KR20120101039A - Method for producing terminal for electronic component, and terminal for electronic component produced by the production method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무연 주석이 도금된 리드 단자부와, 알루미늄으로 이루어지는 전자 단자부가 결합된 전자 부품 단자에 있어서, 뛰어난 접합 강도를 가지는 전자 부품용 단자가 얻어지는 전자 부품 단자의 제조 방법을 제공한다. 무연 주석이 도금된 리드 단자부와, 알루미늄으로 이루어지는 전극 단자부가 결합되어 이루어지는 전자 부품용 단자의 제조 방법으로서, 상기 리드 단자부와 상기 전자 단자부를 간격을 두고 배치하며, 상기 리드 단자부와 상기 전자 단자부 사이에 전압을 부가하여 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마에 의하여 상기 무연 주석 도금을 용융 또는 반용융하면서, 상기 리드 단자부의 일단과, 상기 전자 단자부의 축심을 누르면서 충격 용접을 한다.The present invention provides a method for producing an electronic component terminal, in which a lead terminal portion plated with lead-free tin and an electronic component terminal where an electronic terminal portion made of aluminum are bonded are obtained. A method for manufacturing an electronic component terminal comprising a lead terminal portion plated with lead-free tin and an electrode terminal portion made of aluminum, wherein the lead terminal portion and the electronic terminal portion are disposed at intervals between the lead terminal portion and the electronic terminal portion. Plasma is generated by applying a voltage, and impact welding is performed while pressing one end of the lead terminal portion and the shaft center of the electronic terminal portion while melting or semi-melting the lead-free tin plating by the plasma.

Description

전자 부품용 단자의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의하여 얻어지는 전자 부품용 단자{Method for Producing Terminal for Electronic Component, and Terminal for Electronic Component Produced by the Production Method}Method for producing terminal for electronic component and terminal for electronic component obtained by method of manufacturing the same {Method for Producing Terminal for Electronic Component, and Terminal for Electronic Component Produced by the Production Method}

본 발명은, 알루미늄 부재로 이루어지는 전극 단자와, 구리선이나 CP선 등의 리드 단자가 결합된 구조를 가지는 전자 부품용 단자의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 무연 주석이 도금된 리드 단자가 알루미늄 전극에 접합된 전자 부품용 단자의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의하여 얻어지는 전자 부품용 단자에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an electronic component terminal having a structure in which an electrode terminal made of an aluminum member and a lead terminal such as a copper wire or a CP line are combined. More specifically, a lead terminal coated with lead-free tin is provided. The manufacturing method of the terminal for electronic components joined to the aluminum electrode, and the terminal for electronic components obtained by the manufacturing method are related.

전지, 콘덴서, 커패시터 등에 이용되는 전자 부품용 단자는, 한 쌍의 전극으로서 기능하는 한 쌍의 리벳(rivet)부에 인출 리드 단자가 접합된 구조를 가지고 있다. 또한, 전해 콘덴서 등에 이용되는 탭 단자는, 한 쌍의 전극 단자에 리드선이 접합된 구조를 가지고 있다. 이러한 각 단자들은 모두 알루미늄과 구리를 접합함으로써 형성되어 있다.The terminal for electronic components used for a battery, a capacitor, a capacitor, etc. has a structure in which the lead lead terminal is joined to a pair of rivet parts which function as a pair of electrodes. Moreover, the tab terminal used for an electrolytic capacitor etc. has a structure in which the lead wire was joined to a pair of electrode terminal. Each of these terminals is formed by joining aluminum and copper.

종래, 러그 단자 내지 스냅 단자에 있어서, 전극 단자와 인출 리드의 결합은, 볼트 조임, 코킹, 권체기(seamer) 등의 기계적인 방법이나, 초음파 접합 등에 의하여 이루어져 왔다. 그 중, 기계적인 방법은, 접합 부분의 부피가 커져서 전지 전체의 에너지 부피 밀도를 저하하고, 또한 접합부의 경계면 저항이 높아지기 쉽다. 그리고, 생산비를 필요로 하기 때문에 대량 생산에는 적합하지 않다. 또한, 초음파 접합은, 부가하는 진동에 의하여 전극의 활물질에 악영향을 미칠 우려가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 리벳부와 인출 리드부를 용접에 의하여 접합하는 시도가 이루어지고 있다.Conventionally, in lug terminals to snap terminals, the coupling between the electrode terminal and the lead lead has been accomplished by mechanical methods such as bolt tightening, caulking, seamer, ultrasonic bonding, and the like. Among them, the mechanical method tends to increase the volume of the junction portion, lower the energy bulk density of the entire battery, and increase the interface resistance of the junction portion. And since it requires production cost, it is not suitable for mass production. In addition, the ultrasonic bonding may adversely affect the active material of the electrode due to the added vibration. In order to solve such a problem, an attempt has recently been made to join the rivet portion and the lead lead portion by welding.

그리고, 전해 콘덴서용 탭 단자는, 전극 단자와 리드선을 용접에 의하여 접합하는 것이 일반적으로 행해지고 있다.And the tab terminal for electrolytic capacitors is generally performed by welding an electrode terminal and a lead wire by welding.

이들 단자에 이용되는 인출 리드는, 열전도성 내지 전기 전도도를 향상시키기 위하여 구리가 이용되는 경우가 많다. 그리고, 전자 부품의 땜납 특성을 향상시키기 위하여 상기 리드선으로서 표면에 도금을 실시한 것이 사용되고 있다.As the lead lead used for these terminals, copper is often used in order to improve thermal conductivity or electrical conductivity. And in order to improve the soldering characteristic of an electronic component, what plated the surface as said lead wire is used.

한편, 최근에는 환경 문제를 고려하여, 전자 부품의 전극 단자의 무연화나 전자 부품의 접합에 무연 땜납을 사용하는 기술의 개발이 이루어지기 시작하고 있다. 전자 부품의 단자로서 이용하는 리드선에 있어서도, 종래의 납 함유 주석 도금 대신에, 납을 사용하지 않는, 이른바 무(無)연 주석 도금이 사용되기 시작하고 있다.On the other hand, in recent years, in consideration of environmental problems, development of a technique using lead-free solder for lead-free electrode terminals or joining of electronic components of electronic components has begun. Also in the lead wire used as a terminal of an electronic component, what is called lead-free tin plating which does not use lead instead of the conventional lead containing tin plating is beginning to be used.

이와 같은 무연 주석 도금이 실시된 리드선을 이용한 전자 부품의 단자에 있어서는, 전극 단자와 이 리드선을 용접에 의하여 접합하여도, 충분한 접합 강도가 얻어지지 않는다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 예를 들어 일본공개특허공보 평10-229152호 등에는, 주석 도금에 은이나 비스무트 등을 첨가함으로써, 구리 리드선과 알루미늄 전극 단자의 접합 강도를 향상시키는 방법이 개시되어 있다.In the terminal of the electronic component using the lead wire with such lead-free tin plating, even if an electrode terminal and this lead wire are joined by welding, sufficient joint strength is not obtained. In order to solve such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-229152, for example, discloses a method of improving the bonding strength between a copper lead wire and an aluminum electrode terminal by adding silver, bismuth, or the like to tin plating. have.

또한, 일본공개특허공보 평08-222482호에는, 알루미늄 전극 단자 부분을 가열하고, 이 알루미늄을 반용융 상태로 가열하여 리드선을 접합한 후, 알루미늄 부분을 더 가열함으로써, 구리-알루미늄-주석으로 이루어지는 확산 합금층을 형성하여, 리드선과 알루미늄 전극을 강하게 접합하고자 하는 방법이 개시되어 있다.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-222482, an aluminum electrode terminal portion is heated, the aluminum is heated in a semi-fused state, the lead wire is joined, and then the aluminum portion is further heated, thereby forming copper-aluminum-tin. A method of forming a diffusion alloy layer to strongly bond a lead wire and an aluminum electrode is disclosed.

