JP4687769B2 - 電子部品ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品がケースに収納され当該ケース内が樹脂モールドされてなる電子部品ユニットに関するものである。
従来、このような分野の技術として、下記特許文献1に記載の電子部品ユニットが知られている。この電子部品ユニットは、ケース内にコンデンサ等の電子部品が収容され当該ケース内が樹脂モールドされてなる樹脂注型タイプの中高圧コンデンサである。
実開平2−79020号公報
この種の電子部品ユニットを、リフローはんだ付けにより実装基板上に実装する場合には、一方の端子電極のはんだペーストのフラックスが他方の端子電極側に流れて侵入し実装不良を発生するといったことを適切に防止することが望まれる。また、この種の電子部品ユニットでは、ケース内への電子部品の収納を容易化すべく、ケースを2パーツ以上に分割し、パーツ同士を組み合わせることでケースを組み立てる場合も考えられる。この場合には、分割されたケースのパーツ同士を確実に固着することが必要となる。
本発明は、電子部品ユニットにおいて、ケースを構成するパーツ同士を確実に固着しながら、実装時においては異極側パッドへのフラックスの侵入を抑制することを目的とする。
本発明の電子部品ユニットは、セラミック素体と当該セラミック素体に固定された金属端子とを有する電子部品と、前記電子部品を収納するケースと、を備え、前記金属端子の先端が前記ケースの外側に露出した状態で前記ケース内が樹脂モールドされてなり、実装面上に実装されて用いられる電子部品ユニットであって、前記ケースは、実装時に前記実装面に接地される第1のパーツと、前記第1のパーツに組み合わされ実装時には前記第1のパーツから見て前記実装面とは反対側に位置する第2のパーツと、を有し、一対の前記金属端子の先端は、前記ケースの互いに反対側に位置する側面において前記第1のパーツと前記第2のパーツとの間から前記ケースの外側に引き出されており、前記第2のパーツは、前記ケースの外側に引き出される前記金属端子に沿って前記側面から突出する突出部を有し、前記第1のパーツは、実装時に前記実装面に対面する端面において前記第2のパーツから離れる方向に突出して設けられ、前記端面と前記側面との境界線部分に沿って延びる凸条部と、当該凸条部の上面として形成され前記実装面に接地する実装接地面と、前記側面に沿って前記実装接地面の位置から前記第2のパーツ側に向けて延在すると共に前記突出部を挟んで前記側面上に対に設けられ、前記第2のパーツ側の一端が屈曲されてフック形状をなし前記突出部に係合するフック部と、を有し、前記フック部の他端における端面前記実装接地面とが、面一に連結されて前記実装面に接地する接地部が形成されており、前記金属端子は、前記側面に沿って前記接地部側に延びており、実装時に前記実装面上に接続される接続面を先端側に有しており、前記接地部は、実装時における前記実装面上で前記接続面を囲い込むコ字形状に形成されていることを特徴とする。
この電子部品ユニットによれば、ケースが有する第1のパーツと第2のパーツとを組み合わせる際には、ケースの側面において、対に設けられた第1のパーツのフック部が第2のパーツの突出部を挟みながら当該突出部に係合する。従って、第1のパーツと第2のパーツとが確実に固着される。また、第1のパーツの端面には、側面側の縁部に凸条部の上面として形成された実装接地面が存在しており、更に、フック部の端面が実装接地面に対して面一に形成されている。よって、この電子部品ユニットが実装される際には、上記実装接地面に加えてフック部の端面も実装面に接地することになり、接地面積が大きくなる。更には、実装接地面とフック部の端面とで形成される接地面は、平面視において、第2パーツの突出部に沿って引き出された端子電極の先端を囲い込む形状となる。従って、この電子部品ユニットの実装時には、上記端子電極の先端のはんだが電子部品ユニットの他の接地面に向かって流れることが抑制され、その結果、実装時における異極側パッドへのフラックスの侵入を抑制することができる。
また、第1のパーツには、実装時に実装面に対面する端面に形成され樹脂モールドの注型面を露出させた開口が設けられており、開口から露出した注型面は、凹状に湾曲していることとしてもよい。
