WO2023090033A1 - バスバー、バスバーと回路基板との接続構造、および、バスバーと回路基板との接続方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a bus bar, a connection structure between the bus bar and the circuit board, and a connection method between the bus bar and the circuit board.
- connection structure between a bus bar and a circuit board which uses solder to connect the bus bar and the flexible printed circuit board.
- solder is used to connect a predetermined portion of the circuit board to a predetermined portion of the plate-shaped bus bar. Moreover, a portion of the bus bar that is distant from the portion to which the circuit board is connected serves as a terminal connection portion that is connected to the terminal of the battery.
- the center conductor of the coaxial cable is connected to the conductive terminal using solder.
- the coaxial cable electrical connector described in Patent Document 1 is provided with a connection escape groove for retaining a flux material for improving the wettability of the solder.
- solder protruding from the connection part spreads unnecessarily, this spread solder may cause defects such as fastening with the battery terminal.
- a connection structure between a bus bar and a circuit board includes: a circuit board; a bus bar body portion including a metal base material; and a metal thin film covering the surface of the base material; a first connecting portion to which the circuit board is connected; a concave portion provided in the busbar main body and exposing the base material in at least a part of a surface thereof; and connecting the circuit board to the first connecting portion. and a solder connected to the .
- a bus bar according to the present invention includes a bus bar main body portion including a metal base material and a metal thin film covering the surface of the base material, and a first connection provided in the bus bar main body portion to which a circuit board is connected. and a concave portion provided in the busbar main body portion and having the base material exposed on at least a part of the surface thereof.
- a method for connecting a bus bar and a circuit board according to the present invention comprises press-working a bus bar material including a metal base material and a metal thin film covering the surface of the base material. into a predetermined shape, and forming a recess in the busbar material with the base material exposed on at least a part of the surface; and a circuit board installation step of installing the circuit board at a predetermined site different from the above using solder.
- a method for connecting a bus bar and a circuit board according to the present invention includes a base material forming step of forming a metal base material into a predetermined shape, and a metal base material formed on the surface of the base material of the predetermined shape formed in the base material forming step. a thin film installation step of providing a thin film of by plating, and a recess for forming a recess in which the base material is exposed on at least part of the surface at a predetermined location of the base material with the thin film obtained in the thin film installation step. a circuit board installation step of installing a circuit board using solder in a predetermined portion different from the recess of the bus bar obtained by the base material molding step, the thin film installation step, and the recess formation step; , provided.
- FIG. 1 is a perspective view of a battery unit that employs a connection structure between a bus bar and a circuit board according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a perspective view showing a connection structure between a bus bar and a circuit board according to the embodiment of the invention.
- 3 is a view in the direction of arrow III in FIG. 2.
- FIG. 4 is a diagram showing a IV-IV cross section in FIG. 5 is an enlarged view of a V portion in FIG. 4.
- FIG. FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 4 and showing a modified example of recesses of the busbar used in the connection structure between the busbar and the circuit board according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG.
- FIG. 8 is a diagram showing a connection structure between a busbar and a circuit board according to a comparative example.
- FIG. 9 is a diagram showing a connection structure between an electronic component and a substrate according to a reference example.
- connection structure 1 between a bus bar and a circuit board according to an embodiment of the present invention is used, for example, in a battery unit 3, as shown in FIG. Indicated by reference number 5 in FIG. 1 is a battery.
- one predetermined direction in the connection structure between the bus bar and the circuit board is defined as the vertical direction
- one predetermined direction perpendicular to the vertical direction is defined as the horizontal direction
- the vertical direction is defined as the horizontal direction.
- the vertical direction is defined as the direction perpendicular to the . 1 to 8
- the vertical direction, horizontal direction, vertical direction, upward direction (upper side), and downward direction (lower side) are indicated by UDD, TD, LD, UP, and DN, respectively.
- a connection structure 1 between a busbar and a circuit board includes a circuit board 7, a busbar 9, and solder 10, as shown in FIGS.
- the circuit board 7, for example, a flexible printed circuit board (FPC) is adopted.
- the busbar 9 includes a busbar main body portion 11 , a first connection portion 13 , a second connection portion 15 and a concave portion 17 .
- the busbar main body 11 includes a metal (for example, copper) base material (raw material) and a metal thin film (for example, a tin thin film) covering the surface of the base material.
- the metal thin film is provided on the base material by plating, for example.
- the metal thin film protects the base material from chemical changes such as oxidation and sulfurization, prevents discoloration of the base material and rusting of the base material. It is provided to increase the bonding strength.
- the first connection portion (circuit board connection portion) 13 is provided on the busbar body portion 11 .
- a circuit board 7 is connected to the first connection portion 13 .
- the concave portion 17 is provided in the busbar main body portion 11 slightly apart from the first connection portion 13 . On at least a part of the surface (recessed surface; inner surface) 18 of the recess 17, the base material is exposed due to the absence of the metal thin film. Note that the concave portion 17 may be in contact with the first connection portion 13 .
- the solder (including lead-free solder) 10 connects the circuit board 7 to the first connecting portion 13 of the busbar body portion 11 .
- the wettability of the solder 10 on the busbar 9 is better for the metal thin film of the busbar 9 than for the base material of the busbar 9 .
- a case where molten solder 10 is dropped on a metal base material and a case where molten solder 10 is dropped on a metal thin film are compared. In this comparison, dripping molten solder 10 onto a thin metal film results in more molten solder 10 than dripping molten solder 10 onto a metallic base material. It flows easily and spreads easily.