하지만, 주석 도금에 은 등을 첨가하는 방법에서는, 도금 공정 자체를 변경해야만 하므로, 시판되는 무연 주석 도금 구리선을 사용할 수 없게 되는 문제가 있다.However, in the method of adding silver or the like to tin plating, there is a problem in that commercially available lead-free tin plating copper wire cannot be used because the plating process itself must be changed.

그리고, 알루미늄 전극을 가열하면서 리드선을 접합하는 방법에 있어서는, 리드선으로서 철선에 구리를 피복한 인입선(CP선)이 사용되고 있고, 구리-알루미늄-주석으로 이루어지는 확산 합금층을 통하여 알루미늄 전극과 철선을 강하게 접합할 수 있지만, 이와 같은 철심을 가지지 않는 구리 리드선을 이용하는 경우에는, 상기의 방법을 이용하더라도 구리 리드선과 알루미늄 전극의 접합 강도는 향상되지 않는다.In a method of joining lead wires while heating an aluminum electrode, a lead wire (CP wire) coated with copper wire is used as a lead wire, and the aluminum electrode and the iron wire are strongly connected through a diffusion alloy layer made of copper-aluminum-tin. Although it can join, when using the copper lead wire which does not have such an iron core, the joining strength of a copper lead wire and an aluminum electrode does not improve even if said method is used.

한편, 리드선으로서 구리선을 이용한 경우, CP선과 비교하여 콘덴서의 내부 저항의 약 10%를 줄일 수 있고, 이러한 낮은 ESR형의 콘덴서를 디지털 가전에 이용함으로써, 적어도 10% 이상의 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다고 알려져 있다. 또한, 하이브리드 자동차나 전기 자동차 등에 이용되는 커패시터는 높은 신뢰성이 요구되므로, 종래의 알루미늄 전극과 리드 단자를 나사나 리벳으로 고정한 것보다 용접에 의하여 고정한 것이 사용된다. 이와 같이, 콘덴서나 커패시터 등의 전극 단자에 있어서는, CP선보다 구리 단체(單體)로 이루어지는 리드선이 바람직하게 사용되어, 알루미늄 전극과 구리 리드선의 접합 기술의 개발이 요구되고 있다.On the other hand, when a copper wire is used as the lead wire, about 10% of the internal resistance of the capacitor can be reduced compared to the CP wire, and the energy saving effect of at least 10% can be expected by using such a low ESR type capacitor in the digital home appliance. Known. In addition, capacitors used in hybrid vehicles, electric vehicles, and the like are required to have high reliability, and therefore, those fixed by welding are used rather than fixing conventional aluminum electrodes and lead terminals with screws or rivets. Thus, in electrode terminals, such as a capacitor | condenser and a capacitor, the lead wire which consists of copper single substance rather than CP line | wire is used preferably, and development of the joining technique of an aluminum electrode and a copper lead wire is calculated | required.

본 발명자들은 무연 주석이 도금된 리드 단자부와, 알루미늄 전극 단자부가 접합된 전자 부품 단자에 있어서, 종래의 용접을 행하면, 은과 알루미늄의 접합 경계면에 주석-구리 내지 주석-알루미늄 등의 금속간 화합물이 형성되어, 그러한 금속간 화합물의 존재에 의하여 용접 강도가 저하하는 것을 알았다. 그리고, 특정한 용접 방법을 채용함으로써, 이들 금속간 화합물이 구리/알루미늄 접합 경계면에 형성되지 않아, 용접 강도에 뛰어난 전자 부품 단자를 실현할 수 있다는 것을 발견하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM When the conventional welding is performed in the lead terminal part plated with a lead-free tin and the electronic component terminal by which the aluminum electrode terminal part was joined, an intermetallic compound, such as tin-copper or tin-aluminum, will be added to the junction interface of silver and aluminum. It was found that the weld strength decreased due to the presence of such an intermetallic compound. By employing a specific welding method, it has been found that these intermetallic compounds are not formed at the copper / aluminum junction interface, and thus an electronic component terminal excellent in welding strength can be realized.

따라서, 본 발명의 목적은, 무연 주석이 도금된 리드 단자부와 알루미늄 전극 단자부가 접합된 전자 부품 단자에 있어서, 리드선 단자부로서 시판되는 무연 주석이 도금된 리드선을 그대로 사용한 경우라도, 구리와 알루미늄의 접합 경계면에 실질적으로 금속간 화합물이 존재하지 않고, 접합 강도가 뛰어난 전자 부품용 단자가 얻어지는 전자 부품 단자, 특히 콘덴서용 탭 단자의 제조 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to bond copper and aluminum even when a lead-free tin plated lead wire commercially available as a lead wire terminal part is used in an electronic component terminal in which lead-free tin plated lead terminal portions and aluminum electrode terminal portions are joined. It is an object of the present invention to provide a method for producing an electronic component terminal, in particular a tab terminal for a capacitor, in which an intermetallic compound does not substantially exist at the interface and an terminal for an electronic component having excellent bonding strength is obtained.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 제조 방법에 의하여 얻어지는 구리와 알루미늄의 접합 경계면에 실질적으로 금속간 화합물이 존재하지 않고, 접합 강도가 뛰어난 전자 부품용 단자도 제공하는 것이다.Further, another object of the present invention is to provide a terminal for an electronic component which is substantially free of an intermetallic compound on the joining interface between copper and aluminum obtained by the above-described manufacturing method and which has excellent joining strength.

그리고, 본 발명에서의 전자 부품용 단자의 제조 방법은, 무연 주석이 도금된 리드 단자부와 알루미늄으로 이루어지는 전극 단자부가 접합되어 이루어지는 전자 부품용 단자의 제조 방법으로서,And the manufacturing method of the terminal for electronic components in this invention is a manufacturing method of the terminal for electronic components by which the lead terminal part plated with lead-free tin and the electrode terminal part which consists of aluminum are joined together,

상기 리드 단자부와 상기 전극 단자부를 간격을 두고 배치하며,The lead terminal portion and the electrode terminal portion are arranged at intervals,

상기 리드 단자부와 상기 전극 단자부 사이에 전압을 부가하여 플라즈마를 발생시키고,Plasma is generated by adding a voltage between the lead terminal portion and the electrode terminal portion,

상기 플라즈마에 의하여 상기 무연 주석 도금을 용융 또는 반용융하면서, 상기 리드 단자부의 일단과, 상기 전극 단자부의 축심을 누르면서 충격(percussion) 용접을 하는 것을 포함하여 이루어지는 것이다.Performing welding by pressing the lead terminal portion and the axis of the electrode terminal portion while melting or semi-melting the lead-free tin plating by the plasma.

본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서는, 본 발명의 제조 방법에 의하여 얻어진 전자 부품용 단자도 제공한다.In still another embodiment of the present invention, an electronic component terminal obtained by the manufacturing method of the present invention is also provided.

본 발명에 따르면, 무연 주석이 도금된 리드 단자부와 알루미늄 전극 단자부가 접합된 전자 부품 단자에 있어서, 리드선 단자부로서 시판되는 무연 주석이 도금된 리드선을 그대로 이용한 경우라도, 구리와 알루미늄의 접합 경계면에 실질적으로 금속간 화합물이 존재하지 않아, 접합 강도가 뛰어난 전자 부품용 단자를 실현할 수 있다.According to the present invention, in an electronic component terminal in which a lead-free tin plated lead terminal portion and an aluminum electrode terminal portion are joined, even if a commercially available lead-free tin-plated lead wire is used as the lead wire terminal portion, it is substantially applied to the junction interface between copper and aluminum. Therefore, an intermetallic compound does not exist, and the terminal for electronic components excellent in joining strength can be implement | achieved.

