JP2006294785A

JP2006294785A - 電子回路装置

Info

Publication number: JP2006294785A
Application number: JP2005111925A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okubo; 博大久保; Budi Utomo Marsudi; ブディウトモマルスディ
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】部品点数が少なく、製作が容易で、コストダウンが図れると共に、接続強度や電気接続の信頼性を高めることができ、しかも放熱性の向上も図り得る電子回路装置を提供する。
【解決手段】下層の回路基板２１上に、該回路基板の電子回路に接続された導電ピン２８と、上層の回路基板１１を載置するための突出壁２７とが起立状態で設けられると共に、上層の回路基板１１の電子回路導体１２に、下層の回路基板２１の導電ピン２８を挿通状態で保持すると共にその挿通部の周辺部分を立ち上げてなるバーリング部１８が形成され、下層の回路基板２１の突出壁２７上に上層の回路基板１１が載置されると共に、バーリング部１８に導電ピン２８が挿通され、その状態でバーリング部１８と導電ピン２８とが電気接合されている。バーリング部１８は、導電ピン２８の挿入方向に窄まったテーパ状に形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、回路基板を２枚以上積層し相互に電気接続して構成した電子回路装置に関するものである。

大電流を発生させる電源変換装置において複数の電源モジュールを使用する場合等には、これら電源モジュールのための回路基板を平面的に並べるのでは、スペース上大型化するので、上下に積層して小型化を図っている。
従来、回路基板を２枚以上積層して電子回路装置を構成した例として、図４に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図４に示す電子回路装置は、２枚の回路基板１０１、１０２をスペーサ１０３を介して上下に重ねて配置し、下側の回路基板１０２に突設した導電ピン１０４を、上側の回路基板１０１に固着した円筒状の接続ソケット１０５に挿入することで、導電ピン１０４もしくは接続ソケット１０５のいずれかもしくは両方に設けられたバネ（図示略）を介して、導電ピン１０４と接続ソケット１０５とを導通させて、上下の回路基板１０１、１０２を電気的に接続したものである。
特開２００４−２０７５６５号公報

ところで、図４に示した従来の電子回路装置では、上側の回路基板１０１に接続用部品として接続ソケット１０５を固着しておく必要があるので、製作が面倒でコストがかかるという問題があった。また、導電ピン１０４と接続ソケット１０５をバネを介して電気接続しているため、接続強度をあまり高くできず、また電気接続の信頼性もあまり高くできない可能性があった。また、バネを介しての接触となるため、接触面積の関係で上下の基板間で熱が伝わりにくく、放熱性が悪くなる可能性があった。また、別部品のスペーサ１０３を用いて上下の回路基板１０１、１０２の間隔を適正に保つようにしているため、部品点数が増えて、組み付けの手間が増えるという問題もあった。

本発明は、上記事情を考慮し、部品点数が少なく、製作が容易で、コストダウンが図れると共に、接続強度や電気接続の信頼性を高めることができ、しかも放熱性の向上も図り得る電子回路装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、複数の回路基板を上下に積層して回路基板上の電子回路を相互に電気接続してなる電子回路装置において、下層の回路基板上に、該回路基板の電子回路に接続された導電ピンと、上層の回路基板を載置するための突出壁とが起立状態で設けられると共に、上層の回路基板の電子回路導体に、前記下層の回路基板の導電ピンを挿通状態で保持すると共にその挿通部の周辺部分を立ち上げてなるバーリング部が形成され、前記下層の回路基板の突出壁上に上層の回路基板が載置されると共に、前記バーリング部に導電ピンが挿通され、その状態でバーリング部と導電ピンとが電気的に接合されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の電子回路装置であって、前記バーリング部は、導電ピンの挿入方向に窄まったテーパ状に形成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の電子回路装置であって、前記導電ピンは、前記突出壁の内部に下部が埋設された状態で、上部が突出壁の上面から突出していることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、上層の回路基板に形成した筒状のバーリング部に、下層の回路基板に設けた導電ピンを挿通させた状態で、両者を接合しているので、バーリング部が導電ピンに圧接状態となり、ソケットとピンをバネで接触させる従来例と比べて、接合部分の強度を高めることができる。特にバーリング部は、板材にバーリング加工を施すだけで製作できるので、別に筒状のソケットを用意して接合するのと異なり、余計な部品が不要で、製作が容易であり、コストアップを抑えることができる。また、バーリング部と導電ピンとの接合面積の増加により、上下の基板間で熱が伝わりやすくなるため、回路基板の放熱性が向上する。また、バーリング部、すなわち電子回路導体に対してバネ等を介さずに導電ピンを直接接続するので、電気的接続の信頼性が増す。また、下層の回路基板に設けた突出壁上に上層の回路基板を載置するので、別部品であるスペーサを使用せずに、上下の基板を適切な間隔で積層することができ、組み付けの面倒を減らしてコストダウンを図ることができる。
なお、バーリング部と導電ピンとの接合部分をさらに溶接、半田、ロウ付け等の手段で固着するようにしてもよい。