- busbar main body portion 11 is a flat portion 19. As shown in FIG. Note that the entire busbar main body portion 11 may be formed in a flat plate shape. At least a part of the circuit board 7 also has a flat plate-like portion 21 . The thickness direction of the plate-like portions 19 and 21 is shown as the vertical direction in FIG. 2 and the like.
- the first connecting portion 13 is provided within one surface in the thickness direction (the first surface in the thickness direction) of the flat portion 19 of the busbar body portion 11 .
- the concave portion 17 is also provided in the flat plate-like portion 19 of the busbar main body portion 11 within the first plane in the thickness direction of the busbar main body portion 11 .
- the solder 10 is layered (flat plate).
- the thickness direction of the flat plate portion 19 of the bus bar main body 11 the thickness direction of the solder 10, and the flat plate shape of the circuit board 7 are connected. and the thickness direction of the portion of are coincident with each other.
- the flat plate-like portion 19 of the busbar main body 11 In the thickness direction of the flat plate-like portion 19 of the busbar main body 11, the flat plate-like portion 19 of the busbar main body 11, the solder 10, and the flat plate-like portion 21 of the circuit board 7 are arranged in this order from top to bottom. I'm listening.
- the concave portion 17 is provided slightly away from the first connecting portion 13 within the first plane in the thickness direction of the busbar main body portion 11 as described above.
- the second connecting portion (electrical component connecting portion) 15 is provided in the busbar main body portion 11 on the side opposite to the first connecting portion 13 with the recess 17 therebetween and slightly apart from the recess 17 . ing.
- the second connection portion 15 is adapted to be connected to another electrical component 23 . Note that the second connecting portion 15 may be in contact with the recess 17 .
- the second connecting portion 15 is also provided on the flat plate-like portion 19 of the busbar main body portion 11 within the first plane in the thickness direction.
- the first connecting portion 13, the recessed portion 17, and the second connecting portion 15 are arranged in this order in the vertical direction.
- connection structure 1 between the busbar and the circuit board a part 10A of the solder 10 enters the recess 17. As shown in FIG. A portion 10A is a portion of the solder 10 protruding from the circuit board 7 due to the connection between the first connecting portion 13 and the circuit board 7 .
- the first connection is formed between the end 17A of the recess 17 (the end on the second connection portion 15 side) and the second connection portion 15.
- the solder 10 used for connecting the portion 13 and the circuit board 7 and protruding from the circuit board 7 is in a non-existent state.
- the concave portion 17 is formed by partially plastically deforming the busbar main body portion 11 .
- the base material is exposed at least at a side portion 18 ⁇ /b>A of the surface 18 of the recess 17 .
- the concave portion 17 is recessed from a first surface, which is one surface in the thickness direction of the flat plate-like portion 19 , toward a second surface, which is the other surface in the thickness direction of the flat plate-like portion 19 . That is, the recess 17 is recessed upward from the lower side of the flat plate-like portion 19 .
- connection structure 1 between the bus bar and the circuit board will be explained in more detail.
- the battery 5 is employed as the electrical component 23 connected to the second connection portion 15 of the busbar 9 .
- the battery 5 includes a rectangular parallelepiped battery main body portion 25 and a columnar terminal portion 27 protruding from the upper surface of the battery main body portion 25 .
- the flat plate-like portion 19 of the busbar body portion 11 When the flat plate-like portion 19 of the busbar body portion 11 is viewed in the thickness direction (vertical direction), it has a first rectangular portion 29 and a second rectangular portion 31 .
- the lateral dimension of the second rectangular portion 31 is larger than the lateral dimension of the first rectangular portion 29 .
- the first rectangular portion 29 When viewed in the vertical direction, the first rectangular portion 29 vertically protrudes from the second rectangular portion 31 .
- a rectangular through hole 33 is formed in the central portion of the first rectangular portion 29 .
- the first connecting portion 13 When viewed in the vertical direction, the first connecting portion 13 includes the entire first rectangular portion 29 and a small portion of the second rectangular portion 31 (a portion near the first rectangular portion 29). ).
- the concave portion 17 is formed in the shape of a rectangular parallelepiped, and when viewed in the vertical direction, is formed in an elongated rectangular shape in which the value of the horizontal dimension is larger than the value of the vertical dimension.
- the recess 17 is provided in the second rectangular portion 31 .
- the lateral position of the recess 17 substantially matches the lateral position of the first rectangular portion 29 .
- the recess 17 is located near the first connecting portion 13 in the longitudinal direction.
- the concave portion 17 is formed by pressing, for example. As a result, the base material is exposed at the portion 18A on the side surface of the recess 17, and the metal thin film remains at the portion 18B on the bottom surface of the recess 17. As shown in FIG.
- the second connecting portion 15 is provided on the second rectangular portion 31 .
- the second connecting portion 15 is formed over substantially the entire second rectangular portion 31 in the horizontal direction.
- the second connection portion 15 is formed on the side opposite to the first rectangular portion 29 with the recess 17 in between, slightly apart from the recess 17 in the vertical direction.
- Two cylindrical through holes 35 are provided in the second connecting portion 15 .
- the two through-holes 35 are arranged side by side with a predetermined interval in the lateral direction.
- the bus bar 9 When the bus bar 9 is installed on the battery 5 , the lower surface of the second rectangular portion 31 forming the second connection portion 15 is in contact with the upper surface of the battery main body portion 25 and the terminal portion of the battery 5 . 27 passes through the through hole 35 . Also, in this state, the nut 37 is screwed onto the terminal portion 27 at the upper end portion of the terminal portion 27 . Thereby, the bus bar 9 is installed integrally with the battery 5 .
