JP2003164039A

JP2003164039A - 回路構成体及びその製造方法

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Publication number: JP2003164039A
Application number: JP2001359281A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Onizuka; 孝浩鬼塚; Norio Isshiki; 功雄一色; Ryuji Nakanishi; 竜治中西; Koichi Takagi; 幸一高木; Noboru Chin; 登陳
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2003-06-06
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: JP3927017B2

Abstract

(57)【要約】【課題】回路構成体において、簡素かつ薄型の構造で
半導体スイッチング素子を含む電力回路を構築し、か
つ、当該素子の放熱性を高める。また、その回路構成体
を効率良く製造できるようにする。【解決手段】電力回路を構成する複数のバスバー１
１，１２，１４を制御回路基板２０の表面に接着し、こ
れらに半導体スイッチング素子を実装した回路構成体。
また、この回路構成体は、バスバー同士がつながった形
状をもつ金属製のバスバー構成板１０と制御回路基板２
０とを接着してから半導体スイッチング素子の実装及び
バスバー同士の切り離しを行う方法により製造すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力回路を構成す
るバスバーと、その電力回路中に設けられる半導体スイ
ッチング素子の駆動を制御する制御回路基板とを併有す
る回路構成体及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、共通の車載電源から各電子ユニッ
トに電力を分配する手段として、複数枚のバスバー基板
を積層することにより配電用回路を構成し、これにヒュ
ーズやリレースイッチを組み込んだ電気接続箱が一般に
知られている。

【０００３】さらに近年は、かかる電気接続箱の小型化
や高速スイッチング制御を実現すべく、前記リレーに代
えてＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を入力端子と出
力端子との間に介在させたものが開発されるに至ってい
る。

【０００４】例えば特開平１０−３５３７５号公報に
は、電流回路を形成するバスバー基板と、その電流回路
中に組み込まれる半導体スイッチング素子としてのＦＥ
Ｔと、このＦＥＴの作動を制御する制御回路基板とを備
えるとともに、前記バスバー基板と制御回路基板とを互
いに離間させながら上下２段に配置してその間にＦＥＴ
を設け、このＦＥＴのドレイン端子及びソース端子を前
記バスバー基板に接続する一方、当該ＦＥＴのゲート端
子を前記制御回路基板に接続するようにした電気接続箱
が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記公報に示される電
気接続箱では、バスバー基板と制御回路基板の少なくと
も２枚の基板が必要であり、しかも、これらの基板を相
互離間させて立体的に配置し、両基板の間にＦＥＴを配
置するだけのスペースを確保しなければならない。従っ
て、当該ＦＥＴの導入によって従来のリレー式の電気接
続箱よりは小型化できるものの、全体構成が複雑で十分
な小型化はできず、特に高さ寸法の削減が大きな課題と
なっている。

【０００６】また、前記電気接続箱では、バスバー基板
と制御回路基板の間にＦＥＴが配置されているため、Ｆ
ＥＴの発する熱が両基板間にこもり易く、その放熱のた
めに複雑な構造をとる必要がある。

【０００７】さらに、前記電気接続箱では、ＦＥＴのド
レイン端子及びソース端子を下側のバスバー基板に接続
する一方、ゲート端子は上側の制御回路基板に接続しな
ければならないため、電気接続箱全体の組み上げ作業が
複雑で自動化が難しく、その改善も望まれる。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑み、簡素か
つ薄型の構造でＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を含
む電力回路を構築でき、かつ、当該半導体スイッチング
素子の放熱性に優れる回路構成体を提供し、さらには、
その回路構成体を効率良く製造することができる方法を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、電力回路を構成する複数本の
バスバーと、その電力回路中に設けられる半導体スイッ
チング素子と、この半導体スイッチング素子の駆動を制
御する制御回路基板とを備え、前記バスバーが略同一平
面上に並んだ状態で前記制御回路基板の表面に接着さ
れ、かつ、前記半導体スイッチング素子が前記バスバー
と制御回路基板の双方に実装されているものである。

【００１０】この構成では、電力回路を構成する複数本
のバスバーが略同一平面上に並んだ状態で制御回路基板
の表面に接着され、かつ、当該バスバーと制御回路基板
の双方に半導体スイッチング素子が実装されているの
で、回路構成体全体の高さ寸法（厚み寸法）が非常に小
さく、また、従来の電気接続箱において必要とされてい
たバスバー基板（バスバーを絶縁基板で保持したもの）
や半導体スイッチング素子を各基板に接続するための配
線材が基本的に不要となる（ただし本発明ではかかる配
線材が部分的に使用されることを妨げない。）。従っ
て、従来のようにバスバー基板と制御回路基板とが離間
して配置され、かつ、両基板に半導体スイッチング素子
が接続されている電気接続箱に比べ、全体構成は大幅に
薄型化及び簡素化される。

