JPWO2018124288A1 - 電源装置及び電源装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

電源装置（１００−１）は、電気部品（２５）が実装された基板（２０）と、基板（２０）の一方の面（２０ａ）に対向する面であるシャシ面（１１）を有するシャシ（１０）と、基板（２０）の一方の面（２０ａ）とシャシ面（１１）との間に配置され、一方の面（２０ａ）とシャシ面（１１）とに接続する、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下の絶縁脂硬化物（２７−１）とを備える。

Description

本発明は、ポリイミド基板、ガラエポ基板などの従来基板を使用しても高発熱部品を実装できる高排熱構造を有する宇宙用電源に関する。

電気部品は自身の発熱あるいは周囲温度によって性能及び寿命が左右される。特に真空中で使用される電気部品は、地上と異なり周囲に冷却するための空気がないため、空気を媒体とした熱伝達及び空気への熱放射ができない。このため、宇宙用電源では、基板からシャシへの排熱設計が重要である。
また、近年、人工衛星の大電力化に伴い、搭載される機器の消費電力も増加しており、排熱設計が重要な技術となっている。特に、スイッチング電源で使用するＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びダイオードは高発熱の電気部品である。従来は排熱対策として基板のシャシ固定用のネジに近い位置に高発熱の電気部品を実装している。あるいは、高発熱の電気部品をシャシに直接取り付けて、リード曲げの工夫、または基板への配線を伸張する工夫により、電気部品が基板上のパターンと電気的に接続されていた。

特開２０１４−５３６１８号公報 特開２００７−０１９１２５号公報 特開２０００−３３２１７１号公報 国際公開第２０１５／０７６０５０号パンフレット

ｗｗｗ．ｉｒｆ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈｎｉｃａｌ−ｉｎｆｏ／ｗｈｉｔｅｐａｐｅｒ／ｈｅｒｍｓｍｄ．ｐｄｆ「Ｎｅｗ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｓｏｌｖｅ Ｈｅｒｍｅｔｉｃ ＳＭＤ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」［平成２８年１２月２７日検索］

しかし、上記の取り付け方法では、配線経路が長くなることによるインダクタンス成分の増加または損失、ＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）の影響及び実装時に作業工程が増えるという課題があった。

更には、排熱を促すために基板とシャシとを接続しているネジの本数を増やすこと、発熱部品を極力ネジの近くに配置すること、または多数の部品を使用して分流することにより、発熱密度を抑制する対策が必要である。このため、電源の大型化及び質量増加を招くという課題があった。

この発明は、発熱部品の配線経路が長くならず、基板とシャシとを接続するネジの本数を増加させる必要のない、電源装置における簡易な構成の排熱構造の提供を目的とする。

この発明の電源装置は、
電気部品が実装された基板と、
前記基板の一方の面に対向する面であるシャシ面を有するシャシと、
前記基板の前記一方の面と前記シャシ面との間に配置され、前記一方の面と前記シャシ面とに接続する、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下の絶縁性の樹脂硬化物であるシャシ側樹脂部と
を備える。

本発明はシャシ側樹脂部を備えたので、簡易な構成の排熱構造を有する電源装置を提供できる。

実施の形態１の図で、電源装置の断面図。 実施の形態１の図で、シャシの部分的な平面図とＥ−Ｅ断面図。 実施の形態１の図で、電源装置の平面図を模式的に示す図。 実施の形態２の図で、電源装置の断面図。 実施の形態２の図で、電源装置の平面図を模式的に示す図。 実施の形態３の図で、電源装置の断面図。 実施の形態４の図で、電源装置の断面図。 実施の形態４の図で、電源装置の断面図。 実施の形態５の図で、電源装置の断面図。 実施の形態６の図で、電源装置の断面図。 実施の形態７の図で、電源装置の断面図。 実施の形態７の図で、電源装置の断面図。 実施の形態８の図で、電源装置の断面図。 実施の形態９の図で、大気中での電源装置の製造方法を説明する図。 実施の形態１０の図で、電源装置１０１−１の断面図。 実施の形態１０の図で、電源装置１０１−２の断面図。 実施の形態１０の図で、電源装置１０２−１の平面図及び断面図。 実施の形態１０の図で、電源装置１０２−２の断面図。 実施の形態１０の図で、電源装置１０２−３の断面図。 実施の形態１０の図で、電源装置１０２−４の断面図。 実施の形態１１の図で、電源装置１０３の断面図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。実施の形態１から実施の形態８では構成の異なる宇宙用の電源装置１００を説明する。宇宙用の電源装置１００は、以下では電源装置１００と記す。
電源装置１００は、実施の形態１から実施の形態８のうちの一つの構成を有してもよいし、実施の形態１から実施の形態８のうちの複数の構成を有してもよい。
なお、以下の実施の形態では、例えば電源装置１００−１のように「−１」をつけて電源装置１００を区別する。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１から図３を参照して、実施の形態１の電源装置１００−１を説明する。なお、電源装置１００−１は地上において、真空あるいは真空に近い環境で使用されてもよい。

図１は、電源装置１００−１の断面図である。なお、電気部品２５及びネジは断面を表していない。図１にはｘｙｚ座標系を示している。実施の形態２〜９も同じ座標系を示す。実施の形態２から実施の形態９の断面図である図４、図６〜図１４は図１と同じ箇所の断面を示す。

電源装置１００−１は、シャシ１０と、電気部品２５が実装されてシャシ１０に固定される基板２０と、基板２０をシャシ１０に固定する固定部３０とを備える。電源装置１００−１では固定部３０は基板固定ネジ３１である。
図２は、シャシ１０の部分的な平面図（図１における−Ｚ方向矢視）及びＥ−Ｅ断面を示す。Ｅ−Ｅ断面が図１，４，６−１６，２１に対応する。ネジ孔１２には、基板固定ネジ３１がねじ込まれる。図１ではシャシ１０と基板２０との一部を記載している。シャシ１０ではネジ孔１２は複数存在する。各ネジ孔１２に基板固定ネジ３１がねじ込まれる。基板固定ネジ３１およびネジ孔１２は、基板２０の外周に沿った周縁部に複数配置され、例えば長方形の四隅または四辺に所定の間隔で設けられる。
図３は、図２の範囲１３に相当する部分、つまり図１を−Ｚ方向から見た矢視を、模式的に示す図である。

図１の電源装置１００−１では、電気部品２５が実装された基板２０がシャシ１０に固定されている。電気部品２５の電極２６は、基板２０の一方の面２０ａの裏面の他方の面２０ｂであるＣ面に接続している。基板２０には後述する充填スルーホール２１が形成されている。図１では１０個の充填スルーホール２１を示している。矢印で示している、電気部品２５で発生した熱８は、充填スルーホール２１から後述の絶縁樹脂硬化物２７−１を経由してシャシ面１１へ伝わる。

このように、電源装置１００−１は、基板２０と、シャシ１０と、シャシ側樹脂部９１である絶縁樹脂硬化物２７−１とを備え、基板２０には電気部品２５が実装されている。シャシ１０は、基板２０の一方の面２０ａに対向する面であるシャシ面１１を有する。絶縁樹脂硬化物２７−１は、基板２０の一方の面２０ａとシャシ面１１との間に配置される。絶縁樹脂硬化物２７−１は、一方の面２０ａとシャシ面１１とに接続する、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下の絶縁性の樹脂硬化物である。

（基板２０）
基板２０には発熱量の大きい電気部品２５が取り付けられる。本実施の形態では、発熱量の大きい電気部品２５として、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）タイプのＦＥＴを使用する。通常、ＳＭＤタイプのＦＥＴで発生した熱は、ＦＥＴの電極から基板２０の回路パターンに伝わり、面内方向に伝わり、ネジ留め部を介してシャシ１０に伝わる。

（充填スルーホール）
電源装置１００−１では、図１に示すように高熱伝導性の絶縁樹脂組成物（硬化前の絶縁樹脂硬化物２７−１）で、基板２０の一方の面２０ａであるＳ面と、シャシ１０のシャシ面１１との間をポッティング（モールド）する。これにより、絶縁樹脂組成物である高熱伝導性ポッティング樹脂を経路として、電気部品２５の熱をシャシ１０に伝える。このとき、基板２０の厚さ方向（他方の面２０ｂであるＣ面からＳ面）への熱伝導を向上させるために、基板２０のＣ面からＳ面へ貫通するスルーホールが設けられている。スルーホールはメッキが施されている。メッキ後のスルーホールの内部には、はんだ、あるいはその他の金属、あるいは高熱伝導性を有するポッティング樹脂、が充填される。このスルーホールを充填スルーホール２１と呼ぶ。

