JP4933388B2 - 複数の実装基板を有する集合基板 - Google Patents

Description

本発明は、複数の実装基板を有する集合基板に関し、特に、半導体素子と、半導体素子に対する入力端子、中継端子及び出力端子の各端子と、を各々実装する複数の実装基板を備えた集合基板に関するものである。

近年、モータやコンプレッサ等の電動装置に要求される動作は高度化しており、これに伴い、インバータ装置を介して電動装置を駆動する構成が提案されている。かかる構成においては、インバータ装置は、トランジスタ等の半導体素子や半導体素子の動作を制御するコントローラに加えて、半導体素子に対する入出力端子や、半導体素子とコントローラとを連絡する中継端子を有する。

かかる構成においては、入出力端子等は、装置構成をコンパクト等にするため、単一の樹脂ケースに一体成形的に取り付けられている（特許文献１及び２参照）。

具体的には、特許文献１においては、インバータ素子及び圧縮機モータの間を接続する大型端子や、インバータ素子へのスイッチング指令信号を送るための小信号系端子は、アルミ基板を囲うように設けられた樹脂製の単一のモジュールケースに一体成形的に取り付けられている。

また、特許文献２においては、半導体チップに対する外部接続用主回路端子であるＰ端子、Ｎ端子及び交流端子、並びに半導体チップに対する制御端子は、絶縁基板を囲うように設けられた単一の樹脂ケースに一体成形的に取り付けられている。
特開２００２−２９１２６１号公報 特開２００３−１３３５１５号公報

しかしながら、特許文献１で提案される構成では、インバータ素子に対する大型端子や小信号系端子は、樹脂製の単一のモジュールケースに一体成形的取り付けられてはいるが、あくまでも樹脂製の単一のモジュールケースに各端子を取り付けた実装基板を１個毎に完成させることを前提としたものであって、かかる各端子を実装した状態の実装基板を同時に複数個製造する構成は何等提案されてはいない。つまり、特許文献１で提案される構成では、一度に複数の実装基板を製造することができないので、生産効率上は改良の余地がある。また、かかる事情は、特許文献２において提案されるような、各端子が、絶縁基板を囲うように設けられた単一の樹脂ケースに一体成形的に取り付けられた構成においても同様である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、半導体素子と、半導体素子に対する入力端子、中継端子及び出力端子の各端子と、を各々実装する複数の実装基板を備えた集合基板において、簡便な構成で、組付工数を削減し、生産性を向上できる構造を提供することを目的とする。

以上の目的を達成すべく、本発明は、半導体素子と、前記半導体素子に対する入力端子、中継端子及び出力端子の各端子と、を各々実装する複数の実装基板を備えた集合基板において、前記集合基板は、前記複数の実装基板が並置されるように連結された一体的な構成を有し、前記複数の実装基板のうちの一方に実装される前記出力端子と、前記複数の実装基板のうちの他方に実装される前記出力端子とは、互い違いになるように配置されることを第１の特徴とする。

また本発明は、かかる第１の特徴に加えて、前記互い違いになるように配置された前記出力端子は、前記出力端子間を結合する結合部を有することを第２の特徴とする。

また本発明は、かかる第１又は２の特徴に加えて、前記複数の実装基板のうちの前記他方に実装される前記中継端子は、前記複数の実装基板のうちの前記一方に実装される前記出力端子の姿勢を固定するための第１の姿勢固定部を有することを第３の特徴とする。

また本発明は、かかる第３の特徴に加えて、前記第１の姿勢固定部は、前記中継端子に設けられて前記出力端子のバスバーを保持する板状部を有することを第４の特徴とする。

また本発明は、かかる第１から第４のいずれかの特徴に加えて、前記出力端子は、前記出力端子の姿勢を固定するため第２の姿勢固定部を有することを第５の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、集合基板は、複数の実装基板が並置されるように連結された一体的な構成を有し、複数の実装基板のうちの一方に実装される出力端子と、複数の実装基板のうちの他方に実装される出力端子とは、互い違いになるように配置されることにより、半導体素子及び各端子を備えた複数の実装基板を同時に生産ラインに流すことが可能となり、簡便な構成でもって、生産性を向上することができる。