도 1은 본 발명의 일례인 전해 콘덴서용 탭 단자의 개략도를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에서의 알루미늄 전극 단자부와 구리 리드선 단자부의 용접 부분을 확대한 탭 단자의 단면도이다.
도 3은 본 발명에서의 충격 용접시의 누름 공정을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 전자 부품용 단자의 제조 방법의 용접 공정을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 전자 부품용 단자의 제조 방법의 용접 공정을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 전자 부품용 단자의 제조 방법의 용접 공정을 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 1에서의 전해 콘덴서용 탭 단자의 용접 부분 단면의 전자 현미경 관찰상(50배)을 나타낸 것이다.
도 8은 비교예 1에서의 전해 콘덴서용 탭 단자의 용접 부분 단면의 전자 현미경 관찰상(50배)을 나타낸 것이다.
1 shows a schematic view of a tab terminal for an electrolytic capacitor, which is an example of the present invention.
It is sectional drawing of the tab terminal which expanded the welding part of the aluminum electrode terminal part and copper lead wire terminal part in FIG.
Figure 3 shows the pressing process during impact welding in the present invention.
4 shows a welding step of a method for manufacturing an electronic component terminal according to still another embodiment of the present invention.
5 shows a welding step of a method for manufacturing an electronic component terminal according to still another embodiment of the present invention.
Fig. 6 shows a welding step of a method for manufacturing an electronic component terminal in still another embodiment of the present invention.
FIG. 7: shows the electron microscope observation image (50 times) of the cross section of the weld part of the tab terminal for electrolytic capacitors in Example 1. FIG.
FIG. 8: shows the electron microscope observation image (50 times) of the cross section of the weld part of the tab terminal for electrolytic capacitors in the comparative example 1. FIG.

본 발명에 따른 전자 부품용 단자를 도면을 참조하면서 더욱 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION The terminal for electronic components which concerns on this invention is demonstrated in detail, referring drawings.

본 발명에서의 전자 부품용 단자의 제조 방법은, 무연 주석이 도금된 리드 단자부와, 알루미늄으로 이루어지는 전극 단자부를 간격을 두고 배치하며, 상기 리드 단자부와 상기 전극 단자부 사이에 전압을 부가하여 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마에 의하여 상기 무연 주석 도금을 용융 또는 반용융시키면서, 상기 리드 단자부의 일단과, 상기 전극 단자부의 축심을 누르면서 충격 용접을 하는 것을 포함하는 것이다. 본 발명에 있어서는, 리드 단자부의 주석 도금층을 반용융 상태로 하고, 그 상태에서 리드 단자부와 알루미늄 전극 단자부를 누르면서 충격 용접을 한다. 이렇게 해서 얻어진 전자 부품용 단자는, 리드와 알루미늄 전극의 용접 경계면에, 주석 금속층이 실질적으로 존재하지 않게 된다. 주석이 알루미늄 전극과 리드선의 경계면에 존재하지 않게 됨으로써, 이러한 주석-구리 등의 금속간 화합물이 형성되지 않아, 단자의 용접 강도가 향상된다. 여기에서, '실질적으로'란, 이러한 접합 경계면에 Cu3Sn이나 Cu6Sn5 등의 금속간 화합물이 분자 레벨로 제거되어 있는 상태를 의미하는 것이 아니라, 구리와 알루미늄의 경계면에 주석-구리 등의 합금이 금속간 화합물층으로서 존재하지 않는 정도의 상태를 의미한다. 또한, 무연 주석 도금이 '반용융'된 상태란, 일부에 용접되지 않은 고체 상태의 주석이 포함되어 있어도 좋다는 것을 나타낸다.In the method for manufacturing a terminal for an electronic component according to the present invention, a lead terminal portion coated with lead-free tin and an electrode terminal portion made of aluminum are disposed at intervals, and a plasma is generated by adding a voltage between the lead terminal portion and the electrode terminal portion. And performing welding by pressing the lead terminal portion and the center of the electrode terminal portion while melting or semi-melting the lead-free tin plating by the plasma. In this invention, the tin plating layer of a lead terminal part is made into a semi-melt state, and impact welding is performed, pressing a lead terminal part and an aluminum electrode terminal part in that state. In the terminal for electronic components thus obtained, the tin metal layer is substantially free from the welding interface between the lead and the aluminum electrode. Since tin does not exist in the interface between an aluminum electrode and a lead wire, such an intermetallic compound, such as tin-copper, is not formed, and the welding strength of a terminal improves. Here, "substantially" does not mean a state in which intermetallic compounds such as Cu 3 Sn and Cu 6 Sn 5 are removed at the molecular level, but tin-copper or the like at the interface between copper and aluminum. Means a state in which the alloy does not exist as an intermetallic compound layer. In addition, the state where the lead-free tin plating was "semi-melted" shows that the tin of the solid state which was not welded in part may be included.

이하, 본 발명의 전자 부품용 단자의 제조 방법에 대하여, 전해 콘덴서용 단자로서 이용되는 탭 단자를 예로 들어 설명하는데, 본 발명이 이러한 탭 단자의 제조 방법으로 한정되는 것은 아니며, 이중(二重) 전해 콘덴서 등의 다른 콘덴서용 단자나 커패시터에 이용되는 러그 단자 또는 스냅 단자 등의 제조 방법에도 적용할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.Hereinafter, although the tap terminal used as an electrolytic capacitor terminal is demonstrated about the manufacturing method of the terminal for electronic components of this invention as an example, this invention is not limited to the manufacturing method of such a tab terminal, It is a double weight. It goes without saying that the present invention can also be applied to other condenser terminals such as electrolytic capacitors, and to manufacturing methods such as lug terminals or snap terminals used in the capacitors.

도 1은 본 발명의 일례인 전해 콘덴서용 탭 단자의 개략도를 나타낸 것이다. 평판부(3)를 가지는 알루미늄 전극 단자(1)에 무연 주석 도금(4)으로 피복된 리드선(2)이 용접된 구조를 가지고 있다. 도 2는 알루미늄 전극 단자와 리드선의 용접 부분을 확대한 탭 단자의 단면도이다.1 shows a schematic view of a tab terminal for an electrolytic capacitor, which is an example of the present invention. The lead wire 2 coated with the lead-free tin plating 4 is welded to the aluminum electrode terminal 1 having the flat plate portion 3. 2 is a cross-sectional view of a tab terminal in which a welded portion of an aluminum electrode terminal and a lead wire is enlarged.

