JPH0417982A

JPH0417982A - 溶接電極

Info

Publication number: JPH0417982A
Application number: JP12119990A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Mochida; 久持田; Yoshiaki Imaji; 今地　義明
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 1992-01-22

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この発明は、例えばハイブリッドＩＣ等に適用され、電
気的に導通をとる金属ワイヤを溶接して接続する場合に
使用する溶接電極に関する。

（従来の技術）第７図は、ハイブリッドＩＣの一例を示すものである。

樹脂によって形成された外囲器７１の内部には厚膜基板
７２が設けられ、この厚膜基板７２には、ＩＣ素子７３
や抵抗等の回路部品７４か配設されている。さらに、こ
の厚膜基板７２には、厚膜基板７２の所定箇所に設けら
れたパッド７５と入出力端子７６の内部リード７６ａと
を電気的に接続するリード７７か設けられている。この
リード７７は通常、溶接あるいはボンディングによって
、パッド７５および内部リード７６ａに接続される。パ
ッド７５は図示せぬ半田によって厚膜基板７２に取着さ
れている。

第８図、第９図は、それぞれ溶接によってり一ド７７を
パッド７５および内部リード７６ａに接続する場合を示
すものである。第８図はり一ド７７をマイナス、パッド
７５および内部リード７６ａをプラスとしてこれらを溶
接する所謂スプール溶接の一例を示すものであり、第９
図は、プラスの溶接電極７８ａとマイナスの溶接電極７
８ｂを使用する溶接の一例を示すものである。

第９図に示す溶接の場合、第１０図に示すごとく、プラ
スの溶接電極７８ａがリード７７に当接され、マイナス
の溶接電極７８ｂがバッド７５および内部リード７６ａ
に当接される。前記溶接電極７８ａ、７８ｂはクロム銅
などの銅系の金属単体によって構成され、リード７７は
銅系の金属によって構成されている。さらに、バッド７
５は信頼性に優れた４２Ｎｉアロイが使用されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、第９図、第１０図に示す溶接の場合、溶接電
極７８ａ、７８ｂとリード７７に流れる電流は、第１１
図に示すようになる。すなわち、溶接電極７８ａと溶接
電極７８ｂに流れる電流の向きは１８０６反転しており
、リード７７と溶接電極７８ａおよびバッド７５との接
触面積が小さいため、リード７７と溶接電極７８ａおよ
びバッド７５の接触部に電流が集中しやすい。しかも、
リード７７と溶接電極７８ａおよびバッド７５は、上述
したように種々な材料によって構成され、これら材料は
第１２図に示すような特性を有している。このため、こ
れら材料の物性により、第１３図に示すごとく、バッド
７５が局部的、且つ爆発的に溶融して外部に飛び出すス
プラッシュ現象が生し、厚膜基板７２上の電気回路を損
傷する問題を有していた。

そこで、このスプラッシュを防止するため、第１４図に
示すごとく、溶接物８０を挾んで溶接電極７８ａ、７８
ｂを配設する方法が考えられる。

この方法によれば、第１５図に示すごとく、電流の集中
を防止できるため、スプラッシュを防止できるものであ
る。しかし、この方法は、溶接電極７８ａ、７８ｂを溶
接物８０の両側に配設するため、外囲器７１に収容され
たハイブリッドＩＣのリードを接続するには適さないも
のである。

このため、従来では、マイナス電極の接触面積を大きく
するため、マイナスの溶接電極７８ｂを第１６図に示す
ごとく、複数個使用し、電流を分散させる方法が考えら
れている。しかし、この場合、マイナスの溶接電極７８
ｂが占める面積が大きくなるため、狭いスペースにおい
てリードを溶接することか困難なものであった。

この発明は、上記従来の溶接電極が有する課題を解決す
るものであり、その目的とするところは、スプラッシュ
の発生を低減することが可能な溶接電極を提供しようと
するものである。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）この発明は、上記課題を解決するため、銅系の金属によ
って構成された溶接電極の被溶接物と当接する部分に電
気抵抗の高い金属を接合している。

また、電気抵抗の高い金属としてはモリブデンが適用さ
れる。

さらに、電気抵抗の高い金属はタングステンか適用され
る。

（作用）すなわち、この発明は、銅系の金属によって構成された
溶接電極の被溶接物と当接する部分に電気抵抗の高い金
属を接合することにより、被溶接物に対する発熱部を分
散し、被溶接物に対して緩やかに熱を伝導することによ
ってスプラッシュを防止している。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。尚、第１図において、第９図と同一部分には同一
符号を付す。

第１図において、銅系の溶接電極１１の先端部には、こ
れより電気抵抗の高い金属、例えばモリブデン電極１２
かろう付けされている。

第２図は、第１図の変形例であり、溶接電極１１にねじ
穴１１ａ、ｌｌｂを設け、溶接電極１１を図示せぬ溶接
機に装着可能としたものである。

第３図（ａ）（ｂ）は、上記構成の溶接電極１１と従来
の溶接電極７８ａを使用したリード７６とバッド７５と
の溶接を対比して示すものであり、第４図（ａ）（ｂ）
は第３図に示す溶接の熱回路を対比して示すものである
。第３図、第４図において、同一部分には同一符号を付
す。

