JP2018182147A - 金属部材付き基板、回路構成体及び電気接続箱 - Google Patents
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Abstract
Description
上記構成によれば、金属部材の軸部とプリント基板の貫通孔の内壁とは導電性の接合材で接合されるため、例えば、圧入のみにより金属部材の軸部とプリント基板の貫通孔の内壁とを接続する構成と比較して、必ずしも高い寸法精度が必要ないため、製造コストを低減することができる。
前記貫通孔内に挿通された状態の前記軸部における前記頭部側とは反対側の端面は、前記プリント基板における電子部品が実装される前記導電路の表面と同じ高さに形成されている。
このようにすれば、基板の導電路における電子部品が実装される面と軸部の端面との間の段差が抑制されることにより、プリント基板上における電子部品の傾き等が生じにくくなり、電子部品の実装不良を低減することができる。
このようにすれば、接合材の接触面積が大きくなるため、基板と金属部材との間の固着力を高めつつ、電気抵抗を小さくすることができる。
このようにすれば、貫通孔の孔壁に圧入可能な圧入部を有することにより、金属部材を取付ける際に軸部を貫通孔の孔壁に係止させた状態とすることが可能になるため、接合材で接合する作業を容易に行うことができ、製造コストを低減することができる。また、非圧入部を有することにより、軸部の外周の全面を貫通孔の孔壁に圧入する構成と比較して、高い寸法精度が必要ないため、製造コストを低減することができる。
このようにすれば、電子部品の熱を放熱部材により放熱させることができるとともに、スペーサ部により、基板の貫通孔に対する金属部材の軸部の挿通深さの位置合わせを適切に行うことができる。
このようにすれば、スペーサ部を放熱部材とは別体で設ける場合と比較して部品点数を少なくすることができる。
実施形態1について、図1〜図6を参照しつつ説明する。
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。この電気接続箱10は任意の向きで配置することができるが、以下では、説明上、図3のX方向を前方、図1のY方向を左方、Z方向を上方として説明する。
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を覆うケース11とを備えている。ケース11は、下方側が開口する箱形であって、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製又は合成樹脂製とされている。
回路構成体20は、金属部材付き基板21と、金属部材付き基板21の下に配され、金属部材付き基板21の熱を外部に放熱する放熱部材40とを備える。
(金属部材付き基板21)
金属部材付き基板21は、プリント基板22と、プリント基板22の貫通孔25に取付けられる金属部材30とを備える。
(プリント基板22)
プリント基板22は、導電路24の厚みが大きく、比較的大きな電流を導電路24に通電することが可能な厚銅基板であって、絶縁材料からなる絶縁板23にプリント配線技術により銅等の金属からなる導電路24が絶縁板23の上面及び下面に形成されている。プリント基板22には、貫通孔25が上下方向(板厚方向)に貫通形成されている。貫通孔25は、本実施形態では、真円形状とされているが、これに限られず、例えば、楕円形状、長円形状、多角形状等としてもよい。なお、本実施形態では、貫通孔25の孔壁には導電路が形成されておらず、後述する導電性の接合材35により、プリント基板22の上面や下面の導電路24間が電気的に接続されているが、これに限られず、例えば貫通孔25の孔壁の全体に銅箔等により導電路を形成し、プリント基板22の上面や下面の導電路24が貫通孔25の孔壁の導電路により電気的に接続されるようにしてもよい。
金属部材30は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス鋼等の金属からなり、図4,図5に示すように、貫通孔25に挿通される円柱状の軸部31と、軸部31から段差状に張り出す角柱状の頭部32とを有する。本実施形態では、金属部材30としてリベットが用いられている。軸部31は、平断面が真円形状であって、図3に示すように、貫通孔25の孔径A1よりも小さい直径B1を有しており、貫通孔25に軸部31が挿通されると、軸部31の外周面と貫通孔25の孔壁との間には、接合材35としての半田が配される隙間G1が形成されている。
放熱部材40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、図1に示すように、平坦な上面40A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41を有している。放熱部材40の上面40Aには、上方に突出する複数のスペーサ部42が設けられている。複数のスペーサ部42は、放熱部材40の上面における周縁部寄りに設けられており、プリント基板22の外周縁部が載置されてプリント基板22を支持することにより、プリント基板22の下面と放熱部材40の上面40Aとの間の所定の間隔(頭部32の厚みと伝熱材36の厚みを加えた寸法)を保持する。なお、スペーサ部42に接触するプリント基板22の下面に導電路24が形成されている場合には、スペーサ部42の上面には、絶縁性の接着剤等からなる絶縁層が形成され、プリント基板22とスペーサ部42との間を絶縁する。放熱部材40と金属部材付き基板21とを図示しないネジ等の固定手段により固定することで回路構成体20が形成され、回路構成体20にケース11を被せることにより電気接続箱10(図1)が形成される。
金属部材付き基板21は、貫通孔25を有するプリント基板22と、貫通孔25内に挿通される軸部31と貫通孔25の孔径A1よりも大きい径B2を有して貫通孔25外に配される頭部32とを有する金属部材30と、軸部31と貫通孔25の内壁とを接合する導電性の接合材35と、を備える。
本実施形態によれば、金属部材30の軸部31とプリント基板22の貫通孔25の内壁とは導電性の接合材35で接合されるため、例えば、圧入のみにより金属部材30の軸部31とプリント基板22の貫通孔25の内壁とを接続する構成と比較して、必ずしも高い寸法精度が必要ないため、製造コストを低減することができる。また、金属部材30は、貫通孔25の孔径A1よりも大きい径B2を有する頭部32を有するため、軸部31の貫通孔25への挿通方向の位置合わせを容易に行うことが可能になる。更に、頭部32を有することにより、頭部32がない場合と比較して金属部材30の熱容量を高めることができ、放熱性を向上させることが可能になる。