리드선(2)은 무연 주석 도금(4)이 실시되어 있고, 통상적으로는 12㎛ 정도의 두께로 주석이 구리선(5) 위에 피복된 것을 적합하게 이용할 수 있다. 리드 단자로는, 상기와 같은 구리선을 무연 주석 도금으로 피복한 것 이외에도, 철선에 구리를 피복한 인입선(CP선)을 무연 주석 도금으로 피복한 것을 사용하여도 좋다. 이러한 리드선은, 탭 단자로서 요구되는 원하는 길이로 절단된다. 본 발명에 있어서는, 리드선의 알루미늄 전극과의 접합측의 일단부가 테이퍼 형상으로 성형 가공되어 이루어지는 것이 바람직하다. 테이퍼 형상은 쐐기형 또는 원추형으로 할 수 있다. 테이퍼 형상에 성형 가공된 리드선 선단 부분의 선단 각도는 30~90°의 범위인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 55~65°이다. 선단 각도가 30°보다 예각이면 가공이 어려워지고, 90°를 넘으면 리드선을 눌러서 알루미늄 전극에 용접할 때에 이 리드 선단 부분이 휘어져서 알루미늄 전극의 중심에서 벗어나 용접되는 경우가 있다. 더욱이, 쐐기형인 경우에는, 그 쐐기 선단의 능선이 리드선의 축방향에 대하여 3~90°, 바람직하게는 35~85°정도의 각도를 가지고 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같이, 리드선의 선단 부분을 예각으로 함으로써, 충격 용접시의 플라즈마 방전이 바람직하게 이루어진다.The lead wire 2 is coated with lead-free tin plating 4, and typically, a tin coated on the copper wire 5 with a thickness of about 12 µm can be suitably used. As the lead terminal, in addition to coating the above copper wire with lead-free tin plating, a lead wire (CP wire) coated with copper may be coated with lead-free tin plating. This lead wire is cut | disconnected to the desired length calculated | required as a tab terminal. In this invention, it is preferable that the one end part by the side of the junction of a lead wire with the aluminum electrode is shape | molded by taper shape. The tapered shape may be wedge shaped or conical shaped. It is preferable that the tip angle of the lead wire tip part molded to a taper shape is 30-90 degrees. More preferably, it is 55-65 degrees. If the tip angle is an acute angle of more than 30 °, the machining becomes difficult, and if it exceeds 90 °, the lead end portion may be bent and welded out of the center of the aluminum electrode when the lead wire is pressed and welded to the aluminum electrode. Furthermore, in the case of the wedge shape, it is preferable that the ridge line of the wedge tip has an angle of 3 to 90 °, preferably about 35 to 85 ° with respect to the axial direction of the lead wire. In this way, by setting the tip portion of the lead wire at an acute angle, plasma discharge during impact welding is preferably performed.

한편, 알루미늄 전극 단자부는 알루미늄으로 이루어지는 선 재료를 소정 길이로 절단한 후, 소정 길이의 구리 리드선과 용접에 의하여 접합하고, 알루미늄 선 재료의 머리부를 프레스에 의하여 편평하게 성형함으로써 형성된다.On the other hand, the aluminum electrode terminal portion is formed by cutting a wire material made of aluminum into a predetermined length, joining the copper lead wire of a predetermined length by welding, and forming the head of the aluminum wire material flat by a press.

본 발명에서의 용접 방법은, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 우선, 구리 리드선(리드 단자부)(2)과 알루미늄선(알루미늄 전극 단자부)(1)이 접촉하지 않도록 간격을 두고 배치한다(도 3의 (a)). 양단자부의 배치는, 예를 들어 양단자부를 각각의 척 등으로 잡아 고정하여도 된다. 또한, 양단자가 접촉하지 않는 간격은, 약 0.3~10㎜ 정도이다. 간격이 10㎜보다 넓으면, 플라즈마를 발생시키기 위하여 전압을 높일 필요가 있고, 0.3㎜보다 좁으면, 양단자부에 전압을 인가하였을 때에 단락될 우려가 있다. 또한, 양단자부에 인가하는 전압은 플라즈마 방전의 관점에서 5~100V 정도인데, 양단자간의 거리에 따라서 적절하게 조정할 수 있다.The welding method in this invention is demonstrated in detail, referring drawings. First, it arrange | positions at intervals so that the copper lead wire (lead terminal part) 2 and the aluminum wire (aluminum electrode terminal part) 1 may not contact (FIG. 3 (a)). The arrangement of both terminal portions may be fixed by, for example, holding both terminal portions with respective chucks or the like. In addition, the space | interval which both terminals do not contact is about 0.3-10 mm. If the interval is wider than 10 mm, it is necessary to increase the voltage in order to generate plasma, and if it is narrower than 0.3 mm, there is a possibility that a short circuit occurs when voltage is applied to both terminals. The voltage applied to both terminal portions is about 5 to 100 V from the viewpoint of plasma discharge, and can be appropriately adjusted according to the distance between the two terminals.

이러한 상태에서 구리 리드선과 알루미늄선 사이에 전압을 인가하면, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 구리 리드선의 선단부 내지 알루미늄선의 단부에 플라즈마 방전(P)이 발생한다. 이러한 플라즈마(P)에 의하여 구리 리드선에 피복한 무연 주석 도금(4)이 반용융 내지 용융된 상태가 된다. 또한, 구리 리드선(2)의 선단이나 알루미늄선(1)의 축심 부분도 플라즈마(P)에 의하여 용융된 상태가 된다.When a voltage is applied between the copper lead wire and the aluminum wire in such a state, as shown in Fig. 3B, the plasma discharge P is generated at the tip end portion of the copper lead wire or the end of the aluminum wire. By the plasma P, the lead-free tin plating 4 coated on the copper lead wire is in a semi-melt to molten state. Further, the tip of the copper lead wire 2 and the shaft center portion of the aluminum wire 1 are also in a molten state by the plasma P. FIG.

상기의 상태로 구리 리드선을 고정해 두고, 구리 리드선이 알루미늄선의 축심에 닿도록, 알루미늄선을 눌러서 충격 용접에 의하여 구리 리드선과 알루미늄선을 접합한다(도 3의 (c)). 누를 때에 무연 주석 도금만이 용융 또는 반용융된 상태로 구리 리드선과 알루미늄선을 용접하면, 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이, 누를 때에 용융한 무연 주석 도금층(4)을 배제하면서 구리 리드선(2)의 선단이 알루미늄선(전극 단자부)의 축심(1)에 삽입되어 간다. 이러한 상태로 고체화되면, 알루미늄 전극에 삽입된 리드선의 선단은 테이퍼 형상을 유지한 상태로 알루미늄 전극에 접합된다. 이러한 리드선 선단 부분에서의 알루미늄/구리의 접합 경계면에는 주석 금속층이 거의 형성되지 않는다. 즉, 주석 금속층이 형성되는 것은, 용접 증강(4') 근방뿐이며, 리드선이 알루미늄 전극부에 삽입된 부분에는, 거의 주석(4)이 남아 있지 않은 상태가 된다. 그 결과, 구리/알루미늄 접합 경계면에 있어서는, 주석과 알루미늄 내지 주석과 구리의 금속간 화합물이 형성되지 않게 된다.The copper lead wire is fixed in the above state, and the aluminum wire is pressed to join the copper lead wire and the aluminum wire by impact welding so that the copper lead wire touches the axial center of the aluminum wire (FIG. 3C). If the lead-free tin plating is welded to the copper lead wire and the aluminum wire in the state of melting or semi-melting only when pressed, the copper lead wire (excluding the lead-free tin plating layer 4 melted at the time of pressing, as shown in FIG. The tip of 2) is inserted into the shaft center 1 of the aluminum wire (electrode terminal portion). When solidified in such a state, the tip of the lead wire inserted into the aluminum electrode is joined to the aluminum electrode while maintaining the tapered shape. Tin metal layer is hardly formed in the joining interface of aluminum / copper in this lead wire tip part. That is, the tin metal layer is formed only in the vicinity of the weld reinforcement 4 ', and the tin 4 layer is in a state where almost no tin 4 remains in the portion where the lead wire is inserted into the aluminum electrode portion. As a result, the intermetallic compound of tin and aluminum to tin and copper is no longer formed at the copper / aluminum junction interface.

