JP2015126109A

JP2015126109A - 電子部品

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Publication number: JP2015126109A
Application number: JP2013269562A
Authority: JP
Inventors: 公教尾崎; Kiminori Ozaki
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2015-07-06
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: TW201532082A; WO2015098503A1; EP3089566A4; US20160314879A1; JP5729462B1; CN105830543A; EP3089566A1

Abstract

【課題】電子部品が実装された基板が、接続部材に対して予め定められた位置に配置されたときに、電子部品の接続部の位置が接続部材の接続箇所に対してずれてしまうことを抑制すること。【解決手段】電子部品１０は、基板２０の切欠部２１ｂと凸部２２ａとの間で嵌合する一対の突出部１６と、基板２０の裏面に接触する一対の第１突起部１４及び一対の第２突起部１５とを有する。そして、一対の突出部１６が切欠部２１ｂと凸部２２ａとの間で嵌合することで、電子部品１０における基板２０の面方向の位置が規定されるとともに、一対の第１突起部１４及び一対の第２突起部１５が基板２０の裏面に接触することで、電子部品１０における基板２０の厚さ方向の位置が規定される。よって、各電極１２が基板２０に対してリフローにより半田付けされる際には、リフローによる半田付けによって生じる半田の表面張力による電極１２の移動が抑制される。【選択図】図５

Description

本発明は、基板に対して接合されるとともに、接続部材に対して接続される電子部品に関する。

従来から、基板に実装される電子部品の基板に対する接合方法として、特許文献１に示すようなリフローによる半田付けが知られている。

特開平１１−２３３９１０号公報

ところで、このような、基板に対してリフローによる半田付けによって接合された電子部品において、電子部品を他の接続部材に対しても接続したい場合がある。ここで、リフローによる半田付けにおいては、半田付けの際に、半田の表面張力によって、電子部品全体が基板に対して移動し、接続部材と接続される電子部品の接続部の位置も基板に対して移動する。すると、電子部品が実装された基板を、接続部材に対して予め定められた位置に配置したときに、接続部の位置が接続部材の接続箇所に対してずれてしまっている場合があり、電子部品の接続部と接続部材との接続ができなくなってしまう虞がある。

なお、リフローによる半田付けとは別の手段で、電子部品を基板に対して接合する場合においても、電子部品の接続部の位置が基板に対して移動しないようにすることが好ましい。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電子部品が実装された基板が、接続部材に対して予め定められた位置に配置されたときに、電子部品の接続部の位置が接続部材の接続箇所に対してずれてしまうことを抑制することができる電子部品を提供することにある。

上記課題を解決する電子部品は、本体部と、前記本体部に設けられるとともに基板に対して導電材で接合される電極と、を有する電子部品であって、前記本体部は、接続部材に対して接続される接続部と、前記基板に設けられた被嵌合部に嵌合可能な嵌合部と、前記基板の一面に接触可能な接触部と、を有する。

これによれば、嵌合部が基板の被嵌合部に嵌合することで、電子部品における基板の面方向の位置が規定されるとともに、接触部が基板の一面に接触することで、電子部品における基板の厚さ方向の位置が規定される。そして、電極が基板に対して導電材により接合されることで、電子部品が基板に実装される。このとき、電子部品は、嵌合部による被嵌合部での嵌合、及び接触部による基板の一面との接触によって、基板に対して位置決めされており、電極の移動が抑制される。その結果、電子部品が実装された基板が、基板とは異なる接続部材に対して予め定められた位置に配置されたときに、接続部の位置が接続部材の接続箇所に対してずれてしまうことを抑制することができる。

上記電子部品において、前記本体部には前記接触部が３つ以上設けられるとともに、各接触部における前記基板の一面に対する接触位置は、同一平面上に位置しており、各接触部は、全ての接触部によって囲まれる領域が前記本体部の少なくとも一部分を含むように前記本体部に対して配置されていることが好ましい。

これによれば、全ての接触部が基板の一面に接触したときに、全ての接触部によって囲まれる領域の仮想平面が、基板の一面に対して平行になる。よって、電子部品の姿勢が基板の一面に対して傾いてしまうことを防止することができる。

上記電子部品において、前記電極は前記本体部から突出して、前記基板に設けられる挿通孔に挿通可能になっており、前記本体部の前記電極側に設けられる前記接触部は、前記電極の突出方向に対して交差する方向に突出していることが好ましい。

