JP2016105677A - Circuit configuration body and circuit configuration body with radiator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路構成体および放熱体付き回路構成体に関する。 The present invention relates to a circuit structure and a circuit structure with a radiator.
従来、自動車等の分野において、直流電圧変換器、AC/DC変換器、DC/ACインバータ等が使用されている。これら機器には、通常、回路構成体が組み込まれている。回路構成体は、一般に、複数本のバスバーと、バスバーの一方面に積層された回路基板と、回路基板上に実装された電子部品とから構成されている。 Conventionally, DC voltage converters, AC / DC converters, DC / AC inverters, and the like are used in the field of automobiles and the like. These devices usually incorporate a circuit structure. In general, the circuit structure includes a plurality of bus bars, a circuit board stacked on one surface of the bus bar, and electronic components mounted on the circuit board.
また、電子部品から発生した熱を効率良く排熱し、回路全体の温度を一定以下に保って回路構成体の動作を保証することを目的として、回路構成体におけるバスバー側の面に熱硬化性の接着剤によって放熱体が接合されることが多い。 In addition, for the purpose of efficiently exhausting the heat generated from the electronic components and maintaining the temperature of the entire circuit below a certain level to ensure the operation of the circuit structure, the surface of the bus structure in the circuit structure is thermosetting. The heat radiator is often joined by an adhesive.
なお、先行する技術文献1には、放熱体に接合された回路体に対して電子部品を実装することによって回路構成体を構成し、これにより放熱体付き回路構成体を得る技術が記載されている。
回路構成体と放熱体とを接着剤により接合する場合、回路構成体と放熱体との接合力を十分に確保するためには、回路構成体を放熱体に押し付けた状態で接着剤を硬化させる必要がある。しかしながら、回路構成体には、圧力に弱い電子部品が多数実装されている。そのため、回路構成体に放熱体を接合する際に、電子部品に圧力をかけることなく、接着剤が硬化するまでの間、回路構成体と放熱体とに圧力をかけて両者を密着状態に保つことが難しい。 When bonding the circuit component and the radiator with an adhesive, in order to ensure sufficient bonding force between the circuit component and the radiator, the adhesive is cured with the circuit component pressed against the radiator. There is a need. However, many electronic components that are vulnerable to pressure are mounted on the circuit structure. Therefore, when joining the heat sink to the circuit structure, pressure is applied to the circuit structure and the heat sink to keep them in close contact until the adhesive is cured without applying pressure to the electronic components. It is difficult.
上記に対し、実装された電子部品を避けた位置にて回路構成体を上方から押圧するような治具を用いることが考えられる。しかしながら、このような手法を用いても、実装された電子部品を避けた位置でしか押圧することができない。そのため、回路構成体と放熱体との接合力を十分に確保することが難しい。 On the other hand, it is conceivable to use a jig that presses the circuit structure from above at a position avoiding the mounted electronic component. However, even if such a method is used, it can be pressed only at a position avoiding the mounted electronic component. For this reason, it is difficult to ensure a sufficient bonding force between the circuit component and the heat radiator.
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、回路構成体に放熱体を接合する際に、電子部品に圧力をかけることなく、接着剤が硬化するまでの間、回路構成体と放熱体とを密着状態に保つことが可能な回路構成体、また、これを用いた放熱体付き回路構成体を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above background, and when joining a heat sink to a circuit component, the circuit component and the heat are dissipated until the adhesive is cured without applying pressure to the electronic component. It is an object of the present invention to provide a circuit structure capable of keeping a body in close contact with each other, and a circuit structure with a radiator using the same.
本発明の一態様は、複数本のバスバーと、該バスバーの一方面に積層された回路基板と、該回路基板上に実装された電子部品と、上記バスバーの他方面に積層されるとともに強磁性材料より形成されてなる強磁性層とを有することを特徴とする回路構成体にある。 One embodiment of the present invention includes a plurality of bus bars, a circuit board stacked on one side of the bus bar, an electronic component mounted on the circuit board, and a ferromagnetic layer stacked on the other side of the bus bar. And a ferromagnetic layer made of a material.
本発明の他の態様は、上記回路構成体と、上記強磁性層における上記バスバー側と反対側の面に接着剤層を介して接合された放熱体とを有することを特徴とする放熱体付き回路構成体にある。 According to another aspect of the present invention, there is provided the radiator, wherein the circuit configuration body and the radiator that is bonded to the surface of the ferromagnetic layer opposite to the bus bar side through an adhesive layer are provided. It is in the circuit structure.
