以下、本発明による各実施形態について、� ��付した各図を参照し詳細に説明する。
 本発明による実施形態の電力変換装置(1001~1 006)は、パワー半導体モジュール500とその上� �搭載された多層基板(プリント基板)100とを備 えている。多層基板100の表面配線層(第1層)に は、主回路電流を流すためのバスバが接続さ れているとともに、制御用素子を含む制御部 (10a~10f)が設置されている。また、バスバは多 層基板100の配線(パターン)よりも厚く形成さ� ��ている。さらに、多層基板100に形成された� ��ア(111,112)またはスルーホールを用いて、バ� ��バの正極側電極(正極側バスバ11)が多層基板 100の例えば偶数層のパターンに接続され、バ スバの負極側電極(負極側バスバ12)が多層基� �100の奇数層のパターンに接続されている。� �ちろん、バスバの正極側電極(正極側バスバ1 1)が多層基板100の例えば奇数層のパターンに� ��続され、バスバの負極側電極(負極側バスバ 12)が多層基板100の偶数層のパターンに接続さ れるようにしてもよい。これにより、大電流 を通電する電力変換装置(1001~1006)の小型化・� ��コスト化と低インダクタンス化とを実現す� ��ことができる。

《第1実施形態》
 まず、図1から図6までを参照して、本発明� �よる第1実施形態の電力変換装置1001について 説明する。
 図1は、本発明による第1実施形態の電力変� �装置1001を示す分解斜視図である。なお、こ� ��図では、電力変換装置1001は、パワー半導体 モジュール500と多層基板100からなる制御部10a とに分解して表示する。また、電力変換装置 1001は、下部および側面を覆う金属筐体400の� �部の開口をふさぐカバーを有するが、その� �部構造を示すため、図1ではカバーを省略し� ��図示する。

 図2は、図1に示す電力変換装置1001の要部を� ��す回路図である。図2に示す回路図において 、白丸で表示する部分は溶接による接合箇所 を示し、黒丸で表示する部分はネジ止めによ る固定箇所を示す。
 なお、図2では、バッテリなどの直流電源80� ��直流電力を、パワー半導体モジュール500に� ��って交流電力(正弦波電力のほか、スイッチ ングによる矩形波電力及び台形波電力でもよ い。以下同じ。)に変換して、負荷であるモ� �タ90に電力を供給する電力変換装置1001を示� �ている。しかし、本発明による実施形態は� �流-交流変換に限定されるものではなく、直� ��-直流変換、交流-直流変換など、他の形式� �電力変換装置においても、図1と同様の構成� ��することで、図2に示す直流-交流変換の電� �変換装置と同様の作用・効果を奏する。

 図1及び図2において、直流電力を交流電� �に変換するパワー半導体モジュール500の入� �力端子は、正極側直流電力を扱う正極側主� �路端子501と、負極側直流電力を扱う負極側� �回路端子502と、三相交流主電力を扱う交流� �主回路端子540と、および主電力以外の信号� �電力を扱う制御端子550とによって構成され� �いる。

 図3は、図2に示すパワー半導体モジュー� �500の内部回路を示す回路図である。図3に示� ��ように、パワー半導体モジュール500の回路� ��成は、6個のMOSFET580が3アームでブリッジ構� �された三相インバータの回路となっている� �なお、パワー半導体モジュール500の回路構� �としては、MOSFET580に限定されるものではな� �、他の半導体素子、例えばIGBT(Insulated Gate B ipolar Transistor; 絶縁ゲートバイポーラトラン ジスタ)やSCR(Silicon Controlled Rectifier)などのよ うにスイッチング制御が可能なパワー半導体 素子であればよい。

 本実施形態の電力変換装置1001では、パワ ー半導体モジュール500は、スイッチングなど を行う6個の素子(MOSFET580)を1個のパッケージ� �収めた、いわゆる“6in1”形である。しかし� ��後記するように、パワー半導体モジュール5 00は、2個の素子を1パッケージに収めた、い� �ゆる“2in1”形のものを3個組で用いてもよい し、あるいは、6個のディスクリートの素子� �用いて構成してもよい。

