KR20230118549A - 전해 콘덴서용 리드 단자 및 그 제조 방법 - Google Patents

전해 콘덴서용 리드 단자 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230118549A
KR20230118549A KR1020237011431A KR20237011431A KR20230118549A KR 20230118549 A KR20230118549 A KR 20230118549A KR 1020237011431 A KR1020237011431 A KR 1020237011431A KR 20237011431 A KR20237011431 A KR 20237011431A KR 20230118549 A KR20230118549 A KR 20230118549A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wire
lead
laser
laser beam
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020237011431A
Other languages
English (en)
Inventor
코지 츠쿠다
슈에이 니시미야
아키히로 사사베
Original Assignee
고호꾸고오교오가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고호꾸고오교오가부시끼가이샤 filed Critical 고호꾸고오교오가부시끼가이샤
Publication of KR20230118549A publication Critical patent/KR20230118549A/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/008Terminals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • B23K26/0608Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams in the same heat affected zone [HAZ]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/22Spot welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/32Bonding taking account of the properties of the material involved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/32Bonding taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/323Bonding taking account of the properties of the material involved involving parts made of dissimilar metallic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G13/00Apparatus specially adapted for manufacturing capacitors; Processes specially adapted for manufacturing capacitors not provided for in groups H01G4/00 - H01G11/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02Soldered or welded connections
    • H01R4/029Welded connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/62Connections between conductors of different materials; Connections between or with aluminium or steel-core aluminium conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/38Conductors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10Aluminium or alloys thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/12Copper or alloys thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18Dissimilar materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/08Housing; Encapsulation
    • H01G9/10Sealing, e.g. of lead-in wires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

구리제 또는 알루미늄제의 선재(100)로 이루어지는 전극 단자(2)와, 전극 단자(2)에 용접부(4)를 통하여 접속되는 구리제의 리드선(3)을 구비하는 전해 콘덴서용의 리드 단자로서, 용접부(4)는 선재(100)의 리드선측의 단부와 리드선(3)의 선재측의 단부가 용융하여 응고한 합금괴로 이루어진다.

Description

전해 콘덴서용 리드 단자 및 그 제조 방법
본 발명은 전해 콘덴서용의 리드 단자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전해 콘덴서용의 리드 단자는 콘덴서 소자를 형성하는 전극박에 접속되는 전극 단자와, 일단이 전기 회로에 접속됨과 함께 타단이 용접부를 통하여 전극 단자에 접속되는 리드선을 구비하고 있다.
종래, 전극 단자는 알루미늄제의 선재에 의해 형성되고, 리드선은 철선을 구리로 피복한 CP선에 의해 형성된 것이 주류였지만 근래, 열전도성 내지 도전성을 향상시키는 것을 목적으로 하여 구리제의 리드선을 이용한 리드 단자가 증가하고 있다.
이런 종류의 리드 단자에서는 알루미늄제의 선재와 CP선을 용접하는 기술과 같은 기술로 알루미늄제의 선재와 구리제의 리드선을 용접하려고 하면, 접합 강도 등의 점에서 문제가 생기는 일이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 특허 문헌 1에는 아크 용접을 이용하면서, 알루미늄제의 선재와 구리제의 리드선과의 접합 강도를 향상시키는 기술이 제안되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 5461570호 공보
최근에는 리드 단자의 더한층의 성능 향상을 목적으로 하여 전극 단자도 구리제의 선재로 형성한 리드 단자가 증가하여 오고 있다.
이 경우, 특허 문헌 1과 같은 아크 용접을 이용한 방법에 의해 구리제의 선재와 구리제의 리드선을 용접하려고 하면, 구리제의 선재와 구리제의 리드선이 충분히 용융하지 않아 이들의 사이에 경계면이 생긴 상태가 되기 때문에 용접부의 강도가 불충분하게 된다는 문제점이 있다.
