(57)【要約】【課題】溶接される接合部において十分な接合強度、高疲労寿命、及び高品質が得られる、電子機器の配線接続構造及び方法を提供する。【解決手段】  電子機器に備わる入出力端子７及び配線９の各先端部を同一方向に配向し重ね合わせた接合部１４を備え、該接合部は、溶接にて接合され、かつ、該溶接の際に当該接合部内にブローホールの発生を抑制するブローホール発生抑制部２１を備えた。【選択図】図１
2009099339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器に備わる半導体素子から延在する入出力端子の先端部と、上記電子機器に備わり上記入出力端子に接続される配線の先端部とが同一方向に配向され、かつ重ね合わされて形成される接合部を備え、
上記接合部は、当該接合部の端部に対して行われる溶接にて接合され、かつ、上記溶接の際に当該接合部内にブローホールの発生を抑制するブローホール発生抑制部を備えたことを特徴とする電子機器の配線接続構造。
【請求項２】
上記接合部を形成する上記入出力端子及び上記配線は、上記同一方向に沿って延在し互いに対向する対向面を有し、上記入出力端子及び上記配線の少なくとも一方の対向面は、上記ブローホール発生抑制部として機能する凹部を有する、請求項１記載の電子機器の配線接続構造。
【請求項３】
上記凹部が延在する上記同一方向は、上記溶接に用いられるシールドガスの流れる方向に一致又はほぼ一致する方向である、請求項２記載の電子機器の配線接続構造。
【請求項４】
上記接合部は、上記同一方向に交差する交差方向に沿って延在し上記接合部を貫通し上記ブローホール発生抑制部として機能する貫通孔が形成された上記入出力端子及び上記配線を有する、請求項１記載の電子機器の配線接続構造。
【請求項５】
上記接合部は、上記同一方向に直交する直交方向に沿って延在し上記端部の端面にて開口し上記ブローホール発生抑制部として機能する溝部が形成された上記入出力端子及び上記配線を有する、請求項１記載の電子機器の配線接続構造。
【請求項６】
上記溝部の形成の結果として上記入出力端子及び上記配線に生じる凸部は、上記端面と交差する角部に角面加工部を有する、請求項５記載の電子機器の配線接続構造。
【請求項７】
上記接合部の表面は、防錆剤被膜を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の電子機器の配線接続構造。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載する電子機器の配線接続構造に対する接続方法であって、
上記配線接続構造に備わる接合部の端部に対して溶接を行うとき、溶接用電極から送出されるシールガスの下流側にて上記シールガスの吸引を行うことを特徴とする電子機器の配線接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器における配線接続構造、及びその接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の各部材間では、配線接続が必ず必要となってくる。電子機器における従来の配線接続としては、ネジ締結により電気的な通電を行っていた。又、近年、電子機器の配線接続に溶接方法が取り入れられている。溶接を行うことで電子機器の軽量化及び小型化というメリットが得られる。
【０００３】
製品内の異なる部品間、もしくは配線材料と部品の電極等とを溶接して接合する場合、必要なスペースは、溶接時に溶融した材料が凝固して形成される接合部だけのスペースでよいため、例えばネジで接合する場合等に比べて、スペースメリットがある。又、溶接ではエネルギ密度が高く、数百ｍｓという極短時間にて接合が可能なため、周辺への熱影響を小さくすることもできる。例えば、こてはんだによる接合の場合等では、周辺の冷却等も考慮する必要があり、冷却部材を設ける必要から、さらに熱伝導を抑制する必要から、接続される電極等の突出量を大きくとらねばならず、大型化してしまう。これに対し、エネルギ密度が高い溶接では、溶接部から数ｍｍ離れた部分の温度上昇を数十℃レベルに極めて抑制して接合を行うことができる。