| 【発明の名称】 |
電源分配箱及びパワーデバイスモジュール |
| 【発明者】 |
【氏名】森本 充晃
【住所又は居所】静岡県裾野市御宿１５００ 矢崎総業株式会社内
【氏名】生田 宜範
【住所又は居所】静岡県裾野市御宿１５００ 矢崎総業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】部品点数の削減によるコストダウンとスペースの縮小を図る。
【解決手段】電源側に接続される電源側ブスバー５と、各負荷側に接続される端子を一端にそれぞれ有した複数の負荷側ブスバー７と、電源側ブスバー５と各負荷側ブスバー７との間にそれぞれ介在されることで各負荷への電源供給制御を行うパワーデバイス８と、各パワーデバイス８へ制御信号を送るためのドライバ回路を組み込んだ回路基板９と、を１つのケース２の内部に内蔵した電源分配箱において、前記各パワーデバイス８をベアチップ化し、ケース２の内部に配した負荷側ブスバー７上に実装してボンディングすると共に、各パワーデバイス８と回路基板９との接続及び各パワーデバイス８と電源側ブスバー５との接続をそれぞれワイヤボンディング１１，１２で行った。また、負荷側ブスバー７の端子をヒューズ５０の板状端子５０ａの差し込み可能な音叉型端子６とした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電源側に接続される電源側ブスバーと、各負荷側に接続される端子を一端にそれぞれ有した複数の負荷側ブスバーと、電源側ブスバーと各負荷側ブスバーとの間にそれぞれ介在されることで各負荷への電源供給制御を行うパワーデバイスと、各パワーデバイスへ制御信号を送るためのドライバ回路を組み込んだ回路基板と、を１つのケースの内部に内蔵した電源分配箱において、前記各パワーデバイスをベアチップ化し、前記ケースの内部に配した電源側ブスバーまたは負荷側ブスバーのうちの一方のブスバー上に実装してボンディングすると共に、前記各パワーデバイスと前記回路基板との接続及び前記各パワーデバイスと他方のブスバーとの接続をそれぞれワイヤボンディングで行ったことを特徴とする電源分配箱。
【請求項２】 請求項１に記載の電源分配箱であって、前記負荷側に接続される端子が、該端子と負荷との間に介在されるヒューズの板状端子を差し込み可能なスリット付きの音叉型端子として構成されていることを特徴とする電源分配箱。
【請求項３】 請求項１または２に記載の電源分配箱であって、前記パワーデバイスの実装部位及びワイヤボンディングによる接続部位を樹脂モールドで保護したことを特徴とする電源分配箱。
【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の電源分配箱であって、前記電源側ブスバーと負荷側ブスバーとを放熱板上に配置した上で、前記ケースの内部に収容したことを特徴とする電源分配箱。
【請求項５】 電源側に接続される電源側ブスバーと、各負荷側に接続される端子を一端にそれぞれ有した複数の負荷側ブスバーと、電源側ブスバーと各負荷側ブスバーとの間にそれぞれ介在されることで各負荷への電源供給制御を行うパワーデバイスと、各パワーデバイスへ制御信号を送るためのドライバ回路に接続される接続端子とを、樹脂モールドにより一体化してなるパワーデバイスモジュールであって、前記各パワーデバイスをベアチップ化し、前記電源側ブスバーまたは負荷側ブスバーのうちの一方のブスバー上に実装してボンディングすると共に、前記各パワーデバイスと前記接続端子との接続及び前記各パワーデバイスと他方のブスバーとの接続をそれぞれワイヤボンディングで行ったことを特徴とするパワーデバイスモジュール。
【請求項６】 請求項５に記載のパワーデバイスモジュールであって、前記電源側ブスバーを挟んだ一方側に前記複数の負荷側ブスバーを所定ピッチで配列すると共に他方側に前記複数の接続端子を所定ピッチで配列し、前記接続端子の配列ピッチを前記負荷側ブスバーの配列ピッチよりも小さくすることで接続端子の列の端部に空きスペースを確保し、その空きスペースに、実装すべき基板に対して当該パワーデバイスモジュールを取り付けるための取付部を設けたことを特徴とするパワーデバイスモジュール。
【請求項７】 請求項５に記載のパワーデバイスモジュールであって、前記ベアチップ化した各パワーデバイスを電源側ブスバー上に所定ピッチで配列し、これらパワーデバイスの配列ピッチを前記負荷側ブスバーの配列ピッチよりも小さくすることでパワーデバイスの列の端部に空きスペースを確保し、その空きスペースに、電源側ブスバーと外部との接続を行う接続部を設けたことを特徴とするパワーデバイスモジュール。