또한, 특허 문헌 1에서는 아크 용접의 수법을 궁리함에 의해 알루미늄제의 선재와 구리제의 리드선과의 접합 강도를 향상시키고 있는데, 종래의 아크 용접으로는 양자의 접합 강도를 향상시키는 것은 여전히 곤란하고, 마찬가지의 문제가 생기는 일이 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하는 전해 콘덴서용 리드 단자 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 구리제 또는 알루미늄제의 선재(100)로 이루어지는 전극 단자(2)와, 상기 전극 단자(2)에 용접부(4)를 통하여 접속되는 구리제의 리드선(3)을 구비하는 전해 콘덴서용의 리드 단자(1)로서, 상기 용접부(4)는 상기 선재(100)의 리드선측의 단부와 상기 리드선(3)의 선재측의 단부가 용융하여 응고한 합금괴(塊)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 구리제 또는 알루미늄제의 선재(100)로 이루어지는 전극 단자(2)와, 상기 전극 단자(2)에 용접부(4)를 통하여 접속되는 구리제의 리드선(3)을 구비하는 전해 콘덴서용의 리드 단자(1)의 제조 방법으로서, 상기 선재(100)와 상기 리드선(3)을 직선형상으로 정렬시킴과 함께 상기 선재(100)의 리드선측의 단면(101)과 상기 리드선(3)의 선재측의 단부를 맞댄 상태로 상기 선재(100)와 상기 리드선(3)을 유지하는 제1 공정과,
레이저 조사기(400)로 상기 선재(100)의 상기 리드선측의 단부에 레이저 빔을 조사하면서 상기 선재(100)와 상기 리드선(3)의 일방을 타방으로 향하여 축방향으로 밀어넣는 제2 공정과,
상기 선재(100)의 상기 리드선측의 상기 단부와 상기 리드선(3)의 상기 선재측의 상기 단부가 용융하여 응고한 합금괴로 이루어지는 용접부(4)를 형성하는 제3 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전극 단자를 형성하는 구리제 또는 알루미늄제의 선재와 구리제의 리드선과의 용접부의 강도가 향상한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 전해 콘덴서용 리드 단자의 한 예를 도시하는 사시도.
도 2는 도 1의 리드 단자의 제조 방법의 한 예를 설명하기 위해 이용되는 도면.
도 3은 도 1의 리드 단자의 용접부의 단면의 SEM 화상.
도 4는 아크 용접에 의해 형성된 비교례로서의 용접부의 단면의 SEM 화상.
도 5는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 전해 콘덴서용 리드 단자의 제조 방법을 설명하기 위해 이용되는 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 관한 전해 콘덴서용 리드 단자 및 그 제조 방법에 관해 설명한다.
또한, 본 발명은 이하의 각 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 이하의 각 실시 형태에 여러가지의 개변을 시행할 수 있다.
최초에 본 실시 형태의 리드 단자의 구성에 관해 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 리드 단자(1)는 구리제의 전극 단자(2)와, 구리제의 리드선(3)을 구비하고 있다.
전극 단자(2)는 선재로서의 구리선의 축방향에서의 일부를 지름 방향으로 프레스 가공함에 의해 형성되고, 일단측에 봉형상부(21)를 가짐과 함께 타단측에 압연부(22)를 갖고 있다.
봉형상부(21)는 프레스 가공되지 않고 잔존하고 있는 부분(즉, 구리선의 축방향에서의 타부)이다.
압연부(22)는 구리선의 상기 일부를 평판형상으로 프레스 가공함과 함께, 그 외주를 두께 방향에 따라 절단함에 의해 형성된다.
리드선(3)은 그 외주가 주석 도금층(5)(도 3 참조)으로 피복된 구리선이다. 리드선(3)은 봉형상부(21)보다도 소경이다.
봉형상부(21)의 일단에는 용접부(4)를 통하여 리드선(3)이 접속되어 있다. 봉형상부(21)의 축선과 리드선(3)의 축선은 서로 동축이다.
다음에 도 2를 참조하면서 리드 단자(1)의 제조 방법에 관해 설명한다.
우선, 전극 단자(2)의 소재인 장척의 구리선(직경 2㎜)을 소정의 길이로 절단하여 선재(100)를 형성한다.
