JP4110995B2 - Circuit structure and inspection method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、共通の車載電源から複数の電子ユニットに配電を行うための車両用パワーディストリビュータ等として用いられる回路構成体及びその検査方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、共通の車載電源から各電子ユニットに電力を分配する手段として、複数枚のバスバー基板を積層することにより電力回路部を構成し、これにヒューズやリレースイッチを組み込んだ電気接続箱が知られている。
【0003】
さらに近年は、共通の車載電源から各電子ユニットに電力を分配する電気接続箱の小型化や高速スイッチング制御を実現すべく、FET等のスイッチング素子を入力端子と出力端子との間に介在させた回路構成体の開発が進められている。このような回路構成体においては、前記スイッチング素子等から発せられる熱を有効に冷却することが望ましく、かかる観点から、アルミニウム等の熱伝導性に優れた材料で成形された放熱部材の回路配設面上に絶縁層を介して電力回路部を接着したものが提案されるに至っている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−204700号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように放熱部材の回路配設面上に電力回路部が接着される回路構成体において、その電力回路部から発せられる熱を効率良く外部へ放散し、かつ、放熱部材と電力回路部との絶縁性を保つには、前記回路配設面と電力回路部とが良好に接着されており、かつ、両者に介在する絶縁層(少なくとも接着剤による層が含まれる。)の厚みが適当な範囲に収められていることが必要である。従って、このような接着状態の検査は品質管理上非常に重要なものとなる。
【0006】
その一方、前記電力回路部の薄型化が検討されるとともに、当該電力回路部をケースによって有効に保護する必要が求められており、これらの要求を満たしながら、前記接着状態の検査を行うことが大きな課題となっている。
【0007】
本発明は、前記従来技術を背景になされたものであり、電力回路部の薄型化及び保護を図りながら、当該電力回路部を冷却するための放熱部材と当該電力回路部との接着状態の検査を容易に行うことを可能にする回路構成体及びその検査方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する手段として、本発明は、複数本のバスバーが略平面上に並んだ状態で回路基板に重ねられることにより構成された電力回路部と、この電力回路部のバスバーが絶縁層を介して接着される回路配設面をもつ放熱部材と、前記回路配設部を外側から保護するように前記放熱部材に装着され、かつ、その装着状態で前記回路配設面の少なくとも一部を外部に露出させるための開口部を有するケースとを備え、このケースに、前記回路配設面のうち前記電力回路部及び絶縁層が設けられていない領域の面に対して位置測定用の接触子を接触させるためのケース側接触子挿通孔が設けられるとともに、前記電力回路部の回路基板において前記ケースの開口部により外部に露出する部位に、前記バスバーに対して位置測定用の接触子を接触させるための基板側接触子挿通孔が設けられているものである。
【0009】
この発明によれば、複数本のバスバーが略平面上に並んだ状態で回路基板に重ねられることにより、薄型の電力回路部が構成されるとともに、この電力回路部のバスバーが絶縁層を介して放熱部材の回路配設面上に接着されることにより当該放熱部材を通じて電力回路部の発した熱が外部へ逃がされる。さらに、前記放熱部材に装着されるケースによって前記回路配設部が外側から保護される。
【0010】
ここで、前記放熱部材による電力回路部の冷却効果を十分に得、かつ、両者間の絶縁信頼性を確保するには、当該電力回路部のバスバーと放熱部材の回路配設面との密着度及び両者に介在する絶縁層の厚みが重要となるが、前記ケース及び制御回路基板にそれぞれ接触子挿通孔が設けられているため、これらの接触子挿通孔を利用して前記位置測定用の接触子を適当な部位に接触させることにより、前記回路配設面に対する電力回路部のバスバーの密着度及び絶縁層厚の評価を適正かつ容易に行うことができる。
【0011】
具体的には、前記ケース側接触子挿通孔に位置測定用の接触子を挿入して放熱部材の回路配設面に接触させることにより当該回路配設面の位置を測定する工程と、前記基板側接触子挿通孔に位置測定用の接触子を挿入してバスバーの上面に接触させることにより当該バスバーの上面の位置を測定する工程とを行うことにより、その測定した回路配設面の位置とバスバーの位置との差に基づいて前記回路配設面へのバスバーの接着状態の良否を判定することができる。
【0012】
すなわち、前記回路配設面の位置とバスバーの上面位置との差は、両者の接着状態が良好である場合、当該回路配設面とバスバーとの間に介在する絶縁層の層厚とバスバーの厚みとの和に相当するはずであるから、前記差から回路配設面に対するバスバーの接着状態の良否を簡単に判定することができるのである。
【0013】
このようにして密着度及び絶縁層厚の管理が容易に行えることから、品質向上に寄与し得ることは勿論のこと、品質管理の手間を省いてコストの低下にも寄与することが可能になる。
