(57)【要約】【課題】許容できる大きさで少なくとも２５キロボルト／５０ヘルツの電圧への暴露に長時間耐えられる電気的デバイスが必要であることである。【解決手段】本発明は、少なくとも１つの集積回路（１４；１４Ａ、１４Ｂ）及び少なくとも５０キロボルトＡＣの電位差を許容するように適合された２つの導電層（３４、３６）を有する絶縁材料からなり、前記層（３４、３６）の１つが少なくとも１つの前記集積回路（１４；１４Ａ、１４Ｂ）に接続される、少なくとも１つの基板（３２；３２Ａ；３２Ｂ）を含み、前記絶縁材料が、２５から７０重量％の立方晶型窒化ホウ素、２５から７５重量％の窒化アルミニウム、及び０から５重量％の焼結体を備える材料からなる、電気回路（１２）を提案する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの集積回路（１４；１４Ａ、１４Ｂ）及び
少なくとも５０キロボルトＡＣの電位差を許容するように適合された２つの導電層（３４、３６）を有する絶縁材料からなり、前記層（３４、３６）の１つが少なくとも１つの前記集積回路（１４；１４Ａ、１４Ｂ）に接続される、少なくとも１つの基板（３２；３２Ａ；３２Ｂ）を含み、
前記絶縁材料が、
２５から７０重量％の立方晶型窒化ホウ素、
２５から７５重量％の窒化アルミニウム、及び
０から５重量％の焼結体を備える材料からなる、電気回路（１２）。
【請求項２】
前記基板（３２；３２Ａ、３２Ｂ）の材料が、３５重量％の立方晶窒化ホウ素及び６５重量％の窒化アルミニウムを含む、請求項１に記載の回路（１２）。
【請求項３】
前記基板（３２；３２Ａ，３２Ｂ）の材料の前記焼結体が、酸化イットリウムあるいは窒化物、酸化物、酸化カルシウム、またはそれらの混合物のいずれかを備えまたはそれらからなる、請求項１または２に記載の回路。
【請求項４】
前記基板（３２；３２Ａ、３２Ｂ）の材料が、２つの接続部（２８、３０）の間で、６０キロボルトＡＣの電位差または９０キロボルトＤＣの電位差に１分間連続的にさらされることをサポート可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載の回路。
【請求項５】
前記基板（３２；３２Ａ，３２Ｂ）が、直線的な円筒形または直線的な角柱形を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の回路。
【請求項６】
前記基板（３２；３２Ａ、３２Ｂ）が、７ｍｍよりも小さく、好適には５ｍｍよりも小さい厚さを有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の回路。
【請求項７】
前記基板（３２；３２Ａ、３２Ｂ）の材料が、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、好適には１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）よりも大きな熱伝導率を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の回路。
【請求項８】
電圧が１４キロボルト（実効電圧）よりも大きな架線に直接接続されうる電気的デバイス（１０）であって、
請求項１から７のいずれか一項に記載の回路（１２）及び
前記回路（１２）を取り囲む保護ケーシング（２２）を含む、電気的デバイス（１０）。
【請求項９】
少なくとも１つの集積回路（１４；１４Ａ、１４Ｂ）を提供する段階；
少なくとも１つの前記集積回路（１４；１４Ａ、１４Ｂ）を、少なくとも５０キロボルトの電位差を許容するように適合された２つの導電層（３４、３６）を有するすくなくとも１つの絶縁性基板（３２；３２Ａ，３２Ｂ）の層の１つに接続される段階であって、少なくとも１つの前記絶縁性基板（３２；３２Ａ、３２Ｂ）が、
２５から７０重量％の立方晶型窒化ホウ素、
２５から７０重量％の窒化アルミニウム及び
０から５重量％の焼結体を備える材料からなる段階、
を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の回路（１２）を製造する方法。
【請求項１０】
少なくとも５０キロボルトの電位差を許容するように適合された２つの導電層（３４、３６）を有する円形または平行六面体の形状の絶縁性基板（３２；３２Ａ、３２Ｂ）を製造するための、
２５から７０重量％の立方晶型窒化ホウ素、
２５から７５重量％の窒化アルミニウム及び
