(57)【要約】【課題】  ＣＰ線とアルミニウム線との溶接部にウィスカの発生を防止することができるコンデンサ用リード線の製造方法を提供する。【解決手段】  ＣＰ線１０とアルミニウム線１１とを溶接してコンデンサ用リード線１ｏを形成した後、コンデンサ用リード線１ｏをアルカリ性洗浄液で洗浄し、さらにアルカリ性洗浄液を除去する工程が行われ、これら洗浄及び洗浄液除去工程の前後に、前記コンデンサ用リード線１ｏを加熱処理する工程が行われ、そして、前記コンデンサ用リード線１ｏを不活性ガス充填下において高温加熱処理する工程が行われる。さらに、これらの工程の後に、ＣＰ線１０とアルミニウム線１１との溶接部１２に熱硬化性樹脂を塗布して樹脂層１３を形成してすることによって、コンデンサ用リード線１とする。【選択図】  図１
2008130782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ用リード線の製造方法において、
ＣＰ線とアルミニウム線とを溶接してコンデンサ用リード線を形成する溶接工程と、
該溶接工程の後、該コンデンサ用リード線をアルカリ性洗浄液で洗浄する洗浄工程と、
該洗浄工程に続く該アルカリ性洗浄液を除去する洗浄液除去工程と、
前記洗浄及び洗浄液除去工程の前後何れかに前記コンデンサ用リード線を高温加熱する加熱処理工程と、
前記コンデンサ用リード線を真空加熱処理装置内に搬送するとともに、前記真空加熱処理装置内を真空状態にし、その後、前記真空加熱処理装置内に不活性ガスを充填させ、続いて前記コンデンサ用リード線を高温加熱する真空加熱処理工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサ用リード線の製造方法。
【請求項２】
コンデンサ用リード線の製造方法において、
ＣＰ線とアルミニウム線とを溶接してコンデンサ用リード線を形成する溶接工程と、
該溶接工程の後、該コンデンサ用リード線をアルカリ性洗浄液で洗浄する洗浄工程と、
該洗浄工程に続く該アルカリ性洗浄液を除去する洗浄液除去工程と、
前記洗浄及び洗浄液除去工程の前後何れかに前記コンデンサ用リード線を高温加熱する加熱処理工程と、
前記コンデンサ用リード線を真空加熱処理装置内に搬送するとともに、前記真空加熱処理装置内を真空状態にし、その後、前記真空加熱処理装置内に不活性ガスを充填させ、続いて前記コンデンサ用リード線を高温加熱する真空加熱処理工程と、
上記工程の後、前記ＣＰ線とアルミニウム線との溶接部に熱硬化性樹脂を塗布又は付着させる被覆工程とを含むことを特徴とするコンデンサ用リード線の製造方法
【請求項３】
前記洗浄工程は、温度９０℃〜９９℃で１０〜１４分間洗浄する工程であり、前記加熱処理工程は、温度１５０±２０℃で１８〜２４分間加熱する工程であり、前記真空加熱処理工程における加熱は、温度１８０〜２００℃で６０分間ほど行われるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンデンサ用リード線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ用リード線の製造方法に関し、詳しくはＣＰ線とアルミニウム線とを溶接した溶接部にウィスカが発生することを防止するコンデンサ用リード線の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、コンデンサ用リード線の溶接部にウィスカが発生した状態を示す要部側面図である。従来より、極めて純度の高い錫をメッキしたＣＰ線１１０とアルミニウム線１１１とが溶接されたコンデンサ用リード線１０１が知られている。  
【０００３】
このようなコンデンサ用リード線１０１では、溶接時に、溶接部１１２に錫が露出して、太さ数ミクロンメータの繊維状結晶（以下、ウィスカ（Ｗｈｉｓｋｅｒ）という）１１３が金属結晶の表面から発生し成長する。現在、電気製品の小型化によって、プリント基板上の部品と部品との間が狭くなっており、ウィスカ１１３の成長によってショート事故が発生するおそれがある。このために、従来より、錫メッキに際し鉛を添加して、ウィスカ１１３の発生を防止していた。なお、ＣＰ線には、錫メッキ以外にも銀或いは金メッキのものがあり、これらの金属によるものもウィスカが発生するおそれがあった。