【００１１】具体的に、前記半導体スイッチング素子を
バスバー及び制御回路基板の双方に実装するには、例え
ば、前記制御回路基板に貫通孔が設けられるとともに、
この制御回路基板の面のうち前記バスバーが接着される
面と反対側の面に前記半導体スイッチング素子の一部の
端子が接続され、かつ、当該半導体スイッチング素子の
別の端子が前記貫通孔を通じて前記バスバーに接続され
ている構成とすればよい。この構成によれば、制御回路
基板の適所に貫通孔を設けるだけの簡素な構成で、薄型
構造を維持したまま半導体スイッチング素子を制御回路
基板とバスバーの双方に実装することが可能になる。

【００１２】その場合、前記半導体スイッチング素子
は、その本体の裏面に通電端子を有し、前記制御回路基
板には前記半導体スイッチング素子の本体が挿入可能な
大きさの貫通孔が設けられ、この貫通孔を通じて前記半
導体スイッチング素子の本体裏面の通電端子が前記バス
バーに接触する状態で当該半導体スイッチング素子の本
体がバスバー上に実装されているものが、より好まし
い。この構成によれば、半導体スイッチング素子の本体
裏面に設けられた通電端子が直接バスバーに接触するよ
うに半導体スイッチング素子が実装される分、半導体ス
イッチング素子本体から突出する端子が減り、構成がよ
り簡素化されるとともに、半導体スイッチング素子の実
装工程も簡素化される。

【００１３】本発明において、各バスバーの具体的な配
列は特に問わないが、複数のバスバーが前記制御回路基
板から側方に突出することにより、外部回路と接続され
る端子を構成するようにすれば、当該バスバーにより形
成される電力回路と外部回路との接続が容易になる。

【００１４】さらに、前記端子を構成するバスバーが互
いに同じ向きであって前記制御回路基板に対して略直交
する向きに折り曲げられている構成とすれば、その折り
曲げ分だけ回路構成体全体の占有面積が減るとともに、
各端子に対して外部配線材を同じ方向から接続すること
が可能となり、配線スペースの削減及び配線接続作業の
容易化が果たされる。

【００１５】さらに、前記端子の周囲に絶縁材からなる
ハウジングが設けられることによりコネクタが形成され
ている構成とすれば、当該コネクタを利用して当該端子
と外部配線材とをより容易に接続することが可能にな
る。

【００１６】前記ハウジングは単独のものであってもよ
いが、絶縁材からなり、前記バスバー及び制御回路基板
を収納するケースを備える場合には、このケースと一体
に少なくとも一部のハウジングを形成することにより、
部品点数がさらに削減される。

【００１７】このケースについては、当該ケースに前記
半導体スイッチング素子を含む領域を取り囲む防水壁が
立設されるとともに、この防水壁の開口がカバーで塞が
れた状態でその内部がポッティング剤で封止されている
構成とするのが、より好ましい。この構成により、簡素
な構造で各半導体スイッチング素子の防水を確実に行う
ことができる。

【００１８】前記バスバーが形成する電力回路として
は、例えば共通の電源から複数の電気的負荷に電力を分
配する配電回路が好適である、その場合、前記端子は、
電源に接続される入力端子と電気的負荷に接続される複
数の出力端子とを含み、前記複数のバスバーは前記入力
端子に供給された電力を前記出力端子から前記各電気的
負荷へ出力する配電回路を構成しているものとすればよ
い。

【００１９】また、前記端子には、外部から指令信号が
入力される信号入力端子を含ませることが可能であり、
その場合、当該信号入力端子を構成するバスバーを前記
制御回路基板に設けられている制御回路に電気的に接続
するだけの簡単な構成で、当該制御回路基板に対して所
定の指令信号を入力することができる。

【００２０】また、本発明に係る回路構成体において、
前記バスバーを挟んで前記制御回路基板と反対の側に放
熱部材が設けられ、この放熱部材に絶縁層を介して前記
バスバーが接続されている構成とすれば、その放熱性を
さらに高めることが可能になる。

【００２１】また本発明は、電力回路を構成する複数本
のバスバーと、その電力回路中に設けられる半導体スイ
ッチング素子と、この半導体スイッチング素子の駆動を
制御する制御回路基板とを備えた回路構成体を製造する
方法であって、前記バスバー同士がつながった形状をも
つ金属製のバスバー構成板を形成するバスバー形成工程
と、このバスバー構成板と前記制御回路基板とを接着す
る接着工程と、この接着工程後に前記半導体スイッチン
グ素子を前記バスバー構成板に含まれる所定のバスバー
と前記制御回路基板との双方に実装する実装工程と、前
記接着工程後にバスバー同士を切り離す切り離し工程と
を含むものである。

【００２２】この製造方法によれば、バスバー同士がつ
ながった形状のバスバー構成板と制御回路基板とを接着
するようにしているので、複数本のバスバーを所定の配
列に保ったまま制御回路基板に対して同時に接着するこ
とができ、かつ、その後にバスバー同士を切り離すこと
によって正規の電力回路を簡単に構築することができ
る。また、バスバーと制御回路基板とが接着された状態
で半導体スイッチング素子の実装工程を行うので、単一
の工程で半導体スイッチング素子をバスバーと制御回路
基板の双方に実装することが可能であり、従来のように
互いに離間して配置されるバスバー基板と制御回路基板
とに半導体スイッチング素子の端子を個別に接続するも
のに比べ、作業効率は飛躍的に簡略化される。

