JPH0813423B2 - アルミニウム箔の溶接方法 - Google Patents
アルミニウム箔の溶接方法Info
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- JPH0813423B2 JPH0813423B2 JP3346888A JP34688891A JPH0813423B2 JP H0813423 B2 JPH0813423 B2 JP H0813423B2 JP 3346888 A JP3346888 A JP 3346888A JP 34688891 A JP34688891 A JP 34688891A JP H0813423 B2 JPH0813423 B2 JP H0813423B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
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- H01G9/008—Terminals
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム箔の溶接方
法に関し、特に、アルミニウム電解コンデンサに用いら
れるアルミニウム箔の溶接方法に関する。
法に関し、特に、アルミニウム電解コンデンサに用いら
れるアルミニウム箔の溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム電解コンデンサにおいて
は、アルミニウム箔の表面に誘電体として作用するＡl2
Ｏ3 の化成膜が形成されている。このような電解コンデ
ンサにおいては、外部と接続するために、アルミニウム
箔にＣＰ線等のリード線が接続されている。
は、アルミニウム箔の表面に誘電体として作用するＡl2
Ｏ3 の化成膜が形成されている。このような電解コンデ
ンサにおいては、外部と接続するために、アルミニウム
箔にＣＰ線等のリード線が接続されている。
【０００３】従来、アルミニウム箔とリード線との接続
は、図４に示す方法で行われていた。すなわち、ＣＰ線
等のリード線４２の先端にアルミニウム製タブ４３を設
け、このアルミニウム製タブ４３とアルミニウム箔４１
とをかしめ４４によって接続していた。
は、図４に示す方法で行われていた。すなわち、ＣＰ線
等のリード線４２の先端にアルミニウム製タブ４３を設
け、このアルミニウム製タブ４３とアルミニウム箔４１
とをかしめ４４によって接続していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように従来は、リ
ード線とアルミニウム箔とをアルミニウム製のタブを用
いて接続していたが、できればこのようなタブを用いな
いで、リード線とアルミニウム箔とを直接接続する方
が、工程数や部品数の削減等の面から考えても好ましい
のはいうまでもない。しかしながら、従来は、アルミニ
ウム箔にリード線を直接溶接することは次の理由により
できなかった。
ード線とアルミニウム箔とをアルミニウム製のタブを用
いて接続していたが、できればこのようなタブを用いな
いで、リード線とアルミニウム箔とを直接接続する方
が、工程数や部品数の削減等の面から考えても好ましい
のはいうまでもない。しかしながら、従来は、アルミニ
ウム箔にリード線を直接溶接することは次の理由により
できなかった。
【０００５】すなわち、アルミニウム箔にリード線を抵
抗溶接するには、図５に示すように、銅製の下部電極５
１上にアルミニウム箔４１を載置し、アルミニウム箔４
１上にリード線４２を設け、リード線４２上の適切な箇
所に上電極チップ５２を圧接させた状態で、上電極チッ
プ５２と銅製下部電極５１との間に溶接電流を流す必要
がある。しかしながら、アルミニウム箔４１の表面には
Ａl2Ｏ3 の化成膜４５が約０．１μｍ〜１０μｍの厚さ
で形成されており、この化成膜の抵抗値が高いので通常
の抵抗溶接条件では上電極チップ５２と銅製下部電極５
１間に溶接電流を流すことができず、従って、アルミニ
