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WO2015193944A1 - 端子接続構造 - Google Patents

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WO2015193944A1
WO2015193944A1 PCT/JP2014/065895 JP2014065895W WO2015193944A1 WO 2015193944 A1 WO2015193944 A1 WO 2015193944A1 JP 2014065895 W JP2014065895 W JP 2014065895W WO 2015193944 A1 WO2015193944 A1 WO 2015193944A1
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connection structure
terminal
conductor
structure according
terminal connection
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PCT/JP2014/065895
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Inventor
宏和 高林
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Priority to PCT/JP2014/065895 priority patent/WO2015193944A1/ja
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/308—Conductive members located parallel to axis of screw
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R4/06—Riveted connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members

Definitions

  • the present invention relates to a terminal connection structure for electrically connecting a conductor and at least one terminal electrode in an electronic component.
  • a terminal connection structure that electrically connects a conductor to the terminal electrode of an electronic component a laminated conductor in which insulators and conductors are alternately stacked in the vicinity of the terminal electrode of the power device is used to connect the terminals of the power device.
  • a terminal connection structure for connection is known (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 a terminal connection is made by caulking a male part inserted into a contact terminal insertion hole provided in a conductor and an insulator in a laminated conductor and a female part formed larger in diameter than the contact terminal insertion hole. A structure is disclosed.
  • the terminal connection structure disclosed in Patent Document 1 is formed in a circular shape so that the crimped portion is easily crimped.
  • a power semiconductor module for large current use has appeared that has a plurality of fastening points on one terminal electrode on the module side. Since the plurality of fastening points are arranged, for example, in the horizontal direction, the shape of the module terminal is formed in, for example, a rectangular shape with the fastening points connected.
  • the caulking structure according to the prior art is also rectangular.
  • the caulking structure has a rectangular shape, it is difficult to equalize the caulking force over the entire circumference of the rectangular shape, and it has been difficult to adopt.
  • each of the fastening points has a circular crimped portion, but the area occupied by the terminal electrode connecting the plurality of fastening points and the conductor in the crimped portion
  • the contact area ratio which is the ratio with the contact area, is reduced. Since a power module having a plurality of fastening points is often used for high current applications, a decrease in the contact area ratio has a problem of a temperature rise in the contact portion, and the contact area ratio between the conductor and the terminal electrode is increased. There is a need for a terminal connection structure that can be used.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a terminal connection structure capable of increasing a contact area ratio between a conductor and a terminal electrode.
  • the present invention provides a terminal connection structure for electrically connecting a conductor and at least one terminal electrode in an electronic component, Is provided with a plurality of connection terminals, a male part provided with a hole through which a fastening member is inserted, and a female part through which the male part is inserted and provided with the same number of holes as the number of connection terminals.
  • the conductor is fixed to the electronic component by a fastening mechanism provided in each of the connection terminals.
  • the contact area ratio between the conductor and the module terminal electrode can be increased, and the temperature rise of the contact portion can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic shape of a power module suitable for explaining the terminal connection structure according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the power module shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the outer shape of a component that is a component of the terminal connection structure according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view showing an example when a conductor is caulked by the terminal connection structure according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view when the example of FIG. 4 is viewed from the direction A of FIG. 6 is a perspective view of the example of FIG. 4 viewed from the direction B of FIG.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining caulking in the terminal connection structure according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic shape of a power module suitable for explaining the terminal connection structure according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the power module shown in FIG.
  • FIG. 3 is a
  • FIG. 8 is a perspective view showing an example when the power module is fastened using the terminal connection structure according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the effect of the terminal connection structure of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a sectional view showing a terminal connection structure according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a sectional view showing a terminal connection structure according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a terminal connection structure according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view showing the terminal shape of the power module for explaining the terminal connection structure according to the fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic shape of a power module suitable for explaining the terminal connection structure according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the power module shown in FIG.
  • the power module shown in FIGS. 1 and 2 is an example of an electronic component, and it goes without saying that an electronic component other than the power module may be connected.
  • the power module 1 includes two elements in which a MOSFET that operates as a switching element and a diode that operates as a so-called flywheel diode (hereinafter referred to as “FWD”) are connected in antiparallel.
