JP4644616B2 - 電気接続箱用リジッドプリント配線板 - Google Patents

Description

本発明は自動車用電源分配用部品として使用される電気接続箱に用いられるリジッドプリント基板に関し、特に自動車の電装部品間を相互に接続して配線分岐を行う回路をリジッドプリント配線板で構成したものである。

従来から自動車用電源分配用部品として使用される電気接続箱としてのジョイントボックス（ＪＢ）には、バスバーを用いて配線分岐回路を構成しているものがある（特許文献１参照）。この電気接続箱は、通常回路は導体であるバスバーと、バスバーを支持すると共に、バスバー間を絶縁するインシュレーションプレートを備え、この回路を筐体に内蔵させ筐体にコネクタ接続部を設け、このコネクタ接続部に電装部品と接続したワイヤーハーネス先端のコネクタ接続部を接続するよう構成されている。

しかし、通常バスバーは金型を用いて抜き打ちやプレス加工で製造されるために、回路幅の縮小には限界があり、一平面上での回路の密度を高くするのには限界があり、又、回路の増加に対応するために多数のバスバー層を絶縁材を介して積層する必要があったので、何れにしろ配線分岐回路の小型化が図れないといった問題点があった。又、回路に応じた金型を必要とするので、回路変更に容易に対応出来ず、コストがかかるといった問題点もあった。

そこで、プリントにより回路を成形するリジッドプリント配線板を用いて電気接続箱を構成することが検討されている。このようなリジッドプリント配線板で電気接続箱を構成する場合、従来のバスバーを用いた電気接続箱と比較して、回路密度を高く設定できる関係で、特に正面面積の小型化が可能であると考えられた。

特開２００３−３１９５３４号公報

しかし、リジッドプリント配線板を用いて電気接続箱を構成する場合、リジッドプリント配線板上に設けられた回路を熱源として見ると、回路やヒューズ等の熱源が密集し、通電による回路の発熱による回路の温度の上昇が高くなる傾向があり、この温度上昇により、回路導体が基材から剥離して、回路の短絡等が発生するといった問題点があった。

そこで、回路の温度上昇を低く抑えるためには、結局、回路密度を下げざるを得ず、そのために回路の間隔、回路幅及びヒューズの間隔を広げる必要があり、小型化できない結果となっていた。

そこで、本発明は、上記のような問題点を解決し、回路密度を上げても、通電により発生する熱を効率よく放熱し、回路の温度上昇を低く抑えることが出来、配線分岐回路、リジッドプリント配線板を小型化すること、ひいては電気接続箱を小型化することを目的とする。又、安価に放熱対策を施すことを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、電気接続箱に用いられるリジッドプリント配線板において、薄膜状の回路を基板上に形成し、当該基板の外周部に形成される回路には当該基板から延出させた延出部分を形成し、当該延出部分で放熱部を形成したことを特徴とする電気接続箱用リジッドプリント配線板である。

又、上記リジッドプリント配線板において、前記基板の表面には前記基板の外周端から延出する接着層が積層され、前記接着層を介して導体層が積層固定され、当該導体層を、少なくとも前記基板の外周部及び当該外周部と連続する外周端から延出する部分を残してエッチング処理して回路を形成したものである。

又、上記リジッドプリント配線板の前記放熱部を曲折したものである。

上記のような本発明によれば、電気接続箱に用いられるリジッドプリント配線板において、薄膜状の回路を基板上に形成し、当該基板の外周部に形成される回路には当該基板から延出させた延出部分を形成し、当該延出部分で放熱部を形成したことを特徴とし、更に、前記基板の表面には前記基板の外周端から延出する接着層が積層され、前記接着層を介して導体層が積層固定され、当該導体層を、少なくとも前記基板の外周部及び当該外周部と連続する外周端から延出する部分を残してエッチング処理して回路を形成したことを特徴とするので、放熱部を回路から延出させて形成したことにより、熱伝導性がよく、効率的に回路を冷却することが可能となり、回路自身のジュール発熱を抑制することが可能となったので、回路密度を上げても、通電により発生する熱を効率よく放熱し、回路の温度上昇を低く抑えることが出来、配線分岐回路、リジッドプリント配線板を小型化することが可能となった。又、放熱の為に他の部品を取り付ける必要がなく、部品点数の減少、製造作業の簡素化により安価に放熱対策を施すことが可能となった。

