電子部品、電子装置、電子機器および電子装置の製造方法

【課題】虫等のリードへの侵入を防止することができ、湿気等によるリードのトラッキングを防止でき、低コストかつ組立て容易な電子部品、電子装置、電子機器および電子装置の製造方法を提供する。
【解決手段】電子部品１は、回路部２と、回路部２を封止する第１樹脂３と、回路部２に電気的に接続され、かつ第１樹脂３から突出するように延びる端部４ａを有するリード４と、リード４より小さいヤング率を有する第２樹脂５とを備えている。第２樹脂５は、端部４ａの先端部分４ｂ以外を接して覆うように構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードを有する電子部品およびそれを備えた電子装置、電子機器ならびに電子装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リードを有する電子部品では、虫等の接触によってリード間のショート破壊が発生することがある。たとえば、特開２００９−１３８９６１号公報（特許文献１）には、虫等の侵入によるリード間のショート破壊を防止可能な空気調和機が提案されている。この空気調和機は、プリント基板と、プリント基板上に搭載するモジュールと、プリント基板とモジュールを固定可能な固定スペーサとを有している。固定スペーサは、モジュールのリード部を覆う箱型形状の枠を有している。この固定スペーサがリード部を覆うことによって、虫等の接触によるリード間のショート破壊が防止され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３８９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記公報に記載された空気調和機では、空気調和機の内部で温度変化が生じると、プリント基板、モジュールおよび固定スペーサの熱膨張率がそれぞれ異なるため、各々が伸縮することで隙間が発生する。この隙間から虫、小動物等がモジュールのリード部へ侵入するため、虫等のモジュールのリード部への侵入を防止することができない。したがって、温度変化が生じた場合にモジュールのリード部に虫等が接触し、リードショートによる部品破壊に繋がるという問題がある。
【０００５】
また、空気調和機の内部の急激な温度変化により発生する湿気などがモジュールのリード部へ付着することによってモジュールのリード部にトラッキングが発生するという問題がある。
【０００６】
また、プリント基板とモジュールとの間に搭載された固定スペーサは、それぞれの空気調和機に応じて最適な形状に変更する必要がある。このため固定スペーサの変更に伴う製品のコスト増加および組立加工費増加を生じるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、虫等のリードへの侵入を防止することができ、湿気等によるリードのトラッキングを防止でき、低コストかつ組立て容易な電子部品、電子装置、電子機器および電子装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電子部品は、回路部と、回路部を封止する第１樹脂と、回路部に電気的に接続され、かつ第１樹脂から突出するように延びる端部を有するリードと、リードより小さいヤング率を有する第２樹脂とを備えている。第２樹脂は、端部の先端部分以外を接して覆うように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電子部品によれば、リードより小さいヤング率を有する第２樹脂は、リードの端部の先端部分以外を接して覆うように構成されている。このため、温度変化によってリードが伸縮しても、リードより小さいヤング率を有する第２樹脂がリードに合わせて伸縮することによって隙間が生じることを抑制することができる。これにより、隙間から虫等がリード部へ侵入することを防止することができる。
【００１０】
また、急激な温度変化が発生しても、第２樹脂はリードの端部の先端部以外を接して覆っているため、リードの端部の先端部以外に湿気などが付着することを防止することができる。これにより、湿気等によるリードのトラッキングを防止することができる。
【００１１】
また、第２樹脂はリードの端部の先端部以外を接して覆えばよいため、モジュールのリードを覆う箱型形状の枠を形成する場合に比べて低コストを実現することができる。また、第２樹脂は樹脂成型で成型可能であるため、組立てが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における電子部品の概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における回路部の一例を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１における電子部品がプリント基板に載置された状態での図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における電子部品の変形例１を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における電子部品の変形例２を示す概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