本発明の第２の特徴によれば、互い違いになるように配置された出力端子は、出力端子間を結合する結合部を有することにより、複数の実装基板のうちの一方に実装される出力端子と、複数の実装基板のうちの他方に実装される出力端子とを、同時に対応する実装基板に各々実装でき、出力端子の実装が効率化され得て、かつ実装基板の分割時に結合部は切り離し可能であり、より生産性を向上することができる。

本発明の第３の特徴によれば、複数の実装基板のうちの他方に実装される中継端子は、複数の実装基板のうちの一方に実装される出力端子の姿勢を固定するための第１の姿勢固定部を有することにより、実装時の出力端子の倒れを確実に防止できる。

本発明の第４の特徴によれば、第１の姿勢固定部は、中継端子に設けられて出力端子のバスバーを保持する板状部を有することにより、実装時の出力端子におけるバスバーの倒れや変形を確実に防止できると共に、実装時の出力端子の倒れも確実に防止できる。

本発明の第５の特徴によれば、出力端子は、出力端子の姿勢を固定するため第２の姿勢固定部を有することにより、実装時の出力端子の倒れを確実に防止できる。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における複数の実装基板を有する集合基板につき詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系をなす。

まず、本実施形態における複数の実装基板を有する集合基板の全体構成につき、図１〜４を参照して、詳細に説明する。

図１は、本実施形態における複数の実装基板を有する集合基板の斜視図であり、各実装基板に半導体素子、入力端子、中継端子及び出力端子が実装された状態を示す図である。また、図２は、本実施形態における複数の実装基板を有する集合基板の上面図であり、図１をｚ軸の負方向に見た図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ線による拡大断面図であり、図４は、図２における出力端子間の結合部を示す部分拡大図である。なお、図１、３及び４では、便宜上、半導体素子の図示は、省略している。

図１〜４に示すように、本実施形態における集合基板１０は、実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄを備え、実装基板１２ａのｙ軸の負方向には実装基板１２ｂが一体的に連結されて隣接し、実装基板１２ｂのｘ軸の負方向には実装基板１２ｃが一体的に連結されて隣接し、実装基板１２ｃのｙ軸の正方向には実装基板１２ｄが一体的に連結されて隣接し、かつ実装基板１２ａと実装基板１２ｄとは、一体的に連結されてｘ軸方向で隣接する。

実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄは、各々絶縁基板１４を備える。ここに、実装基板１２ａと１２ｂとは、各々の絶縁基板１４を連結する結合部１４ａで連結されて一体化され、実装基板１２ｂと１２ｃとは、各々の絶縁基板１４を連結する結合部１４ｂで連結されて一体化され、実装基板１２ｃと１２ｄとは、各々の絶縁基板１４を連結する結合部１４ｃで連結されて一体化され、実装基板１２ｄと１２ａとは、各々の絶縁基板１４を連結する結合部１４ｄで連結されて一体化され、結果的に、実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄは、一体的に連結されることになる。

かかる絶縁基板１４は、図示は省略するが、アルミ等の金属層上に樹脂製の絶縁層が形成された２層構造を有する。より詳細には、絶縁基板１４の絶縁層上には、配線部やパッド面に相当する銅箔部が設けられ、銅箔部上は、ソルダレジストで覆われている。かかる絶縁基板１４は、熱伝導材を介して、金属製等の放熱部材上に載置される。そして、絶縁基板１４上には、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ等のトランジスタである半導体素子１６が実装される。半導体素子１６は、図示は省略するが、絶縁基板１４に銅箔部を露出させるべくソルダレジストに開けられた窓部に対応して、絶縁基板１４のパッド面である銅箔部の面に半田等により接着される。また、絶縁基板１４と放熱部材との間に介在する熱伝導材としては、熱伝導グリースが使用できるが、これ以外にも、液状、ゲル状及び粒子状の熱伝導材が使用でき、また、熱伝導性を有する接着剤も使用できる。

また、絶縁基板１４上には、半導体素子１６に加えて、入力端子１８、出力端子２０及び中継端子２２が、実装されている。具体的には、入力端子１８は、半導体素子１６の動作を安定化する平滑コンデンサを介してに直流の入力電源に接続されるＰ端子及びＮ端子の２端子を有し、出力端子２０は、半導体素子１６から出力されてモータやコンプレッサ等の負荷に印加される３相交流用のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗの３端子を有する。また、中継端子２２は、半導体素子１６の動作を制御するコントローラに接続される複数本の端子を有する。かかる、入力端子１８、出力端子２０及び中継端子２２は、いずれも図示は省略するが、絶縁基板１４に銅箔部を露出させるべくソルダレジストに開けられた窓部に対応して、絶縁基板１４のパッド面である銅箔部の面に対して接続面を位置整合された状態で、半田により各々接着される。なお、説明の便宜上、平滑コンデンサ、入力電源、モータやコンプレッサ等の負荷及びコントローラは、図示を省略している。

