(57)【要約】【課題】  リフロー処理を施したときの電子部品の位置ずれを回避可能な回路構成体を提供することにある。【解決手段】  ドレイン側接続部２７Ａの外縁に沿って溝部２８が設けられている。このような構成によれば、リフロー時に融けたはんだＳは溝部２８の内側に止まり、それ以上外側には流れ出ない。このようにしてはんだＳの流れ出しを阻止することにより、それに伴う半導体スイッチング素子３１の位置ずれを防止できる。また、溝部２８が、ドレイン側接続部２７Ａの外縁のうち対向する２辺に沿った位置にのみ形成されている。したがって、溝部２８が設けられていない残りの２辺においてはんだフィレットの形成を確認でき、接続信頼性を確保できる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電路と、端子を備えて前記導電路にはんだ付けにより実装された電子部品とを備えた回路構成体において、
前記導電路には、前記端子をはんだ付けするためのはんだが付着するはんだ付着領域の周囲に凹部が設けられていることを特徴とする回路構成体。
【請求項２】
少なくとも一面側に導電路が形成された回路基板と、端子を備えて前記回路基板の前記一面側に実装された電子部品と、前記回路基板の他面側に設けられたバスバーとを備えるとともに、前記回路基板には厚み方向に貫通する開口部が形成され、この開口部内に臨む前記バスバーの露出面に前記端子がはんだ付けされた回路構成体であって、
前記露出面において前記端子をはんだ付けするためのはんだが付着するはんだ付着領域の周囲に凹部が設けられていることを特徴とする回路構成体。
【請求項３】
前記凹部が、前記はんだ付着領域の周囲の一部にのみ形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路構成体。
【請求項４】
複数のはんだ付着領域が並列して設けられ、前記はんだ付着領域の外縁において隣接するはんだ付着領域に対向する位置に前記凹部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回路構成体。
【請求項５】
前記凹部が互いに隣接する複数の前記はんだ付着領域に共有されていることを特徴とする請求項４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、回路構成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載電源から各種電装品へ電力を分配するために、回路基板の一方の面に形成された回路パターンにスイッチング素子等の電子部品が実装されると共に、回路基板の他方の面には、スイッチング素子と電気的に接続されて電力回路を構成するバスバーが絶縁層を介して接着された回路構成体を、防水用のケース内に収容した電気接続箱が用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記のスイッチング素子には、回路パターン及び制御素子から構成される制御回路に接続される制御用端子と、電力回路と接続される電力用端子とが設けられている。このうち電力用端子はバスバーに接続されている。すなわち、回路基板には開口部が設けられており、この開口部の底部にバスバーが露出している。この露出面には、端子との導通を確保するためにメッキが施されている。そして、この開口部内に電力用端子が挿通されて、バスバーとはんだ付けされる。このはんだ付けは、リフローはんだ付けによって行なわれることが一般的である。
【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】
【０００４】
そして、上記のようなリフローはんだ付けでは、溶融時におけるはんだの濡れ性や固化時における良好なはんだフィレットの形成等を考慮して比較的広い領域にはんだを塗布する構成としている。
しかしながら、このように比較的広い領域にはんだを塗布する構成とした場合、リフロー時に電子部品の端子が溶融したはんだの上を移動してしまい、電子部品の位置ずれを引き起こすおそれがあった。
このため、回路パターンを幅広にする等の対策を施すこと等により、このような電子部品の位置ずれに対応していたが、より正確な電子部品の位置決めを可能とすることが望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、リフロー処理を施したときの電子部品の位置ずれを回避可能な回路構成体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための請求項１の発明に係る回路構成体は、導電路と、端子を備えて前記導電路にはんだ付けにより実装された電子部品とを備えた回路構成体において、前記導電路には、前記端子をはんだ付けするためのはんだが付着するはんだ付着領域の周囲に凹部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、少なくとも一面側に導電路が形成された回路基板と、端子を備えて前記回路基板の前記一面側に実装された電子部品と、前記回路基板の他面側に設けられたバスバーとを備えるとともに、前記回路基板には厚み方向に貫通する開口部が形成され、この開口部内に臨む前記バスバーの露出面に前記端子がはんだ付けされた回路構成体であって、前記露出面において前記端子をはんだ付けするためのはんだが付着するはんだ付着領域の周囲に凹部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の回路構成体であって、前記凹部が、前記はんだ付着領域の周囲の一部にのみ形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回路構成体であって、複数のはんだ付着領域が並列して設けられ、前記はんだ付着領域の外縁において隣接するはんだ付着領域に対向する位置に前記凹部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の回路構成体であって、前記凹部が互いに隣接する複数の前記はんだ付着領域に共有されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１および請求項２の発明によれば、はんだ付着領域の周囲に凹部が設けられている。このような構成によれば、リフロー時に融けたはんだは凹部よりも内側に止まり、それ以上外側には流れ出ない。このように、はんだの流れ出し（拡散）を阻止することによって、それ伴う電子部品の位置ずれの防止が可能となる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、凹部が、はんだ付着領域の周囲の一部にのみ形成されている。ここで、はんだ付け時のはんだフィレットの形成状況は、接続信頼性の目安となり、はんだ付けの良否判定に利用されるものであるが、凹部が設けられた位置ではこのはんだフィレットが形成され難くなる。しかし、本発明では、凹部をはんだ付着領域の外縁の一部にのみ形成することとしているので、凹部が形成されていない位置においてはんだフィレットが良好に形成される。これにより、接続信頼性を確保できる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、複数のはんだ付着領域が並列して設けられ、はんだ付着領域の外縁において隣接するはんだ付着領域に対向する位置に凹部が設けられている。このような構成によれば、一の電子部品が隣接する電子部品側に向かって位置ずれして悪影響を及ぼすことを回避できる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、凹部が互いに隣接する複数のはんだ付着領域に共有されている。このような構成によれば、１つの凹部で隣り合う複数の電子部品の位置ずれを規制することができるから、構造の簡素化および製造効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜図５を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態の電気接続箱１は、回路構成体２０をケース１０内に収容したものである。
【００１６】
この電気接続箱１のケース１０は、ロアケース１１と、このロアケース１１の上方から組み付けられるアッパーケース１３とからなる（図１参照）。
ロアケース１１は、合成樹脂等の絶縁材料により形成された枠体１２を備えている。この枠体１２は、回路構成体２０の周縁にほぼ沿った枠状に形成されており、その内側に回路構成体２０をほぼ緊密に嵌めることができるようになっている。この枠体１２には、詳細に図示はしないが、回路構成体２０に設けられる電子部品から発生する熱を放熱するための放熱板が取り付けられている。
【００１７】
アッパーケース１３は、合成樹脂により全体として下面側が開口した浅皿容器状に形成され、回路構成体２０の上方を覆いつつロアケース１１に組み付けられる。アッパーケース１３の前後両面には開口が設けられており、各開口を塞ぐようにしてＰＣＢコネクタ１４及びヒューズボックス１５が装着される。
【００１８】
アッパーケース１３の前端に組み付けられるＰＣＢコネクタ１４は、合成樹脂により前面に開口した横長形状に形成されている。このＰＣＢコネクタ１４内には、回路構成体２０と接続された図示しない外部端子が臨んでいる。また、アッパーケース１３の後端側に組み付けられるヒューズボックス１５は、合成樹脂製であって、アッパーケース１３の後面側を全長にわたって覆うとともに、その上半分がアッパーケース１３の天井面よりも上方に突出する大きさの横長形状に形成されている。このヒューズボックス１５内には、後述のバスバー基板２２に設けられたバスバー端子２２Ａが収容されている。このヒューズボックス１５においてアッパーケース１３の上方に突出した部分には、アッパーコネクタ１６が前方から組み付けられており、ここには相手コネクタ（図示せず）が前面側から嵌合されるようになっている。
