CN102548201A

CN102548201A - 金属芯基板

Info

Publication number: CN102548201A
Application number: CN2011103070996A
Authority: CN
Inventors: 杉浦智宏; 原尾彰; 久保田实
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-10-11
Also published as: CN102548201B; JP5713426B2; JP2012084736A; US8586872B2; US20120090881A1

Abstract

本发明提供一种金属芯基板。第一布线件由：一片金属芯材的第一区域；形成在所述第一区域上的第一绝缘层；和由铜箔制成的并且形成在所述第一绝缘层上的第一电路布图构成。第二布线件由：一片所述金属芯材的与所述第一区域分开的第二区域；形成在所述第二区域上的第二绝缘层；和由铜箔制成的并且形成在所述第二绝缘层上的第二电路布图构成。连接件将所述第一布线件与所述第二布线件电连接。该连接件由一片所述金属芯材的夹置在所述第一区域和第二区域之间的第三区域构成。

Description

金属芯基板

技术领域

本发明涉及一种金属芯基板，并且更具体地，涉及一种容纳在具有以直角弯曲的非常规多面体形状的电源箱中而不是容纳在具有规则平面形状的电源箱中的布线件之间的电连接。

背景技术

<根据现有技术的布线件的实例>

图7是图示出根据现有技术的布线件80的实例的剖视图。

在布线件80中，导电电路布图82形成在绝缘基板81的上表面和下表面上。绝缘基板81安装有：用于切换和控制负载的半导体开关装置(生热装置)TR，用于驱动半导体开关装置TR的驱动件DR，用于半导体开关装置TR的散热鳍片F和连接器C。从车载蓄电池经过配对连接器30K的连接器端子T2和布线件80的连接器C的连接端子T1为布线件80供电。布线件80基于半导体开关装置TR的开关控制，通过间歇地向负载供电，将电力转换成期望的电力。

<容纳在具有非常规形状的电源箱中的布线件的电连接>

当图7所示的两个布线件80安装到平面电源箱时，不存在关于电源能量供应的特别问题。然而，如图8所示，关于因车辆安装的需要而需使电源箱20形成为以直角弯曲的非常规多面体形状的情况，当将布线件100、110容纳在电源箱20中时，导致了关于电源能量向下游布线件110的供应的问题。

因此，为了电连接位于不同侧的布线件，如图8所示，需要在线束上设置分支，并且需要分别将分支连接到布线件；或者如图9所示，需要使用诸如连接器的部件。

<分支连接>

图8是图示出根据现有技术1的电源能量的提供方法的透视图，其中在线束上设置有分支，并且该分支分别连接于布线件100、110。在图8中，当将诸如图7中所示的布线件80那样的布线件100、110分别容纳在其布线件容纳空间以直角弯曲的电源箱20中时，通过连接器10K将其中并入了电源线和输入/输出线的上游线束主线30连接于布线件100。此外，通过连接器11K将其中并入了输入/输出线40B的下游线束主线40连接于布线件110。为了向布线件110提供电源能量，上游线束主线30设置有分支线31，使得从分支线31通过连接器110K来进行电路连接。

<分支连接的缺陷>

然而，近年来，很难确保线束或电源箱的安装空间，迫切需要的是减少零部件的数量，并且在电源箱中上游电路需要高电流规格。因此，利用上述分支连接很难使粗电线分支。

<连接器连接>

图9是图示出根据现有技术2的电源能量的提供方法的透视图，其中通过连接器K1、K2来电连接位于不同侧的布线件100、110。在图9中，当将诸如图7中所示的布线件80那样的布线件100、110分别容纳在其布线件容纳空间以直角弯曲的电源箱20中时，通过连接器10K将其中并入了电源线和输入/输出线的上游线束主线30连接于布线件100。此外，通过连接器11K将其中并入了输入/输出线的下游线束主线40连接于布线件110。为了向布线件110提供电源能量，将连接器K1和配对连接器K2分别安装到布线件100的后端部和布线件110的前端部，使得通过连接器K1和连接器K2将电源能量从布线件100提供到布线件110。

<连接器连接的缺陷>

所述连接器连接也具有与所述分支连接相同的问题。换句话说，近年来，很难确保线束或电源箱的安装空间，迫切需要的是减少零部件的数量，并且在电源箱中上游电路需要高电流规格。因此，利用上述连接器连接很难设立大型连接器。

