JP4823942B2 - チップ形電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、チップ形電子部品に関し、特にチップ形電解コンデンサに関するものである。

電解コンデンサのように下端面から複数のリード線が導出した電子部品本体をプリント基板に表面実装するためには、電子部品本体から導出したリード線をプレスする。
そして、内方から外周側に向けて伸延する溝が下端面に形成された樹脂板を電子部品本体の下端部に重ねるよう、各々リード線を樹脂板のスリットの奥まで通す。
その後、プレスしたリード線を樹脂板の溝に沿うように折り曲げて樹脂板に固定することによって、チップ形電解コンデンサのような電子部品を形成している。
上記加工を施した電子部品は、樹脂板の溝内に位置するプレスされたリード線とプリント基板の金属パターンとがはんだ付けされることで、表面実装される（例えば特許文献１参照）。
上記のような構成の電解コンデンサは、製品本体の重量が比較的大きいので、過度に振動が加わるとはんだ付け部が破断して、コンデンサが脱落するおそれがある。
このため、樹脂板に設けた端子に、コンデンサのリード線を溶接接合することや、補助電極を設けることで、はんだ強度を高める提案がされている。

特公平４−１９６９５号公報

図４に示すように、樹脂板１０２に設けられた溝１０４内のリード線１０３が直線状の場合、リード線１０３とプリント基板の金属パターンとのはんだ付け面積が十分ではないため、大きなコンデンサ本体を支えるだけのはんだ強度に満たないことがある。
そのため、樹脂板に端子を設ける提案もあるが、樹脂板のコストが上がり、また補助端子を設けた場合は、その補助端子用のランドパターンも設計する必要があり、手間がかかる。

また、リード線を折り曲げた場合、リード線が元に戻ろうとする力が働き、いわゆるスプリングバックを生じる。これに対して、所望の角度より小さい角度にて折り曲げることで、狙った角度が得られることもあるが、樹脂板に沿って折り曲げる際、所望の角度より小さい角度まで、折り曲げることは樹脂板があるため、実際には不可能であり、スプリングバックを避けられない。
そのため、図５のように、コンデンサ本体１０１から導出された２本のリード線１０３が樹脂板１０２に対し浮いた状態となり、基板とチップ形電子部品とが密着しないことから、振動に対する強度が低下する。特に大きなチップ形電子部品の場合、振動に対する強度低下が著しい。

本発明の目的は、このような課題を解決するためになされたもので、はんだ固着強度を向上させることが可能なチップ形電子部品を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、スプリングバックを抑制することが可能なチップ形電子部品を提供することである。

本発明のチップ形電子部品は、プレス加工されてなる複数本のリード線が導出された下端面を有する電子部品本体と、前記電子部品本体の前記下端面側に固定される樹脂板とを備えている。そして、前記樹脂板は、板厚方向に貫通する複数の貫通部と、前記電子部品本体が固定される固定面とは反対側の面に形成され、前記貫通部から外周側に向かって延伸する複数の溝とを有し、前記リード線は、前記貫通部内に挿通されると共に、前記溝内に収納されるように前記貫通部と前記溝との接続部で折り曲げられており、かつ、前記溝内において前記溝の延伸方向に沿わない非直線部分を有している。

非直線部分としては、後述する蛇行形状のほか、波形状（三角波状、矩形波状、正弦波状等）、円弧状、渦巻き形状、またはヘアピン形状などを採用することが可能である。
また、チップ形電子部品の好適な例形は、チップ形アルミニウム電解コンデンサである。

本発明のチップ形電子部品においては、前記リード線の非直線部分の前記溝の幅方向寸法が、前記溝の幅寸法に対して同等以上であり、前記非直線部分が前記溝内に収納されて弾性変形し、前記溝の内壁を押圧することで、溝内に嵌合固定されているものであってよい。

本発明のチップ形電子部品においては、前記溝の前記外周側の端部にリード線先端部が当接する係止部を設け、前記溝内に収納されて弾性変形しているリード線の前記非直線部分が弾性復帰することで前記リード線が前記溝の外部に出ないように、前記係止部がリード線を係止していてよい。