ウム箔４１とリード線４２とを直接溶接することはでき
なかった。
抗溶接するには、図５に示すように、銅製の下部電極５
１上にアルミニウム箔４１を載置し、アルミニウム箔４
１上にリード線４２を設け、リード線４２上の適切な箇
所に上電極チップ５２を圧接させた状態で、上電極チッ
プ５２と銅製下部電極５１との間に溶接電流を流す必要
がある。しかしながら、アルミニウム箔４１の表面には
Ａl2Ｏ3 の化成膜４５が約０．１μｍ〜１０μｍの厚さ
で形成されており、この化成膜の抵抗値が高いので通常
の抵抗溶接条件では上電極チップ５２と銅製下部電極５
１間に溶接電流を流すことができず、従って、アルミニ
ウム箔４１とリード線４２とを直接溶接することはでき
なかった。
【０００６】従って、本発明の目的は、Ａl2Ｏ3 の化成
膜が形成されたアルミニウム箔とリード線とを直接抵抗
溶接することができるアルミニウム箔の溶接方法を提供
することにある。
膜が形成されたアルミニウム箔とリード線とを直接抵抗
溶接することができるアルミニウム箔の溶接方法を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、表面に
化成膜が形成されたアルミニウム箔をバックバー上に載
置し、前記アルミニウム箔上に導電性の金属を載置し、
前記導電性の金属の表面に第１および第２の電極チップ
を離間してそれぞれ圧接し、前記第１および前記第２の
電極チップ間に溶接電流を流して前記アルミニウム箔と
前記導電性の金属とをシリーズ抵抗溶接することを特徴
とするアルミニウム箔の溶接方法が得られる。
化成膜が形成されたアルミニウム箔をバックバー上に載
置し、前記アルミニウム箔上に導電性の金属を載置し、
前記導電性の金属の表面に第１および第２の電極チップ
を離間してそれぞれ圧接し、前記第１および前記第２の
電極チップ間に溶接電流を流して前記アルミニウム箔と
前記導電性の金属とをシリーズ抵抗溶接することを特徴
とするアルミニウム箔の溶接方法が得られる。
【０００８】ここで、バックバーを形成する素材として
は、好ましくはセラミックスまたは鉄等の金属の表面を
窒化処理したものが用いられる。
は、好ましくはセラミックスまたは鉄等の金属の表面を
窒化処理したものが用いられる。
【０００９】
【作用】本発明の作用を図１を参照して説明する。本発
明においては、セラミックス等で形成されたバックバー
１１上にアルミニウム箔１２を載置し、このアルミニウ
ム箔１２上に導電性の金属１３を載置している。アルミ
ニウム箔１２においては、アルミニウム層１７の表面に
化成膜１６が形成されている。導電性の金属１３上には
電極チップ１４、１５が圧接させられている。電極チッ
プ１４、１５間に溶接電流１８を流すと、アルミニウム
箔１２の表面には化成膜１６が形成されているから、溶
接電流１８は、アルミニウム箔１２内に流入することは
なく、導電性の金属１３内を流れて、この金属１３をま
ず加熱し、その熱によってアルミニウム箔１２も加熱す
る。本発明においては、アルミニウム箔１２の下に熱伝
導度の低いセラミックス等で形成されたバックバー１１
を用いているから、発生した熱は有効に保持される。従
って、アルミニウム箔１２に溶接電流を直接に流し込ま
なくても、その上部の導電性の金属１３を通電加熱する
ことによって、アルミニウム箔１２も加熱されることに
なり、導電性の金属１３とアルミニウム箔１２との溶接
が行われることになる。
明においては、セラミックス等で形成されたバックバー
１１上にアルミニウム箔１２を載置し、このアルミニウ
ム箔１２上に導電性の金属１３を載置している。アルミ
ニウム箔１２においては、アルミニウム層１７の表面に
化成膜１６が形成されている。導電性の金属１３上には
電極チップ１４、１５が圧接させられている。電極チッ
プ１４、１５間に溶接電流１８を流すと、アルミニウム
箔１２の表面には化成膜１６が形成されているから、溶
接電流１８は、アルミニウム箔１２内に流入することは
なく、導電性の金属１３内を流れて、この金属１３をま
