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

電源用回路ブロック

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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
外形前記組立体1の外形に沿った形状に形成、前記
ピン端子11、12の折曲部11b、12bの周辺の
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)の外形前記組立体(1)の外形に
    沿った形状に形成、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。
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