このように、基板２０は、一方の面２０ａから他方の面２０ｂへ貫通するスルーホールに熱伝達材が充填された充填スルーホール２１を備える。そして、絶縁樹脂硬化物２７−１は、一方の面２０ａに現れた充填スルーホール２１の一方の端部２１ａに接続している。なお充填スルーホール２１に充填されている熱伝達材は、金属と、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下の絶縁性の樹脂硬化物などである。

次に、絶縁樹脂硬化物２７−１及び絶縁樹脂硬化物２７−１のもとになる液状の絶縁樹脂組成物の特性を説明する。なお、詳細は以下で説明するが、絶縁樹脂硬化物２７−１では、シリコーンあるいはウレタンがベース樹脂として用いられる。また絶縁樹脂硬化物２７−１では、無機充填材として、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムのうち少なくとも一つを含有しており、絶縁樹脂硬化物２７−１は硬度がショアＡの硬度で７０以下であり、３００℃加熱時の低分子成分揮発量が１０００ｐｐｍ以下であり、ガラス転移点が−２０℃以下である。

基板２０のＳ面とシャシ１０との間の高熱伝導性の絶縁樹脂硬化物２７−１の形成方法としては、以下の（１）、（２）等の方法がある。
（１）シャシ１０に基板２０を固定した後、液状の絶縁樹脂組成物をシャシ１０と基板２０との間に流し込み、絶縁樹脂組成物を加熱硬化させて形成する方法がある。
（２）あるいは、シャシ１０の底面に絶縁樹脂硬化物２７−１を形成した後に、基板２０を基板固定ネジ３１でシャシ１０に固定する。この（２）の方法の場合、絶縁樹脂硬化物２７−１の硬度によるが、基板２０をシャシ１０へ取り付ける前における、絶縁樹脂硬化物２７−１の厚みＬ２は、基板２０のＳ面（一方の面２０ａ）とシャシ１０のシャシ面１１との間の幅Ｌ１の１１０％以上２５０％以下の範囲の厚みになるように形成する。
つまり、
Ｌ２＝（１．１〜２．５）×Ｌ１
である。
さらに、より好ましくは、基板２０をシャシ１０へ取り付ける前における、
絶縁樹脂硬化物２７−１の厚みＬ２は、幅Ｌ１の１２０％以上２００％以下の範囲がよい。
つまり、
Ｌ２＝（１．２〜２．０）×Ｌ１
である。絶縁樹脂硬化物２７−１の厚みＬ２をこの範囲内に形成する場合、基板２０との固定部３０により、Ｓ面と絶縁樹脂硬化物２７−１との界面がより強固に密着し、排熱効果が高まる。さらに、使用環境時の冷熱サイクルによる厚み減少があった場合の排熱低下を抑制することができる。絶縁樹脂硬化物２７−１の厚みが、Ｓ面とシャシ面１１との間の幅の１１０％より薄い場合は、
つまり、
Ｌ２＜１．１×Ｌ１
の場合、冷熱サイクルによる絶縁樹脂硬化物２７−１の厚み減少により排熱効果が低下する。
また、厚みＬ２が厚みＬ１の２００％を超える場合は、
つまり、
Ｌ２＞２．０×Ｌ１
の場合、基板２０をシャシ１０にネジで固定する時に基板２０が変形し、この変形が原因となって、冷熱サイクルで基板２０に亀裂が入る恐れがある。

上記の（１）及び（２）の方法では、基板２０のＳ面を上（＋Ｚ方向）に向けて、液状の絶縁樹脂組成物を流し込み、絶縁樹脂硬化物２７−１を形成してもよい。この場合も、絶縁樹脂硬化物の厚みＬ２は、上記（２）で述べた厚みになるようにする。
次に、形成した絶縁樹脂硬化物２７−１とシャシ１０とが接するように基板２０をネジでシャシ１０に固定する。このようにすることで、Ｓ面上の配線パターンなどの高電圧部位に絶縁弱点部となる気泡が残らない。

（絶縁樹脂組成物及び硬度）
絶縁樹脂組成物は、液状の絶縁樹脂に、高熱伝導性を付与する無機充填材として、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムのうち少なくとも一つを含有した液状の絶縁樹脂組成物であるとする。
つまり、
＜液状の絶縁樹脂組成物＝［液状の絶縁樹脂＋無機充填材］＞＋熱硬化→絶縁樹脂硬化物２７−１である。液状の絶縁樹脂組成物が硬化して得られる絶縁樹脂硬化物２７−１の硬度は、８０以下（ショアＡ）であり、さらに好ましくは７０以下である。
硬度が８０を超える場合、基板２０との接着性が低下して排熱効果が得られない恐れ及び基板２０が変形する恐れがある。
硬度はショアＡ硬度計を代表として標記している。柔かい材料はショアＥやショア００、ＡＳＫＥＲ Ｃなどで測定してもよい。ショアＡ８０以下であれば、ショアＥやショア００、ＡＳＫＥＲ Ｃで測定してもよい。

（硬化物の低分子成分含有量）
また、絶縁樹脂硬化物２７−１を細かく切断し、ヘキサンやアセトンなどの有機溶媒で絶縁樹脂硬化物２７−１の成分を抽出する。ガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）を使用し、その抽出溶媒を、ヘリウムをキャリアガスとして使用して、４０℃から３００℃まで昇温しながら、低分子成分量を分析する。その低分子成分量は、２０００ｐｐｍ以下、好ましくは１０００ｐｐｍ以下である。
２０００ｐｐｍを超える場合は、絶縁樹脂硬化物２７−１の使用時の冷熱サイクルで電気部品及び配線が汚染されたり、電気接点障害を引き起こしたり、電気部品特性が劣化する恐れがある。
（硬化物のアウトガス）
絶縁樹脂硬化物２７−１を、ＡＳＴＭ Ｅ５９５に準拠し、真空環境下（７×１０^−３Ｐａ 以下）において、加熱温度：１２５℃、保持時間：２４時間、放出ガス冷却温度：２５℃の試験条件で試験する。この試験条件で絶縁樹脂硬化物２７−１から放出されるアウトガスを測定する。
測定結果から算出した質量損失比（ＴＭＬ：Ｔｏｔａｌ Ｍａｓｓ Ｌｏｓｓ）は１％以下、再凝縮物質量比（ＣＶＣＭ：Ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｃｏｎｄｅｎｓａｂｌｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）が０．１％以下であるべきある。
ＴＭＬが１％を超えたり、ＣＶＣＭが０．１％を超える場合は、使用時の冷熱サイクルで電気部品及び配線が汚染されたり、電気接点障害を引き起こしたり、電気部品特性が劣化する恐れがある。

（ガラス転移点）
絶縁樹脂硬化物２７−１のガラス転移点は、−１０℃以下、好ましくは−２０℃以下である。より好ましくは絶縁樹脂硬化物２７−１の使用時の冷熱サイクル温度の低温側より低い温度が好ましい。ガラス転移点が−１０℃より高い場合は、絶縁樹脂硬化物２７−１の使用時の冷熱サイクルにおいて、絶縁樹脂硬化物２７−１の変形が大きくなり安定な排熱が得られない恐れ、あるいは基板２０の反りを引き起こすことなどの恐れがある。

（液状の絶縁樹脂）
液状の絶縁樹脂としては、シリコーン樹脂あるいはウレタン樹脂の液状の熱硬化性樹脂とすることができる。

（シリコーン樹脂）
シリコーン樹脂は、室温で液状であれば公知のものを使用することができる。シリコーン樹脂は、硬化システムが付加反応型と縮合反応型とのいずれでも良い。シリコーン樹脂は、硬化後がゴム状（エラストマー）であっても、ゲル状であっても構わない。
例えば、ベースポリマーは平均分子量５，０００〜１０万であり、２５℃での粘度が１〜１００，０００Ｐａ・ｓの液状である。ベースポリマーは側鎖と末端にアルキル基、アルケニル基、アリル基、水酸基、水素基、アルコキシアルキル基、アルコキシシリル基の少なくとも１種類を有する直鎖状、環状、分岐状あるいは、梯子状の主鎖構造を有する公知のオルガノポリシロキサンである。ベースポリマーは、２種以上のオルガノポリシロキサンの混合物でも良い。
付加反応型の場合、ベースポリマーとして、アルケニル基を含むオルガノポリシロキサン、架橋剤として水素シロキサン、触媒として白金化合物を含有する組成を用いることができる。これらの配合量は、硬化反応が進行し、硬化後に必要な硬度が得られ、公知の有効量で良い。
縮合反応型の場合、ベースポリマーとして、シラノール基を含むオルガノポリシロキサン、架橋剤としてアルコキシシランやアセトキシシランなどのシラン化合物、触媒として有機錫化合物を含有する組成を用いることができる。
これらの配合量は、硬化反応が進行し、硬化後に必要な硬度が得られ、従来公知の有効量で良い。