【００２３】なお、前記接着工程後の実装工程と切り離
し工程とについてはその順序を問わない。

【００２４】この方法において、前記バスバー形成工程
で形成されるバスバー構成板は、外枠の内側にバスバー
構成部分が並んでいてこれらのバスバー構成部分の少な
くとも一部が前記外枠につながった形状を有するもので
あり、前記接着工程は前記バスバー構成板における外枠
よりも内側の部分に前記制御回路基板を接着するもので
あり、前記切り離し工程は前記外枠と前記バスバー構成
部分との間を切断する工程を含むものが、より好まし
い。この方法によれば、バスバー構成板が外枠を含んで
いるために剛性が高く、その分制御回路基板との接着作
業が容易になる。しかも、接着後は当該外枠をバスバー
構成部分から切り離すことにより適当な電力回路を簡単
に構築できる。

【００２５】また、前記バスバー形成工程で形成される
バスバー構成板は、前記バスバー構成部分同士を直接つ
なぐ部分を有していてもよい。その場合、当該つなぎ部
分が前記制御回路基板が接着される領域よりも外側に位
置する形状とすることにより、制御回路基板との接着後
に前記つなぎ部分を難なく切断することができる。

【００２６】前記接着工程は、例えば、前記制御回路基
板上に接着剤を印刷で塗布する工程を含むものが好まし
く、これにより、制御回路基板とバスバー構成板との接
着を効率良く行うことができる。

【００２７】前記実装工程としては、前記制御回路基板
の面のうち前記バスバーが接着される面と反対側の面に
半導体スイッチング素子の一部の端子を接続し、かつ、
当該制御回路基板に設けられた貫通孔を通じて前記半導
体スイッチング素子の他の端子をバスバーに接続するも
のが、好適である。この構成によれば、制御回路基板及
びバスバーの双方に対して半導体スイッチング素子を一
方向から同時に実装することが可能になる。

【００２８】その場合、前記実装工程の前に予め、前記
半導体スイッチング素子のうち前記制御回路基板に接続
される端子と前記バスバーに接続される端子との間に前
記制御回路基板の厚みと略同等の段差を与えておくよう
にすれば、当該制御回路基板の厚みにかかわらず、半導
体スイッチング素子の各端子に無理な変形を生じさせず
にそのまま当該各端子を制御回路基板とバスバーの双方
に各々実装できる。よって、実装後における各端子の応
力が大幅に低減される。

【００２９】また、本発明にかかる方法は、前記接着工
程後の状態で前記制御回路基板から側方に突出する複数
のバスバーを互いに同じ向きであって前記制御回路基板
に対して略直交する向きに折り曲げることにより、外部
回路と接続される端子を形成する折り曲げ工程を含むの
が、より好ましい。このような折り曲げ工程を行うこと
により、各端子に対して外部配線材を一方向から接続す
ることが可能になり、その接続作業が簡素化される。

【００３０】さらに、前記折り曲げ工程後、その端子の
周囲に絶縁材からなるハウジングを設けてコネクタを形
成するコネクタ形成工程を行うことにより、当該コネク
タを利用して外部配線材との接続をより容易に行うこと
が可能になる。

【００３１】また、前記制御回路基板と接着されたバス
バーを絶縁層を介して放熱部材に接続する工程を行うこ
とにより、さらに放熱性に優れた回路構成体を得ること
が可能になる。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を図
面に基づいて説明する。なお、ここでは、車両等に搭載
される共通の電源から供給される電力を複数の電気的負
荷に分配する配電回路を構成する回路構成体の製造方法
を示すが、本発明にかかる回路構成体の用途はこれに限
らず、電力回路における通電のオンオフ切換を半導体ス
イッチング素子によって行う場合に広く適用が可能であ
る。

【００３３】１）バスバー形成工程まず、前記回路構成体を製造するにあたり、図１に示す
ようなバスバー構成板１０を形成する。

【００３４】図示のバスバー構成板１０は、矩形状の外
枠１６を有し、その内側領域に、入力端子を構成する複
数枚の入力端子用バスバー１１と、出力端子を構成する
複数枚の出力端子用バスバー１２と、複数本の信号入力
端子用バスバー１４とを含む多数のバスバーが所定のパ
ターンで配列されるとともに、適当なバスバーが小幅の
つなぎ部分１８によって前記外枠１６とつながり、また
特定のバスバー同士が小幅のつなぎ部分１８によって相
互連結された状態となっている。

【００３５】図例では、入力端子用バスバー１１の端部
１１ａ及び信号入力端子用バスバー１４の外側端部１４
ａが全てバスバー構成板１０の左側に並び、出力端子用
バスバー１２の端部１２ａが全てバスバー構成板１０の
右側に並ぶように配置されているが、前記各バスバー端
部１１ａ，１２ａ，１４ａは外枠１６とつながっていな
い自由端部となっている。