양단자부의 누름은, 구리 리드선(2)을 고정해 두고, 알루미늄선(전극 단자부)(1)측을 누름으로써 행한다. 또한, 도 3의 (d)에 나타내는 바와 같이, 누름에 의하여 리드선(2)을 알루미늄선(1)(전극 단자부)의 축심에 매설할 때, 누르는 힘을 더욱 증가시켜도 좋다. 이렇게 누름으로써, 구리/알루미늄 접합 경계면에서는 주석과 알루미늄 내지 주석과 구리의 금속간 화합물이 더욱더 형성되지 않게 되며, 그 결과, 접합 강도가 뛰어난 탭 단자를 얻을 수 있다. 또한, 양단자부를 누르는 방향을 거꾸로 하여, 알루미늄선(전극 단자부)(1)을 고정해 두고, 구리 리드선(2)측을 누름으로써, 구리 리드선(2)을 알루미늄선의 축심에 눌러도 좋다는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 본 발명에서는 구리 리드선 대신에, 상기한 CP선을 이용하여도 좋다.Pressing of both terminal parts is performed by fixing the copper lead wire 2 and pressing the aluminum wire (electrode terminal part) 1 side. In addition, as shown in Fig. 3D, the pressing force may be further increased when the lead wire 2 is embedded in the shaft center of the aluminum wire 1 (electrode terminal portion) by pressing. By pressing in this way, the intermetallic compound of tin and aluminum to tin and copper is no longer formed in a copper / aluminum junction interface, As a result, the tab terminal excellent in joining strength can be obtained. In addition, it is necessary to say that the copper lead wires 2 may be pressed against the axial center of the aluminum wires by holding the aluminum wires (electrode terminal portions) 1 in the upside down direction and pressing the copper lead wires 2 side in a reverse direction. There is no. In the present invention, the above CP wire may be used instead of the copper lead wire.

본 발명자들은 알루미늄 전극/리드선의 접합 강도가 이러한 주석층과 알루미늄, 또는 주석층과 구리 등의 경계면에 Cu3Sn이나 Cu6Sn5 등의 금속간 화합물을 형성하고, 이러한 금속간 화합물상(相) 내지 주석 금속상의 존재에 의하여 크랙(crack)이 발생, 진전하여, 알루미늄 전극과 리드선의 접합 경계면에서 단자가 절단되는 것을 발견하였다. 즉, 종래의 용접에 있어서는, 구리 리드선에 피복된 주석 도금이 용융하여, 알루미늄과 구리의 접합 경계면에 주석 금속상을 형성하는 동시에, Cu6Sn5 등의 주석-구리 또는 주석-알루미늄 합금상(금속간 화합물상)도 형성된다. 접합 경계면에 존재하는 주석 금속 내지 금속간 화합물로 이루어지는 층이 어느 정도 두께를 가지면, 외부 응력 등에 의하여 그 층에 크랙이 발생하고, 그러한 크랙이 다른 부위에 진전됨으로써 단자가 절단된다. 본 발명에 있어서는, 구리-주석 등의 금속간 화합물이 실질적으로 존재하지 않는 용접 방법을 이용하여, 구리 리드선과 알루미늄 전극부를 접합함으로써, 접합 강도가 뛰어난 전자 부품용 단자를 실현할 수 있다.The inventors have found that the bonding strength of an aluminum electrode / lead wire forms an intermetallic compound such as Cu 3 Sn or Cu 6 Sn 5 at the interface between such a tin layer and aluminum, or a tin layer and copper, and the intermetallic compound phase (phase). It has been found that cracks are generated and advanced due to the presence of the metal phase) and the tin metal phase, and the terminal is cut at the junction interface between the aluminum electrode and the lead wire. That is, in conventional welding, the tin plating coated on the copper lead wire melts to form a tin metal phase on the junction interface between aluminum and copper, and at the same time, a tin-copper or tin-aluminum alloy phase such as Cu 6 Sn 5 ( Intermetallic compound phase) is also formed. If the layer made of tin metal or intermetallic compound present at the junction interface has a certain thickness, cracks are generated in the layer due to external stress or the like, and the cracks are advanced to other sites, thereby cutting the terminal. In this invention, the terminal for electronic components which is excellent in joining strength can be implement | achieved by joining a copper lead wire and an aluminum electrode part using the welding method in which substantially no intermetallic compounds, such as copper- tin, exist.

또한, 이와 같이, 리드선의 무연 주석 도금을 용융 또는 반용융하면서 충격 용접을 함으로써, 블로홀(blowhole)의 발생도 억제되는 것을 발견하였다. 즉, 종래와 같이 저항 용접에 의하여 구리 리드선과 알루미늄선을 용접한 경우, 급격한 온도 상승(2000℃ 정도)에 의하여 주석의 일부가 기화하고, 블로홀이 발생하는 것으로 생각되는데, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 주석 도금층을 용융하여서 알루미늄/구리 경계면에 주석층이 형성되지 않도록 한 것이므로, 블로홀 자체가 발생하지 않게 되는 것으로 생각된다.In addition, it was found that generation of blowholes is also suppressed by impact welding while melting or semi-melting lead-free tin plating of lead wires in this way. That is, when welding a copper lead wire and an aluminum wire by conventional resistance welding, it is thought that a part of tin vaporizes and a blowhole generate | occur | produces by the rapid temperature rise (about 2000 degreeC), However, in the manufacturing method of this invention, In this case, since the tin plating layer is melted so that the tin layer is not formed on the aluminum / copper interface, it is considered that the blowhole itself does not occur.

본 발명에 있어서는, 충격 용접시의 플라즈마 방전에 의하여, 리드선 표면의 무연 주석 도금을 용융 또는 반용융 상태로 하는 것인데, 보다 완전하게 무연 주석 도금을 용융 또는 반용융 상태로 하기 위해서, 리드선의 선단부를 가열하여도 좋다. 이러한 가열 방법으로서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 할로겐 램프 히터(6)를 이용하여 조사광을 렌즈(7)에 의하여 집광함으로써, 구리 리드선(2)의 선단부만을 국부적으로 가열할 수 있다. 가열 온도는 주석이 용융하는 온도, 즉 구리 리드선 단자의 표면이 240℃ 정도가 되도록 한다. 또한, 도금층의 땜납 습윤성의 저하를 방지하기 위해서는, 가급적 리드의 피용접부 이외의 부분은 가열하지 않는 편이 좋으며, 따라서 리드 선단부만 가열하는 것이 바람직하다.In the present invention, the lead-free tin plating on the surface of the lead wire is melted or semi-melted by plasma discharge during impact welding. In order to more completely make the lead-free tin plating melt or semi-melt, the tip portion of the lead wire is You may heat. As such a heating method, as shown in FIG. 4, only the tip portion of the copper lead wire 2 can be locally heated by condensing the irradiation light with the lens 7 using the halogen lamp heater 6. The heating temperature is such that the temperature at which tin melts, that is, the surface of the copper lead wire terminal is about 240 ° C. In addition, in order to prevent the solder wettability of a plating layer from falling, it is better not to heat a part other than the to-be-welded part of a lead as much as possible, and therefore it is preferable to heat only a lead end part.

또한, 용접시의 알루미늄/구리의 산화를 방지하기 위하여, 아르곤이나 질소 등의 불활성 가스를 용접 부분에 주입하는 경우에 있어서는, 다른 실시형태의 가열 방법으로서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 가열한 불활성 가스를 용접 부분에 주입함으로써, 구리 리드선의 선단부를 가열할 수도 있다. 불활성 가스의 주입 장치(10)가 용접 장치에 장착되어 있는 경우에는, 가스 도입로(12) 도중에 가열 장치(11)를 장착함으로써 실시할 수 있다. 가열 장치로는 세라믹 히터 등의 종래의 가열 기술을 사용할 수 있다. 주입 장치(10)의 출구 부근의 불활성 가스 온도가 주석의 융점인 240℃ 정도가 되도록 가열 장치(11)를 조정한다. 또한, 불활성 가스는 N2나 아르곤 가스를 적절하게 이용할 수 있다.In addition, in order to prevent oxidation of aluminum / copper at the time of welding, when inert gas, such as argon and nitrogen, is inject | poured into a welding part, as a heating method of another embodiment, as shown in FIG. 5, heated inertness By injecting gas into the weld portion, the tip portion of the copper lead wire can also be heated. When the inert gas injection apparatus 10 is attached to a welding apparatus, it can implement by attaching the heating apparatus 11 in the middle of the gas introduction path 12. As a heating apparatus, conventional heating techniques, such as a ceramic heater, can be used. The heating device 11 is adjusted so that the inert gas temperature near the outlet of the injection device 10 is about 240 ° C., which is the melting point of tin. As the inert gas, N 2 or argon gas can be appropriately used.

