WO2016017094A1 - 電子回路部品 - Google Patents

Abstract

　電子回路部品は、電子部品（Ａ、Ｂ）の配置に対応した回路パターンを形成するリードフレーム（１）と、インサート成形によりリードフレームの一部が内部に配置された樹脂部材（２）と、を備える。樹脂部材には、電子部品の配置位置に電子部品の大きさに応じた凹形状のランド（３１、３２）が形成される。ランドの底面（Ｚ）には、複数の端子部（４０～５７）が配置される。端子部は、リードフレームの一部分が電子部品に電気的に接続可能に樹脂部材から露出して形成されている。

Description

電子回路部品 関連出願の相互参照

　本出願は、２０１４年８月１日に出願された日本出願番号２０１４－１５７６１８号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、電子回路部品に関する。

　電子回路は、主に、例えばコンデンサ、ダイオード、及びＩＣ等である電子部品（電子素子）と、電子部品が実装される回路パターンが設けられた電子回路部品と、で構成されている。電子回路部品は、導体（例えばめっきやリード材）により回路パターンが形成された基板部品ともいえる。電子回路部品としては、例えばプリント基板、パターンめっき付き樹脂、及び銅材リード部品が挙げられる。

　パターンめっき付き樹脂は、例えば特開２００３－２０４１７９号公報に記載されている。また、電子部品の銅材リード部品（コネクタ端子）への実装については、例えば特開２００３－２８８９０号公報に記載されている。プリント基板やパターンめっき付き樹脂は、銅箔やめっきによる配線形成が必要であり、製造コストの面で課題がある。一方、銅材リード部品は、リード材により予め配線が形成されているため、製造コストの低減が可能となる。

特開２００３－２０４１７９号公報 特開２００３－２８８９０号公報

　しかしながら、上記のような従来の銅材リード部品では、配線上に電子部品を固定する際、はんだが広がりやすく、はんだに所望の膜厚を持たせることが困難となる。換言すると、従来の銅材リード部品では、設計が意図するはんだフィレットが形成されにくいという課題がある。はんだの膜厚の確保は、高温と低温が繰り返されることによる熱衝撃に耐えるためにも必要である。

　本開示は、製造コストの低減が可能で且つはんだの膜厚を容易に確保可能な電子回路部品を提供することを目的とする。

　本開示の一形態において、電子回路部品は、電子部品の配置に対応した回路パターンを形成するリードフレームと、インサート成形により前記リードフレームの一部が内部に配置された樹脂部材と、を備える。前記樹脂部材には、前記電子部品の配置位置に前記電子部品の大きさに応じた凹形状のランドが形成される。前記ランドの底面には、複数の端子部が配置され、前記端子部は、前記リードフレームの一部分が前記電子部品に電気的に接続可能に前記樹脂部材から露出して形成されている。

　この構成によれば、配線部材として回路パターンが形成されたリードフレームが用いられているため、銅箔やめっきによる回路パターンの作成が不要であり、製造コストの低減が可能となる。また、樹脂部材にランドが形成されているため、はんだによる電子部品の端子と端子部の固定において、はんだがランド外に流れ出ることが防止される。これにより、はんだの膜厚を容易に所望の厚さで確保することが可能となる。

　本開示についての上記およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
第一実施形態の電子回路部品の構成を示す構成図である。 第一実施形態のランドを説明するための平面図である。 第一実施形態のランドを説明するための平面図である。 第一実施形態のランドを説明するための断面図である。 第一実施形態のランドを説明するための断面図である。 第一実施形態の電子回路部品の製造方法を説明するための平面図である。 第一実施形態の電子回路部品の製造方法を説明するための平面図である。 第一実施形態の電子回路部品の製造方法を説明するための平面図である。 第一実施形態の電子回路部品の製造方法を説明するための平面図である。 第一実施形態の電子回路部品の製造方法を説明するためのフローチャートである。 第二実施形態のランドを説明するための断面図である。 第二実施形態のランドの変形態様を説明するための断面図である。 第二実施形態のランドの変形態様を説明するための断面図である。 第三実施形態のランドを説明するための平面図である。 第四実施形態のランドを説明するための断面図である。 第四実施形態のランドを説明するための断面図である。 第一実施形態の第二アンカー部の変形態様を説明するための断面図である。