【0014】
前記各接触子挿通孔は単数でもよいが、前記回路基板における複数の箇所に前記基板側接触子挿通孔が設けられるとともに、前記ケースの複数箇所にケース側接触子挿通孔が設けられているものがより好ましい。この回路構成体については、前記各基板側接触子挿通孔で測定したバスバー上面の位置と当該基板側接触子挿通孔に最も近いケース側接触子挿通孔で測定されたバスバーの位置との差をそれぞれ求め、これらの差に基づいて前記回路配設面へのバスバーの接着状態の良否を判定することにより、接着場所による接着状態のばらつきも加味した、より適正な検査が可能になる。
【0015】
前記絶縁層は、例えば、前記放熱部材の回路配設面上に接着剤を塗布し硬化させてからその上に接着剤を再塗布してこれに前記バスバーを重ねることにより形成されているものでもよい。この構成によれば、最初の塗布および硬化によって形成された絶縁層によって確実な絶縁を保ちながら、再塗布した接着剤によって放熱部材とバスバーとの接着を行うことができる。この場合でも、前記検査方法によって絶縁層全体の厚みの評価を適正に行うことが可能である。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明に係る回路構成体及びその検査方法の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、車両等に搭載される共通の電源から供給される電力を複数の電気的負荷に分配する回路構成体を示すが、本発明に係る回路構成体の用途はこれに限らず、放熱部材を有し冷却性が要請される回路構成体として広く適用可能である。
【0017】
図1は、本実施形態に係る回路構成体の分解斜視図である。この回路構成体は、複数枚のバスバー10を含む電力回路部1と、この電力回路部1が絶縁層5を介して配設される放熱部材2と、前記電力回路部1を外側から保護するためのケース3とを備え、当該ケース3と放熱部材との間にシール部材4が挟み込まれた状態で当該ケース3が放熱部材2に装着されるようになっている。
【0018】
前記電力回路部1は、多数本のバスバー10が略平面上に並んだ状態で制御回路基板13の裏面(図では下面)に重ねられ、接着されたものであり、前記バスバー10によって電力回路が構成されている。
【0019】
当該バスバー10には、電源に接続される入力用バスバーと外部に電力を出力するための出力用バスバーとが含まれ、当該入力用バスバーと出力用バスバーとの間に介在するように複数個のスイッチング素子(例えばFET、LSI、サイリスタ、リレースイッチ等)12が実装されている。
【0020】
前記制御回路基板13には各スイッチング素子12のスイッチング動作を制御する制御回路が組み込まれており、この制御回路と前記電力回路との双方に接続されるように各スイッチング素子12の実装が行われている。具体的には、制御回路基板13上にスイッチング素子12の制御用端子(FETの場合はゲート端子)が直接実装されるとともに、制御回路基板13に設けられた実装用貫通孔を通じて各スイッチング素子12の通電用端子(FETの場合はドレイン端子やソース端子)が適当なバスバー10に実装されている。
【0021】
各バスバー10が制御回路基板13からその外側に突出する部分は上向きに折り起こされて外部接続端子14を形成している。これらの外部接続端子14には、例えば共通の車載電源に接続される入力端子、電子ユニットに接続される出力端子、各スイッチング素子12等の制御を行うための制御信号が入力される信号入力端子などが含まれる。
【0022】
放熱部材2は、アルミニウム系金属等の熱伝導性に優れた材料により全体が平面視略矩形状に一体成形されている。その上面は平坦な回路配設面2aとして形成され、下面からは左右方向に並ぶ複数枚の放熱フィン20が下向きに突出している。そして、この回路配設面2a上に絶縁層5を介して(図例では2枚の絶縁層5a,5b)電力回路部1が配設されるようになっており、この回路配設領域から前記絶縁層の周縁部がはみ出した状態となっている。
【0023】
この絶縁層5を形成するには、例えば、絶縁性及び熱伝導性の高い接着剤(エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤等)を塗布して硬化させればよく、あるいは回路配設面2a上に絶縁シートを貼着するようにしてもよい。本実施形態では、絶縁性、熱伝導性に優れたエポキシ系樹脂からなる接着剤が塗布されることにより絶縁層5が形成されている。
【0024】
なお、放熱フィン20は適宜省略することができ、或いはこの放熱フィン20に換えて放熱ピン等が回路配設面2aと反対側に突設されたものを用いてもよい。また、放熱フィン、放熱ピン等についてその表面に細溝等を設け、表面積を拡大し、放熱効率を向上させるように構成してもよい。
【0025】
ケース3は、絶縁材からなり、図1及び図2に示すように、電力回路部1を取り囲むように枠状に形成されたケース本体30を備え、このケース本体30の中央に形成された開口部32が最終的に蓋体31で塞がれるようになっている。
【0026】
ケース本体30は、図1、図2、図4に示すように、下端面が回路配設面2aの周縁部に沿う壁部33と、この壁部33の周縁部から下方に延出して放熱部材2の周側面を覆うスカート部34と、前記壁部33の下端面に配設された樹脂用シール部材4とを有し、前記電力回路部1、言い換えると放熱部材2の回路配設領域を取り囲み得るものとなされている。
【0027】
