CN107408446A - 电子部件以及使用了该电子部件的电子设备 - Google Patents

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Abstract

电子部件具备：电路元件；主体，将电路元件收容在内部；以及保持构件，由金属板构成，并对电路元件进行保持。电路元件具有从主体的侧面引出到主体的外部并从主体的侧面朝向底面延伸的端部。保持构件具有：第一侧面部和第二侧面部，均与主体的侧面对置；以及底面部，与主体的底面对置。第一侧面部和第二侧面部与电路元件的端部分别隔开间隔进行配置，使得电路元件的端部位于其间。底面部与第一侧面部和第二侧面部连接，并且对电路元件的端部进行固定。第一侧面部和第二侧面部的宽度大于电路元件的端部的宽度。该电子部件即使进行小型化也可防止由振动造成的端子的断裂，作为车载用部件具有高可靠性。

Description

电子部件以及使用了该电子部件的电子设备
技术领域
本发明涉及用于各种电子设备的电子部件以及使用了该电子部件的电子设备。
背景技术
汽车的驱动系统、控制系统的电子控制化日益发展，变得在一台汽车搭载数目众多的电子控制设备，希望电子控制设备的更加小型化和高可靠性化。
对于用于这些电子控制设备的电子部件，为了小型化，也要求能够进行表面安装且具有车载用部件要求的高可靠性。
图12是在专利文献1公开的以往的电子部件501的俯视图。图13是图12所示的电子部件501的线13-13处的剖视图。
如图12和图13所示，在电子部件501中，将作为线圈的电路元件1埋设在金属磁性体粉末与由热固化性树脂构成的粘结材料的混合粉并进行加压成型，从而形成主体2。将从主体2的侧面突出的电路元件1的两端部的引出线3压扁为平板状，并且从主体2的侧面朝向底面折弯，从而形成表面安装型的端子4。作为线圈的电路元件1对带绝缘皮膜的铜线进行卷绕而形成。
电子部件501使用回流焊料槽通过焊料7安装在安装基板5的连接盘(land)6。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-123927号公报
发明内容
电子部件具备：电路元件；主体，将电路元件收容在内部；以及保持构件，由金属板构成，并对电路元件进行保持。电路元件具有从主体的侧面引出到主体的外部并从主体的侧面朝向底面延伸的端部。保持构件具有：均与主体的侧面对置的第一侧面部和第二侧面部；以及与主体的底面对置的底面部。第一侧面部和第二侧面部从电路元件的端部分别空开间隔进行配置，使得电路元件的端部位于其间。底面部与第一侧面部和第二侧面部连接，并且固定有电路元件的端部。第一侧面部和第二侧面部的宽度大于电路元件的端部的宽度。
该电子部件即使小型化也可防止由振动造成的端子的断裂，作为车载用部件具有高可靠性。
附图说明
图1A是实施方式中的电子部件的立体图。
图1B是实施方式中的电子部件的立体图。
图2是实施方式中的电子部件的分解立体图。
图3A是实施方式中的电子设备的部分立体图。
图3B是实施方式中的电子设备的部分立体图。
图4A是图3B所示的电子设备的线4A-4A处的剖视图。
图4B是图3B所示的电子设备的线4B-4B处的剖视图。
图5是实施方式中的另一个电子部件的立体图。
图6是说明实施方式中的电子部件的制造工序的立体图。
图7是说明实施方式中的电子部件的制造工序的立体图。
图8是说明实施方式中的电子部件的制造工序的立体图。
图9是说明实施方式中的电子部件的制造工序的立体图。
图10A是实施方式中的另一个电子设备的部分立体图。
图10B是图10A所示的电子设备的线10B-10B处的剖视图。
图11A是安装在安装基板的实施方式中的电子部件的立体图。
图11B是图11A所示的电子部件的线11B-11B处的剖视图。
图12是以往的电子部件的俯视图。
图13是图12所示的电子部件的线13-13处的剖视图。
具体实施方式
图1A是实施方式的电子部件1001的立体图。图1B是电子部件1001的立体图。图2是电子部件1001的分解立体图。