<柔性印刷基板连接>

此外，JP-A-11-41752公开了：在电连接箱的情况下，将第一柔性印刷基板的一端部连接到电路基板，将其另一端部连接到插入式连接器，将该插入式连接器装接到外壳的开口，从而将印刷基板从外壳的外侧可拆卸地插入并连接。当采用JP-A-11-41752中公开的构造时，具有优异布线能力的柔性印刷基板用于连接上游布线件和下游布线件，并且可以通过该柔性印刷基板来提供电源能量。

<柔性印刷基板连接的缺陷>

JP-A-11-41752的柔性印刷基板在小容量设备中有效。然而，由于电源箱中的上游电路需要高电流规格，所以不可能通过利用所述柔性印刷基板来应对高电流。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能够减少部件的数量并且能够应对高电流规格的金属芯基板。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种金属芯基板，包括：第一布线件，该第一布线件由以下构成：一片金属芯材的第一区域；形成在所述第一区域上的第一绝缘层；和由铜箔制成的并且形成在所述第一绝缘层上的第一电路布图；第二布线件，该第二布线件由以下构成：一片所述金属芯材的第二区域，该第二区域与所述第一区域分开；形成在所述第二区域上的第二绝缘层；和由铜箔制成的并且形成在所述第二绝缘层上的第二电路布图；以及连接件，该连接件将所述第一布线件与所述第二布线件电连接，该连接件由一片所述金属芯材的夹置在所述第一区域和第二区域之间的第三区域构成。

所述第三区域能够以直角或180度弯曲。该第三区域可以在所述金属芯材的宽度方向上被分割成多个部分。

根据本发明，由于可以对两个布线件使用共用的金属芯材来作为供电路径，所以可以省去现有技术的例如分支线和连接器的组成部件，并且可以应对高电流规格。此外，由于在一片金属芯材的第三区域上没有形成绝缘层和铜箔，所以金属芯基板在第三区域处能够弯曲，从而容纳在具有非常规形状的电源箱中。

此外，当用于两个布线件的共用金属芯材在该金属芯材的宽度方向上被分割成多个部分时，可以减小在弯曲处理时的成形力，并且可以应对设置多个供电系统的情况。

附图说明

在各附图中：

图1是图示出在将布线件容纳在具有以直角弯曲的非常规形状的电源箱中的状态下，根据本发明的示例性实施例的金属芯基板的透视图；

图2A是图示出在弯曲之前的状态下，根据本发明的示例性实施例的布线件的构造的前视图；

图2B是图示出在弯曲的状态下，根据本发明的示例性实施例的布线件的构造的前视图；

图3A是图示出用于说明利用图1所示的金属芯基板向布线件提供电源能量的方法的等效电路的电路图；

图3B是图示出用于说明利用图8所示的分支连接方法向布线件提供电源能量的方法的等效电路的电路图；

图4是图示出根据本发明的示例性实施例的布线件的实例的剖视图；

图5是图示出根据本发明的第二和第三示例性实施例的金属芯基板的透视图；

图6是图示出根据本发明的第四示例性实施例的金属芯基板的前视图；

图7是图示出根据现有技术的布线件的实例的剖视图；

图8是图示出根据现有技术1的提供电源能量的方法的透视图；并且

图9是图示出根据现有技术2的提供电源能量的方法的透视图。

具体实施方式

下文中，将参考附图来描述根据本发明的各示例性实施例。

<根据第一示例性实施例的金属芯基板>

图1是示出了根据本发明的示例性实施例的金属芯基板的透视图。

根据本发明的示例性实施例的金属芯基板1构造成使得布线件能够分别容纳在具有非常规形状的电源箱中。如图1所示，安装于共用金属芯材M的布线件10和布线件11在以直角弯曲的情况下容纳在电源箱20中，该电源箱20具有以直角弯曲的非常规形状和布线件容纳空间。

在图1中，参考标号1表示根据本发明的示例性实施例的其上安装有多个布线件10、11的金属芯基板。其中并入了电源线30A(见图3A)和输入/输出线30B(见图3B)的上游线束主线30的连接器30K连接于布线件10的连接器10K。

此外，其中并入了输入/输出线40B的下游线束主线40的连接器41K连接于布线件11的连接器11K。

为了向布线件11提供电源能量，对于上游布线件10和下游布线件11共同使用一片金属芯材M作为供电路径。将共用金属芯材M在其中央MC处以直角弯曲，使得布线件10、11能够容纳在具有以直角弯曲的非常规形状的电源箱20中。

