WO2019175949A1 - 電源装置及び電子モジュール固定方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a power supply device and an electronic module fixing method.
- an electronic module mounted on a car or the like is fixed to a housing or the like so that its position does not shift even when subjected to vibration, but after fixing, an excessive force is not applied to a substrate included in the electronic module. It has been done.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-34068
- an elastic member is provided between the upper surface of the substrate and the head of the screw, thereby preventing an excessive force from being applied to the substrate.
- 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2017-33997 includes an elastic portion that presses the printed circuit board toward the shelf and presses the printed circuit board against the shelf to hold the printed circuit board, thereby preventing an excessive force from being applied to the circuit board. ing.
- a heat dissipation material for example, grease
- the substrate is fixed to the housing by screwing the outer edge of the substrate to the housing.
- the heat radiating material is applied to the position of the housing corresponding to the center of the back surface of the substrate.
- the heat radiating material has a certain degree of hardness, it takes time for the heat radiating material to spread around.
- the present invention has been made in view of the above problems, and provides a power supply device and an electronic module fixing method that can alleviate a substrate fixed to a housing from warping in a direction away from the housing.
- the purpose is to provide.
- the power supply device is: A housing, A pressed member having a substrate on the surface facing the housing and provided on the housing; A plurality of elastic bodies having one end connected to the pressed member and extending in a direction away from the pressed member; A locking member for locking the elastic body to the housing at a position different from the position where the pressed member is provided; A heat dissipating material provided between the back surface of the substrate and the housing; Is provided.
- the pressed member includes a sealing member that is connected to one end portions of the plurality of elastic bodies and seals the substrate, and the sealing member is a circular shape that contacts an outer edge portion of the surface of the substrate. End of the The substrate is pressed against the casing by pressing the circumferential end of the sealing member against the outer edge of the surface of the substrate.
- the elastic body is provided with a through hole,
- the locking member locks the elastic body to the housing in a state of being inserted into the through hole,
- the elastic body is provided with a U-shaped notch at intervals around the through-hole, An end of the elastic body on the bottom side of the U-shaped notch is connected to the pressed member.
- the locking member is a screw.
- the elastic body is plate-shaped.
- An electronic module fixing method includes: A pressed member having a substrate on one surface and provided on the casing, and a plurality of elastic bodies having one end connected to the pressed member and extending in a direction away from the pressed member
- An electronic module fixing method for fixing an electronic module comprising: Applying the heat dissipation material so that the heat dissipation material is disposed at a position including the center of the back surface of the substrate; A step of locking the plurality of elastic bodies to the housing with a locking member at a position different from the position where the pressed member is provided;
- the elastic body relaxes the locking force by the locking member in the middle of the elastic body being locked to the housing, and the pressing force based on the relaxed locking force Since the member to be pressed is pressed and the substrate included in the member to be pressed is pressed accordingly, the stress applied to the substrate can be relaxed. Thus, the substrate is pushed little by little toward the housing in the middle of the elastic body being locked to the housing. For this reason, since the force applied to the substrate can be suppressed until the heat radiating material spreads to the position where the substrate is pressed by the member to be pressed, it is possible to alleviate the substrate being warped upward during locking.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a partial configuration of a power supply device according to an embodiment which is an aspect of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 2.
- FIG. 2 is a perspective view showing a partial configuration of the power supply device.
- FIG. 3 is a perspective view when the electrode E1, the terminal T1, and the relay element R1 of FIG. 2 are extracted.
- 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.
- FIG. 5 is a perspective view of the elastic body.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a partial configuration of the power supply device before being fixed by the locking member.
- FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a partial configuration of the power supply device being fixed by the locking member.
- the power supply device 1 includes a housing 2 and an electronic module 6 fixed to the housing.
- the housing 2 is, for example, a heat sink.
- the electronic module 6 includes a pressed member 3 having a substrate on one side and provided on the casing.
- the pressed member 3 has a substrate 31 on the surface facing the housing 2.
- the electronic module 6 has elastic bodies D1 and D2.
- the elastic bodies D1 and D2 are connected at one end to the sealing member 32 of the pressed member 3 and the sealing member 32 of the pressed member 3. It extends in the direction away from.
- the elastic bodies D1 and D2 are plate-like, and are leaf springs as an example.
- the number of elastic bodies is described as two. However, the number is not limited to this, and there may be three or more elastic bodies.
- the power supply device 1 includes a locking member S ⁇ b> 1 that locks the elastic bodies D ⁇ b> 1 and D ⁇ b> 2 to the housing at a position different from the position where the pressed member 3 is provided.
- S2 is provided.
- the locking members S1 and S2 according to the present embodiment are screws as an example, and the pressed member 3 is pressed against the casing 2 by pressing the elastic bodies D1 and D2 against the casing 2 by the fastening force of the screws. It is fixed with. Thereby, the substrate 31 is fixed to the housing 2.
- the power supply device 1 includes a heat dissipation material 5 provided between the back surface of the substrate 31 and the housing 2.
- the heat dissipation material 5 is, for example, grease or a heat dissipation sheet.
- the heat radiating material 5 will be described below as grease.
- the substrate 31 has a metal heat sink 311 on the back surface.
- the layer constituting the back surface of the substrate 31 is the metal heat radiating plate 311, the heat generated in the substrate 31 is efficiently released from the heat radiating plate 311 to the housing 2 through the heat radiating material 5. Can do.
