JP2006100375A

JP2006100375A - 電子部品

Info

Publication number: JP2006100375A
Application number: JP2004281829A
Authority: JP
Inventors: Akio Hidaka; 晃男日▲高▼; Yuichi Murano; 雄一村野; Shinichi Wakasugi; 伸一若杉; Tadao Mizoguchi; 督生溝口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2006-04-13

Abstract

【課題】本発明は、小型化を阻害せず、端子電極とリード端子の電気的接続強化と物理的接続強化の両方を実現して、耐久性、耐圧に優れた電子部品を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、基体２と、基体２に設けられた一対の端子電極３と、端子電極３に接続される一対のリード端子４を有する電子部品１であって、端子電極３が非平面形状である構成により、端子電極３とリード端子４との電気的接続強度および物理的接続強度の両方を、小型化を阻害することなく実現できるものであり、耐圧、耐久性を実現できるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、モデム、電源回路、液晶用電源、ＤＣ−ＤＣコンバーター、電力線通信機器などの電子機器などに好適に用いられる電子部品に関するものである。

モデムや電源回路などの電子機器においては、多数の電子部品が搭載される。

ここで、電子機器には小型化、低コスト化が求められ、これに伴い電子部品についても大幅な小型化、低コスト化が求められている。更に、自動実装による実装コストの削減、実装面積の削減のために、面実装電子部品が求められることが多い。一方、小型化と合わせて高性能化や特性ばらつきの低減、さらには耐久性の向上など相反する仕様が要求されることも多くなっている。

このような電子部品として、基体に端子電極が形成され、この端子電極にリード端子が接続されて面実装が可能な電子部品が用いられることが多い（例えば特許文献１参照）。

図１０は従来の技術における電子部品の側断面図である。

１００は電子部品、１０１は基体、１０２は端子電極、１０３はリード端子である。

電子部品１００は、基体１０１に一対の端子電極１０２が形成され、端子電極１０２にリード端子１０３が接続されて構成される。

このようにリード端子１０３が接続されることで、面実装可能な電子部品が実現され、基体１０１を小型化することにより、電子部品１０１が小型化されるものである。
特開２００１−２８４１５７号公報

しかしながら、電子部品の小型化が更に要求される場合には、その製造精度の問題が生じる。

特に、面実装を行うために、基体に設けられた端子電極にリード端子を接続する電子部品では、リード端子と端子電極との接続強度が弱いと、電圧の加圧や、信号電流の繰り返しの入出力によるストレスにより、リード端子と端子電極との接続部分が損傷したり、破壊されたりして、電子部品そのものが使用不能になるなどの問題があった。

あるいは、端子電極とリード端子の接続が不十分であると、電気的接触が不十分であり、加圧された場合に端子電極とリード端子間で放電が生じ、放電により発熱や、あるいは損傷、あるいは故障などが生じる問題があった。また、電気的接触が不十分であることにより、高抵抗となり、電流、電圧特性の劣化、発熱、ノイズ発生などの問題も生じていた。

また、電子部品そのものの小型化が求められる現状では、端子電極やリード端子も小型化が不可避であり、端子電極とリード端子との接続において、電気的接触を十分に確保することは難しい問題があった。これは小型化すればするほど問題となっていた。

特に、端子電極とリード端子との接続においては電気的接続強度としての十分な圧力で接触する必要と、物理的接続強度としての半田やその他の接合材が十分に充填されて接続される必要があるが、小型化が進むにつれてこれが困難になっていた問題があった。

本発明は、上記の問題を解決し、小型化を阻害せず、端子電極とリード端子の電気的接続強化と物理的接続強化の両方を実現して、耐久性、耐圧に優れた電子部品を提供することを目的とする。

