JP3323958B2 - モールド形電気部品の製造方法 - Google Patents

モールド形電気部品の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トランジスタ、ダイオ
ード、抵抗、フィルムコンデンサ等の能動・受動素子を
樹脂でモールドし、容易に表面実装を行なうことができ
るモールド形電気部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、前記能動・受動素子は回路の集積
化のためチップ化される傾向にある。例えば、トランジ
スタではリード線を短くした３端子表面実装型のミニモ
ールドトランジスタが知られている。また、フィルムコ
ンデンサでは図８に示すモールド形のものが知られてい
る。図示のようにフィルムコンデンサ素子(2) は、ワイ
ヤーボンディング法によって金属製のリードフレーム(2
7),(27) に電気的接続されるとともに、成形樹脂(26)に
よってモールドされ、外部の湿気から保護されている。
(28)はワイヤー、(29),(29) はハンダである。
【０００３】そのフィルムコンデンサの製造方法は、図
９に示すようにプレスの打ち抜き加工によって複数のリ
ードフレーム(27),(27),・・(27)が連続形成された金属
製枠(30)を成形し、各リードフレーム間にフィルムコン
デンサ素子(2) をそれぞれワイヤーボンディング法によ
って接続した後に、各フィルムコンデンサ素子及びリー
ドフレームをそれぞれ図８に示すように成形樹脂でモー
ルドし、各リードフレームを切断するというものであ
る。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】従来の電気部品は、リ
ード線やリードフレームを短くすることにより、チップ
化に対応しているが、依然としてリード線等が素子から
突出しているため、小型化には限界があるし、軽量化に
は不利である。しかも、その突出部位においてリードフ
レームと成形樹脂間に生ずる隙間（図８の(26a) ）から
湿気が侵入し、素子が劣化する場合があるし、リード線
等のねじれによるインダクタンスが発生したり、リード
線が断線する場合もある。さらに、プリント基板を始め
とする配線基板上にリード線挿通孔の加工工程が必要で
あるし、素子がチップ化されているため、リード線等の
間隔が非常に狭く、実装工程においてリード線等とリー
ド線挿通孔との精密な位置合わせが必要である。
【０００５】また、そのような従来の電気部品の中で、
フィルムコンデンサにあっては、フィルムコンデンサ素
子とリードフレームは、精密ロボットによって素子の一
つずつにワイヤーをハンダ付けして行く、いわゆるワイ
ヤーボンディング法によって接続するため、非常に生産
効率が悪いとともに、設備費がかかるという課題があ
る。その他にも、ワイヤーのボンディング位置やリード
フレーム形成位置のズレによる素子電極間の浮遊容量の
変化やばらつき、リードフレームの打ち抜き及び切断に
よって大量に出る金属廃棄物の処理に困る等の課題が存
在する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記各課題を解決するた
めの、本発明にかかるモールド形電気部品の製造方法と
は、前記絶縁性の高い合成樹脂を多数個取り金型へ流し
込んで複数の前記素子収容体を同時成形する成形手段
と、各素子収容体の所望表面をメッキして導電性パター
ンを形成するメッキ手段と、各素子収容体の素子収容用
凹部へ素子を収容する素子収容手段と、各素子の電極と
導電性パターンとを電気的接続する電気的接続手段と、
電気的接続の後、各素子収容体をランナ部から切り離す
切り離し手段とを含むことにある。
【０００７】
【作用】絶縁性の高い合成樹脂を多数個取り金型へ流し
込んで複数の前記素子収容体を同時成形するため、製造
コストの低減を図ることができるし、射出成型品である
ため製品寸法、浮遊容量及びインダクタンスが一定し、