０から５重量％の焼結体を備える、絶縁性材料の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧に直接接続されうる電気回路に関する。また、本発明は、そのような回路を含む電気デバイスおよびそのような回路を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の動力牽引駆動は、電気的エネルギーの変換に関する素子、電気的エネルギーの輸送に関するデバイス及び車両の車輪の１つを駆動する回転軸に結合された駆動モーターのような種類の電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換するデバイスを含む。モーターはボギー台車に取り付けられる。
【０００３】
従って、伝導機構は通常、ＤＣ型（頭文字ＤＣで表記される）から交流型（頭文字ＡＣで表記される）へ変換されるか、またはその反対、またはＤＣ型からＤＣ型へまたさらには交流型から交流型へ変換されるかについて電気的信号を伝達するのに用いられる複数の変換器を含む。これらの変換器の中で、インバータは典型的には７５０Ｖ（ボルト）から３３００Ｖの間であるＤＣ電圧で供給される。典型的にはＤＣ電圧供給は、単純な整流ブリッジまたは、トランスによって架線電圧からＳＰＦＳＢ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｆｏｒｃｅｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｂｒｉｄｇｅ、単相強制スイッチングブリッジ型の頭文字）から始まり、トランスであらかじめ低くされたＡＣ型電圧を有する。
【０００４】
このＤＣ電圧供給から、インバータは３相交流電流の３つの相を駆動モーターに伝達する。これらの３つの相は、２つの電力スイッチの中間点をとることによって発生され、直列接続され、ＤＣ電位に接続される。
【０００５】
インバータを形成する電力スイッチは、それぞれスイッチング機能を確実に行う電気回路を含む保護ケーシングの外観を呈する。ケーシング及びその内部（パワーモジュール）の組立体は、「パック」という用語で表記されることがある。この組立体もまた、本願明細書で以後「電気的デバイス」という用語で表記される。
【０００６】
電力スイッチの電気回路は一般に複数の電気的に接続された電気回路及び集積回路を含み、これらの集積回路は絶縁性基板によって間接的に支持されており、その配線は１つの電気回路に対応する。
【０００７】
絶縁基板は、これらが支持する集積回路と、ケーシングの背面との間の電気的絶縁を確実に行う機能、集積回路の加熱によって引き起こされる損失を放電する機能及び強い熱的機械的制約が集積回路を支える組立体に課されることを防ぐ機能を有する。集積回路は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（通常、「Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ」の頭文字ＩＧＢＴとして表記される）または電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ接合型電界効果トランジスタまたはＭＯＳＦＴ「金属酸化物半導体電界トランジスタ」あるいはダイオード）である。
【０００８】
鉄道車両に搭載される動力駆動系の重量を低減する方法の１つは、トランスによって処理される信号のスイッチング周波数の増加に基づく。特に、このことにより、トランスの大きさを非常に低減することができ、信号の周波数に反比例する。従って従来の基本設計では、動力駆動系の先頭におけるトランスと共に、架線電圧の周波数が１０ヘルツから６０ヘルツの間であり、トランスの大きさ及び重量は非常に大きい。
【０００９】
低周波数（１０から６０ヘルツ）架線の信号のより高い周波数（数キロヘルツ）の電気的信号へのこの電気的変換は、架線に直接接続された電力変換器によって達成される。従って、数キロヘルツの周波数の信号は、１つのトランスまたは並列に複数のトランスを有する多段構造の場合には複数のトランスの入力部において導入されうる。
【００１０】
トランスの大きさの減少の一方、架線から動力駆動フレームの中間へトランスが変位する。従って、動力駆動フレームの基本設計は、トランス／変換器／モーターの従来の基本設計から変換器／トランス／変換器／モーター型の基本設計へ改良される。このことは、電力変換器を動力駆動系の先頭に、できるだけ架線に近接して位置させ、特に連続的に変換器の特定の構成要素をより大きな電位差にさらし続けることを伴う。
【００１１】
その端子にかかる電圧が７５０ボルトから３３００ボルトの間でありうるため、直列に置かれる先頭の電力スイッチは、そのような構成においてはそのため電力分割ブリッジとして用いられる。
【００１２】
