JP2007189050A - 電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】リード線タイプの電子部品本体の端面に絶縁板を重ねて面実装可能とした電子部品において、基板へのはんだ付け強度を向上できる構成を提供する。
【解決手段】電解コンデンサ本体２を絶縁板５により面実装可能としたチップ形電解コンデンサ１において、絶縁板５の下端面５０のリード線２４を内方から外周側に向けて伸延させる溝５８は、リード線２４の線径よりわずかに広い内方の狭幅部分５８１と、幅の広い外周側の広幅部分５８２とから構成されている。このため、溝５８の内側壁５９とリード線２４との隙間６も、内方の狭幅部分６１と、この狭幅部分６１より広い外周側の広幅部分６２とから構成され、チップ形電解コンデンサ１を実装した際、広幅部分６２で、はんだのフィレットが確実に形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品本体の下端面に面実装を可能とする絶縁板を取り付けた電子部品に関するものである。

電解コンデンサのように下端面から複数本のリード線が導出した部品を面実装可能とするにあたっては、図１０に示すように、２本のリード線２４を各々、内方から外周側に向けて伸延させる２本の溝５８が下端面５０に形成された絶縁板５を電解コンデンサ本体の下端面に重ねたチップ形電解コンデンサが提案されている（例えば特許文献１参照）。

このようなチップ形電解コンデンサを製造する際には、電解コンデンサ本体の下端面から突出する２本のリード線２４を各々、絶縁板５の２本のスリット５６の奥まで通した後、リード線２４を絶縁板５の溝５８に沿うように折り曲げる。
また、チップ形電解コンデンサをプリント基板に実装する際には、リード線２４において絶縁板５の溝５８内に位置する部分がプリント基板の金属パターンにはんだ付けされる。

このような構成のチップ形電解コンデンサでは、リード線２４がプレスによる折り曲げ加工が施されているため、過大な振動が加わると、リード線２４が折れ、コンデンサ本体が脱落するおそれがある。このため、絶縁板の周辺部からコンデンサ本体を支えるように側板を設ける技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、図１１に示すように、絶縁板５の下端面５０に溝５８を両側で挟むように補助電極５４を設け、この補助電極５４もプリント基板の金属パターンにはんだ付けし、チップ形電解コンデンサのプリント基板への固着強度を高める技術も提案されている。
特公平４−１９６９５号公報 特開平９−１６２０７７号公報

しかしながら、従来のチップ形電解コンデンサでは、図１２に拡大して示すように、リード線２４と溝５８の内側壁５９との間にわずかな隙間しかないため、チップ形電解コンデンサを実装したとき、好適なフィレット（はんだの盛り上がり形状）が形成されず、はんだ付け強度が低いという問題点がある。特に鉛フリーはんだを用いた場合には、かかる問題が顕著である。
また、リード線２４と溝５８の内側壁５９との間にわずかな隙間しかないため、リフローの際に発生したフラックスガスの抜けが悪く、はんだ付けの信頼性が低下するという問題がある。
特に、電解コンデンサの場合は、熱容量が大きく、リフロー時の熱がリード線を介してコンデンサ本体に熱が吸収され、絶縁板５の下面では、はんだ溶融に熱が利用されにくい傾向にある。
その結果、絶縁板５の下面においては、はんだの溶融が不完全となり、はんだ付け強度が低下しやすい。このような問題は、製品サイズが大きくなる程、顕著である。

また、図１１に示すように、絶縁板５の下端面に補助電極５４を形成したとしても、従来、補助電極５４は、絶縁板５の下端面５０のみに形成されているため、溝５８内でのはんだの濡れ上がりに寄与せず、はんだ付け強度が低いという問題がある。

