JP5708773B2 - 電源装置、および電源装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、充填剤層を挟んで容器体の底板に対向配置された状態で容器体に固定された回路基板を備えた電源装置、およびそのような電源装置を製造する電源装置の製造方法に関するものである。

例えば、下記特許文献１には、底壁（底板）、一対の長側壁および一対の短側壁（側板）を有する上面開口箱形の金属ケース内にプリント基板が収容されて構成された放電灯点灯装置（点灯用の電源を供給する電源装置）が開示されている。この場合、この放電灯点灯装置では、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、トランス等の各種電子部品がプリント基板の表面および裏面にそれぞれ実装されており、各電子部品のうちの放熱を要する電子部品（作動時に発熱する電子部品：以下、「作動時発熱部品」ともいう）がプリント基板の裏面（金属ケースの底壁と対向させられる面）に実装されている。また、この放電灯点灯装置では、金属ケースにおける上記の一対の長側壁に複数の台座が設けられており、プリント基板が金属ケースの底壁と平行となるように各台座上に載置されて固定されている。

さらに、この放電灯点灯装置では、プリント基板と金属ケースの底壁との間に放熱用樹脂が充填され、これにより、プリント基板の裏面に実装されている上記の作動時発熱部品の熱が放熱用樹脂の層（以下、「放熱用樹脂層」ともいう）を介して金属ケースに伝熱されてケース外に放熱される構成が採用されている。この場合、この放電灯点灯装置では、金属ケースの内面に添うように絶縁板が配設されると共に、上記の放熱用樹脂の充填量を少量化すべく、放熱用樹脂層において作動時発熱部品が存在しない部位に空気層を形成するための凸部（金属ケースの底壁と絶縁板との間に空気層を形成するための凸部）が絶縁板に設けられている。また、上記の絶縁板において作動時発熱部品と対向する部位には、放熱用樹脂層が金属ケースの底壁に直接接するように開口部が設けられており、これにより、作動時発熱部品から放熱用樹脂層に伝熱された熱を底壁に伝熱させてケース外に放熱させることが可能となっている。

この放電灯点灯装置の製造に際しては、まず、金属ケース内に絶縁板を設置する。次いで、金属ケース内（すなわち、金属ケース内に設置した絶縁板で構成される容器状の部位）に液体状の放熱用樹脂を注入する。続いて、作動時発熱部品が下向きとなるようにプリント基板を金属ケース内に挿入して上記の台座上に載置する。この際には、プリント基板の裏面（作動時発熱部品が実装されている面）が金属ケース内に注入されている液体状の放熱用樹脂に接した状態となり、これにより、作動時発熱部品が放熱用樹脂に埋没した状態となる。この後、加熱処理等によって液体状の放熱用樹脂を硬化せることにより、上記の放熱用樹脂が形成されて放電灯点灯装置が完成する。

一方、下記特許文献２には、発熱素子（パワー素子等）が内蔵された樹脂パッケージを実装した基板がケース内に収容されて構成されたモジュールが開示されている。この場合、特許文献２に第２の実施形態として開示されているモジュールでは、基板の実装面（ケース内に収容された状態においてケースの底板と対向する対向面の裏面）に上記の樹脂パッケージを実装するためのランド（以下、「実装面側ランド」ともいう）が形成され、かつ、実装面側ランドの形成部位の裏面側（ケースの底板との対向面）に放熱用のランド（以下、「対向面側ランド」ともいう）が形成されると共に、両ランドが放熱用貫通孔（熱ビア）によって相互に接続されており、これにより、樹脂パッケージの熱が実装面側ランドおよび放熱用貫通孔を介して対向面側ランドに伝熱される構成が採用されている。

また、このモジュールでは、ケースの底板内面に沿って放熱シートが配設されると共に、この放熱シートに接するようにして上記の対向面側ランドに放熱ブロックが半田付けされている。これにより、このモジュールでは、樹脂パッケージから対向面側ランドに伝熱された熱を、放熱ブロックおよび放熱シートを介してケースに伝熱させてケース外に放熱させることが可能となっている。また、このモジュールでは、ケースの底板上に設置された放熱シートと基板との間における上記の放熱ブロックの周囲に高熱伝導性材料（シリコン系の樹脂等）が充填されており、この高熱伝導性材料によって基板がケースに接着固定されると共に、基板からケース（放熱シート）に対して好適に伝熱することが可能となっている。

この場合、この特許文献２には、上記のモジュールの製造方法に関する具体的な開示は存在しないが、「高熱伝導性材料によって基板がケースに接着固定されている」と開示されていることから、次のようなプロセスで製造されると推定される。まず、各種電子部品の実装を完了した基板の対向面側ランドに放熱ブロックを半田付けすると共に、ケースの底板に沿わせて放熱シートをケース内に設置する。次いで、ケース内に液状の高熱伝導性材料を注入した後に、放熱ブロックを半田付けした面（上記の対向面）を下向きにしてケース内に基板を挿入する。この際には、基板の対向面が高熱伝導性材料に接した状態になると共に、放熱ブロックが高熱伝導性材料に埋没させられて底板上の放熱シートに接した状態となる。この後、高熱伝導性材料を硬化させることにより、基板がケースに固定されてモジュールが完成する。

