JP2009099339A - Wiring connection structure and wire connection method of electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器における配線接続構造、及びその接続方法に関する。 The present invention relates to a wiring connection structure in an electronic device and a connection method thereof.
電子機器の各部材間では、配線接続が必ず必要となってくる。電子機器における従来の配線接続としては、ネジ締結により電気的な通電を行っていた。又、近年、電子機器の配線接続に溶接方法が取り入れられている。溶接を行うことで電子機器の軽量化及び小型化というメリットが得られる。 Wiring connection is always necessary between each member of the electronic device. As conventional wiring connection in electronic equipment, electrical energization is performed by screw fastening. In recent years, a welding method has been adopted for wiring connection of electronic equipment. By performing welding, the advantage of reducing the weight and size of the electronic device can be obtained.
製品内の異なる部品間、もしくは配線材料と部品の電極等とを溶接して接合する場合、必要なスペースは、溶接時に溶融した材料が凝固して形成される接合部だけのスペースでよいため、例えばネジで接合する場合等に比べて、スペースメリットがある。又、溶接ではエネルギ密度が高く、数百msという極短時間にて接合が可能なため、周辺への熱影響を小さくすることもできる。例えば、こてはんだによる接合の場合等では、周辺の冷却等も考慮する必要があり、冷却部材を設ける必要から、さらに熱伝導を抑制する必要から、接続される電極等の突出量を大きくとらねばならず、大型化してしまう。これに対し、エネルギ密度が高い溶接では、溶接部から数mm離れた部分の温度上昇を数十℃レベルに極めて抑制して接合を行うことができる。よって、溶接部サイズを縮小化でき、結果的に電子機器の小型化が可能となる。 When welding different parts in the product, or connecting the wiring material and the electrode of the part, etc., the necessary space may be just the joint part formed by solidification of the material melted at the time of welding, For example, there is a space merit compared to the case of joining with screws. In addition, since welding has a high energy density and can be joined in an extremely short time of several hundred ms, the influence of heat on the periphery can be reduced. For example, in the case of joining with a soldering iron, it is necessary to consider the surrounding cooling, etc., and since it is necessary to provide a cooling member and further to suppress heat conduction, the amount of protrusion of the connected electrodes, etc. is greatly increased. It must be necessitated and will become larger. On the other hand, in welding with a high energy density, it is possible to perform joining while extremely suppressing a temperature rise in a portion several mm away from the welded portion to a level of several tens of degrees Celsius. Therefore, the size of the welded portion can be reduced, and as a result, the electronic device can be reduced in size.
しかしながら、上記溶接による接合では、溶接後、接合部内に品質欠陥となるブローホールという気孔が発生する場合があった。このブローホールが接合部のうちの応力集中部に存在すると、接合部の疲労寿命が制限されるため、保証できる寿命を長くできないという問題点があった。即ち、電子機器の使用時に生じる温度変化に起因して熱応力が接合部に発生した場合、溶接接合部や接合部の根元に応力は集中する。よって熱サイクルにより、接合部分が疲労破壊する現象がある。このとき、金属疲労の亀裂が進展する経路にブローホールが存在すると、接合部の肉厚が減少することから、ブローホールが存在しない場合に比べて、疲労寿命が短くなり、その結果、保証可能な寿命が短くなってしまう。このような問題点を解消するため、必要以上に接合部形状を大きくしなければならない等、新たな問題が発生する。よって、ブローホールをなくすか、支障無い範囲まで小さくすることが望ましい。 However, in the joining by the above-mentioned welding, pores called blowholes that cause quality defects may occur in the joint after welding. If this blowhole is present in the stress concentration part of the joint, the fatigue life of the joint is limited, and there is a problem that the guaranteed life cannot be extended. That is, when thermal stress is generated in the joint due to a temperature change that occurs during use of the electronic device, the stress is concentrated at the weld joint or the base of the joint. Therefore, there is a phenomenon that the joint portion is fatigued and destroyed by the thermal cycle. At this time, if there is a blow hole in the path where the crack of metal fatigue progresses, the thickness of the joint will decrease, so the fatigue life will be shorter than when there is no blow hole, and as a result, it can be guaranteed Life will be shortened. In order to solve such a problem, a new problem occurs, for example, the shape of the joint must be increased more than necessary. Therefore, it is desirable to eliminate the blowhole or reduce it to a range that does not hinder it.
