JPWO2010046955A1 - 電子部品および電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
アーク溶接は、溶接母材である金属端子と溶接電極との間に超高温のアークを発生させて金属端子を溶融し、これに絡げられていたワイヤを接合する方法である。
ここで、特許文献2には、アークにより溶融した溶融金属塊にガス圧などの外力を付与してこれを金属端子の一方側に強制的に偏らせることにより、溶接後の電子部品の寸法安定性を図る溶接方法の発明が記載されている。
ここで、溶融金属塊が所望の位置を外れた場合、電子部品としての外形寸法が不安定になるのみならず、金属端子に絡げられたワイヤまたはその他の銅線を溶融して破断させることが問題となる。
金属材料からなり前記ワイヤの端部を内包する塊状部を備える金属端子と、
前記金属端子を支持するベース部と、
絶縁材料からなり前記塊状部の表面の少なくとも一部に対して当接する端子当接部と、
を有する。
前記塊状部が、前記端子当接部の主面の一方側に形成されていてもよい。
絶縁材料からなり前記金属端子の一方側の側方に設けられた端子当接部の規制力により、前記溶融金属塊を前記金属端子の他方側の側方に偏倚させる工程と、
偏倚した前記溶融金属塊を冷却硬化させて、前記ワイヤの一部を内包する塊状部を形成する工程と、
を含む。
また、本発明では前後左右上下の方向を規定する場合があるが、これは本発明の構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定したものであって、重力方向の上下とは必ずしも対応するものではない。
(電子部品)
図1は、本発明の第一実施形態にかかる電子部品10の一例を示す斜視図である。ただし同図では、巻回されたワイヤ12の一部を切り欠いて巻芯部50を図示している。図2は、図1において破線IIにて示した領域の拡大図である。
また、図3は、金属端子20とワイヤ12とがアーク溶接される前の状態を示す斜視図であり、図2に対応している。
そして、図4は、図1に示す電子部品10をモールド樹脂56により封止した状態を示す斜視図である。
本実施形態の電子部品10は、ワイヤ12と、金属材料からなりワイヤ12の端部14を内包する塊状部22を備える金属端子20と、金属端子20を支持するベース部(鍔部52)と、絶縁材料からなり塊状部22の表面の少なくとも一部に対して当接する端子当接部30と、を有する。
電子部品10は、巻芯部50にワイヤ12が巻回されたコイル部品である。
巻芯部50は、図1の左手前側から右奥行側に伸びる棒状をなし、その両端にそれぞれ略直方体状の鍔部52(52a,52b)が設けられている。巻芯部50はフェライトやアモルファス材料などの強磁性材料からなる。
ワイヤ12は、巻芯部50に多数巻回されるとともに、両端がそれぞれ塊状部22に内包されることにより金属端子20に電気的に接続されている。
金属端子20は、鍔部52の他の側面から突出した実装端子54(54a,54b)と電気的に接続されている。これにより、実装端子54a,54bはワイヤ12を介して互いに電気的に導通している。
本実施形態の金属端子20は塊状部22のみにより構成されているが、本発明はこれに限られない。後述する図5に示すように、塊状部22および未溶融の端子部材26とから金属端子20が構成されてもよい。
本実施形態の端子部材26は矩形板状をなしている。端子部材26の寸法は、一例として、鍔部52からの突出高さが0.5〜2mm、端子当接部30に沿う幅寸法は0.2〜1mm、板厚は0.05〜0.5mmである。
そして、塊状部22の直径は1mm以下である。ここで、塊状部22の直径とは、塊状部22が非球形の場合はその長径を意味する。
ここで、銅は銅合金に比べて一般に融点が低く、また、上記の如く細径のワイヤ12は、溶融した端子部材26との接触により容易に破断する。
すなわち、図1、2に示すように、端部14に連なるワイヤ12は、端子当接部30を挟んで塊状部22の反対側に延在している。