电子部件1001具备电路元件21、将电路元件21容纳在内部的主体22、以及固定在主体22的侧面的两个保持构件24。主体22是具有相互相反侧的侧面22a、22c和与侧面22a、22c相连的底面22b的大致四棱柱形状。在实施方式中的电子部件1001中，底面22b呈直角地与侧面22a、22c相连。电路元件21具有从主体22的侧面22a、22c分别突出而引出到外部的两个端部23。两个保持构件24由金属板构成，分别固定在主体22的侧面22a、22c，通过将电路元件21的两个端部23分别重叠地进行固定，从而保持电路元件21的端部23的位置以及形状。电路元件21的两个端部23和两个保持构件24分别构成两个端子部25。一方的端子部25从主体22的侧面22a沿着底面22b折弯并延伸，另一方的端子部25从主体22的侧面22c沿着底面22b折弯并延伸，构成表面安装型的电子部件1001。图1B用虚线示出主体2的轮廓。
电路元件21具有将带熔接层的进行了绝缘被膜的金属线卷绕成螺旋状而得到的作为空心的线圈发挥功能的功能部21a和从功能部21a延伸的端部23。在实施方式中，金属线由铜构成，具有直径为0.30mm的圆形的截面。金属线以2.2mm的直径卷绕了11匝。电路元件21的端部23从功能部21a向相互相反方向延伸。通过使熔接层固化，从而可维持电路元件21的形状。
主体22还作为电路元件21的磁芯发挥功能。主体22由压粉体26a、26b构成。压粉体26a、26b分别含有结合剂和混合在结合剂中的金属磁性体粉末，其中，结合剂含有热固化性树脂。压粉体26a、26b分别通过在热固化性树脂未完全固化的状态下混合结合剂和金属磁性体粉末并以1吨/cm2左右的压力进行加压成型而得到。对压粉体26a、26b进行再加压成型，使得夹入电路元件21，用压粉体26a、26b被覆电路元件21，并且进行热处理，使得热固化性树脂完全固化，进行成型，从而得到主体22。
在再加压成型中，以大于加压成型的压力的5吨/cm2左右的压力对压粉体26a、26b进行加压，与再加压成型前相比，在再加压成型后，压粉体26a、26b变薄，密度较大。
如图2所示，在实施方式中，主体22由两个压粉体26a、26b形成。一方的压粉体26a具有设置有作为容纳电路元件21的凹部的容纳部34的四棱柱形状。另一方的压粉体26b具有覆盖压粉体26a的盖形状。电路元件21的两个端部23以及两个保持构件24从两个压粉体26a、26b的界面突出，并从主体22的相互相反侧的侧面22a、22c向相互相反方向突出。
保持构件24对厚度为大约0.15mm的金属板进行冲裁加工而形成。关于保持构件24的材质，只要是能够独立地维持形状的材料即可，但是为了保持电路元件21的端部23的位置以及形状，希望是强度比电路元件21的端部23高的材质，优选为磷青铜。
保持构件24从侧面22a(22c)沿着侧面22a(22c)朝向底面22b在延伸方向D24a上延伸，在实施方式中，延伸方向D24a与底面22b成直角。在保持构件24的延伸方向D24a上的一端设置有突出部27a、27b，突出部27a、27b埋入固定于主体22，使得电路元件21的端部23位于主体22的延伸方向D24a上的大致中央。另外，在突出部27a、27b分别设置贯通孔28a、28b为佳，因为能够增大保持构件24的固定强度而优选。
而且，在保持构件24的延伸方向D24a上的另一端侧，通过电阻焊接对电路元件21的端部23进行电连接并进行机械固定，与电路元件21的端部23一起从主体22的侧面22a(22c)朝向主体22的底面22b折弯，从而构成将线圈元件的端部23配置在安装面的面安装型的端子部25。
对保持构件24的形状进行更详细说明。保持构件24具有与主体22的侧面22a(22c)对置的侧面部29、30、与主体22的底面22b对置地与侧面部29、30连接的底面部31、以及突出部27a、27b。侧面部29、30、底面部31、以及突出部27a、27b形成为一体。侧面部29、30配置为将电路元件21的端部23置于其间并与端部23在方向D24b上分别空开间隔S1、S2。在底面部31固定电路元件21的端部23。底面部31并未延伸至主体22的侧面22a、22c，因此侧面部29、30在主体22的侧面22a(22c)上相互分开，与电路元件21的端部23也分开。