 図1に示すように、パワー半導体モジュー ル500の上部には制御部10aが備えられている。 制御部10aの多層基板100には、パワー半導体モ ジュール500の内部のスイッチング素子(例え� �、図3に示すようなインバータ回路のMOSFET580) を駆動するための制御ICなどを含む集積回路6 0および集積回路周辺部品70、ならびに、パワ ー半導体モジュール500に電力を入出力するた めの、銅などの電気抵抗の小さな金属からな る正極側バスバ11、負極側バスバ12および交� �側バスバ14などが搭載される。

 また、多層基板100には、これらの正極側� ��スバ11、負極側バスバ12、および交流側バス バ14とパワー半導体モジュール500とを固定す� ��ためのバスバ接続用穴30と、正極側バスバ11 および負極側バスバ12と電解コンデンサ200や� ��ンダクタ300とを接続するための部品接続用� ��20と、多層基板100の制御部10aとパワー半導� �モジュール500の制御端子550とを接続するた� �のスルーホール50と、制御部10aを含む多層基 板100をアルミニウムなどの熱容量が大きく熱 伝導率の大きい金属筐体400に固定するための 基板取付穴55とが用意されている。

 なお、図1に示す例では、制御部10aの集積 回路60を多層基板100の表面配線層(第1層)に実� ��した片面実装であるが、多層基板100の裏面� ��線層にも実装する両面実装としてもよい。� ��た、電解コンデンサ200の代わりに、十分な� ��電容量を有する他の形式のコンデンサを用� ��てもよい。

 図4は、図1に示す電力変換装置1001における� ��解コンデンサ200およびパワー半導体モジュ� ��ル500の部分を直線的に切断して示す部分断� ��図である。
 図4に示すように、パワー半導体モジュール 500の下部に備えられている金属筐体400には、 溝250が形成されて電解コンデンサ200が位置決 めされている。また、電解コンデンサ200は、 固定用接着剤210によって金属筐体400の底部に 固定されている。
 なお、特に図示しないが、インダクタ300も� ��電解コンデンサ200の場合と同様に、金属筐� ��400に溝が形成されて固定用接着剤によって� ��属筐体400の底部に固定されている。

 また、図2に示すように、直流電力側にお ける正極側バスバ11および負極側バスバ12の� �ワー半導体モジュール500が接続される側の� �対側の端部には、整流・平滑回路やバッテ� �などからなる直流電源80が取り付けられる。 さらに、交流電力側の交流側バスバ14のパワ� ��半導体モジュール500が接続される側の反対� ��の端部には、モータ90などの負荷や制御対� �が取り付けられる。

 図5は、図1に示す電力変換装置1001における� ��層基板100を示す部分断面図であり、図5(a)は 正極側バスバ11のバスバ接続用穴30近傍にお� �る多層基板100の断面を示し、図5(b)は負極側� ��スバ12のバスバ接続用穴30近傍における多層 基板100の断面を示す。
 そこで、まず、図5(a)および図5(b)を参照し� �図1に示す電力変換装置1001の組立工程につい て説明する。

 図1に示す電力変換装置1001の組立工程では� �まず、パワー半導体モジュール500が熱伝導� �リースなどを介して(接合面に熱伝導グリー� ��を塗布するか、熱伝導シートを挟むなどし� ��)金属筐体400の底部にネジ止めされる。
 次に、図5(a)、図5(b)に示すように、集積回� �60などがリフローソルダリングなどによって 半田付けされた多層基板100のバスバ接続用穴 30に、正極側バスバ11および負極側バスバ12が 、ネジ40およびナット45によってネジ止めさ� �、固定される。