  • a first element pair 10 and a second element pair 12 that are a pair are accommodated in a package 2 that is a module housing.
  • the drain of the MOSFET and the cathode of the FWD are electrically connected within the module, and the terminal portion drawn from the electrically connected connection portion 10 a forms the first terminal electrode M ⁇ b> 1.
  • the source of the MOSFET and the anode of the FWD are electrically connected within the module, and the terminal portion drawn out from the electrically connected connection portion 10b forms the second terminal electrode M2.
  • the source of the MOSFET and the anode of the FWD are electrically connected in the module, and the terminal portion drawn from the electrically connected connection portion 12a forms the third terminal electrode M3.
  • the drain of the MOSFET and the cathode of the FWD are electrically connected within the module, and the electrically connected connection portion 12b is electrically connected to the second terminal electrode M2.
  • the first terminal electrode M1, the second terminal electrode M2, and the third terminal electrode M3 are each formed in a rectangular shape, and are provided on one main surface side in the package 2.
  • the first terminal electrode M ⁇ b> 1 and the third terminal electrode M ⁇ b> 3 are arranged in a central portion of the package 2 such that the longitudinal direction thereof is parallel to the longitudinal direction of the package 2 and the arrangement is arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • the second terminal electrode M ⁇ b> 2 is arranged on one end side in the longitudinal direction of the package 2, and the longitudinal direction is arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the package 2.
  • Three holes 32 are provided in each of the first terminal electrode M1, the second terminal electrode M2, and the third terminal electrode M3, and each of these holes 32 is provided with a nut 34 as a fastening member.
  • These holes 32 and nuts 34 constitute fastening points in the first terminal electrode M1, the second terminal electrode M2, and the third terminal electrode M3 that are terminal electrodes of the power module 1. The function of the nut 34 will be described later.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the outer shape of a component that is a component of the terminal connection structure according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view showing an example when a conductor is caulked by the terminal connection structure according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view when the example of FIG. 4 is viewed from the direction A of FIG. 6 is a perspective view of the example of FIG. 4 viewed from the direction B of FIG.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining caulking in the terminal connection structure according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a perspective view showing an example when the power module 1 is fastened using the terminal connection structure according to the first embodiment.
  • the components of the terminal connection structure according to Embodiment 1 are a male part 21 shown in FIG. 3 (a) and a female part 22 shown in FIG. 3 (b).
  • the male part 21 has a pedestal part 21a and a shaft part 21b erected on the pedestal part 21a, and a fastening member, which will be described later, is inserted through the shaft center of the combined body of the pedestal part 21a and the shaft part 21b.
  • the hole 21c is provided.
  • the pedestal 21a has a circular cross section.
  • the shaft portion 21b also has a circular cross section, but has a smaller diameter than the pedestal portion 21a.
  • the female portion 22 has a rectangular or elliptical cross section (hereinafter referred to as “horizontal shape” when both are collectively referred to), and the shaft portion 21b of the male portion 21 is inserted therethrough.
  • Three holes 22a are provided in accordance with the structure of the terminal electrode of the power module 1 shown in FIG. That is, the structure having three hole portions 22a is an example in accordance with the configuration of FIG. 1, and the configuration having two or more hole portions 22a forms the gist of the present invention.
  • FIG. 3B shows a state in which two male parts 21 are inserted into the hole 22a.
  • the female part 22 and the pedestal part 21a As shown in FIGS. 4 and 7, the conductor 25 is fixed by caulking the hole 21c of the male portion 21 located on the power module 1 side.
  • caulking between the shaft portion 21 b and the female portion 22 of the male portion 21 is performed by inserting a caulking tool 41 from the shaft portion 21 b side of the male portion 21 and widening the hole portion 21 c.
  • a caulking tool 41 from the shaft portion 21 b side of the male portion 21 and widening the hole portion 21 c.
  • the method of caulking itself is known, and methods other than those shown here may be used.
  • a bolt 36 which is a fastening member, is inserted into the hole 21 c of the male part 21, and the first terminal electrode M 2 and the second terminal electrode
  • the conductor 25 is fixed to the power module 1 by fastening using the nut 34 (refer FIG. 1) which is a fastening mechanism provided in M2 and the 3rd terminal electrode M3.