（ウレタン樹脂）
ウレタン樹脂は、主剤として１分子中に複数の水酸基を持つポリオール樹脂と硬化剤としての１分子中に２個以上のイソシアネート基をもつ化合物を組み合わせ、共重合させることで得られる組成内にウレタン結合を有する樹脂である。
ウレタン樹脂は、混合後に２５℃での粘度が１〜１００，０００Ｐａ・ｓの液状であれば、公知のものを使用できる。
例えば、ポリオール樹脂としては、公知のポリエステル系ポリオール、ジカルボン酸エステル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリテトラメチレンポリオキシグリコール、ひまし油系ポリオール、ε−カプロラクトン系ポリオール、ポリオキシポリアルキレン系ポリオール、β−メチル−δ−バレロラクトン系ポリオール、カーボネート系ポリオール等を用いてもよく、これらの２種以上を併用することもできる。
イソシアネート化合物としては、公知のトリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリデンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート等を用いてもよく、これらの２種以上を併用することもできる。
また、ウレタン化反応を促進させるため、適宜のウレタン化触媒を用いることができる。このウレタン化触媒としては、第３級アミン化合物や有機金属化合物等の公知の触媒を用いることが可能である。ウレタン化触媒としては、例えば、トリエチレンジアミン，Ｎ，Ｎ’−ジメチルヘキサメチレンジアミン，Ｎ，Ｎ’−ジメチルブタンジアミン，ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン―７（ＤＢＵ）及びＤＢＵ塩、オクチル酸鉛，ラウリル酸ジブチル錫、ビスマストリス（２−エチルヘキサノエート）、ジイソプロポキシビス（エチルアセトアセテート）チタン、等が挙げられる。

ポリオールとイソシアネート化合物の配合に関しては、ポリオールの水酸基（ＯＨ）に対するイソシアネートのイソシアネート基（ＮＣＯ）の当量比から算出する。当量比（ＮＣＯ／ＯＨ）は、特に規定するものではないが、０．９５〜１．０５の範囲とすることが好ましい。この当量比が１．０５を超える場合は、絶縁樹脂組成物の硬化物の硬度が高くなり好ましくない。また、副生成物の炭酸ガスにより硬化物内にボイドが残存し、絶縁特性を低下させるために好ましくない。一方、この当量比が０．９５未満の場合は、硬化の反応の進行が遅く、未硬化物となりやすく生産安定性に欠けるため好ましくない。また耐熱性に欠けるために好ましくない。

（熱伝導性を得る充填剤）
熱伝導性を有する充填材は、組成物（硬化物）に熱伝導性を付与する役割を有し、公知の熱伝導性の充填材を使用することができる。充填剤として、例えば、アルミナ粉末、酸化マグネシム粉末、窒化ホウ素粉末、窒化アルミニム粉末、酸化ベリリウム粉末、酸化亜鉛粉末、窒化珪素粉末、酸化ケイ素粉末、アルミニウム粉末、銅粉末、銀粉末、ニッケル粉末、金粉末、ダイヤモンド粉末、カーボン粉末、インジウム、及びガリウムなどが挙げられる。
熱伝導経路だけでなく、基板２０とシャシ１０との間に絶縁性を確保する必要がある場合は、アルミナ粉末、酸化マグネシム粉末、窒化ホウ素粉末、窒化アルミニム粉末、酸化ベリリウム粉末、酸化ケイ素粉末の高い絶縁性を有する粉末を使用することが好ましい。

このような熱伝導性充填材は、１種単独であるいは２種以上を混ぜ合わせて使用してもよい。熱伝導性充填材は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有するものが好ましい。熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋより小さいと、組成物（硬化物）に十分な熱伝導率を付与できないためである。熱伝導性を付与するための充填材の平均粒径は、
０．１μｍ以上２００μｍ以下、
好ましくは、
０．５μｍ以上１００μｍ以下である。
このような平均粒径の熱伝導性充填材は、１種単独であるいは粒径が異なる２種以上を混ぜ合わせて使用してもよい。平均粒径が０．１μｍ未満の熱伝導性充填材は、粒子同士が凝集し易くなり流動性に乏しいものとなることがあるため好ましくない。平均粒径が１００μｍ超過の熱伝導性充填材は、粒子が沈降しやすく、硬化物の熱伝導率が不均一になることがあるため好ましくない。
充填材の形状は、不定形でも球形でも如何なる形状でも構わない。なお、平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における体積平均値Ｄ５０（即ち、累積体積が５０％になるときの粒子径又はメジアン径）として測定することができる。

（液状の絶縁樹脂組成物）
絶縁樹脂組成物は、上記の液状絶縁樹脂に、上記の高熱伝導性を付与するための無機充填材を混合して得られる。充填材の配合量が増加すると、硬化物の熱伝導率は上昇する。その場合、組成物の粘度は高くなり、作業性が低下し、あるいは硬化物の硬度が高くなることで基材との密着性が低下する。これらにより、目的とする排熱効果を得ることができない可能性もある。
従って、液状の絶縁樹脂組成物に含有される無機充填材の配合割合は、無機充填材が配合された絶縁樹脂組成物の２５℃における粘度が、３００Ｐａ・ｓ以下であれば特に限定されない。
さらに、絶縁樹脂組成物を狭い隙間に流し込む必要がある場合は、その粘度は５０Ｐａ・ｓ以下が望ましい。例えば、無機充填材は、
４０ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下、
の範囲内に含まれることが好ましく、
５０ｖｏｌ％以上７５ｖｏｌ％以下、
の範囲内に含まれることがより好ましい。
８０ｖｏｌ％を超える場合は、絶縁樹脂組成物の粘度が高くなり作業性が悪くなり、あるいは硬化物の硬度が高くなり安定した排熱特性を得られないために好ましくない。一方、粘度が４０ｖｏｌ％未満の場合は、樹脂の比率が高く、硬化物の熱伝導率の向上が見込めないため、好ましくない。また、絶縁樹脂組成物の反応性や基材との接着性を制御するための、アセチレン化合物、各種窒素化合物、有機りん化合物、オキシム化合物、及び有機クロロ化合物等の反応制御剤、あるいはシランカップリング剤などの密着性改質剤などの添加剤を必要に応じて、適宜加えても構わない。

（硬化条件）
液状の絶縁樹脂組成物の硬化条件は、公知のシリコーンポッティング材あるいはウレタンポッティング材と同様の条件とすることができる。
硬化温度は、
室温から１８０℃以下が良く、
より好ましくは
室温から１５０℃以下
である。
硬化温度が室温以下では、硬化が不十分で、使用時の冷熱サイクルで未反応原料が揮発し、電気部品を汚染する恐れがある。一方、硬化温度が１５０℃を超える場合は、電気部品の耐熱温度を超える恐れがあり、電気部品劣化を引き起こす可能性がある。
硬化時間は、所要の硬度が得られれば限定しないが、
室温の場合
４８時間以下、好ましくは
２４時間以下、
加熱硬化の場合は、
０．１時間以上１２時間以下、
好ましくは
０．５時間以上６時間以下
である。
絶縁樹脂硬化物２７−１の使用時のアウトガスの懸念がある場合は、加熱硬化することが好ましい。例えば、電気部品の使用許容の上限温度で加熱処理すれば、硬化物内部の揮発しやすい低分子成分を減少させ、アウトガスによる悪影響を回避することができる。
絶縁樹脂組成物の硬化物の絶縁破壊電界は、
１０ｋＶ／ｍｍ以上が良く、より好ましくは１５ｋＶ／ｍｍ以上である。
１０ｋＶ／ｍｍ未満の場合は、使用電圧によっては、電気部品の配線間、基板２０の配線パターン間の距離を長くする必要があり、電源部材の小型化の寄与が小さくなる。

（絶縁樹脂硬化物の体積抵抗率）
絶縁樹脂組成物の硬化物の体積抵抗率は、
１．０Ｅ＋１０Ω・ｃｍ以上が良く、より好ましくは
１．０Ｅ＋１２Ω・ｃｍ以上である。
１．０Ｅ＋１０Ω・ｃｍ未満の
場合は、使用電圧によっては、電気部品の配線間、基板２０の配線パターン間の距離を長くする必要があり、電源部材の小型化の寄与が小さくなる。液状の絶縁樹脂組成物を発熱部品上あるいは基材上にポッティングしたり、筺体内に流し込んだりする前に、接着性を改善する表面改質剤（プライマー）で、これら被着体を処理しても構わない。公知のシリコーン用あるいはウレタン用プライマーを使用することができる。

