JP6136946B2 - スイッチング基板 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチング基板に関する。

近年、燃費向上や環境への配慮のため、メインバッテリの他に補助電源を搭載した自動車が開発されている。例えば、ブレーキ時の回生エネルギーを補助電源に蓄積しておき、走行時に電装品への電力供給に用いることで、オルタネータによる発電量を減らして燃費を向上させることができる。また、アイドリングストップの後のエンジン再始動時に、スタータに補助電源から電力供給することで、メインバッテリの電圧の瞬間的な降下により電装品の瞬断やメインバッテリの劣化を防ぐことができる。

メインバッテリと補助電源との間には、走行やアイドリングストップなどの車両の動作状態に対応して、電力の供給形態を切り替える機能を有するスイッチング基板が設置される場合がある。スイッチング基板としては、バスバーと制御回路基板とを備える回路構成体と、この回路構成体に搭載されるスイッチング素子とを備えるものが用いられる（特許文献１参照）。

スイッチング素子は、制御用端子と電力用端子とを有しており、電力用端子はバスバーに接続されている。電力用端子とバスバーとの接続は、リフローはんだ付けによって行なわれることが一般的である。

特開２００４−２７４９６７号公報

ここで、材料費の低減、工程の簡略化を目的として、バスバーと制御回路基板とを接着層を用いて接着する代わりに、絶縁シートを挟んで積層し、ねじ止めによって固定することが提案されている。

しかし、ねじ止めによる固定の場合、接着層による固定の場合と異なり、バスバーと制御回路基板とが全面にわたって密着しているわけではない。このため、リフローはんだ付けの際に、はんだが溶融し、バスバーと絶縁シートとの隙間、あるいは絶縁シートと制御回路基板との隙間に拡散してしまうおそれがある。このような事態が生じると、スイッチング素子とバスバーとの接続信頼性が低下する。

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、リフローはんだ付けの際のはんだの拡散を規制できるスイッチング基板を提供することを目的とする。

本発明のスイッチング基板は、制御回路基板と、非接着性の絶縁シートと、バスバーと、補助板とがこの順に重なって配置される回路構成体と、端子を有し、前記回路構成体に実装されるスイッチング素子とを備え、前記補助板が、前記バスバーに重ねられる主板と、前記主板から立設されるリベット部とを備え、前記リベット部が、前記制御回路基板と前記絶縁シートと前記バスバーとを貫通して配置される胴部と、前記胴部の先端に配置されて前記胴部の断面よりも大きな外形を有し、前記主板との間で前記制御回路基板と前記絶縁シートと前記バスバーとを挟み付けて固定するかしめ部とを備え、前記制御回路基板が、前記絶縁シートと対向する面からその逆側の面まで貫通する実装窓を備え、前記絶縁シートが、前記実装窓と重なって配置され、前記制御回路基板と対向する面からその逆側の面まで貫通する挿通窓を備え、前記バスバーが、前記実装窓と前記挿通窓との内側に露出された領域に配置され、前記端子をはんだ付けするためのはんだが付着するはんだ付着領域と、前記はんだ付着領域の周囲に配置された規制溝とを備える。

上記の構成によれば、はんだ付着領域の周囲に規制溝が配置されることによって、はんだ付着領域とそれよりも外側の領域とが分断されている。これにより、リフローはんだ付けの際に、融けたはんだがはんだ付着領域よりも外側に濡れ広がり、バスバーと絶縁シートとの隙間、あるいは絶縁シートと制御回路基板との隙間に拡散することが規制される。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。

前記バスバーが、銅製または銅合金性の基材と、前記基材の表面に配置されたニッケルメッキ層とを有しており、前記規制溝の内面に前記基材が露出していてもよい。

上記の構成によれば、規制溝の内側にはんだとの親和性がニッケルよりも高い銅または銅合金が露出しているので、はんだの流れ出しを効果的に規制できる。

前記バスバーが、前記規制溝の配置位置に基溝を有する銅製または銅合金性の基材の表面にニッケルメッキを施すことにより形成された部材であってもよい。

基溝を有する基材の表面にニッケルメッキを施すことによって溝を形成する製法は、後めっきと呼ばれ、ニッケルメッキが施された銅板または銅合金板を削って溝を形成する製法よりもコストを低減できる場合がある。