また、フック部と突出部とが係合する位置は、ケースの側面の中腹部であることとしてもよい。この場合、フック部はケース側面の中腹部から実装接地面までに亘って延在することになるので、電子部品ユニット全体の重心が実装接地面側に偏ることで、実装時における電子部品ユニットの安定性が向上する。

本発明の電子部品ユニットによれば、ケースを構成するパーツ同士を確実に固着しながら、実装時においては異極側パッドへのフラックスの侵入を抑制することができる。
図1〜図3は、本発明に係る電子部品ユニットの実施形態として、面実装型のコンデンサユニット1を示している。コンデンサユニット1は、注型タイプの樹脂モールド中高圧コンデンサユニットであり、コンデンサ部(電子部品)10と、コンデンサ部10を収納する外装ケース30とを備えている。このコンデンサユニット1では、コンデンサ部10のリードフレーム(金属端子)15a,15bが、それぞれ外装ケース30の側面34a,34bから当該外装ケース30の外側に露出している。そして、このように、リードフレーム15a,15bを露出させた状態でコンデンサ部10が外装ケース30に収納され、当該外装ケース30内が樹脂モールドされている。
このコンデンサユニット1は、図1に示す上面側が実装基板に対面する向きで実装基板上に実装される。そして、この実装の際には、リードフレーム15a,15bの先端部に水平面として形成された接続面14a,14bが、実装基板の実装面上の電極パッドに接地され接続される。
外装ケース30は、上下に分離される外装カップ(第2のパーツ)60と、外装カバー(第1のパーツ)40と、の2つのパーツから構成されている。この外装カバー40及び外装カップ60は、ともにLCP(液晶ポリマー)等のプラスチック材からなる。
外装カップ60は、上に開口する平面視矩形の有底のカップ形状をなし、外装カバー40は、外装カップ60とほぼ同じ大きさの開口をもつ四角筒形状をなしている。そして、外装カップ60の上端の当接面60aと外装カバー40の下部の当接面40aとが突き合わされて、外装カバー40の下の開口と外装カップ60の上向きの開口とが嵌め合わされることで、外装カバー40と外装カップ60との外側壁が面一に連続する。外装カバー40の当接面40aからは、嵌め合わせの際に外装カップ60の内壁側面65に沿う嵌合ガイド部43が突出している。なお、嵌合ガイド部43のような嵌合ガイド部は、外装カップ60側に形成されるようにしてもよい。以上のように上下2つのパーツが組み合わされてなる外装ケース30は、全体として、上に開口31をもつカップ形状をなす。また、外装カバー40の上面38において、側面34a,34b側の縁部には、当該縁部全体に亘って延びる凸条部73が形成されており、この凸条部73の上面は、実装時において実装基板に接地する実装接地面73aとなる。
コンデンサ部10は、円板形状のコンデンサ本体13と、コンデンサ本体13に電気的に接続された2本のリードフレーム(金属端子)15a,15bとを備えている。コンデンサ本体13は、円板形状のセラミック成型体からなるセラミック素子17を有している。そして、このセラミック素子17の対向する上下両方の円形端面には、それぞれ、ほぼ全面近くに広がるように、Cu又はAgからなる表面電極19a,19bが、形成されている。このように、対向する表面電極19a,19bと、当該表面電極19a,19b間に挟まれた誘電体のセラミック素子17とによって、コンデンサが構成されている。コンデンサ本体13は、上下の円形端面を外装カップ60の底面63にほぼ平行とした姿勢で、上端の表面電極19aが外装カップ60の当接面60aよりも低い位置にあるように、外装カップ60のほぼ中央の位置に収納されている。
リードフレーム15a,15bは、Cuからなる下材に、Snメッキ、Sn−Ag合金メッキ、またはSn−Ni合金メッキが施され、板状に形成されたものである。リードフレーム15aの一端はコンデンサ本体13の上面にある表面電極19aに半田付けによって固定されている。そして、リードフレーム15aの他端は、外装カップ60と外装カバー40との間隙を通過して外装ケース30外に水平に引き出された後、外装ケース30の外側において所定の形状に屈曲されている。同様に、リードフレーム15bの一端はコンデンサ本体13の下面にある表面電極19bに半田付けによって固定されている。そして、リードフレーム15bの他端は、外装カップ60と外装カバー40との間隙を通過して外装ケース30外に水平に引き出された後、外装ケース30の外側において所定の形状に屈曲されている。