上記の電源装置１００−１の製造方法の概要をまとめると、基板２０とシャシ１０との間に樹脂を流し込む製法は以下のようである。
電源装置１００−１の製造方法は、
シャシ面１１に対して、基板２０の一方の面２０ａがシャシ面１１に対向するように基板２０を配置する基板配置工程と、
基板２０の一方の面２０ａとシャシ面１１との間に、絶縁性を有する液状の樹脂組成物を流し込む流し込み工程と、
流し込まれた液状の樹脂組成物を硬化させてシャシ側樹脂部９１を生成する硬化工程とを備える。
ここで、液状の樹脂組成物は、シリコーンあるいはウレタンをベース樹脂として用い、無機充填材として、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムのうち少なくとも一つを含有する。
シャシ側樹脂部２７−１の硬度は、ショアＡの硬度で７０以下であることが好ましい。シャシ側樹脂部２７−１は、３００℃加熱時の低分子成分揮発量が１０００ｐｐｍ以下であり、ガラス転移点が−２０℃以下であることが好ましい。

また、樹脂を硬化させた後、基板２０をシャシ１０に取り付ける電源装置１００−１の製造方法の概要は以下のようである。
電源装置１００−１の製造方法は、
シャシ面１１に、絶縁性を有する液状の樹脂組成物を流し込む流し込み工程と、
シャシ面１１に流し込まれた液状の樹脂組成物を硬化させて、シャシ側樹脂部９１を生成する硬化工程と、
基板２０の一方の面２０ａが、シャシ面１１に対向し、かつ、シャシ側樹脂部９１に密着するように、基板２０をシャシ１０に取り付ける取り付け工程と
を備える。
ここで、液状の樹脂組成物は、
シリコーンあるいはウレタンをベース樹脂として用い、無機充填材として、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムのうち少なくとも一つを含有する。
シャシ側樹脂部２７−１の硬度は、ショアＡの硬度で７０以下であることが好ましい。シャシ側樹脂部２７−１は、３００℃加熱時の低分子成分揮発量が１０００ｐｐｍ以下であり、ガラス転移点が−２０℃以下であることが好ましい。

また、上記のいずれの製法においても、液状の樹脂組成物の２５℃における粘度は、３００Ｐａ・ｓ以下が好ましい。

実施の形態２．
図４、図５を参照して実施の形態２の電源装置１００−２を説明する。
図４は、電源装置１００−２の断面図である。図５は、図３に対応する図であり、図４の−Ｚ方向矢視に相当する模式的な図である。

電源装置１００−２は電源装置１００−１に対して、宇宙用パワーＭＯＳＦＥＴとして、ＴＯ−２５４パッケージのような、電極２６であるリードが形成されているタイプの電気部品２５を使用する。電源装置１００−２では、発熱部品である電気部品２５はＴＯ−２５４である。電源装置１００−２は、電源装置１００−１に対して、以下の（１）〜（３）が異なる。他は電源装置１００−１と同じである。
（１）電気部品２５の直下に充填スルーホール２１を設けて、基板２０のＳ面に熱を伝える構成である。
（２）電気部品２５の下面と基板２０との間には、電気部品２５の熱８を充填スルーホール２１に効率的に伝えるため、熱伝導材２３が配置されている。熱伝導材２３は、例えば、はんだペーストあるいは銀ペーストである。
（３）電気部品２５は、基板２０に固定ネジ２９で固定される。

通常、宇宙用として使用される同タイプの電気部品２５は、電気部品２５内（パッケージ内）において、基板２０もしくはシャシ１０等と接触する面に近い位置に半導体を実装する排熱設計とされている。そのため、図４の構成にすることで、効率よくシャシ１０へ排熱できる。上記（１）〜（３）以外の、はんだ、あるいはその他金属あるいは熱伝導性樹脂によるスルーホールへの充填、基板２０のＳ面とシャシ１０との間に高熱伝導率の樹脂を流し込むことは、実施の形態１と同様である。

実施の形態３．
図６を参照して実施の形態３の電源装置１００−３を説明する。
図６は、電源装置１００−３を説明する図である。電源装置１００−３は、電源装置１００−１に対して基板固定ネジ３１の頭を、高い熱伝導率の樹脂２７−２によってポッティングした構成である。電源装置１００−３の他の構成は、電源装置１００−１と同じ構成である。

宇宙では電源装置１００−３の周囲に熱伝導に影響を与えるほどの空気等の気体が存在しないため、基板２０からの発熱は、シャシ１０へ基板２０を固定している基板固定ネジ３１から排熱される。しかし、空気等の気体がないため、基板固定ネジ３１によって押圧されることにより形成される基板２０とシャシ１０の接触面積からのみ排熱される。このため、発熱量の増加と共に、ネジ数を増加させる必要がある。高熱伝導率の樹脂２７−２により基板固定ネジ３１を含む基板２０の端部とシャシ１０とをポッティング材にて覆うことにより、排熱経路を増やすことが可能である。この場合の樹脂２７−２として、絶縁樹脂硬化物２７−１と同じ樹脂を使用することができる。なお図２の説明で述べたように、シャシ１０には複数のネジ孔１２があり、これらのネジ孔１２に基板固定ネジ３１がねじ込まれる場合には、それらの基板固定ネジ３１の頭部も樹脂２７−２で覆う構成でもよい。なお、基板固定ネジ３１およびネジ孔１２は、基板２０の外周に沿った周縁部に複数配置され、例えば長方形の四隅または四辺に所定の間隔で設けられる。

実施の形態４．
図７及び図８は、実施の形態４の電源装置１００−４を示す図である。図７及び図８の電源装置１００−４は、電源装置１００−１に対して、固定部３０の構成が異なる他は、電源装置１００−１と同じである。

図７に示す電源装置１００−４は、基板２０とシャシ１０との間にバネ特性を持ったバネ固定具３３を備える構成である。一般的に絶縁樹脂硬化物２７−１の熱膨張率は数百ｐｐｍであり、金属の数ｐｐｍから数十ｐｐｍと比較して大きい。そのため、シャシ１０と基板２０との間に充填した絶縁樹脂硬化物２７−１が熱によって、厚み及び幅等の寸法が変化する際に、バネ固定具３３により基板２０も絶縁樹脂硬化物２７−１の変化に追従することが可能となる。従って、基板２０と絶縁樹脂硬化物２７−１との剥離を抑制できる。図７では基板２０とバネ固定具３３とは、はんだ３２ａで接続されているが、図８の電源装置１００−４のように、ネジ３２ｂで締結してもよい。なお、基板固定ネジ３１およびバネ固定具３３は、基板２０の外周に沿った周縁部に複数配置され、例えば長方形の四隅または四辺に所定の間隔で設けられる。

実施の形態５．
図９は、実施の形態５の電源装置１００−５を示す図である。電源装置１００−５は、電源装置１００−１に対して、以下の（１）〜（３）が異なる。他は電源装置１００−１と同じである。
（１）電気部品２５の電極２６が、電気部品２５の上にある。
（２）電極２６と充填スルーホール２１とが、電極接続部２８−１である、ワイヤーあるいはブスバーで接続されている。
（３）電気部品２５が基板２０に接着剤２４で固定されている。

一般的に、基板２０に実装される電気部品２５では、電極２６は基板２０上の回路パターンに直接接続される。しかし、基板２０と電気部品２５との熱膨張率が大きく異なる場合は、熱サイクルにて、はんだ付け部にクラックが入ってしまう。このため、敢えて基板２０とは逆の上方向に電気部品２５の電極２６を向け、上に向けた電極２６に、ワイヤあるいはブスバーを電極延長部として接続して、ワイヤあるいはブスバーを基板２０の回路パターンに接続する方法が取られる。このような場合において、ワイヤあるいはブスバーを、充填スルーホール２１と接続し、排熱することが可能である。

排熱のため、図９では、電極２６と充填スルーホール２１とを接続する熱伝達材である電極接続部２８−１として、ワイヤあるいはブスバーが使用される。

実施の形態６．
図１０は、実施の形態６の電源装置１００−６を示す図である。電源装置１００−６は、電源装置１００−５に対して、さらに、電気部品２５と、ブスバーあるいはワイヤである電極接続部２８−１とを、樹脂硬化物２７−３で包み込んだ構成である。この構成により、熱伝導率を向上させることが可能となる。樹脂硬化物２７−３は部品側樹脂部９２である。

