(57)【要約】【課題】  高密度に回路を実装でき、且つ、放熱性に優れたパワー回路体を提供する。【解決手段】  熱伝導率の高い金属材より形成された金属配線板２と、この金属配線板２の面の上方位置で、且つ、異なる高さ位置にそれぞれ配索された第１層及び第２層ブスバー３，４と、第１層及び第２層ブスバー３，４と金属配線板２との間の一部にのみ介在され、且つ、第１層及び第２層ブスバー３，４と金属配線板２にそれぞれ接合された異なる高さの第１層用及び第２層用樹脂脚部５，６と、金属配線板２の上方スペースに充填され、第１層及び第２層ブスバー３，４を覆う熱伝導率の高い放熱ジェル１１とを備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導率の高い金属材より形成された金属配線板と、この金属配線板の面の中空位置で、且つ、異なる高さ位置にそれぞれ配索された複数層のブスバーと、この複数層のブスバーと前記金属配線板との間の一部にのみ介在され、且つ、該複数層のブスバーと前記金属配線板にそれぞれ接合された異なる高さの各層用の樹脂脚部とを備えたことを特徴とするパワー回路体。
【請求項２】
請求項１記載のパワー回路体であって、
前記金属配線板の前記複数層のブスバーが配索されたスペースに熱伝導率の高い放熱ジェルを充填し、この放熱ジェルによって前記複数層のブスバーを覆ったことを特徴とするパワー回路体。
【請求項３】
請求項１記載のパワー回路体であって、
前記金属配線板は、アルミニウムを主成分とする材料より形成されたことを特徴とするパワー回路体。
【請求項４】
請求項１記載のパワー回路体であって、
前記複数層の各ブスバーは、アルミニウムを主成分とする材料より形成されたことを特徴とするパワー回路体。
【請求項５】
請求項４記載のパワー回路体であって、
前記金属配線板と前記複数層のブスバーとは、インモールド成形により前記各層用の縁樹脚部を形成して接合したことを特徴とするパワー回路体。
【請求項６】
請求項１記載のパワー回路体であって、
前記複数層のブスバーは、前記金属配線板の近い位置に配索された第１層ブスバーと、前記金属配線板の第１層ブスバーより遠い位置に配索された第２層ブスバーであることを特徴とするパワー回路体。
【請求項７】
請求項１記載のパワー回路体であって、
前記金属配線板は、電気接続箱の外装ケースであることを特徴とするパワー回路体。
【請求項８】
請求項１記載のパワー回路体であって、
前記金属配線板に、インモールド成形により樹脂製のコネクタハウジングを形成して接合したことを特徴とするパワー回路体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブスバー等からの発熱を放熱する放熱構造を備えたパワー回路体に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワー回路体として図４に示すものがある（例えば、特許文献１参照。）。このパワー回路体５０は、図４に示すように、樹脂製の配線板５１にブスバー５２を溶着し、このブスバー５２を溶着した配線板５１を複数層積層することにより形成されている。
【０００３】
上記構成のパワー回路体５０によれば、高密度に回路を実装できる。
【特許文献１】特開平８−２７５３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来のパワー回路体５０では、ブスバー５２からの発熱やブスバー５２上に搭載された発熱部品からの発熱がパワー回路体５０の外部に逃げにくいものであった。特に、エンジンルーム等の環境温度が高い箇所で使用する場合には、温度上昇により半田耐熱温度、電子部品の作動温度範囲を超えてしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、高密度に回路を実装でき、且つ、放熱性に優れたパワー回路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】
【０００６】
請求項１の発明は、熱伝導率の高い金属材より形成された金属配線板と、この金属配線板の面の中空位置で、且つ、異なる高さ位置にそれぞれ配索された複数層のブスバーと、この複数層のブスバーと前記金属配線板との間の一部にのみ介在され、且つ、該複数層のブスバーと前記金属配線板にそれぞれ接合された異なる高さの各層用の樹脂脚部とを備えたことを特徴とする
このパワー回路体では、複数層のブスバーが配索されるため、高密度に回路を実装できる。そして、各層のブスバーが各樹脂脚部を介して支持されているため、各層のブスバーからの熱は絶縁樹脂部を介して熱伝導率の高い金属配線板に伝達され、金属配線板の表面より大気中に効率良く放熱される。また、各層のブスバーの外面のほとんどが従来例のように熱伝達率の低い部材で覆われないため、各層のブスバーからの熱がブスバー自体の外面より効率良く周囲に放熱される。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載のパワー回路体であって、前記金属配線板の前記複数層のブスバーが配索されたスペースに熱伝導率の高い放熱ジェルを充填し、この放熱ジェルによって前記複数層のブスバーを覆ったことを特徴とする。