以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、リード線タイプの電子部品本体の端面に絶縁板を重ねて面実装可能とした電子部品において、基板へのはんだ付け強度を向上できる構成を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、下端面から複数本のリード線が導出した電子部品本体と、前記下端面に重ねられた絶縁板とを有し、該絶縁板の下端面に、前記複数のリード線を各々、内方から外周側に向けて伸延させる複数の溝が形成された電子部品において、前記溝の相対向する内側壁と前記リード線との間の隙間寸法が溝の長手方向で異なることを特徴とする。
なお、電子部品本体では上下の区別はないが、リード線が突出している側（絶縁板が位置する側）がプリント基板にはんだ付けされることから、本発明では、電子部品本体においてリード線が突出している側を下側と定義する。

本発明において、前記内側壁と前記リード線との間の隙間寸法は、前記絶縁板の内方で狭く、外周側で広くなっていることが好ましい。このように構成すると、リード線を絶縁板の内方で溝内に位置決めすることができる。
また、本発明において、前記内側壁と前記リード線との間の隙間寸法は、前記絶縁板の内方で広く、外周側で狭い構成を採用してもよい。このように構成すると、リード線を絶縁板の外周側で溝内に位置決めすることができる。

本発明において、絶縁板の溝の内側壁とリード線との間の隙間寸法を溝の長手方向で異ならせるには、前記内側壁と前記リード線との隙間は、隙間寸法の狭い狭幅部分と、該狭幅部分よりも隙間寸法の広い広幅部分とを備えている構成を採用することができる。

本発明において、絶縁板の溝の内側壁とリード線との間の隙間寸法が溝の長手方向で異ならせるには、前記内側壁と前記リード線との間の隙間寸法を、前記絶縁板の内方向から外周側に向かって連続的に広げてもよい。

本発明において、前記溝の内側壁は、前記絶縁板を構成する絶縁材料により構成されている。

本発明において、前記絶縁板の下端面には、前記溝を挟む両側位置に補助電極が形成されている場合、当該補助電極は、一部が前記溝内まで形成されて前記内側壁を構成していることが好ましい。
このように構成すると、はんだは、補助電極によって絶縁板の溝内に濡れ上がるため、電子部品のはんだ付け強度をさらに向上させることができる。

この場合、前記補助電極は、前記絶縁板の外周側面まで形成されていることが好ましい。
このように構成すると、はんだは、絶縁板の外周側面でもフィレットを形成するので、電子部品のはんだ付け強度をさらに向上させることができる。

本発明において、前記電子部品本体は、例えば、電解コンデンサである。
電解コンデンサの場合は、熱容量が大きく、リフロー時の熱がリード線を介してコンデンサ本体内に吸収され、絶縁板の下面では、はんだ溶融に熱が利用されにくい傾向にあるが、本発明によれば、電解コンデンサであっても、はんだ付け強度を高めることができる。

本発明では、絶縁板の溝において相対向する内側壁とリード線との間の隙間寸法が溝の長手方向で変化しているため、内側壁とリード線との間には隙間寸法の広い箇所がある。
このため、電子部品を実装したとき、少なくとも隙間寸法の広い箇所ではフィレットが確実に形成される。
また、リフローの際に発生したフラックスガスは、少なくとも内側壁とリード線との間の隙間寸法の広い箇所から抜ける。従って、電子部品のはんだ付け強度を向上することができる。

以下に、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

［実施例１］内方の溝：狭幅、外周側の溝：広幅（図２）
図１および図２は、本発明を適用したチップ形電解コンデンサの半断面図、および底面図である。図３は、本発明を適用したチップ形電解コンデンサの絶縁板の溝内を拡大して示すＡ−Ａ′拡大断面図である。

図１および図２において、本形態のチップ形電解コンデンサ（電子部品）１は、下端面から２本のリード線２４が導出した電解コンデンサ本体２（電子部品本体）と、この電解コンデンサ本体２の下端面に重ねられた樹脂製の絶縁板５とを有している。

