JP3115567B1 - 電源用回路ブロック - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 実装基板に小型トランス、各種電子部品を実
装した電源回路の組立体を絶縁性のケース内に収納し、
樹脂を充填した場合、実装基板の下面から突出するピン
端子の根元の周辺のはんだ付け部分のクラック発生を防
止した。 【解決手段】 ケース１３内に電源回路を構成する実装
基板２を含む組立体１を収納し、ケース１３内に樹脂１
４を充填したものにおいて、１次、２次側のピン端子１
１、１２はＬ字状に形成され、その直線部分１１ａ、１
２ａをコイルボビン６に貫通させた。また、コイルボビ
ン６の実装基板２への取付部を実装基板２の上面に接触
して取付けた。さらに、実装基板２のほぼ中央部に開口
部１５を形成した、構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばＴＶ，Ｖ
ＴＲ等の電子機器に組み込まれるスイッチング電源、Ａ
Ｃ／ＤＣコンバータの如き電源用回路ブロックに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＴＶ、ＶＴＲ、ミニコンポ等のいわゆる
家電製品は時代的背景として益々小型化、かつ高機能化
が要求されている。したがって、家電製品の構成部品の
実装密度を高める必要がある。

【０００３】しかるに、スイッチング電源等として用い
られる小型トランスを含む電源用回路ブロックを構成す
る場合、従来では図４に示すように、電源回路用の実装
基板２０にトランス２１をその入力側である１次側、出
力側である２次側のピン端子２２、２３を介し実装し、
また、１次側回路を構成する制御用ＩＣ２４、ＦＥＴ２
５、その他の適宜の電子部品であるチップ部品２６、２
７等を実装基板２０に実装するとともに、これらの実装
部品が実装された反対側の２次側ピン端子２３側に２次
側部品であるコンデンサ２８等を実装し構成していた。

【０００４】図５は２次側から１次側へのフィードバッ
クの回路例であり、基板２０にフォトカプラ２９をその
端子を介し実装し、かつ一方の側に１次側回路部品であ
るトランジス３０等を実装し、かつ他方の側に２次側回
路部品であるトランジスタ３１、ダイオード３２等を実
装して構成するなどしていた。

【０００５】この場合、スイッチング電源等の電源回路
に関する安全規格では、１次側、２次側のピン端子間に
所定の距離を確保する必要がある。この距離は沿面及び
空間について規定されている。このうち空間距離におい
ては１次側と２次側のピン端子間に絶縁板（図示せず）
を挿入することによって絶縁板の板厚により０.８ｍｍ
程度に削減できる。

【０００６】しかしながら、沿面距離については、図４
に示した従来の電源用回路ブロックでは入力、出力用の
１次側、２次側のピン端子２２、２３間の距離は絶縁性
の観点から１０ｍｍ必要であり、加えて入力側電子部品
である制御ＩＣ２４等も出力側のピン端子２３から１０
ｍｍ以内には実装できず、小型化、高密度実装の制約に
なっていた。図５に示した電源回路に組み込まれるフィ
ードバック回路においても同様であり、端子間の距離は
１０ｍｍを必要としていた。

【０００７】上記欠点を解決するために、この出願人に
よって平成１１年（１９９９年）２月５日に日本特許出
願、特願平１１（１９９９年）−０２８０１３号が既に
提出された。

【０００８】図６はその特許出願に基づいて製作された
電源用回路ブロックの概略縦断面を示す。図７は端子１
２０を実装基板２０の端子挿入孔（図示せず）に挿通し
た部分の拡大図を示す。

【０００９】この電源用回路ブロックは次のように構成
されている。コイルボビン６０にコイル８０が巻回さ
れ、かつコイルボビン６０にコア９０が組み込まれ小型
トランス３００が構成されている。コイルボビン６０の
両端にはフランジ７０が形成され、その下部に形成され
た肉厚部１００にはそれぞれ１次側、２次側のピン端子
１１０、１２０が植設されている。各ピン端子１１０、
１２０は実装基板２０の端子挿入孔（図示せず）に挿通
されている。実装基板２０には制御用ＩＣ４０や各種の
電子部品５０が実装されている。これらの組立体は底部
が開口した絶縁製の成形品からなるケース１３０内に収
納されている。

【００１０】このように構成された電源用回路ブロック
において、小型トランス３００のコイル８０は１次側コ
イルと２次側コイルとからなり、その部分や小型トラン
ス３００の１次側、２次側のピン端子１１０、１２０間
等の絶縁を確保することが必要である。

