CN110506455A - 附带金属构件的基板、电路结构体及电气连接箱 - Google Patents

Abstract

附带金属构件的基板(21)具备：印制基板(22)，具有贯通孔(25)；金属构件(30)，具有轴部(31)和头部(32)，该轴部(31)插通于贯通孔(25)内，该头部(32)具有比贯通孔(25)的孔径(A1)大的直径(B2)且配置在贯通孔(25)外；及导电性的接合材料(35)，将轴部(31)与贯通孔(25)的内壁接合。

Description

附带金属构件的基板、电路结构体及电气连接箱

技术领域

在本说明书中，公开了涉及附带金属构件的基板的技术。

背景技术

以往，已知有在基板的贯通孔安装金属构件的技术。专利文献1的电路结构体具备形成有矩形形状的定位用贯通孔的印制电路基板、层叠在该印制电路基板上的母排，固定于母排的嵌体被压入于印制电路基板的定位用贯通孔。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-46479号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1的结构中，是将嵌体向印制电路基板的定位用贯通孔压入的结构，因此嵌体及定位用贯通孔的尺寸需要高精度，存在制造成本容易升高这样的问题。

本说明书记载的技术基于上述那样的情况而完成，其目的在于降低附带金属构件的基板、电路结构体及电气连接箱的制造成本。

用于解决课题的方案

本说明书记载的附带金属构件的基板具备：印制基板，具有贯通孔；金属构件，具有轴部和头部，该轴部插通于所述贯通孔内，该头部具有比所述贯通孔的孔径大的直径且配置在所述贯通孔外；及导电性的接合材料，将所述轴部与所述贯通孔的内壁接合。

根据上述结构，金属构件的轴部与印制基板的贯通孔的内壁利用导电性的接合材料接合，因此例如与仅通过压入而将金属构件的轴部与印制基板的贯通孔的内壁连接的结构相比，未必需要高尺寸精度，因此能够降低制造成本。

另外，金属构件的具有比贯通孔的孔径大的直径的头部配置于基板的贯通孔外，因此能够容易地进行轴部的向贯通孔插通的插通方向的对位。此外，通过金属构件具有头部，与金属构件没有头部的情况相比能够提高金属构件的热容量，因此能够提高经由金属构件的散热性。

作为本说明书记载的技术的实施方式而优选以下的方式。

插通于所述贯通孔内的状态下的所述轴部中的与所述头部侧相反的一侧的端面形成为与所述印制基板中的安装电子元件的所述导电通路的表面相同的高度。

这样的话，能抑制基板的导电通路中的安装电子元件的面与轴部的端面之间的阶梯，由此印制基板上的电子元件的倾斜等难以产生，能够减少电子元件的安装不良。

所述接合材料将所述印制基板中的与所述头部相对的面和所述金属构件的所述头部接合。

这样的话，接合材料的接触面积增大，因此能够提高基板与金属构件之间的粘合力，并减小电阻。

所述轴部的外周具有：压入部，向所述贯通孔的孔壁压入；及非压入部，与所述贯通孔的孔壁相对地配置且未向所述孔壁压入。

这样的话，通过具有能够向贯通孔的孔壁压入的压入部，在安装金属构件时能够成为使轴部卡定于贯通孔的孔壁的状态，因此能够容易地进行利用接合材料进行接合的作业，能够降低制造成本。而且，通过具有非压入部，与将轴部的外周的整面向贯通孔的孔壁压入的结构相比，不需要高尺寸精度，因此能够降低制造成本。

一种电路结构体，具备：上述附带金属构件的基板；电子元件，连接于所述轴部中的与所述头部侧相反的一侧的端面；散热构件，与所述附带金属构件的基板重叠；及间隔部，保持所述印制基板与所述散热构件的间隔。