よって、溶接部サイズを縮小化でき、結果的に電子機器の小型化が可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３４９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記溶接による接合では、溶接後、接合部内に品質欠陥となるブローホールという気孔が発生する場合があった。このブローホールが接合部のうちの応力集中部に存在すると、接合部の疲労寿命が制限されるため、保証できる寿命を長くできないという問題点があった。即ち、電子機器の使用時に生じる温度変化に起因して熱応力が接合部に発生した場合、溶接接合部や接合部の根元に応力は集中する。よって熱サイクルにより、接合部分が疲労破壊する現象がある。このとき、金属疲労の亀裂が進展する経路にブローホールが存在すると、接合部の肉厚が減少することから、ブローホールが存在しない場合に比べて、疲労寿命が短くなり、その結果、保証可能な寿命が短くなってしまう。このような問題点を解消するため、必要以上に接合部形状を大きくしなければならない等、新たな問題が発生する。よって、ブローホールをなくすか、支障無い範囲まで小さくすることが望ましい。
【０００６】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、溶接される接合部において十分な接合強度、高疲労寿命、及び高品質が得られる、電子機器の配線接続構造及び配線接続方法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】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様における、電子機器の配線接続構造は、電子機器に備わる半導体素子から延在する入出力端子の先端部と、上記電子機器に備わり上記入出力端子に接続される配線の先端部とが同一方向に配向され、かつ重ね合わされて形成される接合部を備え、上記接合部は、当該接合部の端部に対して行われる溶接にて接合され、かつ、上記溶接の際に当該接合部内にブローホールの発生を抑制するブローホール発生抑制部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１態様における電子機器の配線接続構造によれば、入出力端子及び配線の各先端部が重ね合わされ溶接される接合部に、溶接の際にブローホールの発生を抑えるブローホール発生抑制部を備えた。よって、溶接の熱により気化した、母材である入出力端子及び配線に含まれる不純物、吸湿成分に由来するＣＯ２、Ｈ２、Ｎ２、等のガスをブローホール発生抑制部を介して外部へ排出することができる。その結果、溶接の際、溶接部分にブローホールの生成を抑制することができ、溶接部分の高品質化、高寿命化を実現するといった従来にない顕著な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態である、電子機器の配線接続構造、及び配線接続方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。
【００１０】
実施の形態１．
本実施形態の配線接続構造の特徴部分を説明する前に、まず、本実施形態の配線接続構造を有する電子機器の全体構造について、図２を参照して説明する。
当該電子機器１０１は、大きく分けて、冷却プレート１と、該冷却プレート１上に配置されるモジュール３及びケース１０と、制御基板１１とを備える。モジュール３では、例えば一辺約３ｍｍ〜２０ｍｍで約５０〜３００μｍ厚のＦｗＤｉ、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴといった半導体素子５に半田６を介してそれぞれ約３〜５ｍｍ厚の放熱板４及び入出力端子７が接合されている。又、半導体素子５には信号端子８も接続されている。これらは樹脂にて封止され、絶縁性を備えたモジュール３が形成されている。ケース１０は、ＰＰＳやＰＢＴやエポキシといった樹脂にて成型され、また、半導体素子５の入出力端子７と接続される配線９とともに一体成型されている。