- a flat plate-shaped portion 21 of the circuit board 7 is also formed in a rectangular shape when viewed in the vertical direction.
- the lateral dimension of the plate-like portion 21 is slightly larger than the lateral dimension of the first rectangular portion 29 .
- both ends of the plate-like portion 21 in the horizontal direction slightly protrude from the first rectangular portion 29 .
- one longitudinal end 21A of the flat plate-like portion 21 is located near the recess 17, and the flat plate-like portion 21 is located on the other longitudinal end side (lower side in FIG. 3) from the one end 21A. ).
- the solder 10 When viewed in the vertical direction, the solder 10 is provided at a portion where the first rectangular portion 29 of the busbar 9 and the flat plate portion 21 of the circuit board 7 are overlapped with each other. 10A protrudes from the overlapped portion and enters the recess 17. As shown in FIG. The recessed portion 17 is not entirely filled with the portion 10A of the solder 10, but the portion 10A of the solder 10 enters the portion of the recessed portion 17. As shown in FIG.
- the form of the concave portion 17 may be changed as appropriate.
- a portion 18B of the bottom surface of the recess 17 may be formed in a shape in which the central portion is recessed. That is, the depth of the recess 17 may be shallow in the periphery of the recess 17 and gradually become deeper toward the center.
- the portion 18B of the bottom surface of the concave portion 17 may have a shape in which small irregularities are repeatedly formed instead of being flat.
- connection structure 1 between the bus bar and the circuit board will be described.
- the circuit board 7 is installed on the first connecting portion 13 of the bus bar 9 using solder 10 .
- the busbar 9 is installed on the battery 5 .
- connection structure 1 between the bus bar and the circuit board may be changed as follows.
- the base material By pressing the metal base material, the base material is formed into a predetermined shape. Subsequently, a metal thin film is provided by plating on the surface (for example, the entire surface) of the molded base material having a predetermined shape.
- recesses 17 are formed in predetermined locations of the thin film-attached base material (busbar main body) 11 by press working. Subsequently, the circuit board 7 is installed on the first connecting portion 13 using the solder 10 . After that, the busbar 9 is installed on the battery 5 .
- a connection structure 1 between a busbar and a circuit board includes a circuit board 7, solder 10, and a busbar main body 11 including a metal base material and a metal thin film covering the surface of the base material.
- the busbar body portion 11 is provided with a first connection portion 13 and a concave portion 17 .
- a circuit board 7 is connected to the first connection portion 13 .
- the recess 17 is provided away from the first connecting portion 13 .
- the solder 10 connects the circuit board 7 to the first connection portion 13 of the busbar body portion 11 .
- the recess 17 Since the recess 17 is provided, it is possible to easily determine whether or not the solder 10 overflows the recess 17 by visual observation and image processing.
- connection structure 1 (busbar 9 ) between the busbar and the circuit board
- the base material is exposed on at least part of the surface of the recess 17 .
- the solder 10A melted in the concave portion 17 can be accurately removed by the exposed base material. It can be clipped into the recess 17 . Further, the expansion of the solder 10A protruding from the connecting portion between the bus bar 9 and the circuit board 7 can be more strongly restricted.
- connection structure 301 between a busbar and a circuit board according to a comparative example will be described with reference to FIG.
- a connection structure 301 between a busbar and a circuit board includes a busbar 303 , a circuit board 305 and solder 307 .
- Bus bar 303 and circuit board 305 are connected to each other by solder 307 .
- a portion 307 A of the solder 307 protrudes greatly from the connecting portion between the bus bar 303 and the circuit board 305 .
- a through hole 309 is provided in the bus bar 303 .
- a terminal portion 313 of a battery 311 passes through the through hole 309 .
- a nut 315 is screwed onto the upper end of the terminal portion 313 .
- the bus bar 303 is installed on the battery 311 by sandwiching the bus bar 303 between the battery body 317 and the nut 315 .
- connection structure 301 between the busbar and the circuit board the concave portion 17 is not formed unlike the connection structure 1 between the busbar and the circuit board according to the embodiment of the present invention. Therefore, the spread amount of the protruding solder 307A is large. Therefore, the protruding solder 307A interferes with the battery 311, and the bus bar 303 may not be properly installed on the battery 311.
- the component connection structure 331 includes a circuit board 335 provided with a pad portion 333 and an electronic component 337 from which a lead wire 339 extends.
- lead wires 339 are connected to pad portions 333 using solder 341 .
- the lead wires 339 are appropriately bent, thereby suppressing the leakage and spreading of the solder 341.
- connection structure 1 between the busbar and the circuit board it is conceivable to change the concave portion 17 from a blind hole to a through hole penetrating the flat portion 19 of the busbar body portion 11 in the thickness direction.
- the concave portion 17 is a through hole
- the area of the surface (upper surface) of the bus bar 9 is reduced by the amount of the through hole, compared to the case where the concave portion 17 is a blind hole.
- the solder 10A may leak through the through-hole.
- the concave portion 17 as a blind hole, the flat plate-like portion 19 of the busbar main body portion 11 can be made small, and the spreading and wetting of the solder 10A can be restricted in a space-saving manner.
- the second connection portion 15 is provided on the busbar body portion 11 .
- the second connection portion 15 is adapted to be connected to another electrical component 23 and is separated from the recess 17 on the opposite side of the recess 17 from the first connection portion 13 .
- solder 10A protruding from the connecting portion between the bus bar 9 and the circuit board 7 is accumulated in the concave portion 17 and blocked by the concave portion 17 so that it does not reach the second connecting portion 15.
