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技術 照明用電源装置の製造方法及び照明用電源装置

出願人 岩崎電気株式会社
発明者 古俣亘央二山口竜介山口良明鈴木信一山下将武
出願日 2015年3月31日 (4年4ヶ月経過) 出願番号 2015-070525
公開日 2016年11月10日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 2016-192270
状態 特許登録済
技術分野 照明装置の素子の配置,冷却,密封,その他 電気装置のための箱体 印刷回路の非金属質の保護被覆
主要キーワード 充填作業効率 開口タイプ 充填スペース 被覆リード線 充填範囲 コスト差 張出し部分 多角筒
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

端面が開口した筒状ケース内に基板が収容されるとともに充填材充填される照明用電源装置の製造方法において、充填材構成を適正化して高い生産性を実現する。

解決手段

照明用電源装置(1)の製造方法は、基板(21)並びに基板上に実装された回路部品(22)、入力配線(23)及び出力配線(24)を備えた基板ユニット(2)を、開口端面(30)を有する筒状のケース(3)に、基板を開口端面に垂直にかつ入力配線及び出力配線を開口端面から引き出した状態で収容する収容工程(S10)と、ケースに開口端面から第1の樹脂充填材(4)を充填する第1の充填工程(S20)と、第1の樹脂充填材を乾燥させる第1の乾燥工程(S25)と、乾燥した第1の樹脂充填材と開口端面の間に、開口端面から第1の樹脂充填材とは異なる特性の第2の樹脂充填材(5)を充填する第2の充填工程(S30)と、第2の樹脂充填材を乾燥させる第2の乾燥工程(S35)を備える。

概要

背景

特許文献1は、電気回路形成部品を開示する。電気回路形成部品は、電気素子が形成された電気回路基板と、電気回路基板の電気回路形成面上を被覆するシリコン樹脂等の弾性体と、弾性体及び電気回路基板を収容するとともに開口部を有するケースと、ケース内に個別に充填された樹脂充填材及び粒状絶縁物充填材とを備える。そして、ケースの開口部側に樹脂充填材の被覆層が形成され、樹脂充填材は低粘度含浸樹脂からなる。同文献には、上記構成によると、充填材の増量による粘度増加に起因して製造時の作業性が低下するという問題が対処されることが開示される。

特許文献2は、電子機器を開示する。電子機器は、電子部品実装されたプリント配線基板と、電子部品及びプリント配線基板を内部に収納するケースと、電子部品及びプリント配線基板を覆うとともにケース内に充填された樹脂材と、樹脂材と異なる材料からなり、少なくとも電子部品のリード囲う形状に形成され、樹脂材中の少なくとも電子部品近傍に配置された絶縁物とを備える。そして、樹脂材の熱膨張係数は電子部品のリードの熱膨張係数よりも大きく、絶縁物の熱膨張係数は電子部品のリードの熱膨張係数よりも小さい。同文献によると、電子部品のリードの熱膨張係数と絶縁物を含む樹脂材の熱膨張係数を近づけることにより、樹脂材の熱膨張による電子部品のリードの断線又は電子部品の破損が抑制されることが開示される。

概要

端面が開口した筒状ケース内に基板が収容されるとともに充填材が充填される照明用電源装置の製造方法において、充填材構成を適正化して高い生産性を実現する。照明用電源装置(1)の製造方法は、基板(21)並びに基板上に実装された回路部品(22)、入力配線(23)及び出力配線(24)を備えた基板ユニット(2)を、開口端面(30)を有する筒状のケース(3)に、基板を開口端面に垂直にかつ入力配線及び出力配線を開口端面から引き出した状態で収容する収容工程(S10)と、ケースに開口端面から第1の樹脂充填材(4)を充填する第1の充填工程(S20)と、第1の樹脂充填材を乾燥させる第1の乾燥工程(S25)と、乾燥した第1の樹脂充填材と開口端面の間に、開口端面から第1の樹脂充填材とは異なる特性の第2の樹脂充填材(5)を充填する第2の充填工程(S30)と、第2の樹脂充填材を乾燥させる第2の乾燥工程(S35)を備える。

目的

本発明は、端面が開口した筒状ケース内に基板が収容されるとともに充填材が充填される照明用電源装置の製造方法において、充填材構成を適正化して高い生産性を実現することを課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

照明用電源装置の製造方法であって、基板並びに該基板上に実装された回路部品入力配線及び出力配線を備えた基板ユニットを、開口端面を有する筒状のケースに、前記基板を前記開口端面に垂直にかつ前記入配線及び前記出力配線を前記開口端面から引き出した状態で収容する収容工程と、前記ケースに前記開口端面から第1の樹脂充填材充填する第1の充填工程と、前記第1の樹脂充填材を乾燥させる第1の乾燥工程と、乾燥した前記第1の樹脂充填材と前記開口端面の間に、前記開口端面から前記第1の樹脂充填材とは異なる特性の第2の樹脂充填材を充填する第2の充填工程と、前記第2の樹脂充填材を乾燥させる第2の乾燥工程とを備える製造方法。