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、溶接される接合部において十分な接合強度、高疲労寿命、及び高品質が得られる、電子機器の配線接続構造及び配線接続方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a wiring connection structure for an electronic device capable of obtaining sufficient joint strength, high fatigue life, and high quality at a welded joint. An object is to provide a wiring connection method.
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第1態様における、電子機器の配線接続構造は、電子機器に備わる半導体素子から延在する入出力端子の先端部と、上記電子機器に備わり上記入出力端子に接続される配線の先端部とが同一方向に配向され、かつ重ね合わされて形成される接合部を備え、上記接合部は、当該接合部の端部に対して行われる溶接にて接合され、かつ、上記溶接の際に当該接合部内にブローホールの発生を抑制するブローホール発生抑制部を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
That is, the wiring connection structure of the electronic device according to the first aspect of the present invention includes a tip portion of an input / output terminal extending from a semiconductor element provided in the electronic device, and a wiring provided in the electronic device and connected to the input / output terminal. The joint is formed by being oriented in the same direction and superposed, the joint is joined by welding performed on the end of the joint, and the weld In this case, a blow hole generation suppressing portion that suppresses the generation of blow holes is provided in the joint portion.
本発明の第1態様における電子機器の配線接続構造によれば、入出力端子及び配線の各先端部が重ね合わされ溶接される接合部に、溶接の際にブローホールの発生を抑えるブローホール発生抑制部を備えた。よって、溶接の熱により気化した、母材である入出力端子及び配線に含まれる不純物、吸湿成分に由来するCO2、H2、N2、等のガスをブローホール発生抑制部を介して外部へ排出することができる。その結果、溶接の際、溶接部分にブローホールの生成を抑制することができ、溶接部分の高品質化、高寿命化を実現するといった従来にない顕著な効果を奏することができる。 According to the wiring connection structure for an electronic device according to the first aspect of the present invention, the blowhole generation suppression that suppresses the generation of blowholes at the time of welding to the joint portion where the front and rear terminals of the input / output terminals and the wiring are overlapped and welded is performed. With parts. Therefore, gas such as CO 2 , H 2 , N 2 , etc. derived from impurities and moisture absorption components, which are vaporized by the heat of welding, contained in the input / output terminals as the base material and wiring are externally supplied through the blowhole generation suppression unit. Can be discharged. As a result, it is possible to suppress the formation of blowholes in the welded part during welding, and to achieve a remarkable effect that has not been achieved in the past, such as realizing high quality and long life of the welded part.
本発明の実施形態である、電子機器の配線接続構造、及び配線接続方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。 An electronic device wiring connection structure and a wiring connection method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.
実施の形態1.
本実施形態の配線接続構造の特徴部分を説明する前に、まず、本実施形態の配線接続構造を有する電子機器の全体構造について、図2を参照して説明する。
当該電子機器101は、大きく分けて、冷却プレート1と、該冷却プレート1上に配置されるモジュール3及びケース10と、制御基板11とを備える。モジュール3では、例えば一辺約3mm〜20mmで約50〜300μm厚のFwDi、IGBT、MOSFETといった半導体素子5に半田6を介してそれぞれ約3〜5mm厚の放熱板4及び入出力端子7が接合されている。又、半導体素子5には信号端子8も接続されている。これらは樹脂にて封止され、絶縁性を備えたモジュール3が形成されている。ケース10は、PPSやPBTやエポキシといった樹脂にて成型され、また、半導体素子5の入出力端子7と接続される配線9とともに一体成型されている。
Embodiment 1 FIG.
Before describing the characteristic part of the wiring connection structure of the present embodiment, first, the entire structure of the electronic apparatus having the wiring connection structure of the present embodiment will be described with reference to FIG.
