JP5042717B2 - コンデンサ用リード線の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサ用リード線の製造方法及びそのコンデンサ用リード線に関し、詳しくは銅めっきを施した鉄線等とアルミニウム線とを溶接した溶接部にウィスカを発生させないコンデンサ用リード線の製造方法及びそのコンデンサ用リード線に関するものである。

図３は、コンデンサ用リード線の溶接部にウィスカが発生した状態を示す要部側面図である。従来より、極めて純度の高い錫をめっきしたＣＰ線１１１とアルミニウム線１１２とが溶接されたコンデンサ用リード線１００が知られている。

このようなコンデンサ用リード線１００では、溶接時に、溶接部１１３に錫が露出して、太さ数ミクロンメータの繊維状結晶（以下、ウィスカ（Ｗｈｉｓｋｅｒ）という）１２０が金属結晶の表面から発生し成長する。

ウィスカは、錫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錫めっきに由来するものであるが、リード線全体にウィスカが発生することはなく、リード線の溶接部に集中してウィスカが発生する。それは、アルミニウム線とＣＰ線との溶接時の残留応力が残されたままアルミニウム線とＣＰ線の鉄、銅、錫の金属が固化するが、鉄や銅と異なり、錫は融点が低く（約２３２℃）、低温でも結晶変態を起こすからである。

このように残留応力が残っている状態で常温時でも錫の結晶化が進み、針状のウィスカとなって溶接部から生じる。このウィスカの成長は、数ヶ月の間に徐々に成長するため、あらゆる方法で抑制しても根本的な解決には繋がらない。

現在、電気製品の小型化によって、プリント基板上の部品と部品との間が狭くなっており、ウィスカ１２０の成長によってショート事故が発生するおそれがある。また、ウィスカ１２０が電気・電子機器の中で脱落し、機器の中で浮遊することにより、機器の重大な故障の原因となる場合もある。このために、従来より、錫めっきに際し鉛を添加して、ウィスカ１２０の発生を防止していた。なお、ＣＰ線には、錫めっき以外にも銀或いは金めっきのものがあり、これらの金属によるものもウィスカが発生するおそれがあった。

しかし、現在、環境問題に関心が集まっており、鉛の使用を制限又は全廃する計画が話題となっており、西暦２００１年施行された家電リサイクル法では、鉛の回収が義務付けられている。このために、環境対策として、鉛の使用ができず、コンデンサ用リード線の溶接部から発生するウィスカの対策が急務である。また、ウィスカの発生を防止する他の方法には、リード線にビスマス錫層を被覆する方法が提案されているが、ビスマス錫めっきリード線は汎用のＣＰ線ではなく、使用し難い欠点がある（例えば、特許文献１参照）。

上記の問題を解決すべく、本出願人は、コンデンサ用リード線の製造に際し、錫、銀或いは金をめっきしたＣＰ線とアルミニウム線とを利用してコンデンサ用リード線を製造し、このＣＰ線とアルミニウム線との溶接部にウィスカの発生を防止することができるコンデンサ用リード線の製造方法を提案している（特許文献２参照）。

特許文献２記載の発明によると、コンデンサ用リード線の製造工程の中において、最終仕上げの洗浄後に、高熱乾燥させる工程を含むため、コンデンサ用リード線の溶接部の内部応力を緩和させることができ、その結果ウィスカが溶接部に発生するのを抑制することができるという優れた効果を奏するに至っている。

特開２０００−０１２３８６（明細書全文、図面全図） 特願２００６−３１３７６３（明細書前文、図面全図）

しかしながら、従来の技術では、溶接部に生じるウィスカの発生の抑制を実現することは可能ではあったが、完全にウィスカの発生を無くすことは極めて困難であった。また、ウィスカを発生させないようにするならば、錫めっきを行わなければよいが、電子部品としてコンデンサ用リード線を用いる以上、半田濡れ性等の観点からコンデンサ用リード線に対する錫のめっきを避けて通ることはできない。

本発明は、上述の課題に鑑みなされたものであり、コンデンサ用リード線の製造に際し、銅をめっきした鉄線等とアルミニウム線とを利用してコンデンサ用リード線を製造し、この鉄線とアルミニウム線との溶接部にウィスカが発生しないコンデンサ用リード線の製造方法及びそのコンデンサ用リード線を提供することを目的とするものである。

本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を採用した。
コンデンサ用リード線の製造方法において、銅めっきを施した鉄線とアルミニウム線とを溶接してコンデンサ用リード線を形成する溶接工程と、該溶接工程の後、コンデンサ用リード線の表面であって、且つ前記銅めっきを施した鉄線とアルミニウム線とを溶接した溶接部を含まない部分に、錫をめっきするリード線めっき工程と、を含むことを特徴とするコンデンサ用リード線の製造方法である。
また、前記溶接工程における銅めっきを施した鉄線の代わりに、銅線であってもよいし、また銅めっきの代わりに、銅を被覆させたものでも良い。

またさらに、前記リード線めっき工程は錫をめっきすることにしているが、めっきする金属は、半田濡れ性のよい金属であればよく、例えば銀や亜鉛等を代替金属として利用してもよい。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のコンデンサ用リード線の製造方法であって、前記銅めっきを施した鉄線とアルミニウム線とを溶接した溶接部を含まない部分は、半田実装する部分であることを特徴としている。

