JP2005268648A - Circuit structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路構成体に関する。 The present invention relates to a circuit structure.
従来より、共通の車載電源から各種電子ユニットへ電力を分配するための電力回路と、電力回路中に設けられるスイッチング素子(例えば機械式リレースイッチ、半導体スイッチング素子など)と、このスイッチング素子の駆動を制御する制御回路とを組み込んだ回路構成体をケーシングで包囲した電気接続箱が一般に知られている(特許文献1参照)。
Conventionally, a power circuit for distributing power from a common in-vehicle power source to various electronic units, a switching element (for example, a mechanical relay switch, a semiconductor switching element, etc.) provided in the power circuit, and driving of the
上記の回路構成体においては、回路基板の一方の面に回路パターンが形成されており、この面上には、電力回路を制御するスイッチング素子と、このスイッチング素子の駆動を制御するための制御回路素子(図示せず)が実装されて、これら回路パターン、スイッチング素子及び制御回路素子により制御回路が形成されている。回路基板の他方の面には、電力回路を構成するバスバーが絶縁層を介して接着されており、バスバーとスイッチング素子とは電気的に接続されている。このバスバーのうち回路基板に接着されたのと反対側の面には、絶縁層を介して放熱部材が接着されている。 In the above circuit structure, a circuit pattern is formed on one surface of the circuit board. On this surface, a switching element for controlling the power circuit and a control circuit for controlling driving of the switching element are provided. Elements (not shown) are mounted, and a control circuit is formed by these circuit patterns, switching elements, and control circuit elements. A bus bar constituting the power circuit is bonded to the other surface of the circuit board via an insulating layer, and the bus bar and the switching element are electrically connected. A heat radiating member is bonded to an opposite surface of the bus bar to the circuit board through an insulating layer.
回路構成体においては電力回路中に比較的大きな電流が流れる。この電力回路はスイッチング素子と接続されているので、スイッチング素子にも比較的大きな電流が流れる。このためスイッチング素子からの発熱量は比較的大きなものとなる。このスイッチング素子からの発熱により制御回路素子が悪影響を受けるおそれがあるので、スイッチング素子で発生した熱を素早く除去する必要がある。このため回路構成体には放熱部材が取り付けられており、この放熱部材によりスイッチング素子で発生した熱を電気接続箱の外部に放熱している。 In the circuit structure, a relatively large current flows in the power circuit. Since this power circuit is connected to the switching element, a relatively large current also flows through the switching element. For this reason, the amount of heat generated from the switching element is relatively large. Since the control circuit element may be adversely affected by the heat generated from the switching element, it is necessary to quickly remove the heat generated in the switching element. For this reason, a heat radiating member is attached to the circuit structure, and the heat generated by the switching element is radiated to the outside of the electric junction box by the heat radiating member.
しかしながら、上記の構成の電気接続箱においては、スイッチング素子で発生した熱が十分に放熱部材に伝わらず、熱がこもってしまう場合があるという問題があった。
スイッチング素子で発生した熱は、スイッチング素子→スイッチング素子の端子→制御回路を構成する回路パターン→回路基板→絶縁層→バスバー→絶縁層→放熱部材と伝わり、放熱部材から放熱される。 The heat generated in the switching element is transferred to the switching element → the terminal of the switching element → the circuit pattern constituting the control circuit → the circuit board → the insulating layer → the bus bar → the insulating layer → the heat radiating member, and is radiated from the heat radiating member.
上記の経路のうち、スイッチング素子の端子、制御回路を構成する回路パターン及びバスバーは金属製なので比較的熱を伝導させやすい。 Among the above paths, the terminals of the switching elements, the circuit patterns constituting the control circuit, and the bus bars are made of metal, so that heat can be conducted relatively easily.
これに対し、回路基板は合成樹脂又はセラミックなどからなり、また絶縁層は主に合成樹脂からなるため、熱を伝導させにくい。したがって、回路構成体において熱がこもらないようにするためには、いかにして回路基板及び絶縁層の伝熱性を高めるかが問題となる。特に、スイッチング素子及び制御回路素子が回路基板の同一面上に実装されているものについては、制御回路素子に対する熱の影響を低減するためにも、スイッチング素子で発生した熱を素早く他方の面に伝達できるようにすることが求められる。 On the other hand, since the circuit board is made of synthetic resin or ceramic, and the insulating layer is mainly made of synthetic resin, it is difficult to conduct heat. Therefore, in order to prevent heat from being accumulated in the circuit structure, there is a problem of how to increase the heat conductivity of the circuit board and the insulating layer. In particular, when the switching element and the control circuit element are mounted on the same surface of the circuit board, the heat generated by the switching element is quickly transferred to the other surface in order to reduce the influence of heat on the control circuit element. It is required to be able to communicate.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、熱がこもるのを抑制された回路構成体を提供することにある。 This invention is completed based on the above situations, Comprising: It is providing the circuit structure body which suppressed heat accumulation.
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、回路基板の一方の面にプリント配線手段により制御回路を形成し、その一方の面に前記制御回路により制御されるスイッチング素子を実装してなる回路構成体であって、前記回路基板の他方の面にはプリント配線手段により金属製の伝熱層が形成され、その伝熱層に接着層を介して放熱部材が接着されていることを特徴とする。
As means for achieving the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1記載の回路構成体において、前記伝熱層は回路パターンとして形成され、前記スイッチング素子により制御される電力回路を構成していることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the circuit structure according to the first aspect, the heat transfer layer is formed as a circuit pattern and constitutes a power circuit controlled by the switching element.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2記載の回路構成体において、前記伝熱層と前記放熱部材との間には前記スイッチング素子により制御される電力回路を構成するバスバーが絶縁性の接着層を介して接着されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the circuit structure according to the first or second aspect, the bus bar constituting the power circuit controlled by the switching element is insulative between the heat transfer layer and the heat radiating member. It is characterized by being bonded through an adhesive layer.
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の回路構成体において、前記伝熱層の厚さが70μm以上800μm以下であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the circuit structure according to any one of the first to third aspects, the thickness of the heat transfer layer is not less than 70 μm and not more than 800 μm.
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の回路構成体において、前記伝熱層と前記放熱部材とは絶縁性の接着シートで接着されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the circuit structure according to any one of the first to fourth aspects, the heat transfer layer and the heat radiating member are bonded with an insulating adhesive sheet. .
請求項6の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の回路構成体において、前記回路基板には、前記スイッチング素子の近傍に、前記基板の一方の面と他方の面とを熱的に連結するサーマルビアが形成されていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the circuit structure according to any one of the first to fifth aspects, the circuit board is provided with one surface and the other surface of the circuit board in the vicinity of the switching element. Thermal vias that are thermally connected are formed.
請求項7の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の回路構成体において、前記回路基板には開口部が形成されており、その開口部内に前記スイッチング素子が収納されて、前記伝熱層に接していることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the circuit structure according to any one of the first to sixth aspects, an opening is formed in the circuit board, and the switching element is accommodated in the opening. It is in contact with the heat transfer layer.