또한, 리드선(3)의 소재인 장척의 구리선(직경 0.8㎜)(엄밀하게는 주석 도금층으로 피복된 구리선)을 소정의 길이로 절단하여 리드선(3)을 형성한다.
다음에 선재(100)를 치구(200)에 유지시키고, 리드선(3)을 치구(300)에 유지시켜서, 선재(100)와 리드선(3)을 양자의 축선이 동축이 되도록 직선형상으로 정렬시킴과 함께, 선재(100)의 일방의 단면(101)과 리드선(3)의 단부를 맞댄 상태(접촉시킨 상태)로 한다(제1 공정).
다음에 선재(100)의 축선과 직교한 방향에서, 선재(100)의 외주면(102)에서의 단면(101)에 근접한 위치(P)에 레이저 조사기(400)(출력 1㎾, 빔 지름 150㎛)에 의해 레이저 빔을 조사한다. 본 실시 형태에서는 단면(101)으로부터 레이저 빔의 조사 위치까지의 거리(L)는 0.1㎜로 되어 있다. 조사기(400)는 블루 레이저와 파이버 레이저(적외선 레이저)를 조합시킨 하이브리드의 레이저 조사기이다(즉, 조사기(400)는 블루 레이저와 파이버 레이저를 포함한다.). 조사기(400)는 선재(100)의 위치(P)에 블루 레이저의 레이저 빔 및 파이버 레이저의 레이저 빔을 동시에 조사 시작한다. 블루 레이저는 파이버 레이저보다도 출력이 낮고, 파이버 레이저의 약 10배의 스폿 지름으로 레이저 빔을 조사 가능하다. 이 때문에 블루 레이저의 레이저 빔을 조사함에 의해, 위치(P) 및 그 부근의 선재(100)가 용융하고, 용융 부분의 열이 리드선(3)에 전해진다. 그 결과, 선재(100)의 단부(리드선(3)측의 단부) 및 리드선(3)의 단부(선재(100)측의 단부)가 용융하여 간다. 즉, 블루 레이저에 의해 용융지가 확대됨과 함께 용융지의 상태가 안정화된다. 또한, 여기서 말하는 「안정화」란, 용융지의 상태가 「파이버 레이저의 레이저 빔을 알맞게 조사할 수 있는 상태가 되는 것」을 의미한다. 한편, 파이버 레이저는 블루 레이저보다도 높은 출력이면서 작은 스폿 지름으로 레이저 빔을 조사 가능하다. 이 때문에 파이버 레이저의 레이저 빔을 조사함에 의해, 선재(100)의 단부 및 리드선(3)의 단부가 더욱 깊게 녹아 들어간다. 즉, 조사기(400)는 출력 및 스폿 지름이 다른 2종류의 레이저 빔을 동시에 조사한다.
조사기(400)는 블루 레이저의 레이저 빔을 파이버 레이저의 레이저 빔보다도 소정 시간(T)만큼 길게 조사하도록 구성되어 있다. 달리 말하면, 블루 레이저는 파이버 레이저의 레이저 빔의 조사가 종료된 후도, 소정 시간(T)만큼 레이저 빔의 조사를 계속하도록 구성되어 있다(이유는 후술). 블루 레이저의 레이저 빔의 조사가 종료된 시점에서는 선재(100)의 단부 및 리드선(3)의 단부가 전체에 걸쳐 용융하고 있다.
여기서, 치구(300)에는 도시하지 않은 밀어넣는 기구가 마련되어 있다. 밀어넣는 기구는 소정의 방향으로 외력을 부여 가능하게 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는 밀어넣는 기구는 조사기(400)에 의한 블루 레이저의 레이저 빔의 조사가 시작된 시점에서, 리드선(3)을 선재(100)를 향하여 축방향으로 밀어넣는 외력을 리드선(3)에 부여한다. 이에 의해, 선재(100)의 단부와 리드선(3)의 단부가 각각 용융한 상태에서 리드선(3)이 선재(100)를 향하여 밀어넣어진다.
이상이 제2 공정이다.
