JP2018107326A - Circuit structure and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路構成体およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a circuit structure and a manufacturing method thereof.
従来より、バスバーに回路基板およびスイッチング素子(例えばFET等)の電子部品を実装した回路構成体が知られている。詳しくは、平板形状の複数のバスバーが同一平面に配され、それぞれの一面側に露出面を残しつつ1枚の回路基板を絶縁性の接着材料により固着されている。そして、電子部品のうち、本体は第1のバスバーの露出面に固定され、ドレイン端子も同じく第1のバスバーに接続される一方、ソース端子は第2のバスバーの露出面に、ゲート端子は回路基板上に形成された導電パターンに、それぞれ接続されている。すなわち、スイッチング素子は2本のバスバー間を跨いで接続されているとともに、第2のバスバーと回路基板とを跨いで接続されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a circuit structure in which electronic components such as a circuit board and a switching element (for example, an FET) are mounted on a bus bar is known. Specifically, a plurality of flat-shaped bus bars are arranged on the same plane, and one circuit board is fixed by an insulating adhesive material while leaving an exposed surface on one side of each. Of the electronic components, the main body is fixed to the exposed surface of the first bus bar, the drain terminal is also connected to the first bus bar, the source terminal is connected to the exposed surface of the second bus bar, and the gate terminal is a circuit. Each is connected to a conductive pattern formed on the substrate. That is, the switching element is connected across the two bus bars and is connected across the second bus bar and the circuit board.
このような回路構成体においては、第2のバスバーの高さ位置と回路基板上の導電パターンの高さ位置とが必然的に段違いとなるため、これを跨ぐように各端子の接続作業を行うことが難しく、例えば一方の端子について接続作業を行っている間にもう一方の位置がずれてしまうなどして、接合不良を起こしやすい。 In such a circuit structure, since the height position of the second bus bar and the height position of the conductive pattern on the circuit board are inevitably different, the connection operation of each terminal is performed so as to straddle this. For example, it is difficult to cause a bonding failure by shifting the position of the other terminal while the connection work is being performed on one terminal.
そこで例えば特許文献1においては、第2のバスバーに突部を設けてソース端子の接続箇所とすることで、導電パターンの高さ位置との段違いを解消している。 Therefore, for example, in Patent Document 1, the difference from the height position of the conductive pattern is eliminated by providing a projecting portion on the second bus bar to be a connection portion of the source terminal.
ところが近年においては、スイッチング素子の小型化に伴い、ソース端子が短小化される傾向にあり、2本のバスバー間を跨がせることが困難となってきている。これに対応するためには、各バスバーの配置間隔を狭くする(すなわちソース端子のバスバー間における跨り幅を減らす)ことが考えられる。しかしこの場合、回路構成体の使用中における振動等により、バスバー同士が接触し短絡をおこすおそれがある。 However, in recent years, with the miniaturization of switching elements, the source terminals tend to be shortened, and it has become difficult to straddle between two bus bars. In order to cope with this, it is conceivable to reduce the arrangement interval of the bus bars (that is, to reduce the span width between the bus bars of the source terminals). However, in this case, there is a possibility that the bus bars come into contact with each other due to vibration during use of the circuit structure, causing a short circuit.
したがって、電子部品の小型化に対応するため、バスバー間の狭ピッチ化を実現しつつ、いかにバスバー間の短絡を防止するかが課題であった。 Therefore, in order to cope with the downsizing of electronic components, there has been a problem of how to prevent a short circuit between bus bars while realizing a narrow pitch between bus bars.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電子部品の小型化に対応しつつバスバー間を確実に絶縁することのできる回路構成体を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a circuit structure that can reliably insulate between bus bars while corresponding to downsizing of electronic components.
本発明は、複数のバスバーを横並びにしてなるバスバー群と、前記バスバー群に重ねて配された回路基板と、前記複数のバスバー間及び前記回路基板に跨がって接続される電子部品とを備えた回路構成体において、前記バスバー群には前記回路基板の前記電子部品を接続する接続面とほぼ同一の高さまで突出する複数の突部が設けられ、前記電子部品は前記複数の突部及び前記回路基板に接続され、前記バスバー相互及び前記回路基板は互いに樹脂により固められた状態にある点に特徴を有する。 The present invention includes a bus bar group in which a plurality of bus bars are arranged side by side, a circuit board arranged so as to overlap the bus bar group, and an electronic component connected between the plurality of bus bars and across the circuit board. In the circuit structure provided, the bus bar group is provided with a plurality of protrusions that protrude to substantially the same height as a connection surface that connects the electronic components of the circuit board, and the electronic components include the plurality of protrusions and Connected to the circuit board, the bus bars and the circuit board are fixed to each other by a resin.
