JP5724990B2 - 電子回路装置 - Google Patents

Description

この発明は、シャント抵抗が実装された電子回路装置に関する。

従来より、電流値を検出するためのシャント抵抗が実装された電子回路装置が知られている（例えば、特許文献１など）。このような電子回路装置では、図７のように、シャント抵抗（81）の長さ方向の両端部に形成された電極（801a,801b）を金属パターン（82a,82b）にそれぞれ接続することにより、シャント抵抗（81）を金属パターン（82a,82b）上に実装している。このように構成することにより、金属パターン（82a）の電流流出ポイント（800）から流れ出した電流は、シャント抵抗（81）を経由して金属パターン（82b）の電流流入ポイント（900）に流れ込むことになる。また、シャント抵抗（81）の長さ方向の両端部は、検出用配線（83,83）を経由して電流検出回路（91）に接続されている。したがって、電流検出回路（91）は、検出用配線（83,83）間の電圧の電圧値（すなわち、シャント抵抗（81）の長さ方向の電位差）とシャント抵抗（81）の抵抗値とに基づいて、シャント抵抗（81）を通過する電流の電流値を検出することができる。

しかしながら、部品のレイアウトの制約などにより、図８のように、電流流出ポイント（800）と電流流入ポイント（900）とがシャント抵抗（81）を挟んで斜め方向に対向している場合、図９のように、電流流出ポイント（800）から流れ出した電流（I800）が金属パターン（82a）上に広がり、シャント抵抗（81）内において長さ方向だけでなく幅方向（長さ方向と直交する方向）や斜め方向（例えば、電流流出ポイント（800）と電流流入ポイント（900）とが対向する方向）にも電流が流れることになる。そのため、シャント抵抗（81）の長さ方向だけでなく幅方向にも電位差が発生することになるので、シャント抵抗（81）を用いた電流値検出に誤差が生じてしまう可能性がある。特に、図１０のように、金属パターン（82a）に３つの電流流出ポイント（800u,800v,800w）が設けられている場合に、電流流出ポイント（800u,800v,800w）と電流流入ポイント（900）とがシャント抵抗（81）を挟んで斜め方向に対向するように配置されやすい。なお、図１０では、電流流出ポイント（800u,800v,800w）から流れ出した電流（I800u,I800v,I800w）は、シャント抵抗（81）を経由して電流流入ポイント（900）に流れ込むことになる。

特開２００９−１００８２号公報

上記のようなシャント抵抗（81）の幅方向の電位差を低減する手法として、図１１のように、シャント抵抗（81）と同幅の帯状領域が金属パターン（82a,82b）に形成されるように、金属パターン（82a,82b）にスリット（S80,…,S80）を設けることや、図１２のように、電流流出ポイント（800u,800v,800w）からシャント抵抗（81）へ向かうに連れて金属パターン（82a,82b）の幅が次第に狭くなり、シャント抵抗（81）の長さ方向の両端部の近傍において金属パターン（82a,82b）の幅がシャント抵抗（81）の幅と同等となるように、金属パターン（82a,82b）を形成することが考えられる。このように金属パターン（82a,82b）を構成することにより、電流流出ポイント（800u,800v,800w）からシャント抵抗（81）への電流経路を制限することができる。しかしながら、図１１や図１２のように金属パターン（82a,82b）を構成した場合、金属パターン（82a,82b）の面積が減少することになるので、放熱性が低下してしまう。

そこで、この発明は、シャント抵抗の幅方向の電位差を低減するとともに放熱性を向上させることが可能な電子回路装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、所定の間隔を隔てて絶縁基板（11）の一方面に形成された第１および第２の金属パターン（12a,12b）と、長さ方向において互いに対向する第１および第２の端辺部（301a,301b）が上記第１および第２の金属パターン（12a,12b）にそれぞれ接続された矩形状のシャント抵抗（13）と、導電性材料によって構成されて上記絶縁基板（11）の他方面に形成された放熱パターン（14）とを備え、上記第１の金属パターン（12a）のうち上記シャント抵抗（13）の第１の端辺部（301a）から該シャント抵抗（13）の長さ方向に延びる帯状の中央領域（R100）よりも外側の周辺領域（R110）に、電流が流れ出す電流流出ポイントおよび電流が流れ込む電流流入ポイントのいずれか一方である第１の電流ポイント（100）が設けられ、上記第１の金属パターン（12a）のうち上記第１の電流ポイント（100）と上記シャント抵抗（13）の該第１の電流ポイント（100）に最も近い第１の角部（302a）とを結ぶ第１の境界線（L100）と該シャント抵抗（13）の第１の端辺部（301a）とを二辺とする平行四辺形状の内側領域（R101）に、上記絶縁基板（11）を貫通して該第１の金属パターン（12a）と上記放熱パターン（14）とを接続するビア（110）が形成され、上記第１の金属パターン（12a）の内側領域（R101）におけるビア形成密度が、該第１の金属パターン（12a）のうち上記シャント抵抗（13）の第１の角部（302a）から該シャント抵抗（13）の幅方向に延びる第１の基準線（L101）と上記第１の電流ポイント（100）から該シャント抵抗（13）の長さ方向に延びる第２の基準線（L102）と上記第１の境界線（L100）とに囲まれた三角形状の外側領域（R102）におけるビア形成密度よりも高くなっていることを特徴とする電子回路装置である。

