JP4452917B2 - Tab terminal for electrolytic capacitor - Google Patents
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Description
本発明は、電解コンデンサに使用されるタブ端子に関し、特に、鉛フリーのスズメッキが施されたタブ端子、およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a tab terminal used for an electrolytic capacitor, and more particularly, to a tab terminal on which lead-free tin plating is applied, and a manufacturing method thereof.
電解コンデンサは、タンタル、アルミニウム等の弁作用金属からなる陽極電極箔と陰極電極箔とをセパレータを介して巻回してなるコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子に、液状電解質または固体電解質を保持させて外装ケース内に収納して構成されている。このような電解コンデンサにおいて、陽極電極箔と陰極電極箔とには、それぞれの電極を外部に接続するためのタブ端子が、ステッチ、超音波溶接等の公知の手段により接続されている。 An electrolytic capacitor forms a capacitor element formed by winding an anode electrode foil made of a valve metal such as tantalum and aluminum and a cathode electrode foil through a separator, and this capacitor element holds a liquid electrolyte or a solid electrolyte. And housed in an exterior case. In such an electrolytic capacitor, tab terminals for connecting the respective electrodes to the outside are connected to the anode electrode foil and the cathode electrode foil by known means such as stitching or ultrasonic welding.
当該タブ端子は、圧扁部、丸棒部、およびリード線部の三つの部分から構成されている。すなわち、電極箔に接合される部分は、巻回型のコンデンサ素子内に巻き込まれる関係から圧扁部とされ、外装ケースを密封する封口体に貫通挿入される部分は、封口体との間のシール性と機械的強度を確保するために丸棒部とされている。また、回路基板に実装される引出し部分は、実装時の取扱性を確保するために柔軟性を持つリード線部とされている。 The tab terminal is composed of three portions: a flat portion, a round bar portion, and a lead wire portion. In other words, the portion to be joined to the electrode foil is a pressing portion due to the relationship of being wound in the winding type capacitor element, and the portion inserted through the sealing body that seals the outer case is between the sealing body and In order to ensure sealing performance and mechanical strength, it is a round bar. Further, the lead-out portion mounted on the circuit board is a flexible lead wire portion to ensure handling at the time of mounting.
このような三つの部分から構成されるタブ端子は、２種類の部材を溶接することによって作製されるのが通常である。すなわち、アルミ材等からなる芯線を用いて圧扁部と丸棒部とを形成し、当該丸棒部にリード線を溶接することによって作製される。また、電解コンデンサは回路基板にはんだ付けで実装されることから、当該リード線は、はんだ付け特性の向上のため、その表面にスズや鉛を含有するスズでメッキが施されたものが使用されている。 Such a tab terminal composed of three parts is usually produced by welding two kinds of members. That is, it is produced by forming a pressing portion and a round bar portion using a core wire made of an aluminum material or the like, and welding a lead wire to the round bar portion. In addition, since the electrolytic capacitor is mounted on the circuit board by soldering, the lead wire whose surface is plated with tin or tin containing lead is used to improve the soldering characteristics. ing.
一方、近年、環境問題に配慮して、電子部品の電極端子の無鉛化や電子部品の接合に無鉛はんだを使用する技術の開発がなされ始めている。電子部材として用いるリード線においても、従来の鉛含有スズメッキに替わり、鉛を用いない、いわゆる鉛フリーのスズメッキが使用され始めている。このような鉛フリーのスズメッキが施されたリード線を用いたタブ端子では、アルミ丸棒部とリード線部との溶接部分にスズのウィスカが発生するという問題がある。該ウィスカは経時的に成長するため、タブ端子製造後にウィスカを除去しても、その後に徐々にウィスカが成長する。従って、電解コンデンサを回路基板に実装した後に、陽極側のリード線から発生したウィスカと陰極側のリード線から発生したウィスカとが互いに接合したり、あるいは、リード線部に発生したウィスカが回路基板の表面まで達して、ひいては電解コンデンサの漏れ電流を増大させたり、ショートを発生させる恐れもある。 On the other hand, in recent years, in consideration of environmental problems, the development of technology for using lead-free solder for the electrode terminals of electronic components and for joining electronic components has begun. Also in lead wires used as electronic members, so-called lead-free tin plating that does not use lead has started to be used instead of conventional lead-containing tin plating. In such a tab terminal using a lead wire plated with lead-free tin, there is a problem that a tin whisker is generated at a welded portion between the aluminum round bar portion and the lead wire portion. Since the whisker grows with time, even if the whisker is removed after manufacturing the tab terminal, the whisker gradually grows thereafter. Therefore, after mounting the electrolytic capacitor on the circuit board, the whisker generated from the lead wire on the anode side and the whisker generated from the lead wire on the cathode side are joined to each other, or the whisker generated in the lead wire portion is connected to the circuit board. May lead to an increase in the leakage current of the electrolytic capacitor or a short circuit.
