JP2016207793A

JP2016207793A - 電子部品

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Publication number: JP2016207793A
Application number: JP2015086428A
Authority: JP
Inventors: 俊之渥美; Toshiyuki Atsumi; 睦泰大坪; Mutsuyasu Otsubo
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2016-12-08

Abstract

【課題】振動による端子の破断を防止して、車載用部品として信頼性の高い電子部品を提供する。【解決手段】回路素子を内部に有した略四角柱形状のボディー２２と、回路素子と接続した一対の板状の端子２３を備え、ボディー２２の対向する側面にそれぞれ端子２３の一端が固定され、端子２３を側面から底面に向かって折り曲げて端子２３の他端をボディー２２の底面に配置された電子部品である。ボディー２２の底面には端子２３の他端の先端部２８を含む領域に凹部２９が形成され、凹部２９に向かって端子２３の他端の先端部２８を折り曲げて係止されたものであり、端子２３にボディー２２の側面方向に型押した突起３０を設け、突起３０がボディーの側面に当接される。【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に用いられる電子部品に関するものである。

近年、自動車の駆動系、制御系の電子制御化が益々進み、一台の自動車に数多くの電子制御機器が搭載されるようになり、電子制御機器の益々の小型化と高信頼性化が望まれている。

そして、これらの電子制御機器に用いられる電子部品に対しても、小型化のために表面実装が可能で車載用部品に求められる高い信頼性を有するものが求められてきている。

次に、このような従来の電子部品について回路素子としてコイル素子を用いた例を、図面を参照しながら説明する。

図９は従来の電子部品の平面図、図１０は図９のＡ−Ａ線断面図であり、図１０では電子部品を実装基板に実装した状態を示している。

図９、図１０に示すように従来の電子部品は、絶縁皮膜付き銅線を巻回してコイル素子１を形成し、このコイル素子１を金属磁性体粉末と熱硬化性樹脂からなる結着材との混合粉に埋設して加圧成形することによりボディー２を形成し、このボディー２の側面から突出したコイル素子１の両端部の引き出し線３を平板状に押し潰すとともにボディー２の側面から底面に向かって折り曲げて表面実装型の端子４を形成し、このようにして電子部品を構成していた。

そして、この電子部品を、リフローはんだ槽を用いて実装基板５のランド６にはんだ７によって実装していた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００９−１２３９２７号公報

近年、自動車の電子制御機器の取り付け位置も、今までのエンジンルーム外からエンジンルーム内に取り付けるものが増えてきており、より耐振動性を向上することが望まれてきている。

しかしながら、上記、従来の面実装型電子部品では、端子４をボディー２の側面から底面に向かって折り曲げている構成であるため、折り曲げ部のスプリングバックによって端子４とボディー２の間に隙間８が生じることがあった。

この隙間８が生じると、実装基板５を通じて自動車の振動がボディー２に伝わった時に、端子４が隙間８の寸法分の撓みを発生し、これを往復運動で交互に繰り返すことによりボディー２が振り子のように振動を起こす。

そして、この振動が繰り返される結果、端子４の折り曲げ部９や、端子４とはんだ７のフィレットとの境界部１０が支点となって応力が集中し、ついには金属疲労を起こして破断し、電子部品が断線する恐れがあるという課題が生じてきていた。

本発明は、振動による端子の破断を防止して、車載用部品として信頼性の高い電子部品を提供することを目的としている。

本発明は上記課題を解決するために、回路素子を内部に有した略四角柱形状のボディーと、回路素子と接続した一対の板状の端子を備え、ボディーの対向する側面にそれぞれ端子の一端が固定され、端子を側面から底面に向かって折り曲げて端子の他端をボディーの底面に配置された電子部品において、ボディーの底面には端子の他端の先端部を含む領域に凹部が形成され、凹部に向かって端子の他端の先端部を折り曲げて係止されたものであり、端子にボディーの側面方向に型押しした突起を設け、突起がボディーの側面に当接されたものである。

上記構成により、ボディーの底面に形成した凹部に向かって端子の先端部を折り曲げて係止する際に、端子の先端部を折り曲げる応力により、ボディー側面の端子がボディー側に引き寄せられるために、端子をボディーの側面に接触させることができる。