上記第１の発明では、第１の金属パターン（12a）の内側領域（R101）におけるビア形成密度が第１の金属パターン（12a）の外側領域（R102）におけるビア形成密度よりも高くなるように、第１の金属パターン（12a）の内側領域（R101）にビア（110）を形成することにより、第１の金属パターン（12a）の内側領域（R101）のインピーダンスを外側領域（R102）のインピーダンスよりも低くすることができる。これにより、第１の電流ポイント（100）から外側領域（R102）を経由してシャント抵抗（13）に流れ込む電流成分（または、シャント抵抗（13）から外側領域（R102）を経由して第１の電流ポイント（100）に流れ込む電流成分）を減少させることができる。すなわち、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ込みやすい電流成分（または、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ出しやすい電流成分）を減少させることができるので、シャント抵抗（13）内においてシャント抵抗（13）の幅方向に流れる電流成分を減少させることができる。また、第１の金属パターン（12a）の内側領域（R101）にビア（110）を形成することにより、第１の金属パターン（12a）から外部への熱の伝導性を向上させることができる。

第２の発明は、上記第１の金属パターン（12a）に、それぞれが上記電流流出ポイントおよび上記電流流入ポイントのいずれか一方である複数の電流ポイント（100u,100v,100w）が設けられ、上記第１の電流ポイント（100）が、上記第１の金属パターン（12a）に設けられた上記複数の電流ポイント（100u,100v,100w）のうち該金属パターン（12a）の周辺領域（R110）に設けられた２以上の電流ポイント（100u,100v）の中で、該２以上の電流ポイント（100u,100v）と上記シャント抵抗（13）の該２以上の電流ポイント（100u,100v）に最も近い角部（302a）とをそれぞれ結ぶ２以上の直線（L100u,L100v）のうち該第１の金属パターン（12a）の中央領域（R100）に対する傾斜角度が最も大きい直線（L100u）に対応する電流ポイント（100u）であることを特徴とする電子回路装置である。

上記第２の発明では、複数の電流ポイント（100u,100v,100w）のうちシャント抵抗（13）に対してシャント抵抗（13）の幅方向に最も流れ込みやすい電流が流れ出す電流ポイント（100u）（または、シャント抵抗（13）からシャント抵抗（13）の幅方向に最も流れ出しやすい電流が流れ込む電流ポイント（100u））を、金属パターン（12a）の内側領域（R101）と外側領域（R102）との境界線（L100）を規定する電流ポイント（100）として選定することにより、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ込みやすい電流成分（または、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ出しやすい電流成分）を確実に減少させることができる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記第２の金属パターン（12b）のうち上記シャント抵抗（13）の第２の端辺部（301b）から該シャント抵抗（13）の長さ方向に延びる帯状の中央領域（R200）よりも外側の周辺領域（R210）に、上記電流流出ポイントおよび上記電流流入ポイントのいずれか他方である第２の電流ポイント（200）が設けられ、上記第２の金属パターン（12b）のうち上記第２の電流ポイント（200）と上記シャント抵抗（13）の該第２の電流ポイント（200）に最も近い第２の角部（302b）とを結ぶ第２の境界線（L200）と該シャント抵抗（13）の第２の端辺部（301b）とを二辺とする平行四辺形状の内側領域（R201）に、上記絶縁基板（11）を貫通して該第２の金属パターン（12b）と上記放熱パターン（14）とを接続するビア（210）が形成され、上記第２の金属パターン（12b）の内側領域（R201）におけるビア形成密度が、該第２の金属パターン（12b）のうち上記シャント抵抗（13）の第２の角部（302b）から該シャント抵抗（13）の幅方向に延びる第３の基準線（L201）と上記第２の電流ポイント（200）から該シャント抵抗（13）の長さ方向に延びる第４の基準線（L202）と上記第２の境界線（L200）とに囲まれた三角形状の外側領域（R202）におけるビア形成密度よりも高くなっていることを特徴とする電子回路装置である。

上記第３の発明では、第２の金属パターン（12b）の内側領域（R201）におけるビア形成密度が第２の金属パターン（12b）の外側領域（R202）におけるビア形成密度よりも高くなるように、第２の金属パターン（12b）の内側領域（R201）にビア（210）を形成することにより、第２の金属パターン（12b）の内側領域（R201）のインピーダンスを外側領域（R202）のインピーダンスよりも低くすることができる。これにより、シャント抵抗（13）から外側領域（R202）を経由して第２の電流ポイント（200）に流れ込む電流成分（または、第２の電流ポイント（200）から外側領域（R202）を経由してシャント抵抗（13）に流れ込む電流成分）を減少させることができる。すなわち、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ出しやすい電流成分（または、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ込みやすい電流成分）を減少させることができるので、シャント抵抗（13）内においてシャント抵抗（13）の幅方向に流れる電流成分をさらに減少させることができる。また、第２の金属パターン（12b）の内側領域（R201）にビア（210）を形成することにより、第２の金属パターン（12b）から外部への熱の伝導性を向上させることができる。

