JP2003124074A - 面実装電子部品 - Google Patents

面実装電子部品

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竹谷  豊
Yoshiaki Kiyouba
狭場  善昭
Akira Sakamaki
坂牧  亮
Tadahito Ito
伊藤  忠仁
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品素子と、該電子部品素子を外装する
樹脂層と、一端が前記電子部品素子に接続されると共に
他端が前記外装樹脂層の外側へ引き出された折曲板状の
リードフレームとを備える面実装電子部品において、リ
ードフレームの最外層に金メッキを施すことによる効果
を十分に引き出しながら、該金メッキ層を形成する領域
を必要最小限にとどめることにり、面実装電子部品の材
料コスト及び製造コストを低減する。 【解決手段】 電子部品素子に対する接続に供される第
1の金メッキ層と、外部の配線基板に対する接続に供さ
れる第2の金メッキ層とを、リードフレームを構成する
板状体の同一面側に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
等に対して表面実装される面実装電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】各種電子機器に装備されるプリント配線
基板に対して、リフローはんだ付け法等により表面実装
される面実装電子部品は、例えば図3に示すような断面
構成を有する。
【0003】この面実装電子部品は、電子部品素子とし
ての固体電解コンデンサ素子1と、該固体電解コンデン
サ素子を外装するエポキシ樹脂層2と、一端が前記固体
電解コンデンサ素子に接続されると共に他端が前記外装
樹脂層の外側へ引き出された一対の折曲板状リードフレ
ーム51、52とを備える。
【0004】前記固体電解コンデンサ素子1は、タンタ
ル粉末の焼結材からなる陽極体11の表面に、該表面を
電解酸化させた誘電体皮膜層12、陰極電解質としての
導電性ポリマー層13、グラファイト層及び銀ペースト
層からなる陰極引出層14を順次形成したものである。
前記陽極体11には、陽極側リードフレーム51との接
続に供される陽極リードピン15が植立されている。前
記陰極引出層14は、導電性接着材4を介して、陰極側
リードフレーム52との接続に供される。
【0005】前記リードフレーム51、52の一端51
1、521は、前述の如く前記固体電解コンデンサ素子
に接続されており、他端512、522は、前記外装樹
脂層の外側へ引き出されて折り曲げられ、プリント配線
基板との接続(はんだ付け)に供される。
【0006】プリント配線基板に対する電子部品のはん
だ付けに関しては、近年、自然環境に対する配慮から、
はんだの鉛フリー化が強く推進されており、各種代替は
んだ材が提案或いは採用されつつあるが、その場合のは
んだ付け温度は、従来の鉛−錫系はんだに比べて、約3
0℃以上高くなる方向である。
【0007】面実装電子部品のリードフレームとして
は、従来、鉄−ニッケル系合金からなるフレーム基材
に、鉛−錫系はんだメッキを施したものが広く用いられ
てきたが、作業温度が250〜260℃となる鉛フリー
のリフローはんだ付けにおいては、リードフレームのは
んだメッキ層が熱溶融して外装樹脂層との間に隙間が生
じ、気密性が損なわれて耐湿性などに問題が生じる。
【0008】この対策として、リードフレームのメッキ
材から錫(融点232 ℃)などの低融点金属を排し、
高融点金属(融点400℃以上)のみを採用する動きが
出ている。例えば、鉄−ニッケル系合金からなるフレー
ム基材に、ニッケルメッキ層(融点1450 ℃)及び
金メッキ層(融点1064 ℃)を重ねて形成する技術
が知られている。
【0009】電気抵抗を引き下げるために、前記ニッケ
ルメッキ層の下に厚さ数μmの銅メッキ層(融点108
3 ℃)を形成したり、はんだ付け性を安定化するため
に、前記金メッキ層の下にパラジウムメッキ層(融点1
550 ℃)を形成する技術も知られている。
【0010】前記金メッキ層は、[A]プリント配線基
板に対するはんだ付け性を良好且つ安定なものとする効
果、すなわち、所謂「はんだ濡れ時間」を短縮し、且つ
そのバラツキを小さくするという効果の他に、[B]導
電性接着材を介して電子部品素子に接続される箇所にお
いて、接続電気抵抗を小さく且つ安定化するという効果
を奏する。
【0011】本願発明者は、前記図3に示したような構
成を有する面実装電子部品において、リードフレームに
金メッキ層を形成することによる効果(特に上記[B]
の効果)を実測確認した。
【0012】すなわち、図3の構成におけるリードフレ
ーム51、52として、42wt%ニッケル−鉄合金か
らなる板状フレーム基材の両面に、厚さ2μmの銅メッ
キ層、厚さ0.7μmのニッケルメッキ層及び厚さ0.