The
モジュール3は、グリス2を介して冷却プレート1上に設置され、複数のモジュール3を取り囲むようにして、冷却プレート1上にケース10が配置される。ここで冷却プレート1は、半導体素子5からの発熱を放熱する。一方、モジュール3から延在する上記信号端子8は、駆動回路や保護回路を備えた制御基板11に半田付けにより電気的に接続され、回路が形成されている。
そして、ケース10に蓋13が設けられ、もしくはケース10内にゲル等の絶縁材が注入されて、当該電子機器101は、密封されている。
The
The
このように構成される電子機器101は、以下のように動作する。即ち、電子機器101に対して、電源(バッテリー)が外部端子12−1(P、N)に接続され、制御基板11から信号端子8を介して半導体素子5に信号が送られ、電子機器101は、スイッチング(ON/OFF)される。電子機器101がオンすると、外部端子12−1(P、N)と接続されている、放熱だけでなく通電の役割を担っている放熱板4から半導体素子5へ、そして入出力端子7へ、さらに入出力端子7から配線9との接合部を介して配線9へと通電され、外部端子12−2(U、V、W)へとつながる。この外部端子12−2と図示しない三相モータの電極端子間を図示しない配線部材で結線を行い、三相モータへの電流電圧制御を行う。尚、外部端子12−1、12−2は、ケース10に埋設されており、上記電源及び上記三相モータと接続されるケーブルがネジ止めされる端子である。この例では三相モータの制御を行うための構成について述べたが、一般的なインバータ制御を行う、大電流を電力制御用の半導体をモジュール化して用いる構成であれば同様に適用可能であり三相モータに限定されるものではないことは言うまでもない。
The
入出力端子7及び配線9は、銅もしくは銅合金から形成されている。その幅は、1mm〜10mmほどである。入出力端子7及び配線9の通電抵抗値を小さくするため、配線引き回しは極力短くされ、又、外部端子12−1、12−2との距離が短くなるように配置させインダクタンスを抑えている。
The input /
入出力端子7及び配線9の各先端部7a,9aは、回路を形成するために、電気的に接続する必要がある。そこで、入出力端子7及び配線9の各先端部7a,9aのみを、同一方向に配向して略平行な位置関係に配置し、両者を重ね合わせる。ここで、「重ね合わせる」とは、各先端部7a,9aが隙間無く接触して配置されること、及び各先端部7a,9aが隙間を介して、つまり非接触に配置されることの両方を含む概念である。図3に示すように、各先端部7a,9aが重ね合わされた接合部14を、当該接合部14の端部14aから溶接することにより、入出力端子7と配線9との電気的な接続を得る。
The input /
又、モジュール3に接続されている入出力端子7、及びケース10に接続されている配線9の各形状は、L字形状やベント形状となっている。このような形状にすることで、接合部14において生じる熱応力及び歪に耐久できるようにしている。
Each shape of the input /
本実施の形態1において、接合部14に対して行う溶接方法は、アーク溶接であり、アーク溶接の中でもTIG溶接を用いている。タングステン等の電極16と、重なり合った入出力端子7及び配線9の接合部14との間にアーク放電が生じ、その熱を用いて接合部14を溶融し接合している。尚、溶接方法は、上述のアーク溶接に限定されず、レーザ溶接や、電子ビーム溶接のような、他の高エネルギ密度の接合方法が使用可能であり、同様の結果を得ることができる。
In this Embodiment 1, the welding method performed with respect to the
図3を用いて本実施の形態1及び後述する各実施形態にて実施したTIG溶接方法を説明する。上記接合部14では、入出力端子7と配線9とが隙間無く重ね合わされても、又、図3に示すように、入出力端子7及び配線9の厚み程度の隙間を設けて重ね合わされてもよい。又、後述するが、不純物やガスを含んだシールドガスを矢印方向に流すことができる。ここで、入出力端子7の厚みは、0.4〜1.0mm程度であり、配線9の厚みは、0.5〜2mm程度である。
A TIG welding method performed in the first embodiment and each embodiment described later will be described with reference to FIG. Even if the input /
接合部14を形成する入出力端子7及び配線9の各先端部7a,9aが配向される同一方向30(図3)、本実施形態では重力方向、において、接合部14に対して反重力側に電極16が接合部14の端部14aの端面14bに対向して配置される。接合部14の端面14bから電極16先端までの距離は、0.5〜7mm程度である。電極16は、溶接電源からマイナス電位を有した配線により接続されている。同時に、入出力端子7及び配線9には上記溶接電源からプラス電位を有した配線と接続されている(図省略)。電極16は、タングステン、もしくは酸化セリウム入りタングステン、酸化ランタン入りタングステンからなる。この電極16の直径は、φ0.2〜5mm程度である。
In the same direction 30 (FIG. 3) in which the input /
又、電極16の周囲には、絶縁材から構成されたノズル17が備わる。このノズル17内には、電極16の周囲に沿ってシールドガス18が図3に示す矢印の方向に流れている。シールドガス18は、化合反応しないアルゴンガスやヘリウムガス等の不活性ガスを用いている。このシールガス18を流しながら、接合部14において溶接金属と大気との接触を防いでいる。即ち、シールガス18を流すことで溶接中に大気の巻き込みや、金属との反応を防いでいる。シールドガス18の流量は、3〜20L/minである。又、ノズル17は、好ましくは内部に幾重ものメッシュを施し、シールドガス18の整流がなされている。
このような条件下で、電極16と、接合部14との間にスカート状つまり末広がり状にアーク放電が生じ、このアーク熱により、接合部14が溶融し接合する。
A
