(57)【要約】【課題】製造工程及び部品点数を削減して安価な電気接続箱及び当該電気接続箱の製造方法を提供する。【解決手段】基板３上に回路素子１０が搭載されている。バスバ４が、基板３とは別体に設けられていて、その一部に電源に接続される電源用リード部５が設けられる。電源用リード部５及び負荷からの電線が接続されるコネクタ用リード部６間に電気的に接続される半導体リレー７が、バスバ４上に搭載される。ケース本体２には、基板３を支持する基板支持部と、基板支持部とは別の部分にバスバ４を支持するためのバスバ支持部とが設けられている【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路素子が搭載された基板と、前記基板とは別体に設けられた板状の導電部材であるバスバと、前記バスバの一部に設けられて電源が供給される電源用リード部と、負荷に接続されるコネクタ用リード部と、前記電源用リード部及び前記コネクタ用リード部間に電気的に接続されると共に前記バスバ上に搭載された半導体リレーと、前記基板を支持する基板支持部が設けられたハウジングと、を有する電気接続箱において、
前記基板支持部とは別の部分に前記バスバを支持するためのバスバ支持部が、前記ハウジングに設けられていることを特徴とする電気接続箱。
【請求項２】
前記回路素子及び前記半導体リレーの両者が、前記基板及び前記バスバと直交する方向の一方側の面に搭載されていて、そして、
前記回路素子及び前記半導体リレーが、互いに同一部材の保護膜で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
【請求項３】
一端が前記半導体リレーに接続されると共に他端が前記基板に接続されたワイヤを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接続箱。
【請求項４】
前記基板及び前記バスバが、互いに同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載の電気接続箱。
【請求項５】
前記バスバが、当該ハウジングに一体成型されていることを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の電気接続箱。
【請求項６】
ハウジングの成形型内に板状の導電部材であるバスバを挿入した状態で前記ハウジングの溶融部材を前記成形型内に注入して前記ハウジングを成形する工程と、
半導体リレーを前記バスバ上に搭載する工程と、
回路素子が搭載された基板を前記ハウジングに取り付ける工程と、
前記半導体リレーと前記基板間との間、及び、前記半導体リレーと負荷からの電線が接続されるコネクタ用リード部間との間、をそれぞれワイヤによって電気的に接続する工程と、
を順次行うことを特徴とする電気接続箱の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接続箱及び電気接続箱の製造方法に係り、特に、リレーを用いて負荷に対する電力の供給を制御する電気接続箱及び該電気接続箱の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インテリジェントパワースイッチ（以下、ＩＰＳという）などの半導体リレーを使用した電気接続箱としては、基板上に接続用コネクタ（コネクタ用リード部）と半導体リレーとが実装されたものが知られている。そして、接続用コネクタは、例えばヘッドランプ、フォグランプ、各種モータなどの負荷と基板側との接続を行っている。また、半導体リレーは、基板からの指示に応じて負荷に対する電力の供給を行っている。上述したように基板上に半導体リレーを実装する電気接続箱では、半導体リレーから発生する熱を逃がして放熱性を向上させるために、基板裏面に放熱板を備える必要があり、放熱性とコンパクト性とを両立することができない。
【０００３】
そこで、放熱性に優れ、かつ、コンパクトにするために、例えば、図６に示す電気接続箱１００が提案されている（特許文献１、２）。同図に示すように、この電気接続箱１００は、回路素子１０１が実装された基板１０２と、基板１０２と別体に設けられていて基板１０２上に搭載された半導体リレーモジュール１０３と、基板１０２及び半導体リレーモジュール１０３を収容するハウジング１０４と、を有している。半導体リレーモジュール１０３は、ダイパッド部１０５と、半導体リレー１０６と、電源用リード部１０７と、コネクタ用リード部１０８と、基板用リード部１０９とが連鎖状に連なったリードフレームを樹脂モールド部１１０内に封止して連鎖部を切除することで形成されている。
【０００４】
上記ダイパッド部１０５は、導電性金属から形成されている。このダイパッド部１０５上に半導体リレー１０６が実装されている。電源用リード部１０７は、ダイパッド部１０５の一部に設けられていて、電源が供給される。コネクタ用リード部１０８には、負荷が接続されている。基板用リード部１０９は、基板１０２に接続される。そして、半導体リレー１０６と電源用リード部１０７との間、半導体リレー１０６と基板用リード部１０９との間は、ワイヤボンディング１１１によって電気的に接続されている。
【０００５】
