JP5461570B2 - 電子部品用端子の製造方法およびその製造方法により得られる電子部品用端子 - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウム部材からなる電極端子と、銅線やCP線等のリード端子とが接合された構造を有する電子部品用端子の製造方法に関し、さらに詳しくは、無鉛スズメッキされたリード端子がアルミニウム電極に接合された電子部品用端子の製造方法およびその製造方法により得られる電子部品用端子に関する。
電池、コンデンサ、キャパシター等に用いられる電子部品用の端子は、一対の電極として機能する一対のリベット部に引き出しリード端子が接合された構造を有している。また、電解コンデンサ等に用いられるタブ端子は、一対の電極端子にリード線が接合された構造を有している。これら各端子は、何れもアルミと銅とを接合することにより形成されている。
前記リード端子部と前記電極端子部とを間隔をあけて配置し、
前記リード端子部と前記電極端子部との間に電圧をかけてプラズマを発生させ、
前記プラズマにより前記無鉛スズメッキを溶融または半溶融させながら、前記リード端子部の一端と、前記電極端子部の軸芯に押圧させながらパーカッション溶接を行う、
ことを含んでなる、ものである。
本発明における電子部品用端子の製造方法は、無鉛スズメッキされたリード端子部と、アルミからなる電極端子部とを間隔をあけて配置し、前記リード端子部と前記電極端子部との間に電圧をかけてプラズマを発生させ、前記プラズマにより前記無鉛スズメッキを溶融または半溶融させながら、前記リード端子部の一端と、前記電極端子部の軸芯に押圧させながらパーカッション溶接を行うことを含むものでる。本発明においては、リード端子部のスズメッキ層を半溶融の状態にし、その状態においてリード端子部とアルミ電極端子部とを押圧しながらパーカッション溶接を行う。このようにして得られた電子部品用端子は、リードとアルミ電極との溶接界面に、スズ金属層が実質的に存在しなくなる。スズがアルミ電極とリード線との界面に存在しなくなることにより、このスズ−銅等の金属間化合物が形成されず、端子の溶接強度が向上する。ここで、「実質的に」とは、該接合界面にCu3SnやCu6Sn5等の金属間化合物が分子レベルで除去されている状態を意味するのではなく、銅とアルミとの界面にスズ−銅等の合金が、金属間化合物層として存在しない程度の状態を意味する。また、無鉛スズメッキが「半溶融」した状態とは、一部に溶融していない固体状態のスズが含まれていてもよいことを表す。
リード端子部材として、無鉛スズメッキ(メッキ厚12μm)が施された0.6mmφの銅リード線を用い、このリード銅線を20mm長に切断した。また、アルミ電極端子部材として、1.2mmφのアルミ線を用い、このアルミ線を9mm長に切断した。
リード線端子部材として、無鉛スズメッキ(メッキ厚12μm)が施された1.0mmφの銅リード線を用いた。銅リード線を10.0mm長に切断し、一方の先端部分を60°の円錐形状に加工(テーパ加工)した。また、一体成型により樹脂にアルミ母材が密嵌された封口板部材において、アルミ母材の溶接面をプレスにより平滑化した。これら銅リード線と封口板部材とを、パーカッション溶接装置のそれぞれの母材に供した。
実施例2において、銅リード線の一方の先端部分を先端角60°の楔形状に加工した以外は、実施例2と同様にしてリード端子を得た。
リード端子部材およびアルミ電極端子部材として、実施例1と同様のものを用い、従来の抵抗溶接(印加電圧50V)によって両端子を接合し、実施例1と同様にして、溶接したアルミ線の他方の一端をプレスして扁平化し、扁平部を所定の形状になるように切断して、電解コンデンサ用タブ端子2を得た。
得られたタブ端子の側断面を観察するため、試料を側面方向から研磨した。研磨面に約80μmのイオンエッチング処理を行い、走査型オージェ電子分校装置(PHI製 SAM670)を用いて、表面観察およびオージェ電子分光(AES)面分析を行った。AES面分析においては、加速電圧20kV、試料電流15nA、ビーム径70nm以下の条件にて測定した。AES面分析結果より、タブ端子1は、Cu6Sn5等の金属間化合物は検出されなかった。一方、タブ端子2では、接合界面にスズおよびCu6Sn5等の金属間化合物の存在が確認された。
得られたタブ端子1および2について、屈曲性耐久試験を行った。屈曲性耐久試験は、タブ端子のアルミ電極端子部のプレス部分を把持し、銅リード線に1kgの荷重をかけた状態で、溶接部分を左右に90°ずつ折り曲げて1サイクルとし、何サイクルで破断するかを測定したものである。結果は表1に示される通りであった。
上記で得られた各端子の溶接接合部表面に成長するウィスカの長さを測定した。ウィスカ長さの測定は、各端子を60℃で95RH%の環境下に2000時放置した後の溶接もり部分から成長しているウィスカの長さを測定することにより行った。
Claims (12)
- 無鉛スズメッキされたリード端子部とアルミからなる電極端子部とが接合されてなる電子部品用端子の製造方法であって、
前記リード端子部と前記電極端子部とを間隔をあけて配置し、
前記リード端子部と前記電極端子部との間に電圧をかけてプラズマを発生させ、
前記プラズマにより前記無鉛スズメッキを溶融または半溶融させながら、前記リード端子部の一端と、前記電極端子部の軸芯に押圧させながらパーカッション溶接を行う、
ことを含んでなる、電子部品用端子の製造方法。 - 前記リード端子部の被溶接部分のみ局所的に加熱を行う、請求項1に記載の製造方法。
- 前記リード端子部の局所加熱を、非接触ヒーターにより行う、請求項2に記載の製造方法。
- 前記リード端子部の加熱を、加熱された不活性ガスの吹きつけにより行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記リード端子部の接合側端部をテーパ状に成形加工する工程を含んでなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記リード端子部の接合側端部が、先端角30〜90°の円錐形状に成形加工されてなる、請求項5に記載の製造方法。
- 前記リード端子部の接合側端部が、先端角30〜90°の楔形状に成形加工されてなり、その楔先端の稜線が、前記リード端子の軸方向に対して3〜90°の角度を有してなる、請求項5に記載の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法により得られる電子部品用端子であって、前記リード端子部と前記電極端子部との接合界面に、スズ−銅化合物またはスズ−アルミ化合物が実質的に存在しない、電子部品用端子。
- 前記リード線が銅またはCP線からなる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の、電子部品用端子。
- 前記銅リード端子部とアルミ電極端子部との接合界面に存在するスズ層が、リード端子部にメッキされた無鉛スズメッキ層の厚みの80%以下の厚みである、請求項9に記載の電子部品用端子。
- 前記銅リード端子部とアルミ電極端子部との接合界面に存在するスズ層が、リード端子部にメッキされた無鉛スズメッキ層の厚みの20%以下の厚みである、請求項9に記載の電子部品用端子。
- コンデンサ用のタブ端子として用いられる、請求項8〜11のいずれか一項に記載の電子部品用端子。
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