(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路を含む回路基板と、前記回路基板に実装されたディスクリート部品と、前記ディスクリート部品に設けられたリード部と、前記回路基板に取り付けられると共に前記リード部に接続される金属製の中継部材と、前記回路基板に取り付けられると共に相手側コネクタ端子に接続可能なコネクタ端子と、前記中継部材と前記コネクタ端子とをワイヤーボンディングによって接続する金属線と、を備えた回路構成体。
【請求項２】
前記中継部材は、前記回路基板の少なくとも一方の面にプリント配線技術によって形成された中継ランドに半田付けにより接続されている請求項１に記載の回路構成体。
【請求項３】
前記ディスクリート部品の前記リード部は前記中継ランドに半田付けされており、且つ、前記ディスクリート部品の前記リード部は前記中継部材の側縁と当接している請求項２に記載の回路構成体。
【請求項４】
前記中継部材は、前記回路基板の少なくとも一方の面に接着層を介して接着されている請求項１に記載の回路構成体。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の回路構成体と、前記回路構成体を収容するケースと、前記ケースに設けられて、前記相手側コネクタ端子を収容する相手側コネクタと嵌合可能であると共に前記コネクタ端子を収容するコネクタハウジングと、を備えた電気接続箱。
【請求項６】
前記回路基板には前記金属線が埋設される合成樹脂部が形成されている請求項５に記載の電気接続箱。
【請求項７】
前記合成樹脂部は前記回路基板をモールド成形することで形成される請求項６に記載の電気接続箱。
【請求項８】
前記ケースは、前記合成樹脂部が形成された前記回路基板をさらにモールド成形することにより形成される請求項６または請求項７に記載の電気接続箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクリート部品が実装された回路基板を含む回路構成体、及びこの回路構成体をケース内に収容する電気接続箱に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回路を含む回路基板と、この回路基板に実装される半導体スイッチング素子と、この半導体スイッチング素子に接続されるバスバーと、このバスバーと一体に形成されたコネクタ端子と、を備えた回路構成体が知られている（特許文献１参照）。この回路構成体は、車両の電源と、車載電装品との間に配設されて、車載電装品の通電、及び断電を実行する。上記の半導体スイッチング素子は、半導体チップを樹脂モールド成形してなる、いわゆるディスクリート部品である。
【特許文献１】特開２００３−１６４０３９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のバスバーは、車載電装品の通電、及び断電を実行する電力回路に適用さている。このため、比較的に大きな電流を流すためにバスバーを大型化する必要がある。すると、回路構成体が全体的に大型化するという問題がある。
【０００４】
上記の問題を解決するため、例えば、半導体スイッチング素子と、コネクタ端子とを金属線を介してワイヤーボンディングにより接続することが考えられる。これによりバスバーを省略できるので、回路構成体の小型化が期待された。
【０００５】
しかし、上記のようなディスクリート部品のリード部は、導電路と半田付けしやすい形状に形成されているため、比較的に細く、小さい。このため、ワイヤーボンディングには適さないという問題がある。
【０００６】
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、ディスクリート部品のリード部に対してワイヤーボンディング可能な回路構成体及び電気接続箱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】
本発明は、回路構成体であって、回路を含む回路基板と、前記回路基板に実装されたディスクリート部品と、前記ディスクリート部品に設けられたリード部と、前記回路基板に取り付けられると共に前記リード部に接続される金属製の中継部材と、前記回路基板に取り付けられると共に相手側コネクタ端子に接続可能なコネクタ端子と、前記中継部材と前記コネクタ端子とをワイヤーボンディングによって接続する金属線と、を備える。
【０００８】