請求項8の発明は、請求項2ないし請求項6のいずれかに記載の回路構成体において、前記回路基板には開口部が形成されており、その開口部内に前記スイッチング素子が収納されており、前記スイッチング素子の底面には端子が設けられており、前記端子が前記伝熱層と電気的に接続した状態で、前記スイッチング素子が前記伝熱層に実装されていることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the circuit structure according to any one of the second to sixth aspects, an opening is formed in the circuit board, and the switching element is accommodated in the opening. A terminal is provided on the bottom surface of the switching element, and the switching element is mounted on the heat transfer layer in a state where the terminal is electrically connected to the heat transfer layer.
<請求項1の発明>
スイッチング素子で発生した熱は、スイッチング素子→スイッチング素子の端子→制御回路を構成する回路パターン→回路基板→金属製の伝熱層と伝わる。スイッチング素子の端子、回路パターンは金属製なので、回路基板の一方の面に実装されたスイッチング素子で発生した熱は、回路基板まで素早く伝達される。そして請求項1の発明によれば、回路基板の他方の面に、金属製の伝熱層が形成されているので、回路基板に伝わった熱は伝熱層に素早く伝達される。これにより、スイッチング素子で発生した熱を、スイッチング素子が実装されているのとは反対側の面へ素早く伝達することができる。このように請求項1の発明によれば、熱がこもるのを抑制された回路構成体を得ることができる。
<Invention of
The heat generated in the switching element is transferred from the switching element → the terminal of the switching element → the circuit pattern constituting the control circuit → the circuit board → the metal heat transfer layer. Since the terminal and circuit pattern of the switching element are made of metal, the heat generated by the switching element mounted on one surface of the circuit board is quickly transferred to the circuit board. According to the first aspect of the present invention, since the heat transfer layer made of metal is formed on the other surface of the circuit board, the heat transferred to the circuit board is quickly transferred to the heat transfer layer. Thereby, the heat generated in the switching element can be quickly transferred to the surface on the opposite side from where the switching element is mounted. As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain a circuit configuration body in which heat is suppressed.
<請求項2の発明>
請求項2の発明においては、スイッチング素子で発生した熱は、スイッチング素子→スイッチング素子の端子→制御回路を構成する回路パターン→回路基板→金属製の伝熱層(電力回路)→絶縁層→放熱部材と伝わり、放熱部材から放熱される。
<Invention of
In the invention of
これに対し従来例では、上述したように、スイッチング素子→スイッチング素子の端子→制御回路を構成する回路パターン→回路基板→絶縁層→バスバー(電力回路)→絶縁層→放熱部材となっている。 On the other hand, in the conventional example, as described above, switching element → terminal of switching element → circuit pattern constituting control circuit → circuit board → insulating layer → bus bar (power circuit) → insulating layer → heat dissipation member.
両者を比較すると、回路基板から電力回路(伝熱層又はバスバー)への伝熱経路において、請求項2の発明は、熱伝導性の低い絶縁層が従来例よりも1つ少なくなっている。これにより、スイッチング素子で発生した熱を放熱部材へ伝える際の伝熱性が向上するので、回路構成体の放熱性が向上する。
Comparing the two, in the heat transfer path from the circuit board to the power circuit (heat transfer layer or bus bar), the invention of
また、従来例のようにバスバーを電力回路として用いる場合、1枚の金属板を打ち抜いて導電路を形成するため、打ち抜き用の治具間の間隔を確保する必要から、各導電路間の間隔をある程度広げておく必要があった。このため、電力回路の高密度化を図ることが難しいという問題点があった。 In addition, when using a bus bar as a power circuit as in the conventional example, since a conductive path is formed by punching out one metal plate, it is necessary to secure an interval between punching jigs. It was necessary to spread some. For this reason, there is a problem that it is difficult to increase the density of the power circuit.
請求項2の発明によれば、回路基板上に形成された伝熱層が電力回路を構成するので、従来例のようにバスバーで電力回路を構成する場合と比べて、各導電路の間隔を狭くすることができる。この結果、回路の高密度化を図ることができる。
According to the invention of
<請求項3の発明>
請求項3の発明においては、スイッチング素子で発生した熱は、スイッチング素子→スイッチング素子の端子→制御回路を構成する回路パターン→回路基板→伝熱層→絶縁層→バスバー(電力回路)→絶縁層→放熱部材と伝わり、放熱部材から放熱される。
<Invention of Claim 3>
In the invention of claim 3, the heat generated in the switching element is the switching element → the terminal of the switching element → the circuit pattern constituting the control circuit → the circuit board → the heat transfer layer → the insulating layer → the bus bar (power circuit) → the insulating layer. → It is transmitted to the heat radiating member and radiated from the heat radiating member.
これに対し従来例では、上述したように、スイッチング素子→スイッチング素子の端子→制御回路を構成する回路パターン→回路基板→絶縁層→バスバー(電力回路)→絶縁層→放熱部材となっている。 On the other hand, in the conventional example, as described above, switching element → terminal of switching element → circuit pattern constituting control circuit → circuit board → insulating layer → bus bar (power circuit) → insulating layer → heat dissipation member.
請求項3の発明及び従来例の伝熱経路を比較すると、請求項3の発明では、回路基板から絶縁層、バスバー(電力回路)へと熱が伝導される過程において、伝熱層が介在している。この伝熱層により回路構成体の伝熱性を向上させることができる。これは以下の理由による。 Comparing the heat transfer paths of the invention of claim 3 and the conventional example, in the invention of claim 3, the heat transfer layer is interposed in the process of conducting heat from the circuit board to the insulating layer and the bus bar (power circuit). ing. With this heat transfer layer, the heat transfer performance of the circuit structure can be improved. This is due to the following reason.
回路基板は熱伝導率が低いので、スイッチング素子の端子の直下部分や、この端子と接続された回路パターンの直下部分では、スイッチング素子で発生した熱が回路基板の他方の面に伝えられて回路基板の温度が上昇するが、端子や回路パターンから離れた部分では、回路基板の温度が十分に上がらないことがある。このように従来例では、回路基板の面方向に温度分布が発生しやすい。この結果、端子の直下部分や回路パターンの直下部分では全ての熱が放熱部材へ伝えきれない場合がある一方で、端子や回路パターンから離れた部分では、ほとんど熱が放熱部材へ伝達されないという場合がある。このように、従来例に係る回路構成体では、回路基板から放熱部材への熱伝導の効率が悪いという問題があった。 Since the circuit board has low thermal conductivity, heat generated in the switching element is transferred to the other surface of the circuit board at the part directly below the terminal of the switching element or the part directly below the circuit pattern connected to this terminal. Although the temperature of the board rises, the temperature of the circuit board may not rise sufficiently in a portion away from the terminals and the circuit pattern. Thus, in the conventional example, the temperature distribution tends to occur in the surface direction of the circuit board. As a result, all the heat may not be transmitted to the heat dissipation member directly under the terminal or the circuit pattern, whereas almost no heat is transferred to the heat dissipation member at the part away from the terminal or circuit pattern. There is. Thus, the circuit structure according to the conventional example has a problem that the efficiency of heat conduction from the circuit board to the heat dissipation member is poor.
