(57)【要約】【課題】バスバー間の狭ピッチ化を実現しつつバスバー間の短絡を防止することの可能な回路構成体を提供する。【解決手段】複数のバスバー（３１Ａ−３１Ｃ）を横並びにしてなるバスバー群（３１）と、バスバー群（３１）に重ねて配された回路基板（２０）と、複数のバスバー（３１Ａ，３１Ｂ）間及び回路基板（２０）に跨がって接続される電子部品（５０）とを備えた回路構成体（１）において、バスバー群（３１）には回路基板（２０）の電子部品（５０）を接続する接続面（２０Ａ）とほぼ同一の高さまで突出する複数の突部（３２Ａ，３２Ｂ）が設けられ、電子部品（５０）は複数の突部（３２Ａ，３２Ｂ）及び回路基板（２０）に接続され、バスバー（３１Ａ−３１Ｃ）相互及び前記回路基板（２０）は互いに樹脂（４０，４０Ａ、４０Ｂ）により固められた状態にある、回路構成体（１）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバスバーを横並びにしてなるバスバー群と、前記バスバー群に重ねて配された回路基板と、前記複数のバスバー間及び前記回路基板に跨がって接続される電子部品とを備えた回路構成体において、
前記バスバー群には前記回路基板の前記電子部品を接続する接続面とほぼ同一の高さまで突出する複数の突部が設けられ、前記電子部品は前記複数の突部及び前記回路基板に接続され、前記バスバー相互及び前記回路基板は互いに樹脂により固められた状態にある、回路構成体。
【請求項２】
前記バスバー群には前記複数の突部が並んで設けられ、前記複数の突部の間には前記樹脂が充填状態にある、請求項１に記載の回路構成体。
【請求項３】
複数のバスバーを横並びにしてなるバスバー群と、前記バスバー群に重ねて配された回路基板と、前記複数のバスバー間及び前記回路基板に跨がって接続される電子部品とを備えた回路構成体の製造方法であって、
前記回路基板の前記電子部品を接続する接続面とほぼ同一の高さまで突出する複数の突部を有するバスバー群を形成する工程と、
前記突部が前記回路基板のうち前記電子部品を接続する面と略同一高さにおいて露出するように前記バスバー群の上に前記回路基板を配置する工程と、
成形型の内面が前記突部と前記回路基板に接するようにしてインサート成形を行うことで、前記バスバー群および前記回路基板を樹脂により一体化する工程と、
を備える、回路構成体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路構成体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、バスバーに回路基板およびスイッチング素子（例えばＦＥＴ等）の電子部品を実装した回路構成体が知られている。詳しくは、平板形状の複数のバスバーが同一平面に配され、それぞれの一面側に露出面を残しつつ１枚の回路基板を絶縁性の接着材料により固着されている。そして、電子部品のうち、本体は第１のバスバーの露出面に固定され、ドレイン端子も同じく第１のバスバーに接続される一方、ソース端子は第２のバスバーの露出面に、ゲート端子は回路基板上に形成された導電パターンに、それぞれ接続されている。すなわち、スイッチング素子は２本のバスバー間を跨いで接続されているとともに、第２のバスバーと回路基板とを跨いで接続されている。
【０００３】
このような回路構成体においては、第２のバスバーの高さ位置と回路基板上の導電パターンの高さ位置とが必然的に段違いとなるため、これを跨ぐように各端子の接続作業を行うことが難しく、例えば一方の端子について接続作業を行っている間にもう一方の位置がずれてしまうなどして、接合不良を起こしやすい。
【０００４】
そこで例えば特許文献１においては、第２のバスバーに突部を設けてソース端子の接続箇所とすることで、導電パターンの高さ位置との段違いを解消している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５０９６号公報（第４−５頁、第４図）
【０００６】
ところが近年においては、スイッチング素子の小型化に伴い、ソース端子が短小化される傾向にあり、２本のバスバー間を跨がせることが困難となってきている。これに対応するためには、各バスバーの配置間隔を狭くする（すなわちソース端子のバスバー間における跨り幅を減らす）ことが考えられる。しかしこの場合、回路構成体の使用中における振動等により、バスバー同士が接触し短絡をおこすおそれがある。
【０００７】
