(57)【要約】【課題】回路構成体に放熱体を接合する際に、電子部品に圧力をかけることなく、接着剤が硬化するまでの間、回路構成体と放熱体とを密着状態に保つことが可能な回路構成体、また、これを用いた放熱体付き回路構成体を提供する。【解決手段】回路構成体１は、複数本のバスバー１１と、バスバー１１の一方面に積層された回路基板１２と、回路基板１２上に実装された電子部品１３と、バスバー１１の他方面に積層されるとともに強磁性材料より形成されてなる強磁性層１４とを有している。強磁性材料は、Ｆｅ、Ｆｅ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、および、Ｃｏ合金からなる群より選択される１種または２種以上の強磁性金属を含んでいる。放熱体付き回路構成体２は、上記回路構成体１と、強磁性層１４におけるバスバー１１側と反対側の面に接着剤層２１を介して接合された放熱体２２とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のバスバーと、
該バスバーの一方面に積層された回路基板と、
該回路基板上に実装された電子部品と、
上記バスバーの他方面に積層されるとともに強磁性材料より形成されてなる強磁性層とを有することを特徴とする回路構成体。
【請求項２】
上記強磁性材料は、Ｆｅ、Ｆｅ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、および、Ｃｏ合金からなる群より選択される１種または２種以上の強磁性金属を含むことを特徴とする請求項１に記載の回路構成体。
【請求項３】
上記強磁性層は、複数本の上記バスバーにより構成されるバスバーパターンと同じパターンにて上記バスバーの他方面に積層されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回路構成体。
【請求項４】
上記強磁性層は、一枚の板状体から構成されており、電気絶縁層を介して上記バスバーの他方面に積層されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回路構成体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の回路構成体と、上記強磁性層における上記バスバー側と反対側の面に接着剤層を介して接合された放熱体とを有することを特徴とする放熱体付き回路構成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路構成体および放熱体付き回路構成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の分野において、直流電圧変換器、ＡＣ／ＤＣ変換器、ＤＣ／ＡＣインバータ等が使用されている。これら機器には、通常、回路構成体が組み込まれている。回路構成体は、一般に、複数本のバスバーと、バスバーの一方面に積層された回路基板と、回路基板上に実装された電子部品とから構成されている。
【０００３】
また、電子部品から発生した熱を効率良く排熱し、回路全体の温度を一定以下に保って回路構成体の動作を保証することを目的として、回路構成体におけるバスバー側の面に熱硬化性の接着剤によって放熱体が接合されることが多い。
【０００４】
なお、先行する技術文献１には、放熱体に接合された回路体に対して電子部品を実装することによって回路構成体を構成し、これにより放熱体付き回路構成体を得る技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５１６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回路構成体と放熱体とを接着剤により接合する場合、回路構成体と放熱体との接合力を十分に確保するためには、回路構成体を放熱体に押し付けた状態で接着剤を硬化させる必要がある。しかしながら、回路構成体には、圧力に弱い電子部品が多数実装されている。そのため、回路構成体に放熱体を接合する際に、電子部品に圧力をかけることなく、接着剤が硬化するまでの間、回路構成体と放熱体とに圧力をかけて両者を密着状態に保つことが難しい。
【０００７】
上記に対し、実装された電子部品を避けた位置にて回路構成体を上方から押圧するような治具を用いることが考えられる。しかしながら、このような手法を用いても、実装された電子部品を避けた位置でしか押圧することができない。そのため、回路構成体と放熱体との接合力を十分に確保することが難しい。
【０００８】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、回路構成体に放熱体を接合する際に、電子部品に圧力をかけることなく、接着剤が硬化するまでの間、回路構成体と放熱体とを密着状態に保つことが可能な回路構成体、また、これを用いた放熱体付き回路構成体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、複数本のバスバーと、該バスバーの一方面に積層された回路基板と、該回路基板上に実装された電子部品と、上記バスバーの他方面に積層されるとともに強磁性材料より形成されてなる強磁性層とを有することを特徴とする回路構成体にある。