  • the nut 34 (refer FIG. 1) which is a fastening mechanism provided in M2 and the 3rd terminal electrode M3.
  • the first terminal electrode M1, the second terminal electrode M2, and the third terminal electrode are used. If the hole 32 formed in M3 has a screw structure, the nut 34 becomes unnecessary.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the effect of the terminal connection structure of the first embodiment.
  • d1 is the length of the elliptical female portion 22 in the longitudinal direction
  • d2 is the length of the female portion 22 in the direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • a portion indicated by hatching represents a contact portion with the conductor 25. As shown in FIG. 9 (a), contact with the conductor 25 is obtained at the remaining portion excluding the occupied portion of the hole 22a through which the bolt 36 is inserted.
  • FIG. 9B shows a contact site when a circular crimping member is used for each connection terminal as in Patent Document 1.
  • the outer diameter diameter of the pedestal portion 21a, the outer diameter diameter of the shaft portion 21b, and the distance d3 between the connection terminals are equal so that the same conditions as those shown in FIG. 3 used in the first embodiment are satisfied. is doing.
  • the contact area with the conductor 25 can be increased by using the terminal connection structure of the first embodiment.
  • a power module having a plurality of fastening points is often used for high current applications. That is, the current density increases. When the current density is large, there arises a problem that the temperature rise at the contact portion becomes large, and the influence on the design becomes large.
  • the female portion which is a portion located on the power module 1 side among the portions in contact with the conductor 25 is formed in a horizontally long shape, the contact area with the conductor 25 is increased.
  • the current density can be increased and the current density can be reduced.
  • the male part provided with the hole part through which the fastening member is inserted, and the same number of holes as the number of connection terminals of the power module through which the male part is inserted.
  • the conductor is sandwiched between the female part provided with the part, the conductor is fixed by caulking the hole part in the male part, and the fastening member inserted through the hole part of the male part and the fastening provided in the connection terminal Since the power module is fixed to the conductor by the mechanism, the contact area ratio between the conductor and the module terminal electrode can be increased without reducing the caulking force, and the temperature rise at the contact portion can be reduced. It becomes.
  • FIG. FIG. 10 is a sectional view showing a terminal connection structure according to the second embodiment.
  • the power module side is a female part and the fastening member side is a male part.
  • the power module side is a male part.
  • the fastening member side is a female part.
  • a pedestal portion 51a having a horizontally long cross section viewed from the A1 direction and a shaft portion 51b having a circular cross section viewed from the A1 direction are erected.
  • the male part 51 provided with three holes 51c through which the fastening members are inserted is configured.
  • the number of holes 51c is set to 3 in accordance with the configuration of the power module 1 shown in FIG.
  • a female portion 52 having a hole portion 52a through which the shaft portion 51b of the male portion 51 is inserted and having a circular cross section viewed from the A1 direction is configured.
  • the female part 52 is divided into three parts. In the first embodiment, as shown in FIG. 7, the caulking tool 41 is inserted from the power module side to perform caulking, but in the second embodiment, the caulking tool 41 is inserted from the fastening member side. Then you can do caulking.
  • the terminal connection structure according to the second embodiment configured as described above, since the male part and the female part are replaced with respect to the structure of the first embodiment, the side closer to the sandwiched conductor is the caulking side. Thus, it is possible to fix the conductor with a smaller caulking force than in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a sectional view showing a terminal connection structure according to the third embodiment.
  • the configuration has three female portions 52 in order to match the configuration of the terminal electrodes of the power module 1, but in the third embodiment, the three female portions are connected as shown in FIG. It is the structure which has the female part 54 made to make horizontally long shape.
  • parts that are the same as or equivalent to those in FIG. Note that the position for caulking is the same as in the second embodiment.
  • the terminal connection structure according to the third embodiment configured as described above, since the male part and the female part are replaced with respect to the structure of the first embodiment, the side closer to the sandwiched conductor is the caulking side. Thus, it is possible to fix the conductor with a smaller caulking force than in the first embodiment.
  • the caulking work can be performed continuously at once, and the caulking work can be performed efficiently. It becomes possible.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a terminal connection structure according to the fourth embodiment.
