JP3977832B2 - 回路構成体 - Google Patents

Description

本発明は、電力回路を構成するバスバーと、その電力回路中に設けられる半導体スイッチング素子の駆動を制御する制御回路基板とを併有する回路構成体に関するものである。

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配電用回路を構成し、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一般に知られている。

さらに近年は、かか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、前記リレーに代えてＦＥＴ等の半導体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ものが開発されるに至っている。

例えば下記特許文献１には、電流回路を形成するバスバー基板と、その電流回路中に組み込まれる半導体スイッチング素子としてのＦＥＴと、このＦＥＴの作動を制御する制御回路基板とを備えるとともに、前記バスバー基板と制御回路基板とを互いに離間させながら上下２段に配置してその間にＦＥＴを設け、このＦＥＴのドレイン端子及びソース端子を前記バスバー基板に接続する一方、当該ＦＥＴのゲート端子を前記制御回路基板に接続するようにした電気接続箱が開示されている。
特開平１０−３５３７５号公報

前記公報に示される電気接続箱では、バスバー基板と制御回路基板の少なくとも２枚の基板が必要であり、しかも、これらの基板を相互離間させて立体的に配置し、両基板の間にＦＥＴを配置するだけのスペースを確保しなければならない。従って、当該ＦＥＴの導入によって従来のリレー式の電気接続箱よりは小型化できるものの、全体構成が複雑で十分な小型化はできず、特に高さ寸法の削減が大きな課題となっている。

また、前記電気接続箱では、バスバー基板と制御回路基板の間にＦＥＴが配置されているため、ＦＥＴの発する熱が両基板間にこもり易く、その放熱のために複雑な構造をとる必要がある。

さらに、前記電気接続箱では、ＦＥＴのドレイン端子及びソース端子を下側のバスバー基板に接続する一方、ゲート端子は上側の制御回路基板に接続しなければならないため、電気接続箱全体の組み上げ作業が複雑で自動化が難しく、その改善も望まれる。

本発明は、このような事情に鑑み、簡素かつ薄型の構造でＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を含む電力回路を構築でき、かつ、当該半導体スイッチング素子の放熱性に優れる回路構成体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、電力回路を構成する複数本のバスバーと、通電端子及び制御端子を有し、前記電力回路中に設けられる半導体スイッチング素子と、この半導体スイッチング素子の駆動を制御する制御回路基板とを備えた回路構成体であって、前記バスバーが略同一平面上に並んだ状態で前記制御回路基板の表面に接着され、この制御回路基板の面のうち前記バスバーが接着される面と反対側から前記半導体スイッチング素子が前記バスバー及び前記制御回路基板の双方に対して実装され、前記制御回路基板の面のうち前記バスバーが接着される面と反対側の面に前記半導体スイッチング素子の制御端子が接続されるとともに、この制御回路基板は前記バスバーをこのバスバーが接着されている側と反対の側に露出させる貫通孔を有し、この貫通孔を通じて前記半導体スイッチング素子の通電端子が前記バスバーに接続され、このバスバーを挟んで前記制御回路基板と反対の側に放熱部材が設けられ、この放熱部材に絶縁層を介して前記バスバーが接続されているものである。

この構成では、電力回路を構成する複数本のバスバーが略同一平面上に並んだ状態で制御回路基板の表面に接着され、かつ、当該バスバーと制御回路基板の双方に半導体スイッチング素子が実装されているので、回路構成体全体の高さ寸法（厚み寸法）が非常に小さく、また、従来の電気接続箱において必要とされていたバスバー基板（バスバーを絶縁基板で保持したもの）や半導体スイッチング素子を各基板に接続するための配線材が基本的に不要となる（ただし本発明ではかかる配線材が部分的に使用されることを妨げない。）。従って、従来のようにバスバー基板と制御回路基板とが離間して配置され、かつ、両基板に半導体スイッチング素子が接続されている電気接続箱に比べ、全体構成は大幅に薄型化及び簡素化される。さらに、前記バスバーを挟んで前記制御回路基板と反対の側に放熱部材が設けられ、この放熱部材に絶縁層を介して前記バスバーが接続されているので、その放熱性がさらに高められる。

また、前記制御回路基板の適所に前記バスバーが接着される面と反対の側に当該バスバーを露出させる部分を設けるだけの簡素な構成で、薄型構造を維持したまま半導体スイッチング素子を制御回路基板とバスバーの双方に実装することが可能になる。

その場合、前記半導体スイッチング素子は、その本体の裏面に前記通電端子を有し、前記制御回路基板の貫通孔はこの貫通孔内に前記半導体スイッチング素子の本体が挿入可能な大きさを有し、この貫通孔を通じて前記半導体スイッチング素子の本体裏面の通電端子が前記バスバーに接触する状態で当該半導体スイッチング素子の本体がバスバー上に実装されているのが、より好ましい。この構成によれば、半導体スイッチング素子の本体裏面に設けられた通電端子が直接バスバーに接触するように半導体スイッチング素子が実装される分、半導体スイッチング素子本体から突出する端子が減り、構成がより簡素化されるとともに、半導体スイッチング素子の実装工程も簡素化される。

本発明において、各バスバーの具体的な配列は特に問わないが、複数のバスバーが前記制御回路基板から側方に突出することにより、外部回路と接続される端子を構成するようにすれば、当該バスバーにより形成される電力回路と外部回路との接続が容易になる。

さらに、前記端子を構成するバスバーが互いに同じ向きであって前記制御回路基板に対して略直交する向きに折り曲げられている構成とすれば、その折り曲げ分だけ回路構成体全体の占有面積が減るとともに、各端子に対して外部配線材を同じ方向から接続することが可能となり、配線スペースの削減及び配線接続作業の容易化が果たされる。

さらに、前記端子の周囲に絶縁材からなるハウジングが設けられることによりコネクタが形成されている構成とすれば、当該コネクタを利用して当該端子と外部配線材とをより容易に接続することが可能になる。

前記ハウジングは単独のものであってもよいが、絶縁材からなり、前記バスバー及び制御回路基板を収納するケースを備える場合には、このケースと一体に少なくとも一部のハウジングを形成することにより、部品点数がさらに削減される。

このケースについては、当該ケースに前記半導体スイッチング素子を含む領域を取り囲む防水壁が立設されるとともに、この防水壁の開口がカバーで塞がれた状態でその内部がポッティング剤で封止されている構成とするのが、より好ましい。この構成により、簡素な構造で各半導体スイッチング素子の防水を確実に行うことができる。

前記バスバーが形成する電力回路としては、例えば共通の電源から複数の電気的負荷に電力を分配する配電回路が好適である、その場合、前記端子は、電源に接続される入力端子と電気的負荷に接続される複数の出力端子とを含み、前記複数のバスバーは前記入力端子に供給された電力を前記出力端子から前記各電気的負荷へ出力する配電回路を構成しているものとすればよい。

また、前記端子には、外部から指令信号が入力される信号入力端子を含ませることが可能であり、その場合、当該信号入力端子を構成するバスバーを前記制御回路基板に設けられている制御回路に電気的に接続するだけの簡単な構成で、当該制御回路基板に対して所定の指令信号を入力することができる。

本発明に係る回路構成体では、前記半導体スイッチング素子の通電端子と制御端子との間に前記制御回路基板の厚みと略同等の段差が与えられていることが、より好ましい。

また本発明は、以上の回路構成体に用いられる半導体スイッチング素子であって、前記バスバーに実装される通電端子と、前記制御回路基板に実装される制御端子とを有し、これら通電端子と制御端子との間に前記制御回路基板の厚みと略同等の段差が与えられているものである。

この構成によれば、前記制御回路基板の厚みにかかわらず、前記通電端子と制御端子とに無理な変形を生じさせずにそのまま当該各端子を前記バスバーと前記制御回路基板とに各々実装でき、実装後における各端子の応力が低減される。

以上のように、本発明は、電力回路を構成する複数のバスバーを制御回路基板の表面に接着し、この制御回路基板の面のうち前記バスバーが接着される面と反対側から当該バスバーと制御回路基板の双方に半導体スイッチング素子を実装するようにしたものであるので、簡素かつ薄型の構造で半導体スイッチング素子を含む電力回路を構築でき、かつ、当該半導体スイッチング素子の放熱性に優れた回路構成体を提供することができる効果がある。さらに、前記バスバーを挟んで前記制御回路基板と反対の側に放熱部材が設けられ、この放熱部材に絶縁層を介して前記バスバーが接続されているので、その放熱性がさらに高められる。

本発明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配電回路を構成する回路構成体の製造方法を示すが、本発明にかかる回路構成体の用途はこれに限らず、電力回路における通電のオンオフ切換を半導体スイッチング素子によって行う場合に広く適用が可能である。

１）バスバー形成工程
まず、前記回路構成体を製造するにあたり、図１に示すようなバスバー構成板１０を形成する。

図示のバスバー構成板１０は、矩形状の外枠１６を有し、その内側領域に、入力端子を構成する複数枚の入力端子用バスバー１１と、出力端子を構成する複数枚の出力端子用バスバー１２と、複数本の信号入力端子用バスバー１４とを含む多数のバスバーが所定のパターンで配列されるとともに、適当なバスバーが小幅のつなぎ部分１８によって前記外枠１６とつながり、また特定のバスバー同士が小幅のつなぎ部分１８によって相互連結された状態となっている。

図例では、入力端子用バスバー１１の端部１１ａ及び信号入力端子用バスバー１４の外側端部１４ａが全てバスバー構成板１０の左側に並び、出力端子用バスバー１２の端部１２ａが全てバスバー構成板１０の右側に並ぶように配置されているが、前記各バスバー端部１１ａ，１２ａ，１４ａは外枠１６とつながっていない自由端部となっている。

このバスバー構成板１０は、例えば単一の金属板をプレス加工で打ち抜くことにより簡単に形成することが可能である。

前記外枠１６は必ずしも含めなくても良い。ただし、この外枠１６を含めることにより、バスバー構成板１０全体の剛性が高まり、その分制御回路基板２０との接着作業が容易になるとともに、外枠１６を把持することによって、バスバー本体を傷めることなくその取扱いを簡単に行うことができる。しかも、接着後は当該外枠をバスバー構成部分から切り離すことにより適当な電力回路を簡単に構築できる。

２）接着工程
前記バスバー構成板１０の片面（図１では上面）に制御回路基板２０を接着して図２の状態とする。

この制御回路基板２０は、後述のＦＥＴ（半導体スイッチング素子）３０のスイッチング動作を制御する制御回路を含むもので、例えば通常のプリント回路基板（絶縁基板に制御回路を構成する導体がプリント配線されたもの）によって構成することが可能である。図例では、全体の薄型化及び防水性向上をさらに促進すべく、非常に厚みの小さい（例えば0.3mm）シート状の制御回路基板２０が用いられ、かつ、この制御回路基板２０の適所には複数の貫通孔２２が設けられている。この貫通孔２２は、前記バスバーをこのバスバーが接着された面と反対の側に露出させてそのバスバー上に前記ＦＥＴ３０を実装するためのものであり、その詳細は後述する。

前記制御回路基板２０の外形は、バスバー構成板１０の外形よりも小さくし、特に基板左右幅がバスバー構成板１０よりも十分小さくなるようにしておく。具体的には、この制御回路基板２０を図示のようにバスバー構成板１０の中央部分に接着することにより、このバスバー構成板２０から左外側に入力端子用バスバー１１の端部１１ａ及び信号入力端子用バスバー１４の端部１４ａが突出し、右外側に出力端子用バスバー１２の端部１２ａが突出するとともに、全てのつなぎ部分１８が制御回路基板２０の外側に露出するようにする（図２）。

この制御回路基板２０をバスバー構成板１０に接着するには、種々の手法を用いることが可能である。その例を以下に示す。

ａ）制御回路基板２０の表裏両面に導体パターンを設け、そのうちの裏面側（図１では上側）パターンまたはバスバー構成板１０に接着剤を塗布して当該裏面側パターンをバスバー上面に接着する。この場合、当該制御回路基板２０の裏面側にはこれに接着されるバスバーと同電位となるパターンのみを配索しておく。

ｂ）制御回路基板２０の裏面またはバスバー構成板の上面に絶縁性接着剤を塗布し、この接着剤によって制御回路基板２０と各バスバーとの間に絶縁層を形成する。なお、制御回路基板２０がスルーホールを含む場合には当該スルーホールに前記絶縁性接着剤が付着しないようにする（詳細後述）。

ｃ）制御回路基板２０の裏面縁部にのみ接着剤を塗布してバスバー上面に接着する。この場合、接着領域は当該縁部のみとなり、その内側の領域では制御回路基板２０とバスバーとが互いにフリーとなるため、その分応力が緩和される。

以上のａ）ｂ）ｃ）のいずれにおいても、接着剤は印刷で塗布することが可能であり、これによって製造工程の効率化、自動化を促進することができる。

３）実装工程
前記制御回路基板２０に設けられている貫通孔２２を利用して、当該制御回路基板２０とバスバー構成板１０の双方に半導体スイッチング素子としてＦＥＴ３０を実装する。

図４に示すように、ここで用いられるＦＥＴ３０は、略直方体状の本体３２と、少なくとも３つの端子（図略のドレイン端子、ソース端子３４、及びゲート端子３６）とを含んでいる。当該端子のうち、ドレイン端子は前記本体３２の裏面に設けられ、ソース端子３４及びゲート端子３６は本体３２の側面から突出して下方に延出されている。

このＦＥＴ３０に対応して、制御回路基板２０の各貫通孔２２には、前記ＦＥＴ３０の本体３２が挿通可能な矩形状部分２２ａと、この矩形状部分２２ａから所定方向に延びて前記ＦＥＴ３０のソース端子３４が挿通可能な形状をもつ延出部分２２ｂとを含ませる。そして、前記矩形状部分２２ａを通じてＦＥＴ本体３２の裏面におけるドレイン端子をバスバー構成板１０における入力端子用バスバー１１の上面に直接接触させて当該バスバー１１上にＦＥＴ本体３２を実装し、前記延出部分２２ｂを通じてＦＥＴ３０のソース端子３４を出力端子用バスバー１２に接続し、ＦＥＴ３０のゲート端子３６を制御回路基板２０上の適当な導体パターンに接続する。

すなわち、この実装工程では、ＦＥＴ３０は全て上側から制御回路基板２０と各バスバーの双方に同時実装することが可能であり、従来のようにＦＥＴ３０をバスバー基板と制御回路基板との間の位置で両基板にそれぞれ配線材を介して別個に接続する方法に比べ、組立作業効率は飛躍的に向上する。

この実装工程は、例えば各貫通孔２２内に印刷等で溶融はんだを塗布し、その上にＦＥＴ３０を載せるだけで簡単に行うことが可能である。

なお、この実装工程を行うに当たっては、予め、図４に示すようにソース端子３４とゲート端子３６との間に制御回路基板２０の厚みと略同等の段差ｔを与えておくことが、より好ましい。このようにすれば、当該制御回路基板２０の厚みにかかわらず、両端子３４，３６に無理な変形を生じさせずにそのまま当該各端子３４，３６を出力端子用バスバー１２と制御回路基板２０とに各々実装でき、実装後における各端子の応力が大幅に低減される。

また、バスバー構成板１０に含まれるバスバーの中に制御回路基板２０の制御回路と直接接続すべきバスバーが存在する場合には、例えば図５のＡ部に示すように当該バスバーから適当な突起を出させて当該突起を制御回路基板２０側にはんだ付けするようにしてもよい。

４）折り曲げ工程
制御回路基板２０から左右両外側に突出するバスバー端部（図では少なくともバスバー１１，１２，１４の端部１１ａ，１２ａ，１４ａを含む。）を図６に示すように上向きに折り曲げて、外部回路と接続される端子を形成する。このような折り曲げ工程を行うことにより、各端子に対して外部配線材を一方向から接続することが可能になり、その接続作業が簡素化される。

５）ハウジング装着工程（コネクタ形成工程その１）
図７に示すように、複数の信号入力端子（図では信号入力端子用バスバー１４の端部１４ａであって横一列に並んでいる）の周囲に、合成樹脂等の絶縁材料からなるハウジング４０を固定してコネクタを形成する。このハウジング４０の側面には後述のケース５０と係合させるための突起４２を形成しておく。

６）切り離し工程
前記バスバー構成板１０におけるバスバー同士をプレス等により切り離して電力回路を完成させる。具体的には、制御回路基板２０の外側に露出しているつなぎ部分１８を切断、除去すればよい。このつなぎ部分１８の除去により、必然的に外枠１６も回路構成体から除去されることになる。この切り離し工程後の状態では、全体の高さ寸法（厚み寸法）が非常に小さく、また占有面積も制御回路基板２０の面積とほぼ同等に抑えられている。この回路構成体は、それ単独でも使用することが可能であるが、後述のケース５０や放熱部材６０をさらに付加することによって防水性や放熱性をより高めることが可能となり、車両用パワーディストリビュータ等に好適な回路体を得ることができる。

なお、この切り離し工程は、前記工程３）〜５）の前に行ってもよい。ただし、端子を構成するバスバー端部１１ａ，１２ａ，１４ａを外枠１６または他のバスバーとつないでいる場合には、切り離し工程を先に行う必要がある。

７）ケース装着工程（コネクタ形成工程その２）
６）の切り離し工程で得られた回路構成体に対し、さらに上側から合成樹脂等の絶縁材料からなるケース５０（図９）を被せる。このケース５０は、下側に開口して前記制御回路基板２０全体を上側から覆う形状を有し、その中央には前記ＦＥＴ３０を上方に開放する開口部が設けられ、この開口部の周縁から上向きに防水壁５２が立設されている。すなわち、この防水壁５２は前記ＦＥＴ３０を含む領域を囲んでいる。

このケース５０の左右両縁部（防水壁５２の左右両外側の部分）には、上下に開口する筒状のハウジング５４及びハウジング装着部５６がケース５０と一体に形成されている。ハウジング５４は、複数箇所に形成され、前記入力端子用バスバー１１の端部１１ａ（入力端子）及び出力端子用バスバー１２の端部１２ａ（出力端子）をそれぞれ個別に囲み、これらの端子とともにコネクタを構成する。ハウジング装着部５６は、前記ハウジング４０（信号入力端子を囲むハウジング）に対応する位置に形成され、このハウジング装着部５６内に前記ハウジング４０が下から挿入され、同ハウジング４０の側壁の突起４２がハウジング装着部５６の上端に係合することによりバスバー及び制御回路基板２０がケース５０に係止される。

この構造では、前記各端子とハウジング４０，５４とで構成されたコネクタに対し、例えば車両に配索されるワイヤハーネスの端末に設けられたコネクタを結合することにより、当該端子と外部回路とを簡単に接続することが可能となっている。

なお、ケース５０の前後両端部からは、左右に並ぶ複数枚のフィンカバー５８が下向きに突出している。

８）放熱部材接続工程
前記各バスバーの下面に図１０に示すような放熱部材６０の上面６４を接着して両者を合体させる。

放熱部材６０は、全体がアルミニウム系金属等の熱伝導性に優れた材料で形成され、平坦な上面６４を有し、下面からは左右に並ぶ複数枚のフィン６２が下向きに突出している。各フィン６２の位置は前記ケース５０におけるフィンカバー５８の位置と対応しており、この放熱部材６０の装着によって各フィン６２の長手方向両端が前記フィンカバー５８で覆われるようになっている。

この放熱部材６０とバスバーとの接着は、例えば次のような手順で行うのが好ましい。

８−１）放熱部材６０の上面６４にエポキシ系樹脂からなる絶縁性の接着剤を塗布して乾燥させることにより薄膜の絶縁層を形成する。

８−２）前記絶縁層の上に重ねて、この絶縁層を構成する材料よりも軟らかくて熱伝導性の高い接着剤（例えばシリコーン系接着剤のようなグリース状のもの）を塗布し、もしくはバスバー側に当該接着剤を塗布し、この接着剤によって前記バスバーを接着する。

ここで、８−１）の絶縁層は必ずしも要しないが、当該絶縁層の形成により、高価な８−２）の接着剤（柔らかくて熱伝導性に優れた接着剤）の使用量を最小限に抑えながら確実な電気的絶縁を確保することができる。また、８−２）の絶縁層は例えば放熱部材６０の上面６４上に絶縁シートを貼着することにより形成することも可能である。

なお、バスバーの中に接地されるべきものが含まれる場合には、このバスバーに放熱部材６０をねじ止めして固定し、当該放熱部材６０をアースに接続するようにしてもよい。

また、前記バスバーと放熱部材６０との接着に加え、例えばケース５０と放熱部材６０とに互いに係合する係合部を設けて当該ケース５０にも放熱部材６０を固定することが好ましい。さらに、当該ケース５０と放熱部材６０との間にシリコンゴム等からなるシール材を介在させることにより、回路構成体の防水性がさらに高められる。

９）ポッティング工程
前記防水壁５２の上端に図１１に示すようなカバー７０を被せて両者を接合する（例えば振動溶接する）ことにより、防水壁５２内を密封する。さらに、図１２に示すように、カバー７０に設けておいたポッティング剤注入口７２から適当なポッティング剤を注入することにより、防水壁５２内を封止する。これにより、回路構成体の防水効果がさらに高められることとなる。

以上のようにして製造された回路構成体において、その入力端子（入力端子用バスバー１１の端部１１ａ）に電源を、出力端子（出力端子用バスバー１２の端部１２ａ）に電気的負荷を接続することにより、前記電源から適当な電気的負荷に電力を分配する配電回路が構築されるとともに、当該配電回路の途中に設けられるＦＥＴ１４の動作が制御回路基板２０に組み込まれた制御回路によって制御されることにより、前記配電回路の通電のオンオフ制御が実行されることになる。

なお、前記接着工程において、制御回路基板２０の裏面やバスバー構成板の上面に絶縁性接着剤を塗布する場合、これらの面のいずれか一方にのみ絶縁性接着剤を塗布してもよいが、図１３に示すように、バスバー（図では例として入力端子用バスバー１１のみ図示するが他のバスバーについても同様である。以下同じ。）の上面において制御回路基板２０に重なる部分と制御回路基板２０の端部下面の双方に接着剤８０を塗布するようにすれば、より確実な接着ができる。

また、制御回路基板２０が図１４に示すようなスルーホール接続部２４を有する場合には、同図に示すように当該スルーホール接続部２４を避けて接着剤８０を配することにより、電気接続信頼性を確保しながら制御回路基板２０とバスバー１１との接着ができる。

この点は、スルーホール接続部２４を利用してバスバー１１と制御回路基板２０とをはんだ付けで電気的に接続する場合にも同様である。例えば、図１５（ａ）に示すようにスルーホール接続部２４の幅とバスバー１１の幅Ｄとの差が小さい（バスバー幅Ｄが比較的小さい）場合には、スルーホール接続部２４の前後にのみ接着剤８０を配すればよいし、同図（ｂ）に示すようにバスバー幅Ｄが十分大きい場合には前記スルーホール接続部２４を囲むように接着剤８０を配すればよい。

また、図１６に示すようにバスバー１１の側面と制御回路基板２０の下面とをはんだ付け２６によって電気的に接続する場合にも、そのはんだ付け２６の領域を避けるようにして接着剤８０を配するのが好ましい。

本発明にかかる回路構成体は以上の方法により製造されたものに限られず、少なくとも、そのバスバーが制御回路基板の表面に接着された状態でこれらに半導体スイッチング素子が実装される構成を有することにより、全体構成の簡素化及び薄型化という効果を享受することができる。

また、本発明において使用される半導体スイッチング素子は前記ＦＥＴに限らず、バスバーにより形成される電力回路側に接続される通電端子と制御回路基板２０側に接続される制御端子とを含むものであれば広く適用が可能である。

本発明の実施の形態にかかる回路構成体を製造するのに用いられるバスバー構成板及び制御回路基板を示す斜視図である。 前記バスバー構成板と制御回路基板とを接着した状態を示す斜視図である。 前記バスバー構成板及び制御回路基板にＦＥＴを実装した状態を示す斜視図である。 前記ＦＥＴの実装状態を示す拡大断面斜視図である。 前記バスバー構成板と制御回路基板との直接接続個所を示す斜視図である。 前記バスバー構成板における所定のバスバーの端部を上方に折り曲げた状態を示す斜視図である。 折り曲げた信号入力端子用バスバーの端部の周囲にハウジングを設けてコネクタを形成した状態を示す斜視図である。 前記バスバー構成板から外枠を除去してバスバー同士を切り離した状態を示す斜視図である。 前記制御回路基板及びバスバーにケースを装着した状態を示す斜視図である。 前記ケースが装着された回路構成体とこれに装着される放熱部材とを示す斜視図である。 前記放熱部材が装着された回路構成体とそのケースの防水壁に装着されるカバーとを示す斜視図である。 装着されたカバーのポッティング注入口からポッティング剤を注入する工程を示す斜視図である。 前記接着工程における接着剤塗布領域の例を示す断面図である。 （ａ）は前記接着工程において制御回路基板にスルーホール接続部が存在する場合の接着剤塗布領域の例を示す底面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）（ｂ）はスルーホール接続部を避けて接着剤を塗布する例を示す底面図である。 はんだ付け接続部を避けて接着剤を塗布する例を示す底面図である。