安定した電気特性を得ることができる。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明のモールド形電気部品の製造
方法で製造されるモールド形電気部品の内、２端子タイ
プの素子の一例であるフィルムコンデンサ素子を用いた
場合を示す斜視説明図、図２(a) は図１の平面説明図、
同図(b) は図１のＡ−Ａ断面説明図、同図(c) は図１の
底面説明図をそれぞれ示す。(1) はモールド形フィルム
コンデンサ、(2) はフィルムコンデンサ素子、(3) は絶
縁性の高い合成樹脂で形成された素子収容体、(4) は金
属メッキされた膜状の導電性パターンをそれぞれ示す。
図２(b) に示すように、フィルムコンデンサ素子(2) は
素子収容体(3) の中央に形成された素子収容用凹部(7)
へ収容され、フィルムコンデンサ素子両側面の電極(2
a),(2a) と導電性パターン(4) とが、それぞれハンダ
(5),(5) によって電気的接続されている。(8) は導電性
パターン(4) の一部であって、素子収容体(3) の底面に
形成された膜状の外部接続端子である。図２(b) に示す
ようにフィルムコンデン素子(2) の上には封止樹脂(6)
がモールドされ、素子収容用凹部(7) へ湿気が侵入しな
いように気密化が図られている。このように、このモー
ルド形フィルムコンデンサは、フィルムコンデンサ素子
と配線基板等との電気的接続をリードフレームを用い
ず、素子収容体表面に形成された導電性パターンによっ
て行なうため、従来のように成形樹脂とリードフレーム
との境界に生ずる隙間から湿気が侵入し、素子が劣化す
ることがない。しかも、リードフレームのねじれによる
インダクタンスの発生やリードフレームの断線もない。
また、実装工程において外部接続端子と配線基板上の接
続面とは面接触によって電気的接続することができるた
め、リードフレームの足を接続する場合と異なり、接続
面の中心が多少ずれても電気的接続を確保することがで
きる。すなわち、表面実相技術（ＳＭＴ）の適用が容易
となるし、接続ミスによる不良品の発生率を低減するこ
とができる。さらに、金属製のリードフレームがないた
め、軽量化及び小型化を図ることができる。
【０００９】なお、素子収容体へフィルムコンデンサ素
子の他、シリコンシンメトリカルスイッチ、ダイアック
等の２端子のサイリスタ素子、ダイオード、フィルター
素子、抵抗体素子等の２端子タイプの素子を収容し、封
止樹脂でモールドすることにより、それぞれモールド形
サイリスタ、モールド形ダイオード、モールド形フィル
ター、モールド形抵抗体を形成することもできる。
【００１０】次に、図３は本発明のモールド形電気部品
の製造方法で製造されたモールド形電気部品の内、３端
子タイプの素子の一例であるトランジスタ素子を用いた
場合の説明図である。同図(a) はその斜視説明図、同図
(b) は底面説明図である。(9) はモールド形トランジス
タ、(10)はトランジスタ素子である。トランジスタ素子
(10)は、素子収容体(11)に形成された素子収容用凹部(1
3)へ収容され、３つの電極(10a) は、素子収容体(11)の
表面に膜状に形成された導電性パターン(12)と、ワイヤ
ーボンディング法や前記実施例のようなハンダ付によっ
てそれぞれ電気的接続されている。また、図示しないが
トランジスタ素子は前記フィルムコンデンサ素子と同様
に封止樹脂によってモールドされ、気密化が図られてい
る。図３(b) に示す(14)は、前記導電性パターン(12)の
一部であって、素子収容体の底面に膜状に形成された外
部接続端子である。このように、このモールド形トラン
ジスタは、前記フィルムコンデンサ同様に気密化が図ら
れているため、湿気の侵入により素子が劣化することが
ない。しかも、リード線のない構造であるため、配線基
板にリード線挿通孔を穿孔する加工工程が不要である
し、リード線等のねじれにより発生するインダクタンス
の影響やリード線の断線もない。
【００１１】なお、素子収容体へトランジスタ素子の