例えば、接触部が、本体部から電極の突出方向に突出している場合、電極における挿通孔に挿通される部位と接触部との間の絶縁を確保するために、電極における挿通孔に挿通される部位と接触部との間の距離を絶縁距離分だけ離す必要がある。よって、電極における本体部から挿通孔までの長さを絶縁距離分だけ長くする必要があり、電子部品全体の体格が大型化してしまう。そこで、本体部における電極側に設けられる接触部を、電極の突出方向に対して交差する方向に突出させた。これによれば、接触部が、本体部から電極の突出方向に突出している場合に比べると、電極における挿通孔に挿通される部位と接触部との間の絶縁距離を確保するための、電極における本体部から挿通孔までの長さを短くすることができる。よって、電子部品全体の体格が大型化してしまうことを抑制することができる。

上記電子部品において、前記電極は、前記基板に対してリフローによる半田付けによって接合されることが好ましい。
これによれば、リフローによる半田付けによって生じる半田の表面張力による電極の移動を抑制できるため、電子部品が実装された基板が、基板とは異なる接続部材に対して予め定められた位置に配置されたときに、接続部の位置が接続部材の接続箇所に対してずれてしまうことを抑制することができる。

この発明によれば、電子部品が実装された基板が、接続部材に対して予め定められた位置に配置されたときに、電子部品の接続部の位置が接続部材の接続箇所に対してずれてしまうことを抑制することができる。

実施形態における電子部品が基板に実装された状態を示す上面図。電子部品の斜視図。電子部品の上面図。電子部品の側面図。電子部品が基板に対して位置決めされた状態を示す下面図。

以下、電子部品を具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、電子部品１０は、基板２０に対して、導電材としての半田１９により、リフローによる半田付けによって接合されることにより基板２０に実装されている。そして、電子部品１０が実装された基板２０は、基板２０とは異なる接続部材である板状の放熱部材３０に対して予め定められた位置に配置される。

放熱部材３０は金属製（例えばアルミニウム製）である。放熱部材３０の内部には、冷却媒体としての流体（例えば水）が通過する流体経路（図示せず）が形成されている。放熱部材３０は、基板２０等から放熱部材３０に伝達される熱を、流体経路を通過する流体により奪うことで放熱する。

電子部品１０は、本体部１１と、本体部１１に設けられるとともに基板２０に対してリフローによる半田付けによって接合される一対の電極１２と、本体部１１に設けられるとともに放熱部材３０のボス部３０ａに対して接続される接続部１３とを有する。接続部１３はボルト３１によってボス部３０ａに締結される。本実施形態において、電子部品１０は、放熱部材３０の温度（具体的には流体経路を通過する流体の温度）を測定するために用いられるサーミスタ（水温センサ）である。

図２に示すように、本体部１１は、平面視長方形状の平板状の底板部１１ａと、底板部１１ａの短手方向に位置する両長側縁から底板部１１ａに対して直交する方向に互いに平行に延びる平板状の一対の長側板部１１ｂとを有する。さらに、本体部１１は、各長側板部１１ｂの長手方向の一方に位置する縁部から互いに近づくように各長側板部１１ｂに対して直交する方向に延びる平板状の一対の短側板部１１ｃを有する。

各電極１２は棒状であるとともに、底板部１１ａにおける各短側板部１１ｃとは反対側の縁部から底板部１１ａの長手方向に沿って突出しており、その途中で一対の長側板部１１ｂにおける底板部１１ａからの延設方向に沿った方向へ延びるように屈曲している。各電極１２の突出方向は、底板部１１ａの長手方向と同じ方向である。

接続部１３は、底板部１１ａに一体的に形成されるとともに、底板部１１ａにおける各短側板部１１ｃ側の縁部から直線状に延びる平板状の延設部１３ａと、延設部１３ａの先端に形成された円環状の挿通部１３ｂとから構成されている。挿通部１３ｂにはボルト３１が通過可能な円孔状の貫通孔１３ｈが形成されている。