侧面部29、30与电路元件21的端部23并列地配置为沿着主体22的侧面22a(22c)。与延伸方向D24a正交且与侧面22a(22c)平行的方向D24b上的侧面部29和侧面部30的宽度WH1、WH2大于电路元件21的端部23的方向D24b上的宽度WC。
此外，底面部31具有朝向主体22的底面22b局部地凹陷的台阶部32。电路元件21的端部23与底面部31的台阶部32重叠地固定。在实施方式中，台阶部32的深度为0.18mm。在主体22的底面22b形成有容纳底面部31和台阶部32的容纳凹部33。由此，能够抑制电子部件1001的高度变大。
另外，在电路元件21的端部23的直径大而使端部23不能收容到台阶部32内的情况下，如图2所示，预先对电路元件21的端部23进行加工而做成为偏平形状为佳，在本实施方式中，对端部23进行压制加工而压扁，使得厚度成为0.18mm。
本实施方式中的电子部件1001具有6.5mm×6.0mm×2.6mm的外形尺寸，可得到从电路元件21的端部23从主体22的侧面22a(22c)突出的部分到安装面的高度为1，8mm的小型的电子部件1001。
本实施方式的电子部件1001能够回流焊接在安装基板而用于各种电子设备。
图3A是示出在电子设备1002中将电子部件1001载置在安装基板35的回流焊接前的状态的电子设备1002的部分立体图。图3B是示出回流焊接在安装基板35之后的电子部件1001的、电子设备1002的部分立体图。图4A是图3B所示的电子设备1002的线4A-4A处的剖视图。图4B是图3B所示的电子设备1002的线4B-4B处的剖视图。
安装基板35具有绝缘基板51和设置在绝缘基板51的表面51a上的导电性的连接盘36。
如图3A所示，将电子部件1001的端子部25载置于在连接盘36涂敷了焊料37的安装基板35，并进行回流焊接，从而如图3B所示，形成焊料圆角(solder fillet)38a～38c。焊料圆角38a沿着电路元件21的端部23和连接盘36延伸。焊料圆角38b沿着侧面部29和连接盘36延伸。焊料圆角38c沿着侧面部30和连接盘36延伸。在本实施方式的电子部件1001中，与主体22的侧面22a(22c)对置的侧面部29、30配置为将电路元件21的端部23置于其间并与端部23分别空开间隔S1、S2，因此熔融的焊料37通过间隔S1、S2容易分为侧面部29、电路元件21的端部23、以及侧面部30，在侧面部29、电路元件21的端部23、侧面部30分别形成焊料圆角38b、38a、38c。因此，与具备在侧面部29、电路元件21的端部23、侧面部30之间未空开间隔的一体的端子的电子部件相比，在电子部件1001中能够降低焊料圆角38a～38c的高度。
方向D24b上的间隔S1、S2的尺寸优选设为与方向D24a、D24b成直角的方向D24c上的保持构件24的厚度TH的2倍～10倍。当间隔S1、S2小于保持构件24的厚度TH的2倍时，绕到保持构件24的厚度的方向D24c的焊料在与电路元件21的端部23之间成为桥，焊料圆角38a～38c容易成为一体，因此不优选。此外，当间隔S1、S2大于保持构件24的厚度TH的10倍时，侧面部29、侧面部30的尺寸减少的影响变大，因此不优选。间隔S1、S2的尺寸优选设为保持构件24的厚度TH的3～6倍，在本实施方式中设为4倍。
此外，侧面部29、侧面部30的方向D24b上的宽度WH1、WH2大于电路元件21的端部23的宽度WC，因此与电路元件21的端部23相比，熔融的焊料37更多地被吸引到侧面部29、侧面部30。因此，电路元件21的端部23的周围的焊料37的量减少，与分别形成在侧面部29、30的焊料圆角38b、38c的高度相比，能够降低形成在电路元件21的端部23的焊料圆角38a的高度。