【００３６】このバスバー構成板１０は、例えば単一の
金属板をプレス加工で打ち抜くことにより簡単に形成す
ることが可能である。

【００３７】前記外枠１６は必ずしも含めなくても良
い。ただし、この外枠１６を含めることにより、バスバ
ー構成板１０全体の剛性が高まり、その分制御回路基板
２０との接着作業が容易になるとともに、外枠１６を把
持することによって、バスバー本体を傷めることなくそ
の取扱いを簡単に行うことができる。しかも、接着後は
当該外枠をバスバー構成部分から切り離すことにより適
当な電力回路を簡単に構築できる。

【００３８】２）接着工程前記バスバー構成板１０の片面（図１では上面）に制御
回路基板２０を接着して図２の状態とする。

【００３９】この制御回路基板２０は、後述のＦＥＴ
（半導体スイッチング素子）３０のスイッチング動作を
制御する制御回路を含むもので、例えば通常のプリント
回路基板（絶縁基板に制御回路を構成する導体がプリン
ト配線されたもの）によって構成することが可能であ
る。図例では、全体の薄型化及び防水性向上をさらに促
進すべく、非常に厚みの小さい（例えば0.3mm）シート
状の制御回路基板２０が用いられ、かつ、この制御回路
基板２０の適所には複数の貫通孔２２が設けられてい
る。この貫通孔２２は、前記ＦＥＴ３０をバスバー上に
実装するためのものであり、その詳細は後述する。

【００４０】前記制御回路基板２０の外形は、バスバー
構成板１０の外形よりも小さくし、特に基板左右幅がバ
スバー構成板１０よりも十分小さくなるようにしてお
く。具体的には、この制御回路基板２０を図示のように
バスバー構成板１０の中央部分に接着することにより、
このバスバー構成板２０から左外側に入力端子用バスバ
ー１１の端部１１ａ及び信号入力端子用バスバー１４の
端部１４ａが突出し、右外側に出力端子用バスバー１２
の端部１２ａが突出するとともに、全てのつなぎ部分１
８が制御回路基板２０の外側に露出するようにする（図
２）。

【００４１】この制御回路基板２０をバスバー構成板１
０に接着するには、種々の手法を用いることが可能であ
る。その例を以下に示す。

【００４２】制御回路基板２０の表裏両面に導体パ
ターンを設け、そのうちの裏面側（図１では上側）パタ
ーンまたはバスバー構成板１０に接着剤を塗布して当該
裏面側パターンをバスバー上面に接着する。この場合、
当該制御回路基板２０の裏面側にはこれに接着されるバ
スバーと同電位となるパターンのみを配索しておく。

【００４３】制御回路基板２０の裏面またはバスバ
ー構成板の上面に絶縁性接着剤を塗布し、この接着剤に
よって制御回路基板２０と各バスバーとの間に絶縁層を
形成する。なお、制御回路基板２０がスルーホールを含
む場合には当該スルーホールに前記絶縁性接着剤が付着
しないようにする（詳細後述）。

【００４４】制御回路基板２０の裏面縁部にのみ接
着剤を塗布してバスバー上面に接着する。この場合、接
着領域は当該縁部のみとなり、その内側の領域では制御
回路基板２０とバスバーとが互いにフリーとなるため、
その分応力が緩和される。

【００４５】以上の，，のいずれにおいても、接
着剤は印刷で塗布することが可能であり、これによって
製造工程の効率化、自動化を促進することができる。

【００４６】３）実装工程前記制御回路基板２０に設けられている貫通孔２２を利
用して、当該制御回路基板２０とバスバー構成板１０の
双方に半導体スイッチング素子としてＦＥＴ３０を実装
する。

【００４７】図４に示すように、ここで用いられるＦＥ
Ｔ３０は、略直方体状の本体３２と、少なくとも３つの
端子（図略のドレイン端子、ソース端子３４、及びゲー
ト端子３６）とを含んでいる。当該端子のうち、ドレイ
ン端子は前記本体３２の裏面に設けられ、ソース端子３
４及びゲート端子３６は本体３２の側面から突出して下
方に延出されている。

【００４８】このＦＥＴ３０に対応して、制御回路基板
２０の各貫通孔２２には、前記ＦＥＴ３０の本体３２が
挿通可能な矩形状部分２２ａと、この矩形状部分２２ａ
から所定方向に延びて前記ＦＥＴ３０のソース端子３４
が挿通可能な形状をもつ延出部分２２ｂとを含ませる。
そして、前記矩形状部分２２ａを通じてＦＥＴ本体３２
の裏面におけるドレイン端子をバスバー構成板１０にお
ける入力端子用バスバー１１の上面に直接接触させて当
該バスバー１１上にＦＥＴ本体３２を実装し、前記延出
部分２２ｂを通じてＦＥＴ３０のソース端子３４を出力
端子用バスバー１２に接続し、ＦＥＴ３０のゲート端子
３６を制御回路基板２０上の適当な導体パターンに接続
する。

【００４９】すなわち、この実装工程では、ＦＥＴ３０
は全て上側から制御回路基板２０と各バスバーの双方に
同時実装することが可能であり、従来のようにＦＥＴ３
０をバスバー基板と制御回路基板との間の位置で両基板
にそれぞれ配線材を介して別個に接続する方法に比べ、
組立作業効率は飛躍的に向上する。