- the concave portion 17 is formed by partially plastically deforming the busbar body portion 11 .
- the concave portion 17 can be formed at the same time when the bus bar 9 is formed by press working.
- the base material basic material of the busbar 9
- the base material can be exposed as a scratch to the extent that the metal thin film is peeled off.
- connection structure 1 (bus bar 9) between the bus bar and the circuit board, the base material (the base material having poor wettability with the solder 10) is exposed at least at the side surface portion 18A of the surface of the recess 17. This makes it easier for the recess 17 to hold the solder 10A. In other words, since the spread of the molten solder 10 (10A) is stopped at the portion 18A on the side surface of the recess 17, the spread of the melted solder 10 (10A) is prevented more than when it is stopped at the portion 18B on the bottom of the recess 17. You can definitely stop.
- the method of connecting busbars and circuit boards includes a busbar forming process and a circuit board installation process.
- a busbar forming process a flat plate-shaped busbar material including a metal base material and a thin metal film covering the surface of the base material is press-formed into a predetermined shape. and forming recesses in the bus bar material.
- the circuit board installation process is a process of installing the circuit board 7 using the solder 10 at a predetermined portion (first connection portion 13) different from the concave portion 17 of the busbar 9 molded in the busbar molding process.
- the process of forming the bus bar 9 provided with the recess 17 can be simplified. Moreover, since the side surface (portion 18A) of the recess 17 is formed by shearing during press working, the base material can be easily exposed at the side surface (portion 18A) of the recess 17.
- the method of connecting the bus bar and the circuit board includes a base material forming process, a thin film installation process, a recess formation process, and a circuit board installation process.
- the base material forming process is a process in which a metal base material is pressed into a predetermined shape.
- the thin film installation step is a step of plating a metal thin film on the surface (for example, the entire surface) of the base material having a predetermined shape formed in the base material forming step.
- the concave portion forming step is a step of forming concave portions 17 by press working in predetermined locations of the thin film-attached base material (busbar main body portion 11) obtained in the thin film installing step.
- solder 10 is applied to a predetermined portion (first connecting portion 13) different from the recess 17 of the bus bar 9 obtained in the base material molding step, the thin film installation step, and the recess formation step. This is the step of installing the circuit board 7 .