第４図において、Ｒ１、Ｒ１１はそれぞれ溶接バッド７
５の熱抵抗、Ｒ２、Ｒ２１はそれぞれリード７６の熱抵
抗、Ｒ３、Ｒ３１はそれぞれ銅の溶接電極７８ａ、１１
の４抵抗、Ｒ４はモリブデン電極１２の熱抵抗を示して
いる。また、Ｃ１、Ｃ１１はそれぞれパッドの熱容量、
Ｃ２、Ｃ２１はそれぞれワイヤの熱容量、Ｃ３は溶接電
極７８Ｈの熱容量、Ｃ３１、Ｃ４１はそれぞれ溶接電極
１１、モリブデン電極１２の熱容量を示している。さら
に、ＱＳＱｌはリード７６とバッド７５との境界面で発
生する熱量、Ｑ２はモリブデン電極１２とリード７６と
の境界面で兇生ずる熱量を示している。尚、放射熱は省
略している。

第４図（ｂ）より明らかなように、この実施例において
は、熱回路にモリブデン電極１２の熱抵抗Ｒ４が含まれ
ており、この熱抵抗Ｒ４は抵抗値が大きいため、モリブ
デン電極１２とリード７６との境界面で熱量が発生する
。この時、溶接方式が定電力制御であり、第３図（ａ）
と（ｂ）が同一条件であるとすると、Ｑ−Ｑ１＋Ｑ２　　　　　　　　　・・・（１）が成立
する。

ここで、従来とこの実施例におけるリード７６とバッド
７５の接触面への温度上昇を比較すると、第５図（ａ）
（ｂ）に示すようになる。同図（ａ）が従来であり、同
図（ｂ）かこの実施例に対応するものである。

同図から明らかなように、従来の場合、Ａ点の温度上昇
が急激であり、スプラッシュか生じやすいことが分かる
。一方、この実施例の場合、Ａ点の温度上昇が比較的緩
やかであることがわかる。

これは（１）式から明らかなように、発熱源がリード７
６の上下で分散され、モリブデン電極１２とリード７６
の間で発生する熱量がリード７６の接合面Ａ点に達する
までに時間がかかるためである。したがって、この実施
例の場合、スプラッシュの発生を抑えることができるも
のである。

また、第４図（ａ）（ｂ）に示す熱回路を電気回路的に
比較すると、同図（ａ）に示す従来よりも同図（ｂ）に
示すこの実施例の方がインピーダンスが大きい。したが
って、定電力制御を行う場合、この実施例は同じ発熱量
を得るための電流値が従来に比べて少ないため、従来の
ような電流の集中を緩和でき、スプラッシュの発生を低
減できる。

一方、材質面からこの実施例を考えた場合、溶接電極１
１全体をモリブデン等の高抵抗金属によって構成するこ
とが考えられる。しかし、この場合、その熱損失か大き
く得策ではない。また、モリブデン等は高価な金属であ
るため、溶接電極１］全体をこれによって構成した場合
、製造コストが高くなるものである。したかって、溶接
電極１１の一部にモリブデン電極１２を設けることかス
プラッシュの防止、溶接効率、および経済的な面で最良
である。

第６図は、溶接の歩留りについて、従来とこの実施例と
を対比して示すものであり、同図（ａ）は従来、同図（
ｂ）はこの実施例に係わるものである。

一般に、印加電力か少ないうちは、接合不良による不良
Ｆ１が大きく、印加電力が大きくなるとスプラッシュに
よる不良Ｆ２か大きくなる。従来は印加電力に対して良
品か得られる範囲Ｂか狭いが、この実施例の場合、良品
が得られる範囲Ｂを広くすることかできる。

尚、上記実施例においては、高抵抗金属としてモリブデ
ンを使用したか、これに限定されるものではなく、例え
ばタングステンを使用することも可能である。

また、上記実施例においては、ハイブリットＩＣのリー
ドをパッド等に接続する場合について説明したか、これ
に限定されるものではなく、この発明を他の集積回路に
も適用可能なことは勿論である。

その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］以上、詳述したようにこの発明によれば、被溶接物に対
する発熱部を分散し、被溶接物に対して緩やかに熱を伝
導することにより、スプラッシュの発生を低減すること
か可能な溶接電極を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれこの発明の一実施例を示す構
成図、第３図（ａ）（ｂ）はそれぞれ従来とこの実施例
の溶接構造を対比して示す図、第４図（ａ）（ｂ）はそ
れぞれ第３図の熱回路を示す図、第５図（ａ）（ｂ）は
従来とこの実施例におけるリードとパッドの接触面の温
度上昇を示す図、第６図（ａ）（ｂ）は従来とこの実施
例の溶接の歩留りを示す図、第７図はハイブリッドＩＣ
を示す斜視図、第８図乃至第１０図はそれぞれ従来の溶
接方法を説明するために示す斜視図、第１１図は従来の
溶接における電流の集中を説明するために示す図、第１
２図は従来の溶接電極等の特性を説明するために示す図
、第１３図はスプラッシュ現象を示す図、第１４図は従
来の他の溶接方法を説明するために示す図、第１５図は
第１４図の電流経路を示す図、第１６図は従来の他の溶
接方法を説明するために示す図である。１１・・・溶接電極、１２・・・モリブデン電極、７５
・・・パッド、７７・・・リード（Ｃｕワイヤ）。ｒゴ閲（ａ）易卯／１ＩＩｌ摩カー←− （ａ）瀉開開（ｂ）（ｂ）第図第刃篤・２葛図グ　１１葛図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）銅系の金属によって構成された溶接電極の被溶接
物と当接する部分に電気抵抗の高い金属を接合したこと
を特徴とする溶接電極。
（２）前記電気抵抗の高い金属はモリブデンであること
を特徴とする請求項１記載の溶接電極。
（３）前記電気抵抗の高い金属はタングステンであるこ
とを特徴とする請求項１記載の溶接電極。