- the electrode E1 of the electronic module 6 is connected to the terminal T1 of the transformer 4 via the relay R1.
- the electrode E1, the relay element R1, and the terminal T1 have conductivity.
- substrate 31 is electrically connected to the transformer 4 via the relay element R1 and the terminal T1.
- the relay element R1 has elasticity. Since the relay element R1 has elasticity as described above, the positions of the terminal T1 and the electrode E1 are horizontal with respect to the substrate 31 from the position where the terminal T1 and the electrode E1 should originally be in the manufacturing process before connecting the relay element R1 to the electrode E1 and the terminal T1.
- the relay element sandwiched between the terminal T1 and the electrode E1 pushes both the terminal T1 and the electrode E1 with the force of returning by the elastic force, so that the relay element R1 is connected to the terminal T1 and the electrode E1. Can do.
- the electrode E2 of the electronic module 6 is connected to the terminal T2 of the transformer 4 via the relay element R2.
- the electrode E2, the relay R2 and the terminal T2 have conductivity.
- substrate 31 is electrically connected to the transformer 4 via the relay element R2 and the terminal T2.
- the relay element R2 has elasticity. Since the relay R2 has elasticity as described above, the positions of the terminal T2 and the electrode E2 are horizontal with respect to the substrate 31 from the position where the terminal T2 and the electrode E2 should originally be in the manufacturing process before connecting the relay R2 to the electrode E2 and the terminal T2.
- the relay element sandwiched between the terminal T2 and the electrode E2 pushes both the terminal T2 and the electrode E2 with the force of returning by the elastic force, so that the relay element R2 is connected to the terminal T2 and the electrode E2. Can do.
- the configuration of the relay element R1, the electrode E1, and the terminal T1 will be described below as a representative.
- the electrode E1 provided on the substrate 31 has shoulders E11 and E12 provided on the side of the end and a center E13 provided in the center of the end.
- the relay element R1 is curved in a U shape between the electrode E1 and the terminal T1 in a longitudinal sectional view.
- the relay element R1 is curved in a U shape so as to be convex in a direction approaching the substrate 31 in a longitudinal sectional view.
- the longitudinal sectional view is a cut surface cut by a plane perpendicular to the substrate 31.
- the relay is performed. Since the child R1 is bent in a U shape, one end of the relay R1 is pressed against the electrode E1 by the elastic force, the other end of the relay R1 is pressed against the terminal T1, and the relay R1 is connected to the electrode E1. It is fixed while sandwiched between the terminals T1. In this way, the displacement in the height direction and the displacement in the horizontal direction of the electrode E1 and the terminal T1 can be absorbed.
- the relay element R1 is curved in a U shape so that one end portion sandwiches the end portion of the electrode E1 and the other end portion sandwiches the end portion of the terminal T1 in the longitudinal sectional view. It is curved in a U shape.
- one end and the other end of the relay element R1 are curved in a U shape so as to protrude in a direction away from the substrate 31.
- the relay is performed.
- One end of the child R1 can be fixed to the electrode E1 by sandwiching the electrode E1
- the other end of the relay R1 can be fixed to the terminal T1 by sandwiching the terminal T1. In this way, the displacement in the height direction and the displacement in the horizontal direction of the electrode E1 and the terminal T1 can be absorbed.
- the electrode E1 provided on the substrate 31 includes shoulders E11 and E12 provided on the side of the end, and a center E13 provided on the center of the end.
- one end of the relay element R1 is branched into a plurality (here, three as an example), and the outer surface of the first branch portion R11 is the electrode E1 among the plurality of (here, three as an example) branches. It is fixed to the central portion E13 of the end portion by welding.
- the first branch portion R11 is a branch located at the center among three branches as an example.
- the second branch portions R12 and R13 of a plurality of (here, three as an example) branches are curved in a U shape so as to sandwich the shoulder portions E11 and E12 of the corresponding electrodes E1, respectively. is doing.
- the relay The relay R1 is fixed to the electrode E1 by the second branch portions R12, R13 of the child R1 sandwiching the shoulders E11, E12 of the electrode E1. In this way, the deviation in the height direction and the horizontal direction of the electrode E1 can be absorbed. Furthermore, since the second branch parts R12 and R13 of the relay element R1 sandwich the shoulder parts E11 and E12 of the electrode E1, the fixing of the relay element R1 to the electrode E1 can be strengthened.
- the terminal T1 provided in the transformer 4 includes shoulder portions T11 and T12 provided on the side of the end portion, and a center portion T13 provided in the center of the end portion.
- the other end of the relay element R1 is branched into a plurality (here, three as an example), and the first branch portion among the plurality of (here, three as an example) branches.
- the outer surface of R14 is fixed to the center portion T13 at the end of the terminal T1 by welding so that the second branch portions R15 and R16 of the plurality of branches sandwich the shoulder portions T11 and T12 of the corresponding terminal T1, respectively. It is curved in a U shape.
- the relay branch R1 is fixed to the terminal T1 by the second branch portions R15 and R16 of the child R1 sandwiching the shoulder portions T11 and T12 of the terminal T1. In this way, the shift in the height direction and the horizontal direction of the terminal T1 can be absorbed. Further, since the second branch portions R15 and R16 of the relay element R1 sandwich the shoulder portions T11 and T12 of the electrode E1, the fixing of the relay element R1 to the terminal T1 can be strengthened.
