JPH02292889A - 大電流用配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野〕 この発明は、絶縁基板の面にバスバーを固定した大電流
用の配線板に係り、特にバスバー固定後の絶縁基板のそ
りを低減させる構造に関するものである。

［従来の技術］ 第８図、第９図及び第ｌＯ図は例えば実開昭６２−４９
２６４号公報に開示された従来の大電流回路用の配線板
の構成を示す斜視図である。図において、（１）は銅な
どの良導体で形成したバスバー　（２）はバスバー（１
）を接着等で固定したエボキシ布樹脂などからなる絶縁
基板、（３》は鉄系合金等の剛性の高い金属板、（８）
は取付ねじ、（１０）はパスバ−（１）を所定のパター
ンに形成する場合に用いられる絶縁基板（２）と、金属
板（３）及びバスバー（１）の素材となる銅などの良導
体の金属板（ｌ１）を重ねた積層体、（ｌ２）はバスバ
ー（１）を絶縁基板（２）に固定後にボルト（６）によ
って取付ける制御盤などの取付板である。

上記のような構成の配線板は、剛性の高い金属板（３）
と重ね合せているので、バスバー（１）を絶縁基板（２
）に固定後、バスバー（１）と抵抗体などの回路素子と
のはんだ付等による接合時のバスバー（１）に熱歪によ
る応力が加わるが、金属板（３）の高い剛性が作用して
上記の応力で生じる絶縁基板（２）のそりを抑制するよ
うにしている。

さらに、絶縁基板（２）のそりの抑制構造として、特開
昭５１−　１２７６０号公報には、バスバーの一部に長
手方向に伸縮性が生じるように屈曲部を設けた発明が開
示されており、また特開昭５１−１２６７１号公報には
、バスバーの一部に切欠部を設けた発明が開示されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、実開昭８２−４９２６４号公報に開示さ
れた構成では、バスバー（１）の全面が絶縁基板（２）
にはんだ付けされているので、はんだ付時の加熱でバス
バー（１）と絶縁基板（２）との線膨張係数の差によっ
て絶縁基板（２）に著しくそりが生じ、バスバー（１）
と絶縁基板（２）との接着面の一部が剥離したり、あま
りにそりが大きい場合はハウジング内に収容できないな
どの問題がある。例えば、長さ２８０ｍｍ、幅１４０＋
ａｍ，厚さ１．８＋ｍのガラス布基材エボキシ樹脂から
なる絶縁板（２）（線膨張係数１４　Ｘ　１０−６ｍｍ
　／　ｗ＋ｍ　”Ｃ　）上に、長さ２００＋ａｍ、幅１
２ｍｍ、厚さ２　ａｍの銅製バスバー（１）（線膨張係
数１６．５Ｘ１０−６ｍｍ　／　ｍ＋ｅ　℃）を接着す
る場合、バスバー（１）の裏面全体にはんだペーストを
塗布し、予かしめ絶縁基板（２）上に形成してある銅箔
パターンとリフローソルダリングによりはんだ付けした
ところ、絶縁基板（２）に４〜７關のそりが発生し、使
用に耐えなかった。

また、特開昭５１−１２６７０号公報や特開昭５１−１
２８７１号に開示された発明のように、バスパーの一部
に屈曲部や切欠部を設けるためには、これらの加工のた
めに余分な工程を要してコスト高になるなどの問題があ
る。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、はんだ付時の加熱によって生じる絶縁基板のそ
りを抑制することができ、その上低コストで得られる大
電流用配線板を実現することを目的としたものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る大電流用配線板は、 （１）バスバーと回路パターンとのはんだ付部を、必要
かつ最小限の面積としたものである。また、（２）バス
バーと回路パターンとの間に耐熱性エラストマを介装し
たものである。さらに、（３）バスバーを銅などの良導
体金属と鉄系合金などの剛性の高い金属とのクラッド材
で形成したものである。

［作　用］ この発明による大電流用配線板は、 （１）バスバーと回路パターンとのはんだ付部の面積を
必要最小限にすることにより、はんだ付時の加熱時間が
短縮され、バスバーの温度上昇を抑制し、絶縁基板のそ
りを防止する。

ク２）バスバーと絶縁基板との間に介装したエラストマ
によって、はんだ付時の加熱によるバスバー及び絶緑基
板の熱歪をエラストマが吸収し、絶縁基板のそりを防止
する。

（３）バスバーをクラッド材で形成したので、線膨張係
数の大きい銅などの良導体部のはんだ付時の加熱による
熱歪を、線膨張係数の小さい鉄系合金部によって抑制し
、絶縁基板のそりを防止する。