ここに、本実施形態においては、入力端子１８は、樹脂本体１８ｍからＰ端子のバスバー１８ｂｐ及びＮ端子のバスバー１８ｂｎが突設された構造を有する。また、出力端子２０のＵ相端子２０Ｕは、樹脂本体２０ｍｕからバスバー２０ｂｕが突設され、Ｖ相端子２０Ｖは、樹脂本体２０ｍｖからバスバー２０ｂｖが突設され、Ｗ相端子２０Ｗは、樹脂本体２０ｍｗからバスバー２０ｂｗが突設された構造を各々有する。また、中継端子２２においては、樹脂本体２２ｍから複数本の接続ピン２２ｂが突設された構造を有する。

つまり、かかる構成においては、入力端子１８の樹脂本体１８ｍ、Ｕ相端子２０Ｕの樹脂本体２０ｍｕ、Ｖ相端子２０の樹脂本体２０ｍｖ、Ｗ相端子２０Ｗの樹脂本体２０ｍｗ及び中継端子２２の樹脂本体２２ｍは、絶縁基板１４上で互いが分割されており、入力端子１８、出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗ、並びに中継端子２２は、絶縁基板１４上で互いに空間的に独立した分割モジュールをなしている。

また、以上の実装基板１２ａの構成は、実装基板１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄにおいても共通であるが、集合基板１０において、実装基板１２ｃ及び１２ｄは、実装基板１２ａ及び１２ｂに対して、ｚ軸回りに１８０°回転した状態となるように、実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄが、互いに隣接している。また、図示は省略するが、半導体素子１６、入力端子１８、出力端子２０及び中継端子２２が実装された実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄは、集合基板１０の状態から各々切り離された後には、樹脂製のケース内に収容され、かかるケースは、ボルト等の締結部材で、放熱部材に固定される。

さて、主として図１及び２で示すように、実装基板１２ａの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおける各バスバー２０ｂｕ、ｂｖ及び２０ｂｗの一部は、隣接する実装基板１２ｄ上に侵入し、一方で、実装基板１２ｄの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおける各バスバー２０ｂｕ、ｂｖ及び２０ｂｗの一部は、実装基板１２ａ上に侵入している。

具体的には、実装基板１２ｄの出力端子２０のＶ相端子２０Ｖにおける樹脂本体２０ｍｖ及びバスバー２０ｂｖとＷ相端子２０Ｗにおける樹脂本体２０ｍｗ及びバスバー２０ｂｗとの間には、実装基板１２ａの出力端子２０のＶ相端子２０Ｖにおける樹脂本体２０ｍｖ及びバスバー２０ｂｖが侵入し、実装基板１２ａの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕにおける樹脂本体２０ｍｕ及びバスバー２０ｂｕとＶ相端子２０Ｖにおける樹脂本体２０ｍｖ及びバスバー２０ｂｖとの間には、実装基板１２ｄの出力端子２０のＷ相端子２０Ｗにおける樹脂本体２０ｍｗ及びバスバー２０ｂｗが侵入し、実装基板１２ｄの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕにおける樹脂本体２０ｍｕ及びバスバー２０ｂｕとＶ相端子２０Ｖにおける樹脂本体２０ｍｖ及びバスバー２０ｂｖの間には、実装基板１２ａの出力端子２０のＷ相端子２０Ｗにおける樹脂本体２０ｍｗ及びバスバー２０ｂｗが侵入し、かつ実装基板１２ａの出力端子２０のＶ相端子２０Ｖにおける樹脂本体２０ｍｖ及びバスバー２０ｂｖとＷ相端子２０Ｗにおける樹脂本体２０ｍｗ及びバスバー２０ｂｗとの間には、実装基板１２ｄの出力端子２０のＶ相端子２０Ｖにおける樹脂本体２０ｍｖ及びバスバー２０ｂｖが侵入している。