- the rigidity of the relay element R1 is lower than that of the electrode E1, for example. With this configuration, even if the position of the electrode E1 is displaced in the horizontal direction with respect to the substrate 31 due to a manufacturing process or vibration after manufacturing, the relay R1 can be bent to absorb an impact, and thus the electrode E1. Can be prevented from falling.
- the rigidity of each relay element will be described as an example that is lower than the rigidity of the electrode to which the relay element is connected.
- the pressed member 3 has a sealing member 32 to which one end portions of the elastic bodies D1 and D2 are connected and seal the substrate 31.
- the sealing member 32 has a circular end that contacts the outer edge of the surface of the substrate 31.
- the substrate 31 is pressed against the housing 2 by pressing the circumferential end of the sealing member 32 against the outer edge of the surface of the substrate 31.
- the sealing member 32 is sandwiched between the elastic bodies D ⁇ b> 1 and D ⁇ b> 2 and the substrate 31, and the end portion on the circumference of the sealing member 32 abuts on the substrate and the circumference of the sealing member 32 is increased. Since the substrate is pushed by the entire end portion, the force that the substrate 31 receives from the sealing member 32 can be made uniform, and the surface pressure exerted on the housing by the substrate 31 can be made uniform. Thereby, it is possible to prevent a large stress from being applied locally to the substrate 31.
- the elastic bodies D1 and D2 relax the locking force by the locking members S1 and S2, and the pressing is performed based on the relaxed locking force. Since the sealing member 32 is pushed by the force and the substrate 31 is pushed by the sealing member 32 accordingly, the stress applied to the substrate 31 can be relaxed. As a result, the substrate 31 is pushed toward the housing 2 little by little while the elastic bodies D1 and D2 are being locked to the housing 2. For this reason, since the force applied to the substrate 31 can be suppressed until the heat radiating material 5 spreads to the end of the back surface of the substrate 31, the substrate 31 can be prevented from warping upward during locking.
- the elastic body D1 since the elastic bodies D1 and D2 have the same configuration, the elastic body D1 will be described as a representative.
- the elastic body D1 is provided with a through hole H1.
- the locking member S ⁇ b> 1 locks the elastic body D ⁇ b> 1 to the housing 2 while being inserted through the through hole H ⁇ b> 1.
- the elastic body D1 is provided with a U-shaped notch M1 at intervals around the through hole H1.
- the elastic body D2 is also provided with a U-shaped notch M2 at intervals around a through hole (not shown).
- the bottom portion of the U shape is referred to as a bottom portion B1
- the top portion of the U shape is referred to as top portions U11 and U12.
- the worker locks the elastic bodies D1 and D2 to the housing 2 by the locking members S1 and S2 at a position different from the position where the pressed member 3 is provided.
- screws as an example of the locking members S1 and S2 advance in a direction approaching the housing 2 while rotating, and the elastic bodies D1 and D2 are moved to the housing by the fastening force of the screws. It is pushed in the direction approaching the body 2.
- the position of the edge part opposite to the edge part connected with the to-be-pressed member 3 of elastic body D1, D2 is located.
- the elastic bodies D1 and D2 incline with respect to the surface facing the board
- the heat dissipation material 5 gradually extends around the substrate 31 by being pushed toward the housing 2 in the direction.
- the substrate 31 is allowed in a period before the heat radiating material 5 reaches a horizontal position (for example, x 1 or x 2 in FIG. 7) where the circular end of the sealing member 32 is located.
- a consistency indicating the elasticity coefficient of the elastic bodies D1 and D2 or the hardness of the heat dissipating material 5 is set so that a pressing force equal to or less than the value is applied. This allowable value is set in advance.
- the power supply device 1 includes the housing 2 and the pressed member 3 that has the substrate 31 on the surface facing the housing 2 and is provided on the housing 2. Is provided. Furthermore, the power supply device 1 includes elastic bodies D1 and D2 having one end connected to the pressed member 3 and extending in a direction away from the pressed member 3. Furthermore, the power supply device 1 includes locking members S1 and S2 that lock the elastic body to the housing at a position different from the position where the pressed member 3 is provided, the back surface of the substrate 31, and the housing 2. And a heat dissipating material 5 provided between the two.
- the elastic bodies D1 and D2 relax the locking force by the locking members S1 and S2 in the middle of the locking of the elastic bodies D1 and D2 to the housing 2, and the relaxed locking force
- the pressed member 3 is pressed by the pressing force based on this, and the substrate 31 included in the pressed member 3 is pressed accordingly, so that the stress applied to the substrate 31 can be relaxed.
- the substrate 31 is pushed toward the housing 2 little by little while the elastic bodies D1 and D2 are being locked to the housing 2.
- the force applied to the substrate 31 can be suppressed until the heat dissipation material 5 spreads to the position where the substrate 31 is pressed by the pressed member 3, the direction in which the substrate 31 moves away from the housing 2 during locking (here Then, it can alleviate upward warping.
