JP5044772B2 - Capacitor lead terminal welding method - Google Patents

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Description

本発明は、スズを主体とする金属メッキされたリード線(CP線)とアルミニウム等からなる線材、特にコンデンサ用リード端子の溶接方法に関する。   The present invention relates to a metal-plated lead wire (CP wire) mainly composed of tin and a wire made of aluminum or the like, particularly to a method for welding a lead terminal for a capacitor.

従来、コンデンサ用リード端子の溶接方法は、アルミニウム等からなる線材とリード線(CP線)、即ち鉄、銅等をベースにした線材の表面に極めて高純度のスズでメッキが施されたものをアークスタッド溶接法等で接合する方法がある。
ところが、この方法では、溶接ビード表面にスズのウィスカが発生するという問題がある。
当該ウィスカは、溶接直後に認められなくても時間経過と共に発生・成長するために回路基板に実装した時に接触して短絡を引き起こす心配があり、この予見が重要となっている。
このような背景から、電子情報産業技術協会(JEITA)では、電子デバイスのウィスカ試験方法の標準化を行い、JIS原案の作成および国際電子技術委員会(IEC)国際提案が計画されている。
Conventionally, the welding method for lead terminals for capacitors is to use a wire made of aluminum or the like and a lead wire (CP wire), that is, the surface of a wire based on iron, copper, etc., plated with extremely high purity tin. There is a method of joining by an arc stud welding method or the like.
However, this method has a problem that tin whiskers are generated on the surface of the weld bead.
Even if the whisker is not recognized immediately after welding, the whisker is generated and grows with the lapse of time. Therefore, there is a concern that the whisker may come into contact with the whisker when it is mounted on a circuit board, causing a short circuit.
Against this background, the Japan Electronics and Information Technology Association (JEITA) is standardizing electronic device whisker test methods, and drafting JIS drafts and international proposals for the International Electrotechnical Commission (IEC) are planned.

これまで、電解コンデンサ製作の後工程のハンダ付け特性向上の目的で鉛を含有するスズメッキが施されたリード線が使用され、この場合はウィスカが発生しないことが知られている。しかし、昨今、地球環境問題に対する関心が高まる中、特に鉛の使用削減に対する要求が高くなってきている。
このような背景から鉛を含有しないスズメッキを施したリード線(CP線)の使用が急務になっているが、上述のウィスカの発生を完全に防止できる方法は未だ開示されていない。
Up to now, lead wires plated with tin containing lead have been used for the purpose of improving soldering characteristics in the post-process of electrolytic capacitor fabrication. In this case, it is known that whiskers do not occur. However, in recent years, as interest in global environmental issues has increased, there has been an increasing demand for reducing the use of lead.
From such a background, the use of lead-plated lead wires (CP wires) that do not contain lead is urgently needed, but a method that can completely prevent the occurrence of the above whiskers has not yet been disclosed.

そこで、従来からウィスカの発生を抑制する方法として、ビスマス等の金属を含有したスズメッキを施したリード線を使用する方法(特許文献1を参照)、溶接前処理としてアルカリ性の洗浄液でリード線を洗浄・乾燥後に加熱する方法(特許文献2を参照)、溶接後処理として酸素雰囲気内で加熱する方法と溶接終了後数ミリ秒〜1秒内に珪酸塩やホウ酸塩等を無機酸塩が含まれた加熱水溶液に浸漬する方法(特許文献3を参照)がある。
また、関連技術として、ウィスカの発生を抑制するスズ合金メッキを得る表面処理剤ベンズイミダゾール化合物およびその塩を含むハンダ用の表面処理剤(特許文献4を参照)が開示されている。
また、無鉛スズメッキされた銅リード端子との溶接強度の向上を目的として、スズの溶融温度近くの温度で予熱(加熱されたアルゴン、窒素等の不活性ガスを吹き付ける手段等で)後にアーク溶接する方法(特許文献5を参照)が開示されている。
Therefore, as a conventional method for suppressing the occurrence of whiskers, a method using a lead wire plated with tin containing a metal such as bismuth (see Patent Document 1), and cleaning the lead wire with an alkaline cleaning liquid as a pretreatment for welding・ Method of heating after drying (see Patent Document 2), method of heating in an oxygen atmosphere as post-welding treatment, and inorganic acid salt including silicate and borate within several milliseconds to 1 second after welding There is a method of dipping in the heated aqueous solution (see Patent Document 3).
Further, as a related technique, a surface treatment agent for solder containing a benzimidazole compound and a salt thereof for obtaining a tin alloy plating that suppresses the generation of whiskers is disclosed (see Patent Document 4).
Also, for the purpose of improving the welding strength with lead-free tin-plated copper lead terminals, arc welding is performed after preheating (by means of blowing an inert gas such as heated argon or nitrogen) at a temperature close to the melting temperature of tin. A method (see Patent Document 5) is disclosed.