なお、リードフレーム15a,15bが通過する位置においては、外装カップ60の上部の2箇所に、それぞれ、水平方向外側に側面64a,64bからそれぞれ突出した鍔部(突出部)62a,62bが設けられている。鍔部62a,62bは側方から見てU字形を呈しており、外装カバー40に設けられた嵌合凸部42a,42bが嵌り込む形状をなしている。リードフレーム15a,15bは、鍔部62a,62bと嵌合凸部42a,42bとの間隙を通過し、鍔部62a,62bの底壁に案内されて水平に引き出されている。このようにリードフレーム15a,15bが引き出される部分を、以下の説明においては、それぞれ、端子引き出し部33a,33bと言う。なお、2つのリードフレーム15a,15bを外装ケース30外で出来る限り遠ざけて表面リークを避けるため、端子引き出し部33a,33bは互いに外装ケース30の反対側に設けられている。
次に、リードフレーム15bの外装ケース30内における引き回しについて説明する。図3に示すように、リードフレーム15bは、コンデンサ本体13の下面から外装カップ60の底面63に近づくように延び、更に先端側では底面63及び内壁側面65に沿って延在し鍔部62bの上端に到達している。更に、リードフレーム15bは、外装ケース30の外側に向かって屈曲し外装ケース30外に引き出されている。このように、リードフレーム15bは、底面63及び内壁側面65に沿って、コンデンサ本体13から出来る限り離れた位置を引き回されている。
このような構成により、リードフレーム15bとは異極である表面電極19aと当該リードフレーム15bとの距離が離れることになり、その結果、リードフレーム15bと表面電極19aとの間の放電による絶縁破壊の可能性が低減される。なお、リードフレーム15aは、コンデンサ本体13の上面から端子引き出し部33aまで比較的短い距離だけ引き回されている。従って、リードフレーム15aについては、異極の表面電極19b等の近傍を通過させる必要がなく、リードフレーム15aに関する絶縁破壊の懸念は比較的小さい。
また、外装カバー40には、下方に突出する突起47が形成されている。この突起47は、嵌合凸部42bの内側の部分から外装カップ60側に向かって下方に延びており、外装カップ60の当接面60aよりも底面63側まで、内壁側面65に沿って挿入されている。外装カップ60の上端付近においては、リードフレーム15bは、この突起47によって内壁側面65に押し付けられており、内壁側面65と突起47の外側面との間に挟み込まれている。突起47は、矩形板状をなし、表面電極19aの位置よりも更に底面63に近い位置まで内壁側面65と平行に延びており、突起47の幅はリードフレーム15bの幅よりも大きい。
このような突起47の構成によって、図3に示すように、表面電極19aから見てリードフレーム15bの最も近い位置16と当該表面電極19aとの間には、突起47が存在している。すなわち、表面電極19aから見て、リードフレーム15bの最も近い位置16は、突起47によって隠され、見通せなくなっている。
以上のようにコンデンサ部10が外装ケース30内に配置された状態で、外装ケース30内がモールド樹脂80によって樹脂モールドされている。前述のように、外装カバー40を四角筒形状とすることで、外装ケース30は全体として上に開口31をもつカップ形状をなすので、開口31を通じて容易に液状のモールド樹脂を外装ケース30内に注入し充填させることができる。注入する液状のモールド樹脂としては、絶縁塗料である耐熱性エポキシ樹脂等が用いられる。ここでは、開口31から注入された液状のモールド樹脂の表面張力により、液面は凹状に湾曲した形状となり、その後モールド樹脂を熱硬化させると、凹状に湾曲した注型面81が形成される。そして、この注型面81は、そのまま完成後のコンデンサユニット1の表面となる。このようにモールド樹脂80の注型面81が湾曲することにより、リードフレーム15aとリードフレーム15bとの間のコンデンサユニット1表面における沿面距離が長くなり、表面リークの可能性を低減することができる。
