JPH0381983A

JPH0381983A - 電子部品の製造方法および製造装置

Info

Publication number: JPH0381983A
Application number: JP1218308A
Authority: JP
Inventors: Koji Ashino; 宏次芦野
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1989-08-24
Filing date: 1989-08-24
Publication date: 1991-04-08
Also published as: JPH0583169B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は電子部品の製造方法の改良およびこの製造方
法に適した電子部品の製造装置にかかり、特に電子部品
の外部接続用の端子と電子部品素子から導出した帯状の
リード線との接続構造に関する。

〔従来の技術〕

通常の電子部品、特に比較的大型の電子部品、例えば電
解コンデンサは、コンデンサ素子を収納した外装ケース
の開口部に、外部接続用の端子が固着された封口板を装
着して形成している。

このような電子部品では、封口板を貫通して封口板の裏
面に突出した端子の端面に、電子部品素子から導出した
帯状のリード線を、その先端部分に形成した透孔を挿通
させて係留し、更にワッシャ等を装着してこれらを一体
に圧接した端子構造を有している。

ところが、このような電子部品の端子構造では、リード
線と外部接続用の端子は、端子の端部を介して圧接によ
る機械的な接続が行われているに過ぎない。このような
機械的な接続の場合、各部位間の接触抵抗は避けられず
、そのため電気的特性の劣化を招くことがあった。特に
電解コンデンサの場合、損失やインピーダンス値が大き
くなり、また静電容量値も不安定になってしまう。

そこで、電子部品素子から導出したリード線と端子の端
部とを冷間圧接、超音波溶接、あるいはアーク溶接等の
電気的な溶接、レーザ溶接等によしかし、冷間圧接、超
音波溶接等による端子とリード線との接続では、接触抵
抗が低く、電気的接続は良好となるが、その接続強度が
脆弱であるため、リード線と端子とを接続したのち、外
装ケースに収納する工程中に、あるいは外装ケースに収
納したのちに、リード線が端子から離脱してしまうこと
があった。

更に、通常の圧接、超音波溶接等の手段による接続方法
では、接続工程に必要な治具を封口板と電子部品素子と
の間隙に装着する必要がある。また、特に圧接によりリ
ード線と端子とを接続する場合には、端子の端部に装着
し、リード線と封口板との間隙にワッシャ等の別部材を
配置する必要があった。そのため、電子部品素子から導
出するリード線は、接続工程で必要な治具を装着する空
間、あるいはワッシャおよびリベット部の圧潰部による
空間のため、一定の長さ寸法以下に形成することはでき
ない。

帯状のリード線の長さは電子部品のインピーダンス特性
に大きな影響があり、短いほどインピーダンス値は低く
なる。しかし、従来の端子構造による場合、前記のよう
な製造工程上の要請から、リード線を短くすることには
限界があった。

また、電気的な溶接、例えばアーク溶接等の放電により
リード線と端子とを接続する場合は、その溶接部にカー
ボン等の不純物が付着してしまう。

また冷間圧接、超音波溶接により接続する場合は、その
溶接部に、リード線および端子とは異なる金属からなる
溶接用の治具を圧着しているので、溶接部に異種金属が
微量に残存してしまうことがあった。

このようにカーボン、異種金属等が溶接部に付着すると
、特に電解液を使用する電解コンデンサにおいては、腐
食等の原因となってしまう。そのため、電子部品の信頼
性が損なわれるほか、リード線と端子とを溶接した後に
カーボン等の不純物を除去する工程は、製造工程を著し
く煩雑にしてしまう。

このような不都合を解消するための手段として、外部接
続用の端子とリード線とをレーザ溶接することも考えら
れる。レーザ溶接による溶接では、充分な接続強度を得
ることが容易となり、電気的な接続状態も良好となると
ともに、前記のようなカーボンの発生も見られない。

更に、レーザ溶接によれば、ワッシャ等を必要とせず、
また治具を封口板と電子部品素子との間隙に装着する必
要もないので、リード線を短く形成することが可能とな
り、インピーダンス特性を改善することができる。

