CN112056011B - 电路结构体及电连接箱 - Google Patents

Abstract

电路结构体(20)具备：基板(21)，形成有接地图案(22B)及贯通孔(23)；金属部件(30)，插通于贯通孔(23)，与接地图案(22B)电连接；金属制的散热部件(40)，与基板(21)重叠，能够与外部的接地电位连接；及导电性膏体(50)，将金属部件(30)与散热部件(40)之间连接。

Description

电路结构体及电连接箱

技术领域

在本说明书中公开了一种涉及电路结构体及电连接箱的技术。

背景技术

以往，已知有将基板的接地图案与基板外的接地电位连接的技术。在专利文献1中，在内置于电子设备的印刷布线基板及接地用的板状金属片形成有螺钉插通孔，在印刷布线基板的螺钉插通孔的周围形成有接地图案的露出部。当将螺钉穿过印刷布线基板及板状金属片的螺钉插通孔并拧入支承体的螺孔时，由于板状金属片通过螺钉的头部被按压于接地图案的露出部而与之接触，因此成为接地状态，印刷布线基板通过螺钉安装固定于支承体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-226966号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在通过螺钉将印刷布线基板的接地图案固定于接地用的板状金属片的情况下，存在如下问题：由于螺钉的头部配置于印刷布线基板的安装面，因此印刷布线基板上的能够安装部件的面积减少了螺钉的头部的大小的量。

本说明书所记载的技术是基于如上所述的情况而完成的，目的在于提供一种电路结构体及电连接箱，能够在不减少基板上的能够安装部件的面积的情况下，将基板的接地图案与接地电位连接。

用于解决课题的方案

本说明书所记载的电路结构体具备：基板，形成有接地图案及贯通孔；金属部件，插通于上述贯通孔，与上述接地图案电连接；金属制的散热部件，与上述基板重叠，能够与外部的接地电位连接；及导电性膏体，将上述金属部件与上述散热部件之间连接。

根据本结构，由于能够经由金属部件将基板的接地图案与散热部件电连接，因此即使不使用螺钉也能够将接地图案与散热部件连接。由此，能够在不减少基板上的能够安装部件的面积(因螺钉的头部)的情况下，将基板的接地图案与接地电位连接。此外，由于也可以不使用螺钉来将接地图案与接地电位连接，因此能够抑制因螺钉的紧固时的应力而在基板产生的压力。此外，由于金属部件与散热部件之间通过导电性膏体连接，因此与固体彼此接触相比，能够增大实际接触面积，能够减小电阻从而抑制传导损失。

作为本说明书所记载的技术的实施方式，优选以下的方式。

上述金属部件具有：主体部，插通于上述贯通孔；及头部，配置于上述贯通孔外，具有比上述贯通孔的孔径大的直径，上述头部与上述导电性膏体接触。

这样，通过使金属部件的头部与导电性膏体接触，能够增大金属部件与导电性膏体的接触面积，因此能够减小金属部件与散热部件之间的电阻，并且能够提高热传导性。

上述金属部件具有：主体部，插通于上述贯通孔；及头部，配置于上述贯通孔外，具有比上述贯通孔的孔径大的直径，上述头部与上述基板的接地图案连接。

这样，通过使金属部件的头部与基板的接地图案连接，未必需要为了主体部与贯通孔的连接而使主体部、贯通孔的尺寸精度一致，因此能够容易地进行金属部件与基板的接地图案的连接。

在上述基板与上述散热部件之间的未配置上述金属部件的区域设置有将上述基板与上述散热部件之间导热连接的导热材料。

这样，基板的热量能够经由导热材料从散热部件进行散热。

上述接地图案形成于上述贯通孔的孔壁，上述贯通孔的孔壁与上述金属部件之间通过焊料进行连接。

这样，由于能够经由焊料将金属部件与接地图案连接，因此能够减小金属部件与接地图案之间的电阻。

该电路结构体具备发热部件，该发热部件具有与上述接地图案连接的端子并通过通电来进行发热，上述发热部件配置于上述金属部件的附近。

这样，发热部件的热量能够经由金属部件从散热部件进行散热。

一种电连接箱，具备上述电路结构体和覆盖上述电路结构体的壳体。

发明效果

根据本说明书所记载的技术，能够在不减少基板上的能够安装部件的面积的情况下，将基板的接地图案与接地电位连接。

附图说明

图1是表示实施方式1的电连接箱的俯视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是将图2的金属部件的附近放大后的图。

