JPH07283546A - 高耐圧大電流配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 大電流用の板状導体(13)に筒状導体(15)を固
定し、板状導体(13)および筒状導体(15)の表面に絶縁コ
ーティング層(17)を設け、板状導体(13)と同じ層に、板
状導体(13)と重ならない形に形成された絶縁板(19)を配
置し、このような板状導体(13)と絶縁板(19)で構成され
る層を複数層、層間に絶縁フィルム(21)を挟んで積層し
た。 【効果】 板厚の厚い板状導体と、断面積の大きい筒状
導体を使用できるため、配線板の電流容量を大きくでき
る。層間絶縁は絶縁コーティング層と絶縁フィルムで確
保され、同層内の絶縁は絶縁コーティング層と絶縁板で
確保されるため、配線板の耐電圧がアップする。電流容
量の大きい、耐電圧の高い配線板が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大電流を通電する配線
板で、比較的高電圧に耐えられる高耐圧大電流配線板に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モーターの制御回路等に用いられる配線
板には、信号用の小電流が流れる薄肉回路導体だけでな
く、パワー用の大電流が流れる厚肉回路導体が必要であ
る。従来、この種の配線板としては、絶縁基板の内部に
大電流用の厚肉回路導体を埋め込み、絶縁基板の表面に
小電流用の薄肉回路導体を配置したものが実用化されて
いる（実開平３−９９４６９号公報）。

【０００３】この種の配線板では、絶縁基板としてガラ
スエポキシ基板が使用され、薄肉回路導体には厚さ３５
〜７０μm 程度の銅箔が、厚肉回路導体には厚さ２００
〜５００μm 程度の銅板が使用される。大電流用の厚肉
回路導体を絶縁基板内に埋め込んだ構造の配線板は、高
速スイッチング特性、高周波特性に優れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし絶縁基板の内部
に厚肉回路導体を埋め込む構造の大電流配線板は、厚肉
回路導体の厚さが厚くなると、絶縁基板の内部にボイド
等の欠陥が発生しやすいという難点がある。これは、ガ
ラスエポキシシートと厚肉回路導体とを積層してホット
プレスする際に、厚肉回路導体が存在しない領域でガラ
スエポキシシートが厚肉回路導体の厚さ分を十分に埋め
きれないことによる。このため従来の大電流配線板は、
厚肉回路導体の厚さが５００μm 程度が限界とされてお
り、電流容量を増大に制約があった。

【０００５】また従来の大電流配線板は、厚さ方向の導
通をスルーホールで得ている。このスルーホールは孔内
面に銅メッキを施したものであるため、メッキ厚を厚く
することが難しい。このため従来の大電流配線板は厚さ
方向の電流容量を大きくすることにも制約があった。

【０００６】さらに従来の大電流配線板は、絶縁基板に
ガラスエポキシ基板を使用しているが、ガラスエポキシ
基板の使用可能電圧は一般に２００〜４００Ｖまでとさ
れており、それ以上の電圧になると、絶縁劣化が発生し
やすくなり、信頼性の点で問題がある。

【０００７】本発明の目的は、以上のような問題点に鑑
み、従来より電流容量が大きく、耐電圧も高い高耐圧大
電流配線板を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１の発明は、大電流用の板状導体の所定の位
置に配線板厚さ方向の導通をとるための筒状導体を固定
し、板状導体および筒状導体の表面に他の導体との電気
的接続に必要な部分を除いて絶縁コーティング層を設
け、前記板状導体と同じ層に、板状導体と重ならない形
に形成された絶縁板を配置し、このような板状導体と絶
縁板で構成される層を複数層、層間に絶縁フィルムを挟
んで積層したことを特徴とするものである。

【０００９】板状導体と絶縁板で構成される層と、絶縁
フィルムとは接着されていてもよいし、接着されていな
くてもよい。接着されていない場合は、積層体全体を適
当な締付け手段により締め付けて一体性を保つようにす
るとよい。

【００１０】また請求項２の発明は、請求項１の高耐圧
大電流配線板に複合プリント配線板を組み合わせたもの
で、複合プリント配線板は、小電流用の薄肉回路導体を
有するプリント配線板上に大電流用の厚肉回路導体が設
けられ、厚肉回路導体の所定の位置にプリント配線板を
貫通する筒形突出部が形成されたものからなり、この複
合プリント配線板と、請求項１記載の高耐圧大電流配線
板とを間隔あけて平行に配置し、複合プリント配線板の
筒形突出部と高電圧大電流配線板の筒状導体とを両者の
端面を突き合わせた状態で接続したことを特徴とするも
のである。

【００１１】

【作用】請求項１の発明による高耐圧大電流配線板、同
層内の板状導体の絶縁は絶縁コーティング層と絶縁板に
よって確保し、層間の絶縁は絶縁コーティング層と絶縁
フィルムによって確保するものである。したがって板状
導体の厚さが制約されることがなく、厚さの厚い板状導
体を使用して、大きな電流容量を得ることが可能であ
る。また層間には絶縁フィルムが配置されているため、
高電圧がかかっても絶縁性が劣化するおそれがなく、高
い耐電圧を保証することが可能である。

