JP2008259286A - 回路構成体 - Google Patents

Abstract

【課題】製造効率を向上させると共に、バスバーと接着部材とが十分な接着強度を備える回路構成体を提供する。
【解決手段】バスバー１５の少なくとも一方の面に設けられた接着領域に絶縁性の接着層を介して接着された接着部材とを備えた回路構成体において、バスバー１５の接着領域には、バスバー１５の母材２６の表面を露出させた複数の露出部３１を間隔をあけて形成し、接着領域のバスバー１５の板面に垂直な方向の投影面積に対する、露出部３１の、バスバー１５の板面に垂直な方向の投影面積の割合である母材露出率を、５％以上とする。これにより、バスバー１５と接着部材との間の接着強度を向上させることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、バスバーを備える回路構成体に関する。

従来より、例えば車両用の電気接続箱に使用される回路構成体として特許文献１記載のものが知られている。このものは、回路基板とバスバーとを接着層を介して積層した構成で、回路基板及びバスバーには電子部品が例えばリフロー方式によってはんだ付けされる。このバスバーは、一般に銅合金製であるが、表面の酸化防止やはんだ付け性の改善を目的として、母材表面に、耐酸化性やはんだ濡れ性に優れた金属（例えばスズなど）からなるメッキ層が形成されている場合がある。
特開２００３−１６４０３９公報

上述のリフロー方式による場合、リフロー炉内の温度は、はんだ付け時間の短縮のため、はんだの溶融温度よりも高い温度に設定されている。すると、例えば、比較的融点の高いはんだを用いた場合には、バスバーが、メッキ層を構成する金属の融点よりも高い温度にまで加熱され、バスバーのメッキ層が溶融してしまう場合がある。このような場合、接着層が浮いて、バスバーと接着層との間に空気が入り込んでしまう結果、バスバーと回路基板との接着強度が不十分になることが懸念される。

そこで、例えば、バスバーのうち回路基板と接着される領域のメッキ層を剥がし、母材を露出させることが考えられる。すると、母材と接着層との間にはメッキ層が介在しないので、メッキ層が溶融する温度まで回路構成体を加熱しても母材と接着層との間に空気が入り込むことがない。これにより、バスバーと回路基板との間に十分な接着強度を得ることが期待された。しかし、バスバーのうち回路基板と接着される領域全体において母材を露出させようとすると多くの作業時間が必要となるため、製造効率が低下するという問題がある。

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、製造効率を向上させると共に、バスバーと回路基板とが十分な接着強度を備える回路構成体を提供することを目的とする。

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、金属製の母材の表面にスズメッキ層が形成されてなるバスバーと、前記バスバーの少なくとも一方の面に設けられた接着領域に絶縁性の接着層を介して接着された接着部材とを備える回路構成体であって、前記バスバーの接着領域には、前記母材の表面を露出させてなる複数の露出部が間隔を空けて形成されており、前記接着領域の前記バスバーの板面に垂直な方向の投影面積に対する、前記露出部の、前記バスバーの板面に垂直な方向の投影面積の割合である母材露出率は、５％以上であることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記母材露出率は、５０％以下であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記母材露出率は、２０％以上４５％以下であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のものにおいて、前記母材露出率は、３０％以上４０％以下であることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のものにおいて、前記露出部は、互いに所定のピッチ間隔を空けて配列して形成されていることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のものにおいて、前記露出部には、前記母材の表面から突出する凸部が形成されており、前記凸部は前記母材又は前記母材の合金からなることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６に記載のものにおいて、前記凸部は、前記接着部材側から見て略環状をなしていることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のものにおいて、前記露出部は、前記バスバーにレーザ光を所定の間隔を空けて間欠的に照射することにより形成されることを特徴とする。

＜請求項１ないし請求項４の発明＞
請求項１ないし請求項４の発明によれば、露出部はスズメッキ層から露出しているから、この露出部と接着層とは直接に接着される。これにより、スズメッキ層が溶融する温度にまで回路構成体が加熱されても、バスバーと接着部材との間に空気が入り込むことを防止できる。

そして、本発明によれば、接着領域の前記バスバーの板面に垂直な方向の投影面積に対する、露出部の、バスバーの板面に垂直な方向の投影面積の割合である母材露出率は、５％以上であり、好ましくは５０％以下であり、さらに好ましくは、２０％以上４５％以下であり、特に好ましくは、３０％以上４０％以下である。