【０００４】
しかし、現在、環境問題に関心が集まっており、鉛の使用を制限又は全廃する計画が話題となっており、西暦２００１年施行された家電リサイクル法では、鉛の回収が義務付けられている。このために、環境対策として、鉛の使用ができず、コンデンサ用リード線の溶接部から発生するウィスカの対策が急務である。また、ウィスカの発生を防止する他の方法には、リード線にビスマス錫層を被覆する方法が提案されているが、ビスマス錫メッキリード線は汎用のＣＰ線ではなく、使用し難い欠点がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０１２３８６（明細書全文，図面全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みなされたものであり、コンデンサ用リード線の製造に際し、錫、銀或いは金をメッキしたＣＰ線とアルミニウム線とを利用してコンデンサ用リード線を製造し、このＣＰ線とアルミニウム線との溶接部にウィスカの発生を防止することができるコンデンサ用リード線の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１記載の発明は、コンデンサ用リード線の製造方法において、ＣＰ線とアルミニウム線とを溶接してコンデンサ用リード線を形成する溶接工程と、該溶接工程の後、該コンデンサ用リード線をアルカリ性洗浄液で洗浄する洗浄工程と、該洗浄工程に続く該アルカリ性洗浄液を除去する洗浄液除去工程と、前記洗浄及び洗浄液除去工程の前後何れか前記コンデンサ用リード線を高温加熱する加熱処理工程と、前記コンデンサ用リード線を真空加熱処理装置内に搬送するとともに、前記真空加熱処理装置内を真空状態にし、その後、前記真空加熱処理装置内に不活性ガスを充填させ、続いて、前記コンデンサ用リード線を高温加熱する真空加熱処理工程とを含むことを特徴とするコンデンサ用リード線の製造方法である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、コンデンサ用リード線の製造方法において、ＣＰ線とアルミニウム線とを溶接してコンデンサ用リード線を形成する溶接工程と、該溶接工程の後、該コンデンサ用リード線をアルカリ性洗浄液で洗浄する洗浄工程と、該洗浄工程に続く該アルカリ性洗浄液を除去する洗浄液除去工程と、前記洗浄及び洗浄液除去工程の前後何れか前記コンデンサ用リード線を高温加熱する加熱処理工程と、前記コンデンサ用リード線を真空加熱処理装置内に搬送するとともに、前記真空加熱処理装置内を真空状態にし、その後、前記真空加熱処理装置内に不活性ガスを充填させ、続いて、前記コンデンサ用リード線を高温加熱する真空加熱処理工程と、上記各工程の後、前記ＣＰ線とアルミニウム線との溶接部に熱硬化性樹脂を塗布又は付着させる被覆工程とを含むことを特徴とするコンデンサ用リード線の製造方法である。なお、ＣＰ線は銅覆鋼線のことであるが、これに錫、金、或いは銀等がメッキされたものがあり、上記ＣＰ線はこれらのものが含まれる。なお、上記被覆工程により塗布又は被覆される樹脂は、電気的絶縁性を有するものが好ましい。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のコンデンサ用リード線の製造方法において、前記洗浄工程は、温度９０℃〜９９℃で１０〜１４分間洗浄する工程であり、前記加熱処理工程は、温度１５０±２０℃で１８〜２４分間加熱する工程であり、前記真空加熱処理工程における加熱は、温度１８０〜２００℃で６０分間ほど行われるものであることを特徴とするコンデンサ用リード線の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、真空状態にして不活性ガスを充填し高温加熱処理を行う工程により、前記コンデンサ用リード線の溶接部の内部応力を緩和させることができ、ウィスカが溶接部に発生するのを防止することができる。これは、不活性ガスを充填した状態で高温加熱することにより、前記コンデンサ用リード線表面の金属酸化を防止し、かつリード線表面層への不活性ガスの熱拡散による効果と考えられる。このような処理によって、アルミ電解コンデンサをプリント基板に実装し、製品の信頼性試験などのエージング工程に耐え得るものとすることができ、部品とし、またその部品を組み込んだ製品の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載のコンデンサ用リード線の製造方法の工程の後に、溶接部に熱硬化性樹脂を塗布又は付着させることにより、更に長期間に渡ってウィスカが溶接部に発生するのを防止することができる。