【００１１】このため、ケース１３０内に真空充填法に
より絶縁性のエポキシ樹脂のような樹脂１４０を充填し
ている。

【００１２】真空充填法を用いれば、気泡が残ることが
なく、１次側、２次側の各ピン端子１１０、１２０間に
樹脂１４０が充填されており、また、樹脂１４０は各電
子部品間、コイル８０の線間まで入り込み、十分な絶縁
効果が得られ、部品相互の絶縁を図ることができる。

【００１３】このように真空充填により樹脂１４０をケ
ース１３０内に充填するようにした特願平１１（１９９
９年）−０２８０１３号は、絶縁性が向上するため、例
えば次の利点を有する。 ａ． １次側、２次側のコイルを近づけられるため、磁
気結合が向上し、小型トランス３００の特性向上が期待
できる。 ｂ． その結果、小型トランス３００のコイル８０部分
を小さくできるため、小型化が可能となる。 ｃ． 小型トランス３００の１次側、２次側のピン端子
１１０、１２０間の距離を近づけられるため、小型化が
可能となり、加えて端子間のスペースにも電子部品を配
置できるため、実装面積の削減が可能となり、この点か
らも小型化が可能となる。 ｄ． 従前のような絶縁板は不要となる。したがって、
従前に比べ小型化を達成することができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の電源用回路ブロックにおいては、ケース１３０内に
充填した樹脂１４０が硬化の際に体積収縮を起こし、硬
化後の樹脂内部に残留応力が発生しているのに加え、本
製品を熱衝撃試験等の温度サイクル試験を実施した場
合、実装基板２０に樹脂１４０の残留応力と熱膨張及び
収縮によるストレスが加わり、図６においてａで示すよ
うに実装基板２０から下方に突出した入出力用のピン端
子１１０、１２０の根元部の周辺部のはんだ付け部分ａ
にクラックが発生してしまう、という課題がある。

【００１５】すなわち、図６に示した構成の電源用回路
ブロックでは、コイルボビン８０の肉厚部１００にピン
端子１２０を圧入しているが、この場合、図７に示すよ
うに、圧入したピン端子１２０の内端に必ず空洞ｂが発
生してしまう。この空洞ｂの長さは最小０．３ｍｍ程度
であるが、ピン端子１２０自体にかかる樹脂１４０の残
留応力と熱膨張及び収縮によるストレスにより、更にピ
ン端子１２０が内部に圧入されてしまう。これが実装基
板２０のはんだ付け部分ａにおけるクラック発生の一つ
の原因となっていた。

【００１６】また、ピン端子１２０（１１０）にはコイ
ル８０からの引出線８０′が絡げ付けられる。図７に示
すように、引出線８０′を処理するためにはコイルボビ
ン６０の肉厚部１００の下面と実装基板２０の上面との
間に隙間ｇを取らざる得ない。この状態ではコイルボビ
ン６０と実装基板２０との各々に値の異なった樹脂の残
留応力と熱膨張及び収縮によるストレスがかかり、この
ことも実装基板２０のはんだ付け部分ａにクラックが発
生する原因となっていた。

【００１７】この発明は上記のことに鑑み提案されたも
ので、その目的とするところは、実装基板のはんだ付け
部分のクラック発生を防止した電源用回路ブロックを提
供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明は、実装基板２
上に小型トランス３、各種電子部品５が実装され電源回
路が構成され、かつ前記実装基板２の下部から前記小型
トランス３の１次側、２次側のピン端子１１、１２が離
間して突出してなる組立体が、開口部１３ａを有するケ
ース１３内に収容され、このケース１３内に真空充填に
より前記開口部１３ａから絶縁性の樹脂１４を充填した
電源用回路ブロックにおいて、前記小型トランス３のコ
イルビン６の各フランジ７の下部に肉厚部１０が形成さ
れ、各肉厚部１０にそれぞれ１次側、２次側のピン端子
１１、１２が植設されている、これらのピン端子１１、
１２は、直線部分１１ａ、１２ａとその端部にてＬ字型
に折曲された折曲部１１ｂ、１２ｂとからなるＬ字型形
状をなしている、直線部分１１ａ、１２ａは前記肉厚部
１０の上下にわたって貫通しており、肉厚部１０の上部
から前記折曲部１１ｂ、１２ｂが側方に突出し、この突
出した部分に前記小型トランス３のコイル８の引出線が
絡げ付けられる、前記各肉厚部１０の実装基板２への取
付部は平坦となっており、実装基板２の上面に接触して
実装され、実装基板２の下面から前記１次側、２次側の
ピン端子１１、１２が突出している、前記ケース１３の
外形を前記組立体１の外形に沿った形状に形成し、前記
ピン端子１１、１２の折曲部１１ｂ、１２ｂの周辺の樹
脂充填量を押さえ、前記実装基板２のほぼ中央部に開口
部１５を形成し、前記ケース１３内に設けられた実装基
板２の上側と下側とを連通させた構成とし、上記目的を
達成している。