上記回路構成体は、バスバーの他方面に強磁性材料より形成されてなる強磁性層が積層されている。そのため、上記回路構成体は、放熱体を接合する際に、強磁性層におけるバスバー側と反対側の面に接着剤にて放熱体を貼り合わせた後、放熱体側から永久磁石や電磁石を用いて回路構成体の強磁性層を放熱体に引きつけることが可能になる。それ故、上記回路構成体は、電子部品に圧力をかけることなく、放熱体に回路構成体を押し付けることができ、接着剤が硬化するまでの間、回路構成体と放熱体とを密着状態に保つことができる。 In the circuit structure, a ferromagnetic layer made of a ferromagnetic material is laminated on the other surface of the bus bar. Therefore, when joining the radiator, the circuit component is bonded to the surface opposite to the bus bar in the ferromagnetic layer with an adhesive, and then the permanent magnet or electromagnet is used from the radiator side. It becomes possible to attract the ferromagnetic layer of the circuit structure to the heat sink. Therefore, the circuit structure can press the circuit structure against the heat radiating body without applying pressure to the electronic components, and the circuit structure and the heat radiating body are kept in close contact until the adhesive is cured. Can keep.
上記放熱体付き回路構成体は、上記回路構成体を用いているので、回路構成体と放熱体との接合力を十分に確保しやすい。 Since the said circuit structure with a heat radiator uses the said circuit structure, it is easy to ensure sufficiently the joining force of a circuit structure and a heat radiator.
上記回路構成体において、強磁性材料としては、具体的には、Fe、Fe合金、Ni、Ni合金、Co、Co合金などを例示することができる。これらは1種または2種以上併用することができる。これらは、強磁性を有するとともに、熱伝導性にも優れる。そのため、強磁性層が熱伝導を妨げ難く、回路構成体全体の熱伝導率の低下を抑制しやすい。上記強磁性材料のうち、特に好ましくは、熱伝導性、磁化、温度による減磁率等の観点から、純鉄やフェライト、パーメンジュール等のFeとCoとの合金などを好適に用いることができる。 Specific examples of the ferromagnetic material in the circuit structure include Fe, Fe alloy, Ni, Ni alloy, Co, and Co alloy. These can be used alone or in combination of two or more. These have ferromagnetism and excellent thermal conductivity. For this reason, the ferromagnetic layer hardly disturbs heat conduction, and it is easy to suppress a decrease in the heat conductivity of the entire circuit structure. Among the above ferromagnetic materials, particularly preferably, an alloy of Fe and Co such as pure iron, ferrite, and permendur can be suitably used from the viewpoints of thermal conductivity, magnetization, demagnetization due to temperature, and the like. .
上記回路構成体において、強磁性層は、各バスバー間が導通されないようにバスバーの他方面に積層されておればよい。強磁性層は、具体的には、例えば、バスバーに係合させることによって積層することができる。この場合、例えば、バスバー側に係合穴または係合突起を設けるとともに、強磁性層側に係合突起または係合穴を設けることができる。また、強磁性層は、具体的には、例えば、接着剤を介してバスバーに積層することもできる。この場合、接着剤としては、回路構成体から放熱体への熱伝導を妨げないよう熱伝導性を有する各種の接着剤を好適に用いることができる。なお、接着剤の熱伝導性は、例えば、樹脂接着剤の分子の配向を制御したり、熱伝導性を有するフィラーを添加したりすることなどによって向上させることができる。 In the above circuit structure, the ferromagnetic layer may be laminated on the other surface of the bus bar so that the bus bars are not electrically connected. Specifically, the ferromagnetic layer can be laminated by engaging with a bus bar, for example. In this case, for example, the engagement hole or the engagement protrusion can be provided on the bus bar side, and the engagement protrusion or the engagement hole can be provided on the ferromagnetic layer side. In addition, the ferromagnetic layer can be specifically laminated on the bus bar via an adhesive, for example. In this case, as the adhesive, various adhesives having thermal conductivity can be suitably used so as not to prevent thermal conduction from the circuit component to the heat radiating body. The thermal conductivity of the adhesive can be improved by, for example, controlling the molecular orientation of the resin adhesive or adding a filler having thermal conductivity.
上記回路構成体において、強磁性層は、例えば、複数本のバスバーにより構成されるバスバーパターンと同じパターンにてバスバーの他方面に積層されている構成とすることができる。 In the above-described circuit structure, the ferromagnetic layer may be laminated on the other surface of the bus bar in the same pattern as a bus bar pattern including a plurality of bus bars, for example.
