(57)【要約】【課題】製造コストと抑えて回路基板１５と放熱部材２３とを貼り合わせることが可能な回路構成体を提供する。【解決手段】回路構成体１０は、回路基板１５と、回路基板１５に重ねられ、回路基板１５の熱を放熱する放熱部材２３と、放熱部材２３における回路基板１５側の面に形成される絶縁層２６と、回路基板１５と放熱部材２３との間のうち所定の領域に配される粘着剤２０Ａからなる粘着部２０と、回路基板１５と放熱部材２３との間のうち所定の領域以外の領域に配され、回路基板１５と放熱部材２３との貼り合わせ時の貼着力が粘着剤２０Ａよりも弱い接着剤２２Ａからなる接着部２２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
前記回路基板に重ねられ、前記回路基板の熱を放熱する放熱部材と、
前記放熱部材における前記回路基板側の面に形成される絶縁層と、
前記回路基板と前記放熱部材との間のうち所定の領域に配される粘着剤からなる粘着部と、
前記回路基板と前記放熱部材との間のうち前記所定の領域以外の領域に配され、
前記回路基板と前記放熱部材との貼り合わせ時の貼着力が前記粘着剤よりも弱い接着剤からなる接着部と、を備える回路構成体。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記接着剤と同一の接着剤から形成されている請求項１に記載の回路構成体。
【請求項３】
前記接着剤は、エポキシ樹脂系の接着剤である請求項１又は請求項２に記載の回路構成体。
【請求項４】
前記接着剤は、熱伝導性の高い放熱接着剤である請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の回路構成体。
【請求項５】
前記回路基板には、電子部品が実装されており、
前記放熱接着剤は、前記電子部品が重なる領域に配されている請求項４に記載の回路構成体。
【請求項６】
前記回路基板は、絶縁板に導電路が形成されてなる絶縁基板と、前記絶縁基板に重ねられる金属からなるバスバーとを有し、前記バスバーに前記接着剤が密着している請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の回路構成体。
【請求項７】
放熱部材の面に絶縁層を形成し、前記絶縁層の上の所定の領域に粘着剤を配するとともに、前記所定の領域以外の領域に回路基板と前記放熱部材との貼り合わせ時の貼着力が前記粘着剤よりも弱い接着剤を配し、前記回路基板と前記放熱部材とを貼り合わせる回路構成体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路構成体及び回路構成体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路基板とこの回路基板の熱を外部に放熱する放熱部材とが重ねられた回路構成体が知られている。この種の回路構成体は、回路基板が放熱部材の上に接着剤で接着されている。特許文献１は、放熱部材の上に塗布された接着剤の上に絶縁繊維を編んでシート状としたシート状体を重ねると、シート状体の全体にほぼ均一に接着剤が透過する。このシート状体の上に回路体を重ね、回路体を放熱部材側に押し付けることで、回路体を放熱部材上に固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５１６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１では、回路体を放熱板上に固定する際に回路体を放熱板側に押し付けているが、回路体を押し付ける力が不均一になると、接着剤の接着が不十分な箇所が生じ、回路体と放熱板との間が剥がれて放熱性が低下するおそれがある。ここで、回路体を押し付ける力を均一にするための治具を用いて回路体を放熱板に押し付けることが可能であるが、この場合、治具を用意する必要があるだけでなく、治具を使用した作業に手間がかかり、回路構成体の製造コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
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、製造コストと抑えて回路基板と放熱部材とを貼り合わせることが可能な回路構成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】
本発明の回路構成体は、回路基板と、前記回路基板に重ねられ、前記回路基板の熱を放熱する放熱部材と、前記放熱部材における前記回路基板側の面に形成される絶縁層と、前記回路基板と前記放熱部材との間のうち所定の領域に配される粘着剤からなる粘着部と、前記回路基板と前記放熱部材との間のうち前記所定の領域以外の領域に配され、前記回路基板と前記放熱部材との貼り合わせ時の貼着力が前記粘着剤よりも弱い接着剤からなる接着部と、を備える。