【００１１】
モジュール３は、グリス２を介して冷却プレート１上に設置され、複数のモジュール３を取り囲むようにして、冷却プレート１上にケース１０が配置される。ここで冷却プレート１は、半導体素子５からの発熱を放熱する。一方、モジュール３から延在する上記信号端子８は、駆動回路や保護回路を備えた制御基板１１に半田付けにより電気的に接続され、回路が形成されている。
そして、ケース１０に蓋１３が設けられ、もしくはケース１０内にゲル等の絶縁材が注入されて、当該電子機器１０１は、密封されている。
【００１２】
このように構成される電子機器１０１は、以下のように動作する。即ち、電子機器１０１に対して、電源（バッテリー）が外部端子１２−１（Ｐ、Ｎ）に接続され、制御基板１１から信号端子８を介して半導体素子５に信号が送られ、電子機器１０１は、スイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）される。電子機器１０１がオンすると、外部端子１２−１（Ｐ、Ｎ）と接続されている、放熱だけでなく通電の役割を担っている放熱板４から半導体素子５へ、そして入出力端子７へ、さらに入出力端子７から配線９との接合部を介して配線９へと通電され、外部端子１２−２（Ｕ、Ｖ、Ｗ）へとつながる。この外部端子１２−２と図示しない三相モータの電極端子間を図示しない配線部材で結線を行い、三相モータへの電流電圧制御を行う。尚、外部端子１２−１、１２−２は、ケース１０に埋設されており、上記電源及び上記三相モータと接続されるケーブルがネジ止めされる端子である。この例では三相モータの制御を行うための構成について述べたが、一般的なインバータ制御を行う、大電流を電力制御用の半導体をモジュール化して用いる構成であれば同様に適用可能であり三相モータに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００１３】
入出力端子７及び配線９は、銅もしくは銅合金から形成されている。その幅は、１ｍｍ〜１０ｍｍほどである。入出力端子７及び配線９の通電抵抗値を小さくするため、配線引き回しは極力短くされ、又、外部端子１２−１、１２−２との距離が短くなるように配置させインダクタンスを抑えている。
【００１４】
入出力端子７及び配線９の各先端部７ａ，９ａは、回路を形成するために、電気的に接続する必要がある。そこで、入出力端子７及び配線９の各先端部７ａ，９ａのみを、同一方向に配向して略平行な位置関係に配置し、両者を重ね合わせる。ここで、「重ね合わせる」とは、各先端部７ａ，９ａが隙間無く接触して配置されること、及び各先端部７ａ，９ａが隙間を介して、つまり非接触に配置されることの両方を含む概念である。図３に示すように、各先端部７ａ，９ａが重ね合わされた接合部１４を、当該接合部１４の端部１４ａから溶接することにより、入出力端子７と配線９との電気的な接続を得る。
【００１５】
又、モジュール３に接続されている入出力端子７、及びケース１０に接続されている配線９の各形状は、Ｌ字形状やベント形状となっている。このような形状にすることで、接合部１４において生じる熱応力及び歪に耐久できるようにしている。
【００１６】
本実施の形態１において、接合部１４に対して行う溶接方法は、アーク溶接であり、アーク溶接の中でもＴＩＧ溶接を用いている。タングステン等の電極１６と、重なり合った入出力端子７及び配線９の接合部１４との間にアーク放電が生じ、その熱を用いて接合部１４を溶融し接合している。尚、溶接方法は、上述のアーク溶接に限定されず、レーザ溶接や、電子ビーム溶接のような、他の高エネルギ密度の接合方法が使用可能であり、同様の結果を得ることができる。
【００１７】
図３を用いて本実施の形態１及び後述する各実施形態にて実施したＴＩＧ溶接方法を説明する。上記接合部１４では、入出力端子７と配線９とが隙間無く重ね合わされても、又、図３に示すように、入出力端子７及び配線９の厚み程度の隙間を設けて重ね合わされてもよい。又、後述するが、不純物やガスを含んだシールドガスを矢印方向に流すことができる。ここで、入出力端子７の厚みは、０．４〜１．０ｍｍ程度であり、配線９の厚みは、０．５〜２ｍｍ程度である。
