JP2008131005A - 端子を備えた電気・電子部品の構成体とその構成体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端子と構成体の基体との気密性を向上させた端子を備えた電気・電子部品の構成体とその構成体の製造方法の提供。
【解決手段】電気・電子部品を構成するための構成体であって、長手方向に延びた形状をし、外周面に表面処理が施された金属製の端子３５と、平板部と、この平板部に１以上立設され、前記端子の外周部に対して所定量大きい寸法の内周部が形成されている凸状部とからなり、前記内周部の面に表面処理が施された金属製の基体３０と、前記金属製の端子３５と前記金属製の基体３０との間に射出され、前記金属製の端子３５と前記金属製の基体３０とを接合して一体化するための熱可塑性樹脂組成物４０とからなることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、端子を備えた電気・電子部品の構成体とその構成体の製造方法に関する。さらに詳しくは、端子と構成体の基体とを、気密性高く接合させることができる端子を備えた電気・電子部品の構成体とその構成体の製造方法に関する。

一般に、電解コンデンサ等電気・電子部品は、内部から気体、液体等の漏洩、または、内部に性能を低下させる物質の侵入が発生する可能性があるため、この漏洩等を防止するために従来から種々の対策が施されている。また、最近は、電気・電子部品の小型大容量化を図ることが要望されている。

例えば、電解コンデンサは、コンデンサ素子を、アルミニウムや硬質樹脂などで構成したケース内に密封したものであり、コンデンサ素子は、両極の電極箔にそれぞれ電極引き出し手段であるリード端子を接続し、両極の電極箔を、セパレータを介して巻回することによって形成したものである。そして、ケースの開口部は、コンデンサ素子を格納したうえで封口体によって封止し、リード端子は、この封口体に形成した貫通孔を貫通させて外部に突出させることによって引き出している。

このような電解コンデンサでは、従来、リード端子が貫通する封口体を、ゴム等弾性体で構成することによってリード端子との密閉性を保持するようにしていた。しかしながら、封口体にゴムを使用した場合、ゴムは長期間の使用により次第に特性が劣化していく。すなわち、コンデンサ素子に含有される電解液が外部に散出したり、外部から電解コンデンサの特性を劣化させる物質の侵入を防止することが困難となるおそれがあり、電解コンデンサの特性を低下させ、寿命を短縮させてしまうという問題があった。また、ゴムは密閉性を発揮するためには、ある程度の厚みが必要であり、電解コンデンサの小型化には適していない。

このような問題を防止するために、金属材料製の封口体とすることが考えられるが、金属材料製の封口体を使用した場合、封口体を貫通するリード端子との間で、絶縁性を持たせるとともに気密性を保持するための構成を必要とする。

例えば、封口体の穴と端子との間に、筒状弾性絶縁部材を配置した構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、封口板（封口体）と内部リードとの間を、リン酸系ガラスを用いて密閉封止を行うアルミ電解コンデンサも知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、金属蓋体と金属ピン端子との間に低融点ガラスを封入充填することにより気密性を高めたコンデンサ用気密端子も知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開平１０−２５６１０２号公報 特開平０９−１２９５１７号公報 特開平１１−２８８８５４号公報

しかしながら、前述の特許文献で示した従来の技術は、ゴム製のものに比べ、気密性の向上が図れるものではあるが、まだ多くの課題を有し改良の余地のあるものであった。すなわち、特許文献１は、封口板とリード線と間に弾性絶縁部材を介在させたものであり、構造が簡素でなく、組み付けも容易でなかった。また、弾性絶縁部材が経時変化するおそれがまだ残っているものであった。

特許文献２，３の技術は、リン酸系ガラス、低融点ガラスを用いて密閉するものであり、ゴムのような経時変化は生じないが、製造コストが高く、使用環境が厳しい宇宙航空分野、先端科学分野などに採用されることが多いものであった。すなわち、一般の電子部品としては、生産が容易でなく、生産効率の低下、製造コストの上昇を招くおそれがあるという問題がある。そこで、電気・電子部品の小型大容量化が図れ、生産効率の優れた端子を備えた電気・電子部品の構造体及びその構造体の製造方法の開発が要望されていた。
一方、本出願人は、アルミニウム合金に対し、ポリブチレンテレフタレート樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂を、射出成形の技術を利用してアルミニウム等の金属に接合させる技術を開発し、その技術を特開２００３−１０３５６３号公報、特開２００５−３４２８９５号公報、特開２００５−１１９２３７号公報などに開示している。そして、この技術が、各種機器、各種部品の製造等いろいろな分野で活用されることが期待されている。

本発明は、このような従来の技術の問題点を解決するために開発されたものであり、次の目的を達成する。

本発明の目的は、端子と構成体の基体との気密性を向上させた端子を備えた電気・電子部品の構成体とその構成体の製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、生産性を向上させた端子を備えた電気・電子部品の構成体とその構成体の製造方法を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明１の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体は、
電気・電子部品を構成するための構成体であって、長手方向に延びた形状をし、外周部の面に表面処理が施された金属製の端子と、平板部と、この平板部に１以上立設され、前記端子の外周部に対して所定量大きい寸法の内周部が形成されている凸状部とからなり、前記内周部の面に表面処理が施された金属製の基体と、前記金属製の端子と前記金属製の基体が射出成形用の金型にインサートされた後、前記金属製の端子の前記外周部と前記金属製の基体の前記内周部との間に形成されたキャビティ内に射出され、前記金属製の端子及び前記金属製の基体と接合して一体化させるための熱可塑性樹脂組成物とからなることを特徴とする。

本発明２の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体は、本発明１において、
前記金属製の端子は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製のものであり、前記表面処理は、アンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬する処理を含むものであることを特徴とする。