　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、説明に用いる各図は概念図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。

　＜第一実施形態＞
　第一実施形態の電子回路部品は、図１、図２、及び図３に示すように、リードフレーム１と、樹脂部材２と、を備えている。リードフレーム１は、導電性の平板配線であって、実装される電子部品Ａ、Ｂに対応した回路パターンを形成している。リードフレーム１は、例えば導電性をもつ合金板を型抜き成形して形成された回路形成部材である。リードフレーム１の一部は、インサート成形により樹脂部材２内部に配置されている。リードフレーム１は、複数のリード線部１１で構成されている。リード線部１１は、電子部品Ａ、Ｂと外部とを接続する配線を構成する。リードフレーム１は、後述するが、端子部４０～５７を含んでいる。

　樹脂部材２は、樹脂で形成され、インサート成形によりリードフレーム１の一部が内部に配置されている略直方体状の基板形成部材である。樹脂部材２には、電子部品Ａ、Ｂの配置位置に電子部品Ａ、Ｂの大きさに応じた凹形状のランド３１、３２が形成されている。換言すると、樹脂部材２は、平板状の基板形成部位２１と、複数のランド３１、３２と、を備えている。図１において、説明のために樹脂部材２内部のリードフレーム１が破線で表されている。

　ランド３１、３２は、側面（内側面）Ｙと、底面（内底面）Ｚと、を備えている。第一実施形態において、電子部品Ａはコンデンサ又は抵抗であり、電子部品Ｂはパッケージに封入されたＩＣである。ランド３１は電子部品Ａを収容可能な大きさに形成され、ランド３２は電子部品Ｂを収容可能な大きさに形成されている。

　以下、説明において、樹脂部材２の電子部品Ａ、Ｂが配置される側を上方と称し、その反対側を下方と称する。また、当該上下方向に直交する平面方向の一方向を前後方向と称し、上下方向及び前後方向に直交する方向を左右方向と称する。なお、「上方」、「前方」、又は「左方」は「一方」に置換でき、「下方」、「後方」、又「右方」は「他方」に置換できる。また、樹脂部材２の上面は表面といえ、下面は裏面ともいえる。

　ランド３１、３２の底面Ｚには、リードフレーム１の一部分である複数の端子部４０～５７が配置されている。端子部４０～５７は、ランド３１、３２の底面Ｚにおいて、リードフレーム１の一部分が電子部品Ａ、Ｂに電気的に接続可能に樹脂部材２から露出して形成されている。ランド３１、３２の形状は、上方から見て矩形状（角が丸いものも含む）である。

　ランド３１、３２は、図４及び図５に示すように、対向する側面Ｙの離間距離が、底面Ｚから開口側（上方）に向かうほど大きくなるように形成されている。第一実施形態において、当該離間距離は、上方に向かって徐々に大きくなっている。なお、図４は、端子部４０、４１が配置されたランド３１を前後方向及び上下方向に延伸する平面で切断した断面の一部を概念的に表した図である。また、図５は、ランド３２を前後方向及び上下方向に延伸する平面で切断した断面の一部を概念的に表した図である。また、平面図とは、上方から見た概念図を意味する。

　ランド３１は、電子部品Ａに応じて、上方から見て長方形状に形成されている。ランド３１の底面Ｚには、１つのリード線部１１の一部である端子部４０と、別のリード線部１１の一部である端子部４１が配置されている。端子部４０、４１は、表面（上面）が露出するように、互いに離間して、ランド３１の底面Ｚに埋め込まれている。上方から見て、端子部４０はランド３１の左端部に配置され、端子部４１はランド３１の右端部に配置されている。端子部４０、４１は、電子部品Ａの端子に応じた位置に配置されている。