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Abstract
筐体と、当該筐体に対向する面に基板を有し且つ当該筐体の上に設けられた被押圧部材と、一端部が当該被押圧部材に連結しており且つ当該被押圧部材から離れる方向に延在している複数の弾性体と、当該被押圧部材が設けられている位置とは異なる位置において前記弾性体を当該筐体に係止している係止部材と、当該基板の裏面と当該筐体との間に設けられている放熱材と、を有する。
Description
本発明は、電源装置及び電子モジュール固定方法に関する。
従来、車などに搭載される電子モジュールは、振動を受けてもその位置がずれないように筐体などに固定されているが、固定後に、電子モジュールに含まれる基板に過大な力がかからないようにすることが行われている。例えば、特許文献1(特開2017-34068)では、基板の上面とネジの頭部との間に弾性部材が設けられていることにより、基板に過大な力がかかることを防止し、特許文献2(特開2017-33997)では、プリント基板を棚部側に向かって押圧してプリント基板を棚部に押し付けて保持させる弾性部を備えることにより、基板に過大な力がかかることを防止している。
一方、基板及び基板を封止する封止部材を有する被押圧部材を筐体に固定する際には、筐体に放熱材(例えば、グリス)を塗布し、その上に被押圧部材を配置し基板の外縁部を筐体にねじ止めすることによって基板を筐体に固定することが考えられる。その際、放熱材は基板の裏面の中央に対応する筐体の位置に塗布されるが、放熱材はある程度の固さを有するので放熱材が周りに広がるのに時間がかかる。このため、係止(例えば、ねじ止め)の初期の段階では、基板が押される位置まで放熱材が到達しておらず、放熱材が基板の裏面の中央に偏って存在するため、基板の中央が筐体から離れる方向に反ってしまうという問題がある。
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、筐体に固定される基板が当該筐体から離れる方向に反るのを緩和することを可能とする電源装置及び電子モジュール固定方法を提供することを目的とする。
[概念1]
本発明の概念1による電源装置は、
筐体と、
前記筐体に対向する面に基板を有し且つ前記筐体の上に設けられた被押圧部材と、
一端部が前記被押圧部材に連結しており且つ前記被押圧部材から離れる方向に延在している複数の弾性体と、
前記被押圧部材が設けられている位置とは異なる位置において前記弾性体を前記筐体に係止している係止部材と、
前記基板の裏面と前記筐体との間に設けられている放熱材と、
を備える。
本発明の概念1による電源装置は、
筐体と、
前記筐体に対向する面に基板を有し且つ前記筐体の上に設けられた被押圧部材と、
一端部が前記被押圧部材に連結しており且つ前記被押圧部材から離れる方向に延在している複数の弾性体と、
前記被押圧部材が設けられている位置とは異なる位置において前記弾性体を前記筐体に係止している係止部材と、
前記基板の裏面と前記筐体との間に設けられている放熱材と、
を備える。
[概念2]
本発明の概念1による電源装置において、
前記基板は、裏面に金属製の放熱板を有する。
本発明の概念1による電源装置において、
前記基板は、裏面に金属製の放熱板を有する。
[概念3]
本発明の概念1又は2による電源装置において、
前記被押圧部材は、前記複数の弾性体の一端部が連結され且つ前記基板を封止する封止部材を有しており、当該封止部材は前記基板の表面の外縁部に当接する周回状の端部を有しており、
前記封止部材の周回状の端部が前記基板の表面の外縁部に押し付けられることにより、前記基板が前記筐体に押し付けられている。
本発明の概念1又は2による電源装置において、
前記被押圧部材は、前記複数の弾性体の一端部が連結され且つ前記基板を封止する封止部材を有しており、当該封止部材は前記基板の表面の外縁部に当接する周回状の端部を有しており、
前記封止部材の周回状の端部が前記基板の表面の外縁部に押し付けられることにより、前記基板が前記筐体に押し付けられている。
[概念4]
本発明の概念3による電源装置において、
当該封止部材の周回状の端部が位置する水平位置まで前記放熱材が到達する前の期間において、前記基板に対して許容値以下の押し付け力がかかるように前記弾性体の弾性係数または前記放熱材の硬さを表すちょう度が設定されている。
本発明の概念3による電源装置において、
当該封止部材の周回状の端部が位置する水平位置まで前記放熱材が到達する前の期間において、前記基板に対して許容値以下の押し付け力がかかるように前記弾性体の弾性係数または前記放熱材の硬さを表すちょう度が設定されている。
[概念5]
本発明の概念1乃至4のいずれか1つによる電源装置において、
前記弾性体には、貫通孔が設けられており、
前記係止部材は、前記貫通孔に挿通された状態で前記弾性体を前記筐体に係止しており、
前記弾性体は、前記貫通孔の周りに間隔を空けてU字状の切り欠きが設けられており、
前記弾性体における前記U字状の切り欠きの底辺部側の端部が前記被押圧部材に連結されている。
本発明の概念1乃至4のいずれか1つによる電源装置において、
前記弾性体には、貫通孔が設けられており、
前記係止部材は、前記貫通孔に挿通された状態で前記弾性体を前記筐体に係止しており、
前記弾性体は、前記貫通孔の周りに間隔を空けてU字状の切り欠きが設けられており、
前記弾性体における前記U字状の切り欠きの底辺部側の端部が前記被押圧部材に連結されている。
[概念6]
本発明の概念1乃至5のいずれか1つによる電源装置において、
前記係止部材はねじである。
本発明の概念1乃至5のいずれか1つによる電源装置において、