他、ＳＣＲ、トライアック等のサイリスタ、各種ＦＥＴ
等の３端子タイプの素子を収容し、封止樹脂でモールド
することにより、それぞれモールド形サイリスタ、モー
ルド形ＦＥＴを形成することもできる。
【００１２】図４は本発明のモールド形電気部品の製造
方法で製造されたモールド形電気部品が、円柱形状の２
端子タイプの素子の一例である抵抗体素子を用いた場合
の説明図である。(15)はモールド形抵抗体、(16)は抵抗
体素子である。抵抗体素子(16)は、素子収容体(17)に形
成された素子収容用凹部(19)へ収容され、２つの電極(1
6a) は、素子収容体(17)の表面に膜状に形成された導電
性パターン(18)とハンダ付けによってそれぞれ電気的接
続されている。また、図示しないが抵抗体素子(16)は前
記フィルムコンデンサ素子と同様に封止樹脂によってモ
ールドされ、気密化が図られ、素子収容体の底面には膜
状の外部接続端子が形成されている。このように、この
モールド形抵抗体も湿気による劣化もなく、表面実装技
術の適用が容易になる。
【００１３】なお、前記抵抗体素子の他、バリスタやコ
ンデンサ等、円柱形状の素子を収容し、封止樹脂でモー
ルドすることにより、それぞれモールド形バリスタ、モ
ールド形コンデンサ等を形成することができる。また、
収容する素子の形状は円柱形状の他、四角柱、六角柱等
の多角柱のものでもよく、素子収容用凹部の形状もその
素子の形状に応じて変更可能である。
【００１４】図５は本発明のモールド形電気部品の製造
方法で製造されたモールド形電気部品が、検出部を有す
る素子の一例であるサーミスタ素子を用いた場合の説明
図である。(20)はモールド形サーミスタ、(21)はサーミ
スタ素子である。サーミスタ素子(21)は、素子収容体(2
2)に形成された素子収容用凹部(24)へ収容され、２つの
電極(21a) は、素子収容体(22)の表面に膜状に形成され
た導電性パターン(23)とハンダ付けによってそれぞれ電
気的接続されている。また、図示しないがサーミスタ素
子は封止樹脂によって検出部(21b) が露出するように素
子収容用凹部がモールドされ、気密化が図られ、素子収
容体の裏面には前記モールド形フィルムコンデンサと同
様の膜状の外部接続端子が形成されている。このよう
に、このモールド形サーミスタも湿気による劣化もな
く、表面実装技術の適用が容易になる。
【００１５】なお、前記サーミスタ素子の他、フォトダ
イオード、フォトトランジスタ、光導電セル等の受光部
を有する素子も同様に受光部のみを露出するように素子
収容体へ収容し、封止樹脂でモールドすることにより、
モールド形フォトダイオード、モールド形フォトトラン
ジスタ、モールド形光導電セル等を形成することができ
る。また、近接スイッチや光電スイッチ等のセンサーに
も適用可能である。
【００１６】ところで、前記各実施例では外部接続端子
を素子収容体の底面に設定した場合について説明した
が、素子収容体の側面及び底面には導電性パターンを形
成せず、表面に形成された導電性パターンのみを外部接
続端子に設定し、その面を配線基板に接続するようにす
れば、外部に露出する導電性パターンを全くなくすこと
ができるので、外来ノイズによる影響を受け難くするこ
とができる。特に数百メガHz以上の高周波に対して有効
である。なお、外部接続端子は電気部品の取り付け状況
に応じて側面にも設定することができる。
【００１７】また、素子収容用凹部の形状は、前記各実
施例で列挙した素子以外の素子でも、その形状に応じて
適宜変更可能であり、導電性パターンや外部接続端子の
数も素子の電極数に応じて形成することができる。
【００１８】次に、本発明にかかるモールド形電気部品
の製造方法を前記モールド形フィルムコンデンサを例に
挙げて説明する。まず、前記素子収容用凹部が形成され
た素子収容体成形用のキャビティをランナ間に複数配し
た多数個取り金型を製造し、その金型へ前記絶縁性の高
い合成樹脂を射出して図６(a) に示すように複数の素子
収容体(3),(3),・・(3) をランナ部(25)間に同時成形す
