JP3804429B2 - 電源装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置を構成する電子部品をプリント配線板に実装した実装ブロックを筐体に収納し、筐体内に充填材を充填した電源装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子部品を実装したプリント配線板を筐体内に収納した機器において、筐体内にシリコン樹脂のような絶縁材料の充填材を充填することによって、電子部品の結露を防止する技術が知られており、電源装置においても同様の技術を適用することが考えられている。また、車載用の放電灯点灯装置として用いるような電源装置では、寒冷地で放置された場合のような低温環境からエンジンの発熱による高温環境まで使用温度が広範囲であるから、エージングを行うことによって電子部品が使用環境において使用可能か否かを試験することが必要になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電源装置において充填材を筐体内に充填し、しかもエージングを行うとすれば、充填材を充填する前にエージングを行うことが考えられる。つまり、図８に示すように、電子部品をプリント配線板に取り付け（Ｓ１）、フローはんだ付けやプリント配線板の分断を行って実装ブロックを作製し（Ｓ２）、実装ブロックについての機能検査を行った後に（Ｓ３）、実装ブロックを筐体に収納し（Ｓ４）、その後にエージングを行い（Ｓ５）、次に充填材を充填して硬化させ（Ｓ６）、最後に検査を行って（Ｓ７）、検査結果が良品であるものを完成品とすることになる（Ｓ８）。
【０００４】
しかしながら、上述したように使用温度が広範囲であるような場合には、実使用時に近い環境下でのエージングを行わずに調整によって対応しても、実使用時には異常を生じることがある。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、実使用時の条件に近い条件でのエージングを可能とすることによって、実使用時に生じる可能性のある異常を事前に正確かつ確実に検出し、高品質かつ高信頼性の電源装置のみを製品として出荷することを可能にした電源装置の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電源装置を構成する電子部品をプリント配線板に実装して実装ブロックを形成する実装工程の後に、実装ブロックに外部から電源を供給して実装ブロックの出力を調整する出力調整工程を有し、次に実装ブロックを筐体に収納する組立工程を有し、実装ブロックを構成するプリント配線板のうち少なくとも外部からの電圧が印加される同電位の導電パターンごとに接続部としてのランドを複数個ずつ設け、出力調整工程においては、同電位の導電パターンの複数のランドに接触する接触子としての複数の入力ピンの間の抵抗を測定することにより入力ピンとランドとの接触抵抗を求め、接触抵抗が規定値以下の場合にのみ入力ピンからランドを通して実装ブロックに電源を供給することを特徴とする。
この方法によれば、実使用時の条件に近い条件でのエージングを可能とすることによって、実使用時に生じる可能性のある異常を事前に正確かつ確実に検出し、高品質かつ高信頼性の電源装置のみを製品として出荷することを可能にする。
【０００７】
また、出力調整工程において実装ブロックに電源を供給するために、導電パターンに設けたランドに入力ピンを接触させて電源を供給するにあたり、導電パターンの接続部に異物が付着していたり接続部に対する接触子の位置がずれているような場合であって、ランドに対する入力ピンの接触抵抗が大きい場合には、実装ブロックに電源を供給しないようにしているから、出力調整工程において正確な調整が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（基本構成）
本例は、電源装置の製造に際して図１に示す手順を採用している。すなわち、電源装置を構成する電子部品をプリント配線板に実装する実装工程では、電子部品をプリント配線板に取り付けた後に（Ｓ１）、フローはんだ付けやプリント配線板の分断を行う（Ｓ２）。ここに、プリント配線板を分断しているのは、１枚のプリント配線板に複数回路分の電子部品を一括して実装した後に、各回路を分離するようにプリント配線板を分断することによって、はんだ付けの工程を少なくするためである。また、１つの電源装置を複数毎のプリント配線板に分割して実装する場合にも、１枚のプリント配線板にすべての電子部品を実装した後に、プリント配線板を分割することができる。
【００１３】