［実施例］ 実施例１ 第１図はこの発明の第１の実施例の平面図、第２図はそ
の側面図である。図において、（１）は銅などの良導体
金属でパターンが形成された大電流カ流レるバスバー　
（２）はガラス布基材エボキシ樹脂板などの絶縁基板、
（４）は銅箔パターンで、絶縁基板（２）側にエッチン
グなどにより形成されている。（５）は銅箔パターン（
４）にバスバー（１）をはんだ付けする部分、（６）は
止めねじを挿通する穴である。

上記のような構成のこの発明による配線板において、実
施例ではバスバー（１）に幅１２１１１１％厚さ２龍、
長さ２００韻のものを２本使用し、絶縁基板（２）は幅
１４０ｍｍ、長さ２８０ｍｍ，厚さ１．６關のものに、
厚さ３５μｍの銅箔パターン（４）を設けたものを使用
し、これらを図に示すように銅箔パターン（４）のほぼ
中央部において、長さｌＯ■１、幅１２＋ｎｍ（バスバ
ー（１）の幅と同じ）範囲にはんだペーストを印刷し、
その上にバスパー（１）を配設してマスソルダーリング
法によりはんだペーストの溶融温度（約２４０℃）以上
の温度で加熱し、はんだ付けを行なったところ、はんだ
付け部（５）の面積が小さいため、バスバー（１）と絶
縁基板（２）との線膨張係数の差による絶縁基板（２）
のそりは全く認められなかった。

一般に絶縁基板（２）のそりは、材料の熱膨張差、処理
温度と使用温度との差及び個々の材料の長さに依存する
。この発明によれば、以上の例のように、バスバー（１
）と銅箔パターン（４）とのはんだ付け部（５）の範囲
を必要最小限（例えば長さ２０ｍｍ以下、幅はバスバー
の幅以下）に設定し、加熱時間を短縮してはんだ付け時
の昇温による絶縁基板（２）のそりの発生を抑制するこ
とができる。また、リフローソルダーリングの場合のよ
うに絶縁基板（２）全体をはんだ付けのために加熱して
も、はんだ付け部（５）を極力小面積に設定すれば、絶
縁基板（２）のそりを大幅に抑制できる。そして、配線
板ヲパワーモジュールなどと接続する場合には、はんだ
付け後に止めねじの穴（８〉を使用してボルトによって
締着すれば、絶縁板（２）のそりを抑制するとともに強
固な電気的接続を行うことができる。

実施例２ 第３図はこの発明の第２の実施例の斜視図、第４図はそ
の要部を示す側面図である。図において、（１）はバス
バー　（２）は絶縁基板、（４）は銅箔パターンで、絶
縁基板（２）の背面にエッチングなどにより形成されて
いる。（６）は例えばパワーモジュールの端子部と接続
するための止めねじの穴である。（８）はバスバー（１
）と絶縁基板（２）との間に介装されたシリコンゴム板
などで形成した耐熱性のエラストマで、バスバー（１）
と同じパターンに形成されており、絶縁基板（２）とバ
スバー（１）の両者又は何れか一方に接着されている。

なお、このエラストマ（８）は薄いシリコンゴム板など
を積層して形成してもよい。（９）は絶縁基板（２）及
びエラストマ（８）を貫通し、バスバー（１）と銅箔パ
ターン（４）とをはんだ付けによって導通させる複数の
バイヤホールである。

上記のような配線板において、例えば厚さｌ。６１醜で
裏面に厚さ３５−の銅箔パターン（４）が形成されたガ
ラス布基材エボキシ樹脂製の絶縁基板（２）と、幅１２
ｇ＋ｍ，厚さｌ．Ｏｍ＋ｓの銅板製のバスバー（１）と
の間に、厚さ０．３ｍｍのシリコンゴム（信越シリコン
製、Ｋ　Ｅ　３４７５）のエラストマを介装し、浸漬は
んだ付け（ＤＩＰ　ＳＱＬＤＥＲＩＮＧ）工法によって
バスバー（１）と銅箔パターン（４）とをバイヤホール
（９）により接続したところ、バスバー（１）とエラス
トマ（８）、絶縁基板（２）とエラストマ（８）のそれ
ぞれの界面におけるエラストマ（８）の弾性により、は
んだ付時の昇温（約２４０℃）によって生じるバスバー
（１）と絶縁基板（２）との線膨張係数の差に起因する
熱歪はエラストマ（８）に吸収され、絶縁基板（２）の
そりは全く認められなかった。

