JP5958768B2 - 回路構成体 - Google Patents

Description

本発明は、複数本のバスバーにより構成されたバスバー回路体が、プリント基板に重ね合されて接着シートを介して固着されてなる回路構成体に関するものである。

従来から、自動車の電気接続箱に収容される回路構造体として、制御回路を構成するプリント基板と、大電流回路を構成する複数本のバスバーにより構成されたバスバー回路体を複合的に備えたものが知られている。特に、近年では、特開２００３−１６４０３９号公報（特許文献１）に記載のように、プリント基板の表面にバスバー回路体を構成するバスバーを直接接着シートを介して固着した構造の回路構成体が提案されており、電気接続箱の小型化・省スペース化への対応が図られている。

ところで、このような回路構成体には、プリント基板のプリント配線とバスバー回路体のバスバーに対して、リレーやスイッチ等の電気部品の端子部がリフロー等の半田付けにより接続されて実装されている。

ところが、従来構造の回路構成体では、電気部品を半田付けにより実装する工程において、接着剤層によるバスバーとプリント基板の接着が維持できない場合があるという問題を内在していた。具体的には、近年の鉛フリー半田による半田付け工程では、半田付け時のリフロー炉内の加熱温度を従来の共晶半田の場合より高温にする必要があり、バスバーの表面に施された錫めっき等のめっき層の溶融温度よりも高くなる場合がある。この場合、接着剤層とバスバーの接着がめっき層の溶融により維持されず、バスバーのプリント基板からの剥がれや離脱が発生するおそれがあったのである。

これに対して、特開２００７−３０６６７２号公報（特許文献２）では、バスバーのめっき層をリフロー炉の加熱温度よりも溶融温度が高いニッケルにより形成することが提案されている。このようにすれば、確かに、半田付け時の加熱温度によりバスバーのめっき層が溶融し接着剤層との接着が破壊される問題は解消されるが、ニッケルめっきされたバスバーの端子部の硬度が上がることが避けられない。そうすると、ニッケルめっきされた端子部に接続される相手方端子のめっき層が、ニッケルめっきよりも硬度が低い錫めっき等の場合に、両者の当接面間の摺動により硬度の低いめっき層が摩耗して接触抵抗が上がるという新たな問題を招来するおそれがあった。

特開２００３−１６４０３９号公報 特開２００７−３０６６７２号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、電気部品の半田付け時の加熱温度にかかわらず、プリント基板に重ね合されたバスバー回路体を安定して固着することができる、新規な構造の回路構成体を提供することにある。

本発明の第一の態様は、複数本のバスバーにより構成されるバスバー回路体が、プリント配線を有するプリント基板に重ね合されて接着シートを介して固着されてなる回路構成体において、前記接着シートに、前記複数本のバスバーが隙間を隔てて隣接配置された状態で被着されている一方、前記バスバー間の隙間から露呈する前記接着シートに貫通穴が形成されており、該貫通穴を通じてプリント基板が露呈されていると共に、前記バスバー間の隙間に接着剤が充填されており、該接着剤により前記バスバーのプレス切断面と前記バスバー間の隙間から露呈する前記プリント基板が接着されていることを特徴とする。

本態様によれば、接着シートに隙間を隔てて隣接配置されたバスバー間の隙間に接着剤が充填されており、かかる接着剤によりバスバーのプレス切断面とバスバー間の隙間から露呈するプリント基板が接着されている。従って、仮に回路構成体に電気部品を半田付けする際に、バスバーの表面めっきが溶融してバスバーの表面と接着シートとの接着が維持されなかったとしても、接着剤によりバスバーとプリント基板の接着が維持されていることから、バスバー回路体とプリント基板の固着を保持できるのである。

具体的には、接着剤が被着するバスバーのプレス切断面（バスバーの側面）にはそもそもめっきが切断されて母材が露呈していることから、バスバーのプレス切断面と接着剤の接着は半田付け時の加熱の影響を受けない。また、接着剤が被着するプリント基板にも、半田付け時の加熱で溶融するめっきが施されていないことから、接着剤とそれらとの接着も、半田付け時の加熱の影響を受けない。従って、隣接するバスバー間の隙間に接着剤を充填する非常に簡単な構造で、半田付け時の加熱に起因するバスバー回路体のプリント基板からの剥がれの問題を解消できるのである。本態様によれば、接着シートよりも硬質なプリント基板に接着剤を直接固着することができることから、接着剤を介したバスバーとプリント基板の固着がより安定して実現できる。

