WO2016088684A1 - 回路構成体及び放熱体付き回路構成体 - Google Patents

回路構成体及び放熱体付き回路構成体 Download PDF

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circuit
adhesive
bus bar
circuit structure
radiator
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PCT/JP2015/083469
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English (en)
French (fr)
Inventor
有 室野井
崇志 高田
陳　登
Original Assignee
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02—Details
    • H02G3/08—Distribution boxes; Connection or junction boxes
    • H02G3/16—Distribution boxes; Connection or junction boxes structurally associated with support for line-connecting terminals within the box
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02—Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H05K7/06—Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure on insulating boards, e.g. wiring harnesses

Definitions

  • the present invention relates to a circuit structure and a circuit structure with a radiator.
  • a circuit structure constituting a power circuit such as an inverter or a converter is incorporated in, for example, an electric junction box for distributing power from an in-vehicle power source to various electrical components.
  • the circuit structure includes a plurality of bus bars, a circuit board, and electronic components, and these are electrically connected to each other to form a power circuit.
  • the plurality of bus bars and the circuit board are adhered to each other with an adhesive or the like in a state where they are overlapped with each other.
  • the bus bar and the circuit board are warped, for example, when the temperature changes.
  • the warp of the bus bar or the like becomes large, for example, when the electronic component is mounted on the bus bar or the circuit board by soldering, it may be difficult to arrange the electronic component at a predetermined position.
  • the circuit structure when a temperature change occurs during use of the circuit structure, the circuit structure may be distorted due to a difference in linear expansion between the circuit board and the bus bar.
  • distortion occurs in the circuit structure, stress is generated in the solder on the circuit board, and thus there is a risk that cracks are likely to occur in the solder. Solder cracks are not preferable because they may cause defects in the circuit structure.
  • Patent Document 1 proposes a technique for manufacturing a circuit configuration body using a bus bar configuration plate having a shape in which a plurality of bus bars are connected and integrated by a bridge portion.
  • Patent Document 2 proposes a technique in which a bus bar and a synthetic resin reinforcing plate laminated on the bus bar are integrated by molding using a synthetic resin material.
  • Patent No. 4238700 Japanese Patent No. 5332562
  • Patent Document 1 can reduce the warpage of the bus bar and the circuit board while the plurality of bus bars are integrally connected by the bridge portion.
  • the power circuit configured on the circuit structure it is necessary to finally disconnect the bridge portion.
  • the circuit structure after the bridge part is cut off has a problem that the rigidity is lower than that before the bridge part is cut off. For example, the warp and distortion generated during use of the circuit structure are insufficient. There is a risk of becoming.
  • Patent Document 2 can improve the rigidity of the entire circuit structure by integrating the bus bar and the reinforcing plate to suppress the warpage and distortion even during use of the circuit structure. can do.
  • it is necessary to prepare the reinforcing plate separately from the bus bar there is a problem that the number of parts increases.
  • work which integrates a bus-bar and a reinforcement board there exists a possibility that the process of producing a circuit structure may become complicated.
  • the present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a circuit structure having a high rigidity and a circuit structure with a radiator, which can be manufactured by a simple process.
  • One aspect of the present invention is a circuit board having an opening penetrating in the thickness direction; A plurality of bus bars made of a conductor and superimposed on the circuit board; An electronic component soldered to the bus bar through the opening; In the circuit structure, the circuit board and the bus bar are bonded to each other, and an adhesive is filled in a gap between the adjacent bus bars.
  • the circuit board and the bus bar are bonded by the adhesive, and the adhesive is filled in a gap between the adjacent bus bars. Therefore, the bus bars adjacent to each other are restrained by the adhesive, and the deformation of the bus bars can be suppressed as compared with the case where the gap is not filled with the adhesive. As a result, the rigidity of the circuit component can be improved. Since the circuit configuration body has high rigidity, for example, deformation when an external force in a bending direction is applied can be suppressed. Moreover, the said circuit structure can suppress the curvature and distortion which arise, for example, when a temperature changes.
  • the circuit structure can perform both adhesion between the circuit board and the bus bar and filling of the gap with the adhesive. Therefore, there is no need to provide a reinforcing plate or the like, and an increase in the number of parts can be suppressed. Furthermore, by performing the above two operations using the same adhesive, it is possible to easily simplify the process of manufacturing the circuit structure. As a result, the circuit structure can be easily manufactured.
  • the circuit structure can be manufactured by a simple process and has high rigidity.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a main part of a circuit configuration body according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a main part of the circuit configuration body according to the first embodiment.
  • A A cross-sectional view showing a main part in a state in which a circuit board and a bus bar are overlaid in the step of manufacturing the circuit structure of Example 1, and (b) a main part in a state in which a liquid adhesive is applied to a gap between bus bars.
  • Sectional drawing which shows a part
  • FIG. Sectional drawing which shows the principal part of the circuit structure body with a heat radiator in which the heat conductive member is interposing between the circuit structure body and the heat radiator in Example 2.
  • FIG. Sectional drawing which shows the principal part of the circuit structure body with a heat radiator in which the adhesive agent and heat radiator in Example 3 are contacting.
  • a liquid adhesive having electrical insulation and exhibiting a liquid state in an uncured state can be used as the adhesive.
  • the liquid adhesive can naturally enter between the circuit board and the bus bar by superposing the circuit board and the plurality of bus bars and then applying the liquid adhesive to the gap between the adjacent bus bars. Then, by heating and curing the liquid adhesive in such a state, it is possible to bond the circuit board and the bus bar and simultaneously fill the gap with the adhesive.
