JP6623889B2 - リード線封止電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂封止されたリード線を有したサーミスタ素子等の電子部品であって、高い信頼性を有したリード線封止電子部品及びその製造方法に関する。

従来、リード線を有したサーミスタ素子等の電子部品では、射出成形により一対のリード線を成形樹脂で覆って一体成形されたものが知られている（例えば、特許文献１〜３）。
これらの電子部品では、一対のリード線を型で押さえた状態で射出成形を行うことで、射出成形時に一対のリード線が変形して成形樹脂の表面に露出したり、リード線同士が接触したりすることを防いでいる。

上記のようにリード線が変形し、成形樹脂の表面に露出した場合、リード線の断線や被覆の変化により、耐湿性低下や腐食断線が生じてしまう。すなわち、射出成形時に流入する樹脂に起因する高温及び高圧によってリード線の変形やリード線の被覆の剥離や摩滅等が生じてしまうため、従来では、リード線を型で固定した状態で射出成形を行っている。
なお、リード線を型で押さえずに射出形成を行うには、例えば高い耐熱性、耐摩耗性及び柔軟性を有した高価な被覆を有したリード線を採用する必要があり、高コスト化を招いてしまう。

特開２００７−１０１３３４号公報 特開２０１１−３８８３２号公報 特開２００３−１２１２６９号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記従来の技術では、射出成形時にリード線が金型に接触しているため、接触部分のリード線の被覆が剥離したり摩滅したりするおそれがあり、被覆が剥がれたリード線同士が接触して短絡したり、リード線の被覆変化による耐湿性低下や腐食断線が生じるおそれがあるという不都合があった。また、金型によるリード線の固定は、高度な固定作業と精密な金型構成とを必要とするため、製造コストの増大を招いていた。また、リード線の固定位置が複数必要となるため、工程数の増加や検査工程の追加等が必要になり、生産性の低下を招いていた。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、射出成形を行っても金型によるリード線の固定が不要であり、高い信頼性を有したリード線封止電子部品及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るリード線封止電子部品は、電子部品本体と、前記電子部品本体に一端が接続された一対のリード線と、一対の前記リード線の間に前記リード線に沿って一端近傍から基端近傍まで延在し樹脂で形成された支持棒部材と、前記リード線と前記支持棒部材とを覆って樹脂で成形された樹脂成形部とを備え、前記支持棒部材が、前記リード線の両側に突出して前記リード線の両側を支持する複数の凸部を有していることを特徴とする。

本発明のリード線封止電子部品では、一対のリード線の間にリード線に沿って延在した支持棒部材が、リード線の両側に突出してリード線の両側を支持する複数の凸部を有しているので、インシュレータとして機能する支持棒部材により一対のリード線が互いの離間状態を保持されると共に複数の凸部によりリード線が支持され、リード線の変形等を防ぐことができる。例えば、樹脂成形部を射出成形によって形成する場合でも、一対のリード線が複数の凸部により位置決め及び保持された状態であるため、金型による固定が不要であり、リード線の変形や被覆の剥離等を防ぐことができる。また、高度な作業や精密な金型構成が不要になる。

第２の発明に係るリード線封止電子部品は、第１の発明において、前記支持棒部材が、一対の前記リード線が嵌め込まれた一対の下溝部を上面に有した円柱半割状端部を一端に有し、前記円柱半割状端部上に設置され一対の前記リード線が嵌め込まれた一対の上溝部を下面に有した円柱半割状部材と、前記円柱半割状端部と前記円柱半割状部材とが圧入状態で嵌め込まれたリング部材とを備えていることを特徴とする。
すなわち、このリード線封止電子部品では、円柱半割状端部と円柱半割状部材とが圧入状態で嵌め込まれたリング部材を備えているので、リング部材が圧入状態を保持していることで、円柱半割状端部及び円柱半割状部材とこれらに挟まれたリード線との間からの水の浸入を抑制して、リード線間の短絡を防ぐことができる。

