(57)【要約】【課題】基板（５０）と電子素子（２０）とを電気的に接続するリード（３０）を有する電子部品において、冷熱サイクルによるリード（３０）の伸縮量を抑制して、リード（３０）と基板（５０）との接続信頼性を向上させる。【解決手段】この電子部品は、電子素子（２０）と、該電子素子（２０）と基板（５０）とを機械的および電気的に接続するリード（３０）と、リード（３０）と基板（５０）とを電気的に接続する導電部材（４０）と、を有する。  リード（３０）は、電子素子（２０）と接続される基部（３１）と、基部（３１）から延びて形成された複数の延設部（３２）と、からなる。そして、この延設部（３２）の、延設方向に直交する断面おいて、延設部（３２）のそれぞれの断面積が、基部（３１）の断面積よりも小さくされている。延設部（３２）における基部（３１）と反対の端部は、導電部材（４０）を介して基板（５０）に接続される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子素子（２０）と、
該電子素子（２０）と基板（５０）とを機械的および電気的に接続するリード（３０）と、
前記リード（３０）と前記基板（５０）とを、電気的に接続する導電部材（４０）と、を有する電子部品であって、
前記リード（３０）は、前記電子素子（２０）と接続される基部（３１）と、前記基部（３１）から延びて形成された複数の延設部（３２）と、からなり、
前記延設部（３２）の延設方向に直交する断面おいて、前記延設部（３２）のそれぞれの断面積が、前記基部（３１）の断面積よりも小さくされ、
前記延設部（３２）における前記基部（３１）と反対の端部は、前記導電部材（４０）を介して前記基板（５０）に接続されることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
複数の前記延設部（３２）は、一方向に互いに並んで配置され、
前記延設方向の長さが、前記延設部（３２）の並設方向の幅よりも長い、長尺状となっていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記延設部（３２）は、前記延設方向と前記並設方向とに直交する厚さが、前記並設方向の幅よりも薄いことを特徴とする請求項２に記載の電子部品。
【請求項４】
複数の前記延設部（３２）は、前記延設方向において、それぞれの前記断面の断面積が、他の部分の前記断面よりも小さい縮幅部（３３）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項５】
前記導電部材（４０）は、前記延設部（３２）の数と同数形成され、
前記各延設部（３２）における前記基部（３１）と反対の端部が、それぞれに対応した前記導電部材（４０）を介して、前記基板（５０）に接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項６】
前記リード（３０）は、
前記延設部（３２）が、前記基部（３１）の同一面から延び、前記延設方向と直交する一方向に、所定の間隔をもって互いに並んで配置され、
前記延設方向の長さ、前記並設方向の幅、および、前記延設方向と前記並設方向に直交する厚さ、がそれぞれ所定寸法とされた櫛形状とされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を有する電子部品と、電子部品が実装される基板との接続信頼性を向上させることができる電極の形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品は、電子部品の素体（電子素子）から突出して設けられた電極（リード）と、はんだ等の導電部材と、を介して基板に実装される。リードおよび基板を構成する材料の線膨張係数に差があると、冷熱サイクルによりリードと基板との間にストレスがかかりクラックを生じる、あるいは断線する虞がある。
【０００３】
これを解決するために、特許文献１には、電極表面にスズ（Ｓｎ）を含む金属によるメッキ処理を施して、はんだ中のマイクロボイドを抑制し、クラックの発生を抑制する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示された方法では、冷熱サイクルによる電極の伸縮量自体を抑制することはできず、リードと基板の間にクラックを生じる可能性が残る。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、冷熱サイクルによるリードの伸縮量を抑制して、リードと基板との接続信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
電子素子（２０）と、
該電子素子（２０）と基板（５０）とを機械的および電気的に接続するリード（３０）と、
リード（３０）と基板（５０）とを電気的に接続する導電部材（４０）と、を有する電子部品であって、
