(57)【要約】【課題】積層された陽極のバスバーと陰極のバスバーとで半田実装面の高さを揃えてリフロー半田を使用可能とした、バスバーを用いた表面実装タイプの電子部品モジュール等を提供することを目的とする。【解決手段】電子部品の外部端子を半田付けする領域をそれぞれ備える第一のバスバーと第二のバスバーとが絶縁して積層されるバスバー積層体であって、第一のバスバーは、開口部を備え、第二のバスバーは、第一のバスバー側に突出し、半田付けする領域である凸状体を備え、第二のバスバーの凸状体は開口部に対応する位置に配置され、第一のバスバーの半田付けする領域と凸状体の半田付けする領域とを、リフロー半田による電子部品の外部端子を半田付けが可能な程度に同一高さにしたバスバー積層体とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の外部端子を半田付けする領域をそれぞれ備える第一のバスバーと第二のバスバーとが絶縁して積層されるバスバー積層体であって、
前記第一のバスバーは、開口部を備え、
前記第二のバスバーは、前記第一のバスバー側に突出し、半田付けする領域である凸状体を備え、
前記第二のバスバーの前記凸状体は前記開口部に対応する位置に配置され、
前記第一のバスバーの半田付けする領域と前記凸状体の半田付けする領域とを、リフロー半田による前記電子部品の外部端子を半田付けが可能な程度に同一高さにした
ことを特徴とするバスバー積層体。
【請求項２】
請求項１に記載のバスバー積層体と、
前記第一のバスバー側で前記外部端子が半田付された前記電子部品を備える
ことを特徴とする電子部品実装モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の電子部品実装モジュールにおいて、
前記外部端子の少なくとも先端が、前記凸状体の頭頂部内に配置される
ことを特徴とする電子部品実装モジュール。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電子部品実装モジュールにおいて、
半田付領域を含む前記バスバー積層体が樹脂モールドされた
ことを特徴とする電子部品実装モジュール。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の電子部品実装モジュールにおいて、
前記バスバー積層体の、前記電子部品の実装側に対する裏面に、面一に接着されたヒートシンクを備える
ことを特徴とする電子部品実装モジュール。
【請求項６】
電子部品の外部端子を半田付けする領域をそれぞれ備える第一のバスバーと第二のバスバーとが絶縁して積層されるバスバー積層体の製造方法において、
前記第一のバスバーに、開口部を形成する工程、並びに、前記第二のバスバーに、前記第一のバスバー側に突出し半田付けする領域である凸状体を形成する工程、を遂行した後、
前記第二のバスバーの前記凸状体を前記開口部に対応する位置に配置し、前記第一のバスバーと前記第二のバスバーとを絶縁積層する工程を有し、
前記第一のバスバーの半田付けする領域と前記凸状体の半田付けする領域とは、リフロー半田による前記電子部品の外部端子を半田付けが可能な程度に同一高さである
ことを特徴とするバスバー積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層された陽極のバスバーと陰極のバスバーとで半田実装面の高さを揃えてリフロー半田を使用可能とした、バスバーを用いた表面実装タイプの電子部品モジュール等に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電子部品を搭載するモジュールにおいて大電流が印加される導電材料には金属板（バスバー）を用いることで抵抗が下がり、発熱を低減させると共に放熱性を向上させることができることが知られている。大電流を使用する場合には、小型の電子デバイスの実装に汎用されているいわゆるプリント配線基板等では放熱が追い付かず熱が蓄積されてしまうので、電子部品等が熱損傷を受ける懸念が生じる。
【０００３】
このため例えばコンデンサを複数個実装する場合には、陽極のバスバーと陰極のバスバーとを絶縁層（例えば絶縁シートや絶縁材の塗布層）を介して積層（貼り合わせ）し、当該貼り合わせたバスバーの一面に並べて複数個実装することで、放熱性を向上させる。