  • the configuration in order to match the configuration of the terminal electrode of the power module 1, as shown in FIG. 3, the configuration has three male parts 21, but in the fourth embodiment, as shown in FIG. It is the structure which has the male part 21A which connected three male parts and was formed in the horizontally long shape.
  • parts that are the same as or equivalent to those in FIG. Note that the position for caulking is the same as in the first embodiment.
  • the configuration is the same as that of the first embodiment, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the caulking work can be performed continuously at one time. It becomes possible to carry out efficiently.
  • Embodiment 5 FIG.
  • the case where the terminal electrode of the power module 1 has a horizontally long shape has been described as shown in FIG. 1, but in the fifth embodiment, as an example other than the horizontally long shape, an L-shape as shown in FIG.
  • the example of a shape is shown.
  • the shape of the female portion or the male portion may be formed in an L shape in accordance with the shape. Therefore, if this method is extended, it can be applied to any shape.
  • the power module has been described as an example.
  • the power module can be applied to an electronic component that requires electrical connection with a conductor.
  • the configurations shown in the above first to fifth embodiments are examples of the configuration of the present invention, and can be combined with other known techniques, and can be combined within the scope of the present invention. Needless to say, the configuration may be modified by omitting the unit.
  • the present invention is useful as a terminal connection structure for electrically connecting a terminal and a conductor of an electronic component.

Landscapes

  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

　導体と電子部品における少なくとも一つの端子電極との間を電気的に接続するための端子接続構造であって、端子電極には複数の接続端子が設けられ、締結部材を挿通させる孔部（２１ｃ）が設けられた雄部（２１）と、雄部（２１）を挿通させ、接続端子の数と同数の孔部（２２ａ）が設けられた雌部（２２）と、を有し、雌部（２２）と雄部（２１）との間に導体を挟み込み、雄部（２１）における孔部（２１ｃ）をかしめることによって導体を固定し、雄部（２１）の孔部（２１ｃ）に挿通された締結部材と、各接続端子の夫々に設けられた締結機構とによって導体を電子部品に固定する。