【０００８】
このパワー回路体では、請求項１の発明の作用に加え、ブスバーの外面からの放熱が放熱ジェルにより促進される。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１記載のパワー回路体であって、前記金属配線板は、アルミニウムを主成分とする材料より形成されたことを特徴とする。
【００１０】
このパワー回路体では、請求項１の発明の作用に加え、金属配線板がプレス成形により容易に製造される。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１記載のパワー回路体であって、前記複数層のブスバーは、アルミニウムを主成分とする材料より形成されたことを特徴とする。
【００１２】
このパワー回路体では、請求項１の発明の作用に加え、ブスバーがアルミ材よりプレス成形により容易に製造される。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４記載のパワー回路体であって、前記金属配線板と前記複数層のブスバーとは、インモールド成形により前記各層用の縁樹脚部を形成して接合したことを特徴とする。
【００１４】
このパワー回路体では、請求項４の発明の作用に加え、金属配線板と樹脂脚部とブスバーとの接合が強固に、且つ、容易に製造される。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１記載のパワー回路体であって、前記複数層のブスバーは、前記金属配線板の近い位置に配索された第１層ブスバーと、前記金属配線板の第１層ブスバーより遠い位置に配索された第２層ブスバーとから構成されたことを特徴とする。
【００１６】
このパワー回路体では、請求項１の発明と同様の作用が得られる。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１記載のパワー回路体であって、前記金属配線板は、電気接続箱の外装ケースであることを特徴とする。
【００１８】
このパワー回路体では、外装ケースを別途設ける必要がない。また、ブスバーや発熱部品の熱が外装ケースを介して電気接続箱の外部に放熱される。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１記載のパワー回路体であって、前記金属配線板に、インモールド成形により樹脂製のコネクタハウジングを形成して接合したことを特徴とする。
【００２０】
このパワー回路体では、請求項１の発明の作用に加え、金属配線板に強固に、且つ、容易にコネクタハウジングが固定される。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、複数層のブスバーが配索されるため、高密度に回路を実装できる。そして、各層のブスバーからの熱は各層用の樹脂脚部を介して熱伝導率の高い金属配線板に伝達され、金属配線板の表面より大気中に効率良く放熱される。また、各層のブスバーの外面のほとんどが従来例のように熱伝達率の低い部材で覆われないため、各層のブスバーからの熱がブスバー自体の外面より効率良く周囲に放熱される。つまり、ブスバーからの熱は樹脂脚部及び金属配線板を伝達する放熱経路とブスバーの外面より直接に放熱する放熱経路とを有し、これらの放熱経路が共に放熱効率が良いため、放熱性に優れている。
【００２２】
請求項２の発明によれば、ブスバーの外面からの放熱が放熱ジェルにより促進されるため、放熱性を向上させることができる。特に、金属基板より離間した層のブスバーの放熱性を向上させることができる。また、ブスバーに発熱部品が搭載される場合には、その発熱部品の外面からの放熱が放熱ジェルにより促進されるため、発熱部品に別個に放熱経路を形成する必要がなく、パワー回路体の小型化を図ることができる。また、上記したように発熱部品からの熱が放熱ジェルに迅速に伝達されるため、熱の平準化によって熱ピーク点が無くなり、温度上昇を極力抑えることができる。さらに、各層のブスバーが放熱ジェルにより覆われているため、防湿性に優れている。
【００２３】
請求項３の発明によれば、金属配線板をプレス成形により容易に製造でき、金属配線板、ひいてはパワー回路体の軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、ブスバーをアルミ材よりプレス成形により容易に製造でき、ブスバー、ひいてはパワー回路体の軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、金属配線板と樹脂脚部との接合、及び、ブスバーと樹脂脚部との接合を強固に、且つ、容易に製造できる。
【００２６】
請求項６の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００２７】
請求項７の発明によれば、外装ケースを別途設ける必要がないため、電気接続箱の部品点数の削減になる。また、ブスバーや発熱部品の熱が外装ケースを介して電気接続箱の外部に放熱されるため、電気接続箱内の温度上昇を有効に抑制できる。