  • the liquid adhesive for example, a resin adhesive such as an epoxy resin adhesive and a urethane adhesive, or an inorganic adhesive such as a ceramic adhesive can be used as the liquid adhesive.
  • the adhesive preferably has a higher elastic modulus. Since the adhesive having a high elastic modulus can more firmly restrain the adjacent bus bars, the rigidity of the circuit structure can be further increased.
  • the adhesive preferably has excellent toughness. The adhesive having excellent toughness hardly causes peeling from the bus bar or the circuit board or destruction of the adhesive itself even if the adjacent bus bars are greatly deformed. Therefore, the state where the rigidity of the circuit structure is high can be maintained for a longer period. From the viewpoint of toughness, it is preferable to use a resin adhesive.
  • a resin adhesive When a resin adhesive is used as the adhesive, it is more preferable to use an adhesive containing a filler such as glass beads or silica.
  • a filler such as glass beads or silica.
  • the elastic modulus of the adhesive can be improved, and as a result, the rigidity of the circuit structure can be further improved.
  • the value of the thermal expansion coefficient of the adhesive can be brought close to the bus bar and the circuit board, and the warpage that occurs during use of the circuit structure can be reduced. As a result, high temperature durability, thermal cycle durability, and the like can be improved.
  • the bus bar may be made of a metal having excellent electrical conductivity such as copper or copper alloy. Moreover, it can also be set as the structure which has Sn type plating film, Ni type plating film, etc. on the surface of a bus-bar.
  • the bus bar may be covered with the adhesive only at the peripheral edge of the gap. If at least the peripheral edge of the gap is covered with the adhesive, the effect of improving the rigidity of the circuit component can be sufficiently obtained. In this case, since the bus bar is exposed on the inner side of the peripheral edge, it is possible to avoid an excessive decrease in the heat dissipation performance due to the adhesive.
  • the adhesive protrudes from the opening end face of the gap.
  • adjacent bus bars can be more firmly restrained.
  • the rigidity of the circuit structure can be further improved.
  • substantially the entire surface on the bus bar side in the stacking direction of the circuit board and the bus bar may be covered with the adhesive.
  • the rigidity of the circuit structure can be further improved.
  • the adhesive preferably has a thermal conductivity of 2.0 W / m ⁇ K or more.
  • the adhesive having the thermal conductivity in the specific range it is possible to avoid an excessive decrease in the heat dissipation performance due to the adhesive.
  • the thickness of the adhesive existing between the circuit board and the bus bar is more preferably 0.05 to 0.3 mm. preferable.
  • the circuit structure may be provided with a heat radiating body for efficiently radiating heat generated during use.
  • the radiator is provided on the bus bar side in the stacking direction of the circuit board and the bus bar. Also, the radiator must be electrically insulated from the bus bar.
  • a circuit component with a radiator includes the circuit component of the above aspect and a radiator that promotes heat dissipation from the circuit component,
  • the radiator is disposed on the bus bar side in the stacking direction of the circuit components, and is mechanically fastened to the circuit components,
  • a heat conductive member having insulation is sandwiched between the circuit component and the heat radiating body,
  • the heat conducting member may be deformed into a shape that matches both the outer surface of the circuit component and the outer surface of the radiator.
  • the conventional circuit structure tends to have insufficient rigidity as described above. Therefore, when trying to mechanically fasten the circuit structure and the heat sink as described above, the circuit structure may be bent when the heat sink is fastened, or the heat sink while the circuit structure is being used. Troubles such as warping in the direction away from the head may occur. And when the bending and the curvature of a circuit structure are excessively large, a heat conductive member cannot fully be stuck to a bus bar and a heat radiator, and there exists a possibility of causing the fall of heat dissipation performance.
  • the circuit structure has high rigidity as described above, it is possible to suppress bending at the time of fastening and warping during use. Therefore, a sufficiently large pressure can be applied to the heat conducting member by mechanical fastening, and the heat conducting member can be deformed into a shape that matches both the bus bar and the heat radiating body and can be brought into close contact with both. As a result, the circuit structure with a heat radiator can reduce the thermal resistance between the circuit structure and the heat radiator, and has excellent heat radiation performance.
  • the circuit structure with a heat radiator can reduce the stress generated in the solder on the circuit board by suppressing bending or the like at the time of fastening. Thereby, the said circuit structure with a heat radiator can suppress generation
  • the heat dissipating body can be assembled to the circuit constituent body by a simple method of mechanical fastening as described above, the circuit constituent body with the heat dissipating body has more excellent productivity.
  • the heat conducting member has a thickness of 0.05 to 0.5 mm before being sandwiched between the circuit board and the bus bar.
  • a heat conducting member for example, a heat conducting sheet, a heat conducting grease, a heat conducting rubber, a heat conducting tape or the like can be employed.
  • the thermal conductive member when the adhesive has a thermal conductivity of 2.0 W / m ⁇ K or more, the thermal conductive member can be used. That is, the circuit component with a radiator includes a circuit component and a radiator, and the radiator is disposed on the bus bar side in the stacking direction of the circuit component, and the circuit component is mechanically attached to the circuit component. And may be in contact with the adhesive.