このような問題に対し、溶接部からのスズウィスカの発生を抑制するため、特開２０００−１２３８６号公報には、０．５〜１０．０ｗｔ％のビスマス等の金属を含有するスズからなる金属層が形成されたリード線を使用することが開示されている。このように、スズにビスマス等の金属を含有させることにより、ウィスカの発生を抑制することができる。 In order to suppress the generation of tin whiskers from the welded portion, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-12386 discloses a metal layer made of tin containing 0.5 to 10.0 wt% of a metal such as bismuth. It is disclosed to use a lead wire formed. In this way, the generation of whiskers can be suppressed by adding a metal such as bismuth to tin.
しかしながら、ビスマス等の金属を含有するスズが表面に形成されたリード線を得るためには、当該金属を所定量含有するスズ合金のメッキを施す必要があるため、線材メーカー等から入手できる鉛フリーのスズメッキされたリード線をタブ端子の製造に直接用いることができない。このように線材メーカー等から入手できるリード線をそのまま使用してタブ端子を製造することができれば、製造工程も複雑とならず、製造コストを増大させることもないと考えられる。 However, in order to obtain a lead wire with a tin containing a metal such as bismuth formed on the surface, it is necessary to apply a tin alloy containing a predetermined amount of the metal. The tin-plated lead wires cannot be used directly in the manufacture of tab terminals. Thus, if the tab terminal can be manufactured using the lead wire available from the wire manufacturer as it is, it is considered that the manufacturing process is not complicated and the manufacturing cost is not increased.
また、ウィスカが発生する部位はアルミ芯線とリード線との溶接部のみであるのに対し、ビスマス／スズ合金メッキはリード線全体に施されているため、ウィスカ発生と関係のない部分のメッキ処理が無駄になりコスト上昇を招く。 Also, whisker is generated only at the welded portion between the aluminum core wire and the lead wire, whereas bismuth / tin alloy plating is applied to the entire lead wire, so the plating process is not related to whisker generation. Is wasted and increases costs.
さらに、スズに他の金属を含有させすぎると、スズのみからなるメッキと比較して、ハンダ濡れ性等のメッキ特性が変化してしまう。 Furthermore, when other metals are contained too much in the tin, the plating characteristics such as solder wettability change as compared with the plating made of only tin.
本発明者らは、今般、スズメッキさたリード線の表面に酸化スズを形成することにより、ハンダ濡れ性を損ねることなく、ウィスカの発生が抑制できるとの知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。 The present inventors have recently found that by forming tin oxide on the surface of a tin-plated lead wire, whisker generation can be suppressed without impairing solder wettability. The present invention is based on this finding.
したがって、本発明の目的は、線材メーカー等から入手できる、鉛フリーのスズメッキが施されたリード線を、そのままタブ端子に使用した場合であっても、溶接部分からのスズウィスカが発生せず、また、ウィスカ発生に起因する上記のような問題が解消され、しかもハンダ濡れ性も良好なタブ端子およびその製造方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is that no lead whisker from the welded portion is generated even when the lead-free tin-plated lead wire available from a wire manufacturer or the like is used for the tab terminal as it is. An object of the present invention is to provide a tab terminal and a method for manufacturing the tab terminal, in which the above-described problems caused by whisker generation are solved and solder wettability is good.
本発明による電解コンデンサ用タブ端子は、芯材表面にスズからなる金属層が形成されてなるリード線端部に、圧扁部を有するアルミ芯線が溶接されてなる電解コンデンサ用タブ端子であって、前記リード線部と前記アルミ芯線との溶接部表面に、ウィスカの成長抑制処理が施されていることを特徴とするものである。このように、ウィスカの発生場所であるアルミ芯線とリード線との溶接部分表面にウィスカ発生抑制処理を施すことにより、当該溶接部分からスズウィスカが経時的に成長するのを抑制することができる。 The tab terminal for an electrolytic capacitor according to the present invention is a tab terminal for an electrolytic capacitor in which an aluminum core wire having a flattened portion is welded to an end portion of a lead wire in which a metal layer made of tin is formed on a core material surface. The surface of the welded portion between the lead wire portion and the aluminum core wire is subjected to whisker growth suppression treatment. In this way, by performing the whisker generation suppressing process on the surface of the welded portion between the aluminum core wire and the lead wire where whisker is generated, it is possible to suppress the growth of tin whisker from the welded portion over time.
