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技術 端子接続構造

出願人 株式会社デンソー
発明者 大濱健一
出願日 2003年7月25日 (17年4ヶ月経過) 出願番号 2003-280350
公開日 2005年2月17日 (15年9ヶ月経過) 公開番号 2005-045185
状態 特許登録済
技術分野 半導体又は固体装置の封緘,被覆構造と材料 ダイオード、トランジスタのリードフレーム
主要キーワード 立設板 外部接続部材 走行モーター 制御電極端子 代替部品 主電極端子 溶接面積 延設部分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年2月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (17)

課題

生産効率に優れ、電子部品及び外部接続部材取替えを容易かつ安価に行うことができる端子接続構造を提供すること。

解決手段

電子部品2の接続用端子20と外部接続部材3とを接続した端子接続構造1。接続用端子20及び外部接続部材3には、留め具挿通することができる貫通孔211、311が形成された端子留め付け用部位21及び部材留め付け用部位31とがそれぞれ設けてある。接続用端子20及び外部接続部材3には、両者を溶接するための端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32がそれぞれ設けてある。端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32は、それぞれ端子留め付け用部位21及び部材留め付け用部位31とは異なる位置に配されている。接続用端子20と外部接続部材3とは、端子溶接用部位22と部材溶接用部位32とが重なり合った部分において互いに溶接されている。

概要

背景

従来より、半導体モジュール等の電子部品が、外部接続部材を介して電気回路に接続された構造がある。例えば、自動車用走行モーターを制御するインバータ回路等の電力変換装置等においては、特許文献1に示すような半導体モジュールの接続用端子としての主電極端子が、昇圧回路モータ電気的に接続されたバスラインに、外部接続部材としてのバスバーを介して接続される。
上記接続用端子と上記外部接続部材とは、溶接ネジ留めによって互いに接続することができる。ところが、ネジ留め作業には時間が掛かるため、特に複数の電子部品と外部接続部材とを接続する場合、生産効率の観点から、溶接を用いることが好ましい。

しかし、溶接によって上記接続用端子と外部接続部材とを接続する場合、溶接不良が生ずると、上記接続用端子と外部接続部材とを取り外すことができないため、電子部品と外部接続部材とを共に新品取り替える必要がある。また、電子部品及び外部接続部材のいずれか一方が破損した場合にも、両者を共に取り替える必要がある。

また、溶接部分を切断して接続用端子と外部接続部材とを切り離して再度溶接するには、切断後にその端面を溶接可能な形状に整える工程が必要となるため、生産効率が著しく低下してしまうおそれがある。
それ故、電子部品や外部接続部材の取替えを容易かつ安価に行うことができないという問題が生ずる。
特開2001−308263号公報

概要

生産効率に優れ、電子部品及び外部接続部材の取替えを容易かつ安価に行うことができる端子接続構造を提供すること。電子部品2の接続用端子20と外部接続部材3とを接続した端子接続構造1。接続用端子20及び外部接続部材3には、留め具挿通することができる貫通孔211、311が形成された端子留め付け用部位21及び部材留め付け用部位31とがそれぞれ設けてある。接続用端子20及び外部接続部材3には、両者を溶接するための端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32がそれぞれ設けてある。端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32は、それぞれ端子留め付け用部位21及び部材留め付け用部位31とは異なる位置に配されている。接続用端子20と外部接続部材3とは、端子溶接用部位22と部材溶接用部位32とが重なり合った部分において互いに溶接されている。

目的

本発明によれば、生産効率に優れ、電子部品及び外部接続部材の取替えを容易かつ安価に行うことができる端子接続構造を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

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請求項1

接続用端子を有する電子部品における上記接続用端子と、上記電子部品を電気回路に接続するための外部接続部材とを接続した端子接続構造であって、上記接続用端子及び上記外部接続部材には、留め具挿通することができる貫通孔が形成された端子留め付け用部位及び部材留め付け用部位がそれぞれ設けてあり、また、上記接続用端子及び上記外部接続部材には、両者を溶接するための端子溶接用部位及び部材溶接用部位がそれぞれ設けてあり、上記端子溶接用部位及び上記部材溶接用部位は、それぞれ上記端子留め付け用部位及び上記部材留め付け用部位とは異なる位置に配されており、上記接続用端子と上記外部接続部材とは、上記端子溶接用部位と上記部材溶接用部位とが重なり合った部分において互いに溶接されていることを特徴とする端子接続構造。