第１の発明によれば、シャント抵抗（13）内においてシャント抵抗（13）の幅方向に流れる電流成分を減少させることができるので、シャント抵抗（13）の幅方向の電位差を低減することができる。また、第１の金属パターン（12a）から外部への熱の伝導性を向上させることができるので、電子回路装置（10）の放熱性を向上させることができる。

第２の発明によれば、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ込みやすい電流成分（または、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ出しやすい電流成分）を確実に減少させることができるので、シャント抵抗（13）の幅方向の電位差を確実に低減することができる。

第３の発明によれば、シャント抵抗（13）内においてシャント抵抗（13）の幅方向に流れる電流成分をさらに減少させることができるので、シャント抵抗（13）の幅方向の電位差をさらに低減することができる。また、第２の金属パターン（12b）から外部への熱の伝導性を向上させることができるので、電子回路装置（10）の放熱性をさらに向上させることができる。

電子回路装置を備えた電力変換装置の構成例を示す回路図。 電子回路装置の平面構成について説明するための平面図。 電子回路装置の断面構成について説明するための断面図。 電流ポイントの選定について説明するための平面図。 電子回路装置に発生する電流について説明するための平面図。 電子回路装置の変形例について説明するための平面図。 シャント抵抗を用いた電流値検出について説明するための平面図。 電流流出ポイントと電流流入ポイントとがシャント抵抗を挟んで斜め方向に対向している場合について説明するための平面図。 図８に示した電子回路装置の電流経路のシミュレーション結果を示す図。 金属パターンに３つの電流流出ポイントが設けられている場合について説明するための平面図。 金属パターンにスリットが設けられている場合について説明するための平面図。 金属パターンの幅が次第に狭くなるように金属パターンが形成されている場合について説明するための平面図。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

〔電力変換装置〕
図１は、この発明の実施形態による電子回路装置（10）を備える電力変換装置（1）の構成例を示している。電力変換装置（1）は、交流電源（図示を省略）からの入力交流電圧を所定の出力交流電圧に変換してモータ（M）に供給するものであり、電子回路装置（10）の他に、コンバータ部（2）と、電解コンデンサ（3）と、インバータ部（4）と、電流検出回路（5）と、コントローラ（6）とを備えている。この例では、モータ（M）は、三相交流式のモータである。例えば、モータ（M）は、埋込磁石同期モータ（ＩＰＭ）であり、空気調和機の圧縮機を駆動するために用いられている。

〈コンバータ部，電解コンデンサ，インバータ部〉
コンバータ部（2）は、入力交流電圧を整流化する。電解コンデンサ（3）は、コンバータ部（2）とインバータ部（4）とを接続する一対の配線（W1,W2）の間に接続され、コンバータ部（2）の出力を平滑化して直流電圧を生成する。インバータ部（4）は、電解コンデンサ（3）によって得られた直流電圧を出力交流電圧（この例では、三相交流電圧）に変換してモータ（M）に供給する。この例では、インバータ部（4）は、６つのスイッチング素子（Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz）と、６つの還流ダイオード（Du,Dv,Dw,Dx,Dy,Dz）とを有している。スイッチング素子（Su,Sv,Sw）とスイッチング素子（Sx,Sy,Sz）との接続点は、モータ（M）の各相のコイル（ｕ相，ｖ相，ｗ相のコイル）にそれぞれ接続されている。還流ダイオード（Du,Dv,Dw,Dx,Dy,Dz）は、それぞれ、スイッチング素子（Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz）に逆並列に接続されている。

〈電子回路装置，電流検出回路，コントローラ〉
シャント抵抗（13）を含む電子回路装置（10）は、配線（W1）に設けられている。電流検出回路（5）は、シャント抵抗（13）における電位差とシャント抵抗（13）の抵抗値とに基づいて、シャント抵抗（13）に流れる電流の電流値を検出する。なお、シャント抵抗（13）に流れる電流は、モータ（M）に流れる電流に対応している。コントローラ（6）は、電流検出回路（5）によって検出された電流値（すなわち、モータ（M）に流れる電流の電流値）に基づいて、インバータ部（4）のスイッチング素子（Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz）の各々にゲート信号（G）を供給してスイッチング素子（Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz）のスイッチング動作を制御する。

〔電子回路装置〕
図２は、電子回路装置（10）の平面構成を示し、図３は、図２のIII-III線における電子回路装置（10）の断面構成を示している。電子回路装置（10）は、絶縁基板（11）と、金属パターン（12a,12b）と、シャント抵抗（13）と、放熱パターン（14）とを備えている。

〈絶縁基板〉
絶縁基板（11）は、絶縁材料（例えば、セラミックス）で構成されている。また、絶縁基板（11）は、平板状に形成されている。

〈金属パターン〉
金属パターン（12a,12b）は、導電性材料（例えば、銅，銅合金，アルミニウム，アルミニウム合金など）によって構成されている。金属パターン（12a）（第１の金属パターン）は、絶縁基板（11）の一方面に形成されている。金属パターン（12b）（第２の金属パターン）は、金属パターン（12a）と所定の間隔を隔てて絶縁基板（11）の一方面に形成されている。この例では、金属パターン（12a）は、図１に示した配線（W1）のうちスイッチング素子（Su,Sv,Sw）に接続された部分（図１のシャント抵抗（13）よりも右側の部分）に相当し、金属パターン（12b）は、図１に示した配線（W1）のうち電解コンデンサ（3）に接続された部分（図１のシャント抵抗（13）よりも左側の部分）に相当する。