請求項2

請求項1に記載の製造方法において、前記第1の樹脂充填材の乾燥前の粘度が前記第2の樹脂充填材の乾燥前の粘度よりも低い、製造方法。

請求項3

請求項1又は2に記載の製造方法において、前記第1の樹脂充填材の線膨張係数が前記第2の樹脂充填材の線膨張係数よりも低い、製造方法。

請求項4

請求項1から3のいずれか一項に記載の製造方法であって、前記第1の充填工程において、前記基板の全体又は前記回路部品の全体が前記第1の樹脂充填材に埋設される、製造方法。

請求項5

請求項1から4のいずれか一項に記載の製造方法において、前記第1の樹脂充填材が常温において乾燥可能な充填材からなり、前記第1の乾燥工程が常温において行われる、製造方法。

請求項6

請求項1から5のいずれか一項に記載の製造方法において、前記照明用電源装置がLED用電源であり、前記出力配線が相互に識別可能高電位側配線及び低電位側配線からなる、製造方法。

請求項7

照明用電源装置であって、基板並びに該基板上に実装された回路部品、入力配線及び出力配線を備えた基板ユニットと、開口端面及び該開口端面に対向する終端面を有し、前記基板が前記開口端面に略垂直に保持されかつ前記入力配線及び前記出力配線が前記開口端面から引き出された状態で前記基板ユニットを収容する筒状のケースと、前記ケース内において前記終端面側に充填された第1の樹脂充填材と、前記ケース内において前記開口端面側に充填され、前記第1の樹脂充填材とは異なる特性の第2の樹脂充填材とを備えた照明用電源装置。

請求項8

請求項7に記載にお照明用電源装置において、前記第1の樹脂充填材の熱伝導率が前記第2の樹脂充填材の熱伝導率よりも高い、照明用電源装置。

請求項9

請求項7又は8に記載にお照明用電源装置において、前記第1の樹脂充填材の線膨張係数が前記第2の樹脂充填材の線膨張係数よりも低い、照明用電源装置。

請求項10

請求項7から9のいずれか一項に記載の照明用電源装置において、前記基板の全体又は前記回路部品の全体が前記第1の樹脂充填材に埋設された照明用電源装置。

請求項11

請求項7から10のいずれか一項に記載の照明用電源装置からなり、前記回路部品が直流電源回路を構成し、前記出力配線が相互に識別可能な高電位側配線及び低電位側配線からなる、LED用電源。

技術分野

0001

本発明は、照明用電源装置の製造方法及び照明用電源装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1は、電気回路形成部品を開示する。電気回路形成部品は、電気素子が形成された電気回路基板と、電気回路基板の電気回路形成面上を被覆するシリコン樹脂等の弾性体と、弾性体及び電気回路基板を収容するとともに開口部を有するケースと、ケース内に個別に充填された樹脂充填材及び粒状絶縁物充填材とを備える。そして、ケースの開口部側に樹脂充填材の被覆層が形成され、樹脂充填材は低粘度含浸樹脂からなる。同文献には、上記構成によると、充填材の増量による粘度増加に起因して製造時の作業性が低下するという問題が対処されることが開示される。

0003

特許文献2は、電子機器を開示する。電子機器は、電子部品実装されたプリント配線基板と、電子部品及びプリント配線基板を内部に収納するケースと、電子部品及びプリント配線基板を覆うとともにケース内に充填された樹脂材と、樹脂材と異なる材料からなり、少なくとも電子部品のリード囲う形状に形成され、樹脂材中の少なくとも電子部品近傍に配置された絶縁物とを備える。そして、樹脂材の熱膨張係数は電子部品のリードの熱膨張係数よりも大きく、絶縁物の熱膨張係数は電子部品のリードの熱膨張係数よりも小さい。同文献によると、電子部品のリードの熱膨張係数と絶縁物を含む樹脂材の熱膨張係数を近づけることにより、樹脂材の熱膨張による電子部品のリードの断線又は電子部品の破損が抑制されることが開示される。

先行技術

0004

特公昭54−35666号公報
特許第3714126号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、照明用電源装置の分野では、特許文献1及び2に開示されるような上面開口タイプケース底面回路基板が配置される構成の場合、通常は防爆構造等のためのカバーが設けられる。このような二部材によるケース構成を低コスト化するために、端面の一方が開口端となる筒状タイプのケースが採用される場合がある。図4に、一般的な筒状タイプの照明用電源装置101を示す。図4に示すように、端面の一方が開口端面130となる筒状タイプのケース103の底面132に、回路部品(122等、その他不図示)が実装された基板121が配置され、ケース103内には充填材(不図示)が充填される。また、基板121上に実装された回路部品の上方に、充填材及びケース上面131からなる比較的小さい熱抵抗放熱経路が確保されることから、このような筒状タイプの構成は回路部品の温度上昇対策としても有効である。しかし、このような筒状ケース内に充填材を充填する構成においては、その生産性を向上するために、以下の問題が考慮される必要がある。