ここで、端子当接部30の主面32とは、端子当接部30を構成する一つまたは複数の面をいう。主面32の形状は平面状であるか曲面状であるかを問わない。また、主面32は、端子当接部30を構成する面のうち最大面積の面であってもよく、非最大面積の面であってもよい。
また、当該樹脂材料には、マイカ、シリカ、酸化チタン、水酸化マグネシウムまたは炭酸カルシウムなどの絶縁性の無機材料を粉末化した無機フィラーを混合してもよい。かかる無機フィラーを樹脂材料に混合することにより、端子当接部30の耐熱性が向上し、アーク熱により溶融する端子部材26からの熱伝達により端子当接部30が溶融または焼損することが防止される。
図5(a)から(c)は、本実施形態にかかる電子部品10の製造方法(以下、本方法という場合がある。)の一例を示す模式図である。
本方法は、溶融工程と、偏倚工程と、冷却工程とを含む。
溶融工程では、金属材料からなりワイヤ12が絡げられた金属端子20の一部または全部を、アーク溶接によるアーク熱により溶融させて溶融金属塊24を形成する。
偏倚工程では、絶縁材料からなり金属端子20の一方側の側方に設けられた端子当接部30の規制力により、溶融金属塊24を金属端子20の他方側の側方に偏倚させる。
冷却工程では、偏倚した溶融金属塊24を冷却硬化させて、ワイヤ12の一部を内包する塊状部22を形成する。
図5(a)に示すように、互いに当接する端子部材26および端子当接部30が、鍔部52から突出して設けられている。端子部材26の上端面28は、端子当接部30の上端面36よりも高い位置にある。なお、本方法に関し、ことわりなき場合、端子当接部30が設けられた鍔部52の表面からの距離を「高さ」という。
端子部材26と端子当接部30は、同図の紙面奥行方向にあたる幅方向の寸法が略等しく形成されている。
庇部34は端子当接部30の上端を庇(ひさし)状に折り返す形状とすることにより、端子当接部30の基端部の横断面積に比べて上端面36の面積を拡大するものである。なお、金属端子20および端子当接部30の横断面とは、金属端子20の突出方向に対して垂直に切った断面をいう。
すなわち、端子当接部30はワイヤ12の絡げ端子として機能する。これにより、端子部材26がアーク熱により溶融する際にワイヤ12が巻き弛むことが防止される。
ここで、端子当接部30の上端に庇部34を設けることにより、庇部34が鍔として機能する。このため、端子部材26の未溶融時および加熱溶融時におけるワイヤ12の巻き弛みがさらに好適に防止される。
なお、端子当接部30に対するワイヤ12の巻き弛みを防止する観点から、本実施形態の端子当接部30に代えて、主面32の面内幅方向に突出して庇部34を形成してもよい。すなわち、主面32の形状をT字状や十字状として、端子当接部30の立設方向に対する交差方向に庇部34を延出してもよい。
また、上記態様に代えて、主面32に対する面直反対方向および面内幅方向の両方に突出して庇部34を形成してもよい。
溶融工程では、アーク電極40と端子部材26とをシールドガス(図示せず)でパージした状態で、アーク電極40に高電圧を印加する。かかる高電圧により、アーク電極40と端子部材26とが導通するとともに、シールドガスはプラズマ42となって10000℃を超える超高温となる。端子部材26は、かかる超高温のアーク熱が伝達されて溶融する。
ここで、アーク熱により端子部材26が溶融してなる溶融金属は、異種材料である端子当接部30よりも、端子部材26の未溶融部分に対する濡れ性がより高い。すなわち、溶融した金属材料に対する濡れ性は、未溶融の金属材料よりも庇部34の上端面36においてより低い。
したがって、偏倚工程では、アーク熱により端子部材26が上端から徐々に溶融して大径化してなる溶融金属塊24が、端子当接部30に接触することにより、端子当接部30の反対側(同図右方)に偏って下降する。
本方法においては、上記溶融工程と偏倚工程とを同時におこなう。ここで、溶融工程と偏倚工程が同時に行われるとは、各工程の一部または全部が重複したタイミングでおこなわれることを意味する。ただし本方法に代えて、溶融工程の後に偏倚工程をおこなってもよく、または溶融工程と偏倚工程とを交互に繰り返して複数回おこなってもよい。
