(57)【要約】【課題】回路構成体の強度の低下を抑制しながら、バスバーと金属製の締結部材との絶縁を確保することのできる回路構成体を提供する。【解決手段】放熱部材とバスバーと回路基板とが、この順で積層された積層体を備える回路構成体であって、前記放熱部材が、金属製の棒状の締結部材に形成されたネジ山と嵌合する第１の開口を有し、前記バスバーが、前記第１の開口よりも大きな開口径を有するとともに、前記バスバーを貫通する第２の開口を有し、前記第１の開口と前記第２の開口とが、それぞれ対応する位置に配置されており、前記放熱部材と前記バスバーとが、前記第１の開口に嵌合し、かつ、前記第２の開口に挿入された前記締結部材により締結されており、前記バスバーの前記第２の開口に、前記第２の開口の端面の少なくとも一部を被覆する絶縁部材が配置されている、回路構成体。【選択図】図２
2018113311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱部材とバスバーと回路基板とが、この順で積層された積層体を備える回路構成体であって、
前記放熱部材が、金属製の棒状の締結部材に形成されたネジ山と嵌合する第１の開口を有し、
前記バスバーが、前記第１の開口よりも大きな開口径を有するとともに、前記バスバーを貫通する第２の開口を有し、
前記第１の開口と前記第２の開口とが、それぞれ対応する位置に配置されており、
前記放熱部材と前記バスバーとが、前記第１の開口に嵌合し、かつ、前記第２の開口に挿入された前記締結部材により締結されており、
前記バスバーの前記第２の開口に、前記第２の開口の端面の少なくとも一部を被覆する絶縁部材が配置されている、回路構成体。
【請求項２】
前記絶縁部材と前記締結部材とが接触していない、請求項１に記載の回路構成体。
【請求項３】
前記回路基板が、前記締結部材の挿入が可能であり、かつ、前記回路基板を貫通する第３の開口を有し、
前記第３の開口が、前記第１の開口および前記第２の開口に対応する位置に配置されており、
前記放熱部材と前記バスバーと前記回路基板とが、前記第１の開口に嵌合し、かつ、前記第２の開口および前記第３の開口に挿入された前記締結部材により締結されている、請求項１または２に記載の回路構成体。
【請求項４】
前記第３の開口が、前記第１の開口よりも大きな開口径を有しており、
前記絶縁部材が、前記第２の開口の端面の少なくとも一部とともに、前記第３の開口の端面の少なくとも一部を被覆している、請求項３に記載の回路構成体。
【請求項５】
前記放熱部材と前記バスバーとが、絶縁性を有する密着層を介して密着されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路構成体。
【請求項６】
前記密着層がシート状物であり、
前記シート状物が、前記第１の開口よりも大きな開口径を有するとともに、前記密着層を貫通する第４の開口を有し、
前記第４の開口が、前記第１の開口および前記第２の開口に対応する位置に配置されており、
前記絶縁部材が、前記第２の開口の端面の少なくとも一部とともに、前記第４の開口の端面の少なくとも一部を被覆している、請求項５に記載の回路構成体。
【請求項７】
放熱部材とバスバーと回路基板とが、この順で積層された積層体を備える回路構成体であって、
前記放熱部材が、ネジ山を備える金属製の棒状の第１の締結部材の挿入が可能であり、かつ、前記放熱部材を貫通する第１の貫通口を有し、
前記バスバーが、前記第１の貫通口よりも大きな開口径を有するとともに、前記バスバーを貫通する第２の開口を有し、
前記第１の貫通口と前記第２の開口とが、それぞれ対応する位置に配置されており、
前記放熱部材と前記バスバーとが、前記第１の貫通口および前記第２の開口に挿入された前記第１の締結部材と、前記ネジ山と嵌合する第５の開口を備える第２の締結部材と、で締結されており、
前記バスバーの前記第２の開口に、前記第２の開口の端面の少なくとも一部を被覆する絶縁部材が配置されている、回路構成体。
【請求項８】
さらに、少なくとも前記回路基板を覆う被覆部材を備えており、
前記被覆部材が、前記第１の締結部材の挿入が可能であり、かつ、前記被覆部材を貫通する第６の開口を有し、
前記第６の開口が、前記第１の貫通口および前記第２の開口に対応する位置に配置されており、
前記第１の締結部材が、前記第１の貫通口と前記第２の開口と前記第６の開口とに挿入されており、
前記積層体と前記被覆部材とが、前記第１の締結部材および前記第２の締結部材により連結されている、請求項７に記載の回路構成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路構成体に関し、詳細には、放熱部材とバスバーとが、金属製の締結部材により締結された回路構成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源装置には、パワーデバイス等の電子部品および回路構成体が組み込まれている。回路構成体は、例えば、電子部品を制御するための制御部を搭載した回路基板と、所定の電源から電子部品に電力を供給するバスバー（bus bar）と、電子部品で発生した熱を電源装置の外部に放出する放熱部材と、を備える。電子部品は、バスバーを介して放熱部材に搭載されている。バスバーと放熱部材の接着方法に関して、特許文献１は、図１１に示すように、回路基板３３０とバスバー３２０とを接着層３８０を介して接着した後、この接着された部材を、接着性を有するシート状の貼付部３４０およびネジ３６０によって、放熱部材３１０に固定する方法を教示している。また、バスバー３２０と放熱部材３１０との間には、スペーサーシート３５０を介在させている。