本発明によれば、リフローはんだ付けの際のはんだの拡散を規制できるスイッチング基板を提供できる。

実施形態のスイッチング装置の斜視図 実施形態のスイッチング装置の分解斜視図 実施形態のスイッチング基板の平面図 図３の円Ｒ_１内の拡大図 実施形態のスイッチング基板の底面図 実施形態のスイッチング基板の部分拡大断面図 実施形態のバスバーの平面図 実施形態のバスバーと絶縁シートとを重ねた様子を示す平面図 図８の円Ｒ_２内の拡大図 実施形態の回路構成体の平面図 図１０の円Ｒ_３内の平面図 補助板の斜視図 規制溝の断面形状の一例を示す断面図 規制溝の断面形状の他の例を示す断面図−１ 規制溝の断面形状の他の例を示す断面図−２ 規制溝の断面形状の他の例を示す断面図−３

本発明の実施形態を、図１〜図１６を参照しつつ説明する。

本実施形態のスイッチング装置１は、メインバッテリと補助バッテリとを備える車両において、メインバッテリおよび補助バッテリからの電装品への電力供給の切り替えを行うものである。

スイッチング装置１は、図２に示すように、スイッチング基板１０と、上部ケース９０と、下部ケース９６と、スタッドボルト１１０Ａ、１１０Ｂとを備えている。

スイッチング基板１０は、回路構成体１１と、この回路構成体１１に搭載される６つの半導体スイッチング素子６０Ａ、６０Ｂとを備える。

回路構成体１１は、制御回路基板２０と、絶縁シート７０と、３枚のバスバー３０、４０、５０と、補助板８０とを備えている。

制御回路基板２０は、ガラス基材またはガラス不織布基材からなる絶縁板の一面に、導電性材料からなる制御回路を備えるプリント基板である。制御回路の一部は、半導体スイッチング素子６０Ａ、６０Ｂ（スイッチング素子に該当）との接続のためのランド２１となっている。

図１０に示すように、制御回路基板２０は、半導体スイッチング素子６０Ａ、６０Ｂの搭載のための６つの実装窓２２、２３を有している。実装窓２２、２３は、制御回路基板２０において制御回路が配されている面から、その逆側の面まで貫通する開口部である。

６つの実装窓２２、２３のうち３つの実装窓は、第１実装窓２２であって、１列に並んで配置されている。６つの実装窓２２、２３のうち残り３つの実装窓は、第２実装窓２３であって、１列に並んで配置されている。第１実装窓２２は、図１０および図１１に示すように、孔縁の形状が矩形の大孔部２２Ｌと、この大孔部２２Ｌの一辺に連なり、孔縁の形状が大孔部２２Ｌよりも一回り小さな矩形の小孔部２２Ｓとを有する。第２実装窓２３も第１実装窓２２と同様の形状であって、大孔部２３Ｌと小孔部２３Ｓとを備える。

制御回路基板２０は、複数のリベット挿通孔２４と、複数のねじ挿通孔２５とを有している。複数のリベット挿通孔２４およびねじ挿通孔２５のそれぞれは、制御回路基板２０の一面から他面まで貫通する貫通孔である。

絶縁シート７０は、樹脂等の絶縁性材料からなる矩形の薄いシートである。絶縁シート７０は、図２および図６に示すように、制御回路基板２０の他面（制御回路が形成されている面とは逆側の面）に重ねられている。

図８に示すように、絶縁シート７０は、矩形のシートであって、６つの挿通窓７１、７２を備えている。各挿通窓７１、７２は、絶縁シート７０において制御回路基板２０が配されている面から、その逆側の面まで貫通する開口部である。

各第１挿通窓７１は、孔縁の形状が第１実装窓２２の孔縁の形状と同じである。つまり、図８および図９に示すように、孔縁の形状が矩形の大孔部７１Ｌと、大孔部７１Ｌの一辺に連なり、孔縁の形状が大孔部７１Ｌよりも一回り小さな矩形の小孔部７１Ｓとを有する。３つの第１挿通窓７１のそれぞれは、３つの第１実装窓２２のそれぞれと重なって配置されている。同様に、各第２挿通窓７２は、孔縁の形状が第２実装窓２３の孔縁の形状と同じであり、大孔部７２Ｌと小孔部７２Ｓとを備える。３つの第２挿通窓７２のそれぞれは、３つの第２実装窓２３のそれぞれと重なって配置されている。

絶縁シート７０は、複数のリベット挿通孔７３と、複数のねじ挿通孔７４とを有している。複数のリベット挿通孔７３のそれぞれは、制御回路基板２０のリベット挿通孔２４と重なって配置されている。各リベット挿通孔７３は、絶縁シート７０の一面から他面まで貫通する貫通孔である。複数のねじ挿通孔７４のそれぞれは、制御回路基板２０のねじ挿通孔２５と重なって配置されている。各ねじ挿通孔７４は、絶縁シート７０の一面から他面まで貫通する貫通孔である。