又、上記リジッドプリント配線板の前記放熱部を曲折し、前記リジッドプリント配線板を筐体に収納して構成したものでは、放熱部を回路から延出させて形成したことにより、熱伝導性がよく、効率的に回路を冷却することが可能となり、回路自身のジュール発熱を抑制することが可能となったので、回路密度を上げても、通電により発生する熱を効率よく放熱し、回路の温度上昇を低く抑えることが出来、更に、放熱部を基板の側方に突出させることなく設置可能であるので、リジッドプリント配線板を小型化し、筐体を小型化することが可能なので、電気接続箱を小型化することが可能となった。又、放熱の為に他の部品を取り付ける必要がなく、部品点数の減少、製造作業の簡素化により安価に放熱対策を施すことが可能となった。

以下、本発明の実施の形態を図に従って詳細に説明する。図１はリジッドプリント配線板１を筐体５０内に収納した電気接続箱１００の一部分解斜視図であり、リジッドプリント配線板１は絶縁性を有する硬質平板状の基板１０上に形成された薄膜状の回路２と回路２で発生した熱を放熱する放熱部４を備えて構成されている。放熱部４は、基板１０の外周部に形成された回路２を基板１０の外周端からはみ出るような回路幅で形成し、基板１０の外周端から延出させた回路２の延出部分４１で形成している。

前記放熱部４は例えば以下のような製造工程で形成することが出来る。即ち、電気接続箱１００に用いられるリジッドプリント配線板１の製造方法において、基板１０に連続する空間部１１に耐熱性樹脂材５を連設し、当該基板１０及び耐熱性樹脂材５の表面に接着層３を介して導体層２０を積層し、加熱プレスして積層板６を作成し、前記積層体６の表面に積層された導体層２０を、少なくとも前記基板１０の外周部及び当該外周部と連続する外周端から延出する部分を残してエッチング処理して基板１０表面に回路２を作成し、空間部１１に連設された耐熱性樹脂材５を除去して回路２を基板１０から延出させて形成し、回路２の基板１０から延出した部分４１で放熱部４を形成する。

以下この製造工程を詳述する。図３に示すように、基板１０から延出させる回路２の延出部分４１と重なり、基板１０と連続する空間部１１に相当する箇所をガラスエポキシ樹脂等からなる硬質の基板１０から除去し（図３（ａ））、或いはもともと空間部１１に相当する箇所を設けない基板１０を用い、空間部１１にテフロン（登録商標）シートやシリコンゴム等の耐熱性樹脂材５を埋設等することにより基板１０と連設する（図３（ｂ））。そして、空間部１１に耐熱性樹脂材５連設された基板１０及び耐熱性樹脂材５の表面に硬化時に軟性を有する耐熱性樹脂を用いた接着層３を介して銅箔等の導体層２０を積層し（図３（ｃ））、加熱プレスすることにより、接着層３と基板１０及び接着層３と導体層２０が接着し、硬質の基板１０の表面に導体層２０を張り合わせた積層板６を形成する（図３（ｄ））。接着層３と導体層２０は空間部１１の上部においても積層され、基板１０の外周端から延出されて形成される。

前記硬質の基板１０の端部に予め空間部１１を設け、該空間部１１に耐熱性樹脂材５を埋設して基板１０と連設することにより、後の工程で、空間部１１に連設された耐熱性樹脂材５を取り除くことで、容易に軟質の耐熱性樹脂の接着層３と導体層２０の積層部分を成形することが出来る。又、硬質の基板１０の空間部１１に耐熱性樹脂材５を連設することにより、後工程において（導体層２０を張り合わせて積層板６を作成する工程（図３（ｄ））、加熱プレスの際に、空間部１１の形状を保持することが出来る。又、加熱プレス時に圧力が均一化して、当該空間部１１に凹みを発生させることなく積層板６を作成することが出来る。

