JP2018093077A - Circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書によって開示される技術は、回路装置に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a circuit device.
電力回路を構成する回路構成体と、この回路構成体に重ねて配置され、回路構成体から発生する熱を外部に放熱する放熱部材とを備える回路装置が知られている。回路構成体と放熱部材とは、接着剤によって接着されている。放熱部材は、通常、熱伝導性に優れた金属により構成されているため、回路構成体と放熱部材との間を確実に絶縁する必要がある。 2. Description of the Related Art A circuit device is known that includes a circuit structure that constitutes a power circuit and a heat dissipating member that is disposed on the circuit structure and that radiates heat generated from the circuit structure to the outside. The circuit structure and the heat dissipation member are bonded by an adhesive. Since the heat radiating member is usually made of a metal having excellent thermal conductivity, it is necessary to reliably insulate between the circuit component and the heat radiating member.
このため、回路構成体と放熱部材とを接着する際には、まず、放熱部材に接着剤を塗布して硬化させる。次に、硬化後の接着剤層の上に新たに接着剤を塗布し、この新たな接着剤の上に回路構成体を重ねることによって回路構成体と放熱部材とを接着する。このように、接着剤を二度塗りすることによって、絶縁のために必要な接着剤層の厚みを確保することができる(特許文献1参照)。 For this reason, when bonding a circuit structure and a heat radiating member, first, an adhesive is applied to the heat radiating member and cured. Next, an adhesive is newly applied on the cured adhesive layer, and the circuit component and the heat dissipation member are bonded to each other by superimposing the circuit component on the new adhesive. Thus, the thickness of the adhesive layer necessary for insulation can be ensured by applying the adhesive twice (see Patent Document 1).
上記のような構成では、接着剤を二度塗りする必要があるために製造工程が複雑化し、製造コストが増大する。 In the above configuration, since it is necessary to apply the adhesive twice, the manufacturing process becomes complicated and the manufacturing cost increases.
本明細書によって開示される回路装置は、電力回路を構成する回路構成体と、前記回路構成体に重ねて配置され、前記回路構成体からの熱を放熱する放熱部材と、前記回路構成体と前記放熱部材との間に介在して前記回路構成体と前記放熱部材とを接着する絶縁性の接着シートとを備える。 A circuit device disclosed in the present specification includes a circuit structure that constitutes a power circuit, a heat dissipating member that is disposed to overlap the circuit structure, and that dissipates heat from the circuit structure, and the circuit structure. And an insulating adhesive sheet that is interposed between the heat dissipation member and bonds the circuit component and the heat dissipation member.
上記の構成によれば、液状の接着剤と比較して厚さの管理が容易な接着シートを用いることにより、回路構成体と放熱部材との絶縁性を容易に確保できる。また、接着剤を二度塗りする構成と比較して、製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。 According to said structure, the insulation of a circuit structure and a heat radiating member is easily securable by using the adhesive sheet whose thickness management is easy compared with a liquid adhesive agent. Moreover, compared with the structure which coats an adhesive twice, a manufacturing process can be simplified and manufacturing cost can be reduced.
上記の構成において、前記回路構成体が、回路基板と、前記回路基板に重ねて配置されたバスバーとを備えていてもよい。 Said structure WHEREIN: The said circuit structure may be provided with the circuit board and the bus-bar arrange | positioned on the said circuit board.
上記の構成において、前記接着シートが、絶縁性の樹脂フィルムからなる基材と、前記基材の両面のそれぞれに重ねて配置された接着剤層とを備えていてもよい。
このような構成によれば、基材の存在によって絶縁性の確保がいっそう確実となる。
Said structure WHEREIN: The said adhesive sheet may be provided with the base material which consists of an insulating resin film, and the adhesive bond layer arrange | positioned on each of both surfaces of the said base material.
According to such a configuration, the insulation is further ensured by the presence of the base material.
上記の構成において、前記放熱部材が、熱伝導性を有するフィラーが分散された樹脂により構成されていてもよい。 Said structure WHEREIN: The said heat radiating member may be comprised with resin in which the filler which has heat conductivity was disperse | distributed.