３枚のバスバー３０、４０、５０は、図２および図６に示すように、絶縁シート７０の制御回路基板２０が配置されている面とは逆側の面に並んで配置されている。３枚のバスバー３０、４０、５０のうち１枚は入力バスバー３０であり、他の１枚は出力バスバー４０である。

図７に示すように、入力バスバー３０は、導電性材料により形成された矩形の厚板である。入力バスバー３０は、ボルト挿通孔３１を備えている。ボルト挿通孔３１は、入力バスバー３０の一方の板面から他方の板面まで貫通する貫通孔である。

出力バスバー４０は、図７に示すように、導電性材料により形成された矩形の厚板である。出力バスバー４０は、ボルト挿通孔４１を備えている。ボルト挿通孔４１は、入力バスバー３０の一方の板面から他方の板面まで貫通する貫通孔である。

入力バスバー３０と出力バスバー４０とは、互いに間隔を空けて、平行に配置されている。入力バスバー３０および出力バスバー４０は、図１０に示すように、一部が制御回路基板２０と重なっており、ボルト挿通孔３１、４１が配置された部分は絶縁シート７０および制御回路基板２０から外れて配置されている。

３枚のバスバー３０、４０、５０のうち残りの１枚は、接続バスバー５０である。接続バスバー５０は、図７に示すように、導電性材料により形成されたＴ字形の厚板である。接続バスバー５０は、接続部５１と、補強部５２とを備えている。

接続部５１は、Ｔ字の縦板部分をなす、細長い長方形の板である。接続部５１は、入力バスバー３０と出力バスバー４０との間に、入力バスバー３０および出力バスバー４０に対して隙間を空けて配置されている。接続部５１は、入力バスバー３０および出力バスバー４０と平行に配置されている。

補強部５２は、Ｔ字の横板部分をなす、細長い長方形の板であって、接続部５１の一端に、接続部５１と垂直に配置されている。補強部５２は、入力バスバー３０および出力バスバー４０に対して隙間を空けて配置されている。補強部５２は、入力バスバー３０、接続部５１、出力バスバー４０の並び方向に沿って延びている。

図６、図８、および図１０に示すように、複数の第１実装窓２２および第１挿通窓７１のそれぞれは、それぞれ、入力バスバー３０と接続部５１とにまたがる位置に配され、大孔部２２Ｌ、７１Ｌが入力バスバー３０に重なり、小孔部２２Ｓ、７１Ｓが接続部５１に重なって配置されている。大孔部２２Ｌ、７１Ｌにおいて小孔部２２Ｓ、７１Ｓが連なる一辺は、入力バスバー３０と接続部５１との隙間に沿って配置されている。大孔部２２Ｌ、７１Ｌの内部に入力バスバー３０の一部が、小孔部２２Ｓ、７１Ｓの内部に接続部５１の一部が露出している。

複数の第２実装窓２３および第２挿通窓７２のそれぞれは、出力バスバー４０と接続部５１とにまたがる位置に配され、大孔部２３Ｌ、７２Ｌが出力バスバー４０に重なり、小孔部２３Ｓ、７２Ｓが接続部５１に重なって配置されている。大孔部２３Ｌ、７２Ｌにおいて小孔部２３Ｓ、７２Ｓが連なる一辺は、入力バスバー３０と接続部５１との隙間に沿って配置されている。大孔部２３Ｌ、７２Ｌの内部に出力バスバー４０の一部が、小孔部２３Ｓ、７２Ｓの内部に接続部５１の一部が露出している。

入力バスバー３０は、図７に示すように、複数のはんだ付着領域３２と複数の第１規制溝３３（規制溝に該当）とを有している。はんだ付着領域３２は、半導体スイッチング素子６０Ａ、６０Ｂの接続のためのはんだＳが載せられる領域である。第１規制溝３３は、はんだＳが溶融してはんだ付着領域３２の外側に拡散することを規制するための溝である。各はんだ付着領域３２および各第１規制溝３３のそれぞれは、入力バスバー３０の板面において各大孔部２２Ｌの内側に露出する領域に配置されている。

第１規制溝３３は、大孔部２２Ｌの孔縁のうち小孔部２２Ｓが連なる一辺を除く３辺に沿って延びる溝である。はんだ付着領域３２は、入力バスバー３０の板面において、入力バスバー３０と接続部５１との隙間と、第１規制溝３３とで囲まれた領域である。

