JPH0870187A - 高耐圧大電流配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 絶縁板（４）と、この絶縁板（４）に形成さ
れた収容空間（１３）に収められた大電流用の板状導体
（１）とからなる層が複数積層され、かつ前記板状導体
（１）に立設された柱状導体（２）が他の層を貫通して
いる高耐圧大電流配線板において、前記収容空間（１
３）の深さが前記板状導体（１）の厚さより大である高
耐圧大電流配線板。 【効果】 絶縁ゲートトランジスタ（ＩＧＢＴ）やダイ
オードなどのパワー部品６の実装が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大電流を通電する配線
板で、特に比較的高圧に耐えられる高耐圧大電流配線板
に関する。

【０００２】

【従来の技術】モーターの制御回路等に用いられる配線
板には、信号用の小電流が流れる薄肉回路導体だけでな
く、パワー用の大電流が流れる厚肉回路導体が必要であ
る。従来、この種の配線板としては、ガラスエポキシか
らなる絶縁基板の内部に大電流用の厚肉回路導体を埋め
込み、絶縁基板の表面に小電流用の薄肉回路導体を配置
した大電流回路基板が実用化されている。しかし大電流
用の厚肉回路導体を絶縁基板内に埋め込んだ構造の配線
板は、厚肉回路導体の厚さが厚くなると、絶縁基板の内
部にボイド等の欠陥が発生しやすいという問題があっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するために、発明者らは先に特願平６−９３９５２号に
て、図７に示す高耐圧大電流配線板を提案した。この高
耐圧大電流配線板は、大電流用の板状導体１の所定の位
置に配線板厚さ方向の導通をとるための柱状導体２が固
定されている。前記板状導体１および柱状導体２の表面
に他の導体との電気的接続に必要な部分を除いて絶縁コ
ーティング層３が設けられている。そして前記板状導体
１と同じ層に、板状導体１と重ならない形に形成された
絶縁板４が配置されている。このような板状導体１と絶
縁板４とで構成される層が複数層、層間に絶縁フィルム
５が挟まれた状態で積層されていることを特徴とするも
のである。

【０００４】ところがこの高耐圧大電流配線板は、従来
の一括プレスやＮＣデータをもとに精度良く加工される
大電流回路基板とは異なり、材質、形状等が異なる各部
品毎に加工しなければならず、柱状導体２の配線板から
の突出量の精度や、配線板の板面方向に対する柱状導体
２の位置の精度を保つことが難しい。またたとえ前記突
出量や位置の精度を良好に保って各部品の加工ができた
としても、部品毎の熱膨張収縮率に差があるので、例え
ば絶縁板４を加熱圧着する際の加熱により反りやねじれ
が生じて、結局前記柱状導体２の突出量や配線板の板面
方向に対する位置に誤差が生じる。このため絶縁ゲート
トランジスタ（以下ＩＧＢＴと記す。）やダイオードな
どのパワー部品６の実装が難しくなるという欠点があっ
た。

【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、柱状導体２の配線板からの突出量の誤差または配線
板の板面方向に対する柱状導体２の位置の誤差を吸収で
き、ＩＧＢＴやダイオードなどのパワー部品６を容易に
実装できる高耐圧大電流配線板を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、絶縁
板４に形成されている板状導体１を収容するための収容
空間１３の深さが、前記板状導体１の厚さより大である
ことを特徴とするものである。

【０００７】前記収容空間１３は、絶縁板４の厚さ方向
に貫通していてもよく、図３に示すように底付きの穴で
あってもよい。

【０００８】請求項２の発明は、絶縁板４に形成されて
いる板状導体１を収容するための収容空間１３の、配線
板の板面方向の幅が板状導体１の幅より大であることを
特徴とするものである。

【０００９】請求項３の発明は、柱状導体２が立設され
た大電流用の板状導体１と、絶縁板４とが交互に積層さ
れ、前記柱状導体２が他の板状導体１または絶縁板４を
貫通した高耐圧大電流配線板であって、前記絶縁板４間
にスペーサ９が介在されると共に、板状導体１の厚さよ
りスペーサ９の高さが大であることを特徴とするもので
ある。