特開２００４−３６３１９２号公報（第４−７頁、第１−２図） 特許第３７３３７８３号公報（第３−７頁、第２図）

ところが、従来の放電灯点灯装置やモジュールには、以下の解決すべき問題点が存在する。すなわち、従来の放電灯点灯装置やモジュールでは、上面開口のケース内に充填剤（放熱用樹脂や高熱伝導性材料）を流し込んだ後にケース内に基板を挿入し、その状態において充填剤を硬化させることでケースと基板とが充填剤層にそれぞれ接した状態となるように構成されている。この場合、この種の装置において使用される上記の充填剤は、硬化させる以前の状態（液状）における粘度が気温や湿度等の環境の変化に伴って変化する。このため、作業環境によっては、規定量（設計値どおりの量）の充填剤をケース内に流し込んでケース内において好適に展延させるのが困難となることがある。

この場合、従来の放電灯点灯装置の製造に際して規定量を超える放熱用樹脂がケース内に流し込まれたときには、ケース内に基板を挿入して台座に接するまで基板を下降させたときに、放熱用樹脂の液面が設計値よりも高くなっていることに起因して、充填剤が基板の上面側に溢れ出しまう。このため、放電灯点灯装置の美観が損なわれるという問題が生じる。また、従来のモジュールの製造に際して規定量を超える高熱伝導性材料がケース内に流し込まれたときには、高熱伝導性材料の液面が設計値よりも高くなっていることに起因して、ケース内に挿入した基板が高熱伝導性材料の表面に接した状態において放熱ブロックと放熱シートとの間に隙間が生じ、放熱ブロックと放熱シートとの間に高熱伝導性材料の薄膜が存在する状態となる。このため、放熱ブロックと放熱シートとが直接接している状態と比較して熱伝導率が低下する結果、基板に実装されている電子部品の熱をケース外に好適に放熱するのが困難となるという問題が生じる。

さらに、従来の放電灯点灯装置の製造に際してケース内に流し込まれた放熱用樹脂の量が規定量に満たないときには、放熱用樹脂の液面が設計値よりも低くなっていることに起因して、放熱すべき電子部品と放熱用樹脂との接触面積が減少する結果、放熱用樹脂を介して電子部品の熱をケース外に好適に放熱するのが困難となるという問題が生じる。また、従来のモジュールの製造に際してケース内に流し込まれた高熱伝導性材料の量が規定量に満たないときには、高熱伝導性材料の液面が設計値よりも低くなっていることに起因して、ケース内に基板を挿入して放熱ブロックを放熱シートに接触させた状態において基板と高熱伝導性材料の表面との間に隙間が生じる結果、高熱伝導性材料によって基板とケースとを好適に接着するのが困難となり、最悪の場合には、使用中にモジュールが破損するという問題が生じる。

一方、上記の放電灯点灯装置の製造方法とは異なり、基板をケース内に挿入する以前に充填剤を硬化させて充填剤層を形成しておき、その後に、充填剤層に電子部品が接するようにケース内に基板を挿入する製造方法も存在する。このような製造方法を採用することにより、基板を挿入した際に充填剤が基板の上面側に溢れ出すことがないため、美観が損なわれる事態を回避することが可能となる。しかしながら、このような製造方法を採用した場合においても、前述したように規定量（設計値どおりの量）の充填剤をケース内に流し込んでケース内において好適に展延させるのが困難である点は変わらないため、硬化させた充填剤層の表面の高さにばらつきが生じることとなる。

この場合、充填剤層の表面の高さが規定値よりも高いとき（規定量を超える充填剤が流し込まれた状態で硬化させられたとき）には、ケース内に挿入した基板を設計どおりの位置まで下降させたときに、基板に実装されている電子部品が充填剤層に対して強い力で押し付けられることとなるため、電子部品や、基板における電子部品の実装部位にストレスが加わり、最悪の場合には、電子部品や基板が破損するという問題が生じる。また、充填剤層の表面の高さが規定値よりも低いとき（流し込まれた充填剤の量が規定量に満たないとき状態で硬化させられたとき）には、ケース内に挿入した基板を設計どおりの位置まで下降させた状態において、電子部品と充填剤層との間に隙間が生じてしまう。かかる状態においては、電子部品の熱を充填剤層に対して好適に伝熱させるのが困難となるという問題が生じる。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、美観が損なわれる事態や破損が生じる事態を招くことなく、電子部品の熱を好適に放熱し得る電源装置、およびそのような電源装置の製造方法を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明に係る電源装置は、上面が開口された容器体、当該容器体内に充填剤が流し込まれて硬化させられた充填剤層、および第１の電子部品が実装されると共に前記充填剤層を挟んで前記容器体の底板に対向配置された状態で当該容器体に固定された第１の回路基板を備えた電源装置であって、前記第１の回路基板には、前記第１の電子部品としての作動時発熱部品が実装され、前記充填剤層には、前記第１の回路基板を前記容器体に固定したときに当該第１の回路基板と対向する対向領域に凹部が形成されると共に、当該作動時発熱部品、および当該第１の回路基板における当該充填剤層との対向面のいずれかに接して当該作動時発熱部品の熱を当該充填剤層に伝熱する伝熱材が当該凹部内に配設されている。

また、本発明に係る電源装置は、前記容器体は、前記底板としての第２の回路基板、および当該第２の回路基板における第２の電子部品の実装面に当該第２の電子部品を囲むように配設された枠部材で構成され、前記第１の回路基板は、前記第２の回路基板における前記実装面と対向させられた状態で前記枠部材に固定されている。