同様に、出力バスバー４０は、複数のはんだ付着領域４２と複数の第２規制溝４３（規制溝に該当）とを有している。各はんだ付着領域４２および各第２規制溝４３のそれぞれは、出力バスバー４０の板面において各大孔部２３Ｌの内側に露出する領域に配置されている。第２規制溝４３は、大孔部２３Ｌの孔縁のうち小孔部２３Ｓが連なる一辺を除く３辺に沿って延びる溝である。はんだ付着領域４２は、出力バスバー４０の板面において、出力バスバー４０と接続部５１との隙間と、第１規制溝３３とで囲まれた領域である。

同様に、接続部５１は、複数のはんだ付着領域５３と、複数の第３規制溝５４（規制溝に該当）とを有している。各はんだ付着領域５３および各第３規制溝５４のそれぞれは、接続バスバー５０の板面において各小孔部２２Ｓ、２３Ｓの内側に露出する領域に配置されている。小孔部２２Ｓの内側に配置される第３規制溝５４は、小孔部２２Ｓの孔縁（大孔部２２Ｌと連なる一辺を除く３辺）に沿って延びる溝である。小孔部２２Ｓの内側に配置されるはんだ付着領域５３は、接続部５１の板面において、入力バスバー３０と接続部５１との隙間と、第３規制溝５４とで囲まれた領域である。小孔部２３Ｓの内側に配置される第３規制溝５４は、小孔部２３Ｓの孔縁（大孔部２３Ｌと連なる一辺を除く３辺）に沿って延びる溝である。小孔部２３Ｓの内側に配置されるはんだ付着領域５３は、接続部５１の板面において、出力バスバー４０と接続部５１との隙間と、第３規制溝５４とで囲まれた領域である。

図１３に示す例のように、入力バスバー３０Ａが、銅製の基材３６Ａと、この基材３６Ａの表面に配置されたニッケルメッキ層３７Ａとを有するものであり、入力バスバー３０Ａの第１規制溝３３Ａが配置された面（ニッケルメッキ層３７Ａの表面）から第１規制溝３３Ａの底面３８Ａまでの距離で定義される溝の深さＤ_Ａが、ニッケルメッキ層３７Ａの厚さよりも小さくなっていてもよい。このような形状の第１規制溝３３Ａは、エッチングによってニッケルメッキ層３７Ａの一部を削ることにより形成できるため、大きな製造設備が不要であり、製造コストを削減できるという利点を有する。

あるいは、図１４に示す例のように、入力バスバー３０Ｂが、銅製の基材３６Ｂと、この基材３６Ｂの表面に配置されたニッケルメッキ層３７Ｂとを有するものであり、入力バスバー３０Ｂの第１規制溝３３Ｂが配置された面（ニッケルメッキ層３７Ｂの表面）から第１規制溝３３Ｂの底面３８Ｂまでの距離で定義される溝の深さＤ_Ｂが、ニッケルメッキ層３７Ｂの厚さと等しくなっていてもよい。このような形状の第１規制溝３３Ｂは、例えば、エッチングによって、ニッケルメッキ層３７Ｂを基材３６Ｂの表面に至るまで削ることによって形成することができる。第１規制溝３３Ｂは、その底面３８Ｂ（内面に該当）に、基材３６Ｂが露出している。

あるいは、図１５に示す例のように、入力バスバー３０Ｃが、銅製の基材３６Ｃと、この基材３６Ｃの表面に配置されたニッケルメッキ層３７Ｃとを有するものであり、入力バスバー３０Ｃの第１規制溝３３Ｃが配置された面（ニッケルメッキ層３７Ｃの表面）から第１規制溝３３Ｃの底面３８Ｃまでの距離で定義される溝の深さＤ_Ｃが、ニッケルメッキ層３７Ｃの厚さよりも大きくなっていてもよい。このような形状の第１規制溝３３Ｃは、例えば、機械加工により、バスバー３０Ｃを、ニッケルメッキ層３７Ｃの表面から基材３７Ｃにおいてニッケルメッキ層３６Ｃとの境界面よりもやや深い位置まで削ることにより形成することができる。第１規制溝３３Ｃは、その底面３８Ｃ（内面に該当）に、基材３６Ｃが露出している。

図１４、図１５に示す形状の第１規制溝３３Ｂ、３３Ｃは、その底面３８Ｂ、３８Ｃに基材３６Ｂ、３６Ｃが露出している。つまり、第１規制溝３３Ｂ、３３Ｃは、ニッケルよりもはんだＳとの親和性が高い銅が溝の内側に露出しているので、はんだＳの流れ出しを効果的に規制できるという利点を有する。