図１０のように、充填スルーホール２１は、基板２０において電気部品２５の周囲のいずれかの位置に配置されている。樹脂硬化物２７−３は、シャシ側樹脂部９１である絶縁樹脂硬化物２７−１とともに基板２０を間に挟むように、基板２０に対して絶縁樹脂硬化物２７−１の反対の位置に配置されている。樹脂硬化物２７−３は、電気部品２５と、基板２０の他方の面２０ｂに現れた充填スルーホール２１の他方の端部２１ｂと、電極接続部２８−１とを封じ込める絶縁性の樹脂硬化物である。樹脂硬化物２７−３として、絶縁樹脂硬化物２７−１と同じ樹脂を使用することができる。

実施の形態７．
図１１及び図１２は実施の形態７の電源装置１００−７を示す図である。図１１に示す電源装置１００−７は、電源装置１００−６に対して、シャシ接続部２８−２である排熱用のブスバーを、電気部品２５の上部に設けた構成である。シャシ接続部２８−２はネジ４２でシャシ１０に固定される。排熱用のブスバーにより、排熱を増加できる。この場合、図１１の樹脂硬化物２７−３は、絶縁性の樹脂硬化物である接触樹脂部９３である。

図１２は、電気部品２５の上部に接触樹脂部９３である樹脂硬化物２７−４を配置する構成である。なお、図１２の電気部品２５は、後述する図１３に示す電気部品２５と同様の電極２６を有するが、電極２６の並ぶ方向が図１２ではＹ方向であり図１３ではＸ方向である。樹脂硬化物２７−４として、絶縁樹脂硬化物２７−１と同じ樹脂を使用することができる。図１２の構成により、ＳＭＤタイプのトランスあるいはＩＣなど、基板２０とは逆側である上部が樹脂硬化物２７−４でモールドされた電気部品２５の上部からも、排熱できる。

図１１、図１２に示すように、接触樹脂部９３とシャシ側樹脂部９１である絶縁樹脂硬化物２７−１とが、基板２０を間に挟む。
接触樹脂部９３は基板２０に対して絶縁樹脂硬化物２７−１の反対の位置に配置されて、電気部品２５の少なくとも一部と接触する。熱伝達性を有するシャシ接続部２８−２は、接触樹脂部９３とシャシ１０とを接続する。

実施の形態８．
図１３は、実施の形態８の電源装置１００−８を示す図である。電源装置１００−７では、排熱用として設けたブスバーであるシャシ接続部２８−２をシャシ１０に接続している。
電源装置１００−８では、スルーホール接続部２８−３が、基板２０上の充填スルーホール２１の他方の端部２１ｂに接続している。これにより、熱８が絶縁樹脂硬化物２７−１を介してシャシ１０に排熱する。このため、図１２の電源装置１００−７よりも排熱経路を短くできる。

つまり図１３に示すように、充填スルーホール２１は、基板２０において電気部品２５の周囲のいずれかの位置に配置されている。接触樹脂部９３とシャシ側樹脂部９１である絶縁樹脂硬化物２７−１とが基板２０を間に挟む。接触樹脂部９３は基板２０に対して絶縁樹脂硬化物２７−１の反対の位置に配置されて、電気部品２５の少なくとも一部と接触する。スルーホール接続部２８−３は、接触樹脂部９３と、充填スルーホール２１の他方の端部２１ｂとを接続する。

実施の形態９．
図１４は、実施の形態９を表す図である。実施の形態９は、電源装置１００を大気が存在する環境で製造する方法に関する。実施の形態９は、真空ではなく、地上の通常の大気環境で基板２０とシャシ１０との間に絶縁樹脂硬化物２７−１（絶縁樹脂組成物）の層を成形する作業、つまり、液状の絶縁樹脂組成物を注入する作業を示している。
実施の形態９では電源装置１００−８を例としているが、実施の形態９の方法は、電源装置１００−１から１００−７にも適用できる。

図１４の（ａ）は大気環境での好ましい製造方法を示し、図１４の（ｂ）は、大気環境での好ましくない製造方法を示している。図１４の（ａ），（ｂ）では、空気の流れを矢印４４で示した。図１４の（ａ）では液状の絶縁樹脂組成物と、気泡つまり空気との比重の差により、気泡は液状の絶縁樹脂組成物から上方であるＺ方向へ向かうので大気中へと出ていくことになる。このため、空気を巻き込む確率が小さくなる。一方、図１４の（ｂ）の場合は、上方つまりＺ方向へ向かう空気は基板２０のＳ面で遮られてしまいボイド４１が形成されやすい。図１４の（ａ）の製造方法を用いることにより、大気中に於いても通常、基板２０のＳ面に形成されやすく、熱伝導度を低下させる要因となるボイド４１の形成を極力避けることが可能である。これにより、機器を真空容器に入れることなく樹脂層を成形でき、作業性が大幅に向上する。また、機器導入に関わるコストも削減可能である。

実施の形態１〜９で述べた電源装置１００は、高発熱部品が実装された基板のＳ面と、人工衛星の構体と接続されている電源のシャシとの間を宇宙環境に耐えうる高熱伝導率を有する液状絶縁樹脂にてポッティング（充填、モールド）し、及び基板とシャシを接続するネジ部を宇宙環境に耐えうる高熱伝導率を有する液状絶縁樹脂にてポッティング（充填、モールド）することにより、排熱パスを確保する。
すなわち、回路パターンとなる基板中の銅箔に依存する従来の熱伝導経路（基板面内方向）に加え、上記の排熱経路を設けて、電源の筐体であるシャシへの排熱能力を増加させることで、基板上の部品温度上昇を抑制することを可能とするものである。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
高発熱部品の周囲または、その部品が実装されている基板とシャシの間を、宇宙環境に耐えうる高熱伝導率を有する液状絶縁樹脂にてポッティング（充填、モールド）することにより排熱パスを確保する。通常数十ｕｍ〜数百ｕｍの銅箔で構成される回路パターンから成る従来の熱伝導経路（基板面内方向）に加え、その基板とシャシとを高熱伝導率の樹脂にて接続し排熱経路を設ける。この排熱経路によって、基板の面外方向となるシャシ方向への排熱能力を増加させる。これにより基板上の部品温度上昇を抑制することが可能となる。
上記の高熱伝導率を有する液状絶縁樹脂は、高熱伝導性を付与する無機充填材として、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムのうち少なくとも一つを含有する。
液状絶縁樹脂の硬化物の硬度は７０以下（ショアＡ）である。
また、液状絶縁樹脂の硬化物は、３００℃加熱時の低分子成分揮発量が５００ｐｐｍ以下であり、ガラス転移点が−２０℃以下である。上記で述べたように、液状絶縁樹脂の硬化物は、シリコーンあるいはウレタンがベース樹脂である。
この構成により、熱伝導性ポッティング樹脂で放熱路を確保することで、ＦＥＴ素子等の電気部品の温度上昇を抑制することが可能となり、電源の小型化または高出力化が可能である。ポリイミド基板、ガラエポ基板などの従来基板を使用しても高発熱部品を実装できる高排熱構造を提供することができる。

実施の形態１０．
図１５から図２０を参照して実施の形態１０を説明する。実施の形態１０では、電源装置１０１−１，１０１−２、１０２−１、１０２−２，１０２−３、１０２−４を説明する。実施の形態１０は、電気部品２５のグランド端子２５ａの電位と、シャシ１０の電位とを異なる電位に保持し、かつ、電気部品２５の熱をシャシ１０に伝達する電源装置に関する。実施の形態１０の電源装置では、シャシ１０が起立部を有する。

図１５は、電源装置１０１−１の平面図及び断面図を示している。図１５の上側の図は、電源装置１０１−１のＺ１方向の平面図を模式的に示す。図１５の上側の図では、充填スルーホール２１は実線で示している。図１５を参照して実施の形態１０の電源装置１０１−１を説明する。

電源装置１０１−１は、シャシ１０、基板２０及びシャシ側樹脂部９１を備えている。
基板２０の一方の面２０ａ及び他方の面２０ｂは、以下、面２０ａ及び面２０ｂと記す。
基板２０には電気部品２５が実装されている。シャシ１０は、基板２０の面２０ａに対向する面であるシャシ面１１と、シャシ面１１から面２０ａに向かって起立すると共に起立方向１５の端部１４ａが面２０ａと接触せずに、面２０ａに対向する起立部１４を有する。起立部１４は伝熱部９４である。電気部品２５に発生した熱が、起立部１４に伝達される。シャシ側樹脂部９１は、基板２０の面２０ａと起立部１４の端部１４ａとの間に配置され、面２０ａと端部１４ａとに接続している。シャシ側樹脂部９１は、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下の絶縁性の樹脂硬化物である。