1μmの金メッキ層を順次形成したものを用いた場合
(従来例1)と、厚さ2μmの銅メッキ層、厚さ0.7
μmのニッケルメッキ層及び厚さ0.1μmの錫メッキ
層を順次形成したものを用いた場合(従来例2)につい
て、面実装電子部品としての固体電解コンデンサを作製
し、100kHzにおけるESR(等価直列抵抗)を測
定した。その結果を表1に示す。
【0013】
【表1】
【0014】表1を見ればわかるように、固体電解コン
デンサ素子の陰極引出層に導電接着材を介して接続され
るリードフレームの最外層に、金メッキを施した従来例
1においては、錫メッキの従来例2に比べて、ESRの
平均値が約6%小さく、標準偏差が約1/3となってい
る。
【0015】これは、リードフレームの最外層に金メッ
キを施すことにより、固体電解コンデンサ素子の陰極引
出層に対する接続電気抵抗が明らかに小さくなり、特に
そのバラツキが著しく小さくなることを示している。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、リードフレ
ームの最外層に金メッキを施すことによる上述のような
効果([A][B])を十分に引き出しながら、該金メ
ッキ層を形成する領域を必要最小限にとどめることに
り、面実装電子部品の材料コスト及び製造コストを低減
するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明による面実装電子
部品は、電子部品素子と、該電子部品素子を外装する樹
脂層と、一端が前記電子部品素子に接続されると共に他
端が前記外装樹脂層の外側へ引き出された折曲板状のリ
ードフレームとを備える面実装電子部品において、前記
リードフレームの一端には、前記電子部品素子に対する
接続に供される第1の金メッキ層が形成され、前記リー
ドフレームの他端には、外部の配線基板に対する接続に
供される第2の金メッキ層が形成され、前記第1及び第
2の金メッキ層は、前記リードフレームを構成する板状
体の同一面側に形成されていることを特徴とするもので
ある。
【0018】このようなリードフレームの構成によれ
ば、電子部品素子に対する接続に供される箇所と、外部
の配線基板に対する接続に供される箇所とに金メッキ層
を形成することによる効果を確保しながら、金メッキ層
形成領域をリードフレームの同一面側(すなわち片面側
のみ)とするので、面実装電子部品の材料コスト及び製
造コストを低減することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に相当する面
実装電子部品は、図1に示すような断面構成を有する。
【0020】この面実装電子部品は、電子部品素子とし
ての固体電解コンデンサ素子1と、該固体電解コンデン
サ素子を外装するエポキシ樹脂層2と、一端が前記固体
電解コンデンサ素子に接続されると共に他端が前記外装
樹脂層の外側へ引き出された一対の折曲板状リードフレ
ーム31、32とを備える。
【0021】前記固体電解コンデンサ素子1は、タンタ
ル粉末の焼結材からなる陽極体11の表面に、該表面を
電解酸化させた誘電体皮膜層12、陰極電解質としての
導電性ポリマー層13、グラファイト層及び銀ペースト
層からなる陰極引出層14を順次形成したものである。
前記陽極体11には、陽極側リードフレーム31との接
続に供される陽極リードピン15が植立されている。前
記陰極引出層14は、導電性接着材4を介して、陰極側
リードフレーム32との接続に供される。
【0022】前記リードフレーム31、32は、42w
t%ニッケル−鉄合金からなる板状フレーム基材の両面
に、厚さ2μmの銅メッキ層及び厚さ0.7μmのニッ
ケルメッキ層が順次形成され、片面のニッケルメッキ層
上のみに、厚さ0.1μmの金メッキ層313、323
が形成されている。
【0023】前記リードフレーム31、32の一端31
1、321は、前述の如く前記固体電解コンデンサ素子
に接続されており、他端312、322は、前記外装樹
脂層の外側へ引き出されて折り曲げられ、プリント配線
基板との接続(はんだ付け)に供される。
【0024】製法上、陽極側及び陰極側のリードフレー
ムは、図2に示すような穿孔リボン30の形で供給さ
れ、該リボン状リードフレーム部材の金メッキ層形成面
上に固体電解コンデンサ素子1(簡略化のため、1個の
み図示)を載置して、陽極側リードフレーム片310と
固体電解コンデンサ素子の陽極リードピンとを溶接する
と共に、陰極側リードフレーム片320と固体電解コン
デンサ素子の陰極引出層とを接着する。尚、陰極側リー
ドフレーム片は、固体電解コンデンサ素子の外形に合わ
せて、符号324で示す箇所で予め折り曲げられてい
る。
【0025】その後、リボン状リードフレーム部材30
に接続された固体電解コンデンサ素子1をエポキシ樹脂
にて外装し、破線P1、P2に沿ってリボン状リードフ
レーム部材を切断することにより、固体電解コンデンサ
素子に接続された陽極側リードフレーム片及び陰極側リ
ードフレーム片をリボン状リードフレーム部材から切り
離し、両リードフレーム片を、金メッキ層形成面を外側
にして前記外装樹脂層の外周に沿って折り曲げ、図1に
示すように、プリント配線基板との接続に供される端子
部312,322を形成する。
【0026】ここで、陰極側リードフレームの固体電解
コンデンサ素子に対する接着面と、外装樹脂層の外周に
沿った折り曲げの外側面との関係に注目すると、従来
は、前記図3に示したように、両者が異なる面(裏表の