母材露出率が５％未満であると、バスバーと接着部材との間の接着強度が低下する。母材露出率が５０％を超えると、露出部を形成するための加工時間が延びるので、製造効率が低下する。

また、母材露出率が２０％以上であると、バスバーと接着部材との間の接着強度が一層向上するので好ましく、４５％以下であると、加工時間を短縮できるので好ましい。

さらに、母材露出率が３０％以上４０％以下であると、バスバーと接着部材との間の接着強度がばらついた場合であっても、ばらついた接着強度の最小値が十分な強度を備えるので、特に好ましい。

＜請求項５の発明＞
請求項５の発明によれば、露出部は所定のピッチ間隔を空けて配列した状態で形成されるから、各露出部に加わる応力を均一にすることができる。これにより、各露出部に加わる応力を分散させることができるから、バスバーと接着部材との接着強度を一層向上させることができる。

＜請求項６の発明＞
請求項６の発明によれば、凸部は接着部材側に突出しているから、凸部と接着層とが強固に接着することで、バスバーと接着部材との接着強度が向上する。

＜請求項７の発明＞
上述したように、凸部を設けることでバスバーと接着部材との接着強度を向上させることができるから、露出部における凸部の割合を大きくすれば、バスバーと接着部材との接着強度を向上させることが可能となる。請求項７の発明によれば、凸部は接着部材側から見て略環状をなしている。これにより凸部を効率よく形成することが可能となり、露出部における凸部の割合を大きくできるから、バスバーと接着部材との接着強度を向上させることができる。

＜請求項８の発明＞
請求項８の発明に寄れば、凸部はレーザ光を照射するという簡易な手法により形成できる。

本発明に係る回路構成体１０を電気接続箱に適用した一実施形態を図１ないし図８を参照して説明する。この電気接続箱１１は自動車等に搭載されて使用される。電気接続箱１１は、バッテリー（図示せず）と、ヘッドランプ、ワイパ等の図示しない電装品との間に設けられ、バッテリーから供給される電力を各電装品に分配、供給するとともに、これらの電力供給の切り替え等の制御を行う。図１および図２には、本実施形態における電気接続箱１１の斜視図および断面図を示した。

電気接続箱１１は、図２に示すように、回路構成体１０と、その回路構成体１０を収容するケース１２とを備えて構成されている。回路構成体１０は、図３に示すように、バスバー１５と、このバスバー１５の表面（図３における上面）に形成された接着領域３４に、絶縁性の接着層１４Ａを介して接着された回路基板（本発明の接着部材の一例）１３と、回路基板１３の表面側（図４における上面側）に実装されている電子部品１６（例えばリレー等）と、バスバー１５の裏面（図３における下面）に形成された接着領域３４に、絶縁性の接着層１４Ｂを介して接着された放熱板（本発明の接着部材の一例）２３と、を備えて構成されている。

回路基板１３の表面（図２における上面）には、プリント配線技術により導電路（図示せず）が所定のパターンで形成されてなる。回路基板１３には所定の位置に開口部１７が形成されている。この開口部１７内にはバスバー１５が露出しており、このバスバー１５が電子部品１６のリード１８が開口部１７内に収容されて、例えばＰｂフリーはんだ（図示せず）により電子部品１６のリード１８とはんだ付けにより接続されることで、電子部品１６とバスバー１５とが電気的に接続されている。

回路基板１３の裏面に接着されているバスバー１５は、導電性に優れた金属板をプレス成形することで所定形状に曲げ形成されてなり、電力回路を形成する。図３に示すように、各バスバー１５のうち図３における右奥側の端縁には、例えばヒューズ（図示せず）等の電気部品の接続部を挿入して接続するためのヒューズ用端子１９が設けられており、左手前側の端縁には、後述する第２コネクタハウジング２０内に挿入されてコネクタの端子金具として機能するタブ部２１が設けられている。

放熱板２３は金属製であって（例えばアルミニウムの表面をアルマイト処理したもの）、回路基板１３と概ね相似形であるとともに回路基板１３よりも一回り大きい形状をなす板本体２３Ａと（図３参照）、板本体２３Ａのうち図２における右端縁から裏面側右方へ段差状に延出する板状のブラケット２３Ｂとを一体に有する。本実施形態の電気接続箱１１はブラケット２３Ｂを介してボルト（図示せず）により車体に固定される。

回路構成体１０を収容するケース１２は、図２に示すように、枠体２２と、枠体２２に対しその表面側（放熱板２３とは反対側）の開口を塞ぐように組み付けられているカバー２４とを備えている。枠体２２には、その裏面側の開口を塞ぐようにして、放熱板２３が固着されている。