Under such conditions, an arc discharge is generated between the
溶接電源からの出力を図4に示す。溶接電流は、100A前後まで出力され、アップスロープで徐々に熱を与え、ダウンスロープにより急冷却を防いでいる。これにより、接合部14内において結晶サイズが均一である理想的な結晶構造を得ている。
The output from the welding power source is shown in FIG. The welding current is output up to about 100 A, heat is gradually applied by upslope, and rapid cooling is prevented by downslope. As a result, an ideal crystal structure having a uniform crystal size in the
一方、従来技術では、上述したように、配線接続を行うためのアーク溶接において、接合部内に気泡が発生し、溶接欠陥を招来する可能性のある、いわゆるブローホールが生じていた。接合部の高品質化、高寿命化に対応するためには、このブローホールの発生を抑制する必要があった。又、ブローホールは、シールドガスに大気が巻き込まれると著しく発生頻度が大きくなることが知られている。 On the other hand, in the prior art, as described above, in arc welding for performing wiring connection, bubbles are generated in the joint portion, and so-called blow holes that may cause welding defects have occurred. In order to cope with the high quality and long life of the joint, it is necessary to suppress the occurrence of this blow hole. In addition, it is known that the frequency of occurrence of blow holes increases remarkably when the atmosphere is involved in the shield gas.
接合部内にブローホールが存在すると、ブローホールが存在しない接合部に比べて、静的強度は低下する。又、外部から熱応力や歪の影響を受け、接合部内に亀裂が発生し、その亀裂がブローホール箇所に達すると、亀裂進展速度は増し、接合部の寿命は短くなる。さらに、本実施の形態1に示す電子機器101のように、電子機器が例えば車載品である場合、なかでもエンジンルームに搭載される場合には、電子機器は、ΔT=165℃以上といった過酷な温度環境下で使用されることになる。このような使用環境下に、多種の材料でかつ異なるサイズにてなる部品を設けた機器が置かれた場合、即ち、電子機器101のように例えば冷却プレート1は主にアルミもしくはアルミ合金にてなり、モジュール3及びケース10は樹脂にてなり、入出力端子7及び配線9は銅もしく銅合金にてなり、半導体素子5は主にシリコンにてなり、導電性接合材としては半田を用いており、これらが複雑に組み合わさっている機器が上述の過酷な使用環境下に置かれた場合には、各部材が伸縮を繰り返し、各部材に特有の熱膨張係数の差から熱応力及び歪が発生する。このため入出力端子7及び配線9の極小の接合部14おいても、熱応力及び歪が生じている。
従って、電子機器101としての高信頼性を実現するためには、伸縮の影響を受けて熱応力及び歪が発生し、亀裂及び破断が生じやすい接合部14において、品質の向上及び高寿命化を図る必要がある。
When blowholes are present in the joint, the static strength is reduced compared to joints where no blowhole is present. In addition, when a crack occurs in the joint due to the influence of thermal stress and strain from the outside, and the crack reaches the blowhole location, the crack growth rate increases and the life of the joint is shortened. Further, like the
Therefore, in order to achieve high reliability as the
そこで、本実施形態1及び後述の各実施形態では、上記溶接の際に接合部14内にブローホールの発生を抑制するブローホール発生抑制部を備えた。
Therefore, in the first embodiment and each of the embodiments described later, a blow hole generation suppressing portion that suppresses the generation of blow holes in the
本実施形態1では、接合部14を形成する入出力端子7及び配線9のそれぞれは、上記同一方向30に沿って延在し上記ブローホール発生抑制部として機能する凹部21が形成され互いに対向する対向面7b、9bを有する。詳しく説明すると、入出力端子7は、配線9への対向面であって上記ブローホール発生抑制部として機能する入出力端子側凹部21aが形成された入出力端子側対向面7bを有する。又、配線9は、入出力端子7への対向面であって上記ブローホール発生抑制部として機能する配線側凹部21bが形成された配線側対向面9bを有する。入出力端子側凹部21a及び配線側凹部21bは、ともに上記同一方向18に沿って延在する。尚、入出力端子側凹部21a及び配線側凹部21bを合わせて凹部21とする。
In the first embodiment, each of the input /
