JP4372334B2 - リフローハンダ付け用コイン型二次電池及びキャパシタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リフロー処理が可能なコイン型二次電池及びキャパシタにおいて、正負極のリードを取るために取り付けられる正負極端子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯機器の補助電源としてクロック及びメモリー機能のバックアップ用として用いられるコイン型、ボタン型の一次電池、二次電池及びキャパシタは、電池に正負極のリードを取るための端子を取り付けて用いられるのが一般的である。また、その端子形状も最近は部品の小型化が進み、取り付け基板に端子用の穴をあけ指し込み、基板の裏側から半田付けするタイプではなく、端子の付いた電池およびキャパシタを基板上にそのまま載せ、端子先端部の半田メッキ部を載せた基板側から半田付けする表面実装タイプ（図１）が主流となってきている。その表面実装タイプの端子には側面の半田メッキ（１ｅ）が取り付けられてあり、基板接触面から半田を反対の端子上面まで回り込ませることにより基板への取り付け強度を維持していた。ただし、リフロー処理が出来ないコイン型の電池及びキャパシタ端子の基板への取り付けは半田メッキがされた端子先端部を手ハンダで半田付けしていたため、側面への半田メッキは必ず必要とされているものではなかった。
【０００３】
近年、コイン型電池及びキャパシタにおいても合理化の目的でリフロー半田付け対応の要求が大きくなり、従来のポリプロピレンからなるガスケットから、耐熱性を有するガスケット材料としてポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性エンジニアリングプラスチック材料からなる、ガスケットを用いたリフロー処理可能な二次電池及びキャパシタが考案され実用されてきている。
【０００４】
従来のリフロー処理ができない電池及びキャパシタは手付け半田であったためあまり問題とならなかった正負極端子の側面半田メッキ有無であるが、リフロー処理可能な電池及びキャパシタが開発されてからは自動でリフロー処理を行うようになり、確実に半田を基板接触面から反対面まで回り込ませる側面半田メッキを施すことが不可欠なものとなってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
表面実装タイプのリフロー処理可能な二次電池及びキャパシタの正負極端子には側面半田メッキが施されているタイプが主流である。この側面半田メッキは確実に半田を端子上面まで回り込ませて、基板への取り付け強度を確実に確保するという点では非常に有効であるが、側面半田メッキを施すにあたっての端子製造工程が側面半田メッキ部の一次抜きから半田メッキ、そして半田メッキ後の２次抜きと工程が３段階に分かれてしまい端子のコストアップの原因となってしまう欠点がある。そこで側面半田メッキに替わる方式を提案するによりコスト削減を可能とし、なおかつ基板への取り付け強度も維持させることは端子付き電池及びキャパシタにおいて重要である。
【０００６】
本発明は、リフロー処理可能な電池及びキャパシタにおいて、正負極端子の側面半田メッキを無くしても、これと同じような基板への取り付け強度を維持させることを可能とした端子形状を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決する為に本発明は、図２に示すように側面半田メッキの無い端子端面を端子成型金型内で潰す（２ｅ）ことにより、端子端面における基板接触面と反対側の端子上面との距離を極力近づけるようにし、リフロー処理時に半田が基板接触面から端子上面へ回り込むことを可能にしている。またこの端子の場合、半田メッキ前の一次抜きが不要で、半田メッキ後の端子金型上で端子の潰しおよび成型が可能となるため、端子のコスト削減も可能となるようにしている。
【０００８】
すなわちリフロー処理が可能なコイン型二次電池において、正極端子または負極端子の先端が、正極端子または負極端子それぞれの板厚より薄い形状とする。ここで、正極端子または負極端子の先端の上面に斜面を設けることも可能である。そして正極端子または負極端子の先端の上面と下面の距離が０．０１ｍｍから０．０８ｍｍとすると良い。さらに好ましくは、正極端子または負極端子の先端の上面と下面の距離は略０．０５ｍｍである。
【０００９】
そして、リフロー処理可能なコイン型二次電池の製造方法において、正極端子または負極端子の先端を、正極端子または負極端子それぞれの板厚より薄くする方向に潰すことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
リフロー処理可能な電池及びキャパシタにおける正負極端子において、正負極端子の半田メッキ部の端面を端子成型金型内で潰し、端子基板接触面と端子上面の距離を０．０５ｍｍ以下とすることにより、リフロー処理時の端子基板接触面から端子上面への半田の回り込みを実現し、側面半田メッキがある時と同様な基板への取り付け強度を発揮させることを可能とする。また、この端子形状は半田メッキ後の端子成型時に形状を作り出すことが可能となる。端子の外形抜き後に半田メッキ部端面を潰す機構を金型内に設置することにより、従来、側面半田メッキを施していた場合の端子成型工程を３工程から２工程へと削減することが可能となり、端子のコスト削減を実現するものとする。この端子形状は、端子の側面半田メッキ無しや端子成型時の工程削減によりコスト削減を実現し、なおかつ、側面半田メッキと同様な機能を保持させることが可能であり、このようなリフロー処理可能な電池およびキャパシタにおいては非常に有効である。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
直径４．８ｍｍ 厚さ１．４ｍｍの４１４サイズキャパシタにおいて、端子基板接触面から端子上面までの最適な距離を確認する実験を、正負極端子の半田メッキ部端面である外周部を潰した本発明品(図２)にて行なった。端子基板接触面から端子上面までの距離を０．１２ｍｍ、０．０８ｍｍ、０．０５ｍｍと３種類製作し、リフロー処理を行なった時の端子基板接触面から端子上面まで半田が回り込む割合を比較してみた（表１）。この時、端子厚みは０．１５ｍｍ、潰しの幅は約０．３ｍｍで端子下面に向けてテーパー形状になるように潰しを行なった。また、リフロー炉はホットエアー式を用い、基板上のクリーム半田厚みは一般的である０．１ｍｍとした。
【００１２】
【表１】

