説明

電子部品およびその製造方法

【課題】導体部と端子部とを接続する溶接部の接続信頼性を向上させた電子部品を提供するものである。
【解決手段】本体部7と、この本体部7に配線した導体配線部9およびこの導体配線部9の端部に設けた導体端部11とからなる被覆導体8と、本体部7に植設した端子部12と、導体端部11と端子部12とを接続する溶接部13とを備え、少なくとも導体端部11の一部には導体端部11の延伸方向を軸とした円周方向に複数の溝部14を設けた電子部品。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は各種電子機器に使用される電子部品および電子部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
以下、従来の電子部品およびその製造方法について図面を用いて説明する。
【0003】
図12は従来の電子部品の端子溶接部の斜視図であり、本体部1に植設した端子部2に導体3を溶接部4により接合するものであった。
【0004】
また、その溶接の方法としては図13の断面図に示すように、本体部1に植設した端子部2に導体3を密着させ、そこに例えば半田により溶接部4を形成する、あるいは端子部2と導体3との間に電流を流し、端子部2と導体3との接触部5に存在する接触抵抗により生じる熱により、端子部2と導体3の一部を溶融させることにとって溶接部4を形成させるものであった。
【0005】
なお、この出願の発明に関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。
【特許文献1】特開2007−073874号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来の電子部品では図12における溶接部4が小さな領域となる場合や、あるいは少量となる場合は、端子部2と導体3との接続が電気的にも機械的強度においても十分な信頼性を得られなくなる可能性があった。
【0007】
例えば、溶接部4の領域を大きくし、かつその量を安定させる場合には、端子部2の幅Wや接合部4の長さLに十分に余裕のある寸法を与えなければ、安定した電気的接続や機械的強度の維持が困難となるものであった。
【0008】
つまり、溶接部4においては接続信頼性を維持するために、端子部2の寸法や十分な溶接量を維持するための厳密な管理を必要とする課題点があった。
【0009】
一方、その溶接部4の形成方法においては、例えば図13に示す端子部2と導体3との接触部5に存在する接触抵抗を利用した抵抗溶接等を行う場合、十分な溶接部4の領域を維持するために接触部5を長くし過ぎると、接触面が大きくなることで接触抵抗が低下し、非常に大きな電流の供給を行うために能力の高い電源が必要となることから、抵抗溶接を行う制約が多くなること、および、接触部5の状態によっては接触抵抗の発生し易い位置が変化するため、目的とする位置に溶接部4を形成することが難しいという課題点があった。
【0010】
つまり、図12における溶接部4は、形状における課題の解決を優先する場合には形成時の課題が大きくなり、またあるいは、形成時における課題の解決を優先する場合には形状の課題を大きくするという、相反する課題点が存在するものであった。
【0011】
そこで本発明は、導体部と端子部との接続信頼性を向上させた電子部品およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
そしてこの目的を達成するために、
本体部と、
この本体部に配線した導体配線部およびこの導体配線部の端部に設けた導体端部とからなる導体部と、
前記本体部に植設した端子部と、
前記導体端部と前記端子部とを接続する溶接部とを備え、
少なくとも前記導体端部の一部には前記導体端部の延伸方向を軸とした外周方向に複数の溝部を設けた
ことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、溶接部の領域やその量にかかわらず、的確な接合状態を確保することを可能とするものであり、同時にその接合部を常に安定して形成することを可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の一実施形態における電子部品を、図を用いて説明する。
【0015】
