CN104756612A - 模块 - Google Patents

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CN104756612A CN201380055547.5A CN201380055547A CN104756612A CN 104756612 A CN104756612 A CN 104756612A CN 201380055547 A CN201380055547 A CN 201380055547A CN 104756612 A CN104756612 A CN 104756612A
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小池靖弘
浅野裕明
志满津仁
川口茂树
浅井智朗
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Abstract

模块具备具有彼此位于相反侧的第1面以及第2面的绝缘基板；设置于绝缘基板的第1面且由金属板构成的第1金属层；设置于绝缘基板的第2面的第2金属层；由绝缘基板、第1金属层以及第2金属层构成的第1基板；接合于第1金属层的电子零件；设置于第1金属层与电子零件的接合面且通过凹凸关系使第1金属层与电子零件相互卡合的定位部。绝缘基板夹设在第1金属层的设有定位部的部位与第2金属层之间。

Description

模块
技术领域
本发明涉及具备由绝缘基板、设置于该绝缘基板的第1面的第1金属层、以及设置于该绝缘基板的第2面的第2金属层构成的基板、和接合于第1金属层的电子零件的模块。
背景技术
在对基板接合连接器等电子零件时，为了提高安装精度，需要可靠地进行部件之间的定位。作为对基板与电子零件进行定位的技术，在专利文献1记载了如下技术：即，在电子零件设置凸部并且在基板设置贯通孔，从而使凸部与贯通孔卡合来进行定位。
专利文献1:日本特开平9－55245号公报
然而，作为供电子零件接合的基板的一种，有在绝缘基板的两面形成有金属层的双面基板。在对双面基板如专利文献1所记载的技术那样设置定位用的贯通孔的情况下，由于在贯通孔部分的金属层之间不存在绝缘基板，所以金属层之间的电气距离缩短。其结果，产生难以对双面基板的金属层之间进行充分的绝缘的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种确保金属层之间的绝缘性，并且容易进行电子零件对基板的定位的模块。
为了达成上述的目的，本发明的一方式提供一种模块，具备：具有彼此位于相反侧的第1面以及第2面的绝缘基板；设置于上述绝缘基板的上述第1面、且由金属板构成的第1金属层；设置于上述绝缘基板的上述第2面的第2金属层；由上述绝缘基板、上述第1金属层以及上述第2金属层构成的第1基板；接合于上述第1金属层的电子零件；以及设置于上述第1金属层与上述电子零件的接合面、且通过凹凸关系使上述第1金属层与上述电子零件相互卡合的定位部，上述绝缘基板夹设在上述第1金属层的设有上述定位部的部位与上述第2金属层之间。
附图说明
图1(a)为一实施方式的模块的截面图，(b)为图1(a)的定位部的放大图。
图2为实施方式的第1基板的上表面图。
图3为另一例的模块的第1基板的上表面图。
图4为沿图3的4－4线剖开的截面图。
图5(a)为表示另一模块的截面图，(b)为图5(a)的定位部的放大图。
图6(a)为表示另一模块的截面图，(b)为图6(a)的定位部的放大图。
具体实施方式
以下，参照附图，对一实施方式进行说明。
如图1所示，本实施方式的模块10具备相互电连接的第1基板20以及第2基板40。例如，第1基板20为功率基板，第2基板40为控制基板。
第1基板20为由具有彼此位于相反侧的上表面(第1面)以及下表面(第2面)的绝缘基板21、粘接于该绝缘基板21的上表面的第1金属层22、以及粘接于该绝缘基板21的下表面的第2金属层23构成的双面基板。第1金属层22以及第2金属层23分别由形成规定形状的图案的金属板构成。
作为构成第1金属层22以及第2金属层23的金属板，可以使用由铜或在焊接部分实施电镀处理的铝等导电性金属材料构成的金属板。作为金属板的厚度，优选为0.4～2.0mm，更优选为0.5～1.0mm。第1金属层22以及第2金属层23利用冲压从金属板冲裁出规定的图案形状、即通过冲压加工而成形。如图2所示，在第1金属层22以贯通第1金属层22的方式形成有坐标确认用的坐标孔25。
如图1所示，在第1基板20的第1金属层22的上表面，经由焊锡等粘接材料而接合有作为电子零件的凸连接器30。凸连接器30具备被树脂制的壳体覆盖的主体部31、和从主体部31向上方突出的一对端子部32。主体部31的下表面接合在第1金属层22的上表面。因此，第1基板20的第1金属层22的上表面、以及凸连接器30的主体部31的下表面与接合面对应。
此外，第2基板40为由绝缘基板41、和粘接于该绝缘基板41的下表面并且形成所希望的图案形状的第3金属层42构成的单层基板。在第2基板40的第3金属层42的下表面，接合有与凸连接器30对应的凹连接器43。于是，通过连接凸连接器30与凹连接器43，将第1基板20与第2基板40相互电连接。
在此，对第1基板20与凸连接器30之间的接合部分的结构进行具体说明。如图1(b)以及图2所示，在第1基板20的第1金属层22的上表面，设有朝向凸连接器30开口的截面呈圆形状的一对凹部24。凹部24是通过在第1金属层22设置截面呈圆形状的贯通孔而形成的，并且形成为以贯通孔的内周面为内壁、以绝缘基板21的上表面为底壁的筒状(沟状)。因此，凹部24的深度与第1金属层22的厚度相等。
在凸连接器30的主体部31的下表面，与一对凹部24对置的位置，分别设有一对凸部33。凸部33形成为直径比凹部24的直径稍小的圆柱状。凸部33的高度被设定为比凹部24的深度小的值。于是，凸部33插入于凹部24内，通过凹凸关系而与凹部24卡合。
另外，在凸连接器30的下表面，除凸部33之外还设有作为端子的引线(省略图示)。于是，通过将该引线与第1金属层22相互连接，实现第1基板20与凸连接器30的电连接。
接下来，对将凸连接器30接合于第1基板20的方法进行说明，并且对本实施方式的模块10的作用进行说明。
在对第1基板20的第1金属层22的上表面接合凸连接器30时，首先，在第1基板20的第1金属层22的上表面的、与凸连接器30接合的接合位置，涂覆焊锡等粘接材料。然后，以设置于第1金属层22的坐标孔25为准，利用表面实装机，朝向第1金属层22上的应该配置凸连接器30的目标坐标移送凸连接器30，经由粘接材料在第1金属层22上载置凸连接器30。
