(57)【要約】【課題】電子部品の小型化を図った回路構成体および電気接続箱を提供する。【解決手段】本発明の回路構成体１０は一方の面に電子部品１２が実装された回路基板１１と、回路基板１１の電子部品１２が実装された面とは反対側の面に絶縁材料１８を介して重ねられたバスバー１３とを備える。電子部品１２は、一端がバスバー１３に半田付けされるとともに、他端が回路基板１１に接続される端子を備える。回路基板１１には、開口部１４が形成され、バスバー１３には、開口部１４に重ねて配されるとともに、端子１７Ｄの一端が半田付けにより接続される接続領域１６が突出形成される。バスバー１３の接続領域１６のうち、他の領域１６Ａから突出する突出端部１６Ｂには、回路基板１１の開口部１４の端面１４Ｃと近接もしくは当接するバスバー端面１３Ｂが形成されていることを特徴とする。【選択図】図３
2010110170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に電子部品が実装された回路基板と、
前記回路基板の電子部品が実装された面とは反対側の面に絶縁材料を介して重ねられたバスバーと、を備える回路構成体であって、
前記電子部品は、一端が前記バスバーに半田付けされるとともに、他端が前記回路基板に接続される端子を備え、
前記回路基板には、開口部が形成され、
前記バスバーのうち、前記開口部に重ねられる領域は、他の領域よりも突出するとともに、前記端子の一端が半田付けにより接続される接続領域とされ、
前記バスバーの接続領域のうち、前記他の領域から突出する突出端部には、
前記回路基板の開口部の端面と近接もしくは当接するバスバー端面が形成されていることを特徴とする回路構成体。
【請求項２】
前記回路基板の前記開口部は、櫛歯状に形成された櫛歯部を有し、
前記バスバー端面が、前記櫛歯部と対応して形成されるとともに、前記櫛歯部の櫛歯端面と近接もしくは当接することを特徴とする請求項１に記載の回路構成体。
【請求項３】
前記電子部品は、車載電装品のスイッチングを実行するスイッチング素子であって、前記スイッチング素子は前記車載電装品と電気的に接続される電力端子と、前記電力端子を覆う本体部とを備え、
前記電力端子は前記スイッチング素子の本体部裏面において、前記バスバーに接続されてい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。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項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。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路構成体および電気接続箱に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両用の電気接続箱として回路構成体を防水用のケース内に収容してなるものが用いられている。電気接続箱に収容される回路構成体は、一方の面に電子部品が実装された回路基板と、他方の面に絶縁シートを介して接着されたバスバーと、を備えてなり、電子部品は、回路基板とバスバーとに接続される端子を備える（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の回路構成体においては、回路基板に開口部を設けるとともに、この開口部から突出する台形状の接続突部をバスバーに設けて、この接続突部に電子部品の側面から外側へ延出した端子が半田付けにより接続されている。
【特許文献１】特開２００６−５０９６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような電気接続箱の適用対象となっている車両においては、非常に多くの部品が用いられる。特に電子部品に関しては、高機能化の要請から部品点数の増大傾向が著しいため、電子部品も小型であることが要求される。
上記特許文献１に記載の回路構成体において、電子部品の小型化を図った場合、電子部品に接続する端子や、端子が接続される接続突部なども電子部品に合わせて小型化する必要がある。
【０００５】