本発明は、銅めっきを施した鉄線とアルミニウム線とを溶接してコンデンサ用リード線を形成する溶接工程と、該溶接工程の後、コンデンサ用リード線の表面であって、且つ前記銅めっきを施した鉄線とアルミニウム線とを溶接した溶接部を含まない部分に、錫をめっきするリード線めっき工程と、を含むことを特徴としたコンデンサ用リード線の製造方法であり、前記リード線めっき工程のうち、錫をめっきする部分は、前記銅めっきを施した鉄線とアルミニウム線とを溶接した溶接部を含まない部分としたため、溶接部による残留応力が働かないので、将来にわたってウィスカの発生を防止することができる。また、後に半田実装する部分に錫めっきをする場合には、めっき部分が少なく費用が軽減でき、かつ実装部での半田濡れ性が良好でウィスカの発生も防止することができる。

尚、前記リード線めっき工程のうち、錫をめっきする部分は、前記錫めっきを施した鉄線とアルミニウム線とを溶接した溶接部を含まない部分とした場合には、溶接部による残留応力が働かないので、将来にわたってウィスカの発生を防止することができる。また、後に半田実装する部分に錫めっきをする場合には、めっき部分が少なく費用が軽減でき、かつ実装部での半田濡れ性が良好でウィスカの発生も防止することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照し説明する。
図１は、本実施形態のコンデンサ用リード線の要部側面図である。図１（ａ）は、銅めっきが施された鉄線１１とアルミニウム線１２とを溶接部１３で接続したコンデンサ用リード線１０であり、予め定められた部分に錫等の半田濡れ性のよい金属２０をめっきしたものである。

また、図１（ｂ）は、銅めっきが施された鉄線１１とアルミニウム線１２とを溶接部１３で接続したコンデンサ用リード線１０であり、溶接部１３を除いた部分に錫等の半田濡れ性のよい金属２０をめっきしたものである。なお、この溶接部１３を除いた部分を、溶接部１３及び溶接部１３からコンデンサ用リード線の使用状態下方向に向かって１〜２ｍｍの範囲を除いた部分としてもよい。

そして、図１（ｃ）は、銅めっきが施された鉄線１１とアルミニウム線１２とを溶接部１３で接続したコンデンサ用リード線１０であり、後に半田を実装する部分に錫等の半田濡れ性のよい金属２０をめっきしたものである。

次に、図２は、本実施形態における上記コンデンサ用リード線１０の製造工程を示しており、図２（ａ）は、銅めっきが施された鉄線１１とアルミニウム線１２の接続前を示したものである。

また、図２（ｂ）は、銅めっきが施された鉄線１１とアルミニウム線１２が溶接部１３において溶接され接続している状態を示している。そして、図２（ｃ）は、銅めっきが施された鉄線１１とアルミニウム線１２が接続された接続部１３を除いた部分に錫等の半田濡れ性がよい金属をめっきした状態を示したものである。

まず図２（ａ）に示すように、銅をめっきした鉄線とアルミニウム線を用意し、図２（ｂ）に示すように溶接により銅をめっきした鉄線１１とアルミニウム線１２を溶接部１３で密着させ加熱溶接する。そして、図２（ｃ）に示すように溶接部１３を除いた部分（溶接部１３を含まない部分）に錫等の半田濡れ性のよい金属２０をめっきする。このような工程を踏むことにより、接続部１３に錫をめっきを施さず、且つ電子部品としての機能を全うするために必要な部分には錫めっきを施すということが可能となる。

その結果、接続部１３にウィスカが発生することが無くなり、将来的にも安定したコンデンサ用リード線を製造することが可能となる。尚、銅をめっきした鉄線は、銅線でもよく、また、銅めっきの代わりに銅を被覆させてもよい。いずれにしても同じ作用効果を奏する。

本発明のコンデンサ用リード線の製造方法及びその製造方法によって製造されるコンデンサ用リード線は、ウィスカが発生することがないため将来的に安全な使用が可能となる。

（ａ）は、予め定められた部分に錫等の半田濡れ性のよい金属をめっきした状態を示した図で、（ｂ）は、溶接した後のコンデンサ用リード線の要部側面図であり、接続部を除く部分に錫等の半田濡れ性のよい金属をめっきした状態を示した図で、（ｃ）は、後に半田実装する部分に錫等の半田濡れ性のよい金属をめっきした状態を示した図である。 本発明のコンデンサ用リード線の製造方法を示した図であり、（ａ）は、溶接による接続前の銅めっきを施した鉄線と、アルミニウム線を示した図で、（ｂ）は、銅めっきを施した鉄線と、アルミニウム線を溶接した状態を示した図で、（ｃ）は、予め定められた部分に錫等の半田濡れ性のよい金属をめっきした状態を示した図である。 コンデンサ用リード線の溶接部にウィスカが発生した状態を示す要部側面図である。

符号の説明

１０ コンデンサ用リード線
１１ 銅めっきを施した鉄線
１２ アルミニウム線
１３ 溶接部
２０ 半田濡れ性がよい金属

Claims (2)

1. コンデンサ用リード線の製造方法において、
   銅めっきを施した鉄線とアルミニウム線とを溶接してコンデンサ用リード線を形成する溶接工程と、
   該溶接工程の後、コンデンサ用リード線の表面であって、且つ前記銅めっきを施した鉄線とアルミニウム線とを溶接した溶接部を含まない部分に、錫をめっきするリード線めっき工程と、
   を含むことを特徴とするコンデンサ用リード線の製造方法。
2. 前記銅めっきを施した鉄線とアルミニウム線とを溶接した溶接部を含まない部分は、半田実装する部分であることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ用リード線の製造方法。

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