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技術 リード線封止電子部品及びその製造方法

出願人 三菱マテリアル株式会社
発明者 澤山清隆岡本英樹
出願日 2016年3月29日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2016-064962
公開日 2017年10月5日 (2年5ヶ月経過) 公開番号 2017-183369
状態 未査定
技術分野 温度及び熱量の測定 抵抗器細部 抵抗器の製造装置と方法 サーミスタ・バリスタ
主要キーワード 支持棒部材 環状先端 入れ子部材 外部接続線 樹脂製コネクタ 使用温度環境 封止電子部品 基端近傍
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年10月5日)のものです。
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図面 (6)

課題

射出成形を行っても金型によるリード線の固定が不要であり、高い信頼性を有したリード線封止電子部品及びその製造方法を提供すること。

解決手段

電子部品本体2と、電子部品本体に一端が接続された一対のリード線3と、一対のリード線の間にリード線に沿って一端近傍から基端近傍まで延在し樹脂で形成された支持棒部材4と、リード線と支持棒部材とを覆って樹脂で成形された樹脂成形部とを備え、支持棒部材が、リード線の両側に突出してリード線の両側を支持する複数の凸部4aを有している。

概要

背景

従来、リード線を有したサーミスタ素子等の電子部品では、射出成形により一対のリード線を成形樹脂で覆って一体成形されたものが知られている(例えば、特許文献1〜3)。
これらの電子部品では、一対のリード線を型で押さえた状態で射出成形を行うことで、射出成形時に一対のリード線が変形して成形樹脂の表面に露出したり、リード線同士が接触したりすることを防いでいる。

上記のようにリード線が変形し、成形樹脂の表面に露出した場合、リード線の断線被覆の変化により、耐湿性低下や腐食断線が生じてしまう。すなわち、射出成形時に流入する樹脂に起因する高温及び高圧によってリード線の変形やリード線の被覆の剥離摩滅等が生じてしまうため、従来では、リード線を型で固定した状態で射出成形を行っている。
なお、リード線を型で押さえずに射出形成を行うには、例えば高い耐熱性耐摩耗性及び柔軟性を有した高価な被覆を有したリード線を採用する必要があり、高コスト化を招いてしまう。

概要

射出成形を行っても金型によるリード線の固定が不要であり、高い信頼性を有したリード線封止電子部品及びその製造方法を提供すること。電子部品本体2と、電子部品本体に一端が接続された一対のリード線3と、一対のリード線の間にリード線に沿って一端近傍から基端近傍まで延在し樹脂で形成された支持棒部材4と、リード線と支持棒部材とを覆って樹脂で成形された樹脂成形部とを備え、支持棒部材が、リード線の両側に突出してリード線の両側を支持する複数の凸部4aを有している。

目的

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、射出成形を行っても金型によるリード線の固定が不要であり、高い信頼性を有したリード線封止電子部品及びその製造方法を提供する

効果

実績

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請求項1

電子部品本体と、前記電子部品本体に一端が接続された一対のリード線と、一対の前記リード線の間に前記リード線に沿って一端近傍から基端近傍まで延在し樹脂で形成された支持棒部材と、前記リード線と前記支持棒部材とを覆って樹脂で成形された樹脂成形部とを備え、前記支持棒部材が、前記リード線の両側に突出して前記リード線の両側を支持する複数の凸部を有していることを特徴とするリード線封止電子部品

請求項2

請求項1に記載のリード線封止電子部品において、前記支持棒部材が、一対の前記リード線が嵌め込まれた一対の下溝部を上面に有した円柱半割状端部を一端に有し、前記円柱半割状端部上に設置され一対の前記リード線が嵌め込まれた一対の上溝部を下面に有した円柱半割状部材と、前記円柱半割状端部と前記円柱半割状部材とが圧入状態で嵌め込まれたリング部材とを備えていることを特徴とするリード線封止電子部品。

請求項3

請求項2に記載のリード線封止電子部品において、前記リング部材が、前記円柱半割状端部及び前記円柱半割状部材よりも低い線膨張係数の材料で形成されていることを特徴とするリード線封止電子部品。

