JPH02148794A - ハイブリッドモジュール - Google Patents

ハイブリッドモジュール

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JPH02148794A
JPH02148794A JP63302023A JP30202388A JPH02148794A JP H02148794 A JPH02148794 A JP H02148794A JP 63302023 A JP63302023 A JP 63302023A JP 30202388 A JP30202388 A JP 30202388A JP H02148794 A JPH02148794 A JP H02148794A
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welding
lead wire
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JP63302023A
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Shigekichi Inokoshi
猪越 重吉
Yoshiaki Imaji
今地 義明
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Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/328Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by welding

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  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

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】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は、ハイブリッドモジュールに係り、特に外囲器
に設けられた入出力端子と前記外囲器に封止内装された
ハイブリッド回路本体との電気的な接続の改良に関する
(従来の技術) たとえば、ベース板上に所要のハイブリッド回路本体を
配設するとともに、前記ハイブリッド回路本体を囲むよ
うに樹脂製の筒状体の一端を前記ベース板に接着し、所
要のリード線接続を行った後、前記筒状体の開口端を樹
脂製蓋体て封止し、外囲器を構成した構造のハイブリッ
ドモジュールが知られている。即ち、第5図にその構成
概要を斜視的に示す様に、IC素子1などを実装したハ
イブリッド回路本体2をベース板3上に配設する一方、
前記ハイブリッド回路本体2を囲むように配設した外囲
器4の一部を成す筒状体4aに、予め貫挿配設されてい
る入出力端子5と前記ハイブリッド回路本体2の入出力
端子2aとをリード線6の溶接により電気的に接続した
後に、外囲器4の一部を成す所要の蓋体を(図示せず)
配設し、封止して成るハイブリッドモジュールが実用に
俄されている。
ところで、この種のハイブリッドモジュールにおいては
、入出力端子5としてCu、Fe、真鍮等を基体しこの
基体表面にSn、Ni、半田などのメッキ層を被覆形成
したものが用いられ、また、ハイブリッド回路本体2側
とを接続するリード線6としては比較的に抵抗の高いF
e、Niもしくはこれらの合金製のものが用いられてい
る。しかして、前記リード線6による電気的な接続、た
とえばリード線6と入出力端子5との接続は、次のよう
に行なわれている。つまり、外囲器4の一部を成す筒状
体4aに貫挿配設されている板状の入出力端子5の面上
に、先端側が対接し得るように、予め折曲加工しである
リード線6を位置合せせし、この位置合せ領域に溶接電
極7を配置して所要の溶接処理を行い一体的に接合し、
電気的に接続している。第6図(パラレルギャップ溶接
)および第7図(シリーズ溶接)は上記溶接状態を示す
側面図である。
(発明が解決しようとする課題) ところで、上記入出力端子5とリード線6との溶接接続
は、たとえばパラレルギャップ溶接の場合(第6図)、
リード線6上を対を成す電極7が共に押圧され電流7a
を流し、溶接局部を発熱させ、その発熱によって入出力
端子5とリード線6との界面が溶融されることによって
なされる。しかして、上記溶接における熱源としては、
電極7とリード線6との界面、リード線6自体、リード