図１５に示すように、基板２０は、面２０ａから面２０ｂへ貫通するスルーホールに熱伝達材が充填された充填スルーホール２１を備えている。シャシ側樹脂部９１は、面２０ａに現れた充填スルーホール２１の一方の端部２１ａと起立部１４の端部１４ａとに接続している。充填スルーホール２１の熱伝達材は、金属と、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下の絶縁性の樹脂硬化物とのいずれかである。

図１５において、シャシ１０は、取り付け部１６と、伝熱部９４である起立部１４とを有する。電気部品２５のグランド端子２５ａは、固定ネジ２９によって、電気部品２５と共に取り付け部１６に固定される。グランド端子２５ａは充填スルーホール２１に、熱的に接続している。シャシ１０は、絶縁体１７を有し、電気部品２５は、絶縁体１７に固定ネジ２９で固定されている。具体的には、固定ネジ２９は、シャシ１０に埋め込まれている絶縁体１７に形成された雌ネジ１８に係合する。図１５に示すように、充填スルーホール２１は、固定ネジ２９とは接触していない。

起立部１４は、端部１４ａの端面１４ｂがシャシ面１１から突出し、端面１４ｂが基板２０の面２０ａに近接している。シャシ側樹脂部９１が、起立部１４の端面１４ｂと基板２０の面２０ａとの間に充填されている。シャシ側樹脂部９１は、電気部品２５に熱的に接続している充填スルーホール２１に、熱的に接続している。

充填スルーホール２１の周囲は、基板２０の非導電領域２０ｃに囲まれている。非導電領域２０ｃとは、基板２０において導電性のない領域である。図１５に示すように、非導電領域２０ｃの沿面距離ｄ１は、グランド端子２５ａから、定められた距離ｄ以上の長さである。具体的には、グランド端子２５ａの端と起立部１４の側面１４ｃとの、面２０ａに沿う沿面距離ｄ１は、定められた距離ｄ以上の長さである。沿面距離ｄ１が定められた距離ｄ以上であることによって、高電圧の電気部品２５を基板２０に取り付けることが可能になる。電気部品２５の電極２６及びグランド端子２５ａの電位は、シャシ１０とは異なる電位となる。

図１５に示す電源装置１０１−１は、起立部１４によって段差を設けたシャシ１０と、基板２０に設けた充填スルーホール２１とを、シャシ側樹脂部９１で埋めている構成である。この構成により、充填スルーホール２１が、「段差の壁面である起立部１４の側面１４ｄおよび起立部１４の端面１４ｂ」と、接続されているという特徴を持つ。

電気部品２５の熱８は、基板２０の充填スルーホール２１からシャシ側樹脂部９１に伝達し、シャシ側樹脂部９１からシャシ１０の起立部１４に伝わる。また、電気部品２５の熱８は、固定ネジ２９の周囲から基板２０を介して取り付け部１６に伝達する。

電源装置では、基板２０に形成されたスルーホールとシャシ１０とを樹脂で接続し、一定方向に排熱させる構成の場合、排熱性能は樹脂の熱伝導率に大きく依存する。
これに対し、実施の形態１０の電源装置では、シャシ１０に、起立部１４によって凸状の段差を設けている。また、後述する実施の形態１１では、シャシ１０に凹状の凹部５５を設けている。
樹脂内の熱拡散により、凸状または凹状の壁面に熱を拡散させることによって、排熱パスが増え、または、樹脂の中で最短ルートの排熱パスが形成されてる。このような排熱パスによって排熱性能が向上するため、電源装置に、より高い排熱性を持たせることができる。

図１６は、電源装置１０１−１の変形例である電源装置１０１−２を示す。電源装置１０１−２は、電気部品２５が部品側樹脂部９２に覆われている。この点が電源装置１０１−１と異なるのみである。このように、電気部品２５が部品側樹脂部９２に覆われる構成でもよい。

図１７は、電源装置１０２−１の平面図及び断面図を示している。
図１７の上側の図は、電源装置１０２−１のＺ１方向の平面図を模式的に示す。図１７の上側の図では、起立部１４−１の端面１４ｂと、複数の充填スルーホール２１との位置を示している。なお上側の図では、充填スルーホール２１は実線で示している。

基板２０は、面２０ａから面２０ｂへ貫通するスルーホールに熱伝達材が充填された充填スルーホール２１を備えている。起立部１４−１は、シャシ側樹脂部９１の内部でシャシ面１１から面２０ａに向かって起立しており、起立方向１５の端部１４ａが面２０ａに対向している。シャシ側樹脂部９１は、面２０ａに現れた充填スルーホール２１の一方の端部２１ａに接続している。
図１７では、起立部１４−１の端面１４ｂは、基板２０の面２０ａの非導電領域２０ｃに当接している。つまり、起立部１４−１の端部１４ａの端面１４ｂは、非導電領域２０ｃに接触している。面２０ａにおいて充填スルーホール２１の一方の端部２１ａが現れていない領域は非導電領域２０ｃである。

起立部１４−１は、例えば柱形状である。起立部１４−１は、例示すれば、円柱形状、三角柱形状、四角柱形状または５角以上の多角柱形状である。

図１７では、非導電領域２０ｃの回りには、複数の充填スルーホール２１が配置される。図１７の上側の図のように、非導電領域２０ｃは、複数の充填スルーホール２１に周囲を囲まれている。

図１７に示すように、複数の充填スルーホール２１の上に、電気部品２５が配置されている。また起立部１４は、シャシ側樹脂部９１に囲まれている。なお、図１７では、起立部１４の端面１４ｂは基板２０の面２０ａと接触しているが、端面１４ｂと基板２０の面２０ａとの間に、シャシ側樹脂部９１が充填されても良い。

図１７に示すように、起立部１４の端面１４ｂの端部と、最も近い充填スルーホール２１との、面２０ａに沿う沿面距離ｄ１は、電源装置１０１−１と同様に、定められた距離ｄ以上の長さである。これは電源装置１０２−２、１０２−３，１０２−４も同様である。

図１８は、電源装置１０２−２の断面図である。
図１９は、電源装置１０２−３の断面図である。
図２０は、電源装置１０２−４の断面図である。
電源装置１０２−２、電源装置１０２−３及び電源装置１０２−４は、電源装置１０２−１に対して、起立部の形状が異なる。電源装置１０２−２の起立部１４−２及び電源装置１０２−４の起立部１４−４は、いずれも、起立方向１５を法線の方向とする断面の形状が、起立方向１５に向かって変化している。起立部１４−２及び起立部１４−４では、断面の形状が起立方向１５に向かって次第に小さくなる。

電源装置１０２−２の起立部１４−２は、横断面積（外径）が変化している。電源装置１０２−２の起立部１４−２は、シャシ面１１から基板２０の面２０ａに向かって、段階的に横断面積が小さくなる。電源装置１０２−２の起立部１４−２は、外径の異なる複数の円柱を、シャシ面１１ら基板２０の面２０ａに向かって、外径の大きい順に積み上げた形状である。

電源装置１０２−３の起立部１４−３は、シャシ面１１から面２０ａに向かって、横断面積の外径が長径と短径を繰り返して変化する。
例えば、起立部１４−３は螺旋形状もしくは縦断面が楔型状となっており、外周が凹凸形状をなす。

電源装置１０２−４の起立部１４−４は、シャシ面１１から基板２０の面２０ａに向かって緩やかに、もしくは連続的に断面積が小さくなる。例えば起立部１４−４は、円錐台形状もしくは多角錐台形状をなす。

＊＊＊実施の形態１０の効果の説明＊＊＊
電源装置１０１−１及び電源装置１０１−２では、起立部１４の端面１４ｂと面２０ａとをシャシ側樹脂部９１が接続している。また、沿面距離ｄ１が、定められた距離ｄ以上の長さである。よって、電源装置１０１−１及び電源装置１０１−２によれば、グランド端子２５ａの電位と、シャシ１０の電位とを異なる電位に保持し、かつ、電気部品２５の熱をシャシ１０に伝達することができる。

電源装置１０２−１から電源装置１０２−４では、起立部１４の端面１４ｂが面２０ａに接触している。起立部の端面１４ｂと面２０ａとをシャシ側樹脂部９１が接続している。さらに、沿面距離ｄ１が、定められた距離ｄ以上の長さである。よって、電源装置１０２−１から電源装置１０２−４によれば、グランド端子２５ａの電位と、シャシ１０の電位とを異なる電位に保持し、かつ、電気部品２５の熱をシャシ１０に伝達することができる。