従って、先頭のトランスが存在すると、各電気回路は約１５キロボルト（ｋＶ）程度の電位差への暴露に耐えるように適合される。構成要素の実証段階において、１分間である。そこで、回路が架線に直接接続される場合、その電圧は例えば２５キロボルト／５０ヘルツであり、架線によって現れうる過大な電圧は電気回路が６０キロボルトの交流電圧に１分間耐えることができるようにかかる。
【００１３】
そこで、回路が例えば２５キロボルト／５０ヘルツの電圧の架線に直接接続される場合、架線によって現れうる以上の電圧は、電気回路を６０キロボルトの交流電圧に１分間耐えることができることを課す。特に、背面においてグランドに接続され、前面において架線の電位に接続される電気的デバイスの冷却は、電気的デバイスの電気的絶縁が再考されなければならないことを課す。
【００１４】
この従来技術では、電気的回路の絶縁基板は、通常１ｍｍ程度の厚さの窒化アルミニウムからなる。
【００１５】
提起される問題への最も本質的な解決策は、１分間１５キロボルトをサポートする基板を作るのに用いられるよりも厚い窒化アルミニウムを使用することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、出願人は、誘電体の試験を実施することによって、厚さに直接一致剛性の変化のためにこのことはうまく働かないことに気付いた。すなわち、１ｍｍの窒化アルミニウムがｘキロボルトをサポートしうる場合、２ｍｍの同じ材料は２ｘキロボルトをサポートせず、より低い値になる。換言すれば、材料の厚さが増大すると、直接一致剛性の低下に対応する現象が観察される。
【００１７】
その結果、出願人は、６０キロボルトの交流電圧に１分間耐える窒化アルミニウム基板を得るためには、１０ｍｍ以上の厚さが考慮されなければならないと推測している。しかしながら、この場合熱的機械的応力が非常に高く熱的特性が非常に悪い結果となるため、このような厚さは大きすぎる。
【００１８】
そのため、基板を製造するのに現在用いられる窒化アルミニウムは、６０キロボルトのＡＣに１分間さらすことを企図することはできない。
【００１９】
従って、特に鉄道産業に関して、許容できる大きさで少なくとも２５キロボルト／５０ヘルツの電圧への暴露に長時間耐えられる電気的デバイスが必要とされている。このことに関して、本発明は、少なくとも１つの集積回路及び２つの導電層を有する絶縁材料からなる少なくとも１つの基板を含み、少なくとも５０キロボルトＡＣの電位差を受容できるよう適合され、層の１つは少なくとも１つの集積回路に接続される電気回路を提案する。絶縁材料は、２５から７０重量％の立方晶型の窒化ホウ素、２５から７５重量％の窒化アルミニウム及び０から５重量％の焼結体を備える材料からなる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
特定の実施形態に関して、回路は以下の特徴の１つまたは複数を、個別にまたは全ての技術的に可能な組み合わせに従って備える。
【００２１】
基板の材料は、２５から７０重量％の立方晶型窒化ホウ素を備える。
【００２２】
基板の材料は、２５から７０重量％の窒化アルミニウムを備える。
【００２３】
基板の材料の焼結体は、酸化イットリウム、窒化物、酸化物、酸化カルシウムまたはこれらの混合物のいずれかを備えまたはこれらからなる。
【００２４】
基板の材料は、２つの接続部の間に印加される６０キロボルトＡＣまたは９０キロボルトＤＣの電位差の１分間の連続的な暴露をサポートすることができる。
【００２５】
基板は、直線的な円筒形状または直線的な角柱形状を有する。
【００２６】
基板は、７ｍｍ未満、好適には５ｍｍ未満の厚さを有する。
【００２７】
基板の材料は、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）より大きく、好適には１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）より大きい熱伝導率を有する。
【００２８】
本発明はまた、１４キロボルト（有効電圧）よりも大きな有効電圧の架線に接続されうる、前述の電気回路を含む電気的デバイスに関する。
【００２９】
デバイスはさらに、回路を囲む保護ケーシングを含み得る。
【００３０】
本発明の目的はまた、少なくとも１つの集積回路の設置を含む上述の回路の製造方法であり；前述の少なくとも１つの集積回路は少なくとも５０キロボルトの電位差を許容するように適合された２つの導電層を有する少なくとも１つの絶縁基板の層の１つに接続され、前述の少なくとも１つの絶縁基板は２５から７０重量％の立方晶型窒化ホウ素、２５から７５重量％の窒化アルミニウム及び０から５重量％の焼結体を備える材料からなる。
【００３１】
絶縁材料の使用もまた提案され、円形または平行六面体形状の絶縁基板を製造するために２５から７０重量％の立方晶型窒化ホウ素、２５から７５重量％の窒化アルミニウム及び０から５重量％の焼結体を備え、絶縁基板は、少なくとも５０キロボルトの電位差を許容するように適合された２つの導電層を有する。