优选使侧面部29、30的宽度WH1、WH2为电路元件21的端部23的宽度WC的2倍～10倍。当侧面部29、30的宽度WH1、WH2小于端部23的宽度WC的2倍时，电路元件21的端部23的周围的焊料37难以减少，因此不优选。当侧面部29、30的宽度WH1、WH2超过端部23的宽度WC的10倍时，电子部件1001的外形尺寸会变大，因此不优选。更优选地，使侧面部29、30的宽度WH1、WH2为端部23的宽度WC的3～6倍为佳，在本实施方式中，侧面部29、30的宽度WH1、WH2为端部23的宽度WC的3.5倍。
近年来，关于汽车的电子控制设备的装配位置，从至今为止的引擎室外装配到引擎室内的情况增多，从而希望进一步提高耐振动性。
其中，对电子部件的小型化的要求也变得强烈，在电子部件的高度方面，相对于以往的4～5mm，小型化至3mm进而小型化至2mm相当的要求也在变得强烈。
在图12和图13所示的专利文献1公开的以往的电子部件501中，当将电子部件501的高度小型化至3mm以下时，从主体2的侧面朝向底面折弯的端子4的高度成为1～2mm左右。因此，在将电子部件501安装到安装基板5时形成的焊料7的圆角形成至端子4的折弯部8附近。当焊料7的圆角形成至端子4的折弯部8附近时，端子4被焊料固定死，端子4自身不会挠曲。由此，通过安装基板5传递的汽车的振动的应力在不减弱的情况下集中传递到端子4的折弯部8，端子4的折弯部8有可能引起金属疲劳而断裂，从而电子部件501断线。
在安装了电子部件1001的电子设备1002搭载在汽车的情况下，汽车的振动经由安装基板35传递到电子部件1001。如上所述，在电子部件1001中，能够在电路元件21的端部23增多不形成焊料圆角38a的部分，因此电路元件21的端部23的未形成焊料圆角38a的部分能够挠曲而减弱通过安装基板35传递的汽车的振动的应力。因此，能够防止振动的应力集中到电路元件21的端部23中的、从主体22的侧面22a(22c)引出并与侧面22a(22c)平行地折弯的侧面折弯部39而使其断裂。
此外，通过形成在侧面部29、30的大的焊料圆角38b、38c，电子部件可靠地装配到安装基板，因此即使将电子部件小型化，也能够防止由振动造成的电路元件21的端部23的断裂，能够提高电子部件1001的可靠性。
图5是实施方式中的另一个电子部件1001a的立体图。在图5中，对于与图1B所示的电子部件1001相同的部分标注相同的附图标记。在图1B所示的电子部件1001a中，在延伸方向D24a上电路元件21的端部23从主体22的侧面22a(22c)引出到外部的位置距主体22的底面22b的高度LH大于延伸方向D24a上的主体22的高度BH的一半。即，在延伸方向D24a上，电路元件21的端部23从延伸方向D24a上的主体22的高度BH的中央与主体22的上表面22d之间的侧面22a(22c)的位置引出到主体22的外部。在图5所示的电子部件1001a中，在延伸方向D24a上电路元件21的端部23从主体22的侧面22a(22c)引出到外部的位置距主体22的底面22b的高度LH小于延伸方向D24a上的主体22的高度BH的一半。即，在延伸方向D24a上，电路元件21的端部23从延伸方向D24a上的主体22的侧面22a(22c)的高度BH的中央与底面22b之间的侧面22a(22c)的位置引出到主体22的外部。
图5与图1B同样地，是透视了主体22的透视立体图。图1B所示的电子部件1001从电路元件21的上端侧将端部23从主体22的侧面22a(22c)引出。
相对于此，在图5所示的电子部件1001a中，端部23从电路元件21的下端侧引出。由此，端部23在主体22的高度BH的中央与底面22b之间引出到主体22的外部。
通过这样，延伸方向D24a上的侧面部29、30的尺寸、从电路元件的端部23的从主体22引出的引出部分到底面22b的尺寸变短，侧面部29、30直到上述引出部分附近为止均被焊料牢固地固定，电路元件21的端部23的尺寸变短，因此能够减少由搭载电子设备1002的汽车的振动造成的挠曲量，能够进一步减弱施加在侧面折弯部39的应力。