また、モールド樹脂が注入される前には、コンデンサ部10のうち外装ケース30内の部分の表面に下塗り塗料が塗布されるので、コンデンサ部10及びリードフレーム15a,15bの周囲には、塗料層11が形成されている。なお、図2では、モールド樹脂80及び塗料層11の図示は省略されている。
続いて、図2及び図4を参照し、上記の外装カップ60と外装カバー40とを固着させるための構造について説明する。外装ケース30の側面34bの一部を構成する外装カバー40の外側面44bの両端には、上下に延在する2本一対のフック部71,71が設けられている。このフック部71,71は、外装カバー40の一部として一体に成型されてもよく、外装カバー40の外側面44bに別体として取り付けられてもよい。このフック部71,71は、鍔部62bを挟むように位置しており、鍔部62bの下端を越えて延びるフック部71,71の下端部は、それぞれ内側に向けて屈曲することでフック形状を呈している。また、フック部71,71の上端面71a,71aは、前述の実装接地面73aと面一になるように形成されている。
そして、図4に示すように、外装カバー40と外装カップ60とが組み合わされるときには、フック部71,71は、鍔部62bを挟み込んで、外装ケース30の側面34bの中腹部において鍔部62bと係合する。なお、外装ケース30の側面34aにおいても、全く同様に、外装カバー40の外側面44aの両端に設けられた2本一対のフック部71,71と鍔部62aとが係合する。
続いて、上述のコンデンサユニット1による作用効果について説明する。
外装ケース30の組み立てにあっては、上記のように、フック部71,71と鍔部62a,62bとがそれぞれ係合する構造により、外装カップ60と外装カバー40とを確実に固着させることができる。その結果、外装ケース30に注入されるモールド樹脂の漏洩の可能性を低減することができる。
なお、このようなフック部による係合構造を、外装ケース30の内側に設けることも考えられるが、この場合、外装ケース30内部の形状が複雑になることで、モールド樹脂80の充填不良の可能性を高め、外装ケース30内の絶縁不良が発生する可能性を高めてしまう。これに対し、コンデンサユニット1では、フック部71,71及び鍔部62a,62bによる係合構造が、外装ケース30の外側に設けられるので、外装ケース30内の絶縁不良の可能性を高めることもない。
また、このようなフック部による係合構造を、リードフレーム15a,15bの引き出し方向に直交する側面36(図1参照)に設けることも考えられるが、この場合、リードフレーム15a,15bの引き出し方向に直交する方向の寸法を増加させてしまう。その結果、コンデンサユニットの小型化及び実装密度の向上の妨げになる。これに対し、コンデンサユニット1では、フック部71,71及び鍔部62a,62bによる係合構造が側面34a,34bに設けられ、リードフレーム15a,15bが引き出される方向と同じ方向に突出している。すなわち、リードフレーム15a,15bの引き出しのために元々必要であったスペースを利用して係合構造が設けられるので、コンデンサユニット1の上記係合構造は、小型化及び実装密度の向上の妨げにならない。
また、外装カバー40には、外側面44a,44b側の縁部に凸条部73の上面として形成された実装接地面73aが存在しており、更に、フック部71,71の上端面71a,71aがこの実装接地面73aに対して面一に形成されている。よって、図5(a),(b)に示すように、コンデンサユニット1が実装基板の実装面90上に実装される際には、上記実装接地面73aに加えてフック部71,71の上端面71a,71aも実装面90に接地することになり、接地面積が大きくなる。更には、実装接地面73aと上端面71a,71aとを合わせて、端子電極の接続面14a,14bをそれぞれ囲い込むコ字形の接地面75が形成される。従って、このコンデンサユニット1の実装工程においては、接地面75の存在により、接続面14a,14bを接続するための溶解したはんだが、実装面90上で、それぞれ異極の接続面14b,14aに向かって流れることが抑制される。その結果、実装時における異極側パッドへのフラックスの侵入を抑制することができる。