本発明の好ましい態様として、前記のウィスカ抑制処理は、酸化スズ形成処理である。このように溶接部表面に形成されたスズを酸化して、少なくともＳｎＯまたはＳｎＯ２に変性することによりすることにより、当該溶接部分から発生するウィスカを効果的に抑制することができる。 As a preferred embodiment of the present invention, the whisker suppression treatment is a tin oxide formation treatment. Thus the weld by oxidation of tin formed on the surface, at least SnO or by by modifying the SnO 2, it is possible to effectively suppress the whiskers generated from the welded parts.
また、前記酸化スズ形成処理は、タブ端子の熱処理により行われることが好ましく、前記熱処理温度は６０℃〜１８０℃、特に８０℃〜１５０℃の範囲であることがより好ましい。かかる温度範囲において酸素雰囲気下でタブ端子を熱処理し酸化スズを形成することにより、タブ端子のハンダ濡れ性を損なわずに、ウィスカ発生が抑制されたタブ端子を得ることができる。 Moreover, it is preferable that the said tin oxide formation process is performed by the heat processing of a tab terminal, and it is more preferable that the said heat processing temperature is the range of 60 to 180 degreeC, especially 80 to 150 degreeC. By heat-treating the tab terminal in an oxygen atmosphere in such a temperature range to form tin oxide, a tab terminal in which whisker generation is suppressed can be obtained without impairing solder wettability of the tab terminal.
さらに、前記酸化スズ形成処理は、溶剤処理によっても行うことができる。酸化スズの形成を溶剤処理により行うことで、タブ端子中で、ウィスカ発生抑制処理が必要な部分のみを選択的に処理することができる。 Further, the tin oxide formation treatment can be performed by solvent treatment. By forming tin oxide by solvent treatment, it is possible to selectively treat only the portion of the tab terminal that requires whisker generation suppression treatment.
前記の溶剤は、珪酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、および硫酸塩からなる群から選択される無機酸塩の水溶液であることが好ましく、さらにアンモニウム塩を含んでなる水溶液であることが好ましい。このような水溶液を用いて溶剤処理を行うことにより、ハンダ濡れ性を損なわない程度に、スズ表面に酸化スズを形成することができ、ウィスカ発生の抑制効果が得られる。また、溶剤によるウィスカ抑制処理は、上記の熱処理と併用して行うこともでき、このように熱処理と溶剤処理とを行うことにより更なるウィスカ抑制効果が得られる。 The solvent is preferably an aqueous solution of an inorganic acid salt selected from the group consisting of silicates, borates, phosphates, and sulfates, and more preferably an aqueous solution containing an ammonium salt. . By performing solvent treatment using such an aqueous solution, tin oxide can be formed on the tin surface to the extent that solder wettability is not impaired, and an effect of suppressing whisker generation is obtained. Moreover, the whisker suppression process by a solvent can also be performed together with said heat processing, and the further whisker suppression effect is acquired by performing heat processing and a solvent process in this way.
本発明の別の態様として、本発明による電解コンデンサ用タブ端子の製造方法は、芯材表面にスズからなる金属層が形成されてなるリード線端部に、圧扁部を有するアルミ芯線を溶接する工程、および溶接直後に、前記溶接部分に溶剤を塗布して付着させる工程、を含んでなるものである。 As another aspect of the present invention, a method for manufacturing a tab terminal for an electrolytic capacitor according to the present invention includes welding an aluminum core wire having a pressed portion to an end portion of a lead wire in which a metal layer made of tin is formed on the surface of the core material. And a step of applying and attaching a solvent to the welded portion immediately after welding.
また、別の態様として、本発明による電解コンデンサ用タブ端子の製造方法は、芯材表面にスズからなる金属層が形成されてなるリード線端部に、圧扁部を有するアルミ芯線を溶接してタブ端子を準備する工程、および前記溶接されたタブ端子を、熱処理する工程を含んでなるものである。 As another aspect, the method of manufacturing a tab terminal for an electrolytic capacitor according to the present invention includes welding an aluminum core wire having a pressing portion to an end portion of a lead wire in which a metal layer made of tin is formed on the surface of the core material. Preparing a tab terminal, and heat-treating the welded tab terminal.