此外，间隔S1的尺寸和间隔S2的尺寸不限定于相同，侧面部29的宽度WH1和侧面部30的宽度WH2不限定于相同。在实施方式中，间隔S1的尺寸与间隔S2的尺寸相同，侧面部29的宽度WH1与侧面部30的宽度WH2相同，从而能够平衡良好地形成焊料圆角38a～38c，特别是，能够使焊料圆角38b、38c的形状、大小相同。
接着，参照附图对本实施方式中的电子部件1001的制造方法进行说明。图6至图9是说明电子部件1001的制造工序的立体图。
最初，如图6所示，将带熔接层的绝缘被膜铜线卷绕成螺旋状而形成作为空心的线圈的电路元件21。
将带熔接层的绝缘被膜铜线卷绕在给定的卷轴，并将两端的电路元件21的端部23向相互相反方向引出，然后对卷绕的部分吹热风或者滴下溶剂，从而使熔接层进行固化反应，维持卷绕的部分的作为线圈的功能部21a的形状地从卷轴拆下，形成具有作为空心的线圈的功能部21a和从功能部21a向相互相反的方向延伸的端部23的电路元件21。
接着，如图7所示，将电路元件21的端部23电阻焊接到保持构件24而进行电连接并且进行机械固定。
保持构件24具有底面部31和与底面部31连接并从底面部31相互平行地延伸的侧面部29、30，实质上具有片假名的コ字形状。具体地，侧面部29具有与底面部31相连的一端29a和一端29a的相反侧的一端29b。侧面部30具有与底面部31相连的一端30a和一端30a的相反侧的一端30b。保持构件24通过对金属板进行压制加工而形成，在实施方式中，通过对磷青铜板进行压制加工而形成。
侧面部29与侧面部30之间的距离预先设定为将间隔S1、S2和电路元件21的端部23的宽度WC相加的尺寸。在侧面部29的一端29b连接具有贯通孔28a的突出部27a，在侧面部30的一端30b连接具有贯通孔28b的突出部27b。
此外，在底面部31的将电路元件21的端部23重叠地进行固定的区域，通过前述的压制加工形成朝向主体22的底面22b凹陷的台阶部32。
对电路元件21的端部23进行位置对齐，使得在端部23与侧面部29之间维持间隔S1，并在端部23与侧面部30之间维持间隔S2，与形成在底面部31的台阶部32重合地进行电阻焊接而进行固定。
另外，保持构件24也可以像图7那样形成为单片。或者，多个保持构件24也可以形成为连续的箍状。在该情况下，能够容易地对电路元件21的端部23进行位置对齐，此外，能够进行连续生产，能够提高生产性，因此优选。
接着，将含有热固化性树脂的结合剂和金属磁性体粉末在热固化性树脂未完全固化的状态下进行混合，并进行干燥、粉碎而得到粉体的磁性材料。以1吨/cm2左右对该磁性材料进行加压成型而得到图2所示的压粉体26a、26b。用压粉体26a、26b，与电路元件21重叠压粉体26a、26b，使得夹入保持构件24的突出部27a、27b，并以5吨/cm2左右进行再加压成型。通过用压粉体26a、26b被覆电路元件21，从而可得到图8所示的主体22的前体。此时，使用进行再加压成型的模具，在压粉体26a形成容纳保持构件24的底面部31和形成在底面部31的台阶部32的容纳凹部33。
然后，将该前体在大约180℃以上进行热处理，从而使其完全固化而得到主体22。
另外，在图8中，用虚线示出主体22的轮廓。
接着，如图9所示，在给定的位置切断电路元件21的端部23和保持构件24。此后，也可以将保持构件24和电路元件21的端部23浸到熔融焊料等而进行焊料镀覆。
最后，将由电路元件21的端部23和保持构件24构成的端子部25，具体地，将端部23和侧面部29、30从主体22的侧面22a(22c)朝向底面22b沿着侧面22a(22c)和底面22b折弯。
根据以上，能够得到图1A和图1B所示的电子部件1001。
图10A是具备实施方式中的电子部件1001的另一个电子设备1003的部分立体图，示出回流焊接后的状态的电子部件1001。图10B是图10A所示的电子设备1003的线10B-10B处的剖视图。在图10A和图10B中，对于与图3A和图3B所示的电子设备1002相同的部分标注相同的附图标记。