【００３２】
本発明のその他の特徴及び利点は、単に例として提示された発明の実施形態の以下の詳細な説明を、図面を参照して読むことにより、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】電気的デバイスの一例の斜視図を示す。
【図２】デバイスに含まれうる電気回路の様々な実施形態の概略図を示す。
【図３】デバイスに含まれうる電気回路の様々な実施形態の概略図を示す。
【図４】デバイスに含まれうる電気回路の様々な実施形態の概略図を示す。
【図５】デバイスに含まれうる電気回路の様々な実施形態の概略図を示す。
【図６】デバイスに含まれうる電気回路の様々な実施形態の概略図を示す。
【図７】図２の回路の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
電気回路を保護するためのデバイス１０が、図１に示されるように提案される。
【００３５】
この図において、デバイス１０は、パックを形成し、斜視図で概略的に図示され、デバイス１０の一部はデバイス１０の内部を図示することができるように切断されている。デバイス１０は、電気回路１２を含む。選択された回路１２は、鉄道産業の分野で用いられる回路である。これは、電力回路である。
【００３６】
回路１２は、複数の集積回路１４を含む。図１の例によれば、回路１２は、６つの集積回路１４を含む；簡便化のため、２つのみが図において参照されている。集積回路１４のそれぞれは、例えばトランジスタである。図に示すように、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（通常、「Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ」の頭文字ＩＡＧＢＴと表記される）、電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ「Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ」）またはＭＯＳＦＴ（「Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ」）が用いられてもよい。
【００３７】
集積回路１４は、導電層に形成された複数のまたは複合した配線に従って電気的に共に接続される。例示的な実施形態は、図２から６を参照して示される。単純化として図１の例によれば、これらの配線は直線１６で概略的に示され、回路１４の全体が見えているが、一方現実には回路１４は均一にデバイス１０の全体に渡って配置される。
【００３８】
デバイス１０は、支持底部を形成する支持部１８を含む。支持部１８は、例えばＡＬＳＩＣ（アルミニウム格子内のシリコンカーバイドＳＩＣ粒子）からなる。回路１２は、支持部１８上に取り付けられる。支持部１８は、図示されない冷却デバイス（水冷板またはラジエータ）によって冷却され、熱交換を介して回路１２の温度を制限する。
【００３９】
電気回路１２を保護するために、デバイス１０はまた、回路１２の環境保護層２０が提供される。
【００４０】
回路１２を環境的に保護する層２０が提供される。このことは、電気回路１２が、回路１２が取り付けられる支持部１８の反対側に特定の材料によって封止されることを意味する。この材料は、例えばシリコーンゲルである。
【００４１】
デバイス１０は、蓋２４及び側壁２６を有する外部ケーシング２２が提供される。ケーシング２２は、保護層２０と共に回路１２を保護するために用いられる。例として、プラスチックからなるケーシング２２がこの使用に適している。ケーシング２２は、底部１８に接着及びねじ留めによって取り付けられる。デバイス１０はさらに電圧の入力接続部２８及び電圧の出力接続部３０を含み、これらの接続部２８及び３０は、ケーシング２２内に存在する。図示するように、集積回路１４がトランジスタまたはエミッタ及びコレクタとして知られるようなスイッチと等価である場合、入力接続部２８は各回路１４のコレクタに接続され、出力接続部３０は各回路１４のエミッタに導電体を介して接続される。
【００４２】
従って、本発明によって提供される構成において、これらの接続部の導電体を介して電流が流れる。
【００４３】
図１の例において、入力接続部２８は点線で示され、図示の必要性のためにケーシング２２が切断されていない場合に実際に見えるように示している。
【００４４】
回路１２の例示的な実施形態は、図２に、より具体的に図示されている。この図において、回路１２はチップの外観を呈する集積回路１４（「チップ」という用語でも表記される）を含む。