此时，设置于凸连接器30的主体部31的凸部33被插入于设置于第1基板20的凹部24内，凹部24与凸部33通过凹凸关系而卡合。由此，凸连接器30相对于第1基板20被定位。之后，通过粘接材料的固化，凸连接器30相对于第1基板20被接合。
此外，如图1所示，在本实施方式的模块10的第1基板20中，即便在设有作为定位部的凹部24的部位，也在第1金属层22与第2金属层23之间夹设有绝缘基板21。因此，即便设置定位部的情况下，第1金属层22与第2金属层23的电气距离也不会缩短，能够确保第1金属层22与第2金属层23之间的绝缘性。
此外，在本实施方式中，将第1金属层22由金属板来构成，因此能够赋予第1金属层22规定的厚度。由此，无需设置像现有技术那样还贯通绝缘基板21的孔，能够将与凸部33卡合的凹部24形成于第1基板20。
根据本实施方式，能够获得下述效果。
(1)模块10具备：由绝缘基板21、形成于该绝缘基板21的上表面的由金属板构成的第1金属层22、以及设置于该绝缘基板21的下表面的第2金属层23构成的第1基板20；以及与第1金属层22电连接的凸连接器30。在第1金属层22与凸连接器30的接合面，分别设有通过凹凸关系而相互卡合的凹部24以及凸部33。在第1金属层设有凹部24的部位与第2金属层23之间，夹设有绝缘基板21。
根据上述结构，通过使第1基板20的凹部24与凸连接器30的凸部33卡合，能够易于将凸连接器30相对于第1基板20定位。由此，能够减小凸连接器30相对于第1基板20的安装公差。
此外，由于在第1基板20中，在第1金属层22的设有凹部24的部位、与第2金属层23之间夹设有绝缘基板21，因此第1金属层22与第2金属层23的电气距离不会缩短。因此，能够确保第1基板20的第1金属层22与第2金属层23之间的绝缘性。
(2)凹部24形成为贯通第1金属层22、并且将绝缘基板21的上表面(表面)作为底面的筒状(沟状)。即，通过在第1金属层22形成贯通孔，来在第1基板20设置凹部24。根据上述结构，在通过冲压加工来成形第1金属层22时，能够同时形成构成凹部24的贯通孔，因此能够容易设置凹部24。此外，在绝缘基板21的上表面粘接第1金属层22时，上述贯通孔作为排出介于绝缘基板21与第1金属层22之间的气体的气体排出孔发挥作用。
(3)凸部33的高度设定为比凹部24的深度小的值。根据上述结构，在使凹部24与凸部33卡合来定位时，凸部33的前端接触凹部24的底面，从而能够抑制凸连接器30相对于第1基板20倾斜。此外，能够防止凸连接器30相对于第1基板20浮起所需以上的距离。
(4)在用于连接第1基板20与第2基板40的凸连接器30、与第1基板20的连接面，设有定位部(凹部24以及凸部33)。一般而言，在接合于基板的电子零件中，连接器由于被接合于多个基板，因此是相对于基板的安装精度要求高的零件。为此，在连接器与基板的连接面设置定位部，在获得高精度地组装的可靠性高的模块方面是特别有效的。
(5)将作为定位部的凹部24以及凸部33设置两组，并在连接面的两点进行定位。根据上述结构，能够抑制凸连接器30相对于第1基板20旋转。
此外，上述实施方式还可以如以下那样变更。
上述实施方式的模块10的具体结构无特别限定。例如，如图3以及图4所示，模块还可以具体化为DC－DC转换器的变压器部分。图3以及4所示的模块11具备相互电连接的第1基板20以及第2基板40。在图3中，为便于说明省略第2基板40的图示。
第1基板20为由绝缘基板21、粘接于该绝缘基板21的上表面的作为第1金属层的第1线圈部22a以及配线部22b、以及粘接于该绝缘基板21的下表面的作为第2金属层的第2线圈部23a构成的双面基板。第1线圈部22a以及第2线圈部23a分别由以规定匝数的线圈状形成图案的金属板形成。配线部22b由以规定的形状形成图案的金属板形成。此外，在第1基板20，以位于第1线圈部22a以及第2线圈部23a的中心部与周围的方式安装有形成封闭磁路的磁芯50。
在形成第1金属层的第1线圈部22a以及配线部22b的上表面，以跨越第1线圈部22a以及配线部22b的方式，经由焊锡等粘接材料而接合有输入用的凸连接器30。在此，在第1基板20的第1线圈部22a以及配线部22b的上表面，分别设有朝向凸连接器30开口的凹部24。于是，设置于凸连接器30的凸部33插入于该凹部24，从而凸部33与凹部24通过凹凸关系而卡合。
第2基板40为用于控制第1基板20的控制基板，第2基板40的结构与上述实施方式相同。另外，通过将第1基板20的凸连接器30与第2基板40的凹连接器43相互连接，从而第1基板20与第2基板40被相互电连接。另外，如图4所示，第1基板20以及第2基板40分别固定于散热部件51。散热部件51对从实装于第1基板20以及第2基板40的半导体元件等发热部件产生的热进行散热，冷却模块11。
作为定位部的凹部24及凸部33的数量无特别限制，既可以仅设置一组凹部24以及凸部33，也可以设置三组以上的凹部24以及凸部33。
作为定位部的凹部24以及凸部33的各截面形状无特别限制，例如可以为椭圆形状或多边形状。在将上述截面形状设为除圆形状以外的形状的情况下，即便将作为定位部的凹部24以及凸部33仅设置一组的情况下，也能够抑制凸连接器30相对于第1基板20的旋转。
也可以不在第1金属层22设置贯通孔，而是通过在第1金属层22设置凹部来设置凹部24。在情况下，凹部24为具有由第1金属层22构成的内壁以及由第1金属层22构成的底壁的筒状(沟状)。
如图5所示，也可以由设置于第1金属层22的贯通孔24a、和设置于绝缘基板21的上表面且朝向贯通孔24a开口的凹部24b，来设置凹部24。在该情况下，由于凹部24的深度变深，因此易于将凸部33的高度设定为小于凹部24的深度的值。
也可以将凸部33的高度设定为与凹部24的深度相同的值、或者大于该值的值。
如图6所示，也可以将定位部的凹凸关系颠倒。即，也可以对第1金属层22设置凸部22c，并且对凸连接器30的主体部31设置凹部31a。
也可以将凸连接器30变更为固定于基板的公知的电子零件(例如，半导体元件)。
在第1金属层22接合凸连接器30时，也可以替代坐标孔25，或者在坐标孔25的基础上，将凹部24作为用于将凸连接器30向目标坐标上移送的坐标孔利用。
凸部33也可以设置于相对于主体部31的中心非对称的位置，而不是相对于主体部31的中心对称的位置。在该情况下，能够防止连接器以反极性接合。

