JP2018157027A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】電装品を収容する筐体の中に形成される無駄な空間を減らして部品の実装密度を高めることが可能な回路基板を提供すること。【解決手段】回路を複数の基板２１、２２に分割し、高周波トランス１３など大型の部品の各平面と対向するように各基板２１、２２を配置する。各基板２１、２２を互いに電気的に接続してこれらの組み合わせを可能にする。厚み方向の高さが比較的小さい部品は特定の基板に集中的に配置し、高さが高い部品は別の基板に配置する。各基板において部品高さのばらつきが小さくなり、各部品と対向面との間の無駄な空間が削減される。各基板２１、２２の面積が小さくなり、高周波トランス１３の外側に突出することがないので、小さい筐体に収容可能であり、無駄な空間がなくなり、装置全体の部品実装密度が向上する。【選択図】図１

Description

本発明は、車載の電装品などに利用可能な回路基板に関する。

車載される各種電装品は、車両内の限られた空間内に配置しなければならない。また、車両に搭載する電装品の種類や数が増えると、各々の電装品を配置するために利用可能な空間は更に狭くなる。また、電力系統の電装品の場合には、負荷が消費する電力が増えるのに伴って、電源などの電装品を構成する各種電子部品のサイズや装置の筐体サイズが大型化するため、限られた容積の空間内に設置することが困難になる。したがって、電装品などを小型化するための技術が必要とされる。

例えば、特許文献１においては、回路基板上にチップ部品を配置する際に、チップ部品が占有する基板上の領域の面積を小さくするための技術を示している。すなわち、複数のチップ部品が回路基板上で交差する場合に、一方のチップ部品の足を長くして、部品同士を立体的に配置し、平面上のほぼ同じ位置で複数のチップ部品が交差するように工夫している。

特開平２−２８８２０１号公報

特許文献１の技術を利用することにより、回路基板の面積を小さくすることが可能になる。しかしながら、複数の部品を立体的に配置するので、回路基板の厚み方向の寸法については、回路全体の高さが高くなる。しかも、回路全体の高さは各部品の寸法によって決まるので、それぞれの寸法が互いに異なる様々な種類の電子部品を１つの回路基板上に多数配置するような状況では、回路基板上の空間を占める電子部品の高さが、領域毎にばらばらになる。

そして、このような回路基板を装置の筐体に収容する場合には、筐体のサイズは、回路基板の中で厚み方向の高さが最も高い領域の寸法、つまり高さが最も高い部品に合わせて決定されることになる。そのため、回路基板上で、高さが最も高い部品を配置した場所以外の様々な領域には、筐体と回路基板との間に無駄な空間がそれぞれ形成されてしまう。したがって、筐体を小型化することができず、電装品全体における実質的な部品の実装密度が低下する。

例えば、回路基板上にＤＣ／ＤＣコンバータを構成する場合には、比較的大型のトランスの他に、大きさがそれぞれ異なる各種の電子部品を回路基板上に搭載しなければならない。これらの電子部品には、インダクタ、コンデンサ、トランジスタなどが含まれる。更に、トランジスタなどの電子部品の発熱によりその温度が上昇するのを抑制するためにヒートシンク（放熱器）も必要になる。これらの部品を１つの回路基板上に一般的な方法で配置した場合には、高さの低い各部品と筐体との間に、比較的大きい無駄な空間が形成されるのは避けられなかった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電装品を収容する筐体の中に形成される無駄な空間を減らして部品の実装密度を高めることが可能な回路基板を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る回路基板は、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１） 外形として第１の平面および第２の平面を含みブロック状もしくはそれに似た外形形状を有する第１の電子部品に対し、前記第１の平面に対向する状態で固定配置される第１の基板と、
前記第１の基板に対してほぼ垂直に配置され、前記第２の平面に対向する状態で固定配置され、且つ前記第１の基板と電気回路が接続された第２の基板と、
を備え、
前記第１の電子部品よりも小さく、且つ前記第１の基板および前記第２の基板のいずれにも載置可能な第２の電子部品は、基板の厚み方向寸法が所定の高さよりも高い場合には前記第１の基板および前記第２の基板の一方に載置され、前記所定の高さ以下の場合には前記第１の基板および前記第２の基板の他方に載置される、
ことを特徴とする回路基板。

