JP5338127B2 - 電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品の素子を収納する収納部と、この素子に繋がるコネクタ部とを一体化させた電子部品に関する技術である。

電子部品の多くは、電子機器や電気機器等の電子回路基板や電気回路基板に実装して使用されるが、自動車に使用される電子部品は、上記のような回路基板に実装されて自動車に搭載される他に、コンデンサやコイル等の電子部品の素子を単独、或いは複数個をまとめて樹脂と共にケースに収納し、エンジンルーム内に取り付けるという搭載形態のものもあり、このような搭載形態のものは高温高湿の過酷な使用条件での信頼性が要求される。

そして、後者のような形態でエンジンルーム内に取り付けられる電子部品は、図６または図７に示すような構造をしている。詳しく説明すると、図６における電子部品では、コンデンサ素子９２は、コンデンサ９１をエンジンルーム内へ取り付けるための金属製の取り付け脚９３と共にケース９４に収納され、コンデンサ素子９２と取り付け脚９３とを埋めるように樹脂９５が充填されている。そして、コンデンサ素子９２の両端部に有する外部電極９６、９７の内、一方の外部電極９６は導線９８によって取り付け脚９３に電気的に接続され、他方の外部電極９７は導線９９を介して端子１００と接続され、この端子１００はケース９４外に出され外部の配線等と接続されるようになっている。

また図７における電子部品では、コンデンサ素子１０２はコンデンサ１０１をエンジンルーム内に取り付けるための金属製の取り付け脚１０３と共にケース１０４に収納され、樹脂１０５が充填されている。そして、コンデンサ素子１０２の両端部に有する外部電極１０６、１０７の内、一方の外部電極１０６には取り付け脚１０３が直接接続され、他方の外部電極１０７には、端子１１０が直接接続されており、この端子１１０はケース１０４の底部１０９を貫通して外部に突き出され、ワイヤーハーネス等と接続されるようになっている。

以上のような従来のコンデンサでは、図６に示す前者のコンデンサ９１の、コンデンサ素子９２の外部電極９６、９７と取り付け脚９２や端子１００とを接続する導線９８、９９が、図７に示す後者のコンデンサ１０１には無いので、この後者のコンデンサ１０１の方が製造時の工数の削減と、接続部分を少なくすることによる信頼性の向上とが図れるという利点がある。

上記のような従来の技術としては、例えば特許文献１、２に記載されたものが知られている。
実開平２−１３８４１２号公報 特開２０００−３３１８６８号公報

ところが、本発明者らが上記後者のような、コンデンサ素子の外部電極に直接端子を接続した構造のフィルムコンデンサを作製したところ、一つの課題が明らかになった。以下その課題について図面を参照しながら説明する。

図８は本発明者らが作製したフィルムコンデンサ７１で、コンデンサ素子７２は樹脂製のケースの収納部８２に収納され、コンデンサ素子７２を埋めるように樹脂８８が充填さ
れている。収納部８２の底部にはリード端子７６、７７を収納部８２内側から外側へ突き出すための貫通孔８６、８７が設けられ、この貫通孔８６、８７の周囲の収納部８２の底部の下面にはこの貫通孔８６、８７を囲むように突起部８５が設けられている。

そして、２つのリード端子７６、７７はコンデンサ素子７２の外部電極７４、７５に接続され、貫通孔８６、８７から収納部８２の外側へ突き出されている。

ここで、リード端子７６、７７の収納部８２の外側へ突き出た部分と、突起部８５とで、ワイヤーハーネス等と接続するためのコネクタが形成されるが、そのために収納部８２内でリード端子７６、７７に屈曲部７８、７９、８０、８１を設け、外部電極７４に接続されているリード端子７６と外部電極７５に接続されているリード端子７７との、外部電極７４、７５に接続されている部分の広い間隔を、収納部８２外側へ突き出ている部分の狭い間隔とした構造としている。

そして以上のようなフィルムコンデンサ７１の信頼性を評価するために、温度サイクル試験をすると、リード端子７６、７７や樹脂８８の膨張収縮によりリード端子７６、７７の屈曲部７８、７９、８０、８１周辺に応力が集中し、屈曲部７８、７９、８０、８１周辺の樹脂８８にクラックが発生し、このクラックによって水分が浸入し易くなり、浸入した水分によってフィルムコンデンサ７１の容量を形成する金属薄膜電極が腐食し、フィルムコンデンサ７１の容量が低下するという課題を有していた。