【００１０】
本発明の他の態様は、上記回路構成体と、上記強磁性層における上記バスバー側と反対側の面に接着剤層を介して接合された放熱体とを有することを特徴とする放熱体付き回路構成体にある。
【発明の効果】
【００１１】
上記回路構成体は、バスバーの他方面に強磁性材料より形成されてなる強磁性層が積層されている。そのため、上記回路構成体は、放熱体を接合する際に、強磁性層におけるバスバー側と反対側の面に接着剤にて放熱体を貼り合わせた後、放熱体側から永久磁石や電磁石を用いて回路構成体の強磁性層を放熱体に引きつけることが可能になる。それ故、上記回路構成体は、電子部品に圧力をかけることなく、放熱体に回路構成体を押し付けることができ、接着剤が硬化するまでの間、回路構成体と放熱体とを密着状態に保つことができる。
【００１２】
上記放熱体付き回路構成体は、上記回路構成体を用いているので、回路構成体と放熱体との接合力を十分に確保しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の回路構成体の要部を模式的に示した斜視図である。
【図２】実施例１の回路構成体に放熱体を接合して放熱体付き回路構成体を製造する方法を模式的に説明するための説明図である。
【図３】実施例２の回路構成体に放熱体を接合して放熱体付き回路構成体を製造する方法を模式的に説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上記回路構成体において、強磁性材料としては、具体的には、Ｆｅ、Ｆｅ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、Ｃｏ合金などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。これらは、強磁性を有するとともに、熱伝導性にも優れる。そのため、強磁性層が熱伝導を妨げ難く、回路構成体全体の熱伝導率の低下を抑制しやすい。上記強磁性材料のうち、特に好ましくは、熱伝導性、磁化、温度による減磁率等の観点から、純鉄やフェライト、パーメンジュール等のＦｅとＣｏとの合金などを好適に用いることができる。
【００１５】
上記回路構成体において、強磁性層は、各バスバー間が導通されないようにバスバーの他方面に積層されておればよい。強磁性層は、具体的には、例えば、バスバーに係合させることによって積層することができる。この場合、例えば、バスバー側に係合穴または係合突起を設けるとともに、強磁性層側に係合突起または係合穴を設けることができる。また、強磁性層は、具体的には、例えば、接着剤を介してバスバーに積層することもできる。この場合、接着剤としては、回路構成体から放熱体への熱伝導を妨げないよう熱伝導性を有する各種の接着剤を好適に用いることができる。なお、接着剤の熱伝導性は、例えば、樹脂接着剤の分子の配向を制御したり、熱伝導性を有するフィラーを添加したりすることなどによって向上させることができる。
【００１６】
上記回路構成体において、強磁性層は、例えば、複数本のバスバーにより構成されるバスバーパターンと同じパターンにてバスバーの他方面に積層されている構成とすることができる。
【００１７】
この場合には、各バスバー間をまたぐように強磁性層が配置されることがない。そのため、各バスバー間の電気絶縁性を確実なものとすることができる。なお、この場合、強磁性層は、バスバーに係合させることによって積層することができる。また、強磁性層は、接着剤を介してバスバーに積層することもできる。なお、接着剤は、電気絶縁性であっても導電性であってもよい。
【００１８】
上記回路構成体において、強磁性層は、他にも例えば、一枚の板状体から構成されており、電気絶縁層を介してバスバーの他方面に積層されている構成とすることもできる。
【００１９】
この場合には、各バスバー間をまたぐように強磁性層が配置されることになるものの、強磁性層とバスバーとの間には電気絶縁層が存在する。そのため、各バスバー間の電気絶縁性を確実なものとすることができる。さらに、強磁性層が一枚の板状体であるので、強磁性層の構造が簡素となり、製造性に優れた回路構成体が得られる。なお、この場合、電気絶縁層は、例えば、電気絶縁性を有する各種の接着剤より構成することができる。
【００２０】