（２） 前記第１の電子部品はトランスであり、前記第１の電子部品および複数の前記第２の電子部品はＤＣ／ＤＣコンバータを構成する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の回路基板。

（３） 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、車載用として構成され、車載バッテリの電圧を降圧する機能を有する、
ことを特徴とする上記（２）に記載の回路基板。

（４） 前記第１の基板、および前記第２の基板のうち、少なくとも１つは前記第２の電子部品の温度上昇を抑制するためのヒートシンクを備える、
ことを特徴とする上記（１）に記載の回路基板。

上記（１）の構成の回路基板によれば、第１の基板、および第２の基板が、第１の電子部品の外側の２つの平面とそれぞれ対向する状態で配置されるので、各基板上の厚み方向の余分な空間を大幅に削減できる。更に、比較的高さが高い第２の電子部品は第１の基板および第２の基板の一方にのみ優先的に載置し、高さが低い第２の電子部品は第１の基板および第２の基板の他方にのみ優先的に載置できるので、各種電子部品を含む第１の基板の高さ、および各種電子部品を含む第２の基板の高さを均一化できる。そのため、部品の高さのばらつきに起因する無駄な空間の発生を抑制できる。また、第１の基板、および第２の基板の間は電気的に接続されているので、１つの電気回路の構成要素を、必要に応じて、第１の基板、および第２の基板に分散した状態で配置できる。したがって、比較的規模の大きい電気回路を構成する場合であっても、２つの基板の各々に載置する電子部品の数が少なくなり、各基板の面積を第１の電子部品の各平面と同等に制限することが可能になる。

上記（２）の構成の回路基板によれば、第１の電子部品であるトランスの周囲を囲むように、第１の基板、および第２の基板を配置してＤＣ／ＤＣコンバータを構成することができる。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータを構成する各種電子部品の中で最も寸法が大きいトランスを中心として、その他の電子部品および各基板を配置するので、無駄な空間が生じにくい。

上記（３）の構成の回路基板により構成されたＤＣ／ＤＣコンバータを車両に搭載することにより、車載バッテリの電圧を降圧して車両上の各種電装品が電源として必要とする比較的低い電源電圧を生成できる。また、無駄な空間が少ないため比較的小さい筐体に収容することが可能であり、車両上の限られた空間に設置することが容易である。

上記（４）の構成の回路基板によれば、ヒートシンクにより第２の電子部品の温度上昇を抑制できるので、発熱の大きい電子部品を第１の基板、又は第２の基板に搭載することが可能であり、比較的大きい電力を出力するＤＣ／ＤＣコンバータを構成することが容易になる。

本発明の回路基板によれば、電装品を収容する筐体の中に形成される無駄な空間を減らして部品の実装密度を高めることが可能になる。すなわち、第１の基板、および第２の基板が、第１の電子部品の外側の２つの平面とそれぞれ対向する状態で配置されるので、各基板上の厚み方向の余分な空間を大幅に削減できる。更に、比較的高さが高い第２の電子部品は第１の基板および第２の基板の一方にのみ優先的に載置し、高さが低い第２の電子部品は第１の基板および第２の基板の他方にのみ優先的に載置できるので、各種電子部品を含む第１の基板の高さ、および各種電子部品を含む第２の基板の高さを均一化できる。そのため、部品の高さのばらつきに起因する無駄な空間の発生を抑制できる。また、第１の基板、および第２の基板の間は電気的に接続されているので、１つの電気回路の構成要素を、必要に応じて、第１の基板、および第２の基板に分散した状態で配置できる。したがって、比較的規模の大きい電気回路を構成する場合であっても、２つの基板の各々に載置する電子部品の数が少なくなり、各基板の面積を第１の電子部品の各平面と同等に制限することが可能になる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１（ａ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータの外観を示す正面図、図１（ｂ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータの外観を示す斜視図、図１（ｃ）はＤＣ／ＤＣコンバータを組み付ける前の主要な部品を展開した状態を示す斜視図である。 図２（ａ）および図２（ｂ）は、それぞれ異なる基板と高周波トランスとの対向状態を示す正面図である。 図３（ａ）および図３（ｂ）は、隣接する２つの基板の取り付け構造の例（１）を表し、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は斜視図である。 図４は、隣接する２つの基板の取り付け構造の例（２）を表す正面図である。 図５は、隣接する２つの基板の取り付け構造の例（３）を表す正面図である。 図６は、ＤＣ／ＤＣコンバータの電気回路の構成例を示すブロック図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