本発明は、基体と、基体に設けられた一対の端子電極と、端子電極に接続される一対のリード端子を有する電子部品であって、端子電極が非平面形状である構成とする。

本発明は、端子電極が非平面形状であることで、略平面形状の表面を有するリード端子との接続において、端子電極とリード端子との間で点接触部分が生じ、面接触よりも確実な接触を実現することができる。

更に、面接触に比較して点接触の接触圧力の強度は大きく、電気的接触強度を向上させることができ、電気接続能力の向上が実現されるものである。特に、小型の電子部品においては面接触を確保して接続することは困難であるのに対して、点接触であればその確保が容易であり、自動製造工程での製造精度が高まり、歩留まりの向上、コスト低減が実現されるものである。

更に、端子電極に山形形状や円弧形状などの凸部を設けることで、点接触をより確実に確保することができるものである。

また、端子電極とリード端子とが点接触する部分以外においては、一定の空間が確保されるため、この空間を活用して半田などの充填を行うことができ、物理的接続強度を、電気的接続強度と共に確保することができる効果がある。

以上のように、電気的接続強度と物理的接続強度の両方が確保され、小型化を阻害することなく、耐久性、耐圧、歩留まりの向上、コストの削減を実現することができるものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、基体と、基体に設けられた一対の端子電極と、端子電極に接続される一対のリード端子を有する電子部品であって、端子電極が非平面形状であることを特徴とする電子部品であって、端子電極とリード端子との点接触を確実に確保することができ、電気的接続強度を向上させることが可能となる。

本発明の請求項２に記載の発明は、非平面形状が、円弧形状であることを特徴とする請求項１記載の電子部品であって、端子電極とリード端子との点接触を容易に実現でき、電気的接続強度を向上させることができる。

本発明の請求項３に記載の発明は、端子電極が凸部を有することを特徴とする請求項１乃至２いずれか記載の電子部品であって、端子電極とリード端子との点接触を容易に実現でき、電気的接続強度の向上を実現できる。

本発明の請求項４に記載の発明は、凸部が円弧形状であることを特徴とする請求項３記載の電子部品であって、凸部を容易に実現でき、端子電極とリード端子との点接触を確保
して電気的接続強度の向上を実現できる。

本発明の請求項５に記載の発明は、凸部が山形形状であることを特徴とする請求項３記載の電子部品であって、凸部を容易に実現でき、端子電極とリード端子との点接触を確保して電気的接続強度の向上を実現できる。

本発明の請求項６に記載の発明は、リード端子が、非平面形状である端子電極の最突出部と接触して接続されることを特徴とする請求項１〜５いずれか１記載の電子部品であって、端子電極とリード端子との接続において、点接触部分を確保して、平面同士の接触のような接触困難性を排除でき、電気的接続強度を確保できるものである。

本発明の請求項７に記載の発明は、リード端子が、端子電極の凸部と接触して接続されることを特徴とする請求項３〜５いずれか１記載の電子部品であって、端子電極とリード端子との接続において、点接触部分を確保して、平面同士の接触のような接触困難性を排除でき、電気的接続強度を確保できるものである。

本発明の請求項８に記載の発明は、リード端子が、端子電極の最突出部、又は凸部と点接触して接続されることを特徴とする請求項６乃至７いずれか１記載の電子部品であって、電気的接続強度を向上させることができるものである。

本発明の請求項９に記載の発明は、点接触部分での接触圧力が、他の接続部分での接触圧力よりも高いことを特徴とする請求項８記載の電子部品であって、平面接触の場合よりも、電気的接続強度が高いものである。

本発明の請求項１０に記載の発明は、端子電極とリード端子の接続部分において、端子電極の最突出部、又は凸部以外が接合材の充填空間であることを特徴とする請求項１〜９いずれか１記載の電子部品であって、電気的接続強度の向上に加えて、物理的接続強度も向上させることができるものである。

本発明の請求項１１に記載の発明は、一対の端子電極が基体の両端面に形成され、一対のリード端子が端子電極と対向する面と基体の底面の一部に及んで接続されることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１記載の電子部品であって、基体からなる素子を底受けすることができて、電子部品の接続安定性が高まるものである。

