CN104283403A - 电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源装置，其不会导致制造成本的上涨，能够充分提高其产品价值。电源装置（1）具备：安装有电子器件的电路基板（2）；和以包围电子器件的方式配设于电路基板（2）的电子器件的安装面（Fa）并与电路基板（2）一体化的框架（3），在电路基板（2）上，在安装面（Fa）中与框架（3）抵接的环状区域内形成有沿着框架（3）的环状凹部（12a）和沿着框架（3）的环状凹部（12b）。

Description

电源装置

技术领域

本发明涉及一种电源装置，其包括安装有电子器件的电路基板、和以包围电子器件的方式配设于该电路基板的电子器件的安装面的框部件。

背景技术

作为这种电源装置，日本特开2005－32912号公报公开了一种具有高导热印刷配线板（以下，也简称为“印刷配线板”）和模压外壳一体化而构成的主电路模块的电力转换装置。在这种情况下，在印刷配线板上安装有功率半导体元件等的电子器件。另外，模压外壳作为整体形成为框状，并且配设有与印刷配线板上的功率半导体元件等连接的主端子。

在制造该电力转换装置时，首先，在印刷配线板的功率半导体元件等的安装面上设置模压外壳，然后利用接合引线将功率半导体元件等和模压外壳的主端子相互电连接。接着，向模压外壳内（由印刷配线板和模压外壳形成的浅盘状的容器体）注入填充材料并使其固化。接着，在固化后的填充材料的层上载置导热板，然后以覆盖该导热板的方式再次向模压外壳内注入填充材料并使其固化。

由此，通过上下两个填充材料层，使印刷配线板、模压外壳和导热板一体化，并且通过形成于印刷配线板和导热板之间的填充材料层，利用填充材料将印刷配线板上的功率半导体元件密封，主电路模块完成。此后，通过以使印刷配线板的功率半导体元件等的安装面的背面和在导热板中引到模压外壳的外部的端部与散热片接触的方式将主电路模块安装于散热片，制造电力转换装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－32912号公报（第5－10页、第1－7图）

发明内容

发明想要解决的问题

但是，在现有的电力转换装置中，存在以下应该解決的问题点。即，在现有的电力转换装置中，通过在以将安装于印刷配线板的功率半导体元件等包围的方式在印刷配线板上设置有模压外壳的状态下，向由印刷配线板和模压外壳形成的浅盘状的容器体内注入填充材料并使其固化，利用填充材料层将印刷配线板上的功率半导体元件等密封。

在这种情况下，注入填充材料之前的印刷配线板和模压外壳，通过印刷配线板上的功率半导体元件等和设置于模压外壳的主端子通过接合引线而相互电连接，由此成为通过接合引线而一体化的状态。但是，两者并不通过螺丝紧固等而一体化，所以有时成为在印刷配线板和模压外壳之间产生有极小间隙的状态。因此，在向由印刷配线板和模压外壳形成的浅盘状的容器体内注入有填充材料时，有时填充材料会从产生于印刷配线板和模压外壳之间的间隙漏出。

因此，在现有的电力转换装置中存在如下的问题点，即，从上述间隙漏出的填充材料会在主电路模块的外部固化，其结果是，有损电力转换装置的美观，产品价值降低。另外，在为避免产品价值的降低而除去所漏出的填充材料的情况下，产生电力转换装置的制造成本相应地上涨除去填充材料的作业所需要的成本的问题。

本发明是鉴于该应解决的问题点而完成的，其目的在于，提供一种电源装置，其不会导致制造成本的上涨，能够充分地提高其产品价值。

用于解决问题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的电源装置具备：安装有电子器件的电路基板；和以包围该电子器件的方式配设于该电路基板的上述电子器件的安装面并与该电路基板一体化的框部件，在上述电路基板上，在上述安装面中与上述框部件抵接的环状区域形成有沿着该框部件的环状凹部。

另外，本发明的电源装置中，在所述电路基板上，在上述电路基板上，上述环状凹部通过使形成于上述安装面的抗蚀剂层的上述环状区域的一部分凹陷而形成。

另外，本发明的电源装置中，在上述电路基板上，由形成于上述环状区域的印刷层形成沿着上述框部件的内周侧环状凸部和沿着该框部件的外周侧环状凸部，在该内周侧环状凸部和该外周侧环状凸部之间形成上述环状凹部。

