CN104782236A - 印刷线路板以及电源装置 - Google Patents

Abstract

一种印刷线路板(10)，安装具有多个锡焊用的引线端子(21)和至少一个螺丝紧固用的螺丝端子(22)这两方的功率模块(20)，具备：通孔(1)，插入引线端子(21)并锡焊；以及电极部(3)，形成有对螺丝端子(22)经由螺丝(23)来紧固的螺丝插入孔(4)，在电极部(3)与通孔(1)之间设置横切将螺丝(23)的头部支承面(23c)或者垫圈(23d)所接触的电极部(3)的接触区域(5)的外周与通孔(1)的焊接部(2)的外周进行连接的2根共同切线(11a、11b)的槽部(6)。

Description

印刷线路板以及电源装置

技术领域

本发明涉及印刷线路板以及在该印刷线路板上安装了功率模块的电源装置，特别是涉及在导通部中安装具有引线端子和螺丝端子这两方的功率模块的印刷线路板。

背景技术

一般，在印刷线路板上安装功率模块时，向设置于印刷线路板的通孔插入功率模块的引线端子并进行锡焊，从而功率模块被电连接。但是，随着功率模块成为大容量，在电源等的端子中流过大电流，所以不仅是引线端子的锡焊，而且还使用与印刷线路板的接触面积大的螺丝紧固用的端子。另外，即使是大容量的功率模块，由于在电流小的信号线等的端子中使用引线端子，所以在一个功率模块中，混合配置了锡焊用的引线端子和螺丝紧固用的端子。

在印刷线路板上安装上述那样的功率模块时，如果在对引线端子进行锡焊之后对螺丝紧固用的端子(以下称为螺丝端子)进行螺丝紧固，则螺丝紧固时的应力施加到引线端子的焊锡接合部，所以成为裂纹等的原因，接合可靠性降低。另外，在螺丝端子的螺丝紧固之后对引线端子进行锡焊的情况下，由于锡焊时的热而使螺丝的紧固力变小，所以需要增强紧固。因此，不管先安装引线端子和螺丝端子中的哪一个，也会发生锡焊后的螺丝紧固作业，所以通过螺丝紧固对锡焊部施加的应力的缓和成为课题。

作为锡焊部中的与应力的缓和有关的以往的技术，有例如专利文献1。在专利文献1中，在具有用于固定功率模块的螺丝插入孔的印刷线路板中，在螺丝插入孔的周围形成应力缓和用的狭缝。

专利文献1：日本特开2008-278566号公报

发明内容

在专利文献1中，固定功率模块，所以是在设置于印刷线路板的螺丝所贯通的孔的周边形成狭缝的方法，但存在如下问题：在对功率模块的螺丝端子进行螺丝紧固的情况下，在螺丝插入孔的周边配置有图案线路，所以无法形成狭缝、或者为了形成狭缝而设计上的限制变大。

本发明是为了解决上述那样的问题点而完成的，其目的在于得到一种在印刷线路板上安装在引线端子和螺丝端子这两方中需要导通的功率模块时不会对焊锡接合部施加应力而能够确保长期的可靠性、并且设计上的限制少的印刷线路板。

本发明的印刷线路板安装具有多个锡焊用的引线端子和至少一个螺丝紧固用的螺丝端子这两方的功率模块，所述印刷线路板具备：通孔，插入功率模块的引线端子，并锡焊到引线端子；以及电极部，形成有对功率模块的螺丝端子经由螺丝来紧固的螺丝插入孔，在电极部与通孔之间设置了槽部，该槽部横切将螺丝的头部支承面或者在头部支承面与电极之间配置的垫圈所接触的电极部的接触区域的外周和通孔的焊接部的外周进行连接的2根共同切线。

在本发明的印刷线路板中，在电极部与通孔之间设置了横切将螺丝的头部支承面或者垫圈所接触的电极部的接触区域的外周与通孔的焊接部的外周进行连接的2根共同切线的槽部，所以能够通过功率模块的螺丝紧固来缓和引线端子的焊锡接合部中的应力。

因此，根据本发明，能够得到一种在印刷线路板上安装在引线端子和螺丝端子这两方中需要导通的功率模块时不会对焊锡接合部施加应力而能够确保长期的可靠性、并且设计上的限制少的印刷线路板。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的印刷线路板的概要的图。

图2是示出本发明的实施方式2的印刷线路板的概要的图。

图3是示出本发明的实施方式3的印刷线路板的概要的图。

图4是示出本发明的实施方式4的印刷线路板的概要的图。

(符号说明)

1：通孔；2：焊接部；3：电极部；4：螺丝插入孔；5：接触区域；6：槽部；6a、6b：槽部；7：突出量；8：线路图案；9、10：印刷线路板；11：共同切线；11a、11b：非交叉型共同切线；11c、11d：交叉型共同切线；12a、12b：共同切线；13a、13b：共同切线；20：功率模块；21：引线端子；22：螺丝端子；23：螺丝；23a：外螺纹部；23b：螺丝头部；23c：头部支承面；23d：垫圈。