〈シャント抵抗〉
シャント抵抗（13）は、矩形状に形成されている。シャント抵抗（13）の長さ方向において互いに対向する端辺部（301a,301b）（第１および第２の端辺部）は、金属パターン（12a,12b）にそれぞれ接続されている。この例では、シャント抵抗（13）の端辺部（301a,301b）には、電極（310a,310b）がそれぞれ形成されている。そして、シャント抵抗（13）の端辺部（301a,301b）は、電極（310a,310b）を挟んで金属パターン（12a,12b）にそれぞれ接続されている。また、シャント抵抗（13）の端辺部（301a,301b）には、電流検出回路（5）へと延びる検出用配線（15,15）がそれぞれ接続されている。

〈放熱パターン〉
放熱パターン（14）は、導電性材料によって構成されている。また、放熱パターン（14）は、絶縁基板（11）の他方面に形成されている。なお、放熱パターン（14）には、ヒートシンクが接続されていても良い。

〈金属パターン（インバータ部側）の詳細〉
金属パターン（12a）のうち中央領域（R100）よりも外側の周辺領域（R110）には、電流ポイント（100）（第１の電流ポイント）が設けられている。金属パターン（12a）の中央領域（R100）は、シャント抵抗（13）の端辺部（301a）（例えば、電極（310a））からシャント抵抗（13）の長さ方向に延びる帯状の領域である。より具体的には、金属パターン（12a）の中央領域（R100）は、シャント抵抗（13）の角部（302a,302a）からシャント抵抗（13）の長さ方向に延びる一対の補助基準線（L110,L110）に挟まれた領域である。電流ポイント（100）は、電流が流れ出すポイント（電流流出ポイント）および電流が流れ込むポイント（電流流入ポイント）のいずれか一方のポイント（この例では、電流流出ポイント）である。

また、金属パターン（12a）のうち内側領域（R101）には、ビア（110,…,110）が形成されている。金属パターン（12a）の内側領域（R101）は、境界線（L100）（第１の境界線）とシャント抵抗（13）の端辺部（301a）（第１の端辺部）とを二辺とする平行四辺形状の領域である。境界線（L100）は、電流ポイント（100）とシャント抵抗（13）の電流ポイント（100）に最も近い角部（302a）（第１の角部）とを結んでいる。ビア（110）は、導電性材料によって構成され、絶縁基板（11）を貫通して金属パターン（12a）と放熱パターン（14）とを電気的に接続している。この例では、ビア（110,…,110）は、金属パターン（12a）の内側領域（R101）において一様に分布している。

さらに、金属パターン（12a）の内側領域（R101）におけるビア形成密度（単位面積当たりのビア（110）の形成面積）は、金属パターン（12a）の外側領域（R102）におけるビア形成密度よりも高くなっている。金属パターン（12a）の外側領域（R102）は、２つの基準線（L101,L102）と境界線（L100）とに囲まれた三角形状の領域である。基準線（L101）（第１の基準線）は、シャント抵抗（13）の電流ポイント（100）に最も近い角部（302a）からシャント抵抗（13）の幅方向に延び、基準線（L102）（第２の基準線）は、電流ポイント（100）からシャント抵抗（13）の長さ方向に延びている。この例では、金属パターン（12a）の外側領域（R102）には、ビア（110）が形成されていない。すなわち、金属パターン（12a）の外側領域（R102）におけるビア形成密度は、ゼロとなっている。

なお、この例では、金属パターン（12a）には、３つの電流ポイント（100u,100v,100w）が設けられている。３つの電流ポイント（100u,100v,100w）は、スイッチング素子（Su,Sv,Sw）と配線（W1）との接続点（Nu,Nv,Nw）にそれぞれ相当する。そして、この例では、３つの電流ポイント（100u,100v,100w）のうち電流ポイント（100u）が、金属パターン（12a）の内側領域（R101）と外側領域（R102）との境界線（L100）を規定する電流ポイント（100）となっている。電流ポイント（100）の選定については、後で詳しく説明する。

〈金属パターン（電解コンデンサ側）の詳細〉
金属パターン（12b）のうち中央領域（R200）よりも外側の周辺領域（R210）には、電流ポイント（200）（第２の電流ポイント）が設けられている。金属パターン（12b）の中央領域（R200）は、シャント抵抗（13）の端辺部（301b）（例えば、電極（310b））からシャント抵抗（13）の長さ方向に帯状に延びている。より具体的には、金属パターン（12b）の中央領域（R200）は、シャント抵抗（13）の角部（302b,302b）からシャント抵抗（13）の長さ方向に延びる一対の補助基準線（L210,L210）に挟まれた領域である。電流ポイント（200）は、電流流出ポイントおよび電流流入ポイントのいずれか他方（この例では、電流流入ポイント）である。この例では、電流ポイント（200）は、電解コンデンサ（3）と配線（W1）との接続点（Nc）に相当する。