枠体２２は合成樹脂等の絶縁材料からなり、枠本体２２Ａと、補助枠体２２Ｂとの２部品を合体させて構成され、回路基板１３の周縁に沿って回路構成体１０を全周に亘り連続して包囲するように形成されている。補助枠体２２Ｂおよび枠本体２２Ａ、すなわち枠体２２は、接着層（図示せず）により放熱板２３の表面に固着されている。

また、枠体２２のうち図２の右側には第１コネクタハウジング２５が組み付けられ、図２の左側には第２コネクタハウジング２０が組み付けられ、両コネクタハウジング２０，２５は図２において左向きに開口している。

図４に示すように、バスバー１５は、金属製の母材２６の表裏両面にスズメッキ層２７が形成されてなる。このスズメッキ層２７により、電子部品１６のリード１８とバスバー１５との間のはんだ濡れ性向上を図ることができる。また、ヒューズ用端子１９及びタブ部２１と、これらに接続されるヒューズ等の電気部品との間の接触抵抗を低減させることができる。なお、本実施形態においては、母材２６の表裏両面に形成されたスズメッキ層２７の厚さ寸法は、１μｍ〜２μｍ（片面のみの厚さ）であった。

上記の母材２６は、導電性を有する金属であれば任意の金属を用いることが可能であり、導電性に優れることから、銅、又は銅合金が好ましい。銅合金としては、銅にスズ、クロム、亜鉛、ケイ素、ニッケル、リン、鉄等から選ばれる一種又は二種以上を含有させたものを用いることができる。

上記のスズメッキ層２７は、例えば、無電解メッキ法、電気メッキ法、又は溶融した金属中に母材２６を浸漬する方法など、公知の手段により形成することができる。

さて、バスバー１５の表面には、スズメッキ層２７が剥がされて母材２６の表面が露出する露出部３１が、所定のピッチ間隔（例えば、７０μｍ〜３６０μｍ）を空けて配列して形成されている（図５参照）。また、バスバー１５の裏面にも、詳細には図示しないが、バスバー１５の表面と同様に、母材２６の表面が露出する露出部３１が、所定のピッチ間隔を空けて配列して形成されている。露出部３１は、回路基板１３側又は放熱板２３側から見て、略円形状をなしている。

図７に示すように、露出部３１には、母材２６の表面から回路基板１３側又は放熱板２３側に突出する凸部３０が形成されている。凸部３０は母材２６を構成する金属（銅、又は銅合金）、又は、母材２６を構成する金属の合金（例えばＣｕ_６Ｓｎ_５等）からなる。凸部３０は、露出部３１の外縁部近傍に、回路基板１３側又は放熱板２３側から見て、略環状をなして形成されており、露出部３１は全体としてクレータ状をなしている。露出部３１の外側には、母材２６を形成する金属とスズとの合金（例えばＣｕ_６Ｓｎ_５等）からなる合金層３２が、露出部３１を囲むように形成されている。この合金層３２のさらに外側に、スズメッキ層２７が形成されている。

本実施形態における露出部３１の直径は、例えば約６０μｍである。また、本実施形態における凸部３０は、露出部３１の外縁部近傍に、外径寸法が約６０μｍであって、内径寸法が約４０μｍをなす略環状に形成されている。また、本実施形態における凸部３０の、母材２６の表面からの突出寸法は、例えば約５μｍである。

本実施形態のように、電子部品１６を回路基板１５に対してリフロー方式によりはんだ付けする場合、リフロー炉内の温度は、はんだ付け時間の短縮のため、はんだの溶融温度よりも高い温度に設定されている。すると、例えばＰｂフリーはんだのように、比較的融点の高いはんだを用いた場合には、バスバー１５が、スズメッキ層２７の融点よりも高い温度にまで加熱され、バスバー１５のスズメッキ層２７が溶融してしまう場合がある。このような場合、接着層１４Ａ，Ｂが浮いて、バスバー１５と接着層１４Ａ，Ｂとの間に空気が入り込んでしまう結果、バスバー１５と回路基板１３との接着強度又はバスバー１５と放熱板２３との接着強度が不十分になることが懸念される。