つまり、ｙ軸の負方向に沿って、実装基板１２ａの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕにおける樹脂本体２０ｍｕ及びバスバー２０ｂｕ、実装基板１２ｄの出力端子２０のＷ相端子２０Ｗにおける樹脂本体２０ｍｗ及びバスバー２０ｂｗ、実装基板１２ａの出力端子２０のＶ相端子２０Ｖにおけるバスバー２０ｂｖ、実装基板１２ｄの出力端子２０のＶ相端子２０Ｖにおける樹脂本体２０ｍｖ及びバスバー２０ｂｖ、実装基板１２ａの出力端子２０のＷ相端子２０Ｗにおけるバスバー２０ｂｗ、並びに実装基板１２ｄの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕにおける樹脂本体２０ｍｕ及びバスバー２０ｂｕが、ｙ軸方向に見て対応して重複するように配列されており、つまり、実装基板１２ａの出力端子２０と実装基板１２ｄの出力端子２０とは、互い違いになるように配置されている。かかる構成は、実装基板１２ｂの出力端子２０と実装基板１２ｃの出力端子２０と間においても同様である。

また、実装基板１２ａの入力端子１８におけるＰ端子のバスバー１８ｂｐ及びＮ端子のバスバー１８ｂｎは、隣接する実装基板１２ｂ上に侵入し、実装基板１２ｃの入力端子１８におけるＰ端子のバスバー１８ｂｐ及びＮ端子のバスバー１８ｂｎは、隣接する実装基板１２ｄ上に侵入している。この際、実装基板１２ａの入力端子１８におけるバスバー１８ｂｐが、隣接する実装基板１２ｂの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕにおける樹脂本体２０ｍｕに干渉するのを避けるべく、樹脂本体２０ｍｕを切り欠いた切り欠き部２０ｍｃが設けられている。また同様に、実装基板１２ｃの入力端子１８におけるバスバー１８ｂｐが、隣接する実装基板１２ｄの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕの樹脂本体２０ｍｕに干渉するのを避けるべく、樹脂本体２０ｍｕを切り欠いた切り欠き部２０ｍｃが設けられている。かかる構成を、代表的に、実装基板１２ｃの入力端子１８におけるバスバー１８ｂｐと、隣接する実装基板１２ｄの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕにおける切り欠き部２０ｍｃとの間の関係として、詳細に図３に示す。

また更に、本実施形態においては、実装基板１２ａの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおける各樹脂本体２０ｍｕ、ｍｖ及びｍｗと、実装基板１２ｄの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおける各樹脂本体２０ｍｕ、ｍｖ及びｍｗとは、各々対応して結合部２０ｃａ、２０ｃｂ及び２０ｃｃで連結されて一体化されている。かかる構成は、実装基板１２ｂの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおける各樹脂本体２０ｍｕ、ｍｖ及びｍｗと、実装基板１２ｃの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおける各樹脂本体２０ｍｕ、ｍｖ及びｍｗとの間においても同様である。ここに、出力端子２０の結合部２０ｃａ、２０ｃｂ及び２０ｃｃは、実装基板１２ｂ及び１２ｃの絶縁基板１４間の連結部１４ｂ及び実装基板１２ａ及び１２ｄの絶縁基板１４間の連結部１４ｄに、ｚ軸方向に見て対応して重複するように対応して設けられている。また、かかる構成を、代表的に、実装基板１２ａの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕにおける樹脂本体２０ｍｕと、実装基板１２ｄの出力端子２０のＷ相端子２０Ｗにおける樹脂本体２０ｍｗとの間の関係として、詳細に図４に示す。なお、連結部１４ｂ及び連結部１４ｄの各個数は、実装基板１２ｂ及び１２ｃの絶縁基板１４間の連結強度や、実装基板１２ａ及び１２ｄの絶縁基板１４間の連結強度が、充分確保できるのであれば、対応する結合部２０ｃａ、２０ｃｂ及び２０ｃｃの個数である３個よりも少なく設定してもよく、例えば、連結部１４ｂ及び連結部１４ｄの各個数を２個とした場合には、連結部１４ｂ及び連結部１４ｄは、各々結合部２０ｃａ及び２０ｃｃに対応するように設けることもできる。