なお、ネジ３６０の頭部と回路基板３３０との間には、ワッシャ３９０が介在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１９６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ネジ３６０は、通常、金属製である。そのため、バスバー３２０とネジ３６０とを絶縁させる必要がある。特許文献１では、バスバー３２０とネジ３６０との間に空隙３７０を設けることにより、両者の絶縁を確保している。しかし、回路構成体３０の内部に存在するこのような空隙３７０は、回路構成体３０の強度を低下させる。さらに、図１１のように、回路基板３３０も併せてネジ止めする場合には、ネジ止めの際にかかる圧力により、回路基板３３０が撓む場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一局面は、放熱部材とバスバーと回路基板とが、この順で積層された積層体を備える回路構成体であって、前記放熱部材が、金属製の棒状の締結部材に形成されたネジ山と嵌合する第１の開口を有し、前記バスバーが、前記第１の開口よりも大きな開口径を有するとともに、前記バスバーを貫通する第２の開口を有し、前記第１の開口と前記第２の開口とが、それぞれ対応する位置に配置されており、前記放熱部材と前記バスバーとが、前記第１の開口に嵌合し、かつ、前記第２の開口に挿入された前記締結部材により締結されており、前記バスバーの前記第２の開口に、前記第２の開口の端面の少なくとも一部を被覆する絶縁部材が配置されている、回路構成体に関する。
【０００６】
本発明の他の一局面は、放熱部材とバスバーと回路基板とが、この順で積層された積層体を備える回路構成体であって、前記放熱部材が、ネジ山を備える金属製の棒状の第１の締結部材の挿入が可能であり、かつ、前記放熱部材を貫通する第１の貫通口を有し、前記バスバーが、前記第１の貫通口よりも大きな開口径を有するとともに、前記バスバーを貫通する第２の開口を有し、前記第１の貫通口と前記第２の開口とが、それぞれ対応する位置に配置されており、前記放熱部材と前記バスバーとが、前記第１の貫通口および前記第２の開口に挿入された前記第１の締結部材と、前記ネジ山と嵌合する第５の開口を備える第２の締結部材と、で締結されており、前記バスバーの前記第２の開口に、前記第２の開口の端面の少なくとも一部を被覆する絶縁部材が配置されている、回路構成体に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の回路構成体によれば、回路構成体の強度の低下を抑制しながら、バスバーと金属製の締結部材との絶縁を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る回路構成体の構成を展開した状態で示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る絶縁部材を示す斜視図である。
【図３Ｂ】本発明の他の実施形態に係る絶縁部材を示す斜視図である。
【図３Ｃ】本発明のさらに他の実施形態に係る絶縁部材を示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態に係る回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態に係る回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係る回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係る回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１に示す回路構成体の製造方法を、回路構成体の断面で示す概念図である。
【図１１】従来の回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明に係る回路構成体は、（１）放熱部材とバスバーと回路基板とが、この順で積層された積層体を備える回路構成体であって、前記放熱部材が、金属製の棒状の締結部材に形成されたネジ山と嵌合する第１の開口を有し、前記バスバーが、前記第１の開口よりも大きな開口径を有するとともに、前記バスバーを貫通する第２の開口を有し、前記第１の開口と前記第２の開口とが、それぞれ対応する位置に配置されており、前記放熱部材と前記バスバーとが、前記第１の開口に嵌合し、かつ、前記第２の開口に挿入された前記締結部材により締結されており、前記バスバーの前記第２の開口に、前記第２の開口の端面の少なくとも一部を被覆する絶縁部材が配置されている。これにより、回路構成体の強度の低下を抑制しながら、バスバーと金属製の締結部材との絶縁を確保することができる。
【００１０】
（２）前記絶縁部材と前記締結部材とは接触していないことが好ましい。これにより、バスバーと締結部材との間に空隙（空気層）が形成されるための絶縁破壊がより発生しにくくなる。さらに、上記空隙により、絶縁部材に外部からの応力がかかり難くなるため、絶縁部材の破損が抑制されて、絶縁破壊が発生し難くなる。
【００１１】
（３）前記回路基板は、前記締結部材の挿入が可能であり、かつ、前記回路基板を貫通する第３の開口を有し、前記第３の開口は、前記第１の開口および前記第２の開口に対応する位置に配置されており、前記放熱部材と前記バスバーと前記回路基板とは、前記第１の開口に嵌合し、かつ、前記第２の開口および前記第３の開口に挿入された前記締結部材により締結されていてもよい。回路基板を、バスバーおよび放熱部材とともに締結部材で締結する場合でも、回路基板の撓みは抑制される。
【００１２】