本実施形態によれば、露出部３１はスズメッキ層２７から露出しているから、この露出部３１と接着層１４Ａ，Ｂとが直接に接着される。これにより、スズメッキ層２７が溶融する温度にまで回路構成体１０が加熱されても、バスバー１５と接着層１４Ａ，Ｂとの間に空気が入り込むことを防止できる。この結果、バスバー１５と回路基板１３との接着強度、及びバスバー１５と放熱板２３との接着強度の向上を図ることができる。

また、バスバー１５の表面側に形成された凸部３０は回路基板１３側に突出しており、バスバー１５の裏面側に形成された凸部３０は放熱板２３側に突出している。これにより、凸部３０と接着層１４Ａ，Ｂとが強固に接着するから、バスバー１５と回路基板１３、及びバスバー１５と放熱板２３との間の接着強度が向上する。

さらに、凸部３０は、回路基板側１３及び放熱板２３側から見て略環状をなしているので、バスバー１５と回路基板１３との接着強度、及びバスバー１５と放熱板２３との接着強度を一層向上させることができる。

また、本実施形態においては、接着領域３４のバスバーの板面に垂直な方向の投影面積に対する、露出部３１の、バスバー１５の板面に垂直な方向の投影面積の割合である母材露出率は、５％以上であり、好ましくは５０％以下であり、さらに好ましくは、２０％以上４５％以下であり、特に好ましくは、３０％以上４０％以下である。５％未満であると、バスバー１５と回路基板１３との間の接着強度、又は、バスバー１５と放熱板２３との間の接着強度が低下する。一方、母材露出率を大きくすると接着強度も大きくなるが、母材露出率が５０％を超えると、露出部３１を形成するための加工時間が延びてしまうため、バスバー１５に露出部３１を形成するための製造効率が低下する。

また、母材露出率は、２０％以上であると、バスバーと接着部材との間の接着強度が一層向上するので好ましく、４５％以下であると、加工時間を短縮できるので好ましい。

さらに、母材露出率が３０％以上４０％以下であると、バスバーと接着部材との間の接着強度がばらついた場合であっても、ばらつきの最小値が十分な強度を備えるので、特に好ましい。

母材露出率は、例えば以下のようにして算出できる。まず、バスバー１５の表面及び裏面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真を、バスバー１５の板面に垂直な方向から撮影する。これによりＳＥＭ写真は、バスバー１５の表面及び裏面をバスバーの板面に垂直な方向に投影した画像になっている。このＳＥＭ写真において、略円形状をなす露出部３１の中心を格子点とし、この格子点により形成される最小の四角形の面積を算出する。上述したように、露出部３１は所定のピッチ間隔で配列して形成されているので、このピッチ間隔から、四角形の面積を容易に算出できる。図８に、最小の四角形が長方形状をなす場合における算出方法を例示する。露出部３１の略環状部分の中心Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを格子点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、この格子点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより形成される四角形ＡＢＣＤの面積は、中心Ａ−Ｂ間のピッチ間隔Ｌ１と、中心Ａ−Ｃ間のピッチ間隔Ｌ２との積により算出される。

そして、ＳＥＭ写真における、上記の四角形ＡＢＣＤに囲まれた領域内に位置する露出部３１の面積は、露出部３１を円と近似してその面積を求めることにより算出される。理由は以下のようである。四角形ＡＢＣＤは長方形なので、各頂点の内角は９０°になっており、これは、３６０°の四分の一である。これにより、格子点Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄを中心とする各露出部３１は、四角形ＡＢＣＤにより、それぞれの四分の一の領域が囲まれた状態になっている。このため、四角形ＡＢＣＤに囲まれた領域内に位置する露出部３１の面積は、一つの露出部３１の面積と等しくなっている。

母材露出率は、露出部３１の面積を四角形の面積で除したものに１００を乗じることにより算出できる。このように、露出部３１が所定のピッチ間隔で配列して形成されている場合には、格子点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより形成される最小の四角形ＡＢＣＤの一つに対してのみ、露出部３１の面積及び四角形ＡＢＣＤの面積を計算することにより、簡便に母材露出率を計算できる。

続いて、本実施形態に係る電気接続箱１１の製造方法について説明する。まず、銅合金からなる板状の母材２６の表裏両面に電気メッキ法により、スズメッキ層２７を形成する。

スズメッキ層２７が形成されたバスバー１５の接着領域に、レーザ光を所定のピッチ間隔を空けて、間欠的に照射することにより、露出部３１を形成する。

レーザ光については特に制限はなく、例えばＹｂファイバーレーザ、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ等を使用できる。レーザ光照射装置としては、パルス発振型が好ましく、例えばレーザマーキング装置を好適に用いることができる。