像这样，将一片金属芯材M用作为供电路径并且根据情况弯曲。

<布线件10、11的构造>

图2A是图示出布线件10、11在弯曲之前的状态下的构造的剖视图，而图2B是图示出布线件10、11在弯曲状态下的构造的剖视图。如图2A所示，设置一片由铜板制成的金属芯基材M。在左右方向上的中央附近，使金属芯材M露出。在金属芯材M的左侧区域(第一区域)和右侧区域(第二区域)中，绝缘材料(层)P1形成在该金属芯材M的上表面上。在金属芯材M的左侧区域(第一区域)和右侧区域(第二区域)中，绝缘材料(层)P2形成在该金属芯材M的下表面上。右侧区域与左侧区域分开。即，金属芯材M的中央区域(第三区域)夹置在右侧区域与左侧区域之间。当中形成有导电布图的铜箔C1形成在绝缘材料P1上，并且当中形成有导电布图的铜箔C2形成在绝缘材料P2上。电子部件安装在绝缘材料P1、P2的表面上。在绝缘材料P1上形成电路布图的铜箔C1通过内表面被电镀的通孔TH(见图4)而电连接于在绝缘材料P2上形成电路布图的铜箔C2，从而形成了电路。

在图2A中，布线件10由所述一片金属芯材M的左侧区域，以及绝缘材料P1、P2和形成在该绝缘材料P1、P2上的铜箔C1、C2所构成。布线件11由所述一片金属芯材M的右侧区域，以及绝缘材料P1、P2和形成在该绝缘材料P1、P2上的铜箔C1、C2所构成。绝缘材料P2和铜箔C2可以省去。所述一片金属芯材M不仅用作为散热板，而且用作为从布线件10向布线件11提供电源能量的供电路径。即，金属芯材M的中央区域用作为电连接所述布线件10与布线件11的连接件。

如图2B所示，能够将金属芯材M的中央区域以直角弯曲而获得弯曲的金属芯基板。因此，还将金属芯材M的中央区域称作为弯曲部MC。如图1所示，由于弯曲的金属芯基板能够容纳在具有以直角弯曲的布线件容纳空间的电源箱20中，所以不需要图8中所示的分支线、图9中所示的连接器K1、K2以及JP-A-11-41752中所公开柔性印刷基板。结果，可以减少部件的数量、提高空间效率、使电源箱最小化，并且可以应对高电流规格。

图3A是图示出用于说明利用图1所示的金属芯基板1向布线件10、11提供电源能量的方法的等效电路的电路图。图3B是图示出用于说明利用图8所示的分支连接方法向布线件100、110提供电源能量的方法的等效电路的电路图。

在图3B中，其中并入了电源线30A和输入/输出线30B的上游线束主线30(见图8)通过连接器10K(见图8)连接于布线件100。此外，其中并入了输入/输出线40B的下游线束主线40(见图8)通过连接器11K(见图8)连接于布线件110。分支线31设置在电源线30A上，从而向布线件110提供电源能量。因此，分支线31在图3B中所示的构造中是必需的。

在图3A中，其中并入了电源线30A和输入/输出线30B的上游线束主线30(见图1)通过连接器10K(见图1)连接于布线件10。此外，其中并入了输入/输出线40B的下游线束主线40(见图1)通过连接器11K(见图1)连接于布线件11。为了向布线件11供电，通过金属芯材M(的中央区域)来电连接布线件10与布线件11。此时，用作为散热板的金属芯材M还用作为供电路径。

利用上述构造，由于可以省去图3B中所示的分支线31，所以可以减少部件的数量，并且可以有效地确保空间。

图4是图示出其上安装有电气部件的布线件10的实例的剖视图。

如图4所示，绝缘材料P1、P2以层状形成在由铜板制成的一片金属芯材M的上下表面上。形成了导电电路布图的铜箔C1、C2堆叠在绝缘层上，并且用于切换和控制负载的半导体开关装置TR以及用于驱动该装置的驱动部DR安装在铜箔C1上。半导体开关装置TR的端子的一端R1穿过通孔TH而连接于形成了导电电路布图的对侧的铜箔C2。而且，安装了(在垂直于片材的方向上)具有多个连接端子T1连接器10K，并且从车载蓄电池经过配对连接器30K的连接端子T2为所述连接端子T1供电。布线件10基于半导体开关装置TR的开关控制，通过间歇地向负载供电，将电力转换成期望的电力。金属芯材M及其安装的各个电子部件TR、DR、C1、C2构成了布线件10，但是能够省去其中的一些。配对连接器30K(在垂直于片材的方向上)具有分别连接于电线W的多个连接端子T2。由于电线W电连接于车载蓄电池以及安装于车辆的诸如灯或电机的负载，所以端子T2将车载蓄电池所提供的电力提供给端子T1，并且该端子T2被提供有来自端子T1的电力，以便将已经基于半导体开关装置TR的开关控制而转换成期望值的电力提供给负载。参考标号MC表示金属芯材M的弯曲部。从该弯曲部MC去除了铜箔C1、C2和绝缘材料P1、P2。由于没有为弯曲部MC设置铜箔或绝缘材料，所以可以在该弯曲部MC处弯曲金属芯材M，而不会有特别的问题。