したがって、電子部品の小型化に対応するため、バスバー間の狭ピッチ化を実現しつつ、いかにバスバー間の短絡を防止するかが課題であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明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、電子部品の小型化に対応しつつバスバー間を確実に絶縁することのできる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】
【０００９】
本発明は、複数のバスバーを横並びにしてなるバスバー群と、前記バスバー群に重ねて配された回路基板と、前記複数のバスバー間及び前記回路基板に跨がって接続される電子部品とを備えた回路構成体において、前記バスバー群には前記回路基板の前記電子部品を接続する接続面とほぼ同一の高さまで突出する複数の突部が設けられ、前記電子部品は前記複数の突部及び前記回路基板に接続され、前記バスバー相互及び前記回路基板は互いに樹脂により固められた状態にある点に特徴を有する。
【００１０】
この構成によれば、電子部品の端子の接続先である回路基板と複数のバスバーの複数の突部とがほぼ同じ高さに配されるので、接続作業が容易になって、接続不良を軽減することができる。また、バスバー間が樹脂により絶縁されているので、複数のバスバーの間隔を狭くすることができ、電子部品の端子の短小化に対応することができる。
【００１１】
本発明の端子金具に係る実施態様として、次の構成が好ましい。
【００１２】
前記バスバー群には前記複数の突部が並んで設けられ、前記複数の突部の間には前記樹脂が充填状態にある。
【００１３】
この構成によれば、複数の突部の間も樹脂が介在するため、バスバー間をより確実に絶縁することができる。
【００１４】
複数のバスバーを横並びにしてなるバスバー群と、前記バスバー群に重ねて配された回路基板と、前記複数のバスバー間及び前記回路基板に跨がって接続される電子部品とを備えた回路構成体の製造方法であって、前記回路基板の前記電子部品を接続する接続面とほぼ同一の高さまで突出する複数の突部を有するバスバー群を形成する工程と、前記突部が前記回路基板のうち前記電子部品を接続する面と略同一高さにおいて露出するように前記バスバー群の上に前記回路基板を配置する工程と、成形型の内面が前記突部と前記回路基板に接するようにしてインサート成形を行うことで、前記バスバー群および前記回路基板を樹脂により一体化する工程と、を備える。
【００１５】
この構成によれば、インサート成形により、バスバーと回路基板を一体化させるとともにバスバー間の間隙を樹脂で埋めることができるので、バスバーと回路基板との間の接着層を不要としつつ、両部材間を確実に絶縁させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電子部品の小型化に対応しつつバスバー間を確実に絶縁することのできる回路構成体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態の回路構成体を示す斜視図
【図２】回路基板を示す斜視図
【図３】バスバー群を備える金属板を示す斜視図
【図４】電子部品を示す斜視図
【図５】回路基板を金属板の上に位置合わせした状態を示す斜視図
【図６】金型内において樹脂が充填された状態を示す、図７のＡ−Ａ断面図
【図７】金型より取り出された回路基板および金属板を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施形態＞
本発明の実施形態を図１〜図７を参照しつつ説明する。
【００１９】
本実施形態における図１の回路構成体１は、バッテリー等の電源（図示せず）と、ヘッドランプ、ワイパー等の車載電装品（図示せず）との間に接続されて、各種車載電装品への電力の供給及び供給電力の制御等を行うものである。なお、以下の説明においては、図１のＹ方向を前方、Ｘ方向を左方、Ｚ方向を上方とする。
【００２０】
回路構成体１は、図１に示すように、絶縁性の樹脂４０で一体成形された回路基板２０およびバスバー群３１に、電子部品５０を実装して構成されている。
【００２１】
回路構成体１は周囲が樹脂枠４０Ａで囲まれた扁平な矩形状をなし、前端縁部からバスバー群３１が突出している。本体部５１の上面は平坦面となっており、回路基板２０の上面が露出するとともに、第一突部３２Ａの上面および第二突部３２Ｂの上面が露出している。この第一突部３２Ａおよび第二突部３２Ｂはそれぞれ第一バスバー３１Ａおよび第二バスバー３１Ｂを上方に向けて突出形成したもので、回路基板２０を貫通して設けられた逃がし孔部２１に嵌め込んで配されている。第一突部３２Ａ、第二突部３２Ｂ、および逃がし孔部２１の各間隙は、樹脂４０Ｂで埋められている。
【００２２】
そして、電子部品５０は第一突部３２Ａ上に配されるとともに、３種類の端子が、それぞれ第一突部３２Ａ、第二突部３２Ｂ、および回路基板２０上面に露出する端子接続部２２に接続されている。