第３の発明に係るリード線封止電子部品は、第２の発明において、前記リング部材が、前記円柱半割状端部及び前記円柱半割状部材よりも低い線膨張係数の材料で形成されていることを特徴とする。
すなわち、このリード線封止電子部品では、リング部材が、円柱半割状端部及び円柱半割状部材よりも低い線膨張係数の材料で形成されているので、低・高温時の広範囲な使用温度環境でも水密状態が保持され、熱膨張差による隙間が生じ難く、リード線からの水分の侵入をさらに抑制することができる。例えば、環境温度が低温の場合は、リード線周囲の線膨張係数が大きい円柱半割状端部及び円柱半割状部材が収縮すると共に、低線膨張率のリング部材への圧入による圧縮応力とで、リード線が周囲から圧縮されて、水密性が向上する。また、環境温度が高温の場合は、リード線周囲の線膨張係数が大きい円柱半割状端部及び円柱半割状部材が膨張しても、低線膨張率のリング部材により膨張が規制され、リード線接触部の膨張も抑制され、水密性が維持される。

第４の発明に係るリード線封止電子部品は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記電子部品本体が、サーミスタ素子であることを特徴とする。
すなわち、このリード線封止電子部品では、電子部品本体が、サーミスタ素子であるので、環境耐性に優れ、安価で作製可能な温度センサとなる。

第５の発明に係るリード線封止電子部品の製造方法は、電子部品本体に一端が接続された一対のリード線の周囲を射出成形により樹脂で覆ってリード線封止電子部品を製造する方法であって、樹脂で形成された支持棒部材を、一対の前記リード線の間に前記リード線に沿って配する工程と、前記リード線と前記支持棒部材とを射出成形により樹脂で覆って樹脂成形部を形成する工程とを有し、前記支持棒部材が、前記リード線の両側に突出して前記リード線の両側を支持する複数の凸部を有していることを特徴とする。
すなわち、このリード線封止電子部品の製造方法では、支持棒部材が、リード線の両側に突出してリード線の両側を支持する複数の凸部を有しているので、樹脂成形部を射出成形によって形成する際、入れ子部材とされた支持棒部材の複数の凸部によって一対のリード線が位置決め及び保持された状態となる。したがって、射出成形時に金型による固定が不要であり、リード線の変形や被覆の剥離等を防ぐことができる。また、射出成形時に簡単な工程でリード線の保持ができ、熟練を要しないと共に精密な金型構成が不要になる。

本発明に係るリード線封止電子部品の一実施形態を示す平面図である。 本実施形態において、リード線封止電子部品を示す斜視図である。 本実施形態において、樹脂成形部を除いたリード線封止電子部品を示す斜視図（ａ）及びＡ−Ａ線で破断した状態を示す斜視図（ｂ）である。 図２においてＢ−Ｂ線で破断した状態を示す斜視図（ａ）及び破断部を拡大した要部斜視図（ｂ）である。 本実施形態におけるリード線封止電子部品の製造方法において、工程順に示す斜視図である。

以下、本発明に係るリード線封止電子部品及びその製造方法の一実施形態を、図１から図５を参照しながら説明する。

本実施形態のリード線封止電子部品１は、図１から図３に示すように、電子部品本体２と、電子部品本体２に一端が接続された一対のリード線３と、一対のリード線３の間にリード線３に沿って一端近傍から基端近傍まで延在し樹脂で形成された支持棒部材４と、リード線３と支持棒部材４とを覆って樹脂で成形された樹脂成形部５とを備えている。

上記支持棒部材４は、図３に示すように、リード線３の両側に突出してリード線３の両側を支持する複数の凸部４ａを有している。これら凸部４ａは、一対のリード線３の間に配された細長い板状の主棒部４ｂからリード線３の延在方向に直交する方向であって一対のリード線３の対向方向と平行な方向に突出して形成されている。各凸部４ａは、リード線３に沿って延在し、各リード線３の両側にそれぞれ互いに間隔を空けて並んで形成されている。また、リード線３の一方の側部に配された凸部４ａとリード線３の他方の側部に配された凸部４ａとは、リード線３の延在方向において交互に並んで配されている。すなわち、リード線３は、両側に配された２列の凸部４ａの列間に嵌め込まれた状態とされている。