この構成によれば、電子部品の端子の接続先である回路基板と複数のバスバーの複数の突部とがほぼ同じ高さに配されるので、接続作業が容易になって、接続不良を軽減することができる。また、バスバー間が樹脂により絶縁されているので、複数のバスバーの間隔を狭くすることができ、電子部品の端子の短小化に対応することができる。 According to this configuration, the circuit board, which is the connection destination of the terminals of the electronic component, and the plurality of protrusions of the plurality of bus bars are arranged at substantially the same height, so that the connection work becomes easy and connection defects are reduced. can do. In addition, since the bus bars are insulated from each other by the resin, the interval between the plurality of bus bars can be reduced, and the terminal of the electronic component can be shortened.
本発明の端子金具に係る実施態様として、次の構成が好ましい。 As an embodiment according to the terminal fitting of the present invention, the following configuration is preferable.
前記バスバー群には前記複数の突部が並んで設けられ、前記複数の突部の間には前記樹脂が充填状態にある。 The bus bar group is provided with the plurality of protrusions side by side, and the resin is filled between the plurality of protrusions.
この構成によれば、複数の突部の間も樹脂が介在するため、バスバー間をより確実に絶縁することができる。 According to this configuration, since the resin is interposed between the plurality of protrusions, the bus bars can be more reliably insulated.
複数のバスバーを横並びにしてなるバスバー群と、前記バスバー群に重ねて配された回路基板と、前記複数のバスバー間及び前記回路基板に跨がって接続される電子部品とを備えた回路構成体の製造方法であって、前記回路基板の前記電子部品を接続する接続面とほぼ同一の高さまで突出する複数の突部を有するバスバー群を形成する工程と、前記突部が前記回路基板のうち前記電子部品を接続する面と略同一高さにおいて露出するように前記バスバー群の上に前記回路基板を配置する工程と、成形型の内面が前記突部と前記回路基板に接するようにしてインサート成形を行うことで、前記バスバー群および前記回路基板を樹脂により一体化する工程と、を備える。 A circuit configuration comprising a bus bar group in which a plurality of bus bars are arranged side by side, a circuit board arranged to overlap the bus bar group, and an electronic component connected between the plurality of bus bars and across the circuit board Forming a bus bar group having a plurality of protrusions protruding to substantially the same height as a connection surface connecting the electronic components of the circuit board; and the protrusions of the circuit board A step of arranging the circuit board on the bus bar group so as to be exposed at substantially the same height as a surface to which the electronic component is connected, and an inner surface of the molding die being in contact with the protrusion and the circuit board. And a step of integrating the bus bar group and the circuit board with resin by performing insert molding.
この構成によれば、インサート成形により、バスバーと回路基板を一体化させるとともにバスバー間の間隙を樹脂で埋めることができるので、バスバーと回路基板との間の接着層を不要としつつ、両部材間を確実に絶縁させることができる。 According to this configuration, the bus bar and the circuit board can be integrated by insert molding, and the gap between the bus bars can be filled with the resin, so that an adhesive layer between the bus bar and the circuit board is not necessary, and between the two members. Can be reliably insulated.
本発明によれば、電子部品の小型化に対応しつつバスバー間を確実に絶縁することのできる回路構成体を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the circuit structure body which can be insulated reliably between bus bars can be provided, respond | corresponding to size reduction of an electronic component.
<実施形態>
本発明の実施形態を図1〜図7を参照しつつ説明する。
<Embodiment>
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態における図1の回路構成体1は、バッテリー等の電源(図示せず)と、ヘッドランプ、ワイパー等の車載電装品(図示せず)との間に接続されて、各種車載電装品への電力の供給及び供給電力の制御等を行うものである。なお、以下の説明においては、図1のY方向を前方、X方向を左方、Z方向を上方とする。 1 in the present embodiment is connected between a power source (not shown) such as a battery and in-vehicle electrical components (not shown) such as a headlamp and a wiper, and various in-vehicle electrical components. Power supply and control of the power supply. In the following description, the Y direction in FIG. 1 is the front, the X direction is the left, and the Z direction is the upper.