線6と入出力端子5との界面及び入出力端子5「−1体
の電気抵抗値が関係している。特にリード線6自体の抵
抗値は上記発熱への影響力が大きいため、リード線6と
しては上記の如(Fe、Niなと比較的高抵抗の線が用
いられている。こうしたことはパラレルギャップ溶接の
場合に限らず、前記シリーズ溶接の場合(第7図)も同
様である。しかし、上記fM成のハイブリッドモジュー
ルには実用上次のような不都合が認められる。即ち、こ
の種のハイブリッドモジュールも厳しい環境で使用され
る場合が多くなり、例えば150℃、−50℃の高温低
温サイクル試験に十分耐えうることを要求される場合が
しばしばある。しかるに、前記構成のハイブリッドモジ
ュールの場合には、前記高温低温サイクル試験において
、ハイブリッドモジュールの熱による膨張、収縮の繰返
しに伴い、時には前記内部リード線6の切断などが起こ
ることもあり、信頼性の点で問題がある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、外囲器壁を
貫挿配設された入出力端子とこの外囲内に封止されたハ
イブリッド回路本体との電気的な接続に、銅もしくは銅
合金を基材にし、この基材表面にNi、Snもしくは半
田のメッキ層を被覆形成して成るリード線を用いたこと
を骨子とする。つまり、銅もしくは銅合金を基材にし、
この基材表面にNi、Snもしくは半田のメッキ層を被
覆形成して成るリード線を用い、これを入出力端子とハ
イブリッド回路本体側の少なくともいずれか一方とは溶
接し、電気的接続を行ったことを特徴とする。
(作 用) 上記のように、本発明によれば、入出力端子とハイブリ
ッド回路本体との電気的接続に銅もしくは銅合金を基材
にし、この基材表面にNiSnもしくは半田のメッキ層
を被覆形成して成るリード線を特に使用した(を成を採
っている。しかして、前記リード線に被覆形成されてい
るメッキ層は比較的高い抵抗値を何するため、電気溶接
にて容易に所要の溶接接続がなされるばかりでなく、リ
ード線自体はその基材が比較的柔軟性を何するため、例
えば高温低温サイクル試験などにおいても、ハイブリッ
ドモジュールを構成している樹脂製外囲器等の熱膨張や
収縮に順応する。従って、前記高温低温サイクル試験等
においてリード線の切断なども全面的に回避され、信頼
性が大幅に改善される。
(実施例) 以下本発明係るハイブリッドモジュールの主要部構成を
断面的に示す第1図乃至第3図を参照して本発明の詳細
な説明する。第1図において5はハイブリッドモジュー
ルの一部を成す外囲器4の側壁に貫挿配設された入出力
端子、8は前記外囲器4内に封止配設されたハイブリッ
ド回路本体2の入出力端子2aと前記外囲器4に設けら
れた入出力端子5とを接続するリード線である。しかし
て、前記入出力端子5はたとえば、厚さ 0.8〜1 
、0mmのFe板5a表面に直接またはCuメッキ層を
介して厚さ 1〜20μ程度のSnメッキ層5bが被覆
形成されたものである。一方前記リード線8はたとえば
、直径0.5i11の電気用軟鋼線8aの表面に厚さ 
1〜20μ程度の半田メッキ層8bが被覆形成されたも
のである。また、第2図は前記外囲器4内に封止配設さ
れるハイブリッド回路本体2の端子2aに前記リード線
8の他端側を溶接により接続した状態を一部断面的に示
したもので、これら入出力端子5およびハイブリッド回
路本体2の端子2aとリード線8との各々の電気溶接は
、従来知られているパラレルギャップ溶接(第6図)や
シリーズ溶接(第7図)などによって行い古る。つまり
、前記入出力端子5またはハイブリッド回路本体2の端
子2aに、前記リード線8の端部を位置合せし、この位
置合せした領域に一対の溶接電極を配設し、その一対の
溶接電極間に所要の電流を流すことによって、所要の溶
接を行い得る。電気用軟銅線自体は、電気抵抗値が低い
ため通常所要の電気溶接が不可能であるが、本発明で特
に使用した前記表面に半田メッキ層8bを被覆形成した
場合は、その半田メッキ層8bの電気抵抗により瞬時的
には1000〜3000℃程度の温度まで上昇する。つ
まり、溶接電極7とリード線8のメッキ層8bとの界面
及びリード線8のメッキ層8bと入出力端子5との界面
においては、前記メッキ層8bの発熱が大きくなり、そ
れら各接触界面の温度は1000〜3000℃程度に上
昇するので容易に所望の溶接が達成される。
次に上記構成のハイブリッドモジュールに係る高温−低
温サイクル試験について説明する。試験試料として上記
構成のハイブリッドモジュールと従来のハイブリッドモ
ジュール(リード線がFe線の場合)を用意し、150
