表面実装型電子部品

【課題】振動による端子の破断を防止して、車載用部品として信頼性の高い表面実装型電子部品を提供することを目的としている。
【解決手段】回路素子を内部に有した略四角柱形状のボディー２２と、回路素子と接続した一対の板状の端子２３とを備え、ボディー２２の対向する側面にそれぞれ端子２３の一端を固定し、端子２３を側面から底面に向かって折り曲げて端子２３の他端をボディー２２の底面に配置した表面実装型電子部品において、ボディー２２の底面に、端子２３の他端の角部３０に対向する範囲を含むとともに、端子２３の一端を固定した側面と直交する側面のうち近い側の側面に向かって、ボディー２２の底面より落ち込んで切り欠いた凹欠部３１を形成し、端子２３の角部３０を凹欠部３１の内壁に沿わせて折り曲げることにより、端子２３の角部３０をボディー２２の底面に係止したものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に用いられる表面実装型電子部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の駆動系、制御系の電子制御化が益々進み、一台の自動車に数多くの電子制御機器が搭載されるようになり、電子制御機器の益々の小型化と高信頼性化が望まれている。
【０００３】
そして、これらの電子制御機器に用いられる電子部品に対しても、小型化のために表面実装が可能で車載用部品に求められる高い信頼性を有するものが求められてきている。
【０００４】
次に、このような従来の表面実装型電子部品について回路素子としてコイル素子を用いた例を、図面を参照しながら説明する。
【０００５】
図１１は従来の表面実装型電子部品の平面図、図１２は図１１のＡ−Ａ線断面図であり、図１２では表面実装型電子部品を実装基板に実装した状態を示している。
【０００６】
図１１、図１２に示すように従来の表面実装型電子部品は、絶縁皮膜付き銅線を巻回してコイル素子１を形成し、このコイル素子１を金属磁性体粉末と熱硬化性樹脂からなる結着材との混合粉に埋設して加圧成形することによりボディー２を形成し、このボディー２の側面から突出したコイル素子１の両端部の引き出し線３を平板状に押し潰すとともにボディー２の側面から底面に向かって折り曲げて表面実装型の端子４を形成し、このようにして表面実装型電子部品を構成していた。
【０００７】
そして、この表面実装型電子部品を、リフローはんだ槽を用いて実装基板５のランド６にはんだ７によって実装していた。
【０００８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１２３９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、自動車の電子制御機器の取り付け位置も、今までのエンジンルーム外からエンジンルーム内に取り付けるものが増えてきており、より耐振動性を向上することが望まれてきている。
【００１１】
しかしながら、上記、従来の面実装型電子部品では、端子４をボディー２の側面から底面に向かって折り曲げている構成であるため、折り曲げ部のスプリングバックによって端子４とボディー２の間に隙間８が生じることがあった。
【００１２】
この隙間８が生じると、実装基板５を通じて自動車の振動がボディー２に伝わった時に、端子４が隙間８の寸法分の撓みを発生し、これを往復運動で交互に繰り返すことによりボディー２が振り子のように振動を起こす。
【００１３】
そして、この振動が繰り返される結果、端子４の折り曲げ部９や、端子４とはんだ７のフィレットとの境界部１０が支点となって応力が集中し、ついには金属疲労を起こして破断し、電子部品が断線する恐れがあるという課題が生じてきていた。
【００１４】
本発明は、振動による端子の破断を防止して、車載用部品として信頼性の高い表面実装型電子部品を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記課題を解決するために、回路素子を内部に有した略四角柱形状のボディーと、回路素子と接続した一対の板状の端子とを備え、ボディーの対向する側面にそれぞれ端子の一端を固定し、端子を側面から底面に向かって折り曲げて端子の他端をボディーの底面に配置した表面実装型電子部品において、ボディーの底面に、端子の他端の角部に対向する範囲を含むとともに、端子の一端を固定した側面と直交する側面のうち近い側の側面に向かって、ボディーの底面より落ち込んで切り欠いた凹欠部を形成し、端子の角部を凹欠部の内壁に沿わせて折り曲げることにより、端子の角部をボディーの底面に係止したものである。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成により、端子の角部を凹欠部の内壁に沿わせて折り曲げる際に、端子の角部を折り曲げる応力により、ボディーの側面の端子がボディー側に引き寄せられるために、端子をボディーの側面に接触させることができ、その後も、端子の角部がボディーに係止されているのでスプリングバックを発生しなくなる。これにより、端子をボディーの側面と凹欠部の内壁に接触させて固定することができ、ボディーと端子との間の隙間によって発生するボディーが振り子状に振動することがなくなり端子の破断を防止することができる。