- the base material can be easily exposed at the side surface (portion 18A) of the recess 17, and the surface of the bus bar 9 other than the side surface (portion 18A) of the recess 17 can be easily exposed.
- a metal thin film can be provided on the entire surface.
- the busbar manufacturing method has a busbar molding process.
- the busbar forming step is a step of pressing a flat busbar material including a metal base material and a metal thin film covering the surface of the base material. Further, the busbar forming step is a step of forming the busbar material into a predetermined shape by press working and forming the recessed portion 17 in the busbar material.
- the bus bar manufacturing method has a base material forming process, a thin film installation process, and a recess forming process.
- the base material forming step is a step of forming a metal base material into a predetermined shape.
- the thin film installation process is a process of providing a metal thin film by plating on the surface of the base material having a predetermined shape formed in the base material forming process.
- the concave portion forming step is a step of forming concave portions 17 by press working in predetermined locations of the base material with the thin film obtained in the thin film installing step.
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Abstract
バスバーと回路基板との接続構造(1)は、回路基板(6)と、金属製の母材と前記母材の表面を覆う金属製の薄膜とを含むバスバー本体部(11)と、前記バスバー本体部(11)に設けられて前記回路基板(6)が接続される第1の接続部(13)と、前記バスバー本体部(11)に設けられて表面(18)の少なくとも一部で前記母材が露出している凹部(17)と、前記回路基板(6)を前記第1の接続部(13)に接続しているハンダ(10)とを備える。
Description
本発明は、バスバー、バスバーと回路基板との接続構造、および、バスバーと回路基板との接続方法に関する。
バスバーとフレキシブルプリント回路基板とをハンダを用いて接続しているバスバーと回路基板との接続構造が知られている。
従来のバスバーと回路基板との接続構造では、板状のバスバーの所定の部位に、ハンダを用いて回路基板の所定の部位を接続している。また、バスバーの、回路基板が接続されている部位から離れた部位が、バッテリーの端子に接続される端子接続部になっている。
特許文献1に記載の同軸ケーブル用電気コネクタでは、同軸ケーブルの中心導体を、ハンダを用いて導電端子に接続している。また、特許文献1に記載の同軸ケーブル用電気コネクタには、ハンダの濡れ性を向上させるためのフラックス材を貯留させる接続用逃げ溝が設けられている。
ところで、バスバーと回路基板とをハンダを用いて例えばリフロー方式で接続する場合、ハンダの濡れ広がり対策を施すことが重要である。すなわち、バスバーと回路基板との接続部からはみだしたハンダの広がりを極力防ぐことが重要である。
接続部からはみだしたハンダがむやみに広がると、この広がったハンダがバッテリー端子との締結等において、不良を発生させる原因となることがある。
本発明は、バスバーとフレキシブルプリント回路基板との接続部からはみだしたハンダの広がりを極力防ぐことができるバスバー、バスバーと回路基板との接続構造およびバスバーと回路基板との接続方法を提供することを目的とする。
本発明に係るバスバーと回路基板との接続構造は、回路基板と、金属製の母材と前記母材の表面を覆う金属製の薄膜とを含むバスバー本体部と、前記バスバー本体部に設けられ、前記回路基板が接続される第1の接続部と、前記バスバー本体部に設けられ、表面の少なくとも一部で前記母材が露出している凹部と、前記回路基板を前記第1の接続部に接続しているハンダと、を備える。
本発明に係るバスバーは、金属製の母材と前記母材の表面を覆う金属製の薄膜とを含むバスバー本体部と、前記バスバー本体部に設けられ、回路基板が接続される第1の接続部と、前記バスバー本体部に設けられ、表面の少なくとも一部で前記母材が露出している凹部と、を備える。
本発明に係るバスバーと回路基板との接続方法は、金属製の母材と前記母材の表面を覆う金属製の薄膜とを含むバスバー用素材に、プレス加工を施すことで、前記バスバー用素材を所定形状に成形し、且つ、前記バスバー用素材に表面の少なくとも一部で前記母材が露出している凹部を形成するバスバー成形工程と、前記バスバー成形工程で成形されたバスバーの、前記凹部とは異なる所定の部位に、ハンダを用いて回路基板を設置する回路基板設置工程と、を備える。
本発明に係るバスバーと回路基板との接続方法は、金属製の母材を所定形状に成形する母材成形工程と、前記母材成形工程で成形された所定形状の母材の表面に金属製の薄膜をメッキによって設ける薄膜設置工程と、前記薄膜設置工程で得られた薄膜付き母材の所定の箇所にプレス加工によって表面の少なくとも一部で前記母材が露出している凹部を形成する凹部形成工程と、前記母材成形工程と前記薄膜設置工程と凹部形成工程とで得られたバスバーの、前記凹部とは異なる所定の部位に、ハンダを用いて回路基板を設置する回路基板設置工程と、を備える。
本発明の実施形態に係るバスバーと回路基板との接続構造1は、図1で示すように、例えば、バッテリユニット3に使用されるものである。図1に参照符号5で示すものは、バッテリーである。
