JP3883648B2 - 樹脂封止電気部品 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属電極板が封止樹脂から突出して設けられた樹脂封止電気部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、比較的小容量のコンデンサ素子を複数個並列に接続することによって、比較的大容量のコンデンサを容易かつ安定に製造することが行われている。しかしこのようなコンデンサでは電流流路が長くなるため、コンデンサ素子が有する素子インダクタンスや、コンデンサ素子の電極端面から外部接続端子までの端子インダクタンスが無視できないものとなる。そこで、例えばスナバコンデンサ等のように低インダクタンス化が要求されるコンデンサの場合には、本出願人が特願平８−１０１７８９号で提案したように、相隣接するコンデンサ素子同士で内部を流れる電流が互いに逆方向となるようにして素子インダクタンスの低減を図る一方、コンデンサ素子の電極端面と外部接続端子との距離を短くするとともに相隣接する電流流路を流れる電流が互いに逆方向となるようにして、端子インダクタンスの低減を図っている。
【０００３】
ところで低インダクタンス化が要求される上記のようなコンデンサでは、相異なる極性を有する２つの外部接続端子についても、端子インダクタンスを低減させるためにできる限り近接して配置するようにしている。図６は、このような従来の低インダクタンスコンデンサを示す平面図である。２つの外部接続端子４０、４０は平板状に成され、近接して相対向するよう配置されている。そして近接する両外部接続端子４０、４０の間には、絶縁用のガラスエポキシ板４１を挟装するようにしている。また上記のように外部接続端子４０、４０等がきわめて近接して配置されるので、絶縁油や絶縁ガスを封入するのではなく、複数のコンデンサ素子（図示せず）を樹脂４３によって封止する構造を採用し、これによって絶縁耐力を確保するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の樹脂封止された低インダクタンスコンデンサでは、上記外部接続端子４０は銅板で形成され、また封止樹脂４３はエポキシ樹脂である。ところがこのような低インダクタンスコンデンサでは、封止樹脂４３の熱収縮率が外部接続端子４０の熱収縮率よりもひと桁ほど大きいため、コンデンサ素子（図示せず）と外部接続端子４０とを封止樹脂４３で覆って熱硬化させる際、封止樹脂４３にクラックが発生することがある。
【０００５】
図７は、図６のＡ部を拡大して示す部分拡大平面図である。上記外部接続端子４０は、その一部分を封止樹脂４３内に埋入させる一方、他の部分を封止樹脂４３の外部に突出させ、さらにガラスエポキシ板４１が、外部接続端子４０の対向面４５に沿って配置されている。このような状態で封止樹脂４３の熱硬化を行うと、この封止樹脂４３には、冷却過程において、外部接続端子４０の側端面４６に沿って収縮しようとする力と、その外側面４４に沿って収縮しようとする力とが働く。そしてその結果、封止樹脂４３の表面には、側端面４６と外側面４４との間に形成されるコーナ部から斜めにクラック４２が発生することとなる。封止樹脂４３の表面にこのようなクラック４２が発生すると、このクラック４２を通じて部品の内部に外気や湿気が侵入し、これによって低インダクタンスコンデンサの性能が低下してしまうという問題があった。また樹脂封止時にはクラック４２の発生には至らない場合でも、使用時の温度サイクルによって上記同様の理由により同様のクラック４２が発生することもある。
【０００６】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、樹脂封止過程あるいはその後の使用状態において熱応力に起因して封止樹脂の表面にクラックが発生するのを防止することが可能な樹脂封止電気部品を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の樹脂封止電気部品は、電気部品１１と、相対向するように近接して配置される２つの金属電極板１２、１３とを樹脂封止するとともに、上記金属電極板１２、１３の外部接続端子１、２を封止樹脂１５から外部に突出させて成る樹脂封止電気部品において、上記外部接続端子１、２のうち、封止樹脂１内に埋入された部分から少なくとも封止樹脂１５の表面に位置する部分にかけて、合成樹脂板２１を、これら２つの外部接続端子１、２の間に挟装し、上記合成樹脂板２１の両側面に凹部２２、２３を形成し、上記外部接続端子１、２を、上記合成樹脂板２１の凹部２２、２３内に、その両側から嵌入させ、上記外部接続端子１、２のコーナ部が封止樹脂１５に対して露出しないようにしたことを特徴としている。