請求項4

請求項1から3のいずれか一項に記載のリード線封止電子部品において、前記電子部品本体が、サーミスタ素子であることを特徴とするリード線封止電子部品。

請求項5

電子部品本体に一端が接続された一対のリード線の周囲を射出成形により樹脂で覆ってリード線封止電子部品を製造する方法であって、樹脂で形成された支持棒部材を、一対の前記リード線の間に前記リード線に沿って配する工程と、前記リード線と前記支持棒部材とを射出成形により樹脂で覆って樹脂成形部を形成する工程とを有し、前記支持棒部材が、前記リード線の両側に突出して前記リード線の両側を支持する複数の凸部を有していることを特徴とするリード線封止電子部品の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、樹脂封止されたリード線を有したサーミスタ素子等の電子部品であって、高い信頼性を有したリード線封止電子部品及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

従来、リード線を有したサーミスタ素子等の電子部品では、射出成形により一対のリード線を成形樹脂で覆って一体成形されたものが知られている(例えば、特許文献1〜3)。
これらの電子部品では、一対のリード線を型で押さえた状態で射出成形を行うことで、射出成形時に一対のリード線が変形して成形樹脂の表面に露出したり、リード線同士が接触したりすることを防いでいる。

0003

上記のようにリード線が変形し、成形樹脂の表面に露出した場合、リード線の断線被覆の変化により、耐湿性低下や腐食断線が生じてしまう。すなわち、射出成形時に流入する樹脂に起因する高温及び高圧によってリード線の変形やリード線の被覆の剥離摩滅等が生じてしまうため、従来では、リード線を型で固定した状態で射出成形を行っている。
なお、リード線を型で押さえずに射出形成を行うには、例えば高い耐熱性耐摩耗性及び柔軟性を有した高価な被覆を有したリード線を採用する必要があり、高コスト化を招いてしまう。

先行技術

0004

特開2007−101334号公報
特開2011−38832号公報
特開2003−121269号公報

発明が解決しようとする課題

0005

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記従来の技術では、射出成形時にリード線が金型に接触しているため、接触部分のリード線の被覆が剥離したり摩滅したりするおそれがあり、被覆が剥がれたリード線同士が接触して短絡したり、リード線の被覆変化による耐湿性低下や腐食断線が生じるおそれがあるという不都合があった。また、金型によるリード線の固定は、高度な固定作業と精密な金型構成とを必要とするため、製造コストの増大を招いていた。また、リード線の固定位置が複数必要となるため、工程数の増加や検査工程の追加等が必要になり、生産性の低下を招いていた。

0006

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、射出成形を行っても金型によるリード線の固定が不要であり、高い信頼性を有したリード線封止電子部品及びその製造方法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

0007

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第1の発明に係るリード線封止電子部品は、電子部品本体と、前記電子部品本体に一端が接続された一対のリード線と、一対の前記リード線の間に前記リード線に沿って一端近傍から基端近傍まで延在し樹脂で形成された支持棒部材と、前記リード線と前記支持棒部材とを覆って樹脂で成形された樹脂成形部とを備え、前記支持棒部材が、前記リード線の両側に突出して前記リード線の両側を支持する複数の凸部を有していることを特徴とする。

0008

本発明のリード線封止電子部品では、一対のリード線の間にリード線に沿って延在した支持棒部材が、リード線の両側に突出してリード線の両側を支持する複数の凸部を有しているので、インシュレータとして機能する支持棒部材により一対のリード線が互いの離間状態を保持されると共に複数の凸部によりリード線が支持され、リード線の変形等を防ぐことができる。例えば、樹脂成形部を射出成形によって形成する場合でも、一対のリード線が複数の凸部により位置決め及び保持された状態であるため、金型による固定が不要であり、リード線の変形や被覆の剥離等を防ぐことができる。また、高度な作業や精密な金型構成が不要になる。

0009

第2の発明に係るリード線封止電子部品は、第1の発明において、前記支持棒部材が、一対の前記リード線が嵌め込まれた一対の下溝部を上面に有した円柱半割状端部を一端に有し、前記円柱半割状端部上に設置され一対の前記リード線が嵌め込まれた一対の上溝部を下面に有した円柱半割状部材と、前記円柱半割状端部と前記円柱半割状部材とが圧入状態で嵌め込まれたリング部材とを備えていることを特徴とする。
すなわち、このリード線封止電子部品では、円柱半割状端部と円柱半割状部材とが圧入状態で嵌め込まれたリング部材を備えているので、リング部材が圧入状態を保持していることで、円柱半割状端部及び円柱半割状部材とこれらに挟まれたリード線との間からの水の浸入を抑制して、リード線間の短絡を防ぐことができる。