図３に示すように、一対の長側板部１１ｂにおける底板部１１ａとは反対側の縁部において、各短側板部１１ｃ寄りには、互いに離間するように外方へ突出する平板状の第１突起部１４がそれぞれ形成されている。また、一対の長側板部１１ｂにおける各短側板部１１ｃとは反対側の縁部には、互いに離間するように外方へ突出する平板状の第２突起部１５がそれぞれ形成されている。各第１突起部１４及び各第２突起部１５は、各電極１２の突出方向に対して直交する方向に突出している。

図４に示すように、各第１突起部１４における底板部１１ａとは反対側の端面と、各第２突起部１５における底板部１１ａとは反対側の端面とは、底板部１１ａと平行に延びる仮想平面Ｈ上で、同一平面上に位置している。一対の長側板部１１ｂにおける底板部１１ａとは反対側において、各第１突起部１４と各第２突起部１５との間には、仮想平面Ｈよりも底板部１１ａとは反対側に突出する突出部１６が形成されている。

図５に示すように、基板２０は、各電極１２がそれぞれ挿通可能な挿通孔２０ｈが形成された本体側基板２１と、本体側基板２１の面方向に並設される耳側基板２２とを有している。挿通孔２０ｈの孔径は、各電極１２の外径よりも大きくなっている。本体側基板２１と耳側基板２２とは、対向する外縁部の一部同士が連結部２３によって連結されている。本体側基板２１には、外縁部から台形状に凹む凹部２１ａが形成されている。さらに、本体側基板２１には、凹部２１ａに連続するとともに平面視略四角形状の切欠部２１ｂが形成されている。

耳側基板２２には、本体側基板２１の凹部２１ａに向けて突出する台形状の凸部２２ａが形成されている。凸部２２ａの先端部２２１ａと切欠部２１ｂにおける凸部２２ａの先端部２２１ａと対向する内底部２１１ｂとの間の距離Ｌ１は、各突出部１６（図５では破線で図示）における長手方向に沿った長さＬ２と同じである。また、切欠部２１ｂにおける互いに対向する一対の内側部２１２ｂの間の距離Ｌ３は、各突出部１６の外側面１６ａの間の距離Ｌ４と同じである。よって、各突出部１６は、切欠部２１ｂと凸部２２ａとの間で嵌合可能になっている。すなわち、本実施形態では、基板２０には、切欠部２１ｂ及び凸部２２ａによって構成されるとともに各突出部１６が嵌合する被嵌合部が設けられており、各突出部１６は、被嵌合部に嵌合する嵌合部を形成している。

また、各第１突起部１４は、耳側基板２２における凸部２２ａの裏面（基板２０の一面である裏面）に接触する。また、各第２突起部１５は、本体側基板２１における切欠部２１ｂの内底部２１１ｂよりも凹部２１ａとは反対側に位置する裏面（基板２０の一面である裏面）に接触する。よって、各第１突起部１４及び各第２突起部１５は、基板２０の裏面に接触可能な接触部として機能する。よって、本実施形態では、基板の２０の裏面に接触可能な接触部が本体部１１に４つ設けられている。

各第１突起部１４及び各第２突起部１５は、それら全てによって囲まれる領域Ｚ（図５において二点鎖線で図示）が本体部１１の一部分を含むように本体部１１に対して配置されている。領域Ｚは、各第１突起部１４及び各第２突起部１５における基板２０の裏面に対しての接触部位の略中央部をそれぞれ直線で結ぶとともに、各直線によって囲まれた平面視四角形状の領域である。

次に、本実施形態の作用について説明する。ここでは、電子部品１０を基板２０に対して実装するとともに、接続部１３がボルト３１によってボス部３０ａに締結されるまでの工程と合わせて説明する。

まず、各突出部１６が切欠部２１ｂと凸部２２ａとの間で嵌合されるように、電子部品１０を、基板２０の裏面側から配置する。このとき、各電極１２が各挿通孔２０ｈに挿通される。そして、各突出部１６が切欠部２１ｂと凸部２２ａとの間に嵌合されることで、各突出部１６における各第１突起部１４側の端部と凸部２２ａの先端部２２１ａとが接触するとともに、各突出部１６における各第２突起部１５側の端部と切欠部２１ｂの内底部２１１ｂとが接触する。さらに、各突出部１６が切欠部２１ｂと凸部２２ａとの間に嵌合されることで、各突出部１６の外側面１６ａと切欠部２１ｂの内側部２１２ｂとが接触する。これにより、電子部品１０における基板２０の面方向の位置が規定される。