以上のような方法が開示されているが、鉛が含有しないビスマス・スズ合金メッキによる方法では、当該ウィスカの発生は未だ完全に防止できていない。
また当該ウィスカが発生する溶接ビードの一部になるリード線(CP線)先端部だけでなく、合金メッキが不要な部分を含む全体に施されてコスト面で問題がある。
Although the method as described above is disclosed, the generation of the whisker has not been completely prevented by the method using bismuth-tin alloy plating that does not contain lead.
Further, there is a problem in terms of cost because it is applied not only to the tip portion of the lead wire (CP wire) that becomes a part of the weld bead generated by the whisker but also to the entire portion including the portion that does not require alloy plating.

溶接前処理としてアルカリ性の洗浄液でリード線(CP線)を洗浄・乾燥後に加熱する方法では、上述の方法と同様に当該ウィスカの発生は完全に防止できていない。
また、複雑な生産工程管理の下で長時間(約21分)加熱する必要がある等、生産性やコスト面で問題がある。
In the method of heating the lead wire (CP wire) after washing and drying with an alkaline cleaning liquid as a pretreatment for welding, the generation of the whisker cannot be completely prevented as in the above-described method.
In addition, there is a problem in productivity and cost, such as heating for a long time (about 21 minutes) under complicated production process management.

溶接後処理として酸素雰囲気内で長時間(10〜60分)加熱する方法および溶接終了後数ミリ秒〜1秒内に珪酸塩やホウ酸塩等を無機酸塩が含まれた加熱水溶液に浸漬する方法では、上述の方法と同様にリード線(CP線)とアルミニウムタブとの溶接後に上記加熱工程や浸漬工程等の後工程が更に必要となり生産性やコスト面で問題があるだけでなく、当該ウィスカの長さが約100μm〜170μm程度の抑制効果であって、防止できる状態には至っていない。   A method of heating in an oxygen atmosphere for a long time (10-60 minutes) as a post-welding treatment, and immersing a silicate or borate in a heated aqueous solution containing an inorganic acid salt within a few milliseconds to 1 second after the end of welding. In the method to do, there is not only a problem in productivity and cost because it requires further post-processes such as the heating step and immersion step after welding the lead wire (CP wire) and the aluminum tab in the same manner as described above. The whisker length has a suppression effect of about 100 μm to 170 μm and has not yet been prevented.

また、加熱された不活性ガスのみを吹き付けて予熱後にアーク溶接した場合では、例え溶接強度が向上しても溶接ビード表面にウィスカ発生要因のスズが存在して、ウィスカの発生を防止できる状態には至っていない。   Also, in the case of arc welding after preheating by blowing only heated inert gas, even if the welding strength is improved, tin that causes whisker is present on the surface of the weld bead so that whisker generation can be prevented. Has not reached.