ず加熱し、その熱によってアルミニウム箔１２も加熱す
る。本発明においては、アルミニウム箔１２の下に熱伝
導度の低いセラミックス等で形成されたバックバー１１
を用いているから、発生した熱は有効に保持される。従
って、アルミニウム箔１２に溶接電流を直接に流し込ま
なくても、その上部の導電性の金属１３を通電加熱する
ことによって、アルミニウム箔１２も加熱されることに
なり、導電性の金属１３とアルミニウム箔１２との溶接
が行われることになる。
【００１０】なお、シリーズ抵抗溶接において通常行わ
れているように、バックバー１１に金属Ｃｕを用いる
と、この金属Ｃｕは熱伝導性が良いので、溶接電流１８
を通電することによって発生した熱が、この金属Ｃｕ製
のバックバー１１に速やかに拡散するから、溶接に必要
な温度にまで加熱することは困難である。また、たと
え、大電流を流して溶接に必要な温度まで加熱できたと
しても、電力消費が大きくなりすぎるばかりか、導電性
の金属１３が溶断するという事態も生じてしまう。さら
にアルミニウムは金属と合金を形成し易いから、溶接後
にはアルミニウム箔と金属製バックバー１１が接合され
てしまうという問題点も生じてしまう。
れているように、バックバー１１に金属Ｃｕを用いる
と、この金属Ｃｕは熱伝導性が良いので、溶接電流１８
を通電することによって発生した熱が、この金属Ｃｕ製
のバックバー１１に速やかに拡散するから、溶接に必要
な温度にまで加熱することは困難である。また、たと
え、大電流を流して溶接に必要な温度まで加熱できたと
しても、電力消費が大きくなりすぎるばかりか、導電性
の金属１３が溶断するという事態も生じてしまう。さら
にアルミニウムは金属と合金を形成し易いから、溶接後
にはアルミニウム箔と金属製バックバー１１が接合され
てしまうという問題点も生じてしまう。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１２】図２を参照すれば、セラミックス製のバッ
クバー２１上にアルミニウム箔２２が載置され、アルミ
ニウム箔２２上にはリード線となるＣＰ線２３が載置さ
れ、ＣＰ線２３の表面に、電極チップ２４、２５を圧接
している。
クバー２１上にアルミニウム箔２２が載置され、アルミ
ニウム箔２２上にはリード線となるＣＰ線２３が載置さ
れ、ＣＰ線２３の表面に、電極チップ２４、２５を圧接
している。
【００１３】バックバー２１はシリコン酸化物製であ
る。アルミニウム箔２２の内部のアルミニウム層２７の
膜厚は２０μｍであり、その表面には膜厚３００ÅのＡ
l2Ｏ3 の化成膜２６が形成されている。ＣＰ線２３は、
図３に示すように、直径０．５ｍｍのものの先端を３ｍ
ｍにわたって、プレスして厚さ０．２ｍｍの扁平状のヘ
ッダ部３１を形成したものを用いた。ＣＰ線２３の中心
はＦｅ２８であり、その表面にＣｕコート２９が設けら
れ、そのＣｕコート２９上にＳｎ・Ｐｂ層３０が設けら
れている。
る。アルミニウム箔２２の内部のアルミニウム層２７の
膜厚は２０μｍであり、その表面には膜厚３００ÅのＡ
l2Ｏ3 の化成膜２６が形成されている。ＣＰ線２３は、
図３に示すように、直径０．５ｍｍのものの先端を３ｍ
ｍにわたって、プレスして厚さ０．２ｍｍの扁平状のヘ
ッダ部３１を形成したものを用いた。ＣＰ線２３の中心
はＦｅ２８であり、その表面にＣｕコート２９が設けら
れ、そのＣｕコート２９上にＳｎ・Ｐｂ層３０が設けら
れている。
【００１４】電極チップ２４、２５は、Ｃｕ・Ｃｒ製で
あり、直径３ｍｍの楔型でその先端は０．５×１．５ｍ
ｍのものを用いた。電極チップ２４と電極チップ２５と
の間隔は１．５ｍｍであった。電極チップ２４、２５に
加えた圧力は１３．５ｋｇｆ／２点であった。電極チッ
プ２４、２５に印加した電圧は２Ｖであり、電流値は
０．７８ＫＡであり、通電時間は１．３ｍｓｅｃであっ
た。
あり、直径３ｍｍの楔型でその先端は０．５×１．５ｍ
ｍのものを用いた。電極チップ２４と電極チップ２５と
の間隔は１．５ｍｍであった。電極チップ２４、２５に