ここで、説明の便宜のために、バスバーと回路基板との接続構造における所定の一方向を縦方向とし、この縦方向に対して直交する所定の一方向を横方向とし、縦方向を横方向とに対して直交する方向を上下方向とする。図1~8において、上下方向、横方向、縦方向、上方向(上側)、下方向(下側)をそれぞれUDD、TD、LD、UP、DNで示す。
バスバーと回路基板との接続構造1は、図2~図5で示すように、回路基板7とバスバー9とハンダ10とを備える。回路基板7として、例えば、フレキシブルプリント回路基板(FPC)が採用されている。バスバー9は、バスバー本体部11と第1の接続部13と第2の接続部15と凹部17とを備える。
バスバー本体部11は、金属製(たとば銅製)の母材(素材)と、この母材の表面を覆っている金属製の薄膜(例えば錫製の薄膜)とを備える。金属製の薄膜は、例えばメッキによって母材に設けられている。
金属製の薄膜は、母材を酸化、硫化等の化学変化から守り、母材の変色、母材での錆びの発生を防止するために、また、ハンダ10の濡れ性を高めてハンダ10の接着強度を高めるために設けられている。
第1の接続部(回路基板接続部)13は、バスバー本体部11に設けられている。第1の接続部13には、回路基板7が接続されている。
凹部17は、第1の接続部13から僅かに離れてバスバー本体部11に設けられている。凹部17の表面(凹んでいる面;内面)18の少なくとも一部では、金属製の薄膜が非存在であることで母材が露出している。なお、凹部17が第1の接続部13に接していてもよい。
ハンダ(無鉛はんだを含む)10は、回路基板7をバスバー本体部11の第1の接続部13に接続している。
バスバー9におけるハンダ10の濡性は、バスバー9の母材よりもバスバー9の金属製の薄膜の方が良くなっている。溶融しているハンダ10を金属製の母材上にたらした場合と、溶融しているハンダ10を金属製の薄膜上にたらした場合とを比較する。この比較では、溶融しているハンダ10を金属製の薄膜上にたらした場合の方が、溶融しているハンダ10を金属製の母材上にたらした場合よりも、溶融しているハンダ10が流れやすく広がりやすくなっている。
凹部17を無視すれば、バスバー本体部11は少なくとも一部が平板状の部位19になっている。なお、バスバー本体部11の全体が平板状に形成されていてもよい。回路基板7も少なくとも一部が平板状の部位21になっている。平板状の部位19、21の厚さ方向は、図2等では、上下方向として示されている。
第1の接続部13は、バスバー本体部11の平板状の部位19における厚さ方向の一方の面(厚さ方向第1の面)内に設けられている。凹部17も、バスバー本体部11の厚さ方向第1の面内でバスバー本体部11の平板状の部位19に設けられている。ハンダ10は層状(平板状)になっている。
バスバーと回路基板との接続構造1では、第1の接続部13のところで、バスバー本体部11の平板状の部位19の厚さ方向と、ハンダ10の厚さ方向と、回路基板7の平板状の部位の厚さ方向とがお互いに一致している。
バスバー本体部11の平板状の部位19の厚さ方向で、上から下に向かい、バスバー本体部11の平板状の部位19とハンダ10と回路基板7の平板状の部位21とがこの順にならんでいる。凹部17は、バスバー本体部11の厚さ方向第1の面内で、上述したように、第1の接続部13から僅かに離れて設けられている。
第2の接続部(電気部品接続部)15は、上述したように、凹部17を間にして第1の接続部13とは反対側で凹部17から僅かに離れてバスバー本体部11に設けられている。第2の接続部15は、他の電気部品23に接続されるようになっている。なお、第2の接続部15が凹部17に接していてもよい。
第2の接続部15も、厚さ方向第1の面内で、バスバー本体部11の平板状の部位19に設けられている。バスバー本体部11の平板状の部位19をこの厚さ方向で見ると、縦方向で、第1の接続部13、凹部17、第2の接続部15がこの順にならんでいる。
バスバーと回路基板との接続構造1では、ハンダ10の一部の部位10Aが、凹部17に入り込んでいる。部位10Aは、第1の接続部13と回路基板7との接続によって回路基板7からはみ出したハンダ10うちの一部の部位である。
バスバー本体部11の平板状の部位19の厚さ方向で見て、凹部17の端(第2の接続部15側の端)17Aと第2の接続部15との間で、第1の接続部13と回路基板7との接続に使用され回路基板7からはみ出したハンダ10が非存在の状態になっている。
凹部17は、バスバー本体部11の一部が塑性変形した状態になっていることで形成されている。凹部17の表面18のうちの少なくとも側面の部位18Aで母材が露出している。凹部17は、平板状の部位19の厚さ方向の一方の面である第1の面から、平板状の部位19の厚さ方向の他方の面である第2の面側に凹んでいる。すなわち、凹部17は、平板状の部位19の下側から上側に向かって凹んでいる。
バスバーと回路基板との接続構造1について、さらに詳しく説明する。
バスバー9の第2の接続部15に接続される電気部品23として、バッテリー5が採用されている。バッテリー5は、直方体状のバッテリー本体部25と、バッテリー本体部25の上面から突出している円柱状の端子部27とを備える。
バスバー本体部11の平板状の部位19をこの厚さ方向(上下方向)で見ると、第1の矩形状部位29と第2の矩形状部位31とを備える。第2の矩形状部位31の横方向の寸法の値は、第1の矩形状部位29の横方向の寸法の値よりも大きくなっている。
上下方向で見ると、第1の矩形状部位29は、第2の矩形状部位31から縦方向で突出している。第1の矩形状部位29の中央部には、矩形状の貫通孔33が形成されている。上下方向で見ると、第1の接続部13は、第1の矩形状部位29の全体と、第2の矩形状部位31のごく一部の部位(第1の矩形状部位29の近傍の部位)とにわたって形成されている。
凹部17は、直方体状に形成されており、上下方向で見ると、横方向の寸法の値が縦方向の寸法の値よりも大きい細長い矩形状に形成されている。凹部17は、第2の矩形状部位31に設けられている。凹部17の横方向における位置は、第1の矩形状部位29の横方向における位置とほぼ一致している。凹部17は縦方向では第1の接続部13の近傍に位置している。
凹部17は、例えば、プレス加工によって形成されている。これにより、凹部17の側面の部位18Aでは母材が露出しており、凹部17の底面の部位18Bでは、金属製の薄膜が残っている。
第2の接続部15は、第2の矩形状部位31に設けられている。上下方向で見ると、第2の接続部15は、横方向では、第2の矩形状部位31のほぼ全体にわたって形成されている。上下方向で見ると、第2の接続部15は、縦方向では、凹部17から僅かに離れ凹部17を間にして第1の矩形状部位29とは反対側に形成されている。