【請求項８】 請求項５〜７のいずれかに記載のパワーデバイスモジュールであって、前記負荷側に接続される端子が、該端子と負荷との間に介在されるヒューズの板状端子を差し込み可能なスリット付きの音叉型端子として構成されていることを特徴とするパワーデバイスモジュール。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用の電源分配箱、及び、それを実現するのに有用なパワーデバイスモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に自動車用の電源分配箱は、１つのケースの内部に、電源（車載バッテリ）側に接続される電源側ブスバーと、各負荷側に接続される端子を一端にそれぞれ有した複数の負荷側ブスバーと、電源側ブスバーと各負荷側ブスバーとの間にそれぞれ介在されることで各負荷への電源供給制御を行うパワーデバイスと、各パワーデバイスへ制御信号を送るためのドライバ回路を組み込んだ回路基板と、を内蔵した構造をなしている。
【０００３】従来の電源分配箱では、前記パワーデバイスとしてパッケージ部品を使用しており、これを例えば回路基板上に実装し、パワーデバイスの各端子を回路基板上の回路導体に半田付けし、パワーデバイスや回路基板の端子と各ブスバーをコネクタやジャンパ線等の接続手段を用いて接続しているのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の電源分配箱では、例えばパワーデバイスや回路基板の端子と各ブスバーを接続するのに、コネクタやジャンパ線等の接続手段を用いる必要があったので、部品点数が多くなり、コストアップとスペースの増大につながっていた。
【０００５】本発明は、上記事情を考慮し、部品点数の削減によるコストダウンとスペースの縮小を図ることのできる電源分配箱、及び、それを実現するのに有用なパワーデバイスモジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の電源分配箱は、電源側に接続される電源側ブスバーと、各負荷側に接続される端子を一端にそれぞれ有した複数の負荷側ブスバーと、電源側ブスバーと各負荷側ブスバーとの間にそれぞれ介在されることで各負荷への電源供給制御を行うパワーデバイスと、各パワーデバイスへ制御信号を送るためのドライバ回路を組み込んだ回路基板と、を１つのケースの内部に内蔵した電源分配箱において、前記各パワーデバイスをベアチップ化し、前記ケースの内部に配した電源側ブスバーまたは負荷側ブスバーのうちの一方のブスバー上に実装してボンディングすると共に、前記各パワーデバイスと前記回路基板との接続及び前記各パワーデバイスと他方のブスバーとの接続をそれぞれワイヤボンディングで行ったことを特徴とする。
【０００７】この電源分配箱では、パワーデバイスをベアチップ化した上で、電源側ブスバーまたは負荷側ブスバーのうちの一方のブスバー上に実装してボンディングし、パワーデバイスと回路基板との接続及びパワーデバイスと他方のブスバーとの接続をそれぞれワイヤボンディングで行っているので、パッケージ部品を回路基板に実装するのと違い、各要素間をつなぐためにコネクタやジャンパ線等の接続手段を用いる必要がなくなり、部品点数の削減が図れる。また、電源分配箱内の必須部品であるブスバー上にベアチップ化したパワーデバイスを直接実装したことにより、回路基板上にパワーデバイスの実装スペースを確保する必要がなくなる上、回路基板内に配索していたパワー線を省略できるようになるので、回路基板の小型化による占有スペースの縮小を図ることができる。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載の電源分配箱であって、前記負荷側に接続される端子が、該端子と負荷との間に介在されるヒューズの板状端子を差し込み可能なスリット付きの音叉型端子として構成されていることを特徴とする。
【０００９】この電源分配箱では、負荷側ブスバーの一端に音叉型端子を設けたので、音叉端子に直接ヒューズの端子を嵌めることができる。
【００１０】請求項３の発明は、請求項１または２に記載の電源分配箱であって、前記パワーデバイスの実装部位及びワイヤボンディングによる接続部位を樹脂モールドで保護したことを特徴とする。
【００１１】この電源分配箱では、樹脂モールドにより、パワーデバイスの実装部位及びワイヤボンディングによる接続部位を保護したので、外部からの障害を受けにくい構造となる。
【００１２】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の電源分配箱であって、前記電源側ブスバーと負荷側ブスバーとを放熱板上に配置した上で、前記ケースの内部に収容したことを特徴とする。
【００１３】この電源分配箱では、電源側ブスバーと負荷側ブスバーとを放熱板上に配置した上でケース内部に収容したので、組み立てを簡単に行うことができると共に、パワーデバイスの放熱性を高めることができる。
