JP2022012428A5

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Publication number: JP2022012428A5
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Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2040-07-01

Description

（１）第１バスバーと、第２バスバーと、前記第１バスバー及び前記第２バスバーの間に位置する絶縁部分を含む絶縁部材と、前記第１バスバーの一方の主面、前記第２バスバーの一方の主面及び前記絶縁部分の上に設けられた第１配線基板と、前記第１配線基板上に設けられた第１電子部品とを備え、前記第１電子部品は、前記第１バスバーに電気的に接続され、前記第１配線基板に接合された第１接続端子と、前記第２バスバーに電気的に接続され、前記第１配線基板に接合された第２接続端子とを有する。本開示によると、第１バスバーに電気的に接続された第１接続端子と、第２バスバーに電気的に接続された第２接続端子とがともに第１配線基板に接合されている。これにより、周囲温度の変化により第１バスバー、第２バスバー及びそれらの間の絶縁部分が変形した場合であっても、第１接続端子及び第２接続端子の接合部分は、第１バスバー、第２バスバー及び絶縁部分の変形の影響を受けにくくなる。よって、第１接続端子及び第２接続端子の接合部分に応力が発生しにくくなる。その結果、電子部品の接続端子の接合部分の信頼性を向上させることができる。

（７）前記第１バスバーの他方の主面、前記第２バスバーの他方の主面及び前記絶縁部分の上に設けられた第２配線基板と、前記第２配線基板上に設けられた第２電子部品とを備え、前記第２電子部品は、前記第１バスバーに電気的に接続され、前記第２配線基板に接合された第３接続端子と、前記第２バスバーに電気的に接続され、前記第２配線基板に接合された第４接続端子とを有してもよい。この場合、第１バスバーに電気的に接続された第３接続端子と、第２バスバーに電気的に接続された第４接続端子とがともに第２配線基板に接合されている。これにより、周囲温度の変化により第１バスバー、第２バスバー及びそれらの間の絶縁部分が変形した場合であっても、第３接続端子及び第４接続端子の接合部分は、第１バスバー、第２バスバー及び絶縁部分の変形の影響を受けにくくなる。よって、第３接続端子及び第４接続端子の接合部分に応力が発生しにくくなる。さらに、バスバーの両主面上に電子部品が位置することから、回路構成体の平面サイズを小さくすることができる。

入力側バスバー２（単にバスバー２という）、出力側バスバー３（単にバスバー３という）及び中継バスバー４（単にバスバー４という）のそれぞれは導電部材である。各電子部品６は例えばスイッチング素子である。電子部品６は例えばＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。ＭＯＳＦＥＴは、半導体スイッチング素子の一種である。電子部品６は、例えば、ドレイン端子と、ソース端子と、ゲート端子とを備える。ドレイン端子、ソース端子及びゲート端子のそれぞれは接続端子ともいえる。以後、電子部品６をＭＯＳＦＥＴ６と呼ぶことがある。電子部品６はＭＯＳＦＥＴ以外のスイッチング素子であってもよい。また、電子部品６は、スイッチング素子以外の電子部品であってもよい。

図６，１２，１３等に示されるように、放熱部材１０ａは、バスバー２の下側主面２１０上に設けられている。放熱部材１０ａは、例えば、バスバー２の本体部２０の下側の主面に設けられている。放熱部材１０ａは、例えば、本体部２０の下側の主面のうち基板載置領域２１１以外の領域上に設けられている。放熱部材１０ａは、バスバー２に対して、例えば、加圧処理及び熱処理が用いられて拡散接合されている。放熱部材１０ａにおける、バスバー２と接合されている主面とは反対側の主面（言い換えれば露出している主面）は、例えばアルマイト処理されている。これにより、放熱部材１０ａと、回路構成体１以外の部材との間の電気絶縁性を高めることができる。

放熱部材１０ｂは、バスバー３の下側主面３１０上に設けられている。放熱部材１０ｂは、例えば、バスバー３の本体部３０の下側の主面に設けられている。放熱部材１０ｂは、例えば、本体部３０の下側の主面のうち基板載置領域３１１以外の領域上に設けられている。放熱部材１０ｂは、バスバー３に対して、例えば、加圧処理及び熱処理が用いられて拡散接合されている。放熱部材１０ｂにおける、バスバー３と接合されている主面とは反対側の主面（言い換えれば露出している主面）は、例えばアルマイト処理されている。これにより、放熱部材１０ｂと、回路構成体１以外の部材との間の電気絶縁性を高めることができる。