0006

第1に、充填材の流動性(粘度)が問題となる。この流動性の高低に応じて充填材の充填時における作業性と、充填材の乾燥後の外観とのトレードオフがもたらされる。上面開口タイプの場合と異なり、先端の開口端面130から充填される充填材は、回路基板121上の各回路部品進路を阻まれながら回路部品間を通過してケース奥側の終端に到達する。したがって、充填材の粘度が高いと充填作業時間が大幅に長くなってしまう。また、充填材は回路部品の放熱を目的とするものでもあるため、各回路部品の部品面のうちのケース終端面135側にも充填材を密着させる必要がある。一方で、充填材の粘度が低いと、乾燥工程において温度分布及びそれに伴う固着速度(硬化速度)の分布が生じ、この分布に起因して乾燥後の充填材表面に傾斜が発生する場合がある。このような表面の傾斜があると、外観不良を理由とする歩留りの低下がもたらされてしまう。このように、充填材の粘度の適正化が課題となる。

0007

第2に、充填材の硬度が問題となる。具体的には、開口端面130における入力配線123及び出力配線124(被覆リード線)の固定強度が問題となる。一般に、照明用電源装置においては、商用電源等の入力電源への配線方向と、光源への配線方向とが電源装置を挟んで逆側になることが多い。また、照明器具内の限られたスペースに電源装置を配置しなければならないことも多い。そのため、開口端面130から同一方向に引き出された入出力配線123及び124の一部又は全部が、充填材の表面(開口端面130)に略垂直な方向に引っ張られ、この応力によって配線と充填材との間に隙間が発生してしまうおそれがある。このような隙間があるとケース103内部の密閉性が低下し、回路部品への水分の混入が発生する等して電源装置の信頼性が低下してしまう。一方で、硬度が高すぎると、乾燥後の充填材の割れ欠けクラック等が問題となる。このように、充填材の硬度の適正化が課題となる。

0008

第3に、充填材の熱膨張係数(線膨張係数)が問題となる。具体的には、充填材の硬化のための乾燥工程が高温で行われる場合、充填材の熱膨張によってケース103が変形し得るという問題がある。上面開口タイプの場合と異なり、筒状タイプのケース103内に充填された充填材が熱膨張すると、その応力の直接の逃げ方向が開口端面130の方向にしか確保されない。そのため、応力は主にケースの上面131及び底面132にかかり、金属からなるケース103は、この応力によって拡張変形してしまう。このようなケースの変形があると、外観不良を理由とする歩留りの低下がもたらされてしまう。この問題は、照明用電源装置の使用中における回路部品の温度上昇によっても生ずる可能性がある。一方で、充填材の熱膨張係数は(他の特性についても言えることであるが)、他の要素と密接に関連するため、熱膨張係数を他の要素から独立して所望の値に設定することが難しい。

0009

その他、充填材の放熱性熱伝導率)、乾燥特性乾燥条件)、耐候性等の適正化も課題となる。このように、筒状ケースが採用される照明用電源装置においては、これらの特性を考慮して充填材構成が適正化されない場合には、作業効率の低下、充填材表面又はケースの外観不良、密閉性の低下等といった問題が引き起こされ、生産性及び信頼性が低下してしまう。

0010

そこで、本発明は、端面が開口した筒状ケース内に基板が収容されるとともに充填材が充填される照明用電源装置の製造方法において、充填材構成を適正化して高い生産性を実現することを課題とする。また、そのような製造方法に関連した高い信頼性の照明用電源装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0011

本発明の照明用電源装置の製造方法は、基板並びに基板上に実装された回路部品、入力配線及び出力配線を備えた基板ユニットを、開口端面を有する筒状のケースに、基板を開口端面に垂直にかつ入力配線及び出力配線を開口端面から引き出した状態で収容する収容工程と、ケースに開口端面から第1の樹脂充填材を充填する第1の充填工程と、第1の樹脂充填材を乾燥させる第1の乾燥工程と、乾燥した第1の樹脂充填材と開口端面の間に、開口端面から第1の樹脂充填材とは異なる特性の第2の樹脂充填材を充填する第2の充填工程と、第2の樹脂充填材を乾燥させる第2の乾燥工程を備える。

0012

上記製造方法によると、筒状のケース内において、回路部品がケース面に囲まれるケース奥側の領域と、入出力配線が配置されて表面が外気に曝される開口端面側の領域とに異なる特性の充填材が充填される。このように、それぞれの充填領域に適した樹脂充填材の採用によって充填材構成が適正化され、照明用電源装置の製造における高い生産性が実現される。

0013

また、第1の樹脂充填材の乾燥前の粘度が第2の樹脂充填材の乾燥前の粘度よりも低いことが好ましい。このように、充填材の流動障害物となる回路部品側を低粘度の第1の樹脂充填材で覆い、仕上り表面の外観が重要な開口端面側を高粘度の第2の樹脂充填材で覆うことにより、各樹脂充填材の充填作業の効率が最適化されるとともに、仕上り表面の外観不良による歩留りの低下が防止される。

0014

また、第1の樹脂充填材の線膨張係数が第2の樹脂充填材の線膨張係数よりも低いことが好ましい。このように、第1の樹脂充填材に線膨張係数が低い充填材を採用することによって、第1の乾燥工程が高温で行われる場合に、第1の樹脂充填材の熱膨張によるケースの変形が防止される。また、第1の乾燥工程をより高温で行うことが可能となり、乾燥時間が短縮されて生産効率が向上する。