另外，本发明的电源装置中，上述框部件与上述电路基板抵接的抵接面被实施有凹凸加工。

发明效果

根据本发明的电源装置，在电路基板的电子器件的安装面上且在与框部件抵接的环状区域内形成有沿着框部件的环状凹部，由此在以覆盖电子器件的方式形成填充剂层时，在电路基板的安装面的环状区域中的某些部位且在与框部件的安装面抵接的抵接面之间产生有间隙的状态下，即使向由电路基板和框部件形成的浅盘状的容器体内注入有填充剂，渗入了间隙的填充剂也会以沿着环状凹部进行扩散的方式移动，在该移动期间，能够使其流动性充分降低，所以填充剂难以向环状凹部更外侧移动，其结果是，能够避免填充剂向上述容器体的外部漏出的情况。因此，不需要除去所漏出的填充剂的作业，所以能够以低成本制造美观优异的产品价值高的电源装置。

另外，根据本发明的电源装置，通过使抗蚀剂层的环状区域的一部分凹陷而形成有环状凹部，与例如通过切削加工而在电路基板上形成环状凹部的构成相比，能够容易形成环状凹部，所以能够充分降低电路基板的制造成本，其结果是，能够进一步降低电源装置的制造成本。

另外，根据本发明的电源装置，通过由印刷层形成内周侧环状凸部和外周侧环状凸部而在两环状凸部之间形成环状凹部，在制造电路基板等时，在形成用于标记型号、制造者和器件编号等所必需的印刷层时，能够由形成内周侧环状凸部和外周侧环状凸部形成环状凹部，所以能够充分降低电路基板的制造成本，其结果是，能够进一步降低电源装置的制造成本。

并且，根据本发明的电源装置，通过对框部件的与电路基板抵接的抵接面实施了凹凸加工，在抵接面上所产生的凹凸成为渗入电路基板和框部件之间的间隙内的填充剂的移动阻力，能够充分地使间隙内的填充剂的移动速度降低，所以在间隙内移动期间，能够充分降低填充剂的流动性，其结果是，能够可靠地避免填充剂向上述容器体的外部漏出的情况。

附图说明

图1是电源装置1的外观立体图。

图2是电源装置1的截面图。

图3是电源装置1的分解立体图。

图4是从安装面Fa侧观看电源装置1的电路基板2的俯视图。

图5是将电源装置1的电路基板2和框架3的抵接部位放大的截面图。

图6是将电源装置1A的电路基板2A和框架3的抵接部位放大以后的截面图。

图7是从安装面Fa侧观看电源装置1A的电路基板2A的俯视图。

附图标记说明

1、1A    电源装置

2、2A    电路基板

3    框架

4    填充剂层

11    基板主体

12    抗蚀剂层

12a、12b、14c    环状凹部

13    电子器件

14    印刷层

14a、14b    环状凸部

A    环状区域

Fa    安装面

Fb    抵接面

S    间隙

具体实施方式

下面，参照附图对电源装置的实施方式进行说明。

图1、2所示的电源装置1是“电源装置”的一个例子，构成为具备电路基板2、框架3、填充剂层4和盖体5。

电路基板2是“电路基板”的一个例子，如图2、3所示，构成为：在基板主体11的表面形成有抗蚀剂层12，并且在基板主体11的安装面Fa安装有电子器件13等。基板主体11作为一个例子，在厚度1.5mm程度的铝板体（支承体）的一面形成有由环氧类树脂等构成的绝缘层，并且在该绝缘层上形成有电子器件连接用的接合区、构成配线图案的导体图案。其中，在本说明书中参照的各附图中，省略了上述的绝缘层、导体图案的图示。

抗蚀剂层12以覆盖基板主体11的电子器件13等的安装面Fa的方式形成为薄膜状。在这种情况下，在本例的电源装置1的电路基板2中，如图4所示，通过使与框架3抵接的环状区域A内的抗蚀剂层12的一部分凹陷，形成有沿着俯视时的框架3的外形的环状的环状凹部12a、12b（“环状凹部”的一个例子）。更具体而言，作为一个例子，通过在环状区域A内设置不存在抗蚀剂层12的环状区域，在抗蚀剂层12的厚度范围内在环状区域A内形成有（与抗蚀剂层12的厚度相同的深度的）环状凹部12a、12b。