【００１７】
このように、本発明によれば、振動による端子の破断を防止して、表面実装型電子部品の信頼性を高めることができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態における表面実装型電子部品の底面側斜視図
【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図
【図３】図１のＣ−Ｃ線断面図
【図４】図１のＤ−Ｄ線断面図
【図５】本発明の一実施の形態における表面実装型電子部品の実装基板に実装した状態を示す側面図
【図６】本発明の一実施の形態における表面実装型電子部品の製造工程を説明する図
【図７】本発明の一実施の形態における表面実装型電子部品の製造工程を説明する図
【図８】本発明の一実施の形態における表面実装型電子部品の製造工程を説明する図
【図９】本発明の一実施の形態における表面実装型電子部品の製造工程を説明する図
【図１０】本発明の一実施の形態における表面実装型電子部品の製造工程を説明する図
【図１１】従来の表面実装型電子部品の平面図
【図１２】図１１のＡ−Ａ線の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態における表面実装型電子部品について、回路素子にコイル素子を用いた例を、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施の形態の表面実装型電子部品の底面側斜視図であり、図２は図１のＢ−Ｂ線の断面図、図３は図１のＣ−Ｃ線の断面図、図４は図１のＤ−Ｄ線の断面図、図５は本発明の一実施の形態における表面実装型電子部品を実装基板に実装した状態を示す側面図である。
【００２１】
図１〜図５に示すように、本発明の表面実装型電子部品は、回路素子としてコイル素子２１を内部に有した略四角柱状のボディー２２と、コイル素子２１と接続した板状の端子２３とを備えている。
【００２２】
そして、端子２３はボディー２２の対向する側面にそれぞれ一端を固定し、側面から底面に向かって折り曲げ、端子２３の他端をボディー２２の底面に配置した表面実装型の端子２３にしたものである。
【００２３】
ボディー２２は、鉄を主成分とした金属磁性体粉末にエポキシ等の熱硬化性樹脂からなる結合材を混合し、これを顆粒状に造粒した磁性体材料からなり、この磁性体材料にコイル素子２１と端子２３の一端を埋設したものである。
【００２４】
ボディー２２に埋設したコイル素子２１は、融着層付きの絶縁被膜銅線をらせん状に巻回して空芯のコイルを形成したもので、本実施の形態では、銅線の太さが０．２８ｍｍの銅線を用い、軸芯径を２．８ｍｍにして４０ターン巻回し、両端部の引き出し線２４を互いに反対方向に引き出した後、融着層を硬化反応させて形状を維持したものである。
【００２５】
端子２３は金属平板からなり、本実施の形態では厚さが０．２ｍｍのリン青銅板を用いてコイル素子２１の引き出し線２４と電気的に接続しており、一方の端部をカタカナのコの字形状に形成し、コの字状の突出部２５をボディー２２に埋設させている。
【００２６】
端子２３と引き出し線２４との接続は、ボディー２２内部の突出部２５に接続部分を形成して接続したり、ボディー２２外部の突出部２５に隣接する端子２３に接続してもよいが、本実施の形態では、端子２３が伸長する方向の中央にプレス加工により収納溝２６を形成し、この収納溝２６に引き出し線２４を収めて抵抗溶接などの電気溶接を用いて一体的に電気接続している。
【００２７】
このように引き出し線２４を収納溝２６に配置することにより、端子２３がボディー２２の側面から底面に向かって折り曲げた時に、引き出し線２４もボディー２２の底面に配置され、銅線の太さが０．２８ｍｍ程度の細い銅線でも、端子２３が保持部材となって引き出し線２４の形状を維持して、引き出し線２４と実装基板３４のランド３５とを直接接続させることができるので、ボディー２２の内部で配線したり突出部２５に隣接する端子２３に接続した場合に比べて、端子２３と引き出し線２４との接続部分が外れて断線するなどの不具合がなくなり、より信頼性を高めることができる。