0015

また、第1の樹脂充填材が常温において乾燥可能な充填材からなり、第1の樹脂充填材を乾燥させる工程が常温において行われることが好ましい。これにより、第1の乾燥工程での第1の樹脂充填材の熱膨張に起因するケースの変形が防止され、ケースの外観不良を理由とする歩留りの低下が防止される。

0016

また、第1の充填工程において、基板の全体又は回路部品の全体が第1の樹脂充填材に埋設されることが好ましい。このように、充填材の流動の障害物となる回路部品全体を低粘度の第1の樹脂充填材が覆い、障害物のない残りの領域を高粘度の第2の樹脂充填材が覆うことにより、第1及び第2の充填工程における作業効率が最大化され、生産効率が向上する。

0017

本発明の照明用電源装置は、基板並びに基板上に実装された回路部品、入力配線及び出力配線を備えた基板ユニットと、開口端面及び開口端面に対向する終端面を有し、基板が開口端面に略垂直に保持されかつ入力配線及び出力配線が開口端面から引き出された状態で基板ユニットを収容する筒状のケースと、ケース内において終端面側に充填された第1の樹脂充填材と、ケース内において開口端面側に充填され、第1の樹脂充填材とは異なる特性の第2の樹脂充填材とを備える。

0018

上記の照明用電源装置によると、筒状のケース内において、回路部品がケース面に囲まれるケース奥側の領域と、入出力配線が配置されて表面が外気に曝される開口端面側の領域とに異なる特性の充填材が充填される。このように、それぞれの充填領域に適した樹脂充填材の採用によって充填材構成が適正化され、高い信頼性の照明用電源装置が実現される。

0019

ここで、第1の樹脂充填材の熱伝導率が第2の樹脂充填材の熱伝導率よりも高いことが好ましい。このように、放熱性を重視して選定される第1の樹脂充填材が、回路部品と、基板面を包囲するケース面との間に充填されることになり、回路部品の放熱が促進され、照明用電源装置の信頼性が向上する。

0020

ここで、第1の樹脂充填材の線膨張係数が第2の樹脂充填材の線膨張係数よりも低いことが好ましい。これにより、照明用電源装置の使用中において、回路部品の温度が上昇したとしても、第1の樹脂充填材の熱膨張によるケースの変形が防止される。

0021

また、基板の全体又は回路部品の全体が第1の樹脂充填材に埋設されていることが好ましい。これにより、第1の樹脂充填材による回路部品の放熱性が最大化され、照明用電源装置の信頼性が一層高まる。

0022

ここで、照明用電源装置はLED用電源である場合、回路部品が直流電源回路を構成し、出力配線が相互に識別可能高電位側配線及び低電位側配線からなる。このように、第1及び第2の樹脂充填材に接続部が埋設される直流配線の高電位側と低電位側とを識別可能な構成とすることにより、LED用電源に適した照明用電源装置及びその製造方法が実現される。

図面の簡単な説明

0023

本発明の実施形態によるLED用電源の概略図である。
実施形態によるLED用電源の製造方法のフローチャートである。
実施形態による製造方法を説明する図である。
実施形態による製造方法を説明する図である。
実施形態による製造方法を説明する図である。
一般的な筒状ケースの外観を説明する図である。
参照例によるLED用電源の概略図である。
参照例による製造方法を説明する図である。
参照例による製造方法を説明する図である。
参照例による製造方法を説明する図である。

実施例

0024

<実施形態>
図1に、本発明の実施形態によるLED用電源1の概略図を示す。図1の左図において、破線A−A´の左側は上面図であり、破線A−A´の右側は上面透過図である。図1の右図は左図の矢印Bの方向から見た側方透過図である。なお、以降の各図において、図面は模式図であり、寸法通りではない。また、説明の便宜上、LED用電源1(ケース3)の特定の面を上面、底面、側面等と表現するが、この表現は、LED用電源1の製造時又は使用時における配置方向を限定するものではない。LED用電源1は、基板ユニット2、ケース3、樹脂充填材4及び樹脂充填材5を備える。

0025

基板ユニット2は、基板21、複数の回路部品22、一対の入力配線23及び一対の出力配線24を備え、ケース3に収容される。図1において、回路部品22の各々は黒塗りで図示される。回路部品22、入力配線23及び出力配線24は、プリント配線基板である基板21に半田付け等によって実装される。説明の便宜上、基板21において、回路部品22のうちのディスクリート部品等が配置される側の面を部品面21pといい、反対側の面、すなわち回路部品22のうちの面実装部品が実装される面を半田面21sという。