具体实施方式

以下，根据附图，说明本发明的印刷线路板的实施方式。另外，包括图1在内，以下示出的附图是示意性地示出的图，关于各构成部件的大小的关系，有时也与实际不同。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1的印刷线路板10的概要的图。

该印刷线路板10是在具有电气绝缘性的绝缘基板的单面或者两面印刷了由导电性的铜箔等形成的线路图案(未图示)而成的印刷线路板，通过安装由晶闸管、功率MOSFET或者IGBT等集成电路构成的功率模块20而用作电源装置。

功率模块20具有多个引线端子21和一个或者多个螺丝端子22。

在印刷线路板10中，形成有用于插入功率模块20的引线端子21并通过锡焊来连接的所排列的多个通孔1、和通过在功率模块20的螺丝端子22中拧紧螺丝23来电连接的带贯通孔的电极部3。通孔1是用铜等镀覆了贯通印刷线路板10的孔的内表面的结构，形成有用于锡焊的焊接部2。该焊接部2与形成于印刷线路板10的线路图案(未图示)连接。另外，电极部3也同样地与形成于印刷线路板10的线路图案(未图示)连接。

螺丝23具有外螺纹部23a和螺丝头部23b。并且，在电极部3中的作为贯通孔的螺丝插入孔4中插入螺丝23的外螺纹部23a，向在功率模块20的螺丝端子22中所形成的内螺纹部(未图示)拧入外螺纹部23a来固定。此时，关于螺丝头部23b，头下的头部支承面23c或者在头部支承面23c与电极部3之间配置的垫圈23d(还有无垫圈的情况)接触到在螺丝插入孔4的周围所形成的接触区域5，所以印刷线路板10的电极部3和功率模块20的螺丝端子22经由螺丝23而导通。

另外，关于功率模块20的引线端子21，在插入到印刷线路板10的通孔1之后，对从通孔1突出的引线端子21的突出部和通孔1的焊接部2进行锡焊，从而引线端子21和通孔1导通。

如果将螺丝23紧固到功率模块20的螺丝端子22来固定，则印刷线路板10由于紧固力而会弯曲。该弯曲变形所致的应力在功率模块20的引线端子21的焊锡接合部中引起裂纹等问题。

因此，为了缓和对引线端子21的焊锡接合部作用的应力使得不产生这样的问题，如图1所示，在印刷线路板10中形成了槽部6。

该槽部6成为以切断从螺丝23的固定部向引线端子21的焊锡接合部放射状地传播的变形以及应力的方式发挥作用的壁垒。为此，以横切(或者分割)将电极部3的螺丝插入孔4的周围的接触区域5的外周和通孔1的焊接部2的外周进行连接的2根共同切线11的方式，设置了槽部6。此处，2根共同切线11有在图1中如实线所示相对通孔1的焊接部2不交叉的情况(11a、11b)、以及如虚线所示2根共同切线11十字状地交叉的情况(11c、11d)。此处，为便于说明，将2根共同切线11不交叉的情况称为“非交叉型共同切线”，将十字状地交叉的情况称为“交叉型共同切线”。

以横切上述非交叉型共同切线11a、11b或者交叉型共同切线11c、11d的方式，设置槽部6。关于槽部6的设置位置，只要是电极部3的接触区域5与通孔1的焊接部2之间，就没有特别限制。但是，关于槽部6的长度以及形状，有时根据槽部6的设置位置或者线路图案的位置而变化。

另外，槽部6只要具有对于针对功率模块20的引线端子21的焊锡接合部的应力进行缓和的功能即可。因此，槽部6成为具有某种程度的深度(例如，印刷线路板10的板厚的一半程度的深度)的槽、或者如狭缝那样贯通印刷线路板10的槽。另外，关于槽部6的深度，也可以根据槽部6的设置位置来改变深度，使得在电极部3的附近变深、并在通孔1的附近变浅。另外，槽部6的宽度只要是1mm以上就足够。

以与功率模块20的引线端子21的个数、间距、截面形状对应的方式排列了通孔1。在图1中仅示出了2个通孔1，但也有排列3个以上的通孔1的情况。例如，在图1中，当考虑了在2个通孔1之间排列了1个以上的通孔的情况时，以横切针对在通孔的排列的两端位置处存在的2个通孔1的焊接部2所制作的2根共同切线(非交叉型共同切线或者交叉型共同切线)11的方式，设置了槽部6。

另外，在图1中，示出了功率模块20的螺丝端子22是1个的情况，但在例如有2个螺丝端子22的情况下，对于另一个螺丝端子22，也与前面的说明同样地设置槽部即可。即，以横切针对在通孔的排列的两端位置处存在的2个通孔1的焊接部2所制作的2根共同切线(非交叉型共同切线或者交叉型共同切线)11的方式，设置了该槽部。在该情况下，关于该槽部，以包围通孔列的方式使图1所示的槽部6弯曲或折弯、或者延长长度来设置、或者单独地设置2个槽部6。

如以上那样，在本实施方式1中，以横切将螺丝23的头部支承面23c或者垫圈所接触的电极部3的接触区域5的外周与通孔1的焊接部2的外周进行连接的2根共同切线11的方式，设置了槽部6。因此，在印刷线路板10上通过螺丝23安装了功率模块20时，以使螺丝紧固时的应力不会影响功率模块20的引线端子21的焊锡接合部的方式通过槽部6来缓和上述应力，所以能够长期地保持功率模块20的引线端子21的接合可靠性。另外，相对于通孔1的列，设置了一个槽部6，所以能够用一个槽部6来缓和引线端子21的列中的焊锡接合部的应力。另外，能够避开印刷线路板10的线路图案而设置槽部6，所以能够减少设计上的限制。

实施方式2.