图4是表示实施方式2的电连接箱的剖视图。

图5是将图4的金属部件的附近放大后的图。

具体实施方式

<实施方式1＞

参照图1～3对实施方式1进行说明。

电连接箱10例如配置于车辆的蓄电池等电源与由灯、雨刷等车载电气部件、马达等构成的负载之间的电力供给路径，例如能够用于DC-DC转换器、逆变器等。虽然该电连接箱10能够以任意的朝向配置，但在下文中，以图1的X方向为前方、以Y方向为左方、以图2的Z方向为上方进行说明。

如图2所示，电连接箱10具备电路结构体20及覆盖电路结构体20的壳体11。壳体11是下方侧开口的箱形且为铝、铝合金等金属制的或合成树脂制的。

电路结构体20具备形成有沿上下方向贯通的贯通孔23的基板21、插通于基板21的贯通孔23的金属部件30及重叠于基板21的下侧的散热部件40。基板21是通过印刷布线技术在由绝缘材料构成的绝缘板形成有由铜箔等构成的作为导电路径的图案22的印刷基板。图案22根据导电路径的路径而布线于绝缘板的上表面，具备与电源侧的电线(例如5[V])连接的电源侧图案22A和与接地电位(0[V])连接的接地图案22B，电源侧图案22A与接地图案22B布线于不同的路径。另外，在本实施方式中虽然为形成有上表面一层的图案22的基板21，但不限于此，例如也可以使用多层基板。此外，不限于印刷基板，例如也可以将由铜、铜合金等金属板材构成的汇流条重叠于印刷基板来构成基板。

在基板21的图案22安装有发热部件26。发热部件26是通过通电进行发热的电子部件，如图3所示，具有扁平的箱形的主体26A和在主体26A的底面形成的多个端子27(在图3中图示了一个端子27)。多个端子27具备负极端子27A和未图示的正极端子，负极端子27A与接地图案22B电连接，正极端子与电源侧图案22A(图2)电连接。多个端子27的下表面被焊接于在基板21的上表面(表面)形成的图案22的焊盘。在本实施方式中，发热部件26为FET(FieldEffect Transistor：场效应晶体管)，但也可以是电阻器、线圈、电容器等发热部件。

在基板21沿上下方向(板厚方向)贯通形成有贯通孔23(通孔)。贯通孔23的孔壁的整个面(整周)形成有由铜箔等构成的孔壁图案22C，孔壁图案22C以规定的厚度紧贴于绝缘板的孔壁。孔壁图案22C的上端部与基板21上的接地图案22B相连。

金属部件30例如由铜、铜合金、铝、铝合金、铁、不锈钢等金属构成，具有圆柱状的主体部31和设置于主体部31的下方侧(轴方向的一侧)且具有比主体部31的直径大的直径的圆柱状的头部32。主体部31具有比贯通孔23的孔径(左右方向的直径)小的直径(左右方向的直径)，头部32具有比贯通孔23的孔径(左右方向的直径)大的直径(左右方向的直径)。

在主体部31插通于贯通孔23的状态下，在主体部31的外周面31A与贯通孔23的孔壁之间形成间隙，在该间隙充填有作为接合材料的焊料S1。金属部件30(及贯通孔23)配置于发热部件26的附近。在本实施方式中，金属部件30使用了铆钉。如图2所示，在基板21的周缘部贯通形成有能够插通螺钉29的轴部的通孔24。

散热部件40为铝、铝合金等热传导性高的金属类制的，在上表面具有平坦面41，在下表面侧具有梳齿状地排列配置的多个散热片44。在平坦面41的靠周缘部处形成有向上方阶梯状地突出的间隔部42。在间隔部42形成有用于利用螺钉29进行螺纹固定的螺孔43。在散热部件40设置有能够安装于车辆的车身B等的托架45(安装部件)，能够经由托架45与外部的接地电位连接。在散热部件40的平坦面41(上表面)与金属部件30的头部32的下表面32A之间，形成有供导电性膏体50配置的间隙。