この場合には、各バスバー間をまたぐように強磁性層が配置されることがない。そのため、各バスバー間の電気絶縁性を確実なものとすることができる。なお、この場合、強磁性層は、バスバーに係合させることによって積層することができる。また、強磁性層は、接着剤を介してバスバーに積層することもできる。なお、接着剤は、電気絶縁性であっても導電性であってもよい。 In this case, the ferromagnetic layer is not disposed across the bus bars. Therefore, electrical insulation between each bus bar can be ensured. In this case, the ferromagnetic layer can be laminated by engaging with the bus bar. The ferromagnetic layer can also be laminated on the bus bar via an adhesive. The adhesive may be electrically insulating or conductive.
上記回路構成体において、強磁性層は、他にも例えば、一枚の板状体から構成されており、電気絶縁層を介してバスバーの他方面に積層されている構成とすることもできる。 In the above circuit structure, the ferromagnetic layer may be composed of, for example, a single plate-like body, and may be laminated on the other surface of the bus bar via an electrical insulating layer.
この場合には、各バスバー間をまたぐように強磁性層が配置されることになるものの、強磁性層とバスバーとの間には電気絶縁層が存在する。そのため、各バスバー間の電気絶縁性を確実なものとすることができる。さらに、強磁性層が一枚の板状体であるので、強磁性層の構造が簡素となり、製造性に優れた回路構成体が得られる。なお、この場合、電気絶縁層は、例えば、電気絶縁性を有する各種の接着剤より構成することができる。 In this case, although the ferromagnetic layer is disposed so as to straddle each bus bar, an electrical insulating layer exists between the ferromagnetic layer and the bus bar. Therefore, electrical insulation between each bus bar can be ensured. Furthermore, since the ferromagnetic layer is a single plate-like body, the structure of the ferromagnetic layer is simplified, and a circuit structure excellent in manufacturability can be obtained. In this case, the electrical insulation layer can be composed of various adhesives having electrical insulation, for example.
上述した接着剤としては、具体的には、例えば、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、アクリル系接着剤、ホットメルト系接着剤、嫌気性接着剤、エポキシ系の接着シート、シリコーン系の接着シート等の熱硬化性の接着剤を好適に用いることができる。なお、上記接着剤は、熱伝導性と絶縁性を担保するために分子の配向を制御したり、アルミナ、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、マグネシア、酸化ケイ素、窒化ホウ素等の高熱伝導、絶縁性を有するフィラーを混ぜたりする等して、熱伝導、絶縁性を適宜向上させることができる。 Specific examples of the adhesive described above include, for example, an epoxy adhesive, a silicone adhesive, an acrylic adhesive, a hot melt adhesive, an anaerobic adhesive, an epoxy adhesive sheet, and a silicone adhesive. A thermosetting adhesive such as a sheet can be suitably used. The above adhesives control the molecular orientation to ensure thermal conductivity and insulation, and have high thermal conductivity and insulation properties such as alumina, aluminum hydroxide, aluminum nitride, magnesia, silicon oxide, boron nitride. The heat conductivity and insulation can be improved as appropriate by mixing fillers.
上記放熱体付き回路構成体において、バスバーと放熱体とを接着する接着剤層としては、接着剤層が熱伝導を妨げることがないよう良好な熱伝導性を有するものを用いることが好ましい。接着剤層を構成する接着剤としては、上述した接着剤を好適に用いることができる。 In the circuit structure with a radiator, it is preferable to use an adhesive layer that has good thermal conductivity so that the adhesive layer does not hinder thermal conduction as an adhesive layer that bonds the bus bar and the radiator. As the adhesive constituting the adhesive layer, the above-described adhesive can be suitably used.
なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。 In addition, each structure mentioned above can be arbitrarily combined as needed, in order to acquire each effect etc. which were mentioned above.
以下、実施例の回路構成体および放熱体付き回路構成体について、図面を用いて説明する。なお、同一部材については同一の符号を用いて説明する。 Hereinafter, the circuit structure of an Example and the circuit structure with a heat radiator are demonstrated using drawing. In addition, about the same member, it demonstrates using the same code | symbol.