【００１８】
接合部１４を形成する入出力端子７及び配線９の各先端部７ａ，９ａが配向される同一方向３０（図３）、本実施形態では重力方向、において、接合部１４に対して反重力側に電極１６が接合部１４の端部１４ａの端面１４ｂに対向して配置される。接合部１４の端面１４ｂから電極１６先端までの距離は、０．５〜７ｍｍ程度である。電極１６は、溶接電源からマイナス電位を有した配線により接続されている。同時に、入出力端子７及び配線９には上記溶接電源からプラス電位を有した配線と接続されている（図省略）。電極１６は、タングステン、もしくは酸化セリウム入りタングステン、酸化ランタン入りタングステンからなる。この電極１６の直径は、φ０．２〜５ｍｍ程度である。
【００１９】
又、電極１６の周囲には、絶縁材から構成されたノズル１７が備わる。このノズル１７内には、電極１６の周囲に沿ってシールドガス１８が図３に示す矢印の方向に流れている。シールドガス１８は、化合反応しないアルゴンガスやヘリウムガス等の不活性ガスを用いている。このシールガス１８を流しながら、接合部１４において溶接金属と大気との接触を防いでいる。即ち、シールガス１８を流すことで溶接中に大気の巻き込みや、金属との反応を防いでいる。シールドガス１８の流量は、３〜２０Ｌ／ｍｉｎである。又、ノズル１７は、好ましくは内部に幾重ものメッシュを施し、シールドガス１８の整流がなされている。
このような条件下で、電極１６と、接合部１４との間にスカート状つまり末広がり状にアーク放電が生じ、このアーク熱により、接合部１４が溶融し接合する。
【００２０】
溶接電源からの出力を図４に示す。溶接電流は、１００Ａ前後まで出力され、アップスロープで徐々に熱を与え、ダウンスロープにより急冷却を防いでいる。これにより、接合部１４内において結晶サイズが均一である理想的な結晶構造を得ている。
【００２１】
一方、従来技術では、上述したように、配線接続を行うためのアーク溶接において、接合部内に気泡が発生し、溶接欠陥を招来する可能性のある、いわゆるブローホールが生じていた。接合部の高品質化、高寿命化に対応するためには、このブローホールの発生を抑制する必要があった。又、ブローホールは、シールドガスに大気が巻き込まれると著しく発生頻度が大きくなることが知られている。
【００２２】
接合部内にブローホールが存在すると、ブローホールが存在しない接合部に比べて、静的強度は低下する。又、外部から熱応力や歪の影響を受け、接合部内に亀裂が発生し、その亀裂がブローホール箇所に達すると、亀裂進展速度は増し、接合部の寿命は短くなる。さらに、本実施の形態１に示す電子機器１０１のように、電子機器が例えば車載品である場合、なかでもエンジンルームに搭載される場合には、電子機器は、ΔＴ＝１６５℃以上といった過酷な温度環境下で使用されることになる。このような使用環境下に、多種の材料でかつ異なるサイズにてなる部品を設けた機器が置かれた場合、即ち、電子機器１０１のように例えば冷却プレート１は主にアルミもしくはアルミ合金にてなり、モジュール３及びケース１０は樹脂にてなり、入出力端子７及び配線９は銅もしく銅合金にてなり、半導体素子５は主にシリコンにてなり、導電性接合材としては半田を用いており、これらが複雑に組み合わさっている機器が上述の過酷な使用環境下に置かれた場合には、各部材が伸縮を繰り返し、各部材に特有の熱膨張係数の差から熱応力及び歪が発生する。このため入出力端子７及び配線９の極小の接合部１４おいても、熱応力及び歪が生じている。
従って、電子機器１０１としての高信頼性を実現するためには、伸縮の影響を受けて熱応力及び歪が発生し、亀裂及び破断が生じやすい接合部１４において、品質の向上及び高寿命化を図る必要がある。
【００２３】
そこで、本実施形態１及び後述の各実施形態では、上記溶接の際に接合部１４内にブローホールの発生を抑制するブローホール発生抑制部を備えた。
【００２４】