以下、本発明の実施形態の一例に係るタブ端子およびその製造方法について説明する。
本発明の電解コンデンサ用タブ端子は、芯材表面にスズからなる金属層が形成されてなるリード線端部に、圧扁部を有するアルミ芯線が溶接されてなる電解コンデンサ用タブ端子であって、前記リード線と前記アルミ芯線との溶接部に、ウィスカの成長抑制処理が施されているものである。本発明のタブ端子を構成するスズメッキが施されたリード線は、スズメッキまでの工程は一般的に用いられている方法が採用され、特に限定されるものではなく、また市販の鉛フリーのスズメッキが施されたＣＰ線（引き込み線）等を使用することができる。リード線の太さや長さも特に限定されるものではなく、電解コンデンサの要求特性に応じて種々のＣＰ線を使用することができる。なお、ＣＰ線は、導電特性の観点から、鉄の周囲に銅が形成されたものが通常用いられる。
Hereinafter, a tab terminal and a manufacturing method thereof according to an example of an embodiment of the present invention will be described.
The tab terminal for an electrolytic capacitor of the present invention is a tab terminal for an electrolytic capacitor in which an aluminum core wire having a pressed portion is welded to an end portion of a lead wire in which a metal layer made of tin is formed on a core material surface. The welded portion between the lead wire and the aluminum core wire is subjected to whisker growth suppression treatment. The lead wire to which the tin plating constituting the tab terminal of the present invention is applied is not particularly limited, and the process up to the tin plating is not particularly limited, and a commercially available lead-free tin plating is used. It is possible to use a given CP line (lead line) or the like. The thickness and length of the lead wire are not particularly limited, and various CP wires can be used according to the required characteristics of the electrolytic capacitor. In addition, as for CP wire, what formed copper around iron is normally used from a viewpoint of electrical conductivity.
本発明のタブ端子を構成するアルミ芯線も、従来のタブ端子に使用されているものを使用することができる。当該アルミ芯線も市販のものを用いることができる。また、アルミ芯線は電解コンデンサの電極として機能するものであり、その一端部は扁平状に圧扁された形状を有している。かかる圧扁部は従来技術により形成することができる。例えば、アルミ芯線をプレス加工し所定形状に切断することにより、所定形状の圧扁部を有するアルミ芯線を作製することができる。圧扁部を所定形状に切断する工程は、プレス加工と同時に行うこともできる。 The aluminum core wire which comprises the tab terminal of this invention can also use what is used for the conventional tab terminal. A commercially available aluminum core wire can also be used. The aluminum core wire functions as an electrode of the electrolytic capacitor, and one end thereof has a flat shape. Such a pressed portion can be formed by conventional techniques. For example, by pressing an aluminum core wire and cutting it into a predetermined shape, an aluminum core wire having a pressed portion with a predetermined shape can be produced. The step of cutting the pressed portion into a predetermined shape can be performed simultaneously with the press working.
次に上記のリード線およびアルミ芯線を、従来の方法により接合することにより、タブ端子の形状とすることができる。例えば、火花放電等によって高温状態を形成し、アルミ芯線とリード線との両端を溶解して接合する方法等により両者を接合することができる。 Next, the lead wire and the aluminum core wire are joined by a conventional method to form a tab terminal. For example, the high temperature state can be formed by spark discharge or the like, and both ends of the aluminum core wire and the lead wire can be melted and joined together.
このようにして作製されたタブ端子のアルミ芯線とリード線との溶接部分にウィスカ成長抑制処理を施すことにより、本発明のタブ端子が完成する。本願発明者らは、タブ端子の溶接部分付近から発生するウィスカが、スズ金属単体からなるものであることを確認し、当該溶接部分に存在するスズをあらかじめ酸化スズに変成しておくことで、経時的に発生するウィスカを抑制できるとの知見を得た。すなわち、本願発明は、ウィスカ発生原因に着目し、タブ端子の処理方法とウィスカ発生との関係について鋭意検討をした結果、導き出されたものである。 The tab terminal of the present invention is completed by applying a whisker growth suppressing process to the welded portion between the aluminum core wire and the lead wire of the tab terminal thus manufactured. The inventors of the present application confirmed that the whisker generated from the vicinity of the welded portion of the tab terminal is composed of a single tin metal, and pre-transformed tin present in the welded portion into tin oxide, It was found that whiskers generated over time can be suppressed. That is, the present invention has been derived as a result of intensive studies on the relationship between the tab terminal processing method and whisker generation, paying attention to the cause of whisker generation.