 図1に戻り、パワー半導体モジュール500と 、正極側バスバ11、負極側バスバ12および交� �側バスバ14と、多層基板100の制御部10aとが、 パワー半導体モジュール500の正極側主回路端 子501、負極側主回路端子502、および交流側主 回路端子540のネジ穴(あらかじめ雌ネジを切� �ておく)にネジ40をねじ込んで固定される。� �らに、多層基板100は、金属筐体400に、基板� �付穴55を通してネジ止めされる。また、パワ ー半導体モジュール500の制御端子550と、制御 部10aのスルーホール50とが、スポットハンダ� ��けなどで電気的に接続される。接続後、金� ��筐体400にあらかじめ固定しておいた電解コ� ��デンサ200およびインダクタ300が、正極側バ� ��バ11および負極側バスバ12のバスバ端子13に� ��TIG溶接(ティグ溶接; Tungsten Inert Gas welding) などによって接続される。

 次に、図5を参照し、正極側バスバ11およ� ��負極側バスバ12と多層基板100の各層の配線� �の接続構成について説明する。ここで、多� �基板100が4層構成である場合について例示し� ��正極側バスバ11および負極側バスバ12が接続 される面側から順に(つまり、上方から下方� �向かって)、第1層、第2層、第3層、第4層と呼 ぶことにする。なお、図5において、多層基� �100の導電部分を網掛けで示す。

 図5(a)に示すように、正極側バスバ11は、� ��層基板100の第1層の正極側表層配線101と直接 接触することによって、電気的に接続されて いる。また、多層基板100には正極側ビア111が 設けられ、正極側表層配線101は正極側ビア111 を介して第2層の第2層配線103と接続されてい� ��。すなわち、正極側バスバ11と、多層基板10 0の内層配線である第2層配線103とは、正極側� ��スバ11→正極側表層配線101→正極側ビア111� �内層配線の第2層配線103という順序で接続さ� ��ている。

 また、図5(b)に示すように、負極側バスバ 12は多層基板100の第1層の負極側表層配線102と 直接接触することによって電気的に接続され ている。また、多層基板100には負極側ビア112 が備わっており、負極側表層配線102は負極側 ビア112を介して第3層の第3層配線104と接続さ� ��ている。すなわち、負極側バスバ12と、多� �基板100の内層配線である第3層配線104とは、� ��極側バスバ12→負極側表層配線102→負極側� �ア112→内層配線の第3層配線104という順序で� ��続されている。

 なお、正極側ビア111の代わりに、正極側� ��層配線101と第2層配線103とを接続するスルー ホールを、バスバ接続用穴30の内壁に設けて� ��よい。同様に、負極側ビア112の代わりに、� ��極側表層配線102と第3層配線104とを接続する スルーホールを、バスバ接続用穴30の内壁に� ��けてもよい。

 また、交流側バスバ14は、特に図示しな� �が、多層基板100のいずれかの直流側の独立� �た層と接続されているか、もしくは多層基� �100の各層配線には接続されない状態で実装� �れている。

 図6は、図1に示す電力変換装置1001におけ� ��破線領域A内の正極側バスバ11、負極側バス� ��12および多層基板100を層ごとに示す分解平� �図である。図6(a)はバスバ領域(層)を示し、� �6(b)は多層基板100の表層配線領域(層)を示し� �図6(c)は多層基板100の第2層配線領域(層)を示� ��、図6(d)は多層基板100の第3層配線領域(層)を 示す。

 図6(a)に示すように、電解コンデンサ200を バスバ端子13に接続するための部品接続用穴2 0の両脇に、正極側バスバ11および負極側バス バ12を多層基板100に接続して固定するための� ��スバ接続用穴30が形成されている。また、� �極側バスバ11および負極側バスバ12のそれぞ� ��のバスバ接続用穴30の周辺には、図6(b)、図6 (c)、図6(d)に示すように、複数のビア(正極側� ��ア111および負極側ビア112)が形成されている 。正極側バスバ11のバスバ接続用穴30の周辺� �形成された正極側ビア111は、図6(b)に示す第1 層の正極側表層配線101から同図(c)に示す第2� �の第2層配線103へ接続されている。また、負� ��側バスバ12のバスバ接続用穴30の周辺に形成 された負極側ビア112は、図6(b)に示す第1層の� ��極側表層配線102から図6(d)に示す第3層の第3� ��配線104へ接続されている。