まず、外観および概要を説明する。
本発明の実施形態における回路基板を用いて構成したＤＣ／ＤＣコンバータ１０の外観の例を図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示す。図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は斜視図、図１（ｃ）はＤＣ／ＤＣコンバータを組み付ける前の主要な部品を展開した状態を示す斜視図である。

なお、このＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、車両に搭載した状態で、車載バッテリから出力される直流（ＤＣ）の電源電圧（例えば＋１２［Ｖ］の電圧）から各種電装品が電源として必要とする所定の安定した直流電圧（例えば＋［５Ｖ］の電圧）を生成する機能を有し、且つ車載用に適した形状に構成されている。

図１（ｃ）に示すように、このＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、主要な構成要素として高周波トランス１３と、第１基板２１、第２基板２２、および第３基板２３とを備えている。

本実施形態では、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ１０を構成するために必要な様々な構成要素を３つのブロックに分けてある。そして、これら３つのブロックの各々の構成要素を、第１基板２１、第２基板２２、および第３基板２３に分散した状態で配置してある。

高周波トランス１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の回路の一次側と二次側との間を絶縁すると共に変圧のために必要な部品であり、回路のスイッチングにより発生する高周波電流に対する損失が大きくならないように構成してある。本実施形態では、高周波トランス１３は降圧回路としても機能する。

図１（ｃ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を構成する部品の中で、高周波トランス１３は最も寸法が大きい部品である。また、本実施形態の高周波トランス１３はほぼ直方体の外形形状を有している。したがって、この高周波トランス１３の外側表面には６箇所の平面がある。そして、これら６箇所の平面のうち、３箇所の平面１３ａ、１３ｂ、１３ｃとそれぞれ対向し、且つ互いの対向面がほぼ平行になるように、図１（ａ）、および図１（ｂ）に示すように第１基板２１、第２基板２２、および第３基板２３がそれぞれ配置される。第１基板２１、第２基板２２、および第３基板２３の各々の寸法や面積は、対向する高周波トランス１３の面の寸法と同等またはそれ以下になっている。

また、第１基板２１、第２基板２２、および第３基板２３の各々は、回路部品配置側表面２１ａ、２２ａ、および２３ａが高周波トランス１３の各平面１３ａ、１３ｂ、および１３ｃと対向するように配置されている。回路部品配置側表面２１ａ、２２ａ、２３ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を構成するために必要な各種の電子部品２４が実装されている面である。

各電子部品２４は、各々の種類や機能に応じて寸法が変化するので、第１基板２１、第２基板２２、および第３基板２３の各々における厚み方向の最大寸法は、実装してある電子部品２４に応じて決まる。また、様々な種類の電子部品２４が様々な箇所に実装されているので、回路部品配置側表面２１ａ、２２ａ、および２３ａの各々には厚み方向の凹凸や空いた空間が存在している。

詳細については後述するが、本実施形態では、回路部品配置側表面２１ａ、２２ａ、および２３ａの各々の厚み方向の凹凸や空いた空間が少なくなるように構成してある。すなわち、第１基板２１、第２基板２２、および第３基板２３の平面形状や面積が、各々と対向する高周波トランス１３の各面１３ａ、１３ｂ、１３ｃと同等であるため、図１（ａ）および図１（ｂ）に示したように、空いている無駄な空間はほとんど生じない。

つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の部品実装密度を大きくすることができ、しかも直方体のような単純な外形形状になるので、このＤＣ／ＤＣコンバータ１０を比較的小さい筐体に収容できる。