当該ウィスカは、リード線(CP線)を単独で加熱溶融・凝固しても発生せず、溶接による溶融金属(アルミニウム、スズ等をから成る)の凝固過程で発生要因が殆んど形成されることが発明者の研究で判明している。
従って、上述の溶接金属の表面に施す溶接前処理や溶接後処理では、当該ウィスカの長さを100μm未満に信頼性良く抑制することはもとより完全に防止する効果を得ることは困難である。
This whisker does not occur even when the lead wire (CP wire) is heated and melted and solidified alone, and almost all the generation factors are formed during the solidification process of molten metal (made of aluminum, tin, etc.) by welding. This has been found by the inventors' research.
Therefore, in the pre-welding process and post-welding process performed on the surface of the above-described weld metal, it is difficult to obtain the effect of completely preventing the whisker as well as suppressing the whisker length to less than 100 μm.

そこで、本願発明者等は、ウィスカの発生要因が形成される溶接過程で発生・成長を遮断することによって、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端子の溶接方法として、溶接シールドガスとして不活性ガスと活性ガスとの混合ガスを用い、リード線とアルミニウムタブとを溶接する方法を発明し、特許出願した(特許文献6を参照)。   Accordingly, the inventors of the present application, as a welding shield gas welding method for capacitor lead terminals that can prevent the generation of whiskers by blocking the generation / growth in the welding process in which the generation factors of whiskers are formed, A method of welding a lead wire and an aluminum tab using a mixed gas of an inert gas and an active gas was invented, and a patent application was filed (see Patent Document 6).

しかしながら、上記の方法では、ウィスカの発生確率は減り、ウィスカの長さも短くできたものの、未だウィスカを完全には抑制できるものではなかった。   However, with the above method, whisker generation probability decreased and whisker length could be shortened, but whisker could still not be completely suppressed.

特開2000―12386号公報JP 2000-12386 A 特開2000―277398号公報JP 2000-277398 A 特開2004―311950号公報JP 2004-31950 A 特開2004―156094号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-156094 特開2004―335859号公報JP 2004-335859 A 特開2006―339185号公報JP 2006-339185 A

本発明は、針状のウィスカの発生要因が形成される溶接過程で発生・成長を遮断することに加え、後処理によって、さらなる針状の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端子の溶接方法を提供することを目的とするものである。   The present invention provides a lead terminal for a capacitor that can prevent generation of further needle-shaped whiskers by post-processing in addition to blocking generation / growth in the welding process in which the generation factor of needle-shaped whiskers is formed. The object is to provide a welding method.

本発明は、スズを主体とした金属メッキが施されたリード線とアルミニウムタブとを溶接するコンデンサ用リード端子の溶接方法であって、溶接シールドガスとして不活性ガスを用いた溶接の後処理として、前記コンデンサ用リード端子の少なくとも前記リード線と前記アルミニウムタブの溶接部に超音波を照射することを特徴としている。また、前記溶接シールドガスとして、不活性ガスと活性ガスとの混合ガスを用いたことを特徴としている。
これによると、リード端子を溶接した後に、リード端子に超音波を照射することで、特にリード線とアルミニウムタブとの溶接部に物理的な振動を与え、スズとアルミニウムとが凝固した溶接部に加わる残留引張り応力に圧縮応力を付与して内部応力を緩和、針状のウィスカの発生を抑制することができる。
The present invention relates to a method for welding a lead terminal for a capacitor that welds an aluminum tab and a lead wire plated with metal mainly composed of tin, and as a post-treatment of welding using an inert gas as a welding shield gas The ultrasonic wave is irradiated to at least the lead wire of the capacitor lead terminal and the welded portion of the aluminum tab . In addition, a mixed gas of an inert gas and an active gas is used as the welding shield gas.
According to this, by irradiating the lead terminal with ultrasonic waves after welding the lead terminal, physical vibrations are given to the welded part between the lead wire and the aluminum tab, in particular, in the welded part where the tin and aluminum are solidified. By applying compressive stress to the applied residual tensile stress, the internal stress can be relaxed and the occurrence of needle-like whiskers can be suppressed.