上述した接着剤としては、具体的には、例えば、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、アクリル系接着剤、ホットメルト系接着剤、嫌気性接着剤、エポキシ系の接着シート、シリコーン系の接着シート等の熱硬化性の接着剤を好適に用いることができる。なお、上記接着剤は、熱伝導性と絶縁性を担保するために分子の配向を制御したり、アルミナ、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、マグネシア、酸化ケイ素、窒化ホウ素等の高熱伝導、絶縁性を有するフィラーを混ぜたりする等して、熱伝導、絶縁性を適宜向上させることができる。
【００２１】
上記放熱体付き回路構成体において、バスバーと放熱体とを接着する接着剤層としては、接着剤層が熱伝導を妨げることがないよう良好な熱伝導性を有するものを用いることが好ましい。接着剤層を構成する接着剤としては、上述した接着剤を好適に用いることができる。
【００２２】
なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例の回路構成体および放熱体付き回路構成体について、図面を用いて説明する。なお、同一部材については同一の符号を用いて説明する。
【００２４】
（実施例１）
実施例１の回路構成体および放熱体付き回路構成体について、図１、図２を用いて説明する。図１、図２に示されるように、本例の回路構成体１は、複数本のバスバー１１と、回路基板１２と、電子部品１３と、強磁性層１４とを有している。
【００２５】
複数本のバスバー１１は、リフローはんだ付けにより電子部品１３と電気的に接続されて電力回路を構成する。本例では、複数本のバスバー１１により所定のバスバーパターンが構成されている。複数本のバスバー１１は、板状体からなる。具体的には、複数本のバスバー１１は、所定の金属板をプレス加工により打ち抜いて形成したバスバー構成板（不図示）が、適宜曲げ加工、分断されることにより構成されている。上記金属板としては、具体的には、銅または銅合金からなる母材金属の表面にＳｎまたはＳｎめっきが施されてなるものが使用される。
【００２６】
回路基板１２は、バスバー１１の一方面に積層されている。回路基板１２は、電子部品１３を制御するための制御回路（不図示）を有しており、リフローはんだ付けにより電子部品１３と電気的に接続される。本例では、回路基板１２は、基板厚み方向に貫通する基板側開口部１２１を複数有している。基板側開口部１２１は、基板側開口部１２１内に露出したバスバー１１表面に電子部品１３をリフローはんだ付けするために、電子部品１３の端子部が配置される部分である。なお、バスバー１１と回路基板１２とは、エポキシ系接着剤等の熱硬化性の接着剤１５によって接合される。接着剤１５は、粘着シートに変更することもできる。
【００２７】
電子部品１３は、回路基板１２上に実装されている。電子部品１３は、具体的には、スイッチング素子である。スイッチング素子としては、具体的には、半導体スイッチング素子１３１と、機械式リレースイッチ１３２とが用いられる。電子部品１３は、基板側開口部１２１を通じてバスバー１１表面にリフローはんだ付けされている。本例では、具体的には、電子部品１３としての機械式リレースイッチ１３２は、具体的には、バスバー接続端子１３２ａと、基板接続端子１３２ｂとを有している。バスバー接続端子１３２ａは、基板側開口部１２１を通じてバスバー１１表面にリフローはんだ付けされている。なお、基板接続端子１３２ｂは、回路基板１２のランド部１２１にはんだ付けされている。一方、電子部品１３としての半導体スイッチング素子１３１は、ドレイン端子（不図示）、ソース端子（不図示）およびゲート端子（不図示）を有している。ドレイン端子およびソース端子は、基板側開口部１２１を通じてバスバー１１表面にリフローはんだ付けされている。なお、ゲート端子は、回路基板１２のランド部（不図示）にリフローはんだ付けされている。
【００２８】
強磁性層１４は、バスバー１１の他方面に積層されており、強磁性材料より形成されてなる。本例では、具体的には、強磁性層１４は、複数本のバスバー１１により構成されるバスバーパターンと同じパターンにてバスバー１１の他方面に積層されている。したがって、バスバー１１に積層された強磁性層１４を構成する各部位は、互いに離間している。また、強磁性層１４は、接着剤（不図示）を介してバスバー１１に積層されている。上記接着剤は、具体的には、熱硬化性のエポキシ系接着剤である。
【００２９】
回路構成体１において、強磁性材料は、具体的には、Ｆｅ、Ｆｅ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、および、Ｃｏ合金からなる群より選択される１種または２種以上の強磁性金属を含んでいる。本例では、より具体的には、強磁性材料は、Ｆｅである。また、強磁性層の厚みは、０．５〜３ｍｍである。
【００３０】
次に、放熱体付き回路構成体について説明する。図２に示されるように、本例の放熱体付き回路構成体２は、上述した回路構成体１と、強磁性層１４におけるバスバー１１側と反対側の面に接着剤層２１を介して接合された放熱体２２とを有している。
【００３１】