本発明者らの知見によれば、当該ウィスカはスズからなる単体金属で構成されており、リード線表面に設けられたスズメッキに由来するものと推定されるが、リード線全体にウィスカが発生することはなく、リード線とアルミ芯線との溶接部分に集中してウィスカは発生する。その理由は以下のように考えられる。すなわち、アルミ芯線とリード線との接合部分では、溶接時の残留応力が残されたままアルミ、銅およびスズ等の金属が固化する。しかしながら、アルミや銅と異なり、スズは融点が低く（２３２℃）、また、低温（数十℃）において結晶変態を起こし得る。このような残留応力（ひずみ）が残されている状態においては、常温においてもスズの結晶変態が進み、針状のウィスカとなって溶接部分から現れるものと推定される。当該ウィスカの成長は、数ヶ月のオーダーで徐々に進行するため、タブ端子製造直後にウィスカ除去を行っても、根本的な解決にはならないことに留意されるべきである。すなわち、本発明者らの知見によれば、ウィスカの成長自体を抑制する必要があるということである。 According to the knowledge of the present inventors, the whisker is composed of a single metal made of tin, and is presumed to be derived from tin plating provided on the surface of the lead wire, but whisker is generated in the entire lead wire. However, whiskers are concentrated in the welded portion between the lead wire and the aluminum core wire. The reason is considered as follows. That is, at the joint portion between the aluminum core wire and the lead wire, metal such as aluminum, copper, and tin is solidified while the residual stress during welding remains. However, unlike aluminum and copper, tin has a low melting point (232 ° C.) and can undergo crystal transformation at low temperatures (tens of degrees C.). In a state in which such residual stress (strain) remains, it is presumed that the tin crystal transformation proceeds even at room temperature and appears as a needle-like whisker at the welded portion. It should be noted that whisker growth proceeds gradually on the order of several months, so removing whisker immediately after manufacturing the tab terminals does not provide a fundamental solution. That is, according to the knowledge of the present inventors, it is necessary to suppress the whisker growth itself.
本発明においては、スズの結晶成長を抑制するために、溶接部分の残留応力を取りのぞき、かつ、スズを酸化スズに変性し、その結果としてウィスカの発生を抑制するものである。このように溶接部分のスズを酸化スズに変性することで、スズの結晶変態も起こらず、スズの結晶成長が効果的に抑制されることは予想外のことであった。 In the present invention, in order to suppress the crystal growth of tin, the residual stress in the welded portion is removed, and tin is modified to tin oxide. As a result, the generation of whiskers is suppressed. Thus, it was unexpected that the tin crystal transformation was effectively prevented by modifying tin in the welded portion to tin oxide, and tin crystal growth was effectively suppressed.
本発明では、６０〜１８０℃の温度範囲において、酸素雰囲気下で、タブ端子を熱処理することにより、タブ端子の溶接部分のスズを酸化して、酸化スズを形成するものである。当該熱処理は、タブ端子製造後（アルミ芯線とリード線との溶接後）に行う。溶接前にスズメッキされたリード線のみを熱処理し、その後にアルミ芯線と溶接することもできるが、溶接してタブ端子とした後に熱処理を行うことにより、溶接部分の表面に現れたスズを効率的に酸化できる。また、６０℃よりも低い温度において熱処理を行うとウィスカ発生抑制効果が十分には得られない。一方、スズを酸化するためには高温で行うことが好ましいが、１８０℃を超える温度において熱処理を行うと、スズの酸化が進みすぎるため、リード線表面のメッキが変色するだけでなくハンダ濡れ性が低下してしまう。すなわち、酸素雰囲気下での熱処理により、溶接部の表面付近に存在する金属スズのうち一部が酸化スズ（ＳｎＯまたはＳｎＯ２）に変化するが、ウィスカ発生を抑制する目的からは酸化スズの存在は好ましいものの、金属スズのすべてが、酸化スズに酸化されてしまうと、ハンダ濡れ性が低下するため好ましくない。本願発明のタブ端子は、金属スズと酸化スズとが適度な割合で存在することが好ましいのである。このような、金属スズと酸化スズが適度な割合で存在できる熱処理温度としては、特に、８０〜１５０℃の温度範囲が好ましい。熱処理時間は、１０〜６０分の範囲が好ましく、特に、１５〜３０分の範囲が好ましい。熱処理温度同様に６０分を超えるとスズの酸化が進行しすぎて、ハンダ濡れ性に悪影響を及ぼす。 In the present invention, in the temperature range of 60 to 180 ° C., the tab terminal is heat-treated in an oxygen atmosphere to oxidize tin at the welded portion of the tab terminal to form tin oxide. The heat treatment is performed after manufacturing the tab terminal (after welding the aluminum core wire and the lead wire). It is possible to heat-treat only the tin-plated lead wire before welding, and then weld it to the aluminum core wire. However, by performing heat treatment after welding to a tab terminal, tin that appears on the surface of the welded portion can be efficiently It can be oxidized to. Moreover, if heat treatment is performed at a temperature lower than 60 ° C., the effect of