(実施例1)
実施例1の回路構成体および放熱体付き回路構成体について、図1、図2を用いて説明する。図1、図2に示されるように、本例の回路構成体1は、複数本のバスバー11と、回路基板12と、電子部品13と、強磁性層14とを有している。
Example 1
The circuit structure of Example 1 and the circuit structure with a radiator will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIGS. 1 and 2, the
複数本のバスバー11は、リフローはんだ付けにより電子部品13と電気的に接続されて電力回路を構成する。本例では、複数本のバスバー11により所定のバスバーパターンが構成されている。複数本のバスバー11は、板状体からなる。具体的には、複数本のバスバー11は、所定の金属板をプレス加工により打ち抜いて形成したバスバー構成板(不図示)が、適宜曲げ加工、分断されることにより構成されている。上記金属板としては、具体的には、銅または銅合金からなる母材金属の表面にSnまたはSnめっきが施されてなるものが使用される。
The plurality of
回路基板12は、バスバー11の一方面に積層されている。回路基板12は、電子部品13を制御するための制御回路(不図示)を有しており、リフローはんだ付けにより電子部品13と電気的に接続される。本例では、回路基板12は、基板厚み方向に貫通する基板側開口部121を複数有している。基板側開口部121は、基板側開口部121内に露出したバスバー11表面に電子部品13をリフローはんだ付けするために、電子部品13の端子部が配置される部分である。なお、バスバー11と回路基板12とは、エポキシ系接着剤等の熱硬化性の接着剤15によって接合される。接着剤15は、粘着シートに変更することもできる。
The
電子部品13は、回路基板12上に実装されている。電子部品13は、具体的には、スイッチング素子である。スイッチング素子としては、具体的には、半導体スイッチング素子131と、機械式リレースイッチ132とが用いられる。電子部品13は、基板側開口部121を通じてバスバー11表面にリフローはんだ付けされている。本例では、具体的には、電子部品13としての機械式リレースイッチ132は、具体的には、バスバー接続端子132aと、基板接続端子132bとを有している。バスバー接続端子132aは、基板側開口部121を通じてバスバー11表面にリフローはんだ付けされている。なお、基板接続端子132bは、回路基板12のランド部121にはんだ付けされている。一方、電子部品13としての半導体スイッチング素子131は、ドレイン端子(不図示)、ソース端子(不図示)およびゲート端子(不図示)を有している。ドレイン端子およびソース端子は、基板側開口部121を通じてバスバー11表面にリフローはんだ付けされている。なお、ゲート端子は、回路基板12のランド部(不図示)にリフローはんだ付けされている。
The
強磁性層14は、バスバー11の他方面に積層されており、強磁性材料より形成されてなる。本例では、具体的には、強磁性層14は、複数本のバスバー11により構成されるバスバーパターンと同じパターンにてバスバー11の他方面に積層されている。したがって、バスバー11に積層された強磁性層14を構成する各部位は、互いに離間している。また、強磁性層14は、接着剤(不図示)を介してバスバー11に積層されている。上記接着剤は、具体的には、熱硬化性のエポキシ系接着剤である。
The
回路構成体1において、強磁性材料は、具体的には、Fe、Fe合金、Ni、Ni合金、Co、および、Co合金からなる群より選択される1種または2種以上の強磁性金属を含んでいる。本例では、より具体的には、強磁性材料は、Feである。また、強磁性層の厚みは、0.5〜3mmである。
In the
次に、放熱体付き回路構成体について説明する。図2に示されるように、本例の放熱体付き回路構成体2は、上述した回路構成体1と、強磁性層14におけるバスバー11側と反対側の面に接着剤層21を介して接合された放熱体22とを有している。
Next, a circuit structure with a heat radiator will be described. As shown in FIG. 2, the
本例では、放熱体22は、アルミニウムより形成されている。なお、図2では、放熱体22が、模式的に平坦な板状に描かれている。通常、放熱体22の外表面には、放熱を促すために凹凸部が形成される。
In this example, the
本例において、接着剤層21を構成する接着剤は、具体的には、熱硬化性のエポキシ系接着剤である。また、接着剤層21の厚みは、0.05〜0.3mmである。
In this example, the adhesive constituting the
本例の放熱体付き回路構成体2は、例えば、以下のようにして製造することができる。なお、放熱体付き回路構成体2の製造方法は、これに限定されるものではない。
The
放熱体22、未硬化の接着剤210、および、回路構成体1がこの順に積層された積層体3を準備する。なお、積層体3は、例えば、放熱体22における回路構成体1側の表面に未硬化の接着剤210を塗布し、この放熱体22における未硬化の接着剤210の塗布面に、強磁性層14側を対向させて回路構成体1を貼り合わせることにより準備することができる。
A laminated body 3 is prepared in which the
次いで、放熱体22における回路構成体1側と反対側に、永久磁石または電磁石Mを配置する。そして、永久磁石または電磁石Mの磁力により、回路構成体1の強磁性層14を放熱体22に引きつけた状態とする。そして、この状態を保持したまま、未硬化の接着剤210を硬化させて接着剤層21を形成する。これにより、回路構成体1に放熱体22が接合され、放熱体付き回路構成体2が得られる。
Next, a permanent magnet or an electromagnet M is disposed on the side opposite to the
次に、本例の回路構成体および放熱体付き回路構成体の作用効果について説明する。 Next, the effect of the circuit structure of this example and the circuit structure with a radiator will be described.