従って、以上の構成では、集合基板は、複数の実装基板が並置されるように連結された一体的な構成を有し、複数の実装基板のうちの一方に実装される出力端子と、複数の実装基板のうちの他方に実装される出力端子とは、互い違いになるように配置されることにより、半導体素子及び各端子を備えた複数の実装基板を同時に生産ラインに流すことが可能となり、簡便な構成でもって、生産性を向上することができる。

また、互い違いになるように配置された出力端子は、出力端子間を結合する結合部を有することにより、複数の実装基板のうちの一方に実装される出力端子と、複数の実装基板のうちの他方に実装される出力端子とを、同時に対応する実装基板に各々実装でき、出力端子の実装が効率化され得て、かつ実装基板の分割時に結合部は切り離し可能であり、より生産性を向上することができる。

また更に、集合基板において互い違いに実装される出力端子は、それに近接する入力端子を逃げる切り欠き部を備えることにより、出力端子とそれに近接する入力端子との不要な干渉を防止でき、半導体素子及び各端子を備えた複数の実装基板を同時に生産ラインに流すことがより確実に可能となる。

次に、本実施形態の複数の実装基板を有する集合基板における出力端子の倒れを防止する構成につき、更に図５から８を参照して、より詳細に説明する。

図５は、本実施形態の集合基板における実装基板の斜視図であり、図６は、本実施形態の集合基板における実装基板の出力端子の上面図であり、図５の出力端子をｚ軸の負方向に見た図である。また、図７は、本実施形態の集合基板における実装基板の出力端子の側面図であり、図６におけるＡ矢視図である。また、図８は、本実施形態の集合基板における実装基板の出力端子の正面図であり、図６におけるＢ矢視図である。

図５に示すように、実装基板１２ａの絶縁基板１４上に実装される出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおける各樹脂本体２０ｍｕ、ｍｖ及びｍｗは、いずれも絶縁基板１４のｘ−ｙ平面に平行な上面に当接する１対のフランジ２０ｆ、２０ｆを有する。具体的には、１対のフランジ２０ｆ、２０ｆの一方は、実装基板１４の上面に当接しながら、各樹脂本体２０ｍｕ、ｍｖ及びｍｗからｙ軸の正方向に延在し、他方は、実装基板１４の上面に当接しながら、各樹脂本体２０ｍｕ、ｍｖ及びｍｗからｙ軸の負方向に延在しており、出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗの各端子が倒れることがないように、その姿勢を固定する姿勢固定部として機能する。かかる１対のフランジを有する構成は、実装基板１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおける各樹脂本体２０ｍｕ、ｍｖ及びｍｗにおいても同様である。またかかる構成を、代表的に、実装基板１２ａの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕにおける樹脂本体２０ｍｕに設けられる１対のフランジ２０ｆ、２０ｆとして、詳細に図６から８に示す。

従って、かかる構成では、出力端子は、出力端子の姿勢を固定するため姿勢固定部を有することにより、実装時の出力端子の倒れを確実に防止できる。

次に、本実施形態の複数の実装基板を有する集合基板における出力端子のバスバーの倒れや変形を防止すると共に、出力端子の倒れを防止する構成につき、更に図９から１１を参照して、より詳細に説明する。

図９は、本実施形態の集合基板における隣接する実装基板同士を組み合わせて示す斜視図である。また、図１０は、本実施形態の集合基板における実装基板の中継端子の拡大上面図を主として示す図であり、図９の中継端子をｚ軸の負方向に見た図である。また、図１１は、本実施形態の集合基板における実装基板の中継端子の側面図を主として示す図であり、図１０におけるＣ矢視図である。なお、便宜上、図９では、半導体素子や各端子を適宜省略している。

図９から１１に示すように、実装基板１２ｄの絶縁基板１４上に実装される中継端子２２の樹脂本体２２ｍは、実装基板１２ａの絶縁基板１４上に実装される出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおけるバスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗの各々に対応して、３つの板状部２２ｐを有する。具体的には、３つの板状部２２ｐの各々は、中継端子２２の樹脂本体２２ｍから突設されてｘ軸の正方向に延在し、更に各板状部２２ｐは、ｚ軸の正方向に突設されて延在する縦板状部２２ｓを有する。