  • the heat radiator can be electrically insulated from the bus bar by the adhesive, it is not necessary to provide the above-described heat conducting member between the heat radiator and the bus bar. Moreover, since the circuit structure with a heat radiator has a high thermal conductivity of the adhesive, it is possible to avoid a decrease in heat radiation performance. Therefore, the circuit structure with a heat radiator has excellent heat radiation performance and can reduce the number of parts.
  • the circuit structure 1 includes a circuit board 2, a plurality of bus bars 3, an electronic component 4, and an adhesive 5.
  • the circuit board 2 has an opening 21 penetrating in the thickness direction.
  • the bus bar 3 is made of a conductor, and is superimposed on the circuit board 2 as shown in FIGS. 1 to 3D.
  • the electronic component 4 is soldered to the bus bar 3 through the opening 21.
  • the adhesive 5 adheres the circuit board 2 and the bus bar 3 and is filled in the gap 31 between the adjacent bus bars 3.
  • the bus bar 3 is made of copper or a copper alloy.
  • the bus bar 3 of this example can be produced by appropriately performing punching or bending on a copper plate or a copper alloy plate, for example.
  • the circuit board 2 has a plurality of openings 21 penetrating in the thickness direction.
  • the opening 21 is arranged on the bus bar 3 as shown in FIG. 3, the electronic component 4 itself or the terminal of the electronic component 4 is arranged in the opening 21, and the electronic component 4 is attached to the bus bar 3 by soldering. It is configured to be implemented.
  • Examples of the electronic component 4 mounted on the bus bar 3 through the opening 21 include switching elements such as a mechanical relay switch 41 and a semiconductor switching element 42.
  • the mechanical relay switch 41 has a control terminal 411 for inputting a switching signal for controlling switching of contacts, and a main terminal 412 for flowing a current to the bus bar 3 corresponding to the switching state of the contacts.
  • the main body 410 of the mechanical relay switch 41 is placed on the circuit board 2.
  • the control terminal 411 is soldered to the land 22 of the circuit board 2 as shown in FIG.
  • the main terminal 412 is inserted into the opening 21 and soldered to the bus bar 3 as shown in FIG.
  • the semiconductor switching element 42 for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) can be used. As shown in FIG. 3D, the main body 420 of the semiconductor switching element 42 is disposed in the opening 21. Although not shown in the drawing, the source terminal and the drain terminal of the semiconductor switching element 42 are soldered to the bus bar 3, and the gate terminal is soldered to the land 22 of the circuit board 2.
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • circuit board 2 of this example electronic components are mounted in addition to the electronic components 4 soldered to the bus bar 3 (not shown).
  • Examples of electronic components mounted on the circuit board 2 include resistors, inductors, capacitors, and diodes.
  • a control circuit that is a part of the power circuit is configured by these electronic components. The driving of the mechanical relay switch 41 and the semiconductor switching element 42 is controlled by a switching signal or the like output from the control circuit.
  • the circuit structure 1 of this example can be manufactured by the following method, for example. First, a circuit board 2 and a bus bar intermediate 300 that is later divided into a plurality of bus bars 3 are prepared, and they are overlapped as shown in FIG.
  • the bus bar intermediate 300 can be manufactured by stamping a copper plate or a copper alloy plate, and has a structure in which a plurality of bus bars 3 are integrally connected via a connecting portion (not shown).
  • the gap 32 between the circuit board 2 and the bus bar intermediate body 300 is widely drawn for convenience. However, in practice, the circuit board 2 and the bus bar intermediate body 300 are in contact with each other. Very narrow.
  • a liquid adhesive 51 that is liquid in an uncured state is applied to the gap 31 between the adjacent bus bars 3.
  • the liquid adhesive 51 can be applied by, for example, a drawing method using the dispenser 52. That is, the liquid adhesive 51 can be injected into the gap 31 and applied by discharging the liquid adhesive 51 from the dispenser 52 while moving the dispenser 52 along the gap 31.
  • the liquid adhesive 51 injected into the gap 31 between the adjacent bus bars 3 naturally enters the gap 32 between the circuit board 2 and the bus bar 3.
  • the liquid adhesive 51 can be applied to the gap 31 by a screen printing method using a screen mask, a metal mask, or the like.
  • the liquid adhesive 51 can be applied in the gap 31 by using a mask having an opening having a shape corresponding to the gap 31.
  • the liquid adhesive 51 is heated and cured. Thereby, as shown in FIG. 3C, the circuit board 2 and the bus bar 3 are bonded together by the cured adhesive 5, and at the same time, the gap 31 is filled with the adhesive 5.
  • the connecting portion of the bus bar intermediate 300 is separated to separate the plurality of bus bars 3.
  • the bus bar 3 may be bent as necessary.
  • the circuit structure 1 can be obtained.
  • Example 2 This example is an example of a circuit component 100 with a heat radiator in which a heat conducting member 7 is interposed between the circuit component 1 b and the heat radiator 6.
  • the circuit component 100 with a heat radiator of this example includes a circuit component 1 b formed by bonding a circuit board 2 and a plurality of bus bars 3, a heat radiator 6, and a heat conducting member 7.
  • the same reference numerals as those used in the first embodiment are the same as those in the first embodiment unless otherwise specified.
  • circuit configuration body 1 b of this example the circuit board 2 and the plurality of bus bars 3 are bonded with the adhesive 5, and the gap 31 between the adjacent bus bars 3 is filled with the adhesive 5. Further, only the peripheral edge of the gap 31 in the bus bar 3 is covered with the adhesive 5. Further, the adhesive 5 protrudes from the opening end surface 311 of the gap 31.