また、本発明は、電気接続箱であって、回路構成体と、前記回路構成体を収容するケースと、前記ケースに設けられて、前記相手側コネクタ端子を収容する相手側コネクタと嵌合可能であると共に前記コネクタ端子を収容するコネクタハウジングと、を備える。
【０００９】
本発明によれば、ディスクリート部品のリード部は中継部材に接続されている。この中継部材とコネクタ端子とは、金属線をワイヤーボンディングすることにより接続されている。この結果、ディスクリート部品と、コネクタ端子とを、ワイヤーボンディングにより接続することができる。
【００１０】
本発明の実施態様としては、以下の構成が好ましい。
前記中継部材は、前記回路基板の少なくとも一方の面にプリント配線技術によって形成された中継ランドに半田付けにより接続されていてもよい。
【００１１】
上記の構成によれば、回路基板に電子部品を半田付けするための設備を用いて、中継部材を中継ランドに取り付けることができる。このため、中継部材を回路基板に取り付けるための設備を別途設けなくてもよいので、製造コストを低減できる。
【００１２】
前記ディスクリート部品の前記リード部は前記中継ランドに半田付けされており、且つ、前記ディスクリート部品の前記リード部は前記中継部材の側縁と当接していてもよい。
【００１３】
上記の構成によれば、ディスクリート部品のリード部は、中継部材の側縁と当接することで、中継部材と電気的に接続される。この結果、ディスクリート部品のリード部と中継部材とを半田付けする場合に比べて、中継部材の表面が半田等により汚染されることを抑制できる。これにより、中継部材と金属線とを確実にワイヤーボンディングすることができる。
【００１４】
前記中継部材は、前記回路基板の少なくとも一方の面に接着層を介して接着されていてもよい。
【００１５】
上記の構成によれば、中継部材を回路基板に接着できる。
【００１６】
前記回路基板には前記金属線が埋設される合成樹脂部が形成されていてもよい。
【００１７】
上記の構成によれば、電気接続箱に振動等が加えられた場合でも、金属線が合成樹脂部によって保持されることにより、金属線が揺動することを抑制できる。この結果、金属線と中継部材との間、又は金属線とコネクタ端子との間のワイヤーボンディング部分に力が加わって、接触不良等が生じることを抑制できるから、中継部材とコネクタ端子との間の電気的な接続信頼性を向上させることができる。
【００１８】
前記合成樹脂部は前記回路基板をモールド成形することで形成される構成としてもよい。
【００１９】
上記の構成によれば、モールド成形という簡易な手法により、金属線を合成樹脂材によって保持できる。
【００２０】
前記ケースは、前記合成樹脂部が形成された前記回路基板をさらにモールド成形することにより形成される構成としてもよい。
【００２１】
上記の構成によれば、合成樹脂部と、ケースとの間に隙間が生じることを抑制できる。これにより、ケース内において回路基板が振動等することを抑制できるので、中継部材とコネクタ端子との間の電気的な接続信頼性を一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ディスクリート部品のリード部に金属線をワイヤーボンディングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜実施形態１＞
本発明を車両（図示せず）に搭載される電気接続箱１０に適用した実施形態１を図１ないし図８を参照しつつ説明する。本実施形態に係る電気接続箱１０は、ケース１１内に回路構成体１２を収容してなる。この電気接続箱１０は、車載電源（図示せず）と、ランプ、ホーン等の車載電装品（図示せず）との間に配設されて、車載電装品に対して通電、及び断電を実行する。なお、以下の説明においては、図１における上側を表側とし、下側を裏側とし、図１における右方を上方とし、左方を下方とし、図６における右方を右方とし、左方を左方とする。
【００２４】
図５に示すように、回路構成体１２は、回路を含む回路基板１３と、この回路基板１３に実装された電子部品１４と、を含む。回路基板１３の表面（図５における上面）と、裏面（図５における下面）との双方には、プリント配線技術によって導電路が形成されている。図中、導電路の詳細なパターンについては省略してある。回路基板１３の表面及び裏面に形成された導電路には複数の電子部品１４が半田付けにより実装されている。
【００２５】