請求項2

請求項1において、上記電子部品は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールであって、上記接続用端子は、上記半導体素子の主電極に接続された主電極端子からなることを特徴とする端子接続構造。

請求項3

請求項1又は2において、上記端子溶接用部位及び上記部材溶接用部位は、それぞれ端部から切り込まれたスリット部を有し、該スリット部に沿って上記接続用端子と上記外部接続部材とが溶接されていることを特徴とする端子接続構造。

技術分野

0001

本発明は、電子部品接続用端子と、上記電子部品を電気回路に接続するための外部接続部材とを接続した端子接続構造に関する。

背景技術

0002

従来より、半導体モジュール等の電子部品が、外部接続部材を介して電気回路に接続された構造がある。例えば、自動車用走行モーターを制御するインバータ回路等の電力変換装置等においては、特許文献1に示すような半導体モジュールの接続用端子としての主電極端子が、昇圧回路モータ電気的に接続されたバスラインに、外部接続部材としてのバスバーを介して接続される。
上記接続用端子と上記外部接続部材とは、溶接ネジ留めによって互いに接続することができる。ところが、ネジ留め作業には時間が掛かるため、特に複数の電子部品と外部接続部材とを接続する場合、生産効率の観点から、溶接を用いることが好ましい。

0003

しかし、溶接によって上記接続用端子と外部接続部材とを接続する場合、溶接不良が生ずると、上記接続用端子と外部接続部材とを取り外すことができないため、電子部品と外部接続部材とを共に新品取り替える必要がある。また、電子部品及び外部接続部材のいずれか一方が破損した場合にも、両者を共に取り替える必要がある。

0004

また、溶接部分を切断して接続用端子と外部接続部材とを切り離して再度溶接するには、切断後にその端面を溶接可能な形状に整える工程が必要となるため、生産効率が著しく低下してしまうおそれがある。
それ故、電子部品や外部接続部材の取替えを容易かつ安価に行うことができないという問題が生ずる。
特開2001−308263号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、生産効率に優れ、電子部品及び外部接続部材の取替えを容易かつ安価に行うことができる端子接続構造を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、接続用端子を有する電子部品における上記接続用端子と、上記電子部品を電気回路に接続するための外部接続部材とを接続した端子接続構造であって、
上記接続用端子及び上記外部接続部材には、留め具挿通することができる貫通孔が形成された端子留め付け用部位及び部材留め付け用部位がそれぞれ設けてあり、
また、上記接続用端子及び上記外部接続部材には、両者を溶接するための端子溶接用部位及び部材溶接用部位がそれぞれ設けてあり、
上記端子溶接用部位及び上記部材溶接用部位は、それぞれ上記端子留め付け用部位及び上記部材留め付け用部位とは異なる位置に配されており、
上記接続用端子と上記外部接続部材とは、上記端子溶接用部位と上記部材溶接用部位とが重なり合った部分において互いに溶接されていることを特徴とする端子接続構造にある(請求項1)。

0007

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記端子接続構造は、上記端子溶接用部位及び上記部材溶接用部位における溶接により、上記接続用端子と上記外部接続部材との接続を行うため、生産効率に優れる。

0008

また、上記接続用端子及び上記外部接続部材には、それぞれ上記端子溶接用部位及び上記部材溶接用部位が、上記端子留め付け用部位及び上記部材留め付け用部位とは異なる位置に設けてある。それ故、上記端子接続構造を製造するに当り、上記接続用端子と外部接続部材との接続の際に溶接不良を生じた場合、端子溶接用部位及び部材溶接用部位を切断し、上記端子留め付け用部位及び上記部材留め付け用部位において、留め具によって上記接続用端子と外部接続部材とを改めて接続することができる。