そして、特に、突起がボディーに当接するために、型押しして形成した突起は変形せず突起から下面側の板状の端子がボディーの方向に反って引き寄せられ、板状の端子に板ばねのようにボディーと反対側に反発する弾性力が生じ、この弾性力によって、端子の先端部と凹部を係止した部分に隙間があくことをなくすことができ、ボディーの側面と端子とが離れることを防止することができる。

その結果、ボディーと端子との間の隙間によって発生するボディーが振り子状に振動することがなくなり端子の破断を防止することができるものである。

このように、本発明によれば、振動による端子の破断を防止して、電子部品の信頼性を高めることができるという効果を得ることができる。

本発明の一実施の形態における電子部品の底面側斜視図本発明の一実施の形態における電子部品の断面図本発明の一実施の形態における電子部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態における電子部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態における電子部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態における電子部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態における電子部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態における電子部品の製造工程を説明する図従来の電子部品の平面図図９のＡ−Ａ線の断面図

以下、本発明の一実施の形態における型電子部品について、回路素子にコイル素子を用いた例を、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施の形態の電子部品の底面側斜視図であり、図２は同電子部品の断面図である。

図１、図２に示すように、本発明の電子部品は、回路素子としてコイル素子２１を内部に有した略四角柱状のボディー２２と、コイル素子２１と接続した板状の端子２３とを備えている。

そして、端子２３はボディー２２の対向する側面にそれぞれ一端を固定し、側面から底面に向かって折り曲げ、端子２３の他端をボディー２２の底面に配置した表面実装型の端子２３にしたものである。

この内、ボディー２２は、鉄を主成分とした金属磁性体粉末にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる結合剤を混合し、これを顆粒状に造粒した磁性材料からなり、この磁性材料にコイル素子２１と端子２３の一端を埋設させて金型を用いて加圧成形し、熱処理を施して熱硬化性樹脂を硬化させて端子２３の一端をボディー２２の側面に固定したものである。

また、ボディー２２に埋設したコイル素子２１は、融着層付きの絶縁被膜銅線をらせん状に巻回して空芯のコイルを形成したもので、本実施の形態では、銅線の太さが０．２８ｍｍの銅線を用い、軸芯径を３．８ｍｍにして４８ターン巻回し、両端部の引き出し線２４を互いに反対方向に引き出した後、融着層を硬化反応させて形状を維持したものである。

ここで、図２の断面図において、ボディー２２と端子２３は図１におけるＢ−Ｂ線の断面図を示しており実線で表示している。また、コイル素子２１と引き出し線２４は図１におけるＣ−Ｃ線の断面を示しており破線で表示している。なお、図２では電子部品の上面側を図面の上に、電子部品の下面側を図面の下にして示している。

そして、端子２３は金属平板からなり、本実施の形態では厚さが０．２ｍｍのリン青銅板を用いてコイル素子２１の引き出し線２４と電気的に接続しており、一方の端部をカタカナのコの字形状に形成し、コの字状の突出部２５をボディー２２に埋設させ固定したものである。

端子２３と引き出し線２４との接続は、突出部２５の間に端子２３の平坦部分から０．２ｍｍ落ち込んだ段差部２６を形成し、この段差部２６に引き出し線２４を収めて抵抗溶接などの電気溶接を用いて電気的に接続されている。

段差部２６の反対側の突出した部分は、ボディー２２の側面に形成した溝状の収容溝２７に収められている。

引き出し線２４が段差部２６からはみ出す場合は予め引き出し線２４をプレス加工して偏平に潰しておくとよく、電子部品の外形寸法が大きくならないので好ましい。

また、本実施の形態とは別に、突出部２５に接続部を設けて引き出し線２４を接続して、ボディー２２の内部に接続部分を配置してもかまわない。

このようにして、コイル素子２１と端子２３の一端である突出部２５を磁性体材料に埋設させ、本実施の形態では外形寸法が１０．０×１０．５×５．５ｍｍの電子部品を構成している。