上記の回路構成体の接続突部は、例えば、所定領域を台形状に打ち出し加工することにより形成することができるが、電子部品のサイズに対応する接続突部を形成すると、開口部から突出する立ち上がり部分が急峻となるため、バスバーの接続突部の立ち上がり部分と回路基板の開口部との間隔が離れてしまい、無駄なスペースが生じるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、電子部品の小型化を図った回路構成体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するものとして、本発明は、一方の面に電子部品が実装された回路基板と、前記回路基板の電子部品が実装された面とは反対側の面に絶縁材料を介して重ねられたバスバーと、を備える回路構成体であって、前記電子部品は、一端が前記バスバーに半田付けされるとともに、他端が前記回路基板に接続される端子を備え、前記回路基板には、開口部が形成され、前記バスバーのうち、前記開口部に重ねられる領域は、他の領域よりも突出するとともに、前記端子の一端が半田付けにより接続される接続領域とされ、前記バスバーの接続領域のうち、前記他の領域から突出する突出端部には、前記回路基板の開口部の端面と近接もしくは当接するバスバー端面が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、バスバーの接続領域の突出端部には、回路基板の開口部の端面と近接もしくは当接するバスバー端面が例えばプレス加工などにより形成されているから、単に台形状の接続突部を設けたものよりも、接続領域と回路基板の開口部の端面との間隔を小さくすることができる。すなわち、本発明によれば、バスバーに小型化した電子部品に対応するサイズの接続領域を形成しても、当該接続領域と回路基板の開口部との間隔が離れないので無駄なスペースが生じない。
以上より、本発明によれば、電子部品の小型化を図った回路構成体を提供することができる。
【０００９】
本発明は以下の構成であってもよい。
前記回路基板の前記開口部は、櫛歯状に形成された櫛歯部を有し、前記バスバー端面が、前記櫛歯部と対応して形成されるとともに、前記櫛歯部の櫛歯端面と近接もしくは当接する構成としてもよい。
上記構成によれば、回路基板に形成されている櫛歯部に、この櫛歯端面に、当該櫛歯部に対応して形成されているバスバー端面が近接もしくは当接するので、バスバーの接続領域と回路基板の開口部との間隔を、さらに小さくすることができ、好ましい。
【００１０】
前記電子部品は、車載電装品のスイッチングを実行するスイッチング素子であって、前記スイッチング素子は前記車載電装品と電気的に接続される電力端子と、前記電力端子を覆う本体部とを備え、前記電力端子は前記スイッチング素子の本体部裏面において、前記バスバーに接続されている構成としてもよい。
車載電装品のスイッチングを実行するスイッチング素子と車載電装品とを接続する電力端子には、大電流が流れるため、高温になる傾向がある。
上記構成によれば、大電流の流れる電力端子が、スイッチング素子の本体部裏面において、バスバーに接続されているので、電力端子とバスバーとの接触面積が広くなっている。その結果、この構成によれば、放熱性が向上するので、好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電子部品の小型化を図った回路構成体および電気接続箱を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
本発明の一実施形態を図１ないし図４によって説明する。本実施形態の電気接続箱４０は、本発明に係る回路構成体１０を放熱機能を有するケース２０内に収容したものである（図１を参照）。
【００１３】
図２に示すように、回路構成体１０は、回路基板１１と、回路基板１１の一方の面（上面）に形成され制御回路１５に実装される電子部品１２と、回路基板１１の他方の面（下面）に沿って配されて電源（図示せず）及び制御回路１５に接続される金属板材からなるバスバー１３（電力用導電路）とから構成される。
【００１４】
回路基板１１とバスバー１３とは、絶縁性を有する薄い粘着シート１８を介して一体化されている。回路基板１１とバスバー１３との接合は、電子部品１２を実装する前の工程にて行われ、このとき、電子部品１２は回路基板１１上に実装されていないので、回路基板１１の表面のほぼ全域に亘って均一にプレス機等で押圧することにより行われる。これにより、粘着シート１８を回路基板１１の下面（裏面）とバスバー１３の上面（表面）とに対して強固に接着させることができ、このような全面押圧によって回路基板１１とバスバー１３とが強固に接合されている。
【００１５】
電子部品１２は、回路基板１１の制御回路１５に電子部品１２をリフロー半田付けにより実装される。このリフロー半田付けは、制御回路１５上の電子部品１２を取付ける位置に予め半田２３を塗布し、この半田２３の上に電子部品１２を載置し、高温の炉内で加熱して半田２３を溶かし、これを冷却することにより制御回路１５と電子部品１２とを半田付けするものである。