本発明は、上記のようにコンデンサ素子７２の外部電極７４、７５に導線を介さずに直接外部配線等と接続するためのリード端子７６、７７を接続した場合に、リード端子７６、７７の屈曲部７８、７９、８０、８１周辺の樹脂８８にクラックが発生し、電子部品であるフィルムコンデンサ７１の容量が低下するという問題を解決することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の電子部品は、電子部品の素子を埋めるようにその略全体に第一の樹脂が充填された収納部と、前記素子に接続された１つ以上のリード端子とを備え、前記リード端子は屈曲部を有し、前記屈曲部が前記収納部の略全体に充填された前記第一の樹脂よりも柔軟な第二の樹脂にて包まれることで前記リード端子は前記第二の樹脂にて部分的に包まれた構造とする。

本発明の電子部品によれば、電子部品を構成する電子部品の素子やリード端子等が、温度変化によって膨張や収縮をしてリード端子の屈曲部の周辺の樹脂に応力が集中しても、屈曲部の周囲の樹脂を他の部分よりも柔軟な樹脂としているので、この柔軟な樹脂が応力を緩和する働きをし、充填している樹脂にクラックが発生し難くなり、その結果素子への水分の浸入や腐食性ガス等による電子部品の性能の劣化を抑えるという効果が得られる。

以下本発明の実施の形態における電子部品について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の電子部品であるフィルムコンデンサ１の断面を示す図である。図１において、コンデンサの素子２の両端部の外部電極３、４にはリード端子５、６が接続され樹脂製の収納部１３に収納されている。第一の樹脂１７は素子２を埋めるように充填され、第二の樹脂１８はリード端子５、６の屈曲部７、８、９、１０を埋めるようにこれらの周囲に充填されている。収納部１３の底部に設けられた２つの貫通孔１４、１５をリード端子５、６が貫通し、先端が収納部１３の底部から外側に突き出している。このリード端子５、６の収納部１３から突き出した部分と、この突き出した部分を囲むように収納部１
３の底部外側に設けられた突起部１６とでコネクタを構成し、ワイヤーハーネス等と接続される構造となっている。

詳しく説明すると、素子２は、図２（ａ）に示すように、誘電体フィルムとして厚みが３μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの表面に、厚みが０．０２μｍのアルミニウムの電極６７ａ、６７ｂを真空蒸着により形成した金属化フィルム６５ａ、６５ｂの２枚を重ねて巻回して円柱状の巻回体とし、この円柱状の巻回体を側面からプレスして図２（ｂ）に示すように楕円円柱状の巻回体２０とし、更にこの楕円円柱状の巻回体２０の一対の端面に亜鉛、錫、銅を含む複数成分の金属を溶射して外部電極３、４が形成されたものである。

尚、金属化フィルム６５ａ、６５ｂは図２（ａ）に示すように、その表面にアルミニウムの電極６７ａ、６７ｂが長手方向に連続的に形成されているが、図２（ａ）における金属化フィルム６５ａの上辺側には電極６７ａの不形成部であるマージン６６ａが、また金属化フィルム６５ｂの下辺側には電極６７ｂの不形成部であるマージン６６ｂがそれぞれ長手方向に連続的に形成されたものである。

そしてこのような金属化フィルム６５ａと６５ｂとを２枚重ねた状態で巻回する場合、２枚の金属化フィルム６５ａと６５ｂを幅方向（図２（ａ）のＡ方向）に若干（本実施形態では０．３〜０．８ｍｍ）ずらした状態としている。

図１に示す素子２の外部電極３、４に接続されるリード端子５、６は、厚みが０．７５ｍｍで幅が３ｍｍの真鍮製の帯状材に錫めっきが施されたものである。

また、収納部１３はポリブチレンテレフタレート樹脂製で、収納部１３の底部には貫通孔１４、１５と、下面にはこの貫通孔１４、１５を囲むように突起部１６とが設けられている。貫通孔１４、１５の開孔寸法は、リード端子５、６の挿入時に若干の抵抗を有し、収納部１３に充填する第二の樹脂１８が貫通孔１４、１５とリード端子５、６との間隙から漏れない程度の大きさとなっている。