次に、本発明の特徴部である端子２３の他端とボディー２２の底面、側面との固定について説明する。

まず端子２３の他端の先端部２８とボディー２２の底面との固定について説明する。
ボディー２２の底面には端子２３の他端の先端部２８を含む領域に凹部２９が形成されており、この凹部２９に向かって端子２３の先端部２８を折り曲げて、端子２３の先端部２８を凹部２９に係止して固定されている。

先端部２８の折り曲げは、ボディー２２と凹部２９の角部の稜辺を支点にして、先端部２８を凹部２９の中に押し込んで先端部２８を凹部２９の内壁に沿うようにして折り曲げたものである。

このようにすることにより、端子２３の先端部２８を折り曲げる応力により、ボディー２２側面の端子２３がボディー２２側に引き寄せられるために、端子２３をボディー２２の側面に接触させることができる。

先端部２８の折り曲げは、端子２３の幅方向の全体を折り曲げてもよいが、図１に示すように、端子２３の幅方向の両端部に突出した先端部２８とし、この突出した先端部２８を折り曲げるようにするとよく、このようにすることにより、折り曲げる応力を小さくして、ボディー２２に対する先端部２８の曲げ応力を緩和してボディー２２にクラックが生じることを抑制することができる。

また、幅方向全体の先端部２８を曲げる場合には、折り曲げる際に折り曲げ方向が傾くなどして、幅方向の一方はボディー２２の底面と凹部２９との角部に密着し、幅方向の他方は浮いている状態となりやすく、完全に密着させることが難しくなるが、幅方向の両端部に突出した先端部２８とすることにより、幅方向の両端を密着させて折り曲げることを容易にすることができるものである。

次に、ボディー２２の側面における端子２３とボディー２２との固定について説明する。

ボディー２２の側面側の端子２３には、ボディーの側面方向に隆起し、反対側が窪んだ突起３０がプレス加工で型押しして形成されており、この突起３０の突先がボディー２２の側面に当接した状態で、上記した端子２３の先端部２８が凹部２９に係止されて固定されている。

この突起３０は、端子２３をボディー２２の側面に沿うように折り曲げたときに、突起３０の突先がボディー２２の側面に当接して、突起３０から下面側の端子２３の平坦部分がボディー２２と接触しないようにしたものである。

このようにすることにより、突起３０の突先がボディー２２の側面に当接するために、プレス加工により型押しして形成した突起３０は変形せず、突起３０から下面側の板状の端子２３がボディー２２の方向に反るように引き寄せられ、図２において一点破線Ｄで示した突起３０の下端から底面に向かう延伸方向が、図２において二点破線Ｅで示した端子２３の一端をボディー２２に固定した部分から突起３０の下端に向かう延伸方向に比べてボディー２２側に寄った状態となるので、板状の端子２３にボディー２２と反対側に反発する板ばねのような弾性力が生じ、この弾性力によって、端子２３の先端部２８と凹部２９を係止した部分に隙間があくことをなくすことができ、ボディー２２の側面と端子２３の突起３０とが離れることも防止することができる。

そしてこれらの結果から、ボディー２２と端子２３との間の隙間によって発生するボディー２２が振り子状に振動することがなくなり端子２３の破断を防止することができるものである。

このように、本発明によれば、振動による端子２３の破断を防止して、電子部品の信頼性を高めることができるものである。

このため、突起３０はボディー２２の側面に当接したときに潰れない強度とすることが必要であり、強度が高い形状としては、ボディー２２側の隆起した側の形状が、球頭状、円錐、角錐台等の錐体状、また複数の曲率半径を有したＲ状の形状のものがあげられる。

また、その他の形状として断面を台形や半円にして直線状に延伸させた突起としても良いが、直線状部分の長さが長いと端子２３がボディー２２側に反って引き寄せられたときに、平坦部分との境で折れやすくなるので、球頭状、錐体状、Ｒ状の形状にすることが好ましい。本実施の形態では突起３０を、隆起した側の曲率半径を０．４ｍｍ、窪んだ側の曲率半径を０．２ｍｍ、窪んだ側の開口の直径を０．３６ｍｍの球頭状の形状に形成している。