【００１４】請求項５の発明のパワーデバイスモジュールは、電源側に接続される電源側ブスバーと、各負荷側に接続される端子を一端にそれぞれ有した複数の負荷側ブスバーと、電源側ブスバーと各負荷側ブスバーとの間にそれぞれ介在されることで各負荷への電源供給制御を行うパワーデバイスと、各パワーデバイスへ制御信号を送るためのドライバ回路に接続される接続端子とを、樹脂モールドにより一体化してなるパワーデバイスモジュールであって、前記各パワーデバイスをベアチップ化し、前記電源側ブスバーまたは負荷側ブスバーのうちの一方のブスバー上に実装してボンディングすると共に、前記各パワーデバイスと前記接続端子との接続及び前記各パワーデバイスと他方のブスバーとの接続をそれぞれワイヤボンディングで行ったことを特徴とする。
【００１５】このパワーデバイスモジュールは、モジュールの内部に電源側ブスバーと負荷側ブスバーを予め内蔵しており、いずれか一方のブスバー上にベアチップ化したパワーデバイスを実装してボンディングすると共に、パワーデバイスと接続端子との接続及びパワーデバイスと他方のブスバーとの接続をそれぞれワイヤボンディングで行った上で、これらをモジュールの外殻をなす樹脂モールドにより一体化しているので、このモジュールを電源分配箱のケース内部に収容する回路基板上に実装して、接続端子を回路基板上の回路導体に接続するだけで、簡単に電源分配箱を組み上げることができる。従って、従来のようなパッケージ部品を回路基板上に実装した上で、回路基板とブスバーとの接続をとるのと違い、各要素間をつなぐためにコネクタやジャンパ線等の接続手段を省略することができ、部品点数の削減が図れる。また、予めモジュール内部に、電源分配箱を構成する上で必要なブスバーとパワーデバイスを内蔵しているので、モジュール外にブスバーを設ける必要がなくなる上、回路基板内に配索していたパワー線を省略できるようになり、その結果、占有スペースの縮小を図ることができる。
【００１６】請求項６の発明は、請求項５に記載のパワーデバイスモジュールであって、前記電源側ブスバーを挟んだ一方側に前記複数の負荷側ブスバーを所定ピッチで配列すると共に他方側に前記複数の接続端子を所定ピッチで配列し、前記接続端子の配列ピッチを前記負荷側ブスバーの配列ピッチよりも小さくすることで接続端子の列の端部に空きスペースを確保し、その空きスペースに、実装すべき基板に対して当該パワーデバイスモジュールを取り付けるための取付部を設けたことを特徴とする。
【００１７】このパワーデバイスモジュールでは、寸法的に余裕のある接続端子の配列ピッチを、負荷側ブスバーの配列ピッチに敢えて合わせずに、それよりも小さく設定することで接続端子の列の端部に空きスペースを確保し、その空きスペースに基板への取付部（ネジによる取付部など）を設けたので、取付部を極力、モジュールの内側の位置に設けることができる。従って、パワーデバイスモジュールの小型化を図ることができる。
【００１８】請求項７の発明は、請求項５に記載のパワーデバイスモジュールであって、前記ベアチップ化した各パワーデバイスを電源側ブスバー上に所定ピッチで配列し、これらパワーデバイスの配列ピッチを前記負荷側ブスバーの配列ピッチよりも小さくすることでパワーデバイスの列の端部に空きスペースを確保し、その空きスペースに、電源側ブスバーと外部との接続を行う接続部を設けたことを特徴とする。
【００１９】このパワーデバイスモジュールでは、ベアチップ化し寸法的に余裕のあるパワーデバイスの配列ピッチを、負荷側ブスバーの配列ピッチに敢えて合わせずに、それよりも小さく設定することでパワーデバイスの列の端部に空きスペースを確保し、その空きスペースに電源側ブスバーと外部との接続を行う接続部を設けたので、電源側ブスバーを、モジュールの外部に突き出すことなく配置することができ、パワーデバイスモジュールの小型化を図ることができる。
【００２０】請求項８の発明は、請求項５〜７のいずれかに記載のパワーデバイスモジュールであって、前記負荷側に接続される端子が、該端子と負荷との間に介在されるヒューズの板状端子を差し込み可能なスリット付きの音叉型端子として構成されていることを特徴とする。
【００２１】このパワーデバイスモジュールでは、負荷側ブスバーの一端に音叉型端子を設けているので、音叉端子に直接ヒューズの端子を嵌めることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】図１は本発明の電源分配箱の実施形態を示す斜視図、図２は同電源分配箱内に収容されるパワーデバイスのブスバーに対する実装状態を拡大して示す斜視図である。
【００２４】この電源分配箱１のケース２は、矩形箱形のケース本体３と、その上面開口を覆うカバー４とからなる。ケース本体３の内部には、電源側に接続される電源側ブスバー５と、各負荷側に接続される音叉型端子６を一端部にそれぞれ有した複数の負荷側ブスバー７と、電源側ブスバー５と各負荷側ブスバー７との間にそれぞれ介在されることで各負荷への電源供給制御を行うパワーデバイス８と、各パワーデバイス８へ制御信号を送るためのドライバ回路を組み込んだ回路基板９とが内蔵されている。