図６に示すように、回路基板１３は、左右方向（図６における左右方向）にやや細長い矩形状をなしている。回路基板１３の表面（図６において紙面を貫通する方向手前側の面）には、矩形状をなした複数のバスバー接続ランド１５が、プリント配線技術により形成されている。このバスバー接続ランド１５には第１バスバー１６及び第２バスバー１７が配設されている。図６において左側には第１バスバー１６が配されており、右側には第２バスバー１７が配されている。第１バスバー１６及び第２バスバー１７は、バスバー接続ランド１５に半田付けされている。
【００２６】
第１バスバー１６は、金属板材をプレス加工することにより形成される。第１バスバー１６は、左右方向（図６における左右方向）に延びる部分と、この左右方向に延びる部分の左端部から上方に延びる部分と、からなる。第１バスバー１６のうち左右方向に延びる部分には、複数（本実施形態では４つ）の半導体リレー１８（ディスクリート部品に相当）の裏面に形成されたドレイン端子が、それぞれ半田付けされている。
【００２７】
第２バスバー１７は、上下に並んで形成された一対の左右方向（図６における左右方向）に延びる部分と、この一対の左右方向に延びる部分を上下に連結する部分と、左右方向に延びる部分のうち上側に位置するものの右端部から上方に延びる部分と、からなる。第２バスバー１７のうち上側に位置して左右方向に延びる部分は、第１バスバー１６のうち左右方向に延びる部分と、左右方向について略整合するように配されている。第２バスバー１７のうち上側に位置して左右方向に延びる部分には、複数（本実施形態では２つ）の半導体リレー１８（ディスクリート部品に相当）のドレイン端子が、それぞれ半田付けされている。第２バスバー１７のうち下側に位置して左右方向に延びる部分には、複数（本実施形態では４つ）の半導体リレー１８（ディスクリート部品に相当）のドレイン端子が、それぞれ半田付けされている。
【００２８】
各半導体リレー１８の上端縁からは、複数（本実施形態では７つ）のリード部１９が上方（図６における上方）に突出して形成されている。本実施形態においては、このリード部１９のうち右端から４本目まではゲート端子とされており、回路基板１３に形成された導電路に半田付けされている。
【００２９】
本実施形態においては、各半導体リレー１８のリード部１９のうち左端から３本目まではソース端子とされている。図７及び図８に示すように、半導体リレー１８のソース端子は、金属板材からなる略矩形状をなす中継部材２０の表面（図８における上面）のうち、図８における左側の部分に半田付けされている。図８に示すように、この中継部材２０の裏面（図８における下面）は、回路基板１３の表面（図８における上面）にプリント配線技術により形成された中継ランド２１に半田付けされている。
【００３０】
また、中継部材２０の表面（図８における上面）のうち、図８における右側の部分には、金属線２２の一方の端部が公知のワイヤーボンディングによって接続されている。
【００３１】
図６に示すように、金属線２２の他方の端部は、回路基板１３の上端縁に左右方向に並んで配設された複数のコネクタ端子２３に、公知のワイヤーボンディングによって接続されている。コネクタ端子２３は金属板材をプレス加工することにより形成される。各コネクタ端子２３は上下方向（図６における上下方向）に細長い略矩形状をなしている。コネクタ端子２３の下端部は、金属線２２と接続される接続部２４とされる。
【００３２】
コネクタ端子２３のうち、図６における左端部に位置するコネクタ端子２３は、第１バスバー１６の上端部と、複数（本実施形態では４本）の金属線２２によって接続されている。また、コネクタ端子２３のうち図６における右端部に位置するコネクタ端子２３は、第２バスバー１７の上端部と、複数（本実施形態では３本）の金属線２２によって接続されている。
【００３３】
コネクタ端子２３のうち、図６において左端から２番目に位置するコネクタ端子２３は、２つの中継部材２０から２本ずつ延びた、合計４本の金属線２２と接続されている。また、左右方向の中央付近に位置するそれぞれのコネクタ端子２３は、各中継部材２０から２本ずつ延びた金属線２２と、接続されている。
【００３４】
図５に示すように、コネクタ端子２３は、回路基板１３の上端部に取り付けられた保持部材２５に保持されている。保持部材２５は合成樹脂材からなる。保持部材２５には、コネクタ端子２３の軸方向（図５における左右方向）に延びて、表裏方向（図５における上下方向）からコネクタ端子２３に当接する当接部２６を備える。当接部２６は、回路基板１３の板面に交差する方向（図５における上下方向）に複数段（本実施形態では２段）に並んで形成されている。