【００１０】請求項４の発明は、柱状導体２が立設され
た大電流用の板状導体１と、絶縁板４とが交互に積層さ
れ、前記柱状導体２が他の板状導体１または絶縁板４を
貫通した高耐圧大電流配線板であって、前記絶縁板４間
にスペーサ９が介在されると共に、スペーサ９と板状導
体１との間に隙間１７が形成されていることを特徴とす
るものである。

【００１１】

【作用】請求項１の発明は絶縁板４に形成されている収
容空間１３の深さが、板状導体１の厚さより大なので、
板状導体１と、他の層の絶縁板４や板状導体１との間に
隙間１１が形成される。よってこの隙間１１分だけ柱状
導体２は、該柱状導体２の軸方向に移動可能になるの
で、柱状導体２の突出量の誤差を吸収することができ
る。

【００１２】請求項２の発明は絶縁板４に形成されてい
る収容空間１３の、配線板の板面方向の幅が板状導体１
の幅より大なので、同じ層の板状導体１と絶縁板４との
間に隙間１７が形成される。よってこの隙間１７分だけ
柱状導体２は、該柱状導体２の軸方向に直交する方向に
移動可能になるので、配線板の板面方向に対する柱状導
体２の位置の誤差を吸収することができる。

【００１３】請求項３の発明は絶縁板４間に介在されて
いるスペーサ９の高さが板状導体１の厚さより大なの
で、板状導体１と絶縁板４との間に隙間１１が形成され
る。よってこの隙間１１分だけ柱状導体２は、該柱状導
体２の軸方向に移動可能になるので、柱状導体２の突出
量の誤差を吸収することができる。

【００１４】請求項４の発明は絶縁板４間に介在されて
いるスペーサ９と板状導体１との間に隙間１７が形成さ
れている。よってこの隙間１７分だけ柱状導体２は、該
柱状導体２の軸方向に直交する方向に移動可能になるの
で、配線板の板面方向に対する柱状導体２の位置の誤差
を吸収することができる。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明の高耐圧大電流配線板の一実
施例を示す。この高耐圧大電流配線板は、厚さ３．０ｍ
ｍの銅板（無酸素銅、タフピッチ銅など）からなる板状
導体１を備えている。板状導体１は銅板をプレス打ち抜
き加工、ウォータージェット切断加工などにより所要の
回路パターンに形成したものである。

【００１６】板状導体１の所定の位置には、配線板厚さ
方向の導通をとるための柱状導体２が固定されている。
この柱状導体２は図２に示すように内径が一定で外径に
段差があり、一端側が大径部２ａに、他端側が小径部２
ｂになっている。板状導体１に柱状導体２を固定するに
は板状導体１に形成した穴に柱状導体２の小径部２ｂを
挿入し、その状態で小径部２ｂのまわりの板状導体１を
かしめるか、小径部２ｂと板状導体１を溶接またはろう
付けすればよい。柱状導体２は銅管の切断、切削加工ま
たはプレス成形加工などにより製作することができる。

【００１７】前記した板状導体１は、当該板状導体１を
収めるために絶縁板４に形成された収容空間１３に収容
されている。この絶縁板４はガラスエポキシ板、紙フェ
ノール板、ＡＢＳ樹脂板などからなり、ルーター加工や
プレス加工などによりに収容空間１３がくり抜かれてい
る。絶縁板４の厚さは４．０ｍｍである。この値は絶縁
板４の収容空間１３の深さが、絶縁コーティング層３が
設けられた板状導体１の厚さより大になるように選択し
た値である。

【００１８】本実施例の高耐圧大電流配線板では、板状
導体１と絶縁板４とで構成される層は図１のように６層
設けられており、各層間にポリエチレンテレフタレート
からなる絶縁フィルム５が挟まれた状態で積層されてい
る。この絶縁フィルム５としては、耐圧性に優れたポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが好適に使
用されるが、マイカフィルムやポリエチレンフィルム
等、他の絶縁フィルム５を使用することも可能である。