0026

回路部品22は電子部品群であり、全体として、入力配線23からの入力電圧直流電流に変換するスイッチング電源回路等の直流電源回路を構成し、この直流電源回路の直流出力が出力配線24からLED(不図示)に供給される。入力配線23は被覆リード線であり、例えば、商用電源に接続される交流配線である。出力配線24も被覆リード線であり、LEDに接続される直流配線である。ここでは、一対の出力配線24の一方がLEDのアノード側に接続される高電位側配線であり、他方がLEDのカソード側に接続される低電位側配線であり、両者は相互に識別可能であるものとする。なお、入力配線23がバッテリ等の直流電源に接続される場合には、入力配線23においても、正極側に接続される高電位側配線と、負極側に接続される低電位側配線とが相互に識別可能であるものとする。また更に、LED用電源1が調光用である場合には、入力配線23に加えて調光信号用の一対の入力配線が付加されてもよい。

0027

ケース3は基板ユニット2を収容する略直方体、すなわち筒状の金属製筐体からなり、上面31、底面32、側面33、側面34及び終端面35を有する。図1の左図における上下方向を長手方向、左右方向を短手方向とした場合、長手方向に垂直な面の一方に開口端面30が形成され、他方は終端面35によって閉じられる。上面31は基板21の部品面21pに対向し、底面32は基板21の半田面21sに対向する。側面33及び34は、上面31と底面32の間に位置し、上面31、底面32、側面33、側面34及び終端面35によってケース3の内部空間が画定される。基板21は開口端面30、側面33、側面34及び終端面35に対して実質的に垂直に配置され、上面31及び底面32に対して実質的に平行に配置される。上面31及び底面32の短手方向の内寸は基板21の短手方向の外寸にほぼ等しいか、又は若干大きく、上面31及び底面32の長手方向の内寸は基板21の長手方向の外寸よりも大きい(すなわち、基板21の全長よりも長い)。なお、ケース3のいずれかの面に、ケース3を照明器具等の他の部材に固定するための張出し部分が設けられていてもよい。

0028

樹脂充填材4は、ケース3内部の終端面35側の大部分に充填され、基板21の全体又は回路部品22の全体が樹脂充填材4に埋設される。本実施形態では、基板21の全体が樹脂充填材4に埋設されるものとする。この場合、基板21及びそれに実装された回路部品22の全体、並びに入力配線23及び出力配線24の一部、すなわち基板21との接続部分を含む配線部分が樹脂充填材4に覆われる。樹脂充填材4の硬化(乾燥)によって、開口端面30側に樹脂充填材4の端面41が形成される。

0029

樹脂充填材5は、樹脂充填材4の端面41からケース3の開口端面30の間に充填される。したがって、入力配線23及び出力配線24は樹脂充填材5の内部を通過して開口端面30から引き出される。樹脂充填材5の硬化(乾燥)によって、樹脂充填材4の端面41と境界をなす端面51及び開口端面30側の表面55が形成される。表面55は、開口端面30に平行であることが好ましいが、開口端面30と面一になっていなくてもよい。上述したように、出力配線24の高電位側配線と低電位側配線とは相互に識別可能であるので、樹脂充填材5の固着後においてもLEDに正負誤装着されることはない。

0030

ここで、樹脂充填材4は、以下の特性を有する充填材であることが好ましい。
・充填時の作業性及び回路部品22との密着性の観点から、流動性が大きいこと、すなわち乾燥前の粘度が低いことが好ましい。
・生産効率向上の観点から、乾燥(硬化)速度が速いことが好ましい。
・乾燥時の熱膨張によるケース3の変形を抑制するために、線膨張係数が小さいことが好ましい。あるいは、常温乾燥(硬化)が可能であることが好ましい。
・回路部品22の放熱材としての機能を果たすために、放熱性が高いこと、すなわち熱伝導率が高いことが好ましい。

0031

より具体的には、樹脂充填材4には、二液性ウレタン樹脂が用いられる。例えば、配合粘度が2000mPa・s以下、硬化条件が80℃において1時間程度、熱伝導率が0.7W/m・K程度、線膨張係数が150ppm(1.5×10−4(℃−1))以下であればよい。

0032

また、樹脂充填材5は、以下の特性を備える充填材であることが好ましい。
・入力配線23及び出力配線24の固定の目的から、硬度が高いことが好ましい。
充填構造における外部に位置し、特に表面55が外気に触れることから、耐候性が高いことが好ましい。

0033

上記を案して、樹脂充填材5の候補として、例えば、難燃性二液性ウレタン樹脂SU−3300−1A/B(サンレック株式会社製)が挙げられ、その仕様は以下の通りである。なお、難燃性二液性ウレタン樹脂SU−3300−1A/Bは、耐候性に優れた充填材として市販されている。
A剤:SU−3300−1A
B剤:SU−3300−1B
配合比重量比)・・・A剤/B剤:20/100
粘度(mPa・s)・・・A剤:50、B剤:15000、配合物:3800
標準硬化条件(℃/h)・・・80/2
硬度(JIS A)・・・42
線膨張係数(℃−1)・・・2×10−4
熱伝導(W/m・K)・・・0.3
難燃性(UL−94)・・・V−0