本明細書によって開示される回路装置によれば、回路構成体と放熱部材との間の絶縁性を確保しつつ製造工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。 According to the circuit device disclosed by this specification, a manufacturing process can be simplified and manufacturing cost can be reduced, ensuring the insulation between a circuit structure and a heat radiating member.
実施形態を、図1〜図3を参照しつつ説明する。実施形態の電気接続箱1は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両において、バッテリと各種の車載電装品との間に配置され、バッテリ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。この電気接続箱1は、図1に示すように、回路装置10と、ケース50とを備えている。
The embodiment will be described with reference to FIGS. The electric connection box 1 of the embodiment is disposed between a battery and various in-vehicle electrical components in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and distributes and supplies power supplied from the battery to each electrical component, Control such as switching of the power supply is performed. As shown in FIG. 1, the electrical connection box 1 includes a
回路装置10は、図1および図2に示すように、回路構成体11と、この回路構成体11に重ねて配置されるヒートシンク30(放熱部材に該当)と、回路構成体11とヒートシンク30との間に介在して両者を接着する第2接着シート40(接着シートに該当)とを備えている。ケース50は、回路構成体11を覆う部材である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
回路構成体11は、回路基板12と、回路基板12の一面に第1接着シート14を介して接着された複数のバスバー16とを備えている。
The
回路基板12は、ガラス基材またはガラス不織布基材からなる絶縁板の一面に、プリント配線技術により形成された導電回路(図示せず)を有する一般的な構成を有している。複数のバスバー16のそれぞれは、導電性に優れた金属により形成された帯状の部材である。複数のバスバー16は、回路基板12の一面に、第1接着シート14を介して重ねて配置され、第1接着シート14によって回路基板12に接着されている。
The
回路構成体11には、半導体スイッチング素子20が実装されている。半導体スイッチング素子20は、FET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)であって、ハウジング21と、このハウジング21に設けられたドレイン端子22、ソース端子23およびゲート端子24を備えている。ドレイン端子22はハウジング21の下面に配置されている。また、ソース端子23およびゲート端子24は、ハウジング21の側面から突出している。
A
回路基板12は、半導体スイッチング素子20の搭載のための実装窓13を有している。実装窓13は、回路基板12の一面(バスバー16が配置されている面)から、その逆側の面まで貫通する矩形の開口部であって、その開口の大きさは、ハウジング21の外形よりも一回り大きい。また、第1接着シート14は、挿通窓15を有している。挿通窓15は、第1接着シート14において回路基板12が配されている面から、バスバー16が配されている面まで貫通する矩形の開口部であって、その開口の大きさは、実装窓13とほぼ等しい。挿通窓15は、実装窓13に位置合わせして配置されている。実装窓13および挿通窓15は、隣り合う2つのバスバー16にまたがる位置に配置されており、実装窓13および挿通窓15の内部に、2つのバスバー16の一部がそれぞれ露出している。以下、実装窓13および挿通窓15がまたがって配置されている2つのバスバー16のうち一方を「一のバスバー16A」、他方を「他のバスバー16B」という。
The
半導体スイッチング素子20は、それぞれ、実装窓13および挿通窓15の内側に配置されている。そして、実装窓13および挿通窓15の内側に露出している一のバスバー16Aの一部にドレイン端子22が、他のバスバー16Bの一部にソース端子23がそれぞれ接続されている。ゲート端子24は、回路基板12上の導電回路に接続されている。
The
なお、詳細には図示しないが、回路構成体11には、半導体スイッチング素子20を制御するための他の電子部品が併せて実装されている。
Although not shown in detail, the
ヒートシンク30は、熱伝導性の高いアルミニウム、アルミニウム合金等の金属によって構成された部材であって、基部31と、基部31から突出する複数の放熱フィン32とを備える。基部31は、回路装置10よりも一回り大きな矩形板状の部分である。複数の放熱フィン32のそれぞれは、基部31の一面から、基部31に対して垂直に突出する板状の部分であって、互いに平行に配されている。