 すなわち、図6(c)の第2層配線103には、負� �側バスバ12を固定するためのバスバ接続用穴 30および負極側ビア112を囲むように絶縁材150( 図5参照)の領域が設けられ、それ以外の領域� ��ベタパターンが形成されている。これによ� ��、図6(a)の正極側バスバ11と、図6(b)の正極側 表層配線101と、図6(c)の第2層配線103とが接続� ��れる。また、図6(d)の第3層配線104には、正� �側バスバ11を固定するためのバスバ接続用穴 30および正極側ビア111を囲むように絶縁材150� ��領域が設けられ、それ以外の領域にベタパ� ��ーンが形成されている。これにより、図6(a) の負極側バスバ12と、図6(b)の負極側表層配線 102と、図6(d)の第3層配線104とが接続される。

 なお、ベタパターンとは、プリント基板� ��の一般的な導電体のパターンが所定幅の細� ��状に形成されるパターンと異なり、他の極� ��のパターンとの接触を避けつつ、これらの� ��ターンが使用していない領域などに一様な� ��状に広く形成したパターンをいう。

 図6(c)、図6(d)に示すような多層基板100の� �層に設けられた絶縁材150は、数百μm程度の� �みで十分な絶縁耐圧を得ることができる。� �えば、絶縁材150の厚さが70μm程度のとき、数 kVの絶縁耐圧が得られる。この絶縁材150が薄� ��ほど、また、その比誘電率が高いほど、絶� ��材150を挟んで対向する極性の異なる配線間� ��分布するキャパシタンスが大きくなる。配� ��に分布するインダクタンスによって生じる� ��のリアクタンス分が、この配線間に分布す� ��キャパシタンスによって生じる負のリアク� ��ンス分によって打ち消され、これらの配線� ��流れる電流の高周波成分に対するインピー� ��ンスが小さくなる。

 また、図6(c)の第2層配線103と図6(d)の第3層 配線104とは、それぞれ、広い領域でパターン が形成されたベタパターンによって、互いに 広い面積で対向して近接した状態で配置され ている。さらに、パワー半導体モジュール500 に流入する正極側と負極側との主回路電流は 互いに逆方向に流れるように、第2層配線103� �第3層配線104とが隣接して配置されている。� ��層基板100をこのような構成にすることによ� ��、内層配線である第2層配線103と第3層配線10 4との直流電流は逆方向に流れるため(すなわ� ��、磁場を打ち消すように流れるため)、電解 コンデンサ200からパワー半導体モジュール500 までの配線インダクタンスを極限まで小さく することが可能である。これにより、高周波 電流は低インダクタンスの内層配線に流れや すくなる。言い換えると、パワー半導体モジ ュール500が動作した際に流れる高周波成分の 電流、すなわち、ピーク値の小さい電流は、 低インダクタンスの内層配線(すなわち、第2� ��配線103および第3層配線104)を流れることに� �る。

 また、一般的に、多層基板100の各層のパ� ��ーン配線(すなわち、正極側表層配線101、負 極側表層配線102、第2層配線103、および第3層� ��線104)の厚みは数十~数百μm程度である。一� �、正極側バスバ11および負極側バスバ12の厚� ��は多層基板100の各パターン配線より数十~数 百倍程度まで厚くすることが可能である。こ れにより、パワー半導体モジュール500が動作 した際に流れる低周波成分の電流は、大部分 、電気抵抗(レジスタンス)の小さい正極側バ� ��バ11および負極側バスバ12を流れることとな る。