第2の接続部15には、2つの円柱形状の貫通孔35が設けられている。2つの貫通孔35は、横方向で所定の間隔をあけて並んでいる。
バスバー9がバッテリー5に設置された状態では、第2の接続部15を構成している第2の矩形状部位31の下面が、バッテリー本体部25の上面に接しており、バッテリー5の端子部27が貫通孔35を貫通している。また、この状態では、ナット37が端子部27の上端部で端子部27に螺合している。これにより、バスバー9がバッテリー5に一体的に設置されている。
回路基板7の平板状の部位21も、上下方向で見ると矩形状に形成されている。例えば、平板状の部位21の横方向の寸法の値は、第1の矩形状部位29の横方向の寸法の値よりも僅かに大きくなっている。上下方向で見ると、横方向で平板状の部位21の両端部が第1の矩形状部位29から僅かにはみ出している。
上下方向で見ると、平板状の部位21の縦方向の一端21Aは、凹部17の近傍に位置しており、平板状の部位21は一端21Aから縦方向の他端側(図3では下側)に延出している。
上下方向で見ると、ハンダ10は、バスバー9の第1の矩形状部位29と回路基板7の平板状の部位21が互いに重なっている部位に設けられているとともに、ハンダ10の一部の部位10Aが、上記重なっている部位からはみ出して、凹部17内に入り込んでいる。凹部17の全体がハンダ10の一部の部位10Aで満たされているわけではなく、凹部17の一部にハンダ10の一部の部位10Aが入り込んでいる。
凹部17の形態を適宜変更してもよい。例えば、図6で示すように、凹部17の底面の部位18Bが、中央部が凹んでいる形状に形成されていてもよい。すなわち、凹部17の深さが、凹部17の周辺部では浅く、中央に向かうにしたがって次第に深くなっていてもよい。また、図7で示すように、凹部17の底面の部位18Bが、平面ではなく、小さな凹凸が繰り返し形成された形状になっていてもよい。
凹部17の底面の部位18Bの形状を、図6、図7で示すようにすることで、凹部17の底面の部位18Bでも、金属製の薄膜が剥離され、凹部17の底面の部位18Bの一部で母材が露出する。
次に、バスバーと回路基板との接続構造1の製造手順について説明する。
金属製の母材とこの母材の表面を覆っている金属製の薄膜とを備えた平板状のバスバー用素材に、プレス加工を施す。これにより、バスバー用素材を所定形状に成形し、バスバー用素材に凹部17を形成する。
続いて、バスバー9の第1の接続部13に、ハンダ10を用いて回路基板7を設置する。この後、バスバー9をバッテリー5に設置する。
なお、バスバーと回路基板との接続構造1の製造手順を次に示すように変えてもよい。
金属製の母材にプレス加工を施すことで、母材を所定形状に成形する。続いて、成形された所定形状の母材の表面(例えば表面の全面)に金属製の薄膜をメッキによって設ける。
続いて、薄膜付き母材(バスバー本体部)11の所定の箇所にプレス加工によって凹部17を形成する。続いて、第1の接続部13に、ハンダ10を用いて回路基板7を設置する。この後、バスバー9をバッテリー5に設置する。
バスバーと回路基板との接続構造1は、回路基板7と、ハンダ10と、金属製の母材と母材の表面を覆っている金属製の薄膜とを含むバスバー本体部11とを備える。バスバー本体部11には、第1の接続部13と凹部17とが設けられている。第1の接続部13には、回路基板7が接続されている。凹部17は、第1の接続部13から離れて設けられている。ハンダ10は、回路基板7をバスバー本体部11の第1の接続部13に接続している。
このように構成されていることで、ハンダ10を用い、例えばリフロー方式で第1の接続部13に回路基板7を設置するとき、溶融しており回路基板7と第1の接続部13との接続部からはみ出したハンダ10Aを凹部17内に溜め固化させることができる。これにより、バスバー9と回路基板7との接続部からはみだしたハンダ10Aの広がりを極力防ぐことができる。
凹部17を設けてあるので、目視、画像処理によって、ハンダ10が凹部17を超えてあふれ出しているか否かを容易に判別することができる。
バスバーと回路基板との接続構造1(バスバー9)では、凹部17の表面の少なくとも一部で母材が露出している。ここで、ハンダ10に対する濡れ性が、金属製の母材よりも金属製の薄膜の方が良くなっていれば、凹部17内で溶融しているハンダ10Aを露出している母材で的確に凹部17内に留めることができる。そして、バスバー9と回路基板7との接続部からはみだしたハンダ10Aの広がりをより強力に規制することができる。
ここで、比較例に係るバスバーと回路基板との接続構造301について図8を参照しつつ説明する。
バスバーと回路基板との接続構造301は、バスバー303と回路基板305とハンダ307とを備える。ハンダ307によってバスバー303と回路基板305とが互いに接続されている。ハンダ307の一部307Aがバスバー303と回路基板305との接続部から大きくはみ出している。
バスバー303には、貫通孔309が設けられている。貫通孔309をバッテリー311の端子部313が貫通している。端子部313の上端部にナット315が螺合している。バッテリー本体部317とナット315とでバスバー303が挟み込まれていることで、バスバー303がバッテリー311に設置されている。
バスバーと回路基板との接続構造301では、本発明の実施形態に係るバスバーと回路基板との接続構造1のような凹部17が形成されていない。したがって、はみ出しているハンダ307Aの広がり量が大きくなっている。よって、はみ出しているハンダ307Aがバッテリー311に干渉し、バッテリー311へのバスバー303の設置を的確にすることができないことがある。
次に、参考例に係る部品の接続構造331について図9を参照しつつ説明する。部品の接続構造331は、パッド部333が設けられている回路基板335と、リード線339が延出している電子部品337とを備える。部品の接続構造331では、リード線339がハンダ341を用いてパッド部333に接続されている。
部品の接続構造331では、リフロー方式によって電子部品337を回路基板335に実装する際に、リード線339を適宜曲げてあることで、ハンダ341の漏れ広がりを抑制している。
バスバーと回路基板との接続構造1において、凹部17を止まり孔ではなく、バスバー本体部11の平板状の部位19をこの厚さ方向で貫通する貫通孔に変えることも考えられる。しかし、凹部17を貫通孔にすると、凹部17を止まり孔にしてある場合と比べ、バスバー9の表面(上面)の面積が貫通孔の分だけ減ってしまう。また、貫通孔を通ってハンダ10Aが漏れ出すことがある。凹部17を止まり孔にすることで、バスバー本体部11の平板状の部位19を小さくすることができるとともに、省スペースでハンダ10Aの濡れ広がりを規制することができる。