しかしながら、レーザ２容接では、０．１５ｍｍ〜０．
２５閣程度の薄い帯状のリード線にレーザ光を照射する
。そのため、充分な溶接強度を得るため、レーザ光の出
力を上げると、リード線を穿孔してしまうことがあった
。逆に、リード線に穿孔しない程度の出力では、充分な
溶接強度を得ることが困難となる場合がある。

通常、第２図（ａ）に示したように、溶接面に対して垂
直方向からレーザ光１０を照射して溶接する場合、その
溶接帯１２は中心部分において最も深く、周辺にわたっ
て暫時浅くなる椀状に形成される。

そのため、レーザ照射による？容接においては、その溶
接点（溶接帯１２）の中心部分にレーザ光１０が集中し
てしまい、リード線４を穿孔してしまうことがあった。

レーザ光１０の焦点をややずらすことによってこのよう
な不都合はある程度解消できるが、その調整が煩雑であ
るとともに、焦点をぼかすため、レーザ光１０の出力を
上げる必要があり、レーザ光源の耐久性に悪影響を及ぼ
してしまう。

この発明の第１の目的は、電子部品素子から導出したリ
ード線と外部接続用の端子との接続状態を良好にするこ
とにある。

また、この発明の第２の目的は、前記第１の目的を達成
するのに適した電子部品の製造装置の提この発明は、電
子部品素子を収納した外装ケースの開口部を、外部接続
用の端子を固着させた封口板で密封する電子部品の製造
方法において、平坦状に形成された端子の端面に、電子
部品素子から導出した帯状のリード線を載置するととも
に、この端子の端面に対して斜め方向からレーザ光を照
射し、端子とリード線とを溶接することを特徴としてい
る。

また、このような製造方法に適した電子部品の製造装置
として、レーザ光の集光レンズと、この集光レンズを電
子部品素子から導出した帯状のリード線の表面に対して
一定の角度をもって固定する支持体と、支持体を介して
集光レンズの焦点を移動させる手段とを備え、リード線
に対して斜め方向からレーザ光を照射するとともに、そ
の焦点の移動によりリート線に複数の溶接点を設けるこ
とを特徴としている。

更にこの製造装置において、レーザ光は、集光レンズに
連結した光ファイバを介して集光レンズに供給されるこ
と、あるいはこの光ファイバを、１０ｍ以上のステップ
型の光ファイバとしたことを特徴としている。

〔作　用〕

図面に示したように、この発明では、電子部品素子ｌか
ら導出した帯状のリード線４は、封口板２を貫通して裏
面に突出した端子３、すなわち端子３の端面に載置され
、レーザ照射により溶接されている。そして、このレー
ザ光１０は、リード線４の表面に対して斜めの方向から
照射されている。

前記のように、溶接面に対して垂直方向からレーザ光１
０を照射した場合、第２図（ａ）に示すとおりその溶接
帯１２は椀状に形成される。

この発明による製造方法では、第２図（ｂ）に示したよ
うに、レーザ光１０がリード線４の表面に対して斜め方
向から照射されるため、その溶接帯夏３は押し潰された
ようにほぼ均一となり、リード線４に穿孔することがな
くなるとともに、より広い範囲に渡って溶接帯１３を設
けることができるようになる。

また、レーザ光１０を集光する集光レンズ５の焦点は、
この集光レンズ５を一定の角度をもって支える支持体７
の運動に伴って移動する。そのため、リード線４に複数
の溶接点８を設ける場合に、その位置決めを支持体７の
移動距離の調整のみで行うことが可能となる。また、集
光レンズ５には、光ファイバ６が直結されているため、
レーザ光■０は支持体７の運動を介する集光レンズ５の
移動に関わりなく、集光レンズ５に送られることになる
。

更に、集光レンズ５に直結された光ファイハロは、その
光源から１０ｍ以上の長さ寸法を有するステップ型のも
のとした。

一般に、光ファイバは、光を伝播するコア部分と光をコ
ア部分に閉じ込めるクラッド部分からなり、コア部分の
光の屈折率によってステップ型とグレーデツト型に分類
される。グレーデツト型の光ファイバは、コア部分の屈
折率が半径方向に連続的に変化しており、中心軸上で最
も屈折率が高く形成されている。そのため、グレーテッ
ド型の光ファイバによる光の伝播は、コア部分内で曲線
状に蛇行する軌跡を示す。これに対してステップ型の光
ファイバは、コア部分の屈折率が均一であり、光はコア
部分とクラッド部分・との境界で反射を繰り返しつつ折
線状に進行する。そのため、光をこのステップ型の光フ
ァイバを介して一定の距離伝播させると、伝播する光が
互いに干渉し合い、そのパルス波形が崩れ、全体として
コア部分における光が均一に伝播されることになる。