　図４に示すように、端子部４０、４１を含むリード線部１１の一部における前後方向の幅は、ランド３１の短辺の幅（前後方向の幅）よりも大きい。つまり、端子部４０、４１の平面方向の両側面（前方側面及び後方側面）には、樹脂部材２内で平面方向に延伸した第一アンカー部６が形成されている。第一アンカー部６は、樹脂部材２内に埋め込まれている。第一アンカー部６は、端子部４０、４１の前方側面から前方に延伸する前方アンカー部６１と、端子部４０、４１の後方側面から後方に延伸する後方アンカー部６２と、を備えている。

　電子部品Ａは、ランド３１内に配置される。電子部品Ａの各端子は、対応する端子部４０～４９にはんだにより固定される。他のランド３１に配置された端子部４２、４３の構成は、端子部４０、４１と同様の構成である。また他のランド３１に配置された端子部４４～４９の構成は、端子部４０～４３に対して前後と左右が入れ替わっている点を除いて、端子部４０～４３と同様の構成である。つまり、端子部４４～４９は、対応するランド３１内の前後の端部に配置されている。端子部４４～４９の平面方向の両側面（左方側面及び右方側面）には、第一アンカー部６（左方アンカー部６１及び右方アンカー部６２）が形成されている。

　ランド３２は、電子部品Ｂに応じて、上方から見て正方形状に形成されている。ランド３２の底面Ｚには、端子部５０～５７が配置されている。端子部５０～５７は、それぞれ対応するリード線部１１の一端部である。端子部５０～５７は、対応するリード線部１１の一端部の表面が露出するように、ランド３２の底面Ｚに埋め込まれている。

　端子部５０～５７は、長方形状に形成され、電子部品Ｂの端子に応じた位置に配置されている。端子部５０～５７は、互いに離間して、正方形状の一辺に対して２つずつ並列して配置されている。電子部品Ｂは、ランド３２内に配置される。電子部品Ｂの８つの端子は、それぞれ対応する端子部５０～５７にはんだにより固定される。

　図３及び図５に示すように、端子部５０～５７のランド３２中央側の端部（辺側でない平面方向の一端部）には、それぞれ当該端部から下方（裏面側）に延伸した第二アンカー部７が設けられている。第二アンカー部７は、対応するリード線部１１の先端部を下方に曲げることで形成されている。第二アンカー部７は、樹脂部材２内に埋め込まれている。第一実施形態では、第二アンカー部７の形状は、直方体状に形成されている。なお、第一実施形態では、第二アンカー部７と端子部５０～５７のなす角θがおよそ９０°であるが、当該角度θは９０°に限られない。換言すると、第二アンカー部７は端子部５０～５７に対して直角方向（θ＝９０°）に曲げられて形成されているが、当該曲げ方向は直角方向以外、すなわち０°＜θ＜９０°、又は９０°＜θ＜１８０°であっても良い（図１７参照）。

　このように、リードフレーム１は、端子部４０～５７と、第一アンカー部６と、第二アンカー部７と、回路の配線を構成する配線部分と、で構成されている。端子部４０～５７は、リードフレーム１の一部分が電子部品Ａ、Ｂに電気的に接続可能に樹脂部材２から露出したものである。

　電子回路部品の製造方法の一例について説明する。図６に示すように、まず、導電性板状部材（例えば銅板や合金板）から例えば型抜き成形等により複数のフープ状リードフレーム９（図６では１つ）が形成される。フープ状リードフレーム９は、リードフレーム１の外側端部が１つの環状部材（枠状部材）９１により一体に連結された形態の部材である。そして、図７に示すように、フープ状リードフレーム９の一部が樹脂にインサート成形され、同時に又はその後にランド３１、３２が形成されて、樹脂部材２が形成される。なお、図７の樹脂部材２上の丸印は、１つのランド３１とランド３２の大まかな位置を表している。

　そして、図８に示すように、電子部品Ａ、Ｂがはんだにより樹脂部材２（ランド３１、３２）に実装される。最後に、図９に示すように、環状部材９１がリードフレーム１から分断されて電子回路部品が形成される。まとめると、図１０に示すように、電子回路部品の製造方法は、フープ状リードフレーム成形工程Ｓ１と、樹脂部材成形工程Ｓ２と、実装工程Ｓ３と、分断工程Ｓ４と、を含んでいる。実装工程Ｓ３と分断工程Ｓ４の順番は反対であっても良い。