図６に示すように、レーザ光（図中、波状の矢線で示す）を照射する前の状態では、バスバー１５は、母材２６の表面にスズメッキ層２７が形成されている。このバスバー１５にレーザ光を照射すると、スズメッキ層２７及び母材２６が溶融して飛散する。すると、図７に示すように、スズメッキ層２７が剥離されて母材２６の表面が露出した露出部３１と、この露出部３１の内側に、母材２６の表面から突出する凸部３０と、露出部３１の外側においてスズと銅との合金からなる合金層３２と、が形成される。合金層３２の外側にはスズメッキ層２７が残存している。

この板材をプレス加工により打抜き形成すると共に、所定形状に曲げ形成することでバスバー１５を形成する。

次に、回路基板１３の裏面側（図４における下面側）に、接着層１４Ａを介してバスバー１５を接着する。この接着層１４Ａは、例えば両面に接着剤を塗布した樹脂フィルムからなる接着シートでもよく、また、回路基板１３の裏面又はバスバー１５の表面（図４における上面側）に接着剤を塗布してもよい。その後、回路基板１３とバスバー１５との積層体をプレスする。このプレス工程は、加熱プレスでもよいし、また、室温によるプレスでもよい。

続いて、バスバー１５の裏面側（図４における下面側）に、接着層１４Ｂを介して放熱板２３を接着する。この接着層１４Ｂは、上述したように、例えば両面に接着剤を塗布した樹脂フィルムからなる接着シートでもよく、また、バスバー１５の裏面又は放熱板２３の表面（図４における上面側）に接着剤を塗布してもよい。その後、回路基板１３、バスバー１５、及び放熱板２３の積層体をプレスする。このプレス工程は、加熱プレスでもよいし、また、室温によるプレスでもよい。

次に、回路基板１３及びバスバー１５の所定の位置に、例えばスクリーン印刷技術により、例えばクリーム状のＰｂフリーはんだ（いわゆるクリームはんだ）であって、溶融温度が２１０℃〜２４０℃のものを塗工する。その後、電子部品１６のリード１８と、Ｐｂフリーはんだが塗工された領域とが整合するようにして、電子部品１６を回路基板１３上に載置する。この状態で、図示しないリフロー炉内に回路構成体１０を収容し、Ｐｂフリーはんだが溶融する温度まで加熱した後、冷却することで、回路基板１３及びバスバー１５と、電子部品１６とをはんだ付けする。リフロー炉内では、回路構成体は、ピーク温度が２５０℃〜２６０℃で、約１０秒間加熱される。

次に、放熱板２３に対して回路構成体１０側から枠本体２２Ａ及び補助枠体２２Ｂを接近させつつ組み付け、補助枠体２２Ｂと放熱板２３並びに補助枠体２２Ｂと枠本体２２Ａをとそれぞれ接着剤（図示せず）により固着して、枠体２２を形成する。

こうして回路基板１３を全周に亘って包囲する枠体２２が構成されると共に、回路基板１３とバスバー１５とを裏面側から覆う放熱板２３が枠体２２に固定された後、枠体２２と放熱板２３とによって構成された凹部内に、回路基板１３の全体と、回路基板１３と電子部品１６との接触部分を覆う充填材（図示せず）を注入する。これにより、回路基板１３とバスバー１５と電子部品１６との導通部分に対する浸水や異物の干渉を防止できる。

そして、第２コネクタハウジング２０を枠本体２２Ａに組み付けるとともに、第２コネクタハウジング２０と枠本体２２Ａとをビスにより組付け状態にロックする。

この後、補助枠体２２Ｂに対して第１コネクタハウジング２５を組み付け、最後に、カバー２４を取り付ける。

（バスバーと回路基板との接着強度評価）
以下に、バスバー１５と回路基板１３との接着強度についてのモデル実験を行った。このモデル実験により、バスバー１５に露出部３１が形成されることにより、バスバー１５と回路基板１３との接着強度が向上することが認められた。

＜試験片１−１＞
幅２５ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ０．６４ｍｍの銅板（本発明に係る母材に該当）に電気めっき法により、厚さ１μｍ〜２μｍのスズメッキ層を形成した。この銅板の一方の端部のうち、幅２５ｍｍ、長さ２５ｍｍの領域を接着領域とし、この接着領域に、Ｙｂファイバーレーザ装置を用いて、７０μｍ×９０μｍのピッチ間隔で、間欠的にレーザ光を照射した。これにより、スズメッキ層が剥離されて銅板の表面が露出した露出部を形成した。この露出部には銅板の板面に垂直な方向から見て略環状をなす凸部が形成されていた。一枚の銅板を加工するの１３１秒を要した。