suppressing whisker generation cannot be obtained sufficiently. On the other hand, in order to oxidize tin, it is preferable to carry out at a high temperature. However, if heat treatment is performed at a temperature exceeding 180 ° C., the oxidation of tin proceeds excessively, so that the plating on the lead wire surface not only discolors but also solder wettability Will fall. That is, a part of metallic tin existing near the surface of the welded portion is changed to tin oxide (SnO or SnO 2 ) by heat treatment in an oxygen atmosphere, but for the purpose of suppressing the generation of whiskers, the presence of tin oxide is present. Is preferable, but if all of the metal tin is oxidized to tin oxide, solder wettability is lowered, which is not preferable. In the tab terminal of the present invention, it is preferable that metal tin and tin oxide are present in an appropriate ratio. As such a heat treatment temperature at which metal tin and tin oxide can be present in an appropriate ratio, a temperature range of 80 to 150 ° C. is particularly preferable. The heat treatment time is preferably in the range of 10 to 60 minutes, and particularly preferably in the range of 15 to 30 minutes. If the heat treatment temperature exceeds 60 minutes as in the case of the heat treatment temperature, the oxidation of tin proceeds excessively and adversely affects the solder wettability.
本発明による電解コンデンサ用タブ端子では、上記の温度範囲で熱処理を行い、酸化スズを形成することによりウィスカの発生を抑制するものであるが、かかる熱処理により溶接部分に残存したひずみも緩和でき、併せてウィスカ発生を抑制することができるものである。なお、熱処理は、従来から用いられている方法により行うことができ、特に限定されるものではない。 In the tab terminal for electrolytic capacitor according to the present invention, heat treatment is performed in the above temperature range, and the formation of tin oxide suppresses the generation of whiskers. In addition, whisker generation can be suppressed. The heat treatment can be performed by a conventionally used method and is not particularly limited.
本発明の他の好ましい態様として、上記のウィスカ発生抑制処理を溶剤処理により行うこともできる。すなわち、溶剤処理によっても、タブ端子の溶接部分に酸化スズを形成することができる。 As another preferred embodiment of the present invention, the whisker generation suppressing treatment can be performed by a solvent treatment. That is, tin oxide can be formed on the welded portion of the tab terminal by solvent treatment.
この酸化スズの形成は、タブ端子を作製した後に、当該無機酸の水溶液を塗布したり、無機酸水溶液中にタブ端子を浸漬することにより、酸化スズ形成処理を行うこともできるが、本発明においては、溶剤処理が、リード線端部にアルミ芯線を溶接した直後に行われることが好ましい。すなわち、当該溶剤処理は、タブ端子製造工程中のアルミ芯線とリード線とを溶接した直後に、当該溶接部分に、上記無機酸水溶液を塗布し付着させることにより、行うことが好ましい。スズウィスカは、端子の溶接直後から発生し成長するため、まだウィスカが発生していない状態にあるときに、溶剤処理を施すことにより、効果的にウィスカの発生を抑制できる。なお、溶接直後とは、溶接後、数ミリ秒〜１秒を言うものであが、本発明においては、溶接後、５００ミリ秒以内、好ましくは３００ミリ秒以内に溶剤を塗布することが好ましい。 The tin oxide can be formed by applying a solution of the inorganic acid after preparing the tab terminal, or by immersing the tab terminal in the aqueous solution of the inorganic acid. In this case, the solvent treatment is preferably performed immediately after welding the aluminum core wire to the end portion of the lead wire. That is, the solvent treatment is preferably performed by applying and attaching the inorganic acid aqueous solution to the welded portion immediately after welding the aluminum core wire and the lead wire in the tab terminal manufacturing process. Since the tin whisker is generated and grows immediately after the welding of the terminal, the whisker can be effectively suppressed by performing the solvent treatment when the whisker is not yet generated. Note that “immediately after welding” refers to several milliseconds to 1 second after welding. In the present invention, it is preferable to apply the solvent within 500 milliseconds, preferably within 300 milliseconds after welding. .