【００１９】絶縁フィルム５は、その両面にエポキシ系
接着剤が塗布され、板状導体１および絶縁板４からなる
層と接着されるのが望ましい。ただし絶縁フィルム５
と、板状導体１および絶縁板４からなる層とは、必ずし
も接着されている必要はなく、またボルト、ナット等の
適当な締付け部材で積層体全体が締め付けられる構造で
あってもよい。また他の手段で積層状態が保てれば、締
付け部材も不要である。なお絶縁板４および絶縁フィル
ム５の、柱状導体２に相当する位置には、積層や部品取
付けの都合上、柱状導体２を貫通させるための貫通孔８
が形成されている。

【００２０】また本実施例では、図１に示すように他の
導体との電気的接続に必要な部分（図示の例では柱状導
体２の上端面と下端面）を除いて板状導体１および柱状
導体２の表面に絶縁コーティング層３が設けられてい
る。絶縁コーティング層３は例えば樹脂の粉体塗装によ
り形成することができる。絶縁コーティング層３の厚さ
は２００μｍであり、材質は例えばエポキシ樹脂であ
る。

【００２１】本実施例の高耐圧大電流配線板は、絶縁板
４に形成されている板状導体１を収容するための収容空
間１３の深さが、前記板状導体１の厚さより大なので、
板状導体１と、他の層の絶縁板４や板状導体１との間に
隙間１１が形成される。よって前記隙間１１分だけ柱状
導体２は、該柱状導体２の軸方向に移動可能になるの
で、柱状導体２の突出量の誤差を吸収することができ
る。従って、ＩＧＢＴやダイオードなどのパワー部品６
の実装が容易になる。

【００２２】図１では、以上のような高耐圧大電流配線
板にＩＧＢＴやダイオードなどのパワー部品６を実装し
た状態を示している。１２はパワー部品６を柱状導体２
に接続するためのネジである。パワー部品６は発熱する
ためヒートシンク用のアルミブロック７に固定されてい
る。アルミブロック７に固定されたパワー部品６には高
さの差があるので、この差に応じて柱状導体２の長さが
異なっている。

【００２３】なお、板状導体１を収容するための収容空
間１３は、本実施例のように絶縁板４の厚さ方向に貫通
していてもよいが、図３に示すように底付きの穴であっ
てもよい。

【００２４】（実施例２）図４は本発明の高耐圧大電流
配線板の他の実施例を示す。この実施例が実施例１と異
なる点は、次の通りである。絶縁板４として、板状導体
１とその両面の絶縁コーティング層３の合計厚さと同じ
厚さの３．２ｍｍのガラスエポキシ板が用いられてい
る。そして絶縁板４に形成されている収容空間１３の、
配線板の板面方向の幅が板状導体１の幅より大きく形成
されている。またこの絶縁板４は柱状導体２を貫通させ
るための貫通孔８として、絶縁コーティング層３が設け
られた柱状導体２の外径より大きい貫通孔８が形成され
ている。

【００２５】本実施例の高耐圧大電流配線板は絶縁板４
に形成されている収容空間１３の、配線板の板面方向の
幅が板状導体１の幅より大なので、同じ層の板状導体１
と絶縁板４との間に隙間１７が形成される。よってこの
隙間１７分だけ柱状導体２は、該柱状導体２の軸方向に
直交する方向に移動可能になるので、配線板の板面方向
に対する柱状導体２の位置の誤差を吸収することができ
る。従って、ＩＧＢＴやダイオードなどのパワー部品６
の実装が容易になる。

【００２６】（実施例３）図５は本発明の高耐圧大電流
配線板の他の実施例を示す。この実施例のものは実施例
１と同様、絶縁板４の厚さが、絶縁コーティング層３が
設けられた板状導体１の厚さより大である。さらに実施
例２と同様、絶縁板４に形成されている収容空間１３
の、配線板の板面方向の幅が板状導体１の幅より大きく
形成されている。また絶縁コーティング層３が設けられ
た柱状導体２の外径より大きな貫通孔８が形成されてい
る。