また、本発明に係る電源装置の製造方法は、上面が開口された容器体、当該容器体内に充填剤が流し込まれて硬化させられた充填剤層、および第１の電子部品が実装されると共に前記充填剤層を挟んで前記容器体の底板に対向配置された状態で当該容器体に固定された第１の回路基板を備えた電源装置の製造方法であって、前記第１の電子部品としての作動時発熱部品が実装された前記第１の回路基板を備えた前記電源装置を製造する際に、前記第１の回路基板を前記容器体に固定したときに前記充填剤層において当該第１の回路基板と対向する対向領域に凹部を形成するための凸部が設けられた凹部形成用治具を使用し、前記容器体に対して位置決めした当該凹部形成用治具における前記凸部の突端部が浸るまで当該容器体内に前記充填剤を流し込んで硬化させることによって前記充填剤層を形成した後に当該凹部形成用治具を除去することによって当該充填剤層に前記凹部を形成する凹部形成処理と、前記凹部内に伝熱材を配設すると共に、前記作動時発熱部品、および前記第１の回路基板における前記充填剤層との対向面のいずれかが当該伝熱材に接して当該作動時発熱部品の熱が当該伝熱材を介して当該充填剤層に伝熱されるように当該第１の回路基板を前記容器体に取り付ける基板取付け処理とをこの順で実行する。

本発明に係る電源装置によれば、充填剤層において第１の回路基板と対向する対向領域に凹部を形成すると共に、作動時発熱部品、および第１の回路基板における充填剤層との対向面のいずれかに接して作動時発熱部品の熱を充填剤層に伝熱する伝熱材を凹部内に配設したことにより、第１の回路基板に実装されている作動時発熱部品等が充填剤層の上面に押し付けられて作動時発熱部品や第１の回路基板にストレスが加わる事態を好適に回避しつつ、伝熱材を介して作動時発熱部品の熱を充填剤層に確実に伝熱することができる。これにより、作動時発熱部品の熱を充填剤層から容器体の底板等に伝熱して容器体の外部に確実に放熱することができる。また、充填剤層に凹部が形成されているこの電源装置では、凹部の形成に際して、凹部形成用の部材の位置を所望の位置に位置決めすることで、凹部の底面の位置を所望の位置とすることができる結果、予め規定された厚みの伝熱材を凹部内に配置するだけで、作動時発熱部品、または第１の回路基板が伝熱材に対して過剰に強い力で押し付けられて作動時発熱部品や第１の回路基板にストレスが加わる事態や、作動時発熱部品、または第１の回路基板と伝熱材との間に隙間が生じて作動時発熱部品から充填剤層に伝熱することができなくなる事態を回避して、作動時発熱部品の熱を伝熱材を介して充填剤層に確実に伝熱することができる。さらに、この電源装置の構成によれば、伝熱材を介して作動時発熱部品からの熱を充填剤層に伝熱させる構成が採用されているため、第１の回路基板における充填剤層との対向面や作動時発熱部品を充填剤層の上面から十分に離間した部位に位置させることができる結果、容器体の上面が開口された状態で完成状態とする構成を採用した場合においても、第１の回路基板の上面側に充填剤層の一部が存在する状態（充填剤層を形成するための充填剤が第１の回路基板の上面側に位置した状態で硬化させられた状態）となるのを回避して、美観に優れた商品価値の高い電源装置を提供することができる。

また、本発明に係る電源装置によれば、第２の回路基板と、第２の回路基板における第２の電子部品の実装面に第２の電子部品を囲むように配設された枠部材とで容器体を構成すると共に、第２の回路基板における実装面と対向させた状態で第１の回路基板を枠部材に固定したことにより、第１の回路基板だけに電子部品を実装する構成と比較して、第２の回路基板に第２の電子部品を実装した分だけ、電源装置の平面視における大きさを小型化することができる。

また、本発明に係る電子部品の製造方法では、充填剤層において第１の回路基板と対向する対向領域に凹部を形成するための凸部が設けられた凹部形成用治具を使用し、容器体に対して位置決めした凹部形成用治具における凸部の突端部が浸るまで容器体内に充填剤を流し込んで硬化させることによって充填剤層を形成した後に凹部形成用治具を除去することによって充填剤層に凹部を形成する凹部形成処理と、凹部内に伝熱材を配設すると共に作動時発熱部品および第１の回路基板における充填剤層との対向面のいずれかが伝熱材に接して作動時発熱部品の熱が伝熱材を介して充填剤層に伝熱されるように第１の回路基板を容器体に取り付ける基板取付け処理とをこの順で実行する。

したがって、本発明に係る電源装置の製造方法によれば、第１の回路基板に実装されている作動時発熱部品や、第１の回路基板における充填剤層との対向面が充填剤層の上面に押し付けられて作動時発熱部品や第１の回路基板にストレスが加わる事態を好適に回避することができると共に、伝熱材を介して作動時発熱部品の熱を充填剤層に確実に伝熱することができる。これにより、作動時発熱部品の熱を充填剤層から容器体の底板に伝熱して容器体の外部に確実に放熱し得る電源装置を製造することができる。また、凹部形成用治具における凸部（凹部形成用の部材）の位置を所望の位置に位置決めすることで、凹部の底面の位置を所望の位置とすることができるため、予め規定された厚みの伝熱材を凹部内に配置するだけで、作動時発熱部品や、第１の回路基板における充填剤層との対向面が伝熱材に対して過剰に強い力で押し付けられて作動時発熱部品や第１の回路基板にストレスが加わる事態や、作動時発熱部品、または第１の回路基板と伝熱材との間に隙間が生じて作動時発熱部品から充填剤層に伝熱することができなくなる事態を回避して、伝熱材を介して作動時発熱部品の熱を充填剤層に確実に伝熱し得る電源装置を製造することができる。さらに、第１の回路基板の上面側に充填剤が溢れ出した状態で充填剤層が形成されることがないため、容器体の上面が開口された状態で完成状態とする場合（容器体に蓋体を装着しない場合）において、その電源装置の美観を向上させて商品価値を十分に向上させることができる。加えて、容器体に対して凹部形成用治具を位置決めした状態で充填剤を流し込んで硬化させるだけで底面の位置が所望の位置となっている凹部を確実かつ容易に形成することができるため、電源装置の製造コストを十分に低減することができる。