前記係止部材はねじである。
[概念7]
本発明の概念1乃至6のいずれか1つによる電源装置において、
前記弾性体は板状である。
本発明の概念1乃至6のいずれか1つによる電源装置において、
前記弾性体は板状である。
[概念8]
本発明の概念8による電子モジュール固定方法は、
一面に基板を有し且つ筐体の上に設けられた被押圧部材と、一端部が前記被押圧部材に連結しており且つ前記被押圧部材から離れる方向に延在している複数の弾性体と、を備える電子モジュールを固定する電子モジュール固定方法であって、
放熱材が前記基板の裏面の中央を含む位置に配置されるように当該放熱材を塗布する工程と、
前記被押圧部材が設けられている位置とは異なる位置において前記複数の弾性体を前記筐体に係止部材によって係止する工程と、
を有する。
本発明の概念8による電子モジュール固定方法は、
一面に基板を有し且つ筐体の上に設けられた被押圧部材と、一端部が前記被押圧部材に連結しており且つ前記被押圧部材から離れる方向に延在している複数の弾性体と、を備える電子モジュールを固定する電子モジュール固定方法であって、
放熱材が前記基板の裏面の中央を含む位置に配置されるように当該放熱材を塗布する工程と、
前記被押圧部材が設けられている位置とは異なる位置において前記複数の弾性体を前記筐体に係止部材によって係止する工程と、
を有する。
したがって、本発明に係る電源装置は、弾性体が筐体に係止される途中の段階において、係止部材による係止力を弾性体が緩和し、当該緩和した係止力に基づく押し付け力によって被押圧部材が押され、これに伴い被押圧部材に含まれる基板が押されるので、基板にかかる応力を緩和することができる。これにより、弾性体が筐体に係止される途中の段階において、基板は筐体に向かって少しずつ押される。このため、基板が被押圧部材によって押されている位置まで放熱材が広がるまで基板にかかる力を抑えることができるので、係止中に基板が上向きに反るのを緩和することができる。
以下、本発明に係る本発明の一態様である実施形態について図面に基づいて説明する。
<電源装置の構成>
図2に示すように、本発明の一態様である実施形態に係る電源装置1は、筐体2と、筐体に固定されている電子モジュール6とを備える。ここで筐体2は例えばヒートシンクである。
図2に示すように、本発明の一態様である実施形態に係る電源装置1は、筐体2と、筐体に固定されている電子モジュール6とを備える。ここで筐体2は例えばヒートシンクである。
ここで、電子モジュール6は、一面に基板を有し且つ筐体の上に設けられた被押圧部材3を有する。この被押圧部材3は、筐体2に対向する面に基板31を有する。
更に電子モジュール6は、弾性体D1、D2を有し、当該弾性体D1、D2は、一端部が被押圧部材3の封止部材32に連結しており且つ被押圧部材3の封止部材32から離れる方向に延在している。本実施形態では弾性体D1、D2は板状であり、一例として板ばねである。なお、本実施形態では弾性体の数を二つとして説明するが、これに限らず、三つ以上あってもよく、複数であればよい。
更に電源装置1は、図1及び図2に示すように、被押圧部材3が設けられている位置とは異なる位置において弾性体D1、D2を筐体に係止している係止部材S1、S2を備える。本実施形態に係る係止部材S1、S2は一例としてねじであり、ねじの締結力によって弾性体D1、D2を筐体2に押し付けることによって、被押圧部材3が筐体2に押し付けられた状態で固定される。これにより、基板31が筐体2に固定される。
更に電源装置1は、基板31の裏面と筐体2との間に設けられている放熱材5を備える。この放熱材5は、例えばグリスまたは放熱シートなどである。本実施形態では一例として放熱材5はグリスであるものとして以下、説明する。
また、図1に示すように、基板31は、裏面に金属製の放熱板311を有する。この構成により、基板31の裏面を構成する層が金属製の放熱板311であるので、放熱板311から放熱材5を介して筐体2に、基板31で発生した熱を効率的に逃がすことができる。
図2に示すように、電子モジュール6の電極E1は、変圧器4の端子T1と中継子R1を介して連結している。ここで電極E1、中継子R1及び端子T1は導電性を有する。これにより、基板31の電極E1は、中継子R1及び端子T1を介して変圧器4に電気的に接続している。また中継子R1は弾性を有する。このように中継子R1が弾性を有することにより、中継子R1を電極E1及び端子T1に連結する前の製造工程において、端子T1と電極E1の位置が本来あるべき位置から基板31に対して水平または垂直にずれたとしても、端子T1と電極E1に挟まった中継子が、弾性力によって戻る力で端子T1と電極E1の両方を押すので、中継子R1が端子T1と電極E1に連結することができる。
また電子モジュール6の電極E2は、変圧器4の端子T2と中継子R2を介して連結している。ここで電極E2、中継子R2及び端子T2は導電性を有する。これにより、基板31の電極E2は、中継子R2及び端子T2を介して変圧器4に電気的に接続している。また中継子R2は弾性を有する。このように中継子R2が弾性を有することにより、中継子R2を電極E2及び端子T2に連結する前の製造工程において、端子T2と電極E2の位置が本来あるべき位置から基板31に対して水平または垂直にずれたとしても、端子T2と電極E2に挟まった中継子が、弾性力によって戻る力で端子T2と電極E2の両方を押すので、中継子R2が端子T2と電極E2に連結することができる。
中継子R1、R2同士、電極E1、E2同士、端子T1、T2同士は同様の構成を有するので、以下代表して中継子R1、電極E1、端子T1の構成について説明する。