又、本実施形態1では、入出力端子7及び配線9の対向面7b、9bのそれぞれに凹部21を設けているが、少なくとも一方の対向面7b、9bに凹部21を設けるように構成することもできる。
In the first embodiment, the
図1では、入出力端子側凹部21a及び配線側凹部21bの各形状として、半円柱形状(U字形状)を示しており、各凹部21a,21bの径は、0.1〜2mm程である。又、各凹部21a,21bは、入出力端子7及び配線9の各先端部7a,9aが略平行に重なっている箇所のみ設けられている。
In FIG. 1, a semi-cylindrical shape (U shape) is shown as each shape of the input / output
このように凹部21を設けることによって、以下のような効果を得ることができる。即ち、接合部14を形成する入出力端子7及び配線9に含まれる不純物、吸湿成分、CO2、H2、N2等のガス、並びに、入出力端子7及び配線9の材料である銅及び銅合金より低融点の材料を、溶接のアーク熱により、母材が溶融し凝固する前に溶融させ気化させる。そして気化したガスを、溶接時に用いるシールドガスとともに、上記凹部21を通して溶融部外へ放出してしまうことにより、ブローホールの発生成分である不純物、ガス等が接合部14内に溜まるのを防ぐことができる。
By providing the
又、通常、溶接に用いるシールガス18は、ワークに衝突し衝突噴流になることから、大気から溶融部をシールドするためのシールドガスが、逆に周囲の大気を巻き込み溶融部内にブローホールを発生させてしまう。よって、従来、シールドガス18の流量は、乱流を防ぐため一般的に2〜5L/min程度である。
しかしながら、溶融部内にブローホール発生抑制部が存在することで、つまり本実施形態のように接合部14が凹部21を有することで、シールドガス18の衝突噴流による乱流を抑制することができ、ブローホールの発生原因の一つであるシールドガスの巻き込みを防ぐことができる。よって、シールドガスの流量及び圧力を大幅に大きくすることが可能となる。したがって、溶接時に、溶融部の周囲を大気から遮蔽することができ、ひいてはブローホールの発生を抑制することが可能となる。よって、上記電子機器101のように、溶接部の周囲に他の部品が存在する非常に精密な箇所においても、シールドガス効果を有効に活用することができる。
Normally, the sealing
However, the presence of the blowhole generation suppressing portion in the melted portion, that is, the
又、凹部21の延在方向は、図1に矢印にて示すシールドガス18が流れる方向と同一又は略同一の方向である。このように構成することで、シールドガス18の圧損が小さくなり、シールドガス18の流速が1.2倍以上大きくなり、シールドガス18とともにブローホールの発生原因である不純物、ガス等を接合部14の外部へ排除するというこの効果は大きくなる。
The extending direction of the
このように、接合部14に溝形状にてなる凹部21を設けることによってブローホール発生に対し抑制効果が得られる。したがって、接合部14における接合強度の増加を図ることができ、高品質な接合が得られ、かつ接合部14の高寿命化を実現することができる。
In this manner, by providing the
尚、各凹部21a,21bの形状は、上述の半円柱形状に限定されず、直方体やV字形状等の凹形状であれば、同様の効果を得ることができる。又、図1に示す例では、入出力端子7及び配線9は、それぞれ一つの凹部21a,21bを有するが、複数個設けることもできる。
In addition, the shape of each recessed
又、一般的に銅もしくは銅合金からなる入出力端子7及び配線9は、酸化を防止するためNiメッキ、Snメッキ、Znメッキがされている。ところが、溶接においては、上記金属のメッキ成分が接合部内に残存し、ブローホールの発生を助長することが知られている。
それに対して、溶接の品質向上、接合部14の長寿命化の実現を図るために、入出力端子7及び配線9にイミダゾール化合物を主成分とした有機皮膜(防錆剤)を施すことにより、従来どおり酸化を防ぐとともに、ブローホールの発生を抑制することができる。
In general, the input /
On the other hand, in order to improve the quality of welding and realize a long life of the joint 14, by applying an organic film (rust preventive agent) mainly composed of an imidazole compound to the input /
上記防錆剤の厚みは、0.05〜0.4μm程である。防錆剤の融点は、入出力端子7及び配線9のような銅もしくは銅合金の金属の融点に比べて大きく異なり、即ち融点、沸点が小さいので、金属からなるメッキの場合と異なり、アーク熱が伝わると略同時に全ての防錆剤が気化し、シールドガス18とともに接合部14、特に溶融している部分から除外することができる。
尚、上記防錆剤被膜を施す内容は、以下に説明する各実施形態に対しても行うことができる。
The thickness of the rust inhibitor is about 0.05 to 0.4 μm. The melting point of the rust preventive differs greatly compared to the melting point of the copper or copper alloy metal such as the input /
In addition, the content which gives the said rust preventive agent film can be performed also with respect to each embodiment demonstrated below.