　第一実施形態の電子回路部品によれば、配線部材としてリードフレーム１が用いられている。リードフレーム１により予め回路パターンが構成されているため、銅箔やめっきによる配線パターンの作成が不要であり、製造コストの低減が可能となる。また、第一実施形態によれば、樹脂部材２にランド３１、３２が形成されているため、はんだによる電子部品Ａ、Ｂの端子と端子部４０～５７の固定（実装工程Ｓ３）において、はんだがランド３１、３２外に流れ出ることが防止される。これにより、はんだの膜厚を所望の厚さで確保することが可能となる。また、実装工程Ｓ３では、例えばランド３１、３２内にはんだを流し込むことで足り、膜厚の確保は容易である。

　また、第一実施形態では、端子部４０～５７に対して、第一アンカー部６及び第二アンカー部７が樹脂部材２内に埋め込まれている。このため、端子部４０～５７に対してアンカー効果が発揮され、端子部４０～５７の浮きの発生が抑制される。

　＜第二実施形態＞
　第二実施形態の電子回路部品は、第二アンカー部７の形状の点で第一実施形態と異なっている。したがって、異なっている部分について説明する。第一実施形態と同じ符号は、第一実施形態と同様の構成を示すものであって、先行する説明が参照される。図１１～図１３は、ランド３２を左右方向及び上下方向に延伸する平面で切断した断面の一部を概念的に表した図である。

　図１１に示すように、第二実施形態の第二アンカー部７には、内部が樹脂部材２の一部で充たされた貫通孔７ａが形成されている。これにより、第二アンカー部７によるアンカー効果が大きくなり、端子部５０～５７の浮きの発生がさらに抑制される。

　また、第二実施形態の変形態様として、図１２及び図１３に示すように、第二アンカー部７は、フック形状に形成されている。フック形状は、平板部位に、浮きに対して引っ掛かりとなる部位（凹部及び凸部の少なくとも一方）が形成されている形状である。図１２に示すように、第二アンカー部７には、凹部が設けられても良い。図１３に示すように、第二アンカー部７には、凸部が設けられても良い。これらの構成によっても、第二アンカー部７によるアンカー効果が大きくなり、端子部５０～５７の浮きの発生がさらに抑制される。

　＜第三実施形態＞
　第三実施形態の電子回路部品は、第二アンカー部７が端子部５０～５７の一部に設けられている点で第一実施形態と異なっている。したがって、異なっている部分について説明する。第一実施形態と同じ符号は、第一実施形態と同様の構成を示すものであって、先行する説明が参照される。

　図１４に示すように、第二アンカー部７は、端子部５１、５３、５５、５７に設けられている。換言すると、端子部５０、５２、５４、５６には第二アンカー部７が設けられていない。ランド３２の対向する２辺の各辺において、少なくとも１つの端子部５０～５７に第二アンカー部７が設けられている。第三実施形態では、ランド３２の４辺の各辺において、第二アンカー部７が１つの端子部５１、５３、５５、５７に設けられている。

　第三実施形態によっても、第一実施形態同様、製造コストの低減が可能で且つはんだの膜厚を容易に確保することができる。また、ランド３２の対向する２辺の各辺において、少なくとも１つの端子部５０～５７に第二アンカー部７が設けられているため、浮きの発生が抑制される。また、ＩＣ（電子部品Ｂ）の端子配列の都合上、すべての端子部５０～５７に第二アンカー部７を設けられない場合に、第三実施形態は有効である。また、第三実施形態の第二アンカー部７の形状について、第二実施形態を適用しても良い。

　＜第四実施形態＞
　第四実施形態の電子回路部品は、第一アンカー部６及び第二アンカー部７が設けられていない点で第一実施形態と異なっている。したがって、異なっている部分について説明する。第一実施形態と同じ符号は、第一実施形態と同様の構成を示すものであって、先行する説明が参照される。図１５は図５に対応する図であり、図１６は図４に対応する図である。