さらに溶剤処理する際の、溶接部分の温度は８０〜２５０℃であることが好ましく、より好ましくは８５℃〜１８５℃である。このように、溶接部分がある程度高温のときに溶剤を塗布することにより、酸化スズの形成、すなわち、溶接部分の表面に存在する金属スズの酸化を促し、それによって、効果的にウィスカの発生を抑制することができる。なお、上記の温度は、溶接直後に溶剤を塗布することにより実現できる。 Furthermore, it is preferable that the temperature of the welding part at the time of solvent processing is 80-250 degreeC, More preferably, it is 85-185 degreeC. Thus, by applying a solvent when the welded part is at a certain high temperature, it promotes the formation of tin oxide, that is, the oxidation of metallic tin existing on the surface of the welded part, thereby effectively generating whiskers. Can be suppressed. In addition, said temperature is realizable by apply | coating a solvent immediately after welding.
本発明に用いられる処理溶剤としては、珪酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、および硫酸塩からなる群から選択される無機酸塩を含む水溶液を用いることが好ましく、さらにアンモニウム塩を含む水溶液であることが好ましい。例えば、上記無機酸塩とアンモニウム塩との複塩化合物を含有する水溶液等を好適に使用できる。具体的には、ケイフッ化アンモニウム水溶液等が挙げられるが、これに限定されるものではない。 As the treatment solvent used in the present invention, an aqueous solution containing an inorganic acid salt selected from the group consisting of silicates, borates, phosphates, and sulfates is preferably used, and further an aqueous solution containing an ammonium salt. Preferably there is. For example, an aqueous solution containing a double salt compound of the above inorganic acid salt and ammonium salt can be suitably used. Specific examples include an ammonium silicofluoride aqueous solution, but are not limited thereto.
上記の処理溶剤を用いることにより、ハンダ濡れ性に悪影響を及ぼさない程度にスズを酸化することができる。すなわち、本発明のタブ端子においては、上記のごとく、ウィスカ発生抑制の面からは、溶接部分に酸化スズが形成されてなることが好ましいが、金属スズのすべてを酸化スズに酸化してしまうとハンダ濡れ性が悪化するため、金属スズと酸化スズとの割合が適当である必要がある。上記の無機酸塩やアンモニウム塩を含む水溶液を用いて金属スズを酸化することにより、金属スズと酸化スズとの割合を適切にすることが可能となる。上記水溶液の濃度は、１〜１０重量％であることが好ましい。 By using the above processing solvent, tin can be oxidized to such an extent that the solder wettability is not adversely affected. That is, in the tab terminal of the present invention, as described above, from the aspect of suppressing whisker generation, it is preferable that tin oxide is formed in the welded portion, but if all of the metal tin is oxidized to tin oxide, Since solder wettability deteriorates, the ratio of metal tin and tin oxide needs to be appropriate. By oxidizing metal tin using an aqueous solution containing the above inorganic acid salt or ammonium salt, the ratio of metal tin to tin oxide can be made appropriate. The concentration of the aqueous solution is preferably 1 to 10% by weight.
リード線としてスズ１００％のメッキを施した、鉄／銅からなる引き込み線（ＣＰ線）とアルミ芯線とを、それぞれ所定の長さに切断し、切断されたリード線とアルミ芯線とをアーク放電にて溶接した後、アルミ芯線部分をプレス加工により圧扁することによりタブ端子１を得た。得られたタブ端子１をパラフィン系溶剤により脱脂洗浄処理を行い、８０℃×１２分、熱風乾燥を行った。 Lead / copper lead-in wire (CP wire) and aluminum core wire plated with 100% tin as lead wires are cut to a predetermined length, and the cut lead wire and aluminum core wire are subjected to arc discharge. After welding with, the tab terminal 1 was obtained by pressing the aluminum core wire portion by pressing. The obtained tab terminal 1 was degreased and washed with a paraffinic solvent, and dried with hot air at 80 ° C. for 12 minutes.
脱脂処理を行ったタブ端子１を、表１に示す温度にて２０分間、恒温恒湿器（ＰＶＨ−１１０：タバイエスペック製）を用いて熱処理を行った（実施例１〜４、および比較例１）。また、熱処理を行わない試料を比較例２とした。 The tab terminal 1 subjected to the degreasing treatment was heat-treated at a temperature shown in Table 1 for 20 minutes using a constant temperature and humidity chamber (PVH-110: manufactured by Tabay Espec) (Examples 1 to 4 and Comparative Example). 1). A sample not subjected to heat treatment was designated as Comparative Example 2.