【００２８】
請求項８の発明によれば、金属配線板に強固に、且つ、容易にコネクタハウジングを固定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１〜図３は本発明のパワー回路体を電気接続箱に適用した一実施形態を示し、図１はパワー回路体の斜視図、図２はパワー回路体の分解斜視図、図３はパワー回路体の部分断面図である。
【００３１】
図１及び図２に示すように、パワー回路体１は、金属配線板２と、この金属配線板２の上方位置（中空位置）で、且つ、異なる高さ位置にそれぞれ配索された第１層ブスバー３及び第２層ブスバー４と、第１層ブスバー３及び第２層ブスバー４と金属配線板２との間の一部にのみ介在され、且つ、第１層ブスバー３及び第２層ブスバー４と金属配線板２にそれぞれ接合された第１層用樹脂脚部５及び第２層用樹脂脚部６とを備えている。
【００３２】
金属配線板２は、熱伝導率の高い金属材であるアルミニウムを主成分とする材料（アルミ材）よりプレス成形等で形成されている。金属配線板２は、この実施形態では電気接続箱の外装ケースとして形成され、下面部２ａとこの全周端より立設された側面部２ｂとから構成されている。下面部２ａの適所にはタブ挿入孔７が形成されており、下面部２ａの外面で、且つ、タブ挿入孔７の周囲には樹脂製のコネクタハウジング８が接合されている。このコネクタハウジング８によって外部コネクタ（図示せず）が接続される。
【００３３】
第１層ブスバー３は、アルミニウムを主成分とする材料（アルミ材）よりプレス成形によって所望のパターン形状に形成されている。第１層ブスバー３は、下面部２ａより第１層用樹脂脚部５の高さＨ１だけ上方位置に配索されている。また、第１層ブスバー３の一端部には折曲によってタブ部３ａが形成されており、このタブ部３ａが金属配線板２のタブ挿入孔７内に配置されている。
【００３４】
第２層ブスバー４は、第１層ブスバー３と同様に、アルミニウムを主成分とする材料（アルミ材）よりプレス成形によって所望のパターン形状に形成されている。第２層ブスバー４は、下面部２ａより第２層用樹脂脚部６の高さＨ２（＞Ｈ１）だけ上方位置に配索されている。つまり、第２層ブスバー４と第１層ブスバー３とは互いに接触しない高低差を持って立体的に多層配索されている。第２層ブスバー４の一端部には折り曲げによってタブ部４ａが形成されている。
【００３５】
また、第１層ブスバー３や第２層ブスバー４の上面にはパワートランジスタ等の発熱部品１０（図面では第１層ブスバー３に搭載された例を示す）を含む電子部品が適所に接合されている。そして、第１層ブスバー３及び第２層ブスバー４とこれらに搭載された電子部品（発熱部品を含む）等によって所定の高密度回路が形成されている。
【００３６】
第１層用樹脂脚部５は、絶縁性を有する樹脂より高さ寸法Ｈ１（＜Ｈ２）に形成され、第１層ブスバー３の下方位置の一部のみに配置されている。第１層用樹脂脚部５の高さ寸法Ｈ１は、金属配線板２の下面部２ａに対して第１層ブスバー３の絶縁が保持される程度の微小高さに設定されている。
【００３７】
第２層用樹脂脚部６は、絶縁性を有する樹脂より高さ寸法Ｈ２（＞Ｈ１）に形成され、第２層ブスバー４の下方位置の一部のみに配置されている。第２層用樹脂脚部６の高さ寸法Ｈ２は、第１層ブスバー３に接触せず、且つ、第１層ブスバー３と第２層ブスバー４との間の絶縁が保持される高さに設定されている。
【００３８】
次に、金属配線板２と第１層ブスバー３及び第２層ブスバー４とを第１層用樹脂脚部５及び第２層用樹脂脚部６を介して接合する方法を説明する。金属配線板２と第１層ブスバー３及び第２層ブスバー４を溶液に浸し、ディンプル形成処理を行い、その後、インモールド成形により第１層用樹脂脚部５及び第２層用樹脂脚部６を形成する。すると、第１層用樹脂部５及び第２層用樹脂脚部６の上下面が金属配線板２と第１層ブスバー３及び第２層ブスバー４とに、ディンプルにより強固な引っ張り強度を持って接合される。このインモールド成形によれば、インサート成形と比較して小さな接触面積で所望強度を有する接合が可能である。また、このインモールド成形においては、コネクタハウジング８も同時に形成される。
【００３９】
尚、第１層用樹脂脚部５及び第２層用樹脂脚部６を樹脂材で予め成形し、金属配線板２と第１層用樹脂脚部５及び第２層用樹脂脚部６との間、及び、第１層ブスバー３及び第２層ブスバー４と第１層用樹脂脚部５及び第２層用樹脂脚部６との間を接着剤等を用いてそれぞれ接合しても良く、接合方法を問わない。尚、コネクタハウジング８の製造においても、同様である。
【００４０】
また、金属配線板２の下面部２ａの上方スペースには、熱伝導率の高い放熱ジェル１１が充填されており、この放熱ジェル１１によって第１層ブスバー３及び第２層ブスバー４が共に覆われている。放熱ジェル１１は、熱導電率の高い例えばゴム材により形成されている。
【００４１】