電源装置１の断面図である。 回路基板２における実装面Ｆａの上にフレーム３を載置して容器体Ｃを形成した状態の断面図である。 容器体Ｃの上に凹部形成用治具５０をセットした状態の断面図である。 凹部形成用治具５０の開口部５２から容器体Ｃ内に充填剤４ａを流し込んだ状態の断面図である。 図４に示す状態の充填剤４ａが硬化して形成された充填剤層４から凹部形成用治具５０を除去することで充填剤層４に凹部３１を形成した状態の断面図である。 容器体Ｃに流し込まれる充填剤４ａの量と、充填剤層４の上面Ｆｃの位置、および凹部３１の底面Ｆｄの位置との関係について説明するための説明図である。 凹部３１に伝熱材３２を取り付けた状態の断面図である。 回路基板５を取り付けた状態の断面図である。 他の実施の形態に係る電源装置１Ａの断面図である。 さらに他の実施の形態に係る電源装置１Ｂの断面図である。

以下、電源装置、および電源装置の製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１に示す電源装置１は、「電源装置」の一例であって、回路基板２、フレーム３、充填剤層４、回路基板５および蓋体６を備えて構成されている。

回路基板２は、「底板」としての「第２の回路基板」の一例であって、厚み１．５ｍｍ程度のアルミニウムの板体（支持体）の一面にエポキシ系樹脂等で構成された絶縁層が形成されると共に、この絶縁層の上に電子部品接続用のランドや配線パターンを構成する導体パターンが形成されて基板本体が構成され、かつ、基板本体におけるランド等を除く部位がレジスト層で覆われて実装面Ｆａが構成されている。この回路基板２の実装面Ｆａには、巻線部品（トランスやコイル）等の各種の電子部品１１（「第２の電子部品」の一例）が表面実装されている。なお、本明細書において参照する各図面においては、上記の絶縁層や導体パターンの図示を省略すると共に、複数の電子部品１１のうちの１つだけを図示している。

フレーム３は、「枠部材」の一例であって、ポリフェニレンサルファイド（ＰＳＳ）等の絶縁性樹脂材料を成形用材料として用いた射出成形処理によって平面視角枠状に形成されている。この場合、フレーム３において対向する内側面には、回路基板５を載置可能に凸部２１，２１がそれぞれ形成されている。また、各凸部２１，２１には、回路基板２の導体パターンや回路基板５の導体パターンに接続される複数の端子ピン２２が射出成形時にインサートされて固定されている。また、フレーム３は、後述するように、回路基板２の実装面Ｆａに電子部品１１等を囲むように配設されて回路基板２と一体化されることにより、回路基板２と相俟って「容器体」の一例である上面開口箱形の容器体Ｃを構成する。

充填剤層４は、回路基板２の実装面Ｆａに実装されている電子部品１１等が、電源装置１に加わる振動や衝撃に起因して破損するのを回避しつつ、電源装置１の作動時に電子部品１１等に生じる熱を回路基板２に伝熱するための機能層であって、本例では、後述するように、回路基板５における対向面Ｆｂ（回路基板２や充填剤層４に対向する面）に実装されている電子部品４１等に生じる熱を回路基板２に伝熱するための伝熱層としても機能する。この充填剤層４は、後述するように、シリコン系樹脂等の絶縁性樹脂材料で構成された液状の充填剤４ａ（図４参照）が容器体Ｃ内に流し込まれた状態で硬化させられることにより、電子部品１１等を覆い、かつ上面Ｆｃが回路基板５に対して非接触の状態となるように形成される。

回路基板５は、「第１の回路基板」の一例であって、厚み０．８５ｍｍ程度のガラスエポキシ板（支持体）の表裏両面に電子部品接続用のランドや配線パターンを構成する導体パターンが形成されて基板本体が構成され、かつ、基板本体におけるランド等を除く部位がレジスト層で覆われて電子部品の実装面がそれぞれ形成されている。この場合、回路基板５における表裏両実装面のうちのフレーム３に取り付けられた状態において回路基板２や充填剤層４と対向させられる対向面Ｆｂには、「第１の電子部品」としての「作動時発熱部品」の一例であるパワートランジスタ等の電子部品４１が表面実装されている。なお、本明細書において参照する各図面においては、上記の絶縁層や導体パターンの図示を省略すると共に、複数の電子部品のうちの電子部品４１だけを図示している。

また、回路基板５には、フレーム３と一体化されている各端子ピン２２を挿通可能な複数の挿通孔Ｈ１が形成されている。この回路基板５は、各挿通孔Ｈ１に端子ピン２２を挿通させ、かつ充填剤層４を挟んで回路基板２（容器体Ｃにおける底板）に対向配置させられた状態でフレーム３の凸部２１，２１上に載置されると共に、上記したように、両実装面に形成されている導体パターンと各端子ピン２２とが半田付けされることによって端子ピン２２を介してフレーム３（容器体Ｃ）に固定されている。この場合、本例の電源装置１では、回路基板５をフレーム３（容器体Ｃ）に固定したときに、回路基板５の対向面Ｆｂや、対向面Ｆｂに実装されている電子部品４１が充填剤層４の上面Ｆｃから離間するように（回路基板５の対向面Ｆｂや電子部品４１の下端面と充填剤層４の上面Ｆｃとの間に隙間が生じるように）充填剤層４の厚み（上面Ｆｃの位置）や回路基板５の取り付け位置が規定されている。