0009

即ち、端子溶接用部位及び部材溶接用部位が、端子留め付け用部位及び部材留め付け用部位とは異なる位置に設けてあるため、端子溶接用部位及び部材溶接用部位を切断除去しても、上記端子留め付け用部位及び部材留め付け用部位は残る。それ故、溶接不良が生じても、電子部品の接続用端子と外部接続部材とを留め具によって接続し直すことができる。
これにより、溶接不良が生じた場合にも、電子部品及び外部接続部材を取り替える必要がない。

0010

また、上記電子部品及び外部接続部材のいずれか一方が破損等した場合にも、上記電子部品の接続用端子の端子溶接用部位及び上記外部接続部材の部材溶接用部位を切断することにより、他方の部品については取り替えることなく、破損等した上記一方の部品だけを取り替えることができる。そのため、容易かつ安価に、電子部品や外部接続部材の取替えを行うことができる。

0011

以上のごとく、本発明によれば、生産効率に優れ、電子部品及び外部接続部材の取替えを容易かつ安価に行うことができる端子接続構造を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0012

本発明(請求項1)において、上記留め具としては、例えばネジリベット等を用いることができる。また、上記端子溶接用部位及び部材溶接用部位は、溶接によって溶融する部分が充分に収まる範囲であって、それぞれ上記端子留め付け用部位及び部材留め付け用部位に重ならない部位である。

0013

また、上記電子部品は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールであって、上記接続用端子は、上記半導体素子の主電極に接続された主電極端子からなるものとすることができる(請求項2)。
この場合には、溶接不良や外部接続部材の破損等があっても、半導体モジュールの取替えを必要としないため、安価な端子接続構造を得ることができる。
また、上記端子接続構造は、自動車用の走行モーターを制御するインバータ等の電力変換装置に用いることができる。

0014

また、上記端子溶接用部位及び上記部材溶接用部位は、それぞれ端部から切り込まれたスリット部を有し、該スリット部に沿って上記接続用端子と上記外部接続部材とが溶接されていることが好ましい(請求項3)。
この場合には、溶接面積を大きくすることができるため、より確実に上記接続用端子と外部接続部材とを接続することができる。

0015

(実施例1)
本発明の実施例にかかる端子接続構造につき、図1図8を用いて説明する。
上記端子接続構造1は、図1に示すごとく、接続用端子20を有する電子部品2における上記接続用端子20と、上記電子部品2を電気回路に接続するための外部接続部材3とを接続した構造である。

0016

図1図3に示すごとく、上記接続用端子20及び上記外部接続部材3には、留め具としてのネジ41(図7図8)を挿通することができる貫通孔211、311が形成された端子留め付け用部位21及び部材留め付け用部位31がそれぞれ設けてある。
また、上記接続用端子20及び上記外部接続部材3には、両者を溶接するための端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32がそれぞれ設けてある。

0017

上記端子溶接用部位22及び上記部材溶接用部位32は、それぞれ上記端子留め付け用部位21及び上記部材留め付け用部位31とは異なる位置に配されている。
そして、図1図6に示すごとく、上記接続用端子20と上記外部接続部材3とは、上記端子溶接用部位22と上記部材溶接用部位32とが重なり合った部分において互いに溶接されている。

0018

上記電子部品2は、IGBT等の半導体素子を内蔵した半導体モジュールであって、上記接続用端子20は、上記半導体素子の主電極に接続された主電極端子からなる。また、上記電子部品2は、上記半導体素子の制御電極に接続された制御電極端子25を上記主電極端子(接続用端子20)と反対側に突出形成してなる。

0019

また、上記端子接続構造1は、自動車用の走行モーターを制御するインバータ等の電力変換装置に用いることができる。
そして、上記電気回路は、インバータ回路等の電力変換回路であって、上記外部接続端子3は、上記電子部品(半導体モジュール)2をモータや昇圧回路等に接続されたバスラインに接続するためのバスバーである。
図3に示すごとく、上記外部接続部材3は、断面略字形状を有し、上記部材留め付け用部位31と上記部材溶接部位32とを設けた固定板部33と、該固定板部33の一端から略垂直に立設された立設板部34とを有する。該立設板部34において、上記外部接続部材3が上記バスラインに接続される。なお、上記外部接続部材3は、断面略U字形状、断面略S(Z)字形状を有したもの等を用いても良い。