さらに図3に示すように、シールドガス18が流れやすいように、シールドガス18の下流側にてシールドガス18を吸引する吸引機構19を設けることもできる。吸引機構19を設けることで、シールドガス18が接合部14に当たってから横方向に拡散しガス流が乱れるのを防止でき、層流となることから、さらにブローホールの抑制に有利となる。特に、精密箇所や、周囲が複雑な箇所での溶接にも対応することが可能となる。
尚、吸引機構19を設ける内容は、以下に説明する各実施形態に対しても適用可能である。
Further, as shown in FIG. 3, a
In addition, the content which provides the
実施の形態2.
本実施の形態2においても、上述した実施の形態1と同様に、上記ブローホールの発生を抑制するために、上記溶接の際に接合部14内におけるブローホールの発生を抑制するブローホール発生抑制部を接合部14に備えている。実施の形態1では、ブローホール発生抑制部の機能を果たすものとして、凹部21を設ける構成を説明したが、本実施形態2では、図5を参照して以下に詳しく説明するように、ブローホール発生抑制部の機能を果たすものとして、貫通孔22を設けた構成を示す。このように、実施の形態1と本実施形態2との相違点は、ブローホール発生抑制部の形態のみであるので、接合部14を含めて電子機器101に関して、ここでの説明は省略し、以下には相違部分のみについて説明する。尚、混乱を避けるため、本実施形態2において説明する接合部について、符号「14−2」を付す。
Also in the second embodiment, in the same manner as in the first embodiment, in order to suppress the generation of the blowhole, the blowhole generation suppression that suppresses the generation of the blowhole in the
図5は、本実施形態2における接合部14−2を示す。入出力端子7と配線9とは、実際には図1に示すように略対称の位置関係にて配置されているが、図5では貫通孔22の理解を容易にするため、図示の左右方向に入出力端子7と配線9とをずらして図示している。
FIG. 5 shows the joint 14-2 in the second embodiment. The input /
本実施形態2では、接合部14−2は、上記ブローホール発生抑制部として機能する貫通孔22が形成された入出力端子7及び配線9を有する。貫通穴22は、上記同一方向30に直交する直交方向31に沿って延在し接合部14−2を貫通する。本実施形態では、図5に示すように、複数の貫通孔22が設けられ、又、貫通孔22は、円柱形状であり、その直径は、φ0.1〜3mm程である。
In the second embodiment, the joint portion 14-2 includes the input /
尚、貫通孔22は、円柱形状に限定されず、直方体や円錐形状等でもよい。又、全ての貫通孔22のサイズが均一である必要はない。又、貫通孔22の向きは、上記直交方向31に限定されず、上記同一方向30に交差する方向であればよく、例えば、シールドガス18の流れ方向に対して90度若しくは鋭角となる方向が望ましい。
又、入出力端子7及び配線9に設けられたそれぞれの貫通孔22の位置関係は、重なるような同一位置関係でなくてもよく、ずれていても同様の効果を得ることができる。
The through
Further, the positional relationship between the respective through
このように貫通孔22を備えることで、上述の実施形態1の場合と同様に、接合部14−2が溶接されるとき、入出力端子7及び配線9に含まれる不純物、吸湿成分、及びCO2、H2、N2等ガスをシールドガス18とともに接合部14−2外に排除することができる。即ち、貫通孔22を備えることで、入出力端子7及び配線9の接合部14−2がアーク熱により溶融し始めたとき、入出力端子7及び配線9の構成材料である銅や銅合金よりも融点の低い有機物からなる防錆剤、不純物等が先に気化、昇華するので、外部へ逃げ難い入出力端子7と配線9とが重なり合った面内にある防錆剤、不純物、ガスをも、貫通孔22を通じて矢印方向に沿って外部へと排出することができる。よって、接合部14−2における接合強度の増加を図ることができ、高品質な接合が得られ、かつ接合部14−2の高寿命化を実現することができる。
By providing the through
又、本実施形態では、貫通孔22という形態を採るため、入出力端子7及び配線9を図5に示すような接合部14−2の形態へフォーミングする前にもしくは同時に、プレス加工等によりブローホール発生抑制部として機能する貫通孔22を形成することができるので、上述の実施形態1に比べて製造が容易となるという効果もある。
Further, in this embodiment, since the form of the through
実施の形態3.
