WO2017110539A1 - 回路構成体 - Google Patents

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WO2017110539A1
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plate
inner layer
conductive
substrate
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有 室野井
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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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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H05K7/06Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure on insulating boards, e.g. wiring harnesses
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to a circuit structure including a substrate and a conductive member.
  • the body is known (see, for example, Patent Document 1 below).
  • the board occupies the most part as an element that determines the rigidity of the circuit structure.
  • the circuit structure includes an electronic component that is mounted such that a part of the plurality of terminals is connected to the substrate (conductive pattern) and the other part is connected to the conductive member. It is desirable to make the step between the members as small as possible (to make the difference in height between the locations where the terminals are connected as small as possible). That is, in consideration of this point, it is required to make the substrate as thin as possible, and the rigidity of the entire circuit structure is lowered.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a circuit structure having excellent rigidity.
  • a circuit structure includes a substrate having a conductive pattern formed on one surface, a conductive member fixed on the other surface side of the substrate, and an electrical connection to the conductive member. And a child component having a terminal connected to the substrate and a terminal electrically connected to a conductive pattern formed on the substrate, and an insulating property to be in close contact with at least a part of the surface of the conductive member opposite to the substrate side A plate-like member.
  • the rigidity is increased by the plate-like member that is in close contact with the conductive member (no adhesive or the like is interposed between the conductive member and the conductive member). Since the plate member is insulative, no short circuit occurs in the conductive member.
  • the plate-like member may have a base material and a filler having a higher thermal conductivity than the base material filled in the base material.
  • the plate-like member can function not only as an element that increases rigidity but also as an element that increases heat dissipation.
  • the conductive member may be divided into a plurality of conductors, and the plate-like member may have a convex portion that enters between the plurality of conductors.
  • the insulating property between the conductors is enhanced by the convex portion.
  • the gap that has been secured to ensure insulation between the conductors can be made smaller than in the prior art, leading to a reduction in size.
  • the plate-like member is hardly peeled off from the conductive member.
  • the plate-like member may have a peripheral wall portion that is in close contact with at least a part of the peripheral surface of the conductive member.
  • the plate-like member can function as a case surrounding the conductive member and the substrate. Moreover, it becomes difficult for the plate-shaped member to be peeled off from the conductive member.
  • the plate-like member has an inner layer on the conductive member side and an outer layer formed outside the inner layer, and the elastic modulus of the inner layer is smaller than the elastic modulus of the outer layer. Good.
  • the stress generated in the connection portion between the conductive member and the plate member is relieved by the inner layer.
  • the plate-like member is difficult to peel off.
  • the plate-like member has an inner layer on the conductive member side and an outer layer formed outside the inner layer, and the thermal conductivity of the inner layer is higher than the thermal conductivity of the outer layer. Bigger is better.
  • the outer layer a material that is relatively inferior in thermal conductivity, the cost can be suppressed (in comparison with the case where all of the plate-like members are made of a material having excellent thermal conductivity). Since the outer layer is the part facing the outside air, even if the material is relatively inferior in thermal conductivity, the heat dissipation efficiency is greater (than that in which all the plate-like members are made of material having excellent thermal conductivity). There is no decline.
  • the plate-like member has an inner layer on the conductive member side and an outer layer formed outside the inner layer, and the linear expansion coefficient of the inner layer is larger than the linear expansion coefficient of the outer layer. It is good that it is close to the linear expansion coefficient of the conductive member.
  • the plane direction in the following description refers to the plane direction of the substrate 10 and the conductive member 20, and the height direction (vertical direction) is a direction perpendicular to the plane direction (electrons on the substrate 10).
  • the surface on which the component 30 is mounted is the upper side).
  • FIG. 2 includes a circuit board 1, a conductive member 20, an electronic component 30, and a plate-like member 40 according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate 10 has a conductive pattern 101 formed on one surface 10a (upper surface).
  • the conductive path formed by the conductive pattern 101 is a control conductive path (a part of the circuit), and the current flowing is smaller than the conductive path (a part of the circuit) formed by the conductive member 20.
  • the conductive member 20 has a portion along the plane direction fixed to the other surface 10 b (lower surface) of the substrate 10. A terminal portion (not shown) for connecting to an external electrical element may be provided. Below, the part along a plane direction is demonstrated as the electrically-conductive member 20.
