JP6504022B2 - 回路構成体 - Google Patents

Description

本発明は、基板および導電部材を備えた回路構成体に関する。

一方の面に導電パターンが形成された基板の他方の面側に、板状の導電部材（バスバー等とも称される）が固定されてなる回路構成体が公知である（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００３−１６４０４０号公報

上記特許文献１に記載されるような回路構成体では、電子部品を導電部材上に実装するため、基板に電子部品を通す孔（上記特許文献１でいう貫通孔２２）を形成しなければならず、その分基板の実装面積（電子部品を実装することや導電パターンを形成することが可能な部分の面積）が小さくなってしまう。

本発明が解決しようとする課題は、基板の実装面積の拡大を図ることができる回路構成体を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明にかかる回路構成体は、複数の端子を有する電子部品と、前記電子部品を支持する部材であって、当該電子部品の一部の端子が電気的に接続される導電部材と、前記電子部品の他の一部の端子が電気的に接続される導電パターンが形成された基板と、を備え、前記基板は、前記導電部材における前記電子部品を支持する面の反対側に固定されていることを特徴とする。

上記本発明にかかる回路構成体は、導電部材における電子部品を支持する面の反対側に基板が固定されているから、基板に電子部品を通すための貫通孔等を形成する必要がなく、その分基板の実装面積を大きくすることができる。

前記導電部材は、前記電子部品の他の一部の端子の少なくとも一部と重ならないように形成されていることを特徴とする。

このように、導電部材が電子部品の他の一部の端子の少なくとも一部と重ならないように形成されていれば、当該端子と基板を接続する作業が容易になる。また、導電部材における電子部品を支持する面の反対側に基板が固定された構造が複雑化することを抑制できる。

前記電子部品の他の一部の端子と前記基板の導電パターンとを繋ぐ中継部材を備えることを特徴とする。

このような中継部材を用いることにより、電子部品の他の一部の端子と基板の導電パターンとの電気的接続を図る作業が容易になる。

前記導電部材における前記電子部品が支持された面に直接または間接的に接触する放熱部材を備えることを特徴とする。

導電部材における電子部品が支持される面に放熱部材を固定することができる。当該面側には基板が存在していないから、放熱部材の形状や大きさ等に関する制約があまりない。よって、放熱効率を高めることができる。

前記放熱部材の前記導電部材側には、前記電子部品が収容される収容空間が形成されていることを特徴とする。

このようにすることで、電子部品と放熱部材の干渉を防止することができる。

前記電子部品と前記放熱部材が直接または間接的に接触していることを特徴とする。

このようにすることで、電子部品に発生した熱を、放熱部材を介して効果的に放熱させることができる（電子部品と放熱部材の間の全部が空気層ではない構造となる）。

本発明によれば、回路構成体を構成する基板の実装面積（実装可能な面積）の拡大を図ることができる。

本発明の一実施形態にかかる回路構成体の断面図である。 本発明の一実施形態にかかる回路構成体の一部切り欠き斜視断面図である（放熱部材は省略）。 本発明の一実施形態にかかる回路構成体から放熱部材を排除したものの平面図（基板より下方の部分の平面図）である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、特に明示した場合を除き、以下の説明における平面方向とは、板状の部材である基板や導電部材２０に沿う方向をいい、高さ方向（上下方向）とは平面方向に直交する方向をいうものとする。なお、これらの方向は、説明のためのものであって、回路構成体１の設置方向を限定するものではない。

図１〜図３を参照して本発明の一実施形態にかかる回路構成体１を説明する。本実施形態にかかる回路構成体１は、電子部品１０、導電部材２０および基板３０を備える。

電子部品１０は、導電部材２０の上面（以下、支持面２０ａと称することもある）に支持される素子であって、本体部１１および複数の端子を有する。本実施形態における電子部品１０の端子は、導電部材２０に電気的に接続されるものと、基板３０に形成された導電パターン３１（配線パターン）に電気的に接続されるものに区分けできる。より具体的には、詳細を後述する導電部材２０の第一導電体２１に電気的に接続されるものと、導電部材２０の第二導電体２２に電気的に接続されるものと、基板３０に形成された導電パターン３１に電気的に接続されるものに区分けできる。以下、第一導電体２１に電気的に接続されるものを第一端子１２と、第二導電体２２に電気的に接続されるものを第二端子１３と、基板３０に形成された導電パターン３１に電気的に接続されるものを第三端子１４と称する。