그 후, 선재(100)의 단부와 리드선(3)의 단부가 용융하여 응고한 합금괴로 이루어지는 용접부(4)(도 1 참조)를 형성한다(제3 공정). 달리 말하면, 용융 부분이 응고함에 의해, 선재(100)와 리드선(3) 사이에 원추형상(엄밀하게는 선재(100)로부터 리드선(3)을 향하여 축경(縮徑)하는 개략 원추대형상)의 용접부(4)가 형성되어, 선재(100)와 리드선(3)이 접속된다. 여기서, 블루 레이저의 레이저 빔을 파이버 레이저의 레이저 빔보다도 소정 시간(T)만큼 길게 조사하는 이유에 관해 설명한다. 양쪽의 레이저 빔의 조사를 동시에 종료하면, 용융 부분이 급속하게 차가워져 감에 의해 용접부의 형상이 일그러지게 될(즉, 레이저 빔이 직접적으로 조사된 부분과 그렇지 않은 부분(전형적으로는 조사 부분의 이측(裏側)의 부분)이 온도차에 기인하여 다른 형상으로 응고될) 가능성이 있다. 그래서, 본 실시 형태에서는 비교적 낮은 출력이면서 큰 스폿 지름을 갖는 블루 레이저의 레이저 빔을 소정 시간(T)만큼 파이버 레이저의 레이저 빔보다도 길게 조사함에 의해, 용융 부분이 서서히 차가워져 가도록 하고 있다. 이 구성에 의하면, 레이저 빔이 직접적으로 조사된 부분과 그렇지 않은 부분과의 온도차가 커지는 것을 억제할 수 있고, 그 결과, 용접부(4)를 축선에 관해 회전 대칭의 형상으로 할 수 있다.
계속해서, 선재(100)의 타단측을 프레스 가공하여 도 1에 도시되는 압연부(22)를 형성한다. 이에 의해, 리드 단자(1)가 제조된다.
또한, 파이버 레이저는 에너지 밀도가 극히 높고, 깊은 용입을 얻을 수 있는 것을 특징으로 하고 있다. 이 때문에 파이버 레이저 단체로 선재(100)와 리드선(3)을 용접하는 경우, 파이버 레이저의 출력이 과대해지는 것에 기인하여 레이저 빔의 조사 위치만 국소적으로 크게 용융해 버려, 소망하는 개소를 용융하기 어렵다는 문제가 있다. 더하여 주위에 스퍼터가 비산해 버린다는 문제가 있다. 그래서, 본 실시 형태에서는 파이버 레이저에 더하여 블루 레이저를 이용하는 하이브리드식을 채용하고 있다. 블루 레이저는 입열이 안정되어 있고(특히, 구리에의 입열), 용융 얼룩이 일어나기 어려운 것을 특징으로 하고 있다. 이 때문에 블루 레이저에 의해 용융지를 확대하며 또한 안정화할 수 있기 때문에 파이버 레이저 단체로 용접하는 경우와 비교하여 파이버 레이저의 출력을 억제할 수 있고, 그 결과, 국소적인 용융이 일어나기 어렵게 됨과 함께, 스퍼터의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 밀어넣는 기구는 레이저 빔의 조사가 시작되고 나서 소정의 시간이 경과한 시점(즉, 선재(100) 및 리드선(3)의 단부가 각각 어느 정도 용융한 시점)에서 리드선(3)에 외력을 부여해도 좋다. 또한, 밀어넣는 기구는 치구(300)가 아닌 치구(200)에 마련되어도 좋다. 즉, 밀어넣는 기구는 선재(100)를 리드선(3)을 향하여 축방향으로 압입하는 외력을 선재(100)에 부여하도록 구성되어도 좋다.
본 실시 형태에서는 선재(100)와 리드선(3)을 레이저 빔으로 용접하기 때문에 아크 용접으로 용접하는 경우에 비하여 선재(100)와 리드선(3)의 용융량이 많아진다(달리 말하면, 아크 용접으로는 용융할 수 없는 부분까지 용융할 수 있다).