(実施の形態1)
図1は本発明の一実施形態における電子部品の斜視図であり、ここではコイル部品6を一例として説明するものとする。コイル部品6は、本体部7に被覆導体8を巻回した導体配線部9と、被覆導体8の端部に設け被覆部10を剥離除去した部位である導体端部11を接合する端子部12とにより主なる構成としている。
【0016】
ここで、導体端部11と端子部12との接合部13は、導体端部11と端子部12との間に大電流を通電し、導体端部11と端子部12との接触部に存在する接触抵抗に生じる熱による抵抗溶接のような方法の溶接により形成している。また、導体端部11の一部には導体端部11を延伸した方向を軸とした円周方向に複数の溝部14を設けている。
【0017】
この構成によれば、導体端部11に溝部14を設けることにより、接合部13と導体端部11との接触面積が大きくなることから、導体端部11と端子部12との接合部13を介しての抵抗値を小さくすることができるものである。これは溝部14における断面図と溝部14でない部分の断面図である、図2(a)および図2(b)に示すように、端子部12の上側に位置する導体端部11の円周方向に対する接合部13の回り込み量は、図1に示す溝部14において大きくなるものであり、当然ながら接触面積も大きくなるものである。
【0018】
また同時に、図2(a)に示す接合部13の回り込み量が大きくなることにより、導体端部11の端子部12に対する固着力も大きくすることとなる。よって、接合部13に該当する部分の金属をはじめとする接合部材の量が少ない場合であっても、電気的接合や機械的強度に関して信頼性向上を図ることができる。当然ながら、量産を行う上での接合部13に適用する接合部材の量的管理においても適用範囲を大きくすることができるものである。
【0019】
ここで図1においては、溝部14を導体端部11の全周に渡って設けた形態としているが、図2(a)に示すように、接合部13の回り込み量を重視する観点から、図1に示す溝部14は導体端部11の側面部に設けることで十分な効果を得ることが可能である。
【0020】
さらに、導体端部11の端子部12に対する固着力という点においては、図3の断面図に示すように、溝部14に位置する接合部13は楔の機能を有することとなり、図中の矢印方向Aに加わる力、例えば導体端部11の温度変化等による伸縮力に対しても固着力を大きくすることができるものである。またあるいは、溝部14の深さを異なるものとし、より深い溝部14を少なくとも1本設けることにより、上述の固着に関する効果をより大きくすることができる。ここで溝部14を深くした場合、その部分では図中の矢印方向Aにおける断面積が小さくなるため、導体端部11の延伸方向における直流抵抗が大きくなるものの、溝部14には接合部13が存在することにより、直流抵抗に関しては特に問題となることはない。
【0021】
ここで仮に図2(a)および図2(b)に示す導体端部11が下地層16に対して直接に溶接する状態となった場合、図3に示す接合部13は存在しなくなり、楔の機能は有さないこととなる。しかしながらその場合においても、図2(a)および図2(b)に示す導体端部11と下地層16との溶接によるほぼ類似の金属どうしの合金化により、導体端部11と端子部12との機械的固着力および電気的接合は非常に強固なものとなる。
【0022】
一方、図2(a)に示すように、端子部12は例えば基材15として鉄もしくは鉄合金、下地層16として銅もしくは銅合金、外層17として錫もしくは錫合金などを使用することが望ましい。上記の端子部12の構成とすることにより、端子部12の十分な機械的強度を得ることができるのは当然ながら、外層17に比較的融点温度の低い金属を配置することにより、容易に接合部13の形成を行うことが可能である。また、より高い温度により溶接を行い、導体端部11が下地層16や基材15と直接に溶接し、それらの合金による溶接部13を形成しても構わない。
【0023】
以上のように、ここでは図1に示すようにコイル部品6を一例として挙げたが、これは特に、非常に長く配線時に蛇行させる頻度が高い被覆導体8を重要な構成要素とするデバイスであるために効果が大きいことにより代表例としたものである。よって、容量性デバイス(図示せず)や抵抗体(図示せず)、あるいはこれらの複合デバイスに適用することも可能であり、端子部12に導体端部11を接合するものであれば全てのデバイスに対して適用が可能である。