における電子部品の変形例３を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における電子部品の変形例４を示す概略断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における第２樹脂の概略分解斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態１における電子装置の製造方法において、プリント基板に電子部品がフロー半田付けされる様子を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における電子装置の製造方法において、プリント基板に電子部品がフロー半田付けされた状態を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における電子装置の製造方法において、プリント基板にコーティング材が塗布された状態を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１における電子部品が実装された電子装置の概略斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態１における電子装置を備えた電子機器の概略斜視図である。
【図１４】比較例の高温時の概略断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１における電子部品の高温時の概略断面図である。
【図１６】比較例の低温時の概略断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態１における電子部品の低温時の概略断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態２における電子部品の概略斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態２における電子部品がプリント基板に載置された状態での図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う概略断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態２における電子部品が実装された電子装置の概略断面図であって、図１９に対応する断面を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態２における電子部品が実装された電子装置の概略平面図である。
【図２２】本発明の実施の形態３における電子部品の概略斜視図である。
【図２３】本発明の実施の形態３における電子部品がプリント基板に載置された状態での図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿う概略断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態３における電子部品が実装された電子装置の概略断面図であって、図２３に対応する断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
最初に本発明の実施の形態１の電子部品の構成について説明する。
【００１４】
図１〜図３を参照して、本実施の形態の電子部品１は、回路部２と、第１樹脂３と、リード４と、第２樹脂５とを有している。図２に示すように回路部２は、たとえばダイオードなどであってもよい。
【００１５】
第１樹脂３は、回路部２を封止している。リード４は、回路部２に電気的に接続されている。リード４は、第１樹脂３から突出するように延びる端部４ａを有している。第２樹脂５は、リード４より小さいヤング率を有している。ヤング率が小さいと物体に力が加えられたときに変形しやすいため、第２樹脂５はリード４よりも変形しやすい。つまり、第２樹脂５はリード４よりも柔軟である。第２樹脂５は、端部４ａの先端部分４ｂ以外を接して覆うように構成されている。第２樹脂５はリード４の端部４ａの先端部分４ｂ以外を封止（モールド）している。第２樹脂５は、図３に示すようにたとえば十字型の断面形状を有するように形成されている。
【００１６】
第２樹脂５の材料には、はんだ融点よりも低い軟化点を有する材料が使用される。たとえば、鉛フリーはんだＳｎ（錫）−３．０Ａｇ（銀）−０．５Ｃｕ（銅）組成の場合、はんだ融点が２２０℃付近のため、それ未満の温度で溶融（軟化）する樹脂材料とする。第２樹脂５の材料には、たとえばアロン社製テルメルト８６７およびヘンケル社製ＯＭ６７３が用いられる。アロン社製テルメルト８６７およびヘンケル社製ＯＭ６７３は、表１に示す特性値を有している。
【００１７】
【表１】

【００１８】
第２樹脂５は、リード４の全体を覆うわけではなく、リード４の端から先端部分長さＬを除いた部分からリード４と第１樹脂５との界面までを覆っている。つまり、第２樹脂５は第１樹脂５の端面までリード４を覆っている。先端部分長さＬは、先端部分長さＬ＝第１の長さＴ＋第２の長さＤ＋第３の長さＭの関係式を持ち、第１の長さＴははんだ付け後のフィレット形状を作るために必要な長さ(通常、たとえば１ｍｍ〜４ｍｍ)である。第２の長さＤはプリント基板２１の厚みの長さである。第３の長さＭははんだ付け時のブローホールを回避するためのクリアランスの長さである。
