WO2015174263A1 - 回路構成体および電気接続箱 - Google Patents

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智裕 大井
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    • H05K2201/10272—Busbars, i.e. thick metal bars mounted on the printed circuit board [PCB] as high-current conductors

Definitions

  • the technology disclosed in this specification relates to a circuit structure and an electrical junction box.
  • the electronic components mounted on the circuit board are small and have excellent functions.
  • a heat radiating member is provided on the surface of the circuit board 112 opposite to the surface on which the electronic component 115 is disposed.
  • a circuit structure 111 having a configuration in which 130 is provided is conceivable.
  • an opening 113 is provided in a region of the circuit board 112 corresponding to the electronic component 115, and the surface of the circuit board 112 opposite to the surface on which the electronic component 115 is disposed.
  • a configuration in which a plurality of bus bars 120 are provided and the terminals 117 of the electronic component 115 are connected to the bus bars 120 exposed through the openings 113 is conceivable. By configuring a power circuit with a plurality of bus bars 120, a large current can flow through the power circuit.
  • the electronic component 115 when the electronic component 115 is connected to the plurality of bus bars 120 through the openings 113 provided in the circuit board 112, as shown in FIG. 7, the heat dissipating member laminated on the surface of the bus bar 120 on the opposite side of the circuit board 112.
  • the adhesive 135 for bonding enters the gap S between the adjacent bus bars 120 and contacts the lower surface of the main body 116 of the electronic component 115.
  • the adhesive 135 expands due to heat generated from the circuit board 112 or the electronic component 115, or conversely, when the shrinkage occurs due to cooling, the electronic component 115 is pushed up by the adhesive 135 or pulled in. There is a risk that a connection failure such as a crack may occur in the connection portion between the terminal 117 and the bus bar 120.
  • the technology disclosed in the present specification has been completed based on the above circumstances, and an object thereof is to provide a circuit structure and an electrical junction box with high connection reliability.
  • the technology disclosed in this specification includes a circuit board having a connection opening, a plurality of bus bars stacked on one surface side of the circuit board via an adhesive sheet, a main body, and a plurality of lead terminals.
  • the lead terminals are connected to the plurality of bus bars exposed through the connection openings, so that the electronic components disposed on the other surface side of the circuit board are opposite to the circuit board among the plurality of bus bars.
  • the gap between adjacent bus bars is covered with the adhesive sheet in the connection opening, so that the adhesive that has entered the gap is the lower surface of the main body of the electronic component. Direct contact with the is prevented. Further, since the adhesive sheet arranged in this way has an action of suppressing the adhesive in the gap, it is possible to reduce the influence that the electronic component receives from the adhesive as compared with the case where the adhesive sheet is not arranged. . Therefore, a circuit structure and an electrical junction box with high connection reliability can be obtained.
  • the technology disclosed in the present specification is an electrical junction box in which the circuit configuration body is accommodated in a case.
  • connection reliability can be improved in a circuit configuration body or an electrical junction box.
  • the electrical junction box 10 of the present embodiment includes a circuit board 11 and a circuit structure 11 including a heat sink 30 and a synthetic resin case 40 that houses the circuit structure 11.
  • the upper side in FIG. 1 is described as the front side or the upper side, and the lower side is described as the back side or the lower side.
  • the circuit structure 11 includes a circuit board 12, a coil 15 (an example of an electronic component) disposed on the front surface (upper surface in FIG. 1) of the circuit board 12, and the back surface of the circuit board 12 (FIG. 1 is provided with a plurality of bus bars 20 disposed on the lower surface of the bus bar 20 and a heat sink 30 (see FIG. 5) disposed on the back surface of the bus bar 20.
  • the circuit board 12 is substantially L-shaped, and a conductive circuit (not shown) is formed on the surface thereof by a printed wiring technique.
  • the coil 15 is a surface-mounting type coil, and has a rectangular parallelepiped main body portion 16 as shown in FIGS. 1 and 5, and a pair of peripheral portions of the bottom surface of the main body portion 16 are arranged around the opposing edge portions.
  • the lead terminal 17 is provided.
  • the plurality of bus bars 20 are formed by pressing a metal plate into a predetermined shape.
  • the bus bar 20 has a generally rectangular shape, and is arranged in a predetermined pattern with a gap S between adjacent bus bars 20.
  • a connecting piece 21 protruding outward is formed integrally with the bus bar 20 at the side edge of some bus bars 20.