  • FIG. The conductive member 20 is formed by forming a conductive plate material into a predetermined shape by pressing or the like.
  • the conductive member 20 constitutes a conductive path for power, which is a portion through which a relatively large current (larger than the conductive path constituted by the conductive pattern 101) flows.
  • the conductive member 20 is divided
  • the respective conductors 21 are individually independent so as not to be short-circuited, and are integrated by being fixed to the substrate 10.
  • the conductors 21 are connected by the extra length before being fixed to the substrate 10, and after being fixed to the substrate 10, the extra length is cut off so that they are separated and independent from each other (not in direct contact).
  • the conductive member 20 (conductor 21) is also referred to as a bus bar (bus bar plate) or the like.
  • the conductive member 20 (conductor 21) is fixed to the other surface 10b of the substrate 10 through, for example, an insulating adhesive or an adhesive sheet. Thereby, the board
  • the electronic component 30 is an element mounted on the substrate 10 and the conductive member 20 set, and has an element body 31 and a terminal portion.
  • a plurality of electronic components 30 are mounted on the set of the substrate 10 and the conductive member 20.
  • the specific electronic component 30 has a plurality of types of terminals, a part of which is electrically and physically connected to the conductive pattern 101 formed on the substrate 10 and the other part to the conductive member 20 (conductor 21). Is done.
  • the electronic component 30 (element body 31) is supported on the conductive member 20 through the opening 11 formed in the substrate 10.
  • the first terminal 32 located on one side of the element body 31 and the second terminal 33 located on the other side are connected to the conductive member 20, and the third terminal 34 located on the other side is connected to the conductive pattern 101 ( Land). Since the conductor 21 to which the first terminal 32 is connected and the conductor to which the second terminal 33 is connected are separated, both terminals are not short-circuited.
  • the electronic component 30 may have a plurality of at least one of the first terminal 32 to the third terminal 34.
  • An example of such an electronic component 30 is a transistor (FET).
  • the first terminal 32 corresponds to a drain terminal
  • the second terminal 33 corresponds to a source terminal
  • the third terminal 34 corresponds to a gate terminal.
  • the plate-like member 40 is an insulating plate-like member along the planar direction that is fixed in close contact with the conductive member 20.
  • the plate-like member 40 is fixed in a state of being in close contact with at least a part of the opposite surface (lower surface) of the substrate 10 in the conductive member 20.
  • “adhered” refers to a state in which another member (joining member such as an adhesive) does not exist between the conductive member 20 and the plate-like member 40 and both are directly joined.
  • the plate-like member 40 is formed by so-called insert molding so that the plate-like member 40 is directly joined to the conductive member 20.
  • the plate-like member 40 in the present embodiment is joined to each conductor 21 so as to straddle the plurality of conductors 21 constituting the conductive member 20.
  • the plate-like member 40 is filled with a filler 402 (for example, ceramic, aluminum oxide or the like) made of an insulating material having high thermal conductivity in a base material 401 made of a resin material (for example, a thermoplastic resin material such as PBT or PPS). Being done.
  • a filler 402 for example, ceramic, aluminum oxide or the like
  • a resin material for example, a thermoplastic resin material such as PBT or PPS.
  • a material having a higher thermal conductivity than at least the material constituting the base material 401 is selected. Thereby, it is possible to improve thermal conductivity as compared with the case where the whole plate-like member 40 is formed of a material constituting the base material 401.
  • the linear expansion coefficient, rigidity, etc. of the plate-like member 40 can be adjusted by changing the type and amount of the filler 402.
  • the plate-like member 40 in this embodiment has a convex portion 41 that enters between the conductors 21 (gap) constituting the conductive member 20.
  • the convex portion 41 is a portion protruding upward from the main body portion (portion along the planar direction) of the plate-like member 40 and enters between the side surfaces (end surfaces) of the opposing conductors 21.
  • each conductor 21 is a plate-like portion having a predetermined size
  • the convex portion 41 has an elongated linear shape.
  • the height of the convex portion 41 is preferably substantially the same as the thickness of the conductor 21.
  • it is not necessary to form the convex part 41 so that it may enter between all the electrically-conductive members 20 (all the clearance gaps). It is good also as a structure in which the convex part 41 which penetrates between some conductors 21 was formed.