以上の例のように、バスバー（１）と絶縁基板（２）と
の間のエラストマ（８）によってはんだ付け時の加熱に
よる熱歪の発生を抑制することができる。

第５図はこの発明の別の実施例を示す側面図で、絶縁話
板面上の大部分は第３図、第４図の実施例と同様にエラ
ストマ（８）を介してバスバー（１）を取付け、一部の
表裏に銅箔パターン（４）　，　（４）を設けたもので
、第３図、第４図の実施例の場合と同様の効果を奏する
。

実施例３ 第６図はこの発明の第３の実施例の斜視図、第７図はそ
の側面図である。第６図及び第７図において、（ｌ）は
銅製のバスバー　（２）は絶縁基板、（３）は鉄系合金
などの剛性の高い金属板、（４）は絶縁基板（２）上に
形成した銅箔パターン、（７）は止めねじ、（１２）は
止めねじ（７）を締着するナットである。なお、バスバ
ー（１）と金属板（３）とは２種の金属を固着させたク
ラッド材を加工してパターンを形成する。また、銅箔パ
ターン（４）は絶縁基板（２）側にエッチングなどによ
り形成したものである。

上記のような構成のこの発明による配線板において、例
えば、線膨張係数１８．５Ｘ　１０−６、厚さＩＩの銅
板からなるバスバー（１）と、線膨張係数１１×ＩＯ−
６、厚さ２關の鉄板（３）とを重ねたクラツドを幅１２
關、長さ２００ｍｍに形成し、これを止めねじ（７）と
ナット（１２）とにより絶縁基板（２）の銅箔パターン
（４）上に固着した後、リフローソルダーリング法でバ
スバー（１）と銅箔パターン（４）とをはんだ付けした
結果、線膨張係数の小さい鉄板（３）により、絶縁基板
（２）の熱歪を抑制することができた。

なお、上記第３の実施例において、クラツド材のバスバ
ー（１）にすずメッキ等を施してもよく、また、バスバ
ー（１）と金属板（３）との厚さ比は、幅や長さなどの
パターン及び個々の機器の仕様で定まるはんだ付けによ
る熱歪の許容寸法等に応じて設定するとよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、 （１）バスバーと回路パターンとのはんだ付け部の面積
を必要最小限にして加熱時間を短縮するようにしたので
、はんだ付け時の加熱によるバスバーのそりを抑制し、
精度の高い配線板を得ることができる。

（２）バスバーと絶縁基板間に弾性を有するエラストマ
を介装するようにしたので、はんだ付け時の加熱による
熱歪をエラストマが吸収し、バスバーのそりを抑制する
ことができる。

（３）バスバーの線膨張係数より小さい線膨張係数を有
し、かつ剛性の高い金属板をバスバーとをクラッド材に
したので、はんだ付け時の加熱によるバスバーの熱歪を
剛性の高い金属板が制止するために、バスバーのそりを
抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の正面図、第２図はそ
の側面図、第３図はこの発明の第２の実施例の斜視図、
第４図及び第５図はその要部の側面図、第６図はこの発
明の第３の実施例の斜視図、第７図はその側面図、第８
図、第９図及び第１０図は従来の大電流用配電板の構成
例を示す斜視図である。 図において、（１）はバスバー　（２）は絶縁基板、（
３）は高剛性の金属板、（４）は銅箔パターン、（５）
ははんだ付部、（８）はエラストマ、（９）はバイヤホ
ールである。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示すものとす
る。 第１図 １：バ又パー ２：絶縁基板 ４：ｉ司彊パターン ５：はんた゜伺部 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁基板上に回路パターンを形成し、該回路パタ
   ーンとバスバーとを電気的に接続してなる配線板におい
   て、 上記回路パターン上にバスバーを配設し、該バスバーと
   上記回路パターンとを必要かつ最小限の面積ではんだ付
   けしたことを特徴とする大電流用配線板。
2. （２）絶縁基板上に回路パターンを形成し、該回路パタ
   ーンとバスバーとを電気的に接続してなる配線板におい
   て、 上記絶縁基板の回路パターンが形成された面の裏面に耐
   熱性エラストマを介してバスバーを配設し、該バスバー
   と上記回路パターンとをバイヤホールを介して接続した
   ことを特徴とする大電流用配線板。
3. （３）絶縁基板上に回路パターンを形成し、該回路パタ
   ーンとバスバーとを電気的に接続してなる配線板におい
   て、 上記回路パターン上に良導体金属と高剛性金属とのクラ
   ッド材からなるバスバーを配設し、該バスバーを上記回
   路パターンにはんだ付けしたことを特徴とする大電流用
   配線板。