더욱이, 상기 할로겐 램프 히터에 의한 가열과, 가열한 불활성 가스의 주입을 동시에 실시할 수도 있다.Furthermore, the heating by the halogen lamp heater and the injection of the heated inert gas may be performed simultaneously.

또한, 러그 단자나 스냅 단자의 제조에 있어서는, 알루미늄 전극(1)에 리드선(2)을 용접할 때, 도 6에 나타내는 바와 같이, 양전극 부분을 탄성이 뛰어난 투명 수지 용기(13)로 덮고, 그 속에 불활성 가스를 충전해 두며, 그 투명 수지 용기(13)의 외부로부터 할로겐 램프 히터(6)에 의하여 열선 조사를 하여, 리드선(2)의 선단을 가열할 수도 있다. 투명 수지 용기는 폴리올레핀 등의 투명 수지 필름을 적절하게 사용할 수 있다.In the manufacture of the lug terminal and the snap terminal, when welding the lead wire 2 to the aluminum electrode 1, as shown in FIG. 6, the positive electrode portion is covered with a transparent resin container 13 having excellent elasticity, and An inert gas is filled in the inside of the transparent resin container 13, and a hot wire is irradiated from the outside of the transparent resin container 13 by the halogen lamp heater 6 to heat the tip of the lead wire 2. The transparent resin container can use transparent resin films, such as polyolefin, suitably.

상기와 같이 하여서 제조된 전자 부품용 단자는, 알루미늄 전극부와 리드선의 용접 경계면에 실질적으로 주석-구리 화합물 또는 주석-알루미늄 화합물이 존재하지 않고, 또한 그 접합 강도, 특히 알루미늄으로 이루어지는 전극부와 구리로 이루어지는 리드선의 절단 강도가 뛰어난 것이다.In the terminal for electronic components manufactured as described above, the tin-copper compound or the tin-aluminum compound does not substantially exist at the welding interface between the aluminum electrode portion and the lead wire, and the bonding strength, in particular, the electrode portion made of aluminum and copper It is excellent in the cutting strength of the lead wire which consists of.

그리고, 상기 방법에 의하여 제조된 전자 부품용 단자는, 구리로 이루어지는 리드선과 알루미늄 전극부의 접합 경계면에 존재하는 주석 금속층의 두께가 구리 리드선 주석 도금층의 80% 이하이다. 이와 같이, 구리/알루미늄 경계면에 존재하는 주석 금속층의 두께를 얇게 함으로써, 용접의 접합 강도를 높일 수 있다. 또한, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 주석 금속층은 용접에 의한 접합 경계면에 균일하게 형성되어 있을 필요는 없으며, 오히려 구리 리드선의 선단 부분에는 주석층이 형성되어 있지 않은 편이 바람직하다. 본 발명에서의 주석 금속층의 두께란, 접합 경계면에 존재하는 주석 금속층의 최대 두께를 나타내는 것이다. In the terminal for an electronic component manufactured by the above method, the thickness of the tin metal layer present at the junction interface between the lead wire made of copper and the aluminum electrode portion is 80% or less of the copper lead wire tin plating layer. Thus, the welding strength can be raised by making the thickness of the tin metal layer which exists in a copper / aluminum interface thin. As shown in Fig. 3A, the tin metal layer does not need to be formed uniformly at the joining interface by welding, but it is more preferable that the tin layer is not formed at the tip portion of the copper lead wire. The thickness of the tin metal layer in this invention shows the maximum thickness of the tin metal layer which exists in a joining interface.

더욱이, 상기 제조 방법에 의하여 얻어진 전자 부품용 단자에 있어서, 특히 리드 단자부로서 구리 리드선이나 CP선을 이용하며, 알루미늄 전극부로서 알루미늄선을 이용한 콘덴서용 탭 단자에서는, 용접 접합 부분의 구리와 알루미늄의 경계면에 주석층이 형성되어 있지 않으므로, 종래의 무연 주석이 도금된 탭 단자에서 보이는 위스커의 발생이 억제되는 것을 알았다. 본 발명의 제조 방법에 의하여 탭 단자의 위스커 발생이 억제되는 것은, 전혀 예기치 못한 놀라운 효과였다. 그 이유는 정확하지는 않지만, 탭 단자의 용접 접합부의 근방에 주석 금속이 거의 존재하고 있지 않기 때문이라고 생각된다.Moreover, in the terminal for electronic components obtained by the said manufacturing method, especially the copper terminal wire and CP wire are used as a lead terminal part, and the tab terminal for capacitor | condensers which used aluminum wire as an aluminum electrode part WHEREIN: Since no tin layer was formed at the interface, it was found that the occurrence of whiskers seen in the tab terminal plated with conventional lead-free tin is suppressed. The suppression of whisker generation of the tab terminal by the manufacturing method of the present invention was an unexpected surprising effect. Although the reason is not exact, it is considered that the tin metal hardly exists in the vicinity of the weld joint part of a tab terminal.

실시예Example 1 One

리드 단자 부재로서 무연 주석 도금(도금 두께 12㎛)이 실시된 0.6㎜Ø의 구리 리드선을 이용하고, 이러한 리드 구리선을 20㎜ 길이로 절단하였다. 또한, 알루미늄 전극 단자 부재로서 1.2㎜Ø의 알루미늄선을 이용하고, 이러한 알루미늄선을 9㎜ 길이로 절단하였다. As a lead terminal member, this lead copper wire was cut | disconnected to 20 mm length using the 0.6-mm diameter copper lead wire with lead-free tin plating (plating thickness 12 micrometers). Further, an aluminum wire of 1.2 mm Ø was used as the aluminum electrode terminal member, and this aluminum wire was cut into a length of 9 mm.

소정 길이로 절단된 구리 리드선과 알루미늄선을 충격 용접 장치의 각각의 전극이 보유하게 하였다. 다음으로, 할로겐 램프 히터(IHU-A: 우시오 전기 제품)를 이용하여, 조사광을 렌즈를 통하여 집광하고, 리드선 부재의 알루미늄 전극측 선단 부분에 조사하였다. 리드선 부재의 선단 부분의 온도를 비접촉 온도계로 측정한 결과, 260℃였다.The copper lead wire and the aluminum wire cut | disconnected to predetermined length were made to hold each electrode of the impact welding apparatus. Next, the irradiation light was condensed through the lens using a halogen lamp heater (IHU-A: Ushio Electric Co., Ltd.), and the aluminum electrode side tip portion of the lead wire member was irradiated. It was 260 degreeC when the temperature of the tip part of a lead wire member was measured with the non-contact thermometer.

다음으로, 이러한 상태로 양전극에 전압(약 50V)을 인가하여 플라즈마 방전하고, 구리 리드선의 일단을 알루미늄선의 축심에 누르면서 용접을 하여, 구리 리드선과 알루미늄선을 접합하였다. 그리고, 용접한 알루미늄선의 다른 쪽 일단을 프레스하여 편평하게 하고, 편평부를 소정의 형상이 되도록 절단하여, 전해 콘덴서용 탭 단자(1)를 얻었다.Next, plasma discharge was performed by applying a voltage (about 50 V) to the positive electrode in this state, and welding was carried out while pressing one end of the copper lead wire to the center of the aluminum wire to join the copper lead wire and the aluminum wire. And the other end of the welded aluminum wire was pressed and flattened, the flat part was cut | disconnected so that it might become a predetermined shape, and the tab terminal 1 for electrolytic capacitors was obtained.