また、支持棒部材４は、図４に示すように、一対のリード線３が嵌め込まれた一対の下溝部４ｃを上面に有した円柱半割状端部４ｄを、主棒部４ｂの一端に有している。
本実施形態のリード線封止電子部品１は、円柱半割状端部４ｄと、円柱半割状端部４ｄ上に設置され一対のリード線３が嵌め込まれた一対の上溝部６ａを下面に有した円柱半割状部材６と、円柱半割状端部４ｄと円柱半割状部材６とが圧入状態で嵌め込まれたリング部材７とを備えている。

上記リング部材７は、樹脂成形部５、円柱半割状端部４ｄ及び円柱半割状部材６よりも低い線膨張係数の材料で形成されている。例えば、樹脂成形部５、円柱半割状端部４ｄ及び円柱半割状部材６が、線膨張係数が２．０×１０^−５／ＫのＰＡ（ポリアミド樹脂）又はＰＰ（ポリプロピレン）で形成され、リング部７が、線膨張係数が１．８×１０^−５／ＫのＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）で形成されている。他に、リング部７の材料として、線膨張係数が低いＰＰＳ，ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート），ＰＡ等のガラスやカーボン、ウイスカ等のフィラー入り材料若しくは金属材料が適用可能である。

上記電子部品本体２は、チップ状のサーミスタ素子である。この電子部品本体２のサーミスタ素子の材料としては、ＮＴＣ型、ＰＴＣ型、ＣＴＲ型等のサーミスタ材料があるが、本実施形態では、例えばＮＴＣ型サーミスタを採用している。このサーミスタ材料は、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｃｕ系材料、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系材料等のサーミスタ材料で形成されている。
特に、本実施形態のサーミスタ素子は、例えばＭｎ−Ｃｏ系複合金属酸化物（例えば、Ｍｎ_３Ｏ_４−Ｃｏ_３Ｏ_４系複合金属酸化物）又は、Ｍｎ−Ｃｏ系複合金属酸化物に、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌのうち少なくとも一種類の元素を含む複合金属酸化物（例えば、Ｍｎ_３Ｏ_４−Ｃｏ_３Ｏ_４−Ｆｅ_２Ｏ_３系複合金属酸化物）からなるスピネル系の複合金属酸化物膜を有したものである。

また、サーミスタ素子の他の材料例としては、ペロブスカイト型酸化物を含有する金属酸化物焼結体であって、例えば一般式：Ｌａ_１−ｙＣａ_ｙ（Ｃｒ_１−ｘＭｎ_ｘ）Ｏ_３（０．０≦ｘ≦１．０、０．０＜ｙ≦０．７）で示される複合酸化物を含む焼結体で構成されているものでもよい。なお、この焼結体に、さらに絶縁体材料として、例えばＹ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，ＭｇＯ，Ａｌ_２Ｏ_３，ＣｅＯ_２を添加しても構わない。
また、サーミスタ素子の材料として、Ｍｎ，ＣｏおよびＦｅの金属酸化物を含有するセラミックス焼結体、すなわちＭｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系材料で形成されたものを採用しても構わない。
なお、この電子部品本体２は、リード線３の接続部分と共に、サーミスタ素子がガラス等の耐環境性コーティング層で覆われている。

上記樹脂成形部５は、先端に形成され電子部品本体２を囲んで保護している環状先端部５ｄと、基端に形成された取付用のブラケット部５ｅとを有している。
一対のリード線３は、外部接続用のリード線である被覆された一対の外部接続線９に他端が接続されており、一対の外部接続線９は、先端側が樹脂製コネクタである接続線固定部材１０に固定されている。
上記接続線固定部材１０は、樹脂成形部５によって支持棒部材４の基端に固定されている。なお、接続線固定部材１０は、リング部材７と同様の低線膨張係数の材料で形成されている。