第１部分９ａは、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔９２を備える。複数の貫通孔９２は、配線基板９の長手方向に沿うように、第１部分９ａの短手方向の一方端部に設けられた複数の貫通孔９２ａを含む。また、複数の貫通孔９２は、配線基板９の長手方向に沿うように、第１部分９ａの短手方向の他方端部に設けられた複数の貫通孔９２ｂを含む。そして、複数の貫通孔９２は、配線基板９の長手方向に沿うように、第１部分９ａの短手方向の中央部に設けられた複数の貫通孔９２ｃを含む。複数の貫通孔９２ｃは、複数の貫通孔９２ａと複数の貫通孔９２ｂとの間に位置する。

配線基板９の導電層９５は、図９及び１６等に示されるように、複数の導電領域９６を備える。複数の導電領域９６は、複数のＭＯＳＦＥＴ１６にそれぞれ対応している。さらに、導電層９５は、複数の拡張領域９８と導電領域９９とを含む。導電領域９９は、コネクタ７ａに対応している。

コネクタ７ａに対応する導電領域９９は、コネクタ７ａが備える複数の接続端子７０がそれぞれ接合される複数のランド９９０を備える。複数のランド９９０に対して、コネクタ７ａの複数の接続端子７０が、例えば、はんだで接合される。はんだは、すずを主成分としている。

導電層９５には、複数のＭＯＳＦＥＴ１６のゲート端子６１にそれぞれ電気的に接続される複数の第１配線が含まれる、複数の第１配線の一端は、複数のＭＯＳＦＥＴ１６のゲート端子６１が接合される複数のランド９６０にそれぞれ繋がっている。複数の第１配線の他端は、コネクタ７ａの複数の接続端子７０が接合される複数のランド９９０にそれぞれ繋がっている。ゲート端子６１は、第１配線を通じて、コネクタ７ａの接続端子７０に電気的に接続されている。

第３部分１９ｃに設けられた導電領域９３は、コネクタ７ａに対応する導電領域９９と同様の形状を有している。導電領域９３は、コネクタ７ｂが備える複数の接続端子７０がそれぞれ接合される複数のランド９３０を備える。複数のランド９３０に対して、コネクタ７ｂの複数の接続端子７０が、例えば、はんだで接合される。

以上のような構成を有する配線基板９は、バスバー２の基板載置領域２０１と、バスバー２とバスバー４の間の絶縁部分５１と、バスバー４の上側主面４００と、バスバー４とバスバー３の間の絶縁部分５２と、バスバー３の基板載置領域３０１との上に載置される。以後、配線基板９が載置される、基板載置領域２０１、絶縁部分５１、バスバー４の上側主面４００、絶縁部分５２及び基板載置領域３０１をまとめて上側基板載置領域と呼ぶことがある。また、基板載置領域２０１上の突起部２０２、基板載置領域３０１上の突起部３０２及びバスバー４の上側主面４００上の突起部４０２のそれぞれを、上側突起部と呼ぶことがある。

複数のＭＯＳＦＥＴ１６ａのゲート端子６１は、複数の導電領域９６ａのランド９６０に対して、導電性接合材でそれぞれ接合されている。導電性接合材としては、例えばはんだが採用される。導電性接合材は、例えば、ゲート端子６１の裏面及び端面とランド９６０とを接合する。導電性接合材は、ゲート端子６１とランド９６０との間に位置する部分を含む。ＭＯＳＦＥＴ１６ａのゲート端子６１は、導電領域９６ａのランド９６０と、当該ランド９６０に繋がる第１配線と、当該第１配線に繋がる導電領域９９のランド９９０とを通じて、コネクタ７ａの接続端子７０に電気的に接続されている。各ＭＯＳＦＥＴ１６ａは、コネクタ７ａを通じて外部からスイッチング制御される。

複数のＭＯＳＦＥＴ１６ｂのゲート端子６１は、複数の導電領域９６ｂのランド９６０に対して、導電性接合材でそれぞれ接合されている。導電性接合材としては、例えばはんだが採用される。ＭＯＳＦＥＴ１６ｂのゲート端子６１は、導電領域９６ｂのランド９６０と、当該ランド９６０に繋がる第１配線と、当該第１配線に繋がる導電領域９９のランド９９０とを通じて、コネクタ７ａの接続端子７０に電気的に接続されている。各ＭＯＳＦＥＴ１６ｂは、コネクタ７ａを通じて外部からスイッチング制御される。例えば、ＭＯＳＦＥＴ１６ａのゲート端子６１がランド９６０に接合される場合と同様にして、ＭＯＳＦＥＴ１６ｂのゲート端子６１はランド９６０に接合される。