Claims (8)

1.一种模块，其特征在于，具备：
具有彼此位于相反侧的第1面以及第2面的绝缘基板；
设置于上述绝缘基板的上述第1面、且由金属板构成的第1金属层；
设置于上述绝缘基板的上述第2面的第2金属层；
由上述绝缘基板、上述第1金属层以及上述第2金属层构成的第1基板；
接合于上述第1金属层的电子零件；以及
设置于上述第1金属层与上述电子零件的接合面的定位部，上述定位部通过凹凸关系使上述第1金属层与上述电子零件相互卡合，
上述绝缘基板夹设在上述第1金属层的设有上述定位部的部位与上述第2金属层之间。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，
上述定位部具备设置于上述电子零件的凸部和设置于上述第1基板的供上述凸部插入的凹部，
在上述凸部被插入上述凹部的状态下，上述第1金属层与上述电子零件被相互接合。
3.根据权利要求2所述的模块，其特征在于，上述凹部为贯通上述第1金属层、并且以上述绝缘基板的表面为底面的筒状。
4.根据权利要求2或3所述的模块，其特征在于，上述凸部的高度小于上述凹部的深度。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的模块，其特征在于，
上述模块还具备第2基板，
上述电子零件为用于将上述第1基板与上述第2基板相互电连接的连接器。
6.根据权利要求5所述的模块，其特征在于，
上述第1基板以及上述第2基板分别固定于散热部件。
7.根据权利要求5或6所述的模块，其特征在于，
上述第1基板为功率基板，上述第2基板为控制基板。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的模块，其特征在于，
上述第1金属层构成变压器的一次侧线圈，上述第2金属层构成变压器的二次侧线圈。
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