本発明の請求項１２に記載の発明は、電子部品が、内部電極が形成された基体が複数積層された積層電子部品であることを特徴とする請求項１〜１１いずれか１記載の電子部品であって、高容量のコンデンサや、積層インダクタなどのバリエーションに富んだ電子部品でありながら、電気的接続強度および物理的接続強度の向上を実現することができる。

本発明の請求項１３に記載の発明は、電子部品において、リード端子の一部を除いて外装材により覆われていることを特徴とする請求項１〜１２いずれか１記載の電子部品であって、耐久性の向上を図る事ができる。

本発明の請求項１４に記載の発明は、電子部品が、単板コンデンサであることを特徴とする請求項１〜１３いずれか１記載の電子部品であって、コンデンサの電気的接続強度および物理的接続強度の向上を図る事ができる。

本発明の請求項１５に記載の発明は、電子部品が、積層コンデンサであることを特徴とする請求項１〜１３いずれか１記載の電子部品であって、高容量コンデンサの電気的接続強度および物理的接続強度の向上を図る事ができる。

本発明の請求項１６に記載の発明は、凸部が、端子電極表面に複数存在することを特徴とする請求項１〜１３いずれか１記載の電子部品であって、点接触部位を増加させて電気的接続強度の更なる向上が図られるものである。

本発明の請求項１７に記載の発明は、円弧形状が、端子電極形成時の表面張力を利用して形成されたものであることを特徴とする請求項４記載の電子部品であって、円弧形状の形成を容易に実現できる。

以下、図面を用いて説明する。

図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９は本発明の実施の形態における電子部品の側面図である。

１は電子部品、２は基体、３は端子電極、４はリード端子、５は接触部位、６は充填空間、７は内部電極、８は外装材である。

最初に、各部の詳細について説明する。

まず基体２について説明する。

基体２は、誘電体で構成された基体２で、例えば酸化チタンやチタン酸バリウムなどの誘電体材料が好適に用いられる。あるいはアルミナなども用いられる。これらの酸化物系の誘電体材料や、金属系の誘電体材料、あるいはセラミック系の誘電体材料など、所望の誘電率（この誘電率により容量の大きさを調整することができる）や素子強度などに応じて、適宜材料やその組成比が選択されるものである。

また、これらの材料を必要に応じて有機系材料などと混合して任意の形状に成形して、必要に応じて加熱処理などによる焼成を行って、基体形状とするものである。

基体２は、電子部品１の大きさ、形状に応じた大きさ、形状とされる。例えば、略長方形であって所望の厚みを有する箱状、あるいは板状のものであってもよく、薄板形状であってもよく、略長方形以外の形状であっても良い。このとき、基体２を積層する積層型の電子部品とする場合には、薄板形状とすることが好ましい。このとき、積層される各基体２は、それぞれ厚みが異なっていてもよく、電圧応力のレベルに応じて積層位置とその積層される基体２の厚みとを異ならせてもよいものである。例えば、電圧応力の強く加わる中央付近に積層される基体２を厚いものを使うことも好ましい。また、電圧応力の加わるレベルの差分に応じて、基体２の厚みを少しずつ変えてもよいものである。

次に、端子電極３について説明する。

端子電極３は、基体２に一対で設けられ、両端面であってもよく、上下面であってもよいものである。

端子電極３は、図１に表されるように表面が非平面状である。図１では、円弧形状となっており、図２では山形形状、図３、図４では凸部、図５では複数の凸部、図６では波状面形状などが表されている。

このように端子電極３の表面は非平面形状を有しており、円弧形状や山形形状、あるいは突出部、波状面などから形成される凸部によって、非平面形状が実現されるものである
。