【００１９】
図３に示すように第２樹脂５は、プリント基板２１に搭載されたときにプリント基板２１に当接するための凸部５ａを有している。電子部品１はプリント基板２１に載置された際に凸部５ａでプリント基板２１に支持され得る。また、第２樹脂５は、熱可塑性を有する絶縁体で構成されている。第２樹脂５は、たとえばゴムなどで構成されていてもよい。
【００２０】
なお、第２樹脂５の形状は上記の形状に限定されず様々な形状を適用することができる。図４を参照して、第２樹脂５は末広がりの十字型の断面形状を有するように形成されていてもよい。また。図５を参照して、第２樹脂５はＴ字型の断面形状を有するように形成されていてもよい。また、図６を参照して、第２樹脂５はＵ字型の断面形状を有するように形成されていてもよい。
【００２１】
また、図７および図８を参照して、第２樹脂５はリード４に取り付け可能に構成されていてもよい。第２樹脂５は、第１部材５１と、第２部材５２と、第３部材５３とを有している。第１部材５１、第２部材５２および第３部材５３は、それぞれがリード４に組みつけられた状態で、孔５３，５４に突起５５が挿入されて孔５３，５４と突起５５とが嵌合することによって、リード４に固定されるように構成されている。この場合、リード４を第２樹脂５で射出成型によってモールドする工程が必要ない。
【００２２】
次に、本実施の形態の電子部品が実装された電子装置の製造方法について説明する。
図９を参照して、本実施の形態の電子装置の製造方法では、プリント基板２１に電子部品１がフロー半田付けされる。
【００２３】
まず、回路部２と、回路部２を封止する第１樹脂３と、回路部２に電気的に接続され第１樹脂３から突出するように伸びる端部４ａを有するリード４と、リード４より小さいヤング率を有し端部４ａの先端部分４ｂ以外を接して覆う第２樹脂５とを有する電子部品１を準備する。
【００２４】
続いて、プリント基板２１のスルーホールにリード４が挿入される。この際、電子部品１は凸部５ａでプリント基板２１に支持される。この状態で、プリント基板２１の下面側において噴流する溶融半田２２によってフロー半田付け（噴流半田付け）が行われる。溶融半田２２は図示しない噴流はんだ槽から噴流される。溶融半田２２にリード４の端部４ａの先端部分４ｂが浸漬される。溶融半田の温度はたとえば、鉛フリーはんだＳｎ（錫）−３．０Ａｇ（銀）−０．５Ｃｕ（銅）組成の場合、２４０℃以上２５５℃以下に設定される。
【００２５】
プリント基板２１と第２樹脂５との間には第３の長さＭのクリアランスがあるため、プリント基板２１が吸湿しフロー半田付けにおける急激な温度変化で気化した水分がクリアランスから抜ける。このため、図１０に示す半田２３におけるブローホールおよびボイドの発生が抑制される。これにより、リード４はプリント基板２１の上下面において半田２３で確実に接合されるので、リード４とプリント基板２１との半田接合面の品質が向上する。
【００２６】
図１０を参照して、溶融半田２２はプリント基板２１の下面側からスルーホール内を這い上がりプリント基板２１の上面（部品実装面）側に突出する。このフロー半田付けする工程において、溶融半田２２によってリード４が加熱される。溶融半田２２の半田融点よりも第２樹脂５の溶融温度（軟化点）は低いため、リード４を伝わる溶融半田２２からの熱によって、リード４と密着している第２樹脂５は溶融（軟化）する。溶融した第２樹脂５は、リード４およびリード４周辺のプリント基板２１の上面を覆う。本実施の形態の電子装置の製造方法では、リード４を伝わる熱によって第２樹脂５を少なくとも流動させて第２樹脂５がリード４に沿ってプリント基板２１の上面に達する。この状態で固化することで第２樹脂５はプリント基板２１と第１樹脂３との隙間を埋めるように固まる。
【００２７】
プリント基板２１の下面側にはリード４の先端に半田フィレットが形成される。リード４に付着した溶融半田２２が冷却された半田２３によってリード４がプリント基板２１に固定される。このようにして、リード４がプリント基板２１にフロー半田付けされる。
【００２８】
図１１を参照して、プリント基板２１の下面および半田２３を覆うようにコーティング材２４が塗布される。その後、コーティング材２４が固化する。上述のように電子部品１が実装されることにより電子装置１０が製造される。
【００２９】
次に、図１１および図１２を参照して、本実施の形態の電子部品１が実装された電子装置１０の構成について説明する。本実施の形態の電子装置１０は、本実施の形態の電子部品１と、プリント基板２１と、半田２３と、コーティング材２４と、他電子部品２５とを有している。
【００３０】
電子部品１のリード４がプリント基板２１に半田２３を介して接続されている。これにより、電子部品１とプリント基板２１とが電気的に接続されている。電子部品１の第２樹脂５は、プリント基板２１と第１樹脂３との間で、リード４の端部４ａの先端部ｂ以外を接して覆うように構成されている。第２樹脂５は、プリント基板２１の上面側に突出した半田２３を覆っている。半田２３はプリント基板２１のスルーホールを充填し、プリント基板２１の下面側にも突出している。
【００３１】
プリント基板２１の下面側に突出した半田２３はコーティング材２４によって覆われている。コーティング材２４によってプリント基板２１の下面のパターンおよび半田２３が保護されている。他電子部品２５もプリント基板２１に実装されている。他電子部品２５は、たとえば、電解コンデンサ、マイクロコンピュータ、リレー等である。