【００２８】
さらに、このように、収納溝２６に引き出し線２４を収納する場合に、引き出し線２４の径寸法が太く収納溝２６からはみ出す場合には、あらかじめ平坦にプレス加工したり、電気溶接する際に、電極（図示していない）を用いて引き出し線２４の高さを、端子２３の面高さと同等としておくことが望ましい。このようにすることにより、端子２３の平坦性が良くなり実装基板３４のランド３５への接続性を向上することができる。
【００２９】
さらに、ボディー２２の側面と底面の稜部に対応する位置に貫通孔２７を設けておくとよく、このようにすることで、端子２３を折り曲げた際に、この貫通孔２７が逃がし部となって引き出し線２４を引き伸ばしてしまうことがなくなり、より信頼性を高めることができる。
【００３０】
このようにして、コイル素子２１と端子２３の一端である突出部２５を磁性体材料に埋設させ、金型を用いて加圧成形し、本実施の形態では外形寸法が８．０×８．０×５．４ｍｍのボディー２２を形成している。
【００３１】
この加圧成形したボディー２２を熱処理することにより熱硬化性樹脂からなる結合材を硬化させて、端子２３の一端をボディー２２の側面に固定し、ボディー２２を熱処理した後、端子２３を側面から底面に向かって折り曲げて、端子２３の他端をボディー２２の底面に配置している。
【００３２】
ボディー２２の側面と底面には、ボディー２２を形成する際に、端子２３のプレス加工により形成した収納溝２６の反対側に突出した凸部２８を収納する収納凹部２９を形成しており、収納凹部２９に凸部２８を収納して端子２３の平面部がボディー２２の側面に沿うように折り曲げている。
【００３３】
次に、本発明の特徴部である端子２３の他端とボディー２２の底面との固定について説明する。
【００３４】
まず、ボディー２２の底面には、底面側に配置した端子２３の他端の角部３０と対向する範囲を含むとともに、端子２３の一端を固定した側面と直交する側面のうち近い側の側面に向かって、ボディー２２の底面より落ち込んで切り欠いた凹欠部３１を形成している。
【００３５】
そして、端子２３の角部３０を凹欠部３１の内壁に沿わせて折り曲げることにより、端子２３の角部３０をボディー２２の底面に係止して、端子２３の他端をボディー２２の底面に固定したものである。
【００３６】
このようにすることにより、端子２３を側面から底面に向けて折り曲げた後に、端子２３の側面部分の折り曲げ部にスプリングバックが発生してボディー２２と端子２３との間に隙間が生じていても、端子２３の角部３０を凹欠部３１の内壁に沿うように折り曲げる応力を受けて、隙間を挟んでボディー２２側面に位置していた端子２３がボディー２２側に引き寄せられて、端子２３をボディー２２の側面に接触させることができる。
【００３７】
さらに、端子２３の角部３０側も凹欠部３１の内壁に沿わせて折り曲げて係止しているので、端子２３の角部３０を係止した後にスプリングバックが発生することがなく、端子２３をボディー２２の側面と凹欠部３１の内壁に接触させて固定することができる。
【００３８】
その結果、本実施の形態の表面実装型電子部品を実装基板３４に実装し、自動車等の振動による応力を受けても、ボディー２２と端子２３とが接触していて端子２３が撓まないので、ボディー２２が振り子状に振動することがなくなり、端子２３の破断を防止することができるものである。
【００３９】
ここで、凹欠部３１の、端子２３の他端の角部３０と対向する範囲を含むとは、角部３０と対向する範囲だけでなく、角部３０の外縁部分を含むことを意味しており、こうすることにより、端子２３の角部３０を凹欠部３１の内壁に沿わせて曲げやすくすることができ生産性を向上することができる。
【００４０】
この場合、特に、対向する端子２３の角部３０間で凹欠部３１を一体に設けることが望ましく、より望ましくは、端子２３の一端を固定したボディー２２の側面と直交する側面のうち近い側の側面まで設けることが望ましい。
【００４１】
このようにすることにより、対向する端子２３の角部３０の間が大きく切り欠いた空間となるので、表面実装型電子部品を実装基板３４にリフローはんだ付けする際に、凹欠部３１に沿わせて折り曲げた端子２３の角部３０にも熱風が当たって温まりやすくなり、図５に示すように折り曲げた端子２３の角部３０にもはんだフィレット３２を形成することができる。
【００４２】