そして、壁部33は、放熱部材2の回路配設領域を取り囲む形状を有し、図4に明示するように、第1垂直壁部33aと、第1垂直壁部33aの先端縁から内側に延びる水平壁部33bと、水平壁部33b先端縁からさらに上方(放熱部材2と反対側)に延びる第2垂直壁部33cとを備え、第1垂直壁部33aの下端面の全周に亘ってシール材充填溝35が形成されている。すなわち、このシール材充填溝35は、回路配設面2aの回路配設領域を取り囲むように設けられ、樹脂用シール材4が充填されるものとなされている。シール材充填溝35の断面は、特に限定するものではないが、本実施形態においては断面略U字状に形成されている。
【0028】
また、壁部33は、その周側壁高さが少なくとも電力回路部1に実装されている前記スイッチング素子12の脚状端子12a等よりも高く設定され、好ましくはこれら各種電子部品12の高さよりも高く形成されている。すなわち、壁部33は、各種電子部品(本実施形態ではスイッチング素子12)を含めた電力回路部1を取り囲み得るように形成されている。本実施形態では、壁部33は、その周側壁高さが前記スイッチング素子12よりも高く設定されている。
【0029】
前記開口部32は、前記電力回路部1における制御回路基板13のほぼ全域を上向きに開放する形状に形成され、ケース本体30が放熱部材2に取り付けられた後でも前記開口部32を通じて電力回路部1を上から放熱部材2の回路配設面2aへ押付けて接着剤による接合をより確実にすることが可能となっている。
【0030】
前記壁部33には、これと一体に複数のコネクタハウジング36が形成されている。各コネクタハウジング36は、電力回路部1の外部接続端子14が挿通される端子用貫通孔37を有する底部と、この端子用貫通孔37を通じて回路配設面2aと反対側に突出する複数本の外部接続端子14を取り囲むフード38とを有し、これらの外部接続端子14とともに外部コネクタ(例えばケーブルの先端に取付けられたコネクタ)と結合可能な外部接続コネクタを構成する。本実施形態では、コネクタハウジング36の底部は水平壁部33bにより構成されている。
【0031】
なお、この実施の形態にかかるコネクタハウジング36内においては、図3、図4に示すように、その底面が他のコネクタの先端面が当接するコネクタ当接面36aを残してこのコネクタ当接面36aよりも下方(放熱部材2側)に没入する樹脂溜まり用凹部39が形成され、この樹脂溜まり用凹部39が形成された領域内に端子用貫通孔37が設けられている。そして、一部のコネクタハウジング36内においては、図3及び図4に示すように、樹脂溜まり用凹部39から壁部33内側、具体的には水平壁部33bの下側に連通する樹脂挿通孔40が設けられる。
【0032】
この樹脂溜まり用凹部39は、後述する防水用樹脂を端子用貫通孔37を通して導入し充填するために設けられたものであり、この樹脂溜まり用凹部39内に後述する防水層6を形成して端子用貫通孔37を通した水の浸入を防止して電力回路部1の短絡を効果的に防止するために設けられたものであり、従って後述する防水用樹脂が端子用貫通孔37を通して樹脂溜まり用凹部39に溢れ出るものとなされている。一方、樹脂挿通孔40は、端子用貫通孔37からの防水用樹脂の導入を補助、強化するものであり、この樹脂挿通孔40を通して樹脂溜まり用凹部39内に防水用樹脂が導入される。
【0033】
前記コネクタハウジング36は、図例では、回路構成体全体が縦置きされた状態で下端部に位置する箇所が局所的に外方に膨出するように形成され、この膨出部36bの内における水平壁部33bには、放熱部材2側でかつ樹脂用シール材4よりも外側に開口する水抜き孔36cが設けられている。この水抜き孔36cは、コネクタハウジング36内に溜まった水を排出するためのものであり、この水抜き孔36cから排出された水は、放熱部材2とケース本体30との間の排水通路50を通して外部に排出されるものとなされている。
【0034】
なお、第2垂直壁部33cには、回路構成体が縦置きされた場合の下部に水抜き用切欠き51を有し、この水抜き用切欠き51は後述する防水層6表面に対位して、或いは防水層6の表面よりも上位に設けられている。また、水平壁部33bの下面には、外部接続端子14を構成するバスバー10を押止するための押止突起部52である。
【0035】
一方、スカート部34は、放熱部材2の四周側面を覆う枠体形状を呈し、対向する一対の側壁は放熱フィン20の形状に対応してギザギザ状に形成されている。また、このスカート部34の適所には、放熱部材2の対応する箇所に係止する係止爪53が形成され、ケース本体30と放熱部材2とを強固に組み付け得るものとなされている。
【0036】
蓋体31は、前記ケース本体30の開口部32に対応した板状をなし、図示しない係止構造によりケース本体30に取り付けられ、あるいは接着、溶着等によりケース本体30に取り付けられる。この蓋体31は、適宜省略可能だが、その装着によって電力回路部1の保護がより確実になる。
【0037】
樹脂用シール材4は、前記回路配設領域を取り囲む環状に形成され、前記シール材充填溝35内に密に嵌合可能となっている。この樹脂用シール材4は、その内側領域に後述の液状防水用樹脂が注入される際、当該防水用樹脂が硬化するまで当該防水用樹脂がケース本体30から漏れ出すのを一時的に防止するためのものであり、例えば独立気泡の発泡ゴム等が好適である。
【0038】