（４）前記第３の開口は、前記第１の開口よりも大きな開口径を有しており、前記絶縁部材は、前記第２の開口の端面の少なくとも一部とともに、前記第３の開口の端面の少なくとも一部を被覆していることが好ましい。これにより、絶縁部材を配置する作業がし易くなる。
【００１３】
（５）前記放熱部材と前記バスバーとは、絶縁性を有する密着層を介して密着されていることが好ましい。これにより、製造工程および製造設備が簡略化されて生産コストが低減するとともに、バスバーと放熱部材との密着性が向上する。
【００１４】
（６）前記密着層はシート状物であり、前記シート状物は、前記第１の開口よりも大きな開口径を有するとともに、前記密着層を貫通する第４の開口を有し、前記第４の開口は、前記第１の開口および前記第２の開口に対応する位置に配置されており、前記絶縁部材は、前記第２の開口の端面の少なくとも一部とともに、前記第４の開口の端面の少なくとも一部を被覆していることが好ましい。これにより、回路構成体の製造が容易になる。
【００１５】
本発明に係る他の回路構成体は、（７）放熱部材とバスバーと回路基板とが、この順で積層された積層体を備えており、前記放熱部材は、金属製の棒状の第１の締結部材の挿入が可能であり、前記放熱部材を貫通する第１の貫通口を有し、前記バスバーは、前記第１の貫通口よりも大きな開口径を有するとともに、前記バスバーを貫通する第２の開口を有し、前記第１の貫通口と前記第２の開口とは、それぞれ対応する位置に配置されており、前記放熱部材と前記バスバーとは、前記第１の貫通口および前記第２の開口に挿入された前記第１の締結部材と、前記ネジ山と嵌合する第５の開口を備える第２の締結部材と、で締結されており、前記バスバーの前記第２の開口に、前記第２の開口の端面の少なくとも一部を被覆する絶縁部材が配置されている。これにより、回路構成体の強度の低下を抑制しながら、バスバーと金属製の第１の締結部材との絶縁を確保することができる。さらに、第１の締結部材の挿入方向が制限されないため、回路構成体を製造し易くなる。
【００１６】
（８）さらに、少なくとも前記回路基板を覆う被覆部材を備えており、前記被覆部材が、前記第１の締結部材の挿入が可能であり、かつ、前記被覆部材を貫通する第６の開口を有し、前記第６の開口が、前記第１の貫通口および前記第２の開口に対応する位置に配置されており、前記第１の締結部材が、前記第１の貫通口と前記第２の開口と前記第６の開口とに挿入されており、前記積層体と前記被覆部材とが、前記第１の締結部材および前記第２の締結部材により連結されていることが好ましい。この場合、１つの工程で、積層体の締結と、積層体と被覆部材の連結とを行うことができるため、回路構成体の生産性が向上する。
【００１７】
［発明の実施形態の詳細］
本発明の一実施形態を具体的に以下に説明する。なお、本発明は、以下の内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１８】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る回路構成体を、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、回路構成体の構成を展開した状態で示す断面図である。図２は、回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。図示例において、同じ機能あるいは類似の機能を備える部材、部分には、同じ符号を付している。
【００１９】
本実施形態に係る回路構成体１０は、放熱部材１１０とバスバー１２０と回路基板１３０とが、この順で積層された積層体１００を備える。バスバー１２０と回路基板１３０とは、例えば接着層１８０を介して接着されている。放熱部材１１０とバスバー１２０とは、例えば、絶縁性を備える密着層１４０を介して密着されている。ここで、密着層１４０は、バスバー１２０を放熱部材１１０に固定する機能を備えていなくてもよい。放熱部材１１０とバスバー１２０とは、締結部材（以下、第１の締結部材１６０と称す。）により締結されるためである。
【００２０】
第１の締結部材１６０は、金属製であって、例えば、棒状本体部１６１と、一方の端部に配置された棒状本体部１６１よりも直径の大きな頭部１６２と、を備えている。棒状本体部１６１の周囲には、ネジ山が形成されている。放熱部材１１０は、第１の締結部材１６０のネジ山と嵌合する第１の開口１１０ａを有している。つまり、第１の開口１１０ａを形成する放熱部材１１０の開口端面１１０ｂには、上記ネジ山に嵌合するネジ溝が形成されている。バスバー１２０は、第１の開口１１０ａよりも大きな開口径を有するとともに、バスバー１２０を貫通する第２の開口１２０ａを有している。第１の開口１１０ａと第２の開口１２０ａとは、それぞれ対応する位置に配置されており、第１の締結部材１６０の頭部１６２とは反対側の端部を、バスバー１２０側から第２の開口１２０ａに挿入し、第１の開口１１０ａに嵌合することにより、放熱部材１１０とバスバー１２０とは締結される。
【００２１】
本実施形態では、放熱部材１１０とバスバー１２０と回路基板１３０との積層体１００全体が、第１の締結部材１６０により締結される。すなわち、回路基板１３０には、第１の締結部材１６０の挿入が可能であり、かつ、回路基板１３０を貫通する第３の開口１３０ａが形成されている。第３の開口１３０ａは、第１の開口１１０ａおよび第２の開口１２０ａに対応する位置に配置されており、棒状本体部１６１は、第２の開口１２０ａおよび第３の開口１３０ａに挿入されるとともに、第１の開口１１０ａに嵌合されて、積層体１００が締結される。このとき、締結の緩みや回路基板１３０の損傷を防止するために、第１の締結部材１６０の頭部１６２と回路基板１３０との間に、平ワッシャ等のワッシャ１９０を介在させる。また、密着層１４０の第１の開口１１０ａおよび第２の開口１２０ａに対応する位置は、開口している。