本実施形態１では、接合部１４を形成する入出力端子７及び配線９のそれぞれは、上記同一方向３０に沿って延在し上記ブローホール発生抑制部として機能する凹部２１が形成され互いに対向する対向面７ｂ、９ｂを有する。詳しく説明すると、入出力端子７は、配線９への対向面であって上記ブローホール発生抑制部として機能する入出力端子側凹部２１ａが形成された入出力端子側対向面７ｂを有する。又、配線９は、入出力端子７への対向面であって上記ブローホール発生抑制部として機能する配線側凹部２１ｂが形成された配線側対向面９ｂを有する。入出力端子側凹部２１ａ及び配線側凹部２１ｂは、ともに上記同一方向１８に沿って延在する。尚、入出力端子側凹部２１ａ及び配線側凹部２１ｂを合わせて凹部２１とする。
【００２５】
又、本実施形態１では、入出力端子７及び配線９の対向面７ｂ、９ｂのそれぞれに凹部２１を設けているが、少なくとも一方の対向面７ｂ、９ｂに凹部２１を設けるように構成することもできる。
【００２６】
図１では、入出力端子側凹部２１ａ及び配線側凹部２１ｂの各形状として、半円柱形状（Ｕ字形状）を示しており、各凹部２１ａ，２１ｂの径は、０．１〜２ｍｍ程である。又、各凹部２１ａ，２１ｂは、入出力端子７及び配線９の各先端部７ａ，９ａが略平行に重なっている箇所のみ設けられている。
【００２７】
このように凹部２１を設けることによって、以下のような効果を得ることができる。即ち、接合部１４を形成する入出力端子７及び配線９に含まれる不純物、吸湿成分、ＣＯ２、Ｈ２、Ｎ２等のガス、並びに、入出力端子７及び配線９の材料である銅及び銅合金より低融点の材料を、溶接のアーク熱により、母材が溶融し凝固する前に溶融させ気化させる。そして気化したガスを、溶接時に用いるシールドガスとともに、上記凹部２１を通して溶融部外へ放出してしまうことにより、ブローホールの発生成分である不純物、ガス等が接合部１４内に溜まるのを防ぐことができる。
【００２８】
又、通常、溶接に用いるシールガス１８は、ワークに衝突し衝突噴流になることから、大気から溶融部をシールドするためのシールドガスが、逆に周囲の大気を巻き込み溶融部内にブローホールを発生させてしまう。よって、従来、シールドガス１８の流量は、乱流を防ぐため一般的に２〜５Ｌ／ｍｉｎ程度である。
しかしながら、溶融部内にブローホール発生抑制部が存在することで、つまり本実施形態のように接合部１４が凹部２１を有することで、シールドガス１８の衝突噴流による乱流を抑制することができ、ブローホールの発生原因の一つであるシールドガスの巻き込みを防ぐことができる。よって、シールドガスの流量及び圧力を大幅に大きくすることが可能となる。したがって、溶接時に、溶融部の周囲を大気から遮蔽することができ、ひいてはブローホールの発生を抑制することが可能となる。よって、上記電子機器１０１のように、溶接部の周囲に他の部品が存在する非常に精密な箇所においても、シールドガス効果を有効に活用することができる。
【００２９】
又、凹部２１の延在方向は、図１に矢印にて示すシールドガス１８が流れる方向と同一又は略同一の方向である。このように構成することで、シールドガス１８の圧損が小さくなり、シールドガス１８の流速が１．２倍以上大きくなり、シールドガス１８とともにブローホールの発生原因である不純物、ガス等を接合部１４の外部へ排除するというこの効果は大きくなる。
【００３０】
このように、接合部１４に溝形状にてなる凹部２１を設けることによってブローホール発生に対し抑制効果が得られる。したがって、接合部１４における接合強度の増加を図ることができ、高品質な接合が得られ、かつ接合部１４の高寿命化を実現することができる。
【００３１】
尚、各凹部２１ａ，２１ｂの形状は、上述の半円柱形状に限定されず、直方体やＶ字形状等の凹形状であれば、同様の効果を得ることができる。又、図１に示す例では、入出力端子７及び配線９は、それぞれ一つの凹部２１ａ，２１ｂを有するが、複数個設けることもできる。
【００３２】
又、一般的に銅もしくは銅合金からなる入出力端子７及び配線９は、酸化を防止するためＮｉメッキ、Ｓｎメッキ、Ｚｎメッキがされている。ところが、溶接においては、上記金属のメッキ成分が接合部内に残存し、ブローホールの発生を助長することが知られている。