【００３２】
次に、図１３を参照して、本実施の形態の電子部品１が実装された電子装置１０を備えた電子機器２０の構成について説明する。
【００３３】
本実施の形態の電子機器２０は、本実施の形態の電子装置１０と、電子装置１０に電気的に接続された本体部ａとを有している。電子装置１０は本体部２０ａを制御可能に構成されている。電子機器２０としては、たとえば、空気調和機の室外機、空気調和機の室内機および給湯器などが適用され得る。たとえば電子機器２０が空気調和機の室外機である場合、本体部２０ａは筐体内に、たとえば図示しない圧縮機、ファンなどを有している。
【００３４】
次に本実施の形態の作用効果について比較例と対比して説明する。
図１４を参照して、比較例の電子装置ではプリント基板２１と放熱板３１とがビス３２で固定されている。樹脂スペーサ３３はプリント基板２１と放熱板３１との間に配置されており、プリント基板２１に固定されている。高温時には樹脂スペーサ３３の熱膨張率が他の材質よりも大きいため図中破線で示す部分に応力がかかる。一方、図１５を参照して、本実施の形態の電子装置では、高温時には第２樹脂５は第１樹脂３の下面およびプリント基板２１の上面で固定されており図中破線で示す部分に隙間が生じない。
【００３５】
図１６を参照して、比較例の電子装置は低温時には樹脂スペーサ３３の熱収縮率が他の部材より大きいため図中破線で示す部分に隙間が生じる。これに対して、図１７を参照して、本実施の形態の電子装置では、低温時にも第２樹脂５は第１樹脂３の下面およびプリント基板２１の上面で固定されており図中破線で示す部分に隙間が生じない。
【００３６】
つまり、本実施の形態の電子部品１によれば、リード４より小さいヤング率を有する第２樹脂５は、リード４の端部４ａの先端部分４ｂ以外を接して覆うように構成されている。このため、温度変化によってリード４が伸縮しても、リード４より小さいヤング率を有する第２樹脂５がリード４に合わせて伸縮することによって隙間が生じることを抑制することができる。これにより、隙間から虫等がリード４へ侵入することを防止することができる。
【００３７】
また、急激な温度変化が発生しても、第２樹脂５はリード４の端部４ａの先端部分４ｂ以外を接して覆っているため、リード４の端部４ａの先端部分４ｂ以外に湿気などが付着することを防止することができる。これにより、湿気等によるリード４のトラッキングを防止することができる。
【００３８】
また、第２樹脂５はリード４の端部４ａの先端部分４ｂ以外を接して覆えばよいため、モジュールのリード部を覆う箱型形状の枠を形成する場合に比べて、材料費を抑制できるので低コストを実現することができる。また、本実施の形態では、モジュール毎に枠を形成する必要がないため低コストを実現することができる。また、箱型形状の枠を形成する場合には実装面積が増大してしまうが、本実施の形態では、実装面積が増大しないので小型化することができる。小型化することによって低コスト化を実現することもできる。
【００３９】
また、第２樹脂５は樹脂成型で成型可能であるため、組立てが容易である。また、樹脂成型のため、同一形状のものを成型するだけでよいので低コストを実現できる。
【００４０】
本実施の形態の電子部品１によれば、第２樹脂５は、プリント基板２１に搭載されたときにプリント基板２１に当接するための凸部５ａを含むため、凸部５ａによって電子部品１をプリント基板２１に支持することができる。凸部５ａによって電子部品１をプリント基板２１に支持した状態で電子部品１を実装することができるので、電子部品１を正確に実装することができる。これにより、品質を向上することができる。
【００４１】
本実施の形態の電子部品１によれば、第２樹脂５は、熱可塑性を有する絶縁体で構成されているため、リード４の絶縁性を保ちつつ、加熱工程において第２樹脂５を流動させてリード４を覆うことができる。
【００４２】
本実施の形態の電子装置１０によれば、電子部品１の第２樹脂５は、プリント基板２１と第１樹脂３との間で、リード４の端部４ａの先端部分４ｂ以外を接して覆うように構成されている。プリント基板２１と第１樹脂３との間に隙間が生じることを抑制することができる。これにより、隙間から虫等がリード４へ侵入すること防止することができる。
【００４３】
本実施の形態の電子機器２０によれば、電子装置１０は、電子装置１０に電気的に接続された本体部２０ａを制御可能に構成されているため、虫等のリードへの侵入を防止することができ、湿気等によるリードのトラッキングを防止でき、低コストかつ組立て容易な電子機器２０を提供することができる。
【００４４】
本実施の形態の電子装置の製造方法によれば、リード４をプリント基板２１にフロー半田付けする工程において、リード４を伝わる熱によって第２樹脂５を少なくとも流動させて第２樹脂５がリード４に沿ってプリント基板２１の上面に達するため、フロー半田付けの際の溶融半田２２から伝わる熱を利用して第２樹脂５でリード４を覆うことができる。このため、第２樹脂５とプリント基板２１との間に隙間が生じることを抑制することができる。また、第２樹脂５とプリント基板２１との間でリード４が露出しないように第２樹脂５でリード４を覆うことができる。また、低コストかつ組立て容易な製造方法を提供することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図１８および図１９を参照して、本発明の実施の形態２では、電子部品１に放熱板３１がねじ４１で取り付けられている。放熱板３１は、電子部品１の発熱量が大きい場合に効率的に発熱を外部に放熱する役割を有している。