ここに、実装基板１２ｄの中継端子２２における各板状部２２ｐに設けられた縦板状部２２ｓには、対応する実装基板１２ａの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおけるバスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗの面が当接して、各バスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗが倒れたり変形したりすることがないように、その姿勢を固定すると共に、Ｕ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗが倒れることがないように、その姿勢を固定する姿勢固定部として機能している。かかる構成は、実装基板１２ａの絶縁基板１４上に実装される中継端子２２と、実装基板１２ｄの絶縁基板１４上に実装される出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおけるバスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗとの間、実装基板１２ｂの絶縁基板１４上に実装される中継端子２２と、実装基板１２ｃの絶縁基板１４上に実装される出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおけるバスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗとの間、並びに、実装基板１２ｃの絶縁基板１４上に実装される中継端子２２と、実装基板１２ｂの絶縁基板１４上に実装される出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおけるバスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗとの間においても同様である。

従って、かかる構成では、複数の実装基板のうちの他方に実装される中継端子は、複数の実装基板のうちの一方に実装される出力端子の姿勢を固定するための姿勢固定部を有することにより、実装時の出力端子の倒れを確実に防止できる。特に、かかる姿勢固定部は、中継端子に設けられて出力端子のバスバーを保持する板状部を有することにより、実装時の出力端子におけるバスバーの倒れや変形を確実に防止できると共に、実装時の出力端子の倒れも確実に防止できる。

次に、本実施形態において、半導体素子、入力端子、出力端子及び中継端子が絶縁基板上に実装された集合基板の状態の実装基板を分割して、個別の実装基板を得る方法につき、更に図１２から１４を参照して、より詳細に説明する。

図１２は、本実施形態における複数の実装基板を有する集合基板の斜視図であり、半導体素子、入力端子、中継端子及び出力端子が実装される前の状態を示す図である。また、図１３は、本実施形態における複数の実装基板を有する集合基板の斜視図であり、半導体素子、入力端子、中継端子及び出力端子が対向された状態を示す図である。また、図１４は、本実施形態における複数の実装基板を有する集合基板を分割した状態を示す斜視図である。

まず、図１２に示すように、連結部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄにより対応して連結されて一体化された４枚の絶縁基板１４を用意する。

ついで、図１３に示すように、連結されて一体化された４枚の絶縁基板１４の各々に対応して、半導体素子１６、入力端子１８、出力端子２０及び中継端子２２を対向自在に用意した後で、図１に示すように、実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄの各絶縁基板１４上に、半導体素子１６、入力端子１８、出力端子２０及び中継端子２２を実装して、集合基板１０を完成させる。このようにして得られる実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄからなる集合基板１０においては、実装基板１２ａ及び１２ｄの出力端子２０同士は、互い違いに配置され、実装基板１２ｂ及び１２ｃの出力端子２０も、互い違いに配置されている。

ここにおいて、半導体素子１６、入力端子１８、出力端子２０及び中継端子２２は、図示を省略する治具で、半導体素子１６の本体、入力端子１８の樹脂本体１８ｍ、出力端子２０におけるＵ相端子２０Ｕの樹脂本体２０ｍｕ、Ｖ相端子２０の樹脂本体２０ｍｖ、及びＷ相端子２０Ｗの樹脂本体２０ｍｗ、並びに中継端子２２の樹脂本体２２ｍを各々吸着されながら、絶縁基板１４の対応するパッド面である銅箔部の面に対して接続面を位置整合された状態で、半田により各々接着されると共に、絶縁基板１４上の対応する配線部である銅箔部に対して各々半田接合されて連絡される。

この際、実装基板１２ａ及び１２ｄの出力端子２０同士は、結合部２０ｃａ、２０ｃｂ及び２０ｃｃで連結されて一体化され、実装基板１２ａ及び１２ｄの出力端子２０同士も、結合部２０ｃａ、２０ｃｂ及び２０ｃｃで連結されて一体化されているため、かかる出力端子２０同士は、単一の治具で同時に吸着されて、対応する絶縁基板１４上に実装される。また、実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄの各出力端子２０は、１対のフランジ２０ｆ、２０ｆを有するため、各出力端子２０は倒れることなく対応する絶縁基板１４上に実装される。また更に、実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄの各中継端子２２は、その板状部２２ｐに突設されて延在する縦板状部２２ｓを有するため、各出力端子２０のバスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗは倒れたり変形することなく対応する絶縁基板１４上に実装される。なお、便宜上、図１では、フランジ２０ｆ及び縦板状部２２ｓの詳細構成は、図示省略している。