ＭＯＳＦＥＴ１６ｂの複数のソース端子６２は、当該ＭＯＳＦＥＴ１６ｂに対応する導電領域９６ｂの複数のランド９６１に対して、それぞれ導電性接合材１１４（図６参照）で接合されている。導電性接合材１１４としては、例えばはんだが採用される。ＭＯＳＦＥＴ１６ｂのソース端子６２は、ランド９６１と、当該ランド９６１に繋がる拡張領域９８と、当該拡張領域９８に接合された導電片１８と、当該導電片１８が接合された導電性の突起部４０２とを通じて、中継バスバー４に電気的に接続されている。導電片１８は、ＭＯＳＦＥＴ１６ｂのソース端子６２と突起部４０２とを電気的に接続する中継端子として機能する。ＭＯＳＦＥＴ１６ｂのソース端子６２は、中継バスバー４を通じて、ＭＯＳＦＥＴ１６ａのソース端子６２と電気的に接続されている。例えば、ＭＯＳＦＥＴ１６ａのソース端子６２が導電性接合材１１２でランド９６１に接合される場合と同様にして、ＭＯＳＦＥＴ１６ｂのソース端子６２は導電性接合材１１４でランド９６１に接合される。

複数のＭＯＳＦＥＴ２６ａのドレイン端子６３は、配線基板１９の複数の導電領域９６ｂのランド９６２にそれぞれ接合されている。また、ＭＯＳＦＥＴ２６ａのドレイン端子６３は、それが接合されるランド９６２から露出する突起部２１２にも接合されている。ＭＯＳＦＥＴ２６ａのドレイン端子６３は、ランド９６２と、当該ランド９６２から露出する突起部２１２の端面とに対して、導電性接合材１１５で接合されている（図６参照）。導電性接合材１１５としては、例えばはんだが採用される。ＭＯＳＦＥＴ２６ａのドレイン端子６３が突起部２１２に接合されることによって、ＭＯＳＦＥＴ２６ａのドレイン端子６３はバスバー２に電気的に接続される。バスバー２の入力端子部２１に入力される電圧は、バスバー２を通じてＭＯＳＦＥＴ２６ａのドレイン端子６３に入力される。例えば、ＭＯＳＦＥＴ１６ａのドレイン端子６３が導電性接合材１１１で突起部２０２及びランド９６２に接合される場合と同様にして、ＭＯＳＦＥＴ２６ａのドレイン端子６３は、導電性接合材１１５で突起部２１２及びランド９６２に接合される。

複数のＭＯＳＦＥＴ２６ａのゲート端子６１は、配線基板１９の複数の導電領域９６ｂのランド９６０に対して、導電性接合材でそれぞれ接合されている。導電性接合材としては、例えばはんだが採用される。ＭＯＳＦＥＴ２６ａのゲート端子６１は、導電領域９６ｂのランド９６０と、当該ランド９６０に繋がる第２配線と、当該第２配線に繋がる導電領域９３のランド９３０とを通じて、コネクタ７ｂの接続端子７０に電気的に接続されている。各ＭＯＳＦＥＴ２６ａは、コネクタ７ｂを通じて外部からスイッチング制御される。例えば、ＭＯＳＦＥＴ１６ａのゲート端子６１がランド９６０に接合される場合と同様にして、ＭＯＳＦＥＴ２６ａのゲート端子６１はランド９６０に接合される。

ＭＯＳＦＥＴ２６ａの複数のソース端子６２は、当該ＭＯＳＦＥＴ２６ａに対応する導電領域９６ｂの複数のランド９６１に対して、それぞれ導電性接合材１１６（図６参照）で接合されている。導電性接合材１１６としては、例えばはんだが採用される。ＭＯＳＦＥＴ２６ａのソース端子６２は、ランド９６１と、当該ランド９６１に繋がる拡張領域９８と、当該拡張領域９８に接合された導電片２８と、当該導電片２８が接合された導電性の突起部４１２とを通じて、中継バスバー４に電気的に接続されている。導電片２８は、ＭＯＳＦＥＴ２６ａのソース端子６２と突起部４１２とを電気的に接続する中継端子として機能する。例えば、ＭＯＳＦＥＴ１６ａのソース端子６２が導電性接合材１１２でランド９６１に接合される場合と同様にして、ＭＯＳＦＥＴ２６ａのソース端子６２は導電性接合材１１６でランド９６１に接合される。