  • the plate-like member 40 in the present embodiment has a peripheral wall portion 42 that is in close contact with the peripheral surface of the conductive member 20. That is, another member such as an adhesive is not interposed between the peripheral surface of the conductive member 20 and the peripheral wall portion 42.
  • the peripheral wall portion 42 can also be regarded as a protrusion protruding in the same direction as the convex portion 41.
  • the height of the peripheral wall portion 42 is preferably substantially the same as or greater than the thickness of the conductive member 20. Since the peripheral wall portion 42 functions as a case (a member that protects the substrate 10, the conductive member 20, and the electronic component 30) of the circuit configuration body 1, the height (height as the case) may be adjusted as appropriate.
  • the position of the tip of the peripheral wall portion 42 By setting the position of the tip of the peripheral wall portion 42 to be the same as or higher than the one surface 10 a of the substrate 10, it is possible to function as a case surrounding not only the conductive member 20 but also the substrate 10.
  • a structure may be adopted in which the peripheral wall portion 42 is brought into close contact with not only the peripheral surface of the conductive member 20 but also the peripheral surface of the substrate 10.
  • tip of the surrounding wall part 42 is the same as the upper surface of the element main body 31 of the electronic component 30, or it is functioning as a case surrounding not only the board
  • peripheral wall portion 42 does not necessarily have to be formed over the entire peripheral surface (entire periphery) of the conductive member 20. For example, it is good also as a structure in which the space for drawing out the terminal part of the electrically-conductive member 20 outside was formed.
  • the plate-like member 40 is a member that connects the plurality of conductors 21 constituting the conductive member 20, and in the past, the conductive member 20 that has hardly contributed to the rigidity of the circuit component 1 is made rigid. It can be said that it functions as a contributing member. Since the plate-like member 40 is insulative, no short circuit occurs in the conductive member 20.
  • the plate-shaped member 40 since the plate-shaped member 40 has the base material 401 and the filler 402 having a higher thermal conductivity than the base material 401 filled in the base material 401, the plate-shaped member 40 is improved in rigidity. It can function not only as an element but also as an element that enhances heat dissipation. As shown in FIG. 3, the heat radiation efficiency is further improved by forming irregularities 43 (fins) on the outer surface (lower surface or side surface) of the plate-like member 40 and increasing the heat radiation area (area that touches the outside air). It can also be made.
  • the plate-like member 40 made of an insulating material has the convex portions 41 that enter between the plurality of conductors 21, the insulation between the conductors 21 is enhanced. In other words, the gap that has been secured to ensure the insulation between the conductors 21 can be reduced as compared with the conventional case, leading to miniaturization. Further, since the convex portion 41 is in a state of entering between the conductors 21, the plate-like member 40 is hardly peeled off from the conductive member 20.
  • the plate-like member 40 has the peripheral wall portion 42 that is in close contact with at least a part of the peripheral surface of the conductive member 20, the plate-like member 40 can also function as a case surrounding the conductive member 20 and the substrate 10. Further, since the plate-like member 40 is also in close contact with the peripheral surface of the conductive member 20, the plate-like member 40 is difficult to peel off from the conductive member 20.
  • the plate-like member 40 is composed of the base material 401 and the filler 402, but the linear expansion coefficient of the plate-like member 40 can be made closer to the conductive member 20 by adjusting the type and amount of the filler 402. it can. Thereby, even if the conductive member 20 expands and contracts, the plate-like member 40 becomes difficult to peel off (the stress generated on the joint surface between the conductive member 20 and the plate-like member 40 during the heat shock can be relaxed).
  • the plate-like member 40 has an inner layer 40a on the conductive member 20 side and an outer layer 40b formed outside the inner layer 40a.
  • the inner layer 40a is a portion that is in close contact with the conductive member 20
  • the outer layer 40b is a portion that is in contact with the outside air.
  • it is good also as a circuit structure which applied only one of each modification (condition) demonstrated below, and good also as a circuit structure which applied multiple.
  • the elastic modulus of the inner layer 40a is set to be smaller than the elastic modulus of the outer layer 40b.
  • the inner layer 40a is set to be softer than the outer layer 40b.
  • the level of the elastic modulus can be adjusted by adjusting the material of the base material 401 and the type and amount of the filler 402.