上述した電気接続箱１００においては、発熱量の大きい半導体リレー１０６と基板１０２とが別体をなし、基板１０２に半導体リレー１０６への電源系統の配線をなくしている。このため、コネクタ用リード部１０８を介して半導体リレー１０６からの発熱を逃がすことができ、放熱性、コンパクト性に優れている。しかしながら、上述した半導体リレーモジュール１０３においては、半導体リレー１０６が実装されるダイパット部１０５は樹脂モールド部１１０内に封止されて支持されているため、下記に述べる様々な問題が生じていた。
【０００６】
即ち、半導体リレー１０６は樹脂モールド部１１０によって保護されている。また、基板１０２上に実装された回路素子１０１を保護するため、回路素子１０１をシリコーンゲルなどの保護膜で覆う必要がある。このため、回路素子１０１を保護するための保護膜と、半導体リレー１０６を保護するための保護膜としての樹脂モールド部１１０とを別々の製造工程で設ける必要があり、製造工程及び部品点数が増えてコスト的に問題があった。
【０００７】
また、上述した電気接続箱１００においては、基板１０２上に半導体リレーモジュール１０３を搭載して、半導体リレーモジュール１０３の基板用リード部１０９を基板１０２に半田付けする必要があり、これも製造工程の増加につながり、コスト的な問題となっていた。さらに、上述した電気接続箱１００においては、半導体リレー１０６と電源用リード部１０７及びコネクタ用リード部１０８とが樹脂モールド部１１０内に一体に形成されたものを組み付けているため、コネクタ用リード部１０８をインサートしてハウジング１０４を成形することができない。これによっても、製造工程及び部品点数が増えてコスト的に問題があった。また、電源用リード部１０７に対して電源供給端子が嵌合接続される際に応力が基板１０２に及ぶ可能性があった。
【特許文献１】特開２００２−３５９３４９号公報
【特許文献２】特開２００２−２９３２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、基板を保護しつつ、製造工程及び部品点数を削減して安価な電気接続箱及び当該電気接続箱の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、回路素子が搭載された基板と、前記基板とは別体に設けられた板状の導電部材であるバスバと、前記バスバの一部に設けられて電源が供給される電源用リード部と、負荷に接続されるコネクタ用リード部と、前記電源用リード部及び前記コネクタ用リード部間に電気的に接続されると共に前記バスバ上に搭載された半導体リレーと、前記基板を支持する基板支持部が設けられたハウジングと、を有する電気接続箱において、前記基板支持部とは別の部分に前記バスバを支持するためのバスバ支持部が、前記ハウジングに設けられていることを特徴とする電気接続箱に存する。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、基板支持部とは別の部分にバスバを支持するためのバスバ支持部が、ハウジングに設けられているので、従来のように樹脂モールド部によってバスバ及び基板用リード部を封止して基板用リード部を基板に半田付けする構成としなくてもハウジング上にバスバを支持することができる。よって、電源供給端子が電源用リード部に嵌合接続されても基板へ応力が及ぶことがない。また、樹脂モールド部を設ける必要がなくなり、回路素子を保護するための保護膜と半導体リレーを保護するための保護膜とを同じ工程で設けることができる。また、樹脂モールド部が必要ないため、ワイヤによって半導体リレーと基板とを直接接続することもでき、従来のように基板用リード部を設ける必要もなく、基板用リード部を基板に半田付けする必要もない。さらに、バスバをインサートしてハウジングを成形することもできるようになる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記回路素子及び前記半導体リレーの両者が、前記基板及び前記バスバと直交する方向の一方側の面に搭載されていて、そして、前記回路素子及び前記半導体リレーが、互いに同一部材の保護膜で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱に存する。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、回路素子及び半導体リレーの両者が、基板及びバスバと直交する方向の一方側の面に搭載されているので、基板及びバスバの直交する方向の一方側から保護膜の材料を注入して、回路素子を保護する保護膜と半導体リレーを保護する保護膜とを同一工程で設けることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、一端が前記半導体リレーに接続されると共に他端が前記基板に接続されたワイヤを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接続箱に存する。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、半導体リレーと基板との間がワイヤのみによって接続されるので、従来のように基板用リード部を設ける必要もなく、また基板用リード部を基板に半田付けする必要もない。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記基板及び前記バスバが、互いに同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載の電気接続箱に存する。