JP3669877B2 - 電子部品の製造方法および電子部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、抵抗溶接工程を備える電子部品の製造方法およびこの方法によって得られる電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、実公平５−２８７５１号公報または実開平７−３１２８号公報に記載される電子部品を製造するにあたって、鉄または鉄含有合金（以下、これらを総称して「鉄系金属」と言う。）からなる第１の金属部材と銅または銅含有合金（以下、これらを総称して「銅系金属」と言う。）からなる第２の金属部材とを抵抗溶接によって互いに接合する工程を実施する場面に遭遇する。
【０００３】
より具体的に説明すると、上述の電子部品は、その両端部に被せられるキャップ状端子とその中心軸線上に配置される中心導体とを備え、各キャップ状端子の内面と中心導体の各端面とが突き合わされた状態で抵抗溶接を施すことによって、各キャップ状端子と中心導体とが接合されかつ電気的に接続される。この場合、キャップ状端子が、前述した第１の金属部材となるもので、鉄系金属から構成され、中心導体が、前述した第２の金属部材となるもので、銅系金属から構成される。
【０００４】
なお、キャップ状端子および中心導体の各材質として、それぞれ、上述のように、鉄系金属および銅系金属を選んだのは、次の理由による。
【０００５】
まず、中心導体は、前述した公報に記載された特定的な構造の電子部品においては、その周囲に配置される素子に設けられた貫通孔内に受け入れられながら、当該素子の貫通孔の内周面上に形成された電極に対して弾性的に接触することによって、素子との間での電気的接続が達成されるとともに、素子を機械的に位置決めするように構成されている。そのため、中心導体は、良好な導電性を有しかつばね性の高い、たとえばリン青銅やベリリウム銅のような銅系金属からなる金属板を筒状に丸めることによって作製される。
【０００６】
他方、キャップ状端子の材質としては、上述の中心導体との抵抗溶接性が優れていることはもちろん、比較的高い機械的強度が必要であり、また、十分な導電性、耐酸化性および耐腐食性を考慮して、たとえば鉄・ニッケル合金のような鉄系金属が用いられる。
【０００７】
図４には、鉄系金属からなる第１の金属部材１と銅系金属からなる第２の金属部材２とを抵抗溶接によって互いに接合する方法が図解されている。
【０００８】
このような抵抗溶接を実施するにあたって、まず、図４（１）に示すように、鉄系金属からなる第１の金属部材１と銅系金属からなる第２の金属部材２とが用意される。なお、第１の金属部材１の表面には、第１の金属部材１を構成する鉄系金属の酸化ないしは腐食を防止したり、第１の金属部材１の表面上での半田付け性を良好なものとしたりするため、錫または銀膜３がたとえばめっきによって形成されている。
【０００９】
次いで、図４（２）に示すように、第１の金属部材１と第２の金属部材２とを互いに突き合わせた状態とし、その状態で、第１および第２の金属部材１および２間に電流を流し、第１および第２の金属部材１および２間の接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、第１および第２の金属部材１および２の各一部を溶融させて合金化し、それによって、第１の金属部材１と第２の金属部材２とを互いに接合させることが行なわれる。
【００１０】
上述のように抵抗溶接による接合を終えたとき、第１の金属部材１と第２の金属部材２との界面部分に沿って、鉄および銅からなる合金層４が形成される。
【００１１】
他方、錫または銀膜３にあっては、溶接の際に生じる熱の影響を受けることによって、溶融したり熱膨張および収縮を生じたりする。そのため、錫または銀膜３は、溶接部から退避したり、溶接部の近傍において亀裂がもたらされたりして、第１の金属部材１を溶接部近傍において露出させることがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような抵抗溶接の際に生成される合金層４は、鉄・銅合金からなるもので、たとえば、水、ハロゲン、酸等の腐食性物質が存在する環境下に置かれると、腐食されやすい性質を有している。そのため、図４に示すような第１の金属部材１と第２の金属部材２との抵抗溶接が、たとえば、電子部品における端子部材と接続導体との接合のために用いられると、電子部品が使用される環境によっては、合金層４の腐食が時間の経過とともに進行し、電子部品の寿命を短くしてしまうことがある。
【００１３】
また、前述のように、溶接部の近傍において、錫または銀膜３から第１の金属部材１の表面が露出すると、第１の金属部材１に含まれる鉄が腐食するという問題にも遭遇する。
【００１４】
上述した合金層４すなわち溶接部における腐食を生じないようにするため、第１の金属部材１および第２の金属部材２において互いに同じ材料を用いるようにすることも考えられるが、前述したように、第１の金属部材１において鉄系金属を用い、第２の金属部材２において銅系金属を用いたのは、それぞれの金属の特性を生かそうとするための対策である以上、互いに同じ材料で第１および第２の金属部材１および２を構成することは、何らの意味をもなさないことであるといっても過言ではない。さらに言うならば、第１および第２の金属部材１および２を互いに同じ材料で構成してもよいということであれば、これら金属部材１および２をわざわざ溶接により接合することなく、むしろ、一体的に構成すればよいことになる。
【００１５】
また、合金層４および錫または銀膜３から露出した第１の金属部材１における腐食を防止するため、溶接工程の後に、塗装またはめっき処理等によって保護膜を形成することも考えられる。
【００１６】
しかしながら、たとえば電子部品における端子部材とこれに電気的に接続される接続導体との接合のために抵抗溶接が適用される場合には、溶接部が比較的小さく、また、その近傍に他の要素が接近して配置されていることもあり、上述のような保護膜を溶接部およびその近傍に適切に形成することが極めて困難であることが多い。
【００１７】