上述のようにプリント配線板に電子部品が実装された実装ブロックが形成されると、実装ブロックについて機能検査を行う（Ｓ３）。この段階でははんだ付け不良が検出され、また実装ブロックに電源を接続して動作させ出力を測定することにより電源装置としての基本的な動作が検査される。
【００１４】
機能検査の終了後に、組立工程において実装ブロックは筐体（ケース）に収納される（Ｓ４）。次に、筐体内にはシリコン樹脂やエポキシ樹脂のような絶縁材料からなる充填材が充填され、充填材は硬化される（Ｓ５）。充填材を筐体に充填した後にはエージング工程として高温環境下におけるエージングを行う（Ｓ６）。エージング工程の後には検査を行い（Ｓ７）、電源装置の良否を判断する。検査により不良が検出されなければ完成品となる（Ｓ８）。
【００１５】
以上説明したように、実装ブロックを筐体に収納し、筐体内に充填材を充填した後にエージングを行うから、完成品に近い状態で使用環境と同様の条件下でのエージングが可能になり、実使用時に生じる可能性のある異常を事前に正確かつ確実に検出することができる。
【００１６】
（実施の形態）
基本構成においては、高温環境下でのエージングを行っているが、本実施形態では低温環境下でのエージングを行う場合について説明する。低温でのエージングは寒冷地を模擬したエージングになる。また、本実施形態では機能検査の前に実装ブロックの出力を調節する出力調整工程を設けている。出力調整工程においては、実装ブロックに給電した状態で実装ブロックに設けた可変抵抗器などを調節する。
【００１７】
ところで、出力調整工程は実装ブロックを筐体に収納する前の工程であるから、電源を供給したり実装ブロックから出力を取り出したりするための端子を備えていない。そこで、出力調整工程においては、プリント配線板の導電パターンのうち電源の供給部や出力部に設けられた接続部としてのランドに接触する接触子としての入力ピンを用いて電源を供給する。このように、ランドに入力ピンを接触させて電源を供給するようにすれば、電源を供給するために実装ブロックに電線を接続する必要がなく、検査作業を短時間で行うことが可能になる。ただし、ランドに異物が付着していたり、入力ピンをランドに接触させる位置にずれがあったりすると、ランドと入力ピンとの接触抵抗が大きくなり、出力調整を正確に行うことができないから、ランドと入力ピンとの接触抵抗を測定して、接触抵抗が十分に小さいことを確認することが必要である。
【００１８】
本実施形態ではランドと入力ピンとの接触抵抗を測定可能とするために、図３に示すように、プリント配線板１に設けた同電位の導電パターン５について複数本（図示例では２本）の入力ピン２を接触させ、入力ピン２の間の抵抗を抵抗値測定器３で測定している。つまり、複数のランド４が同電位の導電パターン５に接続されているから、抵抗値測定器３と入力ピン２との間の抵抗および２つのランド４の間の導電パターン５の抵抗を無視すれば、抵抗値測定器３により測定される抵抗値は２本の入力ピン２と各ランド４との接触部位における合計の接触抵抗Ｒｃになる。このように、同電位の導電パターン５ごとに複数本ずつの入力ピン２を接触させて接触抵抗Ｒｃを求めることが可能になる。
【００１９】
上述のようにして求めた接触抵抗Ｒｃを基準値と比較して、接触抵抗Ｒｃが基準値よりも大きいときには出力調整工程が行えない不具合品として出力調整工程に移行させないようにすれば、実装ブロックの状態で出力を正確に調整することが可能になる。また、この段階で調整ができなければ不具合品として以後の工程に移行させないようにする。
【００２０】
他の手順については基本構成と同様である。すなわち、本実施形態では、図２に示すように、電源装置を構成する電子部品をプリント配線板に実装する実装工程で、電子部品をプリント配線板に取り付けた後に（Ｓ１）、フローはんだ付けやプリント配線板の分断を行う（Ｓ２）。その後、上述のように、入力ピン２と導電パターン５のランド４との接触抵抗Ｒｃを測定し（Ｓ３）、接触抵抗Ｒｃがしきい値以下であれば、出力調整工程に移行する（Ｓ４）。また、接触抵抗Ｒｃがしきい値を超えているときには、出力調整工程は行えない不具合があるものとして出力調整工程に移行させないようにする。
【００２１】
以後は基本構成と同様であって、実装ブロックについて機能検査を行い（Ｓ５）、実装ブロックを筐体（ケース）に収納する（Ｓ６）。ここで、筐体内に充填材を充填して、充填材を硬化させ（Ｓ７）、その後、低温環境下においてエージングを行う（Ｓ８）。さらに、検査を行うことによって（Ｓ９）、電源装置の良否を判断する。検査により不良が検出されなければ完成品となるのである（Ｓ１０）。