本発明３の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体は、本発明１において、
前記金属製の端子は、銅または銅合金製のものであり、前記表面処理は、表面を化学エッチングする処理を含むものであることを特徴とする。

本発明４の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体は、本発明１において、
前記金属製の端子は、前記金属製の基体に２つ設けられているものであり、一方の前記金属製の端子は、アンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬する表面処理がされたアルミニウムまたはアルミニウム合金製のものであり、他方の前記金属製の端子は、表面を化学エッチングする表面処理がされた銅または銅合金製のものであることを特徴とする。

本発明５の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体は、本発明３または４において、
前記銅または銅合金製の端子は、表面をセラミックス層で覆ったものであることを特徴とする。

本発明６の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体は、本発明１から４において、
前記熱可塑性樹脂組成物は、ポリブチレンテフレタレート樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂を主成分とする樹脂組成物であることを特徴とする。

本発明７の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体は、本発明６において、
前記熱可塑性樹脂組成物は、前記樹脂組成物に機械的性質改善のための繊維フィラー及び／または粉末型フィラーが加えられているものであることを特徴とする。

本発明８の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体は、本発明１から４において、
前記金属製の基体は、平板状の素材に絞り加工を行って凸状部を形成した後、前記凸状部の先端を削除して形成したものであることを特徴とする。

本発明９の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体は、本発明１から４において、
前記電気・電子部品は、コンデンサであり、前記基体は、前記コンデンサの蓋体であることを特徴とする。

本発明１０の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体の製造方法は、
金属製の平板を絞り加工し、前記平板から突出するとともに端子の外径より所定量大きい寸法の内周部を有するＵ字状部が、１以上、形成された金属製の基体を加工する第１の工程と、前記Ｕ字状部の先端を削除し、前記内周部を貫通穴とする第２の工程と、前記端子の外周部、及び、前記基体の前記内周部に表面処理を施す第３の工程と、金型内に前記基体及び前記端子をインサートする第４の工程と、前記金型に形成されたキャビティ内に熱可塑性樹脂組成物を射出し、前記基体と前記端子とを一体化する第５の工程とからなることを特徴とする。

本発明１１の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体の製造方法は、本発明１０において、
前記金属製の端子及び基体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の端子及び基体であり、前記第３の工程は、アンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬する表面処理を施す工程であることを特徴とする。

本発明１２の端子を備えた電気・電子部品の部品構成体の製造方法は、本発明１０において、
前記金属製の端子及び基体は、銅または銅合金製の端子及び基体であり、前記第３の工程は、表面を化学エッチングする表面処理を施す工程であることを特徴とする。

本発明は、以上のことから次のような効果を奏することとなった。
本発明の端子を備えた電気・電子部品の構成体は、金属製の端子の外周部と金属製の基体の内周部を表面処理した後、熱可塑性樹脂組成物を射出することで強固にかつ確実に接合でき、端子と熱可塑性樹脂組成物、蓋体と熱可塑性樹脂組成物とのあいだの気密性を向上させることができた。また、蓋体には所定の高さの凸状部が形成されており、この凸状部の長さ分に亘って、端子と熱可塑性樹脂組成物、蓋体と熱可塑性樹脂組成物を強固に接合させることができ、気密性を向上させることができた。
強固に接合した接合面は、経時変化を生じることなく、気密性を維持することができた。すなわち、電気・電子部品の信頼性向上が図れる。さらに、金属製の基体とすることで電気・電子部品の小型大容量化を図ることができた。

この構成体の製造方法は、端子を備えた電気・電子部品の構成体を、金属製の端子の外周部の面及び金属製の基体の内周部の面を表面処理した後、金型内にインサートし、熱可塑性樹脂組成物を射出して接合し、構成体を製造することができる。生産性のよい射出成形の技術を利用して製造することができるため、端子を備えた電気・電子部品の構成体の生産性、信頼性が向上し、安価で製造できるようにすることができた。

以下、本発明の端子を備えた電気・電子部品の構成体とその構成体の製造方法の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。
本実施の形態では、電気・電子部品をコンデンサ（例えば、電解コンデンサ）として、構成体をコンデンサの蓋体として説明を行うが、金属製の端子を備え気密性を要求される電気・電子部品の構成体であればよいことはいうまでもない。例えば、電池、キャパシタ等であってもよい。

図１は、電気・電子部品としてのコンデンサの概要を図示した断面図である。図２は、蓋本体の平板状の素材を示す正面図、図３は、素材をプレス機械による絞り加工を行った中間加工体を示す断面図である。図４は、蓋本体、端子と樹脂とを射出接合で一体化した蓋体を示す断面図である。図５は、射出接合する前の状態の金型を示す断面図、図６は、射出接合した後の状態の金型を示す断面図である。

コンデンサ１は、箱体２、蓋体３とで形成されるケース内にコンデンサ素子４が挿入され、陽極箔、陰極箔の間に電解紙を挟み、両極箔を隔離して巻かれたコンデンサ素子４に設けられたケーブルが金属製の端子３５，３５に接続されている。箱体２と、蓋体３との上端接合部６は、カーリング加工で一体化されている。なお、上端接合部は、レーザ等による溶接、ロウ付け、摩擦溶接等で接合されていてもよい。このように、蓋体３の蓋本体３０を金属製にすることで、箱体２との接合が容易にかつ確実になり、コンデンサ１の生産性向上、信頼性向上を図ることができる。