そこで、この発明の目的は、上述したような腐食の問題を防止し得る、電子部品の製造方法および電子部品を提供しようとすることである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電子部品の製造方法は、鉄系金属からなる２つのキャップ状端子と銅系金属からなる中心導体と中心導体を受け入れるための貫通孔を有する素子とをそれぞれ用意する工程と、各キャップ状端子の表面にニッケル膜を形成する工程と、ニッケル膜上に銀膜を形成する工程と、貫通孔内に中心導体を受け入れた状態で素子を中心導体上に配置する工程と、ニッケル膜を介して、キャップ状端子の内面と中心導体の各端面とを互いに突き合わせた状態となるように素子の各端部に各キャップ状端子を被せる工程と、キャップ状端子および中心導体間に電流を流し、キャップ状端子および中心導体間の接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、キャップ状端子および中心導体の各一部ならびにニッケル膜の少なくとも一部を溶融させ、それによって、キャップ状端子と中心導体との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層をキャップ状端子側に、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層を中心導体側に形成し、第１および第２の合金層により、キャップ状端子と中心導体とを互いに接合させる工程とを備えている。
【００１９】
このような電子部品の製造方法において、ニッケル膜は、好ましくは、めっきによって形成される。
【００２０】
また、ニッケル膜は、０．５〜５．０μｍの厚みをもって形成されることが好ましい。
【００２１】
また、この発明は、鉄系金属からなる２つのキャップ状端子と銅系金属からなる中心導体と中心導体を受け入れるための貫通孔を有する素子とを備え、キャップ状端子の内面と中心導体の各端面とが対向した領域において抵抗溶接によって互いに接合されている、電子部品の構造にも向けられる。
【００２２】
この電子部品においては、キャップ状端子と中心導体との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層がキャップ状端子側に、かつ、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層が中心導体側に形成され、キャップ状端子の表面には、第１の合金層が形成された部分を除いて、ニッケル膜が形成され、このニッケル膜上には銀膜が形成されていることが特徴である。
【００２３】
上記第１および第２の合金層は、合わせて５〜１０μｍの厚みを有することが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施形態による電子部品の製造方法において採用される抵抗溶接方法を説明するための図４に相当する図である。図１において、鉄系金属からなる第１の金属部材１１と銅系金属からなる第２の金属部材１２とを抵抗溶接によって互いに接合する方法が示されている。
【００２５】
まず、図１（１）に示すように、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２とが用意される。そして、第１の金属部材１１の表面には、ニッケル膜１３がたとえばめっきによって形成される。このニッケル膜１３の厚みは、好ましくは、０．５〜５．０μｍに選ばれ、より好ましくは、２μｍ程度に選ばれる。また、ニッケル膜１３上に、銀膜１４がたとえばめっきによって形成される。
【００２６】
次に、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２とを互いに突き合わせた状態とされる。このとき、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２との間には、ニッケル膜１３および銀膜１４が位置している。
【００２７】
次いで、上述した状態で、第１および第２の金属部材１１および１２間に電流を流し、第１および第２の金属部材１１および１２間の接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、第１および第２の金属部材１１および１２の各一部ならびにニッケル膜１３の少なくとも一部を溶融させ、それによって、図１（２）に示すように、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２とを互いに接合させることが行なわれる。
【００２８】
上述した抵抗溶接による接合を終えたとき、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層１５が第１の金属部材１１側に、かつ、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層１６が第２の金属部材１２側に形成される。なお、これら第１および第２の合金層１５および１６は、互いの間の界面を明瞭に生じさせるのではなく、実際には、ニッケルおよび銅を含みながら、鉄の濃度が比較的高くなる領域が第１の合金層１５となり、鉄の濃度が０か比較的低くなる領域が第２の合金層１６となる。
【００２９】
これら第１および第２の合金層１５および１６は、合わせて５〜１０μｍの厚みを有するように、抵抗溶接の条件が設定されることが好ましい。
【００３０】
上述した第１および第２の合金層１５および１６は、いずれも、耐腐食性に劣る鉄・銅合金から構成されるものではなく、それぞれ、ニッケル、銅および鉄を含む合金ならびにニッケルおよび銅を含む合金から構成されているので、良好な耐腐食性を有している。特に、ニッケルおよび銅を含む合金から構成される第２の合金層１６は、より優れた耐腐食性を示す。
【００３１】
このようなことから、第１および第２の合金層１５および１６をもって構成された溶接部が、水、ハロゲン、酸等の腐食性物質が存在する環境下に置かれても、腐食を招くことがなく、したがって、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２との接合が外れてしまうことがない。
【００３２】