電解コンデンサ本体２は、コンデンサ素子２１と、このコンデンサ素子２１が収納された有底円筒形のアルミニウムケース２２と、アルミニウムケース２２の開口部を封口する弾性封口体２３とを備えており、コンデンサ素子２１から伸びたリード線２４は、弾性封口体２３を気密な状態で貫通している。

絶縁板５の２本のリード線２４に対応する各々の位置には、リード線２４の線径よりもわずかに大きいリード挿通穴５１が形成されているとともに、外周縁からリード挿通穴５１に向けて２本のスリット５６が平行に形成されている。
また、絶縁板５の下端面５０には、内方のリード挿通穴５１から外周側に向けて、互いに反対側に伸びた２本の溝５８が形成されており、２本のリード線２４は各々、リード挿通穴５１から下方に出た位置で折り曲げられて溝５８内で内方から外周側に向けて伸びている。

ここで、リード線２４は線径は一定であるが、溝５８の開口幅寸法は、長手方向で変化している。このため、溝５８において相対向する内側壁５９と、リード線２４との隙間６の寸法は、溝５８の長手方向で変化している。
すなわち、本形態において、溝５８は、リード線２４の線径よりわずかに広い内方の狭幅部分５８１と、この狭幅部分５８１より幅の広い外周側の広幅部分５８２とから構成されており、その結果、溝５８の内側壁５９とリード線２４との隙間６も、内方の狭幅部分６１と、この狭幅部分６１より広い外周側の広幅部分６２とから構成されている。

このようなチップ形電解コンデンサ１を製造する際には、電解コンデンサ本体２の端面から突出するリード線２４を、絶縁板５のスリット５６を介してリード挿通穴５１まで通した後、リード線２４を絶縁板５の溝５８に沿うように折り曲げる。その際、リード線２４は、溝５８において内方に位置する狭幅部分５８１によって溝５８内の中央に位置決めされる。

また、チップ形電解コンデンサ１をプリント基板に実装する際には、リード線２４において絶縁板５の溝５８内に位置する部分がプリント基板の金属パターンにはんだ付けされる。

このような実装を行った際、本形態では、絶縁板５の溝５８の内側壁５９とリード線２４との間の隙間６の寸法が溝５８の長手方向で変化し、外周側には、図３に示すような広幅部分６２が形成されている。このため、チップ形電解コンデンサ１をプリント基板に実装したとき、広幅部分６２では、はんだが好適に濡れ上がるので、フィレットが確実に形成される。
特に、はんだとして鉛を含んでいない鉛フリーはんだを用いた場合には、鉛入りはんだと比較してフィレットが好適に形成されないという問題があるが、本形態によれば、鉛フリーはんだを用いた場合でも、最適形状のフィレットを形成することができる。

また、チップ形電解コンデンサ１を実装する際には、クリームはんだを用いてリフローはんだ付けが行われるが、その際、クリームはんだ中のフラックスが気体化する。このとき、内側壁５９とリード線２４との間の隙間寸法の広い広幅部分６２がフラックスガスの抜け道となって、フラックスガスが効率よく抜ける。
従って、フラックスガスがはんだの濡れ上がりを妨げないので、チップ形電解コンデンサ１のはんだ付け強度を向上させることができる。

さらに、リフロー時、溝５８内のリード線２４全体が確実に加熱されるので、はんだ付けが好適に行われる。特に、電解コンデンサ本体２は熱容量が大きいので、リード線２４の熱が電解コンデンサ本体２に奪われやすく、その傾向は電解コンデンサ本体２のサイズが大きい程、顕著であるが、このような問題も本形態によれば、解消できる。

さらにまた、溝５８および隙間６に広幅部分５８２、６２を構成したが、リード挿通穴５１および内方の狭幅部分５８１は、リード線２４の線径よりもわずかに大きい程度である。このため、リード線２４を折り曲げて電解コンデンサ本体２と絶縁板５とを固定した際、絶縁板５と電解コンデンサ本体２とを確実に固定できる。
また、リード線２４を溝５８内の中央位置に位置決めすることができるので、チップ形電解コンデンサ１をプリント基板に確実に実装することができる。