电子器件13是“电子器件”的一个例子，如图2、3所示，表面安装于电路基板2的安装面Fa。此外，在实际的电源装置1（电路基板2）中，除安装有电子器件13以外，还安装有许多电子器件，但为了容易理解“电源装置（电路基板）”的构成相关的内容，在两图中，仅图示有电子器件13。

框架3是“框部件”的一个例子，通过使用聚苯硫醚（PSS）等绝缘性树脂材料作为成型用材料的注射成型处理，形成为在俯视观看时呈方框状。在这种情况下，在本例的电源装置1中，作为一个例子，在注射成型处理用的金属模具中，形成框架3的与电路基板2的抵接面Fb的形成面（未图示）被实施了梨皮面加工，在利用其金属模具成型的框架3的抵接面Fb上形成有微细的凹凸（“抵接面被实施有凹凸加工”时的状态的一个例子）。如后所述，该框架3以包围电子器件13等的方式配设于电路基板2的安装面Fa，与电路基板2一体化。

填充剂层4构成如下的功能层，该功能层用于避免安装在电路基板2上的电子器件13等因施加于电源装置1的振动、冲击而损坏，并在动作时将电子器件13等产生的热量传递到基板主体11。如后所述，该填充剂层4通过向由电路基板2和框架3构成的浅盘状的容器体内注入硅类树脂等绝缘性树脂材料并使其固化，以覆盖电子器件13等的方式形成。

盖体5由金属制的薄板形成为平板状，并且以夹着框架3与电路基板2相对配置的状态固定于框架3。在这种情况下，在本例的电源装置1中，通过将形成于电路基板2的一对插通孔H2、H2、形成于框架3的一对插通孔H3、H3和形成于盖体5的一对插通孔H5、H5（以下，也将插通孔H2、H3、H5统称为“插通孔H”）插通的一对固定用螺钉（未图示），使电路基板2、框架3和盖体5一体化。

在制造该电源装置1时，首先，制造电路基板2和框架3。此外，关于框架3，如上所述，使用形成框架3的抵接面Fb的形成面被实施了梨皮面加工的金属模具，除这点以外，其它均按与众所周知的树脂成型处理时同样的顺序进行成型处理来制造，所以省略该框架3的制造方法的说明。

另一方面，在制造电路基板2时，在一面形成有绝缘层的支承体的一面（设为安装面Fa的表面）上形成导体图案，制作出基板主体11后，以覆盖导体图案的方式在基板主体11上形成抗蚀剂层12。这时，作为一个例子，在导体图案中且在应形成为用于连接电子器件13等的接合区的部位和应形成环状凹部12a、12b的部位（环状区域A内）实施掩模而形成抗蚀剂层12，由此使接合区从所形成的抗蚀剂层12露出，并且在环状区域A内分别形成环状凹部12a、12b。接着，按照众所周知的部件安装工艺，在形成有抗蚀剂层12的基板主体11的安装面Fa上安装电子器件13等。由此，如图3所示，电路基板2完成。

接着，在电路基板2的安装面Fa上，以包围电子器件13等的方式载置有框架3后，利用未图示的夹紧（固定）部件（制造用夹具），在电路基板2上预固定框架3。接着，向由电路基板2和框架3形成的浅盘状的容器体内注入用于形成填充剂层4的液状的填充剂。此时，作为一个例子，在将其粘度为3.2Pa·s左右的填充剂（具有某种程度的流动性的填充剂）注入以后，通过放置必要时间，使填充剂固化。