電気・電子部品の構成体である蓋体３は、金属製の基体である金属製の蓋本体３０、金属製の端子３５，３５が、熱可塑性樹脂組成物４０によって一体化されたものである。なお、金属製の基体は、金属製の端子が一体に接合されるものであればよく、箱体、容器のようなものであってもよい。金属製の蓋本体３０の素材３０ａは、平面視が円形状、略円形状、矩形状、略矩形状などで、図２に示すような所定の厚さｔ（例えば、０．１〜０．５ｍｍ）の平板状のものである。平板状の素材３０ａがプレス機械等による絞り加工で、Ｕ字状の凸状部が２箇所形成された第１中間加工体を成形する。第１中間加工体のＵ字状の凸部の下部部分Ｃ（図３におけるＡ−Ａ線より下部）を削除すると、第２中間加工体３０ｂが形成される。第２中間加工体３０ｂが蓋本体３０となる。蓋本体３０の凸状部は、例えば、高さｈが３ｍｍ以上であることが好ましい。この高さｈの範囲に亘って、金属製の端子３５と熱可塑性樹脂組成物４０、金属製の蓋本体３０と熱可塑性樹脂組成物４０とが強固に接合する。そのため、金属製の端子３５と熱可塑性樹脂組成物４０、金属製の蓋本体３０と熱可塑性樹脂組成物４０との間の気密性が向上し、内部から気体、液体等の漏洩、または、内部に性能を低下させる物質の侵入が発生することがない。

金属製の蓋本体３０は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅及び銅合金の材料で製造されたものであることが好ましい。蓋本体３０の少なくとも内周部３０ｃの面には、後述する表面処理が施されている。
金属製の端子３５は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金製であることが好ましい。金属製の端子３５は、所定の形状（例えば、長さｌが３０ｍｍ、直径ｄがφ２ｍｍ）に形成されたものである。金属製の端子３５は長尺のものを、所定の長さ（例えば３０ｍｍ）に切断したものであってもよい。また、金属製の端子３５の外周部３５ａには、後述するの表面処理が施されている。

金属製の蓋本体３０には、図１に示すように、２本の端子３５が設けられている。２本の端子は、同一の材料製（例えば、銅または銅合金製）であってもよいが、異なる材料製のものであってもよい。すなわち、金属製の端子３５の一方が、プラス側の電極の端子で、例えば銅または銅合金製の端子であり、金属製の端子３５の他方が、マイナス側の電極の端子で、例えばアルミニウムまたはアルミニウム製の端子であってもよい。
そして、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の蓋本体３０に、銅または銅合金製の端子、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の端子を熱可塑性樹脂組成物４０で一体に接合させてもよい。

金型１０は、一方の金型１１、他方の金型２０とからなり、相対的に移動可能になっている。すなわち、開状態のとき、金属製の蓋本体３０、金属製の端子３５，３５をインサートし、閉状態にするとキャビティ２５が形成される（図５参照）。このキャビティ２５に熱可塑性樹脂組成物４０をゲート１５を介して射出する（図６参照）。すなわち、金属製の端子３５、蓋本体３０を金型１０にインサートして、これに熱可塑性樹脂組成物４０を射出して両者を一体に接合する方法（以下、射出接合という）で接合したのである。熱可塑性樹脂組成物４０が所定の温度まで冷えた後、金型１０を開状態とし蓋体３（図３参照）を取り出すことができる。

熱可塑性樹脂組成物４０としては、ポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、ＰＰＳ樹脂という）を主成分とするＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）系樹脂組成物、または、ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＢＴ樹脂という）を主成分とするＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）系樹脂組成物が好ましい。

以下、金属製の端子３５、金属製の蓋本体３０がアルミニウムまたはアルミニウム合金製の端子、蓋本体である形態を実施の形態１として説明し、金属製の端子３５、金属製の蓋本体３０が銅または銅合金製の端子、蓋本体である形態を実施の形態２として説明を行う。さらに、金属製の端子３５の一方がアルミニウムまたはアルミニウム合金製の端子、金属製の端子３５の他方が銅または銅合金製の端子である形態を実施の形態３として説明を行う。

〔実施の形態１〕
〔表面処理１〕
本実施の形態１の蓋体３は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である端子３５、蓋本体３０に行う表面処理１について説明を行う。

端子３５、蓋本体３０の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金であり、そのアルミニウム合金はＪＩＳ規格でＡ１０００〜Ａ７０００番系の物、また、ＪＩＳ規格で鋳造用グレードとされた各種合金が使用できる。端子３５は、引き抜き加工、押し出し加工、切断加工、切削加工、曲げ加工、研磨加工、鋸加工、フライス加工、プレス加工等により所定の形状にしたものであればよい。蓋本体３０は、前述したように素材３０ａから第２中間加工体３０ｂを、プレス機械による絞り加工、切削加工、切断加工等して形成すればよい。

端子３５、蓋本体３０は、接合する表面（端子３５の外周部３５ａの面、蓋本体３０の内周部３０ｃの面）が厚く酸化や水酸化されていないことが必要であり、長期間の自然放置で表面に錆の存在が明らかなものも研磨加工して取り除くことが必要である。金属加工工程で残った表面の油層、指脂、汚れなどを取り去るため、市販のアルミニウム用脱脂剤を水に溶解して５０〜７０℃とした脱脂液に数分浸漬し水洗する。続いて濃度数％の希薄な酸や塩基の水溶液に順次浸漬して水洗しアルミニウム合金表面を溶解して化学的にエッチングし、新しい綺麗な金属面になるようにする。

続いて、この端子３５、蓋本体３０を、アンモニア、ヒドラジン、または水溶性アミン系化合物の水溶液に浸漬する。この浸漬工程により、前工程までで得た端子３５、蓋本体３０の接合する表面（端子３５の外周部３５ａの面、蓋本体３０の内周部３０ｃの面）を無数の２０〜５０ｎｍ径の超微細凹部で覆わせる超微細エッチングを行うと共に、端子３５、蓋本体３０の表面にこれらアミン系化合物を吸着させることができる。