る。そして、各素子収容体(3) の所望表面を金属メッキ
して図１及び図２に示す導電性パターン(4) 及び外部接
続端子(8) を形成し、それら各素子収容体の素子収容用
凹部(7) へフィルムコンデンサ素子(2) をそれぞれ収容
する。次に、図２(b) に示すように、各素子収容用凹部
内に形成された導電性パターン(4) とフィルムコンデン
サ素子(2) の電極(2a)間にハンダ(5) をそれぞれ介在さ
せ、その状態で過熱器の中を通して各ハンダを溶融させ
ることによって各フィルムコンデンサ素子(2) と導電性
パターン(4) とをそれぞれ電気的接続する。そして、各
フィルムコンデンサ素子の上へそれぞれ封止樹脂(6) を
モールドし、各素子収容体をレーザー切断によってラン
ナ部(25)から切り離す。このように、このモールド形フ
ィルムコンデンサの製造方法によれば、ワイヤーボンデ
ィングのような時間のかかる工程も不要で、少ない製造
工程で一度に多くの素子を製造することができるため、
製造コストの低減を図ることができる。しかも、射出成
形品であるため、製品寸法が一定し、浮遊容量やインダ
クタンスが一定する。また、ワイヤーが切断するおそれ
もなく、歩留りが向上する。さらに、リードフレームの
打ち抜き及び切断による金属廃棄物が出ることもない。
【００１９】なお、前記各実施例で列挙したモールド形
電気部品についても、このモールド形フィルムコンデン
サの製造方法によって製造することができる。但し、素
子の電極形状によっては、ワイヤーボンディング法によ
って素子と導電性パターンとを接続する場合もある。
【００２０】導電性パターンの形成には、次の方法が好
適に用いられる。まず、素子収容体の導電性パターンを
形成する面を含む１次側成形部をメッキ密着性の良好な
熱可塑性樹脂で射出成形する。そして、その上へ導電性
パターンを形成する面を含まない２次側成形部をメッキ
密着性が良好でない熱可塑性樹脂で一体成形し、出来上
がった成形品全体に金属メッキを施すと、１次側成形部
の導電性パターンを形成する面だけがメッキされ、導電
性パターンが形成される。
【００２１】また、次の方法を用いることもできる。ま
ず、素子収容体全体をメッキ密着性の良好な熱可塑性樹
脂で射出成形し、その全面にエッチング処理、触媒処理
及び無電解銅メッキを施す。そして、全面にエッチング
レジストをマスキングし、導電性パターンを形成する部
分をイメージングする。次に金属メッキを施すととも
に、マスキングしたレジストを剥離し、銅エッチングを
行なうとイメージングした部分に導電性パターンが形成
される。
【００２２】なお、前記各製造方法で用いられる熱可塑
性樹脂材料として液晶ポリマー（ＬＣＰ）が好適であ
る。液晶ポリマーによれば、射出成形によって、配向性
を有し、分子が剛直性であるという特質を得ることがで
きるため、高強度、高弾性率、寸法安定性を有し、耐
熱、耐薬品性に優れた素子収容体を成形することができ
るからである。また、そのような特質を有する液晶ポリ
マーの中でも液晶性ポリエステル樹脂が好ましく、例え
ば、Ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−オキシ−２−ナフト
エ酸のコポリエステルタイプが最も好適に用いられる。
それは、融点が比較的低く(280〜310 °C ）、射出成形
が容易であること、高流動性を有し、微小な凹凸や間隔
の狭い導電性パターンの形成にふさわしいからである。
また、融点が低い反面、ハンダ耐熱性に優れる(260°C
・10秒〜280 °C・30秒) という特質を有するため、モ
ールド形電気部品の実装に好適だからである。さらに、
1010Hzの高周波数域における誘電正接が非常に低く、す
なわち誘電損率が小さく、外来ノイズの影響を受け難い
という特質をも有するため、モールド形電気部品の材料
としてふさわしいからである。
【００２３】また、上記特質を有する液晶ポリエステル
樹脂の中にも、その樹脂組成によってメッキ密着性の良
好なものと、そうでないものとがあり、これらを前記最