また、各第１突起部１４と、耳側基板２２における凸部２２ａの裏面とが接触するとともに、各第２突起部１５と、本体側基板２１における切欠部２１ｂの内底部２１１ｂよりも凹部２１ａとは反対側に位置する裏面とが接触することで、電子部品１０における基板２０の厚さ方向の位置が規定される。

各第１突起部１４における底板部１１ａとは反対側の端面と、各第２突起部１５における底板部１１ａとは反対側の端面とは同一平面上に位置している。よって、各第１突起部１４及び各第２突起部１５における基板２０の裏面に対する接触位置は、同一平面上に位置している。さらに、各第１突起部１４及び各第２突起部１５は、それら全てによって囲まれる領域Ｚが本体部１１の一部分を含むように本体部１１に対して配置されている。よって、各第１突起部１４及び各第２突起部１５が基板２０の裏面に接触したときに、領域Ｚの仮想平面Ｈが、基板２０の裏面に対して平行になるため、電子部品１０の姿勢が基板２０の裏面に対して傾いてしまうことが防止される。

そして、各電極１２が基板２０に対してリフローにより半田付けされることにより電子部品１０が基板２０に実装される。このとき、電子部品１０は、各突出部１６による切欠部２１ｂと凸部２２ａとの間での嵌合、及び各第１突起部１４及び各第２突起部１５による基板２０の裏面との接触によって、基板２０に対して位置決めされている。よって、リフローによる半田付けによって生じる半田の表面張力による各電極１２の移動が抑制される。その結果、電子部品１０が実装された基板２０が、放熱部材３０に対して予め定められた位置に配置されたときに、接続部１３の位置が放熱部材３０の接続箇所であるボス部３０ａに対してずれてしまうことが抑制される。なお、ボルト３１による接続部１３とボス部３０ａとの締結は、連結部２３を切断することで、耳側基板２２を本体側基板２１に対して除去してから行われる。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）電子部品１０は、基板２０に設けられた被嵌合部を構成する切欠部２１ｂと凸部２２ａとの間で嵌合する一対の突出部１６と、基板２０の裏面に接触する一対の第１突起部１４及び一対の第２突起部１５とを有する。これによれば、一対の突出部１６が切欠部２１ｂと凸部２２ａとの間で嵌合することで、電子部品１０における基板２０の面方向の位置が規定されるとともに、一対の第１突起部１４及び一対の第２突起部１５が基板２０の裏面に接触することで、電子部品１０における基板２０の厚さ方向の位置が規定される。その結果、電子部品１０が実装された基板２０が、放熱部材３０に対して予め定められた位置に配置されたときに、接続部１３の位置が接続部材の接続箇所であるボス部３０ａに対してずれてしまうことを抑制することができる。

（２）一対の第１突起部１４及び一対の第２突起部１５における基板２０の裏面に対する接触位置は、同一平面上に位置しており、各第１突起部１４及び各第２突起部１５は、それら全てによって囲まれる領域Ｚが本体部１１の一部分を含むように本体部１１に対して配置されている。これによれば、各第１突起部１４及び各第２突起部１５が基板２０の裏面に接触したときに、それら全てによって囲まれる領域Ｚの仮想平面Ｈが、基板２０の裏面に対して平行になる。よって、電子部品１０の姿勢が基板２０の裏面に対して傾いてしまうことを防止することができる。

（３）例えば、各第２突起部１５が、本体部１１から電極１２の突出方向に突出している場合、各電極１２における挿通孔２０ｈに挿通される部位と各第２突起部１５との間の絶縁を確保するために、各電極１２における挿通孔２０ｈに挿通される部位と各第２突起部１５との間の距離を絶縁距離分だけ離す必要がある。よって、各電極１２における本体部１１から挿通孔２０ｈまでの長さを絶縁距離分だけ長くする必要があり、電子部品１０全体の体格が大型化してしまう。そこで、本体部１１の各電極１２側に設けられる各第２突起部１５を、各電極１２の突出方向に対して直交する方向に突出させた。これによれば、各第２突起部１５が、本体部１１から電極１２の突出方向に突出している場合に比べると、各電極１２における挿通孔２０ｈに挿通される部位と各第２突起部１５との間の絶縁距離を確保するための、各電極１２における本体部１１から挿通孔２０ｈまでの長さを短くすることができる。よって、電子部品１０全体の体格が大型化してしまうことを抑制することができる。