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、基板及びバスバを互いに同一平面上に設けているので、回路素子を保護する保護膜と半導体リレーを保護する保護膜とを同一工程で設けやすくなる。また、半導体リレーと基板との間にワイヤを設けやすくなる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、前記バスバが、当該ハウジングに一体成型されていることを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の電気接続箱に存する。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、バスバが、ハウジングに一体成型されているので、ハウジングとバスバとを一体に形成することができる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、ハウジングの成形型内に板状の導電部材であるバスバを挿入した状態で前記ハウジングの溶融部材を前記成形型内に注入して前記ハウジングを成形する工程と、半導体リレーを前記バスバ上に搭載する工程と、回路素子が搭載された基板を前記ハウジングに取り付ける工程と、前記半導体リレーと前記基板間との間、及び、前記半導体リレーと負荷からの電線が接続されるコネクタ用リード部間との間、をそれぞれワイヤによって電気的に接続する工程と、を順次行うことを特徴とする電気接続箱の製造方法に存する。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、ハウジングが、そのハウジングの成形型内にバスバを挿入した状態でハウジングの溶融部材を成形型内に注入して形成されているので、ハウジングとバスバとを一体に形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、電源供給端子が電源用リード部に嵌合接続されても基板へ応力が及ぶことがないので、基板を保護することができる。また、樹脂モールド部を設ける必要がなくなり、回路素子を保護するための保護膜と半導体リレーを保護するための保護膜とを同じ工程で設けることができる。また、樹脂モールド部が必要ないため、ワイヤによって半導体リレーと基板とを直接接続することもでき、従来のように基板用リード部を設ける必要もなく、基板用リード部を基板に半田付けする必要もない。さらに、バスバをインサートしてハウジングを成形することもできるようになるので、製造工程及び部品点数を削減して安価な電気接続箱を提供することができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、基板及びバスバの直交する方向の一方側から保護膜の材料を注入して、回路素子を保護する保護膜と半導体リレーを保護する保護膜とを同一工程で設けることができるので、製造工程及び部品点数を削減して安価な電気接続箱を提供することができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、従来のように基板用リード部を設ける必要もなく、また基板用リード部を基板に半田付けする必要もないので、製造工程及び部品点数を削減して安価な電気接続箱を提供することができる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、回路素子を保護する保護膜と半導体リレーを保護する保護膜とを同一工程で設けやすくなる。また、半導体リレーと基板との間にワイヤを設けやすくなるので、製造工程を削減して安価な電気接続箱を提供することができる。
【００２５】
請求項５及び６記載の発明によれば、ハウジングとバスバとを一体に形成することができるので、製造工程及び部品点数を削減して安価な電気接続箱及び電気接続箱の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施の形態を図１〜図５の図面に基づいて説明する。なお、図１ではカバーを取り外して電気接続箱１の内部が見える状態を示している。これらの図に示すように、電気接続箱１は、ハウジングとしてのケース本体２と、基板３と、バスバ４と、電源用リード部５と、複数のコネクタ用リード部６と、複数の半導体リレー７と、複数の制御用リード部８と、を有している。
【００２７】
上記ケース本体２は、後述する基板３及びバスバ４と直交する直交方向Ｙ１（図２）の上側（一方側）に開口が設けられた平面視略矩形の略受皿状に形成されている。ケース本体２は、例えば放熱性の高い樹脂などから形成されている。ケース本体２は、内部に後述する基板３、バスバ４、電源用リード部５、コネクタ用リード部６、半導体リレー７、及び、制御用リード部８、を収容している。
【００２８】
また、ケース本体２は、図中、左右方向Ｙ２の両側に筒状のフード部９が突設されている。このフード部９内には、後述する電源用リード部５、コネクタ用リード部６及び制御用リード部８が収容されている。そして、フード部９は、上記電源用リード部５、コネクタ用リード部６及び制御用リード部８と接続する外部端子を収容したコネクタと嵌合するように設けられている。
【００２９】