这样的话，能够使电子元件的热量通过散热构件散热，并能够利用间隔部适当地进行金属构件的轴部相对于基板的贯通孔的插通深度的对位。

所述间隔部与所述散热构件一体设置。

这样的话，与将间隔部与散热构件分体设置的情况相比能够减少元件个数。

一种电气连接箱，具备上述附带金属构件的基板和将所述附带金属构件的基板覆盖的壳体。

发明效果

根据本说明书记载的技术，能够降低附带金属构件的基板、电路结构体及电气连接箱的制造成本。

附图说明

图1是表示实施方式1的电气连接箱的剖视图。

图2是将图1的一部分放大了的剖视图。

图3是表示将金属构件的轴部插通于基板的贯通孔的状态的俯视图。

图4是表示金属构件的立体图。

图5是表示金属构件的俯视图。

图6是表示金属构件的侧视图。

图7是表示将实施方式2的金属构件的轴部插通于印制基板的贯通孔的状态的俯视图。

图8是表示金属构件的立体图。

图9是表示金属构件的俯视图。

图10是表示金属构件的侧视图。

图11是表示将实施方式3的金属构件的轴部插通于印制基板的贯通孔的状态的俯视图。

图12是表示金属构件的立体图。

图13是表示金属构件的俯视图。

图14是表示金属构件的侧视图。

图15是表示实施方式4的电气连接箱的剖视图。

图16是将图15的一部分放大了的剖视图。

图17是将与图2对应的实施方式5的电气连接箱的一部分放大了的剖视图。

图18是将与图16对应的实施方式5的电气连接箱的一部分放大了的剖视图。

具体实施方式

<实施方式1>

关于实施方式1，参照图1～图6进行说明。

电气连接箱10配置于例如车辆的蓄电池等电源与由灯、雨刷等车载电气安装件或电动机等构成的负载之间的电力供给路径，可以使用于例如DC-DC转换器或逆变器等。该电气连接箱10能够以任意的朝向配置，但是以下，在说明上，以图3的X方向为前方，以图1的Y方向为左方，以Z方向为上方进行说明。

(电气连接箱10)

如图1所示，电气连接箱10具备电路结构体20和将电路结构体20覆盖的壳体11。壳体11为下方侧开口的箱形，设为铝、铝合金等金属制或合成树脂制。

(电路结构体20)

电路结构体20具备附带金属构件的基板21、配置在附带金属构件的基板21的下方并将附带金属构件的基板21的热量向外部散热的散热构件40。

(附带金属构件的基板21)

附带金属构件的基板21具备印制基板22和在印制基板22的贯通孔25安装的金属构件30。

(印制基板22)

印制基板22是导电通路24的厚度大并能够将比较大的电流向导电通路24通电的厚铜基板，在由绝缘材料构成的绝缘板23上通过印制配线技术将由铜等金属构成的导电通路24形成于绝缘板23的上表面及下表面。在印制基板22沿上下方向(板厚方向)贯通形成有贯通孔25。在本实施方式中，贯通孔25设为正圆形形状，但是并不局限于此，例如，也可以设为椭圆形形状、长圆形形状、多边形形状等。需要说明的是，在本实施方式中，在贯通孔25的孔壁未形成导电通路，通过后述的导电性的接合材料35将印制基板22的上表面或下表面的导电通路24之间电连接，但是并不局限于此，例如也可以在贯通孔25的整个孔壁上利用铜箔等形成导电通路，利用贯通孔25的孔壁的导电通路将印制基板22的上表面或下表面的导电通路24电连接。

在印制基板22的导电通路24及金属构件30安装有作为发热元件的电子元件27。电子元件27具有扁平的长方体状的主体27A和在主体27A的底面形成的多个端子27B。多个端子27B的下表面相互配置在同一平面上，连接于在印制基板22的表面上形成的作为导电通路24的多个焊接区。与电子元件27的端子27B连接的导电通路24(焊接区)如图3所示具有在大致将基板贯通孔25包围的长方形形状的区域设置的焊接区24A(24)、及在从该区域分离的位置并列配置成一列的多个焊接区24B(24)。本实施方式的电子元件27的多个端子27B钎焊于印制基板22的上表面的导电通路24(焊接区24A、24B))、金属构件30的上表面31A。电子元件27在本实施方式中设为FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)，但也可以设为分流电阻等电阻、线圈、电容器等发热元件。