【００３５】
当接部２６の上端縁（図５における右端縁）には、コネクタ端子２３の軸方向と交差する方向（図５における上下方向）に突出するフランジ部２７が形成されている。フランジ部２７には、コネクタ端子２３の軸方向（図５における左右方向）に貫通する第１貫通孔２８が形成されている。この第１貫通孔２８内には、それぞれコネクタ端子２３が挿通されている。これにより、コネクタ端子２３は配列した状態で保持部材２５に保持されている。
【００３６】
図６に示すように、当接部２６の下端縁（図６における下端縁）からは、下方（図６における下方）に垂下する複数の脚部２９が形成されている。図５に示すように、脚部２９からは、裏面側（図５における下方）に突出するピン３０が形成されている。このピン３０が、回路基板１３のうちピン３０に対応する位置に形成された第２貫通孔３１内に挿通されることにより、保持部材２５が回路基板１３に取り付けられている。
【００３７】
図５に示すように、回路基板１３の板面に交差する方向に２段に並ぶコネクタ端子２３のうち、回路基板１３に近い側に位置するコネクタ端子２３の長さ寸法は、回路基板１３から離れた位置にあるコネクタ端子２３よりも長く設定されている。これにより、保持部材２５に保持された状態で、回路基板１３に近い側に位置するコネクタ端子２３の接続部２４は、回路基板１３から離れた位置にあるコネクタ端子２３の接続部２４に対して、コネクタ端子２３の軸方向（詳細には図５における左方）に突出した状態でずれて位置している。
【００３８】
回路構成体１２は、この回路構成体１２をモールド成形することにより形成された合成樹脂部３２によって覆われている。合成樹脂部３２には、金属線２２が埋設されている。また、合成樹脂部３２には、半導体リレー１８、第１バスバー１６、及び第２バスバー１７も埋設されている。
【００３９】
合成樹脂部３２の外側には、ケース１１がモールド成形されている。図５に示すように、合成樹脂部３２の外面とケース１１の内面とは、密着している。合成樹脂部３２は、ケース１１を形成する合成樹脂材よりも弾性率の小さな材料で形成されている。
【００４０】
図５に示すように、ケース１１の上端部（図５における右端部）には、上方（図５における右方）に開口して、図示しない相手側コネクタと嵌合可能なコネクタハウジング３３が、ケース１１と一体に形成されている。コネクタハウジング３３の内部には、コネクタ端子２３が、コネクタハウジング３３の奥壁を貫通して収容されている。コネクタ端子２３は、相手側コネクタに収容された相手側コネクタ端子２３（図示せず）と接続可能になっている。保持部材２５は、コネクタハウジング３３の奥壁の内部に埋設されている。
【００４１】
続いて、本実施形態の製造工程の一例を説明する。図１に示すように、回路基板１３の表裏両面に、プリント配線技術によって導電路、バスバー接続ランド１５、及び中継ランド２１を形成する。回路基板１３の裏面（図１における下面）に形成された導電路には、電子部品１４を例えばリフロー半田付けによって実装する。
【００４２】
続いて、回路基板１３の表面（図１における上面）に形成した導電路に、電子部品１４を載置する。また、回路基板１３の表面に形成したバスバー接続ランド１５に、第１バスバー１６及び第２バスバー１７を載置すると共に、中継ランド２１に中継部材２０を載置する。続いて、例えばリフロー半田付けにより、電子部品１４、第１バスバー１６、第２バスバー１７、及び中継部材２０を、導電路及び各ランドに半田付けする。
【００４３】
続いて、第１バスバー１６及び第２バスバー１７の表面（図１における上面）に半導体リレー１８のドレイン端子を載置し、中継部材２０の表面に半導体リレー１８のソース端子を載置し、回路基板１３の導電路に半導体リレー１８のゲート端子を載置する。続いて、例えばリフロー半田付けすることにより、半導体リレー１８の各端子を、第１バスバー１６、第２バスバー１７、中継部材２０、及び導電路に半田付けする。
【００４４】
続いて、保持部材２５の第１貫通孔２８内にコネクタ端子２３を挿通する。その後、コネクタ端子２３が挿通された保持部材２５のピン３０を、回路基板１３に形成された第２貫通孔３１内に、回路基板１３の表面側（図２における上側）から挿通する。
【００４５】