실시예Example 2 2

리드선 단자 부재로서 무연 주석 도금(도금 두께 12㎛)이 실시된 1.0㎜Ø의 구리 리드선을 이용하였다. 구리 리드선을 10.0㎜ 길이로 절단하고, 한쪽 선단 부분을 60°의 원추 형상으로 가공(테이퍼 가공)하였다. 또한, 일체 성형에 의하여 수지에 알루미늄 모재(母材)가 밀봉된 밀봉구판 부재에 있어서, 알루미늄 모재의 용접면을 프레스에 의하여 평활화하였다. 이들 구리 리드선과 밀봉구판 부재를 충격 용접 장치의 각각의 모재로 공급하였다.As a lead wire terminal member, a 1.0 mm diameter copper lead wire with lead-free tin plating (plating thickness of 12 µm) was used. The copper lead wire was cut | disconnected to 10.0 mm length, and one tip part was processed into the conical shape of 60 degrees (taper process). Moreover, in the sealing plate member in which the aluminum base material was sealed by resin by the integral molding, the welding surface of the aluminum base material was smoothed by the press. These copper lead wires and sealing plate members were supplied to respective base materials of the impact welding apparatus.

다음으로, 이러한 상태로 양전극에 전압(약 50V)을 인가하여 플라즈마 방전하고, 구리 리드선의 테이퍼 형상으로 가공한 일단을 밀봉구판 부재의 축심에 누르면서 용접을 하며, 구리 리드선과 밀봉구판 부재를 접합하여, 커패시터용 밀봉구판 리드 단자를 얻었다.Next, in this state, a voltage (approximately 50 V) is applied to the positive electrode to perform plasma discharge, and welding is carried out while pressing the tapered shape of the copper lead wire to the axis of the sealing plate member, and the copper lead wire and the sealing plate member are joined together. And the sealing plate lead terminal for capacitors were obtained.

실시예Example 3 3

실시예 2에 있어서, 구리 리드선의 한쪽 선단 부분을 선단 각도 60°의 쐐기 형상으로 가공한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지로 하여서 리드 단자를 얻었다.In Example 2, the lead terminal was obtained like Example 2 except having processed one tip part of the copper lead wire into the wedge shape of 60 degree tip angle.

비교예Comparative example 1 One

리드 단자 부재 및 알루미늄 전극 단자 부재로서, 실시예 1과 마찬가지의 것을 이용하고, 종래의 저항 용접(인가 전압 50V)에 의하여 양단자를 접합하며, 실시예 1과 마찬가지로 하여서, 용접한 알루미늄선의 다른 쪽의 일단을 프레스하여 편평화하고, 편평부를 소정의 형상이 되도록 절단하여, 전해 콘덴서용 탭 단자(2)를 얻었다.As the lead terminal member and the aluminum electrode terminal member, the same terminal as in Example 1 was used, and both terminals were joined by conventional resistance welding (applied voltage 50V), and in the same manner as in Example 1, the other side of the welded aluminum wire was One end was pressed and flattened, and the flat part was cut | disconnected so that it might become a predetermined shape, and the tab terminal 2 for electrolytic capacitors was obtained.

접합 경계면의 관찰Observation of the junction interface

얻어진 탭 단자의 측단면을 관찰하기 위하여, 시료를 측면 방향에서 연마하였다. 연마면에 약 80㎛의 이온 에칭 처리를 하고, 주사형 오거(Auger) 전자분광 장치(PHI 제품 SAM670)를 이용하여, 표면 관찰 및 오거 전자분광(AES)면 분석을 하였다. AES면 분석에 있어서는, 가속 전압 20kV, 시료 전류 15nA, 빔 직경 70㎚ 이하의 조건으로 측정하였다. AES면 분석 결과로부터, 탭 단자(1)는 Cu6Sn5 등의 금속간 화합물이 검출되지 않았다. 한편, 탭 단자(2)에서는 접합 경계면에 주석 및 Cu6Sn5 등의 금속간 화합물의 존재가 확인되었다.In order to observe the side cross section of the obtained tab terminal, the sample was polished in the lateral direction. An ion etching process of about 80 μm was applied to the polished surface, and surface observation and auger electron spectroscopy (AES) plane analysis were performed using a scanning auger electron spectrometer (SAM670, manufactured by PHI). In AES surface analysis, it measured on the conditions of 20 kV of acceleration voltages, 15 nA of sample currents, and 70 nm or less of beam diameters. From the AES surface analysis results, no intermetallic compound such as Cu 6 Sn 5 was detected in the tab terminal 1. On the other hand, the tab terminal (2), the tin, and Cu 6 Sn presence of intermetallic compounds such as 5 was found in the junction interface.

또한, 상기와 마찬가지로 하여서 시료를 측면 방향에서 연마하고, SEM 관찰에 제공하였다. 탭 단자(1)의 접합 단면의 SEM 관찰상(50배)을 도 7에, 탭 단자(2)의 접합 단면의 SEM 관찰상(50배)을 도 8에 나타낸다. 도 7에 나타낸 SEM 관찰 결과로부터, 탭 단자(1)는 리드선과 알루미늄 전극의 접합 경계면 부분에 있어서 리드 선단 부분에 주석층 및 구리/알루미늄의 금속간 화합물층의 형성은 보이지 않았다. 또한, 용접 증강 부근에서의 접합 경계면에 있어서는, 구리층과 알루미늄층 사이에 1~2㎛의 금속간 화합물과 1㎛ 이하의 주석층이 형성되어 있었다. 주석층보다 금속간 화합물층 쪽의 두께가 두꺼운 것은, 용접시에 주석이 구리 내지 알루미늄과 반응하여 소비되어 버렸기 때문이라고 생각된다. 한편, 탭 단자(2)에서는 구리 리드선의 선단 부분과 알루미늄 전극 전자의 경계면에 주석층이 형성되어 있는 것이 확인되었다.In addition, the sample was ground in the lateral direction in the same manner as described above, and used for SEM observation. The SEM observation image (50 times) of the bonding cross section of the tab terminal 1 is shown in FIG. 7, and the SEM observation image (50 times) of the bonding cross section of the tab terminal 2 is shown in FIG. From the SEM observation result shown in FIG. 7, in the tab terminal 1, formation of the tin layer and the intermetallic compound layer of copper / aluminum was not seen in the lead end part in the junction interface part of a lead wire and an aluminum electrode. Moreover, in the joining interface in the vicinity of welding reinforcement, the intermetallic compound of 1-2 micrometers and the tin layer of 1 micrometer or less were formed between a copper layer and an aluminum layer. The thickness of the intermetallic compound layer is thicker than that of the tin layer is believed to be due to the consumption of tin by reaction with copper or aluminum during welding. On the other hand, in the tab terminal 2, it was confirmed that the tin layer is formed in the front-end | tip part of a copper lead wire and the interface surface of aluminum electrode electron.

더욱이, SEM 관찰에 의하여 주석층의 두께를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.Moreover, the thickness of the tin layer was measured by SEM observation. The results are shown in Table 1.

굴곡성Flexibility 내구 시험 Endurance test

얻어진 탭 단자(1) 및 탭 단자(2)에 대하여, 굴곡성 내구 시험을 하였다. 굴곡성 내구 시험은, 탭 단자의 알루미늄 전극 단자부의 프레스 부분을 보유하고, 구리 리드선에 1㎏의 하중을 부가한 상태로 용접 부분을 좌우로 90°씩 꺾어서 1 사이클로 하여, 몇 사이클에서 절단되는지를 측정한 것이다. 결과는 표 1에 나타내는 바와 같았다.About the obtained tab terminal 1 and the tab terminal 2, the bending durability test was done. The bending endurance test measures the number of cycles to be cut by holding the press portion of the aluminum electrode terminal portion of the tab terminal and bending the welded portion by 90 ° to the left and right in a state where a load of 1 kg is applied to the copper lead wire. It is. The results were as shown in Table 1.