(金属构件30)

金属构件30例如由铜、铜合金、铝、铝合金、铁、不锈钢等金属构成，如图4、图5所示，具有插通于贯通孔25的圆柱状的轴部31和从轴部31呈阶梯状地突出的棱柱状的头部32。在本实施方式中，作为金属构件30可使用铆钉。轴部31的平面截面为正圆形形状，如图3所示，具有比贯通孔25的孔径A1小的直径B1，当向贯通孔25插通轴部31时，在轴部31的外周面与贯通孔25的孔壁之间形成配置作为接合材料35的焊料的间隙G1。

如图2所示，轴部31的上下方向(轴向)的长度比印制基板22的厚度大出间隙G2的尺寸(接合材料35的厚度)。例如在印制基板22的下表面的贯通孔25的附近涂布有由焊料膏剂等构成的接合材料35的状态下将轴部31相对于贯通孔25插通至规定的位置(图2的位置)，由此能够对于轴部31与贯通孔25的孔壁之间的间隙G1、印制基板22与头部32之间的间隙G2填充接合材料35，将印制基板22与金属构件30接合。在金属构件30利用接合材料35接合于印制基板22的状态下，轴部31的上端面31A与印制基板22的上表面的导电通路24的上表面成为相同高度(齐平)。头部32为矩形的板状，如图3所示，使头部32的中心轴通过的最小的直径B2比贯通孔25的孔径A1大。如图2所示，向头部32的上表面32A与印制基板22的下表面之间的间隙G2及轴部31的外周面与贯通孔25的孔壁之间的间隙G1填充接合材料35。

在头部32的下表面与散热构件40的上表面40A之间配置有传热材料36，传热材料36使用例如硅脂等的导热性高且具有绝缘性的材料。传热材料36以与头部32的整个下表面和散热构件40的上表面40A紧贴的方式配置。由此，金属构件30的热量经由传热材料36向散热构件40传递，从散热构件40向外部散热。

(散热构件40)

散热构件40为铝、铝合金等的导热性高的金属类制，如图1所示，具有平坦的上表面40A和在下表面侧呈梳刀状地排列配置的多个散热片41。在散热构件40的上表面40A设有向上方突出的多个间隔部42。多个间隔部42在散热构件40的上表面中的周缘部附近设置，载置印制基板22的外周缘部而支承印制基板22，由此保持印制基板22的下表面与散热构件40的上表面40A之间的规定的间隔(将头部32的厚度与传热材料36的厚度相加而得到的尺寸)。需要说明的是，在与间隔部42接触的印制基板22的下表面形成有导电通路24的情况下，在间隔部42的上表面形成由绝缘性的粘结剂等构成的绝缘层，对印制基板22与间隔部42之间进行绝缘。通过利用未图示的螺钉等固定单元将散热构件40和附带金属构件的基板21固定而形成电路结构体20，通过向电路结构体20覆盖壳体11而形成电气连接箱10(图1)。

根据本实施方式，起到以下的作用、效果。

附带金属构件的基板21具备：印制基板22，具有贯通孔25；金属构件30，具有轴部31和头部32，所述轴部31插通于贯通孔25内，所述头部32具有比贯通孔25的孔径A1大的直径B2而配置于贯通孔25外；及导电性的接合材料35，将轴部31与贯通孔25的内壁接合。

根据本实施方式，金属构件30的轴部31与印制基板22的贯通孔25的内壁利用导电性的接合材料35而接合，因此例如与仅通过压入而将金属构件30的轴部31与印制基板22的贯通孔25的内壁连接的结构相比，未必需要高尺寸精度，因此能够降低制造成本。而且，金属构件30具有头部32，该头部32具有比贯通孔25的孔径A1大的直径B2，因此能够容易地进行轴部31的向贯通孔25插通的插通方向的对位。此外，通过具有头部32，与没有头部32的情况相比能够提高金属构件30的热容量，能够提高散热性。