The
第2接着シート40は、ヒートシンク30と回路構成体11とを接着するためのシートである。回路構成体11は、基部31の他面(放熱フィン32とは反対側の面)に、バスバー16が配置されている面を基部31に向けて、第2接着シート40を介して重ねて配置されており、第2接着シート40によって基部31と接着されている。この第2接着シート40は、バスバー16とヒートシンク30との間を絶縁するために、絶縁性であって、ある程度の厚み(例えば、バスバー16が打ち抜き加工によって形成される際に生じ得るバリによって突き破られない程度の厚み)を有している。好ましい第2接着シート40の例として、図3に示すような、ポリイミドフィルムなどの絶縁性の樹脂フィルムからなる基材41と、基材41の両面のそれぞれに配置された接着剤層42とを備えるシートを挙げることができる。なお、図1および図2では、第2接着シート40について、基材41と接着剤層42とを詳細に示さず、全体を概略的に示している。
The second
以上のように本実施形態によれば、回路装置10は、回路構成体11と、回路構成体11に重ねて配置され、回路構成体11からの熱を放熱するヒートシンク30と、回路構成体11とヒートシンク30との間に介在して回路構成体11とヒートシンク30とを接着する絶縁性の第2接着シート40とを備える。
As described above, according to the present embodiment, the
ここで、ヒートシンク30は、熱伝導性に優れた金属により構成されているため、回路構成体11とヒートシンク30との間を確実に絶縁する必要がある。
Here, since the
しかし、従来の、接着剤を用いて両者を接着する構成では、ヒートシンクに接着剤を塗布して回路構成体と接着する際に、回路構成体のヒートシンクへの押し付け力によって接着剤が外側に流れてしまうことによって、接着剤層が部分的に薄くなり、絶縁性が確保できなくなることが懸念された。これを回避するため、まず、ヒートシンクに接着剤を塗布して硬化させ、硬化後の接着剤の上に新たに接着剤を塗布し、この新たな接着剤の上に回路構成体を重ねることによって回路構成体と放熱部材とを接着していた。これにより、接着時における回路構成体のヒートシンクに対する押し付け力を多少大きめにしても、最初に硬化させた接着剤によって接着剤層の最低限の厚みを確保し、絶縁性を確保していた。しかし、このような二度塗りの構成を採用することによって、製造工程が複雑化していた。また、接着時に接着剤が外側に流れてしまうことを考慮して、接着剤をある程度厚く塗布する必要があるため、回路構成体からヒートシンクに熱が伝わりにくくなってしまうという問題があった。 However, in the conventional configuration in which both are bonded using an adhesive, when the adhesive is applied to the heat sink and bonded to the circuit component, the adhesive flows outward due to the pressing force of the circuit component on the heat sink. As a result, the adhesive layer becomes partially thin, and there is a concern that insulation cannot be secured. To avoid this, first apply an adhesive to the heat sink and cure it, then apply a new adhesive on the cured adhesive and overlay the circuit components on this new adhesive. The circuit structure and the heat radiating member were bonded. As a result, even if the pressing force of the circuit structure on the heat sink at the time of bonding is somewhat increased, the minimum thickness of the adhesive layer is ensured by the first cured adhesive to ensure insulation. However, the use of such a double coating configuration complicates the manufacturing process. In addition, in consideration of the fact that the adhesive flows to the outside during bonding, it is necessary to apply the adhesive to a certain degree of thickness, and thus there is a problem that heat is not easily transmitted from the circuit component to the heat sink.