前記非直線部分は、蛇行形状を有していてよい。さらに、前記非直線部分が、蛇行頂部のそれぞれにおいて前記溝の内壁と当接していてよい。
また、前記非直線部分は、前記蛇行形状以外に、波形状（三角波状、矩形波状、正弦波状等）、円弧状を有していてよい。さらに、前記形状の頂部のそれぞれにおいて前記溝の内壁と当接していてよい。

以上のように、本願発明の電子部品によれば、リード線が、前記溝内に収納されるように途中で折り曲げられており、かつ、前記溝内において非直線部分（蛇行形状、波形状、円弧状、渦巻き形状、ヘアピン形状等）を有しているので、直線部分だけを有している場合と比較して、リード線の溝内部分とプリント基板の金属パターンとのはんだ付け面積が大きくなり、はんだ固着強度の向上を図ることができる。
なお、非直線部分は、リード線を折り曲げる前にあらかじめフォーミングして形成されたものであってもよい。
上記構成をとることで、樹脂板に、あらかじめ端子または補助端子を設ける必要がなく、コスト面でも有利である。

リード線の非直線部分が前記溝内に収納されて弾性変形し、前記溝の内壁を押圧することで、リード線が溝内に嵌合固定され、リード線が溝から浮こうとする力を非直線部分が溝の内壁を押す力にて抑えることができ、スプリングバックを抑制することが可能となる。
なお、これは、リード線をフォーミングした際の横幅を、樹脂板のリード線を収める溝の幅と同じ寸法か、若干大きめの幅寸法に設定し、樹脂板の溝にリード線が嵌合するよう組立てることで実現される。

また、弾性変形している非直線部分が弾性復帰しようとする際、前記溝の外縁部にリード線先端が当接する係止部を設けることで、リード線が溝内に収納され、溝に沿ってその外部に出ないように係止することができる。
なお、これは、フォーミングする際の横幅を樹脂板のリード線を収める溝の幅より若干小さくしておき、リード線を溝内に収納した後、リード線の溝内部分をフォーミング幅が広がるよう外側から溝に沿って押し込んで、リード線が溝の内壁を押す力を発生させることでも実現される。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るチップ形電子部品である、チップ形アルミニウム電解コンデンサの側面図である。
図１において、コンデンサ本体１は、樹脂板２に固定されている。コンデンサ本体１の下端面からは、２本のリード線３が導出されている。

図２は、図１に描かれたチップ形アルミニウム電解コンデンサの底面図である。２本のリード線３は、図２に示すように、２つの蛇行頂部を有する蛇行形状となるように、あらかじめフォーミングされ、その後、前記フォーミングにプレス加工が施される。
２本のリード線３は、コンデンサ本体１を樹脂板２に固定する前においては、コンデンサ本体１の底面からこれと直交する方向に延びている。

樹脂板２には、その上下面の間を貫通する２つのスリット５が形成されている。また、樹脂板２の底面には、２つの溝４が形成されている。スリット５と溝４とはその延在方向が直交している。

あらかじめフォーミングされた２本のリード線３を有するコンデンサ本体１を、樹脂板２に固定するには、２本のリード線３がスリット５の先端に達するまで、コンデンサ本体１を樹脂板２の底面に沿った方向にスライドさせる。その後、２本のリード線３を溝４内に収納されるように折り曲げる。

本実施の形態では、リード線３が溝４内に収容される前（フォーミング時）において、溝４の幅方向に沿った、リード線３の蛇行形状部分の幅寸法は、溝４の幅寸法Ａよりもやや大きい。
そのため、リード線３が溝４内に収納された後は、両者がほぼ同じ寸法になるものの、リード線３の蛇行形状部分は溝４内に強制的に収納されることになって弾性変形し、２つの蛇行頂部のそれぞれが溝４の内壁を押圧する。