バスバーと回路基板との接続構造1では、第2の接続部15がバスバー本体部11に設けられている。第2の接続部15は、他の電気部品23に接続されるようになっており、凹部17を間にして第1の接続部13とは反対側で凹部17から離れている。
これにより、バスバー9と回路基板7との接続部からはみだしたハンダ10Aが、凹部17に溜められ凹部17で遮られ第2の接続部15まで到達しないようになっている。そして、第2の接続部15での、はみだしたハンダ10Aによる他の電気部品23との接続不良を回避することができる。
バスバーと回路基板との接続構造1では、バスバー本体部11の一部が塑性変形した状態になっていることで凹部17が形成されている。これにより、例えば、プレス加工によりバスバー9を成形するときに同時に凹部17を成形することができる。プレス加工のとき、凹部17を形成すべくバスバー本体部11の一部を凹ませることで、金属製の薄膜が剥がれる程度の傷として母材(バスバー9の素地)を露出させることができる。
バスバーと回路基板との接続構造1(バスバー9)では、凹部17の表面のうちの少なくとも側面の部位18Aの部位で母材(ハンダ10に対する濡れ性が劣る母材)が露出している。これにより、凹部17がハンダ10Aを留めやすくなっている。すなわち、溶融しているハンダ10(10A)の広がりを凹部17の側面の部位18Aで止めるので、凹部17の底面の部位18Bで止める場合よりも、溶融しているハンダ10(10A)の広がりを確実に止めることができる。
ここで、上記記載内容を次に示すバスバーと回路基板との接続方法として把握してもよい。
バスバーと回路基板との接続方法は、バスバー成形工程と回路基板設置工程とを有する。バスバー成形工程は、金属製の母材とこの母材の表面を覆っている金属製の薄膜とを含む平板状のバスバー用素材に、プレス加工を施すことで、バスバー用素材を所定形状に成形し、バスバー用素材に凹部を形成する工程である。
回路基板設置工程は、バスバー成形工程で成形されたバスバー9の、凹部17とは異なる所定の部位(第1の接続部13)に、ハンダ10を用いて回路基板7を設置する工程である。
上記のバスバーと回路基板との接続方法によれば、凹部17が設けられているバスバー9の成形工程を簡素化することができる。また、凹部17の側面(部位18A)がプレス加工でのせん断で形成されるので、凹部17の側面(部位18A)で母材を容易に露出させることができる。
上記記載内容を次に示すバスバーと回路基板との接続方法として把握してもよい。
バスバーと回路基板との接続方法は、母材成形工程と薄膜設置工程と凹部形成工程と回路基板設置工程とを有する。
母材成形工程は、金属製の母材にプレス加工を施すことで、母材を所定形状に成形する工程である。薄膜設置工程は、母材成形工程で成形された所定形状の母材の表面(例えば表面の全面)に金属製の薄膜をメッキによって設ける工程である。
凹部形成工程は、薄膜設置工程で得られた薄膜付き母材(バスバー本体部11)の所定の箇所にプレス加工によって凹部17を形成する工程である。回路基板設置工程は、母材成形工程と薄膜設置工程と凹部形成工程とで得られたバスバー9の、凹部17とは異なる所定の部位(第1の接続部13)に、ハンダ10を用いて回路基板7を設置する工程である。
上記のバスバーと回路基板との接続方法によれば、凹部17の側面(部位18A)で母材を容易に露出させることができるとともに、凹部17の側面(部位18A)を除くバスバー9の表面の全面に金属製の薄膜を設けることができる。
上記記載内容を次に示すバスバーの製造方法として把握してもよい。
バスバーの製造方法は、バスバー成形工程を有する。バスバー成形工程は、金属製の母材とこの母材の表面を覆っている金属製の薄膜とを含む平板状のバスバー用素材にプレス加工を施す工程である。さらに、バスバー成形工程は、プレス加工によってバスバー用素材を所定形状に成形し、バスバー用素材に凹部17を形成する工程である。
上記記載内容を次に示すバスバーの製造方法として把握してもよい。
バスバーの製造方法は、母材成形工程と薄膜設置工程と凹部形成工程とを有する。母材成形工程は、金属製の母材を所定形状に成形する工程である。薄膜設置工程は、母材成形工程で成形された所定形状の母材の表面に金属製の薄膜をメッキによって設ける工程である。凹部形成工程は、薄膜設置工程で得られた薄膜付き母材の所定の箇所にプレス加工によって凹部17を形成する工程である。
特願2021-186897号(出願日:2021年11月17日)の全内容は、ここに援用される。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (6)
- 回路基板と、
金属製の母材と前記母材の表面を覆う金属製の薄膜とを含むバスバー本体部と、
前記バスバー本体部に設けられ、前記回路基板が接続される第1の接続部と、
前記バスバー本体部に設けられ、表面の少なくとも一部で前記母材が露出している凹部と、
前記回路基板を前記第1の接続部に接続しているハンダと、
を備えたバスバーと回路基板との接続構造。 - 前記凹部を間にして前記第1の接続部とは反対側で前記バスバー本体部に設けられ、他の電気部品に接続される第2の接続部をさらに備えた
請求項1に記載のバスバーと回路基板との接続構造。 - 前記バスバー本体部の一部が塑性変形した状態になっていることで前記凹部が形成されており、
前記凹部の前記表面のうちの少なくとも側面の部位で前記母材が露出している
請求項1または請求項2に記載のバスバーと回路基板との接続構造。 - 金属製の母材と前記母材の表面を覆う金属製の薄膜とを含むバスバー本体部と、
前記バスバー本体部に設けられ、回路基板が接続される第1の接続部と、
前記バスバー本体部に設けられ、表面の少なくとも一部で前記母材が露出している凹部と、
を備えたバスバー。 - 金属製の母材と前記母材の表面を覆う金属製の薄膜とを含むバスバー用素材に、プレス加工を施すことで、前記バスバー用素材を所定形状に成形し、且つ、前記バスバー用素材に表面の少なくとも一部で前記母材が露出している凹部を形成するバスバー成形工程と、
前記バスバー成形工程で成形されたバスバーの、前記凹部とは異なる所定の部位に、ハンダを用いて回路基板を設置する回路基板設置工程と、
を備えたバスバーと回路基板との接続方法。 - 金属製の母材を所定形状に成形する母材成形工程と、
前記母材成形工程で成形された所定形状の母材の表面に金属製の薄膜をメッキによって設ける薄膜設置工程と、
前記薄膜設置工程で得られた薄膜付き母材の所定の箇所にプレス加工によって表面の少なくとも一部で前記母材が露出している凹部を形成する凹部形成工程と、
前記母材成形工程と前記薄膜設置工程と凹部形成工程とで得られたバスバーの、前記凹部とは異なる所定の部位に、ハンダを用いて回路基板を設置する回路基板設置工程と、
を備えたバスバーと回路基板との接続方法。
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