  • Such a circuit structure 1b can be manufactured by increasing the application amount of the liquid adhesive 51 in the same manner as in the first embodiment.
  • the heat radiator 6 is disposed on the bus bar 3 side in the stacking direction of the circuit board 2 and the bus bar 3, and is mechanically fastened to the circuit structure 1b.
  • a through hole (not shown) is provided in the circuit structure 1b, and the circuit structure 1b and the heat radiating body 6 are mechanically fastened by a screw 12 inserted through the through hole.
  • a screw made of an insulating resin is used as the screw 12.
  • the bus bar 3 and the heat radiating body 6 are electrically insulated.
  • a screw made of another insulating material such as ceramics may be used.
  • the bus bar 3 and the radiator 6 are electrically connected to each other by providing the through hole in a portion of the bus bar 3 where current does not flow during use of the circuit component 1b. Can be insulated.
  • the heat conducting member 7 is sandwiched between the bus bar 3 and the radiator 6.
  • the heat conducting member 7 of this example is a heat conducting sheet that has an insulating property and is configured to be elastically deformable.
  • the heat conducting member 7 is sandwiched between the bus bar 3 and the heat dissipating body 6 by fastening the heat conducting member 7 in a state where it is disposed between the circuit constituting body 1 b and the heat dissipating body 6.
  • the heat conducting member 7 is deformed so as to be in close contact with both the circuit component 1 b and the heat radiating body 6 by fastening the heat radiating body 6.
  • the circuit component 100 with a heat radiator of this example only the peripheral edge of the gap 31 in the bus bar 3 is covered with the adhesive 5. Therefore, the bus bar 3 exposed on the inner side of the peripheral edge portion and the heat conducting member 7 can be directly brought into contact with each other, and heat can be transmitted from the bus bar 3 to the heat conducting member 7 without using the adhesive 5. As a result, the circuit assembly 100 with a radiator has excellent heat dissipation performance.
  • Example 3 This example is an example of the circuit configuration body 101 with the radiator in which the radiator 6 and the adhesive 5c are in contact with each other.
  • the circuit component 101 with a heat radiator of this example includes a circuit component 1 c formed by adhering a circuit board 2 and a bus bar 3, and a heat radiator 6.
  • the circuit board 2 and the plurality of bus bars 3 are bonded with an adhesive 5c, and a gap 31 between adjacent bus bars 3 is filled with the adhesive 5c.
  • the circuit structure 1c is covered with an adhesive 5c over substantially the entire surface on the bus bar 3 side in the stacking direction of the circuit board 2 and the bus bar 3.
  • the adhesive 5c has a thermal conductivity of 2.0 W / m ⁇ K or more.