【００４６】
本実施の形態では、電子部品１に放熱板３１がねじ４１で取り付けられた後、電子部品１はプリント基板２１に搭載される。電子部品１がプリント基板２１に搭載される際、第２樹脂５の凸部５ａで支えることで放熱板３１の自重によって電子部品１が倒れることを防ぐことができる。
【００４７】
また、凸部５ａで支えることによって、図２０および図２１を参照してフロー半田付け工程後においても電子部品１をプリント基板２１に対して垂直に維持することもできる。これにより、放熱板３１が傾いてプリント基板２１に実装された他の部品にあたることを防止することができる。なお、フロー半田付け工程時には、リード４近傍の第２樹脂５は熱により溶融するが、リード４から離れた凸部５ａはリード４の熱の影響を直接受けないため溶融しない。そのため、電子部品１は、第２樹脂５によってプリント基板２１に対して垂直に維持することができる。
【００４８】
本実施の形態の電子部品１によれば、放熱板３１の自重によって電子部品１が倒れることを防ぐことができるので、電子部品１をプリント基板２１に対して垂直に挿入することができる。また、フロー半田付け工程後も電子部品１はプリント基板２１に対して垂直に維持されるため、放熱板３１がプリント基板２１に実装された他の部品にあたることはないので品質を向上することができる。
【００４９】
（実施の形態３）
図２２および図２３を参照して、本発明の実施の形態３では、電子部品１の両側面からリード４が突出している。第２樹脂５が第１樹脂３の側面および底面と接するように形成されている。第２樹脂５はＹ字型の断面形状を有している。第１樹脂３とプリント基板２１の上面との間隔は、第２樹脂５の凸部５ａによって長さＨで保たれている。第２樹脂５の凸部５ａによって電子部品１はプリント基板２１に対して平行に維持することができる。
【００５０】
図２４を参照して、フロー半田付け工程時には、リード４近傍の第２樹脂５は熱により溶融するが、リード４から離れた凸部５ａはリード４の熱の影響を直接受けないため溶融しない。そのため、電子部品１は、第２樹脂５によってプリント基板２１に対して平行に維持することができる。
【００５１】
また、電子部品１とプリント基板２１との間隔を一定距離に保ちたい場合には、第２樹脂５の凸部５ａで高さを調整して成型すればよいため、高さ調整用の別機構の部品は不要となる。このため、低コストかつ組立て容易な電子部品１を提供することができる。
【００５２】
上記の各実施の形態は、適時組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００５３】
１電子部品、２回路部、３第１樹脂、４リード、４ａ端部、４ｂ先端部分、５第２樹脂、５ａ凸部、１０電子装置、２０電子機器、２０ａ本体部、２１プリント基板、２２溶融半田、２３半田、２４コーティング材、２５他電子部品、３１放熱板、３２ビス、３３樹脂スペーサ。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路部と、
前記回路部を封止する第１樹脂と、
前記回路部に電気的に接続され、かつ前記第１樹脂から突出するように延びる端部を有するリードと、
前記リードより小さいヤング率を有する第２樹脂とを備え、
前記第２樹脂は、前記端部の先端部分以外を接して覆うように構成されている、電子部品。
【請求項２】
前記第２樹脂は、プリント基板に搭載されたときに前記プリント基板に当接するための凸部を含む、請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記第２樹脂は、熱可塑性を有する絶縁体で構成されている、請求項１または２のいずれかに記載の電子部品。
【請求項４】
回路部と、
前記回路部を封止する第１樹脂と、
前記回路部に電気的に接続され、かつ前記第１樹脂から突出するように延びる端部を有するリードと、
前記リードより小さいヤング率を有する第２樹脂と、
前記リードが接続されたプリント基板とを備え、
前記第２樹脂は、前記プリント基板と前記第１樹脂との間で、前記端部の先端部分以外を接して覆うように構成されている、電子装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電子装置と、
前記電子装置に電気的に接続された本体部とを備え、
前記電子装置が前記本体部を制御可能に構成されている、電子機器。
【請求項６】
プリント基板に電子部品がフロー半田付けされる電子装置の製造方法であって、
回路部と、前記回路部を封止する第１樹脂と、前記回路部に電気的に接続され前記第１樹脂から突出するように伸びる端部を有するリードと、前記リードより小さいヤング率を有し前記端部の先端部分以外を接して覆う第２樹脂とを有する前記電子部品を準備する工程と、
前記リードを前記プリント基板にフロー半田付けする工程とを備え、
前記フロー半田付けする工程において、前記リードを伝わる熱によって前記第２樹脂を少なくとも流動させて前記第２樹脂が前記リードに沿って前記プリント基板に達する、電子装置の製造方法。

【図１】