また、図１（２）において銀膜１４に注目すると、図４（２）に示した場合と同様、抵抗溶接時の発熱が原因となって、溶接部近傍において除去された状態となっている。しかしながら、この実施形態では、銀膜１４の除去にもかかわらず、第１の金属部材１１を覆うようにニッケル膜１３がなおも存在しているので、このニッケル膜１３がバリアとして作用し、第１の金属部材１１の腐食を防止し得る状態となっている。なお、溶接後も、ニッケル膜１３が安定して第１の金属部材１１を覆っているということは、合金層１５および１６の外表面をも露出させない状態とすることも可能であり、合金層１５および１６の腐食防止効果をより高めることができる。
【００３３】
以上説明した図１に示す抵抗溶接方法および抵抗溶接部構造は、電子部品における端子部材とこの端子部材に電気的に接続されるべき接続導体との間での抵抗溶接方法および抵抗溶接部構造に対して有利に適用されることができる。
【００３４】
この場合、端子部材は、鉄系金属からなる第１の金属部材１１に相当し、接続導体は、銅系金属からなる第２の金属部材１２に相当し、端子部材および接続導体の少なくとも一方の表面にニッケル膜が形成される。そして、端子部材と接続導体とを抵抗溶接によって互いに接合するにあたり、ニッケル膜を介して、端子部材と接続導体とを互いに突き合わせた状態とし、その状態で、端子部材および接続導体間に電流を流し、端子部材および接続導体間の接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、端子部材および接続導体の各一部ならびにニッケル膜の少なくとも一部を溶融させ、それによって、端子部材と接続導体とを互いに接合させることが行なわれる。
【００３５】
このように抵抗溶接を実施して得られた電子部品においては、端子部材と接続導体との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層が端子部材側に、かつ、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層が接続導体側に形成されることになる。
【００３６】
図２は、上述した抵抗溶接方法が有利に適用され得る電子部品２１を示す断面図である。この電子部品２１は、いわゆるＴ型ＬＣフィルタ回路を構成するもので、２つのインダクタ素子２２および２３と１つのコンデンサ素子２４とを備えている。
【００３７】
より具体的には、インダクタ素子２２および２３は、それぞれ、たとえば円筒状のフェライトビーズから構成される。インダクタ素子２２および２３には、それぞれ、軸線方向に延びる貫通孔２５および２６が設けられている。
【００３８】
また、コンデンサ素子２４は、たとえば角筒または円筒のような筒状コンデンサによって構成される。コンデンサ素子２４は、その軸線方向に延びる貫通孔２７を有する筒状の誘電体２８を備え、誘電体２８の外周面上には、外周電極２９が形成され、同じく内周面上には、内周電極３０が形成されている。
【００３９】
上述したインダクタ素子２２および２３ならびにコンデンサ素子２４を軸線方向に整列した状態でこれら要素を保持するように、接続導体としての中心導体３１が、インダクタ素子２２および２３ならびにコンデンサ素子２４の各々の貫通孔２５〜２７を貫通する状態に配置される。
【００４０】
図３には、中心導体３１が単独で斜視図で示されている。
【００４１】
中心導体３１は、基本的には、たとえば厚み０．０５〜０．０８ｍｍの金属板を丸めることによって得られるものである。この金属板として、高いばね性を有する銅系金属、たとえばリン青銅またはベリリウム銅からなる金属板が用いられる。中心導体３１を構成する金属板は、展開状態では、ほぼＴ字状をなしている。このようなＴ字状の金属板は、まず、「Ｔ」の水平方向に延びる部分から丸められ、次いで、図３に想像線で示すように、「Ｔ」の垂直方向に延びる部分がその上に丸められる。これによって、図３に実線で示した状態では、中心導体３１の長さ方向の中央部には、直径の比較的大きい弾接部３２が形成される。
【００４２】
再び図２を参照して、中心導体３１が電子部品２１の中心軸線上に配置されたとき、弾接部３２は、コンデンサ素子２４の内周電極３０に弾性的に接触した状態となる。そのため、たとえば半田等の接合材を用いることなく、コンデンサ素子２４の、中心導体３１に対する電気的接続および機械的固定を実現することができる。もちろん、半田等の接合材を併用してもよい。
【００４３】
また、中心導体３１は、図３に示すような構造を有しているので、その長さ方向の全範囲にわたって、外方へ向く弾性を働かせることができる。したがって、インダクタ素子２２および２３も、この弾性によって、中心導体３１上の所定の位置に保持させることもできる。
【００４４】
また、中心導体３１は、前述のように、金属板を丸めることによって得られたものであるので、全体として筒状の形態をなしており、そのため、中心導体３１の端面３３および３４は、中心に開口を有するリング状をなしている。
【００４５】
また、電子部品２１の両端部、より特定的にはインダクタ素子２２および２３の各一方端部には、端子部材となるキャップ状端子３５および３６がそれぞれ被せられる。キャップ状端子３５および３６は、たとえば鉄または鉄・ニッケル合金のような鉄系金属が素材として用いられ、各々の少なくとも内面３７および３８を含む表面にはニッケル膜３９がたとえばめっきによって形成される。また、キャップ状端子３５および３６の表面のニッケル膜３９上には、図示しないが、銀膜がたとえばめっきによってさらに形成される。
【００４６】
キャップ状端子３５および３６の各々の内面３７および３８の中央部には、凸部４０および４１が設けられている。このように凸部４０および４１が設けられると、中心導体３１は、リング状の端面３３および３４の中心に位置する開口内に凸部４０および４１をそれぞれ受け入れることによって、キャップ状端子３５および３６に対して適正にセンタリングされた状態で確実に位置決めされることができる。
【００４７】
以上のように、電子部品２１を構成する各要素が組み込まれたとき、キャップ状端子３５および３６の内面３７および３８と中心導体３１の端面３３および３４とが、ニッケル膜３９を介して、互いに突き合わされた状態となる。この状態において、キャップ状端子３５および３６ならびに中心導体３１間に電流を流し、キャップ状端子３５および３６ならびに中心導体３１間の接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、キャップ状端子３５および３６ならびに中心導体３１の各一部が溶融されるとともにニッケル膜３９の少なくとも一部が溶融され、それによって、キャップ状端子３５および３６と中心導体３１とが互いに接合される。