図１（ｃ）に示した例では、薄い回路基板により構成される第２基板２２、および第３基板２３に、それぞれヒートシンク２５、および２６が実装されている。これらのヒートシンク２５、および２６は、例えばトランジスタのように発熱する電子部品２４の温度が過度に上昇するのを抑制するための放熱機能を有している。すなわち、ヒートシンク２５、および２６は、金属により構成され、表面積が十分に大きくなるような特殊な表面形状に形成してあるので、発熱する電子部品２４の熱を効率よく外気に逃がすことができる。

発熱する複数の電子部品２４は第２基板２２上、および第３基板２３上に集中的に配置されており、熱抵抗を考慮して、これらの電子部品２４に密着するようにヒートシンク２５、および２６を配置してある。なお、各電子部品２４とヒートシンク２５、および２６との間は電気的には絶縁されている。

ヒートシンク２５の平面形状および大きさは、第２基板２２の各辺の寸法および対向する高周波トランス１３の平面と同等またはそれ以下になるように、各部の寸法を調整してある。ヒートシンク２６と第３基板２３との関係についても上記と同様である。また、ヒートシンク２５、および２６の各放熱面は、回路部品配置側表面２２ａ、２３ａと同じ面、およびそれと反対の面のいずれか一方、または両方に配置されている。

次に、各基板と高周波トランスの平面との対向状態の詳細を説明する。
第１基板２１と高周波トランス１３との対向状態の具体例を図２（ａ）に示し、第２基板２２と高周波トランス１３との対向状態の具体例を図２（ｂ）に示す。

図２（ａ）に示すように、第１基板２１の回路部品配置側表面２１ａには、様々な種類の複数の電子部品２４ａが実装されている。各電子部品２４ａの基板厚み方向（Ｙ）の高さ寸法は様々であるが、本実施形態では、厚み方向最大寸法Ｈ１ｍａｘ以下で、且つ図２（ｂ）に示した厚み方向最大寸法Ｈ２ｍａｘ以上の寸法の電子部品２４ａのみが選択的に第１基板２１上に実装されている。但し（Ｈ１ｍａｘ＞Ｈ２ｍａｘ）の関係にある。また、どうしても第１基板２１に実装せざるを得ない電子部品については、例外的に厚み方向最大寸法Ｈ２ｍａｘ以下の高さであっても第１基板２１に実装される。

また、図２（ｂ）に示すように、第２基板２２の回路部品配置側表面２２ａには、様々な種類の複数の電子部品２４ｂが実装されている。各電子部品２４ｂの基板厚み方向（Ｙ）の高さ寸法は様々であるが、本実施形態では、厚み方向最大寸法Ｈ２ｍａｘ以下の寸法の電子部品２４ａのみが選択的に第２基板２２上に実装されている。

図２（ａ）に示したように、第１基板２１の回路部品配置側表面２１ａには複数の箇所に固定部材２７Ａがそれぞれ固定してある。各々の固定部材２７Ａは、下端が例えばねじ止めにより第１基板２１に固定してある。各固定部材２７Ａは例えば円柱のような形状を有し、基板厚み方向の高さが厚み方向最大寸法Ｈ１ｍａｘと同一に形成してある。

各固定部材２７Ａの上端は、図２（ａ）に示すように第１基板２１の回路部品配置側表面２１ａが高周波トランス１３の平面１３ａと対向した状態で、平面１３ａに接着され固定される。勿論、固定部材２７Ａの上端は接着以外の方法で固定されてもよい。これにより、回路部品配置側表面２１ａと、平面１３ａとの間が厚み方向最大寸法Ｈ１ｍａｘに相当する一定の間隔に維持される。

図２（ｂ）に示したように、第２基板２２の回路部品配置側表面２２ａには複数の箇所に固定部材２７Ｂがそれぞれ固定してある。各々の固定部材２７Ｂは、下端が例えばねじ止めにより第２基板２２に固定してある。各固定部材２７Ｂは例えば円柱のような形状を有し、基板厚み方向の高さが厚み方向最大寸法Ｈ２ｍａｘと同一に形成してある。