請求項3の発明によれば、回路基板の他方の面に金属製の伝熱層が形成されている。スイッチング素子で発生した熱は、スイッチング素子の端子の直下部分や、この端子と接続された回路パターンの直下部分から、回路基板の他方の面に伝達されて伝熱層に伝わる。すると、この伝熱層中を熱が素早く伝わる結果、伝熱層全体の温度が略一定になる。これにより、スイッチング素子で発生した熱は、伝熱層全体に面方向にむらなく分散されて、伝熱層全体から放熱部材へと伝えられるので、回路構成体の伝熱性が向上する。 According to the invention of claim 3, the metal heat transfer layer is formed on the other surface of the circuit board. The heat generated in the switching element is transmitted from the portion immediately below the terminal of the switching element or the portion directly below the circuit pattern connected to the terminal to the other surface of the circuit board to be transmitted to the heat transfer layer. Then, as a result of heat being quickly transferred through the heat transfer layer, the temperature of the entire heat transfer layer becomes substantially constant. Thereby, the heat generated in the switching element is uniformly distributed in the surface direction over the entire heat transfer layer and is transmitted from the entire heat transfer layer to the heat radiating member, so that the heat transfer property of the circuit structure is improved.
<請求項4の発明>
従来のプリント配線基板においては一般に、導電路(金属層)の厚さが、18μm〜35μmのものが用いられているのに対して、請求項4の発明においては、伝熱層(金属層)の厚さが70μm以上800μm以下の基板が用いられている。このように伝熱層が厚いと、伝熱層の面方向における伝熱経路の断面積が大きくなるので、伝熱層中を面方向に伝導する単位時間当たりの熱量が増加する。このため伝熱層全体に効率よく熱が分散されて、伝熱層の面方向における温度分布が小さくなる結果、伝熱層全体から放熱部材へ熱が伝達されるので、回路構成体の伝熱性が向上する。
<Invention of Claim 4>
In the conventional printed wiring board, the conductive path (metal layer) generally has a thickness of 18 μm to 35 μm, whereas in the invention of claim 4, the heat transfer layer (metal layer) is used. A substrate having a thickness of 70 μm or more and 800 μm or less is used. When the heat transfer layer is thick in this way, the cross-sectional area of the heat transfer path in the surface direction of the heat transfer layer is increased, so that the amount of heat per unit time conducted in the surface direction through the heat transfer layer increases. For this reason, heat is efficiently dispersed throughout the heat transfer layer, and the temperature distribution in the surface direction of the heat transfer layer is reduced. As a result, heat is transferred from the entire heat transfer layer to the heat radiating member. Will improve.
<請求項5の発明>
請求項5の発明によれば、絶縁性の接着シートにより、回路基板と放熱部材とを接着する。これにより、伝熱層に対してレジスト処理(絶縁性の樹脂を塗布して絶縁層を形成するもの)を行わなくても、伝熱層表面に絶縁性を付与することができるので、工程数を削減できる。
<Invention of Claim 5>
According to invention of Claim 5, a circuit board and a heat radiating member are adhere | attached with an insulating adhesive sheet. As a result, it is possible to impart insulation to the surface of the heat transfer layer without performing resist treatment (to form an insulating layer by applying an insulating resin) to the heat transfer layer. Can be reduced.
<請求項6の発明>
請求項6の発明によれば、回路基板の一方の面に実装されたスイッチング素子で発生した熱を、サーマルビアを介して回路基板の他方の面に伝達することができる。これにより、熱伝導率の低い回路基板を介することなく、スイッチング素子で発生した熱を回路基板の他方の面に伝達できるので、熱がこもるのを抑制された回路構成体を得ることができる。
<Invention of Claim 6>
According to the invention of claim 6, the heat generated by the switching element mounted on one surface of the circuit board can be transmitted to the other surface of the circuit board via the thermal via. As a result, the heat generated by the switching element can be transferred to the other surface of the circuit board without going through a circuit board having a low thermal conductivity, so that it is possible to obtain a circuit structure in which heat is suppressed.
<請求項7の発明>
請求項7の発明よれば、回路基板に開口部が形成されて、この開口部内にスイッチング素子が収納されて、伝熱層に接している。これにより、スイッチング素子で発生する熱を、熱伝導率の低い回路基板を介することなく、回路基板の他方の面に形成された伝熱層に直接伝えることができるので、熱がこもるのを抑制された回路構成体を得ることができる。
<Invention of Claim 7>
According to invention of Claim 7, an opening part is formed in a circuit board, the switching element is accommodated in this opening part, and is in contact with the heat-transfer layer. As a result, the heat generated in the switching element can be directly transferred to the heat transfer layer formed on the other surface of the circuit board without going through the circuit board having a low thermal conductivity, thereby suppressing heat accumulation. Thus, a circuit configuration body can be obtained.
<請求項8の発明>
請求項8の発明によれば、回路基板には開口部が形成されており、その開口部内にスイッチング素子が収納されており、スイッチング素子の底面に設けられた端子が前記伝熱層と電気的に接続した状態で、スイッチング素子が伝熱層に実装されている。これにより、スイッチング素子から突出して、回路基板上の導電路と接続する端子の数を減らすことができる。すると、回路基板の上面に形成される端子接続用の導電路の数を減らすことができる。その結果、導電路を設けなくてもよくなった領域に、新たに回路を形成することができるので、回路基板の上面の配線密度を高めることができる。
<Invention of Claim 8>
According to the invention of claim 8, the opening is formed in the circuit board, the switching element is accommodated in the opening, and the terminal provided on the bottom surface of the switching element is electrically connected to the heat transfer layer. The switching element is mounted on the heat transfer layer in a state of being connected to. Thereby, the number of terminals protruding from the switching element and connected to the conductive path on the circuit board can be reduced. Then, the number of terminal connection conductive paths formed on the upper surface of the circuit board can be reduced. As a result, since a circuit can be newly formed in a region where the conductive path is not required, the wiring density on the upper surface of the circuit board can be increased.