  • the advantages of such a configuration are as follows.
  • the inner layer 40 a is a part that is in close contact with the conductive member 20. Since the inner layer 40a is soft, even if a stress is generated at the joint portion between the conductive member 20 and the plate-like member 40, the stress is easily absorbed by the deformation of the inner layer 40a. For example, even if the conductive member 20 expands / shrinks due to heat generated from the electronic component 30 (as compared to the case where the entire plate-like member 40 is formed of a relatively hard material such as the outer layer 40b). The plate-like member 40 becomes difficult to peel off.
  • the thermal conductivity of the inner layer 40a is set to be larger than the thermal conductivity of the outer layer 40b.
  • the level of thermal conductivity can be adjusted by adjusting the material of the base material 401 and the type and amount of the filler 402. In particular, even when the same base material 401 is used, an insulating material having high thermal conductivity is used as the filler 402, and by increasing the filling amount, the thermal conductivity is superior (than the outer layer 40b).
  • the inner layer 40a can be configured.
  • the advantages of such a configuration are as follows.
  • the inner layer 40 a is a part that is in close contact with the conductive member 20. Since the inner layer 40a has high thermal conductivity, heat transfer from the conductive member 20 to the plate member 40 is smooth. In particular, in the present embodiment, since the plate-like member 40 (inner layer 40a) is in close contact with the conductive member 20 (no bonding member such as an adhesive is interposed between the two), the heat transfer is hindered. There is no separate member. On the other hand, when the outer layer 40b is made of a material that is relatively inferior in thermal conductivity, the cost can be reduced (in comparison with the case where all of the plate-like members 40 are made of a material having excellent thermal conductivity).
  • the outer layer 40b is a portion facing the outside air, even if it is made of a material that is relatively inferior in heat conductivity, the heat dissipation efficiency (as compared with the case where all of the plate-like members 40 are made of a material having excellent heat conductivity). Will not drop significantly.
  • This example is set so that the linear expansion coefficient of the inner layer 40a is closer to the linear expansion coefficient of the conductive member 20 than the linear expansion coefficient of the outer layer 40b.
  • the level of the linear expansion coefficient can be adjusted by adjusting the material of the base material 401 and the type and amount of the filler 402.
  • the linear expansion coefficient of the inner layer 40 a can be made closer to the conductive member 20 by selecting the filler 402 that has a linear expansion coefficient closer to the conductive member 20 than the base material 401 and increasing the filling amount.
  • the advantages of such a configuration are as follows.
  • the inner layer 40 a is a part that is in close contact with the conductive member 20. Since the linear expansion coefficient of the inner layer 40a is close to that of the conductive member 20, even if the conductive member 20 expands / shrinks due to heat, the plate-like member 40 is hardly peeled off. Since the insulating material close to the linear expansion coefficient of the conductive member 20 made of a conductive material is expensive, by providing the outer layer 40b relatively far from the linear expansion coefficient of the conductive member, Costs can be reduced (compared to the case where all are made of materials close to the linear expansion coefficient of the conductive member 20).
  • the electronic component 30 (element body 31) is placed on the conductive member 20 through the opening 11 formed in the substrate 10.
  • this is just an example.
  • the same technical idea can be applied to the circuit component 1 in which the electronic component 30 (element body 31) is placed on the substrate 10. That is, the same technical idea as that of the above embodiment can be applied to a circuit structure having a portion in which the substrate 10 and the conductive member 20 (conductor 21) are integrated.