続いて、図３に示すように、回路基板１３に配設された中継部材２０と、コネクタ端子２３の接続部２４とを、ワイヤーボンディングによって金属線２２で接続する。ワイヤーボンディングは公知の手法を用いることが可能であり、ボールボンディング、ワイヤーボンディング等を用いることができる。金属線２２としては必要に応じて任意の金属を用いることが可能であって、例えばアルミニウム線、金線等を用いることができる。本実施形態のように車載用の電気接続箱１０においては、比較的に大きな電流が流れるので、アルミニウム線が好ましい。
【００４６】
また、図６に示すように、上記と同様にして、コネクタ端子２３の接続部２４と、第１バスバー１６及び第２バスバー１７とを、ワイヤーボンディングにより金属線２２で接続する。
【００４７】
続いて、図４に示すように、回路構成体１２をモールド成形することにより、合成樹脂部３２を形成する。回路構成体１２は、合成樹脂部３２によってほぼ埋設された状態になっている。回路構成体１２のうち、合成樹脂部３２の上端からは、コネクタ端子２３の上端部及び保持部材２５の上端部が突出している。
【００４８】
続いて、図５に示すように、合成樹脂部３２が形成された回路構成体１２を、さらにモールド成形することにより、ケース１１を形成する。ケース１１の上端部には、コネクタハウジング３３が一体に形成されている。このコネクタハウジング３３内には、コネクタ端子２３が配されている。これにより電気接続箱１０が完成する。
【００４９】
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態によれば、半導体リレー１８のリード部１９は中継部材２０に接続されている。この中継部材２０とコネクタ端子２３とは、金属線２２をワイヤーボンディングすることにより接続されている。この結果、半導体リレー１８と、コネクタ端子２３とを、ワイヤーボンディングにより接続することができる。これにより、半導体リレー１８とコネクタ端子２３とを接続するバスバーを省略できるので、回路構成体１２及び電気接続箱１０を小型化できる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、回路基板１３に電子部品１４を半田付けするための設備を用いて、中継部材２０を中継ランド２１に取り付けることができる。このため、中継部材２０を回路基板１３に取り付けるための設備を別途設けなくてもよいので、製造コストを低減できる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、回路基板１３には金属線２２が埋設される合成樹脂部３２が形成されている。このため、車両に搭載された電気接続箱１０に振動等が加えられた場合でも、金属線２２が合成樹脂部３２によって保持されることにより、金属線２２が揺動することを抑制できる。この結果、金属線２２と中継部材２０との間、又は金属線２２とコネクタ端子２３との間のワイヤーボンディング部分に力が加わって、接触不良等が生じることを抑制できるから、中継部材２０とコネクタ端子２３との間の電気的な接続信頼性を向上させることができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、合成樹脂部３２は回路基板１３をモールド成形することで形成されている。これにより、モールド成形という簡易な手法により、金属線２２を合成樹脂材によって保護できる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、ケース１１は、合成樹脂部３２がモールド成形された回路基板１３をさらにモールド成形することにより形成される。この結果、合成樹脂部３２と、ケース１１との間に隙間が生じることを抑制できる。これにより、ケース１１内において回路基板１３が振動等することを抑制できるので、中継部材２０とコネクタ端子２３との間の電気的な接続信頼性を一層向上させることができる。
【００５４】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図９及び図１０を参照しつつ説明する。本実施形態においては、回路基板１３の表面に形成された、中継ランド２１の下部（図９における下部）には、半導体リレー１８のリード部１９のうちソース端子が半田付けされている。この中継ランド２１の上部（図９における上部）には、略矩形状をなす金属板材からなる中継部材２０が半田付けされている。この中継部材２０の表面（図１０における上面）には、ワイヤーボンディングにより金属線２２の一方の端部が接続されている。図１０に示すように、半導体リレー１８のリード部１９のうちソース端子の先端は、中継部材２０の側縁に当接している。