【０００４】
下記特許文献１の図４及び当該説明記載箇所には、「図４に示す第２の実施例のコンデンサモジュール３１では、基板３２が、絶縁シート３３の両面に第１，第２の金属板３４，３５を貼り合わせた構造を有する。図６に、絶縁シート３３を平面図で示す。絶縁シート３３は、本実施例では、シリコーン樹脂からなり、０．１〜０．０５ｍｍ程度の厚みを有する。もっとも、絶縁シート３３は、エポキシ樹脂（レジスト）などの他の合成樹脂を用いて構成されていてもよい。」と記載されている。
【０００５】
すなわち特許文献１では、第１の金属板３４と第２の金属板３５との間に絶縁シート３３を挟んだ状態で貼り合わせ、積層コンデンサ３のリード端子３ａ，３ｂが、金属板に垂直に貫通立設され、リード端子３ａ，３ｂが金属板３４，３５と半田付けされる構造が開示されている。
【０００６】
特許文献１の図４に明示されているように、リード端子３ａが上側の金属板３４の底面に半田１６で半田付けされて、リード端子３ｂが下側の金属板３５の底面に半田１７で半田付けされる。このため、このような構造では、ちょうど絶縁シート３３及び下側の金属板３５の厚さに相当する高さ分だけ、一対のリード端子３ａ，３ｂの半田付される高さが互いに相異なるものとなっている。この場合の半田付作業は、手作業により個々に半田付される場合には何ら問題は生じないが、フロー半田等を用いてある程度のスループットを期待して量産工程を考慮する場合にはこれに対応できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１７８１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、積層した二枚のバスバーに複数の表面実装タイプまたはリード挿入タイプの電子部品を実装する際に、陽極のバスバーと陰極のバスバーとで実装面の高さ（すなわち、陽極と陰極の各リード端子の各バスバーへの半田付ポイントの高さ）が異なるため、リフロー半田等を使用することができず、電子部品の実装作業が煩雑になってしまう課題がある。
【０００９】
すなわち、従来のように一対のリード端子の半田付高さが互いに相異なるものとなる場合には、手作業によりそれぞれ半田付作業をすれば何ら問題はないが、量産工程などにおいて多用されるリフロー半田工程を利用しようとすれば、半田付ポイントの高さが異なる場合にはその工程遂行が困難となる。各バスバーは、大電流であればあるほど熱放散等を考慮してある程度の厚さを有するものであるが、リフロー半田工程にとって当該バスバー電極体の厚さに対応する半田付ポイントの高さの差異は無視できるものではない。
【００１０】
このため、陰極バスバーと陽極バスバーとを貼り合わせて用いた電子部品モジュールの各リード端子（表面実装タイプ）を、より量産効率の高いリフロー半田を利用して各バスバーに半田付できる構造が求められている。本発明は上述の問題点に鑑み為されたものであり、積層された陽極のバスバーと陰極のバスバーとで半田実装面の高さを揃えてリフロー半田を使用可能とした、バスバーを用いた表面実装タイプの電子部品モジュール等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】
【００１１】
本発明のバスバー積層体は、電子部品の外部端子を半田付けする領域をそれぞれ備える第一のバスバーと第二のバスバーとが絶縁して積層されるバスバー積層体であって、第一のバスバーは、開口部を備え、第二のバスバーは、第一のバスバー側に突出し、半田付けする領域である凸状体を備え、第二のバスバーの凸状体は開口部に対応する位置に配置され、第一のバスバーの半田付けする領域と凸状体の半田付けする領域とを、リフロー半田による電子部品の外部端子を半田付けが可能な程度に同一高さにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の電子部品実装モジュールは、第一のバスバー側で外部端子が半田付された前記電子部品を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の電子部品実装モジュールは、好ましくは第一リード端子の先端が、半田付凸状体