初の製造方法に用いれば、素子収容体を容易に成形する
ことができる。なお、両物質は化学的に同質で、界面親
和性に富むため、１次側材料と２次側材料間の密着性を
向上させることができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明のモールド形電気部品の製造方法
により製造されたモールド形電気部品は、リード線等の
ない構造であるため、小型軽量化を図ることができると
ともに、湿気がリード線突出部位から侵入して素子が劣
化することを防止することができる。しかも、射出成形
品であるため製品寸法が一定しているため、浮遊容量及
びインダクタンスが一定する等、優れた電気特性の電気
部品を実現することができる。また、素子収容体の側面
や上面に形成された導電性パターンを外部接続端子とし
て用いることもできるため、電気部品の取付姿勢の自由
度が大きい。さらに、外部接続端子に設定した面のどの
部分でも接続することができるため、精密な位置合わせ
が不要である。そして本発明のモールド形電気部品の製
造方法によれば、多数個取り金型によって一度に多くの
電気部品を容易に製造することができるとともに、配線
基板上へのリード線挿通孔の加工工程が不要となる。し
かも、リード線等の断線もない等、製造工程の短縮及び
歩留の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィルムコンデンサ素子を収容した本発明にか
かるモールド形電気部品の製造方法で製造されたモール
ド形電気部品の斜視説明図である。
【図２】(a) は図１の平面図、(b) はＡ−Ａ断面説明
図、(c) は底面説明図である。
【図３】(a) はトランジスタ素子を収容した本発明にか
かるモールド形電気部品の斜視説明図、(b) はその底面
説明図である。
【図４】円柱形状の素子を収容した本発明にかかるモー
ルド形電気部品の製造方法で製造されたモールド形電気
部品斜視説明図である。
【図５】サーミスタ素子を収容した本発明にかかるモー
ルド形電気部品の製造方法で製造されたモールド形電気
部品斜視説明図である。
【図６】(a) は同時成形された複数個の素子収容体を示
す説明図、(b) はその平面図、(c) はその部分拡大説明
図である。
【図７】本発明にかかるモールド形電気部品の製造方法
を示すフローチャートである。
【図８】従来のフィルムコンデンサを示す説明図であ
る。
【図９】従来のフィルムコンデンサの製造方法を示す説
明図である。
【符号の説明】
１・・モールド型フィルムコンデンサ、２・・フィルム
コンデンサ素子、２ａ，１０ａ，１７ａ，２１ａ・・電
極、３，１１，１７，２２・・素子収容体、４，１２，
１８，２３・・導電性パターン、５・・ハンダ、６・・
封止樹脂、７，１３，１９，２４・・素子収容用凹部、
８，１４・・外部接続端子、９・・モールド形トランジ
スタ、１０・・トランジスタ素子、１５・・モールド形
抵抗体、１６・・抵抗体素子、２０・・モールド形サー
ミスタ、２１・・サーミスタ素子、２１ｂ・・検出部、
２５・・ランナ部、２６・・成形樹脂、２６ａ・・隙
間、２７・・リードフレーム、２８・・ワイヤー、２９
・・ハンダ、３０・・金属製枠。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁性の高い合成樹脂を多数個取り金型
    へ流し込んで複数の素子収容体を同時成形する成形手段
    と、成形された各素子収容体の所望表面をメッキして導
    電性パターンを形成するメッキ手段と、各素子収容体の
    素子収容用凹部へ素子を収容する素子収容手段と、収容
    された各素子の電極と導電性パターンとを電気的接続す
    る電気的接続手段と、電気的接続の後、各素子収容体を
    ランナ部から切り離す切り離し手段とを含むことを特徴
    とするモールド形電気部品の製造方法。
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