そして、端子部材26の溶融が進行して溶融金属塊24がワイヤ12の絡げ位置に至ることにより、ワイヤ12は溶融金属塊24に内包される。
本方法においては、同図に示すように、端子部材26の上端側の一部のみを溶融して塊状部22としてもよく、または図1、2に示すように、端子部材26のうち鍔部52より突出した部分(突出部)の全長を溶融して塊状部22としてもよい。
上記第一実施形態においては、板状の端子部材26を溶融して金属端子20を形成しているが、本発明はこれに限られない。
図6(a),(b)は、本発明の第二実施形態を示す部分斜視図である。同図(a)は、棒状の端子部材26がベース部(鍔部52)より突出して設けられた状態を示している。また、同図(b)は、端子部材26とワイヤ12の端部14とをアーク溶接してなる本実施形態の電子部品10を示している。
本実施形態では、角柱状の端子部材26を例示するが、これに代えて円柱状の端子部材26を用いてもよい。この場合、端子当接部30を半割円筒状に形成し、その内面に端子部材26を装着するとよい。
ワイヤ12の端部14は、端子部材26および端子当接部30に対して巻回されている。
上記第一および第二実施形態では、端子当接部30が板状をなしているが、本発明はこれに限られない。端子当接部30は、端子部材26がアーク溶融した溶融金属塊24の流下を所定方向に案内するものであればよく、その形状および配設位置は限定されるものではない。
例えば、端子部材26の一部を被覆する膜状に端子当接部30を形成してもよい。すなわち、アーク溶接後の端子当接部30としては、塊状部22の少なくとも一部を覆う膜状をなしてもよい。
絶縁皮膜としては、ポリウレタン・エナメルなどの有機絶縁皮膜や、フレキシブルセラミックスなどの無機皮膜を用いることができる。なお、絶縁皮膜の膜厚は特に限定されない。
Claims (10)
- ワイヤと、
金属材料からなり前記ワイヤの端部を内包する塊状部を備える金属端子と、
前記金属端子を支持するベース部と、
絶縁材料からなり前記塊状部の表面の少なくとも一部に対して当接する端子当接部と、
を有する電子部品。 - 前記端部に連なる前記ワイヤが、前記端子当接部を挟んで前記塊状部の反対側に延在している請求項1に記載の電子部品。
- 前記端子当接部が、板状をなすとともに前記ベース部に立設されており、
前記塊状部が、前記端子当接部の主面の一方側に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電子部品。 - 前記端子当接部の上端に、前記主面の他方側に伸びる庇部が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の電子部品。
- 溶融した前記金属材料に対する濡れ性が、未溶融の前記金属材料よりも前記庇部の上端面においてより低いことを特徴とする請求項4に記載の電子部品。
- 前記ワイヤの前記端部が、前記端子当接部および前記金属端子に対してともに巻回されている請求項1から5のいずれかに記載の電子部品。
- 前記ベース部と前記端子当接部とが、共通の前記絶縁材料により一体に成形されている請求項1から6のいずれかに記載の電子部品。
- 前記端子当接部が、前記塊状部の少なくとも一部を覆う膜状をなす請求項1または2に記載の電子部品。
- 前記塊状部の直径が1mm以下である請求項1から8のいずれかに記載の電子部品。
- 金属材料からなりワイヤが絡げられた金属端子の一部または全部を、アーク溶接によるアーク熱により溶融させて溶融金属塊を形成する工程と、
絶縁材料からなり前記金属端子の一方側の側方に設けられた端子当接部の規制力により、前記溶融金属塊を前記金属端子の他方側の側方に偏倚させる工程と、
偏倚した前記溶融金属塊を冷却硬化させて、前記ワイヤの一部を内包する塊状部を形成する工程と、
を含む電子部品の製造方法。
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