【0024】
(実施の形態2)
次に、上述の電子部品に関しての製造方法、特に溶接方法について図を用いて説明する。ここでもまた、図1に示すコイル部品6を一例として説明するものとする。コイル部品6は、本体部7に被覆導体8を巻回した導体配線部9と、被覆導体8の端部に設け被覆部10を剥離除去した部位である導体端部11を接合する端子部12とにより主なる構成としている。
【0025】
このコイル部品6の製造方法としては、大きく分類して3つの工程からなり、被覆部10の除去を行う第1の工程と、導体端部11を端子部12に接触、押圧させる第2の工程と、導体端部11と端子部とを溶接する第3の工程とにより構成している。
【0026】
まず第1の工程として図4に示すように被覆導体8の被覆部10をバイト18により除去する。このとき、バイト18の被覆導体8への食い込み量を被覆部10の厚みよりも大きな値とし、被覆部10の除去と同時に導体部19の表面に溝部14を形成する。
【0027】
図4においては、被覆部10を除去する領域に比較して細い寸法のバイト18を、回転する被覆導体8に対して被覆導体8の軸方向に移動させながら被覆部10を除去し、同時に螺旋状で1本に繋がった溝部14を形成する方法を示している。別の方法としては、図5に示すように第2のバイト20が、被覆導体8が1回転することにより複数の溝部14を形成することが可能な幅を有し、この第2のバイト20により複数回、あるいはこの第2のバイト20を複数個用いることにより、被覆部10を除去する領域を決定し、それぞれが独立した複数本の溝部14を形成するものもある。前者の方法の場合、溝部14の深さや幅を細かく制御することが可能であり、第3の工程における溶接の方法や溶接状態を細かく変化させることが可能となる。一方、後者の方法の場合、短時間で所定の領域の被覆部10を除去が可能となる。また、被覆部10の除去を行う工程では被覆部10の厚み以上の深さで刃物により機械的除去を行うため、図4に示す導体部19には溶接に対して障害となる有機物等が残存し難いため、後に説明する溶接工程においての接合信頼性を向上させることができる。
【0028】
そして、第1の工程の最後に、図6に示すように、被覆部10を除去して露出した導体部19を所定の長さに切断することにより、導体端部11を形成する。
【0029】
ここで、導体端部11は図7に示すように、複数の頂部21を有することが望ましい。導体端部11には平坦部22があっても構わないが、頂部21が複数箇所に存在することにより第3の工程における溶接時の接触点を多くすることができ、より的確な溶接を可能とするものである。
【0030】
ここで説明した第1の工程では図4もしくは図5に示すように、1つのバイト18によって被覆部10の剥離や除去を行っているが、複数のバイト(図示せず)を被覆導体8の中心に対して放射状に配置したうえで、複数のバイトあるいは被覆導体8を回転させることにより、第1の工程の要素を構成しても構わない。
【0031】
次に、第2の工程として、図8に示すように導体端部11の外周と端子部12とを接触させる。ここで、導体端部11の外周と端子部12とが単に接触している状態において、導体端部11を押圧する第1の押圧端子23と端子部12を押圧する第2の押圧端子24との間隔を初期値D0とする。そしてその後、図9に示すように、第1の押圧端子23と第2の押圧端子24とに、導体端部11と端子部12とが互いに押圧し合う力を加える。このときの第1の押圧端子23と第2の押圧端子24との間隔を押圧値D1とする。
【0032】
以上の導体端部11と端子部12とを互いに押圧させることにより、導体端部11の外周にあたる、図7に示す頂部21は変形して図9に示す導体端部11と端子部12とが接触する平坦頂部25となる。これにより、導体端部11と端子部12とは複数の導体端部11と端子部12とは複数の接触点26により接触することとなる。
【0033】
また、導体端部11と端子部12との接触は製品毎に常に安定した状態とするために、第1の押圧端子23と第2の押圧端子24との間隔の押圧前後の変位値である(D0−D1)を管理する。これにより、平坦頂部25をそれぞれ類似した形状とすることができるものである。
【0034】