0010

第3の発明に係るリード線封止電子部品は、第2の発明において、前記リング部材が、前記円柱半割状端部及び前記円柱半割状部材よりも低い線膨張係数の材料で形成されていることを特徴とする。
すなわち、このリード線封止電子部品では、リング部材が、円柱半割状端部及び円柱半割状部材よりも低い線膨張係数の材料で形成されているので、低・高温時の広範囲使用温度環境でも水密状態が保持され、熱膨張差による隙間が生じ難く、リード線からの水分の侵入をさらに抑制することができる。例えば、環境温度低温の場合は、リード線周囲の線膨張係数が大きい円柱半割状端部及び円柱半割状部材が収縮すると共に、低線膨張率のリング部材への圧入による圧縮応力とで、リード線が周囲から圧縮されて、水密性が向上する。また、環境温度が高温の場合は、リード線周囲の線膨張係数が大きい円柱半割状端部及び円柱半割状部材が膨張しても、低線膨張率のリング部材により膨張が規制され、リード線接触部の膨張も抑制され、水密性が維持される。

0011

第4の発明に係るリード線封止電子部品は、第1から第3の発明のいずれかにおいて、前記電子部品本体が、サーミスタ素子であることを特徴とする。
すなわち、このリード線封止電子部品では、電子部品本体が、サーミスタ素子であるので、環境耐性に優れ、安価で作製可能な温度センサとなる。

0012

第5の発明に係るリード線封止電子部品の製造方法は、電子部品本体に一端が接続された一対のリード線の周囲を射出成形により樹脂で覆ってリード線封止電子部品を製造する方法であって、樹脂で形成された支持棒部材を、一対の前記リード線の間に前記リード線に沿って配する工程と、前記リード線と前記支持棒部材とを射出成形により樹脂で覆って樹脂成形部を形成する工程とを有し、前記支持棒部材が、前記リード線の両側に突出して前記リード線の両側を支持する複数の凸部を有していることを特徴とする。
すなわち、このリード線封止電子部品の製造方法では、支持棒部材が、リード線の両側に突出してリード線の両側を支持する複数の凸部を有しているので、樹脂成形部を射出成形によって形成する際、入れ子部材とされた支持棒部材の複数の凸部によって一対のリード線が位置決め及び保持された状態となる。したがって、射出成形時に金型による固定が不要であり、リード線の変形や被覆の剥離等を防ぐことができる。また、射出成形時に簡単な工程でリード線の保持ができ、熟練を要しないと共に精密な金型構成が不要になる。

図面の簡単な説明

0013

本発明に係るリード線封止電子部品の一実施形態を示す平面図である。
本実施形態において、リード線封止電子部品を示す斜視図である。
本実施形態において、樹脂成形部を除いたリード線封止電子部品を示す斜視図(a)及びA−A線で破断した状態を示す斜視図(b)である。
図2においてB−B線で破断した状態を示す斜視図(a)及び破断部を拡大した要部斜視図(b)である。
本実施形態におけるリード線封止電子部品の製造方法において、工程順に示す斜視図である。

実施例

0014

以下、本発明に係るリード線封止電子部品及びその製造方法の一実施形態を、図1から図5を参照しながら説明する。

0015

本実施形態のリード線封止電子部品1は、図1から図3に示すように、電子部品本体2と、電子部品本体2に一端が接続された一対のリード線3と、一対のリード線3の間にリード線3に沿って一端近傍から基端近傍まで延在し樹脂で形成された支持棒部材4と、リード線3と支持棒部材4とを覆って樹脂で成形された樹脂成形部5とを備えている。

0016

上記支持棒部材4は、図3に示すように、リード線3の両側に突出してリード線3の両側を支持する複数の凸部4aを有している。これら凸部4aは、一対のリード線3の間に配された細長い板状の主棒部4bからリード線3の延在方向に直交する方向であって一対のリード線3の対向方向と平行な方向に突出して形成されている。各凸部4aは、リード線3に沿って延在し、各リード線3の両側にそれぞれ互いに間隔を空けて並んで形成されている。また、リード線3の一方の側部に配された凸部4aとリード線3の他方の側部に配された凸部4aとは、リード線3の延在方向において交互に並んで配されている。すなわち、リード線3は、両側に配された2列の凸部4aの列間に嵌め込まれた状態とされている。