あるいは、図１６で示す例のように、入力バスバー３０Ｄが、銅製の基材３６Ｄと、この基材３６Ｄの表面に配置されたニッケルメッキ層３７Ｄとを有するものであり、第１規制溝３３Ｄが、基材３６Ｄに設けられた基溝３９の内面にニッケルメッキ層３７Ｄが配置された溝であってもよい。このような溝を有する入力バスバー３０Ｄは、基溝３９を有する基材３６Ｄの表面にニッケルメッキを施すことにより形成することができる。このような製法は、後めっきと呼ばれ、ニッケルメッキが施された銅板を削って溝を形成する製法よりもコストを低減できる場合がある。

第２規制溝４３および第３規制溝５４についても、同様である。

入力バスバー３０は、図７に示すように、複数のリベット挿通孔３４と、複数のねじ挿通孔３５とを有している。複数のリベット挿通孔３４のそれぞれは、制御回路基板２０のリベット挿通孔２４と重なって配置されている。各リベット挿通孔３４は、入力バスバー３０の一面から他面まで貫通する貫通孔である。複数のねじ挿通孔３５のうち一部は、それぞれ、制御回路基板２０のねじ挿通孔２５と重なって配置されており、他のねじ挿通孔３５は、制御回路基板２０から外れた位置に配置されている。各ねじ挿通孔３５は、入力バスバー３０の一面から他面まで貫通する貫通孔である。

出力バスバー４０は、複数のリベット挿通孔４４と、複数のねじ挿通孔４５とを有している。複数のリベット挿通孔４４のそれぞれは、制御回路基板２０のリベット挿通孔２４と重なって配置されている。各リベット挿通孔４４は、出力バスバー４０の一面から他面まで貫通する貫通孔である。複数のねじ挿通孔４５のうち一部は、それぞれ、制御回路基板２０のねじ挿通孔２５と重なって配置されており、他のねじ挿通孔４５は、制御回路基板２０から外れた位置に配置されている。各ねじ挿通孔４５は、出力バスバー４０の一面から他面まで貫通する貫通孔である。

接続バスバー５０は、複数のリベット挿通孔５５を有している。複数のリベット挿通孔５５のそれぞれは、制御回路基板２０のリベット挿通孔２４と重なって配置されている。各リベット挿通孔５５は、入力バスバー３０の一面から他面まで貫通する貫通孔である。

補助板８０は、耐熱性を有する熱可塑性樹脂からなる成形品であり、図２、図６および図１２に示すように、主板８１と、リベット部８２とを備える。

主板８１は、バスバー３０、４０、５０の絶縁シート７０とは逆側の面に重ねられた矩形の板である。主板８１は、複数のねじ挿通孔８５を有している。複数のねじ挿通孔８５は、制御回路基板２０のねじ挿通孔２５と重なって配置されている。各ねじ挿通孔８５は、補助板８０の一面から他面まで貫通する貫通孔である。

主板８１は、リブ８６を有している。リブ８６は、バスバー３０、４０、５０と重なる面から、主板８１と垂直に立ち上がる突条であって、図１２に示すように、第１突条部８６Ａ、第２突条部８６Ｂ、第３突条部８６Ｃおよび第４突条部８６Ｄを有する。

第１突条部８６Ａは、接続バスバー５０と入力バスバー３０との隙間に配置されるＬ字形の部位である。第２突条部８６Ｂは、接続バスバー５０と出力バスバー４０との間に配置されるＬ字形の部位である。第３突条部８６Ｃは、第１突条部８６Ａの補強部５２に近接する一端、および第２突条部８６Ｂの補強部５２に近接する一端から連なり、補強部５２の２つの短辺と、接続部５１が連なっている側とは逆側の長辺に沿って配置されるＵ字形の部位である。第４突条部８６Ｄは、第１突条部８６Ａの補強部５２から離間した一端と、および第２突条部８６Ｂの補強部５２から離間した一端とを結び、さらに入力バスバー３０の側縁および出力バスバー４０の側縁に沿って延びるＩ字形の部位である。

リブ８６は、バスバー３０、４０、５０の位置決めの役割を担っているとともに、入力バスバー３０と接続バスバー５０との間、および出力バスバー４０と接続バスバー５０との間を絶縁する役割を担っている。位置決めおよび絶縁のために、最低限、第１突条部８６Ａと第２突条部８６Ｂとがあればよいが、第３突条部８６Ｃおよび第４突条部８６Ｄがあることにより、位置決めをより容易に行うことができる。