各固定部材２７Ｂの上端は、図２（ｂ）に示すように第２基板２２の回路部品配置側表面２２ａが高周波トランス１３の平面１３ｂと対向した状態で、平面１３ｂに接着され固定される。勿論、固定部材２７Ｂの上端は、接着以外の方法で固定されてもよい。これにより、回路部品配置側表面２２ａと、平面１３ｂとの間が厚み方向最大寸法Ｈ２ｍａｘに相当する一定の間隔に維持される。

本実施形態では、図２（ａ）に示したように厚み方向の高さ寸法が比較的大きい電子部品２４ａのみを選択的に回路部品配置側表面２１ａに実装し、図２（ｂ）に示したように厚み方向の高さ寸法が比較的小さい電子部品２４ｂのみを選択的に回路部品配置側表面２２ａに実装してある。このため、回路部品配置側表面２１ａに実装される各電子部品２４ａの高さのばらつきを比較的小さくすることができ、この箇所に形成される無駄な空間を減らすことができる。上記の例では、無駄な空間の高さを最大でもＨ１ｍａｘ−Ｈ２ｍａｘに抑えることができる。

また、回路部品配置側表面２２ａに実装される各電子部品２４ｂの高さのばらつきを比較的小さくすることができ、この箇所に形成される無駄な空間を減らすことができる。上記の例では、無駄な空間の高さを最大でもＨ２ｍａｘに抑えることができる。

次に、隣接する基板同士を接続する構造を説明する。
＜構成例（１）＞
隣接する２つの基板２１Ａ、２２Ａの取り付け構造の例（１）を図３（ａ）および図３（ｂ）に示す。

例えば、図１（ａ）、図１（ｂ）、および図１（ｃ）に示したように、第１基板２１の１つの辺に隣接する位置に第２基板２２が配置され、第１基板２１の反対側の辺に隣接する位置に第３基板２３が配置されている。また、図１（ａ）、および図１（ｂ）に示したように、第１基板２１に対してほぼ垂直な状態で第２基板２２を配置して、これらを連結した状態を維持する必要がある。更に、図１（ａ）、および図１（ｂ）に示したように、第１基板２１に対してほぼ垂直な状態で第３基板２３を配置して、これらを連結した状態を維持する必要がある。これらを実現するための具体例として、図３（ａ）および図３（ｂ）に示した構造を利用することができる。

図３（ａ）および図３（ｂ）に示した構造においては、第１基板２１Ａの回路部品配置側表面２１ａの端部に、１つの辺に沿うように細長い接続部品４１を実装してあり、第２基板２２Ａの回路部品配置側表面２２ａの端部に、１つの辺に沿うように細長い接続部品４２を実装してある。

接続部品４１は、樹脂などで形成される電気絶縁性の端子台４１ａ上に多数のピン４１ｂを一定の間隔で並べて配置したものであり、各ピン４１ｂは、第１基板２１Ａの厚み方向に延びた金属製の細長い突起を形成している。各ピン４１ｂの下端は、端子台４１ａおよび第１基板２１Ａを貫通し、第１基板２１Ａの回路パターン（図示せず）に半田付け４３により固定されている。

接続部品４２は、樹脂などで形成される電気絶縁性ハウジング４２ａの中に、一定の間隔で並べて配置した多数のピン収容部４２ｂ、およびこれらとそれぞれ接続された多数のピン４２ｃを備えている。接続部品４２の各ピン収容部４２ｂの位置および形状は、接続部品４１の各ピン４１ｂと一致するように構成されている。

したがって、一般的なコネクタと同じように、接続部品４１の各ピン４１ｂを接続部品４２の各ピン収容部４２ｂに挿入し一体化することができる。また、各ピン収容部４２ｂは金属製の電極を内蔵しているので、接続部品４１と接続部品４２とを連結した状態では、各ピン４１ｂと各ピン収容部４２ｂとを電気的に接続することができる。また、各ピン収容部４２ｂはピン４２ｃと接続されており、ピン４２ｃは第２基板２２Ａの回路パターン（図示せず）と半田付け４４により接続されている。

