JP2011258601A - 基板装置、電源装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小形化できることが期待できる基板装置を提供する。
【解決手段】配線パターン25の途中を遮断して基板本体24を貫通する開口部34が形成されたプリント配線基板21を備える。プリント配線基板21の開口部34に埋め込まれて実装された電子部品22を備える。プリント配線基板21の開口部34によって遮断された配線パターン25を接続する接続部品36を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、プリント配線基板を備えた基板装置、この基板装置を用いた電源装置、およびこの電源装置を用いた照明装置に関する。

従来、各種の電気機器では、電子部品をプリント配線基板に実装した基板装置を金属製のケースに収納した構成の電源装置が用いられている。

このような電源装置に用いられる基板装置は、プリント配線基板の一面に複数の電子部品が実装され、これら電子部品のリード線がプリント配線基板の一面から他面に突出されるとともにプリント配線基板の他面に形成されている配線パターンにはんだ付け接続されている。また、プリント配線基板の他面には配線パターンに接続される面実装方式の電子部品が実装される場合もある。

基板装置の電子部品の中に、例えばトランスや電解コンデンサなどの大形の電子部品が含まれていると、プリント配線基板の一面に実装された大形の電子部品とプリント配線基板の他面に突出するリード線およびはんだや面実装方式の電子部品とを含めた高さ寸法が高くなり、この基板装置をケースに収納する電源装置の高さも高くなってしまう。

そこで、大形の電子部品を実装する位置に対応してプリント配線基板の内側領域に開口部を設け、この開口部に大形の電子部品の一部を埋め込んで、プリント配線基板の他面に大形の電子部品の一部が突出するように実装することにより、プリント配線基板の一面からの大形の電子部品の高さ寸法を低くし、その結果、基板装置を薄形化し、この基板装置をケースに収納する電源装置も薄形化したものがある。

特開２００５−１０１１９４号公報

しかしながら、大形の電子部品を埋め込んで実装するために、プリント配線基板の内側領域に開口部を形成する場合には、開口部によって配線パターンの途中が遮断されないように、開口部を迂回してプリント配線基板の配線パターンを形成しなければならないため、その配線パターンを迂回させる分だけ、プリント配線基板の幅寸法を広くしなければならない。そのため、基板装置の薄形化を図れるものの、基板装置の幅寸法が広くなり、全体として十分な小形化が図れない。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、小形化できることが期待できる基板装置、この基板装置を用いた電源装置、およびこの電源装置を用いた照明装置を提供することを目的とする。

実施形態の基板装置は、基板本体、およびこの基板本体に形成された配線パターンを有し、配線パターンの途中を遮断して基板本体を貫通する開口部が形成されたプリント配線基板を備える。プリント配線基板の開口部に埋め込まれて実装された電子部品を備える。プリント配線基板の開口部によって遮断された配線パターンを接続する接続部品を備える。

本発明の基板装置によれば、プリント配線基板の開口部に電子部品を埋め込んで薄形化できるとともに、プリント配線基板の開口部によって遮断された配線パターンを接続部品で接続することにより、プリント配線基板の幅を広げることなく接続し、小形化できることが期待できる。

第１の実施形態を示す基板装置の一部の断面図である。 同上基板装置のフレキシブル基板の断面図である。 同上基板装置の斜視図である。 同上基板装置の一部を省略した底面図である。 同上基板装置を用いた電源装置の断面図である。 同上電源装置を用いた照明装置の斜視図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図６を参照して説明する。

図６には、電気機器としての照明装置11を示し、この照明装置11は、細長い器具本体12、この器具本体12の長手方向の両端に取り付けられたソケット13、これらソケット13間に接続される直管形蛍光ランプである光源14、および器具本体12内に配設され光源14を点灯させる点灯装置である電源装置15を備えている。

図５に示すように、電源装置15は、基板装置18、この基板装置18を収容するケース19を備え、器具本体12内に配置されるように細長く形成されている。

図３ないし図５に示すように、基板装置18は、細長い長方形状のプリント配線基板21、およびこのプリント配線基板21に実装された複数の電子部品22を備え、点灯回路である電源回路23を構成している。