リベット部８２は、制御回路基板２０と、絶縁シート７０と、バスバー３０、４０、５０とを、主板８１に固定するための部分であって、図６に示すように、胴部８３とかしめ部８４とを備える。胴部８３は、主板８１から立設された円柱であって、主板８１に対して垂直に配置されている。かしめ部８４は、胴部８３の先端（主板８１とは逆側の端部）に配置され、胴部８３の外径よりも一回り大きな径を有する半球形の部位である。かしめ部８４は、その直径が、胴部８３の直径よりも大きくなっている。つまり、かしめ部８４は、その外形が、胴部８３の断面の外形よりも大きくなっている。胴部８３は、リベット挿通孔２４、３４、４４に挿通されており、主板８１とかしめ部８４とが、制御回路基板２０と、絶縁シート７０と、バスバー３０、４０、５０とを挟んで配置されている。

半導体スイッチング素子６０Ａ、６０Ｂは、パワーＭＯＳＦＥＴであって、ハウジング６１と、このハウジング６１に設けられたドレイン端子６２（端子に該当）、ソース端子６３（端子に該当）およびゲート端子６４を備えている。ドレイン端子６２は、図６に示すように、ハウジング６１の下面に配置されている。また、ソース端子６３およびゲート端子６４は、図４に示すように、ハウジング６１の側面から突出している。

図３に示すように、６つの半導体スイッチング素子６０Ａ、６０Ｂのうち３つは、第１半導体スイッチング素子６０Ａである。６つの半導体スイッチング素子６０Ａ、６０Ｂのうち残り３つは、第２半導体スイッチング素子６０Ｂである。

３つの第１半導体スイッチング素子６０Ａは、それぞれ、第１実装窓２２および第１挿通窓７１の内側に配置されている。そして、入力バスバー３０のはんだ付着領域３２にドレイン端子６２が、接続部５１のはんだ付着領域５３にソース端子６３がそれぞれ接続されている。ゲート端子６４は、制御回路基板２０上のランド２１に接続されている。

同様に、３つの第２半導体スイッチング素子６０Ｂは、それぞれ、第２実装窓２３および第２挿通窓７２の内側に配置されている。そして、出力バスバー４０のはんだ付着領域４２にドレイン端子６２が、接続部５１のはんだ付着領域５３にソース端子６３がそれぞれ接続され、ランド２１にゲート端子６４が接続されている。接続は、はんだ付けにより行われる。

このように配置されることによって、並列に接続された３つの半導体スイッチング素子６０Ａ、６０Ｂが１組とされ、２組の半導体スイッチング素子６０Ａ、６０Ｂが直列に接続される。２組の半導体スイッチング素子６０Ａ、６０Ｂは、互いに背中合わせ（back to back）に配置されている。

スタッドボルト１１０Ａは、図１および図２に示すように、入力バスバー３０に、メインバッテリにつながるワイヤーハーネス１００Ａの一端に接続された締結端子１０１Ａを固定するための部材である。
スタッドボルト１１０Ｂは、出力バスバー４０に、補助バッテリにつながるワイヤーハーネス１００Ｂの一端に接続された締結端子１０１Ｂを固定するための部材である。

スタッドボルト１１０Ａは、金属丸棒の外周面にねじを切った軸部１１２Ａと、軸部１１２Ａの一端に配置された角柱形の頭部１１１Ａとを有している。同様に、スタッドボルト１１０Ｂは、軸部１１２Ｂと頭部１１１Ｂとを備えている。

上部ケース９０は、合成樹脂製であって、スイッチング基板１０の補助板８０が配置された面を覆うケースである。上部ケース９０は、図２に示すように、スイッチング基板１０の外形よりも一回り大きい外形を有するトレイ状のケースであって、スイッチング基板１０と平行に配置される矩形の天板９１と、この天板９１の周縁からスイッチング基板１０に向かって延びる側板９２とを備えている。

上部ケース９０は、補助板８０を内部に収容する収容凹部９３と、複数のねじ孔９４と、２つの締結窓９５Ａ、９６Ｂとを備えている。

収容凹部９３は、上部ケース９０のスイッチング基板１０と対向する面から、スイッチング基板１０と離間する方向に凹む凹部であって、その外形は補助板８０の外形よりもわずかに大きな矩形である。