そして、このように実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄからなる集合基板１０を完成させた後で、図１４に示すように、実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄにおける絶縁基板１４の結合部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄ、並びに出力端子２０の結合部２０ｃａ、２０ｃｂ及び２０ｃｃを対応して切り離して、実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄを分割し、半導体素子１６、入力端子１８、出力端子２０及び中継端子２２が各々実装された個別の実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄを得る。

ここにおいて、実装基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄを切り離す際には、各絶縁基板１４の連結部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄを図示を省略する切断具で切り離すが、出力端子２０の結合部２０ｃａ、２０ｃｂ及び２０ｃｃが、実装基板１２ｂ及び１２ｃの絶縁基板１４間の連結部１４ｂ及び実装基板１２ａ及び１２ｄの絶縁基板１４間の連結部１４ｄにｚ軸方向で重複するように対応して設けられているため、実装基板１２ｂ及び１２ｃの絶縁基板１４間の連結部１４ｂ及び実装基板１２ａ及び１２ｄの絶縁基板１４間の連結部１４ｄを切り離す際には、出力端子２０の結合部２０ｃａ、２０ｃｂ及び２０ｃｃをも同時に切り離すことになる。なお、かかる切断具としては、カッター、ルーター等の機械的な切断具に限らず、レーザカッター等の物理的な切断具等も使用可能であり、またその切断方法としても、絶縁基板１４の連結部１４ｂ及び１４ｄと出力端子２０の結合部２０ｃａ、２０ｃｂ及び２０ｃｃとを別々に切り離すのであれば、折り曲げ切断等が採用可能である。

以上のように、本実施形態の構成によれば、半導体素子及び各端子を備えた複数の実装基板を、構成部品の倒れ等を防止しながら同時に生産ラインに流して個別の実装基板を製造することが可能となり、簡便な構成でもって、生産性を向上することができる。

次に、本実施形態の複数の実装基板を有する集合基板における出力端子のバスバーの倒れや変形を防止すると共に、出力端子の倒れを防止する変形例の構成につき、更に図１５及び１６を参照して、より詳細に説明する。

図１５は、本変形例の集合基板における隣接する実装基板を組み合わせて示す斜視図である。また、図１６は、本変形例の集合基板における実装基板の中継端子の拡大上面図であり、図１５の中継端子をｚ軸の負方向に見た図である。

図１５及び１６に示すように、本変形例の構成では、上述した構成に対して、中継端子２２の樹脂本体２２ｍの各板状部２２ｐにおいて、１枚の板状部である縦板状部２２ｓが、２枚の板状部の間にスリットが形成された縦板状部２０ｔに変更されている点が相違点であり、残余の構成は同一である。

具体的には、かかる構成の実装基板１２ｄの絶縁基板１４上に実装される中継端子２２の樹脂本体２２ｍは、実装基板１２ａの絶縁基板１４上に実装される出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおけるバスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗの各々に対応して、３つの板状部２２ｐを有する。かかる３つの板状部２２ｐの各々は、中継端子２２の樹脂本体２２ｍから突設されてｘ軸の正方向に延在し、更に各板状部２２ｐは、ｚ軸の正方向に突設されて延在する２枚の平行な板状部を有する縦板状部２０ｔを有する。

ここに、実装基板１２ｄの中継端子２２における各板状部２２ｐに設けられた縦板状部２０ｔの２枚の板状部の間のスリットには、対応する実装基板１２ａの出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおけるバスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗが嵌装されて、各バスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗが倒れたり変形したりすることがないように、その姿勢を固定すると共に、Ｕ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗが倒れることがないように、その姿勢を固定する姿勢固定部として機能している。かかる構成は、実装基板１２ａの絶縁基板１４上に実装される中継端子２２と、実装基板１２ｄの絶縁基板１４上に実装される出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおけるバスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗとの間、実装基板１２ｂの絶縁基板１４上に実装される中継端子２２と、実装基板１２ｃの絶縁基板１４上に実装される出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおけるバスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗとの間、並びに、実装基板１２ｃの絶縁基板１４上に実装される中継端子２２と、実装基板１２ｂの絶縁基板１４上に実装される出力端子２０のＵ相端子２０Ｕ、Ｖ相端子２０Ｖ及びＷ相端子２０Ｗにおけるバスバー２０ｂｕ、２０ｂｖ及び２０ｂｗとの間においても同様である。