回路構成体1は、図1に示すように、絶縁性の樹脂40で一体成形された回路基板20およびバスバー群31に、電子部品50を実装して構成されている。
As shown in FIG. 1, the circuit structure 1 is configured by mounting an
回路構成体1は周囲が樹脂枠40Aで囲まれた扁平な矩形状をなし、前端縁部からバスバー群31が突出している。本体部51の上面は平坦面となっており、回路基板20の上面が露出するとともに、第一突部32Aの上面および第二突部32Bの上面が露出している。この第一突部32Aおよび第二突部32Bはそれぞれ第一バスバー31Aおよび第二バスバー31Bを上方に向けて突出形成したもので、回路基板20を貫通して設けられた逃がし孔部21に嵌め込んで配されている。第一突部32A、第二突部32B、および逃がし孔部21の各間隙は、樹脂40Bで埋められている。
The circuit structure 1 has a flat rectangular shape surrounded by a
そして、電子部品50は第一突部32A上に配されるとともに、3種類の端子が、それぞれ第一突部32A、第二突部32B、および回路基板20上面に露出する端子接続部22に接続されている。
The
回路基板20は、図2に示すように、全体として略長方形の板形状をなし、上面が制御回路に応じて多数の導電パターン(図示省略)が形成された接続面20Aとなっている。なお導電パターンの上面高さとおよび基板面の高さは厳密には異なるが、その差は本実施形態における回路構成体1の製造工程には影響しない程度であるため、以下においては単に接続面20Aとして説明する。
As shown in FIG. 2, the
回路基板20の接続面20Aのうち後部寄りの領域には、逃がし孔部21が上下に貫通して設けられている。逃がし孔部21は、比較的大きな略長方形状の後方孔21Aと比較的小さな略長方形の前方孔21Bとを前後に連ねた形状となっている。端子接続部22はこの後方孔21Aの開口前端縁部に沿って並んで設けられ、導電パターンと接続されている。
An
なお、回路基板20のうち対角線上の2隅にはそれぞれ、樹脂充填孔23が上下に貫通して設けられている。
In addition,
また、回路構成体1の製造工程前の状態においては、回路基板20の左右端縁部の一部と連続して、前後に延びる帯状の支持部24が設けられている。回路基板20と支持部24とを連続させる部分には、前後方向に沿って切り離し溝部25が設けられている。また、各支持部24には互いに前後にずらした位置に位置合わせ孔26が設けられている。
Further, in a state before the manufacturing process of the circuit structure 1, a belt-
バスバー群31は、図3に示すように、複数のバスバー31A〜31Cを備え、一枚の金属板30の四辺を支持枠33として残しつつ、その内側を所定の形状に切り残して形成される。回路構成体1の製造前の状態においては、バスバー群31は各バスバー31A〜31Cが支持枠33の内側で互いに間隙を設けつつ横並びに配されるとともに連結部34を介して支持枠33に連結され、全体として一枚の金属板30形状を保っている。なお、支持枠33のうち左右枠部(回路基板20の位置合わせ孔26に対応する位置)には、支持枠孔35が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
バスバー群31のうち第一バスバー31Aは、前後方向に沿って延びつつ後端部が左右に比較的幅広に延出するT字形状となっている。そして、その左右に延出した部分が金属板30の板面よりも一段高くなるように上方へ突出されて、前述の第一突部32Aとなっている。第一突部32Aの突出高さは、回路基板20の厚み程度となっている。
The
また、各第一突部32Aの手前側には上面視で間隙を設けつつ第二バスバー31Bが配され、その後端部のうち右側の領域が金属板30に板面よりも一段高くなるように上方へ突出されて、前述の第二突部32Bとなっている。第二突部32Bの突出高さは、回路基板20の厚み程度となっている。
Further, the
金属板30の支持枠33内にはさらに、回路基板20に電力を供給するための複数の制御電力用バスバー31Cが、各々間隙を設けつつ配されている。第一バスバー31A、各第二バスバー31B、および各制御電力用バスバー31Cは前方に向かって延出され、それぞれ前端部が雄型端子部38となっている。補強板部には樹脂連通孔39が設けられている。
In the
本実施形態の電子部品50は半導体スイッチング素子であり、図4に示すように、略直方体状の本体部51と、本体から突出ないし延出するドレイン端子52、ソース端子53、およびゲート端子54、を備えている。これら各端子の先端部下面は本体部51の下面と同一平面上に揃えられており、これにより電子部品50が平坦面に載置されたときに自ずから各載置先の面に接触するようになっている。なお、ドレイン端子52は接続先の導電体に電子部品50を固定するための固定部材を兼ねている。
The