【００２７】本実施例の高耐圧大電流配線板は絶縁板４
に形成されている収容空間１３の深さが板状導体１の厚
さより大なので、板状導体１と、他の層の絶縁板４や板
状導体１との間に隙間１１が形成される。また前記収容
空間１３の、配線板の板面方向の幅が板状導体１の幅よ
り大なので、同じ層の板状導体１と絶縁板４との間に隙
間１７が形成される。よってこれら隙間１１、１７分だ
け柱状導体２は、該柱状導体２の軸方向および軸方向に
直交する方向に移動可能になるので、柱状導体２の突出
量の誤差および配線板の板面方向に対する柱状導体２の
位置の誤差を吸収することができる。従って、ＩＧＢＴ
やダイオードなどのパワー部品６の実装が容易になる。

【００２８】（実施例４）図６は本発明の高耐圧大電流
配線板の他の実施例を示す。この高耐圧大電流配線板で
は、柱状導体２が立設された大電流用の板状導体１と絶
縁板４とが交互に積層されている。前記柱状導体２は他
の板状導体１や絶縁板４を貫通している。

【００２９】絶縁板４の間にはスペーサ９が介在されて
いる。板状導体１には、スペーサ９を挿通するための挿
通孔１０が形成されている。この挿通孔１０の内径はス
ペーサ９の外径より大きい。スペーサ９は、合成樹脂製
の中空円筒で、長さは板状導体１の厚さよりも長くなっ
ている。また板状導体１には、他の板状導体１に立設さ
れた柱状導体２を挿通するために、前記柱状導体２の外
径より大きい内径を有する貫通孔８が形成されている。

【００３０】絶縁板４は、ガラスエポキシ板、紙フェノ
ール板、ＡＢＳ樹脂板などで形成されている。絶縁板４
には、前記柱状導体２を挿通させるために、前記柱状導
体２の外径より大きい内径を有する貫通孔８が形成され
ている。絶縁板４には固定孔１４が形成されている。こ
の固定孔１４は絶縁板４と板状導体１とを積層した際
に、板状導体１の挿通孔１０と中心軸が一致する位置に
形成されている。

【００３１】板状導体１と絶縁板４とスペーサ９とで構
成される層は各絶縁板４の固定孔１４とスペーサ９とを
貫通するポリカーボネート製のボルト１５とナット１６
により固定されている。固定孔１４の内径およびスペー
サ９の孔の内径はボルト１５の外径と同じであってもよ
いが、若干大であることが好ましい。

【００３２】本実施例の高耐圧大電流配線板は板状導体
１の厚さより高いスペーサ９が前記絶縁板４間に介在さ
れているので、板状導体１と絶縁板４との間に隙間１１
が形成される。よってこの隙間１１分だけ柱状導体２
は、該柱状導体２の軸方向に移動可能になるので、柱状
導体２の突出量の誤差を吸収することができる。従っ
て、ＩＧＢＴやダイオードなどのパワー部品６の実装が
容易になる。

【００３３】また本実施例の高耐圧大電流配線板は、貫
通孔８の内径が柱状導体２の外径より大であり、かつ板
状導体１に形成されている挿通孔１０の内径がスペーサ
９の外径より大なので、柱状導体２と絶縁板４との間、
およびスペーサ９と板状導体１との間に隙間１７が形成
される。よってこれら隙間１７分だけ柱状導体２は、該
柱状導体２の軸方向に直交する方向に移動可能になるの
で、柱状導体２の配線板の板面方向に対する位置の誤差
を吸収することができる。従って、ＩＧＢＴやダイオー
ドなどのパワー部品６の実装が容易になる。