【００１２】また請求項２の発明によると、請求項１の
高耐圧大電流配線板に、小電流用の薄肉回路導体を有す
る複合プリント配線板が、間隔をあけて組み合わされて
いるので、低電圧の小電流回路が高電圧の大電流回路の
影響を受け難くなる。また複合プリント配線板の筒形突
出部と高電圧大電流配線板の筒状導体とを両者の端面を
突き合わせた状態で接続する構造であるので、両配線板
の結合が容易であり、組立が簡単に行える。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１４】〔実施例１〕図１および図２は請求項１の
発明の一実施例を示す。この高耐圧大電流配線板11は、
厚さ１〜３mm程度の銅板（無酸素銅、タフピッチ銅な
ど）からなる板状導体13を備えている。板状導体13は銅
板をプレス打ち抜き加工、ウォータージェット切断加工
などにより所要の回路パターンに形成したものである。

【００１５】板状導体13の所定の位置には、配線板厚さ
方向の導通をとるための筒状導体15が固定されている。
この筒状導体15は図２に示すように内径が一定で外径に
段差があり、一端側が大径部15ａに、他端側が小径部15
ｂになっている。板状導体13に筒状導体15を固定するに
は、板状導体13に形成した穴に筒状導体15の小径部15ａ
を挿入し、その状態で小径部15ａのまわりの板状導体13
をかしめるか、小径部15ａと板状導体13を溶接またはろ
う付けすればよい。筒状導体13は銅管の切断、切削加工
またはプレス成形加工などにより製作することができ
る。

【００１６】板状導体13および筒状導体15の表面には図
１に示すように絶縁コーティング層17が設けられてい
る。絶縁コーティング層17は、他の導体との電気的接続
に必要な部分（図示の例では筒状導体15の上端面と下端
面）を除いて設けられる。絶縁コーティング層17は樹脂
の粉体塗装により形成することができる。絶縁コーティ
ング層17の厚さは200 μm 程度であり、材質は例えばエ
ポキシ樹脂である。

【００１７】板状導体13と同じ層には、その板状導体13
と重ならない形の絶縁板19が配置されている。絶縁板19
は、ガラスエポキシ板、紙フェノール板、ＡＢＳ樹脂板
などから、ルーター加工により板状導体13の形を切り抜
くことにより形成される。絶縁板19の厚さは、板状導体
13とその両面の絶縁コーティング層17を合わせた厚さと
なっている。

【００１８】板状導体13と絶縁板19で構成される層は図
１の例では４層設けられており、これらの層は、層間に
絶縁フィルム21を挟んで積層されている。絶縁フィルム
21としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィ
ルムを使用することが望ましいが、マイカフィルムやポ
リエチレンフィルムを使用することも可能である。

【００１９】絶縁フィルム21は、その両面にエポキシ系
接着剤を塗布して、板状導体13および絶縁板19からなる
層と接着することが望ましい。ただし絶縁フィルム21
と、板状導体13および絶縁板19からなる層とは、必ずし
も接着する必要はなく、ボルトナット等の適当な締付け
部材で積層体全体を締め付ける構造にしてもよい。また
他の手段で積層状態が保てれば、締付け部材も不要であ
る。なお絶縁板19および絶縁フィルム21の、筒状導体15
に相当する位置には、積層や部品取付けの都合上、穴23
を形成しておくことは勿論である。

【００２０】以上が本実施例の高耐圧大電流配線板11の
構造である。この高耐圧大電流配線板11は、板状導体13
の厚さに応じて絶縁板19の厚さを定めることにより板状
導体13の厚さ分を十分埋めることができるので、板状導
体13の厚さは必要な電流容量に応じて任意に定めること
ができる。したがって厚さ１〜３mm程度の厚い板状導体
を使用した電流容量の大きい配線板を得ることができ
る。これにより１層の板状導体で500 Ａ程度までの通電
が可能となる。また配線板の厚さ方向の導通は筒状導体
15によって得ているが、筒状導体15の断面積も任意に選
定することができるので、厚さ方向の電流容量も十分大
きくとることができる。例えば、筒状導体15の外径を13
mmφ、内径を７mmφとすると、約370 Ａの通電が可能で
ある。

【００２１】また層間の耐圧については、絶縁フィルム
21としてＰＥＴフィルムを使用すると、厚さ250 μm で
75kVの耐圧が得られ、これに加えて絶縁コーティング層
17は厚さ200 μm の粉体塗装で６kVの耐圧が得られる。
また同層内の絶縁は絶縁コーティング層17と絶縁板19で
十分確保することができる。したがってきわめて耐電圧
の高い配線板が得られる。

【００２２】図１では、以上のような高耐圧大電流配線
板11にＩＧＢＴ（絶縁ゲートトランジスタ）やダイオー
ドなどのパワー部品25を実装した状態を示している。27
はパワー部品25を筒状導体15に接続するためのネジであ
る。パワー部品25は発熱があるためヒートシンク用のア
ルミブロック29に固定されている。アルミブロック29に
固定されたパワー部品25には高さの差ができるが、この
差は、筒状導体15の長さを調整することで吸収すること
ができる。