リード（３０）は、電子素子（２０）と接続される基部（３１）と、基部（３１）から延びて形成された複数の延設部（３２）と、からなり、
延設部（３２）の延設方向に直交する断面において、延設部（３２）のそれぞれの断面積が、基部（３１）の断面積よりも小さくされ、
延設部（３２）における基部（３１）と反対の端部は、導電部材（４０）を介して基板に接続されることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、リード（３０）は、基部（３１）と複数の延設部（３２）とを有している。延設部（３２）は、同一の基部（３１）から延びて形成されている。そして、延設方向に直交する断面に関して、延設部（３２）のそれぞれの断面積は、基部（３１）よりも小さくなっている。このため、冷熱サイクル環境下において、延設方向に略垂直な方向における延設部（３２）の伸縮量を、基部（３１）に較べて小さくすることができる。これにより、延設部（３２）を有さない従来の構成に較べて、リード（３０）と基板（５０）との間の線膨張係数差に起因する熱応力を小さくすることができる。したがって、リード（３０）と基板（５０）との接続信頼性を向上させることができる。また、本発明に係る電子部品（１０）は、延設部（３２）を複数有している。延設部（３２）と基板（５０）との間の線膨張係数差に起因する熱応力は、延設部（３２）が一つの場合であっても、延設部（３２）の断面積を基部（３１）に較べて小さくすることにより緩和することが可能である。しかしながら、断面積が小さいが故に、リード（３０）の接続強度が低下する懸念がある。これに対して、本発明では、複数の延設部（３２）によりリード（３０）と基板（５０）とが接続されるため、上記したような接続強度の低下を抑制することができる。したがって、耐振動性・耐衝撃性を確保しつつ、熱応力を緩和することにより、リード（３０）と基板（５０）との接続信頼性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に記載のように、延設部（３２）は、一方向に互いに並んで配置され、延設方向の長さが、並設方向の幅よりも長い、長尺状となっていると効果的である。
【００１０】
これによれば、延設部（３２）において、並設方向の長さ（すなわち幅）よりも、延設方向の長さが長くなっている。すなわち、延設部（３２）は、並設方向に弾性変形しやすい形状になっている。このため、基部（３１）と基板（５０）の線膨張係数差により生じる基部（３１）および基板（５０）の伸縮量の差を、延設部（３２）の弾性変形により吸収することができる。すなわち、基部（３１）と基板（５０）の伸縮量の差に起因するリード（３０）と基板（５０）の間の応力を、延設部（３２）により緩和することができる。したがって、リード（３０）と基板（５０）との接続信頼性を向上させることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載のように、延設部（３２）は、延設方向と並設方向とに直交する厚さが、並設方向の幅よりも薄い構造とされてもよい。
【００１２】
これによれば、延設部（３２）が厚さ方向にも弾性変形しやすい。このため、リード（３０）と基板（５０）の間の応力のうち、厚さ方向の応力も、延設部（３２）により緩和することができる。したがって、リード（３０）と基板（５０）との接続信頼性を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載のように、複数の延設部（３２）は、延設方向において、それぞれの断面の断面積が、他の部分の断面よりも小さい縮幅部（３３）を有する構成が好ましい。
【００１４】
縮幅部（３３）は、延設部（３２）において、縮幅部（３３）を除く部分よりも細くなっている。縮幅部（３３）を有する延設部（３２）は、縮幅部（３３）のない延設部（３２）に較べて、延設方向に略垂直な方向に、より弾性的に変形しやすい。このため、リード（３０）と基板（５０）との間に働く応力を、延設部（３２）により緩和することができる。したがって、リード（３０）と基板（５０）との接続信頼性を向上させることができる。
【００１５】
請求項５に記載のように、導電部材（４０）は、延設部（３２）の数と同数形成され、各延設部（３２）における基部（３１）と反対の端部が、それぞれに対応した導電部材（４０）を介して、基板（５０）に接続されている構成であると好ましい。
【００１６】
これによれば、リード（３０）における複数の延設部（３２）が、それぞれ、別体とされた導電部材（４０）を介して基板に接続される。このため、隣り合う延設部（３２）における導電部材（４０）同士を互いに接触させにくくすることができる。これにより、冷熱サイクル環境下において、複数の延設部（３２）を共通の導電部材（４０）で基板（５０）に接続する構成に較べて、延設部（３２）と導電部材（４０）の線膨張係数差によって延設部（３２）と導電部材（４０）との間に働く応力を緩和することができる。これにより、導電部材（４０）に作用する応力を緩和することができ、クラックの発生を抑制することができる。したがって、リード（３０）と基板（５０）との接続信頼性を向上させることができる。
