JP6256364B2 - 回路構成体 - Google Patents

Description

本発明は、基板および導電部材を備えた回路構成体に関する。

比較的小さな電流を導通させる回路を構成する導電パターンが形成された基板に対し、比較的大きな電流を導通させるための回路を構成する導電部材が固定された回路構成体が公知である（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００３−１６４０４０号公報

上記特許文献１に記載の回路構成体では、電子部品（ＦＥＴ）の本体部が導電部材上に載置され、一部の端子が導電部材に、他の一部の端子が基板に接続される（特許文献１の図４等参照）。基板表面と導電部材表面との間には、基板の厚み分の高さの差（段差）が存在するため、いずれかの端子を曲げ加工等する必要がある。端子が短いと、このような曲げ加工によっては対応できない場合が生じうる。

本発明が解決しようとする課題は、電子部品の実装（端子の電気的接続）を容易にする回路構成体を提供することである。

上記課題を解決するために本発明にかかる回路構成体は、一方の面に導電パターンが形成された基板と、前記基板の他方の面に固定された導電部材と、複数の端子の一部である第一種端子が前記導電部材に電気的に接続され、複数の端子の他の一部である第二種端子が前記基板に形成された導電パターンに電気的に接続される電子部品と、少なくとも一部が前記導電部材における前記基板側の面に絶縁材料を介して固定された部材であって、前記第二種端子と前記基板に形成された導電パターンとを電気的に接続するための中継部材と、を備えることを特徴とする。

前記中継部材の一端側は前記電子部品の前記第二種端子に接続されており、 前記中継部材の他端側とそれよりも高い位置に位置する前記基板の一方の面に形成された導電パターンとを繋ぐ段差吸収部材を備えるとよい。

前記中継部材は、その一端側が前記電子部品の前記第二種端子に接続されるとともに、他端側が前記基板の一方の面に形成された導電パターンに接続されており、前記中継部材の一端側の一部が前記導電部材に固定されているとよい。

ある部分に接続される前記中継部材の一端側と、他の部分に接続される前記中継部材の他端側との間には、前記基板の一部が位置しているとよい。

前記基板には開口が形成されており、当該開口を通じて前記電子部品が前記導電部材上に載置されているとよい。

本発明にかかる回路構成体は、導電部材における基板側の面に絶縁材料を介して固定された中継部材によって、第二種端子と基板に形成された導電パターンとが電気的に接続される。したがって、第二種端子と基板に形成された導電パターンとの電気的接続（接続作業）が容易である。従来のように、端子を曲げ加工等する必要はないし、端子が短くても接続作業が容易である。

中継部材の他端側とそれよりも高い位置に位置する基板の一方の面に形成された導電パターンとを繋ぐ段差吸収部材を用いれば、第二種端子と基板に形成された導電パターンとの電気的接続（接続作業）がさらに容易になる。

一端側の一部が導電部材に固定された（その他の部分が固定されていない）中継部材を用いれば、当該中継部材によって第二種端子と導電パターンを直接繋ぐこともできる。

ある部分に接続される中継部材の一端側と、他の部分に接続される中継部材の他端側との間に基板の一部が位置していれば、当該基板の一部によって、一方の接続部分に用いるはんだ等の接続材料が、他方の接続部分に流れてしまうことが抑制される。

電子部品が導電部材上に載置された構造とすれば、第一種端子と導電部材の接続（接続作業）が容易である。

本発明の一実施形態にかかる回路構成体の外観図であって、電子部品（トランジスタ）が実装された部分を拡大して示した図である。 図１に示した回路構成体における電子部品が実装された部分の平面図（基板側から見た図）である。 図１に示した回路構成体における中継部材を介した接続構造を説明するための斜視図（一部断面図）である。 図１に示した回路構成体における電子部品が実装された部分の断面図（第二種端子および中継部材を通る平面で切断した断面図）である。 変形例にかかる回路構成体における中継部材を介した接続構造を説明するための斜視図（一部断面図）である。 図５に示した回路構成体における電子部品が実装された部分の断面図（第二種端子および中継部材を通る平面で切断した断面図）である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、特に明示した場合を除き、以下の説明における平面方向とは、基板１０や導電部材２０の平面方向をいい、高さ方向（上下方向）とは平面方向に直交する方向（基板１０における電子部品３０が実装された面側を上とする）をいうものとする。なお、これらの方向は、回路構成体１の設置方向を限定するものではない。