上記の水溶性アミン系化合物としては低級アミン類が使用でき、特にメチルアミン（ＣＨ₃ＮＨ₂）、ジメチルアミン（（ＣＨ₃）₂ＮＨ）、トリメチルアミン（（ＣＨ₃）₃Ｎ）、エチルアミン（Ｃ₂Ｈ₅ＮＨ₂）、ジエチルアミン（（Ｃ₂Ｈ₅）₂ＮＨ）、トリエチルアミン（（Ｃ₂Ｈ₅）₃Ｎ）、エチレンジアミン（Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＮＨ₂）、エタノールアミン（モノエタノールアミン（ＨＯＣＨ₂ＣＨ₂ＮＨ₂））、アリルアミン（ＣＨ₂ＣＨＣＨ₂ＮＨ₂）、ジエタノールアミン（（ＨＯＣＨ₂ＣＨ₂）₂ＮＨ）、アニリン（Ｃ₆Ｈ₇Ｎ）、トリエタノールアミン（（ＨＯＣＨ₂ＣＨ₂）₃Ｎ）等が好ましく、これらを水に溶解して使用する。

例えば、３〜１０％のヒドラジン一水和物水溶液を４０〜５０℃とし、端子３５、蓋本体３０を数分浸漬し水洗する方法は、臭気に関する問題を発生させることなく扱いが容易な方法である。同様な効果は、１５〜２５℃の濃度１５〜２５％アンモニア水に１０〜３０分浸漬し水洗することでも得られるが、臭気に関する問題が発生する。他の水溶性アミンを使用する場合も温度と濃度、及び浸漬時間を試行錯誤で探る必要があるが、何れも臭気の点で問題が発生するおそれがあり、臭気の点で評価するとヒドラジン水溶液が好ましい。
これらの水溶液に浸漬処理することで、表面は例えばｎｍ（ナノメートル）レベルのような微細な凹部が形成されたエッチング面を得ることができる。

この浸漬を終えた端子３５、蓋本体３０はよく水洗し、温風乾燥機内に入れて乾燥する。接合に関係する部位は手で触れぬようにしてアルミニウム箔に包みポリ袋に入れて封じ保管するとよい。

なお、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の端子、蓋体に施す表面処理は、表面を電解酸化させるアルマイト処理、アルミニウム等を、トリアジンチオール類のアルカリ塩、アミンアンモニウム塩などを溶解した水溶液中に漬けて電気鍍金（メッキ）と同様な考えで電気化学的な処理を行うものである有機鍍金処理、プライマ処理など他の種類の表面処理であってもよい。要するに、接合する表面に、例えばｎｍレベルのような微細な凹部が形成された面を得ることができる処理であればよい。

〔第１熱可塑性樹脂組成物〕
アルミニウム、アルミニウム合金に接合される第１可塑性樹脂組成物４０としては、ＰＢＴ系樹脂、ＰＰＳ系樹脂を主とする樹脂組成物が好適である。また、第１ＰＢＴ系樹脂組成物または第１ＰＰＳ系樹脂組成物とアルミニウム、アルミニウム合金とを接合する場合、アルミニウム、アルミニウム合金の線膨張率に第１ＰＢＴ系樹脂組成物または第１ＰＰＳ系樹脂組成物の線膨張率を合うようにすることが必要となる。第１ＰＢＴ系樹脂組成物としては、ポリマー分としてＰＢＴ単独ポリマー、ＰＢＴとポリカーボネート（ＰＣ）のポリマーコンパウンド、ＰＢＴとＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂のポリマーコンパウンド、ＰＢＴとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のポリマーコンパウンド、ＰＢＴとポリスチレン（ＰＳ）のポリマーコンパウンド等が使用するとよい。

そして、これらポリマーに加えて、全体の２０〜４０％のフィラーを含む組成物であることが好ましい。フィラーの含有はアルミニウムまたはアルミニウム合金製の蓋本体３０等と第１ＰＢＴ系樹脂組成物または第１ＰＰＳ系樹脂組成物との線膨張率を一致させるようにするとよい。フィラーには、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、その他これらに類する高強度繊維に加え、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、炭素繊維やアラミド繊維の粉砕物、その他類する樹脂充填用無機フィラーが含まれることが好ましい。

第１熱可塑性樹脂組成物４０に関する他の課題は、第１熱可塑性樹脂組成物４０に成形収縮があることであり、フィラーを含まない第１熱可塑性樹脂組成物４０の成形収縮率は小さなものでも０．６％程度ある。しかし、フィラーを２０〜４０％含めることで多くの熱可塑性樹脂組成物は収縮率を０．３〜０．５％にすることができる。しかしながら、アルミニウム合金でもその冷却縮み、例えば射出時から室温まで１００℃程度冷えるとして約０．２％の縮みは第１熱可塑性樹脂組成物４０の成形収縮率より小さく、差がある。そのため、金型１０から離型して時間が経ち第１熱可塑性樹脂組成物４０が落ち着いてくると、界面に内部歪が生じ僅かな衝撃で界面破壊が起こって剥がれてしまう可能性がある。

しかし、数日以内に高温（例えば、第１ＰＢＴ系樹脂組成物の場合は１５０℃程度）に１時間ほど放置すれば、残っていた内部歪は解消させることができる。従って、本実施の形態１の第１熱可塑性樹脂組成物４０に関して重要なことは、フィラーを含有させて熱可塑性樹脂組成物の線膨張率を金属並みに下げることである。