そして、リード端子５、６の屈曲部７、８、９、１０の周囲に充填される第二の樹脂１８は硬化後の硬度が５０〜８５（ＡＳＴＭ Ｄ）の熱硬化性のウレタン樹脂としている。また第一の樹脂１７は硬化後の硬度が９０（ＡＳＴＭ Ｄ）以上の熱硬化性のエポキシ樹脂としている。

以下本実施の形態のフィルムコンデンサ１の組み立て手順について図３（ａ）〜図３（ｄ）に従って説明する。

まず図３（ａ）に示すように、屈曲部７、９でそれぞれ略直角に屈曲されたリード端子５と、屈曲部８、１０でそれぞれ略直角に屈曲されたリード端子６とを、屈曲部７、９、８、１０と素子２の下辺との間に数ミリの間隔をとって、外部電極３、４に半田１１、１２で接続する。

次に図３（ｂ）に示すように、収納部１３の底面に設けられた貫通孔１４、１５にリード端子５、６を挿入貫通させると共に、素子２をリード端子５、６の屈曲部７、８、９、１０と収納部１３の底部上面との間に数ミリの間隔を空けて収納する。

次に図３（ｃ）に示すように、収納部１３に第二の樹脂１８をリード端子５、６の屈曲部７、８、９、１０が完全に埋まるように、リード端子５、６の屈曲部７、８、９、１０と素子２の下辺との中間付近まで充填し、温度７０℃〜９０℃の条件で第二の樹脂１８を
仮硬化させる。

次に図３（ｄ）に示すように仮硬化させた第二の樹脂１８の上層に第一の樹脂１７を素子２が完全に埋まるまで充填し、第二の樹脂１８の本硬化を兼ねて約１２０℃〜１３０℃の高温中で第一の樹脂１７を硬化させてフィルムコンデンサ１とする。

以上の本実施の形態のフィルムコンデンサ１は、リード端子５、６の屈曲部７、８、９、１０の周囲を、素子２を包む第一の樹脂１７よりも柔軟な第二の樹脂１８としているため、リード端子５、６の屈曲部７、８、９、１０周囲に応力が集中するような状態になっても、第二の樹脂１８はもとより、第一の樹脂１７にもクラックが発生し難くなり、その結果素子２への水分や腐食性ガス等の浸入によるフィルムコンデンサ１の性能の劣化が抑えられるものである。

また、一般に充填に用いる樹脂を軟らかくすると水分が透過しやすくなるため、本発明のように、素子２を水分が透過し難い第一の樹脂１７で埋め、リード端子５、６の屈曲部７、８、９、１０を第一の樹脂１７に比べて水分が透過し易い第二の樹脂１８で埋めることによって、充填に用いる樹脂全てを第二の樹脂１８とする場合に比べて水分の透過を抑えることが出来る。

（実施の形態２）
図４は、本発明の電子部品であるフィルムコンデンサ３１の断面を示す図である。

図４において、コンデンサの素子３２は両端部の外部電極３３、３４にリード端子３５、３６が接続されると共に樹脂製の収納部４３に収納されている。第一の樹脂４７は素子３２を埋めるように充填され、第二の樹脂４８ａ〜４８ｄはリード端子３５、３６の屈曲部３７、３８、３９、４０をそれぞれ個別に包むようにこれらの周囲に設けられている。

リード端子３５、３６は収納部４３の底部に設けられた２つの貫通孔４４、４５を貫通し、先端が収納部４３の底部から外側に突き出している。このリード端子３５、３６の収納部４３から突き出した部分と、この突き出した部分を囲むように収納部４３の底部外側に設けられた突起部４６とでコネクタを構成し、ワイヤーハーネス等と接続される構造となっている。

尚、本実施の形態においては、素子３２、リード端子３５、３６、収納部４３、第一の樹脂４７、第二の樹脂４８ａ〜４８ｄについては実施の形態１と同じであるため詳細な説明は省略する。