それに対して、溶接の品質向上、接合部１４の長寿命化の実現を図るために、入出力端子７及び配線９にイミダゾール化合物を主成分とした有機皮膜（防錆剤）を施すことにより、従来どおり酸化を防ぐとともに、ブローホールの発生を抑制することができる。
【００３３】
上記防錆剤の厚みは、０．０５〜０．４μｍ程である。防錆剤の融点は、入出力端子７及び配線９のような銅もしくは銅合金の金属の融点に比べて大きく異なり、即ち融点、沸点が小さいので、金属からなるメッキの場合と異なり、アーク熱が伝わると略同時に全ての防錆剤が気化し、シールドガス１８とともに接合部１４、特に溶融している部分から除外することができる。
尚、上記防錆剤被膜を施す内容は、以下に説明する各実施形態に対しても行うことができる。
【００３４】
さらに図３に示すように、シールドガス１８が流れやすいように、シールドガス１８の下流側にてシールドガス１８を吸引する吸引機構１９を設けることもできる。吸引機構１９を設けることで、シールドガス１８が接合部１４に当たってから横方向に拡散しガス流が乱れるのを防止でき、層流となることから、さらにブローホールの抑制に有利となる。特に、精密箇所や、周囲が複雑な箇所での溶接にも対応することが可能となる。
尚、吸引機構１９を設ける内容は、以下に説明する各実施形態に対しても適用可能である。
【００３５】
実施の形態２．
本実施の形態２においても、上述した実施の形態１と同様に、上記ブローホールの発生を抑制するために、上記溶接の際に接合部１４内におけるブローホールの発生を抑制するブローホール発生抑制部を接合部１４に備えている。実施の形態１では、ブローホール発生抑制部の機能を果たすものとして、凹部２１を設ける構成を説明したが、本実施形態２では、図５を参照して以下に詳しく説明するように、ブローホール発生抑制部の機能を果たすものとして、貫通孔２２を設けた構成を示す。このように、実施の形態１と本実施形態２との相違点は、ブローホール発生抑制部の形態のみであるので、接合部１４を含めて電子機器１０１に関して、ここでの説明は省略し、以下には相違部分のみについて説明する。尚、混乱を避けるため、本実施形態２において説明する接合部について、符号「１４−２」を付す。
【００３６】
図５は、本実施形態２における接合部１４−２を示す。入出力端子７と配線９とは、実際には図１に示すように略対称の位置関係にて配置されているが、図５では貫通孔２２の理解を容易にするため、図示の左右方向に入出力端子７と配線９とをずらして図示している。
【００３７】
本実施形態２では、接合部１４−２は、上記ブローホール発生抑制部として機能する貫通孔２２が形成された入出力端子７及び配線９を有する。貫通穴２２は、上記同一方向３０に直交する直交方向３１に沿って延在し接合部１４−２を貫通する。本実施形態では、図５に示すように、複数の貫通孔２２が設けられ、又、貫通孔２２は、円柱形状であり、その直径は、φ０．１〜３ｍｍ程である。
【００３８】
尚、貫通孔２２は、円柱形状に限定されず、直方体や円錐形状等でもよい。又、全ての貫通孔２２のサイズが均一である必要はない。又、貫通孔２２の向きは、上記直交方向３１に限定されず、上記同一方向３０に交差する方向であればよく、例えば、シールドガス１８の流れ方向に対して９０度若しくは鋭角となる方向が望ましい。
又、入出力端子７及び配線９に設けられたそれぞれの貫通孔２２の位置関係は、重なるような同一位置関係でなくてもよく、ずれていても同様の効果を得ることができる。
【００３９】
このように貫通孔２２を備えることで、上述の実施形態１の場合と同様に、接合部１４−２が溶接されるとき、入出力端子７及び配線９に含まれる不純物、吸湿成分、及びＣＯ２、Ｈ２、Ｎ２等ガスをシールドガス１８とともに接合部１４−２外に排除することができる。即ち、貫通孔２２を備えることで、入出力端子７及び配線９の接合部１４−２がアーク熱により溶融し始めたとき、入出力端子７及び配線９の構成材料である銅や銅合金よりも融点の低い有機物からなる防錆剤、不純物等が先に気化、昇華するので、外部へ逃げ難い入出力端子７と配線９とが重なり合った面内にある防錆剤、不純物、ガスをも、貫通孔２２を通じて矢印方向に沿って外部へと排出することができる。よって、接合部１４−２における接合強度の増加を図ることができ、高品質な接合が得られ、かつ接合部１４−２の高寿命化を実現することができる。