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1ないし図4によって説明する。本実施形態は、回路基板18と、回路基板18上に実装されるリレー11及び電子デバイス12と、回路基板18に接続されるコネクタ30及びヒューズボックス40とを、放熱部材71を兼ねるロアケース50で下方から包囲してなる回路構成体10を、上方からアッパーケース60で包囲して電気接続箱72としたものである。なお実施形態1の説明においては、上下方向については図1を基準とし、左右方向については、図1の右手前側を右方、左方奥側を左方とし、前後方向については、図3の左方を前方、右方を後方とする。
<
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the
(回路基板18)
回路基板18上には、リレー11(スイッチング素子に相当する)及び電子デバイス12が実装されている。この回路基板18は横長板状をなし、後方側の2つの角部を上方から見て三角形状に切り欠いた形状となっている。
(Circuit board 18)
A relay 11 (corresponding to a switching element) and an
回路基板18の上下両面には、プリント配線手段により銅製の導電路13が形成されている。回路基板18の上面に形成された導電路13Aは、リレー11の駆動を制御する制御回路を構成し、下面に形成された導電路13B(請求項1の伝熱層に相当する)は、車載電源(図示せず)と接続する電力回路を構成している。導電路13の厚さは、18μm〜35μmである。
Copper
回路基板18の両面に導電路13を構成するには、例えば以下のような手法をもちいることができる。図示しないプリプレグ(例えばガラス繊維からなる布に熱硬化性樹脂を含浸させ、半硬化状態にしたもの)を所定枚数重ねた積層体(図示せず)の上下両面に、銅箔(図示せず)を1枚ずつ重ね合わせ、これらを重ね合わせた状態で、加熱圧縮して熱硬化性樹脂を硬化させることにより、回路基板18の両面に銅箔(図示せず)が直接形成された銅張積層板(図示せず)を作製し、この銅張積層板の両面に、導電路13とする部分にエッチングレジストを塗布後、両面の不要銅箔を同時にエッチングし、エッチングレジストを除去することにより両面に導電路13が形成された回路基板18を作製できる(サブトラクティブ法)。
In order to configure the
また、プリプレグ(図示せず)を所定枚数重ねた積層体(図示せず)を加熱圧縮して熱硬化性樹脂を硬化させて積層板を作製し、この積層板の表面に触媒(図示せず)を吸着させ、導電路13を除く部分を耐メッキ性材料で被覆した後、無電解銅メッキを施して導電路13のみに銅メッキを析出させることにより両面に導電路13が形成された回路基板18を作製できる(アディティブ法)。
Further, a laminate (not shown) in which a predetermined number of prepregs (not shown) are stacked is heated and compressed to cure the thermosetting resin to produce a laminate, and a catalyst (not shown) is formed on the surface of the laminate. ), The portion except the
回路基板18の上面には、複数のリレー11が実装されるとともに、複数の電子デバイス12が実装されている。これらの電子デバイス12及び導電路13Aによって、リレー11の駆動を制御する制御回路が形成されている。
A plurality of
リレー11は略直方体状をなしており、リレー11の底部からは複数の端子14(本実施形態では6本)が突出して下方に延出された後、直角に外方に曲げられ、回路基板18の表面に沿うように配されている。これらの端子14には、制御回路と接続されてリレー11の駆動を制御する制御用の端子14と、電力回路と接続されて電力回路を制御する通電用の端子14とがある。
The
リレー11及び電子デバイス12と、導電路13Aとは、例えばリフロー半田付けにより接続できる。このリフロー半田付けは、回路基板18の上面に形成された導電路13Aのうち、リレー11及び電子デバイス12の端子14を接続すべき部位に、例えばスクリーン印刷などによりクリーム半田(図示せず)を塗布し、この上にリレー11及び電子デバイス12の端子14を載置し、リフロー炉(図示せず)で半田溶融温度まで加熱、冷却することにより、リレー11及び電子デバイス12と、導電路13Aとを半田付けする手法である。
The
回路基板18の上面に形成された導電路13Aのうちリレー11の通電用の端子14と接続されたものは、図示しないジャンパ線または図示しないビアホールにより、回路基板18の下面に形成された導電路13Bと接続されている。これらのリレー11、導電路13A及び導電路13Bにより電力回路が形成されている。
Of the
回路基板18の前端寄りの位置には、左右方向に並んだ複数個のスルーホール22Aが上下方向に貫通して形成されている。これらのスルーホール22Aには後述する端子金具31が挿入され、この端子金具31を介して回路基板18にコネクタ30が接続されている。
At a position near the front end of the
また、回路基板18の後端寄りの位置には、左右方向に並んだ複数個の、上方から見て横長の長円形をなすスルーホール22Bが上下方向に貫通して形成されている。これらのスルーホール22Bには後述するヒューズ用端子金具41が挿入され、このヒューズ用端子金具41を介して回路基板18にヒューズボックス40が接続されている。
Further, at a position near the rear end of the
(コネクタ30)
回路基板18に接続されるコネクタ30は、コネクタハウジング32と、複数本の端子金具31と、アライメントプレート33とからなる。
(Connector 30)
The
コネクタハウジング32は、合成樹脂製で横長箱状をなしており、前方に開口するフード部34を備えている。フード部34の底壁部35には、複数本の端子金具31が前後方向に貫通する形態で圧入されている。端子金具31の前端部はフード部34内に突出されていると共に、後端部はコネクタハウジング32の後方へ露出している。この端子金具31の後方への露出部分は下向きに屈曲された基板接続部31Aとされ、この基板接続部31Aの下端部が回路基板18のスルーホール22Aに上下方向に挿入されて、回路基板18の下面に形成された電力回路と接続されている。
The
アライメントプレート33は樹脂製であって、左右方向に延びる本体部33Aと、本体部33Aの両端縁から後方に向かって延設された1対の板状をなす取付片33B、33Bとからなる。両取付片33B、33Bの後端部は上方に突出して、側方から見て略L字状になっており、この取付片33B、33Bの上端寄りの位置にはアライメントプレート33をロアケース50にネジ止めするための、左右方向に連通する挿通孔33Cが設けられている。
The
本体部33Aの上面には、上下方向に連通する挿通孔33Dが左右方向に並んで形成されている。これらの挿通孔33Dに基板接続部31Aの下端部が上方から挿入されて、基板接続部31Aの下端部が前後左右方向へ変位することが防止されている。
An
(ヒューズボックス40)
回路基板18に接続されるヒューズボックス40は、ヒューズブロック42と、複数のヒューズ用端子金具41とからなる。
(Fuse box 40)
The
ヒューズブロック42は合成樹脂製であり、横長の箱状をなしている。ヒューズブロック42の後面壁43には、図示しないヒューズが挿入されるための開口部44が、左右方向に並んで設けられている。ヒューズブロック42の左右両外側面には、一対の矩形状をなす取付部45,45が外方に突設されており、この取付部に45,45には、上下方向に連通する挿通孔46が形成されている。
The
ヒューズブロック42の底面壁48には、上方から見て略L字状をなす複数のスリット(図示せず)が左右方向に並んで形成されており、このスリットに、後述する複数のヒューズ用端子金具41が下方から挿入されている。このヒューズ用端子金具41は細長い板状をなしており、板面を左右方向に向けたヒューズ接続部41Aと、ヒューズ接続部41Aの後端から下方へ延びて形成される基板接続部41Bとからなる。ヒューズ用端子金具41は、ヒューズ接続部41Aと基板接続部41Bとの境界を折り曲げ線として、上方から見て左方に直角に曲げられている。
On the
ヒューズ接続部41Aの後端部には圧入溝47が設けられており、図示しないヒューズの端子が差し込まれて挟持されることにより電気的に接続するようになっている。
A press-