在这种情况下，构成这种装置的电路基板（在本例子中，电路基板2）有时在其制造时产生极小变形而成为在安装面（在本例子中，安装面Fa）上产生有极小挠曲的状态。另外，构成这种装置的框架（在本例子中，框架3）有时在其制造时产生极小变形而成为在与电路基板的抵接面（在本例子中，抵接面Fb）上产生有极小挠曲的状态。因此，在制造电源装置1时，如图5所示，在电路基板2的安装面Fa的环状区域A中的某些部位，有时成为在与框架3的抵接面Fb之间产生了极小间隙S的状态。在这种状态下注入了填充剂时，填充剂会渗入环状区域A和抵接面Fb之间的间隙S，所渗入的填充剂会在间隙S内从环状区域A和抵接面Fb的内周侧部位向外周侧部位（例如，图4所示的箭头B的方向）移动。

但是，如上所述，在本例子的电源装置1中，在电路基板2的安装面Fa的环状区域A内形成有环状凹部12a、12b。因此，在间隙S内向环状区域A和抵接面Fb的外周侧部位移动的填充剂到达环状凹部12a时，其填充剂沿环状凹部12a（例如，在图4所示的箭头C的方向（与箭头B的方向正交的方向）上）而在环状凹部12a内移动（沿着环状凹部12a扩散）。因此，在本例子的电源装置1中，能够避免渗入了间隙S的填充剂在短时间内到达环状区域A和抵接面Fb的外周侧部位的情况，在环状凹部12a内沿环状凹部12a移动期间，其流动性会充分降低。由此，渗入了间隙S的填充剂难以在间隙S内向环状凹部12a更外侧移动，其结果是，可避免填充剂向由电路基板2和框架3形成的容器体的外部漏出的情况。

另一方面，即使向间隙S内渗入一定程度大量的填充剂且该填充剂穿过环状凹部12a而到达环状凹部12b，其填充剂也会沿着环状凹部12b（例如，图4所示的箭头C的方向）而在环状凹部12b内移动（沿着环状凹部12b扩散）。因此，在本例子的电源装置1中，能够避免渗入间隙S并通过了环状凹部12a的填充剂在短时间内到达环状区域A和抵接面Fb的外周侧部位的情况，在环状凹部12b内沿着环状凹部12b而移动期间，其流动性会充分降低。由此，渗入了间隙S的填充剂难以在间隙S内向环状凹部12b更外侧移动，其结果是，可靠地避免填充剂向由电路基板2和框架3形成的容器体的外部漏出的情况。

另外，在本例子的电源装置1中，在框架3的抵接面Fb上形成有微细的凹凸。因此，例如，与采用抵接面Fb被实施了镜面加工（未被实施凹凸加工的）“框部件”的构成不同，通过形成于抵接面Fb的微细的凹凸的存在，来阻碍间隙S内的填充剂的移动（向图4所示的箭头B的方向的移动、向箭头C的方向的移动）（微细的凹凸成为填充剂的流动阻力），间隙S内的填充剂的移动速度充分降低。该结果是，能够适当地避免渗入间隙S内的填充剂在短时间内到达环状区域A和抵接面Fb的外周侧部位的情况，在间隙S内移动期间，填充剂的流动性充分降低。由此，与上述的环状凹部12a、12b的存在相结合，来可靠地避免填充剂向由电路基板2和框架3形成的容器体的外部漏出的情况。

此外，在本例子的电源装置1中，如上所述，在框架3上形成有插通孔H3、H3（参照图3），在该插通孔H3、H3的形成部位，框架3的内外周方向上的厚度变厚。由此，在本例子的电源装置1中，框架3的抵接面Fb的插通孔H3、H3的形成部位的宽度足够宽。因此，如图4所示，即使在环状区域A内且在与抵接面Fb的插通孔H3、H3的形成部位抵接的部位（该图的左下角部和右上角部）不形成有环状凹部12a、12b，在该部位，也可避免填充剂漏出到容器体的外部的情况。然后，通过放置到所注入的填充剂充分固化，填充剂层4的形成完成。

接着，在卸下夹紧部件后，以与电路基板2相对的方式将盖体5载置在框架3上，通过插通于插通孔H内的固定用螺钉，将电路基板2、框架3和盖体5螺纹紧固。由此，如图1、2所示，电源装置1完成。