請求項２の発明によれば、バーリング部を、導電ピンの挿入方向に窄まったテーパ状に形成してあるので、導電ピンの先端を容易にバーリング部に挿入することができるようになり、組立性が一層向上する。

請求項３の発明によれば、突出壁の上面から導電ピンを突出させているので、回路基板の表面よりも高い位置で導電ピンが露出することになり、下層の回路基板の表面から導電ピンまでの沿面距離を大きく確保することができて、絶縁性を高めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は実施形態の電子回路装置の全体構成を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は図２のＢ部の拡大断面図である。

この電子回路装置は、車両、船舶、航空機、計算機等に用いられる電源ユニットであり、ベース５０上に、第１電源モジュールとしての下段モジュール２０と、第２電源モジュールとしての上段モジュール１０とを順番に積層して一体に接合してなるものである。各モジュール１０、２０は、回路基板１１、２１上に、各種の電気部品として、例えば、コイル１３、コンデンサ１４、１５、１６、半導体チップ２３等を実装することで構成されている。なお、符号２４は入力端子、符号２５は出力端子板であり、符号２６は、半導体チップ２３の放熱のためのフィンである。

上下段のモジュール１０、２０の回路基板１１、２１は、上下に積層され、両回路基板１１、２１上の電子回路導体１２、２２が相互に電気接続されることで、電子回路装置が構成されている。

下層の回路基板２１上には、上層の回路基板１１を載置するための複数の突出壁２７が起立状態で形成されるとともに、該突出壁２７に、回路基板２１の電子回路導体２２に接続された導電ピン２８が埋設され、該導電ピン２８の先端部が突出壁２７の上端面から上方に向けて突出している。

また、上層の回路基板１１の電子回路導体１２は、導電金属板からなり、下層の回路基板２１の導電ピン２８を挿通状態で保持すると共にその挿通部の周辺部分を立ち上げてなるバーリング部１８が形成されている。このバーリング部１８は、電子回路導体１２にバーリング加工を施すことによって形成されている。

例えば、バーリング部１８は、電子回路導体１２に導電ピン２８よりも小径の下孔を形成し、その下孔よりも大径のパンチによって下孔の縁部を押し広げながら筒状に立ち上げることによって形成することができる。あるいは、下孔を明けるのではなく、例えば十字にスリットを形成し、そのスリットを広げながらスリット周辺部を立ち上げることによって形成することもできる。

この場合、このバーリング部１８が形成される電子回路導体１２は、その板厚が、例えば０．３〜１．５ｍｍ、電気抵抗性、熱伝導性、加工性を考慮すると好ましくは０．８〜１．０ｍｍに形成されており、材料としては、銅材として広く利用されているタフピッチ銅の他、無酸素銅、リン脱酸銅、丹銅（銅・亜鉛合金）、黄銅、リン青銅、洋白（銅・ニッケル・亜鉛合金）、バネ用ベリリウム銅、バネ用リン酸銅、バネ用洋白などの銅を主体とした材料が用いられている。バーリング部１８を長くする場合には、これらの中でも延展性が高いものを選択することが好ましい。さらに、配線インピーダンスが高くなく、かつ、延展性の良いものであれば銅又は銅合金以外の金属であっても良い。また、リードなどの導電部材との接続性や耐食性などを向上するために、電子回路導体１２の全体又はバーリング部１８をスズでメッキを施すことが望ましい。

この場合のバーリング部１８は、図３に示すように、その長さは電子回路導体１２の板厚以上とされるとともに、導電ピン２８の挿入方向に窄まったテーパ状に形成してあり、バーリング部１８の最小径部は、導電ピン２８の外径よりも僅かに小さめに形成されている。また、導電ピン２８は、突出壁２７の内部に下部を埋設させた状態で、上部を突出壁２７の上面から突出させてある。