特に、接着剤によりバスバーのプレス切断面とプリント基板の接着が半田付け時の加熱の影響を受けないことから、半田付け時の加熱温度に応じてバスバー表面のめっきの種類を変更する必要がなく、バスバーのめっきの選択自由度が向上する。例えば、回路構成体に鉛フリー半田のリフロー半田付けにより電子部品を実装する場合であっても、鉛フリー半田の溶融温度よりも溶融温度が低いすずめっきをバスバーに施すことも可能となる。

なお、接着剤は半田付け時の加熱に対して耐性を有するものであればいずれでもよく、エポキシ系の熱硬化型接着剤や、ＵＶ硬化型等の耐熱性光硬化型接着剤等が好適に用いられる。

本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記プリント基板と前記接着シートには、それぞれ対応する位置に貫通孔が形成されており、該貫通孔を介して前記バスバーの半田付け部が、前記プリント基板の実装面に露呈されているものである。

本態様によれば、プリント基板のプリント配線とバスバー回路体のバスバーに電気部品をリフロー半田付けにより容易に半田付けすることができ、製造工程の簡素化を図ることができる。しかも、リフロー炉の加熱温度によるプリント基板とバスバー回路体の剥離も有利に防止されている。

本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に記載のものにおいて、前記接着剤が光硬化型接着剤であるものである。

本態様によれば、バスバーのプレス切断面とプリント基板との接着剤による固着をすばやく実現でき、作業時間の短縮化を図ることができる。また、ＵＶ（紫外線）の照射により硬化することから、加熱して硬化させる熱硬化性接着剤や、主剤と硬化剤の化学反応により硬化させる２液反応効果型などに比して、取り扱いが容易で、作業の簡略化を図ることもできる。

本発明によれば、接着剤によりバスバーのプレス切断面とバスバー間の隙間から露呈するプリント基板が接着されていることから、電気部品を半田付けする際にバスバーの表面めっきが溶融した場合でも、接着剤によりバスバーとプリント基板の接着が維持されて、バスバー回路体とプリント基板の固着を保持できる。要するに、接着剤が被着するバスバーのプレス切断面とプリント基板には半田付け時の加熱で溶融するめっきが施されていないことから、半田付け時の加熱の影響を受けないのである。それ故、半田付け時の加熱温度に応じてバスバー表面のめっきの種類を変更する必要がなく、バスバーのめっきの選択自由度が向上する。

本発明の一実施形態としての回路構成体を示す斜視図。 図１に示す回路構成体の分解斜視図（但し、電気部品を除く）。 図２に示す回路構成体のさらなる分解斜視図。 図１に示す回路構成体の平面図（但し、電気部品を除く）。 図４におけるＶ−Ｖ断面の要部拡大図。 図１に示す回路構成体の一部拡大断面模式図。 本発明の回路構成体に用いられる接着シートの他の態様を示す図であって、図３に相当する分解斜視図。 図７に示す回路構成体の組立状態の断面図であって、図５に相当する要部拡大断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１〜６に、本発明の一実施形態としての回路構成体１０を示す。図１〜３に示されているように、回路構成体１０は、図示しないプリント配線を有するプリント基板１２と、複数本のバスバー１４により構成されるバスバー回路体１６を含んで構成されている。そして、バスバー回路体１６に対して、上方からリレー等の電気部品１８が実装されるプリント基板１２が接着シート２０を介して重ね合されて固着されると共に、下方からバスバー１４間の隙間２２に接着剤２４が充填されることにより、回路構成体１０が構成されるようになっている。なお、以下の説明において、特に断りのない場合には、上方とは、プリント基板１２が位置する図１中の上方、下方とは、バスバー回路体１６が位置する図１中の下方をいうものとする。

図３に示されているように、バスバー回路体１６は、複数本のバスバー１４が隙間２２を隔てて隣接配置された構成とされており、従来公知の手段により表面にめっきが施された導電性金属板をプレス打ち抜きおよび屈曲加工することにより形成されている。これにより、図５に示されているように、バスバー１４の表面２６及び裏面２８には図示しないめっきが施された状態が維持されている一方、バスバー１４の幅方向両端部に形成されたプレス切断面３０（図５参照）にはプレス打ち抜きの際に表面のめっきが剥がされており、めっきが施されていない状態になっている。