【００３４】本実施例では、板状導体１および柱状導体
２の表面に実施例１〜３のような絶縁コーティング層３
は設けられていないが、必要により実施例１〜３と同様
にして絶縁コーティング層３を設けることも可能であ
る。絶縁コーティング層３を設ける場合は、前記スペー
サ９の長さを板状導体１と絶縁コーティング層３の合計
厚さより長くする必要がある。

【００３５】また本実施例では、板状導体１と絶縁板４
との間に絶縁フィルム５が挟まれていないが、絶縁フィ
ルム５が板状導体１と絶縁板４との間に挟まれていても
よい。なお板状導体１と絶縁板４との間に絶縁フィルム
５が挟まれている場合は、その絶縁フィルム５の柱状導
体２に相当する位置には、積層や部品取付けの都合上、
柱状導体２を挿通させるための貫通孔８を形成する。

【００３６】

【他の技術思想】上記実施例から把握できる請求項以外
の技術思想について、以下にその効果とともに記載す
る。

【００３７】（１）絶縁板４と、この絶縁板４に形成さ
れた収容空間１３に収められた大電流用の板状導体１と
からなる層が複数積層され、かつ前記板状導体１に立設
された柱状導体２が他の層を貫通している高耐圧大電流
配線板において、収容空間１３の深さが前記板状導体１
の厚さより大であり、かつ前記収容空間１３の、配線板
の板面方向の幅が前記板状導体１の幅より大であること
を特徴とする高耐圧大電流配線板。

【００３８】前記高耐圧大電流配線板は、板状導体１と
他の層の絶縁板４や板状導体１との間に隙間１１が形成
されるとともに、同じ層の板状導体１と絶縁板４との間
に隙間１７が形成される。よってこれら隙間１１、１７
分だけ柱状導体２は、該柱状導体２の軸方向およびこれ
と直交する方向に移動可能になるので、柱状導体２の突
出量の誤差および柱状導体２の配線板の板面方向に対す
る位置の誤差を吸収することができる。従って、ＩＧＢ
Ｔやダイオードなどのパワー部品６の実装が容易にな
る。

【００３９】（２）柱状導体２が立設された大電流用の
板状導体１と、絶縁板４とが交互に積層され、前記柱状
導体２が他の板状導体１または絶縁板４を貫通し、かつ
絶縁板４間にスペーサ９が介在されてなる高耐圧大電流
配線板であって、スペーサ９の高さが板状導体１の厚さ
より大であり、かつ絶縁板４間に介在されているスペー
サ９と板状導体１との間に隙間１７が形成されているこ
とを特徴とする高耐圧大電流配線板。

【００４０】前記高耐圧大電流配線板は、柱状導体２が
固定された板状導体１と、絶縁板４との間、およびスペ
ーサ９と板状導体１との間に隙間１１が形成されてい
る。よってこれら隙間１１分だけ柱状導体２は、該柱状
導体２の軸方向および軸方向に直交する方向に移動可能
になるので、柱状導体２の突出量の誤差および柱状導体
２の配線板の板面方向に対する位置の誤差を吸収するこ
とができる。従って、ＩＧＢＴやダイオードなどのパワ
ー部品６の実装が容易になる。

【００４１】

【発明の効果】請求項１の発明は絶縁板４に形成されて
いる板状導体１を収容するための収容空間１３の深さ
が、板状導体１の厚さより大なので、板状導体１と、他
の層の絶縁板４や板状導体１との間に沿って隙間１１が
形成される。よってこの隙間１１分だけ柱状導体２は、
該柱状導体２の軸方向に移動可能になるので、柱状導体
２の突出量の誤差を吸収することができる。従って、Ｉ
ＧＢＴやダイオードなどのパワー部品６の実装が容易に
なる。

【００４２】請求項２の発明は絶縁板４に形成されてい
る板状導体１を収容するための収容空間１３の、配線板
の板面方向の幅が板状導体１の幅より大なので、同じ層
の板状導体１と絶縁板４との間に沿って隙間１７が形成
される。よってこの隙間１７分だけ柱状導体２は、該柱
状導体２の軸方向に直交する方向に移動可能となり、配
線板の板面方向に対する柱状導体２の位置の誤差を吸収
することができる。従って、ＩＧＢＴやダイオードなど
のパワー部品６の実装が容易になる。