プリント配線基板21は、絶縁性を有する基板本体24を備え、この基板本体24の裏面である一面24aに電源回路23を構成する配線パターン25が形成され、主実装面である他面24bにほとんど電子部品22が主に実装され、これら電子部品22のリード線が基板本体24の一面24aから他面24bに挿通されるとともに配線パターン25にはんだ付け接続されている。また、基板本体24の一面24aには、面実装方式の電子部品が配線パターン25にはんだ付け接続されて実装されている。

プリント配線基板21の長手方向の一端側が電源回路23への商用交流電源の入力側で、他端側が電源回路23で電力変換した点灯電力を光源14に出力する出力側であり、これら入力側から出力側に亘って配線パターン25が形成されている。プリント配線基板21の他面24bの入力側には入力端子26が、出力側には出力端子27がそれぞれ実装されている。

電源回路23は、例えば、フィルタ回路28、電源回路29、インバータ回路30、共振回路31、予熱回路32および制御回路33などを備えている。そして、これら各回路に用いられる比較的大形の電子部品22としては、フィルタ回路28のコモンモードトランスTr、電源回路29のチョッパチョークトランスL1および電解コンデンサＣ、インバータ回路30のスイッチング素子Ｑ、共振回路31の共振用巻線L2、予熱回路32の予熱用トランスL3などがある。これら電子部品22のうち、特に、チョッパチョークトランスL1および予熱用トランスL3などのトランスが、高さが高い大形電子部品22aとしてある。

図１、図３ないし図５に示すように、プリント配線基板21の基板本体24には、各大形電子部品22aの実装位置に対応して、一面24aと他面24bとに貫通する開口部34がそれぞれ形成されている。これら開口部34は、各大形電子部品22aの一部を埋め込んで一面24a側に突出可能に、各大形電子部品22aより少し大きい開口寸法に形成されている。

大形電子部品22aには、開口部34に埋め込まれた状態で、プリント配線基板21の他面24bに接触して支持される支持部35が設けられ、この支持部35にプリント配線基板21を貫通して配線パターン25にはんだ付け接続されるリード線（ピン）が突出されている。なお、大形電子部品22aがトランスの場合、少なくともコアの一部を開口部34に埋め込み、コイルボビンの一部を支持部35として構成してもよい。

プリント配線基板21には、開口部34が形成されなければその部分を経て配線パターン25が連続して形成されるが、開口部34を形成することにより途中で遮断されてしまう遮断配線パターン25aがある。

開口部34によって途中で遮断された遮断配線パターン25aは接続部品36によって電気的に接続されている。この接続部品36は、図２に示すように、導電層37およびグランド層38を中間層としてそれらの間を互いに絶縁するとともに外表面を絶縁する絶縁層39で覆われた多層構造のフレキシブル基板40によって構成されている。

フレキシブル基板40は、プリント配線基板21の一面24a側において、開口部34を横断するとともに、開口部34に埋め込まれてプリント配線基板21の一面24aから突出する大形電子部品22aの突出端面側に沿って迂回するように配置され、また、フレキシブル基板40の両端において、導電層37が開口部34の両側に位置する遮断配線パターン25aに電気的に接続され、グランド層38が配線パターン25の接地電位のグランドパターンに電気的に接続されている。プリント配線基板21へのフレキシブル基板40の電気的な接続は、はんだ付けでもよいし、コネクタを用いてもよい。グランド層38は、フレキシブル基板40の全域に亘って形成されるベタ層である。

フレキシブル基板40の幅は、例えば、大形電子部品22aの幅と同程度とし、また、フレキシブル基板40の長さは、開口部34の幅よりも長く、開口部34に埋め込まれてプリント配線基板21の一面24aから突出する大形電子部品22aの突出端面側を迂回して遮断配線パターン25aを接続できる長さに形成されている。

また、図５に示すように、ケース19は、金属製で、断面略コ字形のケース本体43、およびこのケース本体43に着脱可能に嵌合する断面略コ字形のカバー44を有し、これら筒状に組み合わされるケース本体43とカバー44との間の内側に基板装置18が収納されている。ケース19と基板装置18との間には図示しない絶縁シートが配置される。

