(57)【要約】【課題】ベース容器の底面に設けられたパッド膜とセルリードとの溶接時における圧力、熱、振動の影響を緩和し、パッド膜の機能が保たれるようにすることにより、小型でかつ信頼性の高い大電流用途向けの電気化学セルを提供する。【解決手段】ベース容器2の中に収納されるセル6と、セル6の延長部である複数のセルリード8と、ベース底面2cに形成された弁金属からなるパッド膜5と、パッド膜5と接続され、かつベース底面2cからベース下面2dにかけて形成されたベース内配線（ビア配線3）と、を少なくとも有する電気化学セル1であって、少なくとも一つのセルリード8とパッド膜5とは超音波溶接によって固定されており、パッド膜5における溶接部分5aとベース内配線3との水平距離をＬとし、ベース内配線3の設置位置に関する公差をａとすると、Ｌ≧ａ×１．３となる関係式を満たす。【選択図】図２
2016092344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース容器と
前記ベース容器の中に収納されるセルと、
前記セルの延長部である複数のセルリードと、
前記ベース容器の底面に形成された弁金属からなるパッド膜と、
前記パッド膜と接続され、かつ前記ベース容器の底面から下面にかけて形成されたベース内配線と、を少なくとも有する電気化学セルであって、
少なくとも前記一つのセルリードと前記パッド膜とは超音波溶接によって固定されており、
前記パッド膜における溶接部分と前記ベース内配線との水平距離をＬとし、前記ベース内配線の設置位置に関する公差をａとすると、Ｌ≧ａ×１．３であることを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
ベース容器と
前記ベース容器の中に収納されるセルと、
前記セルの延長部である複数のセルリードと、
前記ベース容器の底面に形成された弁金属からなるパッド膜と、
前記パッド膜と接続され、かつ前記ベース容器の底面から下面にかけて形成されたベース内配線と、を少なくとも有する電気化学セルであって、
少なくとも前記一つのセルリードと前記パッド膜とは超音波溶接によって固定されており、
前記パッド膜における溶接部分と前記ベース内配線との水平距離をＬとし、前記ベース内配線の設置位置に関する公差をａとし、前記パッド膜における溶接部分の位置の公差をｂとすると、Ｌ≧（ａ＋ｂ）×１．０２６であることを特徴とする電気化学セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装可能な電気化学セルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気化学セルは、従来より、半導体メモリのバックアップ電源やマイクロコンピュータやＩＣメモリ等の電子装置の予備電源などとして使用されている。これらの電気化学セルは小型化が求められるが、放電電流は数μＡから高々数ｍＡの範囲しかなかった。一方、近年、電子機器に備わったＬＥＤなどの光源を点滅させたり、小型のモーターを間欠駆動するなどの新たな用途が出現しており、放電電流の増大が求められている。これに対応すべく、特許文献１に示すように、外装容器が小型で、なおかつ、数百ｍＡから数Ａの電流の放電が可能な電気化学セルが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３０７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電気化学セルは、ベース容器の底面に弁金属からなるパッド膜が形成されており、このパッド膜と、セル（素子）から延びるセルリードとが、超音波溶接やレーザー溶接等により溶接されている。また、パッド膜の下面にはベース内配線（ビア配線）が設けられている。ここで、パッド膜とセルリードとの溶接の際、パッド膜の溶接部分近傍には圧力、熱、振動がもたらされる。特に溶接部分とビア配線との位置が重なる場合や近接する場合には、パッド膜と外装容器やビアとの間の密着性の低下や、パッド膜自体にクラックや破れが生じる。そのため、パッド膜がビア配線の保護膜としての機能を失うことで、ビア配線の上端面がパッケージ内に露出して電解質に接触し、ビア配線が電解質に溶出してしまう。これにより、電気化学セルは電気的接続を失ってしまうことになる。
【０００５】