また、金属パターン（12b）のうち内側領域（R201）には、ビア（210,…,210）が形成されている。金属パターン（12b）のうち内側領域（R201）は、境界線（L200）（第２の境界線）とシャント抵抗（13）の端辺部（301b）（第２の端辺部）とを二辺とする平行四辺形状の領域である。境界線（L200）は、電流ポイント（200）とシャント抵抗（13）の電流ポイント（200）に最も近い第２の角部（302b）（第２の角部）とを結んでいる。ビア（210）は、導電性材料によって構成され、絶縁基板（11）を貫通して金属パターン（12b）と放熱パターン（14）とを電気的に接続している。この例では、ビア（210,…,210）は、金属パターン（12b）の内側領域（R201）において一様に分布している。

さらに、金属パターン（12b）の内側領域（R201）におけるビア形成密度（単位面積当たりのビア（210）の形成面積）は、金属パターン（12b）の外側領域（R202）におけるビア形成密度よりも高くなっている。金属パターン（12b）の外側領域（R202）は、２つの基準線（L201,L202）と境界線（L200）とに囲まれた三角形状の領域である。基準線（L201）（第３の基準線）は、シャント抵抗（13）の電流ポイント（200）に最も近い角部（302b）からシャント抵抗（13）の幅方向に延び、基準線（L202）（第４の基準線）は、電流ポイント（200）からシャント抵抗（13）の長さ方向に延びている。この例では、金属パターン（12b）の外側領域（R202）には、ビア（210）が形成されていない。すなわち、金属パターン（12b）の外側領域（R202）におけるビア形成密度は、ゼロとなっている。

〈電流ポイントの選定〉
次に、図４を参照して、金属パターン（12a）の内側領域（R101）と外側領域（R102）との境界線（L100）を規定する電流ポイント（100）について説明する。図４のように、電流ポイント（100u,100v）は、金属パターン（12a）の周辺領域（R110）に設けられ、電流ポイント（100w）は、金属パターン（12a）の中央領域（R100）に設けられている。直線（L100u）は、電流ポイント（100u）とシャント抵抗（13）の電流ポイント（100u）に最も近い角部（302a）とを結んでいる。また、直線（L100u）は、金属パターン（12a）の中央領域（R101）（より具体的には、電流ポイント（100u）に近いほうの補助基準線（L110）、この例では、図中の上側の補助基準線（L110））に対して傾斜角度（θu）で傾斜している。直線（L100v）は、電流ポイント（100v）とシャント抵抗（13）の電流ポイント（100v）に最も近い角部（302a）とを結んでいる。また、直線（L100v）は、金属パターン（12a）の中央領域（R101）に対して傾斜角度（θv）で傾斜している。傾斜角度（θu）は、傾斜角度（θv）よりも大きくなっている。

上記のように、この例では、３つの電流ポイント（100u,100v,100w）のうち電流ポイント（100u）が電流ポイント（100）となり、電流ポイント（100u）とシャント抵抗（13）の角部（302a）とを結ぶ直線（L100u）が境界線（L100）となっている。すなわち、電流ポイント（100）は、金属パターン（12a）に設けられた複数の電流ポイント（この例では、３つの電流ポイント（100u,100v,100w））のうち金属パターン（12a）の周辺領域（R110）に設けられた２以上の電流ポイント（この例では、２つの電流ポイント（100u,100v））の中から選定されている。より具体的には、電流ポイント（100）として選定される電流ポイント（この例では、電流ポイント（100u））は、金属パターン（12a）の周辺領域（R110）に設けられた２以上の電流ポイント（この例では、２つの電流ポイント（100u,100v））とシャント抵抗（13）のそれらの２以上の電流ポイントに最も近い角部（302a）とをそれぞれ結ぶ２以上の直線（この例では、２つの直線（L100u,L100v））のうち金属パターン（12a）の中央領域（R100）に対する傾斜角度が最も大きい直線（この例では、直線（L100u））に対応している。

〈電子回路装置に発生する電流〉
次に、図５を参照して、電子回路装置（10）に発生する電流について説明する。この電子回路装置（10）では、金属パターン（12a）の内側領域（R101）におけるビア形成密度が金属パターン（12a）の外側領域（R102）におけるビア形成密度よりも高くなるように、金属パターン（12a）の内側領域（R101）にビア（110,…,110）が形成されているので、金属パターン（12a）の内側領域（R101）のインピーダンスを外側領域（R102）のインピーダンスよりも低くすることができる。これにより、電流ポイント（100）から流れ出した電流が内側領域（R101）に流れ込みやすくなるので、電流ポイント（100）から内側領域（R101）を経由してシャント抵抗（13）に流れ込む電流成分（I101）を増加させることができ、その結果、電流ポイント（100）から外側領域（R102）を経由してシャント抵抗（13）に流れ込む電流成分（I102）を減少させることができる。電流成分（I101）は、シャント抵抗（13）に対してシャント抵抗（13）の長さ方向に流れ込みやすい電流成分であり、電流成分（I102）は、シャント抵抗（13）に対してシャント抵抗（13）の幅方向に流れ込みやすい電流成分である。より具体的には、電流成分（I101）は、シャント抵抗（13）への流入方向を示す電流ベクトル（電流流入ベクトル）のうちシャント抵抗（13）の長さ方向のベクトル成分（長さ方向成分）がシャント抵抗の幅方向のベクトル成分（幅方向成分）よりも大きくなっている電流成分であると云え、電流成分（I102）は、電流流入ベクトルのうち幅方向成分が長さ方向成分よりも大きくなっている電流成分であると云える。