上記基板３は、平面視略矩形状に設けられている。基板３は、上記ケース本体２の底面中央に設けた基板支持部１１上に搭載されていて、基板支持部１１によって支持されている。この基板３には、ケース本体２の開口側、即ち、直交方向Ｙ１の上側（一方側）の面に制御マイコンなどの回路素子１０が搭載されていて、これら回路素子１０などに接続されて回路を構成する配線パターン（図示を省略する）が形成されている。基板３には、略矩形状の４つのリード部露出孔１２が設けられている。このリード部露出孔１２は、上記基板支持部１１上に基板３を搭載すると、ケース本体２に設けた凸部２１が嵌合するように設けられている。
【００３０】
バスバ４は、板状の導電部材から構成されていて、基板３とは別体に設けられている。バスバ４は、図１に示すように、略四角形状の基板３外縁の３辺を囲むように平面視略コの字状に設けられている。略コの字状のバスバ４の二辺は各々、ケース本体２の底面において基板３と左右方向Ｙ２の各々に設けたフード部９との間に設けられていて、後述する複数の半導体リレー７が搭載される。略コの字状のバスバ４の残り一辺は、上記半導体リレー７が搭載された部分同士を接続するように設けられている。
【００３１】
また、上記ケース本体２の底面には、図２に示すように、基板支持部１１とは別の部分にバスバ４を支持するためのバスバ支持部１３が設けられている。上述した基板支持部１１及びバスバ支持部１３は、同一平面上に設けられている。よって、基板３及びバスバ４は、同一平面上に配置される。
【００３２】
電源用リード部５は、例えば図示しないヒューズを介して電源に接続されている外部端子と嵌合する。電源用リード部５は、上記バスバ４の一部に設けられていて、左右方向Ｙ２左側のフード部９内に収容される。コネクタ用リード部６は、長尺状かつ板状に設けられている。複数のコネクタ用リード部６はそれぞれ、一端がフード部９とバスバ４との間で露出し、他端がフード部９内に収容されるようにケース本体２内にインサートされて支持されている。また、板状のコネクタ用リード部６はそれぞれ、基板３及びバスバ４と平行に配置されている。
【００３３】
複数の半導体リレー７は、図１に示すように、バスバ４上の基板３とフード部９の各々との間に設けられた部分に複数並べて配置されている。半導体リレー７は、図２に示すように、バスバ４の直交方向Ｙ１の上側の面に搭載されている。半導体リレー７は、直交方向Ｙ１の下側にドレイン電極Ｄが設けられている。よって、ドレイン電極Ｄをバスバ４側に向けて半導体リレー７をバスバ４上に搭載すると、半導体リレー７のドレイン電極Ｄと電源とがバスバ４を介して電気的に接続される。
【００３４】
また、半導体リレー７は、直交方向Ｙ１の上側に２つのソース電極Ｓと、ゲート電極Ｇとが設けられている。半導体リレー７のゲート電極Ｇは、ワイヤとしての第１ワイヤＷ１によって基板３に電気的に接続されている。半導体リレー７のソース電極Ｓは、第２ワイヤＷ２によってコネクタ用リード部６に電気的に接続されている。
【００３５】
よって、半導体リレー７は、ゲート電極Ｇが第１ワイヤＷ１を介して回路素子１０に接続され、ソース電極Ｓが第２ワイヤＷ２及びコネクタ用リード部６を介して負荷に接続され、ドレイン電極Ｄがバスバ４及び電源用リード部５を介して電源に接続される。そして、回路素子１０が半導体リレー７のゲート電極Ｇにオン信号を出力して、ドレイン電極Ｄ−ソース電極Ｓ間を導通させると負荷に電源が供給される。
【００３６】
制御用リード部８は、棒状の導電部材から構成されていて、その一端がケース本体２の凸部２１から露出すると共に、他端がフード部９内に収容されるようにケース本体２にインサートされている。上述したように制御用リード部８の一端をケース本体２の凸部２１から露出させることにより、制御用リード部８の一端は、リード部露出孔１２から露出する。上記制御用リード部８の一端は、第３ワイヤＷ３によって基板３に電気的に接続されている。
【００３７】
上述した構成の電気接続箱１の製造方法を図５に基づいて説明する。まず、ケース本体２の図示しない成形型内に上記バスバ４、コネクタ用リード部６、及び、制御用リード部８を挿入した状態でケース本体２の溶融部材を成形型内に注入してケース本体２を成形する。これにより、バスバ４、コネクタ用リード部６、及び、制御用リード部８がケース本体２にインサート成形される。
【００３８】
次に、半導体リレー７をバスバ４上に搭載する。具体的には、ペースト状の接合剤（半田、Ａｇペーストなど）をバスバ４の半導体リレー７が搭載される部分へ塗布し、半導体リレー７を搭載する。その後、加熱し硬化させる。これにより、半導体リレー７のドレイン電極Ｄとバスバ４とが電気的に接続する。次に、回路素子１０を搭載した基板３をケース本体２の基板支持部１１上に搭載して取り付ける。その後、半導体リレー７のゲート電極Ｇと基板３との間を第１ワイヤＷ１によってワイヤボンディングし、半導体リレー７のソース電極Ｓとコネクタ用リード部６との間を第２ワイヤＷ２によってワイヤボンディングし、基板３と制御用リード部８との間を第３ワイヤＷ３によってワイヤボンディングする。
【００３９】
その後、直交方向Ｙ１上側から例えばシリコーンゲルをポッティング加工してバスバ４上に搭載された半導体リレー７及び基板３上に搭載された回路素子１０を保護する保護膜１４を形成する。これにより、回路素子１０及び半導体リレー７が、互いに同一部材の保護膜１４で覆われる。その後、ケース本体２の直交方向Ｙ１の上側に設けた開口にカバーを取り付けて、完成する。
【００４０】
上述した電気接続箱１によれば、発熱量が大きい半導体リレー７を基板３とは別体に設けたバスバ４上に設けて、バスバ４をケース本体２の基板３よりもフード部９側に搭載している。これにより、半導体リレー７から発生する熱は、基板３を介さずに、フード部９に収容されたコネクタ用リード部６から直接、外側に放熱される。このため、基板３に放熱板を設ける必要がなくなり、コンパクト化を図ることができると共に部品点数を削減することができる。