さらに、この回路構成体の特徴として、図6及び図7(a)(b)に示すように、前記制御回路基板13の複数箇所(図6の例では3箇所)にこれを板厚方向に貫通する基板側接触子挿通孔13h,13i,13jが設けられるとともに、ケース壁部33の複数箇所(図6の例では3箇所)にもその上壁部分を壁厚方向に貫通するケース側接触子挿通孔33h,33i,33jが設けられている。
【0039】
前記ケース側接触子挿通孔33h,33i,33jは、前記回路配設面2aの縁部すなわち前記絶縁層5が形成されている部分を上方に開放する位置に設けられており、これらのケース側接触子挿通孔33h,33i,33j内に図7(a)に示すように位置測定用接触子60を挿入することによって当該接触子60の先端を前記回路配設面2aに直接(すなわち絶縁層5を介在させることなく)接触させることが可能となっている。
【0040】
一方、前記基板側接触子挿通孔13h,13i,13jは、制御回路基板13においてその裏側にバスバー10が配設されている部位に設けられており、これらの基板側接触子挿通孔13h,13i,13j内に図7(b)に示すように位置測定用接触子60を挿入することによって当該接触子60の先端を前記バスバー10の上面(すなわち制御回路基板13の裏面に重ねられている面)に接触させることが可能となっている。
【0041】
次に、この回路構成体の製造工程及びその接着部位の検査方法について説明する。
【0042】
1)部品製造工程
前記電力回路部1、放熱部材2、ケース本体30を個別に製造しておく。ケース本体30においては、そのシール材充填溝35に前記樹脂用シール材4を装填するとともに、前記電力回路部1をその外部接続端子14を端子用貫通孔37に挿通してケース本体30に組み付ける。このようにケース本体30に電力回路部1を予め組み付けておくことにより端子用貫通孔32に対する外部接続端子14のアライメントを確保することができる。
【0043】
2)接着工程
放熱部材2の回路配設領域に絶縁層5を構成するための接着剤を塗布した状態で、前記電力回路部1が組み付けられたケース本体30を放熱部材2に取り付ける。これにより、前記電力回路部1のバスバー10が前記接着剤に接触し、放熱部材2の回路配設面2a上における回路配設領域に接合される。
【0044】
さらに、前記ケース本体30の開口部32を通じて前記電力回路部1における制御回路基板13の適当な箇所(多数箇所)を押圧し、当該電力回路部1と回路配設面2aとの(絶縁層5を介しての)密着性を向上させる。具体的には、ケース本体30の開口部32を通して電力回路部1の適所、特に電力回路部1の周縁部とスイッチング素子12周辺箇所を押圧して電力回路部1を放熱部材2の回路配設領域に強固に接合する。このように、電力回路部1を押圧して放熱部材2に接合することにより、電力回路部1の裏面に位置するバスバー10が接着剤に埋没してこの接着剤による絶縁性によりバスバー10間の短絡が確実に防止されるとともに、電力回路部1と放熱部材2との間の熱伝導性を向上させることができる。その後、前記接着剤を加熱硬化させて完全な絶縁層5を形成する。
【0045】
この工程において、ケース本体30を放熱部材2に取り付けるに当たっては、スカート部34の係止爪53を放熱部材2の対応する箇所に係止することにより行われるが、例えばケース本体5の適所をネジ、ボルト等の機械的固定部材により取り付けるものであっても良いし、また接着等により取り付けるものであっても良く、公知の取り付け方法が採用される。また、後述する防水用樹脂として接着性を有するものを用いる場合には、このケース本体5を放熱部材2に仮止めにより取り付けるものであっても良い。
【0046】
一方、前記絶縁層5の形成は、1回の接着剤の塗布のみでも可能であるが、例えば1回目の塗布時には前記電力回路部1の接着を行わずにそのまま接着剤を硬化させて図7(b)に示すような下側絶縁層5aを形成しておき、その上に同種の接着剤または異種の接着剤を塗布して当該接着剤により電力回路部1を接着してから当該接着剤を硬化させて上側絶縁層5bを形成するようにしてもよい。このようにすれば、接着前に予め前記下側絶縁層5aを形成しておくことによって、より高い絶縁信頼性が得られる。例えば、絶縁層5aの形成時に例えばピンホールが発生した場合でも、その上に塗布される接着剤が前記ピンホールを埋めることによって電力回路部1と放熱部材2との絶縁がより確実なものになる。
【0047】
絶縁層5を構成する接着剤については、例えばエポキシ系樹脂からなる接着剤が好適であるが、熱伝導性が良好な接着剤であれば他の接着剤の適用も可能である。
【0048】
以上の工程により、放熱部材2の回路配設面2a上の回路配設領域に電力回路部1が配設されるとともに、ケース本体30によって電力回路部1を含めた放熱部材2の回路配設面2a上における回路配設領域を取り囲んで囲繞壁が形成される。この囲繞壁は、後述の防水工程を行う場合に用いられる防水用樹脂の堰堤として機能するものである。
【0049】
3)検査工程
この工程では、前記接着工程後の回路配設面2とバスバー10との密着性および両者間に介在する絶縁層5の層厚の適否を検査する。
【0050】
まず、図7(a)に示すように、放熱部材2を下に向けた状態で回路構成体全体を基準面S上に載置し、各ケース側接触子挿通孔33h,33i,33j内に順次、ピン状の位置測定用接触子60を上から挿入し、その先端を回路配設面2aに直接(すなわち絶縁層5を介在させずに)接触させる。このときの位置測定用接触子60の高さ位置から、各ケース側接触子挿通孔33h,33i,33jが設けられている箇所における回路配設面2aの高さ位置(前記基準面Sからの高さ方向の距離)H1を割り出し、記憶する。