【００２２】
バスバー１２０と第１の締結部材１６０を絶縁するために、バスバー１２０の第２の開口１２０ａを形成する端面（開口端面１２０ｂ）の少なくとも一部を絶縁部材１７０で被覆する。第２の開口１２０ａの開口端部（角部）のみが、絶縁部材１７０によって被覆されていてもよい。一方、絶縁を確保するために、開口端面１２０ｂの周方向には、連続的に（切れ間なく）絶縁部材１７０が配置されていることが好ましい。絶縁部材１７０は、例えば、図３Ａに示すようなリング形状であり、第２の開口１２０ａに嵌め込まれるようにして配置される。つまり、バスバー１２０と第１の締結部材１６０を絶縁するために、絶縁部材１７０を配置する。これにより、積層体１００の内部に形成され得る空間が少なくなって、積層体１００（ひいては回路構成体１０）の強度の低下が抑制される。
【００２３】
リング形状の絶縁部材１７０（以下、絶縁リング１７０と称す）の外径Ｄoutは、第２の開口１２０ａの直径とほぼ同じであるか、それより小さくてもよい。開口端面１２０ｂと絶縁リング１７０とは接触していてもよいし、接触していなくてもよい。絶縁リング１７０を第２の開口１２０ａに嵌め込み易い点で、外径Ｄoutは、第２の開口１２０ａの直径より少し小さいことが好ましい。
【００２４】
絶縁リング１７０の内径Ｄinは、第１の締結部材１６０の棒状本体部１６１の直径以上であればよく、絶縁リング１７０と第１の棒状本体部１６１とは、接触していてもよいし、接触していなくてもよい。なかでも、内径Ｄinは、棒状本体部１６１の直径よりも大きく、絶縁リング１７０と棒状本体部１６１とが接触していないことが好ましい。これにより、棒状本体部１６１が絶縁リング１７０に挿入され易くなるとともに、棒状本体部１６１と絶縁リング１７０の内周との間にわずかな空隙（空気層）が形成されるため、絶縁破壊が発生し難くなる。また、部品加工時や組立時のバラツキにより、棒状本体部１６１に位置ずれ等が発生した場合であっても、上記空隙により、絶縁リング１７０に応力がかかり難くなる。そのため、絶縁リング１７０の破損が抑制されて、絶縁破壊が発生し難くなる。
【００２５】
絶縁リング１７０の厚みＴは、バスバー１２０の厚みと同程度であることが好ましい。絶縁リング１７０の厚みＴがバスバー１２０の厚みより大きい場合、放熱部材１１０およびバスバー１２０とともに回路基板１３０を締結する際、絶縁リング１７０がスペーサーとなって、回路基板１３０の撓みが抑制される。一方、絶縁リング１７０の厚みＴがバスバー１２０の厚みより小さい場合、積層体１００全体を固く締結することができる。絶縁リング１７０の厚みＴは、バスバー１２０の厚みの±０．１ｍｍ程度であることが好ましい。絶縁リング１７０の厚みＴがバスバー１２０の厚みより大きい場合、絶縁リング１７０の一方の主面に、図３Ｂに示すような突起１７１を設けてもよい。このとき、絶縁リング１７０Ａは、突起１７１をバスバー１２０に引っかけるようにして、第２の開口１２０ａに嵌め込まれる。
【００２６】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る回路構成体を、図４を参照しながら説明する。図４は、回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の回路構成体１０は、密着層１４０がシート状物であって、第１の開口１１０ａおよび第２の開口１２０ａに対応する位置に、第１の開口１１０ａよりも大きな開口径を有するとともに、密着層１４０を貫通する第４の開口１４０ａを有しており、絶縁リング１７０が、第２の開口１２０ａの開口端面１２０ｂと、第４の開口１４０ａの端面（開口端面１４０ｂ）とを被覆していること以外、第１実施形態と同様である。
【００２７】
シート状の密着層１４０は、厚みを均一にし易いため、バスバー１２０と放熱部材１１０との密着性を向上させることができる。このとき、絶縁リング１７０の厚みＴは、バスバー１２０の厚みと密着層１４０の厚みとの合計以上であり、当該合計より大きいことが好ましい。また、この場合、絶縁リング１７０の厚みＴが大きくなるため、ピックアップが容易になって、絶縁リング１７０を配置する作業がし易くなる。
【００２８】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る回路構成体を、図５を参照しながら説明する。図５は、回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の回路構成体１０は、回路基板１３０に設けられた第３の開口１３０ａが、第１の開口１１０ａよりも大きく、かつ、第２の開口１２０ａとほぼ同じ開口径を有しており、絶縁リング１７０が、第２の開口１２０ａの開口端面１２０ｂとともに、第３の開口１３０ａの開口端面１３０ｂを被覆していること以外、第１実施形態と同様である。この場合も、絶縁リング１７０の厚みＴが大きくなるため、ピックアップが容易になって、絶縁リング１７０を配置する作業がし易くなる。なお、密着層１４０がシート状物である場合、第２実施形態のように、密着層１４０に、第１の開口１１０ａよりも大きな開口径を有する第４の開口１４０ａを設けて、第４の開口１４０ａの開口端面１４０ｂも併せて、絶縁リング１７０によって被覆させてもよい。
【００２９】
本実施形態では、図３Ｃに示すような絶縁リング１７０Ｂを使用してもよい。絶縁リング１７０Ｂは、少なくとも第２の開口１２０ａおよび第３の開口１３０ａに挿入される挿入部１７２と、挿入部１７２よりも外径の大きな載置部１７３とを備える。載置部１７３の一部は、回路基板１３０の主面に載置され、ワッシャ１９０としての機能を果たし得る。このとき、挿入部１７２の厚みは、バスバー１２０の厚みと、接着層１８０の厚みと、回路基板１３０の厚みとの合計以上であり、当該合計より大きくてもよい。