本実施形態のリード線封止電子部品１の製造方法は、電子部品本体２に一端が接続された一対のリード線３の周囲を射出成形により樹脂で覆ってリード線封止電子部品を製造する方法であって、樹脂で形成された支持棒部材４を、一対のリード線３の間にリード線３に沿って配する工程と、リード線３と支持棒部材４とを射出成形により樹脂で覆って樹脂成形部５を形成する工程とを有している。

すなわち、リード線封止電子部品１の製造方法は、図５の（ａ）に示すように、電子部品本体２に接続されている一対のリード線３と接続線固定部材１０に固定された外部接続線９とを接続したものを用意し、図５の（ｂ）に示すように、支持棒部材４を、一対のリード線３の間にリード線３に沿って配する。このとき、円柱半割状端部４ｄの下溝部４ｃにリード線３を嵌めると共に、２列に並ぶ凸部４ａの列間にリード線３を配して、リード線３の両側に凸部４ａが当接するようにリード線３を延在させる。

次に、図５の（ｃ）に示すように、円柱半割状端部４ｄ上に円柱半割状部材６を載置すると共に上溝部６ａにリード線３を嵌めることで、円柱半割状端部４ｄと円柱半割状部材６とで一対のリード線３を挟んだ状態とする。この状態で、リード線３と外部接続線９との接続部も位置決めされ、保持される。
さらに、図５の（ｄ）に示すように、円柱半割状端部４ｄと円柱半割状部材６とをリング部材７内に圧入して、リング部材７を支持棒部材４の先端に取り付けることで、一対のリード線３に周囲から圧力が加わって水密状態とされる。

この状態で、射出成形金型にセットし、射出成形によりリード線３と支持棒部材４とを覆って樹脂封止することで樹脂成形部５を形成する。この際、リング部材７と接続線固定部材１０とを射出成形金型で押さえて一体成形を行う。すなわち、リード線３は支持棒部材４に位置決めされ分離状態で保持されており、射出成形金型には直接接触していない。このようにして、図１及び図２に示すリード線封止電子部品１が作製される。

このように本実施形態のリード線封止電子部品１では、一対のリード線３の間にリード線３に沿って延在した支持棒部材４が、リード線３の両側に突出してリード線３の両側を支持する複数の凸部４ａを有しているので、インシュレータとして機能する支持棒部材４により一対のリード線３が互いの離間状態を保持されると共に複数の凸部４ａによりリード線３が支持され、リード線３の変形等を防ぐことができる。

特に、樹脂成形部５を射出成形によって形成する際、一対のリード線３が複数の凸部４ａにより位置決め及び保持された状態であるため、金型による固定が不要であり、リード線３の変形や被覆の剥離等を防ぐことができる。また、高度な作業や精密な金型構成が不要になる。
なお、電子部品本体２が、サーミスタ素子であるので、環境耐性に優れ、安価で作製可能な温度センサとなる。

また、円柱半割状端部４ｄと円柱半割状部材６とが圧入状態で嵌め込まれたリング部材７を備えているので、リング部材７が圧入状態を保持していることで、円柱半割状端部４ｄ及び円柱半割状部材６とこれらに挟まれたリード線３との間からの水の浸入を抑制して、リード線３間の短絡を防ぐことができる。