〔蓋体の製造／射出接合１〕
射出成形用の金型１０を用意し、金型１０を開いてその他方の金型２０に表面処理を行った端子３５、蓋本体３０をインサートし、金型１０を閉め、第１熱可塑性樹脂組成物４０（第１ＰＰＳ系樹脂組成物または第１ＰＢＴ系樹脂組成物）をキャビティ２５に射出する。端子３５、蓋本体３０と、第１熱可塑性樹脂組成物（第１ＰＰＳ系樹脂組成物または第１ＰＢＴ系樹脂組成物）４０とが射出接合される。端子３５、蓋本体３０、第１熱可塑性樹脂組成物（第１ＰＰＳ系樹脂組成物または第１ＰＢＴ系樹脂組成物）４０が冷却され、第１熱可塑性樹脂組成物（第１ＰＰＳ系樹脂組成物または第１ＰＢＴ系樹脂組成物）４０に端子３５、蓋本体３０が強固に接合し、一体化された後、金型１０を開き離型する。このようにして端子３５、蓋本体３０に第１熱可塑性樹脂組成物（第１ＰＰＳ系樹脂組成物または第１ＰＢＴ系樹脂組成物）４０を射出して一体化し蓋体３を形成することができる。この蓋体３のための射出成形は、生産性などを考慮すると優れた成形法であり、大量生産に適している。インサート用にロボットなどを使用すれば、より製造上の能率が向上する。

次に射出条件について述べる。第１熱可塑性樹脂組成物４０単独の射出成形であっても十分な接合効果が発揮できるが、次に接合力を上げるための条件について説明する。即ち、原理的には高温の溶融樹脂が高圧で金属（アルミニウムまたはアルミニウム合金）製の端子３５、蓋本体３０と接触することが必要である。そのため、金型１０にはまず十分なガス抜きを設けて溶融樹脂が円滑に端子３５、蓋本体３０の面に達するようにすることである。そのために金型温度を高くし、射出圧力も高くする。

射出接合後の端子３５、蓋本体３０が第１熱可塑性樹脂組成物４０（第１ＰＰＳ系樹脂組成物または第１ＰＢＴ系樹脂組成物）により一体化された蓋体３は成形後アニール処理すると、成形収縮による内部歪を解消することができ、両者の接合をより安定的にすることができる。また、金型温度について具体的な最適温度は、１１０〜１５０℃がよく、好ましくは、１３０〜１５０℃がよい。

〔実施の形態２〕
〔表面処理２〕
銅または銅合金製である端子３５、蓋本体３０に行う表面処理２について説明を行う。この実施の形態２でいう銅または銅合金製の端子３５、蓋本体３０は、他の種類の金属に銅鍍金した銅鍍金品を含むものである。

端子３５は、伸銅品を端子用に、引き抜き加工、押し出し加工、切断加工、切削加工、曲げ加工、研磨加工、鋸加工、フライス加工、プレス加工等したもの、端子用に加工した他の種類の金属に銅鍍金した銅鍍金品等であるとよい。また、銅鍍金品として、無電解銅鍍金、電解銅鍍金があるが双方使用できる。材質的な分類では、純銅系に加え、黄銅、りん青銅、洋白（白銅ともいう）などの銅合金を使用してもよい。
銅または銅合金製である蓋本体３０は、前述したように素材３０ａから第２中間加工体３０ｂを、プレス機械等による絞り加工、切削加工、切断加工等して形成すればよい。また、蓋本体３０は、銅または銅合金以外の材料でもよく、その場合には少なくとも内周部３０ｃの面が銅鍍金されたものとするとよい。

この実施の形態２の銅または銅合金製の端子３５の外周部３５ａの面、蓋本体３０の内周部３０ｃの面は化学エッチングすることが必要であるが、更にその表面をセラミックス質で覆ったものが好ましい。このセラミックス質としては、酸化第２銅が好ましく使用できる。通常、銅及び銅合金に行う表面処理は、「イ．脱脂」、「ロ．化学エッチング」の２工程、または、「イ．脱脂」、「ロ．化学エッチング」、「ハ．表面硬化」の３工程である。

「イ．脱脂工程」は、一般に機械加工等を済ませた銅及び銅合金製の端子３５、蓋本体３０等には工作油や指脂が付着しているので、これを界面活性剤入りの水溶液に浸漬し水洗して除く処理工程である。界面活性剤以外に過酸化水素と、塩酸や硫酸等の鉱酸類を含ませて脱脂と同時に表面の自然酸化銅層も溶解し、生地の銅表面を剥き出しに出来る銅用の脱脂剤も市販されている。脱脂する必要がないような無電解銅鍍金工程などの終了品は、清浄な銅表面となっているので省くことができる。

「ロ．化学エッチング工程」は、銅を酸化し銅イオンとして水溶液に溶かし込む方法を使うのが一般的である。通常、溶解は金属微結晶の粒界面を先に進むので自然に微細凹凸面を作ることができる。結晶粒径は銅や銅合金が得られる工程で差異があるため、市販の銅用エッチング剤には伸銅用と無電解銅鍍金用、また、使用法で浸漬用とスプレー用などに分けられている。しかし化学エッチング剤の基本は酸化剤として過酸化水素を使い、生じる銅イオンの安定化剤となる硫酸を併用することである。

即ち、過酸化水素と硫酸を含む水溶液であり、市販品は更に何らかの第三成分が加えられて安定的に粗面化ができるように工夫されている。この実施の形態２ではこれらの何れもが使用できるが合金の種類によって浸漬条件を選択する必要はある。このようにして約１０ｎｍ周期の１０〜２０ｎｍ幅で、長さ１００ｎｍレベル高さ１０ｎｍ以上の微細壁状突起が、多数ある面で構成された１〜１００μｍ（マイクロメートル）周期、または径であり高低差０．５μｍ以上の凹凸の粗表面形状にすることができる。