导电性膏体50具有导电的性质和将物质彼此粘合的性质，例如可以使用在将具有流动性的树脂溶液用作粘合剂的树脂膏体的内部含有金属粉末等导电性填料的导电性膏体，例如可以使用将环氧树脂和银粉、玻璃粉等组合而成的导电性膏体。作为树脂溶液可以由高分子树脂成分和溶剂构成。导电性膏体也可以采用通过常温、加热或冷却来进行硬化的导电性膏体。

在基板21的下表面(散热部件40侧的表面)与散热部件40的平坦面41(上表面)之间配置有导热材料51。导热材料51设置于与金属部件30(及贯通孔23)不同的区域，例如，可以使用硅脂等热传导性高且具有绝缘性的材料。基板21的热量经由导热材料51传导至散热部件40，并从散热部件40向外部散热。

接下来，对电路结构体20的制造方法进行说明。

将金属部件30的主体部31插通于基板21的贯通孔23，并在贯通孔23的孔壁与主体部31的外周面31A之间充填焊料S1来将金属部件30与贯通孔23的孔壁接合。此外，将焊膏附着于连接发热部件26的端子27的图案22并安装发热部件26，例如通过回流钎焊，将金属部件30及发热部件26焊接于基板21。另外，虽然发热部件26的端子27的回流钎焊与金属部件30向贯通孔23的焊接可以在同一工序中进行，但也可以在不同工序中进行。此外，通过焊料S1进行的接合不限于回流钎焊，例如也可以将熔化为液状的焊料S1注入贯通孔23的孔壁与金属部件30之间的间隙，并使焊料S1固化来将金属部件30与孔壁图案22C连接。

接下来，在散热部件40的平坦面41的金属部件30的区域涂布导电性膏体50，在平坦面41上的导电性膏体50的周围的区域(未涂布导电性膏体50的区域)涂布导热材料51。然后，在散热部件40上重叠基板21，当导电性膏体50及导热材料51在常温、加热等条件下硬化时，成为基板21与散热部件40粘合的状态。然后，当通过螺钉29等固定方法将基板21的周缘部与散热部件40固定时，形成电路结构体20。此外，通过在电路结构体20覆盖壳体11形成电连接箱10。

根据本实施方式，起到以下的作用、效果。

电路结构体20具备：形成有接地图案22B及贯通孔23的基板21、插通于贯通孔23并与接地图案22B电连接的金属部件30、与基板21重叠并能够与外部的接地电位连接的金属制的散热部件40及将金属部件30与散热部件40之间连接的导电性膏体50。

根据本实施方式，由于能够经由金属部件30将基板21的接地图案22B与散热部件40电连接，因此即使不使用螺钉也能够将接地图案22B与散热部件40连接。由此，能够在不减少基板21上的能够安装部件的面积(因螺钉的头部)的情况下，将基板21的接地图案22B与接地电位连接。此外，由于也可以不使用螺钉来将接地图案22B与接地电位连接，因此能够抑制因螺钉的紧固时的应力而在基板21产生的压力。此外，由于金属部件30与散热部件40之间通过导电性膏体50连接，因此与固体(金属)彼此接触相比，能够增大实际接触面积，能够减小电阻从而抑制传导损失。此外，由于能够减少为了将螺钉螺纹固定而形成于散热部件40的螺孔的数量，因此能够简化散热部件40的结构。

此外，金属部件30具有插通于贯通孔23的主体部31和配置于贯通孔23外并具有比贯通孔23的孔径大的直径的头部32，头部32与导电性膏体50接触。

这样，通过使金属部件30的头部32与导电性膏体50接触，能够增大金属部件30与导电性膏体50的接触面积，因此能够减小金属部件30与散热部件40之间的电阻，并且能够提高热传导性。