도 3은 리드 단자(1)를 그 축선을 포함하는 평면으로 절단한 때의 용접부(4) 및 그 근방의 단면(斷面)의 SEM(Scanning Electron Microscopy) 화상이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 용접부(4)는 전체에 걸쳐, 선재(100)의 소재인 구리와, 리드선(3)의 소재인 구리 및 주석이 용융하여 응고한 합금괴가 이루어지고, 용접부(4)의 내부에는 경계면이 형성되지 않는다. 즉, 용접부(4)는 선재(100)의 단부와 리드선(3)의 단부가 용융하여 응고한 합금괴로 이루어진다. 여기서, 「용접부(4)가 합금괴로 이루어진다」란, 용접부(4)가 그 전체에 걸쳐 합금인 것을 의미한다. 이것은 높은 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔에 의해 선재(100)의 단부 및 리드선(3)의 단부가 그 전체에 걸쳐 용융함에 의해, 전체가 균일하게 혼합된 상태로 응고됐기 때문이라고 생각된다.
한편, 도 4는 선재(100)와 리드선(3)을 아크 용접으로 용접함에 의해 제조된 비교례로서의 리드 단자를 그 축선을 포함하는 평면으로 절단한 때의 용접부(104) 및 그 부근의 단면의 SEM 화상이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 선재(100)의 소재인 구리는 거의 용융하고 있지 않다. 용접부(104)는 리드선(3)의 소재인 구리 및 주석이 부분적으로 용융하여 응고한 부분(104a)과, 리드선(3)이 용융하지 않고 잔존하고 있는 부분(104b)을 포함하고 있다. 그 결과, 용접부(104)와 선재(100) 사이에 경계면(B)이 형성되어 있다. 따라서, 당해 리드 단자의 선재(100) 또는 리드선(3)에 축방향과 직교하는 방향으로 외력을 가하면, 리드 단자는 경계면(B)를 기점으로 하여 용이하게 파단해 버린다. 이것은 구리의 융점이 비교적 높은 것에 기인하고 있다고 생각된다. 즉, 아크 용접의 출력은 레이저 용접만큼 높지 않기 때문에 아크 용접에서는 지름이 비교적 큰 구리제의 선재(100)는 용융하기 어렵고, 비교적 소경의 리드선(3)의 표면을 부분적으로 용융할 수 있는 정도이다. 이 때문에 용접부(104)에는 선재(100)의 소재인 구리는 거의 포함되어 있지 않고, 용접부(104)와 선재(100) 사이에는 경계면(B)가 형성된다고 생각된다. 이상에 의해, 본 실시 형태의 구성에 의하면, 선재(100)와 리드선(3)을 아크 용접으로 용접한 경우에 비하여 용접부(4)의 강도가 향상한다. 그 결과, 내진성에 우수한 리드 단자(1)를 실현할 수 있다.
또한, 선재(100)의 외주면(102)에서의 단면(101)에 근접한 위치(P)에 레이저 빔을 조사함에 의해, 용접부(4)가 선재(100)의 단면(101)의 중심에 대해 치우쳐진 위치에 형성되는 것을 억제할 수 있다.
용접부(4)의 합금괴의 구조를 EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)에 의해 분석한 바, 합금괴는 고용체(엄밀하게는 치환형 고용체)인 것이 확인됐다. 고용체란, 원래의 금속의 결정 구조를 유지한 채로 다른 금속이 랜덤하게 혼합된 합금이다. 치환형 고용체란, 원래의 금속의 원자가 다른 금속의 원자에 랜덤하게 치환된 고용체이다.
또한, 용접부(4)의 합금괴는 원래의 금속과는 완전히 다른 결정 구조를 갖는 금속간 화합물이라도 좋다.
본 실시 형태에서는 레이저의 조사기(400)를 선재(100)에 대해 고정한 상태에서, 선재(100)의 축선과 직교하는 방향으로 레이저 빔을 조사하고 있는데, 선재(100)의 축선에 대해 90°이외의 각도로 교차하는 방향으로 레이저 빔을 조사하도록 하여도 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는 거리(L)를 L=0.1㎜로 했을 때에 바람직한 결과가 얻어졌지만 거리(L)는 0.1㎜로 한정되는 것이 아니다.