なお、凸部は一つの端子電極３に一つ形成されてもよく、複数形成されても良いものである。凸部が単数の場合には点接触部位５が一箇所で定まることで、点接触の確保が容易になるメリットがあり、複数の場合には接触部位のトータルエリアを拡大することが可能となるメリットがある。

更に、端子電極３の幅方向全体に渡って凸部が形成されてもよく、幅方向の一部分のみに形成されても良いものである。前者の場合には端子電極３とリード端子４の接触面積を広くすることができるメリットがあり、後者の場合には、点接触部位５の確保を確実にできるメリットがある。

また、上下方向において、底面側に偏った位置に形成されてもよく、略中央に形成されてもよく、上方に偏って形成されても良いものである。

底面側に偏った位置に形成された場合には、接続されるリード端子４の折りまげを少なくすることができ、リード端子４の材料コストを低減することができる。略中央に設けた場合には、リード端子４による基体２の支持バランスや、加圧される電圧と電圧応力とのバランスを最適にすることができる。上方に偏って形成された場合には、リード端子４による基体２の支持力を向上させることができるメリットがある。

端子電極３の構成材料としては、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕなどの少なくとも一つを含む金属材料や合金が挙げられる。特に、Ｎｉ単体あるいはＮｉ合金を用いることでコスト面において有利となる。また、これらの合金や、表面にめっき処理が施されたものであってもよいものである。勿論、合金などであっても良い。

また、端子電極３は上記の材料を用いて、ペースト塗布、めっき、蒸着、スパッタなどにより形成されれば良いものである。

次に、リード端子４について説明する。

リード端子４は、端子電極３と接続され、基体２を支持して電子部品１を面実装可能にするものである。

リード端子４は、図１などに表されるように折り曲げされることにより、端子電極３と接続され、実装基板などとの実装面を確保することができるものである。また、図１に表されるように、基体２の底面にまでかかるように折り曲げ部分を形成することで基体２の支持を確実にすることができるものである。また、図１などに表されるようにリード端子４を外方向に折り曲げても良いものであり、図９に示されるように、内側に折り曲げても（ガルウィング型）良いものである。前者の場合は沿面距離が大きくなって耐圧を向上させることができ、実装強度を強化することができるメリットがあり、後者の場合には実装面積の削減が可能というメリットがある。

次に接触部位５について説明する。

接触部位５は端子電極３とリード端子４とが隙間無く物理的に接触する部位であり、十分な接触力をもって接触するため、電気的な接続が十分に確保される。これは端子電極３が図１であれば円弧形状の凸部を有することで、その先端、突端において、点接触するため、リード端子４で端子電極３を受ける際の角度や置き方の違いに拘わらず、必ず点接触する接触部位５が形成される。

これは、図２に示されるような山形形状の凸部であっても、図３や図４に表されるような突出部が形成されている場合であっても、同様にリード端子４と端子電極３との間には、角度などのずれなどに拘わらず接触部位５を形成することができるものである。

このような点接触による接触部位５は、リード端子４を端子電極３に嵌め込むときの角度や形状がずれていても、必ず点接触できるため、電気的接続を確実に確保できるメリットがある。

これに対して、図１０に表されるような従来の技術における電子部品では、端子電極３が略平面であるため、同様に略平面を有するリード端子４との接続においては、その角度などにずれが生じると、接触部位５を確保できない。特に、リード端子４の折り曲げは、機械的に行われるため、折り曲げ部分には丸みが生じるため、平面同士であるリード端子と端子電極との接続では、十分な接触部位５を確保できず電気的接続が不十分である。

一方、上述のように凸部を有する端子電極３とすることで、リード端子４が略平面を有していても、あるいは折り曲げ部分に丸みが生じていたとしても、点接触による接触部位５を確保できるので、確実な電気的接続を確保することができる。