【００１９】また、実装基板２の開口部１５は１次側ピ
ン端子１１と前記実装基板２に実装される電子部品５と
の間に延びるスリット１５ａを有する構成としている。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下図面に添って本発明を説明す
る。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の一実施例の概略縦断面図、図
２は図１に示したものにおいてケース内に実装基板を含
む電源回路の組立体を収納し、絶縁性の樹脂を充填する
前の底面図、図３はケース内に樹脂充填後の底面図を示
す。

【００２２】本発明の電源回路の組立体１は、平板状の
実装基板２と、この実装基板２上に実装される小型トラ
ンス３と、実装基板２の上面側のスペースに実装される
制御用ＩＣ４や実装基板２の下面側に実装されるトラン
ジスタ等の各種の電子部品５を備えて構成されている。
小型トランス３や制御用ＩＣ４、電子部品５等によって
例えばスイッチング電源回路のような所定の電源回路が
構成される。電源回路としてはＡＣ／ＤＣコンバータで
あっても良い。これらの回路は周知のものが適宜採用さ
れる。電源回路自体は本発明の要部ではないので、説明
は省略する。

【００２３】小型トランス３は、絶縁製の成形品からな
り、両端にフランジ７が形成されたコイルボビン６と、
このコイルボビン６に巻装されたコイル８と、コイル８
が巻装されたコイルボビン６に組込まれたコア９とを備
えている。

【００２４】コイルボビン６の各フランジ７の下部は肉
厚に形成され肉厚部１０となっている。この肉厚部１０
に１次側、２次側のピン端子１１、１２が植設されてい
る。

【００２５】各ピン端子１１、１２は全体としてほぼＬ
字型をなし、直線部分１１ａ、１２ａと、この直線部分
１１ａ、１２ａの上端において外側に折曲された折曲部
１１ｂ、１２ｂとにて構成されている。

【００２６】この折曲部１１ｂ、１２ｂは肉厚部１０の
上部から外側に突出し、コイル８の引出線（図示せず）
が絡げ付けられる。直線部分１１ａ、１２ａは肉厚部１
０を上下にわたって貫通し、かつ下端側は実装基板２の
下面から突出している。

【００２７】肉厚部１０の下面は平坦となっており、実
装基板２の上面の所定位置に実装される。肉厚部１０の
下面は平坦であるため、この下面と実装基板２の上面と
の間には隙間は存在しない。

【００２８】上記電源回路の組立体１は、絶縁製の樹脂
の成形品からなり、底部が開口したケース１３内に収納
される。図１、図２において符号１３ａはケース１３の
開口部である。ケース１３内には、図１、図３に示すよ
うに、エポキシ樹脂のような絶縁性の樹脂１４が充填さ
れる。

【００２９】ケース１３の側面および上面の外形は電源
回路の組立体１の外形にほぼ沿った形状に形成されてい
る。電源回路の組立体１の外面と、ケース１３の内面と
の間の隙間は小さい。

【００３０】本発明では、コイル８の引出線が絡げ付け
られるピン端子１１、１２の折曲部１１ｂ、１２ｂとケ
ース１３の内面との隙間を僅かにし樹脂充填量を最小限
に押さえている。これにより、ピン端子１１、１２の折
曲部１１ｂ、１２ｂの周辺にかかる樹脂の残留応力と熱
膨張および収縮によるストレスを最小限にしクラック発
生の要因を無くした。

【００３１】図６及び図７に示した従来例では、ケース
１３０内の実装基板２０により充填される樹脂１４０
が、実装基板２０の上側と下側とに分割されていた。こ
のため、実装基板２０の上側と下側とでは値の異なった
樹脂１４０の残留応力と熱膨張および収縮によるストレ
スがかかり、実装基板２０の下面側のはんだ付け部分ａ
におけるクラック発生の一つの要因となっていた。

【００３２】本発明では、実装基板２のほぼ中央部に、
図１および図２に示すように、開口部１５を形成するこ
とにより、樹脂１４の残留応力と熱膨張および収縮によ
るストレスを上側および下側にわたって効率良く分散さ
せることができ、実装基板２のはんだ付け部分ａのクラ
ック発生の要因をなくした。

【００３３】開口部１５には、図２に示すように、例え
ば１次側のピン端子１１とその近くに実装される電子部
品５との絶縁を向上させるためにスリット１５ａが連設
されている。また、実装基板２には、図２において、斜
線で示すように、ピン端子１１、１２や各電子部品５等
を接続して所定の電源回路を形成するための配線パター
ン１６が形成される。この配線パターン１６や各電子部
品５の実装位置はあくまで例示である。電源回路の種
類、大きさ等によって適切なものが適宜採択される。