その表面は１０〜２０ｎｍ幅で高さ１０ｎｍ以上の微細壁状突起が多数存在している。射出した改良樹脂は、μｍレベルの粗面内には十分侵入でき、且つ凹部の内側にはｎｍレベルの細かい突起があって引っかかるのである。

このように、化学エッチングを適切な条件で行うと、適当な凹凸周期、適当な凹部の深さが得られるだけでなく、得られる凹部の微細形状は単純形状とはならず、凹部の多くはアンダー構造になるからである。アンダー構造とは、凹部を上から見た場合に見えない面があることであり、凹部の底からミクロの目で見たと仮定した場合にオーバーハング箇所が見えるということである。アンダー構造は、射出接合を容易に、かつ、確実にする。

前述した「イ．脱脂」、「ロ．化学エッチング」工程に続き、「ハ．表面硬化」工程を行うのが好ましい。しかしながら、「ハ．表面硬化」工程がなくとも銅は硬度が高い。それ故に銅の場合には表面硬化工程がなくともそれなりの射出接合強度を得ることができる。表面硬化工程の具体的な実施法として、所謂黒化処理が使用できる。苛性ソーダ３〜１０％と、亜塩素酸ナトリウム１〜１０％を含む水溶液を使用するのが好ましい。塩基性下では銅金属も酸化銅も比較的安定で溶解し難いのでその中で亜塩素酸塩によって銅を酸化する。銅イオンは溶解すること少なく水酸化物または酸化物になって表面層をなすと予測されるが、実際には浸漬時間を延ばしていくと青化、黒褐色化を経て黒色化するので、酸化第２銅（黒色）のアモルファス層または微結晶を若干含んだアモルファス層が生じる。

従来、輻射熱の放熱性を上げるべく行った黒化処理では、苛性ソーダと亜塩素酸ナトリウムの混合水溶液を８５〜１００℃の高温として酸化を進めるのが普通であるが、この実施の形態２では酸化銅層の厚さは最重要というわけではない。薄くてもしっかりした硬化層ができれば目的を達するので反応条件は温和な方に広く取れる。具体的には、上記の濃度の苛性ソーダと、亜塩素酸ナトリウムの水溶液を５０〜８０℃とし数分浸漬するのが好ましい。市販の銅用黒化処理剤もあり、同様に使用できる。

〔第２熱可塑性樹脂組成物〕
この実施の形態２で使用する第２熱可塑性樹脂組成物４０は、射出成形により、銅または銅合金製の端子３５の外周部３５ａの面、蓋本体３０の内周部３０ｃの面に直接的に接合されるものである。具体的には、結晶性の樹脂であるＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂を主成分とする第２ＰＰＳ系樹脂組成物、または、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂を主成分とする第２ＰＢＴ系樹脂組成物をいう。この第２ＰＰＳ系樹脂組成物の樹脂分は、ＰＰＳ樹脂を主成分としポリオレフィン系樹脂を従成分とする樹脂組成物である。また、第２ＰＢＴ系樹脂組成物の樹脂分は、ＰＢＴ樹脂を主成分としポリエチレンテレフタレート樹脂及び／またはポリオレフィン系樹脂を従成分とする樹脂組成物である。

この第２ＰＰＳ系樹脂組成物は、前記ＰＰＳ樹脂が７０ないし９７質量％、前記ポリオレフィン系樹脂が３ないし３０質量％であると良い。また、第２ＰＢＴ系樹脂組成物は、前記ＰＢＴ樹脂が７０ないし９７重量％、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂及び／またはポリオレフィン系樹脂が３ないし３０重量％であると良い。

第２ＰＰＳ系樹脂組成物、第２ＰＢＴ系樹脂組成物は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、その他強化繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、及びガラス粉から選ばれる１種以上のフィラー（充填材）を、組成物全体の２０〜６０重量％含むものであることが好ましい。これはこれらフィラーを含ませることで樹脂組成物の線膨張率を２〜３×１０^−５℃^−１として銅及び銅合金に近いレベルに出来るためである。

〔第２ＰＰＳ系樹脂組成物〕
さらに、第２ＰＰＳ系樹脂組成物について説明する。樹脂分組成としてＰＰＳ樹脂７０〜９７％及びポリオレフィン系樹脂３〜３０％を含む樹脂分組成物からなる場合、特に接合力に優れた複合体を得ることが出来る。ポリオレフィン系樹脂が３％以下の場合、ポリオレフィン系樹脂を含めたことによる射出接合力向上への効果が不確かなものとなり、一方、３０％以上の場合も同様となる。また、ポリオレフィン系樹脂を３０％以上添加したＰＰＳ樹脂は射出成形機の射出筒内でのポリオレフィン系樹脂の熱分解が影響してガス発生量が異常に大きくなり射出成形そのものが困難になる。

ＰＰＳ樹脂成分としては、ＰＰＳ樹脂と称される範疇に属するものであればよく、その中でも樹脂組成物部品とする際の成形加工性に優れることから直径１ｍｍ、長さ２ｍｍのダイスを装着した高化式フローテスターにて、測定温度３１５℃、荷重９８Ｎ（１０ｋｇｆ）の条件下、測定した溶融粘度が１００〜３００００ポイズであるものであることが好ましい。また、ＰＰＳ樹脂はアミノ基やカルボキシル基等で置換したものや、重合時にトリクロロベンゼン等で共重合したものであってもよい。

また、ＰＰＳ樹脂は、直鎖状のもの、分岐構造を導入したもの、及び、不活性ガス中で加熱処理を施したものであってもよい。さらに、このＰＰＳ樹脂は、加熱硬化前または後に脱イオン処理（酸洗浄や熱水洗浄など）、あるいはアセトンなどの有機溶媒による洗浄処理を行うことによってイオン、オリゴマーなどの不純物を低減させたものであってもよく、重合反応終了後に酸化性ガス中で加熱処理を行って硬化を進めたものであってもよい。