【００４５】
回路１２は、絶縁材料、上部層３４及び下部層３６からなる基板を含む。
【００４６】
層３４及び３６は、３００マイクロメートル（ミクロン）程度の厚さを有し、導電性である。これらは例えばメタライゼーションによって得られ、タングステンカーバイド、銅、アルミニウムまたはタングステンからなる。例示的な実施形態において、入力接続部２８は上部層３４に接続され、出力接続部３０は下部層３６に接続される。
【００４７】
上部層３４は、電気回路１２を画定し、１つまたは複数の集積回路１４を用いてスイッチング機能を実現可能とする電気配線を有する。
【００４８】
下部層３６は基板３２を支持部１８上に取り付けることを可能にするメタライゼーションのためのものである。取り付け方法は、ろう付けまたはその他の知られた取り付け方法であってもよい。そのため、支持部１８は、駆動系のグランドに電気的に接続される冷却部（典型的には水冷板またはラジエータ）に取り付けられる。
【００４９】
その結果、基板３２はその上部層３４と、下部層３６に間接的に接続されたグランドとの間のＤＣ電圧の電位にさらされる。そのため、基板３２は非常に大きな電圧にさらされうる。例として示されるこの発明のメタライズされた構成の範囲において、基板３２は６０キロボルトの交流電圧（実効電圧）に１分間さらされても耐えうることが望ましい。
【００５０】
出願人は、窒化アルミニウムからなる基板に関する上述の試験に加えて、様々な材料で試験を実施した。その結果、驚くべきことに、９０％以上の比率のダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素からなる基板は、許容可能な大きさで少なくとも５０キロボルトの電圧に長い時間さらすことに耐えられないことを示すことができた。
【００５１】
この発明の範囲において、基板３２の材料について特定の組成により、この絶対的な要求に合致できるようになる。提案される材料は、２５から７０重量％の立方晶型窒化ホウ素、２５から７５重量％の窒化アルミニウム及び０から５重量％の焼結体を備える。その他の成分が存在していてもよい。
【００５２】
好適には、基板３２の材料は２５から７０重量％の立方晶型窒化ホウ素、２５から７５重量％の窒化アルミニウム及び０から５重量％の焼結体の配分からなる。
【００５３】
これらの焼結体は、材料の熱伝導率を増加させることができるが、それでもなおこれらは必須ではない。つまり、焼結体の量は０％に等しいものであってもよい。例えば、基板３２の材料は、５０ワット／（ｍ・Ｋ）よりも大きく、好適には１００ワット／（ｍ・Ｋ）よりも大きな熱伝導率を有する。
【００５４】
例示的な実施形態において、焼結体は、化学式Ｙ２Ｏ３の酸化イットリウム、窒化物、及び化学式ＣＡＯの酸化カルシウムのような酸化物を備えまたはこれらからなる。代替的に、材料は上述の組成物の２つ以上の混合物を備えまたは混合物からなる。
【００５５】
好適には、基板の材料は２５から７０重量％の立方晶型窒化ホウ素からなる。
【００５６】
好適には、材料は２５から７５重量％の窒化アルミニウムからなる。
【００５７】
好適な実施形態に従えば、材料は３５重量％の立方晶型窒化ホウ素及び６５重量％の窒化アルミニウムを含む。
【００５８】
５ｍｍの厚さを有し示された組成の基板に関して、６０キロボルトＡＣへ１分間連続的にさらしても耐えられることが、実験的に示された。
【００５９】
その結果、１０ｍｍを超える厚さの材料の使用または冷却液体として誘電体液体を有する冷却回路の使用を必要とする従来技術と異なり、グリコール−水混合物を用いる従来の冷却回路を本発明の範囲において利用されてもよい。代替的な構成が回路１２に関して可能であり、これは図３から６に示されている。
【００６０】
図３は、垂直型の配線構成の回路を示している。垂直型配線の利点は、かさ高性を低減した電気回路を得ることができ、タングステンカーバイドのように極端に硬い導電性材料の場合に上部層３４の配線を避けることができるようになることである。さらには、対称型の構成及び上部層３４の周縁部全体に渡って一定の電場を有することができるようになる。特に、上部層３４は、表面全体に渡って不連続な部分なく導電性である。このことによって、電力スイッチングの間にさらなる電気的制限が導入されることも防ぐ。図２の場合と同様に、回路１２はチップとして集積回路１４並びに、絶縁材料と２つの導電層３４及び３６とからなる基板３２を含む。
【００６１】
層３４は、図３に図示されない入力接続部２８に接続された第１の導電体３８に接続される。代替的に、第１の導電体３８は、入力接続部２８に対応する。そのため、第１の導電体３８は、コレクタに対応するものであってもよい。
【００６２】