위스커Whiskers 길이 측정 length measurement

상기에서 얻어진 각 단자의 용접 접합부 표면에 성장하는 위스커의 길이를 측정하였다. 위스커 길이의 측정은, 각 단자를 60℃에서 95RH%의 환경하에 2000시간 방치한 후의 용접 증강 부분에서 성장하고 있는 위스커의 길이를 측정함으로써 행하였다.The length of the whisker growing on the weld joint surface of each terminal obtained above was measured. The measurement of the whisker length was performed by measuring the length of the whisker growing in the weld reinforcement part after leaving each terminal for 2,000 hours at 60 degreeC in 95 RH% environment.

표 1에 나타내는 결과로부터도 명확하듯이, 탭 단자(1)는 구리-알루미늄의 용접 부분에서 절단되고, 절단 사이클은 2.5회 이상으로, 용접 강도가 뛰어난 것이었다. 한편, 종래의 용접 방법에 의하여 접합을 한 탭 단자(2)는, 금속간 화합물의 형성에 의하여, 접합 강도가 불충분하다는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 의하여 얻어진 단자는, 위스커의 발생이 억제되고 있다는 것을 알 수 있다.As is also clear from the results shown in Table 1, the tab terminal 1 was cut at the welded portion of copper-aluminum, and the cutting cycle was 2.5 or more, which was excellent in weld strength. On the other hand, it turns out that the tab terminal 2 bonded by the conventional welding method is inadequate in bonding strength by formation of an intermetallic compound. In addition, it turns out that the whisker generation | occurrence | production of the terminal obtained by the manufacturing method of this invention is suppressed.

리드선 가열 방법Lead wire heating method Sn층 두께
(㎛)
Sn layer thickness
(Μm)
접합 강도
(사이클 횟수)
Joint strength
(Cycles)
위스커 길이
(㎛)
Whisker length
(Μm)

실시예 1

Example 1
충격 용접
+
국부 가열
Impact welding
+
Local heating

0

0

3.25

3.25

0

0

실시예 2

Example 2
충격 용접
+
원추 형상(테이퍼) 가공
Impact welding
+
Cone Shape (Tapered) Machining

0

0

3.0

3.0

0

0

실시예 3

Example 3
충격 용접
+
쐐기 형상 가공
Impact welding
+
Wedge geometry machining

0.3

0.3

2.75

2.75

0

0
비교예 1Comparative Example 1 저항 용접Resistance welding 10.010.0 1.21.2 200200

1: 알루미늄 전극 단자
2: 리드선
3: 평판부
1: aluminum electrode terminal
2: lead wire
3: reputation

Claims (12)

무연 주석 도금이 된 리드 단자부와 알루미늄으로 이루어지는 전극 단자부가 접합되어 이루어지는 전자 부품용 단자의 제조 방법으로서,
상기 리드 단자부와 상기 전극 단자부를 간격을 두고 배치하며,
상기 리드 단자부와 상기 전극 단자부 사이에 전압을 부가하여 플라즈마를 발생시키고,
상기 플라즈마에 의하여 상기 무연 주석 도금을 용융 또는 반용융하면서, 상기 리드 단자부의 일단과, 상기 전극 단자부의 축심을 누르면서 충격 용접을 하는 것을 포함하여 이루어지는 전자 부품용 단자의 제조 방법.
As a manufacturing method of the terminal for electronic components by which the lead terminal part by lead-free tin plating and the electrode terminal part which consists of aluminum are joined together,
The lead terminal portion and the electrode terminal portion are arranged at intervals,
Plasma is generated by adding a voltage between the lead terminal portion and the electrode terminal portion,
A method for manufacturing an electronic component terminal, comprising: performing impact welding while pressing one end of the lead terminal portion and an axis of the electrode terminal portion while melting or semi-melting the lead-free tin plating by the plasma.
제 1 항에 있어서,
상기 리드 단자부의 피용접 부분만 국소적으로 가열하는 제조 방법.
The method of claim 1,
The manufacturing method of locally heating only the to-be-welded part of the said lead terminal part.
제 2 항에 있어서,
상기 리드 단자부의 국소 가열을 비접촉 히터에 의하여 하는 제조 방법.
The method of claim 2,
The manufacturing method of local heating of the said lead terminal part by a non-contact heater.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리드 단자부의 가열을, 가열된 불활성 가스의 주입에 의하여 하는 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The manufacturing method of heating the said lead terminal part by injecting heated inert gas.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리드 단자부의 접합측 단부를 테이퍼 형상으로 성형 가공하는 공정을 포함하여 이루어지는 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 4,
And a step of forming a tapered shape at the junction side end of the lead terminal portion.
제 5 항에 있어서,
상기 리드 단자부의 접합측 단부가 선단 각도 30~90°의 원추 형상으로 성형 가공되어 이루어지는 제조 방법.
The method of claim 5, wherein
The joining side edge part of the said lead terminal part is shape-processed by cone shape of tip angle 30-90 degrees.
제 5 항에 있어서,
상기 리드 단자부의 접합측 단부가 선단 각도 30~90°의 쐐기 형상으로 성형 가공되어 이루어지고, 그 쐐기 선단의 능선이 상기 리드 단자의 축방향에 대하여 3~90°의 각도를 가지며 이루어지는 제조 방법.
The method of claim 5, wherein
A joining end of the lead terminal portion is formed into a wedge shape having a tip angle of 30 to 90 °, and the ridge line of the wedge tip has an angle of 3 to 90 ° with respect to the axial direction of the lead terminal.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의하여 얻어지는 전자 부품용 단자로서, 상기 리드 단자부와 상기 전극 단자부의 접합 경계면에 주석-구리 화합물 또는 주석-알루미늄 화합물이 실질적으로 존재하지 않는 전자 부품용 단자. The terminal for an electronic component obtained by the manufacturing method in any one of Claims 1-7, Comprising: A tin-copper compound or a tin-aluminum compound is not substantially present in the junction interface of the said lead terminal part and the said electrode terminal part. Terminal for electronic components. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리드선이 구리 또는 CP선으로 이루어지는 전자 부품용 단자.
The method according to any one of claims 1 to 8,
An electronic component terminal, wherein said lead wire is made of copper or CP wire.
제 9 항에 있어서,
상기 구리 리드 단자부와 알루미늄 전극 단자부의 접합 경계면에 존재하는 주석층이, 리드 단자부에 도금된 무연 주석 도금층의 두께의 80% 이하의 두께인 전자 부품용 단자.
The method of claim 9,
The terminal for electronic components whose thickness of the tin layer which exists in the junction interface of the said copper lead terminal part and an aluminum electrode terminal part is 80% or less of the thickness of the lead-free tin plating layer plated by the lead terminal part.
제 9 항에 있어서,
상기 구리 리드 단자부와 알루미늄 전극 단자부의 접합 경계면에 존재하는 주석층이, 리드 단자부에 도금된 무연 주석 도금층의 두께의 20% 이하의 두께인 전자 부품용 단자.
The method of claim 9,
The terminal for electronic components whose thickness of the tin layer which exists in the junction interface of the said copper lead terminal part and an aluminum electrode terminal part is 20% or less of the thickness of the lead-free tin plating layer plated by the lead terminal part.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
콘덴서용 탭 단자로서 이용되는 전자 부품용 단자.
The method according to any one of claims 8 to 11,
Terminal for electronic components used as a tab terminal for capacitors.
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