  • Such a circuit structure 1c can be produced, for example, by applying a liquid adhesive on the surface of the bus bar 3 in the same manner as in the first embodiment.
  • the heat radiator 6 is disposed on the bus bar 3 side in the stacking direction of the circuit board 2 and the bus bar 3. Further, the heat dissipating body 6 is mechanically fastened to the circuit component 1c with screws 12 and is in contact with the adhesive 5c. Others are the same as in the second embodiment. Of the reference numerals used in FIG. 5, the same reference numerals as those used in the second embodiment indicate the same components as in the second embodiment unless otherwise specified.
  • the circuit component 101 with the radiator in this example can electrically insulate the radiator 6 from the bus bar 3 by the adhesive 5 c, it is necessary to provide the heat conducting member 7 between the radiator 6 and the bus bar 3. Disappears. Moreover, since the adhesive 5c has a high thermal conductivity, it is possible to avoid a decrease in heat dissipation performance. Therefore, the circuit configuration body 101 with the heat radiator has an excellent heat radiation performance and can reduce the number of parts.

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Abstract

　高い剛性を有する回路構成体（１）及び放熱体付き回路構成体（１００）を提供する。回路構成体（１）は、回路基板（２）と、複数のバスバー（３）と、電子部品（４）と、接着剤（５）とを有している。回路基板（２）は厚み方向に貫通した開口部（２１）を有している。バスバー（３）は導体より構成されており、回路基板（２）に重ね合わされている。電子部品（４）は開口部（２１）を通じてバスバー（３）にはんだ付けされている。接着剤（５）は、回路基板（２）とバスバー（３）とを接着すると共に、隣り合うバスバー（３）の隙間（３１）に充填されている。

Description

回路構成体及び放熱体付き回路構成体
　本発明は、回路構成体及び放熱体付き回路構成体に関する。
　インバータやコンバータ等の電力回路を構成する回路構成体は、例えば、車載電源から各種電装品へ電力を分配するための電気接続箱に組み込まれている。回路構成体は、複数のバスバー、回路基板及び電子部品を有しており、これらが互いに電気的に接続されることにより電力回路を構成している。
　複数のバスバーと回路基板とは、互いに重ね合わされた状態で接着剤等により接着されている。一般にバスバーの線膨張係数と回路基板の線膨張係数とは異なっているため、例えば温度が変化した場合等に、バスバー及び回路基板に反りが生じる。バスバー等の反りが大きくなると、例えば電子部品をはんだ付けによりバスバーや回路基板に実装する際に、電子部品を所定の位置に配置することが難しくなるおそれがある。
　また、例えば回路構成体の使用中に温度の変化が起きた場合には、回路基板とバスバーの線膨張の違いに起因して回路構成体が歪むおそれがある。回路構成体に歪みが発生すると、回路基板上のはんだに応力が発生するため、はんだにクラックが生じやすくなるおそれがある。はんだのクラックは、回路構成体の不具合の要因となるおそれがあるため、好ましくない。
　これらの問題に対し、バスバー及び回路基板の反りや回路構成体の歪みを低減する技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、複数本のバスバーをブリッジ部によりつなぎ合わせて一体化した形状のバスバー構成板を用いて回路構成体を作製する技術が提案されている。また、特許文献２には、バスバーと、バスバーに積層された合成樹脂製の補強板とを、合成樹脂材を用いたモールド成形により一体化する技術が提案されている。
特許第４２３８７００号 特許第５３３２５６２号
　特許文献１の技術は、複数のバスバーがブリッジ部により一体に連なっている間、バスバー及び回路基板の反りを低減することができる。しかしながら、回路構成体上に構成された電力回路を機能させるためには、最終的にブリッジ部を切り離さなければならない。そして、ブリッジ部が切り離された後の回路構成体は、ブリッジ部が切り離される前に比べて剛性が低下するという問題があり、例えば回路構成体の使用中に生じる反りや歪みの抑制が不十分となるおそれがある。
　特許文献２の技術は、バスバーと補強板とを一体化して剛性を向上させることにより、回路構成体全体の剛性を向上させることができるため、回路構成体の使用中においても反りや歪みを抑制することができる。しかしながら、補強板をバスバーとは別に準備する必要があるため、部品点数が多くなるという問題がある。また、バスバーと補強板とを一体化する作業を行う必要があるため、回路構成体を作製する工程が複雑になるおそれがある。
　本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、簡素な工程で作製でき、高い剛性を有する回路構成体及び放熱体付き回路構成体を提供しようとするものである。
　本発明の一態様は、厚み方向に貫通した開口部を有する回路基板と、
　導体よりなり、上記回路基板に重ね合わされた複数のバスバーと、
　上記開口部を通じて上記バスバーにはんだ付けされた電子部品と、
　上記回路基板と上記バスバーとを接着すると共に、隣り合う上記バスバーの隙間に充填された接着剤とを有することを特徴とする回路構成体にある。