このようにすれば、プリント基板22の導電路24と軸部31の端面31Aとの間の段差が抑制されるため、プリント基板22上における電子部品27の傾き等が生じにくくなり、電子部品27の実装不良を低減することができる。
このようにすれば、接合材35の接触面積が大きくなるため、プリント基板22と金属部材30との間の固着力を高めつつ、電気抵抗を小さくすることができる。また、プリント基板22の下面(頭部32に対向する面)の導電路24と頭部32とを接合材35により電気的に接続することができる。
このようにすれば、電子部品27の熱を放熱部材40により放熱することができるとともに、スペーサ部42により、金属部材30の軸部31の貫通孔25への挿通深さの位置合わせを適切に行うことができる。
このようにすれば、スペーサ部42を放熱部材40とは別体で設ける場合と比較して部品点数を少なくすることができる。
次に、実施形態2を図7〜図10を参照して説明する。実施形態1の金属部材30の頭部32は、矩形状であったが、実施形態2は、図8に示すように、金属部材50の頭部52を円形状とするものである。他の構成は、上記実施形態と同一であるため、以下では、実施形態1と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態3について、図11〜図14を参照して説明する。上記実施形態では、金属部材30の軸部31の平断面は真円形状であったが、実施形態3では、金属部材60の軸部61が非円形状とされるものである。他の構成は、上記実施形態と同一であるため、以下では、上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態4について、図15,図16を参照して説明する。上記実施形態では、プリント基板22の下に放熱部材40が重ねられていたが、実施形態4の電気接続箱70は、金属部材付き基板21の下に放熱部材40が重ねられておらず、金属部材付き基板21は、支持部材71に下側から支持された状態でケース80に収容されている。支持部材71は、合成樹脂製又は金属製のフレームであって、プリント基板22の周縁部が載置される載置部72と、ケース80側に突出してケース80に係止される被係止部73とを有する。ケース80は、金属製又は合成樹脂製であって、アッパーケース81とロアケース82とを有し、被係止部73が挿通されて係止される係止部84が貫通形成されている。
実施形態5について、図17,図18を参照して説明する。実施形態1〜3では、プリント基板22と頭部32との間には接合材35が配される隙間G2が形成されていたが、図17,図18の金属部材90の軸部91は、実施形態1〜3の軸部31よりも短くされており、頭部32の上面32Aがプリント基板22の下面の導電路24に当接するものである。他の構成は、上記実施形態と同一であるため、以下では、上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
本明細書に記載された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、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
(1)電子部品27は、本体27Aの底面に端子27Bが配されるものとしたが、これに限られず、例えば、本体27Aの側面等から端子27Bが突出してプリント基板22の導電路24や金属部材30に半田付けされる構成としてもよい。
(3)実施形態3では、金属部材60の軸部31は、断面が略三角形状としたが、これに限られず、三角形以外の多角形とし、多角形の角部が貫通孔25の孔壁に圧入される圧入部としてもよい。また、楕円形や長円形状等の長径と短径とを有する軸部として、周方向の位置に応じて直径の異なる形状としてもよい。
(5)金属部材30はリベットとしたが、これに限られず、例えば、軸部にネジ部が形成されたネジとしてもよい。
11,80: ケース
20: 回路構成体
21: 金属部材付き基板
22: プリント基板
23: 絶縁板
24: 導電路
25: 貫通孔
27: 電子部品
30,50,60: 金属部材
30: 金属部材
31,61: 軸部
31A: 端面
32,52: 頭部
32A,52A: 上面
35: 接合材
36: 放熱グリス
40: 放熱部材
42: スペーサ部
62: 圧入部
63: 非圧入部
A1: 貫通孔の孔径
B1: 軸部の径
B2: 頭部の径
B3: 頭部の径
G1,G2,G3: 隙間
Claims (7)
- 貫通孔を有するプリント基板と、
前記貫通孔内に挿通される軸部と前記貫通孔の孔径よりも大きい径を有して前記貫通孔外に配される頭部とを有する金属部材と、
前記軸部と前記貫通孔の内壁とを接合する導電性の接合材と、を備える金属部材付き基板。 - 前記貫通孔内に挿通された状態の前記軸部における前記頭部側とは反対側の端面は、前記プリント基板における電子部品が実装される導電路の表面と同じ高さに形成されている請求項1に記載の金属部材付き基板。
- 前記接合材は、前記プリント基板における前記頭部に対向する面と前記金属部材の前記頭部とを接合する請求項1又は請求項2に記載の金属部材付き基板。
- 前記軸部の外周は、前記貫通孔の孔壁に圧入される圧入部と、前記貫通孔の孔壁に対向して配され、前記孔壁に圧入されない非圧入部と、を有する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の金属部材付き基板。
- 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の金属部材付き基板と、
前記軸部における前記頭部側とは反対側の端面に接続される電子部品と、
前記金属部材付き基板に重ねられる放熱部材と、を備え、
前記プリント基板と前記放熱部材との間隔を保持するスペーサ部を備える、回路構成体。 - 前記スペーサ部は、前記放熱部材と一体に設けられている、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金属部材付き基板と、前記金属部材付き基板を覆うケースとを備える電気接続箱。
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