本発明の回路構成体の製造方法は、放熱部材の面に絶縁層を形成し、前記絶縁層の上の所定の領域に粘着剤を配するとともに、前記所定の領域以外の領域に回路基板と前記放熱部材との貼り合わせ時の貼着力が前記粘着剤よりも弱い接着剤を配し、前記回路基板と前記放熱部材とを貼り合わせる。
【０００７】
回路基板と放熱部材との間を接着剤のみで貼り付ける場合には、一般に、回路基板と放熱部材との間の治具等を用いて長時間加圧する必要があるため、製造コストが高くなるという問題がある。本構成によれば、回路基板と放熱部材との間のうち所定の領域については回路基板と放熱部材との貼り合わせ時の貼着力が接着剤よりも強い粘着剤が配されるため、回路基板と放熱部材とを貼り合わせた際には、粘着剤の粘着力によって、回路基板と放熱部材とを貼り合わせた状態に保持することが可能になる。これにより、回路基板と放熱部材とを加圧する作業を少なくすることが可能になるため、製造工程を簡素化することが可能になる。よって、製造コストを抑えて回路基板と放熱部材とを貼り合わせることができる。
ここで、回路基板と放熱部材との間に粘着剤や接着剤を用いた貼り合わせの際に回路基板と放熱部材とを両側から加圧すると、粘着剤や接着剤が押し潰されて変形し、回路基板と放熱部材との間の絶縁性が低下することが懸念される。本構成によれば、放熱部材における回路基板側の面には絶縁層が形成されているため、粘着剤や接着剤が押し潰されて変形したとしても絶縁層によって回路基板と放熱部材との間の絶縁性を保つことが可能になる。よって、回路基板と放熱部材との貼り合わせの際の加圧に起因した絶縁性の低下を抑制することが可能になる。
【０００８】
本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
・前記絶縁層は、前記接着剤と同一の接着剤から形成されている。
このようにすれば、部品点数の削減、及び、製造工程の簡素化が可能になる。
【０００９】
・前記接着剤は、エポキシ樹脂系の接着剤である。
【００１０】
・前記接着剤は、熱伝導性の高い放熱接着剤である。
このようにすれば、回路基板の熱を放熱接着剤を介して放熱することができる。
【００１１】
・前記回路基板には、電子部品が実装されており、前記放熱接着剤は、前記電子部品が重なる領域に配されている。
このようにすれば、電子部品の熱を放熱接着剤を介して放熱させることができる。  
【００１２】
・前記回路基板は、絶縁板に導電路が形成されてなる絶縁基板と、前記絶縁基板に重ねられる金属からなるバスバーとを有し、前記バスバーに前記接着剤が密着している。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、製造コストを抑えて回路基板と放熱部材とを貼り合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の回路構成体を示す平面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】バスバーを示す平面図
【図４】放熱部材の上に絶縁層が形成された状態を示す平面図
【図５】絶縁層の上に接着剤を塗布した状態を示す平面図
【図６】絶縁層の上の接着剤の収容孔内に粘着剤を塗布した状態を示す平面図
【図７】図１のＡ−Ａの位置における図６の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態＞
実施形態を図１ないし図７を参照しつつ説明する。
回路構成体１０は、例えば、車両のバッテリ等の電源と、ランプ、ワイパー等の車載電装品等からなる負荷との間の電力供給経路に配され、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等に用いることができる。以下では、上下方向は、図２の方向を基準として説明する。
【００１６】
（回路構成体１０）
回路構成体１０は、図２に示すように、電子部品１１が実装される回路基板１５と、回路基板１５に重ねられ、回路基板１５の熱を放熱する放熱部材２３と、放熱部材２３における回路基板１５側の面に形成された絶縁層２６と、回路基板１５と放熱部材２３との間に配される粘着部２０と、回路基板１５と放熱部材２３との間における粘着部２０とは異なる領域に配される接着部２２と、を備えている。
【００１７】
電子部品１１は、例えば、リレー等のスイッチング素子からなり、箱形の本体１２と、複数のリード端子１３とを有する。本体１２は、直方体状であって、その底面側から各リード端子１３が突出している。複数のリード端子１３は、回路基板１５の導電路やバスバー１８に半田付けされている。