また、前記コンデンサ用リード端子を、溶接後の未だウィスカが出現していない段階(潜伏期間)で、溶液中で超音波を照射することによって、針状のウィスカの発生を抑制することを特徴としている。
換言すれば、針状のウィスカの発生する原因は、溶接後の過程でメッキ膜に生じる応力の開放現象によって、酸化雰囲気中でスズ原子がメッキ膜外に押し出されて成長するものと考えられる。
このメッキ膜外に押し出されるまでに一定の潜伏期間が存在するので、この潜伏期間中に超音波を照射するものである。
In addition, the capacitor lead terminal is characterized by suppressing the occurrence of needle-like whiskers by irradiating ultrasonic waves in a solution in a stage (latent period) where whiskers have not yet appeared after welding. Yes.
In other words, the cause of the generation of needle-like whiskers is thought to be that tin atoms are pushed out of the plating film and grow in an oxidizing atmosphere due to the release of stress generated in the plating film in the process after welding.
Since there is a certain latent period before the metal film is pushed out of the plating film, ultrasonic waves are irradiated during this latent period.

また、前記溶液として、グリセリン溶液を用いることを特徴としている。グリセリンに超音波を照射して還元反応場を形成することによって、溶接後の酸化雰囲気中における針状のウィスカの発生を抑制することを特徴としている。
全ての現象は明らかになっていないが、グリセリンに超音波を照射することによって、ポリオール(水酸基が2個以上含有する化合物)が含まれる液体であるグリセリンの分子構造が分解されて発生した水素で還元雰囲気反応場が形成されるものと推察している。
因みに、酸化雰囲気中では針状のウィスカの発生が助長されることが発明者によって確認されている。
In addition, a glycerin solution is used as the solution. It is characterized by suppressing the occurrence of needle-like whiskers in the oxidizing atmosphere after welding by irradiating glycerin with ultrasonic waves to form a reduction reaction field.
Although all the phenomena have not been clarified, hydrogen generated by decomposition of the molecular structure of glycerin, which is a liquid containing polyol (compound containing two or more hydroxyl groups), by irradiating glycerin with ultrasonic waves. It is assumed that a reducing atmosphere reaction field is formed.
Incidentally, the inventors have confirmed that the generation of needle-like whiskers is promoted in an oxidizing atmosphere.

本発明を用いることにより、ウィスカの発生要因が形成される溶接過程で針状のウィスカの発生・成長を遮断することに加え、超音波照射による後処理によって、さらなるウィスカの発生を防止することができる。   By using the present invention, in addition to blocking the generation and growth of needle-like whiskers in the welding process in which the cause of whisker formation is formed, post-treatment by ultrasonic irradiation can prevent further whisker generation. it can.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
本発明である電解コンデンサや電気2重層コンデンサ用リード端子の溶接方法の一例として、図1および図2に示すアークスタッド溶接法のシステム構成図で説明する。
1はアルゴンガスを充填したガスボンベ、2は酸素ガスを充填したガスボンベ、3は混合器、4はシールドノズル、5はヘリウムガスを充填したガスボンベ、6はアークスタッド溶接装置、7は一方の電極、8はリード線(CP線)、9は他方の電極、10はアルミニウム線、11はシールドガスである。
以下、電解コンデンサ用リード端子にて説明する。
図1に示すように、アルゴンガスを充填したガスボンベ1及び酸素ガスを充填したガスボンベ2から各ガスを供給混合する混合器3を設け、該混合器3で所定の割合で混合された溶接シールドガス11を供給する複数のシールドノズル4を設ける。
アークスタッド溶接装置6の一方の電極7でリード線(CP線)8を把持し、他方の電極9でアルミニウムタブ10を把持して、リード線(CP線)8先端とアルミニウムタブ10先端との接触点、即ち、溶接部には前記シールドノズル4から溶接シールドガス11が供給されるように配置する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
As an example of the welding method of the electrolytic capacitor and the electric double layer capacitor lead terminal according to the present invention, a system configuration diagram of the arc stud welding method shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
1 is a gas cylinder filled with argon gas, 2 is a gas cylinder filled with oxygen gas, 3 is a mixer, 4 is a shield nozzle, 5 is a gas cylinder filled with helium gas, 6 is an arc stud welding device, 7 is one electrode, 8 is a lead wire (CP wire), 9 is the other electrode, 10 is an aluminum wire, and 11 is a shielding gas.
Hereinafter, explanation will be made with the lead terminals for electrolytic capacitors.
As shown in FIG. 1, a mixer 3 for supplying and mixing each gas from a gas cylinder 1 filled with argon gas and a gas cylinder 2 filled with oxygen gas is provided, and a welding shield gas mixed at a predetermined ratio by the mixer 3. A plurality of shield nozzles 4 for supplying 11 are provided.
The lead wire (CP wire) 8 is gripped by one electrode 7 of the arc stud welding device 6, and the aluminum tab 10 is gripped by the other electrode 9, and the tip of the lead wire (CP wire) 8 and the tip of the aluminum tab 10 are It arrange | positions so that the welding shield gas 11 may be supplied from the said shield nozzle 4 to a contact point, ie, a welding part.