上記したパワー回路体１によれば、第１層ブスバー３と第２層ブスバー４の２層のブスバーが配索されるため、高密度に回路を実装できる。そして、第１層及び第２層ブスバー３，４が第１層用及び第２層用樹脂脚部５，６に一部で支持されているため、第１層及び第２層ブスバー３，４からの熱は第１層及び第２層用樹脂脚部５，６を介して熱伝導率の高い金属配線板２に伝達され、金属配線板２の表面より大気中に効率良く放熱される。また、第１層及び第２層ブスバー３，４の外面のほとんどが従来例のように熱伝達率の低い部材で覆われないため、第１層及び第２層ブスバー３，４からの熱が第１層及び第２層ブスバー３，４自体の外面より効率良く周囲に放熱される。つまり、第１層及び第２層ブスバー３，４からの熱は各樹脂脚部５，６及び金属配線板２を伝達する放熱経路と第１及び第２ブスバー３，４の外面より直接に放熱する放熱経路とを有し、これらの放熱経路が共に放熱効率が良いため、放熱性に優れている。
【００４２】
前記実施形態では、金属配線板２の上方スペースに熱伝導率の高い放熱ジェル１１を充填し、この放熱ジェル１１によって第１層及び第２層ブスバー３，４を覆ったので、第１層及び第２層ブスバー３，４の外面からの放熱が放熱ジェル１１により促進されるため、放熱性を向上させることができる。特に、金属配線板２より離間した位置に配置された第２層ブスバー４は、第１層ブスバー３と比較して金属配線板２からの放熱性が低いため、その放熱性を向上させることができる。また、第１層ブスバー３や第２層ブスバー４に発熱部品１０が搭載される場合には、その発熱部品１０の外面からの放熱が放熱ジェル１１により促進されるため、発熱部品１０に別個に放熱経路を形成する必要がなく、パワー回路体１の小型化を図ることができる。また、上記したように、第１層及び第２層ブスバー３，４や発熱部品１０からの熱が放熱ジェル１１に迅速に伝達されるため、熱の平準化によって熱ピーク点が無くなり、温度上昇を極力抑えることができる。さらに、第１層及び第２層ブスバー３，４が放熱ジェル１１により覆われているため、防湿性に優れている。
【００４３】
前記実施形態では、金属配線板２は、アルミニウムを主成分とする材料より形成されたので、金属配線板２をプレス成形により容易に製造でき、金属配線板２、ひいてはパワー回路体１の軽量化、低コスト化を図ることができる。尚、金属配線板２は、アルミニウムを主成分とする材料以外、例えば、銅材より形成しても良い。
【００４４】
前記実施形態では、第１層及び第２層ブスバー３，４は、アルミニウムを主成分とする材料より形成されたので、第１層及び第２層ブスバー３，４をプレス成形により容易に製造でき、第１層及び第２層ブスバー３，４、ひいてはパワー回路体１の軽量化、低コスト化を図ることができる。尚、第１層及び第２層ブスバー３，４は、アルミニウムを主成分とする材料以外、例えば、銅材より形成しても良い。
【００４５】
前記実施形態では、金属配線板２と第１層及び第２層ブスバー３，４とは、インモールド成形により第１層及び第２層用樹脂脚部５，６を形成して接合したので、金属配線板２と第１層用樹脂脚部５及び第２層用樹脂脚部６との接合、及び、第１層及び第２層ブスバー３，４と第１層用樹脂脚部５及び第２層用樹脂脚部６との接合を強固に、且つ、容易に製造できる。
【００４６】
前記実施形態では、金属配線板２は、電気接続箱の外装ケースとして形成したので、外装ケースを別途設ける必要がないため、電気接続箱の部品点数の削減になる。また、第１層及び第２層ブスバー３，４や発熱部品１０の熱が外装ケースを介して電気接続箱の外部に放熱されるため、電気接続箱内の温度上昇を有効に抑制できる。
【００４７】
前記実施形態では、金属配線板２には、インモールド成形により樹脂製のコネクタハウジング８を形成して接合したので、金属配線板２に強固に、且つ、容易にコネクタハウジング８を固定できる。
【００４８】
尚、前記実施形態のパワー回路体１は、ブスバーが第１層ブスバー３と第２層ブスバー４の２層構造であるが、３層構造以上に形成しても良いことは勿論である。また、前記実施形態のパワー回路体１では、第１層ブスバー３及び第２層ブスバー４が金属配線板２の上面側、つまり、上方スペースに配置されているが、下方スペースに配置されても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態を示し、パワー回路体の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、パワー回路体の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、パワー回路体の部分断面図である。
【図４】従来例のパワー回路体の斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  パワー回路体
２  金属配線板
３  第１層ブスバー（ブスバー）
４  第２層ブスバー（ブスバー）
５  第１層用樹脂脚部（樹脂脚部）
６  第２層用樹脂脚部（樹脂脚部）
８  コネクタハウジング
１０  発熱部品
１１  放熱ジェル
【図１】
2005142498.tif 000003
【図２】
2005142498.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005142498.tif 000006