さらに、本実施の形態では、リード線３が溝４内において蛇行形状部分を有しているために、リード線３の溝内部分とプリント基板の金属パターンとのはんだ付け面積が大きくなり、蛇行している分だけ長くなるため、はんだ固着強度の向上が図れる。
また、樹脂板２に、あらかじめ端子または補助端子を設ける必要がなく、コスト面でも有利である。

さらに、リード線３の蛇行形状部分が前記溝内に収納されて弾性変形して発生する、溝４の内壁を押圧する力により、リード線３が溝４から浮こうとする力を抑えることができ、スプリングバックを抑制することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図３は、本実施の形態に係るチップ形アルミニウム電解コンデンサの底面図である。

２本のリード線３は、図３に示すように、２つの蛇行頂部を有する蛇行形状となるように、あらかじめフォーミングされ、その後プレス加工が施されている。
２本のリード線３は、コンデンサ本体１を樹脂板２に固定する前においては、コンデンサ本体１の底面からこれと直交する方向に延びている。

樹脂板２には、その上下面の間を貫通する２つのスリット５が形成されている。また、樹脂板２の底面には、２つの溝４が形成されている。スリット５と溝４とはその延在方向が直交している。
また、溝４の内壁は、その延在方向出口付近が、溝４の延在方向に対して傾斜して溝４の幅をその出口に向けて徐々に狭くなるテーパー面であるリード線係止部４ａとなっている。

あらかじめフォーミングされた２本のリード線３を有するコンデンサ本体１を、前述したように、２本のリード線３をスリット５にスライドさせ、２本のリード線３を溝４内に収納されるように折り曲げる。

本実施の形態では、リード線３が溝４内に収納される前（つまりフォーミング時）において、溝４の幅方向に沿ったリード線３の蛇行形状部分の長さは、溝４の幅Ａよりもやや小さい。そのため、リード線３が溝４内に収納された後においても２つの蛇行頂部のそれぞれが溝４の内壁から離隔している。
そこで、リード線３を溝４の延在方向に沿って外側から内側に向けて押圧することで、溝４の延在方向に沿ったリード線３の先端部分を押し込む。これにより、リード線３の蛇行形状部分が弾性変形し、溝４の幅方向に沿ったリード線３の蛇行形状部分の幅寸法が溝４の幅Ａとほぼ同じになる。このとき、２つの蛇行頂部のそれぞれが溝４の内壁を押圧している。
次に、リード線３の先端をテーパー面４ａに係止させてから、リード線３を溝４の延在方向に沿って外側から内側に向けて押圧する力を解除する。その後は、リード線３が弾性復帰しようとしても、リード線３の先端がテーパー面であるリード線係止部４ａによって係止されているため、リード線３は弾性復帰できず、溝４内にとどまり、外側に出ることがない。

このように、本実施の形態では、リード線３が溝４内において蛇行形状部分を有しているために、リード線３の溝内部分とプリント基板の金属パターンとのはんだ付け面積が大きくなる。
したがって、はんだ固着強度の向上が図れる。また、樹脂板２に、あらかじめ端子または補助端子を設ける必要がなく、コスト面でも有利である。

また、弾性変形している蛇行形状部分が弾性復帰することで、リード線３が溝４の外部に出ないように、リード線３の先端部が溝４の内壁の一部であるテーパー面、すなわちリード線係止部４ａを押圧していることにより、リード線３が溝４から浮こうとする力を抑えることができ、スプリングバックを抑制することが可能となる。

[実施例１]
４７０μＦ／３５Ｖ、φ１６×１６．５ｍｍのアルミニウム電解コンデンサを用い、図２に示す第１の実施の形態で説明したチップ形アルミニウム電解コンデンサを作製した。