图2是示出本发明的实施方式2的印刷线路板10的概要的图。

在上述实施方式1中，槽部6的两端从各个共同切线11突出。这是为了在功率模块20的螺丝紧固时，防止应力集中到功率模块20的引线端子21的焊锡接合部。

在该实施方式2中，对上述槽部6的突出量7进行定义。即，印刷线路板10的电极部3中的螺丝插入孔4一般大于螺丝23的直径，关于印刷线路板10和螺丝23的接触范围，位置偏移与螺丝23和螺丝插入孔4的间隙相当的量。

因此，在将螺丝插入孔4的内径设为D、将螺丝23的外径(外螺纹部23a的外径)设为d时，以至少从各个共同切线11突出与螺丝23和螺丝插入孔4的间隙相当的量(D-d)的方式配置槽部6。槽部6的突出量7是上述间隙(D-d)以上的大小即可。

其他结构与实施方式1相同，作用效果也与实施方式1相同。

实施方式3.

图3是示出本发明的实施方式3的印刷线路板10的概要的图。

槽部6不限于一个。在无法通过周边的线路图案8来设置槽部6的情况下，如图3所示，针对各个通孔1设置槽部6a、6b。在该情况下，也以横切2根共同切线(非交叉型共同切线或者交叉型共同切线)12a、12b的方式设置槽部6a，并以横切2根共同切线(非交叉型共同切线或者交叉型共同切线)13a、13b的方式设置槽部6b。

在本实施方式3中，针对各个通孔1设置了槽部6a、6b，所以能够缓和各个引线端子21的焊锡接合部中的应力，并且能够避开线路图案8，因此能够确保设计的自由度。

实施方式4.

图4是示出本发明的实施方式4的印刷线路板10的概要的图。

槽部6(6a、6b)不限于直线形状的结构，因此也可以结合线路图案8的形状来配置。此处，如图4所示，形成了L字状地折弯了的槽部6。其他结构与实施方式1相同。

在本实施方式4中，也针对通孔1的列设置了一个L字状的槽部6，所以能够用一个槽部6来缓和引线端子21的列中的焊锡接合部的应力。因此，能够长期地保持功率模块20的引线端子21的接合可靠性，并且能够减少设计上的限制。

另外，以上的实施方式1～4中示出的功率模块20的螺丝端子部是1处，但在一个功率模块20中有多个螺丝端子部的情况下也是同样的。

另外，说明了在1个印刷线路板10中搭载了一个功率模块20的例子，但在搭载了多个功率模块20时也能够同样地应用本发明。

另外，本发明还能够同样地应用于如专利文献1所示那样搭载不具有螺丝端子部而只是螺丝紧固来固定的功率模块的印刷线路板。

通过设为具备以上的实施方式1～4中示出的印刷线路板10的电源装置(未图示)，能够得到可靠性高的电源装置。

Claims (7)

1.一种印刷线路板，安装具有多个锡焊用的引线端子和至少一个螺丝紧固用的螺丝端子这两方的功率模块，所述印刷线路板的特征在于，具备：

通孔，插入所述功率模块的引线端子，并锡焊到该引线端子；以及

电极部，形成有对所述功率模块的螺丝端子经由螺丝来紧固的螺丝插入孔，

在所述电极部与所述通孔之间设置了槽部，该槽部横切将所述螺丝的头部支承面或者在所述头部支承面与所述电极部之间配置的垫圈所接触的所述电极部的接触区域的外周和所述通孔的焊接部的外周进行连接的2根共同切线。

2.根据权利要求1所述的印刷线路板，其特征在于，

所述槽部被设置成横切针对在通孔的排列的两端位置处存在的所述通孔所制作的所述2根共同切线。

3.根据权利要求1所述的印刷线路板，其特征在于，

所述槽部被设置成横切针对各个所述通孔所制作的所述2根共同切线。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的印刷线路板，其特征在于，

所述槽部的两端从各个所述共同切线突出。

5.根据权利要求4所述的印刷线路板，其特征在于，

将两端从各个所述共同切线突出的所述槽部的突出量设为间隙以上的大小，其中，该间隙是所述电极部中的所述螺丝插入孔的内径与所述螺丝的外径之差。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的印刷线路板，其特征在于，

所述槽部的宽度是1mm以上。

7.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电源装置，其特征在于，

具备权利要求1～6中的任意一项所述的印刷线路板。