電子部品１０の一例としては、ＦＥＴ（トランジスタ）が挙げられる。この場合、ソース端子が第一端子１２に相当し、ドレイン端子が第二端子１３に相当し、ゲート端子が第三端子１４に相当することとなる。本実施形態における電子部品１０であるＦＥＴ（トランジスタ）は、一方側に第一端子１２であるソース端子および第三端子１４であるゲート端子が位置し、その反対側に第二端子１３であるドレイン端子が位置する。各端子は、本体部１１の下側に位置する。具体的には、本体部１１の底面において端子の一部が露出しているものである。

なお、以下の説明における電子部品１０は、説明を分かりやすくするため、第一端子１２、第二端子１３、第三端子１４を一つずつ有しているものとする。ただし、電子部品１０が有する各端子は一つでなくてもよい。また、このような電子部品１０は複数設けられていてもよい。

導電部材２０は、電子部品１０を支持する板状の部材である。導電部材２０は、プレス加工等によって所定の形状に形成される。導電部材２０は、バスバー（バスバープレート）等とも称される。導電部材２０は、基板３０に形成される導電パターン３１によって構成される回路とは異なる（電気的に独立した）回路を構築するものである。本実施形態では、導電部材２０は電力線を構築し、基板３０に形成される導電パターン３１は信号線を構築する。つまり、導電パターン３１を通じて電子部品１０であるＦＥＴのＯＮ・ＯＦＦを制御することで、導電部材２０によって構築される電力線への通電を制御する。

本実施形態における導電部材２０は、互いに分離した状態で基板３０に固定される第一導電体２１と第二導電体２２を有する。つまり、第一導電体２１と第二導電体２２は、直接電気的に接続されたものではない。第一導電体２１と第二導電体２２は、後述する放熱部材５０や、回路構成体１を収容するケース（図示せず）等によって、所定の位置関係を保った状態（互いに分離した状態）が維持される。上述したように、第一導電体２１は、電子部品１０の第一端子１２が電気的に接続されるものである。第二導電体２２は、電子部品１０の第二端子１３が電気的に接続されるものである。なお、第一導電体２１や第二導電体２２は、電子部品１０の数に応じて複数用いられることもある。

電子部品１０（本体部１１）は、隙間を隔てて存在する第一導電体２１と第二導電体２２に跨るようにして実装される。そして、第一端子１２は第一導電体２１に、第二端子１３は第二導電体２２に接続される。電子部品１０の第三端子１４は、第一端子１２と同じ側に位置する。本実施形態では、導電部材２０の第一導電体２１には、一部が大きく切り欠かれた切欠き部２１１が形成されており、当該切欠き部２１１と第三端子１４が高さ方向において重なる。具体的には、第一導電体２１と第二導電体２２は、互いに対向する側縁同士が略平行に位置するものであるが、第一導電体２１の一部は第二導電体２２から遠ざかるように切り欠かれており（平面視凹状となっており）、当該切り欠かれた部分である切欠き部２１１と第三端子１４が重なる。つまり、導電部材２０（第一導電体２１）は、高さ方向において第三端子１４と重ならない形状であり、第三端子１４は導電部材２０に覆われずに露出している（図３参照）。なお、本実施形態では、導電部材２０（第一導電体２１）は、第三端子１４の全体に重ならない形状であるが、第三端子１４の一部に重なり、その他の一部に重ならない形状であってもよい。後述するように、第三端子１４は端子接続部と電気的に接続されることとなるため、少なくとも第三端子１４における端子接続部側が導電部材２０に重なっていない構造にするとよい。なお、そのような構成とする場合には、第三端子１４の一部とそれに重なる導電部材２０（第一導電体２１）が短絡しないように両者の間を絶縁しておく。

基板３０は、導電性薄膜で形成された導電パターン３１（図を分かりやすくするため、図１および図２において一部のみ図示する）が形成されたものである。導電パターン３１は、スイッチング素子であるＦＥＴのゲート端子である第三端子１４に接続されるものである。本実施形態では、このような導電パターン３１が、基板３０の一方の面３０ａ（下面）に形成されている。

本実施形態では、基板３０は、導電部材２０の下面（支持面２０ａの反対側の面。以下、反対面２０ｂと称することもある）に固定されている。本実施形態では、導電部材２０の反対面２０ｂに対し、絶縁性の接着層３３を介して基板３０の他方の面３０ｂ（下面）が接合されている。つまり、導電パターン３１が形成された一方の面３０ａの反対側の面である他方の面３０ｂが接合面となっている。