Description

端子接続構造
　本発明は、導体と電子部品における少なくとも一つの端子電極との間を電気的に接続するための端子接続構造に関する。
　導体を電子部品の端子電極との間を電気的に接続する端子接続構造として、パワーデバイスの端子電極の近くに絶縁体と導体とを交互に重ね合わせた積層導体によって、パワーデバイスの端子間を接続する端子接続構造が知られている（例えば特許文献１）。
　特許文献１では、積層導体中の導体および絶縁体に設けた接触端子挿入孔に挿入される雄部と、接触端子挿入孔よりも大径に形成された雌部とをカシメによって密着させる端子接続構造が開示されている。
特開２００７－１９３７２号公報
　上記特許文献１に開示された端子接続構造は、カシメ部がカシメをしやすいように円形形状に形成されている。一方、最近のパワーデバイスとして、大電流用途のパワー半導体モジュールでは、モジュール側の一つの端子電極に複数の締結点を有するものが登場してきている。複数の締結点は、例えば横方向に連なって配置されるので、モジュール端子の形状は締結点を連ねて例えば長方形状に形成される。
　このような、長方形状のモジュール端子に追従するため、従来技術によるカシメ構造も長方形状にすることが考えられる。しかしながら、カシメ構造を長方形状にした場合、カシメ力を長方形状の全周に渡って均等にすることが困難であり、採用が難しかった。
　したがって、複数の締結点を有するモジュール端子の場合、一つの締結点ごとに円形形状のカシメ部を有するようになるが、複数の締結点を連ねた端子電極の占有面積とカシメ部における導体との接触面積との比である接触面積比が小さくなる。複数の締結点を有するパワーモジュールは大電流用途で使用されることが多いため、接触面積比が小さくなることは接触部の温度上昇の問題があり、導体と端子電極との接触面積比を高めることができる端子接続構造が求められていた。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、導体と端子電極との接触面積比を高めることができる端子接続構造を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、導体と電子部品における少なくとも一つの端子電極との間を電気的に接続するための端子接続構造であって、前記端子電極には複数の接続端子が設けられ、締結部材を挿通させる孔部が設けられた雄部と、前記雄部を挿通させ、前記接続端子の数と同数の孔部が設けられた雌部と、を有し、前記雌部と前記雄部との間に前記導体を挟み込み、前記雄部における前記孔部をかしめることによって前記導体を固定し、前記雄部の孔部に挿通された締結部材と、前記接続端子の夫々に設けられた締結機構とによって前記導体を前記電子部品に固定することを特徴とする。
　本発明によれば、導体とモジュール端子電極との接触面積比を高めることができ、接触部の温度上昇を小さくすることができる、という効果を奏する。
図１は、実施の形態１に係る端子接続構造の説明に好適なパワーモジュールの概略形状を示す斜視図である。 図２は、図１に示したパワーモジュールの回路図である。 図３は、実施の形態１に係る端子接続構造の構成要素である部品の外形形状を示す斜視図である。 図４は、実施の形態１に係る端子接続構造によって導体をかしめた場合の一例を示す一部断面斜視図である。 図５は、図４の例を図４のＡ方向から視認した場合の斜視図である。 図６は、図４の例を図４のＢ方向から視認した場合の斜視図である。 図７は、実施の形態１に係る端子接続構造でのカシメを説明する図である。 図８は、実施の形態１に係る端子接続構造を用いてパワーモジュールを締結する場合の一例を示す斜視図である。 図９は、実施の形態１の端子接続構造による効果を説明する図である。 図１０は、実施の形態２に係る端子接続構造を示す断面図である。 図１１は、実施の形態３に係る端子接続構造を示す断面図である。 図１２は、実施の形態４に係る端子接続構造を示す断面図である。 図１３は、実施の形態５に係る端子接続構造を説明するためのパワーモジュールの端子形状を示す平面図である。
　以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係る端子接続構造について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　まず、図１および図２を参照して、実施の形態１に係る端子接続構造の接続対象である電子部品について説明する。図１は、実施の形態１に係る端子接続構造の説明に好適なパワーモジュールの概略形状を示す斜視図であり、図２は、図１に示したパワーモジュールの回路図である。なお、図１および図２に示すパワーモジュールは電子部品の一例であり、パワーモジュール以外の電子部品が接続されてもよいことは言うまでもない。