各ＭＯＳＦＥＴ２６ｂは、図６等に示されるように、例えば、バスバー３とバスバー４との両方に跨るように、配線基板１９上に設けられている。複数のＭＯＳＦＥＴ２６ｂのドレイン端子６３は、複数の導電領域９６ａのランド９６２にそれぞれ接合されている。また、ＭＯＳＦＥＴ２６ｂのドレイン端子６３は、それが接合されるランド９６２から露出する突起部３１２にも接合されている。ＭＯＳＦＥＴ２６ｂのドレイン端子６３は、ランド９６２と、当該ランド９６２から露出する突起部３１２の端面とに対して、導電性接合材１１７で接合されている（図６参照）。導電性接合材１１７としては、例えばはんだが採用される。ＭＯＳＦＥＴ２６ｂのドレイン端子６３が突起部３１２に接合されることによって、ＭＯＳＦＥＴ２６ｂのドレイン端子６３はバスバー３に電気的に接続される。ＭＯＳＦＥＴ２６ｂのドレイン端子６３の出力電圧は、バスバー３の出力端子部３１から外部に出力される。例えば、ＭＯＳＦＥＴ１６ａのドレイン端子６３が導電性接合材１１１で突起部２０２及びランド９６２に接合される場合と同様にして、ＭＯＳＦＥＴ２６ｂのドレイン端子６３は、導電性接合材１１７で突起部３１２及びランド９６２に接合される。

複数のＭＯＳＦＥＴ２６ｂのゲート端子６１は、複数の導電領域９６ａのランド９６０に対して、導電性接合材でそれぞれ接合されている。導電性接合材としては、例えばはんだが採用される。ＭＯＳＦＥＴ１６ｂのゲート端子６１は、導電領域９６ａのランド９６０と、当該ランド９６０に繋がる第２配線と、当該第２配線に繋がる導電領域９３のランド９３０とを通じて、コネクタ７ｂの接続端子７０に電気的に接続されている。各ＭＯＳＦＥＴ２６ｂは、コネクタ７ｂを通じて外部からスイッチング制御される。例えば、ＭＯＳＦＥＴ１６ａのゲート端子６１がランド９６０に接合される場合と同様にして、ＭＯＳＦＥＴ２６ｂのゲート端子６１はランド９６０に接合される。

ＭＯＳＦＥＴ２６ｂの複数のソース端子６２は、当該ＭＯＳＦＥＴ２６ｂに対応する導電領域９６ａの複数のランド９６１に対して、それぞれ導電性接合材１１８（図６参照）で接合されている。導電性接合材１１８としては、例えばはんだが採用される。ソース端子６２は、ランド９６１と、当該ランド９６１に繋がる拡張領域９８と、当該拡張領域９８に接合された導電片２８と、当該導電片２８が接合された導電性の突起部４１２とを通じて、中継バスバー４に電気的に接続されている。導電片２８は、ＭＯＳＦＥＴ２６ｂのソース端子６２と突起部４１２とを電気的に接続する中継端子として機能する。ＭＯＳＦＥＴ２６ｂのソース端子６２は、中継バスバー４を通じて、ＭＯＳＦＥＴ２６ａのソース端子６２と電気的に接続されている。例えば、ＭＯＳＦＥＴ１６ａのソース端子６２が導電性接合材１１２でランド９６１に接合される場合と同様にして、ＭＯＳＦＥＴ２６ｂのソース端子６２は導電性接合材１１８でランド９６１に接合される。

次に、図３３に示されるように、配線基板９の表側主面の所定領域にはんだペースト１４が塗布される。また、配線基板９の開口部９１及びバスバー４の開口部４２０から露出する、配線基板１９の導電領域９３に対してもはんだペースト１４が塗布される。図３３では、はんだペースト１４が斜線で示されている。そして、はんだペースト１４が塗布された領域に対して、複数のＭＯＳＦＥＴ１６と、複数の導電片１８と、コネクタ７ａ及び７ｂとがリフロー方式ではんだ付けされる。これにより、上述の図１及び２に示される回路構成体１が完成する。ＭＯＳＦＥＴ１６等がリフロー方式ではんだ付けされる場合、ＭＯＳＦＥＴ２６及び導電片２８がモールド樹脂１１によって覆われていることから、ＭＯＳＦＥＴ２６及び導電片２８の脱落を防ぐことができる。