の頭頂部内に配置されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の電子部品実装モジュールは、さらに好ましくは半田付領域を含むバスバー積層体が樹脂モールドされたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の電子部品実装モジュールは、さらに好ましくはバスバー積層体の、電子部品の実装側に対する裏面に、面一に接着されたヒートシンクを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のバスバー積層体の製造方法は、絶縁積層された第一のバスバーと第二  電子部品の外部端子を半田付けする領域をそれぞれ備える第一のバスバーと第二のバスバーとが絶縁して積層されるバスバー積層体の製造方法において、第一のバスバーに、開口部を形成する工程、並びに、第二のバスバーに、第一のバスバー側に突出し半田付けする領域である凸状体を形成する工程、を遂行した後、第二のバスバーの凸状体を開口部に対応する位置に配置し、第一のバスバーと第二のバスバーとを絶縁積層する工程を有し、第一のバスバーの半田付けする領域と凸状体の半田付けする領域とは、リフロー半田による電子部品の外部端子を半田付けが可能な程度に同一高さであるバスバー積層体の製造方法とする。
【発明の効果】
【００１７】
積層された陽極のバスバーと陰極のバスバーとで半田実装面の高さを揃えてリフロー半田を使用可能とした、バスバーを用いた表面実装タイプの電子部品モジュール等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電子部品実装モジュールの全体概要を説明する斜視図である。
【図２】コンデンサの中央で切断した場合の構成態様を説明する断面図である。
【図３】本実施形態のバスバー積層体の全体構成概要を説明する図である。
【図４】表面実装タイプとして構成されたコンデンサを説明する図である。
【図５】表面実装のチップタイプセラミックコンデンサを実装した第二の本実施形態の電子部品実装モジュールを説明する概要図である。
【図６】破線で示す樹脂でモールドされたコンデンサ実装モジュールの典型例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施形態で例示するバスバー積層体は、大電流を利用する例えばコンデンサ等の複数の電子部品を、リフロー半田で平面状に並べて表面実装されて、車載用途等に利用されることができる。従来、バスバー積層体は、上層側のバスバーと下層側のバスバーとのそれぞれが相当程度の厚さを有していることから、実装される電子部品のリード端子が半田付される各バスバーの半田付ポイントに、高さ方向において当該厚さに相当する程度の相違が生じていた。
【００２０】
また、電子部品実装モジュールの技術トレンドは、小型・軽量化の進展とともに、実装される電子部品のチップ化がさらに進んでいる。仮に、実装する電子部品においてチップ部品とリード端子部品が混在するとなると、電気的・機械的に接続固定する半田付が二工程となるので工程が増えてコスト増大を招くため、いずれかに統一されることが好ましいことから、現在はコンデンサとコイルのチップ化が期待されているところである。
【００２１】
実施形態で提案する構成によれば、リフロー半田付後の必須工程である半田付品質確認の工程が容易となり、半田フィレットを画像処理または目視で確認することにより、半田付の品質を評価・確認することが可能となる。また、リフロー半田可能な程度の同一高さは、段差が０．６ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以下とすることがさらに好ましいところ、本実施形態においては各バスバーへの半田付高さの差異をこのようなリフロー半田可能な程度以内に同一高さとすることができる。
【００２２】
図１は、電子部品実装モジュール１０００の全体概要を説明する斜視図である。図１に示すように、電子部品実装モジュール１０００は、第一のバスバー１３００と絶縁シート１４００と第二のバスバー１５００（図１では不図示）とを備え、第一のバスバー１３００上には台座１２００に装着された状態のコンデンサ１１００が複数個表面実装されている。また、第二のバスバー１５００の外面側には、ヒートシンク１６００が面実装（面接触）されている。