　パワーモジュール１は、図１および図２に示すように、スイッチング素子として動作するＭＯＳＦＥＴと、所謂フライホイールダイオードとして動作するダイオード（以下「ＦＷＤ」と表記）とが逆並列に接続された２つの素子対である第１の素子対１０および第２の素子対１２がモジュール筐体であるパッケージ２内に収容されている。
　第１の素子対１０では、ＭＯＳＦＥＴのドレインとＦＷＤのカソードとがモジュール内で電気的に接続され、当該電気的に接続された接続部１０ａから引き出された端子部が第１端子電極Ｍ１を形成し、ＭＯＳＦＥＴのソースとＦＷＤのアノードとがモジュール内で電気的に接続され、当該電気的に接続された接続部１０ｂから引き出された端子部が第２端子電極Ｍ２を形成する。第２の素子対１２では、ＭＯＳＦＥＴのソースとＦＷＤのアノードとがモジュール内で電気的に接続され、当該電気的に接続された接続部１２ａから引き出された端子部が第３端子電極Ｍ３を形成し、ＭＯＳＦＥＴのドレインとＦＷＤのカソードとがモジュール内で電気的に接続され、当該電気的に接続された接続部１２ｂが第２端子電極Ｍ２に電気的に接続される。
　これら第１端子電極Ｍ１、第２端子電極Ｍ２および第３端子電極Ｍ３は、夫々が長方形状に形成され、パッケージ２における一方の主面側に設けられている。第１端子電極Ｍ１および第３端子電極Ｍ３は、パッケージ２の中央部において、夫々の長手方向がパッケージ２の長手方向に平行となり、配列の並びが長手方向に直交する方向に配列されている。一方、第２端子電極Ｍ２は、パッケージ２の長手方向における一方の端部側に配置され、長手方向がパッケージ２の長手方向に直交する方向に配列されている。第１端子電極Ｍ１、第２端子電極Ｍ２および第３端子電極Ｍ３のそれぞれには３つの穴３２が設けられ、これらの穴３２のそれぞれには締結部材であるナット３４が設けられている。これら穴３２およびナット３４は、パワーモジュール１の端子電極である第１端子電極Ｍ１、第２端子電極Ｍ２および第３端子電極Ｍ３における締結点を構成する。なお、ナット３４の機能については後述する。
　つぎに、図３から図８を参照して、実施の形態１に係る端子接続構造について説明する。図３は、実施の形態１に係る端子接続構造の構成要素である部品の外形形状を示す斜視図である。図４は、実施の形態１に係る端子接続構造によって導体をかしめた場合の一例を示す一部断面斜視図である。図５は、図４の例を図４のＡ方向から視認した場合の斜視図である。図６は、図４の例を図４のＢ方向から視認した場合の斜視図である。図７は、実施の形態１に係る端子接続構造でのかしめを説明する図である。図８は、実施の形態１に係る端子接続構造を用いてパワーモジュール１を締結する場合の一例を示す斜視図である。
　実施の形態１に係る端子接続構造の構成要素は、図３（ａ）に示す雄部２１と、図３（ｂ）に示す雌部２２である。雄部２１は、台座部２１ａと、台座部２１ａに立設される軸部２１ｂとを有し、台座部２１ａと軸部２１ｂとの結合体の軸心に、後述する締結部材を挿通するための孔部２１ｃが設けられる構成である。台座部２１ａは断面が円形である。軸部２１ｂも断面が円形であるが、台座部２１ａよりも小径である。
　雌部２２は、図３（ｂ）に示すように長方形状もしくは楕円形状（以下、両者を総称する場合に「横長形状」と称する）の断面を有すると共に、雄部２１の軸部２１ｂが挿通される孔部２２ａが、図１に示すパワーモジュール１の端子電極の構造に合わせて３個設けられている。すなわち、３個の孔部２２ａを有する構造は図１の構成に合わせた一例であり、２個以上の孔部２２ａを有する構成は本発明の要旨を成すものである。
　図３（ｂ）は、孔部２２ａに２個の雄部２１が挿入されている状態を示しているが、実装状態では、図５および図６に示すように雌部２２と台座部２１ａとの間に導体２５が挟み込まれ、図４および図７に示すように、パワーモジュール１側に位置する雄部２１の孔部２１ｃをかしめることにより導体２５を固定する。
　雄部２１の軸部２１ｂと雌部２２との間のカシメは、例えば図７に示すように、雄部２１の軸部２１ｂ側からカシメ工具４１を挿入し、孔部２１ｃを広げることで行うことができる。なお、カシメ自体の手法は、公知であり、ここに示す以外の手法を用いてもよいことは言うまでもない。
　かしめられた導体２５をパワーモジュール１に締結するには、図８に示すように、雄部２１の孔部２１ｃに締結部材であるボルト３６を挿通し、第１端子電極Ｍ２、第２端子電極Ｍ２および第３端子電極Ｍ３に設けられた締結機構であるナット３４（図１参照）を使用して締結することにより、導体２５をパワーモジュール１に固定する。なお、実施の形態１では、ボルト３６とナット３４とを使用して、導体２５をパワーモジュール１に固定する例を示したが、第１端子電極Ｍ１、第２端子電極Ｍ２および第３端子電極Ｍ３にあけられた穴３２をネジ構造とすれば、ナット３４は不要となる。