また、本例の電源装置１では、回路基板５をフレーム３（容器体Ｃ）に固定したときに充填剤層４において回路基板５と対向する対向領域（より詳しくは、本例では、回路基板５の対向面Ｆｂに実装されている電子部品４１と対向する領域）に、「凹部」の一例である凹部３１が形成されている。さらに、本例の電源装置１では、回路基板５に実装された電子部品４１に接して電子部品４１の熱を充填剤層４に伝熱する伝熱材３２（シリコンゴム等の高伝熱弾性材料で構成された厚み２．５ｍｍ程度のシート状部材：「伝熱材」の一例）が凹部３１内に配設されている。これにより、本例の電源装置１では、電子部品４１の熱が伝熱材３２を介して充填剤層４に伝熱され、この熱が充填剤層４から回路基板２に伝熱されて外部に放熱される。なお、「伝熱材」を構成する高伝熱弾性材料はシリコンゴムに限定されず、また、その厚みについても「電源装置」の設計に応じて０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ程度の範囲内の任意の厚みとすることができる。

蓋体６は、一例として、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の絶縁性樹脂材料を成形用材料として用いた射出成形処理によって下面開口の浅皿状に形成されている。また、蓋体６には、上記の各端子ピン２２を挿通可能な挿通孔Ｈ２が形成されている。この蓋体６は、後述するように、各端子ピン２２を挿通孔Ｈ２に挿通させるようにしてフレーム３の上縁部に固定されることにより、回路基板２およびフレーム３によって形成された容器体Ｃにおける上面開口部位を閉塞する。

この電源装置１の製造に際しては、まず、回路基板２、フレーム３、回路基板５および蓋体６を製造する。なお、回路基板２，５の製造方法（基板本体の製造方法や、基板本体に対する電子部品１１，４１の実装方法）は公知のため、これらの製造方法についての説明を省略する。また、フレーム３や蓋体６に関しても、公知の樹脂成形処理時と同様の手順で成形処理が行われて製造されるため、これらの製造方法についての説明も省略する。次いで、図２に示すように、回路基板２における実装面Ｆａに電子部品１１等を囲むようにしてフレーム３を載置した後に、実装面Ｆａに形成されている導体パターンに端子ピン２２の下端部を半田付けする。これにより、回路基板２およびフレーム３が一体化されて容器体Ｃが形成される。

続いて、図３に示す凹部形成用治具５０を使用して充填剤層４に凹部３１を形成する「凹部形成処理」を実行する。この場合、凹部形成用治具５０は、「凹部形成用治具」の一例であって、容器体Ｃにおけるフレーム３に対して位置決め可能に各端子ピン２２を挿通可能なＨ３が形成されると共に、後の工程において回路基板５を容器体Ｃ（フレーム３）に固定したときに充填剤層４において回路基板５と対向する対向領域（本例では、回路基板５に実装されている電子部品４１と対向する領域）に凹部３１を形成可能な凸部５１が設けられ、かつ容器体Ｃに対して位置決めした状態において容器体Ｃ内に充填剤４ａを流し込むことができるように開口部５２が設けられている。この場合、凸部５１は、底面Ｆｄが平坦な凹部３１（図１参照）を充填剤層４に形成可能に突端部５１ａが平坦に形成されると共に、凹部形成用治具５０を容器体Ｃ（フレーム３）に取り付けた状態において、凹部３１の底面Ｆｄが形成されるべき位置に突端部５１ａが位置するように突出長が規定されている。

この「凹部形成処理」に際しては、まず、図３に示すように、各端子ピン２２を各挿通孔Ｈ３に挿通させるようにして、凹部形成用治具５０をフレーム３の上にセットする。これにより、凹部３１を形成すべき位置に凸部５１が位置した状態で容器体Ｃ（フレーム３）に対して凹部形成用治具５０が位置決めされる。次いで、図４に示すように、凹部形成用治具５０における凸部５１の突端部５１ａが浸る程度の予め規定された量の充填剤４ａを開口部５２から容器体Ｃ内に流し込む。この際に、充填剤４ａとしては、一例として、その粘度が３．２Ｐａ・ｓ程度の液状のシリコン系樹脂を使用する。

この場合、前述したように、この種の装置において「充填剤層」を形成するのに使用する「充填剤」は、気温や湿度等の環境の変化に伴って粘度が変化する。したがって、容器体Ｃ内に流し込む充填剤４ａの量については、その粘度が高い状態、および粘度が低い状態のいずれの状態においても、凹部形成用治具５０における凸部５１の突端部５１ａが、流し込んだ充填剤４ａに浸るのに必要十分な量を規定する必要がある。また、粘度が高いことに起因して製造装置への充填剤４ａの供給量が減少し、これに起因して、容器体Ｃ内に流し込んだ充填剤４ａに凸部５１の突端部５１ａが浸らない状態となったり、粘度が低いことに起因して製造装置への充填剤４ａの供給量が増加し、これに起因して、フレーム３の各凸部２１が容器体Ｃ内に流し込んだ充填剤４ａ内に埋没する状態（すなわち、流し込んだ充填剤４ａが硬化することで形成される充填剤層４が各凸部２１上に載置された状態で容器体Ｃにとりつけられる回路基板５に接する状態）となったりする事態を回避し得る量を規定量とする必要もある。