0034

ここで、回路部品22を覆う樹脂充填材4の乾燥前の粘度が、回路部品22を実質的に覆わない樹脂充填材5の乾燥前の粘度よりも低い。これにより、低粘度の樹脂充填材4は、開口端面30から充填されると回路部品22の間を通過してスムーズに終端側に到達し、速やかに回路部品22の全体を覆う。この際、回路部品22の各々の部品面のうち終端面35側の面にも樹脂充填材4が密着する。したがって、樹脂充填材4の充填作業が効率化されるとともに回路部品22の放熱性が確保される。また、樹脂充填材5については、その充填量が小さいこと、流動性(粘度)が低いこと、又は乾燥特性に起因して、乾燥工程中に極端な温度分布又は固着速度の分布が生じ難くい。したがって、表面55に傾斜(終端面35を水平面とした場合の水平面に対する傾斜)が防止され、表面55の外観不良を理由とする歩留りの低下が防止される。また、見方を変えると、樹脂充填材4の乾燥によってその端面41に傾斜が生じたとしても、樹脂充填材5の充填によってその傾斜を補完又は修正して表面55に傾斜が生じないようにすればよい。したがって、樹脂充填材4については、乾燥後の表面の仕上りよりも充填時間及び固着時間の短縮を重視して充填材又は乾燥方法を選定することができる。

0035

また、入力配線23及び出力配線24を固定する樹脂充填材5の硬度が、これらの配線を実質的に固定しない樹脂充填材4の硬度から独立して設定可能である。そして、樹脂充填材5の充填範囲が狭いことからも、樹脂充填材5の硬度の適正化、すなわち増加が可能又は容易となる。これにより、開口端面30から同一方向に引き出された入力配線23及び出力配線24の一部又は全部が、表面55と略垂直な方向に引っ張られても、この応力によって各配線と樹脂充填材5との間に隙間が発生することが防止される。したがって、ケース3における高い密閉性が得られ、回路部品22への水分の混入が防止される等してLED用電源1の信頼性が向上する。

0036

また、ケース3の内面の大部分と接する樹脂充填材4の線膨張係数(熱膨張係数)が、ケース3の内面とほとんど接しない樹脂充填材5の線膨張係数から独立して設定可能であり、その線膨張率の適正化、すなわち低減が可能又は容易となる。これにより、樹脂充填材4の乾燥工程が高温で行われる場合に、樹脂充填材4の熱膨張によるケース3(特に上面31及び底面32)の変形が防止される。したがって、ケース3の外観不良を理由とする歩留りの低下が防止されるとともに、乾燥工程をより高温で行うことが可能となり、乾燥時間が短縮されて生産効率が向上する。また更に、LED用電源1の使用中(LED2の点灯中)において、回路部品22の温度が上昇したとしても、樹脂充填材4の熱膨張によるケース3の変形が防止される。

0037

また更に、回路部品22を覆う樹脂充填材4の熱伝導率が、回路部品22を実質的に覆わない樹脂充填材5の熱伝導率から独立して設定可能であり、回路部品22の放熱性の適正化、すなわち増加が可能又は容易となる。このように、放熱性を重視して選定される樹脂充填材4が、回路部品22と、基板面(部品面21p及び半田面21s)を包囲するケース面(上面31、底面32、側面33及び側面34)との間に充填されることになり、回路部品22の放熱が最大化され、LED用電源1の信頼性が一層高まる。

0038

また、充填材構成のうちの大部分を占める樹脂充填材4の乾燥特性(乾燥条件)が、小さい部分しか占めない樹脂充填材5の乾燥特性から独立して設定可能であり、樹脂充填材4に速い乾燥速度の充填材を用いることによって乾燥時間を短縮することができる。大部分を占める樹脂充填材4の乾燥時間の短縮は、LED用電源1の製造工程全体時間短縮に大きく貢献し、生産性が一層向上する。あるいは、樹脂充填材4に常温乾燥可能な充填材を用いることによって、樹脂充填材4の熱膨張に起因するケース3の変形の問題が回避され、ケース3の外観不良を理由とする歩留りの低下が防止される。

0039

また、充填構造の外部に位置し、表面55が外気に曝される樹脂充填材5の耐候性を、ケース3内に密閉される樹脂充填材4から独立して設定可能である。これにより、樹脂充填材5に高い耐候性の充填材を用いることができ、LED用電源1全体の耐環境性が高まる。

0040

なお、上記では、基板21の全体又は回路部品22の全体が樹脂充填材4に埋設される構成を示した。これは、上述のように、低粘度の樹脂充填材4が基板21の全体又は回路部品22の全体を覆うことにより、充填作業における作業効率を最大化すること、及び回路部品22の放熱性を最大化することを優先するものである。ただし、樹脂充填材4の充填量、すなわち端面41の位置は上記に限られない。例えば、終端面35から、回路部品22のうちの最も開口端面30側に配置される半導体部品(例えば、入力電圧を全波整流するダイオードブリッジ)までの範囲が樹脂充填材4に埋設されるようにしてもよい。あるいは、終端面35から入力配線23又は出力配線24と基板21との接続部分の手前までの(接続部分を含まない)範囲が樹脂充填材4に埋設されるようにしてもよい。樹脂充填材4の充填量は、樹脂充填材4の充填作業効率の確保、樹脂充填材4の放熱材としての機能の発揮、樹脂充填材5の充填スペースの確保、樹脂充填材4と樹脂充填材5のコスト差等を考慮して設定されればよい。