【００２３】
図１に示すように、バスバー積層体は大電流の供給が可能であり、かつ放熱性にも優れているため、多数のコンデンサ１１００等の電子部品を高密度で搭載しても、当該電子部品が熱損傷を受けることは回避可能である。特にコンデンサ１１００は高熱に弱いことが知られているが、本発明のバスバー積層体においては高信頼性かつ高耐久性の特性を維持可能である。各バスバー１３００，１５００は、大電流及び放熱を考慮して一定程度の厚さを有する金属で構成されているが、これにより強度的にもかなり強い特性が得られるものとなっている。従って、熱によりその寿命が大きく左右されるコンデンサ等であっても問題なく集積可能となる。
【００２４】
また、図２（ａ）はコンデンサ１１００の中央で切断した場合の構成態様を説明する断面図であり、図２（ｂ）はその拡大図である。図２（ａ）において、第二のバスバー１５００の外面側には面一に熱伝導フィルム１６１０とヒートシンク１６００が貼付されており、これにより第二のバスバー１５００の熱を効率的に外部へ放散することができる。第二のバスバー１５００の外面側には、端子の突出や半田フィレット等の突起障害物が存在しないことから、熱伝導フィルム１６１０やヒートシンク１６００を面一に大面積接触にて貼付することができるので、熱放散特性が向上する。なお、熱伝導フィルム１６１０は省略して直接ヒートシンク１６００のみを設けてもよい。
【００２５】
また、図２（ｂ）に示すように、第二のバスバー１５００が備える第一電極用半田付凸状体１５１０は、第一のバスバー１３００の凸状体用開口部１３１０内に配置されて、第一のバスバー１３００の外面とはリフロー半田が可能な程度に略同一高さとされている。
【００２６】
そして、第一リード端子１１１０および第二リード端子１１２０は、台座１２００に挿通されてその底面で曲折されており、コンデンサ１１００に台座１２００がセットせれることによって表面実装タイプの電子部品として取り扱い可能とされている。また、図２（ｂ）から理解できるように、第一リード端子１１１０は第一電極用半田付凸状体１５１０の平らな頭頂部にリフロー半田付される。ここで、第一リード端子１１１０の少なくとも先端部は、台座１２００から少し突出した状態で、第一電極用半田付凸状体１５１０の平らな頭頂部内からはみ出ることなく収まっているものとする。
【００２７】
これにより、上方から観察した場合に、第一リード端子１１１０の先端部が視認等（視認またはカメラ画像取得及びその処理）可能（視認またはカメラ画像取得及びその処理）となるので、その周りに形成される半田フィレットの状態観察によってリフロー半田の品質確認を行うことができる。また、第二リード端子１１２０の先端部は、台座１２００から少し突出した状態で、第一のバスバー１３００にリフロー半田付されている。
【００２８】
このような構成により、第一電極用半田付凸状体１５１０の頭頂部と、第一のバスバー１３００の凸状体用開口部１３１０の周縁部の平面と、の相互の高さを揃えることが可能となり、リフロー半田の利用も容易となる。
【００２９】
図３は、本実施形態のバスバー積層体の全体構成概要を説明する図である。図３において、バスバー積層体は、紙面上層側に記載されている第一のバスバー１３００と、下層側に記載されている第二のバスバー１５００と、第一のバスバー１３００と第二のバスバー１５００との間に配設された絶縁シート１４００とを備える。第二のバスバー１５００は、第一のバスバー１３００側に突出した第一電極用半田付凸状体１５１０の平坦な頭頂部に、表面実装される電子部品の第一リード端子が、紙面上面側にリフロー半田固定される。また、第一電極用半田付凸状体１５１０は、第一電極用半田付凸状体１５１０に対応する位置に第一のバスバー１３００に設けられた凸状体用開口部１３１０内に所望のクリアランスを設けて非接触となるように配置される。
【００３０】