【００１６】
本発明において、電子部品１２としては、例えば、半導体スイッチング素子１２Ａ、機械式リレースイッチ１２Ｂなどを用いることができるが、これらのうち、半導体スイッチング素子１２Ａについて説明する。
【００１７】
半導体スイッチング素子１２Ａ（以下、単に「スイッチング素子」ともいう）は、車載電装品のスイッチングを実行するものであり、図示しない半導体チップと、この半導体チップに接続されるゲート端子１７Ａ（制御用端子）、ドレイン端子１７Ｄ（電力用端子）及びソース端子（電力用端子、図示せず）とが、合成樹脂製のハウジング１７Ｃ（スイッチング素子の本体部）で覆われたものである（図３を参照）。ドレイン端子１７Ｄはハウジング１７Ｃの下面側（半導体スイッチング素子の本体部裏面）に設けられ、ゲート端子１７Ａはハウジング１７Ｃの下面から、ハウジング１７Ｃの外側方向へ突出するように設けられている。
【００１８】
ケース２０は、図１に示すように、合成樹脂製の枠体２１と、熱伝導率の高い金属製（例えば、アルミニウム合金）の放熱板２２とから構成されている。枠体２１は、図２に示すように、回路基板１１の外形に沿った形状であって、全周に亘って切れ目無く連続して回路基板１１を包囲するようになっている。放熱板２２は、枠体２１の外形と概ね同じ形状とされ、枠体２１に対してその下面側から組み付けられるようになっている。枠体２１の下面と放熱板２２の上面とが接するように組み付け、下から放熱板２２を貫通させたビスを枠体２１の下面に螺合して締め付けると、枠体２１と放熱板２２とが一体化されてケース２０が構成される。ケース２０の内部には、放熱板２２と放熱板２２の外周に沿って立ち上がる形態の枠体２１とにより、上面側に開放された収容空間（図示せず）が形成される。
【００１９】
ケース２０の組付けは、ケース２０に対する回路構成体１０の組付けと平行して行われる。即ち、放熱板２２の上面にエポキシ系樹脂からなる絶縁性の接着剤を塗布して枠体２１と一体にした回路構成体１０を放熱板２２の上面に重ねる。このとき、治具（図示せず）を用いて、回路基板１１をプレス機等で押圧することにより、接着剤をバスバー１３の下面（裏面）と放熱板２２の上面（表面）に対して接着させることができ、バスバー１３と放熱板２２との間に絶縁層（図示せず）が形成される。さらに、ビスを放熱板２２と枠体２１とに螺合することにより、放熱板２２と枠体２１が固着されている。尚、枠体２１と放熱板２２との間には、図示しないシール剤が塗布されることで水密性が確保されている。
【００２０】
このようにしてケース２０と回路構成体１０を組み付けた状態では、バスバー１３のうち回路基板１１の下面側に配されている部分が、ケース２０の収容空間内に収容された状態となる。そして、この収容空間内には防水手段としてポッティング剤（図示せず）が充填され、このポッティング剤（図示せず）の内部にバスバー１３が埋設された状態となる。
【００２１】
また、枠体２１には上からカバー３０が組み付けられ、このカバー３０によって回路構成体１０の上面側が覆い隠される。さらに、カバー３０の前端部には、バスバー１３のうちカバー３０の前縁から前方へ突出する端子部を包囲する前部コネクタハウジング３１が組み付けられ、カバー３０の後端縁部にはヒューズボックス３２が組み付けられ、このヒューズボックス３２には、カバー３０の後端縁から上方へ突出する端子部を収容する後部コネクタハウジング３３が組み付けられる。このようにして本実施形態の電子接続箱４０が構成される。
【００２２】
さて、本実施形態の回路基板１１には、図４に示すように、櫛歯状に形成された部分（櫛歯部１４Ｂ）を１つの辺に有する略方形状の開口部１４が形成されている。そして、この開口部１４内には、開口部１４と近接または、当接するように、バスバー１３の接続領域１６が配されている。
【００２３】
バスバー１３の接続領域１６は、回路基板１１の下側に配される領域１６Ａ（他の領域、以下「第１の領域１６Ａ」という）よりも突出した領域であり、開口部１４内に突出して配されている。
バスバー１３の接続領域１６は、バスバー１３を上側（回路基板１１側）に向けて切り起こすことにより突出形成されている。また、接続領域１６の高さは制御回路１５の上面の高さと略同一に形成されている（図３参照）。特に本実施形態では、接続領域１６の上面を回路基板１１の上面とほぼ同一高さとなるように形成すると共に、回路基板１１の制御回路１５と接続突部１６の上面に塗布する半田２３の量を調整して、電子部品１２のゲート端子１７Ａの載置面とドレイン端子１７Ｄの載置面とが、ほぼ同一高さとなるように形成されている。
【００２４】