【００４１】
また、上述した電気接続箱１によれば、基板支持部１１とは別の部分にバスバ４を支持するためのバスバ支持部１３が、ケース本体２に設けられているので、従来のように樹脂モールド部によってバスバ４及び基板用リード部を封止して基板用リード部を基板３に半田付けする構成としなくてもケース本体２上にバスバ４を支持することができる。よって、樹脂モールド部を設ける必要がなくなり、回路素子１０を保護するための保護膜１４と半導体リレー７を保護するための保護膜１４とを同じ工程で設けることができる。
【００４２】
また、樹脂モールド部が必要ないため、第１ワイヤＷ１によって半導体リレー７と基板３とを直接接続することもでき、従来のように基板用リード部を設ける必要もなく、基板用リード部を基板３に半田付けする必要もない。さらに、バスバ４をインサートしてケース本体２を成形することもできるようになるので、製造工程及び部品点数を削減して安価な電気接続箱１を提供することができる。
【００４３】
また、上述した電気接続箱１によれば、回路素子１０及び半導体リレー７の両者が、基板３及びバスバ４と直交方向Ｙ１の上側の面に搭載されているので、基板３及びバスバ４の直交方向Ｙ１の上側から保護膜１４の材料を注入して、回路素子１０を保護する保護膜１４と半導体リレー７を保護する保護膜１４とを同一工程で設けることができる。これにより、製造工程及び部品点数を削減して安価な電気接続箱１を提供することができる。
【００４４】
また、上述した電気接続箱１によれば、基板３及びバスバ４を互いに同一平面上に設けているので、回路素子１０を保護する保護膜１４と半導体リレー７を保護する保護膜１４とを同一工程で設けやすくなる。また、半導体リレー７と基板３との間に第１ワイヤＷ１を設けやすくなるので、製造工程を削減して安価な電気接続箱１を提供することができる。
【００４５】
また、上述した電気接続箱１及びその製造方法によれば、ケース本体２が、そのケース本体２の成形型内にバスバ４、コネクタ用リード部６及び制御用リード部８を挿入した状態でケース本体２の溶融部材を成形型内に注入して形成されているので、ケース本体２とバスバ４とを一体に形成することができる。
【００４６】
なお、上述した実施形態によれば、回路素子１０も半導体リレー７も直交方向Ｙ１の上側（一方側）に設けて、保護膜１４を形成する加工を同一工程で行えるようにしていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、同一工程で行う必要がなければ、回路素子１０を直交方向Ｙ１の下側に設けるようにしてもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態によれば、基板３及びバスバ４が互いに同一平面上に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、基板３及びバスバ４との間に段差を設けるなど、同一平面上に設ける必要はない。
【００４８】
また、上述した実施形態によれば、ケース本体２が、ケース本体２の成形型内にバスバ４を挿入した状態でケース本体２の溶融部材を成形型内に注入して形成していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、ケース本体２を形成した後にバスバ４をケース本体２に取り付けるようにしてもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態によれば、半導体リレー７のコネクタ用リード部６からは負荷への電源が供給されていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、コネクタ用リード部６から例えば回路素子１０から出力されるＨ／Ｌ信号（制御信号）やステイタス信号などの信号を供給するようにしてもよい。
【００５０】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る電気接続箱の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す電気接続箱のＰ１矢視図である。
【図４】図１に示す電気接続箱のＰ２矢視図である。
【図５】図１に示す電気接続箱の分解斜視図である。
【図６】従来の電気接続箱の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    電気接続箱
２    ケース本体（ハウジング）
３    基板
４    バスバ
５    電源用リード部
６    コネクタ用リード部
７    半導体リレー
８    制御用リード部
１０  回路素子
１１  基板支持部
１３  バスバ支持部
１４  保護膜
Ｙ１  直交方向
Ｗ２  第２ワイヤ（ワイヤ）
【図１】
2009017705.tif 000003
【図２】
2009017705.tif 000004
【図３】
2009017705.tif 000005
【図４】
2009017705.tif 000006
【図５】
2009017705.tif 000007
【図６】
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