次に、図４に示すように、硬質の基板１０の表面に導体層２０を張り合わせた積層板６（図４（ａ））の導体層２０をエッチング処理して基板１０の表面、詳しくは基板１０と接着層３で構成されたベース基材３０の表面に回路２を形成する（図４（ｂ））。尚、導体層２０は少なくとも基板１０の外周部及び当該外周部と連続する外周端から延出する延出部分４１を残してエッチング処理して、空間部１１に埋設された耐熱性樹脂材５上部には基板１０上部から延出する回路２を設ける。そして、空間部１１に連設されている耐熱性樹脂材５を除去することにより、基板１０の端部に設けられた回路２の一部は基板１０がない空間１８の上部に位置し（図４（ｃ））、基板１０から回路２を延出させたリジッドプリント配線板１を得た（図４（ｄ））。基板１０から延出した回路２の延出部分４１が放熱部４を構成することになる。

更に、図５に示す平面図により説明すると、図５（ａ）に示すように、基板１０の端部に基板１０の一部を除去した空間部１１を設け、空間部１１に耐熱性樹脂材５を埋設すると共に、その表面に、接着層３を積層し、図５（ｂ）に示すように、積層板６に回路２や図示しないスルーホール等を形成した後、積層板６の周縁部分を一点鎖線Ｚで示す線に沿って切断し、図５（ｃ）に示すように、空間部１１に埋設されている耐熱性樹脂材５を除去することにより、基板１０から回路２を延出させたリジッドプリント配線板１を得た。尚、周縁部の切断前に、空間部１１から耐熱性樹脂材５を除去することとしてもよい。

このように、放熱部を回路から延出させて形成したことにより、熱伝導性がよく、効率的に回路を冷却することが可能となり、回路自身のジュール発熱を抑制することが可能となったので、回路密度を上げても、通電により発生する熱を効率よく放熱し、回路の温度上昇を低く抑えることが出来、配線分岐回路、リジッドプリント配線板を小型化することが可能となった。又、放熱の為に他の部品を取り付ける必要がなく、部品点数の減少、製造作業の簡素化により安価に放熱対策を施すことが可能となった。

そして、図６に示すように、このようにして得られたリジッドプリント配線板１の基板１０から延出した回路２の延出部分４１及び延出部分４１と一体化された、基板１０から延出した接着層３の延出部分３１を矢印Ｘ方向へ曲折し（図６（ａ））、回路２の延出部分４１を放熱部４として、基板１０の上方へ基板１０と略垂直状態として（図６（ｂ））、図１、２に示すように筐体５０内へ収納させて、電気接続箱１００を形成している。尚、延出部分４１及び接着層３の延出部分３１は基板１０の上方へ曲折するのではなく、下方へ曲折してもよく、又、必ずしも基板１０と略垂直でなくともよい。

前記基板１０の横断面は筐体５０の内部横断面と略同形、同大とすることで、放熱部４は筐体５０の内壁に支持され、基板１０と略垂直状態を保つことが出来、これにより、放熱部４が基板１０の外側方向へ広がることがなく、リジッドプリント配線板１及び電気接続箱１００の小型化に資することが出来る。尚、基板１０の外周部に形成する回路２は、特に放熱が必要な発熱の大きな（温度上昇の大きな）回路とすることが望ましい。又、基板１０から延出する回路２を複数設け、放熱部４を複数形成することとしてもよい。

このように、放熱部４が回路２から延出する形で構成されているので、熱伝導率がよく、効率的に回路を冷却することが可能となっている。又、回路自身のジュール発熱を抑えることが可能となっている。これにより基板１０上の回路密度を上げてもリジッドプリント配線板１の温度上昇を低く抑えることが出来て、リジッドプリント配線板１及び電気接続箱１００の小型化を実現することが出来る。又、放熱部として別個の部品を取り付ける必要がなく、部品点数の減少、製造作業の簡素化により安価に放熱対策を施すことが可能となっている。

前記回路２の延出部分４１及び接着層３の延出部分３１は、上述のように空間部１１に一旦埋設した耐熱性樹脂材５を除去する方法ではなく、基板１０に空間部１１を設けずに、基板１０表面の全面に接着層３と導体層２０の積層部を形成した後、基板１０の端部をフライス等による機械的な切削等により空間１８を形成することにより形成することとしてもよい。