 電力変換装置1001を前記した構造とするこ とで、絶縁材150が積層されて放熱が難しい多 層基板100には電流値の小さい高周波成分の電 流が主に流れるので、配線損失によるジュー ル発熱を小さくすることが可能である。また 、電気抵抗(レジスタンス)の小さい正極側バ� ��バ11および負極側バスバ12に電流値の大きな 低周波成分の大部分が流れるので、その部分 の配線損失によるジュール発熱を抑制および 放熱することが容易となる。このように、正 極側バスバ11,負極側バスバ12と多層基板100の� ��層のパターン配線とを併用して主回路電流� ��路として用いることにより、大電流を通電� ��ても制御部10aの温度上昇を抑制することが� ��きるので、電力変換装置1001の小型化と、構 成部材削減による低コスト化とを実現するこ とが可能となる。

 また、電解コンデンサ200からパワー半導� ��モジュール500の内部のスイッチング素子(MOS FET580)までのインダクタンスが実質的に小さ� �なるので、パワー半導体モジュール500の各MO SFET580がターンオフした際のスイッチング素� �のサージ電圧が抑制される。これにより、� �ンバータ回路のスイッチング損失による発� �を低減することができるので、電力変換装� �1001を小型化および低コスト化することが可� ��である。さらに、配線インダクタンスを低� ��することで、スパイク電圧を抑制するため� ��用意するスナバ回路などを不要とすること� ��できるので、この面からも構成部品を削減� ��て小型化および低コスト化に寄与すること� ��できる。

 さらに、主回路電流経路の配線インダク� ��ンスを低減することによって電解コンデン� ��200が吸収すべきリップル電流を低減するこ� ��ができる。これにより、電解コンデンサ200� ��発熱を抑制し、また、電解コンデンサ200を� ��容量化(小型化)することが可能である。こ� �面からも電力変換装置1001の小型化および低� ��スト化を実現することが可能である。この� ��うに、本実施形態による電力変換装置1001の 発熱抑制と実装の容易性とを実現することで 、小型かつ低コストの大電流通電可能な高出 力の電力変換装置1001を提供することが可能� �なる。

 なお、本実施形態では多層基板100に集積� ��路60や集積回路周辺部品70が実装される場合 について説明したが、多層基板100に集積回路 60が実装されない場合には、その多層基板100� ��配線層は2層以上あれば本実施形態と同様の 作用効果を得ることが可能である。また、第 1層の正極側表層配線101と負極側表層配線102� �が互いに接続しない範囲で、第2層以下の各� ��をベタパターンとすることによって、主電� ��が流れる回路の低インダクタンス実装を実� ��することができる。この場合には、正極側� ��層配線101と負極側表層配線102とにそれぞれ� ��極側バスバ11と負極側バスバ12とが接触する 箇所以外は、レジスト材などによって絶縁を 施しておく。

 以上、第1実施形態の電力変換装置1001は� �主回路電流を流すための正極側バスバ11およ び負極側バスバ12を、多層基板100と制御用素� ��とを含む制御部10aに設置し、正極側バスバ1 1および負極側バスバ12は少なくとも多層基板 100の各層の金属配線パターンよりも厚くする 。そして、ビアまたはスルーホールを介して 、正極側バスバ11を多層基板100の第2n層配線(� ��数層配線)に接続し、負極側バスバ12を多層� ��板100の第2n層配線に対向する第2n+1層配線(奇 数層配線)と接続する。これによって、多層� �板100の第2n層配線(偶数層配線)と第2n+1層配線 (奇数層配線)とに流れる電流の向きが逆にな� ��ので、大電流通電による高出力の電力変換� ��置1001の小型化・低コスト化と低インダクタ ンス化とを実現することが可能となる。なお 、正極側バスバ11を多層基板100の第2n+1層配線 (奇数層配線)に接続し、負極側バスバ12を多� �基板100の第2n+1層配線に対向する第2n層配線(� ��数層配線)と接続しても、隣接する相互の層 の配線に流れる電流は逆方向となるので、前 記と同様に、電力変換装置1001の小型化及び� �コスト化と、低インダクタンス化とを実現� �ることができる。

《第2実施形態》
 図7は、本発明による第2実施形態の電力変� �装置1002を示す分解斜視図である。
 なお、以降の説明において、前記した構成� ��素と実質同一の構成要素には同一の符号を� ��し、重複する説明を省略するものとする。