【００３０】
［第４実施形態］
第４実施形態に係る回路構成体を、図６を参照しながら説明する。図６は、回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の回路構成体１０は、回路基板１３０に設けられた第３の開口１３０ａが、第２の開口１２０ａよりも大きな開口径を有していること以外、第１実施形態と同様である。この場合、第１の締結部材１６０により、放熱部材１１０およびバスバー１２０が締結される。
【００３１】
なお、図６では、密着層１４０に第４の開口１４０ａを設けて、第４の開口１４０ａの開口端面１４０ｂも併せて、絶縁リング１７０によって被覆させているが、これに限定されない。また、本実施形態においても、図３Ｃに示すような絶縁リング１７０Ｂを使用してもよい。ただし、挿入部１７２の厚みは、バスバー１２０の厚みと密着層１４０の厚みとの合計以上であればよく、当該合計より大きくてもよい。
【００３２】
［第５実施形態］
第５実施形態に係る回路構成体を、図７を参照しながら説明する。図７は、回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の回路構成体１０において、放熱部材１１０は、第１の締結部材１６０の挿入が可能であり、かつ、放熱部材１１０を貫通する第１の貫通口１１０ｃを有し、バスバー１２０は、第１の貫通口１１０ｃよりも大きな開口径を有するとともに、バスバー１２０を貫通する第２の開口１２０ａを有する。さらに、回路構成体１０は、第２の締結部材１５０を備える。第１の貫通口１１０ｃと第２の開口１２０ａとは、それぞれ対応する位置に配置されており、第２の締結部材１５０は、第１の締結部材１６０に形成されているネジ山と嵌合する第５の開口１５０ａを有している。そして、放熱部材１１０とバスバー１２０とは、第１の貫通口１１０ｃおよび第２の開口１２０ａに挿入された第１の締結部材１６０および第２の締結部材１５０で締結されている。バスバー１２０の第２の開口１２０ａには、第２の開口１２０ａの開口端面１２０ｂを被覆する絶縁リング１７０が配置されている。
【００３３】
すなわち、本実施形態の回路構成体１０は、第１の開口が放熱部材１１０を貫通する貫通口（第１の貫通口１１０ｃ）であり、積層体１００が第１の締結部材１６０および第２の締結部材１５０で締結されていること以外、第１実施形態と同様である。この場合、第１の締結部材１６０の挿入方向が制限されないため、回路構成体１０が製造し易い。なお、第２の締結部材１５０を用いる場合、第１の貫通口１１０ｃと第１の締結部材１６０とは、嵌合していることまでは要しない。すなわち、第１の貫通口１１０ｃの開口端面に、ネジ溝は形成されていなくてもよい。また、図７では、積層体１００（放熱部材１１０とバスバー１２０と回路基板１３０）の全体を、第１の締結部材１６０および第２の締結部材１５０で締結しているが、これに限定されない。例えば、積層体１００を図６のような構成にして、放熱部材１１０およびバスバー１２０のみを締結してもよい。
【００３４】
第２の締結部材１５０の形態は、ネジ山と嵌合する第５の開口１５０ａを有する限り、特に限定されない。例えば、図７に示すように、第２の締結部材１５０はナットであってもよい。あるいは、図８に示すように、第２の締結部材１５０は、少なくとも回路基板１３０を覆う被覆部材２００であってもよい。被覆部材２００とは、例えば、少なくとも回路基板１３０を覆うカバーであり、回路構成体１０を収容するための筐体であり得る。この場合、被覆部材２００は、第１の貫通口１１０ｃに対応する位置に、ワッシャ１９０を介して回路基板１３０と接触できる凹みを有している。これにより、図示しない電子部品をバスバー１２０に搭載するための空間が確保される。図８は、回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。
【００３５】
第５の開口１５０ａは、第２の締結部材１５０を貫通していてもよいし、貫通していなくてもよい。なお、図７および８では、第５の開口１５０ａが第２の締結部材１５０を貫通する場合を示している。被覆部材２００に第５の開口１５０ａを設ける方法としては、例えば、被覆部材２００の材料（例えば、板状部材）にナットを溶接する方法や、穴あけ加工あるいはバーリング加工により開口を形成した後、形成された開口の端面にネジ溝を形成するか、当該開口にナットを嵌め込んで溶接する方法等が挙げられる。
【００３６】
［第６実施形態］
第６実施形態に係る回路構成体を、図９を参照しながら説明する。図９は、回路構成体の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の回路構成体１０は、被覆部材２００を備えており、積層体１００と被覆部材２００とが、第１の締結部材１６０およびナットである第２の締結部材１５０により連結されていること以外、第５実施形態と同様である。すなわち、被覆部材２００には、第１の貫通口１１０ｃおよび第２の開口１２０ａに対応する位置に、第１の締結部材１６０の挿入が可能であり、かつ、被覆部材２００を貫通する第６の開口２００ａが形成されており、第１の締結部材１６０は、第１の貫通口１１０ｃと第２の開口１２０ａと第３の開口１３０ａとともに、第６の開口２００ａに挿入されている。この場合、第６の開口２００ａには、ネジ山と嵌合するネジ溝が形成されていなくてもよい。このように、積層体１００と被覆部材２００とを一体化する場合であっても、絶縁リング１７０によって回路構成体１０の強度低下が抑制されるため、両者を固く締結することができる。
【００３７】