【００１９】
このケース１０に収容される回路構成体２０は、図２に示すように、制御回路基板２１と、この制御回路基板２１の下面側に配されるバスバー基板２２とを備えている。制御回路基板２１は、図２に示すように、全体として長方形の板状をなすとともに、その左前端側の角を落したような外形形状に形成され、その上面側には図示しない導体パターンが形成されている。
【００２０】
この制御回路基板２１の下面側には、絶縁性を有する薄い接着シート２３を介してバスバー基板２２が貼り付けられている（図５を併せて参照）。バスバー基板２２は、表面にスズを含有するメッキを施した金属板を打ち抜いて形成されたものであって、電力回路となる導電路をなす複数のバスバー２４が並列して、全体として制御回路基板２１とほぼ整合した外形形状をなしている。このバスバー基板２２の後縁からは複数本のバスバー端子２２Ａが左右に並んで突設されている。
【００２１】
この回路構成体２０の上面側には、電子部品（例えば半導体スイッチング素子３１、機械式リレースイッチ３５）が実装されている。電子部品のうち半導体スイッチング素子３１は、ハウジング３２と、このハウジング３２に設けられた複数の端子３３とを備えている（図４、図５を併せて参照）。複数の端子３３のうち、ドレイン端子（電力用端子）３３Ａはハウジング３２の下面側に全面にわたって設けられている。また、ソース端子（電力用端子）３３Ｂ及びゲート端子（制御用端子）３３Ｃはハウジング３２の側面から突出されて下方へクランク状に折り曲げられ、その先端部が制御回路基板２１またはバスバー基板２２の表面に沿うように配されている。
【００２２】
一方、機械式リレースイッチ３５は、ハウジング３６と、このハウジング３６に接続された複数本の端子３７とを備えている。これらの端子には、バスバー基板２２と接続されて電力回路を制御する電力用端子と、制御回路基板２１と接続されて機械式リレースイッチ３５の駆動を制御する制御用端子とがある。各端子３７はハウジング３６の底部から突出して下方に延出された後、直角に外方に曲げられ、その先端部が制御回路基板２１またはバスバー基板２２の表面に沿うように配されている。
【００２３】
これらの電子部品の端子３３、３７のうち電力用端子はバスバー基板２２に、制御用端子は制御回路基板２１の導体パターン上に設けられたランド部２５に、それぞれはんだ付けにより接続される。以下には、半導体スイッチング素子３１における各端子３３の接続を例にとり説明する（図３、図４参照）。
【００２４】
制御回路基板２１において、半導体スイッチング素子３１の実装位置には、開口部２６が板厚方向に貫通形成されており、この開口部２６からはバスバー基板２２が露出している。この開口部２６は、半導体スイッチング素子３１の上方から見た外形形状よりも一回り大きな矩形状の大孔部２６Ａと、その一辺に設けられてソース端子３３Ｂを挿通可能な矩形状の小孔部２６Ｂとが連結された形状をなしており、バスバー基板２２と積層された際に、ドレイン端子３３Ａが接続されるバスバー２４とソース端子３３Ｂが接続されるバスバー２４とに跨るようにして設けられている。
【００２５】
各バスバー２４の面上においてこれらの大孔部２６Ａ、小孔部２６Ｂ内に露出された領域は、それぞれドレイン端子３３Ａおよびソース端子３３Ｂを接続するためのはんだＳが載せられるドレイン側接続部２７Ａ（本発明のはんだ付着領域に該当する）、およびソース側接続部２７Ｂとされている。これらのうちドレイン側接続部２７Ａの外縁には、対向する２辺に沿った２箇所に、各辺の全長にわたって溝部２８が設けられている。
一方、ゲート端子３３Ｃは、制御回路基板２１上に設けられたランド部２５にはんだ付けにより接続されている。
【００２６】
このような回路構成体２０を製造するためには、まず、表面にスズを含有するメッキを施した金属板をプレス加工で打ち抜くことによりバスバー基板２２を形成する（図５Ａ）。なお、詳細には図示しないが、打ち抜きの時点では、バスバー基板２２を構成する各バスバー２４がばらばらにならないよう、各バスバー２４間およびバスバー２４とこれを取り囲む外枠とが連結片により連結された状態となっている。
次に、このバスバー基板２２の表面のメッキ層２２Ｂをレーザですじ状に削ることにより、溝部２８を形成する（図５Ｂ）。
【００２７】
次に、制御回路基板２１を接着シート２３を介してバスバー基板２２の溝部２８が設けられた面側に貼り付ける（図５Ｃ）。なお、この接着シート２３には、制御回路基板２１の開口部２６に整合する位置に厚さ方向に貫通する貫通孔２３Ａが設けられており、バスバー基板２２の表面が開口部２６内に露出するようになっている。また、この接着工程と併せて、次の部品実装の工程に差し支えない範囲でバスバー端子２２Ａの曲げ加工を行なっても良い。
【００２８】