【0051】
次に、同図(b)に示すように、各基板側接触子挿通孔13h,13i,13j内に順次、前記ピン状の位置測定用接触子60を上から挿入し、その先端をバスバー10の上面(制御回路基板13と対向している側の面)に接触させる。このときの位置測定用接触子60の高さ位置から、各基板側接触子挿通孔13h,13i,13jが設けられている箇所におけるバスバー10の上面の高さ位置(前記基準面Sからの高さ方向の距離)H2を割り出し、記憶する。
【0052】
その後、各基板側接触子挿通孔13h,13i,13jについて求められた高さ位置H2と、これらの基板側接触子挿通孔13h,13i,13jにそれぞれ最も近いケース側接触子挿通孔33h,33i,33jについて求められた高さ位置H1との差をそれぞれ演算する。この差(H2−H1)は、バスバー10と回路配設面2とが絶縁層5を介して完全密着されている場合、当該バスバー10の厚み及び絶縁層5の層厚の和に相当するはずであるから、当該差の演算値に基づいて、回路配設面2aとバスバー10との接着状態の評価を容易かつ適正に行うことができる。
【0053】
なお、本発明においてケース側接触子挿通孔及び基板側接触子挿通孔の具体的な個数は問わず、またこれらの挿通孔が必ずしも互いに同数でなくてもよい。ただし、この実施の形態に示すように複数箇所で回路配設面の高さ位置及びバスバー上面の高さ位置に関する情報を採取すれば、より適正な接着状態の評価を行うことが可能になる。
【0054】
検査工程終了後は、適宜防水処理を施せばよい。この実施の形態では、前記ケース本体30により取り囲まれた空間内に所定量の液状の防水用樹脂を充填してこの防水用樹脂を硬化させて防水層6を形成するのが有効である。
【0055】
具体的には、前記回路配設面2a側が上を向く状態でケース本体30の開口部32から液状の防水用樹脂を注入し、電力回路部1に実装されている各種電子部品(スイッチング素子12)を封止する高さまで充填する。このとき、防水用樹脂は、端子用貫通孔37及び樹脂挿通孔40を通してコネクタハウジング36内に溢れ出し、樹脂溜まり用凹部39内の所定高さまで達する。
【0056】
この防水用樹脂が充填された状態では、外部接続端子14の基端部を含めたバスバー構成板11及び制御回路基板13も防水用樹脂によって浸っている。一方、樹脂用シール材4によって回路配設領域が取り囲まれているので、液状の防水用樹脂であっても放熱部材2とケース本体30との間の隙間から漏れ出すこともない。
【0057】
この防水用樹脂は、防水性があればよく、その素材等を特に限定するものではないが、本実施形態のように液状の樹脂を用いることにより、ケース本体5の隅々まで防水用樹脂が行き渡り、確実に封止することができる。また、この防水用樹脂として、硬化後も一定の弾力性、保形性を有するものを用いれば、スイッチング素子12やはんだ等に与える影響も少ないので好ましい。さらに、耐熱性、耐寒性に優れるばかりでなく、電気的絶縁性も良好となるという観点からシリコーン系樹脂などを用いるのが好ましい。また、この防水用樹脂として、接着性を有するものを採用すれば、プライマー等の塗布作業を省略して作業をより簡易なものとすることができる。さらに、防水用樹脂として、熱伝導性に優れたものを採用すれば、放熱部材2による放熱が促進されるだけでなく、防水層6からも放熱され、より放熱性に優れたものとすることができる。
【0058】
そして、充填された防水用樹脂を、加熱硬化させて防水層6を形成する。而して、この防水層6は、前記ケース本体の内側に、前記電力回路部の少なくとも一部を封止しかつ前記端子用貫通孔を封止するものとなる。次に、前記ケース本体30の開口部32を覆う前記蓋体7を製造し、前記防水層6を形成した後、この蓋体7を開口部32を覆った状態でケース本体30に取り付ける。
【0059】
なお、この防水層6の形成は必ずしも要さず、当該防水層6の形成に代えて例えばシール材と蓋31との組み合わせで防水処理を賄うようにしてもよい。
【0060】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、放熱部材の回路配設面上に設けられる電力回路部を複数本のバスバーが略平面上に並んだ状態で回路基板に重ねられたもので構成することにより、その薄型化を図ることができるとともに、前記放熱部材に装着されるケースによって前記回路配設部を外側から保護することができる。
【0061】
さらに、前記ケース側接触子挿通孔に位置測定用の接触子を挿入して放熱部材の回路配設面に接触させることにより当該回路配設面の位置を測定する工程と、前記基板側接触子挿通孔に位置測定用の接触子を挿入してバスバーに接触させることにより当該バスバーの上面位置を測定する工程とを行うことにより、その測定した回路配設面の位置とバスバーの上面位置との差に基づいて前記回路配設面へのバスバーの接着状態の良否を容易かつ適正に判定することが可能であり、この検査によって高い絶縁信頼性及び回路配設部冷却性能を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる回路構成体の分解斜視図である。
【図2】同回路構成体におけるケース本体、樹脂用シール材、放熱部材を当該放熱部材側から見た分解斜視図である。
【図3】同回路構成体におけるケース本体の部分拡大図である。
【図4】図3のVI−VI線断面図である。
