特開 2023-129771 電子部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023129771

(43)【公開日】2023-09-20

(54)【発明の名称】電子部品

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/29 20060101AFI20230912BHJP

【ＦＩ】

H01F27/29 125

H01F27/29 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022034018

(22)【出願日】2022-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】星合 暁洋

【テーマコード（参考）】

5E070

【Ｆターム（参考）】

5E070AA01

5E070BB03

5E070DA13

5E070EA02

5E070EB04

(57)【要約】

【課題】電子部品の形状が大きくなってもリフロー半田付けができる面実装型電子部品を提供することを目的とする。
【解決手段】成形体１１と、成形体１１に埋設されその端部１４ａが成形体の端面１１ａから突出した導体と、導体の端部１４ａと接続され成形体の端面１１ａから底面１１ｂにわたって設けられた金属板１２と、を有する電子部品であって、成形体の底面１１ｂ側に設けられた金属板１２と成形体の底面１１ｂとの間に断熱材１３を設けたものである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形体と、前記成形体に埋設されその端部が前記成形体の端面から突出した導体と、前記導体の前記端部と接続され前記成形体の端面から底面にわたって設けられた金属板と、を有する電子部品であって、前記成形体の前記底面側に設けられた前記金属板と前記成形体の前記底面との間に断熱材を設けた電子部品。

【請求項2】

前記断熱材の１ｍｍ^２当りの熱抵抗を、０．０１５［Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）］以上とした請求項１記載の電子部品。

【請求項3】

前記断熱材にシリコーンを用いた請求項２記載の電子部品。

【請求項4】

前記成形体の前記底面側に設けられた前記金属板は、一方の前記端面から他方の前記端面にかけて設けられた請求項１記載の電子部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子回路基板上に実装するインダクタのような電子部品に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車の電動化がすすめられており、電気自動車やハイブリッド車向けの大電流対応の電子部品の需要が高まっている。また、車載部品においては自動車の走行時の耐振動性に対する部品固定の容易さの観点から、大電流対応の大型電子部品の面実装への対応が求められている。なお、従来の大電流対応の電子部品の構造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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０１－２２７４０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

大電流対応の電子部品は必然的に製品サイズや製品重量が大きくなる傾向にある。とりわけ大型インダクタのような製品重量が大きく、且つ金属磁性粉が主材である成形体を取り囲むように金属板を密着させた構造である電子部品の面実装において、リフロー実装時に端子部から成形体へ伝達される熱が大きくなり、端子部の熱が半田溶融温度に達しない為、面実装が出来ない事が課題となる。

【0005】

本発明では大型インダクタ部品のような金属粉が主材である成形体に基板実装用の金属板を密着させた構造において、リフロー実装性に優れた電子部品を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために本発明は、成形体と、この成形体に埋設され成形体の端面から突出した導体と、導体と接続され成形体の端面から底面にわたって設けられた金属板と、を有する電子部品であって、成形体の底面側に設けられた金属板と成形体の底面との間に断熱材を設けたものである。

【発明の効果】

【0007】

このようにすることにより、リフロー実装時の基板実装用金属板から成形体へ伝達される熱を低減させる。これにより基板実装用金属板部の温度がはんだ溶融温度に達し、基板と基板実装用金属板とが半田接合する事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施の形態における電子部品の底面側から見たときの外観図

【図2】本発明の一実施の形態における電子部品の透視斜視図

【図3】本発明の一実施の形態における電子部品の側面図

【図4】本発明の一実施の形態における電子部品を実装するときの断熱材の熱抵抗と金属板温度との関係を示す図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施の形態における電子部品について、図面を参照しながら説明する。ここでは電子部品の例としてインダクタを用いて説明する。

【0010】

図１は本発明の一実施の形態における電子部品の底面側から見たときの外観図、図２は同透視斜視、図３は同側面図である。

【0011】

成形体１１は金属磁性体粉と樹脂材料とを混合したものを金型に投入して圧力をかけて押し固めたものである。成形体１１は直方体形状で天面サイズが４０ｍｍ×４０ｍｍ、高さは２０ｍｍである。この成形体１１は金属磁性粉が主成分となり、熱伝導率は４．４［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、熱容量は１０２［J／Ｋ］となっている。またこの成形体１１の弾性率は、１０［ＧＰａ］となっている。またインダクタ全体の重量は、２１０ｇとなっている。

【0012】

成形体１１の内部には導線を巻いて形成されたコイル導体１４が封入されている。コイル導体１４は銅製の絶縁被覆された平角状の導線をエッジワイズ巻にしたものである。コイル導体の端部１４ａが成形体１１の一方の端面１１ａから引き出され、成形体１１の外部に突出している。コイル導体の端部１４ａは露出面において直角に曲げられ、金属板１２と電気的機械的に接続されている。