　上記回路構成体においては、上記回路基板と上記バスバーとが上記接着剤により接着されており、隣り合う上記バスバーの隙間に上記接着剤が充填されている。そのため、隣り合うバスバーが上記接着剤により互いに拘束され、上記隙間が上記接着剤により充填されていない場合と比べてバスバーの変形を抑制することができる。その結果、上記回路構成体の剛性を向上させることができる。上記回路構成体は、高い剛性を有するため、例えば曲げ方向への外力が加わった際等の変形を抑制することができる。また、上記回路構成体は、例えば温度が変化した際等に生じる反りや歪みを抑制することができる。
　また、上記回路構成体は、上記回路基板と上記バスバーとの接着及び上記隙間の充填の両方を上記接着剤により行うことができる。それ故、補強板等を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制することができる。更に、上記２つの作業を同一の接着剤を用いて行うことにより、上記回路構成体を作製する工程を容易に簡素化することができる。これらの結果、上記回路構成体は、容易に作製することができる。
以上のように、上記回路構成体は、簡素な工程で作製でき、高い剛性を有する。
実施例１における、回路構成体の要部を示す斜視図。 実施例１における、回路構成体の要部を示す分解斜視図。 実施例１の回路構成体を作製する工程における、（ａ）回路基板とバスバーとを重ね合わせた状態の要部を示す断面図、（ｂ）バスバーの隙間に液状接着剤を塗布した状態の要部を示す断面図、（ｃ）液状接着剤を加熱して硬化させた状態の要部を示す断面図、（ｄ）電子部品を実装した状態の要部を示す断面図。 実施例２における、回路構成体と放熱体との間に熱伝導部材が介在している放熱体付き回路構成体の要部を示す断面図。 実施例３における、接着剤と放熱体とが当接している放熱体付き回路構成体の要部を示す断面図。
　上記回路構成体において、接着剤としては、電気絶縁性を有し、未硬化の状態において液状を呈する液状接着剤を用いることができる。液状接着剤は、回路基板と複数のバスバーとを重ね合わせた後、隣り合うバスバーの隙間に塗布することにより、回路基板とバスバーとの間に自然に進入することができる。そして、かかる状態において液状接着剤を加熱して硬化させることにより、回路基板とバスバーとを接着すると同時に上記隙間に接着剤を充填することができる。このように、液状接着剤を用いることにより、回路基板とバスバーとを接着する作業及び隣り合うバスバーの隙間を充填する作業を同時に行うことができ、回路構成体を作製する工程を簡素化することができる。液状接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂系接着剤及びウレタン系接着剤等の樹脂系接着剤や、セラミックス系接着剤等の無機系接着剤を用いることができる。
　接着剤は、弾性率が高いほうが好ましい。弾性率の高い接着剤は、隣り合うバスバーをより強固に拘束することができるため、回路構成体の剛性をより高めることができる。また、接着剤は、優れた靭性を有することが好ましい。優れた靭性を有する接着剤は、隣り合うバスバーが大きく変形しても、バスバーや回路基板からの剥離や接着剤自体の破壊が起こりにくい。そのため、回路構成体の剛性が高い状態をより長期間に亘って維持することができる。靭性の観点からは、樹脂系接着剤を用いることが好ましい。
　接着剤として樹脂系接着剤を用いる場合には、ガラスビーズやシリカ等のフィラーが配合された接着剤を用いることがより好ましい。フィラーを配合することにより、接着剤の弾性率を向上させ、ひいては回路構成体の剛性をより向上させることができる。また、フィラーを配合することにより、接着剤の熱膨張係数の値をバスバー及び回路基板に近づけることができ、回路構成体の使用中に生じる反りを低減することができる。その結果、高温耐久性や熱サイクル耐久性等を向上させることができる。
　上記バスバーは、例えば、銅や銅合金等の優れた電気伝導性を有する金属から構成されていてもよい。また、バスバーの表面にＳｎ系めっき膜やＮｉ系めっき膜等を有する構成とすることもできる。
　上記バスバーは、上記隙間の周縁部のみが上記接着剤に覆われていてもよい。少なくとも上記隙間の周縁部が上記接着剤に覆われていれば、回路構成体の剛性を向上させる効果を十分に得ることができる。また、この場合には、上記周縁部よりも内側において上記バスバーが露出しているため、接着剤による放熱性能の過度の低下を回避することができる。
　上記の場合において、上記接着剤は、上記隙間の開口端面よりも隆起していることが好ましい。この場合には、隣り合うバスバーをより強固に拘束することができる。その結果、回路構成体の剛性をより向上させることができる。
　また、上記回路構成体は、上記回路基板と上記バスバーとの積層方向における上記バスバー側の略全面を上記接着剤により覆われていてもよい。この場合には、接着剤によりバスバーがより強固に拘束されるため、回路構成体の剛性を更に向上させることができる。
　上記の場合において、上記接着剤は２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有していることが好ましい。上記特定の範囲の熱伝導率を有する接着剤を用いることにより、接着剤による放熱性能の過度の低下を回避することができる。同様の観点から、上記特定の範囲の熱伝導率を有する接着剤を用いる場合には、回路基板とバスバーとの間に存在する接着剤の厚みが０．０５～０．３ｍｍであることがより好ましい。
　回路構成体には、使用中に発生する熱を効率よく放熱するための放熱体が設けられることがある。通常、放熱体は、回路基板とバスバーとの積層方向におけるバスバー側に設けられている。また、放熱体は、バスバーから電気的に絶縁されていなければならない。
　例えば、放熱体付き回路構成体は、上記の態様の回路構成体と、回路構成体からの放熱を促進する放熱体とを有しており、
　上記放熱体は、上記回路構成体の積層方向における上記バスバー側に配置され、上記回路構成体に機械的に締結されており、
　上記回路構成体と上記放熱体との間に絶縁性を有する熱伝導部材が狭持されており、
　該熱伝導部材は、上記回路構成体の外表面及び上記放熱体の外表面の両方に合致する形状に変形していてもよい。
　従来の回路構成体は、上述したように剛性が不十分となりやすい。そのため、上記のように回路構成体と放熱体とを機械的に締結しようとすると、場合によっては放熱体を締結した際に回路構成体が撓む、あるいは、回路構成体の使用中に放熱体から離れる方向への反りが生じる等のトラブルが起こることが考えられる。そして、回路構成体の撓みや反りが過度に大きい場合には、熱伝導部材をバスバー及び放熱体に十分に密着させることができず、放熱性能の低下を招くおそれがある。