 正極側バスバ11および負極側バスバ12を含 む直流電流側の主回路電流経路は、前記した 理由(高周波電流を流れやすくする)ためにイ� ��ダクタンスを小さくする必要があるが、交� ��側バスバ14を含む交流電流側の主回路電流� �路は直流電流側の主回路電流経路ほどイン� �クタンスを低減する必要がない場合もある� �すなわち、電力変換装置1002のインバータ周� ��数がそれ程高くない場合(例えば、インバー タ周波数が商用周波数程度の場合)は、パワ� �半導体モジュール500の交流側出力からの高� �波成分はごく小さく、実質的に無視できる� �で、パワー半導体モジュール500の出力電流� �低インダクタンスの内層配線に流す必要は� �い。

 そこで、交流側バスバ14は、制御部10bの� �層基板100の各層配線を経由することなく、� �7に示すように、パワー半導体モジュール500� ��交流側主回路端子540(図7では交流側バスバ14 の下に隠れて図示されず)と直接接続させる� �これにより、制御部10bの多層基板100に交流� �バスバ14が搭載されなくなるので、多層基板 100に、制御部10bの各構成要素を実装するため に有効な面積を多く確保することができる。 これによって、さらに多くの集積回路60など� ��素子を多層基板100に搭載することが可能と� ��る。

《第3実施形態》
 図8は、本発明による第3実施形態の電力変� �装置1003を示す分解斜視図である。
 図8に示すように、正極側バスバ11および負� ��側バスバ12は、それぞれの先端部分におい� �、制御部10cの多層基板100の面に対し垂直に� �っている。正極側バスバ11および負極側バス バ12は銅やアルミニウムなどの加工性の良い� ��料でできているため、レイアウトや形状の� ��由度が極めて高い。そこで、外部機器に合� ��せて電力変換装置1003の入出力端子(例えば� �正極側バスバ11および負極側バスバ12)の位置 や形状を自由に決めることができる。すなわ ち、外部機器の端子取り付け状態に合わせて 、図8に示すように、正極側バスバ11および負 極側バスバ12を多層基板100の面に対して垂直� ��立てることができる。これにより、電力変� ��装置1003を実装する外部装置の空間を有効に 利用することが可能となる。また、交流電流 側の出力をコネクタ(端子台ともいう)により� ��成することで、電力変換装置1003の実装性や 保守性がさらに改善される。

《第4実施形態》
 図9は、本発明による第4実施形態の電力変� �装置1004を示す分解斜視図である。
 図9に示すように、多層基板100に正極側バス バ11が実装される面とは反対の面に負極側バ� ��バ12が実装されている。つまり、多層基板10 0を挟んで正極側バスバ11と負極側バスバ12と� ��対向して実装されている。このため、正極� ��バスバ11の電極と負極側バスバ12の電極とは 多層基板100の厚み分だけ隔てて対向する形と なっている。この場合、図1に示した電解コ� �デンサ200およびインダクタ300は、図9に示す� ��うに多層基板100の領域にはなく、電解コン� ��ンサ200およびインダクタ300は、多層基板100� ��領域の外側に実装することが好ましい。
 本発明による第4実施形態によれば、直流電 流側の配線インダクタンスをさらに低減する ことができるので、第1実施形態と同様の作� �効果を得ることができる。また、正極側バ� �バ11と負極側バスバ12とを対向させる箇所は� ��層基板100の外側のみでよいため、電力変換� ��置1004の低コスト化と軽量化とを図ることが 可能となる。また、直流電源を、誘電体を挟 んで対向する2枚のバスバ(図示せず)で導入す る場合、接続が容易であり、また、接続部の 電力損失がより少なくなる。