【図5】スイッチング素子を防水用樹脂でその脚状端子を封止した状態で示す斜視図である。
【図6】前記回路構成体の平面図である。
【図7】(a)(b)は前記回路構成体の検査工程を示す断面正面図である。
【符号の説明】
1 電力回路部
2 放熱部材
2a 回路配設面
3 ケース
5 絶縁層
5a 下側絶縁層
5b 上側絶縁層
10 バスバー
12 スイッチング素子
13 制御回路基板
13h,13i,13j 基板側接触子挿通孔
30 ケース本体
33 壁部
33h,33i,33j ケース側接触子挿通孔
60 位置測定用接触子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit structure used as a vehicle power distributor for distributing power from a common in-vehicle power source to a plurality of electronic units, and an inspection method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a means for distributing electric power from a common in-vehicle power source to each electronic unit, an electric connection box is known in which a power circuit unit is configured by stacking a plurality of bus bar substrates, and a fuse and a relay switch are incorporated therein. ing.
[0003]
In recent years, switching elements such as FETs have been interposed between the input terminal and the output terminal in order to reduce the size of the electrical connection box that distributes power from a common in-vehicle power supply to each electronic unit and to achieve high-speed switching control. Development of circuit structures is underway. In such a circuit structure, it is desirable to effectively cool the heat generated from the switching element, etc. From this point of view, the circuit arrangement of the heat radiating member formed of a material having excellent thermal conductivity such as aluminum The thing which adhered the power circuit part on the surface via the insulating layer has come to be proposed (for example, refer to Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 11-204700 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the circuit structure in which the power circuit unit is bonded onto the circuit arrangement surface of the heat dissipation member as described above, the heat generated from the power circuit unit is efficiently dissipated to the outside, and the heat dissipation member, the power circuit unit, In order to maintain the insulating property, the circuit arrangement surface and the power circuit portion are well bonded, and the thickness of the insulating layer (including at least a layer made of an adhesive) interposed therebetween is appropriate. It must be within range. Therefore, such inspection of the adhesion state is very important for quality control.