複数のねじ孔９４のうち一部は、制御回路基板２０のリベット挿通孔２４と重なって配置されている。複数のねじ孔９４のうち他の一部は、入力バスバー３０のねじ挿通孔３５、または出力バスバー４０のねじ挿通孔４５と重なって配置されている。

２つの締結窓９５Ａ、９６Ｂのうち一方の締結窓９５Ａは、ボルト挿通孔３１が配置される位置およびその周囲に配置されている。同様に、他方の締結窓９５Ｂは、ボルト挿通孔３１が配置される位置およびその周囲に配置されている。各締結窓９５Ａ、９５Ｂは、天板９１の一方の面から他方の面まで貫通する開口部である。

下部ケース９６は、合成樹脂製であって、スイッチング基板１０の制御回路基板２０が配置された面を覆うケースである。下部ケース９６は、図２に示すように、上部ケース９０とほぼ同じ外形を有する厚板であって、スイッチング基板１０と平行に配置される。

上記のように構成されたスイッチング装置１を組み立てる手順を、以下に説明する。

まず、スイッチング基板１０を組み立てる。
まず、回路構成体１１を組み立てる。補助板８０の主板８１に、胴部８３をリベット挿通孔２４、３４、４４に挿通しつつ、３枚のバスバー３０、４０、５０と、絶縁シート７０と、制御回路基板２０とを重ねる。なお、リベット部８２は、組み立て前の段階では、図２および図１２に示すようにかしめ部８４を有さず、円柱形の胴部８３のみを有している。

次に、胴部８２の先端と主板８１とを治具により挟み付け、熱を加えながら加圧する。補助板８０は熱可塑性樹脂により形成されたものであるので、熱を加えながら加圧することにより、胴部８３の先端部が押し潰されながら拡径変形して、胴部８３の外径よりも一回り大きな径を有する半球形のかしめ部８４が形成される。そして、このかしめ部８４と主板８１との間に、制御回路基板２０、絶縁シート７０、および３枚のバスバー３０、４０、５０が挟み付けられて固定される。

次に、回路構成体１１に半導体スイッチング素子６０Ａ、６０Ｂを実装する。
複数のはんだ付着領域３２、４２、５３および複数のランド２１のそれぞれに、例えばスクリーン印刷によりはんだＳを塗布する。次に、複数の半導体スイッチング素子６０Ａのそれぞれを、位置合わせして第１実装窓２２および第１挿通窓７１の内側に配置する。つまり、半導体スイッチング素子６０Ａを、大孔部２２Ｌ内のはんだ付着領域３２上にドレイン端子６２が、小孔部２２Ｓ内のはんだ付着領域５３上にソース端子６３が、制御回路基板２０のランド２１上にゲート端子６４が配置されるように位置合わせして、回路構成体１１上に載置する。同様に、複数の半導体スイッチング素子６０Ｂのそれぞれを、位置合わせして第２実装窓２３および第２挿通窓７２の内側に配置する。

次に、図示しないリフロー炉内に回路構成体１１を設置し、はんだ溶融温度まで加熱を行い、その後冷却を行なうことにより、各端子６２、６３、６４をはんだ付けする。
補助板８０は耐熱性を有する樹脂により形成されたものであるので、リフロー炉に投入した際の補助板８０の反り等の変形が抑制される。変形を抑制するため、補助板８０の材料である樹脂の溶融温度が、はんだの溶融温度よりも高いことが好ましい。

次に、スイッチング基板１０に上部ケース９０および下部ケース９６を組み付ける。

まず、スイッチング基板１０に上部ケース９０を重ねる。そして、ねじ挿通孔２５、３５、４７、５７、７４、８２にねじ１２０を挿通してねじ孔９４にねじ止めすることにより、スイッチング基板１０を上部ケース９０に固定する。スイッチング基板１０は、入力バスバー３０においてボルト挿通孔３１が配置された部分の周辺部分が締結窓９５Ａの内側に露出し、出力バスバー４０においてボルト挿通孔４１が配置された部分の周辺部分が締結窓９５Ｂの内側に露出した状態で配置される。

次に、スタッドボルト１１０Ａの軸部１１２Ａをボルト挿通孔３１に、スタッドボルト１１０Ｂの軸部１１２Ｂをボルト挿通孔４１に、それぞれ挿通する。軸部１１２Ａは締結窓９５Ａの内側に、軸部１１２Ｂは締結窓９５Ｂの内側に、それぞれ配置される。