【００５５】
上記以外の構成については、実施形態１と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５６】
本実施形態によれば、半導体リレー１８のリード部１９と中継部材２０とは、半導体リレーのリード部１９の先端が中継部材２０の側縁と当接することで電気的に接続される。さらに、半導体リレー１８のリード部１９と中継部材２０とは、中継ランド２１を介して電気的に接続されている。この結果、半導体リレー１８のリード部１９と中継部材２０とを半田付けする場合に比べて、中継部材２０の表面が半田等により汚染されることを抑制できる。これにより、中継部材２０と金属線２２とを確実にワイヤーボンディングすることができる。
【００５７】
＜実施形態３＞
本発明の実施形態３を図１１及び図１２を参照しつつ説明する。本実施形態においては、図１２に示すように、回路基板１３の表面には、接着層３４を介して金属板材からなる中継部材２０が接着されている。この中継部材２０の下部（図１１における下部）には、半導体リレー１８のリード部１９のうちソース端子が、半田付けされている。また、中継部材２０の上部（図１２における右側）には、金属線２２の一方の端部がワイヤーボンディングにより接続されている。接着層３４は、接着剤を回路基板１３に公知の手法により塗布したものでもよいし、また、接着シートでもよい。
【００５８】
上記以外の構成については、実施形態１と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５９】
＜他の実施形態＞
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、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態においては、ディスクリート部品として半導体リレー１８を用いたが、これに限られず、必要に応じて、抵抗、ダイオード等の任意のディスクリート部品を用いてもよい。
（２）本実施形態においては、合成樹脂部３２は回路基板１３にモールド成形することにより形成したが、これに限られず、例えば、回路基板１３に合成樹脂材を塗布することによって形成してもよいし、また、回路基板１３をケース１１内に収容し、ケース１１内に充填材を充填することによって形成してもよく、必要に応じて任意の材料、任意の方法を取りうる。
（３）本実施形態においては、ケース１１はモールド成形する構成としたが、これに限られず、合成樹脂材によって回路構成体１２と別体に形成されたケース１１内に回路構成体１２を収容する構成としてもよい。
（４）本実施形態においては、半導体リレー１８は回路基板１３の表面に配設される構成としたが、これに限られず、回路基板１３の裏面、又は回路基板１３の表裏両面に配設される構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態１に係る電気接続箱の製造工程を示す側断面図
【図２】電気接続箱の製造工程を示す側断面図
【図３】回路構成体を示す側断面図
【図４】回路構成体に合成樹脂部を形成した状態を示す側断面図
【図５】電気接続箱を示す側断面図
【図６】回路構成体を示す正面図
【図７】半導体リレーと中継部材との接続構造を示す要部拡大正面図
【図８】半導体リレーと中継部材との接続構造を示す要部拡大側断面図
【図９】実施形態２に係る電気接続箱において、半導体リレーと中継部材との接続構造を示す要部拡大正面図
【図１０】半導体リレーと中継部材との接続構造を示す要部拡大側断面図
【図１１】実施形態３に係る電気接続箱において、半導体リレーと中継部材との接続構造を示す要部拡大正面図
【図１２】半導体リレーと中継部材との接続構造を示す要部拡大側断面図
【符号の説明】
【００６１】
１０…電気接続箱
１１…ケース
１２…回路構成体
１３…回路基板
１８…半導体リレー（ディスクリート部品）
１９…リード部
２０…中継部材
２１…中継ランド
２２…金属線
２３…コネクタ端子
３２…合成樹脂部
３３…コネクタハウジング
３４…接着層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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