【0013】

金属板１２は、厚さ１ｍｍの銅板の表面にニッケルメッキとスズメッキを施したもので、メッキにより半田濡れ性を確保している。金属板１２はリードを突出させた一方の端面１１ａから、底面１１ｂ、および端面１１ａと対向する他方の端面１１ｃにわたって設けられ、他方の端面１１ｃで成形体１１に固定されている。

【0014】

成形体１１の底面１１ｂ側に設けられた金属板１２と成形体１１の底面１１ｂとの間には、厚さ１．５ｍｍのシリコーンからなる断熱材１３が設けられている。このシリコーンは弾性率０．８［ＧＰａ］のものを用いている。

【0015】

このように成形体に金属磁性粉を用いた大きな電子部品をリフロー半田付けしようとすると、温められた金属板の熱が成形体の方に伝達され、十分に金属板の温度が上がりにくくなる。そのため半田付けが不安定になりやすくなる。これに対して本実施の形態では金属板１２と成形体１１との間に断熱材１３を設けているため、成形体１１に伝わる熱量が少なくなるため、安定した半田付け性を得ることができる。

【0016】

断熱材１３は、金属板１２あるいは成形体の底面１１ｂに樹脂を塗布することにより設けても良い。また金属板１２の一方の面全体に樹脂を塗布あるいは貼り合わせたあと、所定の形状に打ち抜くことによって設けても良い。あるいはテープ状に形成した樹脂シートを金属板１２と成形体の底面１１ｂとの間に挟んで設けるようにしても構わない。

【0017】

金属板１２は成形体の一方の端面１１ａから突出されたコイル導体の端部１４ａと成形体の端面１１ａで溶接することにより電気的機械的に接続され、成形体の底面１１ｂ、他方の端面１１ｃに向かって曲げられ、他方の端面１１ｃで固定されている。固定の方法としては、他方の端面１１ｃに凸部を設けておき、金属板１２に設けた貫通孔に凸部をひっかけるという方法をとることもできる。さらに成形体の底面１１ｂに凹部１５を設けておき、金属板１２の端部を他方の端面１１ｃに固定した後、金属板１２を凹部１５に向かって押し込んでかしめることにより、成形体１１と金属板１２とが断熱材１３を介して密着する形となっている。このとき断熱材１３に、成形体１１に比べて弾性率の小さいシリコーンを用いているため、金属板１２をかしめたときに成形体１１に変形を生じさせることなく、密着させることができる。このため断熱材１３の弾性率を、成形体１１の弾性率の１０分の１以下にすることが望ましい。このようにすることによりさらに断熱材の弾性によりインダクタの耐振性を向上させることができる。また弾性のある断熱材１３を挟んで金属板１２をかしめることにより、金属板１２の平面度を保つことができ、基板への実装性を向上させることができる。

【0018】

また金属板１２は、成形体の底面１１ｂ側で一方の端面１１ａから他方の端面１１ｃにわたって設けられている。このようにすることにより、インダクタを基板に実装したときに大面積で半田付けすることができ、さらに耐振性を向上させることができる。

【0019】

断熱材１３には熱伝導率が０．１５［Ｗ／ｍ・Ｋ］のシリコーンを用いている。この断熱材１３の厚さを２．２ｍｍにすることで、この断熱材１３の１ｍｍ^２当りの熱抵抗は０．０１５［Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）］となっている。図４はインダクタを基板に配置し、２５０℃のリフロー炉に入れたときのインダクタに設置された断熱材１３の熱抵抗と金属板１２底面温度との関係を示すグラフである。図３からもわかるように、断熱材の熱抵抗を０．０１５［Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）］以上とすることで、金属板底面温度を一般的なペースト半田における溶融温度である２３０℃以上を保つことができ、安定した半田付け性を得ることができる。

【0020】

熱抵抗値は断熱材の厚さを厚くすることによって大きくすることができる。ただし本発明の構成において断熱材を厚くしすぎると製品高さが高くなり重心が高くなり、耐振性が悪くなる。そのため断熱材１３の熱伝導率を０．１５［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下とすることが望ましい。このようにすることにより、断熱材１３の厚さを２．２ｍｍにしても、はんだ付け性に優れた電子部品を得ることができる。

【0021】

なお本実施の一形態では断熱材にシリコーンを用いたが、例えば不織布にシリカエアロゲルを含侵させたものを用いても構わない。このようなものを用いることにより、断熱材の厚さをさらに薄くしてもはんだ付け性に優れた電子部品を得ることができる。

【産業上の利用可能性】

【0022】

本発明の電子部品は、高い面実装性を有するため、自動車部品などの分野において、産業上有用である。

【符号の説明】

【0023】

１１ 成形体
１１ａ 端面
１１ｂ 底面
１１ｃ 他方の端面
１２ 金属板
１３ 断熱材
１４ コイル導体
１４ａ コイル導体の端部
１５ 凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】