【００４８】
このような抵抗溶接による接合を終えたとき、図示しないが、キャップ状端子３５および３６と中心導体３１との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層がキャップ状端子３５および３６側に、かつ、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層が中心導体３１側に形成される。
【００４９】
以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他、種々の変形例が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る電子部品の製造方法によれば、鉄系金属からなるキャップ状端子と銅系金属からなる中心導体とを抵抗溶接によって互いに接合するにあたって、キャップ状端子の表面にニッケル膜を予め形成しておき、このニッケル膜を介して、キャップ状端子と中心導体とを互いに突き合わせた状態で抵抗溶接が実施されるので、接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、キャップ状端子および中心導体の各一部ならびにニッケル膜の少なくとも一部が溶融し、それによって、キャップ状端子と中心導体とが互いに接合されることになる。
【００５１】
したがって、得られた抵抗溶接部においては、キャップ状端子と中心導体との界面部分にそれぞれ沿って、耐腐食性に劣る鉄・銅合金が形成されることはなく、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層がキャップ状端子側に、かつ、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層が中心導体側に形成される。そして、第１および第２の合金層、特に第２の合金層が優れた耐腐食性を示すので、溶接部の腐食は有利に防止され、このような抵抗溶接部が腐食性物質が存在する環境下に置かれても、キャップ状端子と中心導体との接合に関して高い信頼性を与えることができる。したがって、電子部品が使用される環境にかかわらず、電子部品の寿命をより長くすることができる。
【００５２】
上述したニッケル膜がめっきによって形成されると、たとえば０．５〜５．０μｍの厚みを有するニッケル膜を能率的に形成することができる。
【００５３】
ニッケル膜を上述のように０．５μｍ以上の厚みをもって形成すると、ニッケルを含む第１および第２の合金層の形成をより確実に行なうことができ、５．０μｍ以下の厚みをもって形成するようにすれば、所望の抵抗溶接をより容易に行なうことができる。
【００５４】
また、この発明によれば、キャップ状端子の表面にニッケル膜を形成し、その上に銀膜を形成した状態で、抵抗溶接工程を適用するので、抵抗溶接の結果、銀膜の一部が除去されても、ニッケル膜がキャップ状端子の表面を覆う状態が維持されることができるので、キャップ状端子に含まれる鉄および／または合金層の腐食を防止する効果も期待できる。
【００５５】
また、この発明に係る製造方法を適用して得られた抵抗溶接部構造において、第１および第２の合金層が、合わせて５〜１０μｍの厚みを有するようにされると、耐腐食性に対する信頼性をより確実に与えることができる。
【００５６】
また、この発明は、キャップ状端子の内面と中心導体の各端面とを互いに突き合わせた状態でこれらが抵抗溶接によって互いに接合され、中心導体を受け入れるための貫通孔を有するとともにこの貫通孔内に中心導体を受け入れた状態で中心導体上に配置される素子をさらに備える、電子部品を製造する方法に向けられるので、上述したような効果の意義がより顕著なものとなる。なぜなら、キャップ状端子の内面と中心導体の各端面との接合部分は、電子部品の内部に位置し、腐食を防止するための保護膜の適正な形成は到底不可能であるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態による電子部品の製造方法において採用される抵抗溶接方法を図解的に示す断面図である。
【図２】 図１に示した抵抗溶接方法が有利に適用され得る電子部品２１を示す断面図である。
【図３】 図２に示した中心導体３１を単独で示す斜視図である。
【図４】 この発明にとって興味ある従来の抵抗溶接方法を図解的に示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 第１の金属部材
１２ 第２の金属部材
１３，３９ ニッケル膜
１４ 銀膜
１５ 第１の合金層
１６ 第２の合金層
２１ 電子部品
２２，２３ インダクタ素子
２４ コンデンサ素子
２５，２６，２７ 貫通孔
３１ 中心導体
３３，３４ 端面
３５，３６ キャップ状端子
３７，３８ 内面
【発明の属する技術分野】
この発明は、抵抗溶接工程を備える電子部品の製造方法およびこの方法によって得られる電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、実公平５−２８７５１号公報または実開平７−３１２８号公報に記載される電子部品を製造するにあたって、鉄または鉄含有合金（以下、これらを総称して「鉄系金属」と言う。）からなる第１の金属部材と銅または銅含有合金（以下、これらを総称して「銅系金属」と言う。）からなる第２の金属部材とを抵抗溶接によって互いに接合する工程を実施する場面に遭遇する。
【０００３】
より具体的に説明すると、上述の電子部品は、その両端部に被せられるキャップ状端子とその中心軸線上に配置される中心導体とを備え、各キャップ状端子の内面と中心導体の各端面とが突き合わされた状態で抵抗溶接を施すことによって、各キャップ状端子と中心導体とが接合されかつ電気的に接続される。この場合、キャップ状端子が、前述した第１の金属部材となるもので、鉄系金属から構成され、中心導体が、前述した第２の金属部材となるもので、銅系金属から構成される。
【０００４】