另外，插通于贯通孔25内的状态的轴部31的上端面31A(与头部32侧相反的一侧的端面)形成为与印制基板22中的安装电子元件27的导电通路24的表面相同的高度。

这样的话，抑制印制基板22的导电通路24与轴部31的端面31A之间的阶梯，因此印制基板22上的电子元件27的倾斜等难以产生，能够减少电子元件27的安装不良。

接合材料35将印制基板22中的与头部32相对的面和金属构件30的头部32接合。

这样的话，接合材料35的接触面积增大，因此能够提高印制基板22与金属构件30之间的粘合力，并减小电阻。而且，能够利用接合材料35将印制基板22的下表面(与头部32相对的面)的导电通路24与头部32电连接。

另外，电路结构体20具备：附带金属构件的基板21；与轴部31的上端面31A(与头部32侧相反的一侧的端面)连接的电子元件27；及与附带金属构件的基板21重叠的散热构件40，并且具备保持印制基板22与散热构件40的间隔的间隔部42。

这样的话，能够将电子元件27的热量通过散热构件40散热，并能够利用间隔部42适当地进行金属构件30的轴部31的向贯通孔25插通的插通深度的对位。

另外，间隔部42与散热构件40一体设置。

这样的话，与将间隔部42和散热构件40分体设置的情况相比能够减少元件个数。

<实施方式2>

接下来，参照图7～图10，说明实施方式2。实施方式1的金属构件30的头部32为矩形形状，但是实施方式2如图8所示将金属构件50的头部52设为圆形形状。其他的结构与上述实施方式相同，因此以下，关于与实施方式1相同的结构，标注同一标号而省略说明。

在印制基板22中的贯通孔25的下方配置的圆板状的头部52如图7所示，头部52的直径B3比贯通孔25的直径A1大。印制基板22的贯通孔25与轴部31之间的间隙利用导电性的接合材料35进行接合，并且印制基板22的下表面与头部52的上表面52A之间的间隙利用导电性的接合材料35进行接合。

<实施方式3>

关于实施方式3，参照图11～图14进行说明。在上述实施方式中，金属构件30的轴部31的平面截面为正圆形形状，但是在实施方式3中，金属构件60的轴部61设为非圆形形状。其他的结构与上述实施方式相同，因此以下，关于与上述实施方式相同的结构，标注同一标号而省略说明。

金属构件60的轴部61如图12、图13所示，平面截面为大致三角形形状，轴部61的上端面61A形成为与印制基板22的上表面的导电通路24齐平。轴部61的外周具有向贯通孔25的孔壁压入的尖细的压入部62和与贯通孔25的孔壁相对地配置且未向贯通孔25的孔壁压入的非压入部63。如图11所示，非压入部63在与贯通孔25的孔壁之间形成配置接合材料35的间隙G3，向该间隙G3填充接合材料35而将金属构件60与印制基板22接合。

根据实施方式3，通过将压入部62向贯通孔25的孔壁压入而能够将金属构件60临时卡定于贯通孔25的孔壁，因此能够容易地进行利用接合材料35进行接合的作业，能够降低制造成本。而且，通过具有非压入部63，与将轴部61的外周的整面向贯通孔25的孔壁压入的结构相比，不需要高尺寸精度，因此能够降低制造成本。

<实施方式4>

关于实施方式4，参照图15、图16进行说明。在上述实施方式中，在印制基板22的下方重叠散热构件40，但是实施方式4的电气连接箱70在附带金属构件的基板21的下方未重叠散热构件40，附带金属构件的基板21以从下侧支承于支承构件71的状态收容于壳体80。支承构件71是合成树脂制或金属制的框架，具有载置印制基板22的周缘部的载置部72和向壳体80侧突出而卡定于壳体80的被卡定部73。壳体80为金属制或合成树脂制，具有上壳体81和下壳体82，贯通形成有供被卡定部73插通而卡定的卡定部84。