次に本実施形態にかかる回路構成体1の製造方法を、図5〜7を参照しつつ説明する。 Next, the manufacturing method of the circuit structure 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、上述のように支持枠33にバスバー群31を支持して構成される金属板30の上に回路基板20を重ねる。そして、第一突部32Aおよび第二突部32Bをそれぞれ回路基板20の後方孔21Aおよび前方孔21Bに嵌め込むとともに、金属板30の支持枠33に設けられた支持枠孔35を回路基板20の位置合わせ孔26に位置合わせする(図5)。
First, the
そして、図6に示すように、互いに位置合わせされた回路基板20と金属板30を、図示しない樹脂40成形機に取り付けられた金型60の上型61と下型62との間にセットし、射出成形を行う。なお、金型60のうち上型61の内面61Aは凹凸のない平坦面とされている。
Then, as shown in FIG. 6, the
射出成形においては、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂40を注入する。すると、注入されたPPS樹脂40は図示しない経路を通って、回路基板20とバスバー群31との間隙やそれらの周囲に金型60により画定された空洞部に充填されるとともに、回路基板20の樹脂充填孔23および金属板30(補強板)の樹脂連通孔39に充填される。
In injection molding, polyphenylene sulfide (PPS)
また、PPS樹脂40は回路基板20の逃がし孔部21にも流入し、そこに嵌め込まれた第一突部32Aと第二突部32Bとの間隙に充填されるとともに、第一突部32Aおよび第二突部32Bと逃がし孔部21との間隙に充填される。このとき、第一突部32Aの上面、第二突部32Bの上面,および回路基板20の上面がほぼ同じ高さとなっているところに、上型61の平坦な内面61Aが押しつけられているため、PPS樹脂40も、第一突部32Aの上面、第二突部32Bの上面,および回路基板20の上面と同じ高さまで充填される。
The
そして、PPS樹脂40が硬化した後、図7に示すように樹脂40により固められて一体となった回路基板20と金属板30を金型60から取り外し、金属板30の支持枠33および連結部34、ならびに回路基板20の支持部24、を切り落とす。これにより、回路基板20とバスバー群31との一体成型品が得られる。
Then, after the
そして、回路基板20の接続面20Aにおいて露出している端子接続部22、および接続面20Aとほぼ同じ高さまで突出している第一突部32Aおよび第二突部32Bに対し、電子部品50のゲート端子54、ドレイン端子52、およびソース端子53をそれぞれはんだ付けする。これにより、電子部品50が第一バスバー31A、第二バスバー31B、及び端子接続部22に跨がって接続され、図1に示す回路構成体1が完成される。
Then, the gate of the
本実施形態の回路構成体1によれば、各バスバー31は間隙が樹脂40で埋められて互いから確実に絶縁されているので、バスバー31の配置間隔を狭くすることができる。
According to the circuit configuration body 1 of the present embodiment, since the bus bars 31 are filled with the
また基板ユニットの接続面20Aと第一突部32Aおよび第二突部32Bとをほぼ同じ高さとしているので、インサート成形を行う際に用いる金型60のうち上型61の内面61Aを平坦面とすることができる。これにより金型60の製造コストを削減することができ、電子部品50の実装位置変更などの設計変更にも容易に対応することができる。
Further, since the connecting
また、電子部品50の各端子の下面が本体部51とほぼ同一の平面上に揃えられ、かつ各端子の接続先である第一突部32A,第二突部32B、および回路基板20上の接続部が同じ高さ位置となっているので、実装作業を行う際、電子部品50の本体部51を各接続先の上に載置すると、各端子が自ずから各接続先に接触する。したがって、例えば各端子を異なる高さの接続先に載置する場合と比較して電子部品50の姿勢が安定し、実装作業が容易となって、位置ずれによる接続不良を起こしにくい。
In addition, the lower surface of each terminal of the
<変形例>
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、例えば次のような変形例も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Modification>
The present invention is not limited to the embodiment described with reference to the above description and drawings, and for example, the following modifications are also included in the technical scope of the present invention.
