JP2015201528A

JP2015201528A - バスバー接続構造

Info

Publication number: JP2015201528A
Application number: JP2014078885A
Authority: JP
Inventors: 高弘平野; Takahiro Hirano; 慶治松岡; Keiji Matsuoka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2014-04-07
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2034-04-07
Also published as: JP6318791B2

Abstract

【課題】バスバー機能の低下を抑制しつつ、はんだ付け時の熱拡散を抑制することが可能なバスバー接続構造を提供すること。
【解決手段】バスバーと、バスバーにはんだを用いて接合される端子部を有する表面実装部品とを備え、バスバーは、端子部が接続される接合部の近傍に貫通孔を有する、バスバー接続構造が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、バスバー接続構造に関する。

従来、回路パターンと一体に形成され、被取付け部とはんだにより接続される端子部（バスバー）に、はんだ付け時の回路パターンへの熱伝導を妨げる熱規制部としての一乃至複数の孔が設けられた回路基板が開示されている（例えば、特許文献１等参照）。

特開２００５−２２８８９８号公報

しかしながら、上述のような従来技術においては、バスバーに一乃至複数の孔が設けられているため、バスバーの導電性が低下する等、バスバーとしての機能が低下することがある。

そこで、本発明の一つの案では、バスバー機能の低下を抑制しつつ、はんだ付け時の熱拡散を抑制することが可能なバスバー接続構造を提供することを目的とする。

一つの案では、バスバーと、バスバーにはんだを用いて接合される端子部を有する表面実装部品とを備え、バスバーは、端子部が接続される接合部の近傍に貫通孔を有する、バスバー接続構造が提供される。

一態様によれば、バスバー機能の低下を抑制しつつ、はんだ付け時の熱拡散を抑制することが可能なバスバー接続構造を提供できる。

本実施形態に係るバスバー接続構造の構成の一例の説明図。本実施形態に係るバスバー接続構造による作用の説明図。本実施形態に係る表面実装部品をバスバーにはんだ付けした後のバスバー接続構造の一例の説明図。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

図１に、本実施形態に係るバスバー接続構造の構成の一例を示す。図１（ａ）はバスバー接続構造の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すバスバー接続構造のＡ−Ａ線に沿った部分の概略断面図である。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、バスバー接続構造は、バスバー１０と、バスバー１０にはんだを用いて接合される端子部２１ａ、２１ｂを有する表面実装部品２０とを備える。また、バスバー１０は、端子部２１ａが接続される接合部１０ａの近傍に貫通孔（スルーホール）１０ｈを有する。

以下、各々について説明する。なお、以下では、端子部２１ａが接続される接合部１０ａの近傍に貫通孔１０ｈを有する形態について説明するが、本発明はこの点において限定されるものではなく、端子部２１ｂが接続される接合部の近傍に貫通孔１０ｈを有する形態であってもよい。

バスバー１０は、例えばプレス加工された所定の断面積を有する配線部材によって形成されている。配線部材としては、例えば導電性が高く（電気抵抗が小さく）、熱伝導性の高い銅、アルミニウム等の導電性金属板を用いることができる。バスバー１０は、例えば大電流が流れる大電流経路、例えば出力ライン等として機能する。

バスバー１０は、表面実装部品２０の端子部２１ａが接続される接合部１０ａの近傍に貫通孔１０ｈを有する。貫通孔１０ｈは、バスバー１０中の熱拡散を抑制するための孔である。貫通孔１０ｈは、接合部１０ａの近傍に複数形成されていることが好ましい。これにより、バスバー１０中の熱拡散をより抑制することができる。

ここで、接合部１０ａの近傍とは、表面実装部品２０の端子部２１ａがバスバー１０と接続される接合部１０ａを囲む領域であって、はんだ付け時に溶融するはんだが広がる領域を表す。

表面実装部品２０は、例えば端子部２１ａ、２１ｂ、チップ２２、ボンディングワイヤ２３等を有するＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）として構成されている。また、表面実装部品２０は、端子部２１ａ、２１ｂがはんだを介してバスバー１０と接続されることにより、バスバー１０上に直接実装される。

端子部２１ａ、２１ｂの材質としては、例えば銅等が挙げられる。

ボンディングワイヤ２３は、チップ２２と端子部２１ａとを接続する。ボンディングワイヤ２３の材質としては、例えばアルミニウム、銅、金等が挙げられる。

なお、本実施形態では、表面実装部品２０としてＭＯＳＦＥＴを用いる場合について説明したが、本発明はこの点において限定されるものではなく、例えばコンデンサ、チップ２２抵抗器等の表面実装用に設計された電子部品を用いることができる。