如图4所示，布线件10具有五层结构。然而，也可以是其中进一步将绝缘材料P3、P4堆叠在布线件10的上下表面上并且进一步将铜箔C3、C4堆叠在该绝缘材料P3、P4上的九层结构。如上所述，也可以是其中省去了绝缘材料P2和铜箔C2的三层结构。

<根据第二示例性实施例的金属芯基板>

图5是图示出根据本发明的第二示例性实施例的金属芯基板的概念性透视图。第二示例性实施例示出了弯曲部的另一个实例。在第一示例性实施例中，当电源箱具有图1所示的非常规形状时，将金属芯材M弯曲。在弯曲部MC附近，去除了绝缘材料P1、P2以及铜箔(电路布图)C1、C2，使得金属芯材M露出并且弯曲部MC被弯曲成直角。然而，如图5所示，可以将金属芯材M的弯曲部MC(即，中央区域)在该金属芯材M的宽度方向上分割成多个狭窄部M1、M2。当弯曲部MC的宽度相对大的时候可以采用这种构造。利用这种构造，可以减少在金属芯材M的弯曲处理时的成形力。

<根据第三示例性实施例的金属芯基板>

当设置了两个系统的上游电路时，如图5所示，金属芯材M可以电分割成两个电路，并且弯曲部MC也可以分割成两个或多个狭窄部。

此外，即使当设置了三个系统以上的上游电路时，也可通过同样的手段来应对所述情况。

<根据第四示例性实施例的金属芯基板>

在第一至第三示例性实施例中，弯曲部MC以直角弯曲。然而，在第四示例性实施例中，弯曲部MC以180度弯曲。在该构造中，下基板用作为供电电路，而上基板用作为控制电路。通过金属芯材M的以180度弯曲的弯曲部MC使下基板和上基板电连接而形成U状，使得本发明能够应用于堆叠型的金属芯基板。

<概括>

(1)在金属芯基板中，金属芯层用作为共用电路。

(2)当电源箱具有如图1所示的非常规形状时，基板如图2B所示在中央的弯曲部MC处弯曲。此时，在弯曲部MC附近，从金属芯材M去除了绝缘材料和电路布图(铜箔)，使得金属芯材M如图2A和2B所示那样露出。

(3)当金属芯材M的弯曲部MC的宽度相对大时，如图5所示，可以在局部形成具有多个狭窄部M1、M2的连接件。从而，可以减少在金属芯材M的弯曲处理时的成形力。

(4)此外，当设置了两个系统的上游电路时，如图5所示，金属芯层电分割成两个电路，并且弯曲部MC也可以分割成两个以上的狭窄部。而且，即使当设置了三个以上系统的上游电路时，也可通过同样的手段来应对所述情况。

(5)当下基板用作为供电电路而上基板用作为控制电路时，金属芯材M的弯曲部MC如图6所示以180度弯曲。

利用上述示例性实施例，可以获得以下效果：

(a)可以使用单个的金属芯基板作为用于具有非常规形状的电源箱的布线件。从而，可以提高布线能力。

(b)通过利用金属芯材作为供电单元，可以在电源箱中简单地排布供电电路(上游电路)。此外，不需要利用线束来提供电源线的分支。

Claims

1.一种金属芯基板，包括：

第一布线件，该第一布线件由以下构成：

一片金属芯材的第一区域；

形成在所述第一区域上的第一绝缘层；和

由铜箔制成的并且形成在所述第一绝缘层上的第一电路布图；

第二布线件，该第二布线件由以下构成：

一片所述金属芯材的第二区域，该第二区域与所述第一区域分开；

形成在所述第二区域上的第二绝缘层；和

由铜箔制成的并且形成在所述第二绝缘层上的第二电路布图；以及

连接件，该连接件将所述第一布线件与所述第二布线件电连接，该连接件由一片所述金属芯材的夹置在所述第一区域和第二区域之间的第三区域构成。

2.根据权利要求1所述的金属芯基板，其中，所述第三区域以直角或180度弯曲。

3.根据权利要求2所述的金属芯基板，其中，所述第三区域在所述金属芯材的宽度方向上被分割成多个部分。