(1)上記実施形態においては回路構成体1の上面の全体を平坦面としたが、これに限らず、例えば樹脂枠部40Aに凹部を設けたり、または第一突部32Aおよび第二突部32Bよりもその周囲の樹脂40の高さを低くしたりして、樹脂量を減らすようにしてもよい。要は、第一突部32Aおよび第二突部32Bと、端子接続部22と、が同じ高さ位置に配されつつ、各バスバー間が確実に絶縁されていればよい。
(1) In the above embodiment, the entire upper surface of the circuit structure 1 is a flat surface. However, the present invention is not limited to this. For example, the
(2)上記実施形態においては電子部品50をスイッチング素子としたが、これに限らず、メカリレーやIGBTであってもよい。例えば、メカリレーとする場合には、例えば本体部51を二本のバスバーを跨ぐようにして配すればよい。
(2) In the above embodiment, the
(3)上記実施形態においては、基板ユニットは金型60に樹脂40を注入する射出成形により成形し、その際注入する樹脂40としてPPS樹脂40を用いているが、成形方法や注入樹脂はこれに限らない。例えば、他の熱硬化性樹脂や他の熱可塑性樹脂等を採用し、トランスファー成形等を採用してもよい。要は回路基板20とバスバー群31とを一体化させつつ、バスバー(突部)間を絶縁できればよい。
(3) In the above embodiment, the substrate unit is molded by injection molding in which the
1 回路構成体
20 回路基板
20A 接続面
21 逃がし孔部
22 端子接続部
24 支持部
30 金属板
31A 第一バスバー
31B 第二バスバー
32A 第一突部
32A 第二突部
40 樹脂
50 電子部品
52 ドレイン端子
53 ソース端子
54 ゲート端子
60 金型
61A 内面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記バスバー群には前記回路基板の前記電子部品を接続する接続面とほぼ同一の高さまで突出する複数の突部が設けられ、前記電子部品は前記複数の突部及び前記回路基板に接続され、前記バスバー相互及び前記回路基板は互いに樹脂により固められた状態にある、回路構成体。 A circuit configuration comprising a bus bar group in which a plurality of bus bars are arranged side by side, a circuit board arranged to overlap the bus bar group, and an electronic component connected between the plurality of bus bars and across the circuit board In the body,
The bus bar group is provided with a plurality of protrusions that protrude to substantially the same height as a connection surface that connects the electronic components of the circuit board, and the electronic components are connected to the plurality of protrusions and the circuit board, A circuit structure in which the bus bars and the circuit board are fixed to each other by a resin.
前記回路基板の前記電子部品を接続する接続面とほぼ同一の高さまで突出する複数の突部を有するバスバー群を形成する工程と、
前記突部が前記回路基板のうち前記電子部品を接続する面と略同一高さにおいて露出するように前記バスバー群の上に前記回路基板を配置する工程と、
成形型の内面が前記突部と前記回路基板に接するようにしてインサート成形を行うことで、前記バスバー群および前記回路基板を樹脂により一体化する工程と、
を備える、回路構成体の製造方法。 A circuit configuration comprising a bus bar group in which a plurality of bus bars are arranged side by side, a circuit board arranged to overlap the bus bar group, and an electronic component connected between the plurality of bus bars and across the circuit board A method for manufacturing a body,
Forming a bus bar group having a plurality of protrusions protruding to substantially the same height as a connection surface connecting the electronic components of the circuit board;
Disposing the circuit board on the bus bar group so that the protrusion is exposed at substantially the same height as a surface of the circuit board to which the electronic component is connected;
A step of integrating the bus bar group and the circuit board with a resin by performing insert molding so that the inner surface of the molding die is in contact with the protrusion and the circuit board;
A method for manufacturing a circuit structure comprising:
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