図１〜図４に示す本発明の一実施形態にかかる回路構成体１は、基板１０、導電部材２０、電子部品３０、および中継部材４０を備える。基板１０は、一方の面１０ａ（上側の面）に導電パターン１０１（図を分かりやすくするため、図２〜４において一部のみ図示し、図１においては省略する）が形成されたものである。当該導電パターン１０１が構成する導電路は制御用の回路を構築するものであり、導電部材２０が構成する導電路よりも流れる電流が相対的に小さい。

導電部材２０は、基板１０の他方の面１０ｂ（下側の面）に固定された板状の部分である。導電部材２０は、プレス加工等によって所定の形状に形成され、相対的に大きな（導電パターン１０１によって構成される導電路よりも大きな）電流が流れる部分である電力用の導電路を構成する。なお、導電路の具体的な構成については、説明および図示を省略する。導電部材２０は、バスバー（バスバープレート）等とも称される。導電部材２０は、例えば絶縁性の接着剤や接着シートなどを介して、基板１０の他方の面１０ｂに固定される。これにより、基板１０と導電部材２０が一体化されている。なお、導電部材２０の下側（基板１０側の反対側）には、放熱部材（例えば、フィンが形成されたプレート）が固定されていてもよい。放熱部材が導電性材料で形成される場合には、導電部材２０と放熱部材間が絶縁される。放熱部材を設けず、導電部材２０の少なくとも一部を外部に露出させ、当該導電部材２０自体が放熱機能を発揮するように構成してもよい。

電子部品３０は、基板１０に実装される素子であって、本体部３１および端子を有する。本実施形態における電子部品３０の端子は、導電部材２０に電気的に接続されるものと、基板１０に形成された導電パターン１０１に電気的に接続されるものに区分けできる。以下、導電部材２０に電気的に接続されるものを第一種端子と、基板１０に形成された導電パターン１０１に電気的に接続されるものを第二種端子と称することもある。電子部品３０の一例としては、トランジスタ（ＦＥＴ）が挙げられる。この場合、ドレイン端子３２およびソース端子３３が第一種端子に相当し、ゲート端子３４が第二種端子に相当することとなる。なお、以下では、電子部品３０の一例としてトランジスタ（ＦＥＴ）を例に回路構成体１を説明するが、説明を分かりやすくするため、当該トランジスタは、ドレイン端子３２、ソース端子３３、ゲート端子３４を一つずつ有しているものとする。ただし、各端子は一つでなくてもよい。また、基板１０上には、トランジスタ以外の素子が実装されてもよい。

第一種端子であるドレイン端子３２は、本体部３１の一方側に位置する。第一種端子であるソース端子３３は、本体部３１の他方側（ドレイン端子３２が位置する側とは反対側）に位置する。第二種端子であるゲート端子３４は、ソース端子３３と同じ側に位置する。各端子は、本体部３１の下側に位置する。具体的には、本体部３１の底面において端子の一部が露出しているものである。

導電部材２０は、ドレイン端子３２とソース端子３３の短絡を防止するため、ドレイン端子３２が接続される部分（以下、第一の部分２１と称することもある）と、ソース端子３３が接続される部分（第二の部分２２と称することもある）は分断されている。基板１０には、電子部品３０が通過することのできる第一開口１１が形成されている。本実施形態における電子部品３０（本体部３１）は、当該第一開口１１を通じて導電部材２０上に載置される。ドレイン端子３２は本体部３１の一方側に、ソース端子３３は本体部３１の他方側に位置するため、電子部品３０（本体部３１）は、導電部材２０の第一の部分２１と第二の部分２２に跨るように（ドレイン端子３２とソース端子３３の間に第一の部分２１と第二の部分２２の間の空間が位置するように）導電部材２０上に載置される。そして、ドレイン端子３２は第一の部分２１に、ソース端子３３は第二の部分２２にはんだ等によって接続されている。ドレイン端子３２やソース端子３３と導電部材２０との接続構造はどのようなものであってもよいため、詳細な説明を省略する。

ゲート端子３４は、ソース端子３３と同じ側（本体部３１の他方側）に位置する。本実施形態では、導電部材２０の第二の部分２２におけるゲート端子３４が位置する側に中継部材４０が設けられている。中継部材４０は導電性材料で形成された箔状の部材（例えば銅箔）であって、中継部材４０と導電部材２０（第二の部分２２）との間には絶縁材料４１が介在されている。つまり、中継部材４０と導電部材２０（第二の部分２２）間は絶縁されている。下面が絶縁材料４１で覆われた銅箔を導電部材２０に固定することにより、中継部材４０と導電部材２０を一体化すればよい。本実施形態では、中継部材４０の全体が、導電部材２０（第二の部分２２）に絶縁材料４１を介して接合されている。なお、本実施形態における中継部材４０は、容易に変形しない硬質の部材で構成してもよい（後述する変形例の場合には、中継部材４０は変形可能な部材で構成する必要がある）。

中継部材４０の上面（導電部材２０の反対側の面）は導電性材料が露出している。当該中継部材４０の上面における一端側にゲート端子３４がはんだ等によって接続されている。本実施形態では、中継部材４０の上面における他端側には導電性材料で形成された段差吸収部材５０がはんだ等によって接続されている。つまり、ゲート端子３４は、中継部材４０を介して段差吸収部材５０と電気的に接続されている。

本実施形態では、ゲート端子３４が接続される中継部材４０の一端側と、段差吸収部材５０に接続される中継部材４０の他端側との間には、基板１０の一部である仕切部１３が位置している。つまり、中継部材４０を中心にみれば、中継部材４０に接続される一方の部材との接続部分と、他方の部材との接続部分との間に、仕切部１３が位置するように構成されている。このように両接続部分との間に仕切部１３が位置していれば、一方の接続部分に使用した接続材料（はんだ等）が、他方の接続部分に流れ込むことが防止される（各接続部分における接続材料の量を適当な量に維持することができる）。また、仕切部１３によって、中継部材４０が捲れ上がってしまうことが防止される。

段差吸収部材５０は、平面方向に延びる下部分５１と上部分５２が、中間部分５３によって繋がった形状を呈する。下部分５１と上部分５２の高さの差は、基板１０の厚みとほぼ同じに設定されている。段差吸収部材５０の下部分５１が、上記中継部材４０の上面における他端側に接続されている。一方、段差吸収部材５０の上部分５２は、基板１０の一方の面１０ａに形成された導電パターン１０１（ランド）にはんだ等によって接続されている。つまり、ゲート端子３４は、中継部材４０および段差吸収部材５０を介して基板１０に形成された導電パターン１０１に電気的に接続されている。

段差吸収部材５０の下部分５１は、基板１０に形成された第二開口１２に入り込んでいる。つまり、中継部材４０は、ゲート端子３４が接続される一方側が第一開口１１を通じて基板１０に覆われず露出しており、段差吸収部材５０が接続される他方側が第二開口１２を通じて基板１０に覆われずに露出している。基板１０における第一開口１１と第二開口１２の間に存在する部分が、上記仕切部１３となる。

このような構成を備える本実施形態にかかる回路構成体１は、導電部材２０における基板１０側の面に絶縁材料４１を介して固定された中継部材４０によって、ゲート端子３４（第二種端子）と基板１０に形成された導電パターン１０１とが電気的に接続される。したがって、ゲート端子３４と基板１０に形成された導電パターン１０１との電気的接続（接続作業）が容易である。従来のように、端子を曲げ加工等する必要はないし、端子が短くても接続作業が容易である。

また、本実施形態のように、中継部材４０の他端側とそれよりも高い位置に位置する基板１０の一方の面１０ａに形成された導電パターン１０１とを繋ぐ段差吸収部材５０を用いれば、ゲート端子３４（第二種端子）と基板１０に形成された導電パターン１０１との電気的接続（接続作業）がさらに容易になる。段差吸収部材５０は、電子部品３０を実装する（各端子を導電部材２０や中継部材４０に接続する）工程と同じ工程（例えばリフローはんだ付け工程）で、中継部材４０および基板１０の導電パターン１０１に接続することが可能である。この際、ゲート端子３４（第二種端子）と中継部材４０の接続部分と、中継部材４０と段差吸収部材５０の接続部分の一方から他方に、はんだ等の接続材料が流れてしまうことが、基板１０に設けられた仕切部１３によって防止される。なお、このような仕切部１３を設けず、第一開口１１と第二開口１２が一体となった一つの開口が基板１０に形成された構成としてもよい。

上記回路構成体１の変形例として、例えば次のような構成が考えられる。図５および図６に示す変形例は、（上述した段差吸収部材５０を用いずに）中継部材４０を介して、ゲート端子３４（第二種端子）と基板１０に形成された導電パターン１０１が接続されたものである。上記実施形態と異なり、中継部材４０は、その全体が導電部材２０（第二の部分２２）に固定されておらず、ゲート端子３４に接続される一端側の一部分のみが絶縁材料４１を介して導電部材２０に固定されている。中継部材４０における導電部材２０に固定されていない部分は、自在に変形することが可能であるため、当該部分を利用して中継部材４０の他端側は基板１０の一方の面１０ａ側に引き上げられている。なお、中継部材４０と導電部材２０の短絡を防止するため、中継部材４０における導電部材２０に固定される部分以外の部分の下側の面も絶縁材料４１で覆われていることが望ましい。

このような構成とすることで、上記段差吸収部材５０のような、基板１０の上面（一方の面１０ａ）と導電部材２０の上面（基板１０側の面）との間に生ずる段差を吸収するための部材を用いる必要がなくなる。つまり、容易に変形可能である中継部材４０自体を、段差を吸収するための部材として利用することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

例えば、上記実施形態では、電子部品３０としてトランジスタを例に説明したが、複数の端子のうちの一部が導電部材２０に電気的に接続され、他の一部が基板１０に形成された導電パターン１０１に電気的に接続されるものであれば、電子部品３０はトランジスタに限られない。

１ 回路構成体
１０ 基板
１０ａ 一方の面
１０ｂ 他方の面
１１ 第一開口
１２ 第二開口
１３ 仕切部
１０１ 導電パターン
２０ 導電部材
２１ 第一の部分
２２ 第二の部分
３０ 電子部品（トランジスタ）
３１ 本体部
３２ ドレイン端子（第一種端子）
３３ ソース端子（第一種端子）
３４ ゲート端子（第二種端子）
４０ 中継部材
４１ 絶縁材料
５０ 段差吸収部材

Claims (5)

1. 一方の面に導電パターンが形成された基板と、
   前記基板の他方の面に固定された導電部材と、
   複数の端子の一部である第一種端子が前記導電部材に電気的に接続され、複数の端子の他の一部である第二種端子が前記基板に形成された導電パターンに電気的に接続される電子部品と、
   少なくとも一部が前記導電部材における前記基板側の面に絶縁材料を介して固定された部材であって、前記第二種端子と前記基板に形成された導電パターンとを電気的に接続するための中継部材と、
   を備えることを特徴とする回路構成体。
2. 前記中継部材の一端側は前記電子部品の前記第二種端子に接続されており、
   前記中継部材の他端側とそれよりも高い位置に位置する前記基板の一方の面に形成された導電パターンとを繋ぐ段差吸収部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の回路構成体。
3. 前記中継部材は、その一端側が前記電子部品の前記第二種端子に接続されるとともに、他端側が前記基板の一方の面に形成された導電パターンに接続されており、
   前記中継部材の一端側の一部が前記導電部材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の回路構成体。
4. ある部分に接続される前記中継部材の一端側と、他の部分に接続される前記中継部材の他端側との間には、前記基板の一部が位置していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回路構成体。
5. 前記基板には開口が形成されており、当該開口を通じて前記電子部品が前記導電部材上に載置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回路構成体。

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