図3に示すように、基板31に設けられた電極E1は、端部の側方に設けられた肩部E11、E12と、端部の中央に設けられた中央部E13と、を有する。
図4に示すように、中継子R1は、縦断面視において、電極E1と端子T1との間でU字状に湾曲している。ここでは一例として、中継子R1は、縦断面視において、基板31に近づく方向に凸になるようにU字状に湾曲している。縦断面視とは、基板31に対して垂直な面で断ち切った切り口である。
この構成により、中継子R1を電極E1及び端子T1に連結する前の製造工程において、電極E1または端子T1の位置が本来あるべき位置から基板31に対して水平または垂直にずれたとしても、中継子R1がU字状に湾曲していることにより、弾性力によって中継子R1の一端部が電極E1に押し付けられ中継子R1の他端部が端子T1に押し付けられて中継子R1が電極E1及び端子T1の間に挟まった状態で固定される。このようにして、電極E1および端子T1の高さ方向のずれ及び水平方向のずれを吸収することができる。
更に図4に示すように、中継子R1は、縦断面視において、一端部が電極E1の端部を挟むようにU字状に湾曲し、且つ他端部が端子T1の端部を挟むようにU字状に湾曲している。ここでは一例として、中継子R1の一端部及び他端部は、基板31から遠ざかる方向に凸になるようにU字状に湾曲している。
この構成により、中継子R1を電極E1及び端子T1に連結する前の製造工程において、電極E1または端子T1の位置が本来あるべき位置から基板31に対して水平または垂直にずれたとしても、中継子R1の一端部が電極E1を挟むことにより電極E1に固定され、中継子R1の他端部が端子T1を挟むことにより端子T1に固定することができる。このようにして、電極E1および端子T1の高さ方向のずれ及び水平方向のずれを吸収することができる。
より詳細には、図3に示すように、基板31に設けられた電極E1は、端部の側方に設けられた肩部E11、E12と、端部の中央に設けられた中央部E13と、を有する。一方、中継子R1の一端部は、複数(ここでは一例として三つ)に分岐しており、当該複数(ここでは一例として三つ)の分岐のうち第1の分岐部R11の外面が電極E1の端部の中央部E13と溶接により固定されている。ここで第1の分岐部R11は、一例として三つある分岐のうち中央に位置する分岐である。そして図3に示すように、複数(ここでは一例として三つ)の分岐のうち第2の分岐部R12、R13がそれぞれ対応する電極E1の肩部E11、E12を挟むようにU字状に湾曲している。
この構成により、中継子R1を電極E1及び端子T1に連結する前の製造工程において、電極E1または端子T1の位置が本来あるべき位置から基板31に対して水平または垂直にずれたとしても、中継子R1の第2の分岐部R12、R13が電極E1の肩部E11、E12を挟むことにより中継子R1が電極E1に固定される。このようにして、電極E1の高さ方向及び水平方向のずれを吸収することができる。更に中継子R1の第2の分岐部R12、R13が電極E1の肩部E11、E12を挟んでいるので、中継子R1の電極E1への固定を強化することができる。
一方、図3に示すように、変圧器4に設けられた端子T1は、端部の側方に設けられた肩部T11、T12と、端部の中央に設けられた中央部T13と、を有する。図3に示すように、中継子R1の他端部は、複数(ここでは一例として三つ)に分岐しており、当該複数(ここでは一例として三つ)の分岐のうち第1の分岐部R14の外面が端子T1の端部の中央部T13と溶接により固定されており、当該複数の分岐のうち第2の分岐部R15、R16がそれぞれ対応する端子T1の肩部T11、T12を挟むようにU字状に湾曲している。
この構成により、中継子R1を電極E1及び端子T1に連結する前の製造工程において、電極E1または端子T1の位置が本来あるべき位置から基板31に対して水平または垂直にずれたとしても、中継子R1の第2の分岐部R15、R16が端子T1の肩部T11、T12を挟むことにより中継子R1が端子T1に固定される。このようにして、端子T1の高さ方向及び水平方向のずれを吸収することができる。更に中継子R1の第2の分岐部R15、R16が電極E1の肩部T11、T12を挟んでいるので、中継子R1の端子T1への固定を強化することができる。
中継子R1の剛性は例えば、電極E1の剛性より低い。この構成により、製造工程または製造後の振動等によって電極E1の基板31に対して水平方向に位置がずれたとしても、中継子R1がたわむことにより、衝撃を吸収することができるので、電極E1が転倒するのを抑制することができる。なお、以下の各実施形態において、各中継子の剛性は一例として、当該中継子が連結される電極の剛性より低いものとして説明する。
更に被押圧部材3は、弾性体D1、D2の一端部が連結され且つ基板31を封止する封止部材32を有する。この封止部材32は基板31の表面の外縁部に当接する周回状の端部を有する。この封止部材32の周回状の端部が基板31の表面の外縁部に押し付けられることにより、基板31が筐体2に押し付けられている。
この構成により、弾性体D1、D2と基板31との間に封止部材32が挟まれており、封止部材32の周回上の端部が基板に当接して封止部材32の周回上の端部全体で基板を押すので、基板31が封止部材32から受ける力を均一化することができ、基板31が筐体へ及ぼす面圧を均一化することができる。これにより、基板31に局所的に大きな応力がかかることを防ぐことができる。