本例では、放熱体２２は、アルミニウムより形成されている。なお、図２では、放熱体２２が、模式的に平坦な板状に描かれている。通常、放熱体２２の外表面には、放熱を促すために凹凸部が形成される。
【００３２】
本例において、接着剤層２１を構成する接着剤は、具体的には、熱硬化性のエポキシ系接着剤である。また、接着剤層２１の厚みは、０．０５〜０．３ｍｍである。
【００３３】
本例の放熱体付き回路構成体２は、例えば、以下のようにして製造することができる。なお、放熱体付き回路構成体２の製造方法は、これに限定されるものではない。
【００３４】
放熱体２２、未硬化の接着剤２１０、および、回路構成体１がこの順に積層された積層体３を準備する。なお、積層体３は、例えば、放熱体２２における回路構成体１側の表面に未硬化の接着剤２１０を塗布し、この放熱体２２における未硬化の接着剤２１０の塗布面に、強磁性層１４側を対向させて回路構成体１を貼り合わせることにより準備することができる。
【００３５】
次いで、放熱体２２における回路構成体１側と反対側に、永久磁石または電磁石Ｍを配置する。そして、永久磁石または電磁石Ｍの磁力により、回路構成体１の強磁性層１４を放熱体２２に引きつけた状態とする。そして、この状態を保持したまま、未硬化の接着剤２１０を硬化させて接着剤層２１を形成する。これにより、回路構成体１に放熱体２２が接合され、放熱体付き回路構成体２が得られる。
【００３６】
次に、本例の回路構成体および放熱体付き回路構成体の作用効果について説明する。
【００３７】
本例の回路構成体１は、バスバー１１の他方面に強磁性材料より形成されてなる強磁性層１４が積層されている。そのため、本例の回路構成体１は、放熱体２２を接合する際に、強磁性層１４におけるバスバー１１側と反対側の面に接着剤２１０にて放熱体２２を貼り合わせた後、放熱体２２側から永久磁石や電磁石Ｍを用いて回路構成体１の強磁性層１４を放熱体に引きつけることが可能になる。それ故、本例の回路構成体１は、電子部品１３に圧力をかけることなく、放熱体２２に回路構成体１を押し付けることができ、接着剤２１０が硬化するまでの間、回路構成体１と放熱体２２とを密着状態に保つことができる。
【００３８】
本例の放熱体付き回路構成体２は、本例の回路構成体１を用いているので、回路構成体１と放熱体２２との接合力を十分に確保しやすい。
【００３９】
また、本例の回路構成体１は、バスバーパターンと同じパターンにてバスバー１１の他方面に強磁性層１４が積層されている。そのため、本例の回路構成体１は、各バスバー１１間をまたぐように強磁性層１４が配置されることがない。それ故、本例の回路構成体１は、各バスバー１１間の電気絶縁性を確実なものとすることができる。
【００４０】
（実施例２）
実施例２の回路構成体および放熱体付き回路構成体について、図３を用いて説明する。本例の回路構成体１は、強磁性層１４が、一枚の板状体から構成されており、電気絶縁層１６を介してバスバー１１の他方面に積層されている点で、実施例１の回路構成体１と相違している。その他の構成は、実施例１と同様である。
【００４１】
本例の回路構成体１において、強磁性層１４を構成する板状体は、強磁性材料より形成されている。本例では、より具体的には、強磁性材料は、ＦｅとＣｏとの合金である。また、強磁性層１４の厚みは、０．５〜２ｍｍである。
【００４２】
本例の回路構成体１において、電気絶縁層１６は、電気絶縁性の接着剤より形成されている。接着剤は、具体的には、エポキシ系接着剤である。
【００４３】
本例の放熱体付き回路構成体２は、本例の回路構成体１に放熱体２２が接合されている。その他の構成は、実施例１と同様である。
【００４４】
次に、本例の回路構成体および放熱体付き回路構成体の作用効果について説明する。
【００４５】
本例の回路構成体１は、強磁性層１４が、一枚の板状体から構成されており、電気絶縁層１６を介してバスバー１１の他方面に積層されている。そのため、本例の回路構成体１は、各バスバー１１間をまたぐように強磁性層１４が配置されることになるものの、強磁性層１４とバスバー１１との間には電気絶縁層１６が存在する。それ故、本例の回路構成体１は、各バスバー１１間の電気絶縁性を確実なものとすることができる。さらに、本例の回路構成体１は、強磁性層１４が一枚の板状体であるので、強磁性層１４の構造が簡素となり、製造性に優れる。その他の作用効果は、実施例１と同様である。
【００４６】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  回路構成体
１１  バスバー
１２  回路基板
１３  電子部品
１４  強磁性層
２  放熱体付き回路構成体
２１  接着剤層
２２  放熱体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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