【００２３】
回路基板２０は、図２に示すように、全体として略長方形の板形状をなし、上面が制御回路に応じて多数の導電パターン（図示省略）が形成された接続面２０Ａとなっている。なお導電パターンの上面高さとおよび基板面の高さは厳密には異なるが、その差は本実施形態における回路構成体１の製造工程には影響しない程度であるため、以下においては単に接続面２０Ａとして説明する。
【００２４】
回路基板２０の接続面２０Ａのうち後部寄りの領域には、逃がし孔部２１が上下に貫通して設けられている。逃がし孔部２１は、比較的大きな略長方形状の後方孔２１Ａと比較的小さな略長方形の前方孔２１Ｂとを前後に連ねた形状となっている。端子接続部２２はこの後方孔２１Ａの開口前端縁部に沿って並んで設けられ、導電パターンと接続されている。
【００２５】
なお、回路基板２０のうち対角線上の２隅にはそれぞれ、樹脂充填孔２３が上下に貫通して設けられている。
【００２６】
また、回路構成体１の製造工程前の状態においては、回路基板２０の左右端縁部の一部と連続して、前後に延びる帯状の支持部２４が設けられている。回路基板２０と支持部２４とを連続させる部分には、前後方向に沿って切り離し溝部２５が設けられている。また、各支持部２４には互いに前後にずらした位置に位置合わせ孔２６が設けられている。
【００２７】
バスバー群３１は、図３に示すように、複数のバスバー３１Ａ〜３１Ｃを備え、一枚の金属板３０の四辺を支持枠３３として残しつつ、その内側を所定の形状に切り残して形成される。回路構成体１の製造前の状態においては、バスバー群３１は各バスバー３１Ａ〜３１Ｃが支持枠３３の内側で互いに間隙を設けつつ横並びに配されるとともに連結部３４を介して支持枠３３に連結され、全体として一枚の金属板３０形状を保っている。なお、支持枠３３のうち左右枠部（回路基板２０の位置合わせ孔２６に対応する位置）には、支持枠孔３５が設けられている。
【００２８】
バスバー群３１のうち第一バスバー３１Ａは、前後方向に沿って延びつつ後端部が左右に比較的幅広に延出するＴ字形状となっている。そして、その左右に延出した部分が金属板３０の板面よりも一段高くなるように上方へ突出されて、前述の第一突部３２Ａとなっている。第一突部３２Ａの突出高さは、回路基板２０の厚み程度となっている。
【００２９】
また、各第一突部３２Ａの手前側には上面視で間隙を設けつつ第二バスバー３１Ｂが配され、その後端部のうち右側の領域が金属板３０に板面よりも一段高くなるように上方へ突出されて、前述の第二突部３２Ｂとなっている。第二突部３２Ｂの突出高さは、回路基板２０の厚み程度となっている。
【００３０】
金属板３０の支持枠３３内にはさらに、回路基板２０に電力を供給するための複数の制御電力用バスバー３１Ｃが、各々間隙を設けつつ配されている。第一バスバー３１Ａ、各第二バスバー３１Ｂ、および各制御電力用バスバー３１Ｃは前方に向かって延出され、それぞれ前端部が雄型端子部３８となっている。補強板部には樹脂連通孔３９が設けられている。
【００３１】
本実施形態の電子部品５０は半導体スイッチング素子であり、図４に示すように、略直方体状の本体部５１と、本体から突出ないし延出するドレイン端子５２、ソース端子５３、およびゲート端子５４、を備えている。これら各端子の先端部下面は本体部５１の下面と同一平面上に揃えられており、これにより電子部品５０が平坦面に載置されたときに自ずから各載置先の面に接触するようになっている。なお、ドレイン端子５２は接続先の導電体に電子部品５０を固定するための固定部材を兼ねている。
【００３２】
次に本実施形態にかかる回路構成体１の製造方法を、図５〜７を参照しつつ説明する。
【００３３】
まず、上述のように支持枠３３にバスバー群３１を支持して構成される金属板３０の上に回路基板２０を重ねる。そして、第一突部３２Ａおよび第二突部３２Ｂをそれぞれ回路基板２０の後方孔２１Ａおよび前方孔２１Ｂに嵌め込むとともに、金属板３０の支持枠３３に設けられた支持枠孔３５を回路基板２０の位置合わせ孔２６に位置合わせする（図５）。
【００３４】
そして、図６に示すように、互いに位置合わせされた回路基板２０と金属板３０を、図示しない樹脂４０成形機に取り付けられた金型６０の上型６１と下型６２との間にセットし、射出成形を行う。なお、金型６０のうち上型６１の内面６１Ａは凹凸のない平坦面とされている。
【００３５】
射出成形においては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂４０を注入する。すると、注入されたＰＰＳ樹脂４０は図示しない経路を通って、回路基板２０とバスバー群３１との間隙やそれらの周囲に金型６０により画定された空洞部に充填されるとともに、回路基板２０の樹脂充填孔２３および金属板３０（補強板）の樹脂連通孔３９に充填される。