次に、第3の工程として、第1の押圧端子23と第2の押圧端子24との間に電流を流す。この電流により、接触点26に存在する接触抵抗に熱が生じ、接触点26を中心として導体端部11と端子部12とが溶接を行うこととなる。ここで端子部12は図2(a)に示すように、端子部12は例えば基材15として鉄もしくは鉄合金、下地層16として銅もしくは銅合金、外層17として錫もしくは錫合金などを使用することが望ましい。上記の端子部12の構成とすることにより、端子部12の十分な機械的強度を得ることができるのは当然ながら、外層17に比較的融点温度の低い金属を配置することにより、容易に溶接による接合部13の形成を行うことが可能である。
【0035】
以上に示す方法において、図9に示すように平坦頂部が形成されるように導体端部11と端子部12とを互いに押圧したうえで第3の工程を行った場合においては、導体端部11や端子部12等は図10の斜視図に示すような形状となる。ここでは導体端部11の天面側は溝部14が消滅もしくは変形した凹凸状となり、導体端部11の側面側のみに明確な状態で溝部14が存在する状態となる。その場合であっても溝部14には溶接部13が入り込んだ状態となるため、溶接部13と溝部14との接触面積が大きくなり、導体端部11と端子部12との電気的接合および機械的接合の信頼性は向上するものとなる。
【0036】
また、より高い温度により溶接を行い、図11(a)の溶接前および図11(b)溶接後に示すように導体端部11を下地層16に対して直接に溶接させ、その周囲に錫合金による外層17からなる溶接部13を形成させる状態としても構わない。この場合、導体端部11と下地層16とは、同一の金属やあるいは類似の合金どうしを融点以上にさせたうえで溶接させるため、機械的にも電気的にも結合の強度を大幅に向上させることができるものである。ここでは断面図において導体端部11の天面側を円弧状としたものを示しているが先に述べたように、天面側は溝部(図示せず)が消滅もしくは変形した凹凸状となったものでも構わない。
【0037】
以上のことからこの方法では、図9に示すように複数の接触点26に応じた部位において溶接が行われるため、複数の点として溶接が広い領域において平均的に行われることとなる。従って、溶接後の図1に示す接合部13も広い範囲に渡って存在することとなり、接合状態の安定性や信頼性を向上させることができる。そして同時に先にも述べたように、、図1に示すように溝部14へ溶接部13が位置することとなり、導体端部11と接合部13および端子部12との接触面積が大きくなることからも接合状態の安定性や信頼性を向上させることができるものである。
【0038】
また、仮に図9に示す導体端部11と端子部12との接触状態が変動した場合であっても、その変動幅は複数の接触点26に分散されることとなるため、溶接時の接合状態はピンポイントにおいて行う場合等に比較して非常に安定させることができるものである。
【0039】
さらに、図4および図5に示すように、被覆導体8の被覆部10の除去は機械的な方法によって行っているため、被覆端部27において被覆部10の除去時の熱的劣化は一切生じていないこととなる。そのため、溶接時に溶接による熱が伝搬した場合においても、その熱による劣化は限定したものに抑制することができるものである。
【0040】
この結果として、図1に示すように、導体配線部9と被覆端部27とが近接した場合であっても、導体交差部28における被覆部10の絶縁破壊の発生を抑制することが可能となり、絶縁に対する信頼性とともにコイル部品6の小型化という点に関しても効果を有するものである。特に被覆部10に3層銅線などの耐熱性の高いものを被覆導体8として使用している場合は、被覆部10を熱的に除去する場合における熱ストレスはコイル部品6の様々の多くの部位に影響を与えることとなる。従って熱による被覆部10の除去による影響を受けないこととすることによるコイル部品6トータルとしての信頼性向上においても効果を有するものである。
【0041】
ここでは、第2の工程と第3の工程とは別の工程として説明したが、図8および図9におけるD0およびD1の値を管理できる状態であれば、これらの工程は同時に行っても構わないものである。
【0042】