【００１２】
また、請求項３の発明によれば、このような温度と時間を設定することで、より効果的に溶接部のウィスカ発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照し詳しく説明する。
図１は、コンデンサ用リード線の要部側面図であり、図２は、それぞれリード線製造装置の一例を示す概略工程図である。図１（ａ）は、極めて純度の高い錫がメッキされたＣＰ線（銅下地錫引鉄線）１０とアルミニウム線１１とを溶接部１２で接続したコンデンサ用リード線１０であり、図１（ｂ）が本実施形態のウィスカの発生を防止すべく溶接部１２に樹脂層１３を塗布形成したコンデンサ用リード線１である。なお、ＣＰ線１０には、錫以外に高純度の金或いは銀をメッキしたものが使用されているが、本実施形態ではＣＰ線１０に錫がメッキされている場合について説明する。
【００１４】
本実施形態のコンデンサ用リード線の製造方法について、図２に示したリード線製造装置２を参照して説明する。リード線製造装置２は、洗浄装置２０と、液回収装置２１と、水洗装置２２と、遠心分離器２３と、エアブロー２４と、乾燥又は加熱処理装置２５と、冷却装置２６と、搬送装置２７と、真空加熱処理装置３０と、樹脂塗布装置２８とが順次配置され、真空加熱処理装置３０には、真空ポンプ３１と、不活性ガスボンベ３２が接続されている。
【００１５】
洗浄装置２０は、例えば、アルミニウム及びその合金用の非エッチング型弱アルカリクリーナ（商品名：ファインクリーナ３１５）などの洗浄液によって、コンデンサ用リード線１０を洗浄する洗浄槽である。この洗浄装置２０は、温度９０°Ｃ〜９９°Ｃの洗浄液でコンデンサ用リード線１０を約１２分間（１２±２分間）洗浄して、アルミニウム線１１を脱脂したり、銅線１０とアルミニウム線１１とを溶接したときに発生するカーボンを除去する。
【００１６】
液回収装置２１は、コンデンサ用リード線１０に付着した洗浄液を回収する装置であり、コンデンサ用リード線１０にエアを吹き付けて、このコンデンサ用リード線１０から吹き飛ばされた洗浄液を回収する。また、前記水洗装置２２は、コンデンサ用リード線１０に付着した洗浄液を洗い流す装置であり、第１純水リンス槽２２ａと、第２純水リンス槽２２ｂと、純水シャワー槽２２ｃと、純水槽２２ｄとを備えている。
【００１７】
遠心分離器２３は、遠心力を利用して、コンデンサ用リード線１０に付着した純水を除去する装置であり、エアブロー２４は、コンデンサ用リード線１０にエアを吹き付けて、このコンデンサ用リード線１０に付着した純水を吹き飛ばす装置である。
【００１８】
加熱処理装置２５は、コンデンサ用リード線１０を加熱して乾燥するとともに、溶接部１２にウィスカが発生するのを防止する装置である。この加熱処理装置２５は、ウィスカが溶接部１２に発生するのを防止するためにコンデンサ用リード線１０を温度約１５０°（１５０±２０℃）で約２１分間程（２１±３分）加熱する。
【００１９】
また、冷却装置２６は、加熱処理装置２５内で加熱されたコンデンサ用リード線１０を冷却する装置である。搬送装置２７は、コンデンサ用リード線１０を搭載する搬送ユニット２７ａを循環駆動するベルトコンベヤである。
冷却されたコンデンサ用リード線１０は搬送装置２７の搬出口２９からＣ方向へと搬出される。
【００２０】
搬出されたコンデンサ用リード線１０は、真空加熱処理装置３０に搬入される。真空加熱処理装置３０は、その内部を真空状態にする真空ポンプ３１と、内部に不活性ガス（例えばＮ２）を充填させるための不活性ガスボンベ３２が接続されており、内部にコンデンサ用リード線１０を収納し、一旦内部を真空状態にし、更に不活性ガスを充填し、その中でコンデンサ用リード線１０を加熱処理することができる装置である。