本実施の形態3においても、上述した実施の形態1と同様に、上記ブローホールの発生を抑制するために、上記溶接の際に接合部14内におけるブローホールの発生を抑制するブローホール発生抑制部を接合部14に備えている。実施の形態1では、ブローホール発生抑制部の機能を果たすものとして、凹部21を設ける構成を説明したが、本実施形態3では、図6を参照して以下に詳しく説明するように、ブローホール発生抑制部の機能を果たすものとして、スリット状の溝部23を設けた構成を示す。このように、実施の形態1と本実施形態3との相違点は、ブローホール発生抑制部の形態のみであるので、接合部14を含めて電子機器101に関して、ここでの説明は省略し、以下には相違部分のみについて説明する。尚、混乱を避けるため、本実施形態3において説明する接合部について、符号「14−3」を付す。
Also in the third embodiment, in the same manner as in the first embodiment, in order to suppress the generation of the blowhole, the blowhole generation suppression that suppresses the generation of the blowhole in the
図6は、本実施形態3における接合部14−3を示す。入出力端子7と配線9とは、実際には図1に示すように略対称の位置関係にて配置されているが、図6では溝部23の図示及び理解を容易にするため、図示の左右方向に入出力端子7と配線9とをずらして図示している。
FIG. 6 shows the joint 14-3 in the third embodiment. The input /
接合部14−3は、ブローホール発生抑制部として機能する溝部23が形成された入出力端子7及び配線9を有する。溝部23は、上記同一方向30に直交する直交方向31に沿って入出力端子7及び配線9を延在して形成され、接合部14−3の端面14bにて開口している。
The joint portion 14-3 includes the input /
図7に示すように、接合部14−3に対して端面14b側から上述した溶接が行われ、接合部14−3の端部14aが溶融され融着部24が形成される。そこで本実施形態では、溝部23の深さは、接合部14−3の端部14aが溶融する高さと略同一もしくはそれ以下としている。又、溝部23の幅Wは、0.05〜3mm程である。但し、入出力端子7及び配線9の幅よりも小さいとする。
尚、図7には、入出力端子7及び配線9のそれぞれに複数の溝部23を形成した場合が図示されているが、それぞれに一つずつ溝部23を形成してもよい。又、複数の溝部23を設ける場合、溝部23の深さ及び幅Wは、全て同じである必要はなく、接合部14−3の例えば中央部における溝部23の深さ及び幅Wを他の部分に比べて大きくしてもよい。
As shown in FIG. 7, the above-described welding is performed from the
7 shows a case where a plurality of
このように溝部23を設けることで、上述した各実施形態の場合と同様の効果が得られる。即ち、入出力端子7及び配線9の接合部14−3が溶接のアーク熱により溶融し始めたとき、入出力端子7及び配線9の構成材料である銅や銅合金よりも融点の低い有機物からなる防錆剤や、不純物等が先に気化、昇華する。一方、溝部23の上面から垂直方向に流れてくるシールドガス18の流れは、溝部23を通して外側へ変更されるので、気化、昇華した防錆剤等のガスは、シールドガス18とともに接合部14−3の外側に排出される。よって、接合部14−3における接合強度の増加を図ることができ、高品質な接合が得られ、かつ接合部14−3の高寿命化を実現することができる。
By providing the
上述のように、溝部23は、接合部14−3の端面14bにおいて開口しており、該開口に向かって溶接のシールドガス18が流れてくることから、実施の形態2の構成に比べると、入出力端子7及び配線9に含まれる不純物、ガス、防止剤等とシールドガス18との接触面積が増す。よって、これらのブローホール発生要因成分が接合部14−3の外部へと排出しやすくなり、ブローホールの発生抑制効果は大きくなる。
As described above, the
又、溝部23の幅W方向において接合部14−3の中央部での溝部23の深さを大きくし、又は幅Wを大きくした方が、ブローホールの発生抑制効果をさらに大きくすることができる。
Further, the effect of suppressing the generation of blowholes can be further increased by increasing the depth of the
実施の形態4.