一方、基板接続部41Bの下端はヒューズブロック42の底面壁48を貫通して下方に突出しており、この基板接続部41Bの下端部が回路基板18のスルーホール22Bに上下方向に挿入されて、回路基板18の下面に形成された電力回路と接続されている。
On the other hand, the lower end of the
(ロアケース50)
ロアケース50は金属製(本実施形態ではアルミ製)であり、横長板状の底面壁51と、底面壁51の後端から上方に延出された後面壁52と、底面壁51の左右両側端から上方に延出された側面壁53,53とを備えている。
(Lower case 50)
The
底面壁51の前端部から、所定寸法だけ後方へ引っ込んだ位置には、底面壁51から上方へ突出すると共に左右に延びる仕切壁54が形成されている。この仕切壁54とコネクタハウジング32の底面部35の外面とが突き当たることにより、コネクタハウジング32が後方へ変位するのが防止される。
A
底面壁51には、仕切壁54の後方に、左右方向に延びる第1の逃がし溝55Aが形成されている。底面壁51の後端部から所定幅前方へ引っ込んだ位置には、左右方向に延びる第2の逃がし溝55Bが形成されている。回路基板18をロアケース50に組み込む際には、第1の逃がし溝55Aにより、回路基板18と接続された端子金具31の下端部がロアケース50と干渉することが回避されるようになっていると共に、第2の逃がし溝55Bにより、回路基板18と接続されたヒューズ用端子金具41の下端部がロアケース50と干渉することが回避されるようになっている。
The
側面壁53,53の高さは、所定寸法だけ後方へ引っ込んだ位置までは、中央部分に比べて1段低くなっており、直角に切り立った第1の段差部59Aが形成されている。各側面壁53,53には、第1の段差部59Aの後方に、左右方向に貫通する挿通孔56A,56Bが前後に2つ並んで形成されている。回路基板18をロアケースに組み込む際、前側に位置する挿通孔56Aは、後述するアッパーケース60の挿通孔65と整合するように形成されており、図示しないボルトが左右方向から挿通孔56Aと挿通孔65とに挿通され、図示しないナットにねじ込まれて、ロアケース50とアッパーケース60とが固定されている。また、後ろ側に位置する挿通孔56Bは、アライメントプレート33の挿通孔33Cと整合するように形成されており、図示しないボルトが左右方向から挿通孔56Bと、挿通孔33Cとに挿通され、図示しないナットにねじ込まれて、ロアケース50とアライメントプレート33とが固定されている。
The height of the
側面壁53,53の後端部から所定長さだけ前方に引っ込んだ位置までの領域の高さは、中央部分の高さ寸法に比べて1段低くなっており、直角に切り立った第2の段差部59Bが形成されている。側面壁53,53は、中央部分の後端がやや幅広になっており、幅広となった部分には上下方向を向くネジ孔57が形成されている。
The height of the region from the rear end portion of the
後面壁52の両側端は前方にやや幅広になって一対のネジ止め部58,58が形成されており、各ネジ止め部58,58には、上下方向を向いてネジ孔58Aが形成されている。このネジ孔58Aは、回路基板18をロアケース50に組み付ける際に、ヒューズブロック42の取付部45,45に形成された挿通孔46と整合するように形成されており、ネジ孔58A及び挿通孔46とには、図示しないボルトがねじ込まれて、ヒューズブロック42とロアケース50とが組み付けられている。
A pair of screwing
ロアケース50の底面壁51の上面には、仕切壁54よりも後方かつ後面壁52よりも前方の領域に、所定形状に切り出された接着シート(請求項1の絶縁性の接着層に相当する)16が配されており、この接着シート16の上には回路基板18が重ねられている。この接着シート16として、本実施形態ではプリプレグが用いられている。これら回路基板18、接着シート16及びロアケース50は、重ねられた状態のまま加熱、圧着され、硬化した接着シート16により回路基板18とロアケース50とが接着されて、回路構成体10が構成されている。
On the upper surface of the
(アッパーケース60)
アッパーケース60は、金属製(本実施形態ではアルミ製)であり、横長板状の上面壁61と、上面壁61の前端から下方に延出された前面壁62と、上面壁61の後端から下方に延出された後面壁63と、上面壁61の左右両側端から下方に延出された側面壁53,53とを備えている。
(Upper case 60)
The
アッパーケース60の前面壁62には、その下端部から上方に向かって略2分の1の領域に、前面壁62の両側端縁部を残して、凹部64が形成されており、アッパーケース60とロアケース50とを組み付けたときにコネクタ30が収容されるようになっている。
A
アッパーケース60の両側面壁64,64には、側面壁64,64の前端縁から所定寸法だけ後方へ引っ込んだ位置に、矩形状の取付片66が下方へ垂れ下がった状態で形成されている。取付片66には左右方向に向いて挿通孔66Aが形成されている。この挿通孔66Aは、アッパーケース60をロアケース50と組み付ける際に、ロアケース50の側面壁53に設けられた挿通孔56Aと整合するように形成されており、挿通孔56Aと、挿通孔66Aとに図示しないボルトが左右方向から挿通され、図示しないナットにねじ込まれてアッパーケース60とロアケース50とが固定されている。
On both
アッパーケース60の後方側に位置する2つの角部には、下方に方形に窪んだ形状に形成された一対のネジ止め部67,67が形成されており、各ネジ止め部67,67には、上下方向に貫通する挿通孔67Aが形成されている。アッパーケース60をロアケース50に組み付ける際には、アッパーケース60に形成された挿通孔67Aと、ロアケース50に形成されたネジ孔57とが整合するようになっており、挿通孔67A及びネジ孔57に図示しないボルトが上方からねじ込まれて、アッパーケース60とロアケース50とが固定されている。
A pair of screwing
以下に、実施形態1の作用及び効果について説明する。上述のように実施形態1においては、リレー11で発生した熱は、リレー11→リレー11の端子14→回路基板18上の導電路13A→回路基板18→伝熱層13B(電力回路)と伝わる。リレー11の端子14、導電路13Aは金属製なので、回路基板18の上面に実装されたリレー11で発生した熱は、回路基板18まで素早く伝達される。そして実施形態1によれば、回路基板18の下面に、金属製の導電路(伝熱層)13Aが形成されているので、回路基板18に伝わった熱は導電路(伝熱層)13Aに素早く伝達される。これにより、リレー11で発生した熱を、リレー11が実装されているのとは反対側の面へ素早く伝達することができるので、実施形態1によれば、熱がこもるのを抑制された回路構成体10を得ることができる。
The operation and effect of the first embodiment will be described below. As described above, in the first embodiment, the heat generated in the
また、実施形態1においては、リレー11で発生した熱は、リレー11→スイッチング素子の端子14→回路基板18上の導電路13A→回路基板18→伝熱層13B(電力回路)→接着シート16(絶縁層)→ロアケース50と伝わり、ロアケース50から放熱される(図4参照)。
Further, in the first embodiment, the heat generated in the
したがって、実施形態1は、伝熱経路において熱伝導性の低い絶縁層が従来例よりも1つ少なくなっている。これにより、リレー11で発生した熱をロアケース50へ伝える際の伝熱性が向上するので、回路構成体10の放熱性が向上する。
Therefore,
また、従来例のようにバスバーを電力回路として用いる場合、1枚の金属板を打ち抜いて導電路を形成するため、打ち抜き用の治具間の間隔を確保する必要から、各導電路間の間隔をある程度広げておく必要があった。このため、電力回路の高密度化を図ることが難しいという問題点があった。 In addition, when using a bus bar as a power circuit as in the conventional example, since a conductive path is formed by punching out one metal plate, it is necessary to secure an interval between punching jigs. It was necessary to spread some. For this reason, there is a problem that it is difficult to increase the density of the power circuit.