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Abstract

優れた剛性を有する回路構成体を提供すること。 一方の面10aに導電パターンが形成された基板10と、前記基板10の他方の面10b側に固定された導電部材20と、前記導電部材20に電気的に接続された端子32、33、および前記基板10に形成された導電パターンに電気的に接続された端子34を有する電子部品30と、前記導電部材20における前記基板10側の反対側の面の少なくとも一部に密着する絶縁性の板状部材40と、を備える回路構成体1とする。

Description

回路構成体
 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(バスバー等とも称される)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2015-99834号公報
 この種の回路構成体において、導電部材は回路毎に分断されているため回路構成体全体の剛性を高める要素として寄与しにくい。したがって、回路構成体の剛性を決定する要素として基板がその大部分を占めることになる。しかし、回路構成体は、複数の端子のうち、一部が基板(導電パターン)に接続され、他の一部が導電部材に接続されるように実装される電子部品を備えるため、基板と導電部材間の段差はできるだけ小さくすること(各端子が接続される箇所間の高さの差をできるだけ小さくすること)が望ましい。つまり、かかる点を考慮すると基板をできるだけ薄くすることが求められ、回路構成体全体の剛性が低下してしまう。
 本発明が解決しようとする課題は、優れた剛性を有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側に固定された導電部材と、前記導電部材に電気的に接続された端子、および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た端子を有する子部品と、前記導電部材における前記基板側の反対側の面の少なくとも一部に密着する絶縁性の板状部材と、を備えることを特徴とする。
 上記本発明にかかる回路構成体によれば、導電部材に密着する(導電部材との間に接着剤等が介在されていない)板状部材によって剛性が高められる。板状部材は絶縁性であるため、導電部材において短絡が発生することもない。
 前記板状部材は、ベース材およびこのベース材内に充填されるベース材よりも熱伝導率が高い充填材を有するとよい。
 このようにすることで、板状部材を、剛性を高める要素としてだけでなく、放熱性を高める要素として機能させることができる。
 前記導電部材は、複数の導電体に分割されており、前記板状部材は、前記複数の導電体間に入り込む凸部を有するとよい。
 このようにすることで、凸部によって導電体間の絶縁性が高められる。つまり、導電体同士の絶縁を担保するために確保していた隙間を従来に比して小さくすることができるため、小型化につながる。また、また、板状部材が導電部材から剥がれにくくなる。
 前記板状部材は、前記導電部材の周面の少なくとも一部に密着する周壁部を有するとよい。
 このようにすれば、板状部材を導電部材や基板を囲むケースとして機能させることもできる。また、板状部材が導電部材から剥がれにくくなる。
 前記板状部材は、前記導電部材側の内側層およびこの内側層よりも外側に形成される外側層を有し、前記内側層の弾性率の方が、前記外側層の弾性率よりも小さいとよい。
 このようにすれば、導電部材と板状部材の接続部分に生ずる応力が内側層によって緩和される。例えば、導電部材が膨張・収縮したとしても、板状部材が剥がれにくくなる。
 前記板状部材は、前記導電部材側の内側層およびこの内側層よりも外側に形成される外側層を有し、前記内側層の熱伝導率の方が、前記外側層の熱伝導率よりも大きいとよい。
 このようにすれば、導電部材から板状部材の内側層への熱伝導を円滑なものとすることができ、放熱効率が高まる。外側層を比較的熱伝導性に劣る材質とすることで、(板状部材の全てを熱伝導性に優れた材質としたものよりも)コストを抑えられる。外側層は、外気に面している部分であるため、比較的熱伝導性に劣る材質としても、(板状部材の全てを熱伝導性に優れた材質としたものよりも)放熱効率が大きく低下することはない。
 前記板状部材は、前記導電部材側の内側層およびこの内側層よりも外側に形成される外側層を有し、前記内側層の線膨張率の方が、前記外側層の線膨張率よりも前記導電部材の線膨張率に近いとよい。
 このようにすれば、熱によって導電部材が膨張・収縮したとしても、板状部材が剥がれにくくなる。導電性材料で形成された導電部材の線膨張率に近い絶縁性材料は高価であるため、比較的導電性部材の線膨張率に遠い外側層を設けることで、(板状部材の全てを導電部材の線膨張率に近い材質とした場合よりも)コストを抑えられる。
 本発明によれば、優れた剛性を有する回路構成体が得られる。
本発明の一実施形態にかかる回路構成体における電子部品が実装された部分を拡大して示した図である。 本発明の一実施形態にかかる回路構成体の断面(電子部品を除く)を模式的に示した図である。 板状部材に放熱効率を高めるための凹凸(フィン)が形成された回路構成体の断面(電子部品を除く)を模式的に示した図である。 内側層と外側層を有する板状部材を備える回路構成体の断面(電子部品を除く)を模式的に示した図である。