【０００８】
ここで上記合成樹脂材２１としては、封止樹脂１５の熱硬化温度で十分な伸縮性を有しているか、封止樹脂１５に対する接着強度が外部接続端子１、２と封止樹脂１５との接着強度よりも大きいか、またはその熱収縮率と封止樹脂１５の熱収縮率との差が外部接続端子１、２と封止樹脂１５との熱収縮率の差よりも小さいか、これらのうちいずれかの条件を満たすものを用いることができる。
【０００９】
上記請求項１の樹脂封止電気部品では、合成樹脂板２１を、２つの外部接続端子１、２の間に挟装し、上記合成樹脂板２１の両側面に凹部２２、２３を形成し、上記外部接続端子１、２を、上記合成樹脂板２１の凹部２２、２３内に、その両側から嵌入させ、上記外部接続端子１、２のコーナ部が封止樹脂１５に対して露出しないようにしている。従ってこのような部分では、金属電極板１２、１３のコーナ部近傍の封止樹脂１５に熱収縮による応力が集中することは回避され、外部接続端子１、２のコーナ部近傍からのクラックの発生を防止することが可能となる。また合成樹脂板２１のコーナ部が封止樹脂１５内に存することとなっても、合成樹脂板２１は伸縮性を有するためそのコーナ部近傍の封止樹脂１５に生じる応力は吸収され、または合成樹脂板２１と封止樹脂１５との間には大きな接着強度が存するため合成樹脂板２１からの封止樹脂１５の剥離は抑制され、あるいは合成樹脂板２１と封止樹脂１５との間の熱収縮率の差は小さいため合成樹脂板２１のコーナ部近傍の封止樹脂１５に生じる応力は著しく低減される。従って合成樹脂板２１のコーナ部近傍の封止樹脂１５にクラックが生じることは回避され、これによって封止樹脂１５の表面にクラックが発生するのを防止することが可能となる。また、上記樹脂封止電気部品のように合成樹脂板２１を上記電極板１２、１３の間に挟装することにより、その実施を容易とし、コストダウンを図ることが可能となる。
【００１０】
また請求項２の樹脂封止電気部品のように金属電極板１２、１３として銅金属製のものを用い、封止樹脂１５としてエポキシ樹脂を用いた場合には、上記合成樹脂板２１としてガラスエポキシ樹脂から成るものを用いれば、その実施に好適である。
【００１１】
さらに請求項３の樹脂封止電気部品は、上記電気部品１１はコンデンサであることを特徴としている。この請求項３の樹脂封止電気部品では、樹脂封止された低インダクタンスコンデンサ等について、封止樹脂１５の表面にクラックが発生するのを防止することが可能となる。
【００１２】
請求項４の樹脂封止電気部品は、上記合成樹脂板２１は、上記封止樹脂１５の熱硬化温度で固形状であることを特徴とし、また請求項５の樹脂封止電気部品は、上記合成樹脂板２１の樹脂は、上記封止樹脂１５と同じ樹脂であることを特徴としている。これら請求項４又は請求項５の樹脂封止電気部品では、実施に好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の樹脂封止電気部品の具体的な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図２は、上記樹脂封止電気部品のひとつである低インダクタンスコンデンサを示す透過斜視図である。この低インダクタンスコンデンサは、両端に電極引出部１４を有する概略円柱状のコンデンサ素子１１を上下に３段積層して１列とし、これを４列並設して形成されている。電極板１２、１３は、切断した銅板を概略コ字状に折曲して形成されたものである。これらの両電極板１２、１３は互いに同様の構成となっていて、外部接続端子１、２、銅板電極５、６、端子接続板３、４、及び接続片１６から成っている。そしてこのような電極板１２、１３の銅板電極５、６をコンデンサ素子１１の１列目と２列目との間、及び３列目と４列目との間に挿入するように配置し、上記接続片１６・・を折曲してこれを各コンデンサ素子１１の電極引出部１４に接続する。また上記端子接続板３、４は２列目及び３列目のコンデンサ素子１１の上方に配置し、この端子接続板３、４からさらに上方に突出する平板状の外部接続端子１、２を、互いに近接して対向するよう配置する。そして上記のように構成された全体を、エポキシ樹脂１５で封止している。ところで上記のように電極板１２、１３は切断した銅板を折曲して形成したものであるから、図４に示すように外部接続端子１、２の外側面８と側端面７との間、及び側端面７と対向面９との間には、コーナ部が形成されている。