0020

また、上記端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32は、溶接によって溶融する溶融部分35(図6)が充分に収まる範囲であって、それぞれ上記端子留め付け用部位21及び部材留め付け用部位31に重ならない部位である。

0021

上記端子接続構造1は、以下のようにして電子部品2の接続用端子20と外部接続部材3とを接続することにより得られる。
即ち、まず図4図5に示すごとく、電子部品2の接続用端子20に外部接続部材3の固定板部33を重ね合わせる。このとき、端子溶接用部位22と部材溶接用部位32とが重なるようにする。また、端子留め付け用部位21と部材留め付け用部位31についても、両者の貫通孔211、311が重なるようにすることが好ましい。

0022

次いで、図6に示すごとく、上記端子溶接用部位22と部材溶接用部位32とを溶接する。溶接方法としては、例えばマイクロTig溶接を用いる。
これにより、上記端子接続構造1を得る。

0023

そして、上記の溶接において不良が生じた場合には、図6図7に示すごとく、上記端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32を切断除去する。
次いで、上記端子留め付け用部位21と部材留め付け用部位31とを、両者の貫通孔211、311が重なるように位置合せする。そして、図7図8に示すごとく、ネジ41を、ワッシャー42を介して上記貫通孔211、311に挿通して、ナット43に螺合させることにより、電子部品2の接続用端子20と外部接続部材3とを接続する。

0024

上記端子接続構造1は、例えば、電力変換装置のように電子部品(半導体モジュール)2を多数配設する装置等に用いられる。それ故、該装置等における多数の端子接続構造の全てが図1図6に示される溶接による端子接続構造1になる場合もあるが、多数の端子接続構造のうちの一部が図8に示されるネジ留めによる端子接続構造10となる場合がある。前者は、溶接不良等が生じず、電子部品2の破損等がない場合に実現され、後者は、溶接不良や電子部品2の破損等が一部に生じた場合に実現される。

0025

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記端子接続構造1は、図1に示すごとく、上記端子溶接用部位22及び上記部材溶接用部位32における溶接により、上記接続用端子20と上記外部接続部材3との接続を行うため、生産効率に優れる。

0026

また、図2図3に示すごとく、上記接続用端子20及び上記外部接続部材3には、それぞれ上記端子溶接用部位22及び上記部材溶接用部位32が、上記端子留め付け用部位21及び上記部材留め付け用部位31とは異なる位置に設けてある。それ故、上記端子接続構造1を製造するに当り、上記接続用端子20と外部接続部材3との接続の際に溶接不良を生じた場合、図7図8に示すごとく、端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32を切断し、上記端子留め付け用部位21及び上記部材留め付け用部位31において、ネジ41によって上記接続用端子20と外部接続部材3とを改めて接続することができる。

0027

即ち、端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32が、端子留め付け用部位21及び部材留め付け用部位31とは異なる位置に設けてあるため、端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32を切断除去しても、図7に示すごとく、上記端子留め付け用部位21及び部材留め付け用部位31は残る。それ故、溶接不良が生じても、図8に示すごとく、電子部品2の接続用端子20と外部接続部材3とをネジ41によって接続し直すことができる。
これにより、溶接不良が生じた場合にも、電子部品2及び外部接続部材3を取り替える必要がない。

0028

また、上記電子部品2及び外部接続部材3のいずれか一方が破損等した場合にも、上記電子部品2の接続用端子20の端子溶接用部位22及び上記外部接続部材3の部材溶接用部位32を切断することにより、他方の部品については取り替えることなく、破損等した上記一方の部品だけを取り替えることができる。
即ち、端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32を切断除去しても、端子留め付け用部位21及び部材留め付け用部位31は残るため、この部位においてネジ止めすることにより、破損していない方の部品と、破損した方の部品の代替部品とを接続することができる。
そのため、容易かつ安価に、電子部品2や外部接続部材3の取替えを行うことができる。特に上記電子部品2が半導体モジュールであるため、比較的高価な半導体モジュールの取替えが不要となることによる利益は大きい。