0017

また、支持棒部材4は、図4に示すように、一対のリード線3が嵌め込まれた一対の下溝部4cを上面に有した円柱半割状端部4dを、主棒部4bの一端に有している。
本実施形態のリード線封止電子部品1は、円柱半割状端部4dと、円柱半割状端部4d上に設置され一対のリード線3が嵌め込まれた一対の上溝部6aを下面に有した円柱半割状部材6と、円柱半割状端部4dと円柱半割状部材6とが圧入状態で嵌め込まれたリング部材7とを備えている。

0018

上記リング部材7は、樹脂成形部5、円柱半割状端部4d及び円柱半割状部材6よりも低い線膨張係数の材料で形成されている。例えば、樹脂成形部5、円柱半割状端部4d及び円柱半割状部材6が、線膨張係数が2.0×10−5/KのPA(ポリアミド樹脂)又はPP(ポリプロピレン)で形成され、リング部7が、線膨張係数が1.8×10−5/KのPPS(ポリフェニレンスルファイド)で形成されている。他に、リング部7の材料として、線膨張係数が低いPPS,PBTポリブチレンテレフタレート),PA等のガラスカーボンウイスカ等のフィラー入り材料若しくは金属材料が適用可能である。

0019

上記電子部品本体2は、チップ状のサーミスタ素子である。この電子部品本体2のサーミスタ素子の材料としては、NTC型PTC型、CTR型等のサーミスタ材料があるが、本実施形態では、例えばNTC型サーミスタを採用している。このサーミスタ材料は、Mn−Co−Cu系材料、Mn−Co−Fe系材料等のサーミスタ材料で形成されている。
特に、本実施形態のサーミスタ素子は、例えばMn−Co系複合金属酸化物(例えば、Mn3O4−Co3O4系複合金属酸化物)又は、Mn−Co系複合金属酸化物に、Ni、Fe、Cu、Alのうち少なくとも一種類の元素を含む複合金属酸化物(例えば、Mn3O4−Co3O4−Fe2O3系複合金属酸化物)からなるスピネル系複合金属酸化物膜を有したものである。

0020

また、サーミスタ素子の他の材料例としては、ペロブスカイト型酸化物を含有する金属酸化物焼結体であって、例えば一般式:La1−yCay(Cr1−xMnx)O3(0.0≦x≦1.0、0.0<y≦0.7)で示される複合酸化物を含む焼結体で構成されているものでもよい。なお、この焼結体に、さらに絶縁体材料として、例えばY2O3,ZrO2,MgO,Al2O3,CeO2を添加しても構わない。
また、サーミスタ素子の材料として、Mn,CoおよびFeの金属酸化物を含有するセラミックス焼結体、すなわちMn−Co−Fe系材料で形成されたものを採用しても構わない。
なお、この電子部品本体2は、リード線3の接続部分と共に、サーミスタ素子がガラス等の耐環境性コーティング層で覆われている。

0021

上記樹脂成形部5は、先端に形成され電子部品本体2を囲んで保護している環状先端部5dと、基端に形成された取付用ブラケット部5eとを有している。
一対のリード線3は、外部接続用のリード線である被覆された一対の外部接続線9に他端が接続されており、一対の外部接続線9は、先端側が樹脂製コネクタである接続線固定部材10に固定されている。
上記接続線固定部材10は、樹脂成形部5によって支持棒部材4の基端に固定されている。なお、接続線固定部材10は、リング部材7と同様の低線膨張係数の材料で形成されている。

0022

本実施形態のリード線封止電子部品1の製造方法は、電子部品本体2に一端が接続された一対のリード線3の周囲を射出成形により樹脂で覆ってリード線封止電子部品を製造する方法であって、樹脂で形成された支持棒部材4を、一対のリード線3の間にリード線3に沿って配する工程と、リード線3と支持棒部材4とを射出成形により樹脂で覆って樹脂成形部5を形成する工程とを有している。

0023

すなわち、リード線封止電子部品1の製造方法は、図5の(a)に示すように、電子部品本体2に接続されている一対のリード線3と接続線固定部材10に固定された外部接続線9とを接続したものを用意し、図5の(b)に示すように、支持棒部材4を、一対のリード線3の間にリード線3に沿って配する。このとき、円柱半割状端部4dの下溝部4cにリード線3を嵌めると共に、2列に並ぶ凸部4aの列間にリード線3を配して、リード線3の両側に凸部4aが当接するようにリード線3を延在させる。