以上により、まず電気的接続強度の確保を実現することができる。

次に、充填空間６について説明する。

充填空間６は、凸部が設けられることで、この凸部により生じる点接触となる接触部位５が確保されることで、それ以外の部分にできる不可避の隙間である。

この隙間は、図１のように円弧形状の凸部であれば、折り曲げたリード端子４により底受けしている底面付近と、接触部位５の上方に形成される。この隙間は、そのまま充填空間６となり、充填空間６には、リード端子４と端子電極３とを接続するために用いる固着剤、例えば半田などが充填される空間となる。

これにより、端子電極３とリード端子４とが確実に直接接触する接触部位５が確保されながらも、物理的接続を確保できる固着材の充填空間が接触部位５の周囲に確保され、十分な半田などの固着材がいきわたることになる。これにより電気的接続強度を点接触である接触部位５で確保しつつ、周辺の充填空間６に充填された固着材により物理的接続強度も十分に確保されるものとなる。

以上のように、円弧形状や山形、波形、突出部などの凸部が、端子電極３の表面に形成されて、非平面状とされることで、リード端子４との接触を確実にできる接触部位５を確保しつつ、この周囲に十分な半田などの固着材が充填されることで、電気的接続強度の確保と、物理的接続強度の確保が同時実現される。更に、リード端子４の角度などに多少の相違や、リード端子４の形状に多少のずれがあっても、接触部位５および充填空間６が必ず確保されるので、非常に高い歩留まりで電気的接続強度と物理的接続強度の向上が実現されることになる。更に、結果として接続部分における不良接触などがなくなるため、耐圧が向上し、耐久性も向上するメリットがある。特に、長時間の使用における信号電流の入出力におけるストレスなどにも対応することが可能となって、同様に長時間使用での耐久性向上が実現されることになる。

これは、図１などに示されるように、基体２が単層である場合であっても、図７のように基体２が複数積層された積層型の場合であっても同じである。

このため、電子部品１は抵抗やインダクタなどであっても良いが、基体２を誘電体基体とした面実装型のコンデンサとすることも良いものである。このとき、図１に示されるように単体の基体２から形成される単板コンデンサとしてもよく、あるいは図７に示されるように、内部電極７が形成された基体２が積層された積層コンデンサとしても良いものである。

積層コンデンサとした場合には、高容量が実現されるため、高耐圧が要求される。このような場合であっても、本発明の電子部品１であれば、リード端子４と端子電極３との接続において、電気的接続強度の確保、および物理的接続強度の確保の両面が実現されるため、高容量が要求される電子部品であっても、必要となる耐圧、耐久性が十分に確保されるものである。

また、図８、図９に表されるように、外装材８により覆うことも好適である。外装材８により、素子となる基体２全体と、リード端子４の一部を覆うことで耐湿性や耐衝撃性を向上させて、更に耐久性を向上させることができるものである。

外装材８の材料としては、オプトクレゾールノボラック系、ビフェニール系、ペンタジエン系などのエポキシ系樹脂などが好適に用いられる。もちろん、これら以外の材料が混入してもよく、更に低コストの樹脂が用いられてもよいものである。

また外装材８の表面と基体２の表面の間隔の最小値（外装材８のもっとも肉厚が薄い部分）は０．１ｍｍ以上とすることで、外皮耐圧を向上させることができる。更に、これ以上の値とすることで、耐圧、耐湿、耐熱に強い電子部品１を実現することができる。

また、外装材８の形状として、略直方体や略立方体などがあるが、外装材８の角部には、面取り、円弧部、凹部などが設けられてもよく、任意の側断面が台形である台形柱であってもよいものである。あるいは、楕円柱でもよく、これらの形状の特徴部分などがそれぞれ組み合わされてもよいものである。これらの形状により外装材８の耐衝撃性などが向上するメリットがある。これにより、電子部品１の耐久性も向上し、電源回路やモデム回路などの信号ラインなどに実装される場合に、非常に耐久性の高い電子部品１とすることができるものである。