【００２２】
上述した方法により、本実施形態でも実装ブロックを筐体に収納し、筐体内に充填材を充填した後にエージングを行うから、完成品に近い状態で使用環境と同様の条件下でのエージングが可能になり、実使用時に生じる可能性のある異常を事前に正確かつ確実に検出することができる。
【００２３】
（参考例１）
本例は、充填材を筐体に充填する際に全量を１回で充填するのではなく、複数回に分割して充填するようにしたことを特徴にしている。すなわち、図４に示すように、プリント配線板に電子部品を取り付けた後（Ｓ１）、フローはんだ付けやプリント配線板の分断を行う（Ｓ２）。その後、実装ブロックについて機能検査を行い（Ｓ３）、実装ブロックを筐体に収納する（Ｓ４）。次に、筐体内に充填材の一部を充填し（Ｓ５）、所定の休止時間だけ放置し（Ｓ６）、充填材の気泡などが放出された後に、さらに充填材を継ぎ足して筐体に充填する。このように充填材を複数回に分割して筐体に充填することによって、筐体に充填材が満たされて硬化した後に（Ｓ７）、高温環境下においてエージングを行う（Ｓ８）。さらに、検査を行うことによって（Ｓ９）、電源装置の良否を判断する。検査により不良が検出されなければ完成品となる（Ｓ１０）。
【００２４】
本例のように充填材を複数回に分割して充填しているのは、充填材として粘度が比較的大きい材料を用いているからであって、筐体内に全量の充填材を１回で充填すると筐体内の隙間に充填材が回り込まずに筐体から充填材が溢れる場合があるのに対して、本例のように充填材を複数回に分割して充填することによって、筐体内の隙間に充填材を十分に回り込ませることができる。その結果、製造過程においては充填材が溢れることがなくなり、また製品の品質が安定することになる。その他については基本構成と同様である。
【００２５】
（参考例２）
本例は、充填材の充填からエージング後の検査に至る工程を自動化したものであって、エージングの開始から検査の前までは高温機能試験を行い、高温機能検査における監視結果で不良があれば不具合品として仕分けるようになっている。
【００２６】
さらに具体的に説明する。図５に示すように、本例においても、プリント配線板に電子部品を取り付けた後（Ｓ１）、フローはんだ付けやプリント配線板の分断を行う（Ｓ２）。その後、実装ブロックについて機能検査を行い（Ｓ３）、実装ブロックを筐体に収納する（Ｓ４）。次に、筐体内に充填材を充填し（Ｓ５）、充填材の充填後には高温環境下で放置する（Ｓ６）。これは、高温環境下でエージングを開始したときに、ただちに高温機能試験を開始できるようにするためであって、高温環境下で放置することによって筐体および実装ブロックが十分に昇温された後に、高温環境下においてエージングを行う（Ｓ７）。また、エージングの開始とともに高温機能試験を行って電源装置の動作状態をマルチメータ等を用いて常時監視する（Ｓ８）。電源装置の動作状態は、出力電圧、出力電流、入力電流の少なくとも１つを用いて監視し、正常範囲内であれば正常な動作として次工程である検査工程に移行するが（Ｓ９）、正常範囲から逸脱するときには不具合品としてラインから除外する（Ｓ１１）。なお、電源装置の出力によって放電灯を点灯させる場合には、放電灯の光出力を照度計により監視することによっても電源装置の動作状態を監視することが可能である。その後は、検査を行うことによって電源装置の良否を判断し、検査により不良が検出されなければ完成品となる（Ｓ１０）。
【００２７】
上述のように筐体への実装ブロックの収納後の工程において、充填材の充填から検査までの工程を自動化し、しかも自動化された工程内に高温機能試験による不具合品の仕分けを含んでいるから、製品の良否判定を自動化して昼夜連続生産が可能になる。その他については基本構成と同様である。
【００２８】
（参考例３）
本例は、電源装置が高圧放電灯の点灯装置に用いる電源装置のように起動期間にパルス（高電圧パルス）を発生する場合における検査工程の具体例であって、本例では基本構成において説明したステップＳ３の機能検査において、図６のように、電源装置（実装ブロック）Ａの出力端間に定常時の負荷（高圧放電灯等）と等価な検査用負荷（ここでは抵抗）Ｚｄを接続し、検査用負荷ＺｄにコンデンサＣを並列接続した状態で、検査用負荷の両端電圧を測定器Ｖｘで測定するようにしている。コンデンサＣは電源装置Ａの起動期間に出力されるパルスを吸収する程度の容量に設定される。また、電源装置Ａに入力電力を供給する電源Ｖは、実施の形態の技術を適用して接続すればい。
【００２９】