【００１７】
請求項６に記載のように、リード（３０）は、延設部（３２）が、基部（３１）の同一面から延び、延設方向と直交する一方向に、所定の間隔をもって互いに並んで配置され、延設方向の長さ、並設方向の幅、および、延設方向と並設方向に直交する厚さ、がそれぞれ所定寸法とされた櫛形状とすることができる。
【００１８】
このような構成は、上記したような作用効果を奏することができるとともに、製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る電子部品の概略構成を示す断面図である。
【図２】電子部品の概略構成を示す側面図である。
【図３】電子部品におけるリードの構成を示す斜視図である。
【図４】第２実施形態に係る電子部品における、リードの構成を示す斜視図である。
【図５】第３実施形態に係る電子部品における、リードの構成を示す斜視図である。
【図６】その他の実施形態に係る電子部品における、リードの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。
【００２１】
（第１実施形態）
最初に、図１および図２を参照して、本実施形態に係る電子部品の概略構成を説明する。なお、図１および図２では、電子部品１０が基板５０に実装された状態を示している。
【００２２】
図１に示すように、電子部品１０は、電子素子２０と、電子素子２０に一端が接続されたリード３０と、を有している。そして、リード３０は、導電部材４０（例えば、はんだ）を介して、基板５０に電気的に接続されている。
【００２３】
本実施形態では、電子素子２０として、例えば、インダクタ（コイル）を例に説明する。インダクタは、例えば、自動車のスイッチングレギュレータ等に用いられ、コイルに流れる電流に起因する磁場に、エネルギーを蓄積することができる。そして、エネルギーの蓄積と解放を制御することにより、入力電圧に対する出力電圧を制御することができるため、コンバータ等の電力変換装置に用いられる。
【００２４】
この電子素子２０は、銅などから形成された導線を巻回してなるコイル２１と、コイル２１を覆いつつ、コイル２１の両端が外部に露出するようにモールド成形された保護部２２から成る。そして、保護部２２から露出したコイル２１の両端に、それぞれリード３０が電気的に接続されている。なお、コイル２１の端部とリード３０との間の接続は、導電部材を介しても良いし、スポットウェルド等の溶接であっても良い。
【００２５】
リード３０は、図２に示すように、コイル２１の端部と電気的に接続される基部３１と、基部３１から延びる複数の延設部３２から成る。なお、本実施形態では、リード３０が延設部３２を３つ（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）有する例を示す。リード３０は、本発明の特徴部分であり、後に詳述する。
【００２６】
そして、延設部３２のうち、基部３１と反対の端部が、導電部材４０（本実施形態では、はんだ）を介して、金属のランド等が形成された基板５０に電気的に接続される。すなわち、電子素子２０が、導電部材４０を介して、基板５０と電気的に接続されている。なお、導電部材４０は、延設部３２の数（本実施形態では３つ）と同数形成され、延設部３２ａ，３２ｂ，３２ｃごとに、延設部３２と基板５０との間に介在している。
【００２７】
次に、図３を参照して、本発明の特徴部分であるリード３０について詳しく説明する。
【００２８】
本実施形態におけるリード３０は、基部３１と、基部３１から延びて形成された３つの延設部３２ａ，３２ｂ，３２ｃから成る。本実施形態において、基部３１は略直方体であり、基部３１の一面３１ａから３つの延設部３２ａ，３２ｂ，３２ｃが同一方向（延設方向）に延びている。延設部３２は、一面３１ａに等間隔に並んで配置（並設）されている。すなわち、基部３１の同一面から、延設方向と略直交する方向に、３つの延設部３２ａ，３２ｂ，３２ｃが延びている。この延設部３２も略直方体であり、延設方向の長さＨと、並設方向の幅Ｌと、延設方向および並設方向に直交する厚さＤを有する。本実施形態では、３つの延設部３２ａ，３２ｂ，３２ｃの長さ、幅、厚さが、それぞれ略同一の寸法とされ、リード３０全体として櫛形状となっている。なお、本実施形態では、延設部３２の長さ、幅、厚さが、Ｄ＜Ｌ＜Ｈのような関係にあり、各延設部３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、延設方向に長い長尺状を呈している。上記した構成では、延設部３２の延設方向に略垂直な断面において、各延設部３２ａ，３２ｂ，３２ｃの断面積（図３中、それぞれＳａ，Ｓｂ，Ｓｃと示す）は、基部３１の断面積（図３中、Ｓと示す）よりも小さくなっている。