0041

図2に、本実施形態のLED用電源1の製造方法のフローチャートを示し、図3A図3Cに、製造方法の各工程におけるケース3の側面断面図を示す。図3A図3Cにおける図面に関する定義は、図1におけるものと同様である。

0042

工程S10(収容工程)において、基板ユニット2が開口端面30からケース3に挿入される。図3Aに示すように、基板21を開口端面30に垂直にかつ入力配線23及び出力配線24が開口端面30から引き出された状態で基板ユニット2がケース3に収容される。この際、基板21は、ケース3の内部又は基板21に設けられた位置決め用構造物によって適宜位置決めされるものとする。

0043

工程S20(第1の充填工程)において、基板21を埋設するように樹脂充填材4がケース3に充填される。具体的には、開口端面30を上方に向けて端面35を水平にして、開口端面30からケース3内部に樹脂充填材4が注入される。

0044

工程S25(第1の乾燥工程)において、樹脂充填材4が乾燥により硬化される。具体的には、ケース3は、開口端面30を上方に向けて終端面35を水平にした状態で乾燥炉にセットされ、所定の温度(常温〜80℃程度)で所定の時間(1〜2時間)にわたって加熱される。これにより、図3Bに示すように、樹脂充填材4の端面41が形成される。ここで、端面41が端面41´(破線)のように傾斜してしまったとしても、樹脂充填材5の充填及び乾燥工程で、この傾斜を埋め合わせるように対処すればよい。なお、工程S25が高温で行われる場合には、工程S25の後に樹脂充填材4の冷却工程を設けてもよい。

0045

工程S30(第2の充填工程)において、樹脂充填材4の端面41(又は端面41´)と開口端面30の間に、樹脂充填材5が充填される。具体的には、開口端面30を上方に向けて端面35を水平にして、開口端面30から端面41(又は端面41´)の上に樹脂充填材5が注入される。

0046

工程S35(第2の乾燥工程)において、樹脂充填材5が乾燥により硬化される。具体的には、ケース3は、開口端面30を上方に向けて終端面35を水平にした状態で乾燥炉にセットされ、所定の温度(60℃〜80℃程度)で所定の時間(2時間程度)にわたって加熱される。これにより、図3Cに示すように、入力配線23及び出力配線24が樹脂充填材5に固着して固定されるとともに、表面55が形成される。また、樹脂充填材4が傾斜した端面41´を有する場合であっても、樹脂充填材5の端面51´(破線)が端面41´の傾斜を補完することにより、表面55は傾斜なく形成される。なお、工程S35の後に樹脂充填材5の冷却工程を設けてもよい。以上により、LED用電源1が完成する。

0047

以上のように、本実施形態のLED用電源1の製造方法は、基板ユニット2を、筒状のケース3に、基板21を開口端面30に垂直にかつ入力配線23及び出力配線24を開口端面30から引き出した状態で収容する工程S10、ケース3に樹脂充填材4を充填する工程S20と、樹脂充填材4を乾燥させる工程S25と、樹脂充填材4と開口端面30の間に、樹脂充填材4とは異なる特性の樹脂充填材5を充填する工程S30と、樹脂充填材5を乾燥させる工程S35を含む。このように、筒状のケース3内部において、回路部品22がケース面31、32、33及び34に囲まれる領域と、入力配線23及び出力配線24が配置されて表面55が外気に曝される開口端面30側の領域とに異なる特性の充填材が充填される。これにより、筒状のケース3が採用されるLED用電源1において、樹脂充填材4及び5の各特性が考慮されて充填材構成が適正化され、作業効率の向上、充填材表面又はケースの外観不良の防止、密閉性の確保等が可能となり、高い生産性及び信頼性が実現される。

0048

<変形例>
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。

0049

(1)ケース開口方向に関する変形例
上記実施形態では、ケースの長手方向に垂直な面が開口した構成を示したが、ケースの短手方向に垂直な面が開口した構成も同様に可能である。すなわち、図1及び図3A図3Cの各左図において、開口端面30及び終端面35の長さが、側面33及び34の長さよりも長い場合にも、本発明は適用可能である。

0050

(2)ケース形状に関する変形例
上記実施形態においては、ケース3の形状として直方体を示したが、ケース3は筒状体であれば直方体でなくてもよい。ケース3は、基板ユニット2を収容可能な形状であれば、例えば、長手方向に垂直な断面が円、楕円長円半円等である円筒、又は長手方向に垂直な断面が多角形である多角筒であってもよい。なお、直方体は断面四角形の多角筒であり、筒状体の一形態である。

0051

(3)光源及び出力配線24に関する変形例
上記実施形態においては、照明用電源装置として光源にLEDを用いたLED用電源1を示したが、照明用電源装置は、有機EL、高圧放電灯蛍光灯等の他の光源を点灯するための電源であってもよい。なお、光源が蛍光灯の場合には一組の出力配線24は4本となる。また、上記実施形態においては、1系統の出力配線24が接続される構成を示したが、光源の種類にかかわらず複数の出力系統の出力配線24が接続されてもよい。