【００２３】〔実施例２〕図３および図４は請求項１の
発明の他の実施例を示す。この高耐圧大電流配線板11が
実施例１の配線板と異なる点は、筒状導体15の小径部15
ｂの長さを長くして、筒状導体15の上端面がほぼ同一平
面に揃うようにしたことである。このようにするとネジ
27の締付け作業を同じ高さで行うことができるため、組
立が容易になる。これ以外の構成は実施例１と同様であ
るので、同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。

【００２４】〔実施例３〕図５は請求項２の発明の一実
施例を示す。この配線板は、実施例２と同様の高耐圧大
電流配線板11に、複合プリント配線板31を組み合わせた
ものである。高耐圧大電流配線板11は、筒状導体15の小
径部15ｂを長くして、筒状導体15の上端面を同一平面に
揃えてある。また最下層の板状導体13と絶縁板19からな
る層の下に、さらに絶縁フィルム21を介して絶縁板19を
積層して、絶縁性を高めてある。

【００２５】一方、複合プリント配線板31は、絶縁基板
33の両面に小電流用の薄肉回路導体35を形成したプリン
ト配線板上に大電流用の厚肉回路導体37を設け、厚肉回
路導体37の所定の位置にプリント配線板を貫通する筒形
突出部39を形成したものである。薄肉回路導体35は厚さ
35〜70μm 程度の銅箔からなり、厚肉回路導体37は厚さ
１〜３mm程度の銅板からなる。筒形突出部39は厚肉回路
導体37のバーリング加工（絞り出し）により形成され
る。このような複合プリント配線板31は特開昭63-23749
5 号公報により公知である。

【００２６】複合プリント配線板31の筒形突出部39は、
高耐圧大電流配線板11の筒状導体15と同じ位置に形成さ
れている。複合プリント配線板31と高耐圧大電流配線板
11とは筒形突出部39の端面と筒状導体15の端面とを突き
合わせた状態で、ネジ27の締付けにより組み合わされて
いる。このような構造にすると、高耐圧大電流配線板11
に、薄肉回路導体35と厚肉回路導体37を有する複合プリ
ント配線板31を簡単に組み合わせることができ、信号回
路用の電子部品も実装可能となるので、配線板としての
機能を高めることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、従来より板厚の厚い板状導体を使用できること
と、配線板厚さ方向には導体断面積の大きい筒状導体を
使用できることから、配線板の電流容量を大幅に増大さ
せることができる。また層間絶縁は絶縁コーティング層
と絶縁フィルムにより確保され、同層内の絶縁は絶縁コ
ーティング層と絶縁板により確保されるため、配線板の
耐電圧を大幅にアップすることができる。したがって電
流容量の大きい、耐電圧の高い配線板を得ることができ
る。

【００２８】また請求項２の発明によれば、低電圧の小
電流回路が高電圧の大電流回路の影響を受け難い、組立
の容易な複合配線板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１の発明の高耐圧大電流配線板の一実
施例を示す断面図。

【図２】 図１の配線板における板状導体と筒状導体の
結合部を示す一部切開斜視図。

【図３】 請求項１の発明の高耐圧大電流配線板の他の
実施例を示す断面図。

【図４】 図３の配線板における板状導体と筒状導体の
結合部を示す一部切開斜視図。

【図５】 請求項２の発明の複合高耐圧大電流配線板の
一実施例を示す断面図。

【符号の説明】

11：高耐圧大電流配線板 13：板状導体 15：筒状導体 17：絶縁コーティング層 19：絶縁板 21：絶縁フィルム 25：パワー部品 29：アルミブロック 31：複合プリント配線板 33：絶縁基板 35：薄肉回路導体 37：厚肉回路導体 39：筒形突出部

フロントページの続き (72)発明者 神保 宗正 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】大電流用の板状導体(13)の所定の位置に配
   線板厚さ方向の導通をとるための筒状導体(15)を固定
   し、板状導体(13)および筒状導体(15)の表面に他の導体
   との電気的接続に必要な部分を除いて絶縁コーティング
   層(17)を設け、前記板状導体(13)と同じ層に、板状導体
   (13)と重ならない形に形成された絶縁板(19)を配置し、
   このような板状導体(13)と絶縁板(19)で構成される層を
   複数層、層間に絶縁フィルム(21)を挟んで積層したこと
   を特徴とする高耐圧大電流配線板。
2. 【請求項２】小電流用の薄肉回路導体(35)を有するプリ
   ント配線板上に大電流用の厚肉回路導体(37)が設けら
   れ、厚肉回路導体(37)の所定の位置にプリント配線板を
   貫通する筒形突出部(39)が形成されている複合プリント
   配線板(31)と、請求項１記載の高耐圧大電流配線板(11)
   とを間隔をあけて平行に配置し、複合プリント配線板(3
   1)の筒形突出部(39)と高電圧大電流配線板(11)の筒状導
   体(15)とを両者の端面を突き合わせた状態で接続したこ
   とを特徴とする複合高耐圧大電流配線板。