0029

以上のごとく、本例によれば、生産効率に優れ、電子部品及び外部接続部材の取替えを容易かつ安価に行うことができる端子接続構造を提供することができる。

0030

(実施例2)
本例は、図9図12に示すごとく、電子部品2の接続用端子20を、本体からの突出方向に対して直交する方向へ延設して、正面視略L字形状とした例である。
上記接続用端子20の形状に対応して、図9に示すごとく、外部接続部材3にも延設部分を設けてある。
そして、これらの延設部分を、それぞれ端子溶接用部位22、部材溶接用部位32としている(図9図11)。

0031

また、溶接不良や電子部品2の破損等があった場合には、図12に示すごとく、上記端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32を切断して、端子留め付け用部位21及び部材留め付け用部位31において、ネジ41によって、接続用端子20と外部接続部材3とを接続する。
その他は、実施例1と同様である。

0032

本例の場合には、上記端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32を充分に確保することができるため、溶接作業が容易となる。また、溶接不良等が生じた場合にも、端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32の切断を容易に行うことができる。そのため、生産効率が一層向上すると共に、電子部品2や外部接続部材3の取替えが一層容易となる。
その他は、実施例1と同様である。

0033

(実施例3)
本例は、図13図14に示すごとく、端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32に、側端部から切り込まれたスリット部221、321を設け、該スリット部221、321に沿って接続用端子20と外部接続部材3とを溶接した例である。
図14において、符号35を付した部分は、溶接により接続用端子20及び外部接続部材3が溶融した溶接部を表す。
その他は、実施例2と同様である。

0034

この場合には、溶接面積を大きくすることができるため、より確実に上記接続用端子20と外部接続部材3とを接続することができる。
その他、実施例2と同様の作用効果を有する。

0035

(実施例4)
本例は、図15図16に示すごとく、端子溶接用部位22及び部材溶接用部位32に、上端部から切り込まれたスリット部221、321を設け、該スリット部221、321に沿って接続用端子20と外部接続部材3とを溶接した例である。
その他は、実施例3と同様である。

0036

この場合にも、溶接面積を大きくすることができるため、より確実に上記接続用端子20と外部接続部材3とを接続することができる。
その他、実施例2と同様の作用効果を有する。

図面の簡単な説明

0037

実施例1における、電子部品と外部接続部材との端子接続構造の斜視図。
実施例1における、電子部品の斜視図。
実施例1における、外部接続部材の斜視図。
実施例1における、電子部品の側面図。
実施例1における、電子部品の接続用端子に外部接続部材を重ねた状態の側面図。
実施例1における、電子部品の接続用端子と外部接続部材とを溶接した状態の側面図。
実施例1における、端子溶接用部位及び部材溶接用部位を切断した状態の側面図。
実施例1における、電子部品の接続用端子と外部接続部材とをネジ留めした状態の側面図。
実施例2における、外部接続部材の斜視図。
実施例2における、電子部品の斜視図。
実施例2における、電子部品と外部接続部材との端子接続構造の斜視図。
実施例2における、電子部品と外部接続部材とをネジ留めした状態の斜視図。
実施例3における、電子部品と外部接続部材との溶接前の状態の斜視図。
実施例3における、電子部品と外部接続部材との端子接続構造の斜視図。
実施例4における、電子部品と外部接続部材との溶接前の状態の斜視図。
実施例4における、電子部品と外部接続部材との端子接続構造の斜視図。

符号の説明

0038

1端子接続構造
2電子部品
20接続用端子
21端子留め付け用部位
211貫通孔
22端子溶接用部位
3外部接続部材
31部材留め付け用部位
311 貫通孔
32部材溶接用部位
41 ネジ

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