[実施例２]
実施例１と同じ定格、サイズの製品を用いて、図３に示す第２の実施の形態で説明したチップ形アルミニウム電解コンデンサを作製した。

（比較例１）
実施例１と同じ定格、サイズの製品を用いて、図４に示すチップ形アルミニウム電解コンデンサを試作した。

実施例１、２、および比較例１について、振動試験、固着強度確認試験を行った。振動試験は、後述する条件にて実施し、リード線破断の有無を確認した。試験結果は、試験数に対する、リード線が破断した製品の数量を示す（不合格数／試験数）。
固着強度試験は、後述する条件にて、はんだ付けした製品に横から力を加えることで、製品を基板からはがす際、どの部分にてはがれたかを確認した。ランドがはがれた場合は、十分なはんだ固着強度を有していると判断した。試験数に対して、ランド以外で破壊された場合の数量を示す（不合格数／試験数）。

［振動試験条件］
正弦波振動：ｆ＝５〜２０００Ｈｚ、最大振幅：０．４２ｍｍ、最大加速度：２０Ｇ
掃引速度：１ｏｃｔ／分（対数掃引）、振動方向：Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸 各２４時間
［固着強度試験］
引張速度：２０ｍｍ／ｍｉｎ、製品が基板からはがれるまで、力を加える。

上記振動試験、固着強度試験結果より、本発明による実施例１、２は比較例１と比べて、優れた効果をもっていることがわかる。

なお、上記実施例では、前記非直線部分が蛇行している場合についてのみ記載したがこれ以外に、非直線部分が三角波状、矩形波状、正弦波状、円弧状、渦巻き形状、またはヘアピン形状を有している場合についても、同様の効果を得ることができる。

本発明の第１の実施の形態による形チップ形アルミニウム電解コンデンサの側面図である。 図１のチップ形アルミニウム電解コンデンサの底面図である。 本発明の第２の実施の形態によるチップ形アルミニウム電解コンデンサの底面図である。 従来のチップ形アルミニウム電解コンデンサの底面図である。 従来のチップ形アルミニウム電解コンデンサの側面図である。

符号の説明

１、１０１ コンデンサ本体
２、１０２ 樹脂板
３、１０３ リード線
４、１０４ 溝
４ａ リード線係止部（テーパー面）
５ スリット

Claims (7)

1. プレス加工されてなる複数本のリード線が導出された下端面を有する電子部品本体と、
   前記電子部品本体の前記下端面側に固定される樹脂板と
   を備えており、
   前記樹脂板は、
   板厚方向に貫通する複数の貫通部と、
   前記電子部品本体が固定される固定面とは反対側の面に形成され、前記貫通部から外周側に向かって延伸する複数の溝とを有し、
   前記リード線は、
   前記貫通部内に挿通されると共に、前記溝内に収納されるように前記貫通部と前記溝との接続部で折り曲げられており、かつ、前記溝内において前記溝の延伸方向に沿わない非直線部分を有していることを特徴とするチップ形電子部品。
2. 前記リード線の非直線部分の前記溝の幅方向寸法が、前記溝の幅寸法とほぼ同じであり、
   前記非直線部分が前記溝内に収納されて弾性変形し、前記溝の内壁を押圧することで、溝内に嵌合固定されていることを特徴とする請求項１に記載のチップ形電子部品。
3. 前記溝の前記外周側の端部にリード線先端部が当接する係止部を設けると共に、前記リード線の非直線部分の前記溝の幅方向寸法が、前記溝の幅寸法とほぼ同じであり、
   前記溝内に収納されて弾性変形しているリード線の前記非直線部分が弾性復帰することで前記リード線が前記溝の外部に出ないように、前記係止部がリード線を係止していることを特徴とする請求項１または２に記載のチップ形電子部品。
4. 前記非直線部分が蛇行形状を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のチップ形電子部品。
5. 前記非直線部分が、蛇行頂部のそれぞれにおいて前記溝の内壁と当接していることを特徴とする請求項４に記載のチップ形電子部品。
6. 前記非直線部分が、三角波状、矩形波状、正弦波状、円弧状、渦巻き形状、またはヘアピン形状を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のチップ形電子部品。
7. 前記非直線部分が、三角波状、矩形波状、正弦波状、または円弧状を有し、前記形状の頂部のそれぞれにおいて前記溝の内壁と当接していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のチップ形電子部品。
   

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