測長顕微鏡により測定したところ、銅板からの凸部の突出寸法は、５μｍであった。

接着領域のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真を、銅板の板面に垂直な方向から撮影した。このＳＥＭ写真において、略円形状をなす露出部の中心を格子点とし、この格子点により形成される最小の四角形の面積を算出した。図８を参照して説明すると、上述したピッチ間隔から、Ｌ１を７０μｍとし、Ｌ２を９０μｍとして以下計算した。

次いで、露出部の外縁部分の半径Ｒを、ＳＥＭ写真から、３０μｍと測長した。

上記の値から、次の式により母材露出率を４４．９％と算出した。
（（（３０μｍ）＾２×π／（７０μｍ×９０μｍ））×１００

一方、エポキシ樹脂からなる厚さ１．５ｍｍの絶縁基板（本発明に係る回路基板に該当）を、幅２５ｍｍ、長さ１００ｍｍに切断し、この絶縁基板の一方の端部のうち、幅２５ｍｍ、長さ１２．５ｍｍの領域を接着領域とした。

その後、銅板の接着領域に、公知の熱硬化性樹脂（接着剤）を塗布し、上記の絶縁基板の接着領域を積層し、この熱硬化性樹脂の硬化条件に従って、所定温度、所定圧力、所定時間でプレス処理を行い、銅板と絶縁基板とを接着した。

続いて、リフローはんだ付け時における加熱を想定して、試験片を加熱炉内に収容し、ピーク温度が２５０℃〜２６０℃で、約１０秒間加熱した。

上記のようにして作製した３つの試験片１−１に対して引張せん断試験を行い、引張せん断応力を測定した。このときの引張速度は、少なくとも後述する各試験片同士の引張せん断応力の差異が観察可能であればよく、本測定試験では１０ｍｍ／秒で測定を行った。３つの試験片の引張せん断応力の平均値を計算し、その結果を表１に示す。

＜試験片１−２〜１−８＞
表１に示すピッチ間隔で、銅板の接着領域にレーザ光を照射して露出部を形成した以外は、試験片１−１と同様にして、試験片１−２〜１−８を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表１に示す。

＜試験片１−９＞
銅板の接着領域に、メッシュ間隔０．４ｍｍ（４００μｍ）のメッシュパターンでレーザ光を照射した以外は、試験片１−１と同様にして、試験片１−９を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表１に示す。

なお、試験片１−９の母材露出率は、以下の式から、２７．８％と算出した。
１００×（（（４００μｍ）＾２−（４００μｍ−６０μｍ）＾２）／（４００μｍ＾２））
上記の式中、６０μｍは、レーザ光を照射したことにより形成されたメッシュの加工幅を意味する。

＜試験片１−１０〜１−１３＞
接着領域に、表１に示すメッシュ間隔でレーザ光を照射して銅板を露出させた以外は、試験片１−９と同様にして、試験片１−１０〜１−１３を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表１に示す。

＜試験片１−１４＞
接着領域にレーザ光を照射しないこと以外は、試験片１−１と同様にして試験片１−１４を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表１に示す。

（結果）
試験片１−１４のせん断強度は、２．９ＭＰａと、露出部を形成した試験片１−１〜１−８のせん断強度（１１．６１ＭＰａ〜６．７８ＭＰａ）に比べて、著しく低かった。これは、以下の理由によると考えられる。

試験片を加熱すると、融点が２３２℃であるスズメッキ層が溶融する。これにより、接着剤は、銅板に対して浮いた状態になる。このため、試験片１−１４においては、銅板と接着剤との間に空気が入ってしまい、接着強度が低下したと考えられる。

これに対し、露出部を形成した試験片１−１〜１−８では、露出部と接着剤とが直接に接着するので、スズメッキ層が溶融して空気が入ることを防止できる。さらに、凸部と接着剤とが強固に接着するから、一層接着強度が向上する。