또한, 본 실시 형태에서는 전극 단자(2)의 소재인 선재(100)와, 리드선(3)을 용접하고 나서 선재(100)를 프레스 가공하여 전극 단자(2)를 형성하도록 하고 있는데, 이에 대신하여 먼저 선재(100)를 프레스 가공하여 전극 단자(2)를 형성하고 나서, 그 봉형상부(21)의 일단에 리드선(3)을 용접하도록 하여도 좋다. 이것은 후술하는 다른 실시 형태에 관해서도 마찬가지이다. 또한, 상술한 바와 같이, 봉형상부(21)는 선재(100) 중 프레스 가공되지 않고 잔존하고 있는 부분이다. 이 때문에 본 명세서에서는 프레스 가공이 레이저 용접 전에 행해지고 있는 경우라도, 레이저 빔이 조사되는 부재를 「봉형상부(21)」가 아니라 「선재(100)」라고 칭하는 경우가 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 블루 레이저와 파이버 레이저를 조합시킨 레이저 조사기를 이용하고 있지만 블루 레이저 대신에 다른 레이저(예를 들면, 그린 레이저)를 이용해도 좋다. 이 경우, 그린 레이저는 파이버 레이저와 동시에 레이저 빔의 조사를 시작하는 한편으로, 파이버 레이저보다도 소정 시간만큼 길게 레이저 빔을 조사하도록 구성될 수 있다. 이것은 후술하는 다른 실시 형태에 관해서도 마찬가지이다.
다음에 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 리드 단자(1)의 제조 방법에 관해 설명한다. 본 실시 형태에서는 레이저의 조사기(400)에 대해, 선재(100)를 그 축선 둘레로 상대적으로 회전시키면서 레이저 빔을 선재(100)에 조사한다.
이 경우, 용접부(4)가 축선에 관해 회전 대칭의 깔끔한 원추형상(원추대형상)의 형상이 되기 쉬워지기 때문에 외관이 향상한다.
또한, 선재(100)의 외주면(102)에서의 레이저 빔의 조사 위치를 고정하면, 1점에 에너지가 집중하기 때문에 레이저 빔의 출력에 따라서는 외주면(102)에 패여짐이 생길 가능성이 있는데, 본 실시 형태에서는 선재(100)의 외주면(102)에서의 레이저 빔의 피조사 부위가 둘레 방향으로 이동하기 때문에 외주면(102)에 패여짐이 생기기 어려워진다.
다음에 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 리드 단자(1)의 제조 방법에 관해 설명한다. 본 실시 형태에서는 레이저 빔의 조사 위치가 선재(100)의 축방향으로 소정의 거리만큼 왕복 이동하도록 파이버 레이저의 조사기(400)를 선재(100)에 대해 상대적으로 이동시킨다.
이와 같이 함으로써, 선재(100)의 외주면에서의 레이저 빔의 피조사 부위가 축방향으로 이동하기 때문에 선재(100)의 외주면(102)에 패여짐이 생기기 어려워진다.
또한, 본 실시 형태의 레이저 빔의 조사 방법을 제2 실시 형태의 레이저 빔의 조사 방법과 조합시키도록 하여도 좋다.
다음에 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 리드 단자(1)의 제조 방법에 관해 설명한다. 본 실시 형태에서는 도 5에 도시하는 바와 같이, 레이저 빔의 조사 위치가 선재(100)의 축방향을 장축 방향으로 하고, 소정의 범위 내의 장축 및 단축을 갖는 타원형상의 궤도(R)(엄밀하게는 평면시에서의 형상이 타원형상의 궤도(R))에 따라 이동하도록 파이버 레이저의 조사기(400)를 선재(100)에 대해 상대적으로 이동시킨다. 또한, 궤도(R)에 원형상 형상이 포함되는 것은 말할 필요도 없다.
이 경우, 제3 실시 형태와 같이, 레이저 빔의 조사 위치가 선재(100)의 축선 방향으로 왕복하는 경우에 비하여 선재(100)의 외주면에서의 레이저 빔의 피조사 부위의 범위가 넓어지기 때문에 선재(100)의 외주면(102)에 패여짐이 보다 생기기 어려워진다.