 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および図2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、および板状部材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導電路(回路の一部)であり、導電部材20が構成する導電路(回路の一部)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)に固定された平面方向に沿う部分を有する。外部の電気的要素と接続するための端子部(図示せず)が設けられていてもよい。以下では、平面方向に沿う部分を導電部材20として説明する。導電部材20は、導電性の板材がプレス加工等によって所定の形状に形成されてなる。導電部材20は、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、導電路の具体的な形状等については、詳細な説明および図示を省略するが、導電部材20は各導電路を構成する複数の導電体21に分割されている。各導電体21は短絡しないように別個独立しており、基板10に固定されることによって一体となっている。導電体21は、基板10に固定される前は余長部分によって繋がっており、基板10に固定された後当該余長部分が切り取られることによりそれぞれが別個独立した状態(直接接触していない状態)となる。導電部材20(導電体21)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(導電体21)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、基板10・導電部材20組が得られる。
 電子部品30は、基板10・導電部材20組に実装される素子であって、素子本体31および端子部を有する。基板10・導電部材20組には複数の電子部品30が実装されている。特定の電子部品30は、複数種の端子を有し、一部が基板10に形成された導電パターン101に、他の一部が導電部材20(導電体21)に電気的かつ物理的に接続される。本実施形態では、基板10に形成された開口11を通じて電子部品30(素子本体31)は導電部材20上に支持される。そして、素子本体31の一方側に位置する第一端子32および他方側に位置する第二端子33は導電部材20に接続され、他方側に位置する第三端子34は基板10の導電パターン101(ランド)に接続される。第一端子32が接続される導電体21と第二端子33が接続される導電体は分離しているため、両端子が短絡することはない。電子部品30は、第一端子32~第三端子34の少なくともいずれかを複数有するものであってもよい。このような電子部品30の一例としてはトランジスタ(FET)が挙げられる。上記第一端子32がドレイン端子に、上記第二端子33がソース端子に、上記第三端子34がゲート端子に相当する。
 なお、全ての端子が基板10に形成された導電パターン101に直接電気的に接続される、または導電部材20に電気的に接続される別の電子部品が存在していてもよい。
 板状部材40は、導電部材20に密着した状態で固定される平面方向に沿う絶縁性の板状の部材である。板状部材40は、導電部材20における基板10の反対側の面(下側の面)の少なくとも一部に密着した状態で固定されている。ここでいう「密着した」とは、導電部材20と板状部材40の間に別の部材(接着剤等の接合部材)が存在せず、両者が直接接合された状態をいう。本実施形態では、いわゆるインサート成形によって、導電部材20に直接板状部材40が接合されるようにして当該板状部材40が成形される。本実施形態における板状部材40は、導電部材20を構成する複数の導電体21に跨るようにして各導電体21に接合されている。
 板状部材40は、樹脂材料(例えば、PBT、PPS等の熱可塑性樹脂材料)のベース材401内に、熱伝導性の高い絶縁材料からなる充填材402(例えばセラミック、酸化アルミニウム等)が充填されてなる。充填材402は、少なくともベース材401を構成する材料よりも熱伝導率の高い材料が選定される。これにより、板状部材40全体がベース材401を構成する材料で成形されたものとした場合よりも、熱伝導性を高めることが可能である。また、充填材402の種類や量を変化させることにより、板状部材40の線膨張率や剛性等を調整することができる。
 本実施形態における板状部材40は、導電部材20を構成する導電体21間(隙間)に入り込む凸部41を有する。具体的には、凸部41は、板状部材40の本体部分(平面方向に沿う部分)から上方に向かって突出する部分であり、対向する導電体21の側面(端面)同士の間に入り込む部分である。各導電体21は所定の大きさを有する板状の部分であるため、凸部41は細長い線状となる。凸部41の高さは、導電体21の厚みと略同じであることが好ましい。なお、必ずしも全ての導電部材20間(全ての隙間)に入り込むように凸部41を形成する必要はない。一部の導電体21間に入り込む凸部41が形成された構成としてもよい。