本実施形態においては、接続領域１６の端部のうち、第１の領域１６Ａから突出している端部１６Ｂ（突出端部１６Ｂ）を除く端部には、切断面が形成されている。この切断面が形成されている接続領域１６の端部の端面１６Ｃ（「接続領域端面１６Ｃ」という）は、開口部１４の端面のうち、櫛歯部１４Ｂ以外の３辺に形成された端面１４Ａ（「第１の端面１４Ａ」という）と近接もしくは当接するように配される。
【００２５】
そして、バスバー１３には、開口部１４の櫛歯部１４Ｂに対応する位置に、方形状に切り抜かれた櫛歯受け部１３Ａが形成されている（図４を参照）。この櫛歯受け部１３Ａは、バスバー１３の第１の領域１６Ａから、接続領域１６への立ち上がり部１６Ｅを経て、接続領域１６に至る位置に形成されており、開口部１４の櫛歯部１４Ｂがはめ込み可能とされる。
櫛歯受け部１３Ａの端面のうち、接続領域１６に形成されている端面１３Ｂ（バスバー端面１３Ｂ）は、櫛歯部１４Ｂの端面のうち、開口部１４内に突出している櫛歯端面１４Ｃと、近接もしくは当接するように配される。
【００２６】
そして、本実施形態の電子部品１２のうちバスバー１３と制御回路１５との双方に接続されるものは、上記のように形成された接続領域１６を介してバスバー１３に接続されるが、以下、スイッチング素子１２Ａの接続について説明する。
【００２７】
まず、上述のように制御回路１５及び開口部１４内に突出する接続領域１６の上面に対して半田２３が塗布される。そして、図３に示すように、制御回路１５に塗布された半田２３の上にはゲート端子１７Ａが載置され、接続領域１６に塗布された半田２３の上にはドレイン端子１７Ｄが載置される。なお、図３には示されていないが、ソース端子はバスバー１３に塗布された半田２３の上に載置される。このとき、制御回路１５と接続領域１６との高さは略同一に形成されているので、スイッチング素子１２Ａは回路基板１１上に安定して載置される。続いて、回路基板１１の上にスイッチング素子１２Ａが載置された状態のまま高温の炉内で加熱された後、冷却されて、ソース端子およびドレイン端子１７Ｄが、それぞれ接続領域１６と半田付けされると共に、ゲート端子１７Ａと制御回路１５とが半田付けされる。
【００２８】
次に本実施形態の作用・効果を説明する。
本実施形態によれば、開口部１４の櫛歯部１４Ｂが、櫛歯部１４Ｂに対応して形成された、バスバー１３の櫛歯受け部１３Ａに嵌まり込み、櫛歯部１４Ｂの櫛歯端面１４Ａがバスバー端面１３Ｂに近接または当接するから、単に台形状の接続突部を設けたものよりも、バスバー１３の接続領域１６と回路基板１１の開口部１４との間隔を小さくすることができる。
したがって、本実施形態によれば、バスバー１３に小型化した電子部品１２に対応するサイズの接続領域１６を形成しても、接続領域１６と回路基板１１の開口部１４との間隔が離れないので無駄なスペースが生じない。その結果、本実施形態によれば、電子部品１２の小型化を図った回路構成体１０を提供することができる。
【００２９】
さらに、本実施形態によれば、バスバー１３の接続領域１６の接続領域端面１６Ｃが、開口部１４の第１の端面１４Ａと近接もしくは当接するから、接続領域１６の突出端部１６Ｂ以外の端部と、回路基板１１の開口部１４との間の間隔も、小さくすることができる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、大電流の流れる電力端子であるドレイン端子１７Ｄが、スイッチング素子１２Ａのハウジング１７Ｃの下面において、バスバー１３に接続されているので、ドレイン端子１７Ｄとバスバー１３との接触面積が広くなり、放熱性が向上する。
【００３１】
また、本実施形態によれば、接続領域１６は、制御回路１５と略同じ高さにまで突出されている。このため、制御回路１５に接続されるゲート端子１７Ａと、バスバー１３に接続されるドレイン端子１７Ｄとを略同じ高さに設定することができるので、スイッチング素子１２Ａが安定する。これにより、スイッチング素子１２Ａが作業中に動いてしまうことに起因する半田付け不良を防止できるので、回路構成体１０の接続信頼性が向上する。
【００３２】
また、バスバー１３と回路基板１１との接合時に、接続領域１６を開口部１４に嵌め合せることでバスバー１３と回路基板１１との位置決め作業が容易になるので、組付け時の作業性が向上する。
【００３３】
＜実施形態２＞
実施形態２の電気接続箱を図５および図６によって説明する。上記した実施形態１と同じ名称の部位には、同一の符号を用い、構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
【００３４】