［実施例２］溝：内方から外周側に拡大（図４）
図４は、本発明の実施例２に係るチップ形電解コンデンサの底面図である。
なお、本形態のチップ形電解コンデンサの基本的な構成は、実施例１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの説明を省略する。
また、本形態のチップ形電解コンデンサの半断面および溝内の断面は、図１および図３に示すように表されるので、以下、図１、図３および図４を参照して説明する。

図１および図４に示すように、本形態のチップ形電解コンデンサ１は、実施例１と同様、下端面から２本のリード線２４が導出した電解コンデンサ本体２と、この電解コンデンサ本体２の下端面に重ねられた樹脂製の絶縁板５とを有している。

絶縁板５の２本のリード線２４に対応する各々の位置に、リード挿通穴５１が形成されているとともに、下端面５０には、内方のリード挿通穴５１から外周側に向けて、互いに反対側に伸びた２本の溝５８が形成されている。
また、２本のリード線２４は各々、リード挿通穴５１から下方に出た位置で折り曲げられて溝５８内で内方から外周側に向けて伸びている。

ここで、リード線２４は線径は一定であるが、溝５８の幅寸法は、長手方向で変化している。このため、溝５８において相対向する内側壁５９と、リード線２４との隙間６の寸法は、溝５８の長手方向で変化している。
すなわち、本形態では、溝５８は、開口幅が内方から外周側に向かって拡大しており、溝５８の内側壁５９とリード線２４との隙間６も、内方から外周側に向かって拡大している。
このため、絶縁板５の外周側では、溝５８の内側壁５９とリード線２４との隙間６は、図４に示すような広幅部分６３になっている。

従って、本形態のチップ形電解コンデンサ１をプリント基板に実装すると、広幅部分６３では、はんだが好適に濡れ上がるので、フィレットが確実に形成される。
また、リフローの際に発生したフラックスガスは、少なくとも内側壁５９とリード線２４との間の隙間寸法の広い広幅部分６３から抜ける。
このため、チップ形電解コンデンサ１のはんだ付け強度を向上させることができる。
また、溝５８および隙間６は、内方では幅が狭いので、リード線２４を溝５８内の中央に位置決めすることができるなど、実施例１と同様な効果を奏する。

［実施例３］内方の溝：狭幅、外周側の溝：広幅、補助電極が溝内側壁から下端面まで伸延（図５）
図５および図６は、本発明の実施の形態３に係るチップ形電解コンデンサの底面図、およびＢ−Ｂ′拡大断面図である。
なお、本形態のチップ形電解コンデンサの基本的な構成は、実施例１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
また、本形態のチップ形電解コンデンサの半断面図は、図１に示すように表されるので、以下、図１、図５および図６を参照して説明する。

図１および図５に示すように、本形態のチップ形電解コンデンサ１は、実施例１と同様、下端面から２本のリード線２４が導出した電解コンデンサ本体２と、この電解コンデンサ本体２の下端面に重ねられた樹脂製の絶縁板５とを有している。

絶縁板５の２本のリード線２４に対応する各々の位置に、リード挿通穴５１が形成されているとともに、下端面５０には、内方のリード挿通穴５１から外周側に向けて、互いに反対側に伸びた２本の溝５８が形成されている。
また、２本のリード線２４は各々、リード挿通穴５１から下方に出た位置で折り曲げられて溝５８内で内方から外周側に向けて伸びている。

ここで、リード線２４は線径は一定であるが、溝５８は、実施例１と同様、リード線２４の線径よりわずかに広い内方の狭幅部分５８１と、この狭幅部分５８１より幅の広い外周側の広幅部分５８２とから構成されており、その結果、溝５８の内側壁５９とリード線２４との隙間６も、内方の狭幅部分６１と、この狭幅部分６１より広い外周側の広幅部分６２とから構成されている。