【００４０】
又、本実施形態では、貫通孔２２という形態を採るため、入出力端子７及び配線９を図５に示すような接合部１４−２の形態へフォーミングする前にもしくは同時に、プレス加工等によりブローホール発生抑制部として機能する貫通孔２２を形成することができるので、上述の実施形態１に比べて製造が容易となるという効果もある。
【００４１】
実施の形態３．
本実施の形態３においても、上述した実施の形態１と同様に、上記ブローホールの発生を抑制するために、上記溶接の際に接合部１４内におけるブローホールの発生を抑制するブローホール発生抑制部を接合部１４に備えている。実施の形態１では、ブローホール発生抑制部の機能を果たすものとして、凹部２１を設ける構成を説明したが、本実施形態３では、図６を参照して以下に詳しく説明するように、ブローホール発生抑制部の機能を果たすものとして、スリット状の溝部２３を設けた構成を示す。このように、実施の形態１と本実施形態３との相違点は、ブローホール発生抑制部の形態のみであるので、接合部１４を含めて電子機器１０１に関して、ここでの説明は省略し、以下には相違部分のみについて説明する。尚、混乱を避けるため、本実施形態３において説明する接合部について、符号「１４−３」を付す。
【００４２】
図６は、本実施形態３における接合部１４−３を示す。入出力端子７と配線９とは、実際には図１に示すように略対称の位置関係にて配置されているが、図６では溝部２３の図示及び理解を容易にするため、図示の左右方向に入出力端子７と配線９とをずらして図示している。
【００４３】
接合部１４−３は、ブローホール発生抑制部として機能する溝部２３が形成された入出力端子７及び配線９を有する。溝部２３は、上記同一方向３０に直交する直交方向３１に沿って入出力端子７及び配線９を延在して形成され、接合部１４−３の端面１４ｂにて開口している。
【００４４】
図７に示すように、接合部１４−３に対して端面１４ｂ側から上述した溶接が行われ、接合部１４−３の端部１４ａが溶融され融着部２４が形成される。そこで本実施形態では、溝部２３の深さは、接合部１４−３の端部１４ａが溶融する高さと略同一もしくはそれ以下としている。又、溝部２３の幅Ｗは、０．０５〜３ｍｍ程である。但し、入出力端子７及び配線９の幅よりも小さいとする。
尚、図７には、入出力端子７及び配線９のそれぞれに複数の溝部２３を形成した場合が図示されているが、それぞれに一つずつ溝部２３を形成してもよい。又、複数の溝部２３を設ける場合、溝部２３の深さ及び幅Ｗは、全て同じである必要はなく、接合部１４−３の例えば中央部における溝部２３の深さ及び幅Ｗを他の部分に比べて大きくしてもよい。
【００４５】
このように溝部２３を設けることで、上述した各実施形態の場合と同様の効果が得られる。即ち、入出力端子７及び配線９の接合部１４−３が溶接のアーク熱により溶融し始めたとき、入出力端子７及び配線９の構成材料である銅や銅合金よりも融点の低い有機物からなる防錆剤や、不純物等が先に気化、昇華する。一方、溝部２３の上面から垂直方向に流れてくるシールドガス１８の流れは、溝部２３を通して外側へ変更されるので、気化、昇華した防錆剤等のガスは、シールドガス１８とともに接合部１４−３の外側に排出される。よって、接合部１４−３における接合強度の増加を図ることができ、高品質な接合が得られ、かつ接合部１４−３の高寿命化を実現することができる。
【００４６】
上述のように、溝部２３は、接合部１４−３の端面１４ｂにおいて開口しており、該開口に向かって溶接のシールドガス１８が流れてくることから、実施の形態２の構成に比べると、入出力端子７及び配線９に含まれる不純物、ガス、防止剤等とシールドガス１８との接触面積が増す。よって、これらのブローホール発生要因成分が接合部１４−３の外部へと排出しやすくなり、ブローホールの発生抑制効果は大きくなる。