【００５０】この実装工程は、例えば各貫通孔２２内に
印刷等で溶融はんだを塗布し、その上にＦＥＴ３０を載
せるだけで簡単に行うことが可能である。

【００５１】なお、この実装工程を行うに当たっては、
予め、図４に示すようにソース端子３４とゲート端子３
６との間に制御回路基板２０の厚みと略同等の段差ｔを
与えておくことが、より好ましい。このようにすれば、
当該制御回路基板２０の厚みにかかわらず、両端子３
４，３６に無理な変形を生じさせずにそのまま当該各端
子３４，３６を出力端子用バスバー１２と制御回路基板
２０とに各々実装でき、実装後における各端子の応力が
大幅に低減される。

【００５２】また、バスバー構成板１０に含まれるバス
バーの中に制御回路基板２０の制御回路と直接接続すべ
きバスバーが存在する場合には、例えば図５のＡ部に示
すように当該バスバーから適当な突起を出させて当該突
起を制御回路基板２０側にはんだ付けするようにしても
よい。

【００５３】４）折り曲げ工程制御回路基板２０から左右両外側に突出するバスバー端
部（図では少なくともバスバー１１，１２，１４の端部
１１ａ，１２ａ，１４ａを含む。）を図６に示すように
上向きに折り曲げて、外部回路と接続される端子を形成
する。このような折り曲げ工程を行うことにより、各端
子に対して外部配線材を一方向から接続することが可能
になり、その接続作業が簡素化される。

【００５４】５）ハウジング装着工程（コネクタ形成工
程その１）図７に示すように、複数の信号入力端子（図では信号入
力端子用バスバー１４の端部１４ａであって横一列に並
んでいる）の周囲に、合成樹脂等の絶縁材料からなるハ
ウジング４０を固定してコネクタを形成する。このハウ
ジング４０の側面には後述のケース５０と係合させるた
めの突起４２を形成しておく。

【００５５】６）切り離し工程前記バスバー構成板１０におけるバスバー同士をプレス
等により切り離して電力回路を完成させる。具体的に
は、制御回路基板２０の外側に露出しているつなぎ部分
１８を切断、除去すればよい。このつなぎ部分１８の除
去により、必然的に外枠１６も回路構成体から除去され
ることになる。この切り離し工程後の状態では、全体の
高さ寸法（厚み寸法）が非常に小さく、また占有面積も
制御回路基板２０の面積とほぼ同等に抑えられている。
この回路構成体は、それ単独でも使用することが可能で
あるが、後述のケース５０や放熱部材６０をさらに付加
することによって防水性や放熱性をより高めることが可
能となり、車両用パワーディストリビュータ等に好適な
回路体を得ることができる。

【００５６】なお、この切り離し工程は、前記工程３）
〜５）の前に行ってもよい。ただし、端子を構成するバ
スバー端部１１ａ，１２ａ，１４ａを外枠１６または他
のバスバーとつないでいる場合には、切り離し工程を先
に行う必要がある。

【００５７】７）ケース装着工程（コネクタ形成工程そ
の２）６）の切り離し工程で得られた回路構成体に対し、さら
に上側から合成樹脂等の絶縁材料からなるケース５０
（図９）を被せる。このケース５０は、下側に開口して
前記制御回路基板２０全体を上側から覆う形状を有し、
その中央には前記ＦＥＴ３０を上方に開放する開口部が
設けられ、この開口部の周縁から上向きに防水壁５２が
立設されている。すなわち、この防水壁５２は前記ＦＥ
Ｔ３０を含む領域を囲んでいる。

【００５８】このケース５０の左右両縁部（防水壁５２
の左右両外側の部分）には、上下に開口する筒状のハウ
ジング５４及びハウジング装着部５６がケース５０と一
体に形成されている。ハウジング５４は、複数箇所に形
成され、前記入力端子用バスバー１１の端部１１ａ（入
力端子）及び出力端子用バスバー１２の端部１２ａ（出
力端子）をそれぞれ個別に囲み、これらの端子とともに
コネクタを構成する。ハウジング装着部５６は、前記ハ
ウジング４０（信号入力端子を囲むハウジング）に対応
する位置に形成され、このハウジング装着部５６内に前
記ハウジング４０が下から挿入され、同ハウジング４０
の側壁の突起４２がハウジング装着部５６の上端に係合
することによりバスバー及び制御回路基板２０がケース
５０に係止される。

【００５９】この構造では、前記各端子とハウジング４
０，５４とで構成されたコネクタに対し、例えば車両に
配索されるワイヤハーネスの端末に設けられたコネクタ
を結合することにより、当該端子と外部回路とを簡単に
接続することが可能となっている。

【００６０】なお、ケース５０の前後両端部からは、左
右に並ぶ複数枚のフィンカバー５８が下向きに突出して
いる。

【００６１】８）放熱部材接続工程前記各バスバーの下面に図１０に示すような放熱部材６
０の上面６４を接着して両者を合体させる。

【００６２】放熱部材６０は、全体がアルミニウム系金
属等の熱伝導性に優れた材料で形成され、平坦な上面６
４を有し、下面からは左右に並ぶ複数枚のフィン６２が
下向きに突出している。各フィン６２の位置は前記ケー
ス５０におけるフィンカバー５８の位置と対応してお
り、この放熱部材６０の装着によって各フィン６２の長
手方向両端が前記フィンカバー５８で覆われるようにな
っている。