（４）各電極１２は、基板２０に対してリフローによる半田付けによって接合されている。これによれば、リフローによる半田付けによって生じる半田１９の表面張力による各電極１２の移動を抑制できる。

（５）電子部品１０の接続部１３の位置が、放熱部材３０のボス部３０ａに対してずれてしまうことが抑制されるため、接続部１３をボルト３１によってボス部３０ａに締結する作業を自動化することが可能となる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、第１突起部１４を削除してもよい。この場合、一対の長側板部１１ｂにおける底板部１１ａとは反対側の縁部において、各短側板部１１ｃ寄りの部位を、基板２０の裏面に接触可能な接触部として機能させる。

○ 実施形態において、基板２０の裏面に接触可能な接触部の数は特に限定されるものではないが、本体部１１に３つ以上設けられているのが好ましい。
○ 実施形態において、各第１突起部１４及び各第２突起部１５は、各電極１２の突出方向に対して交差する方向に突出していればよく、各電極１２の突出方向に対する角度は特に限定されるものではない。

○ 実施形態において、各第１突起部１４が、延設部１３ａにおける底板部１１ａからの延設方向に沿って突出していてもよい。
○ 実施形態において、各第２突起部１５が、本体部１１から各電極１２の突出方向に突出していてもよい。

○ 実施形態において、接続部１３とボス部３０ａとを、例えば、接着剤によって接続してもよい。
○ 実施形態において、電子部品１０は、基板２０に表面実装されるチップ型であってもよい。

○ 実施形態において、接続部１３と接続される接続部材として、放熱部材３０を適用したが、特に限定されるものではない。
○ 実施形態において、領域Ｚは、各第１突起部１４及び各第２突起部１５における基板２０の裏面に対しての接触部位の略中央部をそれぞれ曲線で結ぶとともに、各曲線によって囲まれた領域であってもよい。

○ 実施形態において、領域Ｚは、各第１突起部１４及び各第２突起部１５における基板２０の裏面に対しての接触部位の縁部をそれぞれ直線又は曲線で結ぶとともに、各直線又は各曲線によって囲まれた領域であってもよい。

○ 実施形態において、接続部１３をボルト３１によってボス部３０ａに締結する際に、耳側基板２２を本体側基板２１に対して除去しなくてもよい。この場合、耳側基板２２には、ボルト３１が通過可能な貫通孔が形成されている必要がある。

○ 実施形態において、各電極１２は、基板２０に対して、リフロー以外の半田付け方法によって接合されていてもよい。
○ 実施形態において、各電極１２が基板２０に対して、例えば、導電材としての導電性接着剤によって接合されていてもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記接続部材は、前記基板から伝達される熱を放熱する放熱部材である。
（ロ）前記電子部品はサーミスタである。

１０…電子部品、１１…本体部、１２…電極、１３…接続部、１４…接触部として機能する第１突起部、１５…接触部として機能する第２突起部、１６…嵌合部を形成する突出部、１９…導電材としての半田、２０…基板、２０ｈ…挿通孔、２１ｂ…被嵌合部を構成する切欠部、２２ａ…被嵌合部を構成する凸部、３０…接続部材としての放熱部材。

Claims

本体部と、
前記本体部に設けられるとともに基板に対して導電材で接合される電極と、を有する電子部品であって、
前記本体部は、
接続部材に対して接続される接続部と、
前記基板に設けられた被嵌合部に嵌合可能な嵌合部と、
前記基板の一面に接触可能な接触部と、を有することを特徴とする電子部品。
前記本体部には前記接触部が３つ以上設けられるとともに、各接触部における前記基板の一面に対する接触位置は、同一平面上に位置しており、
各接触部は、全ての接触部によって囲まれる領域が前記本体部の少なくとも一部分を含むように前記本体部に対して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
前記電極は前記本体部から突出して、前記基板に設けられる挿通孔に挿通可能になっており、
前記本体部の前記電極側に設けられる前記接触部は、前記電極の突出方向に対して交差する方向に突出していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子部品。
前記電極は、前記基板に対してリフローによる半田付けによって接合されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電子部品。