これに対し、本実施形態の回路装置10は、絶縁性の第2接着シート40によって回路構成体11とヒートシンク30とを接着する構成を有している。液状の接着剤と比較して厚さの管理が容易な第2接着シート40を用いることにより、回路構成体11とヒートシンク30との絶縁性を容易かつ確実に確保できる。また、接着時に接着剤が外側に流れてしまうことを考慮する必要がないため、第2接着シート40を必要最低限の厚さとすることができ、回路構成体11からヒートシンク30に熱が伝わりにくくなってしまうことを回避できる。さらに、接着剤を二度塗りする構成と比較して、製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。
On the other hand, the
さらに、第2接着シート40が、絶縁性の樹脂フィルムからなる基材41と、基材41の両面のそれぞれに重ねて配置された接着剤層42とを備える。このような構成によれば、基材41の存在によって絶縁性の確保がいっそう確実となる。
Further, the
なお、このような構成は、ヒートシンク30がダイキャスト成形によって製造される場合に特に有効である。ヒートシンクの表面には、ダイキャスト成形の際に発生する気泡に起因して小さな凹みが生じる場合がある。ヒートシンクに接着剤を塗布して回路構成体と接着する方法では、接着剤を塗布する際にヒートシンクの表面の凹みの内部に接着剤が入り込むことで、接着剤層が部分的に薄くなり、絶縁性が確保できなくなるおそれがある。しかし、第2接着シート40によって接着を行う場合には、ヒートシンク30の表面の凹みの内部に第2接着シート40が入り込むといった事態が生じにくいので、絶縁性を確保することができる。
Such a configuration is particularly effective when the
<変形例>
変形例の回路装置60は、図4に示すように、放熱部材として、ヒートシンク30に代えて、熱伝導性を有する樹脂板61を用いている点で、実施形態と異なる。樹脂板61は、熱伝導性を有するフィラー63が分散された樹脂62により構成される板状の部材である。樹脂板61は、実施形態のヒートシンク30と同様に、第2接着シート40を介して回路構成体11に接着されている。
<Modification>
As shown in FIG. 4, the
特に、フィラー63が金属やカーボンなどのように、導電性を有する材料によって構成されている場合には、樹脂板61と回路構成体11との間の絶縁性を確保することが重要となってくる。そこで、本変形例においても、実施形態と同様に、樹脂板61が第2接着シート40を介して回路構成体11に接着される構成を採用している。このような構成によれば、実施形態と同様に、回路構成体11と樹脂板61との間の絶縁性を確保しつつ、製造工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。
なお、本変形例において、実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
In particular, when the
Note that in this modification, the same components as those in the embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
<他の実施形態>
本明細書によって開示される技術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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
(1)上記実施形態および変形例では、第2接着シート40が、基材41と接着剤層42とを備えていたが、接着シートの構成は上記実施形態の限りではなく、例えばプリプレグであってもよい。
<Other embodiments>
The technology disclosed in the present specification is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings, and includes, for example, the following various aspects.
(1) In the above embodiment and the modification, the
(2)接着シートを構成する接着剤層は、熱伝導性の高いものであることが好ましく、具体的には、例えば高放熱性のフィラーを樹脂に混合した接着剤により構成されていてもよい。 (2) The adhesive layer constituting the adhesive sheet is preferably one having high thermal conductivity. Specifically, for example, the adhesive layer may be constituted by an adhesive in which a high heat dissipation filler is mixed with a resin. .
10、60:回路装置
11:回路構成体
12:回路基板
16:バスバー
30:ヒートシンク(放熱部材)
40:第2接着シート(接着シート)
41:基材
42:接着剤層
61:樹脂板(放熱部材)
62:樹脂
63:フィラー
10, 60: circuit device 11: circuit structure 12: circuit board 16: bus bar 30: heat sink (heat dissipation member)
40: Second adhesive sheet (adhesive sheet)
41: Base material 42: Adhesive layer 61: Resin plate (heat dissipation member)
62: Resin 63: Filler
Claims (4)
前記回路構成体に重ねて配置され、前記回路構成体からの熱を放熱する放熱部材と、
前記回路構成体と前記放熱部材との間に介在して前記回路構成体と前記放熱部材とを接着する絶縁性の接着シートとを備える回路装置。 A circuit structure constituting a power circuit;
A heat dissipating member that is disposed over the circuit structure and dissipates heat from the circuit structure;
A circuit device comprising an insulating adhesive sheet that is interposed between the circuit structure and the heat dissipation member and bonds the circuit structure and the heat dissipation member.
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