【００２５】カバー４には、各種コネクタやヒューズ５０等を装着するためのハウジング５２、５３が設けられている。負荷側ブスバー７の一端部に形成されている音叉型端子６は、該端子６と負荷との間に介在されるヒューズ５０の板状端子５０ａを差し込むことのできるスリット６ａを備えたものである。この音叉型端子６は、負荷側ブスバー７をＬ字形に折り曲げることで上向きに突出しており、その音叉型端子６に対して、カバー４側からヒューズ５０の板状端子５０ａを差し込み接続できるようになっている。また、電源側ブスバー５も、Ｌ字形に折り曲げることで、端子部５ａを上向きに突出させている。
【００２６】電源側ブスバー５と負荷側ブスバー７は、高熱伝導性を有する絶縁材料よりなる放熱板１０の上面に所定の配置で固着された上で、ケース本体３の内部に収容されている。各負荷への電源供給制御を行うパワーデバイス８は、それぞれがベアチップ化されて、各負荷側ブスバー７の他端部の上面に実装されており、図示しない負荷側電極部分が直接負荷側ブスバー７上にボンディングされている。また、各パワーデバイス８と回路基板９との接続、及び、各パワーデバイス８と電源側ブスバー５との接続は、それぞれワイヤボンディング１１、１２によって行われている。
【００２７】そして、好ましくは、パワーデバイス８の実装部位及びワイヤボンディング１１、１２による接続部位を覆うように、それらの部分を保護するための樹脂モールド（図示略）が後から設けられている。
【００２８】この電源分配箱１は、上述したように、パワーデバイス８をベアチップ化した上で、各負荷側ブスバー７の上に実装してボンディングし、パワーデバイス８と回路基板９との接続及びパワーデバイス８と電源側ブスバーとの接続をそれぞれワイヤボンディング１１、１２で行っているので、パッケージ部品を回路基板に実装するのと違って、各要素間をつなぐためにコネクタやジャンパ線等の接続手段を用いる必要がなく、部品点数の削減が図れる。
【００２９】また、電源分配箱１内の必須部品である負荷側ブスバー７上に、ベアチップ化したパワーデバイス８を直接実装しているので、回路基板９上にパワーデバイスの実装スペースを確保する必要がない上、回路基板９内にパワー線を配索する必要もない。よって、その分、回路基板９の小型化による占有スペースの縮小が図れる。
【００３０】また、負荷側ブスバー７の一端には音叉型端子６を設けているので、この音叉端子６に直接ヒューズ５０の板状端子５０ａを嵌めるだけで、負荷との接続を簡単に実施することができ、接続作業の簡略化が図れる。また、樹脂モールドによってパワーデバイス８の実装部位及びワイヤボンディング１１、１２による接続部位を覆った場合は、回路の信頼性を高めることができる。また、電源側ブスバー５と負荷側ブスバー７とを放熱板１０上に配置した上で、ケース本体３の内部に収容しているので、組み立てを簡単に行うことができると共に、パワーデバイス８の放熱性を高めることができる。
【００３１】なお、上記実施形態においては、各負荷側ブスバー７の上に、ベアチップ化したパワーデバイス８を実装しているが、ベアチップの構造によっては、電源側ブスバー５上に、ベアチップ化したパワーデバイス８を実装する方がよいこともある。
【００３２】また、放熱板１０は金属板で構成してもよく、そうにした場合は、電源側ブスバー５及び負荷側ブスバー７を、絶縁シートを介して放熱板１０上に接着固定することになる。
【００３３】また、図３に示すように、放熱板１０に位置決め孔１０ａを開けておき、それを、ケース本体３の底面に突設した突起２１に嵌めることで、ブスバー５、７とケース本体３の位置合わせを行うようにすることもできる。放熱板１０を位置合わせした後は、接着、ネジ、リベット等の手段で放熱板１０を固定することで、ブスバー５、７の装着が完了する。
【００３４】また、ケース本体３の底板に開口２２を設けておき、その開口２２から、放熱板１０の底面に、別の例えばフィン付きの放熱装置２３を密着させることで、放熱性のさらなる向上を図ることもできる。
【００３５】次に電源分配箱を組み上げるのに有用な本発明のパワーデバイスモジュールの実施形態について説明する。
【００３６】図４はその第１の実施形態の構成図であり、（ａ）は樹脂モールドする前の状態を示す斜視図、（ｂ）は樹脂モールドした後の状態を示す斜視図である。図５は同パワーデバイスモジュールを電源分配箱内に実装した状態を示す斜視図である。