電子部品１０の第三端子１４と基板３０に形成された導電パターン３１は、中継部材４０を介して電気的に接続されている。本実施形態における中継部材４０は、平面方向に延びる第三端子１４の先端側に接続された、高さ方向に延びる直線状の部材である。中継部材４０の一端側は第三端子１４に接続され、他端側は基板３０に形成されたスルーホール３２に通されている。スルーホール３２に通された中継部材４０の他端側ははんだ等の導電性材料を介して当該導電パターン３１に接続されている。

上述したように、導電部材２０には切欠き部２１１が形成されており、当該切欠き部２１１によって導電部材２０と第三端子１４は重ならない。したがって、切欠き部２１１を通過するように中継部材４０を配置することができ、第三端子１４と中継部材４０の接続作業が容易である。

導電部材２０の支持面２０ａには、放熱部材５０が直接または間接的に接触している。具体的には、導電部材２０の支持面２０ａにおける電子部品１０が重ならない範囲に放熱部材５０が直接または間接的に接合されている。両者の間には熱伝導性に優れた絶縁性材料５１が介在されているとよい。

このように、導電部材２０を基準とすれば、放熱部材５０は電子部品１０と同じ側に設けられるため、放熱部材５０と電子部品１０の干渉を防止する必要がある。本実施形態における放熱部材５０には、下から上に向かって窪む（下側が開口する）凹部である収容空間５２が形成されており、当該収容空間５２内に電子部品１０（本体部１１）の少なくとも一部が入り込んだ状態にある。そして、放熱部材５０における収容空間５２が形成されてない部分が導電部材２０の支持面２０ａに直接または間接的に接触しているため、電子部品１０やその他の部品によって発生した熱は、導電部材２０を通じて放熱部材５０から放熱される。

電子部品１０と放熱部材５０は直接または間接的に接触しているとよい。電子部品１０によって発生した熱が、導電部材２０を介さずに放熱部材５０に伝達されることとなるからである。図１に示すように、電子部品１０と放熱部材５０に形成された収容空間５２の内壁面が直接または間接的に接触する構造とすればよい。電子部品１０と放熱部材５０が直接接触する構造とするよりも、何らかの材料を介して両者が間接的に接触する構造とする方が好ましい。両者の間の熱伝導を阻害するのは空気層であるため、両者の間に熱伝導性に優れた伝達材料６０が介在されているとよい。両者が直接接触する構造としても、微小な空気層は存在するため、上記のような伝達材料６０が介在されている方が、放熱効率が高まるからである。

なお、放熱部材５０（および絶縁性材料５１）が設けられていない構成としてもよい。このような構成としても、導電部材２０を通じた一定程度の放熱性能を確保することができる。

以上説明したように、本実施形態にかかる回路構成体１は、導電部材２０における電子部品１０を支持する面の反対側に基板３０が固定されているから、基板３０に電子部品１０を通すための貫通孔等を形成する必要がなく、その分基板３０の実装面積を大きくすることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ 回路構成体
１０ 電子部品（トランジスタ）
１１ 本体部
１２ 第一端子（ソース端子）
１３ 第二端子（ドレイン端子）
１４ 第三端子（ゲート端子）
２０ 導電部材
２０ａ 支持面
２０ｂ 反対面
２１ 第一導電体
２１１ 切欠き部
２２ 第二導電体
３０ 基板
３０ａ 一方の面
３０ｂ 他方の面
３１ 導電パターン
４０ 中継部材
５０ 放熱部材
５１ 絶縁性材料
５２ 収容空間
６０ 伝達材料

Claims (4)

1. 複数の端子を有する電子部品と、
   前記電子部品を支持する部材であって、当該電子部品の一部の端子が電気的に接続される導電部材と、
   前記電子部品の他の一部の端子が電気的に接続される導電パターンが形成された基板と、
   前記導電部材における前記電子部品が支持された面に直接または間接的に接触する放熱部材と、
   を備え、
   前記基板は、前記導電部材における前記電子部品を支持する面の反対側に固定され、
   前記放熱部材の前記導電部材側には、前記電子部品が収容される収容空間が形成されていることを特徴とする回路構成体。
2. 前記導電部材は、前記電子部品の他の一部の端子の少なくとも一部と重ならないように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路構成体。
3. 前記電子部品の他の一部の端子と前記基板の導電パターンとを繋ぐ中継部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の回路構成体。
4. 前記電子部品と前記放熱部材が直接または間接的に接触していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回路構成体。

Images