在图3A和图3B所示的电子设备1002中，在安装基板35的连接盘36中，与侧面部29、电路元件21的端部23、侧面部30对应的部分的外轮廓具有直线形状。在图10A和图10B所示的电子设备1003中，安装基板35的连接盘36的外轮廓在对应于侧面部29与侧面部30之间的部分具有朝向主体22凹陷的连接盘凹部40a。具体地，连接盘36具有通过焊料圆角38a与端部23连接的部分36a、通过焊料圆角38b与侧面部29连接的部分36b、以及通过焊料圆角38c与侧面部30连接的部分36c。连接盘36的外轮廓40具有作为部分36b的外轮廓的部分40b、作为部分36c的外轮廓的部分40c、以及位于部分40b、40c之间并与部分40b、40c相连的连接盘凹部40a。外轮廓40的部分40b、40c对于侧面部29、30位于主体22的相反侧。连接盘凹部40a朝向主体22凹陷。由此，能够减少电路元件21的端部23的周围的焊料37的量，能够进一步降低形成在电路元件21的端部23的周围的焊料圆角38a的高度。
图11A是实施方式中的又一个电子设备1004的部分立体图，示出回流焊接后的电子部件1001。图11B是图11A所示的电子设备1004的线11B-11B处的剖视图。在图11A和图11B所示的电子设备1004中，与图10A和图10B所示的电子设备1003相比，连接盘凹部40a朝向电子部件1001进一步延伸。即，连接盘凹部40a延伸至包含电路元件21的端部23的从主体22的侧面22a向底面22b的方向折弯的底面折弯部41的区域。由此，电路元件21的端部23的侧面折弯部39和底面折弯部41这两个折弯部分不会被焊料圆角38a～38c固定死，能够进一步减弱振动的应力而提高耐振动性。
附图标记说明
21：电路元件；
22：主体；
23：端部；
24：保持构件；
25：端子部；
26a、26b：压粉体；
27a、27b：突出部；
28a、28b：贯通孔；
29：侧面部(第一侧面部)；
30：侧面部(第二侧面部)；
31：底面部；
32：台阶部；
33：容纳凹部；
34：容纳部；
35：安装基板；
36：连接盘；
37：焊料；
38a～38c：焊料圆角；
39：侧面折弯部；
40a：连接盘凹部；
41：底面折弯部。

Claims (6)

1.一种电子部件，具备：
电路元件；
主体，将所述电路元件收容在内部；以及
保持构件，由金属板构成，并对所述电路元件进行保持，
所述主体具有侧面和与所述侧面相连的底面，
所述电路元件具有从所述主体的所述侧面引出到所述主体的外部并从所述主体的所述侧面朝向所述底面延伸的端部，
所述保持构件具有：
第一侧面部和第二侧面部，均与所述主体的所述侧面对置，并从所述电路元件的所述端部分别隔开间隔进行配置，使得所述电路元件的所述端部位于其间；以及
底面部，与所述主体的所述底面对置，并与所述第一侧面部和所述第二侧面部连接，并且固定有所述电路元件的所述端部，
所述第一侧面部的宽度和第二侧面部的宽度大于所述电路元件的所述端部的宽度。
2.根据权利要求1所述的电子部件，所述第一侧面部的宽度和所述第二侧面部的宽度各自与所述电路元件的所述端部的间隔为所述保持构件的宽度的2倍～10倍。
3.根据权利要求1所述的电子部件，所述第一侧面部与所述电路元件的所述端部的间隔和所述第二侧面部与所述电路元件的所述端部的间隔为所述保持构件的厚度的2倍～10倍。
4.根据权利要求1所述的电子部件，所述电路元件的所述端部在所述主体的高度的中央与底面之间的位置引出到所述主体的外部。
5.一种电子设备，具备：
权利要求1所述的电子部件；以及
安装基板，具有安装所述电子部件的表面。
6.根据权利要求5所述的电子设备，所述安装基板具有：
绝缘基板；以及
连接盘，配置在所述绝缘基板上，并与所述电子部件的所述第一侧面部和所述第二侧面部连接，
所述连接盘的外轮廓具有朝向所述连接盘的所述第一侧面部与所述第二侧面部之间的部分凹陷的连接盘凹部。
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