続いて、流し込んだ充填剤４ａが硬化するまで、その上面Ｆｃが回路基板２の実装面Ｆａと平行となる状態を維持して放置する。これにより、容器体Ｃ内に充填剤層４が形成される。次いで、図５に示すように、容器体Ｃから凹部形成用治具５０を除去する。この際には、形成された充填剤層４において、凹部形成用治具５０の凸部５１が位置していた部位に凹部３１が形成される。これにより、「凹部形成処理」が完了する。この「凹部形成処理」によって形成された凹部３１は、前述したように、凸部５１の突端部５１ａが平坦に形成されているため、その底面Ｆｄが平坦となっている。

この場合、上記した容器体Ｃに対する充填剤４ａの流し込みに際して、流し込んだ充填剤４ａが想定された粘度であったとき（規定量の充填剤４ａが流し込まれたとき）には、図６の中央に示すように、充填剤層４の上面Ｆｃが一点鎖線Ｌ１の部位に位置するように凹部３１が形成されるのに対して、流し込んだ充填剤４ａの粘度が想定された粘度よりも高い状態であったとき（想定された状態よりも流動生が低いとき：規定量よりも多量の充填剤４ａが流し込まれたとき）には、同図の左方に示すように、充填剤層４の上面Ｆｃが一点鎖線Ｌ１よりも高い部位に位置し、流し込んだ充填剤４ａの粘度が想定された粘度よりも低い状態であったとき（想定された状態よりも流動生が高いとき：規定量よりも少量の充填剤４ａが流し込まれたとき）には、同図の右方に示すように、充填剤層４の上面Ｆｃが一点鎖線Ｌ１よりも低い部位に位置するように充填剤層４が形成される。

しかしながら、同図における中央、左方および右方に示すように、流し込んだ充填剤４ａの状態を問わず、充填剤層４に形成された凹部３１の底面Ｆｄは、いずれも破線Ｌ２の部位に位置した状態となる。この場合、凹部形成用治具５０の凸部５１等が容器体Ｃ内に存在しない状態で容器体Ｃ内に充填剤４ａが流し込んだ際には、表面張力によって液面が平坦となるように充填剤４ａが容器体Ｃ内で展延される。したがって、充填剤層４に対して上記の凹部３１のような「凹部」を形成するには、凹部形成用治具５０の凸部５１のような部材を容器体Ｃ内に収容し、かつ、収容した部材の下端部側が浸るまで容器体Ｃ内に充填剤４ａを流し込む必要がある。このため、凹部形成用治具５０の凸部５１を容器体Ｃ内に収容した状態で充填剤４ａを流し込んだ上記の例のように、充填剤層４を形成する都度、容器体Ｃ内に収容する上記の部材の位置を容器体Ｃに対して位置決めした状態で凹部３１を形成することにより、平面視における凹部３１の形成位置や、凹部３１における底面Ｆｄの位置（回路基板２における実装面Ｆａからの高さ）が同じ凹部３１を所望の位置に形成することが可能となる。

続いて、「基板取付け処理」を実行する。この「基板取付け処理」では、まず、図７に示すように、伝熱材３２を凹部３１内に取り付ける。次いで、図８に示すように、電子部品４１が実装されている実装面（対向面Ｆｂ）を下向きにして回路基板５を容器体Ｃ内に挿入する。この際には、フレーム３の各端子ピン２２を挿通孔Ｈ３に挿通させるようにして回路基板５を各凸部２１上に載置することにより、電子部品４１の下面が伝熱材３２の上面に面的に接した状態（電源装置１の作動時に電子部品４１の熱が伝熱材３２を介して充填剤層４に伝熱される状態）となる。この状態において、回路基板５に形成されている導体パターンと端子ピン２２とを半田付けすることにより、容器体Ｃ（フレーム３）に対して回路基板５が固定されて「基板取付け処理」が完了する。

この場合、前述したように、凹部形成用治具５０を用いた「凹部形成処理」によって形成された凹部３１は、回路基板２における実装面Ｆａからの底面Ｆｄの高さが規定の高さとなっている。また、凹部３１に取り付けられた伝熱材３２は、その厚み（図８における上下方向の長さ）が、容器体Ｃ（フレーム３）に取り付けられた状態の回路基板５における電子部品４１の下面と凹部３１の底面Ｆｄとの間の距離と等しい厚み（長さ）となっている。したがって、容器体Ｃ（フレーム３）に対する回路基板５の取り付けが完了した状態においては、電子部品４１の下面が伝熱材３２の上面に対して過剰に強い力で押し付けられたり、電子部品４１の下面と伝熱材３２の上面との間に隙間が生じた状態となったりすることなく、電子部品４１が伝熱材３２に面的に接した状態となる。この後、各端子ピン２２を挿通孔Ｈ２に挿通させるようにして容器体Ｃ（フレーム３）に蓋体６を取り付けることにより、図１に示すように、電源装置１が完成する。

このように、この電源装置１によれば、充填剤層４において回路基板５と対向する対向領域（本例では、回路基板５に実装されている電子部品４１と対向する領域）に凹部３１を形成すると共に、電子部品４１に接して電子部品４１の熱を充填剤層４に伝熱する伝熱材３２を凹部３１内に配設したことにより、回路基板５に実装されている電子部品４１等が充填剤層４の上面Ｆｃに押し付けられて電子部品４１や回路基板５にストレスが加わる事態を好適に回避しつつ、伝熱材３２を介して電子部品４１の熱を充填剤層４に確実に伝熱することができる。これにより、電子部品４１の熱を充填剤層４から回路基板２等に伝熱して容器体Ｃの外部に確実に放熱することができる。また、充填剤層４に凹部３１が形成されているこの電源装置１では、凹部３１の形成に際して凹部形成用治具５０における凸部５１の位置を所望の位置に位置決めすることで、底面Ｆｄの位置を所望の位置とすることができる結果、予め規定された厚みの伝熱材３２を凹部３１内に配置するだけで、電子部品４１等が伝熱材３２に対して過剰に強い力で押し付けられて電子部品４１や回路基板５にストレスが加わる事態や、電子部品４１と伝熱材３２との間に隙間が生じて電子部品４１から充填剤層４に伝熱することができなくなる事態を回避して、電子部品４１の熱を伝熱材３２を介して充填剤層４に確実に伝熱することができる。