また、ほぼ同じような母材露出率である、試験片１−２（母材露出率３４．９％）と、試験片１−１０（母材露出率３６．０％）とを比較すると、間隔を空けて露出部を形成した試験片１−２ではせん断強度が１２．０９ＭＰａであるのに対し、メッシュパターンでレーザ光を照射して銅板を露出させた試験片１−１０では８．９２ＭＰａと、低くなっていた。同様に、試験片１−３（母材露出率２６．２％、せん断強度１１．０７ＭＰａ）と、試験片１−１１（母材露出率２７．８％、せん断強度４．０７ＭＰａ）とを比較した場合も、メッシュパターンでレーザ光を照射した試験片１−１１のせん断強度は低くなっていた。試験片１−６（母材露出率１０．７％、せん断強度７．１４ＭＰａ）と、試験片１−１３（母材露出率１１．６％、せん断強度１．２３ＭＰａ）とを比較した場合も同様である。この理由は必ずしも明らかではないが、以下のように考えられる。

上述したように、凸部を設けることでバスバーと接着部材との接着強度を向上させることができるから、露出部における凸部の割合を大きくすれば、バスバーと接着部材との接着強度を向上させることが可能となる。本実施形態では、凸部が略環状をなしているから、メッシュパターンでレーザ光を照射した場合に比べて、凸部を効率よく形成することができる。この結果、露出部における凸部の割合を大きくできるから、バスバーと接着部材との接着強度を向上させることができると考えられる。

母材露出率が５％以上である試験片１−１〜１−８は、せん断強度が６．７８ＭＰａ以上あり、スズの融点以上に加熱しても、十分な接着強度を有する。また、母材露出率が５０％以下であるので、加工時間が１３１秒以下となっており、製造効率の向上を図ることができる。せん断強度が同じような値を示す試験片１−２（せん断強度１２．０９ＭＰａ）と、試験片１−９（せん断強度１２．２ＭＰａ）とを比較すると、試験片１−２では加工時間が１１３ｓであるのに対し、試験片１−９では２９０ｓとなっており、本発明により加工時間を短縮できることが分かる。

さらに、母材露出率が２０％以上４５％以下である試験片１−３〜１−２は、せん断強度が１１．０７ＭＰａ〜１２．０９ＭＰａと、顕著に向上している。

さらに、母材露出率が３０％以上４０％以下である試験片１−２は、せん断強度が１２．０９ＭＰａと最も高い値を示しており、特に好ましい。

また、試験片１−１においては、３つの試験片のうち、せん断強度の最小値は１０．９３ＭＰａであった。また、試験片１−３においては、３つの試験片のうち、せん断強度の最小値は１０．４３ＭＰａであった。これに対して、試験片１−２においては、３つの試験片のうち、最小のせん断強度は１１．６６ＭＰａであり、十分な強度を示した。このように、せん断強度がばらついた場合でも、せん断強度の最小値は十分な強度を示すので、特に好ましい。

（バスバーと放熱板との接着強度評価）
続いて、バスバーと放熱板との接着強度についてのモデル実験を行った。このモデル実験により、バスバーに露出部が形成されることにより、バスバーと放熱板との接着強度が向上することが認められた。

＜試験片２−１＞
厚さ２．０ｍｍのアルマイト板（アルミニウム板の表面をアルマイト処理したものであって、本発明にかかる放熱板に該当）を、幅２５ｍｍ、長さ１００ｍｍに切断し、このアルマイト板の一方の端部のうち、幅２５ｍｍ、長さ１２．５ｍｍの領域を接着領域とした。このアルマイト板を銅板と接着した以外は、試験片１−１と同様にして試験片２−１を作製し、引張せん断試験を行った。結果を、表２にまとめる。

＜試験片２−２〜２−６＞
表２に示すピッチ間隔で、銅板の接着領域にレーザ光を照射して露出部を形成した以外は、試験片２−１と同様にして、試験片２−２〜２−６を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表２に示す。

＜試験片２−７＞
上述のアルマイト板を銅板と接着した以外は、試験片１−１４と同様にして試験片２−７を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表２に示す。

（結果）
母材露出率が２．９％である試験片２−６では、せん断強度は２．０ＭＰａと、母材露出率が５％以上５０％以下である試験片２−１〜２−５のせん断強度（３．６ＭＰａ〜５．６ＭＰａ）に比べて低かった。これにより、母材露出率は５％以上必要であることがわかった。

また、母材露出率が３０％以上４０％以下である試験片２−１（母材露出率３４．９％）は、せん断強度が５．６ＭＰａと高い値を示しており、特に好ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、露出部はスズメッキ層から露出しているから、この露出部と接着層とが直接に接着される。これにより、スズメッキ層が溶融する温度にまで回路構成体が加熱されても、バスバーと接着部材との間に空気が入り込むことを防止できる。