【００１５】
一方、上記外部接続端子１、２の間には、絶縁用のガラスエポキシ板２１が挟装される。図３は、このガラスエポキシ板２１を示し、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は正面図であり、同図（ｃ）は側面図である。同図に示すように上記ガラスエポキシ板２１には、その両側面に、上記電極板１２、１３の外部接続端子１、２と略同幅の凹部２２、２３が形成されている。そしてこの凹部２２、２３の深さは、上記電極板１２、１３を構成する銅板の厚さと略同じである。
【００１６】
図１は、上記ガラスエポキシ板２１を挟装した外部接続端子１、２の近傍を拡大して示し、同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）は平面図であり、同図（ｃ）は側面図である。同図に示すように、上記ガラスエポキシ板２１は、その両凹部２２、２３に外部接続端子１、２を両側から嵌入させ、そしてその下端部を封止樹脂１５内に埋入させる一方、その上端部を上記外部接続端子１、２の上端よりも上方に突出させている。また上記凹部２２、２３の深さが外部接続端子１、２の厚さと略等しいものとなっているから、ガラスエポキシ板２１を外部接続端子１、２の間に挟装した同図に示す状態では、外部接続端子１、２の外側面８と、ガラスエポキシ板２１両端部の外側面２４とが、略連接するようになっている。すなわち、上記ガラスエポキシ板２１を設けた部分においては、外部接続端子１、２の対向面９と側端面７との間に形成されるコーナ部も、その側端面７と外側面８との間に形成されるコーナ部も、封止樹脂１５に対しては露出して存しないということである。
【００１７】
上記低インダクタンスコンデンサでは、銅板製の電極板１２、１３のうち封止樹脂１５の表面から封止樹脂１５に埋入されたその近傍において、上記電極板１２、１３のコーナ部が封止樹脂１５に対して露出して存していない。従ってこの部分では、冷却過程において、電極板１２、１３のコーナ部近傍において封止樹脂１５に熱収縮による応力が集中するという事態は回避される。一方、ガラスエポキシ板２１は、エポキシ樹脂から成る封止樹脂１５の熱硬化温度でも、固形状を維持し得るものである。またガラスエポキシ板２１は、エポキシ樹脂の熱硬化温度で銅製の電極板１２、１３に比して大きな伸縮性を有するとともに、電極板１２、１３と封止樹脂１５との間の接着強度よりも十分に大きな接着強度を封止樹脂１５との間に有している。従ってガラスエポキシ板２１の端部のコーナ部が封止樹脂１５に対して露出して存したとしても、ガラスエポキシ板２１のコーナ部近傍において封止樹脂１５に生じる応力はその伸縮性によって吸収され、またガラスエポキシ板２１と封止樹脂１５との間の大きな接着強度によってガラスエポキシ板２１からの封止樹脂１５の剥離が抑制される。従ってガラスエポキシ板２１端部のコーナ部近傍にクラックが発生するのは防止される。しかもガラスエポキシ板２１と封止樹脂１５との間の熱収縮率の差は小さいので、もともと熱収縮によって生じ得る応力も小さく、従って上記クラックの発生は確実に防止される。また封止樹脂１５の表面近傍において電極板１２、１３のコーナ部を封止樹脂１５に対して露出させないようにすることは、従来用いられてきた絶縁用のガラスエポキシ板２１の形状を変更することによって行っている。従って簡易な構成によってクラックの発生を防止することができる。
【００１８】
以上にこの発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。上記では、ガラスエポキシ板２１の形状を、その端部の外側面２４と外部接続端子１、２の外側面８とが連接されるようなものとしたが、図５（ａ）に示すようにガラスエポキシ板２１端部の外側面２４が外部接続端子１、２の外側面８から側方に突出しているような形状としてもよいし、また同図（ｂ）に示すようにガラスエポキシ板２１が外部接続端子１、２の端部を覆うような形状としてもよい。さらに、電極板１２、１３のコーナ部からその周面に沿ってガラスエポキシ板２１を配置することによって、電極板１２、１３のコーナ部が封止樹脂１５に対して露出しないようにできるのであれば、ガラスエポキシ板２１は他の異なる種々の形状としてもよいし、また絶縁用のガラスエポキシ板２１とは別のガラスエポキシ材を配置するなどしてもよい。例えば金属電極板１２、１３の外側面８に沿ってコーナ部からガラスエポキシ材を配置してもよいし、両側端面７、７にコーナ部からガラスエポキシ材を配置してもよい。さらにガラスエポキシ材を用いる他に、エポキシ樹脂材等を用いてもよい。また、樹脂封止される電気部品がコンデンサ素子１１でない場合であっても、本発明を適用してその優れた効果を得ることができる。