また、外装材８を用いる場合には、リード端子４を外装材８の側面から突出させて、リード端子４と外装材８との間に遊びを設けてたわみ性を向上させることも好適である。あるいは底面から突出させてたわみ性を向上させることも同様に好適である。

以上のように、端子電極３に円弧形状、山形形状、突出部、波状面などによる凸部が設けられることで、高い歩留まりでリード端子４との接触が確実に確保され、接触部位５以外に形成される充填空間６に半田などの固着材が十分に充填される。この形態により、端子電極３とリード端子４の接続において、電気的接続強度の向上と、物理的接続強度の向上が実現されることになり、耐圧、耐久性に優れた電子部品が実現される。

本発明は、基体と、基体に設けられた一対の端子電極と、端子電極に接続される一対のリード端子を有する電子部品であって、端子電極が非平面形状である構成により、物理的接続強度を、電気的接続強度と共に確保することが必要な用途にも適用できる。

本発明の実施の形態における電子部品の側面図本発明の実施の形態における電子部品の側面図本発明の実施の形態における電子部品の側面図本発明の実施の形態における電子部品の側面図本発明の実施の形態における電子部品の側面図本発明の実施の形態における電子部品の側面図本発明の実施の形態における電子部品の側面図本発明の実施の形態における電子部品の側面図本発明の実施の形態における電子部品の側面図従来の技術における電子部品の側面図

符号の説明

１電子部品
２基体
３端子電極
４リード端子
５接触部位
６充填空間
７内部電極
８外装材
１００電子部品
１０１基体
１０２端子電極
１０３リード端子

Claims

基体と、
前記基体に設けられた一対の端子電極と、
前記端子電極に接続される一対のリード端子を有する電子部品であって、
前記端子電極が非平面形状であることを特徴とする電子部品。
前記非平面形状が、円弧形状であることを特徴とする請求項１記載の電子部品。
前記端子電極が凸部を有することを特徴とする請求項１乃至２いずれか記載の電子部品。
前記凸部が円弧形状であることを特徴とする請求項３記載の電子部品。
前記凸部が山形形状であることを特徴とする請求項３記載の電子部品。
前記リード端子が、前記非平面形状である端子電極の最突出部と接触して接続されることを特徴とする請求項１〜５いずれか１記載の電子部品。
前記リード端子が、前記端子電極の前記凸部と接触して接続されることを特徴とする請求項３〜５いずれか１記載の電子部品。
前記リード端子が、前記端子電極の最突出部、又は前記凸部と点接触して接続されることを特徴とする請求項６乃至７いずれか１記載の電子部品。
前記点接触部分での接触圧力が、他の接続部分での接触圧力よりも高いことを特徴とする請求項８記載の電子部品。
前記端子電極と前記リード端子の接続部分において、前記端子電極の最突出部、又は凸部以外が接合材の充填空間であることを特徴とする請求項１〜９いずれか１記載の電子部品。
前記一対の端子電極が前記基体の両端面に形成され、前記一対のリード端子が前記端子電極と対向する面と前記基体の底面の一部に及んで接続されることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１記載の電子部品。
前記電子部品が、内部電極が形成された前記基体が複数積層された積層電子部品であることを特徴とする請求項１〜１１いずれか１記載の電子部品。
前記電子部品において、前記リード端子の一部を除いて外装材により覆われていることを特徴とする請求項１〜１２いずれか１記載の電子部品。
前記電子部品が、前記基体が誘電体基体である単板コンデンサであることを特徴とする請求項１〜１３いずれか１記載の電子部品。
前記電子部品が、前記基体が誘電体基体である積層コンデンサであることを特徴とする請求項１〜１３いずれか１記載の電子部品。
前記凸部が、前記端子電極表面に複数存在することを特徴とする請求項１〜１３いずれか１記載の電子部品。
前記円弧形状が、端子電極形成時の表面張力を利用して形成されたものであることを特徴とする請求項４記載の電子部品。