ポリオレフィン系樹脂としては、通常ポリオレフィン系樹脂として知られているエチレン系樹脂、プロピレン系樹脂等であり、市販のものであってもよい。その中でも、特に接着性に優れた複合体を得ることが可能となることから、無水マレイン酸変性エチレン系共重合体、グリシジルメタクリレート変性エチレン系共重合体、グリシジルエーテル変性エチレン共重合体、エチレンアルキルアクリレート共重合体等であることが好ましい。

この無水マレイン酸変性エチレン系共重合体としては、例えば無水マレイン酸グラフト変性エチレン重合体、無水マレイン酸−エチレン共重合体、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体等があり、その中でも特に優れた複合体が得られることからエチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体であることが好ましい。エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体としては、例えば「ボンダイン（アルケマ社製）」等がよい。

このグリシジルメタクリレート変性エチレン系共重合体としては、グリシジルメタクリレートグラフト変性エチレン重合体、グリシジルメタクリレート−エチレン共重合体があり、その中でも特に優れた複合体が得られることからグリシジルメタクリレート−エチレン共重合体であることが好ましい。グリシジルメタクリレート−エチレン共重合体としては、「ボンドファースト（住友化学社製）」等がよい。グリシジルエーテル変性エチレン共重合体としては、例えばグリシジルエーテルグラフト変性エチレン共重合体、グリシジルエーテル−エチレン共重合体がある。エチレンアルキルアクリレート共重合体としては、例えば「ロトリル（アルケマ社製）」等がある。

この実施の形態２において、樹脂組成物はＰＰＳ樹脂７０〜９７重量％及びポリオレフィン系樹脂３〜３０重量％を含む樹脂分合計１００重量部に対し、さらに多官能性イソシアネート化合物０．１〜６重量部及び／またはエポキシ樹脂１〜２５重量部を配合しているものであってもよい。この多官能性イソシアネート化合物は、市販の非ブロック型、ブロック型のものが使用できる。

この多官能性非ブロック型イソシアネート化合物としては、例えば４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ビス（４−イソシアネートフェニル）スルホン等を例示することができる。また、多官能性ブロック型イソシアネート化合物としては、分子内に２個以上のイソシアネート基を有し、そのイソシアネート基を揮発性の活性水素化合物と反応させて、常温では不活性としたものである。多官能性ブロック型イソシアネート化合物の種類は特に規定したものではなく、一般的には、アルコール類、フェノール類、ε−カプロラクタム、オキシム類、活性メチレン化合物類等のブロック剤によりイソシアネート基がマスクされた構造を有する。

この多官能性ブロック型イソシアネートとしては、例えば「タケネート（三井竹田ケミカル社製）」等があげられる。このエポキシ樹脂としては、一般にビスフェノールＡ型、クレゾールノボラック型等として知られているエポキシ樹脂を用いることができ、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、例えば「エピコート（ジャパンエポキシレジン社製）」等が挙げられ、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、「エピクロン（大日本インキ化学工業社製）」等が挙げられる。

〔第２ＰＢＴ系樹脂組成物〕
次に第２ＰＢＴ系樹脂組成物について説明する。より好ましいのは前記したフィラー（充填材）だけでなく、樹脂分組成として３〜３０％のＰＥＴ樹脂及び／またはポリオレフィン系樹脂、７０〜９７％のＰＢＴ樹脂の組成を有する場合である。ＰＢＴ樹脂を主成分、ＰＥＴ樹脂及び／またはポリオレフィン系樹脂を従成分として含む第２ＰＢＴ系樹脂組成物は射出接合力に優れる。ここでいうポリオレフィン系樹脂とは、ＰＰＳ樹脂の項で述べたものと同じである。ＰＥＴ樹脂及び／またはポリオレフィン系樹脂成分が、５〜２０％の場合に最も接合力が高くなるが３〜５％、２０〜３０％であってもよい。しかし、３０％以上であると接合力への効果が低く成り、且つ、ＰＥＴ樹脂成分が２５％以上の場合は樹脂自体の強度が低下するおそれが生じる。また、ポリオレフィン系樹脂成分が３０％以上の場合はガスの発生が増加し成形性が悪化しやすい。

〔蓋体の製造／射出接合２〕
この実施の形態２の蓋体３の製造方法は、端子３５、蓋本体３０をインサートした射出成形法であり、以下のように行う。射出成形用金型１０を用意し、金型１０を開いてその一方に前述の表面処理を施した銅や銅合金製の端子３５、蓋本体３０をインサートし、金型を閉じ、第２熱可塑性樹脂組成物（第２ＰＢＴ系樹脂組成物または第２ＰＰＳ系樹脂組成物）４０を射出し、固化した後に金型１０を開き離型することにより蓋体３の製造を行うことができる。

金型１０の温度としては特に固化後樹脂強度への影響が少なく、蓋体３の生産効率に優れることから第２熱可塑性樹脂組成物（第２ＰＢＴ系樹脂組成物、第２ＰＰＳ系樹脂組成物）４０では１００℃以上が好ましく、より好ましくは１２０℃以上であるとよい。射出温度、射出圧、射出速度は特に通常の射出成形と変わらないが、強いて言えば、射出速度と射出圧は高目にすることが好適である。