【００１８】
（回路基板１５）
回路基板１５は、図１，図２に示すように、１つの角部が切り欠かれた長方形状であって、絶縁基板１６とバスバー１８とを接着部材（例えば、接着シートや接着剤等）を用いて貼り合わせて構成されている。絶縁基板１６は、絶縁材料からなる絶縁板に銅箔等からなる導電路（図示しない）がプリント配線されてなる。この絶縁基板１６には、電子部品１１のリード端子１３をバスバー１８に半田付けするための通し孔１７が形成されている。なお、図１では、電子部品１１を図面上省略し、リード端子１３と絶縁基板１６の導電路との接続部分Ｓをハッチングで示している。バスバー１８は、図３に示すように、銅や銅合金等の金属板材を導電路の形状に打ち抜いて形成され、同一平面上に間隔を空けて配された複数の板状の分割部材１８Ａからなる。
【００１９】
（放熱部材２３）
放熱部材２３はアルミニウム合金等の熱伝導性が高い金属材料からなり、図２に示すように、回路基板１５の全体を載置可能な大きさの平坦な上面２４を有し、底面側に櫛刃状に並んで配された複数の放熱フィン２５を有している。
【００２０】
（粘着部２０）
粘着部２０は、粘着剤２０Ａを加熱硬化することで形成され、絶縁性を有し、回路基板１５と放熱部材２３との間のうち絶縁層２６の上の所定の領域に配されている。具体的には、粘着部２０は、所定の領域として、分割部材１８Ａの角部や周縁部寄りの複数の領域に円形状に配されている（図６参照）。
粘着剤２０Ａは、例えば、エポキシ接着剤やシアノアクリレート系接着剤等からなる瞬間接着剤（短時間硬化接着材料）であって、接着剤２２Ａよりも短時間で加熱硬化するものが用いられている。
【００２１】
（接着部２２）
接着部２２は、接着剤２２Ａを加熱硬化することで形成され、絶縁性を有し、回路基板１５と放熱部材２３との間の絶縁層２６の上面のうち粘着部２０が配されない領域（所定の領域以外の領域）に配される。この接着部２２は、高い熱伝導性を有する放熱接着剤からなる。加熱前の接着剤２２Ａは液状であって、恒温槽内での加熱（例えば、１１０℃）により硬化する加熱硬化型のエポキシ接着剤（エポキシ樹脂系接着剤）が用いられている。なお、エポキシ系接着剤は、エポキシ基を含有する化合物を、アミン類や酸無水物などで硬化させた接着剤を指す。この接着剤２２Ａは、加熱前は、回路基板１５と放熱部材２３との貼り合わせ時の貼着力（回路基板１５と放熱部材２３とが貼り付けられた貼付状態を維持する力）が粘着剤２０Ａよりも弱い。なお、貼付力は、接着剤２２Ａや粘着剤２０Ａの接着性、粘着性、面積、厚み等に応じて定まる。
【００２２】
また、接着剤２２Ａは、加熱の前後で絶縁性を有するとともに、熱伝導率が高いものが用いられる。接着剤２２Ａの熱伝導率は、例えば、3.2W/m・Kとすることができる。加熱前の粘着剤２０Ａの厚みは、接着剤２２Ａの厚みよりも厚く塗布され（図７参照）、回路基板１５を粘着部２０及び接着剤２２Ａの上に重ねて上下から挟んで回路基板１５と放熱部材２３との間を加圧すると、粘着剤２０Ａが収容孔２１内に充填され、粘着剤２０Ａの厚みが接着剤２２Ａに等しくなる。電子部品１１の本体１２は、接着剤２２Ａの上方に（重なる領域を通るように）配されており、電子部品１１の熱は、電子部品１１の下の接着剤２２Ａを介して放熱部材２３に伝わり、放熱部材２３から外部に放熱される。
【００２３】
回路構成体１０の製造方法について説明する。
（回路基板形成工程）
絶縁基板１６とバスバー１８とを接着部材で貼り合わせて回路基板１５を形成する。そして、リフロー半田付けにより電子部品１１等を回路基板１５に実装する。
【００２４】
（絶縁層形成工程）
次に、放熱部材２３の上面２４のうち、縁部を除いたほぼ全面に亘って接着剤２２Ａと同じ接着剤を塗布する。そして、加熱炉に通し、第１加熱温度ＴＡ
で第１加熱時間Ｔ１（例えば３０分）だけ加熱し、接着剤を硬化させて絶縁層２６を形成する（図４）。
【００２５】
（粘着剤，接着剤塗布工程）
次に、絶縁層２６の上の所定の領域（収容孔２１）以外の領域に接着剤２２Ａを塗布する（図５）。また、所定の領域（収容孔２１）に接着剤２２Ａから少し隙間を空けて粘着剤２０Ａを塗布する（図６）。
【００２６】
（加圧、加熱工程）
そして、回路構成体を加圧用の装置（例えば回路構成体を挟む金型を含む装置）で上下から挟んで回路基板１５と放熱部材２３とを加圧プレスする。これにより、回路基板１５と放熱部材２３とが粘着部２０の粘着力で比較的強固に貼り付けられた状態となる。そして、第１加熱温度ＴＡより低い第２加熱温度ＴＢで第１加熱時間Ｔ１よりも短い第２加熱時間Ｔ２（例えば５分）だけ加熱炉により加熱する。