又、以上では基板１０の片面上に回路２を形成した片面配線板であるリジッドプリント配線板１について説明したが、本発明のリジッドプリント配線板１は片面配線板に限定されるものではなく複数の基板を積層した多層基板や、基板１０の両面に回路配線を形成した両面基板を用いることとしてもよい。両面基板を用いる場合には例えば図７に示すように、基板１０の表面のみならず裏面に硬化時に軟性を有する耐熱性樹脂を用いた接着層３３を介して導体層２０を積層し（図７（ａ））、加熱プレスすることにより、硬質の基板１０の表面及び裏面に導体層２０を張り合わせた積層板６を作成する（図７（ｂ））。尚、耐熱性樹脂材５は基板１０の裏面から突出させ、接着層３３は耐熱性樹脂材５の裏面に張出しないよう、耐熱性樹脂材５の裏面に対応する箇所３４を除去して基板１０の裏面と同一形状の物を用いる。更に、基板１０の表面及び裏面に導体層２０を張り合わせた積層板６をエッチング処理して基板１０と接着層３、３３で構成されたベース基材３０の表面及び裏面に回路２を形成する（図７（ｃ））。尚、空間部１１に埋設された耐熱性樹脂材５上部には基板１０上部から延出する回路２を設ける、又、回路２を形成する際に、耐熱性樹脂材５の裏面部分８１から導体層２０をエッチングで除去しておく。そして、空間部１１に埋設されている耐熱性樹脂材５を除去することにより、基板１０の表面端部に設けられた回路２の一部は基板１０がない空間１８の上部に位置し、基板１０から回路２を延出させたリジッドプリント配線板１を得た（図７（ｄ））。基板１０から延出した回路２の延出部分４１が放熱部４を構成することになる。尚、電気接続箱１００には、上述のようなリジッドプリント配線板１を用いた配線分岐回路の他に、バスバーを用いた回路を併設してもよい。

本発明の一実施形態を示す分解斜視図。 本発明の一実施形態を示す部分断面図。 リジッドプリント配線板製造の最初の工程を示す断面図。 リジッドプリント配線板製造の次の工程を示す断面図。 図３及び図４に示す工程の平面図。 本発明一実施例リジッドプリント配線板製造の次の工程を示す断面図。 別の実施形態におけるリジッドプリント配線板製造の工程を示す断面図。

符号の説明

１ リジッドプリント配線板
１０ 基板
１１ 空間部
１８ 空間部
１００ 電気接続箱
２ 回路
２０ 導体層
３ 接着層
３０ ベース基材
３１ 接着層の延出部分
４ 放熱部
４１ 回路の延出部分
５ 耐熱性樹脂材
５０ 筐体
６ 積層板

Claims (4)

1. 電気接続箱に用いられるリジッドプリント配線板において、
   基板と接着層とから構成されるベース基材の表面に回路が形成されたリジットプリント配線板の端部に、前記ベース基材を構成する前記基板が除去されることにより、ベース基材の厚みが他より薄くなった部分を形成し、
   前記ベース基材の表面に形成される回路に、前記基板の外周部から前記基板が除去された部分へ延出させた延出部分を形成し、
   当該回路の延出部分で放熱部を形成したことを特徴とする電気接続箱用リジッドプリント配線板。
2. 前記基板の表面には前記基板の外周端から延出する接着層が積層され、前記接着層を介して導体層が積層固定され、当該導体層を、少なくとも前記基板の外周部及び当該外周部と連続する外周端から延出する部分を残してエッチング処理して回路を形成したことを特徴とする請求項１記載の電気接続箱用リジッドプリント配線板。
3. 前記リジッドプリント配線板を筐体に収納した状態で前記リジッドプリント配線板の前記放熱部が曲折されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接続箱用リジッドプリント配線板。
4. 電気接続箱に用いられるリジッドプリント配線板の製造方法において、
   基板の端部に耐熱性樹脂材を連設する工程と、
   前記基板及び耐熱性樹脂材の表面に接着層を介して導体層を積層して加熱プレスする工程と、
   前記導体層をエッチング処理することにより、前記基板と接着層とから構成されるベース基材の表面に回路を形成したリジットプリント配線板を作成する工程と、
   前記耐熱性樹脂材を除去することにより、前記リジットプリント配線板の端部にベース基材の厚みが他より薄くなった部分を形成する工程とを含み、
   前記ベース基材の表面に形成される回路に、前記基板の外周部から前記基板が除去された部分へ延出させた延出部分が形成され、当該回路の延出部分で放熱部を形成することを特徴とする電気接続箱用リジッドプリント配線板の製造方法。

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