リード端子はリード線(CP線)8とアルミニウムタブ10とからなり、アルミニウムタブ10は、0.5〜2mm程度の丸棒状のアルミニウム線を成形加工して偏平部と丸棒部が形成され、この丸棒部とリード線(CP線)8が溶接されてリード端子が構成される。
なお、アルミニウム線の平坦部は、ここに示さない電極箔に接続される。
リード線(CP線)8は、丸棒状の線材が用いられ、この線材には、例えば、0.3〜1.2mm程度の直径の軟鋼線の表面に銅皮膜を形成したものを用いる。
この線材には、軟鋼線の他、純銅線または銅合金線、その他の金属線を用いても良い。
このリード線(CP線)の表面には、スズやスズ−ビスマス等のスズを主体とする金属メッキが施されている。
The lead terminal is composed of a lead wire (CP wire) 8 and an aluminum tab 10, and the aluminum tab 10 is formed by processing a round bar-shaped aluminum wire of about 0.5 to 2 mm to form a flat part and a round bar part. The round bar and the lead wire (CP wire) 8 are welded to form a lead terminal.
The flat portion of the aluminum wire is connected to an electrode foil not shown here.
The lead wire (CP wire) 8 is a round rod-shaped wire, and for this wire, for example, a wire formed by forming a copper film on the surface of a mild steel wire having a diameter of about 0.3 to 1.2 mm is used.
In addition to mild steel wire, pure copper wire, copper alloy wire, or other metal wires may be used for this wire.
The surface of the lead wire (CP wire) is subjected to metal plating mainly composed of tin such as tin or tin-bismuth.

次に、本発明の電解コンデンサ用リード端子の溶接方法を説明する。
図2に示すように、リード線(CP線)8の先端と、アルミニウムタブ10の丸棒部の先端とを一定間隔で対向配置し、アークスタッド溶接装置6の電極7を稼動させてリード線(CP線)8の先端とアルミニウムタブ10の丸棒部の先端を接触させると共に前記アークスタッド溶接装置6を作動させてシールドノズル4より溶接シールドガス11を供給してリード線8とアルミニウムタブ10との溶接部をシールドする。
この状態で、リード線(CP線)8をアルミニウムタブ10より引き離すことで、リード線(CP線)8の先端とアルミニウムタブ10の丸棒部の先端との間にアークが発生、対向するリード線(CP線)8の先端とアルミニウムタブ10の丸棒部の先端が溶融する。
この状態で、リード線(CP線)8をアルミニウムタブ10の丸棒部の先端側に移動させて当接すると、金属間で溶融・凝固してリード線(CP線)8とアルミニウムタブ10の丸棒部とが溶着される。
Next, the welding method of the lead terminal for electrolytic capacitors of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 2, the tip of the lead wire (CP wire) 8 and the tip of the round bar portion of the aluminum tab 10 are arranged to face each other at a constant interval, and the electrode 7 of the arc stud welding device 6 is operated to lead the lead wire. (CP wire) 8 is brought into contact with the tip of the round bar portion of the aluminum tab 10 and the arc stud welding device 6 is operated to supply the welding shield gas 11 from the shield nozzle 4 to lead the lead 8 and the aluminum tab 10. And shield the welded part.
In this state, by separating the lead wire (CP wire) 8 from the aluminum tab 10, an arc is generated between the tip of the lead wire (CP wire) 8 and the tip of the round bar portion of the aluminum tab 10, and the opposing leads The tip of the wire (CP wire) 8 and the tip of the round bar portion of the aluminum tab 10 are melted.
In this state, when the lead wire (CP wire) 8 is moved and brought into contact with the tip of the round bar portion of the aluminum tab 10, the lead wire (CP wire) 8 and the aluminum tab 10 are melted and solidified between the metals. The round bar is welded.