【００２１】
樹脂塗布装置２８は、真空加熱処理装置３０で処理されてから搬出されるコンデンサ用リード線１０の溶接部１２に樹脂接着剤を塗布する装置である。この樹脂塗布装置２８は、熱硬化性樹脂接着剤の溶液をローラ或いは刷毛で溶接部１２に塗布したり、或いは熱硬化性樹脂接着剤を溶解した樹脂溶液をスプレーしたりすることにより、溶接部１２に樹脂層１３を塗布する装置である。熱硬化性樹脂接着剤としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の種々のものが使用できる。なお、電気的絶縁性を有するものが好ましい。このような工程を経て、溶接部１２に樹脂層１３が形成されることによって、溶接部１２にウィスカが発生しないコンデンサ用リード線１が製造できる。
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係るコンデンサ用リード線の製造方法を説明する。ＣＰ線１１とアルミニウム線１２とが溶接されたコンデンサ用リード線１０  が、図２に示すように、搬送ユニット２７ａ内に載置されて図中Ａ方向から搬入されると、搬送装置２７は、この搬送ユニット２７ａを図中Ｂ方向に搬送する。コンデンサ用リード線１０は、洗浄装置２０内で洗浄されて、アルミニウム線１１が脱脂されるとともに、ＣＰ線１０とアルミニウム線１１とを溶接するときに発生したカーボンが除去される（洗浄工程）。そして、コンデンサ用リード線１０  は、液回収装置２１内でエアを吹き付けられて、水洗装置２２内で洗浄液が洗い流される（洗浄液除去工程）。次に、コンデンサ用リード線１０  は、遠心分離器２３によって純水を除去された後に、エアブロー２４によって純水が除去される。続いて、コンデンサ用リード線１０は、加熱処理装置２５内で加熱乾燥される。
【００２３】
加熱乾燥されたコンデンサ用リード線１０  は、搬送装置２７にて冷却装置２６に送り込まれ冷却されて、搬出口２９からＣ方向へ搬出される。
搬出されたコンデンサ用リード線１０  は、一旦プールされてから所定の量になると、真空加熱処理装置３０内に搬入され、不活性ガス充填下において高温加熱される。
所定時間加熱されたコンデンサ用リード線１０  は、そのまま部品として搬出されるか、或いは樹脂塗布装置２８に搬送され、ＣＰ線１０とアルミニウム線１１との溶接部１２に熱硬化性樹脂が塗布され、溶接部１２に樹脂層１３が形成され、いずれもウィスカ発生防止処理が施されたコンデンサ用リード線１として搬出される。
【００２４】
なお、上記コンデンサ用リード線の製造方法の実施形態では、加熱処理装置２５による加熱処理工程が洗浄装置２０による洗浄工程に続く水洗装置２２による洗浄液除去工程の後工程で行われているが、この実施形態に限定されることなく、ＣＰ線１０とアルミニウム線１１とを溶接したコンデンサ用リード線１０を集積して加熱処理装置により、温度１５０℃（１５０±２０℃）で約２１分程（２１±３分）間加熱した後、図２に示したように、洗浄装置２０、液回収装置２１、水洗装置２２、遠心分離器２３、エアブロー２４と順次搬送し、冷却装置２６という順序で搬送され、続いて真空加熱処理装置３０、樹脂塗布装置２８という順次で製造してもよい。
なお、この場合の乾燥又は加熱処理装置２５は、乾燥を主体とする工程であり、温度１５０℃（１５０±２０℃）で約１０分（１０±４分）間加熱する程度としてもよい。
【００２５】
さらにまた、本発明の他の実施形態としては、図１（ｂ）の樹脂層１３が、ＣＰ線１０側から熱硬化性樹脂によるキャップ状樹脂を挿通して溶接部１２に被覆し、加熱することにより溶融し次第に硬化させて、溶接部１２にキャップ状樹脂を付着させて樹脂層１３を形成するようにしてもよい。なお、キャップ状樹脂とは、お碗状樹脂の中央に孔が設けられたもので、この孔にＣＰ線１０が挿通して、溶接部１２をお碗上部で被覆し付着させて溶接部１２を樹脂層１３で被覆するようにしてもよい。無論、溶接部１２を被覆した形状がお碗状であり、シート状樹脂で溶接部１２を覆って被覆してもよい。この場合、樹脂塗布装置２８の代わりに樹脂被覆装置が用いられる。
【００２６】