そして、絶縁板５の下端面５０には、溝５８の広幅部分５８２を間に挟むように補助電極５４が形成されている。ここで、補助電極５４は、図６に示すように、溝５８の内側壁５９を構成し、絶縁板の下端面まで伸延している。

このように構成したチップ形電解コンデンサ１をプリント基板に実装する際には、リード線２４において絶縁板５の溝５８内に位置する部分がプリント基板の金属パターンにはんだ付けされる。また、絶縁板５の下端面５０では、補助電極５４もプリント基板の金属パターンにはんだ付けされる。

このような実装を行った際、絶縁板５の溝５８の内側壁５９とリード線２４との間には、広幅部分６２が形成されているため、チップ形電解コンデンサ１をプリント基板に実装したとき、広幅部分６２では、はんだが好適に濡れ上がるので、フィレットが確実に形成されるなど、実施例１と同様な効果を奏する。

また、絶縁板５の下端面には補助電極５４が形成されている。しかも、補助電極５４は、一部が溝５８内まで形成されて内側壁５９を構成しているため、はんだは、絶縁板５の溝５８内に濡れ上がる。それ故、チップ形電解コンデンサ１のはんだ付け強度が高い。

なお、本形態では、実施例１に対して補助電極５４を追加した構成になっているが、実施例２に対して補助電極５４を追加してもよい。

［実施例４］絶縁板に側板形成、絶縁板の内方の溝：狭幅、外周側の溝：広幅（図８）
図７および図８は、本発明の実施例４に係るチップ形電解コンデンサの側面図、および半断面図である。実施例１では、絶縁板５として、平板状のものを用いたが、図７および図８に示すように、絶縁板５に対して、電解コンデンサ本体２の下半部を支持する側板５５を形成してもよい。
ここで、側板５５は、電解コンデンサ本体２の下半部に弾性をもって当接している。このように構成すると、絶縁板５に対する電解コンデンサ本体２の固定強度を高めることができる。
なお、絶縁板５の溝は、実施例１と同様に、内方の狭幅部分と外周側の広幅部分とで構成した。

［実施例５］絶縁板に側板形式、補助電極が側板の外面に伸延、絶縁板の内方の溝：狭幅、外周側の溝：広幅（図９）
図９は、本発明の実施例５に係るチップ形電解コンデンサの側面図である。
実施例４は、実施例１で用いた絶縁板５に対して側板５５を形成した形態であったが、本実施例では、図９に示すように、実施例３で用いた絶縁板５に対して側板５５を形成し、かつ、絶縁板５に形成した補助電極５４を側板５５の外面（絶縁板５の外周側面）まで形成した構造になっている。
このように構成すると、はんだは、絶縁板５の外周側面でもフィレットを形成するので、チップ形電解コンデンサ１のはんだ付け強度をさらに向上させることができる。

上記の実施例１〜５について、下記の固着強度試験（横押し引き剥がし試験）および振動試験を行い、はんだ付け強度および耐振性について評価した。なお、従来例１（図１０）、従来例２（図１１、補助電極付）についても同様の試験を行い、実施例１〜５と比較した。
［固着強度試験（横押し引き剥がし試験）］
チップ形電解コンデンサを基板にリフローはんだ付けし、横から押して基板から引き剥がし、固着強度を測定した。
測定にはプッシュ・プルゲージを用い、押し強度５ｍｍ／分で測定した（試料数ｎ＝１０）。
［振動試験］
上記と同様、チップ形電解コンデンサを基板にリフローはんだ付けし、下記条件にて振動試験を行い、振動によりコンデンサ本体が外れた（リード線根元が折れた）もの、基板と絶縁板とが剥がれたものを不良品とし、その数を調査した（試料数ｎ＝１０）。
（振動試験条件）
正弦波振動：ｆ＝１０〜２０００Ｈｚ、最大振幅：１．５ｍｍ、最大加速度：３０Ｇ、掃引速度：１ｏｃｔ／分（対数掃引）、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向 各２時間