加えた圧力は１３．５ｋｇｆ／２点であった。電極チッ
プ２４、２５に印加した電圧は２Ｖであり、電流値は
０．７８ＫＡであり、通電時間は１．３ｍｓｅｃであっ
た。
【００１５】以上のような条件で抵抗溶接を行った結
果、アルミニウム箔２２とＣＰ線２３とは堅固に溶接さ
れた。すなわち、溶接後、ピールテストを行った結果、
アルミニウム箔２２にＣＰ線２３のヘッダ部３１とほと
んど同じ面積の孔があくか、またはｔｅａｒ破断となっ
た。また、剪断引張テストを行った結果、引っ張り点の
中間でアルミニウム箔２２が破断する母材破断であっ
た。
果、アルミニウム箔２２とＣＰ線２３とは堅固に溶接さ
れた。すなわち、溶接後、ピールテストを行った結果、
アルミニウム箔２２にＣＰ線２３のヘッダ部３１とほと
んど同じ面積の孔があくか、またはｔｅａｒ破断となっ
た。また、剪断引張テストを行った結果、引っ張り点の
中間でアルミニウム箔２２が破断する母材破断であっ
た。
【００１６】なお、上記の条件においては、ＣＰ線２３
の表面であって、電極チップ２４、２５直下のＳｎ・Ｐ
ｂ層３０は、溶接時の加圧と熱で周辺に押し出されてい
たが、電流値を３００Ａ以下、具体的には、電極チップ
２４、２５に加える圧力を７ｋｇｆ／２点、電極チップ
２４、２５に印加する電圧を１．２５Ｖ、電流値を０．
３８ＫＡ、通電時間を１．３ｍsec とすることによっ
て、溶接後、Ｓｎ・Ｐｂ層を電極チップ２４、２５直下
においても、残存させることができた。ＣＰ線２３のＣ
ｕコート２９やＦｅ２８が表面に露出すると、Ｆｅおよ
びＣｕの不動態酸化被膜が形成されてしまい、コンデン
サ特性に悪影響を及ぼすが、その表面にＳｎ・Ｐｂ層３
０を残存させることによって、この不動態酸化被膜が形
成されるのを防止することができる。
の表面であって、電極チップ２４、２５直下のＳｎ・Ｐ
ｂ層３０は、溶接時の加圧と熱で周辺に押し出されてい
たが、電流値を３００Ａ以下、具体的には、電極チップ
２４、２５に加える圧力を７ｋｇｆ／２点、電極チップ
２４、２５に印加する電圧を１．２５Ｖ、電流値を０．
３８ＫＡ、通電時間を１．３ｍsec とすることによっ
て、溶接後、Ｓｎ・Ｐｂ層を電極チップ２４、２５直下
においても、残存させることができた。ＣＰ線２３のＣ
ｕコート２９やＦｅ２８が表面に露出すると、Ｆｅおよ
びＣｕの不動態酸化被膜が形成されてしまい、コンデン
サ特性に悪影響を及ぼすが、その表面にＳｎ・Ｐｂ層３
０を残存させることによって、この不動態酸化被膜が形
成されるのを防止することができる。
【００１７】次に溶接電流の値と溶接状態との関係を調
べた。溶接電流が小さい場合には、溶接後に剥離する
と、電極チップ２４、２５直下のＣＰ線２３の裏面に化
成膜２６が溶着しているのが観察された。溶接電流を増
大させると電極チップ２４および２５の直下だけでな
く、それらの間のＣＰ線２３の裏面にも化成膜２６が溶
着しているのが観察された。さらに溶接電流を増大させ
ると、電極チップ２４および２５の間のアルミニウム層
２７が溶融しているのが観察された。
べた。溶接電流が小さい場合には、溶接後に剥離する
と、電極チップ２４、２５直下のＣＰ線２３の裏面に化
成膜２６が溶着しているのが観察された。溶接電流を増
大させると電極チップ２４および２５の直下だけでな
く、それらの間のＣＰ線２３の裏面にも化成膜２６が溶
着しているのが観察された。さらに溶接電流を増大させ
ると、電極チップ２４および２５の間のアルミニウム層
２７が溶融しているのが観察された。
【００１８】これらのことから、まず溶接電流が少ない
ときには電極チップ２４および２５の直下が加熱され、
次に電極チップ２４および２５の間も次第に加熱されて
いき、より大電流を流すと、その熱がアルミニウム層２
７中に十分に伝わり、その層を溶融させていることがわ
かる。
ときには電極チップ２４および２５の直下が加熱され、
次に電極チップ２４および２５の間も次第に加熱されて
いき、より大電流を流すと、その熱がアルミニウム層２
７中に十分に伝わり、その層を溶融させていることがわ
かる。