なお、キャップ状端子および中心導体の各材質として、それぞれ、上述のように、鉄系金属および銅系金属を選んだのは、次の理由による。
【０００５】
まず、中心導体は、前述した公報に記載された特定的な構造の電子部品においては、その周囲に配置される素子に設けられた貫通孔内に受け入れられながら、当該素子の貫通孔の内周面上に形成された電極に対して弾性的に接触することによって、素子との間での電気的接続が達成されるとともに、素子を機械的に位置決めするように構成されている。そのため、中心導体は、良好な導電性を有しかつばね性の高い、たとえばリン青銅やベリリウム銅のような銅系金属からなる金属板を筒状に丸めることによって作製される。
【０００６】
他方、キャップ状端子の材質としては、上述の中心導体との抵抗溶接性が優れていることはもちろん、比較的高い機械的強度が必要であり、また、十分な導電性、耐酸化性および耐腐食性を考慮して、たとえば鉄・ニッケル合金のような鉄系金属が用いられる。
【０００７】
図４には、鉄系金属からなる第１の金属部材１と銅系金属からなる第２の金属部材２とを抵抗溶接によって互いに接合する方法が図解されている。
【０００８】
このような抵抗溶接を実施するにあたって、まず、図４（１）に示すように、鉄系金属からなる第１の金属部材１と銅系金属からなる第２の金属部材２とが用意される。なお、第１の金属部材１の表面には、第１の金属部材１を構成する鉄系金属の酸化ないしは腐食を防止したり、第１の金属部材１の表面上での半田付け性を良好なものとしたりするため、錫または銀膜３がたとえばめっきによって形成されている。
【０００９】
次いで、図４（２）に示すように、第１の金属部材１と第２の金属部材２とを互いに突き合わせた状態とし、その状態で、第１および第２の金属部材１および２間に電流を流し、第１および第２の金属部材１および２間の接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、第１および第２の金属部材１および２の各一部を溶融させて合金化し、それによって、第１の金属部材１と第２の金属部材２とを互いに接合させることが行なわれる。
【００１０】
上述のように抵抗溶接による接合を終えたとき、第１の金属部材１と第２の金属部材２との界面部分に沿って、鉄および銅からなる合金層４が形成される。
【００１１】
他方、錫または銀膜３にあっては、溶接の際に生じる熱の影響を受けることによって、溶融したり熱膨張および収縮を生じたりする。そのため、錫または銀膜３は、溶接部から退避したり、溶接部の近傍において亀裂がもたらされたりして、第１の金属部材１を溶接部近傍において露出させることがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような抵抗溶接の際に生成される合金層４は、鉄・銅合金からなるもので、たとえば、水、ハロゲン、酸等の腐食性物質が存在する環境下に置かれると、腐食されやすい性質を有している。そのため、図４に示すような第１の金属部材１と第２の金属部材２との抵抗溶接が、たとえば、電子部品における端子部材と接続導体との接合のために用いられると、電子部品が使用される環境によっては、合金層４の腐食が時間の経過とともに進行し、電子部品の寿命を短くしてしまうことがある。
【００１３】
また、前述のように、溶接部の近傍において、錫または銀膜３から第１の金属部材１の表面が露出すると、第１の金属部材１に含まれる鉄が腐食するという問題にも遭遇する。
【００１４】
上述した合金層４すなわち溶接部における腐食を生じないようにするため、第１の金属部材１および第２の金属部材２において互いに同じ材料を用いるようにすることも考えられるが、前述したように、第１の金属部材１において鉄系金属を用い、第２の金属部材２において銅系金属を用いたのは、それぞれの金属の特性を生かそうとするための対策である以上、互いに同じ材料で第１および第２の金属部材１および２を構成することは、何らの意味をもなさないことであるといっても過言ではない。さらに言うならば、第１および第２の金属部材１および２を互いに同じ材料で構成してもよいということであれば、これら金属部材１および２をわざわざ溶接により接合することなく、むしろ、一体的に構成すればよいことになる。
【００１５】
また、合金層４および錫または銀膜３から露出した第１の金属部材１における腐食を防止するため、溶接工程の後に、塗装またはめっき処理等によって保護膜を形成することも考えられる。
【００１６】
しかしながら、たとえば電子部品における端子部材とこれに電気的に接続される接続導体との接合のために抵抗溶接が適用される場合には、溶接部が比較的小さく、また、その近傍に他の要素が接近して配置されていることもあり、上述のような保護膜を溶接部およびその近傍に適切に形成することが極めて困難であることが多い。
【００１７】
そこで、この発明の目的は、上述したような腐食の問題を防止し得る、電子部品の製造方法および電子部品を提供しようとすることである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電子部品の製造方法は、鉄系金属からなる２つのキャップ状端子と銅系金属からなる中心導体と中心導体を受け入れるための貫通孔を有する素子とをそれぞれ用意する工程と、各キャップ状端子の表面にニッケル膜を形成する工程と、ニッケル膜上に銀膜を形成する工程と、貫通孔内に中心導体を受け入れた状態で素子を中心導体上に配置する工程と、ニッケル膜を介して、キャップ状端子の内面と中心導体の各端面とを互いに突き合わせた状態となるように素子の各端部に各キャップ状端子を被せる工程と、キャップ状端子および中心導体間に電流を流し、キャップ状端子および中心導体間の接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、キャップ状端子および中心導体の各一部ならびにニッケル膜の少なくとも一部を溶融させ、それによって、キャップ状端子と中心導体との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層をキャップ状端子側に、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層を中心導体側に形成し、第１および第２の合金層により、キャップ状端子と中心導体とを互いに接合させる工程とを備えている。