また、フック部71,71と鍔部62a,62bとが係合する位置は、外装ケース30の側面34a,34bの中腹部であり、フック部71,71は、ケース側面34a,34bの中腹部から実装接地面73aまでに亘って延在することになる。従って、コンデンサユニット1全体の重心が、実装接地面73a側に偏ることになり、実装時におけるコンデンサユニット1の安定性が向上する。
また、コンデンサユニット1では、外装ケース30を外装カバー40及び外装カップ60といった2分割のパーツで構成している。そして、コンデンサ部10を外装ケース30内に格納した状態では、外装カバー40に設けられた突起47によって、リードフレーム15bを外装カップ60の内壁側面65に押し付け、突起47と内壁側面65とでリードフレーム15bを挟み込んで確実に固定することができる。ここで、金属製の板状をなすリードフレーム15a,15bは、コンデンサ本体13の重量等に対して十分に大きい剛性を有しており、製造工程においてコンデンサ部10に作用する外力(例えば、外装ケース30内にモールド樹脂を注入する際にコンデンサ部10に作用する力)程度では、リードフレーム15a,15bの撓み等の変形は発生しないものと見なすことができる。よって、リードフレーム15bが固定されることで、コンデンサ部10全体が外装ケース30内で当該外装ケース30に対して固定されることになる。
従って、コンデンサ部10を外装ケース30内に格納する工程において、コンデンサ部10(特に、コンデンサ本体13)を外装ケース30内の所望の位置に確実に位置決め固定した上で、液状のモールド樹脂を注入し硬化させることができる。従って、完成後のコンデンサユニット1においても、コンデンサ部10が所望の位置に確実に配置されることになり、外装ケース30内における部品の位置ずれを抑制することができる。
また、この種のコンデンサユニットでは、各部間の絶縁破壊が問題となる場合がある。特に、このコンデンサユニット1の場合、コンデンサ本体13の下面から延びるリードフレーム15bは、コンデンサ本体13の下面から端子引き出し部33bまで長い経路で引き回す必要がある。従って、リードフレーム15bと異極の表面電極19aとの距離が近接してしまうことを完全に避けることはできない。また、モールド樹脂80は、硬化時に生じる欠陥部等に起因して絶縁信頼性が低下する場合もある。従って、リードフレーム15bと表面電極19aとの間の放電による絶縁破壊が発生する虞がある。
これに対し、コンデンサユニット1では、前述のように、上記の突起47が、表面電極19aの位置よりも更に底面63に近い位置まで延びている(図3参照)。従って、表面電極19aから見てリードフレーム15bの最も近い位置16と当該表面電極19aとの間には、突起47が存在することになる。このように、モールド樹脂80よりも絶縁信頼性が高いと考えられる突起47が位置16と当該表面電極19aとの間に存在するので、突起47とリードフレーム15bとの間の絶縁信頼性が向上し、絶縁破壊の可能性を低減することができる。
また、他の注型タイプの樹脂モールド中高圧コンデンサユニットとしては、図6のようにカップ状の外装ケース203の開口231からコンデンサ部210のリードフレーム215a,215bを引き出し、その開口231から液状のモールド樹脂を注入するタイプのコンデンサユニット201も考えられる。しかしこの場合、モールド樹脂の注型面281から引き出されるリードフレーム215a,215bの周囲には、表面張力によって、樹脂の盛り上がり部216a,216bが形成されてしまう。このように、注型面281に盛り上がり部216a,216bのような不規則形状が存在すると、例えば、コンデンサユニット201のヒートショック試験の際に、盛り上がり部216a,216bに熱応力が集中し、モールド樹脂280にクラックが発生する虞がある。
これに対して、コンデンサユニット1(図3)によれば、カップ形状の外装ケース30を上下2分割することで、外装カップ60と外装カバー40との間を通して、リードフレーム15a,15bを外装ケース30の側壁から引き出すことができる。このように、リードフレーム15a,15bを注型面81から引き出す必要がなく、注型面81には不規則形状が発生しないので、モールド樹脂80にクラックが発生する可能性が低い。