従来、アークスタッド溶接によって、シールドガスとして100%アルゴンガスを使用して鉛を使用しない純スズメッキされたリード線(CP線)とアルミニウム線を接合した場合、図3に示すように溶接ビードから針状のウィスカ12が時間の経過と共に発生・成長する。
当該ウィスカ12は、リード線(CP線)の表面にメッキされたスズ(Sn)が溶接金属中(Al)に分散凝固した部分から発生することが発明者による研究で明らかになっている。
従って、前述のような溶接ビード表面処理による公知方法では当該ウィスカ12の発生を防止することは不可能である。
Conventionally, when a lead wire plated with pure tin (CP wire) that does not use lead by using 100% argon gas as a shielding gas and an aluminum wire are joined by arc stud welding, the needle is removed from the weld bead as shown in FIG. The whisker 12 is generated and grows over time.
The inventor has clarified that the whisker 12 is generated from a portion where tin (Sn) plated on the surface of the lead wire (CP wire) is dispersed and solidified in the weld metal (Al).
Therefore, it is impossible to prevent the whisker 12 from being generated by the known method using the weld bead surface treatment as described above.

この発生原因については、溶接によるアルミニウム(Al)から受ける応力により歪みを受けた島状のスズ(Sn)が再結晶(再結晶温度0〜25℃)して歪みのない大きな結晶であるウィスカに変わる現象である等の仮説があるが明らかではない。   The cause of this is that whisker is a large crystal without distortion due to recrystallization (recrystallization temperature 0 to 25 ° C.) of island-shaped tin (Sn) that has been strained by the stress received from welding aluminum (Al). There is a hypothesis that it is a changing phenomenon, but it is not clear.

そこで、この現象を解決する溶接方法の一例として、図1に示すように不活性ガスであるアルゴンガス1と活性ガスである酸素ガス2とを混合器3でそれぞれ75〜90%、25〜10%の割合で混合、複数のシールドノズル4からシールドガス11として溶接部に供給してアークスタッド溶接装置6でリード線(CP線)8とアルミニウム線10を図2に示すように溶接する。   Therefore, as an example of a welding method for solving this phenomenon, as shown in FIG. 1, argon gas 1 which is an inert gas and oxygen gas 2 which is an active gas are mixed in a mixer 3 by 75 to 90% and 25 to 10%, respectively. The lead wire (CP wire) 8 and the aluminum wire 10 are welded by the arc stud welding device 6 as shown in FIG.

その結果、リード線(CP線)の表面にメッキされたスズ(Sn)が溶接金属内部に凝集凝固して取り込まれて、溶接金属表層部はアルミニウム(Al)中にスズ(Sn)が分散凝固されなくなる。この反応をアーク溶接による溶融凝固の過程中で行う方法によって、ウィスカの発生を防止することが可能となる。   As a result, tin (Sn) plated on the surface of the lead wire (CP wire) is agglomerated and solidified into the weld metal, and tin (Sn) is dispersed and solidified in the aluminum (Al) surface layer of the weld metal. It will not be done. By performing this reaction in the process of melt solidification by arc welding, it becomes possible to prevent the generation of whiskers.