さらに、この電源装置１の構成によれば、伝熱材３２を介して電子部品４１からの熱を充填剤層４に伝熱させる構成が採用されているため、回路基板５の対向面Ｆｂや電子部品４１を充填剤層４の上面Ｆｂから十分に離間した部位に位置させることができる結果、仮に、蓋体６が存在しない状態を「電源装置」の完成状態とする構成を採用した場合においても、回路基板５の上面側に充填剤層４の一部が存在する状態（充填剤層４を形成するための充填剤４ａが回路基板５の上面側に位置した状態で硬化させられた状態）となるのを回避して、美観に優れた商品価値の高い「電源装置」を提供することができる。

また、この電源装置１によれば、「底板」としての回路基板２と、回路基板２における電子部品１１等の実装面Ｆａに電子部品１１等を囲むように配設されたフレーム３とで「容器体」に相当する容器体Ｃを構成すると共に、回路基板２における実装面Ｆａと対向させた状態で回路基板５をフレーム３に固定したことにより、回路基板５だけに「電子部品」を実装する構成と比較して、回路基板２に電子部品１１等を実装した分だけ、電源装置１の平面視における大きさを小型化することができる。

また、この電子部品の製造方法では、充填剤層４において回路基板５と対向する対向領域（本例では、回路基板５に実装されている電子部品４１と対向する領域）に凹部３１を形成するための凸部５１が設けられた凹部形成用治具５０を使用し、回路基板２およびフレーム３で構成される容器体Ｃに対して位置決めした凹部形成用治具５０における凸部５１の突端部５１ａが浸るまで容器体Ｃ内に充填剤４ａを流し込んで硬化させることによって充填剤層４を形成した後に凹部形成用治具５０を除去することによって充填剤層４に凹部３１を形成する「凹部形成処理」と、凹部３１内に伝熱材３２を配設すると共に電子部品４１が伝熱材３２に接して電子部品４１の熱が伝熱材３２を介して充填剤層４に伝熱されるように回路基板５を容器体Ｃに取り付ける「基板取付け処理」とをこの順で実行する。

したがって、この電源装置１の製造方法によれば、回路基板５に実装されている電子部品４１等が充填剤層４の上面Ｆｃに押し付けられて電子部品４１や回路基板５にストレスが加わる事態を好適に回避することができると共に、伝熱材３２を介して電子部品４１の熱を充填剤層４に確実に伝熱することができる。これにより、電子部品４１の熱を充填剤層４から回路基板２等に伝熱して容器体Ｃの外部に確実に放熱し得る電源装置１を製造することができる。また、凹部形成用治具５０における凸部５１の位置を所望の位置に位置決めすることで、凹部３１の底面Ｆｄの位置（実装面Ｆａからの高さ）を所望の位置（高さ）とすることができるため、予め規定された厚みの伝熱材３２を凹部３１内に配置するだけで、電子部品４１等が伝熱材３２に対して過剰に強い力で押し付けられて電子部品４１や回路基板５にストレスが加わる事態や、電子部品４１と伝熱材３２との間に隙間が生じて電子部品４１から充填剤層４に伝熱することができなくなる事態を回避して、伝熱材３２を介して電子部品４１の熱を充填剤層４に確実に伝熱し得る電源装置１を製造することができる。さらに、回路基板５の上面側に充填剤４ａが溢れ出した状態で充填剤層４が形成されることがないため、上記の電源装置１における蓋体６が存在しない状態で完成状態の「電源装置」において、その美観を向上させて商品価値を十分に向上させることができる。加えて、容器体Ｃに対して凹部形成用治具５０を位置決めした状態で充填剤４ａを流し込んで硬化させるだけで底面Ｆｄの位置が所望の位置となっている凹部３１を確実かつ容易に形成することができるため、電源装置１の製造コストを十分に低減することができる。

なお、「電源装置」の構成、および「電源装置の製造方法」の具体的な内容は、上記の電源装置１の構成、およびその製造方法の例に限定されない。例えば、前述した電源装置１では、充填剤層４において回路基板５に実装されている電子部品４１と対向する領域に凹部３１を形成すると共に、電子部品４１に接するように伝熱材３２を凹部３１内に配設する製造方法によって、電子部品４１の熱を伝熱材３２に直接伝熱させて伝熱材３２から充填剤層４に伝熱させるように構成されているが、このような、製造方法や構成に代えて、次のような製造方法や構成を採用することができる。

図９に示す電源装置１Ａは、「電源装置」の他の一例であって、「第１の回路基板」としての回路基板５ａにおける上面（充填剤層４との対向面の裏面）に「作動時発熱部品」としての電子部品４１が実装されている。なお、同図、および後に参照する図１０において前述した電源装置１の各構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。この場合、この電源装置１Ａの回路基板５ａは、一例として、その基板本体が、回路基板２等と同様にしてアルミニウムの板体（支持体）の一面にエポキシ系樹脂等で構成された絶縁層が形成されて構成されている。この電源装置１Ａでは、充填剤層４における回路基板５ａとの対向領域（好ましくは、回路基板５ａにおける電子部品４１の実装位置の裏面（対向面Ｆｂ）側の位置の近傍と対向する領域）に「凹部」の他の一例である凹部３１ａを形成すると共に、回路基板５ａの対向面Ｆｂに接するように伝熱材３２を凹部３１ａ内に配設する製造方法によって製造されて、回路基板５ａの基板本体および伝熱材３２を介して電子部品４１の熱を充填剤層４に伝熱させるように構成されている。