バスバー回路体１６の幅方向の両端部３２ａ，３２ｂには、一方の端部３２ａ（図３中、奥側）において、複数のバスバー１４の端部がクランク形状に屈曲されると共にその先端部が音叉形状とされており、例えば図示しないヒューズ等の電気部品の接続部を挿入して接続するためのヒューズ接続端子部３４が形成されている。一方、他方の端部３２ｂ（図３中、手前側）では、同じく複数のバスバー１４の端部がクランク形状に屈曲されて形成されており、例えば図示しないコネクタハウジング内に挿入されてコネクタの端子金具として機能するコネクタ接続端子部３６が形成されている。

そして、このように構成されたバスバー回路体１６に対して、プリント基板１２が重ね合されて接着シート２０を介して固着される（図２上部参照）。具体的には、プリント基板１２の電気部品１８が実装されている実装面３８と反対側の面４０と、バスバー回路体１６を構成する複数本のバスバー１４の表面２６が、それぞれ接着シート２０に対して被着されるのである。

図３に示されているように、接着シート２０はバスバー回路体１６よりも僅かに小さく形成されていると共に、後述する電気部品１８の端子部５０を実装するための半田付け部４２に対応する位置に貫通孔４４が複数設けられている。なお、接着シート２０は、例えばエポキシ樹脂などの公知の接着剤が両面に塗布された樹脂シートなどにより形成されている。

一方、プリント基板１２は、図３に示されているように、接着シート２０と略同一の形状とされており、バスバー回路体１６の半田付け部４２に対応する位置に貫通孔４６が形成されている。これにより、プリント基板１２の実装面３８に、貫通孔４４，４６を介してバスバー１４の半田付け部４２（図４参照）が露呈されるようになっている。

次に、このようにプリント基板１２が固着されたバスバー回路体１６に対して、バスバー１４間の隙間２２に接着剤２４が充填されている。具体的には、スクリーン印刷等の手法により、例えばＵＶ（紫外線）硬化型等の耐熱性の接着剤２４がバスバー１４間の隙間２２に充填される。そして、図示しないＵＶ（紫外線）照射装置を用いて、ＵＶ（紫外線）をバスバー回路体１６の裏面２８側に向かって照射し、接着剤２４を硬化させる。これにより、図５に示されているように、バスバー１４の幅方向（図５中、左右方向）両端部に形成されたプレス切断面３０と、バスバー１４間の隙間２２から露呈する接着シート２０が、接着剤２４により接着されるようになっている。なお、理解を容易とするために、図２及び図３においては、バスバー１４間の隙間２２に充填される接着剤２４が硬化された状態を取り出して示している。

このようにＵＶ（紫外線）硬化型の接着剤２４を用いることにより、バスバー１４のプレス切断面３０と接着シートとの接着剤２４による接着をすばやく実現することができることから、作業時間の短縮化を図ることができる。また、ＵＶ（紫外線）の照射により硬化することから、加熱が必要な熱硬化型接着剤や、主剤と硬化剤の化学反応により硬化させる２液反応効果型などに比して、取り扱いが容易で、作業の簡略化を図ることもできる。

最後に、このような構造とされた回路構成体１０において、プリント基板１２のプリント配線４８とバスバー回路体１６の半田付け部４２に対して電気部品１８の端子部５０，５０が鉛フリー半田５２等を用いたリフロー半田付け等により実装される（図６参照）。このように、プリント基板１２のプリント配線４８とバスバー回路体１６のバスバー１４に対して電気部品１８をリフロー半田付けにより容易に半田付けすることができることから、製造工程の簡素化を図ることができるのである。

ここで、複数本のバスバー１４を仮連結していた図示しないタイバーをカットするタイバーカット工程や、バスバー１４の端部を屈曲してヒューズ接続端子部３４及びコネクタ接続端子部３６を形成する屈曲工程は、本実施形態ではリフロー半田付けの後行われるが、それらの工程をリフロー半田付けの前に行ってもよい。なお、理解を容易にするために、バスバー１４は全ての図においてタイバーカットと屈曲加工が完了した形状で示されている。