【００２７】
（加熱工程）
次に、回路構成体１０を加圧用の装置から取り出し、回路構成体１０を第２加熱温度ＴＢより低い第３加熱温度ＴＣ（ＴＣ＜ＴＢ＜ＴＡ）で、第２加熱時間Ｔ２より長い第３加熱時間Ｔ３（例えば、９０分。Ｔ２＜Ｔ１＜Ｔ３）だけ加熱する。これにより、接着剤２２Ａが硬化して回路構成体１０が形成される。この回路構成体１０は、ケース（図示しない）に収容されて電気接続箱（図示しない）として車両の電源から負荷に至る経路に配される。
【００２８】
上記実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
回路基板１５と放熱部材２３との間を接着剤２２Ａのみで貼り付ける場合には、一般に、回路基板１５と放熱部材２３との間の治具等を用いて加圧する必要があるため、製造コストが高くなるという問題がある。本実施形態によれば、回路基板１５と放熱部材２３との間のうち所定の領域については回路基板１５と放熱部材２３との貼り合わせ時の貼着力が接着剤２２Ａよりも強い粘着剤２０Ａが配されるため、回路基板１５と放熱部材２３とを貼り合わせた際には、粘着剤２０Ａの粘着力によって、回路基板１５と放熱部材２３とを貼り合わせた状態に保持することができる。これにより、回路基板１５と放熱部材２３とを加圧するための作業を低減させることができるため、製造工程を簡素化することが可能になる。
ここで、回路基板１５と放熱部材２３との間の貼り合わせに粘着剤２０Ａや接着剤２２Ａを用いると、貼り合わせの際の加圧時に、粘着剤２０Ａや接着剤２２Ａが押し潰されて変形して回路基板１５と放熱部材２３との間の絶縁性が低下することが懸念される。本構成によれば、放熱部材２３の回路基板１５側の面には絶縁層２６が形成されているため、回路基板１５と放熱部材２３との貼り合わせの際の加圧等に起因した絶縁性の低下を抑制することが可能になる。
【００２９】
絶縁層２６は、接着剤２２Ａと同一の接着剤から形成されている。
このようにすれば、部品点数の削減、及び、製造工程の簡素化が可能になる。
【００３０】
また、接着剤２２Ａは、熱伝導性の高い放熱接着剤である。
このようにすれば、回路基板１５の熱を放熱接着剤を介して放熱することができる。
【００３１】
さらに、回路基板１５には、電子部品１１が実装されており、接着剤２２Ａ（放熱接着剤）は、電子部品１１が重なる領域に配されている。
このようにすれば、電子部品１１の熱を放熱接着剤を介して放熱することができる。
【００３２】
回路基板１５は、絶縁板に導電路が形成されてなる絶縁基板１６と、絶縁基板１６に重ねられる金属からなるバスバー１８とを有し、バスバー１８に接着剤２２Ａが密着している。
このようにすれば、接着剤２２Ａをバスバー１８に密着させることで、放熱性を向上させることができる。
【００３３】
＜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）粘着剤２０Ａや接着剤２２Ａは上記実施形態の粘着剤や接着剤に限られず、種々の粘着剤や接着剤を用いることができる。また、絶縁層２６は、接着剤２２Ａと同一の接着剤に限られず、絶縁性を有する種々の材料を用いることができる。
【００３４】
（２）電子部品１１としては、のリレー（メカニカルリレーやＦＥＴ等）に限られず、通電により発熱する種々の電子部品を用いることができる。
（３）回路基板１５と放熱部材２３との間の領域に粘着剤２０Ａや接着剤２２Ａが配されない領域（空間）を設けるようにしてもよい。
【００３５】
（４）粘着剤２０Ａと接着剤２２Ａによる貼り付けに加えて、回路基板１５と放熱部材２３とをネジ留めして固定するようにしてもよい。
（５）上記実施形態では、粘着剤２０Ａ及び接着剤２２Ａを絶縁層２６の上に塗布することにしたが、これに限られず、粘着剤２０Ａ及び接着剤２２Ａのいずれか一方、又は、双方を、（絶縁層２６の上ではなく）回路基板２６の対応する位置（上記実施形態の粘着剤２０Ａや接着剤２２Ａの位置に対応する回路基板２６上の位置）でバスバー１８上（放熱部材２３側の面）に塗布するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０：  回路構成体
１１：  電子部品
１５：  回路基板
１６：  絶縁基板
１８：  バスバー
２０Ａ：  粘着剤
２０：  粘着部
２２Ａ：  接着剤
２２：  接着部
２３：  放熱部材
２６：  絶縁層
【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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