  • Bolt mounting holes 21A for inserting bolts are formed through these connection pieces 21. Bolts (not shown) are inserted into these bolt mounting holes 21A and screwed with power supply terminals mounted on the vehicle. As a result, the connection piece 21 is electrically connected to an external power source.
  • the plurality of bus bars 20 are bonded to the back surface of the circuit board 12 via an insulating adhesive sheet 25.
  • the outer shape of the adhesive sheet 25 is substantially the same as the outer shape of the circuit board 12.
  • connection opening 13 for mounting the coil 15 on the bus bar 20 is formed at a position on the circuit board 12 where the coil 15 is disposed.
  • the portion of the connection opening 13 where the main body portion 16 of the coil 15 is disposed opens in a rectangular shape slightly larger than the bottom surface of the main body portion 16.
  • an opening having a short width (hereinafter referred to as an extension portion 13A) is provided on the side of the pair of edges where the lead terminal 17 of the coil 15 is located.
  • a part of the pair of bus bars 20 is disposed in the connection opening 13.
  • the adhesive sheet 25 is provided with a pair of sheet openings 26 for mounting the lead terminals 17 of the coil 15 on the bus bar 20.
  • the seat opening 26 is a substantially square opening, and a part of the seat opening 26 is provided at a position overlapping the pair of expansion portions 13 ⁇ / b> A. More specifically, the seat opening 26 is provided such that a part of the opening edge is located slightly outside the opening edge of the expansion portion 13A (so as to have a slightly larger opening size), A part of the bus bar 20 is exposed in the connection opening 13 of the circuit board 12.
  • the sheet opening 26 is provided in the connection opening 13 so that the opening edge thereof does not cover the gap S between the adjacent bus bars 20.
  • the adhesive sheet 25 is configured to cover the gap S between the adjacent bus bars 20 from the upper surface side in the connection opening 13.
  • the coil 15 is disposed on the surface side of the circuit board 12 in a region where the connection opening 13 is provided.
  • the lead terminal 17 of the coil 15 is connected to the surface of the bus bar 20 exposed through the connection opening 13 and the sheet opening 26 by a known method such as soldering.
  • the heat sink 30 is disposed on the lower surface (back surface) of the bus bar 20 (see FIG. 5).
  • the heat radiating plate 30 is a plate-shaped member made of a metal material having excellent thermal conductivity such as aluminum or aluminum alloy, and has a function of radiating heat generated in the circuit board 12 and the coil 15.
  • the heat sink 30 is bonded to the back side of the bus bar 20 with, for example, a thermosetting adhesive 35.
  • the adhesive 35 is an adhesive having insulating properties and thermal conductivity.
  • an adhesive sheet 25 cut into a predetermined shape is overlaid on a lower surface of a circuit board 12 having a conductive path formed on the surface thereof by a printed wiring technique, and a plurality of bus bars 20 are connected to predetermined surfaces. Pressurize in a state where they are arranged in a pattern. Thereby, the circuit board 12 and the plurality of bus bars 20 are bonded and fixed to each other via the adhesive sheet 25.
  • solder is applied to a predetermined position of the circuit board 12 by screen printing. Thereafter, the coil 15 is placed at a predetermined position, and reflow soldering is executed.
  • the adhesive 35 is applied to the upper surface of the heat sink 30 and the circuit board 12 on which the coil 15 and the plurality of bus bars 20 are arranged is overlaid from above.
  • the adhesive sheet 25 since the gap S between the adjacent bus bars 20 located in the connection opening 13 of the circuit board 12 is covered with the adhesive sheet 25, the adhesive 35 that has entered the gap S is the main body of the coil 15. There is no direct contact with the lower surface of the part 16 (see FIG. 5). Thereafter, the adhesive 35 is cured by heating.
  • circuit board 12 (circuit structure) on which the heat sink 30 is stacked is accommodated in the case 40 to obtain the electrical connection box 10.
  • the operation and effect of the electrical junction box 10 according to the present embodiment will be described.
  • the adhesive 35 even when the adhesive 35 enters the gap S between the adjacent bus bars 20 in the connection opening 13, the adhesive 35 is suppressed in the gap S by the adhesive sheet 25. Therefore, even when the adhesive 35 expands due to heat or contracts conversely, the influence of the coil 15 from the adhesive 35 can be reduced as compared with the case where the adhesive sheet 25 is not disposed. That is, it is possible to obtain a circuit structure and an electrical junction box with high connection reliability.
  • the configuration in which the pair of lead terminals 17 is connected to the bus bar 20 is shown.
  • one of the lead terminals 17 may be connected to the conductive path of the circuit board 12, and in this case, One sheet opening 26 of the adhesive sheet 25 may be provided.
  • the position, shape, and number of the sheet openings 26 are not limited to the above embodiment, and can be changed as appropriate.
  • the point is that the lead terminal 17 can be connected to the bus bar 20 and the adhesive sheet 25 covers the gap S between the adjacent bus bars 20.