また、上記実施形態では、錫メッキしたＣＰ線１０の場合について説明したが、ＣＰ線１０には、高純度の金や銀がメッキされているＣＰ線も使用されており、これらの場合もウィスカが発生するおそれがあり、上記実施形態と同様にコンデンサ用リード線１０の不活性ガス下の高温加熱処理と溶接部１２に対する熱硬化性樹脂の被覆によって、ウィスカの発生を防止することができる。
【００２７】
上述のように、本発明のコンデンサ用リード線の製造方法は、コンデンサ用リード線１０をアルカリ性の洗浄液で洗浄し、このコンデンサ用リード線１０から洗浄液を除去した後に、このコンデンサ用リード線１０を加熱処理するか、又はコンデンサ用リード線１０の洗浄前に加熱処理し、そして、真空加熱処理装置３０内でコンデンサ用リード線１０を不活性ガス充填下で加熱処理することにより溶接部１２にウィスカが発生するのを防止でき、さらに、溶接部１２に熱硬化性樹脂を塗布することによって、長期間に渡って溶接部１２にウィスカが発生するのを防止できるものである。
【００２８】
尚、加熱処理温度は約１５０℃（１５０±２０℃）で加熱処理時間は約２１分（２１±３分）間であり、真空加熱処理における加熱温度は、約１８０℃（１８０〜２００℃）で加熱時間は約５０〜７０分間ほどである。このような加熱処理と真空加熱処理、そして溶接部１２を被覆する熱硬化性の樹脂層１３によりウィスカが発生するのを防止し、アルミ電解コンデンサの端子として信頼性を高めることができる利点がある。
【００２９】
本発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、種々の変形又は変更が可能であって、以下のような事項も本発明の範囲内である。例えば、本発明の実施形態では、コンデンサ用リード線１０  を温度１５０℃で約２１分間加熱しているが、加熱温度は１５０±２０℃の範囲内であればよいし、加熱処理時間は２１±３分の範囲内であれば許容されるし、さらに、加熱温度１００℃〜１２５℃と低い範囲であれば、４±０．５時間ほど加熱してもよい。
【００３０】
そして、真空加熱処理は、コンデンサ用リード線１０を温度１８０℃で約６０分間不活性ガス充填下において加熱しているが、加熱温度は１８０℃〜２００℃の範囲が好ましく（２４０℃を超えると錫が溶解するおそれが出てくるため）、加熱時間は５０分〜８０分の範囲内であれば許容される。
【００３１】
また、樹脂層の塗布は、上記にも種々の方法を例示したが、例えば、刷毛を利用する場合、刷毛を固定し、コンデンサ用リード線を回転させることによって、溶接部１２に樹脂を塗布してもよいし、逆に、コンデンサ用リード線を固定し、刷毛を移動させて塗布してもよいし、キャップ状樹脂を溶融硬化させて付着する種々の方法が実施し得る。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の活用例としては、ＣＰ線とアルミニウム線との溶接部にウィスカの発生を防止したコンデンサ用リード線であり、主にアルミ電解コンデンサのリード線として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）は溶接した後のコンデンサ用リード線の要部側面図であり、（ｂ）は溶接部に樹脂層を被着した本発明によるコンデンサ用リード線の要部側面図である。
【図２】本発明のコンデンサ用リード線の製造方法を実施するためのリード線製造装置の一例を示す概略図である。
【図３】コンデンサ用リード線の溶接部にウィスカが発生した状態を示す要部側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ，１  コンデンサ用リード線
２  リード線製造装置
１０  ＣＰ線
１１  アルミニウム線
１２  溶接部
１３  樹脂層
２０  洗浄装置
２１  液回収装置
２２  水洗装置
２３  遠心分離器
２４  エアブロー
２５  乾燥又は加熱処理装置
２６  冷却装置
２７  搬送装置
２８  樹脂塗布装置（樹脂被覆装置）
３０  真空加熱処理装置
３１  真空ポンプ
３２  不活性ガスボンベ
【図１】
2008130782.tif 000003
【図２】
2008130782.tif 000004
【図３】
2008130782.tif 000005