0024

次に、図5の(c)に示すように、円柱半割状端部4d上に円柱半割状部材6を載置すると共に上溝部6aにリード線3を嵌めることで、円柱半割状端部4dと円柱半割状部材6とで一対のリード線3を挟んだ状態とする。この状態で、リード線3と外部接続線9との接続部も位置決めされ、保持される。
さらに、図5の(d)に示すように、円柱半割状端部4dと円柱半割状部材6とをリング部材7内に圧入して、リング部材7を支持棒部材4の先端に取り付けることで、一対のリード線3に周囲から圧力が加わって水密状態とされる。

0025

この状態で、射出成形金型にセットし、射出成形によりリード線3と支持棒部材4とを覆って樹脂封止することで樹脂成形部5を形成する。この際、リング部材7と接続線固定部材10とを射出成形金型で押さえて一体成形を行う。すなわち、リード線3は支持棒部材4に位置決めされ分離状態で保持されており、射出成形金型には直接接触していない。このようにして、図1及び図2に示すリード線封止電子部品1が作製される。

0026

このように本実施形態のリード線封止電子部品1では、一対のリード線3の間にリード線3に沿って延在した支持棒部材4が、リード線3の両側に突出してリード線3の両側を支持する複数の凸部4aを有しているので、インシュレータとして機能する支持棒部材4により一対のリード線3が互いの離間状態を保持されると共に複数の凸部4aによりリード線3が支持され、リード線3の変形等を防ぐことができる。

0027

特に、樹脂成形部5を射出成形によって形成する際、一対のリード線3が複数の凸部4aにより位置決め及び保持された状態であるため、金型による固定が不要であり、リード線3の変形や被覆の剥離等を防ぐことができる。また、高度な作業や精密な金型構成が不要になる。
なお、電子部品本体2が、サーミスタ素子であるので、環境耐性に優れ、安価で作製可能な温度センサとなる。

0028

また、円柱半割状端部4dと円柱半割状部材6とが圧入状態で嵌め込まれたリング部材7を備えているので、リング部材7が圧入状態を保持していることで、円柱半割状端部4d及び円柱半割状部材6とこれらに挟まれたリード線3との間からの水の浸入を抑制して、リード線3間の短絡を防ぐことができる。

0029

さらに、リング部材7が、円柱半割状端部4d及び円柱半割状部材6よりも低い線膨張係数の材料で形成されているので、低・高温時の広範囲な使用温度環境でも水密状態が保持され、熱膨張差による隙間が生じ難く、リード線3からの水分の侵入をさらに抑制することができる。例えば、環境温度が低温の場合は、リード線3周囲の線膨張係数が大きい円柱半割状端部4d及び円柱半割状部材6が収縮すると共に、低線膨張率のリング部材7への圧入による圧縮応力とで、リード線3が周囲から圧縮されて、水密性が向上する。また、環境温度が高温の場合は、リード線3周囲の線膨張係数が大きい円柱半割状端部4d及び円柱半割状部材6が膨張しても、低線膨張率のリング部材7により膨張が規制され、リード線3接触部の膨張も抑制され、水密性が維持される。

0030

また、本実施形態のリード線封止電子部品1の製造方法では、支持棒部材4が、リード線3の両側に突出してリード線3の両側を支持する複数の凸部4aを有しているので、樹脂成形部5を射出成形によって形成する際、入れ子部材とされた支持棒部材4の複数の凸部4aによって一対のリード線3が位置決め及び保持された状態となる。したがって、上述したように、射出成形時に金型による固定が不要であり、リード線3の変形や被覆の剥離等を防ぐことができる。また、射出成形時に簡単な工程でリード線3の保持ができ、熟練を要しないと共に精密な金型構成が不要になる。

0031

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、電子部品本体にサーミスタ素子に適用したが、他の電子部品本体としてICチップ、チップ状のRFID、抵抗コンデンサを採用した抵抗部品コンデンサ部品等としても構わない。

0032

1…樹脂封止型電子部品、2…電子部品本体、3…リード線、4…支持棒部材、4a…凸部、4c…下溝部、4d…円柱半割状端部、5…樹脂成形部、6…円柱半割状部材、6a…上溝部、7…リング部材

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