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Abstract

　接続用開口部１３を有する回路基板１２と、回路基板１２の一面側に接着シート２５を介して積層された複数のバスバー２０と、本体部１６および複数のリード端子１７を有し、リード端子１７が接続用開口部１３を通して露出された複数のバスバー２０に接続されることにより回路基板１２の他面側に配されたコイル１５と、複数のバスバー２０のうち回路基板１２と反対側の面に接着剤３５を介して積層された放熱板３０と、を備えた回路構成体１１であって、接着シート２５は、複数のバスバー２０を露出させて複数のリード端子１７を複数のバスバー２０に接続させるためのシート開口部２６を有し、かつ、接続用開口部１３内に位置する複数のバスバー２０の間の隙間Ｓを覆っている。

Description

回路構成体および電気接続箱
　本明細書によって開示される技術は、回路構成体および電気接続箱に関する。
　従来より、車載電装品の通電や断電を実行する装置として、種々の電子部品が実装された回路基板を備える回路構成体をケースに収容してなるものが知られている。
　このような装置において、回路基板に実装される電子部品は小型で優れた機能を有する。
特開２０１３－９９０７１号公報
　しかし、これらの電子部品は比較的発熱量が大きいため、電子部品から発生した熱がケース内にこもるとケース内が高温になり、ケース内に収容された電子部品の性能が低下する虞があった。
　そこで、回路基板や電子部品から発生した熱を放熱する様々な構造として、例えば、図７に示すように、回路基板１１２のうち電子部品１１５が配された面の反対側の面に、放熱部材１３０を設けた構成の回路構成体１１１が考えられる。
　一方、図６および図７に示すように、回路基板１１２のうち電子部品１１５に対応する領域に開口１１３を設けるとともに、回路基板１１２のうち電子部品１１５が配される面の反対側の面に複数のバスバー１２０を設け、電子部品１１５の端子１１７を、開口１１３を通して露出されたバスバー１２０に接続する構成が考えられる。複数のバスバー１２０によって電力回路を構成することにより、電力回路に大電流を流すことが可能となる。
　しかし、回路基板１１２に設けられた開口１１３を通して電子部品１１５を複数のバスバー１２０に接続する場合、図７に示すように、バスバー１２０のうち回路基板１１２の反対側に面に積層された放熱部材接着用の接着剤１３５が隣り合うバスバー１２０の間の隙間Ｓ内に進入し、電子部品１１５の本体部１１６の下面に接触する場合がある。このような状態となると、回路基板１１２や電子部品１１５から発生した熱により接着剤１３５が膨張したり、逆に、冷却により収縮した場合に、電子部品１１５が接着剤１３５により押し上げられたり、引き込まれたりして、端子１１７とバスバー１２０との接続部分にクラックが入る等の接続不良が生じる虞がある。
　本明細書に開示される技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、接続信頼性が高い回路構成体および電気接続箱を提供することを目的とするものである。
　本明細書に開示される技術は、接続用開口部を有する回路基板と、前記回路基板の一面側に接着シートを介して積層された複数のバスバーと、本体部および複数のリード端子を有し、前記リード端子が前記接続用開口部を通して露出された前記複数のバスバーに接続されることにより前記回路基板の他面側に配された電子部品と、前記複数のバスバーのうち前記回路基板と反対側の面に接着剤を介して積層された放熱板と、を備えた回路構成体であって、前記接着シートは、前記複数のバスバーを露出させて前記複数のリード端子を前記複数のバスバーに接続させるためのシート開口部を有し、かつ、前記接続用開口部内に位置する前記複数のバスバーの間の隙間を覆っていることを特徴とする。
　本明細書に開示される技術によれば、接続用開口部内において、隣り合うバスバーの間の隙間は接着シートにより覆われているから、隙間内に進入した接着剤が電子部品の本体部の下面に直接接触することが防止される。また、このように配された接着シートは接着剤を隙間内に抑え込む作用を有するから、接着シートが配されていない場合と比較して、電子部品が接着剤から受ける影響を軽減させることができる。よって、接続信頼性が高い回路構成体および電気接続箱を得ることができる。