実施形態1によれば、回路基板18の下面に形成された導電路13Bが電力回路を構成するので、従来例のようにバスバーで電力回路を構成する場合と比べて、各導電路13Bの間隔を狭くすることができる。この結果、回路の高密度化を図ることができる。
According to the first embodiment, since the
実施形態1によれば、絶縁性の接着シート16により、回路基板18とロアケース50とを接着する。これにより、導電路13Bに対してレジスト処理(絶縁性の樹脂を塗布して絶縁層を形成するもの)を行わなくても、導電路13Bの表面に絶縁性を付与することができるので、工程数を削減できる。
According to the first embodiment, the
電力回路はスイッチング素子であるリレー11を用いて構成されているので、電力回路中の電流は、定常的に流れているのではなく、スイッチングにより断続的に流れている。したがって、リレー11からは熱が断続的に発生している。
この熱は、一旦リレー11から放出された後、リレー11の端子14、回路基板18を経て回路基板18に蓄えられ、放熱部材を兼ねるロアケース50から徐々に放熱される。
Since the power circuit is configured using the
This heat is once released from the
従来例においては、回路基板18の熱容量を超えて発せられた熱が、回路基板18に蓄えきれずに回路構成体10の内部にこもることがあった。
In the conventional example, heat generated beyond the heat capacity of the
実施形態1によれば、回路基板18の下面に導電路13B(伝熱層)が形成されているので、回路基板18の熱容量を全体として増大させることができる。これにより、一旦回路基板18に蓄えられる熱量を増大させることができる。この結果、回路基板18に蓄えきれなかった熱が回路構成体10の内部にこもることが防止される。
According to the first embodiment, since the
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2に係る回路構成体を図5ないし図7によって説明する。本実施形態に係る回路構成体10は、回路基板18の上面にはリレー11及び電子デバイス12を実装し、回路基板18の下面には複数のバスバー70を取り付けると共に、バスバー70のうち回路基板18と接着したのと反対側の面に放熱部材71を取り付けてなるものである。なお、実施形態1と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。
<
Next, a circuit structure according to
(回路基板18)
本実施形態における回路基板18は、矩形状をなしており、その上面に形成された制御回路側の導電路13Aの厚さが18〜35μmであり、下面に形成された電力回路側の導電路13Bの厚さが70〜800μmのものが用いられている。
(Circuit board 18)
The
本実施形態に係る回路基板18は、例えば以下のようにして作製できる。回路基板18の上面に形成された導電路13Aについては、実施形態1で説明したサブトラクティブ法又はアディティブ法を、回路基板18の上面に対してのみ適用することにより作製できる。
The
回路基板18の下面に形成された導電路13Bについては、回路基板13の下面に、スクリーン印刷により、金属粉(例えば銅粉)を含有する導電ペースト(図示せず)を塗布し、導電路13Bを形成する。その後、導電ペーストを加熱等により固化させることにより、回路基板18の下面に、厚さが70〜800μmである導電路13Bを形成することができる。
For the
導電路13は、回路基板18の上面に形成した後、下面に形成してもよい。また、回路基板18の下面に形成した導電路13Bにレジスト(図示せず)を塗布して保護した後、回路基板18の上面に導電路13Aを作製し、その後レジストを除去してもよい。
The
回路基板18の上面には、複数のリレー11が実装されるとともに、複数の電子デバイス12が実装されている。これらの電子デバイス12及び導電路13Aによって、リレー11の駆動を制御する制御回路が形成されている。
A plurality of
リレー11は略直方体状をなしており、リレー11の底部からは複数の端子14(本実施形態では6本)が突出して下方に延出された後、直角に外方に曲げられ、回路基板18の表面に沿うように配されている。これらの端子14には、制御回路と接続されてリレー11の駆動を制御する制御端子14と、電力回路と接続されて電力回路を制御する通電端子14とがある。
The
回路基板18の上面に形成された導電路13Aのうちリレー11の通電用の端子14と接続されたものは、図示しないジャンパ線または図示しないビアホールにより、回路基板18の下面に形成された導電路13Bと接続されている。これらのリレー11、導電路13A及び導電路13Bにより電力回路が形成されている。
Of the
(バスバー70)
複数のバスバー70は金属製であって細長い板状をなしている。各バスバー70の一方又は両方の端部は、上方へ直角に曲げられている。これらのバスバー70は、一枚の金属板をプレス加工で打ち抜いた後、曲げ加工することにより作製される。
(Bus bar 70)
The plurality of
各バスバー70は、長手方向を同一方向に向けた状態で、この長手方向と直交する方向に並べられている。各バスバー70の上面側には、所定形状に切り出された接着シート16(本実施形態ではプリプレグが用いられている)が載置されて、この接着シート16の上には、リレー11及び電子デバイス12が実装された回路基板18が重ねられている。これら回路基板18、接着シート16及びバスバー70は、重ねられた状態のまま加熱、圧着され、硬化した接着シート16により回路基板18とバスバー70とが接着されている。バスバー70のうち、回路基板18からはみ出した部分は、上方に略直角に曲げられて、図示しない枠体に下方から挿入されて、端子金具として使用される。
The bus bars 70 are arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction, with the longitudinal direction directed in the same direction. An adhesive sheet 16 (a prepreg is used in this embodiment) cut into a predetermined shape is placed on the upper surface side of each
(放熱部材71)
放熱部材71は金属製(本実施形態ではアルミ製)であり、上方から見て矩形状をなす本体部71Aと、本体部71Aの側縁のうち、図5において右手前側の側縁から延出されて下方にクランク状に曲げられている矩形状の取付部71Bとからなる。
(Heat dissipation member 71)
The
取付部71Bには、上下方向に連通する挿通孔71Cが設けられており、この挿通孔71Cに図示しないボルトが挿通されて、図示しない車体に取付可能となっている。
The
放熱部材71とバスバー70とは、例えば以下のようにして接着できる。放熱部材71の上面に、絶縁性が高く、熱伝導性が高い接着剤を塗布してから、回路基板18とバスバー70とを接着したもののうちバスバー70側を貼り付けて乾燥させることにより、バスバー70と放熱部材71とが接着される。このようにして、請求項3の接着剤層23が形成されている。
The
以下に、実施形態2の作用・効果について説明する。実施形態2においては、リレー11で発生した熱は、リレー11→リレー11の端子14→回路基板18上の導電路13A→回路基板18→導電路13B(伝熱層)→接着シート16→バスバー70(電力回路)→絶縁層23→放熱部材71と伝わり、放熱部材71から放熱される(図7参照)。実施形態2及び従来例の伝熱経路を比較すると、実施形態2では、回路基板18から接着シート16、バスバー70(電力回路)へと熱が伝導される過程において、導電路13B(伝熱層)が介在している。
Hereinafter, the operation and effect of the second embodiment will be described. In the second embodiment, the heat generated in the