なお、図９では、第１の貫通口１１０ｃを設け、第１の締結部材１６０を放熱部材１１０側から挿入して、積層体１００と被覆部材２００とを、第１の締結部材１６０および第２の締結部材１５０により締結させているが、これに限定されない。例えば、放熱部材１１０に貫通しない開口（第１の開口１１０ａ）を設け、第１の締結部材１６０を被覆部材２００側から挿入して、積層体１００と被覆部材２００とを締結させてもよい。この場合、第１の開口１１０ａの開口端面１１０ｂには、第１の締結部材１６０のネジ山と嵌合するネジ溝が形成されていることが好ましい。
【００３８】
図示しない電子部品をバスバー１２０に搭載するための空間を確保するため、本実施形態で使用される第１の締結部材１６０の棒状本体部１６１は、積層体１００を貫通し、かつ、上記空間を縦断できる程度の長さを備える。また、棒状本体部１６１は、中空を備える支柱２１０に挿入される。支柱２１０は、例えば、被覆部材２００の第１の貫通口１１０ｃに対応する位置から延出しており、その端部は、ワッシャ１９０を介して回路基板１３０に当接する。つまり、積層体１００は、第１の締結部材１６０の頭部１６２と支柱２１０の上記端部とで挟持されることにより締結される。このような構成にすることにより、積層体１００の締結と、積層体１００と被覆部材２００の連結とを、１つの工程で行うことができる。支柱２１０は、被覆部材２００と一体であってもよいし、別体であってもよい。
【００３９】
［製造方法］
次に、回路構成体１０の製造方法について図１０を参照しながら説明する。図１０は、回路構成体１０の製造方法を、回路構成体１０の断面で示す概念図である。なお、図１０は、図１に示す回路構成体１０の製造方法を示している。
【００４０】
回路構成体１０は、例えば、第２の開口１２０ａを備えるバスバー１２０と、第３の開口１３０ａを備える回路基板１３０とが、接着層１８０を介して積層された部材を準備する工程（図１０（ａ））と、第２の開口１２０ａに、バスバー１２０側から絶縁部材（絶縁リング）１７０を嵌め込む工程（図１０（ｂ））と、上記積層された部材のバスバー１２０側から、密着層１４０を介して、第１の開口１１０ａを備える放熱部材１１０を積層して、積層体１００を形成する工程（図１０（ｃ））と、第１の締結部材１６０を、積層体１００の回路基板１３０側から各開口に挿入する工程（図１０（ｄ））と、を備える方法により製造される。第１の締結部材１６０の棒状本体部１６１の周囲にはネジ山が形成されており、放熱部材１１０の開口端面１１０ｂには上記ネジ山に嵌合するネジ溝が形成されている。そのため、第１の締結部材１６０を回転させながら第１の開口１１０ａに挿入することにより、積層体１００は締結される（図１０（ｅ））。積層体１００が締結された後、各種電子部品が搭載される。なお、図７に示す回路構成体１０は、積層体１００を形成する工程の後、第１の締結部材１６０を、積層体１００の放熱部材１１０側から各開口に挿入し、ナット２００で締結することにより形成される。
【００４１】
放熱部材１１０とバスバー１２０との締結には、第１の締結部材１６０が用いられる。そのため、密着層１４０は、放熱部材１１０とバスバー１２０とを密着させることができればよい。言い換えれば、バスバー１２０を放熱部材１１０に固定するために行われる、密着層１４０の硬化工程を省略することができる。密着層１４０の硬化工程とは、例えば、密着層１４０が熱硬化性樹脂を含む場合、加熱工程を指す。加熱工程は、通常、加熱装置内で１時間以上かけて行われるため、連続加工が困難であり、生産性に劣る。さらに、放熱部材１１０とバスバー１２０とが密着した状態で密着層１４０を硬化させるために、積層体１００を両主面側から押圧する必要がある。このとき、回路基板１３０が損傷する場合がある。また、回路基板１３０に形成された回路部分を避けて押圧するために、専用の押圧治具が必要となり、コストアップを招く。つまり、密着層１４０の硬化工程が省略できることにより、連続加工が可能になって生産性が向上するとともに、回路基板１３０の損傷が抑制されて歩留まりが向上して、コストダウンが図れる。
【００４２】
なお、上記の各工程を連続的に行う場合、各工程は、通常、バスバー１２０と回路基板１３０との位置関係を変えずに行われる。つまり、図１０の場合では、回路基板１３０の上にバスバー１２０が載置されている状態で各工程が行われるため、第１の締結部材１６０は、第１の開口１１０ａの位置確認が行い難い下方（回路基板１３０側）から挿入される。一方、図３Ｃに示すような載置部１７３を備える絶縁リング１７０Ｂを用いる場合、第２の開口１２０ａに絶縁リング１７０を嵌め込む工程は、図１０とは逆に、バスバー１２０の上に回路基板１３０が載置されている状態で、上方（回路基板１３０側）から行われる。つまり、第１の締結部材１６０は、第１の開口１１０ａの位置確認が行い易い上方から各開口に挿入することができる。よって、第１の締結部材１６０の挿入操作が容易になる。
【００４３】
接着層１８０および密着層１４０の少なくとも一方は、シート状物であることが好ましい。特に、密着層１４０は、シート状物であることが好ましい。密着層１４０は、バスバー１２０と放熱部材１１０との間の絶縁、および、バスバー１２０の熱を放熱部材１１０に伝える役割を果たす。そのため、密着層１４０によって、バスバー１２０と放熱部材１１０とが隙間なく密着されていることが望ましい。密着層１４０がシート状物である場合、厚みを均一にすることが容易であるため、バスバー１２０と放熱部材１１０との密着性を向上させることができる。さらに、シート状物は、予め、所定の形状に成型しておくことができるため、製造工程および製造設備が簡略化される。
【００４４】
以下、回路構成体１０の各構成要素について説明する。
［放熱部材］