更に、上述の混合ガスに電位傾度の大きいヘリウムガス5(アークプラズマエネルギーが大きい)を酸素ガス2の効果が阻害されない範囲で添加、溶接ビードを平滑することで凹凸部にスズ(Sn)が残存しないようにして当該ウィスカの発生防止の信頼性向上を図ることができる。   Further, helium gas 5 having a high potential gradient (high arc plasma energy) is added to the above-described mixed gas within a range where the effect of the oxygen gas 2 is not hindered, and the weld bead is smoothed, so that tin (Sn) remains in the uneven portion. Thus, the reliability of preventing the occurrence of the whisker can be improved.

尚、リード線(CP線)8の金属メッキは、スズを主体とした金属メッキであれば良く、スズ−ビスマス等の他の金属材料を含有するものも含まれる。   The metal plating of the lead wire (CP wire) 8 may be metal plating mainly composed of tin, and includes those containing other metal materials such as tin-bismuth.

また、溶接法として、前記実施例のアークスタッド溶接法はもとより他のガスシールド溶接法(レーザ溶接法、マイクロTIG溶接法等)に応用した方法も含まれる。
更に、同様のガス雰囲気を形成できるチャンバー内で溶接する方法も含まれる。
In addition, the welding method includes not only the arc stud welding method of the above embodiment but also other gas shield welding methods (laser welding method, micro TIG welding method, etc.).
Furthermore, a method of welding in a chamber capable of forming a similar gas atmosphere is also included.

このように、前述のアークスタッド溶接法等により、溶接されたコンデンサ用リード端子は、次のとおり、図4に示す後処理によって針状のウィスカの更なる抑制処理が施される。
13はコンデンサ用リード端子、14は超音波発生装置、15はバス、16は収納槽、17は超音波振動子である。
まず、この溶接されたコンデンサ用リード端子13は、図4に示すように、超音波発生装置14内に収納され、所定時間の超音波を照射される。
この超音波発生装置14は、収納槽16の下面に超音波振動子17が設置され、収納槽16の外側は、水で満たされており、コンデンサ用リード端子13を収納する収納槽16が前記超音波振動子17に隣接するように設置されている。
この収納槽16には、グリセリン溶液で満たされており、コンデンサ用リード端子13がこの収納槽16に収納される。
そして、この状態で超音波発生装置14の超音波振動子17を作動させ、コンデンサ用リード端子13に超音波照射を行う。
As described above, the capacitor lead terminals welded by the above-described arc stud welding method or the like are subjected to further suppression processing of the needle-like whisker by the post-processing shown in FIG.
13 is a capacitor lead terminal, 14 is an ultrasonic generator, 15 is a bath, 16 is a storage tank, and 17 is an ultrasonic transducer.
First, as shown in FIG. 4, the welded capacitor lead terminal 13 is housed in an ultrasonic generator 14 and irradiated with ultrasonic waves for a predetermined time.
In this ultrasonic generator 14, an ultrasonic transducer 17 is installed on the lower surface of the storage tank 16, the outside of the storage tank 16 is filled with water, and the storage tank 16 for storing the capacitor lead terminals 13 is the above-described storage tank 16. It is installed so as to be adjacent to the ultrasonic transducer 17.
The storage tank 16 is filled with a glycerin solution, and the capacitor lead terminals 13 are stored in the storage tank 16.
In this state, the ultrasonic vibrator 17 of the ultrasonic generator 14 is operated to irradiate the capacitor lead terminal 13 with ultrasonic waves.