すなわち、弾性体D1、D2が筐体2に係止される途中の段階において、係止部材S1、S2による係止力を弾性体D1、D2が緩和し、当該緩和した係止力に基づく押し付け力によって封止部材32が押され、これに伴い基板31が封止部材32によって押されるので、基板31にかかる応力を緩和することができる。これにより、弾性体D1、D2が筐体2に係止される途中の段階において、基板31は筐体2に向かって少しずつ押される。このため、放熱材5が基板31の裏面の端まで広がるまで基板31にかかる力を抑えることができるので、係止中に基板31が上向きに反るのを緩和することができる。
以下、弾性体D1及びD2は同様の構成を有するので、代表して弾性体D1について説明する。
図5に示すように、弾性体D1には、貫通孔H1が設けられている。図2に示すように係止部材S1は、この貫通孔H1に挿通された状態で弾性体D1を筐体2に係止している。弾性体D1は、貫通孔H1の周りに間隔を空けてU字状の切り欠きM1が設けられている。なお同様に、弾性体D2にも、貫通孔(図示せず)の周りに間隔を空けてU字状の切り欠きM2が設けられている。このU字状の切り欠きM1のうち、U字の底辺部分を底辺部B1といい、U字の上辺部分を上辺部U11、U12という。弾性体D1におけるU字状の切り欠きM1の底辺部B1側の端部が被押圧部材3に連結されている。これにより、このU字状の切り欠きM1の底辺部B1が、当該切り欠きの上辺部U11、U12よりも被押圧部材側に位置するようにすることができる。
この構成により、係止部材S1(ここでは一例としてねじ)によって弾性体D1が押された力が、一度、当該切り欠きの上辺部U11、U12側の端部を介して、切り欠きM1の底辺部B1側の端部に伝わる。これにより、弾性体D1の大きさを抑えつつ、弾性体D1において力が伝わる経路を長くすることができるので、この長くなった経路分、力を吸収してやわらげるので、被押圧部材3を下向きに押さえる力を緩和することができる。これにより、基板31の端部が下向きに押される力を緩和することができるので、基板31に局所的に大きな応力がかかることを抑制することができる。
<電子モジュールの固定方法>
続いて本実施形態に係る電子モジュール6の固定方法について説明する。まず、電子モジュール6の固定を行う作業者は、放熱材5が基板31の裏面の中央を含む位置に配置されるように当該放熱材5を塗布する。これにより、図6に示すように係止部材S1、S2で固定される前は、放熱材5の一例であるグリスは基板31の裏面の中央に対応する筐体2の位置に塗布されて配置される。図6に示すように係止部材S1、S2で固定される前は、弾性体D1、D2は、筐体2の基板31と対向する面に対して平行である。
続いて本実施形態に係る電子モジュール6の固定方法について説明する。まず、電子モジュール6の固定を行う作業者は、放熱材5が基板31の裏面の中央を含む位置に配置されるように当該放熱材5を塗布する。これにより、図6に示すように係止部材S1、S2で固定される前は、放熱材5の一例であるグリスは基板31の裏面の中央に対応する筐体2の位置に塗布されて配置される。図6に示すように係止部材S1、S2で固定される前は、弾性体D1、D2は、筐体2の基板31と対向する面に対して平行である。
次に当該作業者は、被押圧部材3が設けられている位置とは異なる位置において弾性体D1、D2を筐体2に係止部材S1、S2によって係止する。これにより、例えば図7に示すように、係止部材S1、S2の一例であるねじが回転しながら筐体2に近づく方向に進展するとともに、このねじによる締結力によって弾性体D1、D2が筐体2に近づく方向に押し込まれる。これにより、弾性体D1、D2の被押圧部材3と連結している端部と比べて、弾性体D1、D2の被押圧部材3と連結している端部とは反対の端部の位置が筐体2に近づき、弾性体D1、D2は、筐体2の基板31と対向する面に対して傾斜する。
この係止部材S1、S2によって係止する工程中に、基板31が筐体2に方向に押されることにより、放熱材5が徐々に周りに延びていく。本実施形態では、当該封止部材32の周回状の端部が位置する水平位置(例えば図7のx1またはx2)まで放熱材5が到達する前の期間において、基板31に対して許容値以下の押し付け力がかかるように弾性体D1、D2の弾性係数または放熱材5の硬さを表すちょう度が設定されている。この許容値は予め設定されている。
この構成により、基板31の裏面の中央に対応する筐体2の位置に限局して放熱材5が存在するときに、基板31に対して許容値を超える押し付け力がかからないので、基板31が筐体2から離れる方向(ここでは上向き)に反るのを低減することができる。
以上のように、本発明の一態様に係る電源装置1は、筐体2と、筐体2に対向する面に基板31を有し且つ筐体2の上に設けられた被押圧部材3とを備える。更に電源装置1は、一端部が被押圧部材3に連結しており且つ被押圧部材3から離れる方向に延在している弾性体D1,D2を備える。更に電源装置1は、被押圧部材3が設けられている位置とは異なる位置において弾性体を前記筐体に係止している係止部材S1、S2と、基板31の裏面と筐体2との間に設けられている放熱材5とを備える。
この構成により、弾性体D1、D2が筐体2に係止される途中の段階において、係止部材S1、S2による係止力を弾性体D1、D2が緩和し、当該緩和した係止力に基づく押し付け力によって被押圧部材3が押され、これに伴い被押圧部材3に含まれる基板31が押されるので、基板31にかかる応力を緩和することができる。これにより、弾性体D1、D2が筐体2に係止される途中の段階において、基板31は筐体2に向かって少しずつ押される。このため、基板31が被押圧部材3によって押されている位置まで放熱材5が広がるまで基板31にかかる力を抑えることができるので、係止中に基板31が筐体2から離れる方向(ここでは上向き)に反るのを緩和することができる。