　本明細書に開示される技術は、上記回路構成体をケースに収容してなる電気接続箱である。
　本明細書に開示された技術によれば、回路構成体又は電気接続箱において、接続信頼性を向上させることができる。
一実施形態の回路構成体の一部の分解斜視図 電気接続箱の中の平面図 コイルを配する前の接続用開口部の一部拡大平面図 コイルをバスバーに接続した状態の一部拡大平面図 図４のＡ－Ａ線における一部断面図 仮想的な技術に係る、コイルをバスバーに接続した状態の一部拡大平面図 図６のＢ－Ｂ線における一部断面図
　一実施形態を図１ないし図５によって説明する。
　本実施形態の電気接続箱１０は、回路基板１２、および、放熱板３０を含む回路構成体１１と、回路構成体１１を収容する合成樹脂製のケース４０と、を備える。なお、以下の説明においては、図１における上側を、表側又は上側とし、下側を、裏側又は下側として説明する。
　図１に示すように、回路構成体１１は、回路基板１２と、回路基板１２の表面（図１における上面）に配されたコイル１５（電子部品の一例）と、回路基板１２の裏面（図１における下面）に配された複数のバスバー２０と、バスバー２０の裏面に配された放熱板３０（図５参照）とを備える。
　回路基板１２は略Ｌ字形状をなし、その表面には、プリント配線技術により図示しない導電回路が形成されている。
　コイル１５は表面実装型のコイルであって、図１および図５に示すように、直方体状の本体部１６を有し、本体部１６の底面のうちの対向する２辺の縁部周辺に一対のリード端子１７が設けられた形態をなしている。
　複数のバスバー２０は、金属板材を所定形状にプレス加工してなる。バスバー２０は概ね矩形状をなしており、隣り合うバスバー２０との間に隙間Ｓを介して所定のパターンで配策されている。いくつかのバスバー２０の側縁には、外方に突出する接続片２１が、バスバー２０と一体に形成されている。これら接続片２１にはボルトを挿通するためのボルト取り付け孔２１Ａが貫通して形成されており、これらのボルト取り付け孔２１Ａに図示しないボルトが挿通されるとともに車両に取り付けられた電源端子と螺合されることにより、接続片２１は外部電源と電気的に接続されるようになっている。
　複数のバスバー２０は、回路基板１２の裏面に、絶縁性の接着シート２５を介して接着されている。接着シート２５の外形は、回路基板１２の外形とほぼ同形状をなしている。
　図１に示すように、回路基板１２のうちコイル１５が配される位置には、コイル１５をバスバー２０上に実装するための接続用開口部１３が形成されている。図４に示すように、接続用開口部１３のうちコイル１５の本体部１６が配される部分は、本体部１６の底面より僅かに大きい矩形状に開口している。また、コイル１５のリード端子１７が位置する一対の縁部側には、幅が短い開口（以下拡張部１３Ａとする）が拡張して設けられている。接続用開口部１３内には、一対のバスバー２０の一部が配されている。
　一方、接着シート２５には、コイル１５のリード端子１７をバスバー２０上に実装するための一対のシート開口部２６が設けられている。シート開口部２６は、図３に示すように、略正方形状の開口であって、その一部が一対の拡張部１３Ａに重なる位置に設けられている。より詳細には、シート開口部２６は、その開口縁部の一部が拡張部１３Ａの開口縁部より僅かに外側に位置するように（やや大きな開口寸法となるように）設けられており、回路基板１２の接続用開口部１３内において、バスバー２０の一部を露出させている。
　また、シート開口部２６は、接続用開口部１３内において、その開口縁部が隣り合うバスバー２０の間の隙間Ｓにかからないように設けられている。換言すると、接着シート２５は、接続用開口部１３内において、隣り合うバスバー２０の間の隙間Ｓを上面側から覆う形態とされている。
　コイル１５は、回路基板１２の表面側のうち、接続用開口部１３が設けられた領域に配されている。本実施形態においては、コイル１５のリード端子１７は、例えばハンダ付け等公知の手法により、接続用開口部１３およびシート開口部２６を通して露出されたバスバー２０の表面に接続されている。