0052

<参照例>
上記実施形態及び変形例では、筒状ケースに関する構成を示したが、上面開口タイプのケースに上記の充填材構成を適用することも可能である。以下に、この場合のLED用電源の製造方法及びLED用電源を開示しておく。

0053

図5本参照例によるLED用電源6の概略側面透過図を示す。LED用電源6は、基板ユニット2、ケース7、樹脂充填材4及び樹脂充填材5を備える。基板ユニット2、樹脂充填材4及び樹脂充填材5は、実質的に上記実施形態で説明したものと同様である。ただし、入力配線23及び出力配線24は、基板21の長手方向の対向する端部にそれぞれ実装される。

0054

ケース7は基板ユニット2を収容する略直方体の金属製筐体からなり、底面72、側面73及び74(不図示)、並びに基板21の長手方向端部に対応する端面75及び76を有する。ケース7においては、底面72に対向する側に開口上面70が形成される。開口上面70は基板21の部品面21p上に位置し、底面72は基板21に平行であり、半田面21sに対向する。側面73及び74並びに端面75及び76は、底面72の縁部から略垂直に立設され、底面72、側面73、側面74、端面75及び端面76によってケース7の内部空間が画定される。開口上面70及び底面72の内寸は、基板21の外寸にほぼ等しいか、又は若干大きいものとする。なお、ケース7のいずれかの面に、ケース7を照明器具等の他の部材に固定するための張出し部分が設けられていてもよい。

0055

樹脂充填材4はケース7内部の底面72側の大部分に充填され、基板21及び回路部品22の全体並びに入力配線23及び出力配線24の一部が樹脂充填材4に埋設される。樹脂充填材4の硬化(乾燥)によって、開口上面70側に樹脂充填材4の端面42が形成される。

0056

樹脂充填材5は樹脂充填材4の端面42から開口上面70の間に充填される。したがって、入力配線23及び出力配線24は樹脂充填材5の内部を通過して開口上面70から引き出される。樹脂充填材5の硬化(乾燥)によって、樹脂充填材4の端面42と境界をなす端面52及び開口上面70側の表面56が形成される。表面56は、開口上面70に平行であることが好ましいが、開口上面70と面一になっていなくてもよい。

0057

本変形例のLED用電源6の製造方法のフローチャートは、図2に示した実施形態のものと概ね同様である。図6A図6Cに、製造方法の各工程におけるケース7の側方透過図を示す。図6A図6Cにおける図面に関する定義は、図5におけるものと同様である。

0058

収容工程において、基板ユニット2が開口上面70からケース7に挿入されて底面72上に配置される。図6Aに示すように、入力配線23及び出力配線24が開口上面70から引き出された状態で基板ユニット2がケース7に収容される。この際、基板21は、ケース7の内部又は基板21に設けられた位置決め用構造物によって適宜位置決めされるものとする。

0059

第1の充填工程において、基板21及び回路部品22を埋設するように樹脂充填材4がケース7に充填される。具体的には、開口上面70を上方に向けて底面72を水平にして、開口上面70から回路部品22が配置される空間に樹脂充填材4が注入される。

0060

第1の乾燥工程において、樹脂充填材4が乾燥により硬化される。具体的には、ケース7は、開口上面70を上方に向けて底面72を水平にした状態で乾燥炉にセットされ、所定の温度(常温〜80℃程度)で所定の時間(1〜2時間)にわたって加熱される。これにより、図6Bに示すように、樹脂充填材4の端面42が形成される。ここで、端面42が端面42´(破線)のように凹凸を有していたとしても、樹脂充填材5の充填及び乾燥工程で、その凹凸を埋め合わせるように対処すればよい。なお、第1の乾燥工程が高温で行われる場合には、第1の乾燥工程の後に樹脂充填材4の冷却工程を設けてもよい。

0061

第2の充填工程において、樹脂充填材4の端面42(又は端面42´)と開口上面70の間に、樹脂充填材5が充填される。具体的には、開口上面70を上方に向けて底面72を水平にして、開口上面70から端面42(又は端面42´)の上に樹脂充填材5が注入される。

0062

第2の乾燥工程において、樹脂充填材5が乾燥により硬化される。具体的には、ケース7は、開口上面70を上方に向けて底面72を水平にした状態で乾燥炉にセットされ、所定の温度(60℃〜80℃程度)で所定の時間(2時間程度)にわたって加熱される。これにより、図6Cに示すように、入力配線23及び出力配線24が樹脂充填材5に固着して固定されるとともに、表面56が形成される。また、樹脂充填材4が傾斜した端面42´を有する場合であっても、樹脂充填材5の端面52´(破線)が端面42´の傾斜を補完することにより、表面56は平らに形成される。なお、第2の乾燥工程の後に樹脂充填材5の冷却工程を設けてもよい。以上により、LED用電源6が完成する。

0063

1LED用電源(照明用電源装置)
2基板ユニット
3ケース
4樹脂充填材(第1の樹脂充填材)
5 樹脂充填材(第2の樹脂充填材)
21基板
22回路部品
23入力配線
24出力配線
30開口端面
35 終端面

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