【００２９】
次に、本実施形態に係る電子部品１０の作用効果について説明する。
【００３０】
本実施形態では、延設部３２における延設方向に略垂直な断面の断面積Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃが、基部３１の断面積Ｓよりも小さくなっている。このため、冷熱サイクル環境下において、延設方向に略垂直な方向における延設部３２の伸縮量を、基部３１に較べて小さくすることができる。より具体的には、延設部３２における並設方向の長さＬが、基部３１における並設方向の長さ（図３中、Ｒと示す）よりも小さくされている。これにより、延設部３２の並設方向の伸縮量を、基部３１の伸縮量よりも小さくすることができる。したがって、並設方向において、延設部３２、ひいてはリード３０と、基板５０との間の、線膨張係数差に起因する熱応力を小さくすることができる。これにより、リード３０と基板５０との間のクラック発生を抑制でき、接続信頼性を向上することができる。
【００３１】
また、本実施形態において、延設部３２は、長さＨが幅Ｌ、あるいは厚さＤよりも長い（Ｌ＜ＨあるいはＤ＜Ｈ）長尺状とされている。このため、延設部３２は、延設方向に略垂直な方向に弾性変形しやすい。これにより、基部３１と基板５０の線膨張係数差による、基部３１および基板５０の伸縮量の差を、延設部３２により吸収することができる。すなわち、基部３１と基板５０の伸縮量の差に起因するリード３０と基板５０の間の応力を、延設部３２により緩和することができる。
【００３２】
とくに、本実施形態では、延設部３２の幅Ｌが厚さＤよりも長くなっている（Ｄ＜Ｌ）。このため、延設部３２は、とくに、厚さ方向に弾性変形しやすい。すなわち、厚さ方向において、基部３１および基板５０の伸縮量の差を、延設部３２により吸収することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、導電部材４０が、延設部３２の数（本実施形態では３つ）と同数形成され、延設部３２ａ，３２ｂ，３２ｃごとに、延設部３２と基板５０との間に介在している。すなわち、隣り合う導電部材４０同士が互いに接触していない。このため、隣り合う導電部材４０が、冷熱サイクルによる互いの伸縮の影響を受けない。これにより、隣り合う導電部材４０が互いに接触して一体とされている構成に較べて、導電部材４０により基板５０に固定されるリード３０（延設部３２）の変形の自由度を、向上させることができる。したがって、リード３０と導電部材４０との間の応力を緩和することができる。
【００３４】
（第２実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した電子部品１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００３５】
第１実施形態では、延設部３２が略直方体とされた例を示した。これに対して、本実施形態では、延設部３２が、延設方向に略垂直な断面の断面積が他の断面よりも小さい縮幅部３３を有する例を示す。なお、本実施形態では、図４に示すように、延設方向において、延設部３２の中ほどが細くなっている、すなわち、延設部３２がくびれを有する構成を例示する。
【００３６】
図４に示すように、延設方向において、延設部３２が、延設部３２の中ほどに縮幅部３３を有している。この縮幅部３３は、幅が、延設部３２における他の部分の幅Ｌよりも小さく、厚さが、延設部３２における他の部分の厚さＤよりも小さくされている。このため、本実施形態における延設部３２は、第１実施形態のようにくびれを有さない延設部３２に較べて、延設方向に略垂直な方向に弾性変形しやすい。したがって、リード３０と基板５０の間に働く応力を、延設部３２により緩和することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、延設部３２が、延設部３２の中ほどに縮幅部３３を有する構成を例に示したが、上記例に限定されるものではない。すなわち、縮幅部３３は、延設部３２における基部３１側の端部に在っても良いし、基部３１と反対の端部（基板５０側）に在っても良い。
【００３８】
また、本実施形態では、縮幅部３３の幅が、延設部３２における他の部分の幅Ｌよりも小さい、且つ、縮幅部３３の厚さが、延設部３２における他の部分の厚さＤよりも小さい例を示したが、上記例に限定されない。すなわち、幅と厚さのいずれか一方が、延設部３２における他の部分の幅Ｌおよび厚さＤよりも小さい構成としてもよい。例えば、延設部３２の並設方向に弾性変形しやすい構成とするために、縮幅部３３の厚さを、延設部３２における他の部分の厚さＤと同一としつつ、縮幅部３３の幅のみを、延設部３２における他の部分の幅Ｌより小さくしてもよい。また、延設部３２の厚さ方向に弾性変形しやすい構成とするために、縮幅部３３の幅を延設部３２における他の部分の幅Ｌと同一としつつ、縮幅部３３の厚さのみを、延設部３２における他の部分の厚さＤより小さくしてもよい。