【００３７】このパワーデバイスモジュール６０は、図４（ａ）に示すように、電源側に接続される電源側ブスバー６１と、各負荷側に接続される音叉型端子６２を一端にそれぞれ有した複数の負荷側ブスバー６３と、電源側ブスバー６１と各負荷側ブスバー６３との間にそれぞれ介在されることで各負荷への電源供給制御を行う複数のパワーデバイス６４と、各パワーデバイス６４へ制御信号を送るためのドライバ回路に接続される接続端子６５とを、樹脂モールド６６によって一体化してなるものである。
【００３８】各パワーデバイス６４はベアチップ化されており、電源側ブスバー６１の上面に実装されてボンディングされている。また、パワーデバイス６４と負荷側ブスバー６３との接続、及び、パワーデバイス６４と接続端子６５との接続は、それぞれワイヤボンディング６７、６８によって行われている。
【００３９】電源側ブスバー６１は、金属板を、短辺部６１ａと長辺部６１ｂを有するＬ字形にカットしたものであり、一端側の短辺部６１ａが、電源側への接続部となっていて、ボルト取付孔６１ｃを有し、他端側の長辺部６１ｂの上面に、ベアチップ化されたパワーデバイス６４が一列に並べて実装されている。また、負荷側ブスバー６３は短尺帯板状をなしており、電源側ブスバー６１の長辺部６１ｂの一方の側縁部に直交する姿勢で一列に配列されている。
【００４０】また、接続端子６５はピン状をなしており、電源側ブスバー６１の長辺部６１ｂの他方の側縁部に直交する姿勢で一列に配列されている。これら接続端子６５は、回路基板への接続を可能にするようにコネクタ端子状に配列されており、樹脂モールド６６でパッケージングされた後、樹脂モールド６６から出た部分が下向きに曲げられている。また、負荷側ブスバー６３の一端に形成されている音叉型端子６２は、該端子６２と負荷との間に介在されるヒューズの板状端子を差し込むことのできるスリット６２ａを備えたものである。この音叉型端子６は、樹脂モールド６６でパッケージングされた後、樹脂モールド６６から出た部分で上向きにＬ字形に折り曲げられており、その音叉型端子６２に対して、上からヒューズの板状端子を差し込み接続できるようになっている。
【００４１】このパワーデバイスモジュール６０を用いて電源分配箱を構成する場合は、図５に示すように、ケース本体３内に収容した回路基板５５にこのパワーデバイスモジュール６０を実装し、回路基板５５上の回路導体（図示略）に接続端子６５を半田付けする。また、電源側ブスバー６１の取付孔６１ｃ（図５では図示されず）にボルト６９を差し込んで、このボルト６９によりパワーデバイスモジュール６０をケース本体３に固定すると同時に電源側導体５８に接続する。このように、回路基板５５上の所定位置にパワーデバイスモジュール６０を実装することにより、予めケース本体３に取り付けてある負荷側の音叉型端子５７と、パワーデバイスモジュール６０側の音叉型端子６２とが、ヒューズを差し込み接続するための端子対をなす。
【００４２】このパワーデバイスモジュール６０は、モジュール６０の内部に電源側ブスバー６１と負荷側ブスバー６３を最初から内蔵しており、負荷側ブスバー６３上にベアチップ化したパワーデバイス６４を実装し、パワーデバイス６４と接続端子６５との接続及びパワーデバイス６４と電源側ブスバー６１との接続をそれぞれワイヤボンディング６７、６８で行った上で樹脂モールド６６により一体化した構成をなしているので、図５に示すように、このモジュール６０を電源分配箱を構成する回路基板５５上に実装して、接続端子６５を回路基板５５上の回路導体に接続するだけで、簡単に電源分配箱を組み上げることができる。
【００４３】従って、回路基板５５とパワーデバイス６４及び各ブスバー６１、６３との接続をとるのに、コネクタやジャンパ線等の接続手段を用いる必要がなく、部品点数を削減することができる。また、予めモジュール６０の内部に、電源分配箱を構成する上で必要なブスバー６１、６３とパワーデバイス６４を内蔵しているので、モジュール６０外に余計なブスバーを設ける必要がなくなる上、回路基板５５内に配索していたパワー線も省略できるようになり、結果的に、部品搭載に必要な占有スペースの縮小を図ることができる。また、複数のパワーデバイス６４をベアチップ化して使用することで、負荷側ブスバー６３を含めた形の１部品にまとめているので、同じ個数のディスクリート部品を使用するよりも、部品としての占有スペースを小さくできる。
【００４４】また、複数個のパワーデバイス６４を内蔵しているので、負荷側の要求電流が大きい場合にも、パワーデバイス６４を並列に使用することで、各パワーデバイス６４の定格以上の通電電流を確保することができる。従って、通電電流が大きく、１個のパワーデバイス６４では定格を超えてしまうような負荷を駆動する場合にも対応可能である。また、このモジュール６０には、パワーデバイス６４以外の素子は実装されていないため、負荷容量さえ超えなければ、どのような負荷も駆動可能である。