このような構造とされた本実施形態の回路構成体１０によれば、仮に回路構成体１０に電気部品１８を半田付けする際に、バスバー１４の表面めっきが溶融してバスバー１４の表面２６と接着シート２０との接着が維持されなかったとしても、接着剤２４によりバスバー１４と接着シート２０との接着が維持されていることから、バスバー回路体１６とプリント基板１２の固着を保持できるようになっている。

要するに、接着剤２４が被着するバスバー１４のプレス切断面３０にはそもそもめっきが施されていないことから、バスバー１４のプレス切断面３０と接着剤２４の接着は半田付け時の加熱の影響を受けない。また、接着剤２４が被着する接着シート２０やプリント基板１２にも、半田付け時の加熱で溶融するめっきが施されていないことから、接着剤２４とそれらとの接着も、半田付け時の加熱の影響を受けない。それ故、半田付け時の加熱に起因するバスバー回路体１６のプリント基板１２からの剥がれの問題を解消できるのである。

このように、接着剤２４によるバスバー１４のプレス切断面３０と接着シート２０との接着が半田付け時の加熱の影響を受けないことから、半田付け時の加熱温度に応じてバスバー１４の表面めっきの種類を変更する必要がなく、バスバー１４のめっきの選択自由度が向上する。すなわち、回路構成体１０に鉛フリー半田５２のリフロー半田付けにより電気部品１８を実装する場合であっても、鉛フリー半田５２の溶融温度よりも溶融温度が低いすずめっきをバスバー１４に施すことも可能となるのである。

次に、図７及び図８を用いて、本発明の回路構成体に用いられる接着シートの他の態様について詳述するが、上記実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、図中に、上記実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。すなわち、かかる回路構成体５４は、接着シート５６に対して、バスバー回路体１６の半田付け部４２に対応する位置に加えて、バスバー１４間の隙間２２に対応する位置に貫通穴５８が形成されている点に関して、上記実施形態と異なる実施形態を示すものである。具体的には、図８に示されているように、貫通穴５８を通じてプリント基板１２が露呈されている一方、接着剤２４でバスバー１４のプレス切断面３０とプリント基板１２が直接接着されている。本実施形態の回路構成体５４においても、バスバー１４の表面めっきが溶融してバスバー１４の表面２６と接着シート５６との接着が維持されなかったとしても、接着剤２４によりバスバー１４とプリント基板１２が接着されていることから、前実施形態の回路構成体１０と略同様の効果を得ることができるのである。

また、接着シート５６よりも硬質なプリント基板１２に接着剤２４を直接固着することができることから、接着剤２４を介したバスバー１４とプリント基板１２の固着がより安定して実現できる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、接着剤２４は半田付け時の加熱に対して耐性を有するものであればいずれでもよく、本実施形態で例示したＵＶ硬化型等の耐熱性光硬化型接着剤や、エポキシ系の熱硬化型接着剤等が好適に用いられる。なお、接着シート２０，５６は、高耐熱性両面テープのような粘着剤シートを用いてもよい。

１０，５４：回路構成体、１２：プリント基板、１４：バスバー、１６：バスバー回路体、２０，５６：接着シート、２２：隙間、２４：接着剤、３０：プレス切断面、３８：実装面、４２：半田付け部、４４：貫通孔、４６：貫通孔、４８：プリント配線、５８：貫通穴

Claims (3)

1. 複数本のバスバーにより構成されるバスバー回路体が、プリント配線を有するプリント基板に重ね合されて接着シートを介して固着されてなる回路構成体において、
   前記接着シートに、前記複数本のバスバーが隙間を隔てて隣接配置された状態で被着されている一方、
   前記バスバー間の隙間から露呈する前記接着シートに貫通穴が形成されており、該貫通穴を通じてプリント基板が露呈されていると共に、
   前記バスバー間の隙間に接着剤が充填されており、該接着剤により前記バスバーのプレス切断面と前記バスバー間の隙間から露呈する前記プリント基板が接着されている
   ことを特徴とする回路構成体。
2. 前記プリント基板と前記接着シートには、それぞれ対応する位置に貫通孔が形成されており、該貫通孔を介して前記バスバーの半田付け部が、前記プリント基板の実装面に露呈されている請求項１に記載の回路構成体。
3. 前記接着剤が光硬化型接着剤である請求項１又は２に記載の回路構成体。

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