这样，根据该电源装置1，通过在电路基板2的电子器件13等的安装面Fa内且在与框架3抵接的环状区域A内以沿着框架3的方式形成有环状的环状凹部12a、12b，在形成填充剂层4时，即使在电路基板2的安装面Fa的环状区域A中的某些部位且在与框架3的抵接面Fb之间产生了间隙S的状态下，向由电路基板2和框架3形成的浅盘状的容器体内注入填充剂，在渗入了间隙S的填充剂以沿着环状凹部12a、12b扩散的方式移动期间，也能够使其流动性充分降低，所以填充剂难以向环状凹部12a、12b更外侧移动，其结果是，能够避免填充剂向上述的容器体的外部漏出的情况。因此，不需要除去所漏出的填充剂的作业，所以能够以低成本来制造美观优异的产品价值高的电源装置1。

另外，根据该电源装置1，通过使抗蚀剂层12的环状区域A的一部分凹陷而形成有环状凹部12a、12b，例如，与通过切削加工而在电路基板2上形成“环状凹部”的构成相比，能够容易形成环状凹部12a、12b，所以能够充分地降低电路基板2的制造成本，其结果是，能够进一步降低电源装置1的制造成本。

另外，根据该电源装置1，通过对框架3的与电路基板2的抵接面Fb实施有凹凸加工，产生于抵接面Fb的凹凸成为渗入间隙S内的填充剂的移动阻力，能够使间隙S内的填充剂的移动速度充分降低，所以在间隙S内移动期间，能够使填充剂的流动性充分降低，其结果是，能够可靠地避免填充剂向上述的容器体的外部漏出的情况。

此外，“电源装置”的构成不局限于上述的电源装置1的构成。例如，以将作为“环状凹部”的一个例子的环状凹部12a、12b形成于电路基板2的电源装置1为例进行了说明，但代替这种构成也可以采用如下构成：通过形成“内周侧环状凸部”和“外周侧环状凸部”，在两“环状凸部”之间形成“环状凹部”。具体而言，作为一个例子，图6所示的电源装置1A是“电源装置”的另一个例子，构成为由该图和图7所示的电路基板2A（“电路基板”的另一个例子）来代替上述的电源装置1的电路基板2。此外，在该电源装置1A（电路基板2A）中，关于与上述的电源装置1（电路基板2）具有同样功能的构成要素，附带同一符号，省略重复的说明。

在该电源装置1A的电路基板2A中，由印刷层14在环状区域A内形成环状凸部14a、14b，来代替电源装置1的电路基板2的环状凹部12a、12b，由此，在两环状凸部14a、14b之间形成有作为“环状凹部”的另一例的环状凹部14c。此外，在该例子中，环状凸部14a相当于“内周侧环状凸部”，并且环状凸部14b相当于“外周侧环状凸部”。

在这种情况下，印刷层14是用于对表示电路基板2A的型号和制造者、安装于电路基板2A的电子器件等的器件编号等各种信息的文字列、符号进行记述的层，作为一个例子，如图6所示，用丝网印刷法等众所周知的印刷方法形成在设置于基板主体11上的抗蚀剂层12上。此外，关于环状凸部14a、14b的俯视形状（形成位置），除凹凸与上述的电路基板2的环状凹部12a、12b反转（转印）以外，其它都相同，所以省略详细说明。另外，环状凹部14c通过形成上述的环状凸部14a、14b而形成于环状凸部14a、14b之间，所以也省略该环状凹部14c的详细说明。

在制造该电源装置1A时，在完成了电子器件13等相对于基板主体11的安装的电路基板2A的安装面Fa上，以包围电子器件13等的方式载置框架3，其中，上述基板主体11，通过环状凸部14a、14b的形成预形成有环状凹部14c，然后利用未图示的夹紧部件（制造用夹具），在电路基板2A上预固定框架3。接着，向由电路基板2A和框架3形成的浅盘状的容器体内注入用于形成填充剂层4的液状的填充剂。

在这种情况下，如图6所示，在制造该电源装置1A时，也与制造上述的电源装置1时相同，有时在电路基板2A的安装面Fa的环状区域A中的某些部位，成为在与框架3的抵接面Fb之间产生了极小间隙S的状态。在这种状态下注入填充剂时，填充剂会渗入环状区域A和抵接面Fb之间的间隙S，所渗入的填充剂会在间隙S内从在环状区域A和抵接面Fb的内周侧部位向外周侧部位（例如，图7所示的箭头B的方向）移动。