℃−一50℃の熱サイクル試験を行ったところ、本実施
例の場合はリード線の切断など全く認められなかった。
このことは次の理由からも容易に理解し得る。つまり、
上記ハイブリッドモジュールは高温、低温に置かれた時
、樹脂製外囲器4およびリード線8等の線膨張差により
歪みを発生し変形する。しかして、この変形は複雑であ
るが、便宜上第4図に模式的に示す如く入出力端子5は
外囲器4に追随して矢印A方向に移動し、リード線8は
上下方向(矢印B)に伸縮するとすれば、リード線8の
付根部分りに生ずる応力σは次式で示される。
σ−32J2/πd ’ X  3.E、1.△S/β
3(式中△Sは変位量、Eはヤング率) つまり2種の祠料が同一の形状、寸法で同一変位を呈し
た時に生ずる応力はヤング率の関数となる。
ところで、FeおよびCuのヤング率は各々約21.1
00.11.900(kgl/ lイ)である故、11
.900/21.100 :0.58となりリード線8
をFe系からCu系に変更したことにより応力は約56
%に低減する。
なお、上記構成例では、リード線8としてメッキ層8b
が半[11の場合を示したが、このメッキ層8bはSn
やNiであってもよく、また、基祠は電気用軟鋼線8a
の代りに銅合金等でもよい。更に、入出力端子5とリー
ド線8との溶接接続は、たとえば第3図に一部断面的に
示す(111成で行っても勿論差支えない。
[発明の効果] 上記説明からも分るように、本発明に係るハイブリッド
モジュールは、外囲器内にあって入出力端子とハイブリ
ッド回路本体の端子とのリード接続において確実な接続
がなされているとともに高温−低温サイクルに対しても
、安定した状態で所要の電気的な接続を保持しうる。か
くして本発明のハイブリッドモジュールは、外囲器内お
ける電気的接続の安定性乃至信頼性の高さ、さらに量産
における歩留の改善、向上等にも大きく寄与しうるもの
と言える。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明に係るハイブリッドモジュー
ルの主要(I■成部を示す一部断面図、第4図は本発明
に係るハイブリッドモジュールの効果を説明するための
模式図、第5図はのハイブリッドモジュールの内部構成
例を示す斜視図、第6図および第7図は従来のハイブリ
ッドモジュールのリード接続構成を説明するための模式
的な一部断面図ある。 2 ・・・ハイブリッド回路本体 2a  ・・・ハイブリッド回路本体の端子4 ・・・
外囲器 5 ・・・入出力端子 8 ・・・リード線 8a・・・リード線基材(銅系線) 8b・・・リード線基材(m系線)被覆メッキ層出願人
      株式会社 東芝

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 厚膜基板にIC素子を実装して成るハイブリッド回路本
    体と、 前記ハイブリッド回路本体を封止内装する樹脂製の外囲
    器と、 前記外囲器壁を貫挿配設された入出力端子と、前記外囲
    器内にあってハイブリッド回路本体端子および入出力端
    子を電気的に接続する銅系のリード線とを具備して成り
    、 前記銅系のリード線は表面にNi,Snもしくは半田の
    メッキ層が被覆形成されかつ少なくとも一方の前記電気
    的接続が溶接によって成されていることを特徴とするハ
    イブリッドモジュール。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04206492A (ja) * 1990-11-30 1992-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 正抵抗温度係数発熱体
KR960003516A (ko) * 1994-06-10 1996-01-26 서두칠 레이저 용접을 이용한 니켈스트립 연결방법
JP2000195598A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Fujitsu Ten Ltd コネクタと基板の接続構造
EP2285197A1 (de) * 2009-07-17 2011-02-16 Automotive Lighting Reutlingen GmbH Verfahren zur Verbindung eines elektronischen Bauteils mit einer Leiterplatte

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