<实施方式5>

关于实施方式5，参照图17、图18进行说明。在实施方式1～3中，在印制基板22与头部32之间形成配置接合材料35的间隙G2，但是图17、图18的金属构件90的轴部91比实施方式1～3的轴部31短，头部32的上表面32A与印制基板22的下表面的导电通路24抵接。其他的结构与上述实施方式相同，因此以下，关于与上述实施方式相同的结构，标注同一标号而省略说明。

<其他实施方式>

本说明书记载的技术没有限定为通过上述记述及附图而说明的实施方式，例如下面那样的实施方式也包含于本说明书记载的技术的技术范围。

(1)电子元件27在主体27A的底面配置端子27B，但是并不局限于此，例如，也可以设为端子27B从主体27A的侧面等突出而钎焊于印制基板22的导电通路24或金属构件30的结构。

(2)金属构件30、50、60的头部32为板状，但是并不局限于此，例如，也可以设为具有半球状或球状的头部的结构。而且，例如，也可以设为头部的一部分突出的凸形状或头部的一部分凹陷的凹形状。

(3)在实施方式3中，金属构件60的轴部31的截面为大致三角形形状，但是并不局限于此，也可以为三角形以外的多边形，并将多边形的角部作为向贯通孔25的孔壁压入的压入部。而且，也可以设为椭圆形或长圆形形状等的具有长径和短径的轴部，根据周向的位置而直径不同的形状。

(4)在图1、图15中，示出1个电子元件27或1个金属构件30，但是电子元件27或金属构件30的个数并不局限于上述实施方式的个数，也可以根据导电通路24等而设置多个。

(5)金属构件30设为铆钉，但是并不局限于此，例如，也可以设为在轴部形成有螺纹部的螺钉。

(6)接合材料35设为焊料，但是并不局限于此，也可以设为例如钎料或导电性粘结剂(导电性树脂)。而且，例如也可以在将金属构件30临时固定于印制基板22(例如利用粘结剂将头部的上表面32A固定于印制基板22)之后利用接合材料进行接合。

标号说明

10、70：电气连接箱

11、80：壳体

20：电路结构体

21：附带金属构件的基板

22：印制基板

23：绝缘板

24：导电通路

25：贯通孔

27：电子元件

30、50、60：金属构件

30：金属构件

31、61：轴部

31A：端面

32、52：头部

32A、52A：上表面

35：接合材料

36：散热脂

40：散热构件

42：间隔部

62：压入部

63：非压入部

A1：贯通孔的孔径

B1：轴部的直径

B2：头部的直径

B3：头部的直径

G1、G2、G3：间隙。

Claims (7)

1.一种附带金属构件的基板，具备：

印制基板，具有贯通孔；

金属构件，具有轴部和头部，该轴部插通于所述贯通孔内，该头部具有比所述贯通孔的孔径大的直径且配置在所述贯通孔外；及

导电性的接合材料，将所述轴部与所述贯通孔的内壁接合。

2.根据权利要求1所述的附带金属构件的基板，其中，

插通于所述贯通孔内的状态下的所述轴部中的与所述头部侧相反的一侧的端面形成为与所述印制基板中的安装电子元件的导电通路的表面相同的高度。

3.根据权利要求1或2所述的附带金属构件的基板，其中，

所述接合材料将所述印制基板中的与所述头部相对的面和所述金属构件的所述头部接合。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的附带金属构件的基板，其中，

所述轴部的外周具有：压入部，向所述贯通孔的孔壁压入；及非压入部，与所述贯通孔的孔壁相对地配置且未向所述孔壁压入。

5.一种电路结构体，具备：

权利要求1～4中任一项所述的附带金属构件的基板；

电子元件，连接于所述轴部中的与所述头部侧相反的一侧的端面；

散热构件，与所述附带金属构件的基板重叠；及

间隔部，保持所述印制基板与所述散热构件的间隔。

6.根据权利要求5所述的电路结构体，其中，

所述间隔部与所述散热构件一体设置。

7.一种电气连接箱，具备权利要求1～6中任一项所述的附带金属构件的基板和将所述附带金属构件的基板覆盖的壳体。