但是，如上所述，在本例子的电源装置1A中，在电路基板2A的安装面Fa内且在与框架3的抵接面Fb抵接的环状区域A内形成有环状凸部14a、14b，从而在两环状凸部14a、14b之间形成有环状凹部14c。因此，在间隙S内向环状区域A和抵接面Fb的外周侧部位移动的填充剂到达了环状凹部14c时，该填充剂沿着环状凹部14c（例如，在图7所示的箭头C的方向（与箭头B的方向正交的方向）上）在环状凹部14c内移动（沿着环状凹部14c进行扩散）。因此，在本例子的电源装置1A中，能够避免渗入了间隙S的填充剂在短时间内到达环状区域A和抵接面Fb的外周侧部位的情况，在环状凹部14c内沿着环状凹部14c移动期间，其流动性会充分降低。由此，渗入了间隙S的填充剂难以在间隙S内向环状凹部14c更外侧移动，其结果是，能够避免填充剂向由电路基板2A和框架3形成的容器体的外部漏出的情况。

此后，通过放置到所注入的填充剂充分固化，填充剂层4的形成完成。接着，在卸下夹紧部件后，以与电路基板2A相对的方式将盖体5载置在框架3上，通过由插通于插通孔H内的固定用螺钉将电路基板2A、框架3和盖体5螺纹紧固，如图6所示，电源装置1A完成。

这样，根据该电源装置1A，通过在电路基板2A的电子器件13等的安装面Fa内且在与框架3抵接的环状区域A内沿着框架3而形成有环状的环状凸部14a、14b，在形成填充剂层4时，在电路基板2A的安装面Fa的环状区域A的某些部位且在与框架3的抵接面Fb之间产生有间隙S的状态下，即使向由电路基板2A和框架3形成的浅盘状的容器体内注入了填充剂，渗入了间隙S的填充剂也会以沿着环状凹部14c进行扩散的方式移动，在该移动期间，能够使其流动性充分降低，所以填充剂难以向环状凹部14c更外侧移动，其结果是，能够避免填充剂向上述的容器体的外部漏出的情况。因此，不需要除去所漏出的填充剂的作业，所以能够以低成本制造美观优异的产品价值高的电源装置1。

另外，根据该电源装置1A，通过由印刷层14形成环状凸部14a、14b而在两环状凸部14a、14b之间形成有环状凹部14c，在制造电路基板2A等时，在形成用于标记型号、制造者和器件编号等所必需的印刷层14时，通过形成环状凸部14a、14b，能够形成环状凹部14c，所以能够充分降低电路基板2A的制造成本，其结果是，能够进一步降低电源装置1A的制造成本。

另外，以具有内周侧和外周侧的两条环状凹部12a、12b形成于环状区域A内的电路基板2的电源装置1、具有通过内周侧和外周侧的两条环状凸部14a、14b的形成而在环状区域A内且在两环状凸部14a、14b之间形成有一条环状凹部14c的电路基板2A的电源装置1A为例进行了说明，但“环状凹部的形成数量不限于上述的例子，即使在形成有三条以上的多条环状凹部的构成中，也能够实现与上述的电源装置1、1A相同的效果。另外，盖体5那样的“盖体”不是“电源装置”所必需的构成要素，也可以采用不存在“盖体”的构成。

Claims (4)

1.一种电源装置，其特征在于，具备：

安装有电子器件的电路基板；和

以包围该电子器件的方式配设于该电路基板的所述电子器件的安装面并与该电路基板一体化的框部件，

在所述电路基板上，在所述安装面中与所述框部件抵接的环状区域形成有沿着该框部件的环状凹部。

2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于：

在所述电路基板上，所述环状凹部通过使形成于所述安装面的抗蚀剂层的所述环状区域的一部分凹陷而形成。

3.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于：

在所述电路基板上，由形成于所述环状区域的印刷层形成沿着所述框部件的内周侧环状凸部和沿着该框部件的外周侧环状凸部，在该内周侧环状凸部和该外周侧环状凸部之间形成所述环状凹部。

4.如权利要求1～3中任一项所述的电源装置，其特征在于：

所述框部件与所述电路基板抵接的抵接面被实施有凹凸加工。