[0006]
On the other hand, it is considered that the power circuit unit is made thinner, and it is necessary to effectively protect the power circuit unit with a case, and the adhesion state can be inspected while satisfying these requirements. It has become a big issue.
[0007]
The present invention has been made against the background of the prior art, and inspecting the adhesion state between the heat circuit member and the heat circuit member for cooling the power circuit unit while reducing the thickness and protecting the power circuit unit. It is an object of the present invention to provide a circuit configuration body and an inspection method thereof that make it possible to easily perform the above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a power circuit unit configured by superimposing a plurality of bus bars on a circuit board in a state of being arranged on a substantially plane, and the bus bar of the power circuit unit includes an insulating layer. A heat dissipating member having a circuit disposing surface bonded thereto, and being attached to the heat dissipating member so as to protect the circuit disposing portion from the outside, and at least a part of the circuit disposing surface in the mounted state. A case having an opening to be exposed to the outside, and a contact for measuring the position of the surface of the circuit arrangement surface in which the power circuit portion and the insulating layer are not provided. And a contact for measuring the position with respect to the bus bar is provided in a portion of the circuit board of the power circuit portion that is exposed to the outside through the opening of the case. In which the substrate side contact insertion holes for effecting touch is provided.
[0009]
According to the present invention, a plurality of bus bars are stacked on a circuit board in a state of being arranged on a substantially flat surface, whereby a thin power circuit unit is configured, and the bus bar of the power circuit unit is interposed via an insulating layer. By adhering to the circuit arrangement surface of the heat radiating member, the heat generated by the power circuit unit is released to the outside through the heat radiating member. Furthermore, the circuit arrangement portion is protected from the outside by a case attached to the heat dissipation member.
[0010]
Here, in order to sufficiently obtain the cooling effect of the power circuit portion by the heat radiating member and to ensure the insulation reliability between the two, the degree of adhesion between the bus bar of the power circuit portion and the circuit arrangement surface of the heat radiating member The thickness of the insulating layer interposed between them is important. However, since the contact insertion holes are respectively provided in the case and the control circuit board, the contact for position measurement is made using these contact insertion holes. By bringing the child into contact with an appropriate portion, it is possible to appropriately and easily evaluate the degree of adhesion of the bus bar of the power circuit section to the circuit arrangement surface and the thickness of the insulating layer.
[0011]
Specifically, the step of measuring the position of the circuit arrangement surface by inserting a contact for position measurement into the case side contactor insertion hole and bringing it into contact with the circuit arrangement surface of the heat radiating member, and the substrate Measuring the position of the upper surface of the busbar by inserting a contactor for position measurement into the side contactor insertion hole and bringing it into contact with the upper surface of the busbar. Based on the difference from the position of the bus bar, it is possible to determine whether the bus bar is adhered to the circuit arrangement surface.
[0012]
That is, the difference between the position of the circuit arrangement surface and the position of the upper surface of the bus bar indicates that the thickness of the insulating layer interposed between the circuit arrangement surface and the bus bar and the bus bar Since it should correspond to the sum of the thickness, it is possible to easily determine whether the bus bar is adhered to the circuit arrangement surface based on the difference.
[0013]
In this way, the degree of adhesion and the thickness of the insulating layer can be easily managed, so that it can contribute to quality improvement as well as cost reduction by eliminating the effort of quality control. .
[0014]
Each contact insertion hole may be a single one, but the board side contact insertion holes are provided at a plurality of locations on the circuit board, and case side contact insertion holes are provided at a plurality of locations on the case. Is more preferable. For this circuit component, the difference between the position of the upper surface of the bus bar measured at each board-side contactor insertion hole and the position of the busbar measured at the case-side contactor insertion hole closest to the board-side contactor insertion hole. By obtaining each of them and determining whether the bus bar is adhered to the circuit arrangement surface based on these differences, it is possible to perform a more appropriate inspection in consideration of variations in the adhesion state depending on the bonding location.