また、上記の凸部は接着部材側に突出しているから、凸部と接着層とが強固に接着する。これによりバスバーと接着部材とを強固に接着できる。

そして、本発明によれば、前記接着領域の前記バスバーの板面に垂直な方向の投影面積に対する、前記露出部の、前記バスバーの板面に垂直な方向の投影面積の割合である母材露出率は、５％以上であり、好ましくは５０％以下であり、さらに好ましくは、２０％以上４５％以下であり、特に好ましくは、３０％以上４０％以下である。母材露出率が５％未満であると、バスバーと接着部材との間の接着強度が低下する。母材露出率が５０％を超えると、露出部を形成するための加工時間が延びるので、製造効率が低下する。

さらに、凸部は接着部材側から見て略環状をなしているので、バスバーと接着部材との接着強度が一層向上する。

また、露出部は所定のピッチ間隔を空けて配列した状態で形成されるから、各露出部に加わる応力を均一にすることができる。これにより、各露出部に加わる応力を分散させることができるから、バスバーと接着部材との接着強度を一層向上させることができる。

また、露出部はレーザ光を照射するという簡易な手法により形成できる。

＜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る。
（１）本実施形態においては、露出部３１は所定のピッチ間隔を空けて配列して形成されていたが、これに限られず、例えば、バスバー１５と接着層１４Ａ，Ｂとの間に大きなせん断応力が発生する領域においては、露出部３１同士の間隔を他の領域よりも密にしてもよい。このように露出部３１は、所定間隔を空けて複数設けられていれば、等しいピッチ間隔で配されていなくてもよい。
（２）母材露出率は、バスバー１５を撮影したＳＥＭ写真を公知の手法で画像解析することによって算出してもよい。

（３）本実施形態では、バスバー１５の一方の面には回路基板１３が接着されており、他方の面には放熱板２３が接着される構成としたが、これに限られず、バスバー１５の片面にのみ、回路基板１３又は放熱板２３が接着される構成としてもよい。
（４）本実施形態においては、各露出部３１は略円形状をなしていたが、これに限られず、互いに間隔を空けて形成されていれば、略楕円形状でもよいし、略長円形状でもよいし、三角形、四角形などの多角形状など、任意の形状をとりうる。また、全ての露出部３１が同一の形状でなくてもよい。
（５）本実施形態においては、凸部３０は略環状をなしていたが、これに限られず、略楕円形状でもよいし、三角形、四角形などの多角形状など、任意の形状をとりうる。また、全ての凸部３０が同一の形状でなくてもよい。

本実施形態に係る電気接続箱の斜視図 電気接続箱の側断面図 回路構成体の一部拡大斜視図 回路構成体の一部拡大断面模式図 バスバー上における露出部の配列状態を示す平面模式図 レーザ光を照射する状態を示す断面模式図 凸部の構造を示す断面模式図 母材露出率の算出方法を示す平面模式図

符号の説明

１０…回路構成体
１３…回路基板（接着部材）
１４Ａ，Ｂ…接着層
１５…バスバー
２３…放熱板（接着部材）
２６…母材
２７…スズメッキ層
３０…凸部
３１…露出部
３４…接着領域

Claims (8)

1. 金属製の母材の表面にスズメッキ層が形成されてなるバスバーと、前記バスバーの少なくとも一方の面に設けられた接着領域に絶縁性の接着層を介して接着された接着部材とを備える回路構成体であって、
   前記バスバーの接着領域には、前記母材の表面を露出させてなる複数の露出部が間隔を空けて形成されており、
   前記接着領域の前記バスバーの板面に垂直な方向の投影面積に対する、前記露出部の、前記バスバーの板面に垂直な方向の投影面積の割合である母材露出率は、５％以上であることを特徴とする回路構成体。
2. 前記母材露出率は、５０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の回路構成体。
3. 前記母材露出率は、２０％以上４５％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路構成体。
4. 前記母材露出率は、３０％以上４０％以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の回路構成体。
5. 前記露出部は、互いに所定のピッチ間隔を空けて配列して形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の回路構成体。
6. 前記露出部には、前記母材の表面から突出する凸部が形成されており、前記凸部は前記母材又は前記母材の合金からなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の回路構成体。
7. 前記凸部は、前記接着部材側から見て略環状をなしていることを特徴とする請求項６に記載の回路構成体。
8. 前記露出部は、前記バスバーにレーザ光を所定の間隔を空けて間欠的に照射することにより形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の回路構成体。

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