〔実施の形態３〕
金属製の端子３５の一方がアルミニウムまたはアルミニウム合金製の端子（以下、一方の端子という）、金属製の端子３５の他方が銅または銅合金製の端子（以下、他方の端子という）、蓋本体３０がアルミニウム合金製の場合について説明を行う。
蓋本体３０の内周部３０ｃのうち、他方の端子（銅または銅合金製の端子）が接合される他方の内周部３０ｃには、銅または銅合金のメッキを施しておく。
一方の端子の外周部には、前述した表面処理１を施す。また、一方の端子が接合される一方の内周部３０ｃにも、前述した表面処理１を施すとよい。
他方の端子の外周部には、前述した表面処理２を施す。また、他方の端子が接合される銅または銅合金のメッキがされた他方の内周部３０ｃにも、前述した表面処理２を施すと良い。
一方の端子、他方の端子、蓋本体３０を、射出成形用金型にインサートする。一方の端子、一方の内周部３０ｃ側のキャビティ２５に、前述した第１熱可塑性樹脂組成物（第１ＰＰＳ系樹脂組成物または第１ＰＢＴ系樹脂組成物）４０を射出する。他方の端子、他方の内周部３０ｃ側のキャビティ２５に、前述した第２熱可塑性樹脂組成物（第２ＰＰＳ系樹脂組成物または第２ＰＢＴ系樹脂組成物）４０を射出する。
このようにすることで、一方の端子と他方の端子の材質が異なる場合でも、金属製の蓋本体３０に金属製の端子３５を、一体に、強固に接合することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されることはない。本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内で変更が可能なことはいうまでもない。

図１は、本発明の端子を備えた電気・電子部品としてのコンデンサの概要を示した断面図である。 図２は、蓋本体の平板状の素材を示す正面図である。 図３は、素材をプレス機械により絞り加工した中間加工体を示す断面図である、。 図４は、蓋本体、端子と樹脂とを射出接合で一体化した蓋体を示す断面図である。 図５は、射出接合する前の状態の金型を示す断面図である。 図６は、射出接合した後の状態の金型を示す断面図である。

符号の説明

１ … コンデンサ
２ … 箱体
３ … 蓋体
４ … コンデンサ素子
６ … 上端接合部
１０ … 金型
１１ … 一方の金型
１５ … ゲート
２０ … 他方の金型
２５ … キャビティ
３０ … 金属製の蓋本体
３５ … 金属製の端子
４０ … 熱可塑性樹脂組成物

Claims (12)

1. 電気・電子部品を構成するための構成体であって、
   長手方向に延びた形状をし、外周部の面に表面処理が施された金属製の端子と、
   平板部と、この平板部に１以上立設され、前記端子が所定の間隔を有して貫通可能な内周部が形成されている凸状部とからなり、前記内周部の面に表面処理が施された金属製の基体と、
   前記金属製の端子と前記金属製の基体が射出成形用の金型にインサートされた後、前記金属製の端子の前記外周部と前記金属製の基体の前記内周部との間に形成されたキャビティ内に射出され、前記金属製の端子及び前記金属製の基体と接合して一体化させるための熱可塑性樹脂組成物とからなる
   ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体。
2. 請求項１に記載された電気・電子部品の構成体において、
   前記金属製の端子は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製のものであり、
   前記表面処理は、アンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬する処理を含むものである
   ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体。
3. 請求項１に記載された電気・電子部品の構成体において、
   前記金属製の端子は、銅または銅合金製のものであり、
   前記表面処理は、表面を化学エッチングする処理を含むものである
   ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体。
4. 請求項１に記載された電気・電子部品の構成体において、
   前記金属製の端子は、前記金属製の基体に２つ設けられているものであり、
   一方の前記金属製の端子は、アンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬する表面処理がされたアルミニウムまたはアルミニウム合金製のものであり、
   他方の前記金属製の端子は、表面を化学エッチングする表面処理がされた銅または銅合金製のものである
   ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体。
5. 請求項３または４に記載された電気・電子部品の構成体において、
   前記銅または銅合金製の端子は、表面をセラミックス層で覆ったものである
   ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載された端子を備えた電気・電子部品の構成体において、
   前記熱可塑性樹脂組成物は、ポリブチレンテフレタレート樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂を主成分とする樹脂組成物である
   ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体。
7. 請求項６に記載された端子を備えた電気・電子部品の構成体において、
   前記熱可塑性樹脂組成物は、前記樹脂組成物に、機械的性質改善のための繊維フィラー及び／または粉末型フィラーが加えられているものである
   ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体。
8. 請求項１から４のいずれか１項に記載された端子を備えた電気・電子部品の部品構成体において、
   前記金属製の基体は、平板状の素材に絞り加工を行って凸状部を形成した後、前記凸状部の先端を削除して形成したものである
   ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体。
9. 請求項１から４のいずれか１項に記載された端子を備えた電気・電子部品の構成体において、
   前記電気・電子部品は、コンデンサであり、
   前記基体は、前記コンデンサの蓋体である
   ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体。
10. 金属製の平板を絞り加工し、前記平板から突出するとともに端子の外径より所定量大きい寸法の内周部を有するＵ字状部が、１以上、形成された金属製の基体を加工する第１の工程と、
    前記Ｕ字状部の先端を削除し、前記内周部を貫通穴とする第２の工程と、
    前記端子の外周部、及び、前記基体の前記内周部に表面処理を施す第３の工程と、
    金型内に前記基体及び前記端子をインサートする第４の工程と、
    前記金型に形成されたキャビティ内に熱可塑性樹脂組成物を射出し、前記基体と前記端子とを一体化する第５の工程とからなる
    ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体の製造方法。
11. 請求項１０に記載された電気・電子部品の構成体の製造方法において、
    前記金属製の端子は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製のものであり、
    前記第３の工程は、アンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬する表面処理を施す工程である
    ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体の製造方法。
12. 請求項１０に記載された電気・電子部品の構成体の製造方法において、
    前記金属製の端子は、銅または銅合金製のものであり、
    前記第３の工程は、表面を化学エッチングする表面処理を施す工程である
    ことを特徴とする端子を備えた電気・電子部品の構成体の製造方法。

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