次に、表面実装部品２０をバスバー１０にはんだ付けする方法について説明する。

図２に、本実施形態に係るバスバー接続構造による作用の説明図を示す。図２は、バスバー接続構造のバスバー１０部分を拡大した図であり、バスバー１０がはんだ付けにより加熱された時の熱伝導経路を説明するための図である。なお、図２中、矢印は、はんだ付けにより接合部１０ａに加えられた熱が接合部１０ａから接合部１０ａの外方へ拡散する熱伝導経路の概略を表す。

図３に、本実施形態に係る表面実装部品２０をバスバー１０にはんだ付けした後のバスバー接続構造の一例を示す。図３（ａ）はバスバー接続構造の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すバスバー接続構造のＡ−Ａ線に沿った部分の概略断面図である。

まず、表面実装部品２０の端子部２１ａが接続されるバスバー１０の接合部１０ａ上にはんだペーストを塗布する。はんだペーストの塗布方法としては、特に限定されないが、例えばスクリーンマスクを用いた印刷法、ディスペンサを用いた供給法等を用いることができる。

次に、例えば搭載機を用いて、はんだペーストが塗布された接合部１０ａの表面に表面実装部品２０の端子部２１ａを載置する。これにより、表面実装部品２０がバスバー１０の所定の位置に載置される。

次に、表面実装部品２０が載置されたバスバー１０をリフロー炉の中で加熱することにより、はんだペーストを溶融させる。溶融したはんだペースト（溶融はんだ）は、バスバー１０の接合部１０ａから接合部１０ａの近傍に押し出されるように拡がる。リフロー方式としては、特に限定されないが、例えば温風リフロー方式、赤外線リフロー方式及びこれらを組み合わせた方式等を用いることができる。

続いて、リフロー炉を用いた加熱の後、表面実装部品２０が実装されたバスバー１０を冷却する。これにより、溶融はんだが凝固して表面実装部品２０がバスバー１０に接合される。

ここで、本実施形態に係るバスバー接続構造は、バスバー１０の接合部１０ａの近傍に貫通孔１０ｈを有するため、図２に示すように、接合部１０ａに加えられた熱が接合部１０ａから接合部１０ａの外方へ拡散する熱伝導経路を狭めることができる。このため、バスバー接続構造の加熱の際に、接合部１０ａの熱の拡散を鈍化させ、接合部１０ａに熱を集中させることができる。すなわち、はんだ付け時の接合部１０ａから接合部１０ａの外方への熱拡散を抑制することができる。

また、本実施形態に係るバスバー接続構造によれば、はんだ付け時の接合部１０ａから接合部１０ａの外方への熱拡散を抑制できるため、リフロー炉でバスバー接続構造を加熱する温度を高めたり、長時間熱を加えたりすることなく、はんだを溶融させることができる。このため、バスバー１０のそりの低減、表面実装部品２０への熱負荷の低減による表面実装部品２０の故障率の低減及びはんだ付け時間の短縮等の効果が得られる。

ところで、本実施形態に係るバスバー接続構造は、バスバー１０に貫通孔１０ｈが設けられているため、バスバー１０の断面積が小さくなることにより、バスバー１０の導電性が低下する（電気的導通が妨げられる）ことが考えられる。

しかしながら、本実施形態に係るバスバー接続構造によれば、図３に示すように、バスバー１０の接合部１０ａの近傍の貫通孔１０ｈは、表面実装部品２０が載置されたバスバー１０をリフロー炉の中で加熱する際に、バスバー１０の接合部１０ａから接合部１０ａの近傍に押し出されるように拡がった溶融はんだが貫通孔１０ｈの内部に流れ込むことにより、貫通孔１０ｈの一部又はすべてが塞がる。このため、バスバー１０の導電性の低下、すなわち、バスバー機能の低下を抑制することができる。

なお、上記の説明では、はんだ付けの一例として、リフロー方式で行う場合について説明したが、本発明はこの点において限定されるものではない。はんだ付けの方法としては、はんだ接合を形成できる方法であればよく、例えばはんだごてを用いた方法等であってもよい。はんだごてを用いてはんだ付けを行う場合には、貫通孔１０ｈの一分又はすべてが塞がるようにはんだ付けを行えばよい。

以上に説明したように、本実施形態に係るバスバー接続構造は、バスバー１０と、バスバー１０にはんだを用いて接合される端子部２１ａを有する表面実装部品２０とを備える。また、本実施形態に係るバスバー接続構造によれば、バスバー１０は、端子部２１ａが接続される接合部１０ａの近傍に貫通孔１０ｈを有する。これにより、バスバー１０機能の低下を抑制しつつ、はんだ付け時の熱拡散を抑制することができる。

以上、バスバー接続構造を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１０バスバー
１０ａ接合部
１０ｈ貫通孔
２０表面実装部品
２１端子部

Claims

バスバーと、
前記バスバーにはんだを用いて接合される端子部を有する表面実装部品と
を備え、
前記バスバーは、前記端子部が接続される接合部の近傍に貫通孔を有する、
バスバー接続構造。