また、金属パターン（12b）の内側領域（R201）におけるビア形成密度が金属パターン（12b）の外側領域（R202）におけるビア形成密度よりも高くなるように、金属パターン（12b）の内側領域（R201）にビア（210,…,210）が形成されているので、金属パターン（12b）の内側領域（R201）のインピーダンスを外側領域（R202）のインピーダンスよりも低くすることができる。これにより、シャント抵抗（13）から流れ出した電流が内側領域（R201）に流れ込みやすくなるので、シャント抵抗（13）から内側領域（R201）を経由して電流ポイント（200）に流れ込む電流成分（I201）を増加させることができ、その結果、シャント抵抗（13）から外側領域（R202）を経由して電流ポイント（200）に流れ込む電流成分（I202）を減少させることができる。電流成分（I201）は、シャント抵抗（13）からシャント抵抗（13）の長さ方向に流れ出しやすい電流成分であり、電流成分（I202）は、シャント抵抗（13）からシャント抵抗（13）の幅方向に流れ出しやすい電流成分である。より具体的には、電流成分（I201）は、シャント抵抗（13）からの流出方向を示す電流ベクトル（電流流出ベクトル）のうち長さ方向成分が幅方向成分よりも大きくなっている電流成分であると云え、電流成分（I202）は、電流流出ベクトルのうち幅方向成分が長さ方向成分よりも大きくなっている電流成分であると云える。

なお、電流ポイント（100）とシャント抵抗（13）の電流ポイント（100）に最も近い角部（302a）とを結ぶ直線の傾斜角度（金属パターン（12a）の中央領域（R100）に対する傾斜角度）が大きくなるほど、電流ポイント（100）から流れ出した電流がシャント抵抗（13）に対してシャント抵抗（13）の幅方向に流れ込みやすくなる（すなわち、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ込みやすい電流成分の割合が多くなる）傾向にある。この例では、電流ポイント（100u,100v,100w）からそれぞれ流れ出した電流のうち、電流ポイント（100u）から流れ出した電流が、シャント抵抗（13）に対してシャント抵抗（13）の幅方向に最も流れ込みやすいことになる。

また、上記と同様に、電流ポイント（200）とシャント抵抗（13）の電流ポイント（200）に最も近い角部（302b）とを結ぶ直線の傾斜角度（金属パターン（12b）の中央領域（R100）に対する傾斜角度、より具体的には、電流ポイント（200）に近いほうの補助基準線（L210）に対する傾斜角度）が大きくなるほど、電流ポイント（200）に流れ込む電流がシャント抵抗（13）からシャント抵抗（13）の幅方向に流れ出しやすくなる（すなわち、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ出しやすい電流成分の割合が多くなる）傾向にある。

〈効果〉
以上のように、金属パターン（12a）の内側領域（R101）におけるビア形成密度が金属パターン（12a）の外側領域（R102）におけるビア形成密度よりも高くなるように、金属パターン（12a）の内側領域（R101）にビア（110,…,110）を形成することにより、金属パターン（12a）の内側領域（R101）のインピーダンスを外側領域（R102）のインピーダンスよりも低くすることができるので、電流ポイント（100）から外側領域（R102）を経由してシャント抵抗（13）に流れ込む電流成分（I102）（すなわち、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ込みやすい電流成分）を減少させることができる。これにより、シャント抵抗（13）内においてシャント抵抗（13）の幅方向に流れる電流成分を減少させることができるので、シャント抵抗（13）の幅方向の電位差を低減することができる。したがって、シャント抵抗（13）を用いた電流値検出の誤差を低減することができる。

また、金属パターン（12a）の内側領域（R101）にビア（110,…,110）を形成することにより、金属パターン（12a）から外部（例えば、放熱パターン（14））への熱の伝導性を向上させることができる。これにより、電子回路装置（10）の放熱性を向上させることができる。

また、金属パターン（12b）の内側領域（R201）におけるビア形成密度が金属パターン（12b）の外側領域（R202）におけるビア形成密度よりも高くなるように、金属パターン（12b）の内側領域（R201）にビア（210,…,210）を形成することにより、金属パターン（12b）の内側領域（R201）のインピーダンスを外側領域（R202）のインピーダンスよりも低くすることができるので、シャント抵抗（13）から外側領域（R202）を経由して電流ポイント（200）に流れ込む電流成分（I202）（すなわち、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ出しやすい電流成分）を減少させることができる。これにより、シャント抵抗（13）内においてシャント抵抗（13）の幅方向に流れる電流成分をさらに減少させることができるので、シャント抵抗（13）の幅方向の電位差をさらに低減することができる。

また、金属パターン（12b）の内側領域（R201）にビア（210,…,210）を形成することにより、金属パターン（12b）から外部への熱の伝導性を向上させることができる。これにより、電子回路装置（10）の放熱性をさらに向上させることができる。