以下本実施の形態のフィルムコンデンサ３１の組み立て手順について図５（ａ）〜図５（ｃ）に従って説明する。

まず図５（ａ）に示すように、屈曲部３７、３９でそれぞれ略直角に屈曲されたリード端子３５と、屈曲部３８、４０でそれぞれ略直角に屈曲されたリード端子３６とを素子３２の外部電極３３、３４に半田４１、４２で接続する。ここでリード端子３５と３６との屈曲部３７、３８、３９、４０それぞれには、リード端子３５、３６を屈曲した後に、屈曲部３７、３８、３９、４０を液体状態の第二の樹脂に浸漬し引き上げ、７０℃〜９０℃の条件で仮硬化させた、平均厚みが０．５ｍｍの第二の樹脂４８ａ〜４８ｄが予め備えられている。

次に図５（ｂ）に示すように、収納部４３の底面に設けられた貫通孔４４、４５にリード端子３５、３６を挿入貫通させると共に、素子３２をリード端子の屈曲部３７、３８、
３９、４０と収納部４３の底部上面との間に数ミリの間隔を空けて収納する。

次に図５（ｃ）に示すように、収納部４３に第一の樹脂４７を素子３２が完全に埋まるまで充填し、第二の樹脂４８ａ〜４８ｄの本硬化を兼ねて約１２０℃〜１３０℃の高温中で第一の樹脂４７を硬化させてフィルムコンデンサ３１とする。

以上の本実施の形態のフィルムコンデンサ３１は、リード端子３５、３６の屈曲部３７、３８、３９、４０の周囲に応力が集中するような状態になっても、第一の樹脂４７に比べて柔軟な第二の樹脂４８ａ〜４８ｄが応力を吸収するので、第二の樹脂４８ａ〜４８ｄはもとより、第一の樹脂４７にもクラックが発生し難くなり、その結果素子３２への水分や腐食性ガス等の浸入によるフィルムコンデンサ３１の性能の劣化を抑えられるものである。

また、本実施の形態のように、リード端子３５、３６の屈曲部３７、３８、３９、４０に予め第二の樹脂４８ａ〜４８ｄを備え、その後に収容部に収容するようにすれば、水分を透過しやすい第二の樹脂４８ａ〜４８ｄの使用範囲が小さくなり、実施の形態１に比べて、より一層水分の透過を抑えることが出来、その結果フィルムコンデンサ３１の性能の劣化を更に抑えられるものである。

尚、実施の形態１および実施の形態２では電子部品としてフィルムコンデンサの例で説明したが、本発明はこれらに限られるものでは無く、コンデンサ以外の機能を有する素子を備える電子部品にも適用できるものである。

以上のように本発明は、電子部品の信頼性の向上が実現できるので、高温高湿の過酷な使用条件において高い信頼性が求められる自動車用途等に使用することが出来る。

本発明の一実施の形態によるフィルムコンデンサの構成を示す断面図 （ａ）、（ｂ）本発明の一実施の形態によるフィルムコンデンサの製造方法を示す斜視図 （ａ）〜（ｄ）本発明の一実施の形態によるフィルムコンデンサの製造方法を示す断面図 本発明の一実施の形態によるフィルムコンデンサの構成を示す断面図 （ａ）〜（ｃ）本発明の一実施の形態によるフィルムコンデンサの製造方法を示す断面図 従来の電子部品の一例としてフィルムコンデンサの構成を示す断面図 従来の電子部品の一例としてフィルムコンデンサの構成を示す斜視透視図 従来の電子部品の一例としてフィルムコンデンサの構成を示す断面図

符号の説明

１、３１ フィルムコンデンサ
２、３２ 素子
３、４、３３、３４ 外部電極
５、６、３５、３６ リード端子
７、８、９、１０、３７、３８、３９、４０ 屈曲部
１３、４３ 収納部
１４、１５、４４、４５ 貫通孔
１６、４６ 突起部
１７、４７ 第一の樹脂
１８、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ 第二の樹脂

Claims (2)

1. 電子部品の素子が収納されると共に前記素子を埋めるようにその略全体に第一の樹脂が充填された収納部と、
   前記素子に接続された１つ以上のリード端子とを備え、
   前記リード端子は屈曲部を有し、
   前記屈曲部が前記収納部の略全体に充填された前記第一の樹脂よりも柔軟な第二の樹脂にて包まれることで前記リード端子は前記第二の樹脂にて部分的に包まれたことを特徴とする電子部品。
2. 前記リード端子は複数の屈曲部を有し、
   前記複数の屈曲部は前記第二の樹脂にてそれぞれ個別に包まれたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品。

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