　つぎに、実施の形態１に係る端子接続構造を用いることによる効果について、図９の図面を参照して説明する。図９は、実施の形態１の端子接続構造による効果を説明する図である。
　図９（ａ）において、ｄ１は楕円形状である雌部２２の長手方向の長さであり、ｄ２は雌部２２の長手方向に直交する方向の長さである。また、ハッチングで示す部位は、導体２５との接触部位を表している。図９（ａ）に示すように、ボルト３６を挿通させる孔部２２ａの占有部分を除く残りの部位で導体２５との接触が得られている。
　これに対し、図９（ｂ）は、特許文献１のように、円形形状のカシメ部材を一つの接続端子ごとに用いた場合の接触部位を示している。なお、図示に際し、実施の形態１で用いた図３に示すものと同一条件となるように、台座部２１ａの外径直径、軸部２１ｂの外径直径および各接続端子間の間隔ｄ３を等しくしている。
　図９（ａ）と図９（ｂ）との比較から明らかなように、実施の形態１の端子接続構造を用いることにより、導体２５との接触面積を大きくすることができる。「発明が解決しようとする課題」の項でも説明したが、複数の締結点を有するパワーモジュールは大電流用途で使用されることが多いため、接触面積比が小さくなることは単位面積当たり電流、すなわち電流密度が大きくなる。電流密度が大きいと、接触部の温度上昇が大きくなるという問題が生じ、設計への影響が大となる。
　一方、実施の形態１の端子接続構造では、導体２５と接触する部位のうちのパワーモジュール１側に位置する部位である雌部を横長形状に形成したので、導体２５との間の接触面積を従来よりも大きくすることができ、電流密度を小さくすることが可能となる。
　以上説明したように、実施の形態１に係る端子接続構造によれば、締結部材を挿通させる孔部が設けられた雄部と、雄部を挿通させパワーモジュールの接続端子の数と同数の孔部が設けられた雌部との間に導体を挟み込み、雄部における孔部をかしめることによって導体を固定し、雄部の孔部に挿通された締結部材と、接続端子に設けられた締結機構とによってパワーモジュールを導体に固定することとしたので、カシメ力を低下させることなく、導体とモジュール端子電極との接触面積比を高めることができ、接触部の温度上昇を小さくすることが可能となる。
　また、実施の形態１に係る端子接続構造によれば、複数の接続端子に対し一つの雌部を用いるので、カシメ作業を一度に連続して行うことができ、カシメ作業を効率よく行うことが可能となる。
実施の形態２．
　図１０は、実施の形態２に係る端子接続構造を示す断面図である。実施の形態１では、例えば図７に示すようにパワーモジュール側が雌部、締結部材側が雄部となる構造であったが、実施の形態２では、図１０に示すように、パワーモジュール側が雄部、締結部材側が雌部となる構造である。具体的に説明すると、パワーモジュール側では、Ａ１方向から見た断面が横長形状の台座部５１ａに、Ａ１方向から見た断面が円形形状である軸部５１ｂが立設され、実施の形態１と同様に締結部材が挿通される３つの孔部５１ｃが設けられた雄部５１が構成される。なお、孔部５１ｃの個数は、図１に示すパワーモジュール１の構成に合わせて３としている。
　一方、締結部材側では、雄部５１における軸部５１ｂが挿通される孔部５２ａを有し、Ａ１方向から見た断面が円形形状に形成された雌部５２が構成される。実施の形態１とは異なり、雌部５２は３つに分離された構成となる。なお、実施の形態１では、図７に示すように、パワーモジュール側からカシメ工具４１を挿入してカシメを行う構成であったが、実施の形態２では、締結部材側からカシメ工具４１を挿入してカシメを行えばよい。
　以上のように構成された実施の形態２に係る端子接続構造によれば、実施の形態１の構造に対し、雄部と雌部とを入れ替えた構成としたので、挟み込む導体に近い側がカシメ側となり、実施の形態１より小さなカシメ力で導体を固定することが可能となる。
実施の形態３．
　図１１は、実施の形態３に係る端子接続構造を示す断面図である。実施の形態２では、パワーモジュール１の端子電極の構成に合わせるため、３つの雌部５２を有する構成であったが、実施の形態３では、図１１に示すように、３つの雌部を連結させて横長形状に形成した雌部５４を有する構成である。なお、図１１において、図１０と同一もしくは同等の部位には、同一符号を付して重複する説明は省略する。なお、カシメを行う位置は、実施の形態２と同様である。
　以上のように構成された実施の形態３に係る端子接続構造によれば、実施の形態１の構造に対し、雄部と雌部とを入れ替えた構成としたので、挟み込む導体に近い側がカシメ側となり、実施の形態１より小さなカシメ力で導体を固定することが可能となる。