関係)に配されていることが多かった。これに対して、
本発明実施例においては、陰極側リードフレームの固体
電解コンデンサ素子に対する接着面と、外装樹脂層の外
周に沿った折り曲げの外側面とを、図1に示すように同
じ側の面とする。
【0027】図3(従来例)の折り曲げ構成では、リー
ドフレームの両面に金メッキ層を形成しないと、従来技
術の項で述べた金メッキ層の効果[A][B]を両立さ
せることができないが、図1(本発明実施例)の折り曲
げ構成であれば、リードフレームの片面に金メッキ層を
形成するだけで、上記金メッキ層の効果[A][B]を
両立させることができ、金メッキ層の形成に要するコス
トを大幅に低減することができる。
【0028】尚、図1(本発明実施例)の折り曲げ構成
では、符号39で示す箇所において、比較的薄い外装樹
脂層を挟んでリードフレームがU字状に折り曲げられる
ことになり、リードフレーム及び外装樹脂層の損傷が懸
念されるが、外装樹脂層から引き出したリードフレーム
の根元部分を適当な工具で掴んで折り曲げれば、何の問
題も生じないことを確認している。
【0029】更に、前記リボン状リードフレーム部材に
おいて、金メッキ層を片面のみに形成するには、他方の
面をマスクして金メッキ処理を施すことになるが、金メ
ッキ層を形成する方の面においても、陽極側及び陰極側
のリードフレーム片として切り離す部分以外(図2にお
ける破線P1、P2の外側)には、金メッキ層を形成す
る必要はないから、その部分も同時にマスクして金メッ
キ処理を施せば、金メッキ層を形成する面積(すなわち
金の使用量)を、両面全体に金メッキ層を形成する場合
の約30%に節減することができる。
【0030】尚、両面に金メッキ層を形成する場合で
も、リードフレーム片として切り離す部分以外は、金メ
ッキ不要であるが、この場合には、金の節約とマスクの
工数コストとが逆転して、実益につながらない。
【0031】以上、電子部品素子として固体電解コンデ
ンサ素子を用いる場合を例に挙げて説明したが、本発明
は、抵抗素子や半導体素子等、他の電子部品素子を用い
る場合にも適用できる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、面実装電子部品のリー
ドフレームにおいて、外部の配線基板に対する接続に供
される箇所に金メッキ層を形成することにより、はんだ
付け性を良好且つ安定なものとする効果と、電子部品素
子に対する接続に供される箇所に金メッキ層を形成する
ことにより、接続電気抵抗を小さく且つ安定化するとい
う効果とを両立させながら、金メッキ層形成領域をリー
ドフレームの同一面側(すなわち片面側のみ)とするの
で、面実装電子部品の材料コスト及び製造コストを低減
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例に係る面実装電子部品の断面図で
ある。
【図2】従来例に係る面実装電子部品の断面図である。
【図3】リードフレーム部材の平面図である。
【符号の説明】
1 電子部品素子(固体電解コンデンサ素子) 2 外装樹脂層 31 陽極側リードフレーム 311 陽極側リードフレームの第1金メッキ層 312 陽極側リードフレームの第2金メッキ層 32 陰極側リードフレーム 321 陰極側リードフレームの第1金メッキ層 322 陰極側リードフレームの第2金メッキ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 狭場 善昭 大阪府四条畷市岡山東1丁目1番18号 サ ン電子工業株式会社内 (72)発明者 坂牧 亮 大阪府四条畷市岡山東1丁目1番18号 サ ン電子工業株式会社内 (72)発明者 伊藤 忠仁 大阪府四条畷市岡山東1丁目1番18号 サ ン電子工業株式会社内 Fターム(参考) 5E336 AA04 CC02 CC06 CC08 CC15 CC19 CC53 EE01 GG05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品素子と、該電子部品素子を外装
    する樹脂層と、一端が前記電子部品素子に接続されると
    共に他端が前記外装樹脂層の外側へ引き出された折曲板
    状のリードフレームとを備える面実装電子部品におい
    て、 前記リードフレームの一端には、前記電子部品素子に対
    する接続に供される第1の金メッキ層が形成され、 前記リードフレームの他端には、外部の配線基板に対す
    る接続に供される第2の金メッキ層が形成され、 前記第1及び第2の金メッキ層は、前記リードフレーム
    を構成する板状体の同一面側に形成されていることを特
    徴とする面実装電子部品。
  2. 【請求項2】 前記リードフレームは、板状のフレーム
    基材が複数のメッキ層により被覆された構成を有し、 前記フレーム基材及びメッキ層は、いずれも400℃以
    上の融点を有する金属からなることを特徴とする請求項
    1記載の面実装電子部品。
  3. 【請求項3】 前記電子部品素子は、金属材からなる陽
    極体の表面に、誘電体皮膜層、固体電解質層及び陰極引
    出層を順次形成した固体電解コンデンサ素子からなるこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載の面実装電子部品。
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