以上のように構成された基板装置18では、図１に示すように、プリント配線基板21の開口部34に、大形電子部品22aが埋め込まれてプリント配線基板21の一面24aから突出する状態に実装されているため、薄形化することが期待できる。これは、図５に示すように、プリント配線基板21の一面24aには、他面24bに実装される電子部品22のリード線およびはんだ付け部分や、面実装方式の電子部品22などの突出物が突出しているため、それら突出物の突出高さと同程度まで、大形電子部品22aをプリント配線基板21の一面24aから突出させることにより、一面24aにおける突出物の突出高さが変わらずに、他面24bにおける突出物の突出高さを低くすることが可能となる。これにより、プリント配線基板21の一面24aおよび他面24bのそれぞれに突出する突出部でなす高さ寸法を小さくし、全体として薄形の基板装置18を提供できることが期待できる。

さらに、プリント配線基板21の開口部34によって遮断された配線パターン25をフレキシブル基板40で接続することにより、プリント配線基板21の幅を広げることなく接続し、基板装置18の小形化が期待できる。

このように、基板装置18の小形化が期待できるため、電源装置15の小形化も期待でき、さらには照明装置11の小形化も期待できる。

また、プリント配線基板21の開口部34に埋め込まれてプリント配線基板21の一面24aから突出する大形電子部品22aの突出端面を、フレキシブル基板40を介してケース19に接触させることにより、大形電子部品22aが発生する熱をケース19に熱伝導して放熱することが期待できる。

また、フレキシブル基板40にはグランド層38を設けているため、フレキシブル基板40が大形電子部品22aに沿うように配置されていても、大形電子部品22aから放出されるノイズが導電層37に侵入するのを遮断でき、ノイズによる誤動作などの悪影響の発生を抑制できることが期待できる。

なお、大形電子部品22aは、トランスに限らず、電解コンデンサＣなどの他の電子部品22でもよい。また、プリント配線基板21の開口部34に埋め込む電子部品22は、大形電子部品22aに限らず、どの電子部品22でもよく、あるいは電子部品をユニット化したものでもよい。

また、接続部品36は、フレキシブル基板40に限らず、フラットケーブルなどのケーブルでもよい。また、接続部品36は、開口部34を横断せず、開口部34に埋め込まれてプリント配線基板21の一面24aから突出する大形電子部品22aの側部を迂回して接続するようにしてもよい。

また、照明装置11は、光源14として直管形蛍光ランプを用いた照明装置に限らず、例えばＬＥＤ素子やＥＬ素子などの半導体発光素子を用いた照明装置でもよい。半導体発光素子を用いた照明装置の場合には、基板装置18の電源回路23を対応した構成とすればよく、この場合にも基板装置18にはトランスや電解コンデンサなどの大形電子部品22aが使用される。

また、電源装置15は、照明装置11に限らず、他の電気機器用の電源装置にも適用できる。さらに、基板装置18は、電源装置15に限らず、プリント配線基板21に電子部品22を実装するものに適用できる。

11 照明装置
14 光源
15 電源装置
18 基板装置
21 プリント配線基板
22 電子部品
24 基板本体
25 配線パターン
34 開口部
36 接続部品
37 導電層
38 グランド層
39 絶縁層
40 フレキシブル基板

Claims (4)

1. 基板本体、およびこの基板本体に形成された配線パターンを有し、配線パターンの途中を遮断して基板本体を貫通する開口部が形成されたプリント配線基板と；
   プリント配線基板の開口部に埋め込まれて実装された電子部品と；
   プリント配線基板の開口部によって遮断された配線パターンを接続する接続部品と；
   を具備していることを特徴とする基板装置。
2. 接続部品は、導電層、グランド層、およびこれらを絶縁する絶縁層を有する多層構造のフレキシブル基板である
   ことを特徴とする請求項１記載の基板装置。
3. 請求項１または２記載の基板装置を具備している
   ことを特徴とする電源装置。
4. 光源と；
   光源に電源を供給する請求項３記載の電源装置と；
   を具備していることを特徴とする照明装置。

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