実施の形態１１．
図２１は、実施の形態１１による電源装置１０３を示す図である。電源装置１０３では、シャシ面１１に対して段差が設けられており、凹状の凹部５５が存在する。凹部５５は、図２１では、角部ＡからＤで示される。凹部５５はシャシ面１１よりも低い、底面１１ａを有する。
電源装置１０３は、電気部品２５、基板２０、基板２０の面２０ａに対向するシャシ面１１を有するシャシ１０及びシャシ側樹脂部９１を備える。基板２０は、面２０ａの裏面である面２０ｂのうち電気部品２５で覆われる領域に、はんだレベラー５４が形成されたはんだレベラー形成領域５１を有し、面２０ａに、はんだレベラー５４が形成されたはんだレベラー形成領域５１を有する。また、基板２０は、面２０ａから面２０ｂへ貫通し、内面にはんだレベラー５４が形成され電気部品２５で覆われる領域に配置された複数のスルーホール５２を有する。
シャシ側樹脂部９１は、電気部品２５と基板２０の面２０ｂに形成されたはんだレベラー形成領域５１との間と、基板２０の面２０ａに形成されたはんだレベラー形成領域５１とシャシ１０との間と、スルーホール５２の内部とに配置される。
シャシ側樹脂部９１は、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下であり、硬度がショアＡ硬度計で７０以下である。シャシ側樹脂部９１は、絶縁性の樹脂硬化物である。

図２１に示すように、スルーホール５２に形成されたはんだレベラー５２ａは、面２０ａに形成されたはんだレベラー形成領域５１と、面２０ｂに形成されたはんだレベラー形成領域５１とに接続している。

図２１に示すように、電源装置１０３の特徴は、上記で述べたように、以下の（１）（２）（３）で説明している箇所に、樹脂硬化物であるシャシ側樹脂部９１が配置されていることである。ここでシャシ側樹脂部９１については、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下であり、硬度がショアＡ硬度計で７０以下である。シャシ側樹脂部９１は、絶縁性の樹脂硬化物である。
（１）シャシ側樹脂部９１は、電気部品２５と、基板２０の面２０ｂに形成されているはんだレベラー形成領域５１との間に配置されている。
はんだレベラー形成領域５１では、基板２０の面２０ｂに施された銅メッキ５３の表面に、はんだレベラー５４が形成されている。
（２）シャシ側樹脂部９１は、基板２０の面２０ａに形成されているはんだレベラー形成領域５１と、シャシ１０との間に配置されている。
（３）シャシ側樹脂部９１は、電気部品２５の直下の基板２０の領域に形成されたスルーホール５２の内部に配置されている。
ここで、スルーホール５２の内面には銅メッキ５３が施されており、銅メッキ５３の表面にはんだレベラー５４が施されている。
スルーホール５２の内部は、銅メッキ５３とはんだレベラー５４との積層構造である。

電源装置１０３では、発熱する電気部品２５からシャシ１０に至る排熱経路が、樹脂であるシャシ側樹脂部９１で形成される。
硬度が低い樹脂を用いることで、熱衝撃及び振動で発生する応力が樹脂によって吸収または緩和できる。
このため、電気部品２５、基板２０、スルーホール５２、シャシ１０のそれぞれと、シャシ側樹脂部９１の樹脂界面との剥離を抑制できるので、排熱信頼性を高めることができる。
電気部品２５と基板２０との間に低硬度のシャシ側樹脂部９１を介在させることで、電気部品２５と基板２０との密着力が高まり、界面熱抵抗を低減できる。
電気部品２５と基板２０との間に設ける樹脂硬化物であるシャシ側樹脂部９１の厚みは、熱抵抗を下げるために薄い方がよく、シャシ側樹脂部９１の厚みは、０．２５ｍｍ以下が好ましい。
尚、電気部品２５は、樹脂モールド品、セラミックパッケージ品または金属ケースで覆われた構成のどれでも良い。

＜変形例１＞
また、図２１に示すシャシ側樹脂部９１として、粘度１０Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下の液状樹脂組成物を用いても良い。

１０Ｐａ・ｓ以上の高粘度の液状樹脂組成物を、シャシ１０の底面１１ａまたは基板２０の面２０ｂに、通常の場合よりもより厚く塗布する。
塗布された高粘度の液状樹脂組成物は、基板２０を基板固定ネジ３１でシャシ１０に固定するとき、または、電気部品２５が固定ネジ２９で基板２０に固定されるときに発生する圧力によって、スルーホール５２の内部に充填される。
なお、１０Ｐａ・ｓ以上の高粘度の液状樹脂組成物の粘度は、上記のように１０Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下である。
ただし、液状樹脂組成物の粘度が高いほどネジ固定がしにくくなるため、より好ましくは、液状樹脂組成物の粘度は、５０Ｐａ・ｓ〜１５０Ｐａ・ｓである。
粘度が１０Ｐａ・ｓ以上の樹脂であっても、塗布時には、樹脂はスルーホール５２に充填される。
しかし、硬化時に粘度が下がり、スルーホール５２から流れ出る場合がある。その場合は、加熱硬化の可能な樹脂であれば、低温で樹脂を加熱して半硬化させた後、半硬化させた温度よりも高い硬化温度で樹脂を硬化させる。
これにより、スルーホール５２からの流れ出しが、改善できる。
液状樹脂組成物の粘度が１０Ｐａ・ｓ未満の場合、樹脂の硬化時に粘度が下がり、スルーホール５２の内部に樹脂が留まらず、未充填領域が発生するおそれがあり、また、樹脂の硬化後に、スルーホール５２の内部にボイドが残存するそれがある。これらの場合、樹脂が流動しないように、樹脂を堰きとめるための壁を設ける必要がある。

＜変形例２＞
また、樹脂硬化物が、同一樹脂で形成されてもよい。「同一樹脂」における同一とは、樹脂の物性が同一とみなされることを意味する。
つまり、
（１）電気部品２５と基板２０のはんだレベラー形成領域５１との間と、
（２）基板２０の面２０ａに形成されたはんだレベラー形成領域５１とシャシ１０との間と、
（３）電気部品２５直下に設けた基板２０のスルーホール５２の内部とを、
異なる樹脂で充填した場合には、各樹脂硬化物の硬度及び熱膨張率のような物性の違いにより、熱衝撃のため硬化物界面で剥離が起こる恐れがある。一方に、物性が同一の樹脂を充填することで、剥離のような課題を回避できる。

以上、実施の形態１から実施の形態１１について説明したが、これらの実施の形態は電源装置１００に関するものであり、これら実施の形態のうち、２つ以上を組み合わせても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、２つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

８ 熱、１０ シャシ、１１ シャシ面、１１ａ 底面、１２ ネジ孔、１３ 範囲、１４，１４−１，１４−２，１４−３，１４−４ 起立部、１４ａ 端部、１４ｂ 端面、１４ｃ 側面、１５ 起立方向、１６ 取り付け部、１７ 絶縁体、１８ 雌ネジ、２０ 基板、２０ａ 一方の面、２０ｂ 他方の面、２０ｃ 非導電領域、２１ 充填スルーホール、２１ａ 一方の端部、２１ｂ 他方の端部、２３ 熱伝導材、２４ 接着剤、２５ 電気部品、２５ａ グランド端子、２６ 電極、２９ 固定ネジ、２７−１ 絶縁樹脂硬化物、２７−２ 樹脂、２７−３，２７−４ 樹脂硬化物、２８−１ 電極接続部、２８−２ シャシ接続部、２８−３ スルーホール接続部、２９ 固定ネジ、３０ 固定部、３１ 基板固定ネジ、３２ａ はんだ、３２ｂ ネジ、３３ バネ固定具、４１ ボイド、４２ ネジ、５１ はんだレベラー形成領域、５２ スルーホール、５３ 銅メッキ、５４ はんだレベラー、５５ 凹部、９１ シャシ側樹脂部、９２ 部品側樹脂部、９３ 接触樹脂部、９４ 伝熱部、１００，１００−１，１００−２，１００−３，１００−４，１００−５，１００−６，１００−７，１００−８，１０１−１，１０１−２，１０２−１，１０２−２，１０２−３，１０２−４，１０３ 電源装置。

Claims (23)