本実施形態4は、上述した実施形態3の変形例を示す。
即ち、入出力端子7及び配線9の接合部14−3に上記溝部23を形成することで、その結果として、接合部14−3には、入出力端子7及び配線9には、凸部25が形成される。実施形態3では、図6に示すように、接合部14−3の端面14bと凸部25とが交差する凸部25の角部25aは、角面加工を施していない。
これに対し本実施形態4では、図8に示すように、凸部25の角部25aに角面加工を施し、凸部25は角面加工部25bを有している。尚、混乱を避けるため、本実施形態4において説明する接合部について、符号「14−4」を付す。
Embodiment 4 FIG.
The fourth embodiment shows a modification of the above-described third embodiment.
That is, by forming the
On the other hand, in this Embodiment 4, as shown in FIG. 8, the corner |
角面加工部25bとして、本実施形態4では、C面加工を施しており、その大きさは、例えば0.2〜2mm程である。又、角面加工部25bは、C面加工に限定されず、曲面にて加工(R加工)されたものでもかまわない。
In the fourth embodiment, C-surface processing is performed as the square
このように凸部25に角面加工部25bを有することで、実施形態3にて述べた効果を得ることができるのは勿論であるが、実施形態3の構成に比べて以下に説明するような更なる効果が得られる。
即ち、シールドガス18が接合部14−4の端面14bに接するとき、角面加工部25bが存在しない場合には、衝突噴流が生じ、乱流を発生させる。その結果、周囲の大気がシールドガス18に巻き込まれるため、シールドガス18の流速を高めるには限界があった。
これに対し本実施形態4のように、凸部25に角面加工部25bを設けることで、上記衝突噴流の発生を防止できる範囲が広まり、シールドガス18の流速をより高めることが可能となり、よってシールド性を高めることができる。したがって、ブローホールを抑制することができる。又、精密箇所、周囲が複雑な箇所においても溶接することができる。
Thus, by providing the
That is, when the
On the other hand, as in the fourth embodiment, by providing the square surface processed
又、アーク放電は、失火することなく、接合部14−4の中央部に位置する、角面加工部25bに向けて発生するので、重力方向に対し接合形状が垂れる、傾くことなく、入出力端子7と配線9との各接合部14−4の真ん中の位置に理想的な接合形状を得ることができる。
In addition, arc discharge occurs toward the square
5…半導体素子、7…入出力端子、7b…入出力端子側対向面、
9…配線、9b…配線側対向面、
14、14−2、14−3、14−4…接合部、14b…端面、19…吸引機構、
21…凹部、22…貫通孔、23…溝部、25…凸部、25b…角面加工部、
101…電子機器。
5 ... Semiconductor element, 7 ... Input / output terminal, 7b ... Input / output terminal side facing surface,
9 ... wiring, 9b ... wiring side facing surface,
14, 14-2, 14-3, 14-4 ... joint part, 14 b ... end face, 19 ... suction mechanism,
21 ... concave portion, 22 ... through hole, 23 ... groove portion, 25 ... convex portion, 25b ... square face processed portion,
101: Electronic equipment.
Claims (8)
上記接合部は、当該接合部の端部に対して行われる溶接にて接合され、かつ、上記溶接の際に当該接合部内にブローホールの発生を抑制するブローホール発生抑制部を備えたことを特徴とする電子機器の配線接続構造。 The leading end portion of the input / output terminal extending from the semiconductor element included in the electronic device and the leading end portion of the wiring connected to the input / output terminal provided in the electronic device are oriented in the same direction and formed to overlap each other. With a joint,
The joint portion is joined by welding performed on an end portion of the joint portion, and includes a blow hole generation suppressing portion that suppresses generation of blow holes in the joint portion during the welding. A wiring connection structure for electronic devices.
上記配線接続構造に備わる接合部の端部に対して溶接を行うとき、溶接用電極から送出されるシールガスの下流側にて上記シールガスの吸引を行うことを特徴とする電子機器の配線接続方法。 It is a connection method with respect to the wiring connection structure of the electronic device of any one of Claim 1 to 7,
Wiring connection of electronic equipment, wherein the sealing gas is sucked downstream of the sealing gas delivered from the welding electrode when welding is performed on the end of the joint portion provided in the wiring connecting structure. Method.
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