本実施形態の電気接続箱では、回路基板１１の開口部１４の形状および、バスバー１３の接続領域１６の形状が、実施形態１とは相違する。
本実施形態では、図６に示すように、回路基板１１には、櫛歯部１４Ｂを２つの対向する辺に形成してなる略方形状の開口部１４が形成されている。
【００３５】
本実施形態において、バスバー１３の接続領域１６は、プレス加工によってバスバー１３を上側（回路基板１１側）に向けて、打ち出して突出形成され、回路基板１の開口部１４に、はめ込み可能とされる。接続領域１６は、図６に示すように、略台形状をなすように形成され、接続領域１６の両側には、それぞれ立ち上がり部１６Ｅと、回路基板１１の下側に配される第１の領域１６Ａとが形成されている。
【００３６】
バスバー１３の接続領域１６の、２つの突出端部１６Ｂを除く端部には、切断面が形成されている。この切断面は、開口部１４の第１の端面１４Ａと近接もしくは当接する接続領域端面１６Ｃである。
【００３７】
また、バスバー１３には、開口部１４の櫛歯部１４Ｂに対応する位置に、プレス加工により方形状に切り抜かれた櫛歯受け部１３Ａが２つずつ（合計４つ）形成されている（図６を参照）。この櫛歯受け部１３Ａは、バスバー１３の第１の領域１６Ａから、立ち上がり部１６Ｅを経て接続領域１６に至る位置に形成されている。
そして、本実施形態においても、図５に示すように、開口部１４の櫛歯部１４Ｂが、櫛歯部１４Ｂに対応して形成された、バスバー１３の櫛歯受け部１３Ａに嵌まり込み、櫛歯部１４Ｂの櫛歯端面１４Ａがバスバー端面１３Ｂに近接または当接するから、バスバー１３の接続領域１６と回路基板１１の開口部１４との間隔を小さくすることができる。
従って、実施形態１と同様に、バスバー１３に小型化した電子部品１２に対応するサイズの接続領域１６を形成しても、接続領域１６と回路基板１１の開口部１４との間隔が離れないので無駄なスペースが生じない。その結果、本実施形態によれば、電子部品１２の小型化を図った回路構成体１０を提供することができる。
【００３８】
さらに、本実施形態においても、バスバー１３の接続領域１６の接続領域端面１６Ｃが、開口部１４の第１の端面１４Ａと近接もしくは当接するから、接続領域１６の突出端部１６Ｂ以外の端部と、回路基板１１の開口部１４との間の間隔も、小さくすることができる。
【００３９】
＜他の実施形態＞
本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態においては、開口部１４に櫛歯状の櫛歯部１４Ｂを形成したものを示したが、たとえば開口部１４にスリットを形成するとともに、接続領域１６に、当該スリットに対応した形状の切れ目を形成して、スリットと切れ目とを近接もしくは当接させてもよい。
（２）上記実施形態では、本発明をスイッチング素子１２Ａに適用したものを示したが、これに限られず、機械式リレースイッチ１２Ｂ、抵抗素子、コンデンサなどその他の電子部品に適用してもよい。
（３）上記実施形態においては、接続領域１６の高さは回路基板１１の上面と同じ高さにしたが、これに限られず、例えば制御回路１５の上面と同じ高さにしてもよく、またバスバー１３から開口部１４Ｂ内に突出していれば任意の高さに形成してもよい。
（４）上記実施形態では、回路基板とバスバーとを絶縁性を有する粘着シートを介して一体化したものを示したが、樹脂成形により一体化したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態１の電気接続箱の斜視図
【図２】電気接続箱の分解斜視図
【図３】制御回路及びバスバーと、スイッチング素子との接続構造を示す一部拡大断面図
【図４】バスバーのバスバー端面と回路基板の開口部の端面との対応を説明する斜視図
【図５】実施形態２の制御回路及びバスバーと半導体スイッチングとの接続構造を示す一部拡大断面図
【図６】バスバーのバスバー端面と回路基板の開口部の端面との対応を説明する斜視図
【符号の説明】
【００４１】
１０…回路構成体
１１…回路基板
１２…電子部品
１３…バスバー
１３Ｂ…バスバー端面
１４…開口部
１４Ｃ…櫛歯端面（開口部の端面）
１６…接続領域
１６Ａ…第１の領域（他の領域）
１６Ｂ…突出端部
１７Ａ…端子（ゲート端子）
１７Ｄ…端子（ドレイン端子）
１５…制御回路
２３…半田
【図１】
2010110170.tif 000003
【図２】
2010110170.tif 000004
【図３】
2010110170.tif 000005
【図４】
2010110170.tif 000006
【図５】
2010110170.tif 000007
【図６】
2010110170.tif 000008