1. 電気部品が実装された基板と、
   前記基板の一方の面に対向する面であるシャシ面を有するシャシと、
   前記基板の前記一方の面と前記シャシ面との間に配置され、前記一方の面と前記シャシ面とに接続する、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下の絶縁性の樹脂硬化物であるシャシ側樹脂部と
   を備える電源装置。
2. 前記基板は、
   前記一方の面から他方の面へ貫通するスルーホールに熱伝達材が充填された充填スルーホールを備え、
   前記シャシ側樹脂部は、
   前記一方の面に現れた前記充填スルーホールの一方の端部に接続する請求項１に記載の電源装置。
3. 前記電気部品は、電極を有し、
   前記電源装置は、
   前記電極と前記充填スルーホールとを接続する熱伝達材である電極接続部、
   を備える請求項２に記載の電源装置。
4. 前記充填スルーホールの前記熱伝達材は、
   金属と、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下の絶縁性の樹脂硬化物とのいずれかである請求項２または請求項３に記載の電源装置。
5. 前記充填スルーホールは、
   前記基板において前記電気部品の周囲のいずれかの位置に配置されており、
   前記電源装置は、さらに、
   前記シャシ側樹脂部とともに前記基板を間に挟むように、前記基板に対して前記シャシ側樹脂部の反対の位置に配置されて、前記電気部品と前記基板の前記他方の面に現れた前記充填スルーホールの他方の端部とを封じ込める絶縁性の樹脂硬化物である部品側樹脂部を備える請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の電源装置。
6. 前記電源装置は、さらに、
   前記シャシ側樹脂部とともに前記基板を間に挟むように、前記基板に対して前記シャシ側樹脂部の反対の位置に配置されて、前記電気部品の少なくとも一部と接触する絶縁性の樹脂硬化物である接触樹脂部と、
   前記接触樹脂部と前記シャシとを接続する熱伝達性を有するシャシ接続部と
   を備える請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の電源装置。
7. 前記充填スルーホールは、
   前記基板において前記電気部品の周囲のいずれかの位置に配置されており、
   前記電源装置は、さらに、
   前記シャシ側樹脂部とともに前記基板を間に挟むように、前記基板に対して前記シャシ側樹脂部の反対の位置に配置されて、前記電気部品の少なくとも一部と接触する絶縁性の樹脂硬化物である接触樹脂部と、
   前記接触樹脂部と、前記充填スルーホールの前記他方の端部とを接続する熱伝達性を有するスルーホール接続部を備える請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の電源装置。
8. 前記シャシ側樹脂部は、
   シリコーンあるいはウレタンがベース樹脂であり、
   無機充填材として、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムのうち少なくとも一つを含有しており、
   硬度がショアＡの硬度で７０以下であり、
   ３００℃加熱時の低分子成分揮発量が１０００ｐｐｍ以下であり、
   ガラス転移点が−２０℃以下である、
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電源装置。
9. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電源装置の製造方法であって、
   前記シャシ面に対して、前記基板の前記一方の面が前記シャシ面に対向するように前記基板を配置する基板配置工程と、
   前記基板の前記一方の面と前記シャシ面との間に、絶縁性を有する液状の樹脂組成物を流し込む流し込み工程と、
   流し込まれた前記液状の樹脂組成物を硬化させて前記シャシ側樹脂部を生成する硬化工程と
   を備え、
   前記液状の樹脂組成物は、
   シリコーンあるいはウレタンをベース樹脂とし、
   無機充填材として、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムのうち少なくとも一つを含有し、
   前記シャシ側樹脂部の硬度は、
   ショアＡの硬度で７０以下であり、
   ３００℃加熱時の低分子成分揮発量が１０００ｐｐｍ以下であり、
   ガラス転移点が−２０℃以下である、
   電源装置の製造方法。
10. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電源装置の製造方法において、
    前記シャシ面に、絶縁性を有する液状の樹脂組成物を流し込む流し込み工程と、
    前記シャシ面に流し込まれた前記液状の樹脂組成物を硬化させて、前記シャシ側樹脂部を生成する硬化工程と
    前記基板の前記一方の面が、前記シャシ面に対向し、かつ、前記シャシ側樹脂部に密着するように、前記基板を前記シャシに取り付ける取り付け工程と、
    を備え、
    前記液状の樹脂組成物は、
    シリコーンあるいはウレタンをベース樹脂とし、
    無機充填材として、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムのうち少なくとも一つを含有し、
    シャシ側樹脂部の硬度は、
    ショアＡの硬度で７０以下であり、
    ３００℃加熱時の低分子成分揮発量が１０００ｐｐｍ以下であり、
    ガラス転移点が−２０℃以下である、
    電源装置の製造方法。
11. 前記液状の樹脂組成物の２５℃における粘度は、
    ３００Ｐａ・ｓ以下である請求項９または請求項１０に記載の電源装置の製造方法。
12. 電気部品が実装された基板と、
    前記基板の一方の面に対向する面であるシャシ面を有するシャシと、
    前記基板の前記一方の面と前記シャシ面との間に配置され、前記一方の面と前記シャシ面とに接続する、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下の絶縁性の樹脂硬化物であるシャシ側樹脂部と
    を備え、
    前記シャシは、
    前記シャシ側樹脂部の内部で前記シャシ面から前記一方の面に向かって起立しており、起立方向の端部が前記一方の面に対向している起立部を備える電源装置。
13. 前記基板は、
    前記一方の面から他方の面へ貫通するスルーホールに熱伝達材が充填された充填スルーホールを備え、
    前記シャシ側樹脂部は、
    前記一方の面に現れた前記充填スルーホールの一方の端部に接続し、
    前記起立部の前記端部の端面は、
    前記充填スルーホールの一方の端部が現れていない前記一方の面の領域であり、導電性を持たない領域である非導電領域に接触している請求項１２に記載の電源装置。
14. 前記起立部は、
    前記起立方向を法線の方向とする断面の形状が、前記起立方向に向かって変化する請求項１２または請求項１３に記載の電源装置。
15. 前記起立部は、
    前記断面の形状が、前記起立方向に向かって次第に小さくなる請求項１４に記載の電源装置。
16. 電気部品が実装された基板と、
    前記基板の一方の面に対向する面であるシャシ面と、前記シャシ面から前記一方の面に向かって起立すると共に起立方向の端部が前記一方の面と接触せずに対向する起立部を有するシャシと、
    前記基板の前記一方の面と前記起立部の前記端部との間に配置され、前記一方の面と前記端部とに接続する、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下の絶縁性の樹脂硬化物であるシャシ側樹脂部と
    を備える電源装置。
17. 前記基板は、
    前記一方の面から他方の面へ貫通するスルーホールに熱伝達材が充填された充填スルーホールを備え、
    前記シャシ側樹脂部は、
    前記一方の面に現れた前記充填スルーホールの一方の端部と前記起立部の前記端部とに接続する請求項１６に記載の電源装置。
18. 前記充填スルーホールの前記熱伝達材は、
    金属と、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下の絶縁性の樹脂硬化物とのいずれかである請求項１７に記載の電源装置。
19. 前記シャシは、絶縁体を有し、
    前記電気部品は、前記絶縁体にネジで固定されており、
    前記充填スルーホールは、前記ネジとは接触していない請求項１３または請求項１７に記載の電源装置。
20. 電気部品と、
    基板と、
    前記基板の一方の面に対向する面であるシャシ面を有するシャシと、
    シャシ側樹脂部と
    を備え、
    前記基板は、
    前記一方の面の裏面である他方の面のうち前記電気部品で覆われる領域に、はんだレベラーが形成されたはんだレベラー形成領域を有し、前記一方の面にはんだレベラーが形成されたはんだレベラー形成領域を有し、前記一方の面から前記他方の面へ貫通し、内面にはんだレベラーが形成され前記電気部品で覆われる領域に配置されたスルーホールを有し、
    前記シャシ側樹脂部は、
    前記電気部品と前記基板の前記他方の面に形成された前記はんだレベラー形成領域との間と、
    前記基板の前記一方の面に形成された前記はんだレベラー形成領域と前記シャシとの間と、
    前記スルーホールの内部と
    に配置され、
    熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１０Ｗ／ｍＫ以下であり、
    硬度がショアＡ硬度計で７０以下であり、
    絶縁性の樹脂硬化物である電源装置。
21. 前記スルーホールに形成された前記はんだレベラーは、
    前記一方の面に形成された前記はんだレベラー形成領域と、前記他方の面に形成された前記はんだレベラー形成領域とに接続している請求項２０に記載の電源装置。
22. 前記シャシ側樹脂部は、
    粘度が１０Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下の液状樹脂組成物である請求項２０または請求項２１に記載の電源装置。
23. 前記電気部品と前記基板の前記他方の面に形成された前記はんだレベラー形成領域との間に配置される前記シャシ側樹脂部と、
    前記基板の前記一方の面に形成された前記はんだレベラー形成領域と前記シャシとの間に配置される前記シャシ側樹脂部と、
    前記スルーホールの内部に配置される前記シャシ側樹脂部とは、
    物性が同一である請求項２０から請求項２２のいずれか一項に記載の電源装置。

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