次に、下部ケース９６をスイッチング基板１０に重ね、上部ケース９０に組み付ける。

入力バスバー３０には、メインバッテリにつながるワイヤーハーネス１００Ａと接続された締結端子１０１Ａが、スタッドボルト１１０Ａと、このスタッドボルト１１０Ａの先端に締め付けられたナット１１３Ａとによって固定される。また、出力バスバー４０には、補助バッテリにつながるワイヤーハーネス１００Ｂと接続された締結端子１０１Ｂが、スタッドボルト１１０Ｂと、このスタッドボルト１１０Ｂの先端に締め付けられたナット１１３Ｂとによって固定される。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、複数のはんだ付着領域３２、４２、５３のそれぞれの周囲に、第１規制溝３３、第２規制溝４３、または第３規制溝５４が配置されることによって、はんだ付着領域３２、４２、５３とそれよりも外側の領域とが分断されている。これにより、リフローはんだ付けの際に、融けたはんだＳがはんだ付着領域３２、４２、５３から外側に濡れ広がり、バスバー３０、４０、５０と絶縁シート７０との隙間、あるいは絶縁シート７０と制御回路基板２０との隙間に拡散することが規制される。

＜他の実施形態＞
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、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、入力バスバー３０が、銅製の基材３６と、この基材３６の表面に配置されたニッケルメッキ層３７を有していたが、基材が銅合金性であってもよい。あるいは、バスバーが、メッキされていない銅板または銅合金板であってもよい。

（２）上記実施形態では、第１規制溝３３が、大孔部２２Ｌの孔縁のうち小孔部２２Ｓが連なる一辺を除く３辺に沿って延びる溝であったが、規制溝は、はんだ付着領域を全周にわたって囲んで配置されていてもよく、はんだ付着領域の外縁のうち一部にのみ配置されていても構わない。

１０…スイッチング基板
１１…回路構成体
２０…制御回路基板
２２…第１実装窓（実装窓）
２３…第２実装窓（実装窓）
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ…入力バスバー（バスバー）
３２、４２、５３…はんだ付着領域
３３…第１規制溝（規制溝）
３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄ…基材
３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ…ニッケルメッキ層
３８Ｂ、３８Ｃ…底面（内面）
３９…基溝
４０…出力バスバー（バスバー）
４３…第２規制溝（規制溝）
５０…接続バスバー（バスバー）
５４…第３規制溝（規制溝）
６０Ａ…半導体スイッチング素子（スイッチング素子）
６０Ｂ…半導体スイッチング素子（スイッチング素子）
６２…ドレイン端子（端子）
６３…ソース端子（端子）
７０…絶縁シート
７１…第１挿通窓（挿通窓）
７２…第２挿通窓（挿通窓）
８０…補助板
８２…リベット部
８３…胴部
８４…かしめ部
Ｓ…はんだ

Claims (4)

1. 制御回路基板と、非接着性の絶縁シートと、バスバーと、補助板とがこの順に重なって配置される回路構成体と、
   端子を有し、前記回路構成体に実装されるスイッチング素子とを備え、
   前記補助板が、前記バスバーに重ねられる主板と、前記主板から立設されるリベット部とを備え、
   前記リベット部が、前記制御回路基板と前記絶縁シートと前記バスバーとを貫通して配置される胴部と、前記胴部の先端に配置されて前記胴部の断面よりも大きな外形を有し、前記主板との間で前記制御回路基板と前記絶縁シートと前記バスバーとを挟み付けて固定するかしめ部とを備え、
   前記制御回路基板が、前記絶縁シートと対向する面からその逆側の面まで貫通する実装窓を備え、
   前記絶縁シートが、前記実装窓と重なって配置され、前記制御回路基板と対向する面からその逆側の面まで貫通する挿通窓を備え、
   前記バスバーが、前記実装窓と前記挿通窓との内側に露出された領域に配置され、前記端子をはんだ付けするためのはんだが付着するはんだ付着領域と、前記はんだ付着領域の周囲に配置された規制溝とを備える、スイッチング基板。
2. 前記規制溝が、前記はんだ付着領域の周囲において、前記実装窓および前記挿通窓の孔縁に隣接する部分の全長にわたって配置されている、請求項１に記載のスイッチング基板。
3. 前記バスバーが、銅製または銅合金性の基材と、前記基材の表面に配置されたニッケルメッキ層とを有しており、
   前記規制溝の内面に前記基材が露出している、請求項１または請求項２に記載のスイッチング基板。
4. 前記バスバーが、前記規制溝の配置位置に基溝を有する銅製または銅合金性の基材の表面にニッケルメッキを施すことにより形成された部材である、請求項１または請求項２に記載のスイッチング基板。

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