 また、本実施形態における板状部材40は、導電部材20の周面に密着する周壁部42を有する。つまり、導電部材20の周面と周壁部42との間には、接着剤等の別の部材が介在されていない。周壁部42は、上記凸部41と同じ方向に突出する突起とみることもできる。周壁部42の高さは、導電部材20の厚みと略同じかそれ以上であることが好ましい。周壁部42は回路構成体1のケース(基板10や導電部材20、電子部品30を保護する部材)として機能するため、その高さ(ケースとしての高さ)を適宜調整すればよい。周壁部42の先端の位置を、基板10の一方の面10aと同じまたはそれよりも上方とすることで、導電部材20だけでなく、基板10を囲むケースとして機能させることができる。周壁部42を導電部材20の周面だけでなく、基板10の周面に密着させた構造としてもよい。また、周壁部42の先端の位置を、電子部品30の素子本体31の上面と同じまたはそれよりも上方とすることで、基板10や導電部材20だけでなく、電子部品30を囲むケースとして機能させることができる。なお、必ずしも導電部材20の周面全体(全周)に亘って周壁部42が形成されていなくてもよい。例えば、導電部材20の端子部を外側に引き出すための空間が形成された構造としてもよい。
 以上説明した本実施形態にかかる回路構成体1によれば、導電部材20に密着する(導電部材20との間に接着剤等の接合部材が介在されていない)板状部材40によって剛性が高められる。板状部材40は、導電部材20を構成する複数の導電体21同士を繋げる部材であるということができ、従来であれば回路構成体1の剛性にほとんど寄与しなかった導電部材20を剛性に寄与する部材として機能させるものであるともいえる。そして、当該板状部材40は絶縁性であるため、導電部材20において短絡が発生することもない。
 また、板状部材40は、ベース材401およびこのベース材401内に充填されるベース材401よりも熱伝導率が高い充填材402を有するものであるため、板状部材40を、剛性を高める要素としてだけでなく、放熱性を高める要素として機能させることができる。図3に示すように、板状部材40の外側の面(下面や側面)に凹凸43(フィン)を形成し、放熱面積(外気に触れる面積)を増加させることで、当該放熱効率をさらに向上させることもできる。
 また、絶縁性材料からなる板状部材40は、複数の導電体21間に入り込む凸部41を有するため、導電体21間の絶縁性が高められる。つまり、導電体21同士の絶縁を担保するために確保していた隙間を従来に比して小さくすることができるため、小型化につながる。また、凸部41が導電体21間に入り込んだ状態にあるため、板状部材40が導電部材20から剥がれにくくなる。
 また、板状部材40は、導電部材20の周面の少なくとも一部に密着する周壁部42を有するため、板状部材40を導電部材20や基板10を囲むケースとして機能させることもできる。また、板状部材40が導電部材20の周面にも密着することになるため、板状部材40が導電部材20から剥がれにくくなる。
 また、板状部材40はベース材401と充填材402からなるものであるが、充填材402の種類や量を調整することで、板状部材40の線膨張率を導電部材20に近づけることができる。これにより、導電部材20が膨張・収縮したとしても、板状部材40が剥がれにくくなる(ヒートショック時における導電部材20と板状部材40の接合面に生ずる応力を緩和することができる)。
 以下、上記実施形態にかかる回路構成体1の変形例について、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。以下で説明する各変形例は、図4に示すように、板状部材40が導電部材20側の内側層40aと、この内側層40aよりも外側に形成される外側層40bを有するものである。内側層40aが導電部材20に密着する部分となり、外側層40bが外気に触れる部分となる。なお、以下で説明する各変形例(条件)の一つのみを適用した回路構成体としてもよいし、複数を適用した回路構成体としてもよい。
・第一変形例
 本例は、内側層40aの弾性率の方が、外側層40bの弾性率よりも小さく設定されたものである。換言すると、内側層40aの方が、外側層40bよりも柔らかく設定されたものである。弾性率の高低は、ベース材401の材質、充填材402の種類や量を調整することによって調整することができる。
 このような構成とすることによる利点は次の通りである。内側層40aは、導電部材20に密着する部分である。当該内側層40aが柔らかいものであるため、導電部材20と板状部材40の接合部分に応力が生じたとしても、当該応力が内側層40aの変形によって吸収されやすい。例えば、電子部品30から発生した熱等によって導電部材20が膨張・収縮したとしても、(板状部材40の全体を外側層40bのような比較的硬質な材料で形成した場合に比して)板状部材40が剥がれにくくなる。
・第二変形例
 本例は、内側層40aの熱伝導率の方が、外側層40bの熱伝導率よりも大きく設定されたものである。熱伝導率の高低は、ベース材401の材質、充填材402の種類や量を調整することによって調整することができる。特に、同じベース材401とする場合であっても、高い熱伝導性を有する絶縁性材料を充填材402とし、その充填量を増やすことで、(外側層40bよりも)熱伝導性に優れた内側層40aを構成することができる。