したがって、図３（ａ）および図３（ｂ）に示した構造を採用することにより、１つの基板の一端と他の基板の一端とが互いに隣接する状態で、両者を互いに垂直に配置して、この状態を維持することができる。更に、隣接する２つの基板の内部回路を互いに電気的に接続することが可能になる。

＜構成例（２）＞
隣接する２つの基板の取り付け構造の例（２）を図４に示す。
図４に示した構成においては、第１基板２１Ｂの周辺部の１つの辺の近傍に、多数のピン４５を一定の間隔で並べた状態で実装してある。これらのピン４５は、例えば半田付けにより第１基板２１Ｂに固定される。

図４に示した例では、第２基板２２Ｂが第１基板２１Ｂの回路部品配置側表面２１ａに対して垂直になった状態で、第２基板２２Ｂの下端の辺が回路部品配置側表面２１ａと当接している。また、第２基板２２Ｂの一方の面が、一列に並んでいるピン４５に接する状態で配置され、半田付け４６により各ピン４５と第２基板２２Ｂ上の回路パターンとが連結されている。

したがって、図４に示した構成においても、互いに隣接する第１基板２１Ｂと第２基板２２Ｂとを互いに垂直に配置された状態に維持することができる。また、第１基板２１Ｂの内部回路と第２基板２２Ｂの内部回路とを互いに電気的に接続することができる。

＜構成例（３）＞
隣接する２つの基板の取り付け構造の例（３）を図５に示す。
図５に示した構成においては、互いにほぼ垂直になった状態で、第１基板２１Ｃの周辺部の１つの辺と第２基板２２Ｃの周辺部の１つの辺とが互いに隣接する位置に配置されている。そして、第１基板２１Ｃと第２基板２２Ｃとの間が金属などで構成されるＬ型接続部材４８により機械的に連結され固定されている。

Ｌ型接続部材４８の一端近傍、および他端近傍は、それぞれねじ止めにより第１基板２１Ｃ、および第２基板２２Ｃに固定されている。ねじ止めの代わりに半田付けにしてもよい。したがって、第１基板２１Ｃと第２基板２２Ｃとの位置関係をＬ型接続部材４８によりしっかりと維持することができる。

図５に示した例では、第１基板２１Ｃの内部回路と第２基板２２Ｃの内部回路とを電気的に接続可能にするために、フレキシブルフラットケーブル４７が設けてある。フレキシブルフラットケーブル４７は、多数の電線を一列に並べて配置した集合体であり、折り曲げが容易な平面状の電気絶縁性の樹脂材料の内部に収容してある。

フレキシブルフラットケーブル４７の一端近傍は、内部の電線毎に、第１基板２１Ｃの内部回路と接続してあり、フレキシブルフラットケーブル４７の他端近傍は、内部の電線毎に、第２基板２２Ｃの内部回路と接続してある。したがって、第１基板２１Ｃの内部回路と第２基板２２Ｃの内部回路とをフレキシブルフラットケーブル４７を介して電気的に接続することができる。

＜電気回路の構成例＞
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の電気回路の構成例を図６に示す。なお、このＤＣ／ＤＣコンバータ１０は必要に応じて様々な構成に変更することができる。また、図６に示したＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、例えば車載バッテリ３０が出力する電源電圧（例えば＋１２［Ｖ］の直流電圧）を、車両上の各種電装品が必要とする電源電圧（例えば＋５［Ｖ］の安定した直流電圧）に変換するために利用できる。

図６に示したＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、平滑回路１１、一次側スイッチング回路１２、高周波トランス１３、制御回路１４、整流回路１５、平滑回路１６を備えている。

平滑回路１１は、入力端子１０ａに入力される直流電源電圧を平滑する機能を有する回路であって、前述の電子部品２４の一部として、例えば大容量のコンデンサなどを含んでいる。

一次側スイッチング回路１２は、平滑回路１１の出力から高周波トランス１３の一次側巻線に印加される電流を所定の制御パルスに従って高速でスイッチングするための回路である。一次側スイッチング回路１２は、前述の電子部品２４の一部として、例えばパワートランジスタやパワーＭＯＳ ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などの１つ又は複数のスイッチングデバイスを含んでいる。