これにより、リレー11で発生した熱は、リレー11の端子14の直下部分や、この端子14と接続された導電路13Aの直下部分から、回路基板18の他方の面に伝達されて導電路13B(伝熱層)に伝わった後、この導電路13B(伝熱層)中を熱が素早く伝わる結果、導電路13B(伝熱層)全体の温度が面方向において略一定になる。すると、リレー11で発生した熱は、導電路13B(伝熱層)全体に面方向にむらなく分散されて、導電路13B(伝熱層)全体から放熱部材71へと伝えられるので、回路構成体10の伝熱性が向上する。
Thereby, the heat generated in the
また、従来のプリント配線基板においては一般に、導電路13の厚さが、18μm〜35μmのものが用いられているのに対して、実施形態2においては、導電路13B(伝熱層)の厚さが70μm以上800μm以下のものが用いられている。このように導電路13B(伝熱層)が厚いと、導電路13B(伝熱層)の厚さ方向と交差する方向における伝熱経路の断面積が大きくなるので、導電路13B(伝熱層)中を厚さ方向と交差する方向に伝導する単位時間当たりの熱量が増加する。このため導電路13B(伝熱層)全体に効率よく熱が分散されて導電路13B(伝熱層)の温度分布が小さくなる結果、導電路13B(伝熱層)全体から放熱部材71へ熱が伝達されるので、回路構成体10の伝熱性が向上する。
Moreover, in the conventional printed wiring board, generally, the thickness of the
実施形態2においては、放熱部材71には取付部71Bが設けられているので、図示しない車体に直接取り付けることができる。これにより車体へも熱を伝えて放熱できるので、放熱効率が向上する。
In the second embodiment, since the
<実施形態3>
実施形態3においては、回路基板18に開口部17が形成されており、開口部17の底には、回路基板18の下面に形成した導電路13Bが露出している。露出した導電路13Bに、半導体スイッチング素子19(スイッチング素子に相当する。本発明においてはFET(電解効果型トランジスタ)が用いられている。)の端子20が接続されている。その他の構成については実施形態1と同一であるので、実施形態1と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。
<Embodiment 3>
In the third embodiment, the
導電路13Bが露出した開口部17を回路基板18に形成するには、例えば以下のようにすればよい。まず、実施形態1又は実施形態2と同様にして、上下両面に導電路13A,13Bが形成された回路基板18を作製する。このとき、開口部17を作製しようとする部分については、回路基板18の上面側には導電路13Aが形成されないようにすると共に、下面側には導電路13Bが形成されるようにする。この回路基板18の上面側から、開口部17を作製しようとする部分をルーター加工によって導電路13B上に0.2mm程度の基材(残し代)を残すように穿設してから、レーザー加工によって先の残し代を削り取る。この工程により、回路基板18のみを貫通して下面の導電路13Bが露出するような開口部を作製できる。
In order to form the
上記のようにして形成した開口部17は略矩形状をなしており、回路基板の上面側と連通している。この開口部17は、半導体スイッチング素子19を収納可能な大きさに形成された素子収納部17Aと、半導体スイッチング素子19の端子20を収納可能な大きさに形成された端子収納部17Bとからなる。
The
半導体スイッチング素子19は、図示しない半導体チップと、この半導体チップに接続されるゲート端子20A(制御用の端子)、図示しないドレイン端子(通電用の端子)及びソース端子20B(通電用の端子)とが、合成樹脂製のハウジング19Aで覆われたものである。これらの端子20のうち、ドレイン端子(図示せず)はハウジング19Aの下面外側に設けられ、ソース端子20B及びゲート端子20Aはハウジング19Aの側面から突出して下方へ延出されている。
The
半導体スイッチング素子19は、ハウジング19Aが素子収容部17Aに載置され、ソース端子20Bが端子収容部17Bに載置されている。ドレイン端子(図示せず)と導電路13B、及びソース端子20Bと導電路13Bとは接触しており、例えばリフロー半田付けにより実装される。また、ゲート端子20Aは、13Aと直接接触しており、例えばリフロー半田付けにより実装される。
The
実施形態3においては、ドレイン端子(図示せず)及びソース端子20Bは導電路13Bと接触しているので、半導体スイッチング素子19から発せられた熱は、ドレイン端子(図示せず)及びソース端子20Bから導電路13Bへと直接伝わる。このように、熱伝導率の低い回路基板18を介することなく、半導体スイッチング素子19で発生した熱を、回路基板18の下面に伝達できるので、回路構成体10において熱がこもるのを抑制できる。
In the third embodiment, since the drain terminal (not shown) and the source terminal 20B are in contact with the
また、ドレイン端子(図示せず)は、半導体スイッチング素子19のハウジング19Aの裏面に形成されて、導電路13Bと接続されているので、従来のように、回路基板18の上面側にドレイン端子(図示せず)と接続させるための導電路13Aを制御回路とは別に形成する必要がなくなる。これにより、ドレイン端子接続用の導電路を設ける必要のなくなった領域に、新たに回路を形成することができるので、回路基板18上の配線密度を高めることができる。
Further, since the drain terminal (not shown) is formed on the back surface of the
<実施形態4>
実施形態4においては、半導体スイッチング素子19の端子20の近傍に、回路基板18の上下を熱的に連結するサーマルビア21が形成されている。その他の構成については実施形態3と同一であるので、実施形態3と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。
<Embodiment 4>
In the fourth embodiment, a thermal via 21 that thermally connects the upper and lower sides of the
サーマルビア21は、回路基板18を貫通すると共に、その内部に熱伝導性の高い材料が充填されており、回路基板18の上面又は下面で発生した熱を反対側の面に伝達可能に形成されている。実施形態4に係るサーマルビア21の形状は上方から見て略円形をなしているが、長円形、矩形など他の形状であってもよい。
The thermal via 21 penetrates the
サーマルビア21は、以下のようにして作製することができる。まず、ドリル又はレーザ光により、回路基板18及び導電路13Bを上下に連通するスルーホール24を形成する。次に、このスルーホール24に、熱伝導性の高い金属粉を含有する導電ペーストをスクリーン印刷により充填した後、ペーストを固化させてサーマルビア21を形成することができる。
The thermal via 21 can be manufactured as follows. First, a through
また、回路基板18に穿孔したスルーホール24に触媒(図示せず)を塗布した後、無電解メッキ及び電解メッキを施して、スルーホール24内を銅メッキにより充填することによっても形成することができる。
Alternatively, a catalyst (not shown) is applied to the through
このようにして作製したサーマルビア21は、回路基板18の上下を熱伝導性の高い金属粉又は銅により熱的に連結している。このため、半導体スイッチング素子19から発せられた熱が、熱伝導率の低い回路基板18を介することなく、サーマルビア21を介して回路基板18の下面に伝えられるので、回路構成体10において熱がこもるのを抑制できる。
The thermal via 21 manufactured in this manner is thermally connected to the upper and lower sides of the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and further, within the scope not departing from the gist of the invention other than the following. Various modifications can be made.