【００６３】この放熱部材６０とバスバーとの接着は、
例えば次のような手順で行うのが好ましい。

【００６４】放熱部材６０の上面６４にエポキシ系
樹脂からなる絶縁性の接着剤を塗布して乾燥させること
により薄膜の絶縁層を形成する。

【００６５】前記絶縁層の上に重ねて、この絶縁層
を構成する材料よりも軟らかくて熱伝導性の高い接着剤
（例えばシリコーン系接着剤のようなグリース状のも
の）を塗布し、もしくはバスバー側に当該接着剤を塗布
し、この接着剤によって前記バスバーを接着する。

【００６６】ここで、の絶縁層は必ずしも要しない
が、当該絶縁層の形成により、高価なの接着剤（柔ら
かくて熱伝導性に優れた接着剤）の使用量を最小限に抑
えながら確実な電気的絶縁を確保することができる。ま
た、の絶縁層は例えば放熱部材６０の上面６４上に絶
縁シートを貼着することにより形成することも可能であ
る。

【００６７】なお、バスバーの中に接地されるべきもの
が含まれる場合には、このバスバーに放熱部材６０をね
じ止めして固定し、当該放熱部材６０をアースに接続す
るようにしてもよい。

【００６８】また、前記バスバーと放熱部材６０との接
着に加え、例えばケース５０と放熱部材６０とに互いに
係合する係合部を設けて当該ケース５０にも放熱部材６
０を固定することが好ましい。さらに、当該ケース５０
と放熱部材６０との間にシリコンゴム等からなるシール
材を介在させることにより、回路構成体の防水性がさら
に高められる。

【００６９】９）ポッティング工程前記防水壁５２の上端に図１１に示すようなカバー７０
を被せて両者を接合する（例えば振動溶接する）ことに
より、防水壁５２内を密封する。さらに、図１２に示す
ように、カバー７０に設けておいたポッティング剤注入
口７２から適当なポッティング剤を注入することによ
り、防水壁５２内を封止する。これにより、回路構成体
の防水効果がさらに高められることとなる。

【００７０】以上のようにして製造された回路構成体に
おいて、その入力端子（入力端子用バスバー１１の端部
１１ａ）に電源を、出力端子（出力端子用バスバー１２
の端部１２ａ）に電気的負荷を接続することにより、前
記電源から適当な電気的負荷に電力を分配する配電回路
が構築されるとともに、当該配電回路の途中に設けられ
るＦＥＴ１４の動作が制御回路基板２０に組み込まれた
制御回路によって制御されることにより、前記配電回路
の通電のオンオフ制御が実行されることになる。

【００７１】なお、前記接着工程において、制御回路基
板２０の裏面やバスバー構成板の上面に絶縁性接着剤を
塗布する場合、これらの面のいずれか一方にのみ絶縁性
接着剤を塗布してもよいが、図１３に示すように、バス
バー（図では例として入力端子用バスバー１１のみ図示
するが他のバスバーについても同様である。以下同
じ。）の上面において制御回路基板２０に重なる部分と
制御回路基板２０の端部下面の双方に接着剤８０を塗布
するようにすれば、より確実な接着ができる。

【００７２】また、制御回路基板２０が図１４に示すよ
うなスルーホール接続部２４を有する場合には、同図に
示すように当該スルーホール接続部２４を避けて接着剤
８０を配することにより、電気接続信頼性を確保しなが
ら制御回路基板２０とバスバー１１との接着ができる。

【００７３】この点は、スルーホール接続部２４を利用
してバスバー１１と制御回路基板２０とをはんだ付けで
電気的に接続する場合にも同様である。例えば、図１５
（ａ）に示すようにスルーホール接続部２４の幅とバス
バー１１の幅Ｄとの差が小さい（バスバー幅Ｄが比較的
小さい）場合には、スルーホール接続部２４の前後にの
み接着剤８０を配すればよいし、同図（ｂ）に示すよう
にバスバー幅Ｄが十分大きい場合には前記スルーホール
接続部２４を囲むように接着剤８０を配すればよい。

【００７４】また、図１６に示すようにバスバー１１の
側面と制御回路基板２０の下面とをはんだ付け２６によ
って電気的に接続する場合にも、そのはんだ付け２６の
領域を避けるようにして接着剤８０を配するのが好まし
い。

【００７５】本発明にかかる回路構成体は以上の方法に
より製造されたものに限られず、少なくとも、そのバス
バーが制御回路基板の表面に接着された状態でこれらに
半導体スイッチング素子が実装される構成を有すること
により、全体構成の簡素化及び薄型化という効果を享受
することができる。

【００７６】また、本発明において使用される半導体ス
イッチング素子は前記ＦＥＴに限らず、バスバーにより
形成される電力回路側に接続される通電端子と制御回路
基板２０側に接続される制御端子とを含むものであれば
広く適用が可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上のように、本発明は、電力回路を構
成する複数のバスバーを制御回路基板の表面に接着し、
当該バスバーと制御回路基板の双方に半導体スイッチン
グ素子を実装するようにしたものであるので、簡素かつ
薄型の構造で半導体スイッチング素子を含む電力回路を
構築でき、かつ、当該半導体スイッチング素子の放熱性
に優れた回路構成体を提供することができる効果があ
る。