【００１９】
このような電子部品の製造方法において、ニッケル膜は、好ましくは、めっきによって形成される。
【００２０】
また、ニッケル膜は、０．５〜５．０μｍの厚みをもって形成されることが好ましい。
【００２１】
また、この発明は、鉄系金属からなる２つのキャップ状端子と銅系金属からなる中心導体と中心導体を受け入れるための貫通孔を有する素子とを備え、キャップ状端子の内面と中心導体の各端面とが対向した領域において抵抗溶接によって互いに接合されている、電子部品の構造にも向けられる。
【００２２】
この電子部品においては、キャップ状端子と中心導体との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層がキャップ状端子側に、かつ、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層が中心導体側に形成され、キャップ状端子の表面には、第１の合金層が形成された部分を除いて、ニッケル膜が形成され、このニッケル膜上には銀膜が形成されていることが特徴である。
【００２３】
上記第１および第２の合金層は、合わせて５〜１０μｍの厚みを有することが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施形態による電子部品の製造方法において採用される抵抗溶接方法を説明するための図４に相当する図である。図１において、鉄系金属からなる第１の金属部材１１と銅系金属からなる第２の金属部材１２とを抵抗溶接によって互いに接合する方法が示されている。
【００２５】
まず、図１（１）に示すように、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２とが用意される。そして、第１の金属部材１１の表面には、ニッケル膜１３がたとえばめっきによって形成される。このニッケル膜１３の厚みは、好ましくは、０．５〜５．０μｍに選ばれ、より好ましくは、２μｍ程度に選ばれる。また、ニッケル膜１３上に、銀膜１４がたとえばめっきによって形成される。
【００２６】
次に、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２とを互いに突き合わせた状態とされる。このとき、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２との間には、ニッケル膜１３および銀膜１４が位置している。
【００２７】
次いで、上述した状態で、第１および第２の金属部材１１および１２間に電流を流し、第１および第２の金属部材１１および１２間の接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、第１および第２の金属部材１１および１２の各一部ならびにニッケル膜１３の少なくとも一部を溶融させ、それによって、図１（２）に示すように、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２とを互いに接合させることが行なわれる。
【００２８】
上述した抵抗溶接による接合を終えたとき、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層１５が第１の金属部材１１側に、かつ、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層１６が第２の金属部材１２側に形成される。なお、これら第１および第２の合金層１５および１６は、互いの間の界面を明瞭に生じさせるのではなく、実際には、ニッケルおよび銅を含みながら、鉄の濃度が比較的高くなる領域が第１の合金層１５となり、鉄の濃度が０か比較的低くなる領域が第２の合金層１６となる。
【００２９】
これら第１および第２の合金層１５および１６は、合わせて５〜１０μｍの厚みを有するように、抵抗溶接の条件が設定されることが好ましい。
【００３０】
上述した第１および第２の合金層１５および１６は、いずれも、耐腐食性に劣る鉄・銅合金から構成されるものではなく、それぞれ、ニッケル、銅および鉄を含む合金ならびにニッケルおよび銅を含む合金から構成されているので、良好な耐腐食性を有している。特に、ニッケルおよび銅を含む合金から構成される第２の合金層１６は、より優れた耐腐食性を示す。
【００３１】
このようなことから、第１および第２の合金層１５および１６をもって構成された溶接部が、水、ハロゲン、酸等の腐食性物質が存在する環境下に置かれても、腐食を招くことがなく、したがって、第１の金属部材１１と第２の金属部材１２との接合が外れてしまうことがない。
【００３２】
また、図１（２）において銀膜１４に注目すると、図４（２）に示した場合と同様、抵抗溶接時の発熱が原因となって、溶接部近傍において除去された状態となっている。しかしながら、この実施形態では、銀膜１４の除去にもかかわらず、第１の金属部材１１を覆うようにニッケル膜１３がなおも存在しているので、このニッケル膜１３がバリアとして作用し、第１の金属部材１１の腐食を防止し得る状態となっている。なお、溶接後も、ニッケル膜１３が安定して第１の金属部材１１を覆っているということは、合金層１５および１６の外表面をも露出させない状態とすることも可能であり、合金層１５および１６の腐食防止効果をより高めることができる。
【００３３】
以上説明した図１に示す抵抗溶接方法および抵抗溶接部構造は、電子部品における端子部材とこの端子部材に電気的に接続されるべき接続導体との間での抵抗溶接方法および抵抗溶接部構造に対して有利に適用されることができる。
【００３４】
この場合、端子部材は、鉄系金属からなる第１の金属部材１１に相当し、接続導体は、銅系金属からなる第２の金属部材１２に相当し、端子部材および接続導体の少なくとも一方の表面にニッケル膜が形成される。そして、端子部材と接続導体とを抵抗溶接によって互いに接合するにあたり、ニッケル膜を介して、端子部材と接続導体とを互いに突き合わせた状態とし、その状態で、端子部材および接続導体間に電流を流し、端子部材および接続導体間の接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、端子部材および接続導体の各一部ならびにニッケル膜の少なくとも一部を溶融させ、それによって、端子部材と接続導体とを互いに接合させることが行なわれる。
【００３５】
このように抵抗溶接を実施して得られた電子部品においては、端子部材と接続導体との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層が端子部材側に、かつ、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層が接続導体側に形成されることになる。
【００３６】
図２は、上述した抵抗溶接方法が有利に適用され得る電子部品２１を示す断面図である。この電子部品２１は、いわゆるＴ型ＬＣフィルタ回路を構成するもので、２つのインダクタ素子２２および２３と１つのコンデンサ素子２４とを備えている。
【００３７】
より具体的には、インダクタ素子２２および２３は、それぞれ、たとえば円筒状のフェライトビーズから構成される。インダクタ素子２２および２３には、それぞれ、軸線方向に延びる貫通孔２５および２６が設けられている。
【００３８】
また、コンデンサ素子２４は、たとえば角筒または円筒のような筒状コンデンサによって構成される。コンデンサ素子２４は、その軸線方向に延びる貫通孔２７を有する筒状の誘電体２８を備え、誘電体２８の外周面上には、外周電極２９が形成され、同じく内周面上には、内周電極３０が形成されている。
【００３９】
上述したインダクタ素子２２および２３ならびにコンデンサ素子２４を軸線方向に整列した状態でこれら要素を保持するように、接続導体としての中心導体３１が、インダクタ素子２２および２３ならびにコンデンサ素子２４の各々の貫通孔２５〜２７を貫通する状態に配置される。
【００４０】
図３には、中心導体３１が単独で斜視図で示されている。
【００４１】
中心導体３１は、基本的には、たとえば厚み０．０５〜０．０８ｍｍの金属板を丸めることによって得られるものである。この金属板として、高いばね性を有する銅系金属、たとえばリン青銅またはベリリウム銅からなる金属板が用いられる。中心導体３１を構成する金属板は、展開状態では、ほぼＴ字状をなしている。このようなＴ字状の金属板は、まず、「Ｔ」の水平方向に延びる部分から丸められ、次いで、図３に想像線で示すように、「Ｔ」の垂直方向に延びる部分がその上に丸められる。これによって、図３に実線で示した状態では、中心導体３１の長さ方向の中央部には、直径の比較的大きい弾接部３２が形成される。
【００４２】
再び図２を参照して、中心導体３１が電子部品２１の中心軸線上に配置されたとき、弾接部３２は、コンデンサ素子２４の内周電極３０に弾性的に接触した状態となる。そのため、たとえば半田等の接合材を用いることなく、コンデンサ素子２４の、中心導体３１に対する電気的接続および機械的固定を実現することができる。もちろん、半田等の接合材を併用してもよい。
【００４３】
また、中心導体３１は、図３に示すような構造を有しているので、その長さ方向の全範囲にわたって、外方へ向く弾性を働かせることができる。したがって、インダクタ素子２２および２３も、この弾性によって、中心導体３１上の所定の位置に保持させることもできる。
【００４４】
また、中心導体３１は、前述のように、金属板を丸めることによって得られたものであるので、全体として筒状の形態をなしており、そのため、中心導体３１の端面３３および３４は、中心に開口を有するリング状をなしている。
【００４５】
また、電子部品２１の両端部、より特定的にはインダクタ素子２２および２３の各一方端部には、端子部材となるキャップ状端子３５および３６がそれぞれ被せられる。キャップ状端子３５および３６は、たとえば鉄または鉄・ニッケル合金のような鉄系金属が素材として用いられ、各々の少なくとも内面３７および３８を含む表面にはニッケル膜３９がたとえばめっきによって形成される。また、キャップ状端子３５および３６の表面のニッケル膜３９上には、図示しないが、銀膜がたとえばめっきによってさらに形成される。
【００４６】
キャップ状端子３５および３６の各々の内面３７および３８の中央部には、凸部４０および４１が設けられている。このように凸部４０および４１が設けられると、中心導体３１は、リング状の端面３３および３４の中心に位置する開口内に凸部４０および４１をそれぞれ受け入れることによって、キャップ状端子３５および３６に対して適正にセンタリングされた状態で確実に位置決めされることができる。
【００４７】
以上のように、電子部品２１を構成する各要素が組み込まれたとき、キャップ状端子３５および３６の内面３７および３８と中心導体３１の端面３３および３４とが、ニッケル膜３９を介して、互いに突き合わされた状態となる。この状態において、キャップ状端子３５および３６ならびに中心導体３１間に電流を流し、キャップ状端子３５および３６ならびに中心導体３１間の接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、キャップ状端子３５および３６ならびに中心導体３１の各一部が溶融されるとともにニッケル膜３９の少なくとも一部が溶融され、それによって、キャップ状端子３５および３６と中心導体３１とが互いに接合される。
【００４８】
このような抵抗溶接による接合を終えたとき、図示しないが、キャップ状端子３５および３６と中心導体３１との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層がキャップ状端子３５および３６側に、かつ、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層が中心導体３１側に形成される。
【００４９】
以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他、種々の変形例が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る電子部品の製造方法によれば、鉄系金属からなるキャップ状端子と銅系金属からなる中心導体とを抵抗溶接によって互いに接合するにあたって、キャップ状端子の表面にニッケル膜を予め形成しておき、このニッケル膜を介して、キャップ状端子と中心導体とを互いに突き合わせた状態で抵抗溶接が実施されるので、接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、キャップ状端子および中心導体の各一部ならびにニッケル膜の少なくとも一部が溶融し、それによって、キャップ状端子と中心導体とが互いに接合されることになる。