なお、上述した各実施形態の記載及び図面の開示は、請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した各実施の形態の記載又は図面の開示によって請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。また、出願当初の請求項の記載はあくまでも一例であり、明細書、図面等の記載に基づき、請求項の記載を適宜変更することもできる。
1 電源装置
2 筐体
3 被押圧部材
31 基板
311 放熱板
32 封止部材
5 放熱材
6 電子モジュール
B1 底辺部
D1、D2 弾性体
E1、E2 電極
E11、E12 肩部
H1 貫通孔
M1、M2 切り欠き
R1、R2 中継子
R14 第1の分岐部
R15、R16 第2の分岐部
S1 係止部材
T1、T2 端子
T11、T12 肩部
U11、U12 上辺部
2 筐体
3 被押圧部材
31 基板
311 放熱板
32 封止部材
5 放熱材
6 電子モジュール
B1 底辺部
D1、D2 弾性体
E1、E2 電極
E11、E12 肩部
H1 貫通孔
M1、M2 切り欠き
R1、R2 中継子
R14 第1の分岐部
R15、R16 第2の分岐部
S1 係止部材
T1、T2 端子
T11、T12 肩部
U11、U12 上辺部
Claims (8)
- 筐体と、
前記筐体に対向する面に基板を有し且つ前記筐体の上に設けられた被押圧部材と、
一端部が前記被押圧部材に連結しており且つ前記被押圧部材から離れる方向に延在している複数の弾性体と、
前記被押圧部材が設けられている位置とは異なる位置において前記弾性体を前記筐体に係止している係止部材と、
前記基板の裏面と前記筐体との間に設けられている放熱材と、
を備える電源装置。 - 前記基板は、裏面に金属製の放熱板を有する請求項1に記載の電源装置。
- 前記被押圧部材は、前記複数の弾性体の一端部が連結され且つ前記基板を封止する封止部材を有しており、当該封止部材は前記基板の表面の外縁部に当接する周回状の端部を有しており、
前記封止部材の周回状の端部が前記基板の表面の外縁部に押し付けられることにより、前記基板が前記筐体に押し付けられている
請求項1または2に記載の電源装置。 - 当該封止部材の周回状の端部が位置する水平位置まで前記放熱材が到達する前の期間において、前記基板に対して許容値以下の押し付け力がかかるように前記弾性体の弾性係数または前記放熱材の硬さを表すちょう度が設定されている請求項3に記載の電源装置。
- 前記弾性体には、貫通孔が設けられており、
前記係止部材は、前記貫通孔に挿通された状態で前記弾性体を前記筐体に係止しており、
前記弾性体は、前記貫通孔の周りに間隔を空けてU字状の切り欠きが設けられており、
前記弾性体における前記U字状の切り欠きの底辺部側の端部が前記被押圧部材に連結されている請求項1から4のいずれか一項に記載の電源装置。 - 前記係止部材はねじである請求項1から5のいずれか一項に記載の電源装置。
- 前記弾性体は板状である
請求項1から6のいずれか一項に記載の電源装置。 - 一面に基板を有し且つ筐体の上に設けられた被押圧部材と、一端部が前記被押圧部材に連結しており且つ前記被押圧部材から離れる方向に延在している複数の弾性体と、を備える電子モジュールを固定する電子モジュール固定方法であって、
放熱材が前記基板の裏面の中央を含む位置に配置されるように当該放熱材を塗布する工程と、
前記被押圧部材が設けられている位置とは異なる位置において前記複数の弾性体を前記筐体に係止部材によって係止する工程と、
を有する電子モジュール固定方法。
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PCT/JP2018/009635 WO2019175949A1 (ja) | 2018-03-13 | 2018-03-13 | 電源装置及び電子モジュール固定方法 |
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Family Applications (1)
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PCT/JP2018/009635 WO2019175949A1 (ja) | 2018-03-13 | 2018-03-13 | 電源装置及び電子モジュール固定方法 |
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WO (1) | WO2019175949A1 (ja) |
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---|---|---|---|---|
JP2015170825A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 放熱板付パワーモジュール用基板の製造方法 |
JP2016063145A (ja) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 三菱マテリアル株式会社 | 放熱板付パワーモジュール用基板の製造装置及び製造方法 |
JP2017228630A (ja) * | 2016-06-22 | 2017-12-28 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
-
2018
- 2018-03-13 WO PCT/JP2018/009635 patent/WO2019175949A1/ja active Application Filing
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