【００４７】
又、溝部２３の幅Ｗ方向において接合部１４−３の中央部での溝部２３の深さを大きくし、又は幅Ｗを大きくした方が、ブローホールの発生抑制効果をさらに大きくすることができる。
【００４８】
実施の形態４．
本実施形態４は、上述した実施形態３の変形例を示す。
即ち、入出力端子７及び配線９の接合部１４−３に上記溝部２３を形成することで、その結果として、接合部１４−３には、入出力端子７及び配線９には、凸部２５が形成される。実施形態３では、図６に示すように、接合部１４−３の端面１４ｂと凸部２５とが交差する凸部２５の角部２５ａは、角面加工を施していない。
これに対し本実施形態４では、図８に示すように、凸部２５の角部２５ａに角面加工を施し、凸部２５は角面加工部２５ｂを有している。尚、混乱を避けるため、本実施形態４において説明する接合部について、符号「１４−４」を付す。
【００４９】
角面加工部２５ｂとして、本実施形態４では、Ｃ面加工を施しており、その大きさは、例えば０．２〜２ｍｍ程である。又、角面加工部２５ｂは、Ｃ面加工に限定されず、曲面にて加工（Ｒ加工）されたものでもかまわない。
【００５０】
このように凸部２５に角面加工部２５ｂを有することで、実施形態３にて述べた効果を得ることができるのは勿論であるが、実施形態３の構成に比べて以下に説明するような更なる効果が得られる。
即ち、シールドガス１８が接合部１４−４の端面１４ｂに接するとき、角面加工部２５ｂが存在しない場合には、衝突噴流が生じ、乱流を発生させる。その結果、周囲の大気がシールドガス１８に巻き込まれるため、シールドガス１８の流速を高めるには限界があった。
これに対し本実施形態４のように、凸部２５に角面加工部２５ｂを設けることで、上記衝突噴流の発生を防止できる範囲が広まり、シールドガス１８の流速をより高めることが可能となり、よってシールド性を高めることができる。したがって、ブローホールを抑制することができる。又、精密箇所、周囲が複雑な箇所においても溶接することができる。
【００５１】
又、アーク放電は、失火することなく、接合部１４−４の中央部に位置する、角面加工部２５ｂに向けて発生するので、重力方向に対し接合形状が垂れる、傾くことなく、入出力端子７と配線９との各接合部１４−４の真ん中の位置に理想的な接合形状を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１による電子機器の配線接続構造の接合部を示す斜視図である。
【図２】各実施形態における配線接続構造を有する電子機器の断面図である。
【図３】図２に示す電子機器の配線接続構造に備わる接合部の接合方法を示す図である。
【図４】図２に示す電子機器の配線接続構造に備わる接合部に対して溶接を行うときの溶接電流波形図である。
【図５】本発明の実施の形態２による電子機器の配線接続構造の接合部を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態３による電子機器の配線接続構造の接合部を示す斜視図である。
【図７】図６に示す接合部を溶接した状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態４による電子機器の配線接続構造の接合部を示す斜視図である
【符号の説明】
【００５３】
５…半導体素子、７…入出力端子、７ｂ…入出力端子側対向面、
９…配線、９ｂ…配線側対向面、
１４、１４−２、１４−３、１４−４…接合部、１４ｂ…端面、１９…吸引機構、
２１…凹部、２２…貫通孔、２３…溝部、２５…凸部、２５ｂ…角面加工部、
１０１…電子機器。
【図１】
2009099339.tif 000003
【図２】
2009099339.tif 000004
【図３】
2009099339.tif 000005
【図４】
2009099339.tif 000006
【図５】
2009099339.tif 000007
【図６】
2009099339.tif 000008
【図７】
2009099339.tif 000009
【図８】
2009099339.tif 000010