또한, 본 실시 형태의 레이저 빔의 조사 방법을 제2 실시 형태의 레이저 빔의 조사 방법과 조합시키도록 하여도 좋다.
또한, 레이저 빔의 조사 위치를 선재(100)상에서 이동시키는 상태는 상기한 각 실시 형태로 한정되는 것이 아니다.
또한, 상기한 각 실시 형태에서는 구리제의 선재(100)(전극 단자(2)를 포함한다)와 구리제의 리드선(3)을 용접하는 경우에 관해 설명했지만 본 발명은 알루미늄제의 선재(전극 단자를 포함한다)와 구리제의 리드선을 용접하는 경우에 대해서도 적용할 수 있다. 이 경우, 용접부(4)는 선재의 소재인 알루미늄과, 리드선의 소재인 구리 및 주석이 용융하여 응고한 합금괴로 이루어진다.
1 : 리드 단자 2 : 전극 단자
3 : 리드선 4 : 용접부
21 : 봉형상부 22 : 압연부
100 : 선재 101 : 단면
102 : 외주면 400 : 레이저 조사기

Claims (11)

  1. 구리제 또는 알루미늄제의 선재(100)로 이루어지는 전극 단자(2)와, 상기 전극 단자(2)에 용접부(4)를 통하여 접속되는 구리제의 리드선(3)을 구비하는 전해 콘덴서용의 리드 단자(1)로서,
    상기 용접부(4)는 상기 선재(100)의 리드선측의 단부와 상기 리드선(3)의 선재측의 단부가 용융하여 응고한 합금괴로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리드 단자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 합금괴는 고용체인 것을 특징으로 하는 리드 단자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 합금괴는 금속간 화합물인 것을 특징으로 하는 리드 단자.
  4. 구리제 또는 알루미늄제의 선재(100)로 이루어지는 전극 단자(2)와, 상기 전극 단자(2)에 용접부(4)를 통하여 접속되는 구리제의 리드선(3)을 구비하는 전해 콘덴서용의 리드 단자(1)의 제조 방법으로서,
    상기 선재(100)와 상기 리드선(3)을 직선형상으로 정렬시킴과 함께 상기 선재(100)의 리드선측의 단면(101)과 상기 리드선(3)의 선재측의 단부를 맞댄 상태로 상기 선재(100)와 상기 리드선(3)을 유지하는 제1 공정과,
    레이저 조사기(400)로 상기 선재(100)의 상기 리드선측의 단부에 레이저 빔을 조사하면서 상기 선재(100)와 상기 리드선(3)의 일방을 타방으로 향하여 축방향으로 밀어넣는 제2 공정과,
    상기 선재(100)의 상기 리드선측의 상기 단부와 상기 리드선(3)의 상기 선재측의 상기 단부가 용융하여 응고한 합금괴로 이루어지는 용접부(4)를 형성하는 제3 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 단자의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 공정에서는 상기 선재(100)의 외주면(102)에서의 상기 단면(101)에 근접한 위치에 상기 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 리드 단자의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 공정에서는 상기 레이저 조사기(400)를 상기 선재(100)에 대해 소정의 범위 내에서 상대적으로 이동시키면서 상기 레이저 빔을 상기 선재(100)에 조사하는 것을 특징으로 하는 리드 단자의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 레이저 조사기(400)에 대해 상기 선재(100)를 축선 둘레로 상대적으로 회전시키면서 상기 레이저 빔을 상기 선재(100)에 조사하는 것을 특징으로 하는 리드 단자의 제조 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 레이저 빔의 조사 위치를 상기 선재(100)의 축방향으로 소정의 거리만큼 왕복 이동시키는 것을 특징으로 하는 리드 단자의 제조 방법.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 레이저 빔의 조사 위치를 상기 선재(100)의 축선 방향을 장축 방향으로 하는 타원형상의 궤도에 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 리드 단자의 제조 방법.