【００４５】また、パワーデバイス６４のドライブ回路は、モジュール６０の外部の回路基板５上に設けることができるので、制御内容を自由に変更することができる。例えば、任意の立ち上がり、立ち下がり時間の設定により、どのような負荷に対しても最適な電源供給制御ができる。
【００４６】なお、上記実施形態においては、電源側ブスバー６１の上にベアチップ化したパワーデバイス６４を実装しているが、ベアチップの構造によっては、各負荷側ブスバー６３上にベアチップ化したパワーデバイス６４を実装してもよい。
【００４７】次にパワーデバイスモジュールを作る場合の手順を説明する。
【００４８】図６に示す第１例では、まず、（ａ）に示すように、電源側ブスバー７１、負荷側ブスバー７２、接続端子７３を、所定の配置となるように全て架橋部７４ａでつないで一体化したリードフレーム７４を作製する。ここでは、直線形状の電源側ブスバー７１を中央に配置し、その一方の側部に負荷側ブスバー７２を電源側ブスバー７１に直交する姿勢で配列し、他方の側部に接続端子７３を電源側ブスバー７１に直交する姿勢で配列している。なお、負荷側ブスバー７２の外側の端部には音叉型端子７２ａが形成してある。
【００４９】次いで、（ｂ）に示すように、このリードフレーム７４の中の電源側ブスバー７１の上に一列に、ベアチップ化したパワーデバイス７５を実装し、パワーデバイス７５と負荷側ブスバー７２の内側の端部をワイヤボンディング７６で接続すると共に、パワーデバイス７５と接続端子７３の内側の端部をワイヤボンディング７７で接続する。
【００５０】次に、（ｃ）に示すように、パワーデバイス７５の実装部位及びワイヤボンディング７６、７７による接続部位を全て覆うように樹脂モールド７８を成形して設け、モールド後に、（ｄ）に示すように架橋部７４ａをカットする。この際、架橋部７４ａの環状部分は、負荷側ブスバー７２及び接続端子７３の長さ方向の略中間部に連結しているので、負荷側ブスバー７２及び接続端子７３の両側部で架橋部７４ａをカットする。
【００５１】そして、最後に（ｅ）に示すように、接続端子７３の樹脂モールド７８から突出している部分を下向きに折り曲げ、負荷側ブスバー７２の樹脂モールド７８から突出している部分を上向きに曲げることで、製品としてのパワーデバイスモジュール７０を得る。
【００５２】図７に示す第２例では、まず、（ａ）に示すように、電源側ブスバー８１、負荷側ブスバー８２、接続端子８３を、所定の配置となるように全て架橋部８４ａでつないで一体化したリードフレーム８４を作製する。ここでは、Ｌ字形の電源側ブスバー８１を中央に配置し、その長辺部の一方の側部に負荷側ブスバー８２を電源側ブスバー８１に直交する姿勢で配列し、他方の側部に接続端子８３を電源側ブスバー８１に直交する姿勢で配列している。
【００５３】架橋部８４ａの環状部分は、電源側ブスバー８１、負荷側ブスバー８２、接続端子８３の外側に位置しており、その環状部分から延ばした枝部の先端が、電源側ブスバー８１、負荷側ブスバー８２、接続端子８３に連結している。負荷側ブスバー８２の外側の端部には音叉型端子８２ａが形成されており、この音叉型端子８２ａの先端に前記架橋部８４ａの枝部の先端が結合している。また、本例では、負荷側ブスバー８２上にパワーデバイスを実装する関係上、負荷側ブスバー８２の内側の端部には、パワーデバイスを実装するための広面部８２ｂが設けられている。
【００５４】このような構成のリードフレーム８４が作製できたら、次に、（ｂ）に示すように、負荷側ブスバー８２の内側の端部に確保した広面部８２ｂの上に、それぞれベアチップ化したパワーデバイス８５を実装し、パワーデバイス８５と電源側ブスバー８１をワイヤボンディング８６で接続すると共に、パワーデバイス８５と接続端子８３の内側の端部をワイヤボンディング８７で接続する。
【００５５】次に、（ｃ）に示すように、パワーデバイス８５の実装部位及びワイヤボンディング８６、８７による接続部位を全て覆うように樹脂モールド８８を成形して設け、モールド後に、（ｄ）に示すように、架橋部８４ａを前述した枝部の先端でカットし、更に（ｅ）に示すように、接続端子８３の樹脂モールド８８から突出している部分を下向きに折り曲げ、負荷側ブスバー８２の樹脂モールド８８から突出している部分を上向きに曲げ、電源側ブスバー８１の樹脂モールド８８から突出している部分を上向きに曲げることで、製品としてのパワーデバイスモジュール８０を得る。
【００５６】図８に示す第３例では、まず、（ａ）に示すように、電源側ブスバー９１、負荷側ブスバー９２、接続端子９３を、所定の配置となるように全て架橋部９４ａでつないで一体化したリードフレーム９４を作製する。ここでは、Ｔ字形の電源側ブスバー９１を中央に配置し、その周囲に負荷側ブスバー９２及び接続端子９３を適当な順序で配置している。負荷側ブスバー９２の外側の端部には音叉型端子９２ａが形成されている。また、負荷側ブスバー９２上にパワーデバイスを実装する関係上、負荷側ブスバー９２の内側の端部には、パワーデバイスを実装するための広面部９２ｂが設けられている。