符号の説明

１０ バスバー構成板
１１ 入力端子用バスバー
１２ 出力端子用バスバー
１４ 信号入力端子用バスバー
１６ 外枠
１８ つなぎ部分
２０ 制御回路基板
２２ 貫通孔
３０ ＦＥＴ（半導体スイッチング素子）
３２ ＦＥＴ本体
３４ ソース端子（通電端子）
３６ ゲート端子（制御端子）
４０ ハウジング
５０ ケース
５２ 防水壁
５４ ケースに形成されたハウジング
６０ 放熱部材
７０ カバー
７２ ポッティング剤注入口

Claims (11)

1. 電力回路を構成する複数本のバスバーと、通電端子及び制御端子を有し、前記電力回路中に設けられる半導体スイッチング素子と、この半導体スイッチング素子の駆動を制御する制御回路基板とを備え、前記バスバーが略同一平面上に並んだ状態で前記制御回路基板の表面に接着され、この制御回路基板の面のうち前記バスバーが接着される面と反対側から前記半導体スイッチング素子が前記バスバー及び前記制御回路基板の双方に対して実装され、前記制御回路基板の面のうち前記バスバーが接着される面と反対側の面に前記半導体スイッチング素子の制御端子が接続されるとともに、この制御回路基板は前記バスバーをこのバスバーが接着されている側と反対の側に露出させる貫通孔を有し、この貫通孔を通じて前記半導体スイッチング素子の通電端子が前記バスバーに接続され、このバスバーを挟んで前記制御回路基板と反対の側に放熱部材が設けられ、この放熱部材に絶縁層を介して前記バスバーが接続されていることを特徴とする回路構成体。
2. 請求項１記載の回路構成体において、前記半導体スイッチング素子は、その本体の裏面に前記通電端子を有し、前記制御回路基板の貫通孔はこの貫通孔内に前記半導体スイッチング素子の本体が挿入可能な大きさを有し、この貫通孔を通じて前記半導体スイッチング素子の本体裏面の通電端子が前記バスバーに接触する状態で当該半導体スイッチング素子の本体がバスバー上に実装されていることを特徴とする回路構成体。
3. 請求項１または２記載の回路構成体において、複数のバスバーが前記制御回路基板から側方に突出することにより、外部回路と接続される端子を構成していることを特徴とする回路構成体。
4. 請求項３記載の回路構成体において、前記端子を構成するバスバーが互いに同じ向きであって前記制御回路基板に対して略直交する向きに折り曲げられていることを特徴とする回路構成体。
5. 請求項４記載の回路構成体において、前記端子の周囲に絶縁材からなるハウジングが設けられることによりコネクタが形成されていることを特徴とする回路構成体。
6. 請求項５記載の回路構成体において、絶縁材からなり、前記バスバー及び制御回路基板を収納するケースを備えるとともに、このケースと一体に少なくとも一部のハウジングが形成されていることを特徴とする回路構成体。
7. 請求項６記載の回路構成体において、前記ケースに、前記半導体スイッチング素子を含む領域を取り囲む防水壁が立設されるとともに、この防水壁の開口がカバーで塞がれた状態でその内部がポッティング剤で封止されていることを特徴とする回路構成体。
8. 請求項３〜７のいずれかに記載の回路構成体において、前記端子は、電源に接続される入力端子と電気的負荷に接続される複数の出力端子とを含み、前記複数のバスバーは前記入力端子に供給された電力を前記出力端子から前記各電気的負荷へ出力する配電回路を構成していることを特徴とする回路構成体。
9. 請求項３〜８のいずれかに記載の回路構成体において、前記端子は、外部から指令信号が入力される信号入力端子を含み、この信号入力端子を構成するバスバーが前記制御回路基板に設けられている制御回路に電気的に接続されていることを特徴とする回路構成体。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の回路構成体において、前記半導体スイッチング素子の通電端子と制御端子との間に前記制御回路基板の厚みと略同等の段差が与えられていることを特徴とする回路構成体。
11. 請求項１〜９のいずれかに記載の回路構成体に用いられる半導体スイッチング素子であって、前記バスバーに実装される通電端子と、前記制御回路基板に実装される制御端子とを有し、これら通電端子と制御端子との間に前記制御回路基板の厚みと略同等の段差が与えられていることを特徴とする半導体スイッチング素子。

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