　また、回路構成体に撓みや反りが生じた場合、回路基板に電子部品を実装するためのはんだに応力が生じるため、はんだにクラックが発生しやすくなる。このように、従来の回路構成体は、放熱性能の低下の回避及びはんだのクラックの抑制の観点から、上記の方法を採用することが困難であった。
　これに対し、上記回路構成体は、上述したように高い剛性を有するため、締結時の撓みや使用中の反りを抑制することができる。それ故、機械的な締結によって上記熱伝導部材に十分に大きい圧力を加えることができ、熱伝導部材をバスバー及び放熱体の両方に合致する形状に変形させて両者に密着させることができる。その結果、上記放熱体付き回路構成体は、回路構成体と放熱体との間の熱抵抗を低減することができ、優れた放熱性能を有する。
　また、上記放熱体付き回路構成体は、締結時の撓み等を抑制することにより、回路基板上のはんだに発生する応力を低減することができる。これにより、上記放熱体付き回路構成体は、はんだのクラックの発生を抑制することができる。
　また、上記放熱体付き回路構成体は、上述したように、機械的な締結という簡素な方法により回路構成体に放熱体を組み付けることができるため、より優れた生産性を有する。
　上記の場合において、熱伝導部材としては、２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有し、締結により弾性変形可能な部材を採用することが好ましい。また、上記熱伝導部材は、回路基板とバスバーとの間に狭持される前の状態における厚みが０．０５～０．５ｍｍであることがより好ましい。かかる熱伝導部材としては、例えば、熱伝導シート、熱伝導グリース、熱伝導ゴム、熱伝導テープ等を採用することができる。
　また、上記接着剤が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有している場合には、上記熱伝導部材を用いない構成とすることもできる。即ち、放熱体付き回路構成体は、回路構成体と、放熱体とを有しており、該放熱体は、上記回路構成体の積層方向における上記バスバー側に配置され、上記回路構成体に機械的に締結されており、上記接着剤に当接していてもよい。
　この場合には、接着剤により放熱体をバスバーから電気的に絶縁することができるため、上述した熱伝導部材を放熱体とバスバーとの間に設ける必要がなくなる。また、上記放熱体付き回路構成体は、接着剤の熱伝導率が高いため、放熱性能の低下を回避することができる。それ故、放熱体付き回路構成体は、優れた放熱性能を有すると共に、部品点数を低減することができる。
（実施例１）
　上記回路構成体の実施例について、図を用いて説明する。図１～図３に示すように、回路構成体１は、回路基板２と、複数のバスバー３と、電子部品４と、接着剤５とを有している。図２及び図３（ｄ）に示すように、回路基板２は厚み方向に貫通した開口部２１を有している。バスバー３は導体より構成されており、図１～図３（ｄ）に示すように回路基板２に重ね合わされている。電子部品４は開口部２１を通じてバスバー３にはんだ付けされている。接着剤５は、図１及び図３（ｄ）に示すように、回路基板２とバスバー３とを接着すると共に、隣り合うバスバー３の隙間３１に充填されている。
　バスバー３は、銅または銅合金より構成されている。本例のバスバー３は、例えば、銅板又は銅合金板に打ち抜き加工や曲げ加工等を適宜行うことにより作製することができる。
　回路基板２は、厚み方向に貫通した開口部２１を複数有している。開口部２１は、図３に示すようにバスバー３上に配置されており、開口部２１内に電子部品４自体、あるいは電子部品４の端子を配置し、はんだ付けにより電子部品４をバスバー３に実装できるように構成されている。
　開口部２１を通じてバスバー３に実装される電子部品４としては、例えば、機械式リレースイッチ４１や半導体スイッチング素子４２等のスイッチング素子が挙げられる。機械式リレースイッチ４１は、接点の切替を制御する切替信号を入力する制御端子４１１と、接点の切替状態に対応してバスバー３に電流を流す主端子４１２とを有している。図１及び図３（ｄ）に示すように、機械式リレースイッチ４１の本体部４１０は回路基板２上に載置されている。また、制御端子４１１は、図１に示すように回路基板２のランド２２にはんだ付けされている。主端子４１２は、図３（ｄ）に示すように開口部２１内に挿入され、バスバー３にはんだ付けされている。
　また、半導体スイッチング素子４２としては、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor　Field-Effect　Transistor）等を用いることができる。図３（ｄ）に示すように、半導体スイッチング素子４２の本体部４２０は開口部２１内に配置されている。図には示さないが、半導体スイッチング素子４２のソース端子及びドレイン端子はバスバー３にはんだ付けされ、ゲート端子は回路基板２のランド２２にはんだ付けされている。
　なお、本例の回路基板２上には、バスバー３にはんだ付けされる電子部品４の他にも電子部品が実装されている（図示略）。回路基板２上に実装される電子部品としては、例えば、抵抗、インダクタ、キャパシタ及びダイオード等が挙げられる。回路基板２上には、これらの電子部品により電力回路の一部である制御回路が構成されている。機械式リレースイッチ４１及び半導体スイッチング素子４２の駆動は、制御回路から出力された切替信号等により制御される。
　本例の回路構成体１は、例えば、以下の方法により作製することができる。まず、回路基板２と、後に複数のバスバー３に分断されるバスバー中間体３００とを準備し、図３（ａ）に示すように両者を重ね合わせる。バスバー中間体３００は、銅板または銅合金板をプレス加工により打ち抜いて作製することができ、複数のバスバー３が連結部を介して一体に連なった構造を有している（図示略）。なお、図３においては、回路基板２とバスバー中間体３００との間の隙間３２を便宜上広く描いているが、実際には回路基板２とバスバー中間体３００とは当接しており、隙間３２は極めて狭い。
　次に、図３（ｂ）に示すように、隣り合うバスバー３の間の隙間３１に未硬化の状態において液状を呈する液状接着剤５１を塗布する。液状接着剤５１の塗布は、例えば、ディスペンサ５２を用いた描画法により行うことができる。即ち、ディスペンサ５２を隙間３１に沿って移動させつつディスペンサ５２から液状接着剤５１を吐出させることにより、隙間３１内に液状接着剤５１を注入して塗布することができる。隣り合うバスバー３の間の隙間３１内に注入された液状接着剤５１は、回路基板２とバスバー３との間の隙間３２にも自然に進入する。
　上述のようにディスペンサ５２を用いる方法に替えて、スクリーンマスクやメタルマスク等を用いたスクリーン印刷法により隙間３１に液状接着剤５１を塗布することも可能である。この場合には、隙間３１に対応した形状の開口部を有するマスクを用いることにより、隙間３１内に液状接着剤５１を塗布することができる。