回路１２はまた、図３に図示されない出力接続部３０に接続された第２の導電体４０を含む。代替的に、第２の導電体４０は、出力接続部３０に対応する。そのため、第２の導電体４０はエミッタに対応するものであってもよい。
【００６３】
回路１２はまた、２つのメタライゼーション４４及び４６によって取り囲まれた周知の種類の絶縁材料からなる第２の基板４２を含む。この第２の基板４２は、上部層３４上に位置するため、「下部基板」として記述される。この第２の基板４２およびそのメタライゼーション４４及び４６は、この組立体は「メタライズ基板４２」とも称されるが、上部層３４上に配置されてリンク４８を介して集積回路１４と電気的に接触し、第２の導電体４０を介して出力接続部３０と電気的に接触する。
【００６４】
従って、この第２の基板４２は基板３２と同じ電位差の制限を受けないことは明らかである。そのため第２の基板４２は図３に概略的に示されるように基板３２よりも薄いものであってもよい。さらに、第２の基板４２はまた、窒化アルミニウムのような異なる性質の材料からなるものであってもよい。第２の基板４２の主たる機能は、上部層３４の配線を避けることである。
【００６５】
図３の代替例に代替できる実施形態が、図４の１つである。同一の参照符号は、垂直配線ではなく平面−平面型の配線を示すこの場合には繰り返さない。特に、第２の導電体４０は図３のように「上部基板」に接続されるのではなく、むしろ分離した基板３２Ｂに、その上部層３４Ｂを介して接続され、基板３２Ｂは初めの基板３２Ａと同じ厚さを有する。
【００６６】
図３は、同じ基板上にスイッチ型の単一の回路１２を含むデバイス１０に対応する。図４の場合には、基板３２Ａ及び３２Ｂの絶縁性材料は同一であり、どちらの材料も実質的に同じ電気的制約が課される。
【００６７】
図５及び６の実施形態は、デバイス１０がより顕著な電流で用いられる場合に対応する。このことは、回路１４の並列化を含み、望まれる電流を得るために、その数は２つから１０を超えるまで変更するものであってもよい。そのため、図５及び６に示された構成において、図３及び４に示された例の場合のような単一の集積回路の代わりに、２つの集積回路１４Ａ及び１４Ｂが用いられる。
【００６８】
図示されないその他の例において、２つの集積回路１４Ａ及び１４Ｂの代わりに、３以上の整数個の集積回路１４が用いられる。
【００６９】
図５の例に従えば、図４のそれと類似する分離した基板である基板３２Ａは、図３に示されるような２つの面を有する「メタライズ基板４２」だけでなく上部層３４Ａ及び集積回路１４Ａも含む。基板３２Ｂによって支持される集積回路１４Ｂは、基板３２Ａの集積回路１４Ａに接続部５０を介して接続される。この接続部５０はまた、基板４２のメタライゼーション４４にも接続され、このメタライゼーションは第１の導電体３８に集められる。集積回路１４Ｂは、それ自体は接続部４０に接続される導電層３４Ｂに接続される。さらに、接続ブリッジ５４が基板３２Ａの上部層３４Ａと基板３２Ｂの上部層３４Ｂとの間に形成される。
【００７０】
図６に示された代替的な実施形態に従えば、追加的な「メタライズ基板４２」の使用の代わりに、銅またはアルミニウムのような柔らかいメタライゼーションの場合、導電層３４Ａの切断が単純になされてもよく、これは製造がより単純であり、かさ高性が顕著に小さくなる。
【００７１】
図７は、図２の基板の斜視図を示している。基板３２は、直線的な円筒形であり、その準線曲線は円である。導電層３４及び３６は同じ形状を有する。そのような形状においては、回路１２に印加される応力を対称化することが可能であり、より抵抗性を増すこととなる。代替的に、基板３２は、層３４及び３６を有する直線的な角柱であり、層３４、３６はその準線曲線が円である直線的な円筒形または直線的な角柱のいずれかの形状を有する。
【００７２】
全ての実施形態において、回路１２は絶縁基板３２の層の間の６０キロボルト／５０ヘルツの電位差を１分間サポートできるように適合される。このことにより、回路１２は、特に架線の電位、とりわけ１４キロボルト（実効電圧）を超える電圧を提供する架線に直接接続することの応力に適合する。
【符号の説明】
【００７３】
１０  デバイス
１２  電気回路
１４、１４Ａ、１４Ｂ  集積回路
１６  直線
１８  支持部
２０  保護層
２２  ケーシング
２４  蓋
２６  側壁
２８  入力接続部
３０  出力接続部
３２、３２Ａ、３２Ｂ  絶縁基板
３４、３４Ａ、３４Ｂ  上部層
３６  下部層
３８  第１の導電体
４０  第２の導電体
４０  接続部
４２  第２の基板
４４  メタライゼーション
４８  リンク
５０  接続部
５４  接続ブリッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
2014007407000001.pdf