　また、実施の形態３に係る端子接続構造によれば、複数の接続端子に対し一つの雌部を用いるので、カシメ作業を一度に連続して行うことができ、カシメ作業を効率よく行うことが可能となる。
実施の形態４．
　図１２は、実施の形態４に係る端子接続構造を示す断面図である。実施の形態１では、パワーモジュール１の端子電極の構成に合わせるため、図３に示すように、３つの雄部２１を有する構成であったが、実施の形態４では、図１２に示すように、３つの雄部を連結させて横長形状に形成した雄部２１Ａを有する構成である。なお、図１２において、図３と同一もしくは同等の部位には、同一符号を付して重複する説明は省略する。なお、カシメを行う位置は、実施の形態１と同様である。
　以上のように構成された実施の形態４に係る端子接続構造によれば、実施の形態１と同等の構成であり、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
　また、実施の形態４に係る端子接続構造によれば、複数の接続端子に対し一つの雌部および一つの雄部を用いるので、カシメ作業を一度に連続して行うことができ、カシメ作業を効率よく行うことが可能となる。
実施の形態５．
　実施の形態１では、図１に示すように、パワーモジュール１の端子電極が横長形状の場合について説明したが、実施の形態５では、横長形状以外の例として、図１３に示すようなＬ字形状の例を示したものである。このようなＬ字形状の場合、当該形状に合わせて雌部あるいは雄部の形状もＬ字形状に形成すればよい。よって、この手法を拡張すれば、任意の形状に応用することが可能である。
　なお、以上の実施の形態１から実施の形態５では、パワーモジュールを一例として説明したが、導体との電気的な接続が必要となる電子部品への適用が可能である。
　また、以上の実施の形態１から５に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
　以上のように、本発明は、電子部品の端子と導体との間を電気的に接続するための端子接続構造として有用である。
　１　パワーモジュール、２　パッケージ、１０　第１の素子対、１０ａ　接続部、１０ｂ　接続部、１２　第２の素子対、１２ａ，１２ｂ　接続部、２１，２１Ａ，５１　雄部、２１ａ　台座部、２１ｂ，５１ｂ　軸部、２１ｃ，５１ｃ　孔部（雄部）、２２，５２，５４　雌部、２２ａ，５２ａ　孔部（雌部）、２５　導体、３２　穴、３４　ナット（締結機構）、３６　ボルト（締結部材）、４１　カシメ工具。

Claims (8)

  1. 　導体と電子部品における少なくとも一つの端子電極との間を電気的に接続するための端子接続構造であって、
    　前記端子電極には複数の接続端子が設けられ、
    　締結部材を挿通させる孔部が設けられた雄部と、
    　前記雄部を挿通させ、前記接続端子の数と同数の孔部が設けられた雌部と、
    　を有し、
    　前記雌部と前記雄部との間に前記導体を挟み込み、前記雄部における前記孔部をかしめることによって前記導体を固定し、
    　前記雄部の孔部に挿通された締結部材と、前記接続端子の夫々に設けられた締結機構とによって前記導体を前記電子部品に固定する
    　ことを特徴とする端子接続構造。
  2. 　前記電子部品側に位置する前記雄部の孔部をかしめて前記導体を固定することを特徴とする請求項１に記載の端子接続構造。
  3. 　前記雄部は、断面円形の台座部と、前記台座部に立設され前記台座部の断面よりも小径の円形断面を有する軸部と、によって構成され、
    　前記台座部と前記軸部との結合体の軸心に前記締結部材を挿通させる孔部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の端子接続構造。
  4. 　前記台座部と前記軸部との結合体が前記接続端子の数だけ連結されて構成されていることを特徴とする請求項３に記載の端子接続構造。
  5. 　前記導体側に位置する前記雄部の孔部をかしめて前記導体を固定することを特徴とする請求項１に記載の端子接続構造。
  6. 　前記雄部は、断面が横長形状の台座部と、断面が円形形状に形成されて前記台座部に立設され、前記接続端子の数と同数の軸部と、によって構成され、
    　前記台座部と前記軸部との結合体の軸心に前記締結部材を挿通させる孔部が前記接続端子の数と同数分設けられていることを特徴とする請求項５に記載の端子接続構造。
  7. 　前記雌部は、夫々が分離されて構成されていることを特徴とする請求項６に記載の端子接続構造。
  8. 　前記雌部は、連結されて構成されていることを特徴とする請求項６に記載の端子接続構造。
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