また、第一のバスバー１３００は、凸状体用開口部１３１０の周縁部において表面実装される電子部品の第二リード端子１１２０が、紙面上面側にリフロー半田固定される。すなわち、本実施形態で示す表面実装タイプの電子部品は、実装側においてリフロー半田付けされるものとする。より詳細には図３のバスバー積層体では、紙面上面側の第一のバスバー１３００の上面に電子部品が表面実装されるものとなり、紙面上面側の第一のバスバー１３００の上面でリフロー半田により当該電子部品のリード端子が半田付固定されるものとなる。各リード端子は、既に説明したようにバスバーに挿入固定されるものではなく、台座底面で曲折されて面接触で実装して半田付されるものである。
【００３１】
各バスバー１３００，１５００は相当程度の厚さを有する金属で形成されており、熱伝導性に優れるとともに大電流を低抵抗で流すことができるものである。バスバー積層体のスムースな放熱効果により、バスバー積層体に搭載される複数の電子部品の熱損傷を防止することができる。
【００３２】
図３から理解できるように、第二のバスバー１５００が備える第一電極用半田付凸状体１５１０に対応する箇所に、より大きな口径の凸状体用開口部１３１０が第一のバスバー１３００に設けられる。第一のバスバー１３００の外面側に搭載された表面実装電子部品の第二リード端子１１２０は、凸状体用開口部１３１０の周辺部において第一のバスバー１３００に電気的及び機械的にリフロー半田付固定される。なお、絶縁シート１２００は、絶縁特性を有する各種フィルム（例えばポリイミドフィルム）やレジスト等の絶縁材の塗布によって形成してもよい。
【００３３】
なお、図３等において、第一のバスバー１３００と第二のバスバー１５００との間の、凸状体用開口部１３１０における絶縁特性をリフロー半田時等においてもより確実に維持するために、絶縁シート１４００の第一電極用半田付凸状体１５１０に対応する開口面積を凸状体用開口部１３１０の開口面積より小さいものとすることができる。
【００３４】
また、絶縁シート１４００の当該箇所の開口からは第一電極用半田付凸状体１５１０のみが露出されるものとして、その他の第二のバスバー１５００の平面部位は露出されないようにするものとできる。これにより、仮にリフロー半田が過剰に凸状体用開口部１３１０辺縁部に付着してその内周壁を伝って第二のバスバー１５００側に漏出したとしても、絶縁シート１４００で阻止されて第二のバスバー１５００に半田が接触することができないものとなり、絶縁特性を確実かつ安全に確保できるものとなる。さらに好ましくは、第一電極用半田付凸状体１５１０を形成する側壁（図２ではテーパ状）や凸状体用開口部１３１０の側壁（図２では垂直周壁）にレジスト剤等の絶縁材を配置・塗布等することにより、絶縁特性がさらに向上するものとなる。
【００３５】
また、図４は、表面実装タイプとして構成された本実施形態で例示実装されるコンデンサ１１００を説明する図である。図４では、電子部品の典型例としてコンデンサ構成を説明しているが、本発明の電子部品はコンデンサに限定されるものではなく、任意の表面実装タイプ電子デバイスであってよい。図４に示すように、コンデンサ１１００は台座１２００にリード端子１１１０，１１２０を挿通した状態で嵌装されていることにより、台座１２００の底面で面接触により実装可能となる。
【００３６】
また、第一リード端子１１１０と第二リード端子１１２０とは、それぞれ台座１２００に挿通されて底面で底面に沿って曲折されて、その少なくとも先端部分が台座１２００の辺縁部から突出した状態となる。このため、コンデンサ１１００及び台座１２００を上方から平面視した場合には、台座１２００のエッジから第一リード端子１１１０と第二リード端子１１２０の各先端部分が視認できる状態とされている。
【００３７】
また、台座１２００の底面には、第一リード端子１１１０と第二リード端子１１２０とのそれぞれの周囲に一対の補助端子１１３０がそれぞれ設けられており、リフロー半田工程において、第一リード端子１１１０と第二リード端子１１２０と共に各補助端子１１３０も半田付されることにより、その固定強度が増大して耐衝撃性や耐振動性を向上させるものとなる。
【００３８】
また、図５は、表面実装のチップタイプセラミックコンデンサ２１００を実装した第二の本実施形態の電子部品実装モジュールを説明する概要図である。チップタイプセラミックコンデンサ２１００は、第一電極２１１０と第二電極２１２０とを備えており、第一電極２１１０が第一電極用半田付凸状体１５１０の平坦な頭頂部内にリフロー半田付されるとともに、第二電極２１２０が第一のバスバー１３００にリフロー半田付される。既に説明しているように、第一電極用半田付凸状体１５１０は、平板状の第二のバスバー１５００の一部が凸形状とされたものであり、第二のバスバー１５００の一部である。