【００７８】さらに、この回路構成体を製造するにあた
り、バスバー同士がつながった形状をもつ金属製のバス
バー構成板と制御回路基板とを接着してから半導体スイ
ッチング素子の実装及びバスバー同士の切り離しを行う
ことによって、当該回路構成体を効率良く製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる回路構成体の製造
方法において用いられるバスバー構成板及び制御回路基
板を示す斜視図である。

【図２】前記バスバー構成板と制御回路基板とを接着し
た状態を示す斜視図である。

【図３】前記バスバー構成板及び制御回路基板にＦＥＴ
を実装した状態を示す斜視図である。

【図４】前記ＦＥＴの実装状態を示す拡大断面斜視図で
ある。

【図５】前記バスバー構成板と制御回路基板との直接接
続個所を示す斜視図である。

【図６】前記バスバー構成板における所定のバスバーの
端部を上方に折り曲げた状態を示す斜視図である。

【図７】折り曲げた信号入力端子用バスバーの端部の周
囲にハウジングを設けてコネクタを形成した状態を示す
斜視図である。

【図８】前記バスバー構成板から外枠を除去してバスバ
ー同士を切り離した状態を示す斜視図である。

【図９】前記制御回路基板及びバスバーにケースを装着
した状態を示す斜視図である。

【図１０】前記ケースが装着された回路構成体とこれに
装着される放熱部材とを示す斜視図である。

【図１１】前記放熱部材が装着された回路構成体とその
ケースの防水壁に装着されるカバーとを示す斜視図であ
る。

【図１２】装着されたカバーのポッティング注入口から
ポッティング剤を注入する工程を示す斜視図である。

【図１３】前記接着工程における接着剤塗布領域の例を
示す断面図である。

【図１４】（ａ）は前記接着工程において制御回路基板
にスルーホール接続部が存在する場合の接着剤塗布領域
の例を示す底面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図で
ある。

【図１５】（ａ）（ｂ）はスルーホール接続部を避けて
接着剤を塗布する例を示す底面図である。

【図１６】はんだ付け接続部を避けて接着剤を塗布する
例を示す底面図である。

【符号の説明】

１０バスバー構成板１１入力端子用バスバー１２出力端子用バスバー１４信号入力端子用バスバー１６外枠１８つなぎ部分２０制御回路基板２２貫通孔３０ＦＥＴ（半導体スイッチング素子）３２ＦＥＴ本体３４ソース端子（通電端子）３６ゲート端子（制御端子）４０ハウジング５０ケース５２防水壁５４ケースに形成されたハウジング６０放熱部材７０カバー７２ポッティング剤注入口