ここで、実施例1として、超音波発生装置の収納槽に、グリセリン溶液を満たし、超音波を、40kHzで、6時間照射した後のコンデンサ用リード端子の溶接部の状態を図5に示す。なお、実施例1の溶接シールドガスとして、アルゴンガスと酸素ガスからなる混合ガスによるアークスタッド溶接法にて溶接したコンデンサ用リード端子を用いている。   Here, as Example 1, the state of the welded portion of the capacitor lead terminal after filling the storage tank of the ultrasonic generator with a glycerin solution and irradiating ultrasonic waves at 40 kHz for 6 hours is shown in FIG. As the welding shield gas of Example 1, a capacitor lead terminal welded by an arc stud welding method using a mixed gas composed of argon gas and oxygen gas is used.

実施例1では、図5の走査型電子顕微 鏡(SEM)写真のとおり、コンデンサ用リード端子の溶接部の表面より、塊状のSnが検出されているが、針状のウィスカは発生しておらず、本発明の目的が達せられている。   In Example 1, as shown in the scanning electron microscope (SEM) photograph of FIG. 5, massive Sn was detected from the surface of the welded portion of the capacitor lead terminal, but needle-like whiskers were not generated. Rather, the object of the present invention has been achieved.

本発明のガスシールド方法を説明するシステム構成図である。It is a system block diagram explaining the gas shielding method of this invention. ガスシールド溶接終了時の状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the state at the time of completion | finish of gas shield welding. ウィスカ発生形態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a whisker generation | occurrence | production form. 本発明の超音波照射方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the ultrasonic irradiation method of this invention. 実施例1のコンデンサ用リード端子の溶接部の走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a welded portion of a capacitor lead terminal of Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 アルゴンガスボンベ
2 酸素ガスボンベ
3 混合器
4 シールドノズル
5 ヘリウムガスボンベ
6 アークスタッド溶接装置
7 一方の電極
8 リード線(CP線)
9 他方の電極
10 アルミニウム線
11 シールドガス
12 ウィスカ
13 コンデンサ用リード端子
14 超音波発生装置
15 バス
16 収納槽
17 超音波振動子
1 Argon gas cylinder 2 Oxygen gas cylinder 3 Mixer 4 Shield nozzle 5 Helium gas cylinder 6 Arc stud welding device 7 One electrode 8 Lead wire (CP wire)
9 Other electrode 10 Aluminum wire 11 Shield gas 12 Whisker 13 Capacitor lead terminal 14 Ultrasonic generator 15 Bath 16 Storage tank 17 Ultrasonic vibrator

Claims (4)

スズを主体とした金属メッキが施されたリード線とアルミニウムタブとを溶接するコンデンサ用リード端子の溶接方法であって、溶接シールドガスとして不活性ガスを用いた溶接の後処理として、前記コンデンサ用リード端子の少なくとも前記リード線と前記アルミニウムタブの溶接部に超音波を照射することを特徴とするコンデンサ用リード端子の溶接方法。 A welding method of a lead terminal for a capacitor for welding a lead wire mainly plated with tin and an aluminum tab, and for the capacitor as a post-treatment of welding using an inert gas as a welding shield gas A welding method for a capacitor lead terminal, wherein ultrasonic waves are applied to at least a welded portion of the lead terminal and the aluminum tab of the lead terminal. 前記溶接シールドガスとして、不活性ガスと活性ガスとの混合ガスを用いたことを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ用リード端子の溶接方法。   2. The capacitor lead terminal welding method according to claim 1, wherein a mixed gas of an inert gas and an active gas is used as the welding shield gas. 前記コンデンサ用リード端子に、溶液中で超音波を溶接後のウィスカが出現するまでの潜伏期間中に照射することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のコンデンサ用リード端子の溶接方法。 3. The method for welding a capacitor lead terminal according to claim 1, wherein the capacitor lead terminal is irradiated with an ultrasonic wave in a solution during a latent period until a whisker after welding appears. . 前記溶液として、グリセリン溶液を用いたことを特徴とする請求項3に記載のコンデンサ用リード端子の溶接方法。   The method for welding lead terminals for capacitors according to claim 3, wherein a glycerin solution is used as the solution.
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