 このような構成とすることによる利点は次の通りである。内側層40aは、導電部材20に密着する部分である。当該内側層40aが高い熱伝導性を有するものであるため、導電部材20から板状部材40への熱の移動が円滑になる。特に、本実施形態では、板状部材40(内側層40a)が導電部材20に密着している(両者の間に接着剤等の接合部材が介在されていない)ため、当該熱の移動を妨げる別の部材が存在しない。一方、外側層40bを比較的熱伝導性に劣る材質とすることで、(板状部材40の全てを熱伝導性に優れた材質としたものよりも)コストを抑えられる。外側層40bは、外気に面している部分であるため、比較的熱伝導性に劣る材質としても、(板状部材40の全てを熱伝導性に優れた材質としたものよりも)放熱効率が大きく低下することはない。
・第三変形例
 本例は、内側層40aの線膨張率の方が、外側層40bの線膨張率よりも導電部材20の線膨張率に近くなるように設定されたものである。線膨張率の高低は、ベース材401の材質、充填材402の種類や量を調整することによって調整することができる。特に、線膨張率がベース材401に比して導電部材20に近い充填材402を選定し、その充填量を増やすことで、内側層40aの線膨張率を導電部材20に近づけることができる。
 このような構成とすることによる利点は次の通りである。内側層40aは、導電部材20に密着する部分である。当該内側層40aの線膨張率が導電部材20に近いものであるため、熱によって導電部材20が膨張・収縮したとしても、板状部材40が剥がれにくくなる。導電性材料で形成された導電部材20の線膨張率に近い絶縁性材料は高価であるため、比較的導電性部材の線膨張率に遠い外側層40bを設けることで、(板状部材40の全てを導電部材20の線膨張率に近い材質とした場合よりも)コストを抑えられる。
 以上、本発明の実施形態(およびその変形例)について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態(およびその変形例)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。
 上記実施形態(およびその変形例)にかかる回路構成体1は、電子部品30(素子本体31)が、基板10に形成された開口11を通じて導電部材20上に載置されていることを説明したが、これはあくまで一例である。例えば、電子部品30(素子本体31)が基板10上に載置された回路構成体1であっても同様の技術思想が適用可能である。つまり、基板10と導電部材20(導電体21)が一体化された部分を有する回路構成体に対しては上記実施形態と同様の技術思想が適用可能である。
1 回路構成体
10 基板
10a 一方の面
10b 他方の面
101 導電パターン
11 開口
20 導電部材
21 導電体
30 電子部品
31 素子本体
32 第一端子
33 第二端子
34 第三端子
40 板状部材
401 ベース材
402 充填材
41 凸部
42 周壁部
40a 内側層
40b 外側層

Claims (7)

  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側に固定された導電部材と、
    前記導電部材に電気的に接続された端子、および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た端子を有する電子部品と、
    前記導電部材における前記基板側の反対側の面の少なくとも一部に密着する絶縁性の板状部材と、
    を備えることを特徴とする回路構成体。
  2.  前記板状部材は、ベース材およびこのベース材内に充填されるベース材よりも熱伝導率が高い充填材を有することを特徴とする請求項1に記載の回路構成体。
  3.  前記導電部材は、複数の導電体に分割されており、
     前記板状部材は、前記複数の導電体間に入り込む凸部を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回路構成体。
  4.  前記板状部材は、前記導電部材の周面の少なくとも一部に密着する周壁部を有す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.  前記板状部材は、前記導電部材側の内側層およびこの内側層よりも外側に形成される外側層を有し、
     前記内側層の弾性率の方が、前記外側層の弾性率よりも小さい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。
  6.  前記板状部材は、前記導電部材側の内側層およびこの内側層よりも外側に形成される外側層を有し、
     前記内側層の熱伝導率の方が、前記外側層の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の回路構成体。
  7.  前記板状部材は、前記導電部材側の内側層およびこの内側層よりも外側に形成される外側層を有し、
     前記内側層の線膨張率の方が、前記外側層の線膨張率よりも前記導電部材の線膨張率に近いことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の回路構成体。
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