上述のように、検査用負荷ＺｄとコンデンサＣとの並列回路を電源回路Ａの出力端間に接続しているから、電源装置Ａの起動期間に発生するパルスがコンデンサＣに吸収され、検査用負荷Ｚｄに過大な電流が流れて検査用負荷Ｚｄが発火したり電圧を測定する測定器Ｖｘが故障したりするのを防止することができる。その結果、測定器Ｖｘとして特殊なものを用いる必要がなく、安全かつ低コストな製造ラインを構築することが可能になる。その他については基本構成と同様である。
【００３０】
（参考例４）
本例は、基本構成と同様に実装ブロックを収納し充填材が充填された筐体を備え、さらに複数種類の筐体を組み合わせることによって１つの電源装置として構成したものである。したがって、本例における完成品は、個別に作製された複数個の筐体を結合したものになる。
【００３１】
具体的には、図７に示すように、各筐体はそれぞれ実装ブロックを形成する部品実装工程（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ１′，Ｓ２′）、機能検査（Ｓ３，Ｓ３′）、実装ブロックを筐体に収納する組立工程（Ｓ４，Ｓ４′）、筐体に充填材を充填する充填工程（Ｓ５，Ｓ５′）を経て個々に製造された後に組み合わされる。こうして製造された複数個の筐体が組み合わされた状態でエージングが行われ（Ｓ６）、検査（Ｓ７）を経て良品が完成品となるのである（Ｓ８）。
【００３２】
上述のように、複数個の筐体を組み合わせた電源装置において個々の筐体について充填材の充填までの工程は個別に行うことによって、同じ工程での組立が可能になり、また複数個の筐体を組み合わせてからエージングを行うことによって完成品に近い状態でエージングを行うことが可能になる。つまり、基本構成と同様に、実使用時と同様の条件で欠陥を正確に検出することが可能になる。その他については基本構成と同様である。
【００３３】
なお、上述した各構成例においては、エージング工程として高温環境でのエージングと低温環境でのエージングとを各構成例ごとに記載しているが、各構成例においてどちらのエージングを行ってもよく、また両方を行うようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１の発明の方法によれば、完成品と同じ構成でエージングを行うことになり、実使用時の条件に近い条件でのエージングを可能とすることによって、実使用時に生じる可能性のある異常を事前に正確かつ確実に検出し、高品質かつ高信頼性の電源装置のみを製品として出荷することを可能にする。
【００３５】
また、出力調整工程において実装ブロックに電源を供給するために、導電パターンに設けたランドに入力ピンを接触させて電源を供給するにあたり、導電パターンの接続部に異物が付着していたり接続部に対する接触子の位置がずれているような場合であって、ランドに対する入力ピンの接触抵抗が大きい場合には、実装ブロックに電源を供給しないようにしているから、出力調整工程において正確な調整が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 基本構成を示す流れ図である。
【図２】 本発明の実施の形態を示す流れ図である。
【図３】 同上における接触抵抗の測定原理を説明する図である。
【図４】 参考例１を示す流れ図である。
【図５】 参考例２を示す流れ図である。
【図６】 参考例３における検査時の回路図である。
【図７】 参考例４を示す流れ図である。
【図８】 従来例を示す流れ図である。
【符号の説明】
１ プリント配線板
２ 入力ピン（接触子）
３ 抵抗値計測器
４ ランド（接続部）
５ 導電パターン
Ｃ コンデンサ
Ｒｃ 接触抵抗
Ｖ 電源
Ｖｘ 測定器
Ｚｄ 検査用負荷

Claims (1)

1. 電源装置を構成する電子部品をプリント配線板に実装して実装ブロックを形成する実装工程の後に、実装ブロックに外部から電源を供給して実装ブロックの出力を調整する出力調整工程を有し、次に実装ブロックを筐体に収納する組立工程を有し、絶縁材料の充填材を筐体内に充填する充填工程の終了後に、エージングを施すエージング工程を有し、実装ブロックを構成するプリント配線板のうち少なくとも外部からの電圧が印加される同電位の導電パターンごとに接続部としてのランドを複数個ずつ設け、出力調整工程においては、同電位の導電パターンの複数のランドに接触する接触子としての複数の入力ピンの間の抵抗を測定することにより入力ピンとランドとの接触抵抗を求め、接触抵抗が規定値以下の場合にのみ入力ピンからランドを通して実装ブロックに電源を供給することを特徴とする電源装置の製造方法。

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