【００４３】請求項３の発明は板状導体１の厚さより高
いスペーサ９が前記絶縁板４間に介在されているので、
柱状導体２が固定された板状導体１と、絶縁板４との間
に沿って隙間１１が形成される。よってこの隙間１１分
だけ柱状導体２は、該柱状導体２の軸方向に移動可能に
なるので、柱状導体２の突出量の誤差を吸収することが
できる。従って、ＩＧＢＴやダイオードなどのパワー部
品６の実装が容易になる。

【００４４】請求項４の発明はスペーサ９と板状導体１
との間に隙間１７が形成されている。よってこの隙間１
７分だけ柱状導体２は、該柱状導体２の軸方向に直交す
る方向に移動可能になるので、配線板の板面方向に対す
る柱状導体２の位置の誤差を吸収することができる。従
って、ＩＧＢＴやダイオードなどのパワー部品６の実装
が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高耐圧大電流配線板の一実施例を示す
断面図。

【図２】配線板における板状導体と柱状導体の結合部を
示す一部切開斜視図。

【図３】絶縁板に形成される収容空間の形状の一例を示
す一部切開斜視図。

【図４】本発明の高耐圧大電流配線板の一実施例を示す
断面図。

【図５】本発明の高耐圧大電流配線板の一実施例を示す
断面図。

【図６】本発明の高耐圧大電流配線板の一実施例を示す
断面図。

【図７】従来の高耐圧大電流配線板を示す断面図。

【符号の説明】

１ 板状導体 ２ 柱状導体 ３ 絶縁コーティング層 ４ 絶縁板 ５ 絶縁フィルム ６ パワー部品 ７ アルミブロック ８ 貫通孔 ９ スペーサ １０ 挿通孔 １１ 隙間 １２ ネジ １３ 収容空間 １４ 固定孔 １５ ボルト １６ ナット １７ 隙間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁板（４）と、この絶縁板（４）に形
   成された収容空間（１３）に収められた大電流用の板状
   導体（１）とからなる層が複数積層され、かつ前記板状
   導体（１）に立設された柱状導体（２）が他の層を貫通
   している高耐圧大電流配線板において、 前記収容空間（１３）の深さが前記板状導体（１）の厚
   さより大であることを特徴とする高耐圧大電流配線板。
2. 【請求項２】 絶縁板（４）と、この絶縁板（４）に形
   成された収容空間（１３）に収められた大電流用の板状
   導体（１）とからなる層が複数積層され、かつ前記板状
   導体（１）に立設された柱状導体（２）が他の層を貫通
   している高耐圧大電流配線板において、 前記収容空間（１３）の、配線板の板面方向の幅が前記
   板状導体（１）の幅より大であることを特徴とする高耐
   圧大電流配線板。
3. 【請求項３】 柱状導体（２）が立設された大電流用の
   板状導体（１）と、絶縁板（４）とが交互に積層され、
   前記柱状導体（２）が他の板状導体（１）または絶縁板
   （４）を貫通した高耐圧大電流配線板であって、前記絶
   縁板（４）間にスペーサ（９）が介在されると共に、板
   状導体（１）の厚さよりスペーサ（９）の高さが大であ
   ることを特徴とする高耐圧大電流配線板。
4. 【請求項４】 柱状導体（２）が立設された大電流用の
   板状導体（１）と、絶縁板（４）とが交互に積層され、
   前記柱状導体（２）が他の板状導体（１）または絶縁板
   （４）を貫通した高耐圧大電流配線板であって、前記絶
   縁板（４）間にスペーサ（９）が介在されると共に、ス
   ペーサ（９）と板状導体（１）との間に隙間（１７）が
   形成されていることを特徴とする高耐圧大電流配線板。