また、電流ポイント（100u,100v,100w）のうちシャント抵抗（13）に対してシャント抵抗（13）の幅方向に最も流れ込みやすい電流が流れ出す電流ポイント（100u）を、金属パターン（12a）の内側領域（R101）と外側領域（R102）との境界線（L100）を規定する電流ポイント（100）として選定することにより、シャント抵抗（13）の幅方向に流れ込みやすい電流成分を確実に減少させることができる。これにより、シャント抵抗（13）の幅方向の電位差を確実に低減することができる。

〔電子回路装置の変形例〕
図６のように、金属パターン（12a）の一方の周辺領域（R110）に電流ポイント（100u）が設けられているだけでなく、金属パターン（12a）の他方の周辺領域（R110）にも電流ポイント（100w）が設けられていても良い。この場合、電流ポイント（100u）だけでなく電流ポイント（100w）も、金属パターン（12a）の内側領域（R101）と外側領域（R102）との境界線（L100）を規定する電流ポイント（100）として選定されることになる。すなわち、金属パターン（12a）の２つの周辺領域（R110,R110）に２つの境界線（L100,L100）がそれぞれ設けられることになる。

詳しく説明すると、電流ポイント（100w）に関連する境界線（L100）は、電流ポイント（100w）とシャント抵抗（13）の電流ポイント（100w）に最も近い角部（302a）（図中の下側の角部（302a））とを結ぶ直線（L100w）に相当する。電流ポイント（100w）に関連する境界線（L100）とシャント抵抗（13）の端辺部（301a）とを二辺とする平行四辺形状の領域が、金属パターン（12a）のもう１つの内側領域（R101）（電流ポイント（100w）に関連する内側領域（R101））となる。また、シャント抵抗（13）の電流ポイント（100w）に最も近い角部（302a）からシャント抵抗（13）の幅方向に延びる基準線（L101），電流ポイント（100w）からシャント抵抗（13）の長さ方向に延びる基準線（L102），および電流ポイント（100w）に関連する境界線（L100）で囲まれた三角形状の領域が、金属パターン（12a）のもう１つの外側領域（R102）（電流ポイント（100w）に関連する外側領域（R102））となる。

そして、電流ポイント（100w）に関連する内側領域（R101）におけるビア形成密度が電流ポイント（100w）に関連する外側領域（R102）におけるビア形成密度よりも高くなるように、電流ポイント（100w）に関連する内側領域（R101）にビア（110,…,110）が形成されている。なお、この例では、電流ポイント（100w）に関連する内側領域（R101）には、ビア（110,…,110）が一様に分布している。また、電流ポイント（100w）に関連する外側領域（R102）には、ビア（110）が形成されていない。

〔その他の実施形態〕
なお、以上の説明では、金属パターン（12a,12b）の両方において内側領域（R101,R201）のビア形成密度が外側領域（R102,R202）のビア形成密度よりも高くなるようにビア（110,210）が形成されている場合を例に挙げて説明したが、金属パターン（12a,12b）のうち少なくとも一方において内側領域のビア形成密度が外側領域のビア形成密度よりも高くなるようにビアが形成されていれば、金属パターン（12a,12b）のいずれにもビアが形成されていない場合よりも、シャント抵抗（13）の幅方向の電位差を低減するとともに放熱性を向上させることが可能である。

また、金属パターン（12b）の周辺領域（R210）に電流ポイント（200）が設けられている場合を例に挙げて説明したが、電流ポイント（200）は、金属パターン（12b）の中央領域（R200）に設けられていても良い。この場合、金属パターン（12b）にビア（210）が形成されていなくても良い。

また、金属パターン（12a,12b）に３つの電流ポイント（100u,100v,100w）および１つの電流ポイント（200）がそれぞれ設けられている場合を例に挙げて説明したが、金属パターン（12a）に設けられる電流ポイントの数は、３よりも多くても少なくても良いし、金属パターン（12b）に設けられる電流ポイントの数は、２以上であっても良い。

また、電流ポイント（100u,100v,100w）が電流流出ポイントであり、電流ポイント（200）が電流流入ポイントである場合を例に挙げて説明したが、電流ポイント（100u,100v,100w）は、電流流出ポイントであっても良いし、電流ポイント（200）は、電流流入ポイントであっても良い。例えば、電子回路装置（10）が図１の配線（W2）に設けられている場合、電流ポイント（100u,100v,100w）は、スイッチング素子（Sx,Sy,Sz）と配線（W2）との接続点に相当し、電流ポイント（200）は、電解コンデンサ（3）と配線（W2）との接続点に相当する。この場合、電流ポイント（100u,100v,100w）は、電流流入ポイントとなり、電流ポイント（200）は、電流流出ポイントとなる。そして、電流ポイント（100u,100v,100w）のうちシャント抵抗（13）からシャント抵抗（13）の幅方向に最も流れ出しやすい電流が流れ込む電流ポイント（100u）が、金属パターン（12a）の内側領域（R101）と外側領域（R102）との境界線（L100）を規定する電流ポイント（100）として選定される。