フロントページの続き (72)発明者鬼塚孝浩愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号株式会社オートネットワーク技術研究所内 (72)発明者一色功雄愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号株式会社オートネットワーク技術研究所内 (72)発明者中西竜治愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号株式会社オートネットワーク技術研究所内 (72)発明者高木幸一愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号株式会社オートネットワーク技術研究所内 (72)発明者陳登愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号株式会社オートネットワーク技術研究所内Ｆターム(参考） 5G361 BA01 BA04 BB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力回路を構成する複数本のバスバー
と、その電力回路中に設けられる半導体スイッチング素
子と、この半導体スイッチング素子の駆動を制御する制
御回路基板とを備え、前記バスバーが略同一平面上に並
んだ状態で前記制御回路基板の表面に接着され、かつ、
前記半導体スイッチング素子が前記バスバーと制御回路
基板の双方に実装されていることを特徴とする回路構成
体。
【請求項２】請求項１記載の回路構成体において、前
記制御回路基板に貫通孔が設けられるとともに、この制
御回路基板の面のうち前記バスバーが接着される面と反
対側の面に前記半導体スイッチング素子の一部の端子が
接続され、かつ、当該半導体スイッチング素子の別の端
子が前記貫通孔を通じて前記バスバーに接続されている
ことを特徴とする回路構成体。
【請求項３】請求項２記載の回路構成体において、前
記半導体スイッチング素子は、その本体の裏面に通電端
子を有し、前記制御回路基板には前記半導体スイッチン
グ素子の本体が挿入可能な大きさの貫通孔が設けられ、
この貫通孔を通じて前記半導体スイッチング素子の本体
裏面の通電端子が前記バスバーに接触する状態で当該半
導体スイッチング素子の本体がバスバー上に実装されて
いることを特徴とする回路構成体。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の回路構
成体において、複数のバスバーが前記制御回路基板から
側方に突出することにより、外部回路と接続される端子
を構成していることを特徴とする回路構成体。
【請求項５】請求項４記載の回路構成体において、前
記端子を構成するバスバーが互いに同じ向きであって前
記制御回路基板に対して略直交する向きに折り曲げられ
ていることを特徴とする回路構成体。
【請求項６】請求項５記載の回路構成体において、前
記端子の周囲に絶縁材からなるハウジングが設けられる
ことによりコネクタが形成されていることを特徴とする
回路構成体。
【請求項７】請求項６記載の回路構成体において、絶
縁材からなり、前記バスバー及び制御回路基板を収納す
るケースを備えるとともに、このケースと一体に少なく
とも一部のハウジングが形成されていることを特徴とす
る回路構成体。
【請求項８】請求項７記載の回路構成体において、前
記ケースに、前記半導体スイッチング素子を含む領域を
取り囲む防水壁が立設されるとともに、この防水壁の開
口がカバーで塞がれた状態でその内部がポッティング剤
で封止されていることを特徴とする回路構成体。
【請求項９】請求項４〜８のいずれかに記載の回路構
成体において、前記端子は、電源に接続される入力端子
と電気的負荷に接続される複数の出力端子とを含み、前
記複数のバスバーは前記入力端子に供給された電力を前
記出力端子から前記各電気的負荷へ出力する配電回路を
構成していることを特徴とする回路構成体。
【請求項１０】請求項４〜９のいずれかに記載の回路
構成体において、前記端子は、外部から指令信号が入力
される信号入力端子を含み、この信号入力端子を構成す
るバスバーが前記制御回路基板に設けられている制御回
路に電気的に接続されていることを特徴とする回路構成
体。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかに記載の回
路構成体において、前記バスバーを挟んで前記制御回路
基板と反対の側に放熱部材が設けられ、この放熱部材に
絶縁層を介して前記バスバーが接続されていることを特
徴とする回路構成体。
【請求項１２】電力回路を構成する複数本のバスバー
と、その電力回路中に設けられる半導体スイッチング素
子と、この半導体スイッチング素子の駆動を制御する制
御回路基板とを備えた回路構成体を製造する方法であっ
て、前記バスバー同士がつながった形状をもつ金属製の
バスバー構成板を形成するバスバー形成工程と、このバ
スバー構成板と前記制御回路基板とを接着する接着工程
と、この接着工程後に前記半導体スイッチング素子を前
記バスバー構成板に含まれる所定のバスバーと前記制御
回路基板との双方に実装する実装工程と、前記接着工程
後にバスバー同士を切り離す切り離し工程とを含むこと
を特徴とする回路構成体の製造方法。
【請求項１３】請求項１２記載の回路構成体の製造方
法において、前記バスバー形成工程で形成されるバスバ
ー構成板は、外枠の内側にバスバー構成部分が並んでい
てこれらのバスバー構成部分の少なくとも一部が前記外
枠につながった形状を有するものであり、前記接着工程
は前記バスバー構成板における外枠よりも内側の部分に
前記制御回路基板を接着するものであり、前記切り離し
工程は前記外枠と前記バスバー構成部分との間を切断す
る工程を含むものであることを特徴とする回路構成体の
製造方法。
【請求項１４】請求項１３記載の回路構成体の製造方
法において、前記バスバー形成工程で形成されるバスバ
ー構成板は、前記バスバー構成部分同士を直接つなぐ部
分を有し、かつ、この部分が前記制御回路基板が接着さ
れる領域よりも外側に位置する形状を有することを特徴
とする回路構成体の製造方法。
【請求項１５】請求項１２〜１４のいずれかに記載の
回路構成体の製造方法において、前記接着工程は、前記
制御回路基板上に接着剤を印刷で塗布する工程を含むこ
とを特徴とする回路構成体の製造方法。
【請求項１６】請求項１２〜１５のいずれかに記載の
回路構成体の製造方法において、前記実装工程は、前記
制御回路基板の面のうち前記バスバーが接着される面と
反対側の面に半導体スイッチング素子の一部の端子を接
続し、かつ、当該制御回路基板に設けられた貫通孔を通
じて前記半導体スイッチング素子の他の端子をバスバー
に接続するものであることを特徴とする回路構成体の製
造方法。
【請求項１７】請求項１６記載の回路構成体の製造方
法において、前記実装工程の前に予め、前記半導体スイ
ッチング素子のうち前記制御回路基板に接続される端子
と前記バスバーに接続される端子との間に前記制御回路
基板の厚みと略同等の段差を与えておくことを特徴とす
る回路構成体の製造方法。
【請求項１８】請求項１２〜１７のいずれかに記載の
回路構成体の製造方法において、前記接着工程後の状態
で前記制御回路基板から側方に突出する複数のバスバー
を互いに同じ向きであって前記制御回路基板に対して略
直交する向きに折り曲げることにより、外部回路と接続
される端子を形成する折り曲げ工程を含むことを特徴と
する回路構成体の製造方法。
【請求項１９】請求項１８記載の回路構成体の製造方
法において、前記折り曲げ工程後、その端子の周囲に絶
縁材からなるハウジングを設けてコネクタを形成するコ
ネクタ形成工程を含むことを特徴とする回路構成体の製
造方法。
【請求項２０】請求項１２〜１９のいずれかに記載の
回路構成体の製造方法において、前記制御回路基板と接
着されたバスバーを絶縁層を介して放熱部材に接続する
工程を含むことを特徴とする回路構成体の製造方法。