また、突起３０を球頭状、錐体状、Ｒ状の形状とした場合、端子２３の延伸方向と直交する幅方向の同一線上で端子２３の両端それぞれに突起３０を設けるとよく、同一線上に突起３０を設けることにより、突起３０から下面側の端子２３の弾性力のバランスをあわせることができるので好ましい。

そして、突起３０の下端から端子２３下面までの長さ寸法Ｌを、端子２３の厚み寸法の３倍〜８倍にするとよく、長さ寸法Ｌが２倍より小さいと弾性力が得られず、８倍よりも大きくすると弾性力が弱くなるので好ましくない。より好ましくは４〜６倍にすることが望ましく本実施の形態では長さ寸法Ｌを４倍にして形成している。

ここで、突起３０の下端とは、隆起した部分と平坦部分との下側の境界部分を意味している。

そして、突起３０の隆起高さについては、突起３０が設けられる位置により適宜設定されるものであるが、端子２３の厚み寸法の０．５倍〜１．５倍にするとよく、０．５倍より小さいと得られる弾性力が小さくなるので好ましくなく、１．５倍より大きくすると突起３０部分の端子２３が引き伸ばされて強度が弱くなるので好ましくない。

なお、端子２３の他端の先端部２８を端子２３の幅方向の両端部に突出した先端部２８とした場合には、端子２３の延伸方向において先端部２８と突起３０を同一線上に配置するとよく、このようにすることにより、端子２３の平坦部分に歪みを生じさせることなくバランスよく固定することができる。

次に、本発明の一実施の形態の電子部品の製造方法について図３〜図８を参照して説明する。

最初に、図３のように、融着層付き絶縁被膜銅線を螺旋状に巻回して空芯のコイル素子２１を形成する。

融着層付き絶縁被膜銅線を所定の巻軸に巻回し、両端部の引き出し線２４を互いに反対方向に引き出した後、巻回部分に熱風を吹きつけたり溶剤を滴下したりして融着層を硬化反応させ、巻回部の形状を維持させて巻軸から取り外し、空芯のコイル素子２１を形成する。

次に、図４のように端子２３を準備する。

端子２３は、リン青銅板などの厚さ０．２ｍｍの金属板をプレス加工することにより、
一方の端部をカタカナのコの字形状に形成した二つの突出部２５が設けられ、この突出部２５の間に平坦部分より０．２ｍｍ凹んだ段差部２６が設けられる。

また、ボディー２２の側面に対応する位置に、ボディー２２側（図４において下の方向）に隆起し反対側が凹んだ球頭状の突起３０が設けられ、この突起３０は端子２３の延伸方向と直交した幅方向の両端それぞれに１個設けられ、端子２３がボディー２２の側面から底面に向かって折り曲げられたときに、突起３０の下端と端子２３の下面との長さ寸法（図２におけるＬで示した部分）を端子２３の厚み寸法の３倍から８倍の位置に配置する。

そして、突起３０の隆起高さは端子２３の厚み寸法の０．５倍〜１．５倍に形成する。

この端子２３は個片で形成してもよいが、図４のようにフープ材に形成すると連続生産が可能となり、生産性を向上させることができるので好ましい。

次に、図５のように、引き出し線２４と端子２３を接続する。

引き出し線２４の絶縁被膜を剥離した後、端子２３の段差部２６に引き出し線２４を収納して、抵抗溶接等の電気溶接を用いて、端子２３と引き出し線２４とを電気的に接続する。

引き出し線２４の径寸法が段差部２６の深さより大きい場合には、抵抗溶接の電極を押し当てたり、図３に示すように、あらかじめ引き出し線２４をプレス加工して引き出し線２４を潰し、端子２３の平坦部分の高さと同等となるようにして、電子部品の外形寸法が大きくならないようにするとよい。

次に、図６のように、鉄を主成分にした金属磁性体粉末と熱硬化性樹脂からなる結合材とを混合し、これを顆粒状に造粒した磁性体材料と、コイル素子２１と、端子２３の突出部２５を金型（図示していない）に挿入して加圧成形することによりボディー２２を形成する。なお、図６ではボディー２２を透過した状態を示しており、ボディー２２の輪郭を破線で示している。

このとき、ボディー２２には金型を用いて、ボディー２２の側面から底面に向けて、端子２３の裏面に突出した段差部２６を納める収容溝２７を形成する。

さらに、ボディー２２の底面に、ボディー２２の底面に配置される端子２３の他端の先端部２８と対向する範囲を含む部分に凹部２９（図６において凹部２９は図示していない。図１、図２を参照。）を形成する。

加圧成形したボディー２２は、熱処理を行い熱硬化性樹脂からなる結合材を熱硬化させて、ボディー２２の側面に端子２３の突出部２５を強固に固定する。

次に、図７のように、連続フープから個片に切断する。

個片への切断は、プレス加工により行い端子２３を所定の長さで所定の形状に切断する。

本実施の形態では、端子２３の幅方向の両端部に突出した２つの先端部２８を形成するように切断している。なお、端子２３の幅方向の両端部に突出した２つの先端部２８と突起３０は端子２３の延伸方向の同一線上になるように形成する。

個片に切断した後、実装基板（図示していない）への実装性をよくするために、端子２３を溶融はんだに浸漬するなどして、端子２３の表面にはんだめっきを行うとよい。

次に、図８（ａ）〜図８（ｄ）のように、端子２３をボディー２２の側面から底面に向けて折り曲げ加工をおこなう。

図８（ａ）は、折り曲げ加工前の側面図を示している。

なお、図８では電子部品の底面側を図面の上側にして示している。

まず、端子２３のボディー２２の側面から突出した部分を底面方向に折り曲げる。この時、端子２３の段差部２６裏面の突出した部分をボディー２２に形成した収容溝２７に納め、突起３０がボディー２２の側面に当接するまで折り曲げる（図８（ｂ））。

そして、突起３０がボディー２２の側面に当接した状態を維持させ、ボディー２２の側面と底面との稜部に対応する位置を折り曲げる（図８（ｃ））。

最後に、端子２３の先端部２８を凹部２９に向かって折り曲げて、端子２３の先端部２８を凹部２９に係止させて固定する（図８（ｄ））。

先端部２８の折り曲げは、ボディー２２と凹部２９の角部の稜辺を支点にして先端部２８を凹部２９の中にパンチなどで押し込んで、先端部２８が凹部２９の内壁に沿うようにして折り曲る。

このようにすることにより、端子２３の先端部２８を折り曲げる応力により、ボディー２２側面の端子２３がボディー２２側に引き寄せられ、プレス加工により型押しして形成した突起３０は変形せず、突起３０から下面側の板状の端子２３がボディー２２の方向に反って引き寄せられ、板状の端子２３にボディー２２と反対側に反発する板ばねのような弾性力が生じ、この弾性力によって、端子２３の先端部２８と凹部２９を係止した部分に隙間があくことがなく、ボディー２２の側面と端子２３の突起３０とが離れることなく当接させた状態で固定することができる。

また、この工程において、端子２３をボディー２２の側面側から突起３０が変形しない程度の力で押圧した状態で先端部２８を折り曲げるとよく、端子２３をボディー２２側に引きよせ安くできるので好ましい。

以上のようにすることにより、図１に示した電子部品を得ることができる。

本発明に係る電子部品は、振動による端子の破断を防止して、電子部品の信頼性を高めることができ、産業上有用である。

２１コイル素子
２２ボディー
２３端子
２４引き出し線
２５突出部
２６段差部
２７収容溝
２８先端部
２９凹部
３０突起

Claims

回路素子を内部に有した略四角柱形状のボディーと、前記回路素子と接続した一対の板状の端子を備え、前記ボディーの対向する側面にそれぞれ前記端子の一端が固定され、前記端子を側面から底面に向かって折り曲げて前記端子の他端を前記ボディーの底面に配置された電子部品において、前記ボディーの底面には前記端子の他端の先端部を含む領域に凹部が形成され、前記凹部に向かって前記端子の他端の先端部を折り曲げて係止されたものであり、前記端子に前記ボディーの側面方向に型押した突起を設け、前記突起が前記ボディーの側面に当接されていることを特徴とする電子部品。
前記突起の下端から前記端子の下面までの長さ寸法を前記端子の厚み寸法の３倍〜８倍にしたことを特徴とする請求項１記載の電子部品。