このはんだフィレット３２は、大きなバックフィレット３３となって、ボディー２２の側面側の端子２３に形成したはんだフィレット３２との相乗効果により、耐振動性をより向上させることができる。
【００４３】
端子２３の角部３０を凹欠部３１の内壁に沿わせて折り曲げる寸法は、端子２３の厚み寸法の３倍以上にすることが好ましく、こうすることにより、より的確に凹欠部３１に端子２３の角部３０を係止することができ、はんだフィレット３２を形成することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態ではボディー２２がコイル素子２１の閉磁路磁芯を構成しているが、凹欠部３１がボディー２２の側面側に位置しているので、磁気効率的に影響はなく特性が劣化することなく耐振動性を向上させることができるものである。
【００４５】
また、凹欠部３１を直方体状に形成し、端子２３の角部３０を凹欠部３１の直交する二つの内壁に沿わせて折り曲げることにより、端子２３の角部３０をボディー２２の底面に係止することが好ましい。
【００４６】
このようにすることにより、端子２３の角部３０が凹欠部３１の直交する内壁に沿って折り曲げられるため、より的確に凹欠部３１に端子２３の角部３０を係止することができ、さらに、バックフィレット３３が一方向だけでなく複数の方向に向かって形成されることになり、より耐振動性を向上することができる。
【００４７】
また、この場合、一方の端子２３の両側の角部３０が互いに引っ張りあうように折り曲げられるため、端子２３の角部３０を折り曲げた際に、底面に配置した端子２３の平坦度を損なうことを防止することができるものである。
【００４８】
次に、本発明の一実施の形態の表面実装型電子部品の製造方法について図６〜図１０を参照して説明する。
【００４９】
最初に、図６のように、融着層付き絶縁被膜銅線を螺旋状に巻回して空芯のコイル素子２１を形成する。
【００５０】
所定の巻軸に銅線を巻回し、両端部の引き出し線２４を互いに反対方向に引き出した後、巻回部分に熱風を吹きつけたり溶剤を滴下したりして融着層を硬化反応させ、巻回部の形状を維持させて巻軸から取り外し、空芯のコイル素子２１を形成する。
【００５１】
次に、図７のように、引き出し線２４と端子２３を接続する。
【００５２】
端子２３は、リン青銅板などの金属板からなり、一方の端部をカタカナのコの字形状に形成し二つの突出部２５を設けている。端子２３の伸長方向の中央には引き出し線２４を収納する収納溝２６を形成しており、ボディー２２の側面と底面との稜部に対応する位置に貫通孔２７を設けている。
【００５３】
そして、引き出し線２４の絶縁被膜を剥離した後、端子２３の収納溝２６に引き出し線２４を収納して、抵抗溶接等の電気溶接を用いて、端子２３と引き出し線２４とを一体的にして電気的に接続する。
【００５４】
引き出し線２４の径寸法が収納溝２６の深さより大きい場合には、抵抗溶接の電極を押し当てたり、あらかじめ引き出し線２４をプレス加工して引き出し線２４を潰し、端子２３の平面部の高さと同等となるようにして端子２３表面の平坦性を確保している。
【００５５】
端子２３は、図７のように個片で接続してもよいが、連続したフープ状（図示していない）にすることにより生産性を向上することができる。
【００５６】
次に、図８のように、鉄を主成分にした金属磁性体粉末と熱硬化性樹脂からなる結合材とを混合し、これを顆粒状に造粒した磁性体材料と、コイル素子２１と、端子２３の突出部２５を金型（図示していない）に挿入して加圧成形することによりボディー２２を形成する。図８において、ボディー２２の輪郭を破線で示している。
【００５７】
このとき、ボディー２２には金型を用いて、ボディー２２の側面から底面に向けて、端子２３の裏面の収納溝２６の凸部２８を納める収納凹部２９を形成する。
【００５８】
さらに、ボディー２２の底面に、ボディー２２の底面に配置される端子２３の他端の角部３０に対向する範囲を含むとともに、端子２３の一端を固定した側面と直交する側面のうち近い側の側面に向かって、ボディー２２の底面より落ち込んで切り欠いた凹欠部３１を形成する。凹欠部３１は対向する端子２３の角部３０間で直方体形状に一体に形成する。
【００５９】
加圧成形したボディー２２は、熱処理を行い熱硬化性樹脂からなる結合材を熱硬化させて、ボディー２２の側面に端子２３の突出部２５を強固に固定する。
【００６０】
熱処理した後、実装基板３４への実装性をよくするために、端子２３を溶融はんだに浸漬するなどして、端子２３の表面にはんだめっきを行うとよい。
【００６１】
次に、図９のように、端子２３をボディー２２の側面から底面に向けて折り曲げ加工をおこなう。
