備え裏面に上記第１導電パターンと電気的に接続される第２導電パターンを備えた基板があり、
上記基板の裏面側にバスバーを設置し、
上記バスバーの反基板側に絶縁性熱伝導シートを設置し、
上記絶縁性熱伝導シートの反基板側にヒートシンクを設置し、
上記基板と上記バスバーを絶縁性固定ネジによって上記ヒートシンクに固定するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１記載の電力変換装置において、
上記基板は上記絶縁性固定ネジによる固定位置とは別の位置において導電性固定ネジによって上記バスバーに固定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１記載の電力変換装置において、
上記ヒートシンクには外部端子が固定ネジによって固定されていて、
上記パスバーは上記外部端子に予め一体成型されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１記載の電力変換装置において、
上記絶縁性固定ネジによる固定位置において上記ヒートシンクに台座が突設されていて、
上記バスバーと上記台座の間には絶縁性シートが介挿されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項４記載の電力変換装置において、
上記絶縁性シートは上記絶縁性熱伝導シートに対してより高硬度であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１記載の電力変換装置において、
第１導電パターンと上記第２導電パターンはスルーホールビアを介して電気的に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１記載の電力変換装置において、
上記素子は上記第１導電パターンを介して電気的に接続される上流側スイッチング素子と下流側スイッチング素子であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項７記載の電力変換装置において、
上記第１導電パターンと上記第２導電パターンと上記バスバーは長尺状に平行に設置されていて、
上記上流側スイッチング素子と下流側スイッチング素子は上記第１導電パターンの長手方向に沿って複数対設置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項２記載の電力変換装置において、
上記絶縁性固定ネジによる締結位置と上記導電性固定ネジによる締結位置の間の上記バスバーには凸部が突設されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
請求項２記載の電力変換装置において、
上記絶縁性固定ネジによる締結位置と上記導電性固定ネジによる締結位置の上記バスバーには凹部が形成されていることを特徴とする電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に係り、特に、基板に設けられた導電パターン、バスバー、ヒートシンクを介して放熱する構造を採用するものにおいて、基板とバスバーをヒートシンクに強固に固定することができ、それによって、バスバーと導電パターンとの密着度を高めることができるように工夫したものに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、電力変換装置においては、放熱を考慮してパワー半導体をアルミ基板或いはセラミック基板に実装している。しかしながら、この種のアルミ基板或いはセラミック基板は高価であった。
【０００３】
そこで、安価なプリント基板を用いてバスバーを使用した放熱構造を採用することが提案されている。
この種の構造を採用するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２がある。
【０００４】
特許文献１に記載された発明の場合には、回路基板があり、この回路基板の表面には半導体スイッチが実装されている。回路基板の裏面側にはバスバーが設置されていて、このバスバーの一部（ピン）が回路基板のドリル孔に圧入されている。上記バスバーの下には熱伝導性絶縁箔を介してヒートシンクが設置されている。
【０００５】
半導体スイッチで発生した熱はバスバーのピン、バスバー、熱伝導性絶縁箔、ヒートシンクを介して放出される。
【０００６】
特許文献２に記載された発明の場合には、制御回路基板の表面にＦＥＴが実装されている。上記制御回路基板の下にはバスバー構成板が設置されていて、このバスバー構成板にはバスバーが設置されている。上記バスバー構成板の下には放熱部材が設置されている。
【０００７】
上記ＦＥＴにおいて発生した熱はバスバー構成板、バスバー、放熱部材を介して放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００９－１１７８０５号公報
特開２００４－０３１４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の構成に寄ると次のような問題があった。
まず、基板とバスバーの取付はバスバーに設けられている熱伝導素子と基板がハンダ付けされるか或いは圧接されているだけであり、機械的強度が低いという問題があった。
又、発熱が繰り返されることによる熱衝撃によってハンダ付け部の熱疲労が懸念されるとともに、膨張・収縮による強度劣化が懸念されていた。
又、バスバーは熱伝導性絶縁フィルムを介してヒートシンクに接着されているだけであり、機械的強度が低いという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、基板に設けられた導電パターン、バスバー、ヒートシンクを介して放熱する構造を採用するものにおいて、基板とバスバーをヒートシンクに強固に固定することができ、それによって、バスバーと導電パターンとの密着度を高めることができる電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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