なお、バーリング部１８の形状は、導電ピン２８を挿入して保持できれば、円錐台形状や角錐台形状などの筒状の形状であればいずれでも良いが、導電ピン２８との接触面積を増やして、これを確実に保持できるように、導電ピン２８の外形に合わせ、導電ピン２８が断面円形であればバーリング部１８は円錐台形状、導電ピン２８が角柱状であればバーリング部１８は角錐台形状とすると良い。

そして、下層の回路基板２１の突出壁２７の上に上層の回路基板１１を載置すると共に、バーリング部１８に導電ピン２８を挿通させることにより、バーリング部１８に導電ピン２８が圧入され、両者が電気的に接続される。また、この圧入状態で、溶接、半田、ロウ付け等の手段で、バーリング部１８と導電ピン２８とを固着してもよい。

上記の電子回路装置においては、上層の回路基板１１に形成した筒状のバーリング部１８に、下層の回路基板２１に設けた導電ピン２８を挿通させた状態で、両者を接合しているので、従来のようにソケットとピンをバネで接触させる場合と比べ、接合部分の強度を高めることができる。特にバーリング部１８は、導電性を有する板材にバーリング加工を施すだけで製作できるので、別に筒状のソケットを用意して接合するのと異なり、余計な部品が不要で、製作が容易であり、コストアップを抑えることができる。

また、バネを介した接続ではないので、バーリング部１８と導電ピン２８の接合面積の増加を図ることができ、それにより、上下の回路基板１１、２１間で熱が伝わりやすくなるため、回路基板１１、２１の放熱性が向上する。また、バーリング部１８に対してバネを介さずに導電ピン２８を接続するので、電気接続の信頼性が増す。また、下層の回路基板２１に設けた突出壁２７上に上層の回路基板１１を載置するので、従来例のように別部品であるスペーサを使用せずに、上下の回路基板１１、２１を適切な間隔で積層することができ、組み付けの面倒を減らしてコストダウンを図ることができる。

また、バーリング部１８を、導電ピン２８の挿入方向に窄まったテーパ状に形成してあるので、導電ピン２８の先端を容易にバーリング部１８に挿入することができ、組み立てやすい。さらに、この導電ピン２８の下部を突出壁２７内に埋設して、その上端部を突出壁２７から突出させるように構成されているので、突出壁２７が導電ピン２８によって補強され、強度的にも安定した積層構造を得ることができる。

また、突出壁２７の上面から導電ピン２８を突出させているので、回路基板２１の表面よりも高い位置で導電ピン２８が露出することになり、回路基板２１の表面から導電ピン２８までの沿面距離を大きく確保することができて、絶縁性を高めることができる。

なお、上記実施形態では、２枚の回路基板１１、２１を積層した場合を示したが、２枚以上の回路基板を積層する場合にも本発明は適用することができる。その場合、上下に隣接する任意の２枚の回路基板が、上層と下層の回路基板の関係になる。

本発明の実施形態の電子回路装置の全体構成を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図２のＢ部の拡大断面図である。従来の電子回路装置の分解斜視図である。

符号の説明

１１上層の回路基板
１２電子回路導体
１８バーリング部
２１下層の回路基板
２２電子回路導体
２７突出壁
２８導電ピン

Claims

複数の回路基板を上下に積層して回路基板上の電子回路を相互に電気接続してなる電子回路装置において、
下層の回路基板上に、該回路基板の電子回路に接続された導電ピンと、上層の回路基板を載置するための突出壁とが起立状態で設けられると共に、
上層の回路基板の電子回路導体に、前記下層の回路基板の導電ピンを挿通状態で保持すると共にその挿通部の周辺部分を立ち上げてなるバーリング部が形成され、
前記下層の回路基板の突出壁上に上層の回路基板が載置されると共に、前記バーリング部に導電ピンが挿通され、その状態でバーリング部と導電ピンとが電気的に接合されていることを特徴とする電子回路装置。
前記バーリング部は、導電ピンの挿入方向に窄まったテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路装置。
前記導電ピンは、前記突出壁の内部に下部が埋設された状態で、上部が突出壁の上面から突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の電子回路装置。