此外，在基板21与散热部件40之间的未配置金属部件30的区域设置有将基板21与散热部件40之间导热连接的导热材料51。

这样，基板21的热量能够经由导热材料51从散热部件40进行散热。

此外，接地图案22B形成于贯通孔23的孔壁，贯通孔23的孔壁与金属部件30之间通过焊料S1连接。

这样，能够经由焊料S1将金属部件30与接地图案22B电连接，因此能够减小金属部件30与接地图案22B之间的电阻。

此外，该电路结构体具备发热部件26，该发热部件26具有与接地图案22B连接的端子27并通过通电来进行发热，发热部件26配置于金属部件30的附近。

这样，发热部件26的热量能够经由金属部件30从散热部件40进行散热。

<实施方式2＞

接下来，参照图4、图5对实施方式2进行说明。如图4所示，在实施方式2的电连接箱60中，金属部件30的上下方向的朝向为与实施方式1相反的朝向。在下文中，对与实施方式1相同的结构附以同一标号并省略其说明。

如图5所示，金属部件30的头部32的支承面32B经由焊料S2与基板21的上表面(板面)的接地图案22B的缘部(孔壁图案22C的上部)连接。金属部件30的主体部31从上方侧插通于基板21的贯通孔23。在金属部件30的主体部31的外周面31A与贯通孔23的孔壁之间不充填焊料S2(S1)，而形成有空气层(间隙)。在主体部31的下端面31B与散热部件40的平坦面41之间配置导电性膏体50，在基板21与散热部件40之间的导电性膏体50的周围配置有导热材料51。

根据第二实施方式，金属部件30具有插通于贯通孔23的主体部31和配置于贯通孔23外且具有比贯通孔23的孔径大的直径的头部32，头部32焊接于基板21的接地图案22B而连接。

这样，通过使金属部件30的头部32与基板21的接地图案22B连接，未必需要为了主体部31与贯通孔23的连接而使主体部31、贯通孔23的尺寸精度一致，因此能够容易地进行金属部件30与基板21的接地图案22B的连接。

<其他的实施方式＞

本说明书所记载的技术不限于由上述记述及附图说明的实施方式，例如如下的实施方式也包括于本说明书所记载的技术的技术范围。

(1)在本实施方式中，在贯通孔23形成有孔壁图案22C，但不限于此，也可以不在贯通孔23形成孔壁图案22C。

(2)金属部件30的头部32不限于圆板状，例如，也可以是半球状、球状、长方体状等。

标号说明

10、60：电连接箱

11：壳体

20：电路结构体

21：基板

22：图案

22A：电源侧图案

22B：接地图案

22C：孔壁图案

23：贯通孔

26：发热部件

27：端子

27A：负极端子

30：金属部件

31：主体部

32：头部

40：散热部件

41：平坦面

50：导电性膏体

51：导热材料

S1、S2：焊料

Claims (4)

1.一种电路结构体，具备：

基板，形成有接地图案及贯通孔；

金属部件，插通于所述贯通孔，与所述接地图案电连接；

金属制的散热部件，与所述基板重叠，能够与外部的接地电位连接；

导电性膏体，将所述金属部件与所述散热部件之间连接，

所述金属部件具有：

主体部，插通于所述贯通孔；及

头部，配置于所述贯通孔外，具有比所述贯通孔的孔径大的直径，

在所述主体部与所述散热部件之间配置有所述导电性膏体，

所述头部位于所述金属部件的与所述散热部件相反的一侧，且与所述基板的接地图案连接，

在所述主体部的外周面与所述贯通孔的孔壁之间不充填焊料，而形成有空气层。

2.根据权利要求1所述的电路结构体，其中，

在所述基板与所述散热部件之间的未配置所述金属部件的区域设置有将所述基板与所述散热部件之间导热连接的导热材料。

3.根据权利要求1或2所述的电路结构体，其中，

该电路结构体具备发热部件，该发热部件具有与所述接地图案连接的端子并通过通电来进行发热，

所述发热部件配置于所述金属部件的附近。

4.一种电连接箱，具备：

权利要求1～3中任一项所述的电路结构体；及

覆盖所述电路结构体的壳体。