【００１９】
【実施例】
図３に示すガラスエポキシ板を設けたもの（試料）と従来例について、低温放置試験（−２０℃で４８時間、−４０℃で２００時間）及び冷熱サイクル試験（−２０〜８５℃を６０サイクル、−４０〜８５℃を４０サイクル）を行った。結果を表１に示す。試料として用いた低インダクタンスコンデンサは、エポキシ樹脂によって樹脂封止し、銅板によって電極板を形成したものであって、定格電圧は２７５０ＶＤＣ、容量は１００μＦである。
【００２０】
【表１】
【００２１】
上記表１に示すように、本発明を適用していない従来例の低インダクタンスコンデンサですべてクラックが発生したのに対し、本発明を適用した低インダクタンスコンデンサでは、クラックの発生が見られなかった。
【００２２】
【発明の効果】
上記請求項１〜請求項５のいずれかの樹脂封止電気部品によれば、封止樹脂の表面に熱応力に起因するクラックが発生するのを確実に防止でき、このクラックから部品内部に外気や湿気等が侵入して部品性能が低下するのを防止することが可能となる。特に請求項３の樹脂封止電気部品では、樹脂封止されたコンデンサについて上記クラックの発生を防止し、外部からの外気や湿気等が侵入することによるコンデンサ性能の低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の樹脂封止電気部品の一実施形態である低インダクタンスコンデンサについて、
その外部接続端子近傍を拡大して示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図２】 上記低インダクタンスコンデンサを示す透過斜視図である。
【図３】 上記低インダクタンスコンデンサに備えられたガラスエポキシ板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図４】上記低インダクタンスコンデンサに備えられた電極板について、その外部接続端子近傍を示す斜視図である。
【図５】 上記ガラスエポキシ板の変更例を示す部分平面図である。
【図６】 従来例の低インダクタンスコンデンサを示す平面図である。
【図７】 従来例の低インダクタンスコンデンサの部分拡大平面図である。
【符号の説明】
７ 側端面
９ 対向面
１１ コンデンサ素子
１２ 電極板
１３ 電極板
１５ 封止樹脂
２１ ガラスエポキシ板

Claims (5)

1. 電気部品（１１）と、相対向するように近接して配置される２つの金属電極板（１２）（１３）とを樹脂封止するとともに、上記金属電極板（１２）（１３）の外部接続端子（１）（２）を封止樹脂（１５）から外部に突出させて成る樹脂封止電気部品において、上記外部接続端子（１）（２）のうち、封止樹脂（１５）内に埋入された部分から少なくとも封止樹脂（１５）の表面に位置する部分にかけて、合成樹脂板（２１）を、これら２つの外部接続端子（１）（２）の間に挟装し、上記合成樹脂板（２１）の両側面に凹部（２２）（２３）を形成し、上記外部接続端子（１）（２）を、上記合成樹脂板（２１）の凹部 ( ２２ )( ２３ ) 内に、その両側から嵌入させ、上記外部接続端子（１）（２）のコーナ部が封止樹脂（１５）に対して露出しないようにしたことを特徴とする樹脂封止電気部品。
2. 上記金属電極板（１２）（１３）は銅金属製であり、また封止樹脂（１５）はエポキシ樹脂であって、上記合成樹脂板（２１）はガラスエポキシ樹脂から成ることを特徴とする請求項１の樹脂封止電気部品。
3. 上記電気部品（１１）はコンデンサであることを特徴とする請求項１又は請求項２の樹脂封止電気部品。
4. 上記合成樹脂板（２１）は、上記封止樹脂（１５）の熱硬化温度で固形状であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの樹脂封止電気部品。
5. 上記合成樹脂板（２１）の樹脂は、上記封止樹脂（１５）と同じ樹脂であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの樹脂封止電気部品。