前記のように、電子部品の製造においては、アルミニウ
ムからなる薄い帯状の素材であるリード線４にレーザ照
射するため、溶接点８におけるレーザ光は均一であるこ
とが望ましく、発明者の実験の結果、ステップ型の光フ
ァイバ６を光源から１０ｍ以上とすると、溶接状態が良
好になることが判明した。

実験では、レーザ光を溶接面に対して垂直方向から出力
３０Ｊ、パルス幅８＋ＩＩＳのレーザ光を照射して行っ
た。そして、光源から集光レンズ５までをグレーテッド
型の光ファイバ（１）とステップ型の光ファイバ（ＩＩ
）とで結び、それぞれ距離を（ａ）３　ｍ、　（ｂ）　
５　ｍ、（Ｃ）　１０　ｍ、（ｄ）　１５　ｍとした。

また、焦点ズラシはそれぞれｌｌ１ｌＩ１１とし、その
溶接強度（溶接部分における引っ張り強度／　ｋｇ　）
の測定および目視による溶接部分の状態を確認した。そ
の結果を以下に示す。

へ〜〜−へこの結果からも明らかなように、光源から集光レンズ５
までの距離を１０ｍ以上としたステップ型の光フアイバ
場合、穿孔、窪み等が見られず、その溶接状態が良好と
なる。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を図面にしたがい説明する。

第１図は、この発明の製造方法によるリード線と端子と
の接続工程を説明する斜視図、第２図はリード線と端子
との溶接状態を示す説明図である。

また第３図および第４図は、この発明の製造装置を表す
正面図である。

なお、この実施例においては、電解コンデンサを例に採
り説明する。

第１図に示すように、コンデンサ素子ｌは、図示しない
電極箔を巻回して形成しているとともに、コンデンサ素
子１の電極箔には、アルミニウム等からなる帯状のり−
Ｆ線４が、公知の手段で電気的に接続されている。そし
てこのリード線４は、コンデンサ素子１の一方の端面か
ら外部に導出されている。

封口板２は、耐熱性の合成樹脂、例えばフェノール樹脂
等からなる硬質板と弾性ゴム等の弾性体とを張り合わせ
て形成し、その中央部付近には、外部接続用の端子３が
固着されている。端子３の端面ば、封口板２を貫通して
封口板２の端面から突出している。

コンデンサ素子１から導出したリード線４と端子３との
接続工程は、先ず、移送ベルＨ１等により移送された封
口板２と、別の手段で移送されたコンデンサ素子ｌとを
所定箇所に配置する。このときリード線４は、端子３の
端面に載置され、次いで第２図（ｂ）に示したように、
レーザ光ｌＯをリード線４の表面に対して斜め方向から
照射し、溶接帯１３を形成する。この実施例では、イツ
トリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＣ；）レー
ザを、出力エネルギー３５．ＯＪ、パルス幅？、５ａ＋
ｓ　、焦点ダラシ＋２．０晒の条件で、４点照射した。

集光レン、ズ５は、第３図に示すように、レーザ光の光
源から１０ｍの光ファイバ６で直結されているとともに
、垂直に対して一定の角度θで支持体７に固定されてい
る。この実施例において、集光レンズ５は、垂直に対し
て約３０″の角度をもって支持体７に固着されている。

そのため、集光レンズ５を介してリード線４に照射され
るレーザ光は、リード線４の表面に対して仰角６０°で
照射されることになり、第１図に示すように、その溶接
点８はやや楕円状になる。