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態では、外装カバー40及び外装カップ60として平面視で矩形をなす形状のものを採用しているが、外装カバー及び外装カップは、平面視で円形のものでもよく、他の多角形の形状としてもよく、又は更に他の形状であってもよい。
本発明に係る電子部品ユニットの実施形態としてコンデンサユニットを示す斜視図である。 図1のコンデンサユニットの分解斜視図である。 図1のコンデンサユニットの断面図である。 外装カバーのフック部と外装ケースの鍔部とが係合する様子を示す側面図である。 (a)は、図1のコンデンサユニットの平面図であり、(b)は、そのコンデンサユニットを実装基板の実装面に実装する様子を示す側面図である。 他のコンデンサユニットを示す断面図である。
符号の説明
1…コンデンサユニット(電子部品ユニット)、10…コンデンサ部(電子部品)、15a,15b…リードフレーム(金属端子)、17…セラミック素体、30…外装ケース、34a,34b…外装ケースの側面、38…上面(ケースの端面)、40…外装カバー(第1のパーツ)、60…外装カップ(第2のパーツ)、62a,62b…鍔部(突出部)、71…フック部、71a…フック部の端面、73…凸条部、73a…実装接地面、80…モールド樹脂、90…実装面。

Claims (3)

  1. セラミック素体と当該セラミック素体に固定された金属端子とを有する電子部品と、前記電子部品を収納するケースと、を備え、前記金属端子の先端が前記ケースの外側に露出した状態で前記ケース内が樹脂モールドされてなり、実装面上に実装されて用いられる電子部品ユニットであって、
    前記ケースは、実装時に前記実装面に接地される第1のパーツと、前記第1のパーツに組み合わされ実装時には前記第1のパーツから見て前記実装面とは反対側に位置する第2のパーツと、を有し、
    一対の前記金属端子の先端は、前記ケースの互いに反対側に位置する側面において前記第1のパーツと前記第2のパーツとの間から前記ケースの外側に引き出されており、
    前記第2のパーツは、
    前記ケースの外側に引き出される前記金属端子に沿って前記側面から突出する突出部を有し、
    前記第1のパーツは、
    実装時に前記実装面に対面する端面において前記第2のパーツから離れる方向に突出して設けられ、前記端面と前記側面との境界線部分に沿って延びる凸条部と、
    当該凸条部の上面として形成され前記実装面に接地する実装接地面と、
    前記側面に沿って前記実装接地面の位置から前記第2のパーツ側に向けて延在すると共に前記突出部を挟んで前記側面上に対に設けられ、前記第2のパーツ側の一端が屈曲されてフック形状をなし前記突出部に係合するフック部と、を有し、
    前記フック部の他端における端面前記実装接地面とが、面一に連結されて前記実装面に接地する接地部が形成されており、
    前記金属端子は、前記側面に沿って前記接地部側に延びており、実装時に前記実装面上に接続される接続面を先端側に有しており、
    前記接地部は、実装時における前記実装面上で前記接続面を囲い込むコ字形状に形成されていることを特徴とする電子部品ユニット。
  2. 前記第1のパーツには、実装時に前記実装面に対面する前記端面に形成され前記樹脂モールドの注型面を露出させた開口が設けられており、
    前記開口から露出した前記注型面は、凹状に湾曲していることを特徴とする請求項1に記載の電子部品ユニット。
  3. 前記フック部と前記突出部とが係合する位置は、前記ケースの前記側面の中腹部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品ユニット。
JP2008270057A 2008-10-20 2008-10-20 電子部品ユニット Active JP4687769B2 (ja)

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