従って、本変形例の構成では、実装基板に実装される中継端子に、２枚の板状部間にスリットを形成する縦板状部を備えることにより、実装時の出力端子のバスバーの倒れや変形をより確実に防止できると共に、実装時の出力端子の倒れも確実に防止できる。

なお、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明においては、半導体素子及び各端子を各々備えた複数の実装基板を同時に生産ラインに流すことが可能となって、簡便な構成でもって、生産性を向上することができる集合基板を提供できるものであり、その汎用普遍的な性格からインバータ装置等の半導体装置に対して広範に適用され得るものと期待される。

本発明の実施形態における複数の実装基板を有する集合基板の斜視図である。 本実施形態における複数の実装基板を有する集合基板の上面図であり、図１をｚ軸の負方向に見た図である。 図２のＡ−Ａ線による拡大断面図である。 図２における出力端子間の結合部を示す部分拡大図である。 本実施形態の集合基板における実装基板の斜視図である。 本実施形態の集合基板における実装基板の出力端子の上面図であり、図５の出力端子をｚ軸の負方向に見た図である。 本実施形態の集合基板における実装基板の出力端子の側面図であり、図６におけるＡ矢視図である。 本実施形態の集合基板における実装基板の出力端子の正面図であり、図６におけるＢ矢視図である。 本実施形態の集合基板における隣接する実装基板同士を組み合わせて示す斜視図である。 本実施形態の集合基板における実装基板の中継端子の拡大上面図であり、図９の中継端子をｚ軸の負方向に見た図である。 本実施形態の集合基板における実装基板の中継端子の側面図であり、図１０におけるＣ矢視図である。 本実施形態における複数の実装基板を有する集合基板の斜視図であり、半導体素子、入力端子、中継端子及び出力端子が実装される前の状態を示す図である。 本実施形態における複数の実装基板を有する集合基板の斜視図であり、半導体素子、入力端子、中継端子及び出力端子が対向された状態を示す図である。 本実施形態における複数の実装基板を有する集合基板を分割した状態を示す斜視図である。 本実施形態の変形例の集合基板における隣接する実装基板同士を組み合わせて示す斜視図である。 本実施形態の変形例の集合基板における実装基板の中継端子の拡大上面図であり、図１５の中継端子をｚ軸の負方向に見た図である。

符号の説明

１０……集合基板
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ……実装基板
１４……絶縁基板
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ…結合部
１６……半導体素子
１８……入力端子
１８ｍ…樹脂本体
１８ｂｐ、１８ｂｎ…バスバー
２０……出力端子
２０Ｕ…Ｕ相端子
２０Ｖ…Ｖ相端子
２０Ｗ…Ｗ相端子
２０ｍｕ、２０ｍｖ、２０ｍｗ…樹脂本体
２０ｂｕ、２０ｂｖ、２０ｂｗ…バスバー
２０ｃａ、２０ｃｂ、２０ｃｃ…連結部
２０ｆ…フランジ
２２……中継端子
２２ｍ…樹脂本体
２２ｂ…接続ピン
２２ｐ…板状部
２２ｓ、２２ｔ…縦板状部

Claims (5)

1. 半導体素子と、前記半導体素子に対する入力端子、中継端子及び出力端子の各端子と、を各々実装する複数の実装基板を備えた集合基板において、
   前記集合基板は、前記複数の実装基板が並置されるように連結された一体的な構成を有し、前記複数の実装基板のうちの一方に実装される前記出力端子と、前記複数の実装基板のうちの他方に実装される前記出力端子とは、互い違いになるように配置されることを特徴とする集合基板。
2. 前記互い違いになるように配置された前記出力端子は、前記出力端子間を結合する結合部を有することを特徴とする請求項１に記載の集合基板。
3. 前記複数の実装基板のうちの前記他方に実装される前記中継端子は、前記複数の実装基板のうちの前記一方に実装される前記出力端子の姿勢を固定するための第１の姿勢固定部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の集合基板。
4. 前記第１の姿勢固定部は、前記中継端子に設けられて前記出力端子のバスバーを保持する板状部を有することを特徴とする請求項３に記載の集合基板。
5. 前記出力端子は、前記出力端子の姿勢を固定するため第２の姿勢固定部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の集合基板。

Images