次に、制御回路基板２１上に電子部品を実装する。ここでは、半導体スイッチング素子３１の実装を例にとり説明する。まず、制御回路基板２１のランド部２５上、および開口部２６内の接続部２７上に例えばスクリーン印刷によりクリームはんだＳを塗布する（図５Ｄ）。このクリームはんだＳとしては鉛フリータイプのものを使用する。そして、半導体スイッチング素子３１を、大孔部２６Ａ内のドレイン側接続部２７Ａにドレイン端子３３Ａが、小孔部２６Ｂ内のソース側接続部２７Ｂにソース端子３３Ｂが、そして制御回路基板２１のランド部２５にゲート端子３３Ｃが整合するように位置合わせして、制御回路基板２１上に載置する（図５Ｅ）。この状態で、図示しないリフロー炉内に回路構成体２０を設置し、はんだ溶融温度まで加熱を行い、その後冷却を行なうことにより、端子３３をはんだ付けする（図５Ｆ）。
【００２９】
このとき、はんだとスズの溶融温度が極めて近いために、リフロー時にクリームはんだＳのみならずメッキ層２２Ｂまでもが融解してしまうことがある。しかし、本実施形態においては、接続部２７Ａ、２７Ｂのうち特に面積が大きく位置ずれの影響が大きくなりがちなドレイン側接続部２７Ａの外縁に沿って２箇所に溝部２８が設けられることによって、このドレイン側接続部２７Ａとそれよりも外側の領域とが分断されているから、融けたクリームはんだＳは溝部２８よりも外側に濡れ広がることはない。このようにしてはんだＳの流れ出しを阻止することにより、それに伴う半導体スイッチング素子３１の位置ずれを防止できる。
【００３０】
ここで、はんだ付け時のはんだフィレットの形成状況は、接続信頼性の目安となり、はんだ付けの良否判定に利用されるものであるが、外縁に溝部２８が設けられるとこのはんだフィレットが形成され難くなる。そこで、本実施形態では、ドレイン側接続部２７Ａの外縁の一部分、すなわち、４つの辺のうち対向する２辺に沿った位置にのみ溝部２８を形成することとした。このようにすれば、溝部２８が形成されていない残りの２辺においては、はんだフィレットが良好に形成されるから、接続信頼性を確保できる。
【００３１】
電子部品の実装が完了したら、バスバー端子２２Ａの曲げ加工や各バスバー２４同士およびバスバー２４と枠体との切り離しを行なって、回路構成体２０が完成する。最後に、この回路構成体２０をケース１０内に収容し、ＰＣＢコネクタ１４及びヒューズボックス１５を組み付けることで、電気接続箱１が完成する。
【００３２】
以上のように本実施形態によれば、ドレイン側接続部２７Ａの外縁に沿って溝部２８が設けられている。このような構成によれば、リフロー時に融けたはんだＳは溝部２８の内側に止まり、それ以上外側には流れ出ない。このようにしてはんだＳの流れ出し（拡散）を阻止することにより、それに伴う半導体スイッチング素子３１の位置ずれを防止できる。
【００３３】
また、溝部２８が、ドレイン側接続部２７Ａの外縁のうち対向する２辺に沿った位置にのみ形成されている。したがって、溝部２８が設けられていない残りの２辺においてはんだフィレットの形成を確認でき、接続信頼性を確保できる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
本実施形態の回路構成体４０は、第１実施形態と同様に制御回路基板４１の裏面側に複数のバスバー４２を並列してなるバスバー基板が貼り付けられたものであり、その制御回路基板４１側の面には、詳細には図示しないが、第１実施形態と同様の電子部品が実装されている。
【００３６】
制御回路基板２１には、半導体スイッチング素子３１の実装位置に開口部４３が形成されている。本実施形態においては、２つの半導体スイッチング素子３１が１つの開口部４３内に並列して実装される。したがって、開口部４３は、この半導体スイッチング素子３１の２つ分の外径形状よりも一回り大きな長方形状の大孔部４３Ａと、この大孔部４３Ａにおける長辺側の一辺の２箇所を外側方向に凹設することにより設けられた小さな矩形状の小孔部４３Ｂとからなる。バスバー４２の面上において大孔部４３Ａに臨む領域は、各半導体スイッチング素子３１のドレイン端子３３Ａに対応する２つのドレイン側接続部４４Ａとされており、２つの小孔部４３Ｂ内に臨む領域は、各半導体スイッチング素子３１のソース端子３３Ｂに対応する２つのソース側接続部４４Ｂとされている。
【００３７】
これらの接続部４４Ａ、４４Ｂのうちドレイン側接続部４４Ａの外縁には、３箇所に溝部４５が設けられている。これらの溝部４５のうち１箇所の溝部４５Ａは、２つのドレイン側接続部４４Ａの間に、すなわち、各ドレイン側接続部４４Ａにおいて隣接するドレイン側接続部４４Ａ側の辺に沿って設けられて、両ドレイン側接続部４４Ａに共有とされている。また、残りの２箇所の溝部４５Ｂは、各ドレイン側接続部４４Ａにおいて中央の溝部４５Ａに沿う辺と対向する辺に沿ってそれぞれ設けられている。
一方、ゲート端子３３Ｃは、制御回路基板４１上に設けられたランド部４６にはんだ付けにより接続されている。
【００３８】