さらに、リング部材７が、円柱半割状端部４ｄ及び円柱半割状部材６よりも低い線膨張係数の材料で形成されているので、低・高温時の広範囲な使用温度環境でも水密状態が保持され、熱膨張差による隙間が生じ難く、リード線３からの水分の侵入をさらに抑制することができる。例えば、環境温度が低温の場合は、リード線３周囲の線膨張係数が大きい円柱半割状端部４ｄ及び円柱半割状部材６が収縮すると共に、低線膨張率のリング部材７への圧入による圧縮応力とで、リード線３が周囲から圧縮されて、水密性が向上する。また、環境温度が高温の場合は、リード線３周囲の線膨張係数が大きい円柱半割状端部４ｄ及び円柱半割状部材６が膨張しても、低線膨張率のリング部材７により膨張が規制され、リード線３接触部の膨張も抑制され、水密性が維持される。

また、本実施形態のリード線封止電子部品１の製造方法では、支持棒部材４が、リード線３の両側に突出してリード線３の両側を支持する複数の凸部４ａを有しているので、樹脂成形部５を射出成形によって形成する際、入れ子部材とされた支持棒部材４の複数の凸部４ａによって一対のリード線３が位置決め及び保持された状態となる。したがって、上述したように、射出成形時に金型による固定が不要であり、リード線３の変形や被覆の剥離等を防ぐことができる。また、射出成形時に簡単な工程でリード線３の保持ができ、熟練を要しないと共に精密な金型構成が不要になる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、電子部品本体にサーミスタ素子に適用したが、他の電子部品本体としてＩＣチップ、チップ状のＲＦＩＤ、抵抗やコンデンサを採用した抵抗部品やコンデンサ部品等としても構わない。

１…樹脂封止型電子部品、２…電子部品本体、３…リード線、４…支持棒部材、４ａ…凸部、４ｃ…下溝部、４ｄ…円柱半割状端部、５…樹脂成形部、６…円柱半割状部材、６ａ…上溝部、７…リング部材

Claims (4)

1. 電子部品本体と、
   前記電子部品本体に一端が接続された一対のリード線と、
   一対の前記リード線の間に前記リード線に沿って一端近傍から基端近傍まで延在し樹脂で形成された支持棒部材と、
   前記リード線と前記支持棒部材とを覆って樹脂で成形された樹脂成形部とを備え、
   前記支持棒部材が、前記リード線の両側に突出して前記リード線の両側を支持する複数の凸部を有し、
   前記支持棒部材が、一対の前記リード線が嵌め込まれた一対の下溝部を上面に有した円柱半割状端部を一端に有し、
   前記円柱半割状端部上に設置され一対の前記リード線が嵌め込まれた一対の上溝部を下面に有した円柱半割状部材と、
   前記円柱半割状端部と前記円柱半割状部材とが圧入状態で嵌め込まれたリング部材とを備えていることを特徴とするリード線封止電子部品。
2. 請求項１に記載のリード線封止電子部品において、
   前記リング部材が、前記円柱半割状端部及び前記円柱半割状部材よりも低い線膨張係数の材料で形成されていることを特徴とするリード線封止電子部品。
3. 請求項１又は２に記載のリード線封止電子部品において、
   前記電子部品本体が、サーミスタ素子であることを特徴とするリード線封止電子部品。
4. 電子部品本体に一端が接続された一対のリード線の周囲を射出成形により樹脂で覆って請求項１から３のいずれか一項に記載のリード線封止電子部品を製造する方法であって、
   樹脂で形成された支持棒部材を、一対の前記リード線の間に前記リード線に沿って配する工程と、
   前記リード線と前記支持棒部材とを射出成形により樹脂で覆って樹脂成形部を形成する工程とを有し、
   前記支持棒部材が、前記リード線の両側に突出して前記リード線の両側を支持する複数の凸部を有し、
   前記支持棒部材が、一対の前記リード線が嵌め込まれる一対の下溝部を上面に有した円柱半割状端部を一端に有し、
   前記円柱半割状端部上に設置され一対の前記リード線が嵌め込まれた一対の上溝部を下面に有した円柱半割状部材と前記円柱半割状端部とをリング部材に圧入した状態で、前記樹脂成形部を形成する工程を行うことを特徴とするリード線封止電子部品の製造方法。

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