　図１５及び図１６に示すように、第四実施形態の端子部４０～５７には、第一アンカー部６及び第二アンカー部７が設けられていない。これによっても、第一実施形態同様、製造コストの低減が可能で且つはんだの膜厚を容易に確保することができる。また、第二アンカー部７がないため、より容易にリードフレーム１を製造することができる。ただし、浮きの抑制に関しては、第一実施形態のほうが優れている。

　また、端子部４０～５７は、例えば表面と先端側面のように、表面（上面）に加えて表面以外の面が露出していても良い。端子部４０～５７は、表面と、対向配置された先端の側面との２面が露出するように配置されていても良い（図１５参照）。

　＜その他＞
　本開示は、上記実施形態に限られない。例えば、ランド３１、３２の側面Ｙは傾斜していなくても良い。ただし、上記実施形態のように、側面Ｙが、上方側（開口側）ほど開口面積が拡大するように傾斜していることで、電子部品Ａ、Ｂの配置作業は容易となる。また、ランド３１、３２の平面形状（上方から見た形状）は、矩形状に限らず、電子部品に応じて円状でも他の多角形状でも良い。電子部品Ａ、Ｂの種別や態様も上記実施形態に限られない。また、ランド３１、３２内において、端子部（４０～５７）のサイズや数は、実装される電子部品のサイズや端子数に対応するように設定されても良い。つまり、端子部（４０～５７）は、電子部品の種別・態様に応じてランド３１、３２内に配置可能である。

　また、図１７に示すように、端子部５０～５７と第二アンカー部７とのなす角θは、９０°でなくても良い。これによっても、アンカー効果が発揮される。つまり、第二アンカー部７は端子部５０～５７の先端から下方（裏面側）に延伸していれば良い。また、図１７に示すように、例えば当該角度θを１００°～１５０°に設定することで、リードフレーム１の加工性やインサート成形性においてより有利となる。

　リードフレーム１は、例えば、ＩＣ部品に用いられる銅材、アロイ材、又はコバール材で形成されても良い。リードフレーム１は、はんだ付け性を向上させるため表面処理（例えばすずめっき等）が施されていることが好ましい。樹脂部材２の樹脂は、例えば、一般にＩＣパッケージに用いられるエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であっても良く、低コストで製造したい場合、射出成形可能な熱可塑性樹脂であっても良い。本実施形態の電子回路部品は、例えば加速度センサやＥＣＵ（電子制御ユニット）に用いることができる。

 

Claims (5)

1. 　電子部品（Ａ、Ｂ）の配置に対応した回路パターンを形成するリードフレーム（１）と、
   　インサート成形により前記リードフレームの一部が内部に配置された樹脂部材（２）と、
   　を備え、
   　前記樹脂部材には、前記電子部品の配置位置に前記電子部品の大きさに応じた凹形状のランド（３１、３２）が形成され、
   　前記ランドの底面（Ｚ）には、複数の端子部（４０～５７）が配置され、
   　前記端子部は、前記リードフレームの一部分が前記電子部品に電気的に接続可能に前記樹脂部材から露出して形成されている電子回路部品。
2. 　前記リードフレームは、少なくとも１つの前記端子部に対して、前記端子部の平面方向の両側面に樹脂部材内で平面方向に延伸した第一アンカー部（６）を備える請求項１に記載の電子回路部品。
3. 　前記樹脂部材において前記ランドの開口側を表面とし反対側を裏面とすると、
   　前記リードフレームは、少なくとも１つの前記端子部に対して、前記端子部の平面方向の一端から前記裏面側に前記樹脂部材内で延伸した第二アンカー部（７）を備える請求項１又は２に記載の電子回路部品。
4. 　前記第二アンカー部には、内部が前記樹脂部材の一部で充たされた貫通孔（７ａ）が形成されている請求項３に記載の電子回路部品。
5. 　前記第二アンカー部は、フック形状に形成されている請求項３に記載の電子回路部品。
   
    

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