【００５７】このような構成のリードフレーム９４が作製できたら、次に、（ｂ）に示すように、負荷側ブスバー９２の内側の端部に確保した広面部９２ｂの上に、それぞれベアチップ化したパワーデバイス９５を実装し、パワーデバイス９５と電源側ブスバー９１をワイヤボンディング９６で接続すると共に、パワーデバイス９５と接続端子９３の内側の端部をワイヤボンディング９７で接続する。
【００５８】次に、（ｃ）に示すように、パワーデバイス９５の実装部位及びワイヤボンディング９６、９７による接続部位を全て覆うように樹脂モールド９８を成形して設け、モールド後に、（ｄ）に示すように、架橋部９４ａを前述した枝部の先端でカットし、更に（ｅ）に示すように、接続端子９３の樹脂モールド９８から突出している部分を下向きに折り曲げ、負荷側ブスバー９２の樹脂モールド９８から突出している部分を上向きに曲げ、電源側ブスバー９１の樹脂モールド９８から突出している部分を上向きに曲げることで、製品としてのパワーデバイスモジュール９０を得る。
【００５９】以上のように作製することにより、精度のよい製品（パワーデバイスモジュール７０、８０、９０）を容易に作り出すことができる。
【００６０】ところで、上記各実施形態のパワーデバイスモジュール６０、７０、８０、９０では、負荷側ブスバー６３、７２、８２、９２の配列ピッチと接続端子６５、７３、８３、９３の配列ピッチを等しく揃えていたが、接続端子６５、７３、８３、９３は、パワーデバイス６４、７５、８５、９５に制御信号を送るものであって、寸法的に細いものを使用しているので、端子間隔に十分な余裕がある。
【００６１】そこで、接続端子の端子間隔を狭くしてモジュールの小型化を図ったのが、図９〜図１１に示す実施形態のパワーデバイスモジュールである。以下、これについて説明する。
【００６２】図９、図１０の実施形態のパワーデバイスモジュール１００では、電源側ブスバー１０１を挟んだ一方側に複数の負荷側ブスバー１０２を所定ピッチで配列すると共に他方側に複数の接続端子１０３を所定ピッチで配列している。そして、接続端子１０３の配列ピッチＰ３を、負荷側ブスバー１０２の配列ピッチＰ１よりも小さくすることで、接続端子１０３の列の両端部に空きスペースを確保し、樹脂モールド１０８上のその空きスペースに、実装すべき回路基板（図示略）に対してパワーデバイスモジュール１００を取り付けるためのネジ取付部（本例ではネジ挿通孔）１０９を設けている。
【００６３】また、ベアチップ化したパワーデバイス１０５は電源側ブスバー１０１上に配置しており、これらのパワーデバイス１０５についても寸法的な余裕がある程度あるので、間隔を詰めて配列している。そして、パワーデバイス１０５の配列ピッチＰ２を負荷側ブスバー１０２の配列ピッチＰ１よりも小さくすることでパワーデバイス１０５の列の両端部に空きスペースを確保し、その空きスペースに、電源側ブスバー１０１と外部との接続を行うための接続部（本例では接続孔）１１０を設けている。
【００６４】なお、接続端子１０３の脚部は、樹脂モールド１０８の側面に設けた凹部１０８ａ内に隠れるようにして外部に突き出しており、凹部１０８ａの両側の樹脂の突出部分に前記取付部１０９が配置されている。また、樹脂モールド１０８の下面には、位置決めに使用する突起１１２が設けられている。
【００６５】このように、接続端子１０３の配列ピッチＰ３とパワーデバイス１０５の配列ピッチを負荷側ブスバー１０２の配列ピッチＰ１よりも狭くして、それによりできるスペースに取付部１０９や接続部１１０を設けているので、取付部１０９をパワーデバイスモジュール１００の内側の位置にできるだけ寄らせて設けることができる。また、電源側ブスバー１０１をパワーデバイスモジュール１００の外部に突き出すことなく配置することができる。そのため、パワーデバイスモジュール１００の小型化を図ることができる。
【００６６】なお、図９、図１０の実施形態のパワーデバイスモジュール１００では、負荷側ブスバー１０２の先端の端子１０２ａをＦ−Ｆ端子形状にしているが、図１１の実施形態のパワーデバイスモジュール１００Ｂのように、負荷側ブスバー１０２Ｂの先端の端子１０２ｂを音叉端子形状にしてもよい。このようにすれば、音叉端子部１０２ｂに直接ヒューズの端子を嵌めることができる。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の電源分配箱によれば、パワーデバイスをベアチップ化した上で、電源側ブスバーまたは負荷側ブスバーのうちの一方のブスバー上に実装してボンディングし、パワーデバイスと回路基板との接続及びパワーデバイスと他方のブスバーとの接続をそれぞれワイヤボンディングで行っているので、各要素間をつなぐためにコネクタやジャンパ線等の接続手段を用いる必要がなく、部品点数の削減が図れる。また、電源分配箱内の必須部品であるブスバー上に、ベアチップ化したパワーデバイスを直接実装しているので、回路基板上にパワーデバイスの実装スペースを確保する必要がなくなる上、回路基板内に配索していたパワー線を省略できるようになる。その結果、回路基板の小型化による占有スペースの縮小を図ることができ、前述したコネクタ等の部品の削減と占有スペースの縮小により、電源分配箱のコストダウン及び小型化を図ることができる。
