JP2016134956A - 回路構成体、電気接続箱及び回路構成体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・前記絶縁層は、前記複数のバスバー間の隙間に充填された充填部を有する。
このようにすれば、充填部が複数のバスバー間に充填されることで、より一層、回路基板の剛性を高めることができる。
このようにすれば、充填部により、バスバーから絶縁層への熱伝導性を高めることができる。
このようにすれば、断熱溝により、高発熱部品の熱が回路基板や絶縁層を介して低発熱部品側に伝達することを抑制することができる。
このようにすれば、断熱凹部により、高発熱部品の熱が放熱部材を介して低発熱部品側に伝達されることを抑制することができる。
このようにすれば、放熱グリスにより、絶縁層と放熱部材との間の熱伝導性を高めることができるため、高発熱部品の熱を効率的に放熱部材に伝えることができる。
回路基板に絶縁層を設けることで、回路基板に反りやうねり等の変形が生じにくくなって放熱部材に密着しやすくなるため、ネジで締め付けるだけで放熱性を高めつつ回路基板と放熱部材とを固定することができる。
電気接続箱10は、例えば車両のバッテリ等の電源と、ランプ、ワイパー等の車載電装品やモータ等からなる負荷との間の電力供給経路に配され、例えばDC−DCコンバータやインバータ等に用いることができる。以下では、上下方向については、図1の方向を基準として説明する。
電気接続箱10は、図1に示すように、回路構成体20と、回路構成体20を覆うシールドケース11(「ケース」の一例)とを備えている。シールドケース11は、箱形であって、アルミニウム等からなる板状の金属に打ち抜き加工及び曲げ加工若しくは鋳造加工を施して形成されている。
回路構成体20は、複数の電子部品21A,21Bが実装される回路基板24と、回路基板24の下面(一方の面)に印刷された絶縁層31と、絶縁層31が載置される放熱部材34と、回路基板24と放熱部材34とを固定するネジからなる固定部材40とを備える。
回路基板24は、例えば長方形状であって、絶縁基板25とバスバー基板27とを接着部材等(例えば、粘着テープ、接着シート、接着剤等)を用いて貼り合わせて構成されている。絶縁基板25は、絶縁材料からなる厚みの薄い絶縁板に銅箔からなる導電路(図示しない)がプリント配線技術により形成されている。絶縁基板25の厚みを薄くすることで、絶縁基板25の上面とバスバー27A〜27Dの上面との間の段差が小さくなるため、電子部品の端子を絶縁基板25の導電路とバスバー27A〜27Dのそれぞれに半田付けする際の接続が容易になるという利点があるが、その反面、絶縁基板25が薄くて変形しやすいために、回路基板24の剛性が低くなる。
絶縁層31は、バスバー27A〜27Dの裏面に、回路基板24の反りやうねり等の変形が抑制できる程度の強度を有する材料及び厚みで形成されている。本実施形態では、絶縁層31は、必要な部位に印刷可能な粘土状(ペースト状)の熱硬化性樹脂が硬化することで形成され、バスバー27A〜27Dの裏面の全体に亘って一定の厚みとなるように印刷されている。絶縁層31は、複数のバスバー27A〜27Dの裏面に密着するとともに、複数のバスバー27A〜27Dの裏面側において隣り合うバスバー27A〜27Dを連結する。また、バスバー27Cと27Dとの間の隙間である充填溝28内に充填される。充填溝28内に配された絶縁層31は、充填部32とされ、高発熱部品21Aの近傍に配置される。
放熱部材34はアルミニウム、アルミニウム合金等の熱伝導性が高い金属類製であって、アルミダイカスト等で成形され、平坦な上面を有し、下面側に櫛刃状に並んで配された複数の放熱フィン35を有している。放熱部材34の上面には、断熱凹部37が窪み形成されている。断熱凹部37は、断熱溝29A,29B,31Aの下に連なる位置に形成されており、断熱溝29A,29B,31Aと断熱凹部37とで形成された断熱空間の内部の空気によって断熱される。放熱部材34には、回路基板24をネジ留めするための複数のネジ孔38が形成されている。ネジ孔38は、固定部材40の軸部の外周に螺合してネジ留め可能であり、通し孔26,30,33に連なる位置に形成されている。
(基板形成工程)
金属板材を打ち抜いてバスバー27A〜27Dを形成し、バスバー27Dの端子27Fを屈曲させるとともに、絶縁基板25と複数のバスバー27A〜27Dとを接着部材で貼り合わせて回路基板24を形成する(図2)。
次に、図3に示すように、治具50の所定の位置に回路基板24を裏返して載置し、バスバー27A〜27Dの裏面(図3の上面)における断熱溝29A,29B以外の領域にペースト状の熱硬化性樹脂を印刷し、プレス機等により、加熱及び加圧して絶縁層31を硬化させる。なお、治具50の上面には、樹脂の塗布時の漏れを防ぐように回路基板24の凹凸に嵌合する凹凸形状が形成されている。治具50は、充填溝28及び断熱溝31A以外のバスバー27A,27B間の隙間Gに進入する凸部51を有する。
次に、回路基板24の導電路と電子部品21A,21Bのリード端子23との間等に半田ペーストを付着し、リフロー炉に通すリフロー半田付けする。これにより、電子部品21A,21Bが回路基板24に実装された回路ユニット42が形成される(図5)。
次に、放熱部材34の上面における高発熱部品21Aの領域を含む位置に放熱グリス39を塗布し、回路ユニット42を放熱部材34の上面に載置する(図6)。そして、固定部材40を回路基板24及び絶縁層31の通し孔26,30,33に通して放熱部材34のネジ孔38にネジ留めすることで、バスバー27A〜27Dと放熱部材34との間に絶縁層31が挟まれた状態となり、回路構成体20が形成される(図7)。