【００３６】
また、ＰＰＳ樹脂４０は回路基板２０の逃がし孔部２１にも流入し、そこに嵌め込まれた第一突部３２Ａと第二突部３２Ｂとの間隙に充填されるとともに、第一突部３２Ａおよび第二突部３２Ｂと逃がし孔部２１との間隙に充填される。このとき、第一突部３２Ａの上面、第二突部３２Ｂの上面，および回路基板２０の上面がほぼ同じ高さとなっているところに、上型６１の平坦な内面６１Ａが押しつけられているため、ＰＰＳ樹脂４０も、第一突部３２Ａの上面、第二突部３２Ｂの上面，および回路基板２０の上面と同じ高さまで充填される。
【００３７】
そして、ＰＰＳ樹脂４０が硬化した後、図７に示すように樹脂４０により固められて一体となった回路基板２０と金属板３０を金型６０から取り外し、金属板３０の支持枠３３および連結部３４、ならびに回路基板２０の支持部２４、を切り落とす。これにより、回路基板２０とバスバー群３１との一体成型品が得られる。
【００３８】
そして、回路基板２０の接続面２０Ａにおいて露出している端子接続部２２、および接続面２０Ａとほぼ同じ高さまで突出している第一突部３２Ａおよび第二突部３２Ｂに対し、電子部品５０のゲート端子５４、ドレイン端子５２、およびソース端子５３をそれぞれはんだ付けする。これにより、電子部品５０が第一バスバー３１Ａ、第二バスバー３１Ｂ、及び端子接続部２２に跨がって接続され、図１に示す回路構成体１が完成される。
【００３９】
本実施形態の回路構成体１によれば、各バスバー３１は間隙が樹脂４０で埋められて互いから確実に絶縁されているので、バスバー３１の配置間隔を狭くすることができる。
【００４０】
また基板ユニットの接続面２０Ａと第一突部３２Ａおよび第二突部３２Ｂとをほぼ同じ高さとしているので、インサート成形を行う際に用いる金型６０のうち上型６１の内面６１Ａを平坦面とすることができる。これにより金型６０の製造コストを削減することができ、電子部品５０の実装位置変更などの設計変更にも容易に対応することができる。
【００４１】
また、電子部品５０の各端子の下面が本体部５１とほぼ同一の平面上に揃えられ、かつ各端子の接続先である第一突部３２Ａ，第二突部３２Ｂ、および回路基板２０上の接続部が同じ高さ位置となっているので、実装作業を行う際、電子部品５０の本体部５１を各接続先の上に載置すると、各端子が自ずから各接続先に接触する。したがって、例えば各端子を異なる高さの接続先に載置する場合と比較して電子部品５０の姿勢が安定し、実装作業が容易となって、位置ずれによる接続不良を起こしにくい。
【００４２】
＜変形例＞
本発明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、例えば次のような変形例も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４３】
（１）上記実施形態においては回路構成体１の上面の全体を平坦面としたが、これに限らず、例えば樹脂枠部４０Ａに凹部を設けたり、または第一突部３２Ａおよび第二突部３２Ｂよりもその周囲の樹脂４０の高さを低くしたりして、樹脂量を減らすようにしてもよい。要は、第一突部３２Ａおよび第二突部３２Ｂと、端子接続部２２と、が同じ高さ位置に配されつつ、各バスバー間が確実に絶縁されていればよい。
【００４４】
（２）上記実施形態においては電子部品５０をスイッチング素子としたが、これに限らず、メカリレーやＩＧＢＴであってもよい。例えば、メカリレーとする場合には、例えば本体部５１を二本のバスバーを跨ぐようにして配すればよい。
【００４５】
（３）上記実施形態においては、基板ユニットは金型６０に樹脂４０を注入する射出成形により成形し、その際注入する樹脂４０としてＰＰＳ樹脂４０を用いているが、成形方法や注入樹脂はこれに限らない。例えば、他の熱硬化性樹脂や他の熱可塑性樹脂等を採用し、トランスファー成形等を採用してもよい。要は回路基板２０とバスバー群３１とを一体化させつつ、バスバー（突部）間を絶縁できればよい。
【符号の説明】
【００４６】
１ 回路構成体
２０ 回路基板
２０Ａ 接続面
２１ 逃がし孔部
２２ 端子接続部
２４ 支持部
３０ 金属板
３１Ａ 第一バスバー
３１Ｂ 第二バスバー
３２Ａ 第一突部
３２Ａ 第二突部
４０ 樹脂
５０ 電子部品
５２ ドレイン端子
５３ ソース端子
５４ ゲート端子
６０ 金型
６１Ａ 内面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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