　バスバー２０の下面（裏面）には、放熱板３０が配置されている（図５参照）。放熱板３０は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の熱伝導性に優れる金属材料からなる板状部材であり、回路基板１２およびコイル１５において発生した熱を放熱する機能を有する。放熱板３０は、例えば熱硬化性の接着剤３５によりバスバー２０の裏面側に接着されている。接着剤３５は、絶縁性かつ熱伝導性を有する接着剤である。
　続いて、本実施形態に係る電気接続箱１０の製造工程の一例を説明する。まず、図１に示すように、表面にプリント配線技術により導電路が形成された回路基板１２の下面に、所定の形状に切断された接着シート２５を重ね合わせるとともに、複数のバスバー２０を所定のパターンで並べた状態で加圧する。これにより、回路基板１２および複数のバスバー２０は接着シート２５を介して互いに接着・固定される。この状態において、複数のバスバー２０の上面の一部（コイル１５のリード端子１７が実装される領域）は、回路基板１２の接続用開口部１３および接着シート２５のシート開口部２６を通して露出された状態とされている。
　続いて、スクリーン印刷により回路基板１２の所定の位置にはんだを塗布する。その後、所定の位置にコイル１５を載置し、リフローはんだ付けを実行する。
　次に、放熱板３０の上面に接着剤３５を塗布し、コイル１５および複数のバスバー２０を配した回路基板１２を上方から重ね合わせる。この時、回路基板１２の接続用開口部１３内に位置する隣り合うバスバー２０の間の隙間Ｓは、接着シート２５により覆われているから、隙間Ｓに進入した接着剤３５がコイル１５の本体部１６の下面に直接接触することはない（図５参照）。その後加熱を行うことにより、接着剤３５を硬化させる。
　最後に、放熱板３０が重ねられた回路基板１２（回路構成体）をケース４０内に収容し、電気接続箱１０とする。
　続いて、本実施形態に係る電気接続箱１０の作用、効果について説明する。本実施形態によれば、接続用開口部１３内において隣り合うバスバー２０の間の隙間Ｓに接着剤３５が進入した場合でも、接着剤３５は接着シート２５により隙間Ｓ内に抑え込まれる。従って、接着剤３５が熱により膨張したり、逆に収縮した場合でも、接着シート２５が配されていない場合と比較して、コイル１５が接着剤３５から受ける影響を軽減させることができる。すなわち、接続信頼性が高い回路構成体および電気接続箱を得ることができる。
　＜他の実施形態＞
　本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
　（１）上記実施形態では、一対のリード端子１７をバスバー２０に接続する構成を示したが、例えば、リード端子１７の一方を回路基板１２の導電路に接続する構成としてもよく、この場合、接着シート２５のシート開口部２６はひとつ設ければよい。
　（２）シート開口部２６の位置や形状、数は、上記実施形態に限るものではなく、適宜変更することができる。要は、リード端子１７がバスバー２０に接続可能で、かつ、接着シート２５が隣り合うバスバー２０の間の隙間Ｓを覆う構成であればよい。
　（３）上記実施形態では、コイル１５を実装する例を示したが、コイル１５に限らず、コンデンサやシャント抵抗等、他の電子部品を実装する場合に適用することもできる。
　１０：電気接続箱
　１１：回路構成体
　１２：回路基板
　１３：接続用開口部
　１５：コイル
　１６：本体部
　１７：リード端子
　２０：バスバー
　２５：接着シート
　２６：シート開口部
　３０：放熱板
　３５：接着剤
　４０：ケース
　Ｓ：隙間

Claims (2)

  1. 　接続用開口部を有する回路基板と、
    　前記回路基板の一面側に接着シートを介して積層された複数のバスバーと、
    　本体部および複数のリード端子を有し、前記リード端子が前記接続用開口部を通して露出された前記複数のバスバーに接続された電子部品と、
    　前記複数のバスバーのうち前記回路基板と反対側の面に接着剤を介して積層された放熱板と、を備えた回路構成体であって、
    　前記接着シートは、前記複数のバスバーを露出させて前記複数のリード端子を前記複数のバスバーに接続させるためのシート開口部を有し、かつ、前記接続用開口部内に位置する前記複数のバスバーの間の隙間を覆っている回路構成体。
  2. 　請求項１に記載の回路構成体をケースに収容してなる電気接続箱。
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