(1)本実施形態においては、回路基板18の下面に形成した導電路(伝熱層)13Bが電力回路を構成するものとしたが、これに限られず、例えば、回路基板18の下面の全面に金属製の伝熱層を形成し、スイッチング素子で発生した熱を回路基板18の下面全体に分散させ、伝熱層全体から放熱部材へ熱を伝達させることにより、回路構成体10の放熱性を向上させることができる。このとき、スイッチング素子の通電用の端子に接続された導電路13Aと、バスバーなどで別途形成された電力回路とは、例えば伝熱層をまたぎこえるジャンパ線により接続される構成としてもよいし、また、伝熱層と絶縁されたビアホールにより接続される構成としてもよい。
(1) In this embodiment, the conductive path (heat transfer layer) 13B formed on the lower surface of the
(2)実施形態1においては、放熱部材71はアルミ製のロアケース50とし、実施形態2においては平板状の放熱部材71としたが、これに限られず、片面に放熱フィンの形成されたアルミ板を用いてもよい。
(2) In the first embodiment, the
(3)実施形態2においては、導電路13B(伝熱層)とバスバー70とは絶縁性の接着シート16により接着されていたが、これに限られず、導電路13B(伝熱層)とバスバー70とは、絶縁性の接着剤により接着してもよい。
(3) In
(4)実施形態2においては、導電路13B(伝熱層)とバスバー70とは絶縁性の接着シート16により接着されていたが、これに限られず、導電路13B(伝熱層)のパターンと、バスバー70のパターンとを同一のものとし、導電路13B(伝熱層)とバスバー70とを電気的に接続した状態で接着するものとしてもよい。これにより電力回路の導電路の面積が大きくなるので、電流量を大きくすることができる。同様に、伝熱路の面積が大きくなるので、熱伝導性も向上する。
(4) In the second embodiment, the
(5)実施形態2においては、回路基板18の上面に形成された制御回路の導電路13Aの厚さは18〜35μmとし、回路基板18の下面の導電路13B(伝熱層)の厚さを70μm以上800μm以下のものとしたが、これに限られず、回路基板18の下面の導電路13B(伝熱層)と共に、回路基板18の上面に形成された導電路13Aの厚さも70μm以上800μm以下としてもよい。これにより、回路構成体10の放熱性を高めることができる。
また、このとき、導電路13Aの厚さを200μm程度にすると、回路基板18の上面側に、ディスクリートの電子部品を実装可能で、かつ放熱性を高めることができるので好ましい。
(5) In the second embodiment, the thickness of the
At this time, it is preferable to set the thickness of the
(6)実施形態1においては、導電路13B(伝熱層)と放熱部材71とは接着シート16により接着したが、これに限られず、導電路13B(伝熱層)にレジスト処理を行って絶縁性を付与した後、導電路13B(伝熱層)と放熱部材71とを接着剤で接着する構成としてもよい。
(6) In
(7)実施形態3においては、半導体スイッチング素子19の通電用の端子(図示しないドレイン端子、ソース端子20B)を、回路基板18に形成された開口部17において導電路13B(伝熱層)と接続する構成としたが、これに限られず、リレー11や半導体スイッチング素子19などのスイッチング素子の筐体の一部を、開口部17内で導電路13B(伝熱層)と接触させ、端子は回路基板18上に形成された導電路13Aと接続する構成としてもよい。これにより、スイッチング素子で発生した熱を、熱伝導率の低い回路基板18を介することなく、直接に導電路13B(伝熱層)に伝達させることができる。
(7) In the third embodiment, the current-carrying terminal (drain terminal, source terminal 20B not shown) of the
(8)実施形態4においては、絶縁基板18に開口部17を設けた構成としたが、これに限られず、回路基板18に開口部17を設けないで、スイッチング素子の端子近傍にサーマルビア21を形成する構成としてもよい。
(8) In the fourth embodiment, the
10…回路構成体
11…リレー(スイッチング素子)
13A…導電路(制御回路)
13B…導電路(伝熱層)
16…接着シート(接着層)
17…開口部
18…回路基板
19…半導体スイッチング素子(スイッチング素子)
21…サーマルビア
23…接着層
50…ロアケース(放熱部材)
70…バスバー
71…放熱部材
DESCRIPTION OF
13A: Conductive path (control circuit)
13B ... Conductive path (heat transfer layer)
16 ... Adhesive sheet (adhesive layer)
DESCRIPTION OF
21 ... Thermal via 23 ...
70 ...
Claims (8)
前記回路基板の他方の面にはプリント配線手段により金属製の伝熱層が形成され、その伝熱層に接着層を介して放熱部材が接着されていることを特徴とする回路構成体。 Forming a control circuit by printed wiring means on one surface of the circuit board, and mounting a switching element controlled by the control circuit on one surface thereof;
A circuit structure, wherein a metal heat transfer layer is formed on the other surface of the circuit board by printed wiring means, and a heat radiating member is bonded to the heat transfer layer via an adhesive layer.
前記スイッチング素子の底面には端子が設けられており、前記端子が前記伝熱層と電気的に接続した状態で、前記スイッチング素子が前記伝熱層に実装されていることを特徴とする前記請求項2ないし請求項6のいずれかに記載の回路構成体。 An opening is formed in the circuit board, and the switching element is accommodated in the opening,
A terminal is provided on a bottom surface of the switching element, and the switching element is mounted on the heat transfer layer in a state where the terminal is electrically connected to the heat transfer layer. The circuit structure according to any one of claims 2 to 6.
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