JP5044259B2 - 回路構成体 - Google Patents
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Description
上記の問題は、バスバーと放熱板とが接着される場合にも生じる。また、バスバーと、回路基板又は放熱板を一例とする接着部材とが接着される場合にも生じる。
請求項1ないし請求項4の発明によれば、露出部はスズメッキ層から露出しているから、この露出部と接着層とは直接に接着される。これにより、スズメッキ層が溶融する温度にまで回路構成体が加熱されても、バスバーと接着部材との間に空気が入り込むことを防止できる。
請求項5の発明によれば、露出部は所定のピッチ間隔を空けて配列した状態で形成されるから、各露出部に加わる応力を均一にすることができる。これにより、各露出部に加わる応力を分散させることができるから、バスバーと接着部材との接着強度を一層向上させることができる。
請求項6の発明によれば、凸部は接着部材側に突出しているから、凸部と接着層とが強固に接着することで、バスバーと接着部材との接着強度が向上する。
上述したように、凸部を設けることでバスバーと接着部材との接着強度を向上させることができるから、露出部における凸部の割合を大きくすれば、バスバーと接着部材との接着強度を向上させることが可能となる。請求項7の発明によれば、凸部は接着部材側から見て略環状をなしている。これにより凸部を効率よく形成することが可能となり、露出部における凸部の割合を大きくできるから、バスバーと接着部材との接着強度を向上させることができる。
請求項8の発明に寄れば、凸部はレーザ光を照射するという簡易な手法により形成できる。
以下に、バスバー15と回路基板13との接着強度についてのモデル実験を行った。このモデル実験により、バスバー15に露出部31が形成されることにより、バスバー15と回路基板13との接着強度が向上することが認められた。
幅25mm、長さ80mm、厚さ0.64mmの銅板(本発明に係る母材に該当)に電気めっき法により、厚さ1μm〜2μmのスズメッキ層を形成した。この銅板の一方の端部のうち、幅25mm、長さ25mmの領域を接着領域とし、この接着領域に、Ybファイバーレーザ装置を用いて、70μm×90μmのピッチ間隔で、間欠的にレーザ光を照射した。これにより、スズメッキ層が剥離されて銅板の表面が露出した露出部を形成した。この露出部には銅板の板面に垂直な方向から見て略環状をなす凸部が形成されていた。一枚の銅板を加工するの131秒を要した。
(((30μm)^2×π/(70μm×90μm))×100
表1に示すピッチ間隔で、銅板の接着領域にレーザ光を照射して露出部を形成した以外は、試験片1−1と同様にして、試験片1−2〜1−8を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表1に示す。
銅板の接着領域に、メッシュ間隔0.4mm(400μm)のメッシュパターンでレーザ光を照射した以外は、試験片1−1と同様にして、試験片1−9を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表1に示す。
100×(((400μm)^2−(400μm−60μm)^2)/(400μm^2))
上記の式中、60μmは、レーザ光を照射したことにより形成されたメッシュの加工幅を意味する。
接着領域に、表1に示すメッシュ間隔でレーザ光を照射して銅板を露出させた以外は、試験片1−9と同様にして、試験片1−10〜1−13を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表1に示す。
接着領域にレーザ光を照射しないこと以外は、試験片1−1と同様にして試験片1−14を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表1に示す。
試験片1−14のせん断強度は、2.9MPaと、露出部を形成した試験片1−1〜1−8のせん断強度(11.61MPa〜6.78MPa)に比べて、著しく低かった。これは、以下の理由によると考えられる。
続いて、バスバーと放熱板との接着強度についてのモデル実験を行った。このモデル実験により、バスバーに露出部が形成されることにより、バスバーと放熱板との接着強度が向上することが認められた。
厚さ2.0mmのアルマイト板(アルミニウム板の表面をアルマイト処理したものであって、本発明にかかる放熱板に該当)を、幅25mm、長さ100mmに切断し、このアルマイト板の一方の端部のうち、幅25mm、長さ12.5mmの領域を接着領域とした。このアルマイト板を銅板と接着した以外は、試験片1−1と同様にして試験片2−1を作製し、引張せん断試験を行った。結果を、表2にまとめる。
表2に示すピッチ間隔で、銅板の接着領域にレーザ光を照射して露出部を形成した以外は、試験片2−1と同様にして、試験片2−2〜2−6を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表2に示す。
上述のアルマイト板を銅板と接着した以外は、試験片1−14と同様にして試験片2−7を作製し、引張せん断試験を行った。結果を表2に示す。
母材露出率が2.9%である試験片2−6では、せん断強度は2.0MPaと、母材露出率が5%以上50%以下である試験片2−1〜2−5のせん断強度(3.6MPa〜5.6MPa)に比べて低かった。これにより、母材露出率は5%以上必要であることがわかった。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)本実施形態においては、露出部31は所定のピッチ間隔を空けて配列して形成されていたが、これに限られず、例えば、バスバー15と接着層14A,Bとの間に大きなせん断応力が発生する領域においては、露出部31同士の間隔を他の領域よりも密にしてもよい。このように露出部31は、所定間隔を空けて複数設けられていれば、等しいピッチ間隔で配されていなくてもよい。
(2)母材露出率は、バスバー15を撮影したSEM写真を公知の手法で画像解析することによって算出してもよい。
(4)本実施形態においては、各露出部31は略円形状をなしていたが、これに限られず、互いに間隔を空けて形成されていれば、略楕円形状でもよいし、略長円形状でもよいし、三角形、四角形などの多角形状など、任意の形状をとりうる。また、全ての露出部31が同一の形状でなくてもよい。
(5)本実施形態においては、凸部30は略環状をなしていたが、これに限られず、略楕円形状でもよいし、三角形、四角形などの多角形状など、任意の形状をとりうる。また、全ての凸部30が同一の形状でなくてもよい。
13…回路基板(接着部材)
14A,B…接着層
15…バスバー
23…放熱板(接着部材)
26…母材
27…スズメッキ層
30…凸部
31…露出部
34…接着領域
Claims (9)
- 金属製の母材の表面にスズメッキ層が形成されてなるバスバーと、前記バスバーの少なくとも一方の面に設けられた接着領域に絶縁性の接着層を介して接着された接着部材とを備える回路構成体であって、
前記バスバーの接着領域には、前記母材の表面を露出させてなる複数の露出部が間隔を空けて形成されており、
前記接着領域の前記バスバーの板面に垂直な方向の投影面積に対する、前記露出部の、前記バスバーの板面に垂直な方向の投影面積の割合である母材露出率は、5%以上であることを特徴とする回路構成体。 - 前記母材露出率は、50%以下であることを特徴とする請求項1に記載の回路構成体。
- 前記母材露出率は、20%以上45%以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回路構成体。
- 前記母材露出率は、30%以上40%以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の回路構成体。
- 前記露出部は、互いに所定のピッチ間隔を空けて配列して形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の回路構成体。
- 前記露出部には、前記母材の表面から突出する凸部が形成されており、前記凸部は前記母材又は前記母材の合金からなることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の回路構成体。
- 前記凸部は、前記接着部材側から見て略環状をなしていることを特徴とする請求項6に記載の回路構成体。
- 前記露出部は、前記バスバーにレーザ光を所定の間隔を空けて間欠的に照射することにより形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の回路構成体。
- 前記接着部材は、回路基板及び放熱板の少なくとも一つであることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の回路構成体。
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