【００５１】
したがって、得られた抵抗溶接部においては、キャップ状端子と中心導体との界面部分にそれぞれ沿って、耐腐食性に劣る鉄・銅合金が形成されることはなく、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層がキャップ状端子側に、かつ、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層が中心導体側に形成される。そして、第１および第２の合金層、特に第２の合金層が優れた耐腐食性を示すので、溶接部の腐食は有利に防止され、このような抵抗溶接部が腐食性物質が存在する環境下に置かれても、キャップ状端子と中心導体との接合に関して高い信頼性を与えることができる。したがって、電子部品が使用される環境にかかわらず、電子部品の寿命をより長くすることができる。
【００５２】
上述したニッケル膜がめっきによって形成されると、たとえば０．５〜５．０μｍの厚みを有するニッケル膜を能率的に形成することができる。
【００５３】
ニッケル膜を上述のように０．５μｍ以上の厚みをもって形成すると、ニッケルを含む第１および第２の合金層の形成をより確実に行なうことができ、５．０μｍ以下の厚みをもって形成するようにすれば、所望の抵抗溶接をより容易に行なうことができる。
【００５４】
また、この発明によれば、キャップ状端子の表面にニッケル膜を形成し、その上に銀膜を形成した状態で、抵抗溶接工程を適用するので、抵抗溶接の結果、銀膜の一部が除去されても、ニッケル膜がキャップ状端子の表面を覆う状態が維持されることができるので、キャップ状端子に含まれる鉄および／または合金層の腐食を防止する効果も期待できる。
【００５５】
また、この発明に係る製造方法を適用して得られた抵抗溶接部構造において、第１および第２の合金層が、合わせて５〜１０μｍの厚みを有するようにされると、耐腐食性に対する信頼性をより確実に与えることができる。
【００５６】
また、この発明は、キャップ状端子の内面と中心導体の各端面とを互いに突き合わせた状態でこれらが抵抗溶接によって互いに接合され、中心導体を受け入れるための貫通孔を有するとともにこの貫通孔内に中心導体を受け入れた状態で中心導体上に配置される素子をさらに備える、電子部品を製造する方法に向けられるので、上述したような効果の意義がより顕著なものとなる。なぜなら、キャップ状端子の内面と中心導体の各端面との接合部分は、電子部品の内部に位置し、腐食を防止するための保護膜の適正な形成は到底不可能であるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態による電子部品の製造方法において採用される抵抗溶接方法を図解的に示す断面図である。
【図２】 図１に示した抵抗溶接方法が有利に適用され得る電子部品２１を示す断面図である。
【図３】 図２に示した中心導体３１を単独で示す斜視図である。
【図４】 この発明にとって興味ある従来の抵抗溶接方法を図解的に示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 第１の金属部材
１２ 第２の金属部材
１３，３９ ニッケル膜
１４ 銀膜
１５ 第１の合金層
１６ 第２の合金層
２１ 電子部品
２２，２３ インダクタ素子
２４ コンデンサ素子
２５，２６，２７ 貫通孔
３１ 中心導体
３３，３４ 端面
３５，３６ キャップ状端子
３７，３８ 内面
Claims (5)
- 鉄または鉄含有合金からなる２つのキャップ状端子と銅または銅含有合金からなる中心導体と前記中心導体を受け入れるための貫通孔を有する素子とをそれぞれ用意する工程と、
各前記キャップ状端子の表面にニッケル膜を形成する工程と、
前記ニッケル膜上に銀膜を形成する工程と、
前記貫通孔内に前記中心導体を受け入れた状態で前記素子を前記中心導体上に配置する工程と、
前記ニッケル膜を介して、前記キャップ状端子の内面と前記中心導体の各端面とを互いに突き合わせた状態となるように前記素子の各端部に各前記キャップ状端子を被せる工程と、
前記キャップ状端子および前記中心導体間に電流を流し、前記キャップ状端子および前記中心導体間の接触抵抗に基づく発熱を生じさせることによって、前記キャップ状端子および前記中心導体の各一部ならびに前記ニッケル膜の少なくとも一部を溶融させ、それによって、前記キャップ状端子と前記中心導体との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層を前記キャップ状端子側に、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層を前記中心導体側に形成し、前記第１および第２の合金層により、前記キャップ状端子と前記中心導体とを互いに接合させる工程と
を備える、電子部品の製造方法。 - 前記ニッケル膜は、めっきによって形成される、請求項１に記載の電子部品の製造方法。
- 前記ニッケル膜は、０．５〜５．０μｍの厚みをもって形成される、請求項１または２に記載の電子部品の製造方法。
- 鉄または鉄含有合金からなる２つのキャップ状端子と銅または銅含有合金からなる中心導体と前記中心導体を受け入れるための貫通孔を有する素子とを備え、前記キャップ状端子の内面と前記中心導体の各端面とが対向した領域において抵抗溶接によって互いに接合されている、電子部品であって、
前記キャップ状端子と前記中心導体との界面部分にそれぞれ沿って、ニッケル、銅および鉄を含む第１の合金層が前記キャップ状端子側に、かつ、ニッケルおよび銅を含む第２の合金層が前記中心導体側に形成され、前記キャップ状端子の表面には、前記第１の合金層が形成された部分を除いて、ニッケル膜が形成され、前記ニッケル膜上には銀膜が形成されている、電子部品。 - 前記第１および第２の合金層は、合わせて５〜１０μｍの厚みを有する、請求項４に記載の電子部品。
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