上記の試験結果を表１に示す。

表１において、溝の幅寸法を長手方向で変化させた実施例１、２は、幅寸法がリード線よりやや大きく、長手方向で変化させない従来例１と比べて固着強度が大きく、振動試験結果も良好になっている。
また、実施例１の絶縁板に、溝内側面から下端面まで伸延する補助電極を設けた実施例３は、従来例１の絶縁板に補助電極を設けた従来例２と比べて固着強度が大きく、振動試験結果も良好になっている。
さらに、実施例１の絶縁板に側板を設けた実施例４は、実施例１より安定性が向上するため、振動試験結果が良好となっている。
そして、実施例１の絶縁板に側板を設けた上、補助電極を側板の外面まで伸延させた実施例５では、絶縁板５の外周側面でもフィレットが形成されるので、固着強度が最大となる。

本発明の実施例１に係るチップ形電解コンデンサの半断面図である。 本発明の実施例１に係るチップ形電解コンデンサの底面図である。 本発明の実施例１に係るチップ形電解コンデンサの絶縁板の溝内を拡大して示すＡ−Ａ′拡大断面図である。 本発明の実施例２に係るチップ形電解コンデンサの底面図である。 本発明の実施例３に係るチップ形電解コンデンサの底面図である。 本発明の実施例３に係るチップ形電解コンデンサのＢ−Ｂ′拡大断面図である。 本発明の実施例４に係るチップ形電解コンデンサの側面図である。 本発明の実施例４に係るチップ形電解コンデンサの半断面図である。 本発明の実施例５に係るチップ形電解コンデンサの側面図である。 従来のチップ形電解コンデンサの底面図である。 従来の別のチップ形電解コンデンサの底面図である。 従来のチップ形電解コンデンサの絶縁板の溝内を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ チップ形電解コンデンサ（電子部品）
２ 電解コンデンサ本体（電子部品本体）
５ 絶縁板
６ 溝の内側壁とリード線との隙間
２１ コンデンサ素子
２２ アルミニウムケース
２３ 弾性封口体
２４ リード線
５０ 絶縁板の下端面
５１ リード挿通穴
５４ 補助電極
５５ 側板
５６ スリット
５８ 溝
５９ 内側壁
６１ 隙間の狭幅部分
６２、６３ 隙間の広幅部分
５８１ 溝の内側壁
５８２ 溝の広幅部分

Claims (7)

1. 下端面から複数本のリード線が導出した電子部品本体と、前記下端面に重ねられた絶縁板とを有し、該絶縁板の下端面に、前記複数のリード線を各々、内方から外周側に向けて伸延させる複数の溝が形成された電子部品において、
   前記溝の相対向する内側壁と前記リード線との間の隙間寸法が溝の長手方向で異なることを特徴とする電子部品。
2. 請求項１において、前記内側壁と前記リード線との間の隙間寸法が、前記絶縁板の内方で狭く、外周側で広くなっていることを特徴とする電子部品。
3. 請求項１または請求項２において、前記内側壁と前記リード線との隙間は、隙間寸法の狭い狭幅部分と、該狭幅部分よりも隙間寸法の広い広幅部分とを備えていることを特徴とする電子部品。
4. 請求項１または請求項２において、前記内側壁と前記リード線との間の隙間寸法は、前記絶縁板の内方向から外周側に向かって連続的に広がっていることを特徴とする電子部品。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記溝の内側壁は、前記絶縁板を構成する絶縁材料により構成されていることを特徴とする電子部品。
6. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記絶縁板の下端面には、前記溝を挟む両側位置に補助電極が形成され、
   当該補助電極は、一部が前記溝内まで形成されて前記内側壁を構成していることを特徴とする電子部品。
7. 請求項６において、前記補助電極は、前記絶縁板の外周側面まで形成されていることを特徴とする電子部品。
   

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