【００３９】
（第３実施形態）
延設部３２は、上記した第２実施形態に例示した縮幅部３３に換えて、より弾性変形しやすい弾性部３４を有していてもよい。
【００４０】
本実施形態では、図５に示すように、延設部３２の一部が屈曲形状とされた弾性部３４を有する。本実施形態における弾性部３４は、延設部３２の厚さ方向に略垂直な断面が曲率をもった屈曲形状とされている。これにより、延設部３２の延設方向において、基部３１と基板５０との伸縮量の差によって生じる応力を、延設部３２（弾性部３４）により緩和することができる。
【００４１】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００４２】
上記した各実施形態では、リード３０を構成する基部３１および延設部３２が略直方体である例を示した。しかしながら、上記例に限定されるものではない。基部３１は、コイル２１の露出した端部に電気的に接続可能な形状であり、延設部３２が接続されうる面を有する形状であればよい。また、延設部３２に関しても、上記例のような略直方体に限定されるものではなく、例えば、円柱状であってもよい。
【００４３】
また、上記した各実施形態では、延設部３２が互いに同一の寸法を以って、互いに所定の間隔で並んで配置され、リード３０として櫛形状とされた例を示した。しかしながら、上記例に限定されるものではない。すなわち、延設部３２は、任意の異なる間隔で配置してもよいし、互いに異なる寸法で形成されてもよい。
【００４４】
また、第１実施形態では、延設部３２の長さＨ、幅Ｌ、および、厚さＤが、Ｄ＜Ｌ＜Ｈの関係を満たす例を示した。しかしながら、この例に限定されるものではない。延設部３２の延設方向に直交する断面において、延設部３２のそれぞれの断面積が、基部３１の断面積よりも小さくされていれば、Ｄ＜Ｌ＜Ｈなる大小関係に限定されるものではない。
【００４５】
また、上記した各実施形態では、延設部３２が基部３１の同一の一面３１ａから延びて形成される例を示した。しかしながら、上記例に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、延設部３２は、基部３１の任意の面から延びて形成されても良い。図６に示す実施形態では、延設部３２が、一面３１ａのほかに、一面３１ａに略垂直な２つの面３１ｂ，３１ｃから延びて形成されている。
【００４６】
また、第３実施形態では、弾性部３４として、曲率をもった屈曲形状を採用する例を示したが、上記例に限定されるものではない。例えば、ジグザグ状の部材を用いることもできるし、螺旋形状としてもよい。すなわち、バネ変形可能な形状とされていればよい。
【００４７】
また、上記した各実施形態では、延設部３２が３つである例を示したが、延設部３２の数は３つに限定されるものではない。延設部３２の数は、電子素子２０の発熱量、リード３０と基板５０との間の接続強度、リード３０を流れる電流の許容量などを鑑みて、２つ以上の任意の数に設定することができる。
【００４８】
また、上記した各実施形態では、リード３０とコイル２１とが別体の部材として、互いに接続される例を示した。しかしながら、上記例に限定されるものではない。例えば、保護部２２から露出したコイル２１の端部を基部３１とみなし、この基部３１から延設部３２が延びる構成、すなわち、リード３０とコイル２１とが一体となった構成であってもよい。
【００４９】
また、上記した各実施形態では、電子素子２０として、インダクタを例に示したが、基板５０と電気的に接続される電極を有する電子素子であれば、本発明は、いかなる電子素子２０にも適用することができる。
【００５０】
また、上記した各実施形態では、導電部材４０として、はんだを用いる例を示したが、これに限定されるものではなく、導電部材４０として、銀ペースト等の導電性接着剤を用いることもできる。
【００５１】
また、上記した各実施形態では、電子部品１０が外部に露出しつつ、導電部材４０を介して基板５０上に配置される例を示したが、電子部品１０、導電部材４０、および、基板５０は、電子部品の保護のために、樹脂等でモールドされてもよい。なお、本発明を適用することにより、冷熱サイクルによるリードの伸縮の絶対量を小さくできるため、リードの伸縮に起因するモールド樹脂剥がれやクラックを抑制することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０・・・電子部品
２０・・・電子素子
２１・・・コイル
２２・・・保護部
３０・・・リード
３１・・・基部
３２・・・延設部
４０・・・導電部材
５０・・・基板
【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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