放熱部材１１０は、パワーデバイス等のバスバー１２０に搭載された電子部品によって発生した熱を、回路構成体１０の外部に放熱する役割を果たす。放熱部材１１０の材質は、高い熱伝導率（例えば、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上。以下、同じ）を有するものであれば特に限定されず、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ステンレス鋼等の金属や、セラミックス等が挙げられる。なかでも、成形し易い点で、Ａｌが好ましい。
【００４５】
放熱部材１１０は、第１の開口１１０ａ（または第１の貫通口１１０ｃ）を備える。第１の開口１１０ａ（または第１の貫通口１１０ｃ）の直径は、第１の締結部材１６０の棒状本体部１６１の直径に対応している。第１の開口１１０ａの開口端面１１０ｂには、第１の締結部材１６０に設けられたネジ山に嵌合するネジ溝が形成されている。第１の開口１１０ａは、放熱部材１１０を貫通していてもよいし、貫通していなくてもよい。一方、第１の貫通口１１０ｃは、放熱部材１１０を貫通しており、第１の貫通口１１０ｃの開口端面に、ネジ溝は形成されていなくてもよい。第１の開口１１０ａおよび第１の貫通口１１０ｃを放熱部材１１０の主面の法線方向から見た形状は特に限定されないが、通常、円形である。
【００４６】
放熱部材１１０の形状は特に限定されず、平板状であってもよいし、回路構成体１０を収容することのできる箱型（筺体）であってもよい。放熱部材１１０が平板状である場合、回路構成体１０は、箱型のヒートシンクに収容されて、ヒートシンクと熱的に接続されていてもよいし、回路構成体１０が収容される筺体と熱的に接続されていてもよい。あるいは、放熱部材１１０にフィン等を形成し、放熱部材１１０自体をヒートシンクとして用いてもよい。なかでも、省スペース化の観点から、放熱部材１１０は、筺体を兼ねていることが好ましい。放熱部材１１０の厚み（肉厚）は特に限定されないが、放熱性の観点から、３〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００４７】
［バスバー］
バスバー１２０は、所定の電源から電子部品に電力を供給する部材であり、電子部品と電気的に接続されている。バスバー１２０の材質は特に限定されず、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、あるいは、ＣｕまたはＡｌと、錫（Ｓｎ）、リン（Ｐ）、鉄（Ｆｅ）との合金等が挙げられる。バスバー１２０の厚みも特に限定されず、小型化および電気的接続性の観点から、０．２〜２ｍｍであることが好ましい。
【００４８】
バスバー１２０は、バスバー１２０を貫通する第２の開口１２０ａを備える。第２の開口１２０ａの開口径は、第１の開口１１０ａ（または第１の貫通口１１０ｃ）の開口径よりも大きく、第１の開口１１０ａ（または第１の貫通口１１０ｃ）の開口径の１．５〜２倍であることが好ましい。第２の開口１２０ａをバスバー１２０の主面の法線方向から見た形状は特に限定されず、絶縁リング１７０の外形を考慮して設定すればよい。第２の開口１２０ａの上記形状は、例えば、矩形、円形、楕円形、三角形等である。なかでも、形成および絶縁リング１７０との位置合わせが容易である点で、第２の開口１２０ａの上記形状は円形が好ましい。第２の開口１２０ａの上記形状が円形以外の場合、第２の開口１２０ａの開口径は、第２の開口１２０ａの中心を通る最小の長さである。第３の開口１３０ａ、第４の開口１４０ａについても同様である。
【００４９】
［回路基板］
回路基板１３０は、電子部品の動作を制御するための制御部等が搭載される基板である。回路基板１３０には、所定の回路が形成されており、電子部品と電気的に接続している。回路基板は特に限定されず、リジッド（rigid）基板であってもよいし、フレキシブル（flexible）基板であってもよい。
【００５０】
回路基板１３０には、回路基板１３０は貫通する第３の開口１３０ａが形成されていてもよい。この場合、第３の開口１３０ａの開口径は、第１の開口１１０ａ（または第１の貫通口１１０ｃ）の開口径よりも大きく、第２の開口１２０ａの開口径とほぼ同じであってもよいし、第２の開口１２０ａの開口径より大きくてもよい。第３の開口１３０ａを回路基板１３０の主面の法線方向から見た形状は、特に限定されない。第３の開口１３０ａの上記形状は、例えば、矩形、円形、楕円形、三角形等である。第３の開口１３０ａの開口端面１３０ｂが絶縁リング１７０によって被覆される場合、第３の開口１３０ａの上記形状は、絶縁リング１７０の外形を考慮して設定すればよい。
【００５１】
［密着層］
密着層１４０は、バスバー１２０と放熱部材１１０との間に介在する層であり、絶縁性を有する。密着層１４０により、バスバー１２０と放熱部材１１０との間の絶縁性が確保される。密着層は、放熱性（熱伝導性）を有することが好ましい。この場合、バスバー１２０の熱が放熱部材１１０に伝達され易くなる。一方、密着層１４０には、バスバー１２０を放熱部材１１０に固定させる機能までは要求されない。
【００５２】
密着層１４０の材質は、絶縁性、さらには放熱性を有する限り特に限定されない。密着層１４０がシート状物である場合、絶縁性および放熱性を有する密着層１４０の材質としては、セラミックス粒子等の熱伝導性フィラーを含むシリコーンゴム等の弾性を有する材料が挙げられる。密着層１４０が液状体を塗布することにより形成される場合、絶縁性および放熱性を有する密着層１４０の材質としては、上記熱伝導性フィラーを含むアクリル樹脂等の弾性を有する材料が挙げられる。密着層１４０は、熱伝導性フィラーを含むグリスであってもよい。グリスとしては、耐熱性の観点から、シリコーングリス等が用いられる。なかでも、生産性の観点から、密着層１４０はシート状物であることが好ましい。セラミックスとしては、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等が例示できる。なかでも、熱伝導率および電気絶縁性に特に優れ、高い耐食性を備える点で、酸化アルミニウムが好ましい。絶縁性の確保および省スペース化の観点から、密着層１４０の厚みは、１０〜５００μｍであることが好ましい。