なお、以上の実施形態を適宜組み合わせて実施しても良い。以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、上述の電子回路装置は、電力変換装置などにおいて電流値を検出するために用いられる電子回路装置として有用である。

１ 電力変換装置
２ コンバータ部
３ 電解コンデンサ
４ インバータ部
５ 電流検出回路
６ コントローラ
１０ 電子回路装置
１１ 絶縁基板
１２ａ，１２ｂ 金属パターン
１３ シャント抵抗
１４ 放熱パターン
１００，２００ 電流ポイント
１１０，２１０ ビア
３０１ａ，３０１ｂ 端辺部
３０２ａ，３０２ｂ 角部
３１０ａ，３１０ｂ 電極
Ｒ１００，Ｒ２００ 中央領域
Ｒ１０１，Ｒ２０１ 内側領域
Ｒ１０２，Ｒ２０２ 外側領域
Ｌ１００，Ｌ２００ 境界線
Ｌ１０１，Ｌ１０２ 基準線
Ｌ２０１，Ｌ２０２ 基準線

Claims (3)

1. 所定の間隔を隔てて絶縁基板（11）の一方面に形成された第１および第２の金属パターン（12a,12b）と、
   長さ方向において互いに対向する第１および第２の端辺部（301a,301b）が上記第１および第２の金属パターン（12a,12b）にそれぞれ接続された矩形状のシャント抵抗（13）と、
   導電性材料によって構成されて上記絶縁基板（11）の他方面に形成された放熱パターン（14）とを備え、
   上記第１の金属パターン（12a）のうち上記シャント抵抗（13）の第１の端辺部（301a）から該シャント抵抗（13）の長さ方向に延びる帯状の中央領域（R100）よりも外側の周辺領域（R110）には、電流が流れ出す電流流出ポイントおよび電流が流れ込む電流流入ポイントのいずれか一方である第１の電流ポイント（100）が設けられ、
   上記第１の金属パターン（12a）のうち上記第１の電流ポイント（100）と上記シャント抵抗（13）の該第１の電流ポイント（100）に最も近い第１の角部（302a）とを結ぶ第１の境界線（L100）と該シャント抵抗（13）の第１の端辺部（301a）とを二辺とする平行四辺形状の内側領域（R101）には、上記絶縁基板（11）を貫通して該第１の金属パターン（12a）と上記放熱パターン（14）とを接続するビア（110）が形成され、
   上記第１の金属パターン（12a）の内側領域（R101）におけるビア形成密度は、該第１の金属パターン（12a）のうち上記シャント抵抗（13）の第１の角部（302a）から該シャント抵抗（13）の幅方向に延びる第１の基準線（L101）と上記第１の電流ポイント（100）から該シャント抵抗（13）の長さ方向に延びる第２の基準線（L102）と上記第１の境界線（L100）とに囲まれた三角形状の外側領域（R102）におけるビア形成密度よりも高くなっている
   ことを特徴とする電子回路装置。
2. 請求項１において、
   上記第１の金属パターン（12a）には、それぞれが上記電流流出ポイントおよび上記電流流入ポイントのいずれか一方である複数の電流ポイント（100u,100v,100w）が設けられ、
   上記第１の電流ポイント（100）は、上記第１の金属パターン（12a）に設けられた上記複数の電流ポイント（100u,100v,100w）のうち該金属パターン（12a）の周辺領域（R110）に設けられた２以上の電流ポイント（100u,100v）の中で、該２以上の電流ポイント（100u,100v）と上記シャント抵抗（13）の該２以上の電流ポイント（100u,100v）に最も近い角部（302a）とをそれぞれ結ぶ２以上の直線（L100u,L100v）のうち該第１の金属パターン（12a）の中央領域（R100）に対する傾斜角度が最も大きい直線（L100u）に対応する電流ポイント（100u）である
   ことを特徴とする電子回路装置。
3. 請求項１または２において、
   上記第２の金属パターン（12b）のうち上記シャント抵抗（13）の第２の端辺部（301b）から該シャント抵抗（13）の長さ方向に延びる帯状の中央領域（R200）よりも外側の周辺領域（R210）には、上記電流流出ポイントおよび上記電流流入ポイントのいずれか他方である第２の電流ポイント（200）が設けられ、
   上記第２の金属パターン（12b）のうち上記第２の電流ポイント（200）と上記シャント抵抗（13）の該第２の電流ポイント（200）に最も近い第２の角部（302b）とを結ぶ第２の境界線（L200）と該シャント抵抗（13）の第２の端辺部（301b）とを二辺とする平行四辺形状の内側領域（R201）には、上記絶縁基板（11）を貫通して該第２の金属パターン（12b）と上記放熱パターン（14）とを接続するビア（210）が形成され、
   上記第２の金属パターン（12b）の内側領域（R201）におけるビア形成密度は、該第２の金属パターン（12b）のうち上記シャント抵抗（13）の第２の角部（302b）から該シャント抵抗（13）の幅方向に延びる第３の基準線（L201）と上記第２の電流ポイント（200）から該シャント抵抗（13）の長さ方向に延びる第４の基準線（L202）と上記第２の境界線（L200）とに囲まれた三角形状の外側領域（R202）におけるビア形成密度よりも高くなっている
   ことを特徴とする電子回路装置。