【００６２】
まず、端子２３の他端側の余剰分を切断し、ボディー２２の側面と底面との稜部に対応する位置を折り曲げる（図９（ａ））。
【００６３】
そして、ボディー２２の側面から突出した部分を底面方向に折り曲げる。この時、端子２３の収納溝２６裏面の凸部２８をボディー２２に形成した収納凹部２９に収納して、端子２３の平面部をボディー２２に沿わすように折り曲げを行う（図９（ｂ））。
【００６４】
最後に、端子２３の角部３０を、直方体状に形成した凹欠部３１の直交する二つの内壁に沿うように折り曲げて端子２３を凹欠部３１に係止する。
【００６５】
この端子２３の角部３０の折り曲げについて図１０を参照してさらに詳しく説明する。
【００６６】
端子２３の角部３０の折り曲げは、凹欠部３１と近似形状で嵌め込み可能なパンチ３６を準備し、このパンチ３６を端子２３の角部３０に当てながら凹欠部３１に押し込むことにより行う。
【００６７】
パンチ３６の寸法は、凹欠部３１の平面寸法から端子２３の厚み寸法を減じた寸法にしたものである。
【００６８】
このようなパンチ３６を端子２３の角部３０に押し込むことにより、端子２３の角部３０を凹欠部３１の直交する二つの内壁にかしめて折り曲げることができ、凹欠部３１に端子２３の角部３０を的確に係止することができる。
【００６９】
また、四箇所の角部３０を同時にかしめて折り曲げることにより、ボディー２２の側面の端子２３がバランスよくボディー２２側に引き寄せられて、ボディー２２と端子２３との間に隙間ができることをなくすことができ、また、一方の端子２３の角部３０間においても、互いに引き合うように作用して、いずれか一方に引き寄せられて傾くことがなく、底面側の端子２３の平坦性を損なうことなく端子２３の角部３０を折り曲げることができる。
【００７０】
以上のようにすることにより、図１に示した表面実装型電子部品を製造することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態では、コイル素子２１の引き出し線２４を金属板からなる端子に一体的に電気接続した構成で説明したが、コイル素子２１の銅線の径寸法が例えば０．８ｍｍ以上の太い銅線の場合には、コイル素子２１の両端部の引き出し線２４を平板状にプレス加工して端子２３としてもよく、本実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７２】
また、ボディー２２を、磁性体材料を加圧成形したもので説明したが、プラスチック容器に回路素子を入れ樹脂を充填したものでもよく、端子の一端を容器の側面に固定し、端子の他端の角部を容器の底面に形成した凹欠部に沿わせて折り曲げて係止すれば、本実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係る表面実装型電子部品は、端子をボディーの側面と凹欠部の内壁に接触させて固定できるので、ボディーの振り子状の振動による端子の破断を防止して、表面実装型電子部品の信頼性を高めることができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００７４】
２１コイル素子
２２ボディー
２３端子
２４引き出し線
２５突出部
２６収納溝
２７貫通孔
２８凸部
２９収納凹部
３０角部
３１凹欠部
３２はんだフィレット
３３バックフィレット
３４実装基板
３５ランド
３６パンチ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路素子を内部に有した略四角柱形状のボディーと、前記回路素子と接続した一対の板状の端子とを備え、前記ボディーの対向する側面にそれぞれ前記端子の一端を固定し、前記端子を側面から底面に向かって折り曲げて前記端子の他端を前記ボディーの底面に配置した表面実装型電子部品において、前記ボディーの底面に、前記端子の他端の角部に対向する範囲を含むとともに、前記端子の一端を固定した側面と直交する側面のうち近い側の側面に向かって、前記ボディーの底面より落ち込んで切り欠いた凹欠部を形成し、前記端子の前記角部を前記凹欠部の内壁に沿わせて折り曲げることにより、前記端子の前記角部を前記ボディーの底面に係止したことを特徴とする表面実装型電子部品。
【請求項２】
凹欠部を対向する端子の角部間で一体に設けたことを特徴とする請求項１記載の表面実装型電子部品。
【請求項３】
凹欠部を直方体状に形成し、端子の角部を前記凹欠部の直交する２つの内壁に沿わせて折り曲げることにより、前記端子の前記角部をボディーの底面に係止した請求項１記載の表面実装型電子部品。

【図１】