【００５３】
［絶縁部材］
絶縁リング１７０は、バスバー１２０の開口端面１２０ｂの少なくとも一部を被覆して、バスバー１２０と第１の締結部材１６０との絶縁を確保する部材である。絶縁リング１７０の材質は、絶縁性を有する限り特に限定されない。なかでも、耐熱性の観点から、ポリアセタールコポリマー（ＰＯＭ、ジュラコン）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が好ましい。
【００５４】
［接着層］
接着層１８０は、バスバー１２０と回路基板１３０との間に介在して、両者を接着する層である。接着層１８０の材質としては、例えば、熱硬化性樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、不飽和ポリエステルなどが挙げられる。放熱の効率が高まる点で、接着層１８０もまた、熱伝導性フィラーを含むことが好ましい。また、ボイドが抑制できる点で、接着層１８０は、２層以上の熱硬化性樹脂層の積層体であることが好ましい。このとき、各層の熱硬化性樹脂の種類は同じであってもよいし、異なっていてもよい。接着層１８０の厚みは特に限定されないが、省スペース化の観点から、１００〜５００μｍであることが好ましい。
【００５５】
［締結部材］
第１の締結部材１６０は、金属製であって、少なくとも第１の開口１１０ａ（または第１の貫通口１１０ｃ）および第２の開口１２０ａに挿入される棒状本体部１６１と、棒状本体部１６１よりも直径の大きな頭部１６２を備える。棒状本体部１６１の周囲にはネジ山が形成されている。このネジ山と、放熱部材１１０あるいは第２の締結部材１５０に形成されているネジ溝とを嵌合させることにより、放熱部材１１０とバスバー１２０とが締結される。第１の締結部材１６０は、具体的には、ネジやボルトである。頭部１６２の大きさや形状、ネジ山の高さや形状等は特に限定されず、適宜選択すればよい。棒状本体部１６１の長さも特に限定されず、各開口の深さ等を考慮して、適宜設定すればよい。第１の締結部材１６０の材質は、金属である限り特に限定されない。第１の締結部材１６０の材質としては、例えば、鉄鋼材、ステンレス、真鍮、銅、リン青銅、アルミニウム、チタン等が挙げられる。
【００５６】
第２の締結部材１５０は、例えば金属製であって、棒状本体部１６１の周囲に形成されたネジ山に嵌合するネジ溝を備える第５の開口１５０ａを有している。第２の締結部材１５０の形態は特に限定されず、ナットであってもよいし、少なくとも回路基板１３０を覆うカバーであってもよいし、回路構成体１０を収容するための筐体であってもよい。第２の締結部材１５０の材質としては、例えば、第１の締結部材１６０の材質と同じ金属が挙げられる。
【００５７】
［電子部品］
バスバー１２０に搭載される電子部品は特に限定されず、必要に応じて、適宜選択すればよい。電子部品としては、例えば、パワーデバイスが挙げられる。パワーデバイスは、電源から供給される電力を制御し、制御された電力を他の電子部品に供給する半導体である。パワーデバイスとしては、ダイオード、トランジスタ、さらには、これらを集積した集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ等）等が例示できる。なかでも、応用範囲が広い点で、トランジスタが好ましく用いられる。代表的なトランジスタとしては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のバイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）等が挙げられる。これらは、取り扱う電力の大きさ等に応じて使い分けられる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の回路構成体は、バスバーと金属製の締結部材との絶縁が確保されるとともに、回路構成体の強度の低下が抑制されるため、様々な電子機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０：回路構成体
１００：積層体
１１０：放熱部材
１１０ａ：第１の開口
１１０ｂ：第１の開口の開口端面
１１０ｃ：第１の貫通口
１２０：バスバー
１２０ａ：第２の開口
１２０ｂ：第２の開口の開口端面
１３０：回路基板
１３０ａ：第３の開口
１３０ｂ：第３の開口の開口端面
１４０：密着層
１４０ａ：第４の開口
１４０ｂ：第４の開口の開口端面
１５０：第２の締結部材
１５０ａ：第５の開口
１６０：第１の締結部材
１６１：棒状本体部
１６２：頭部
１７０、１７０Ａ、１７０Ｂ：絶縁部材（絶縁リング）
１７１：突起
１７２：挿入部
１７３：載置部
１８０：接着層
１９０：ワッシャ
２００：被覆部材
２００ａ：第６の開口
２１０：支柱
３０：回路構成体
３１０：放熱部材
３２０：バスバー
３３０：回路基板
３４０：貼付部
３５０：スペーサーシート
３６０：ネジ
３７０：空隙
３８０：接着層
３９０：ワッシャ
【図１】
2018113311.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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