また、一次側スイッチング回路１２内のスイッチングデバイスには大きな発熱が生じるものが含まれているので、温度上昇を抑制するために前述のヒートシンク２５又は２６が必要に応じて用いられる。

高周波トランス１３は、互いに電気的に絶縁された一次側巻線および二次側巻線を内蔵しており、一次側巻線に接続される回路と、二次側巻線に接続される回路とを絶縁することができる。また、一次側巻線に交流電力を印加することにより、二次側巻線に交流電力を誘起することができる。また、高周波電流に対する損失が比較的少なく、巻線の巻数比に応じて電圧を変換することができる。高周波トランス１３は、例えば図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を構成する部品の中で最も寸法が大きい部品である。

制御回路１４は、一次側スイッチング回路１２をスイッチングするための制御用のパルス信号を生成するための回路であり、前述の電子部品２４の一部として、例えば集積回路（ＩＣ）のデバイスを含んでいる。また、制御回路１４は、高周波トランス１３の二次側に接続された回路で生成されるフィードバック信号に応じて、出力を安定化するための制御を実施する。

整流回路１５は、高周波トランス１３の二次側巻線に誘起する交流電力を整流して直流電力に変換するための回路であり、前述の電子部品２４の一部として、例えば複数のダイオード、あるいはスイッチングデバイスを含んでいる。

平滑回路１６は、整流回路１５の整流により得られる直流電力の電圧を平滑するための回路であり、前述の電子部品２４の一部として、例えば大容量のコンデンサやインダクタ（コイル）を含んでいる。

＜各部品の配置の説明＞
例えば図６に示したようなＤＣ／ＤＣコンバータ１０の回路を構成する各構成要素は、一般的には単一の回路基板上に配置されるが、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示したＤＣ／ＤＣコンバータ１０においては、互いに分離している第１基板２１、第２基板２２、および第３基板２３のいずれかに、分散した状態で配置されている。

具体例としては、第２基板２２上に一次側スイッチング回路１２の各部品を配置し、第３基板２３上には制御回路１４の各部品を配置し、第１基板２１上には平滑回路１１、整流回路１５、平滑回路１６などの各部品を配置することが想定される。

また、第１基板２１、第２基板２２、および第３基板２３のいずれにも配置可能な部品については、図２（ａ）、図２（ｂ）に示したように、各部品の厚み方向の寸法（高さ）に応じて配置する基板を選択することが望ましい。例えば、高さの高い部品は特定の基板（図２（ａ）の第１基板２１）に配置し、高さの低い部品は別の基板（例えば図２（ｂ）の第２基板２２）に配置する。これにより、各基板において部品高さのばらつきが小さくなり、無駄な空間、すなわち各部品の上端と対向する高周波トランス１３の平面との間に形成される空間が削減される。

また、複数に分割することにより、第１基板２１、第２基板２２、および第３基板２３の各々の面積を小さくすることができる。その結果、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すようにこれらを高周波トランス１３の周囲に配置することが可能になり、各面の大きさが同等であるため余分な空間が生じるのを避けることができる。

なお、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示したＤＣ／ＤＣコンバータ１０においては、第１基板２１、第２基板２２、および第３基板２３の３つを組み合わせる場合を想定しているが、例えば、第１基板２１および第２基板２２など、２つの基板だけで構成してもよい。また、高周波トランス１３が直方体や立方体のような形状であって、６箇所の平面を有する場合には、それらの各面と対向するように、最大で６枚の基板を組み合わせて高周波トランス１３の周囲に配置することができる。

ここで、上述した本発明に係る回路基板の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 外形として第１の平面（１３ａ）および第２の平面（１３ｂ）を含みブロック状もしくはそれに似た外形形状を有する第１の電子部品（高周波トランス１３）に対し、前記第１の平面に対向する状態で固定配置される第１の基板（第１基板２１）と、
前記第１の基板に対してほぼ垂直に配置され、前記第２の平面に対向する状態で固定配置され、且つ前記第１の基板と電気回路が接続された第２の基板（第２基板２２）と、
を備え、
前記第１の電子部品よりも小さく、且つ前記第１の基板および前記第２の基板のいずれにも載置可能な第２の電子部品は、基板の厚み方向寸法が所定の高さよりも高い場合には前記第１の基板および前記第２の基板の一方に載置され、前記所定の高さ以下の場合には前記第１の基板および前記第２の基板の他方に載置される（図２（ａ）、図（ｂ）参照）、
ことを特徴とする回路基板。