《第5実施形態》
 図10は、本発明による第5実施形態の電力変� ��装置1005を示す分解斜視図である。
 また、図11は、図10に示す電力変換装置1005� �おける正極側バスバ11と負極側バスバ12と多� ��基板100の各層とを分解した上面図である。� ��11(a)は正極側バスバ11および負極側バスバ12� ��示し、図11(b)は多層基板100における第1層の� ��層配線(正極側表層配線101および負極側表層 配線102)を示し、図11(c)は多層基板100における 第2層の第2層配線103を示し、図11(d)は多層基� �100における第3層の第3層配線104を示す。

 図1に示した第1実施形態の電力変換装置10 01がいわゆる“6in1”形のパワー半導体モジュ ール500を有していることと比較すると、図10� ��示す第5実施形態の電力変換装置1005は、パ� �ー半導体モジュール500を、2素子を1パッケー ジに収めた“2in1”形のモジュールの3個組で� ��成している点で異なる。それに伴って、図1 1に示す正極側バスバ11、負極側バスバ12およ� ��多層基板100の構成は、図6に示す構成とは異 なっている。

 具体的には、図10および図11(a)に示すよう に、正極側バスバ11および負極側バスバ12は� �3個のパワー半導体モジュール500のそれぞれ� ��正極側主回路端子501と負極側主回路端子502� ��多層基板100とに設けられたバスバ接続用穴3 0を通してネジ40で接続される。

 また、図11(b)に示す表層配線のように、� �御部10eの多層基板100の第1層において、バス� ��接続用穴30の周辺の正極側表層配線101およ� �負極側表層配線102は露出している。したが� �て、正極側バスバ11と正極側表層配線101とは 直接接触することによって電気的に接続され る。また、負極側バスバ12と負極側表層配線1 02とは直接接触することによって電気的に接� ��される。さらに、バスバ接続用穴30の周辺� �は正極側ビア111および負極側ビア112が多数� �成されている。したがって、図11(b)に示す正 極側表層配線101は、正極側ビア111を介して図 11(c)に示す第2層配線103と電気的に接続され、 かつ、図11(b)に示す負極側表層配線102は、負� ��側ビア112を介して図11(d)に示す第3層配線104� ��電気的に接続される。

 このようにして、電力変換装置1005は、直 流電流側の正極側バスバ11および負極側バス� ��12と、多層基板100の第2層配線103および第3層 配線104と、3つのパワー半導体モジュール500� �直流電流側の正極側主回路端子501および負� �側主回路端子502とをそれぞれ接続させる構� �とする。この構成により、本発明による第5� ��施形態によれば、3個の“2in1”モジュール� �らなるパワー半導体モジュール500の直流側� �正極側主回路端子501および負極側主回路端� �502と、電解コンデンサ200との間の配線イン� �クタンスを低減することができ、その結果� �電力変換装置1005の損失低減を実現すること� ��可能である。

《第6実施形態》
 図12は、本発明による第6実施形態の電力変� ��装置1006を示す分解斜視図である。
 第6実施形態の電力変換装置1006の、第5実施� ��態の電力変換装置1005との相違点は、正極側 バスバ11および負極側バスバ12が、制御部10f� �おいて、回路部品(が実装される領域)を跨い で立体的に構成されている点である。
 本発明による第6実施形態によれば、正極側 バスバ11および負極側バスバ12を実装する前� �、多層基板100の集積回路実装領域140に集積� �路60などを実装することが可能となる。また 、多層基板100の面積を有効に活用できるので 、結果的に電力変換装置1006の小型化が可能� �なる。

《第7実施形態》
 図13は、本発明による第7実施形態の電力変� ��装置における多層基板100のバスバ近傍を示� ��部分断面図である。図13(a)は正極側バスバ11 のバスバ接続用穴30近傍のおける多層基板100� ��断面を示し、図13(b)は負極側バスバ12のバス バ接続用穴30近傍における多層基板100の断面� ��示す。
 図5に示す第1実施形態の多層基板100と比較� �ると、図13に示す第7実施形態の多層基板100� �、6層基板で構成されている点で異なる。