[0015]
The insulating layer may be formed, for example, by applying an adhesive on the circuit arrangement surface of the heat radiating member and curing it, and then reapplying the adhesive on the surface and overlaying the bus bar thereon. Good. According to this configuration, the heat radiation member and the bus bar can be bonded by the re-applied adhesive while maintaining reliable insulation by the insulating layer formed by the first application and curing. Even in this case, it is possible to appropriately evaluate the thickness of the entire insulating layer by the inspection method.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of a circuit structure and an inspection method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although the circuit structure which distributes the electric power supplied from the common power supply mounted in a vehicle etc. here to a plurality of electric loads is shown here, the use of the circuit structure according to the present invention is not limited to this, The present invention can be widely applied as a circuit structure having a heat dissipating member and required to be cooled.
[0017]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a circuit structure according to the present embodiment. The circuit structure includes a power circuit unit 1 including a plurality of
[0018]
The power circuit unit 1 is formed by superimposing and bonding on the back surface (lower surface in the figure) of the
[0019]
The
[0020]
A control circuit for controlling the switching operation of each switching
[0021]
The portion of each
[0022]
The entire
[0023]
In order to form the insulating
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the case
[0027]
And the
[0028]
Further, the
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
In the
[0032]
The
[0033]
In the illustrated example, the
[0034]
The second
[0035]
On the other hand, the
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
Further, as a feature of this circuit structure, as shown in FIGS. 6 and 7A and 7B, it is arranged in the plate thickness direction at a plurality of locations (three locations in the example of FIG. 6) of the
[0039]
The case side
[0040]
On the other hand, the board side
[0041]
Next, the manufacturing process of this circuit structure and the inspection method of the adhesion site will be described.
[0042]
1) Parts manufacturing process
The power circuit unit 1, the
[0043]
2) Adhesion process
The case
[0044]
Furthermore, an appropriate location (multiple locations) of the
[0045]
In this step, the case
[0046]
On the other hand, the insulating
[0047]
As the adhesive constituting the insulating
[0048]
Through the above steps, the power circuit portion 1 is disposed in the circuit disposition region on the
[0049]
3) Inspection process
In this step, the adhesion between the
[0050]
First, as shown in FIG. 7A, the entire circuit component is placed on the reference surface S with the
[0051]
Next, as shown in FIG. 5B, the pin-shaped
[0052]
Thereafter, the height position H2 obtained for each of the board-side
[0053]
In the present invention, the specific numbers of the case side contactor insertion holes and the substrate side contactor insertion holes are not limited, and the number of these insertion holes is not necessarily the same. However, as shown in this embodiment, if information regarding the height position of the circuit arrangement surface and the height position of the upper surface of the bus bar is collected at a plurality of locations, it is possible to evaluate a more appropriate adhesion state.
[0054]
After the inspection process is completed, waterproofing may be performed as appropriate. In this embodiment, it is effective to form a
[0055]
Specifically, liquid waterproof resin is injected from the
[0056]
In a state where the waterproof resin is filled, the bus
[0057]
The waterproof resin may be waterproof as long as the material is not particularly limited. However, by using a liquid resin as in the present embodiment, the waterproof resin can be applied to every corner of the
[0058]
And the waterproofing resin with which it filled is heat-hardened, and the
[0059]
The formation of the
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the power circuit portion provided on the circuit arrangement surface of the heat radiating member is configured by being overlaid on the circuit board with a plurality of bus bars arranged on a substantially plane. Thus, the thickness can be reduced, and the circuit arrangement portion can be protected from the outside by the case attached to the heat dissipation member.
[0061]
A step of measuring the position of the circuit arrangement surface by inserting a contact for position measurement into the case side contactor insertion hole and bringing it into contact with the circuit arrangement surface of the heat radiating member; and the substrate side contactor The step of measuring the top surface position of the bus bar by inserting a contact for position measurement into the insertion hole and bringing it into contact with the bus bar makes it possible to determine the position of the measured circuit arrangement surface and the top surface position of the bus bar. Based on the difference, it is possible to easily and properly determine whether the bus bar is adhered to the circuit arrangement surface, and this inspection can guarantee high insulation reliability and circuit arrangement portion cooling performance. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a circuit structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a case body, a resin sealing material, and a heat radiating member in the circuit configuration body as viewed from the heat radiating member side.
FIG. 3 is a partially enlarged view of a case body in the circuit configuration body.
4 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 3;
FIG. 5 is a perspective view showing the switching element in a state where the leg terminals are sealed with a waterproof resin.
FIG. 6 is a plan view of the circuit configuration body.
7A and 7B are cross-sectional front views showing an inspection process of the circuit structure.
[Explanation of symbols]
1 Power circuit section
2 Heat dissipation member
2a Circuit layout surface
3 cases
5 Insulation layer
5a Lower insulating layer
5b Upper insulating layer
10 Busbar
12 Switching element
13 Control circuit board
13h, 13i, 13j Substrate side contact insertion hole
30 Case body
33 Wall
33h, 33i, 33j Case side contact hole
60 Contactor for position measurement
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