次に、熱処理を行った試料（実施例）および熱処理を行わなかった試料（比較例）のウィスカを観察するため、６０℃×９０％ＲＨの条件において２５０時間加速試験を行った。加速試験後、各試料の溶接部に発生したウィスカを３０倍の光学顕微鏡を用いて観察し、タブ端子の溶接部分に発生したウィスカの長さを測定した。 Next, in order to observe whiskers of the sample subjected to the heat treatment (Example) and the sample not subjected to the heat treatment (Comparative Example), an acceleration test was performed for 250 hours under the condition of 60 ° C. × 90% RH. After the acceleration test, whiskers generated in the welded portion of each sample were observed using a 30 × optical microscope, and the length of the whisker generated in the welded portion of the tab terminal was measured.
さらに、上記の加速試験を行う前の各試料のハンダ濡れ性を調べるため、ＪＩＳ Ｃ−００５３はんだ付け試験方法（平衡法）によりゼロクロス時間（ＺＣＴ値）を測定した。測定結果を表１に示す。
次に、上記のタブ端子１を、１．０重量％のメタ珪酸ナトリウム水溶液中に１２０℃で２分間浸漬して溶剤処理を行い、試料６を得た。得られた試料について、６０℃×９０％ＲＨの条件において２５０時間加速試験を行った。加速試験後、上記と同様の測定方法により、タブ端子の溶接部分に発生したウィスカの長さを測定した。また、上記と同様にして溶液処理した試料のハンダ濡れ性を測定した。測定結果を表２に示す。 Next, the above-mentioned tab terminal 1 was immersed in a 1.0 wt% sodium metasilicate aqueous solution at 120 ° C. for 2 minutes for solvent treatment, and sample 6 was obtained. The obtained sample was subjected to an acceleration test for 250 hours under the condition of 60 ° C. × 90% RH. After the acceleration test, the length of whiskers generated at the welded portion of the tab terminal was measured by the same measurement method as described above. Further, the solder wettability of the sample treated with the solution in the same manner as described above was measured. The measurement results are shown in Table 2.
また、上記のリード線とアルミ芯線とをアーク放電にて溶接後３００ｍｓ以内に、溶接部分に５重量％のケイフッ化アンモニウム水溶液を塗布して付着させた。その後、上記と同様にしてアルミ芯線部分をプレス加工により圧扁することによりタブ端子２（試料７）を得た。得られたタブ端子２をパラフィン系溶剤により脱脂洗浄処理を行い、８０℃×１２分、熱風乾燥を行った。 Further, within 300 ms after welding the lead wire and the aluminum core wire by arc discharge, a 5 wt.% Ammonium silicofluoride aqueous solution was applied and adhered to the welded portion. Thereafter, the tab terminal 2 (sample 7) was obtained by pressing the aluminum core wire portion by pressing in the same manner as described above. The obtained tab terminal 2 was degreased and washed with a paraffinic solvent, and dried with hot air at 80 ° C. for 12 minutes.
得られた試料６および７について、上記と同様にして加速試験を行い、ウィスカの長さ、およびハンダ濡れ性について測定を行った。 The obtained samples 6 and 7 were subjected to an acceleration test in the same manner as described above, and the length of whiskers and solder wettability were measured.
結果は表２に示される通りであった。
Claims (16)
芯材表面にスズからなる金属層が形成されてなるリード線端部に、圧扁部を有するアルミ芯線を溶接してタブ端子を準備する工程、および
前記溶接されたタブ端子を、熱処理する工程、
を含んでなる、タブ端子の製造方法。 A method of manufacturing a tab terminal according to claim 1-10,
A step of preparing a tab terminal by welding an aluminum core wire having a pressing portion to a lead wire end portion in which a metal layer made of tin is formed on the surface of the core material, and a step of heat-treating the welded tab terminal ,
A method for manufacturing a tab terminal, comprising:
芯材表面にスズからなる金属層が形成されてなるリード線端部に、圧扁部を有するアルミ芯線を溶接する工程、および
溶接直後に、前記溶接部分に溶剤を塗布して付着させる工程、
を含んでなり、
前記溶剤が、珪酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、硫酸塩、およびこれらの混合物からなる群から選択される無機酸塩を含んでなる水溶液であり、
前記水溶液の濃度が、１〜１０重量％である、タブ端子の製造方法。 A method of manufacturing a tab terminal according to claim 1-10,
A step of welding an aluminum core wire having a pressing portion to a lead wire end portion in which a metal layer made of tin is formed on the surface of the core material, and a step of applying and attaching a solvent to the welded portion immediately after welding,
Ri name contains,
The solvent is an aqueous solution comprising an inorganic acid salt selected from the group consisting of silicates, borates, phosphates, sulfates, and mixtures thereof;
The manufacturing method of the tab terminal whose density | concentration of the said aqueous solution is 1 to 10 weight% .
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