本実施形態によれば、隣り合う複数のバスバー27A〜27Dを連結するように複数のバスバー27A〜27Dに絶縁層31が印刷されているため、回路基板24の剛性が高められて回路基板24の取り扱いを容易にすることができるとともに、回路基板24の反りやうねり等の変形が生じにくくなり、放熱部材34との間に隙間が発生しにくいため、放熱性の低下を抑制することができる。また、絶縁層31によって回路基板24の剛性が高められることで、回路基板24に反りやうねり等の変形が生じにくくなって放熱部材34に密着しやすくなる。したがって、本実施形態のように回路基板24と放熱部材34との間が接着剤で接着されていなくても、回路基板24と放熱部材34とを固定部材40で固定することができるため、接着剤の接着が不十分な箇所が生じることによる放熱性の低下を抑制することができる。よって、回路基板24の取り扱いを容易にしつつ、放熱性の低下を抑制することが可能となる。
このようにすれば、充填部32がバスバー27A〜27D間の充填溝28に充填されることで、より一層、回路基板24の剛性を高めることができる。
このようにすれば、電子部品21A,21Bの近傍の充填部32により電子部品21A,21Bから絶縁層31への熱伝導性を高めることができる。
このようにすれば、断熱溝29A,29B,31Aにより、高発熱部品21Aの熱が回路基板24や絶縁層31を介して低発熱部品21B側に伝達することを抑制することができる。したがって、アルミ電解コンデンサ等の熱に弱い低発熱部品21Bの劣化を抑制することができる。
このようにすれば、断熱凹部37により、高発熱部品21Aの熱が放熱部材34を介して低発熱部品21B側に伝達されることを抑制することができる。
このようにすれば、放熱グリス39により、絶縁層31と放熱部材34との間の熱伝導性を高めることができるため、高発熱部品21Aの熱を効率的に放熱部材34に伝えることができる。
回路基板24に絶縁層31を設けることで、回路基板24に反りやうねり等の変形が生じにくくなって回路基板24が放熱部材34に密着しやすくなるため、固定部材40で締め付けるだけで放熱性を高めて回路基板24と放熱部材34とを固定することができる。また、固定部材40によるネジ留めの際に生じる力を絶縁層31で受けることができる。
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)電子部品21A,21Bは、本体22からリード端子23が導出されるものに限られず、リード端子23を有さないリードレス端子であってもよい。例えば、電子部品21A,21B(FET(Field Effect Transistor)等)の全ての端子が本体22の面上に形成されていてもよい。
11,58: シールドケース(ケース)
20: 回路構成体
21A: 高発熱部品(電子部品)
21B: 低発熱部品(電子部品)
24: 回路基板
25: 絶縁基板
27: バスバー基板
27A〜27D: 複数のバスバー
28: 充填溝
29A,29B,31A: 断熱溝
31: 絶縁層
32: 充填部
34,60: 放熱部材
37: 断熱凹部
39: 放熱グリス
40: ネジ(固定部材)
42: 回路ユニット
50: 治具
Claims (8)
- 絶縁板に導電路が形成された絶縁基板と当該絶縁基板における一方の面に貼り付けられた複数のバスバーとを有する回路基板と、
隣り合う前記複数のバスバーを連結するように前記複数のバスバーに印刷された絶縁層と、
前記絶縁層に重ねられて前記絶縁層から伝わる熱を放熱する放熱部材と、
前記複数のバスバーと前記放熱部材との間に前記絶縁層を挟んだ状態で前記回路基板と前記放熱部材とを固定する固定部材と、を備える回路構成体。 - 前記絶縁層は、前記複数のバスバー間の隙間に充填された充填部を有する請求項1に記載の回路構成体。
- 前記回路基板には、電子部品が実装され、
前記充填部は、前記電子部品の近傍に配されている請求項2に記載の回路構成体。 - 前記回路基板には、複数の低発熱部品と前記複数の低発熱部品よりも発熱する複数の高発熱部品とからなる電子部品が実装され、
前記回路基板には、前記複数の低発熱部品と前記複数の高発熱部品との間に、前記回路基板及び前記絶縁層を貫通する断熱溝が形成されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の回路構成体。 - 前記放熱部材には、前記断熱溝に連なる断熱凹部が形成されている請求項4に記載の回路構成体。
- 前記絶縁層と前記放熱部材との間における前記複数の高発熱部品の少なくとも1つが重なる領域には放熱グリスが配されている請求項4又は請求項5に記載の回路構成体。
- 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の回路構成体と、回路構成体を収容するケースとを備えた電気接続箱。
- 絶縁板に導電路が形成された絶縁基板とバスバー基板とを貼り付けて回路基板を形成する工程と、
隣り合う前記複数のバスバーを連結するように前記複数のバスバーに絶縁層を印刷する工程と、
前記絶縁層に放熱部材を重ねる工程と、
前記複数のバスバーと前記放熱部材との間に前記絶縁層を挟んだ状態で前記回路基板と前記放熱部材とを固定部材で固定する工程と、を備える回路構成体の製造方法。
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