【００３９】
このように形成することにより、第一電極２１１０に対する半田フィレットの一部が、より好ましくは全て、第一電極用半田付凸状体１５１０の平坦な頭頂部内に形成されることとなるので、上方からの平面視の観察・評価によって、リフロー半田工程の品質チェックと確認を容易に迅速に遂行できるものとなる。また、第一電極２１１０と第二電極２１２０との底面全体が半田付されることにより、実装強度が増大して耐振動性や耐衝撃性が向上するとともに熱放熱特性も向上することから、セラミックコンデンサ２１００の信頼性や耐久性・寿命が向上するものとなる。ここで、リフロー半田付けされる表面実装部品の外部端子としては、例えば図２で例示したリード端子や図５で例示する電極端子であってよい。
【００４０】
図６は、破線で示す樹脂１７００でモールドされたコンデンサ実装モジュールの典型例を説明する図である。図６においては、第一のバスバー１３００と第二のバスバー１５００とコンデンサ１１００の一部（典型的には台座を含む略下半分）を樹脂１７００でモールドした状態を示している。なお、図６には明示していないが各リード端子１１１０，１１２０は既に半田付されているものである。
【００４１】
図６に示すように、樹脂１７００でモールドすれば、当該樹脂１７００が、第一電極用半田付凸状体１５１０の周囲空間や、凸状体用開口部１３１０内にも入り込んで充填されるので、放熱特性が向上するのみではなく、全体の強度も大きく増大するものとなり、耐振動性や耐衝撃性・耐久性が向上する。また、半田付に加えてコンデンサ１１００が各バスバー１３００，１５００とモールド一体化されるので、コンデンサ１１００が樹脂１７００でも固定されるものとなって、耐衝撃性も大幅に向上するものとなる。
【００４２】
特に、図３及び図６から明らかなように、板状平面体の平坦なバスバーではなく凹凸形状を備えその表面積が増大したバスバー１３００，１５００とされているので、樹脂１７００との接触面積を大きく確保できるものとなり、放熱特性や接着強度はこれにより増大するものとできる。大きな振動や衝撃・加速度が加わった場合でも、樹脂１７００全体で形状保持するため、リード端子１１２０，１１１０のみで固定している場合に比べて、リード端子１１２０，１１１０への負荷の負担が小さくて済む。また、図示していないが、樹脂１７００にはコンデンサ１１００のガス抜きのための任意の経路孔を設けてもよい。また、ヒートシンク１６００を設けた状態で、さらに樹脂１７００でモールドするものとしてもよい。
【００４３】
本実施形態で例示する電子部品は、電子部品から突出したリード端子をバスバーの挿通孔に貫通させる必要はない。このため、電子部品を表面実装する場合において、電子部品とバスバーとの配向や相対的な向きを表面実装可能な範囲で自由に設計し変更することが可能である。従って、電子部品の実装における汎用性や自由度が向上するものとできる。
【００４４】
本発明のバスバー積層体や電子部品実装モジュール等は、上述の実施形態で説明した構成や方法に限定されるものではなく、当業者に自明な範囲でかつ本発明の技術思想の範囲内で適宜その構成を変更し、組み合わせ適用し、また方法を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、コンデンサを典型例とする複数の電子部品の実装モジュールに好適である。
【符号の説明】
【００４６】
１０００・・電子部品実装モジュール、１１００・・コンデンサ、１１１０・・第一リード端子、１１２０・・第二リード端子、１１３０・・補助端子、１２００・・台座、１３００・・第一のバスバー、１３１０・・凸状体用開口部、１４００・・絶縁シート、１５００・・第二のバスバー、１５１０・・第一電極用半田付凸状体、１６００・・ヒートシンク、１７００・・樹脂。
【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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