　その後、液状接着剤５１を加熱して硬化させる。これにより、図３（ｃ）に示すように、硬化した接着剤５により回路基板２とバスバー３とが接着されると同時に、接着剤５により隙間３１が充填される。
　その後、図３（ｄ）に示すように電子部品４をバスバー３及び回路基板２に実装した後、バスバー中間体３００の連結部を切り離して複数のバスバー３を分離する。電子部品４の実装を行った後、必要に応じてバスバー３に曲げ加工を施しても良い。以上により回路構成体１を得ることができる。
（実施例２）
　本例は、回路構成体１ｂと放熱体６との間に熱伝導部材７が介在している放熱体付き回路構成体１００の例である。図４に示すように、本例の放熱体付き回路構成体１００は、回路基板２と複数のバスバー３とが接着されてなる回路構成体１ｂと、放熱体６と、熱伝導部材７とを有している。なお、図４において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に説明の無い限り、実施例１と同様の構成要素等を示す。
　本例の回路構成体１ｂは、回路基板２と複数のバスバー３とが接着剤５により接着されていると共に、隣り合うバスバー３の間の隙間３１が接着剤５により充填されている。また、バスバー３における隙間３１の周縁部のみが接着剤５に覆われている。また、接着剤５は、隙間３１の開口端面３１１よりも隆起している。かかる回路構成体１ｂは、実施例１と同様の方法において、液状接着剤５１の塗布量を多くすることにより作製することができる。
　放熱体６は、回路基板２とバスバー３との積層方向におけるバスバー３側に配置されており、回路構成体１ｂに機械的に締結されている。本例においては、回路構成体１ｂに貫通孔（図示略）が設けられており、貫通孔に挿通されたネジ１２により、回路構成体１ｂと放熱体６とが機械的に締結されている。なお、本例においては、ネジ１２として、絶縁性樹脂よりなるネジを用いている。これにより、バスバー３と放熱体６とが電気的に絶縁されている。ネジ１２としては、セラミックス等の他の絶縁性材料よりなるネジを用いてもよい。また、ネジ１２として金属ネジを用いる場合には、バスバー３における、回路構成体１ｂの使用中に電流が流れない部分に上記貫通孔を設けることにより、バスバー３と放熱体６とを電気的に絶縁することができる。
　熱伝導部材７は、バスバー３と放熱体６との間に狭持されている。本例の熱伝導部材７は、絶縁性を有すると共に、弾性変形可能に構成された熱伝導シートである。熱伝導部材７は、回路構成体１ｂと放熱体６との間に配置した状態で両者を締結することにより、バスバー３と放熱体６との間に狭持される。また、熱伝導部材７は、放熱体６の締結により、回路構成体１ｂと放熱体６との両方に密着するように変形している。
　本例の放熱体付き回路構成体１００は、バスバー３における隙間３１の周縁部のみが接着剤５に覆われている。そのため、上記周縁部よりも内側において露出したバスバー３と熱伝導部材７とを直接接触させることができ、接着剤５を介さずにバスバー３から熱伝導部材７へ熱を伝達させることができる。その結果、放熱体付き回路構成体１００は、優れた放熱性能を有する。
（実施例３）
　本例は、放熱体６と接着剤５ｃとが当接している放熱体付き回路構成体１０１の例である。図５に示すように、本例の放熱体付き回路構成体１０１は、回路基板２とバスバー３とが接着されてなる回路構成体１ｃと、放熱体６とを有している。
　回路構成体１ｃは、回路基板２と複数のバスバー３とが接着剤５ｃにより接着されていると共に、隣り合うバスバー３の間の隙間３１が接着剤５ｃにより充填されている。また、回路構成体１ｃは、回路基板２とバスバー３との積層方向におけるバスバー３側の略全面を接着剤５ｃにより覆われている。また、接着剤５ｃは２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有している。かかる回路構成体１ｃは、例えば、実施例１と同様の方法において、バスバー３の表面上にも液状接着剤を塗布することにより作製することができる。
　放熱体６は、回路基板２とバスバー３との積層方向におけるバスバー３側に配置されている。また、放熱体６は、ネジ１２により回路構成体１ｃに機械的に締結され、接着剤５ｃと当接している。その他は実施例２と同様である。なお、図５において用いた符号のうち、実施例２において用いた符号と同一のものは、特に説明の無い限り、実施例２と同様の構成要素等を示す。
　本例の放熱体付き回路構成体１０１は、接着剤５ｃにより放熱体６をバスバー３から電気的に絶縁することができるため、熱伝導部材７を放熱体６とバスバー３との間に設ける必要がなくなる。また、接着剤５ｃは高い熱伝導率を有するため、放熱性能の低下を回避することができる。それ故、放熱体付き回路構成体１０１は、優れた放熱性能を有すると共に、部品点数を低減することができる。

Claims (7)

  1. 　厚み方向に貫通した開口部を有する回路基板と、
    　導体よりなり、上記回路基板に重ね合わされた複数のバスバーと、
    　上記開口部を通じて上記バスバーにはんだ付けされた電子部品と、
    　上記回路基板と上記バスバーとを接着すると共に、隣り合う上記バスバーの隙間に充填された接着剤とを有する、回路構成体。
  2. 　上記バスバーは、上記隙間の周縁部のみが上記接着剤に覆われている、請求項１に記載の回路構成体。
  3. 　上記接着剤は、上記隙間の開口端面よりも隆起している、請求項２に記載の回路構成体。
  4. 　上記回路構成体は、上記回路基板と上記バスバーとの積層方向における上記バスバー側の略全面を上記接着剤により覆われている、請求項１に記載の回路構成体。
  5. 　上記接着剤は２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有している、請求項４に記載の回路構成体。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の回路構成体と、該回路構成体からの放熱を促進する放熱体とを有する放熱体付き回路構成体であって、
    　上記放熱体は、上記回路構成体の積層方向における上記バスバー側に配置され、上記回路構成体に機械的に締結されており、
    　上記回路構成体と上記放熱体との間に絶縁性を有する熱伝導部材が狭持されており、
    　該熱伝導部材は、上記回路構成体の外表面及び上記放熱体の外表面の両方に合致する形状に変形している、放熱体付き回路構成体。
  7. 　請求項５に記載の回路構成体と、該回路構成体からの放熱を促進する放熱体とを有する放熱体付き回路構成体であって、
    　上記放熱体は、上記回路構成体の積層方向における上記バスバー側に配置され、上記回路構成体に機械的に締結されており、上記接着剤に当接している、放熱体付き回路構成体。
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