【００６８】請求項２の発明の電源分配箱によれば、前記負荷側ブスバーの一端に設けた端子をスリット付きの音叉型端子としたので、その音叉型端子に直接ヒューズの端子を嵌めるだけで、負荷との接続を簡単に実施することができ、接続作業の簡略化が図れる。
【００６９】請求項３の発明の電源分配箱によれば、パワーデバイスの実装部位及びワイヤボンディングによる接続部位を樹脂モールドで保護したので、回路の信頼性を高めることができる。
【００７０】請求項４の発明の電源分配箱によれば、電源側ブスバーと負荷側ブスバーとを放熱板上に配置した上でケース内部に収容したので、組み立てを簡単に行うことができると共に、パワーデバイスの放熱性を高めることができる。
【００７１】請求項５の発明のパワーデバイスモジュールによれば、モジュールの内部に電源側ブスバーと負荷側ブスバーを予め内蔵しており、いずれか一方のブスバー上にベアチップ化したパワーデバイスを実装してボンディングすると共に、パワーデバイスと接続端子との接続及びパワーデバイスと他方のブスバーとの接続をそれぞれワイヤボンディングで行った上で、これらをモジュールの外殻をなす樹脂モールドにより一体化しているので、このモジュールを電源分配箱のケース内部に収容する回路基板上に実装して、接続端子を回路基板上の回路導体に接続するだけで、簡単に電源分配箱を組み上げることができる。従って、各要素間をつなぐためのコネクタやジャンパ線等の接続手段を省略することができ、部品点数の削減が図れる。また、最初からモジュールの内部に、電源分配箱を構成する上で必要なブスバーとパワーデバイスを内蔵しているので、モジュール外にブスバーを設ける必要がなくなる上、回路基板内に配索していたパワー線を省略できるようになり、その結果、占有スペースの縮小を図ることができる。また、モジュール内部には負荷側ブスバーに対応した複数のパワーデバイスを内蔵していることから、負荷側の要求電流が大きい場合にも、パワーデバイスを並列に使用することで、各パワーデバイスの定格以上の通電電流を確保することが可能である。
【００７２】請求項６の発明のパワーデバイスモジュールによれば、寸法的に余裕のある接続端子の配列ピッチを小さくして、それによりできる空きスペースに基板に対する取付部を設けたので、取付部をモジュールの内側にできるだけ寄らせて配置することができ、モジュールの小型化が図れる。
【００７３】請求項７の発明のパワーデバイスモジュールによれば、ベアチップ化することで寸法的に余裕のあるパワーデバイスの配列ピッチを小さくして、それによりできる空きスペースに電源側ブスバーに対する接続部を設けたので、接続部をモジュールの外側に突き出して設ける必要がなく、モジュールの小型化が図れる。
【００７４】請求項８の発明のパワーデバイスモジュールによれば、前記負荷側ブスバーの一端に設けた端子をスリット付きの音叉型端子としたので、その音叉型端子に直接ヒューズの端子を嵌めるだけで、負荷との接続を簡単に実施することができ、接続作業の簡略化が図れる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６８９５
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
【住所又は居所】東京都港区三田１丁目４番２８号
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| 【出願日】 |
平成１４年２月１４日（２００２．２．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３８０６
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 （外７名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２１８５５４（Ｐ２００３−２１８５５４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年７月３１日（２００３．７．３１） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−３７２９７（Ｐ２００２−３７２９７） |
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