以上のように、ここでは図1に示すようにコイル部品6を一例とする製造方法としたが、これは特に図1に示すように、被覆導体8を重要な構成要素とし、被覆導体8どうしが接近および交差しやすいデバイスであるために効果が大きいことにより代表例としたものである。よって、容量性デバイス(図示せず)や抵抗体(図示せず)、あるいはこれらの複合デバイスに適用することも可能であり、端子部12に導体端部11を接合するものであれば全てのデバイスに対して適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0043】
本発明の電子部品は、溶接部の領域やその量にかかわらず、的確な接合状態を確保することを可能とするものであり、同時にその接合部を常に安定して形成することを可能とする効果を有し、各種電子機器において有用である。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明の第一の実施形態における電子部品の斜視図
【図2】(a)本発明の第一の実施形態における電子部品の端子部の第1の断面図、(b)本発明の第一の実施形態における電子部品の端子部の第1の断面図
【図3】本発明の第一の実施形態における電子部品の端子部の断面図
【図4】本発明の第二の実施形態における電子部品の製造方法における導体部の第1の斜視図
【図5】本発明の第二の実施形態における電子部品の製造方法における導体部の第2の斜視図
【図6】本発明の第二の実施形態における電子部品の製造方法における導体部の第3の斜視図
【図7】本発明の第二の実施形態における電子部品の製造方法における導体部の第4の斜視図
【図8】本発明の第二の実施形態における電子部品の製造方法における端子部の第1の側面図
【図9】本発明の第二の実施形態における電子部品の製造方法における端子部の第2の側面図
【図10】本発明の第二の実施形態における電子部品の製造方法における端子部の斜視図
【図11】(a)本発明の第二の実施形態における電子部品の製造方法における端子部の溶接前の断面図、(b)本発明の第二の実施形態における電子部品の製造方法における端子部の溶接後の断面図
【図12】従来の電子部品の斜視図
【図13】従来の電子部品の端子部の側面図
【符号の説明】
【0045】
6 コイル部品
7 本体部
8 被覆導体
9 導体配線部
10 被覆部
11 導体端部
12 端子部
13 接合部
14 溝部
15 基材
16 下地層
17 外層
18 バイト
19 導体部
20 第2のバイト
21 頂部
22 平坦部
23 第1の押圧端子
24 第2の押圧端子
25 平坦頂部
26 接触点
27 被覆端部
28 導体交差部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体部と、
この本体部に配線した導体配線部およびこの導体配線部の端部に設けた導体端部とからなる導体部と、
前記本体部に植設した端子部と、
前記導体端部と前記端子部とを接続する溶接部とを備え、
少なくとも前記導体端部の一部には前記導体端部の延伸方向を軸とした外周方向に複数の溝部を設けた電子部品。
【請求項2】
複数の溝部のうち少なくとも1つの溝部は、他の溝部と異なる深さとした請求項1に記載の電子部品。
【請求項3】
本体部と、
この本体部に配線した被覆導体配線部およびこの被覆導体配線部の端部に設けた被覆導体端部とからなる被覆導体部と、
前記本体部に植設した端子部と、
前記被覆導体端部の被覆部を剥離した導体端部と前記端子部とを接続する溶接部とを備え、
前記被覆導体部の前記被覆部を剥離するとともに前記導体端部の外周に溝部を設ける第1の工程と、
前記導体端部の外周を前記端子部に接触させるとともに、互いに押圧させる第2の工程と、前記端子部と前記導体端部との間に電流を流す第3の工程とにより前記溶接部を設け、
前記端子部と前記導体端部とを接合させる電子部品の製造方法。
【請求項4】
第2の工程と第3の工程とは同時に行うこととした請求項3に記載の電子部品の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【公開番号】特開2010−33790(P2010−33790A)
【公開日】平成22年2月12日(2010.2.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−192975(P2008−192975)
【出願日】平成20年7月28日(2008.7.28)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】