本例の回路構成体1は、バスバー11の他方面に強磁性材料より形成されてなる強磁性層14が積層されている。そのため、本例の回路構成体1は、放熱体22を接合する際に、強磁性層14におけるバスバー11側と反対側の面に接着剤210にて放熱体22を貼り合わせた後、放熱体22側から永久磁石や電磁石Mを用いて回路構成体1の強磁性層14を放熱体に引きつけることが可能になる。それ故、本例の回路構成体1は、電子部品13に圧力をかけることなく、放熱体22に回路構成体1を押し付けることができ、接着剤210が硬化するまでの間、回路構成体1と放熱体22とを密着状態に保つことができる。
In the
本例の放熱体付き回路構成体2は、本例の回路構成体1を用いているので、回路構成体1と放熱体22との接合力を十分に確保しやすい。
Since the
また、本例の回路構成体1は、バスバーパターンと同じパターンにてバスバー11の他方面に強磁性層14が積層されている。そのため、本例の回路構成体1は、各バスバー11間をまたぐように強磁性層14が配置されることがない。それ故、本例の回路構成体1は、各バスバー11間の電気絶縁性を確実なものとすることができる。
In the
(実施例2)
実施例2の回路構成体および放熱体付き回路構成体について、図3を用いて説明する。本例の回路構成体1は、強磁性層14が、一枚の板状体から構成されており、電気絶縁層16を介してバスバー11の他方面に積層されている点で、実施例1の回路構成体1と相違している。その他の構成は、実施例1と同様である。
(Example 2)
The circuit structure of Example 2 and the circuit structure with a radiator will be described with reference to FIG. The
本例の回路構成体1において、強磁性層14を構成する板状体は、強磁性材料より形成されている。本例では、より具体的には、強磁性材料は、FeとCoとの合金である。また、強磁性層14の厚みは、0.5〜2mmである。
In the
本例の回路構成体1において、電気絶縁層16は、電気絶縁性の接着剤より形成されている。接着剤は、具体的には、エポキシ系接着剤である。
In the
本例の放熱体付き回路構成体2は、本例の回路構成体1に放熱体22が接合されている。その他の構成は、実施例1と同様である。
In the
次に、本例の回路構成体および放熱体付き回路構成体の作用効果について説明する。 Next, the effect of the circuit structure of this example and the circuit structure with a radiator will be described.
本例の回路構成体1は、強磁性層14が、一枚の板状体から構成されており、電気絶縁層16を介してバスバー11の他方面に積層されている。そのため、本例の回路構成体1は、各バスバー11間をまたぐように強磁性層14が配置されることになるものの、強磁性層14とバスバー11との間には電気絶縁層16が存在する。それ故、本例の回路構成体1は、各バスバー11間の電気絶縁性を確実なものとすることができる。さらに、本例の回路構成体1は、強磁性層14が一枚の板状体であるので、強磁性層14の構造が簡素となり、製造性に優れる。その他の作用効果は、実施例1と同様である。
In the
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said Example, A various change is possible within the range which does not impair the meaning of this invention.
1 回路構成体
11 バスバー
12 回路基板
13 電子部品
14 強磁性層
2 放熱体付き回路構成体
21 接着剤層
22 放熱体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該バスバーの一方面に積層された回路基板と、
該回路基板上に実装された電子部品と、
上記バスバーの他方面に積層されるとともに強磁性材料より形成されてなる強磁性層とを有することを特徴とする回路構成体。 Multiple busbars,
A circuit board laminated on one side of the bus bar;
Electronic components mounted on the circuit board;
And a ferromagnetic layer formed on the other side of the bus bar and made of a ferromagnetic material.
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