また、図１０に示す電源装置１Ｂは、「電源装置」のさらに他の一例であって、「第１の回路基板」としての回路基板５ｂにおける対向面Ｆｂに「作動時発熱部品」としての電子部品４１が実装されている。この場合、この電源装置１Ｂの回路基板５ｂは、上記の電源装置１Ａの回路基板５ａと同様にして、一例として、その基板本体が、アルミニウムの板体（支持体）の一面にエポキシ系樹脂等で構成された絶縁層が形成されて構成されている。この電源装置１Ｂでは、充填剤層４における回路基板５ｂと対向領域（好ましくは、回路基板５ｂにおける電子部品４１の実装位置の近傍と対向する領域）に「凹部」の他の一例である凹部３１ｂを形成すると共に、回路基板５ｂの対向面Ｆｂに接するように伝熱材３２を凹部３１ｂ内に配設する製造方法によって製造されて、回路基板５ｂの基板本体および伝熱材３２を介して電子部品４１の熱を充填剤層４に伝熱させるように構成されている。

上記の電源装置１Ａ，１Ｂによれば、電子部品４１の熱が回路基板５ａ，５ｂの基板本体を介して伝熱材３２に伝熱される点を除き、前述した電源装置１と同様にして電子部品４１の熱を充填剤層４に対して好適に伝熱させることができるため、電源装置１と同様の効果を奏することができる。

さらに、回路基板２およびフレーム３によって「容器体」の一例である容器体Ｃを構成した例について説明したが、「容器体」の「底板」は、回路基板２のような「回路基板」に限定されず、回路基板２に代えて、電子部品等が実装されていない金属製の板体やガラス製の板体などを「底板」として使用して「容器体」を構成することもできる（図示せず）。また、従来の放電灯点灯装置やモジュールにおけるケースのように、「底板」および「枠部材（側板）」に相当する部位が一体的に形成された浅皿状の部材を「容器体」として使用する構成を採用することもできる（図示せず）。さらに、蓋体６を備えて構成した例について説明したが、「蓋体」を備えていない構成（一例として、図８に示す状態で完成状態とする構成）を採用することもできる。

また、所定時間放置することで硬化するタイプの充填剤４ａを使用して充填剤層４を形成する例について説明したが、熱硬化処理や、紫外線照射処理によって硬化するタイプの「充填剤」を用いて「充填剤層」を形成することもできる。

１，１Ａ，１Ｂ 電源装置
２，５，５ａ，５ｂ 回路基板
３ フレーム
４ 充填剤層
４ａ 充填剤
６ 蓋体
１１，４１ 電子部品
３１，３１ａ，３１ｂ 凹部
３２ 伝熱材
５０ 凹部形成用治具
５１ 凸部
５１ａ 突端部
５２ 開口部
Ｃ 容器体
Ｆａ 実装面
Ｆｂ 対向面
Ｆｃ 上面
Ｆｄ 底面

Claims (3)

1. 上面が開口された容器体、当該容器体内に充填剤が流し込まれて硬化させられた充填剤層、および第１の電子部品が実装されると共に前記充填剤層を挟んで前記容器体の底板に対向配置された状態で当該容器体に固定された第１の回路基板を備えた電源装置であって、
   前記第１の回路基板には、前記第１の電子部品としての作動時発熱部品が実装され、
   前記充填剤層には、前記第１の回路基板を前記容器体に固定したときに当該第１の回路基板と対向する対向領域に凹部が形成されると共に、当該作動時発熱部品、および当該第１の回路基板における当該充填剤層との対向面のいずれかに接して当該作動時発熱部品の熱を当該充填剤層に伝熱する伝熱材が当該凹部内に配設されている電源装置。
2. 前記容器体は、前記底板としての第２の回路基板、および当該第２の回路基板における第２の電子部品の実装面に当該第２の電子部品を囲むように配設された枠部材で構成され、
   前記第１の回路基板は、前記第２の回路基板における前記実装面と対向させられた状態で前記枠部材に固定されている請求項１記載の電源装置。
3. 上面が開口された容器体、当該容器体内に充填剤が流し込まれて硬化させられた充填剤層、および第１の電子部品が実装されると共に前記充填剤層を挟んで前記容器体の底板に対向配置された状態で当該容器体に固定された第１の回路基板を備えた電源装置の製造方法であって、
   前記第１の電子部品としての作動時発熱部品が実装された前記第１の回路基板を備えた前記電源装置を製造する際に、前記第１の回路基板を前記容器体に固定したときに前記充填剤層において当該第１の回路基板と対向する対向領域に凹部を形成するための凸部が設けられた凹部形成用治具を使用し、前記容器体に対して位置決めした当該凹部形成用治具における前記凸部の突端部が浸るまで当該容器体内に前記充填剤を流し込んで硬化させることによって前記充填剤層を形成した後に当該凹部形成用治具を除去することによって当該充填剤層に前記凹部を形成する凹部形成処理と、前記凹部内に伝熱材を配設すると共に、前記作動時発熱部品、および前記第１の回路基板における前記充填剤層との対向面のいずれかが当該伝熱材に接して当該作動時発熱部品の熱が当該伝熱材を介して当該充填剤層に伝熱されるように当該第１の回路基板を前記容器体に取り付ける基板取付け処理とをこの順で実行する電源装置の製造方法。

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