【００１９】なお、ＣＰ線２３に代えて、Ｆｅ２８表面
にＮｉメッキを施したリード線も同様に溶接することが
できる。
にＮｉメッキを施したリード線も同様に溶接することが
できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明においては、バックバーとしてセ
ラミックス等の素材を用い、第１および第２の電極チッ
プ間に溶接電流を流して抵抗溶接するから、たとえ、被
溶接体の一方であるアルミニウム箔の表面に化成膜が形
成されていても、その上の導電性の金属との溶接が可能
となる。このように、本発明によれば、表面に化成膜が
形成されたアルミニウム箔に直接ＣＰ線等のリード線を
溶接できるから、例えば、本発明をアルミニウム電解コ
ンデンサの製造の際に利用する場合、当該アルミニウム
電解コンデンサのリード接続のために従来用いられてい
たタブを用いる必要もなくなる。従って、高信頼のアル
ミニウム電解コンデンサを低価格で供給できるようにな
る。
ラミックス等の素材を用い、第１および第２の電極チッ
プ間に溶接電流を流して抵抗溶接するから、たとえ、被
溶接体の一方であるアルミニウム箔の表面に化成膜が形
成されていても、その上の導電性の金属との溶接が可能
となる。このように、本発明によれば、表面に化成膜が
形成されたアルミニウム箔に直接ＣＰ線等のリード線を
溶接できるから、例えば、本発明をアルミニウム電解コ
ンデンサの製造の際に利用する場合、当該アルミニウム
電解コンデンサのリード接続のために従来用いられてい
たタブを用いる必要もなくなる。従って、高信頼のアル
ミニウム電解コンデンサを低価格で供給できるようにな
る。
【図１】本発明の作用を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施例を説明するための断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例で用いたＣＰ線を説明するため
の図である。（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
の図である。（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】従来のアルミニウム電解コンデンサのリード取
り付け方法を説明するための図である。
り付け方法を説明するための図である。
【図５】従来の溶接方法を説明するための図である。
１１…セラミックス等で形成されたバックバー １２…アルミニウム箔 １３…導電性の金属 １４、１５…電極チップ １６…化成膜 ２１…セラミックス製のバックバー ２２…アルミニウム箔 ２３…ＣＰ線 ２４、２５…電極チップ ２６…Ａl2Ｏ3 の化成膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｇ 13/00 ３０７ Ｆ 7924−5Ｅ
Claims (2)
- 【請求項１】表面に化成膜が形成されたアルミニウム箔
をバックバー上に載置し、前記アルミニウム箔上に導電
性の金属を載置し、前記導電性の金属の表面に第１およ
び第２の電極チップを離間してそれぞれ圧接し、前記第
１および前記第２の電極チップ間に溶接電流を流して前
記アルミニウム箔と前記導電性の金属とをシリーズ抵抗
溶接することを特徴とするアルミニウム箔の溶接方法。 - 【請求項２】請求項１記載のアルミニウム箔の溶接方法
において、前記バックバーはセラミックスまたは金属の
表面を窒化処理した素材で形成されていることを特徴と
するアルミニウム箔の溶接方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3346888A JPH0813423B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | アルミニウム箔の溶接方法 |
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