【００３４】実装基板２の開口部１５の面積は基板面積
の約５％以上であると好ましい。実装基板２の上側と下
側とでそれぞれ生じる樹脂１４の残留応力、熱膨張およ
び収縮によるストレスの値がほぼ等しくなるか、或いは
近づけることができるためである。

【００３５】上記のように構成した本発明の電源用回路
ブロックと図６に示した従来例との熱衝撃試験等の温度
サイクル試験結果は以下の表１の通りである。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】以上のように、１次側、２次側の各ピン
端子１１、１２の直線部分１１ａ、１２ａをコイルボビ
ン６に貫通させた。また、コイルボビン６の実装基板２
への取付部を実装基板２の上面に接触して取りつけ、実
装基板２のほぼ中央部に開口部１５を形成してケース１
３内に樹脂１４を充填して構成した本発明によれば、実
装基板２の下面から突出するピン端子１１、１２の根元
部周辺のはんだ付け部分ａのクラックの発生を防止し得
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略縦断面図を示す。

【図２】本発明の一実施例であって、ケース内に電源回
路の組立体を収納し、樹脂を充填する前の底面図を示
す。

【図３】ケース内に樹脂を充填した後の底面図を示す。

【図４】従来の電源用回路ブロックの一例の説明図を示
す。

【図５】従来の電源用回路ブロックに用いられているフ
ィードバック回路の一例の説明図を示す。

【図６】先行技術にかかる従来の電源用回路ブロックの
概略縦断面図を示す。

【図７】従来の電源用回路ブロックの部分拡大説明図を
示す。

【符号の説明】

ａ 実装基板のはんだ付け部分 １ 電源回路の組立体 ２ 実装基板 ３ 小型トランス ４ 制御用ＩＣ ５ 電子部品 ６ コイルボビン ７ フランジ ８ コイル １０ 肉厚部 １１、１２ ピン端子 １１ａ、１２ａ 直線部分 １１ｂ、１２ｂ 折曲部 １３ ケース １３ａ 開口部 １４ 樹脂 １５ 開口部 １６ 配線パターン

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装基板（２）上に小型トランス
   （３）、各種電子部品（５）が実装され電源回路が構成
   され、かつ前記実装基板（２）の下部から前記小型トラ
   ンス（３）の１次側、２次側のピン端子（１１）、（１
   ２）が離間して突出してなる組立体が、開口部（１３
   ａ）を有するケース（１３）内に収容され、このケース
   （１３）内に真空充填により前記開口部（１３ａ）から
   絶縁性の樹脂（１４）を充填した電源用回路ブロックに
   おいて、 前記小型トランス（３）のコイルビン（６）の各フラン
   ジ（７）の下部に肉厚部（１０）が形成され、各肉厚部
   （１０）にそれぞれ１次側、２次側のピン端子（１
   １）、（１２）が植設されている、 これらのピン端子（１１）、（１２）は、直線部分（１
   １ａ）、（１２ａ）とその端部にてＬ字型に折曲された
   折曲部（１１ｂ）、（１２ｂ）とからなるＬ字型形状を
   なしている、 直線部分（１１ａ）、（１２ａ）は前記肉厚部（１０）
   の上下にわたって貫通しており、肉厚部（１０）の上部
   から前記折曲部（１１ｂ）、（１２ｂ）が側方に突出
   し、この突出した部分に前記小型トランス（３）のコイ
   ル（８）の引出線が絡げ付けられる、 前記各肉厚部（１０）の実装基板（２）への取付部は平
   坦となっており、実装基板（２）の上面に接触して実装
   され、実装基板（２）の下面から前記１次側、２次側の
   ピン端子（１１）、（１２）が突出している、 前記ケース（１３）の外形を前記組立体（１）の外形に
   沿った形状に形成し、前記ピン端子（１１）、（１２）
   の折曲部（１１ｂ）、（１２ｂ）の周辺の樹脂充填量を
   押さえ、 前記実装基板（２）のほぼ中央部に開口部（１５）を形
   成し、前記ケース（１３）内に設けられた実装基板
   （２）の上側と下側とを連通させたことを特徴とする電
   源用回路ブロック。
2. 【請求項２】 実装基板（２）の開口部（１５）は１次
   側ピン端子（１１）と前記実装基板（２）に実装される
   電子部品（５）との間に延びるスリット（１５ａ）を有
   する請求項１記載の電源用回路ブロック。