【００１３】
表１のとおり距離０．０５ｍｍでほぼ確実に半田が回り込むことが確認できた。そのため、本発明品は端子基板接触面から端子上面までの距離を０．０５ｍｍ以下とする。
（実施例２）
直径４．８ｍｍ 厚さ１．４ｍｍの４１４サイズキャパシタにおいて、正負極端子の半田メッキ部端面である外周部を潰した本発明品(図２)を作り、従来品（図１）である側面半田メッキ品と、リフロー処理を行なった時の端子基板接触面から端子上面まで半田が回り込む割合を比較してみた（表２）。この時、端子厚みは０．１５ｍｍ、潰しの幅は約０．３ｍｍで端子下面に向けてテーパー形状になるように潰しを行い、端子下面から上面の距離は０．０５ｍｍとした。また、リフロー炉はホットエアー式を用いた。
【００１４】
【表２】

【００１５】
表２のとおり本発明品は従来品と同等な端子上面までの半田の回り込みを実現することが可能であることが確認できた。
また、このように取り付けた端子が、実際に従来品と同様な取り付け強度が得られているか確認を行った。その結果を表３に示す。
【００１６】
【表３】

【００１７】
表３の結果のとおり半田メッキ部端面を潰した端子形状の本発明品においても、ホットエアー式のリフロー処理により従来品と同等以上な基板への取り付け強度を得ることが可能であることが判った。
（実施例３）
直径４．８ｍｍ 厚さ１．４ｍｍの４１４サイズキャパシタにおいて、正負極端子の半田メッキ部形状を図３のように短冊状にして、端面の潰しをこの短冊状にした部分の内側だけ施した本発明品を作成した。この短冊形状の場合、端子外形を潰した実施例１よりも外形寸法において、寸法のバラツキが無いという利点がある。この時も端子厚みは０．１５ｍｍ、潰しの幅は約０．３ｍｍで端子下面に向けてテーパー形状になるように潰しを行い、端子下面から上面の距離は０．０５ｍｍとした。そして、リフロー処理を行なった時の端子基板接触面から端子上面まで半田が回り込む割合を比較してみた（表４）。
【００１８】
【表４】

【００１９】
表４のとおり短冊状の本発明においても従来品と同様な端子上面までの半田の回り込みを実現することが可能であることが確認できた。ただし、端子外形部の潰しを行なっていない箇所については半田の回り込みが確認できなかった。
また、このように取り付けた端子が、実際に従来品と同様な取り付け強度が得られているか確認を行なった。その結果を表５に示す。リフロー炉はホットエアー式を用いた。
【００２０】
【表５】

【００２１】
表５の結果のとおり短冊状にした端子形状の本発明品においても、ホットエアー式のリフロー処理により従来品と同等な基板への取り付け強度を得られることが判った。そして、この短冊形状の場合の端子外形部からの半田の回り込みが無くても、特に問題とならず、短冊形状でも有効であることが確認された。ただし、櫛歯の数は端子成型精度などを考慮すると２から４個が最適である。
【００２２】
【発明の効果】
リフロー処理可能な二次電池・キャパシタにおいて、正負極端子の半田メッキ端面を潰して側面半田メッキと同等な機能を保持させることを可能とした本発明は、リフロー処理にて基板に取り付けを行なう端子の付いた電池及びキャパシタにおいて、端子のコスト削減を可能とすることができ、このような二次電池及びキャパシタを用いる携帯電話等に代表される携帯機器等の価格削減の上でも非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面実装タイプの端子形状（従来品）
【図２】本発明による端子形状
【図３】本発明による端子形状（短冊形状）
【符号の説明】
１ａ…二次電池及びキャパシタ
１ｂ…負極端子
１ｃ…正極端子
１ｄ…半田メッキ
１ｅ…側面半田メッキ
２ａ…二次電池及びキャパシタ
２ｂ…負極端子
２ｃ…正極端子
２ｄ…半田メッキ
２ｅ…端子潰し部
３ａ…二次電池及びキャパシタ
３ｂ…負極端子
３ｃ…正極端子
３ｄ…半田メッキ
３ｅ…短冊形状の端子潰し部

Claims (2)

1. 端子を有するコイン型二次電池であって、前記端子の外周部の上面と下面の距離が０．０５ｍｍ以下であるリフローハンダ付け用コイン型二次電池。
2. 端子を有するコイン型キャパシタであって、前記端子の外周部の上面と下面の距離が０．０５ｍｍ以下であるリフローハンダ付け用コイン型キャパシタ。

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