このように本実施形態においても、ドレイン側接続部４４Ａの外縁に沿って溝部４５が設けられているから、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。また、２つのドレイン側接続部４４Ａの間に溝部４５Ａが設けられているから、同一の開口部４３内に複数の半導体スイッチング素子３１を並列させても、半導体スイッチング素子３１が互いに隣接する半導体スイッチング素子３１側に向かって位置ずれして悪影響を及ぼすことを回避できる。さらに、中央の溝部４５Ａは両ドレイン側接続部４４Ａに共有とされているから、構造の簡素化および製造効率の向上を図ることができる。
【００３９】
＜他の実施形態＞
本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
【００４０】
（１）上記各実施形態においては、半導体スイッチング素子３１のドレイン端子に対応するドレイン側接続部２７Ａ、４４Ａに溝部２８、４５が設けられていたが、ソース側接続部２７Ｂ、４４Ｂに凹部を設けても良い。また、他の電子部品をはんだ付けにより実装する場合であっても本発明の凹部を適用できる。
【００４１】
（２）第１実施形態においては、バスバー基板２２の表面のメッキ層２２Ｂをレーザで削ることにより溝部２８を設けたが、例えば図７に示すように、溝部（凹部）２８は、バスバー基板２２の表面のメッキ層２２Ｂ、およびその下の基材２２Ｃの一部をレーザ等で削ることによって設けたものであっても良い。
【００４２】
（３）第１実施形態においてはレーザにより溝部２８を形成したが、例えば周知のサンドブラスト法またはエッチング法でメッキ層を削ることにより凹部を形成しても構わない。
【００４３】
（４）上記各実施形態では、メッキ層２２Ｂはスズを含むメッキ層であったが、メッキ層の成分にはとくに制限はなく、バスバーをメッキするために通常に用いられているものであれば構わない。また、メッキ層は、異なる成分を含む層が複数積層されたものであっても良い。この場合、凹部を形成するために、メッキ層を形成する複数の層の全てを削っても良く、表面側の一部の層のみを削っても良い。
【００４４】
（５）上記実施形態では、バスバー基板２２と制御回路基板２１とを積層した回路構成体２０に電子部品が実装されたが、例えば、制御回路基板を備えず、バスバー基板とその上に実装された電子部品のみを備えるものも本発明に含まれる。また、上記実施形態では複数のバスバーが並列して形成されたバスバー基板を使用したが、例えばただ１本のバスバー上に電気部品が実装されたものも本発明に含まれる。
【００４５】
（６）上記実施形態では、ドレイン側接続部２７Ａ、４４Ａにおいて対向する２辺に沿って、この辺の全長にわたって溝部２８、４５が設けられていたが、凹部の長さには特に制限はなく、はんだ付着領域の対応する各辺の長さよりも短くされていても構わない。また、例えば、はんだ付着領域の１辺に沿って複数の凹部が間隔を空けて設けられていても構わない。
【００４６】
（７）第１実施形態では、ドレイン側接続部２７Ａにおいて半導体スイッチング素子３１のソース端子３３Ｂ、ゲート端子３３Ｃが突出する側の辺に対応する辺と、これと対向する辺とに沿って溝部２８が設けられていたが、凹部を設ける位置については特に制限はなく、はんだの流れを規制したい位置に設ければ良い。具体的には、例えば図８Ａに示すように、上記２辺と交差する２辺に沿って溝部５１が設けられていても良い。あるいは、図８Ｂに示すように、互いに交差する２辺に沿ってＬ字状の溝部５２が設けられていても良い。あるいは、図８Ｃに示すように、ドレイン側接続部２７Ａの４つの角部にＬ字状の溝部５３が設けられていても良い。
【００４７】
（８）上記実施形態では、凹部をバスバー基板２２上に形成するものであったが、これに限らず、例えば、基板上に配設した導電路（例えば圧膜基板の導電路）に形成するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１実施形態の電気接続箱の斜視図
【図２】回路構成体の斜視図
【図３】電子部品搭載前の回路構成体の部分拡大上面図
【図４】電子部品搭載後の回路構成体の部分拡大上面図
【図５】回路構成体の製造工程を示す側断面図
【図６】第２実施形態の回路構成体の部分拡大上面図
【図７】他の実施形態（２）の回路構成体の製造工程を示す側断面図
【図８】他の実施形態（７）の回路構成体の部分拡大上面図
【符号の説明】
【００４９】
２０、４０…回路構成体
２１、４１…制御回路基板
２４、４２…バスバー
２６…開口部
２７Ａ…ドレイン側接続部（はんだ付着領域）
２８…溝部（凹部）
３１…半導体スイッチング素子（電子部品）
３３…端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007088020.tif 000005
【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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