［２］ 前記第１の電子部品はトランスであり、前記第１の電子部品および複数の前記第２の電子部品はＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）を構成する、
ことを特徴とする上記［１］に記載の回路基板。

［３］ 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、車載用として構成され、車載バッテリ（３０）の電圧を降圧する機能（高周波トランス１３）を有する、
ことを特徴とする上記［２］に記載の回路基板。

［４］ 前記第１の基板、および前記第２の基板のうち、少なくとも１つは前記第２の電子部品の温度上昇を抑制するためのヒートシンク（２５、２６）を備える、
ことを特徴とする上記［１］に記載の回路基板。

［５］ 外形として第１乃至第３の平面（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）を含みブロック状もしくはそれに似た外形形状を有する第１の電子部品（高周波トランス１３）に対し、前記第１の平面に対向する状態で固定配置される第１の基板（第１基板２１）と、
前記第１の基板に対してほぼ垂直に配置され、前記第２の平面に対向する状態で固定配置され、且つ前記第１の基板と電気回路が接続された第２の基板（第２基板２２）と、
前記第１の基板又は前記第２の基板に対してほぼ垂直に配置され、前記第３の平面に対向する状態で固定配置され、且つ前記第１の基板又は前記第２の基板と電気回路が接続された第３の基板（第３基板２３）と、
を備え、
前記第１の電子部品よりも小さく、且つ前記第２の基板および前記第３の基板のいずれにも載置可能な第２の電子部品は、基板の厚み方向寸法が所定の高さよりも高い場合には前記第２の基板および前記第３の基板の一方に載置され、前記所定の高さ以下の場合には前記第２の基板および前記第３の基板の他方に載置される、
ことを特徴とする回路基板。

１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１ 平滑回路
１２ 一次側スイッチング回路
１３ 高周波トランス
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 平面
１４ 制御回路
１５ 整流回路
１６ 平滑回路
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ 第１基板
２１ａ，２２ａ，２３ａ 回路部品配置側表面
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ 第２基板
２３ 第３基板
２４，２４ａ，２４ｂ 電子部品
２５，２６ ヒートシンク
２７Ａ，２７Ｂ 固定部材
３０ 車載バッテリ
４１，４２ 接続部品
４１ａ 端子台
４１ｂ，４２ｃ，４５ ピン
４２ａ ハウジング
４２ｂ ピン収容部
４３，４４，４６ 半田付け
４７ フレキシブルフラットケーブル
４８ Ｌ型接続部材
Ｈ１ｍａｘ，Ｈ２ｍａｘ 厚み方向最大寸法

Claims (4)

1. 外形として第１の平面および第２の平面を含みブロック状もしくはそれに似た外形形状を有する第１の電子部品に対し、前記第１の平面に対向する状態で固定配置される第１の基板と、
   前記第１の基板に対してほぼ垂直に配置され、前記第２の平面に対向する状態で固定配置され、且つ前記第１の基板と電気回路が接続された第２の基板と、
   を備え、
   前記第１の電子部品よりも小さく、且つ前記第１の基板および前記第２の基板のいずれにも載置可能な第２の電子部品は、基板の厚み方向寸法が所定の高さよりも高い場合には前記第１の基板および前記第２の基板の一方に載置され、前記所定の高さ以下の場合には前記第１の基板および前記第２の基板の他方に載置される、
   ことを特徴とする回路基板。
2. 前記第１の電子部品はトランスであり、前記第１の電子部品および複数の前記第２の電子部品はＤＣ／ＤＣコンバータを構成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
3. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、車載用として構成され、車載バッテリの電圧を降圧する機能を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
4. 前記第１の基板、および前記第２の基板のうち、少なくとも１つは前記第２の電子部品の温度上昇を抑制するためのヒートシンクを備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
   

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