更に集光レンズ５の焦点は、第４図に示したように、こ
の集光レンズ５を支持する支持体７の運動に応じて移動
し、第１図に示した溶接点８を移動させ、複数の溶接点
を設ける。この実施例では、支持体７にサーボモータ９
を連結し、このサーボモータ９の回転運動により集光レ
ンズ５を回転させた。そしてサーボモータ９を１秒間に
４回停止させてレーザ光を照射し、１　、２　ｍｍ間隔
の溶接点８を設けた。

このように、コンデンサ素子ｌから導出したリード線４
を封口板２に固着した端子３に溶接した後、コンデンサ
素子１を図示しない外装ケースに収納し、外装ケースの
開口部を封口板２で密封してコンデンサを得る。

この実施例により得られたコンデンサの端子３とリード
線４との接続状態を目視により確認したところ、いずれ
の溶接点８にも穿孔は見られず、その溶接強度は、４．
６５ｋｇであった。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明は、電子部品素子を収納した外装
ケースの開口部を、外部接続用の端子を固着させた封口
板で密封する電子部品の製造方法において、平坦状に形
成された端子の端面に、電子部品素子から導出した帯状
のリード線を載置するとともに、この端子の端面に対し
て斜め方向からレーザ光を照射し、端子とリード線とを
溶接することを特徴としているので、従来の圧接による
接続以上の接続強度を実現しつつ、リード線に穿孔する
ことなく良好な接続状態とすることができる。

また、レーザ光は、リード線に対して斜めの方向から照
射されるため、従来直角方向からレーザ光を照射した状
態と比較して、リード線からの反射光が集光レンズに照
射されることがなくなる。

そのため、集光レンズおよびレーザ光源の耐久性が向上
する。

更に、レーザ照射による溶接工程では、集光レンズを一
定の角度で固定する支持体を介して、例えばモータ等の
手段による回転運動に伴い、集光レンズの焦点を移動さ
せる電子部品の製造装置により、レーザ光を斜めの方向
から照射し、かつ複数の溶接点を設けることができるの
で、集光レンズの移動のみでリード線上における溶接点
を移動させることができ、製造装置が簡略になるととも
に、製造工程の高速化が図れる。

また、この集光レンズに光ファイバを連結してレーザ光
を供給する場合、集光レンズの移動に関わりなく常に所
望の条件で溶接部分に照射することが可能となり、製造
工程が容易となる。

更に、この光ファイバを、１０ｍ以上のステップ型の光
ファイバとしたことを特徴としているので、レーザ光の
パルス波形が崩れ、均一な状態となるので、リード線に
穿孔することを更に抑制することができ、その接続状態
を良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の製造方法によるリード線と端子と
の接続工程を説明する斜視図、第２図はリード線と端子
との溶接状態を示す説明図である。また第３図および第４図は、この発明の製造装置を表す
正面図である。ｌ・・・電子部品素子（コンデンサ素子）、２・・・封
口板、　　３・・・端　子、４・・・リード線、　　５
・・・集光レンズ、６・・・光ファイバ、７・・・支持
体、８・・・溶接点、９・・・サーボモータ、１０・・・レーザ光、１１・・・移送ベルト、１２、１３・・・溶接帯。特許出願人日本ケミコン株式会社第２図り両子ｊ３第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子部品素子を収納した外装ケースの開口部を、
外部接続用の端子を固着させた封口板で密封する電子部
品の製造方法において、平坦状に形成された端子の端面
に、電子部品素子から導出した帯状のリード線を載置す
るとともに、この端子の端面に対して斜め方向からレー
ザ光を照射し、端子とリード線とを溶接することを特徴
とする電子部品の製造方法。
（２）レーザ光の集光レンズと、この集光レンズを電子
部品素子から導出した帯状のリード線の表面に対して一
定の角度をもって固定する支持体と、支持体を介して集
光レンズの焦点を移動させる手段とを備え、リード線に
対して斜め方向からレーザ光を照射するとともに、その
焦点の移動によりリード線に複数の溶接点を設けること
を特徴とする電子部品の製造装置。
（３）レーザ光は、集光レンズに連結した光ファイバを
介して集光レンズに供給することを特徴とする請求項２
記載の電子部品の製造装置。
（４）光ファイバは、光源からの距離を１０ｍ以上のス
テップ型の光ファイバとしたことを特徴とする請求項３
記載の電子部品の製造装置。