  10. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 조사기(400)는 블루 레이저 또는 그린 레이저와, 파이버 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 단자의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 공정에서는 상기 블루 레이저 또는 상기 그린 레이저의 레이저 빔과, 상기 파이버 레이저의 레이저 빔의 조사를 동시에 시작하는 한편으로, 상기 블루 레이저 또는 상기 그린 레이저의 상기 레이저 빔을 상기 파이버 레이저의 상기 레이저 빔보다도 소정 시간만큼 길게 조사하는 것을 특징으로 하는 리드 단자의 제조 방법.
KR1020237011431A 2020-12-14 2021-12-10 전해 콘덴서용 리드 단자 및 그 제조 방법 KR20230118549A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2020-219983 2020-12-14
JP2020219983 2020-12-14
PCT/JP2021/045560 WO2022131160A1 (ja) 2020-12-14 2021-12-10 電解コンデンサ用リード端子及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230118549A true KR20230118549A (ko) 2023-08-11

Family

ID=82057780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237011431A KR20230118549A (ko) 2020-12-14 2021-12-10 전해 콘덴서용 리드 단자 및 그 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4261860A1 (ko)
JP (1) JP7323740B2 (ko)
KR (1) KR20230118549A (ko)
CN (1) CN115720678A (ko)
TW (1) TW202223947A (ko)
WO (1) WO2022131160A1 (ko)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4877110B2 (ja) * 2007-07-11 2012-02-15 日本ケミコン株式会社 コンデンサ用リード端子の製造方法
JP2008311615A (ja) * 2007-05-15 2008-12-25 Panasonic Corp アルミ電解コンデンサおよびその製造方法
CN102138190B (zh) * 2009-11-02 2013-03-06 湖北工业株式会社 电子零件用端子的制造方法及通过该制造方法得到的电子零件用端子

Also Published As

Publication number Publication date
JP7323740B2 (ja) 2023-08-09
EP4261860A1 (en) 2023-10-18
TW202223947A (zh) 2022-06-16
CN115720678A (zh) 2023-02-28
WO2022131160A1 (ja) 2022-06-23
JPWO2022131160A1 (ko) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8105712B2 (en) Sealed secondary battery, and method for manufacturing the battery
JP6784232B2 (ja) 積層金属箔の溶接方法
WO2017022238A1 (ja) レーザ溶接方法
JP6086226B2 (ja) 回転電機の導体接合方法
RU2563067C2 (ru) Способ производства стальной трубы с помощью лазерной сварки
JP2006224134A (ja) 高エネルギビームによる異種金属の接合構造、接合方法及び接合装置
US20070265107A1 (en) Golf head and welding method thereof
US10201876B2 (en) Laser welding method, method for manufacturing welded body, method for manufacturing electrode for spark plug, and method for manufacturing spark plug
JP7323740B2 (ja) 電解コンデンサ用リード端子及びその製造方法
CN105618933B (zh) 一种高效高质的激光‑微弧等离子复合焊接方法
JP2012223799A (ja) 溶接継手の製造方法
CN113967787A (zh) 一种激光焊接方法
JP6533642B2 (ja) 高エネルギービーム溶接用被接合部材及び接合体の製造方法
JP2001198689A (ja) アルミニウム材のレーザ溶接方法
JP2018176242A (ja) 溶接製品の製造方法
CN117062687A (zh) 将金属箔堆叠激光焊接到金属基底
JP6595546B2 (ja) スパークプラグの製造方法
JP2010051989A (ja) レーザ接合方法
CN113172306A (zh) 一种中空电极送丝电弧增材制造系统及方法
JP7482502B2 (ja) めっき鋼板の溶接装置及びめっき鋼板の溶接方法
TWI854514B (zh) 板材、接合體、板材之接合方法以及板材之製造方法
JP3888077B2 (ja) 金属接合用電極及びその製造方法、並びに金属接合用電極を備えた溶接設備及びそれにより溶接された製品
Woizeschke et al. Laser edge forming to increase the bending radius in hemming
JP2024513586A (ja) 開始段階と終了段階における強度の再分配を伴う、曲げられた金属含有バー型導体をレーザ溶接する方法、対応するバー型導体の配置、そのようなバー型導体の配置の使用
JPH08150488A (ja) 線材の溶接方法および溶接用成形治具

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination