JP6350867B2 - バスバー回路体の電子部品実装構造 - Google Patents

Description

本発明は、複数のバスバーを含んで構成されたバスバー回路体に対する電子部品の実装構造に関するものである。

従来から、電気接続箱のケースの内部に収容されて内部回路を形成する回路体として、バスバー回路体が用いられている。例えば、特開２０１０−２２０３６５号公報（特許文献１）に記載のものがそれである。このような従来構造のバスバー回路体は、合成樹脂等からなる絶縁板の表面に複数のバスバーが載置されて構成されており、必要に応じて複数の絶縁板が多段に積層配置されることにより、高密度な回路の構成も可能とされている。

ところで、このようなバスバー回路体では、導電路を構成するバスバーが比較的耐熱性の低い絶縁板に載置されていることから、バスバー回路体自体を高温となる半田付け工程で用いることは困難であった。従って、バスバー回路体には、バスバーに設けられた接続端子に接続可能なヒューズ等の電気部品は接続可能であるが、導電路にリード部を直接半田付けする電子部品の実装は不可能であった。それ故、バスバー回路体と電子部品の接続は、電子部品が実装されたプリント基板の導電路に接続された基板端子とバスバーの接続端子を中継端子等で接続する等の構造を採用していた。

しかしながら、このような従来構造では、バスバー回路体と電子部品を接続する場合に、バスバー回路体に加えて、電子部品を実装するプリント基板、更にはバスバーの接続端子とプリント基板の基板端子を接続する中継端子等、多数の部品が必要となる。従って、製品の構造が複雑化し、コストアップが避けられないばかりか、多数の部材を中継することでバスバーと電子部品の接続信頼性を安定して確保できなくなるおそれがあった。

特開２０１０−２２０３６５号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、部品点数を低減でき且つ接続信頼性を安定して確保できる、新規なバスバー回路体の電子部品実装構造を提供することにある。

本発明の第一の態様は、バスバー回路体に電子部品を実装するバスバー回路体の電子部品実装構造であって、前記バスバー回路体が、導電路形成部を有するバスバーと、該バスバーの前記導電路形成部を埋設状態でモールド成形された耐熱性樹脂基板を含んで構成されている一方、前記耐熱性樹脂基板には、前記バスバーの前記導電路形成部の露呈部を上下表面に露呈させる一対の貫通孔が設けられており、前記電子部品の本体部から突出するリード部が、前記一対の貫通孔の少なくとも一方を挿通して前記露呈部に半田付けされていると共に、前記耐熱性樹脂基板には、前記電子部品の前記本体部を、前記耐熱性樹脂基板の前記表面から上方に離隔して支持する台座部が、一体的に形成されており、前記バスバー回路体が、前記耐熱性樹脂基板の前記表面に載置される載置バスバーを含んで構成されており、該載置バスバーが前記台座部に支持された前記電子部品の前記本体部の下方に配設されていることを特徴とする。

本態様によれば、バスバーの導電路形成部を埋設状態でモールド成形された耐熱性樹脂基板を含んでバスバー回路体が構成されていることから、バスバー回路体を、高温のフロー工程もしくはリフロー工程等に通して半田付けを行うことが可能となる。そして、耐熱性樹脂基板には、貫通孔が設けられバスバーの導電路形成部の露呈部が貫通孔を介して上下表面に露呈されている。従って、電子部品のリード部を貫通孔に挿通させてバスバーの露呈部に近接乃至は当接させて直接半田付けすることにより、バスバー回路体に電子部品を直接実装することができる。これにより、従来必要であったプリント基板や中継端子等の中継部材を無くして部品点数を削減すると共に、電子部品のリード部とバスバーの露呈部を直接半田付けすることで接続信頼性を安定して確保することができる。

さらに、本態様では、耐熱性樹脂基板の表面に一体形成された台座部により、電子部品の本体部を耐熱性樹脂基板の表面から上方に離隔して支持することができる。それ故、フローやリフロー等の半田付け工程時に高温となるバスバーが配設された耐熱性樹脂基板の表面から、電子部品の本体部を台座部を介して上方に離隔させることで、電子部品の本体部に対するバスバーからの熱の影響を緩和することができる。特に、バスバー回路体が電子部品の本体部の直下に露出状態で配設されるバスバーを備えている場合には、一層有効である。

さらに、本態様では、台座部により電子部品の本体部を耐熱性樹脂基板の表面の上方に離隔して支持して熱対策が図られている。それ故、電子部品の本体部の下方の空きスペースをバスバーの配索スペースに利用しても、電子部品へのバスバーからの熱影響を緩和することができる。これにより、バスバーからの熱影響の問題を解消しつつ高密度化が可能で、さらに、電子部品が直接実装可能な新しい構造のバスバー回路体を有利に提供することができるのである。

本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記バスバーの前記露呈部には、透孔が貫設されており、前記電子部品の前記リード部が、前記透孔と前記一対の貫通孔を挿通して配設されていると共に、それらの間に充填される半田により半田付けされているものである。

本態様によれば、バスバー露呈部に設けられた透孔および一対の貫通孔を挿通して電子部品のリード部を配設することができる。それ故、フロー工程による半田付けを有利に行うことが可能となる。

本発明の第三の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記電子部品の前記リード部が、前記一対の貫通孔の一方を挿通して前記バスバーの前記露呈部に載置されており、前記露呈部と前記リード部の当接面間に配設された半田により半田付けされているものである。

本態様によれば、バスバー露呈部に一対の貫通孔の一方を挿通して電子部品のリード部を載置することができる。それ故、リフロー工程による半田付けを有利に行うことが可能となる。

本発明においては、バスバーの導電路形成部を埋設状態でモールド成形された耐熱性樹脂基板を含んでバスバー回路体が構成されていることから、高温のフロー工程もしくはリフロー工程等に通して半田付けを行うことが可能となる。耐熱性樹脂基板には、バスバーの導電路形成部の露呈部が貫通孔を介して上下表面に露呈されていることから、電子部品のリード部を貫通孔に挿通させて直接半田付けすることで、バスバー回路体に電子部品を直接実装できる。これにより、従来必要であったプリント基板や中継端子等を無くして部品点数を削減すると共に、直接半田付けすることで接続信頼性を安定して確保できる。

本発明の一実施形態としてのバスバー回路体を示す平面図（但し、電子部品を除く）。 図１に示すバスバー回路体の底面図。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面の要部拡大図。 図１におけるＩＶ−ＩＶ断面の要部拡大図。 図１におけるＶ−Ｖ断面の要部拡大図。 本発明のバスバー回路体に用いられるバスバーと電子部品の半田付けの他の態様を示す図であって、図４に相当する要部拡大断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜５に、本発明の一実施形態に従うバスバー回路体１０の電子部品実装構造を用いて、バスバー回路体１０に電子部品である抵抗素子１２を実装する構造が示されている。なお、以下の説明において、特に断りのない場合には、上方とは、図３中の上方、下方とは、図３中の下方をいうものとする。

図１及び図２に示されているように、バスバー回路体１０は、載置バスバー１４と、バスバー１６をインサート品とした耐熱性樹脂基板１８を含んで構成されている。すなわち、耐熱性樹脂基板１８は、バスバー１６の導電路形成部２０を埋設した状態でモールド成形されている。そして、載置バスバー１４が、耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２に載置されると共に耐熱性樹脂基板１８に埋設されたバスバー１６の導電路形成部２０に半田付けされることにより、バスバー１４，１８が積層配置されてなるバスバー回路体１０が構成されるようになっている。

図１及び図２に示されているように、バスバー１６は、導電性金属板がプレス打ち抜きおよび屈曲加工されて形成されており、具体的には、バスバー１６の一方の端部が、耐熱性樹脂基板１８の側縁部１９から突出すると共にクランク形状に屈曲されて形成されている。これにより、例えば図示しないコネクタハウジング内に挿入されてコネクタの端子金具として機能するコネクタ接続端子部２４が構成されている。各バスバー１６は、耐熱性樹脂基板１８の側縁部１９から突出する一方の端部以外の部分が、耐熱性樹脂基板１８の内部に埋設されており、図２に破線で示す所望の回路形状で延出している。

一方、耐熱性樹脂基板１８は略矩形の板形状とされており、例えばポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、アリル樹脂（ＰＤＡＰ）等の耐熱性樹脂により射出成形等によって一体的に形成されている。なお、かかる耐熱性樹脂の耐熱温度は、２６０℃以上とされていることから、耐熱性樹脂からなる耐熱性樹脂基板１８は、鉛フリー半田用等の高温のフロー工程（２４０℃）もしくはリフロー工程（２６０℃）等に通して半田付けを行うことが可能とされている。

図１に示されているように、耐熱性樹脂基板１８の側縁部１９には、側縁部１９の略全長に亘って上側表面２２から上方に向かって突出する縦壁部２６が設けられており、コネクタ接続端子部２４の基端部が耐熱性樹脂基板１８の縦壁部２６に埋設状態で保持されている。また、図１及び図２に示されているように、耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２には、載置される載置バスバー１４の形状に部分的に対応したバスバー収容溝２８が形成されている一方、バスバー収容溝２８には潰しリブ３０が突設されている。加えて、図１及び図４〜５に示されているように、耐熱性樹脂基板１８には、抵抗素子１２の本体部３２の長さ方向の両端部を、耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２から上方に離隔して支持する一対の台座部３４，３４が、一体的に形成されている。一対の台座部３４，３４は抵抗素子１２の本体部３２の長さ方向で相互に離隔して、長さ方向に直交する方向に延出する長手凸条形状を有している。これら一対の台座部３４，３４によって支持された抵抗素子１２（１２ａ，１２ｂ）の本体部３２のうち、一方の抵抗素子１２ａの本体部３２の下方には、載置バスバー１４が配設されている（図４参照）。一方、他方の抵抗素子１２ｂの本体部３２の下方には、後述する貫通孔３８によって耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２に露呈されたバスバー１６が配設されている（図５参照）。なお、図４及び図５では、理解を容易とするために、抵抗素子１２（１２ａ，１２ｂ）や後述する半田５０は仮想線で記載されている。

さらに、図１〜５に示されているように、耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２と下側表面３６には、一対の貫通孔３８，３８が、平面視で同じ位置に設けられている。そして、図４及び図５に示されているように、かかる一対の貫通孔３８，３８を介して、バスバー１６の導電路形成部２０の露呈部４０が、耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２と下側表面３６に露呈されている。加えて、バスバー１６の露呈部４０には透孔４２が貫設されている。

図１に示されているように、複数本の載置バスバー１４は、例えば導電性金属板がプレス打ち抜きおよび屈曲加工されて形成されている。より詳細には、載置バスバー１４の一方の端部がクランク形状に屈曲されて形成されることにより、上述のコネクタ接続端子部２４の一部が構成されている一方、載置バスバー１４の他方の端部が鉛直方向下方に向って屈曲されてリード部４４が形成されている。また、コネクタ接続端子部２４とリード部４４の間に位置する載置バスバー１４の平坦な部位には、潰しリブ挿通孔４６が板厚方向に貫設されている。

そして、図１に示されているように、このような構成とされた載置バスバー１４が、耐熱性樹脂基板１８のバスバー収容溝２８に収容配置される。この際、バスバー収容溝２８に設けられた潰しリブ３０に対して載置バスバー１４の潰しリブ挿通孔４６が挿通され、潰しリブ３０の先端部が潰されることにより、載置バスバー１４が耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２上に位置決め保持されている。図３に示されているように、かかる位置決め保持状態において、載置バスバー１４に設けられたリード部４４が、耐熱性樹脂基板１８に設けられた一対の貫通孔３８，３８およびバスバー１６に設けられた透孔４２に挿通配置されている。加えて、図４〜５に示されているように、かかる位置決め保持状態において、耐熱性樹脂基板１８に実装される抵抗素子１２に対しても同様の構成が実現される。すなわち、抵抗素子１２の本体部３２から突出すると共に鉛直方向下方に向って屈曲された一対のリード部４８，４８がそれぞれ、耐熱性樹脂基板１８に設けられた一対の貫通孔３８，３８およびバスバー１６に設けられた透孔４２に挿通配置されているのである。

次に、載置バスバー１４のリード部４４や抵抗素子１２の一対のリード部４８，４８が一対の貫通孔３８，３８の両方および透孔４２を挿通して配置される。これによりフロー工程による半田付けを有利に行うことができる。すなわち、かかる半田付けは、図３〜５に示されているように、フロー工程において、リード部４４，４８と透孔４２の隙間やリード部４４，４８と一対の貫通孔３８，３８の隙間が半田５０で充填される。その結果、リード部４４，４８が、バスバー１６の導電路形成部２０の露呈部４０に強固且つ確実に半田付けされているのである。なお、リード部４４，４４と透孔４２及び貫通孔３８，３８の隙間をクリーム半田で充填してリフロー工程にて半田付けすることも可能である。

上述の如き本実施形態のバスバー回路体１０の電子部品実装構造によれば、耐熱性樹脂基板１８を構成する耐熱性樹脂の耐熱温度は２６０℃以上とされていることから、耐熱性樹脂基板１８は、高温のフロー工程（２４０℃）もしくはリフロー工程（２６０℃）等に通して半田付けを行うことが可能とされている。そして、耐熱性樹脂基板１８には、貫通孔３８が設けられバスバー１６の導電路形成部２０の露呈部４０が貫通孔３８を介して耐熱性樹脂基板１８の上下表面２２，３６に露呈されている。それ故、載置バスバー１４や抵抗素子１２のリード部４４，４８を貫通孔３８及び透孔４２に挿通させて半田付けすることにより、バスバー回路体１０に載置バスバー１４や抵抗素子１２を直接実装することができる。これにより、従来の如き中継端子等の別部品が不要とされ、部品点数や作業工程の削減が可能となると共に、リード部４４，４８とバスバー１６の露呈部４０を直接半田付けすることから、接続信頼性を安定して確保することができる。

また、耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２に一体形成された一対の台座部３４，３４により、抵抗素子１２の本体部３２を耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２から上方に離隔して支持することができる。これにより、フローやリフロー等の半田付け工程時に高温となるバスバー１４，１８が配設された耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２や露呈部４０から、抵抗素子１２の本体部３２を一対の台座部３４，３４を介して上方に離隔させることができる。それ故、抵抗素子１２の本体部３２に対するバスバー１４，１８からの熱の影響を緩和できるのである。

しかも、一対の台座部３４，３４により抵抗素子１２の本体部３２が耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２の上方に離隔して支持して熱対策が図られていることから、抵抗素子１２の本体部３２の下方の空きスペースを載置バスバー１４の配索スペースに利用できる。それ故、高密度化が可能で、しかも、抵抗素子１２が直接実装可能な新しい構造のバスバー回路体１０を有利に提供することができる。

次に、図６を用いて、上記実施形態のバスバー回路体１０に用いられる抵抗素子１２とバスバー１６の半田付けの他の態様について詳述するが、上記実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、図中に、上記実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。すなわち、かかるバスバー回路体５２では、抵抗素子５４のリード部５６が、耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２に開口する一対の貫通孔３８，３８の一方を挿通してバスバー１６の露呈部５８に載置されており、露呈部５８とリード部５６の当接面間に配設された半田により半田付けされている点に関して、上記実施形態と異なる実施形態を示すものである。すなわち、本実施形態では、バスバー１６の露呈部５８に透孔４２を設ける必要がない。また、抵抗素子５４の一対のリード部５６，５６が本体部３２の両端部から突出すると共にクランク形状に屈曲されて形成されている。そして、抵抗素子５４の一対のリード部５６，５６の突出先端部６０がバスバー１６の露呈部５８上に載置されており、露呈部５８とリード部５６の突出先端部６０の当接面間に配設された例えばクリーム半田がリフロー等の半田付け工程により溶融されて半田付けされている。なお、図６では、理解を容易とするために、抵抗素子５４とそのリード部５６と半田６２は仮想線で記載されている。

本実施形態によれば、バスバー１６の露呈部５８上に、耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２に開口する一対の貫通孔３８，３８の一方を挿通して抵抗素子５４の一対のリード部５６，５６を載置することができる。それ故、露呈部５８とリード部５６の当接面間に配設された例えばクリーム半田を用いて、リフロー工程による半田付けを有利に行うことが可能となる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、前述の実施形態では、抵抗素子１２の本体部３２を一対の台座部３４，３４で支持していたが、台座部の形状はこれに限定されない。例えば、単一の台座部や３つ以上の台座部で本体部３２を支持する形状等、電子部品の本体部３２を耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２やそこに載置された載置バスバー１４から上方に離隔して支持し得るものであれば、いずれの形状でもよい。

また、載置バスバー１４や電子部品たる抵抗素子１２として、耐熱性樹脂基板１８の上側表面２２に載置されたものについて記載したが、載置バスバー１４や抵抗素子１２は耐熱性樹脂基板１８の下側表面３６やその両方２２，３６に載置されていてもよい。

１０，５２：バスバー回路体、１２，１２ａｂ，５４：抵抗素子（電子部品）、１４：載置バスバー、１６：バスバー、１８：耐熱性樹脂基板、２０：導電路形成部、２２：上側表面（表面）、３２：本体部、３４：台座部、３６：下側表面（表面）、３８：貫通孔、４０，５８：露呈部、４２：透孔、４８，５６：リード部、５０，６２：半田、５８：露呈部

Claims (3)

1. バスバー回路体に電子部品を実装するバスバー回路体の電子部品実装構造であって、
   前記バスバー回路体が、導電路形成部を有するバスバーと、該バスバーの前記導電路形成部を埋設状態でモールド成形された耐熱性樹脂基板を含んで構成されている一方、
   前記耐熱性樹脂基板には、前記バスバーの前記導電路形成部の露呈部を上下表面に露呈させる一対の貫通孔が設けられており、
   前記電子部品の本体部から突出するリード部が、前記一対の貫通孔の少なくとも一方を挿通して前記露呈部に半田付けされていると共に、
   前記耐熱性樹脂基板には、前記電子部品の前記本体部を、前記耐熱性樹脂基板の前記表面から上方に離隔して支持する台座部が、一体的に形成されており、
   前記バスバー回路体が、前記耐熱性樹脂基板の前記表面に載置される載置バスバーを含んで構成されており、該載置バスバーが前記台座部に支持された前記電子部品の前記本体部の下方に配設されている
   ことを特徴とするバスバー回路体の電子部品実装構造。
2. 前記バスバーの前記露呈部には、透孔が貫設されており、前記電子部品の前記リード部が、前記透孔と前記一対の貫通孔を挿通して配設されていると共に、それらの間に充填される半田により半田付けされている請求項１に記載のバスバー回路体の電子部品実装構造。
3. 前記電子部品の前記リード部が、前記一対の貫通孔の一方を挿通して前記バスバーの前記露呈部に載置されており、前記露呈部と前記リード部の当接面間に配設された半田により半田付けされている請求項１に記載のバスバー回路体の電子部品実装構造。

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