 図13(a)に示すように、正極側バスバ11は、 第1層の正極側表層配線101と接触し、正極側� �ア111を介して、第2層配線103および第4層配線 105と電気的に接続されている。また、図13(b)� ��示すように、負極側バスバ12は、第1層の負� ��側表層配線102と接触し、負極側ビア112を介� ��て、第3層配線104および第5層配線106と電気� �に接続されている。

 これらの内層配線(第2層配線103~第5層配線 106)は、正極側バスバ11および負極側バスバ12� ��固定するためのバスバ接続用穴30と、図示� �ない絶縁材(例えば、図11(b)に示す絶縁材150)� ��によって、自身の極とは逆の極性の配線を� ��ける形状で形成されたベタパターンとして� ��わっている。例えば、図6(c)に示すように、 正極側バスバ11および正極側表層配線101と接� ��される第2層配線103は、正極とは逆の極性の 配線(負極側表層配線102)を絶縁材150によって� ��けるようにベタパターンが形成されている� ��また、図6(d)に示すように、負極側バスバ12� ��よび負極側表層配線102と接続される第3層配 線104は、負極とは逆の極性の配線(正極側表� �配線101)を絶縁材150によって避けるようにベ� ��パターンが形成されている。

 本発明による第7実施形態によれば、電力 変換装置における配線の、さらなる低インダ クタンス化と高出力化とを実現することが可 能となり、電力変換装置の損失低減および放 熱改善による小型化・低コスト化を実現する ことができる。また、本実施形態では、正極 および負極にそれぞれ内層配線を2層以上用� �ることにより、配線のインダクタンスと電� �抵抗とをさらに小さくして、前記した各実� �形態の電力変換装置よりもさらに大きな電� �を通電することが可能となる。これにより� �幅広い出力範囲の電力変換装置へ本実施形� �の電力変換装置を適用することが可能とな� �。さらに、多層基板100に6層配線を用いるこ� ��によって、制御のための集積回路60(図1参照 )などの、配線レイアウトの自由度が高くな� �、部品実装が容易でかつ小型・低コスト化� �可能となる。

《まとめ》
 以上述べたように、本発明による各実施形� ��の電力変換装置(1001~1006)によれば、多層基� �100の互いに近接して対向している2層以上の� ��線層を主回路電流の経路として用いる場合� ��ラミネートによる効果を利用して隣接する2 層を貼り合わせているので、多層基板100の配 線層によって低インダクタンス実装を実現で きる。また、多層基板100の一面、または両面 に対向して、主回路電流を流すための正極側 バスバ11および負極側バスバ12が形成されて� �るので、これらの正極側バスバ11および負極 側バスバ12と、電解コンデンサ200やインダク� ��300などの素子とを、スポット溶接やネジ止� ��などで固定することが可能であるので、部� ��の実装が極めて容易となる。

 また、パワー半導体モジュール500に電極( 正極側主回路端子501および負極側主回路端子 502)を固定するためのネジ40が、多層基板100に 正極側バスバ11および負極側バスバ12を固定� �るためにも利用できるので、電力変換装置� �組立工数を低減することができる。さらに� �正極側バスバ11および負極側バスバ12が実装� ��れない多層基板100の空き領域に、ドライバI Cなどの制御用素子を実装して制御部として� �用することもできるので、電力変換装置に� �ける実装効率を向上させることができ、結� �的に、電力変換装置の更なる小型化を実現� �ることが可能となる。

 また、多層基板100上に設置されたコネク� ��を利用することにより、モータ90などの制� �対象との接続を容易に行うことができるの� �、メンテナンス上の使い勝手が極めて向上� �る。さらに、金属筐体400内に位置決め用の� �を設けることによって、電解コンデンサ200� �インダクタ300などの素子の位置決めを容易� �行うことができるとともに、電解コンデン� �200やインダクタ300などの発熱を金属筐体400� �逃がすことができるので、電力変換装置の� �放熱実装を行うことが可能となる。また、� �極側バスバ11および負極側バスバ12を3次元構 造とすることによって、多層基板100の空きス ペースをさらに有効に活用することができ、 この面からも電力変換装置の小型化、低コス ト化を実現することができる。