そこで、本発明は、ベース容器の底面に設けられたパッド膜とセルリードとの溶接時における圧力、熱、振動の影響を緩和し、パッド膜の機能が保たれるようにすることにより、小型でかつ信頼性の高い大電流用途向けの電気化学セルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（請求項１）
請求項１記載の発明は、ベース容器2と前記ベース容器2の中に収納されるセル6と、前記セル6の延長部である複数のセルリード8と、前記ベース容器2の底面（ベース底面2c）に形成された弁金属からなるパッド膜5と、前記パッド膜5と接続され、かつ前記ベース容器2の底面2cから下面（ベース下面2d）にかけて形成されたベース内配線（ビア配線3）と、を少なくとも有する電気化学セル1であって、少なくとも前記一つのセルリード8と前記パッド膜5とは超音波溶接によって固定されており、前記パッド膜5における溶接部分5aと前記ベース内配線3との水平距離をＬとし、前記ベース内配線3の設置位置に関する公差をａとすると、Ｌ≧ａ×１．３であることを特徴とする。
【０００７】
本発明において、パッド膜5はセルリード8を固定するためのものであり、また、ベース内配線（ビア配線3）をベース底面2cに露出させないように保護するものである。
本発明によれば、ベース内配線3の設置位置に関する公差ａを考慮した際に、パッド膜5における溶接部分5aとベース内配線3との水平距離をＬについては、Ｌ≧ａ×１．３の関係が成り立つように、ベース底面2cに、パッド膜5及びベース内配線3を配置する。このように形成することにより、パッド膜5にセルリード8を溶接する際の圧力、熱、振動の影響を避けることができる。これにより、パッド膜5のベース底部2cやベース内配線3に対する密着性の低下や、パッド膜5自体にクラックや破れが生じないため、パッド膜5とベース内配線3との電気的な接続を確保するとともに、ベース内配線3を電解質7から確実に保護することができる。
【０００８】
（請求項２）
請求項２記載の発明は、ベース容器2と前記ベース容器2の中に収納されるセル6と、前記セル6の延長部である複数のセルリード8と、前記ベース容器2の底面（ベース底面2c）に形成された弁金属からなるパッド膜5と、前記パッド膜5と接続され、かつ前記ベース容器2の底面2cから下面（ベース下面2d）にかけて形成されたベース内配線（ビア配線3）と、を少なくとも有する電気化学セル1であって、少なくとも前記一つのセルリード8と前記パッド膜5とは超音波溶接によって固定されており、前記パッド膜5における溶接部分5aと前記ベース内配線3との水平距離をＬとし、前記ベース内配線3の設置位置に関する公差をａとし、前記パッド膜5における溶接部分5aの位置の公差をｂとすると、Ｌ≧（ａ＋ｂ）×１．０２６であることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、パッド膜5はセルリード8を固定するためのものであり、また、ベース内配線（ビア配線3）をベース底面2cに露出させないように保護するものである。
本発明によれば、ベース内配線3の設置位置に関する公差ａ及びパッド膜5における溶接部分5aの位置の公差ｂを考慮した際に、パッド膜5における溶接部分5aとベース内配線3との水平距離をＬについては、Ｌ≧（ａ＋ｂ）×１．０２６の関係が成り立つように、ベース底面2cに、パッド膜5及びベース内配線3を配置する。このように形成することにより、パッド膜5にセルリード8を溶接する際の圧力、熱、振動の影響を避けることができる。これにより、パッド膜5のベース底部2cやベース内配線3に対する密着性の低下や、パッド膜5自体にクラックや破れが生じないため、パッド膜5とベース内配線3との電気的な接続を確保するとともに、ベース内配線3を電解質7から確実に保護することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、パッド膜とセルリードとの溶接時における圧力、熱、振動の影響を緩和し、パッド膜の機能が保たれるようにすることにより、小型でかつ信頼性の高い大電流用途向けの電気化学セルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態の電気化学セルを説明する図である。
【図２】本実施の形態の電気化学セルのパッド膜、ビア配線、及び接続端子の関係を示す図である。
【図３】本実施の形態の電気化学セルのセルリードとパッド膜の溶接を説明する図である。
【図４】本実施の形態の電気化学セルのビア配線と溶接範囲の公差を説明する図である。
【図５】本実施の形態の電気化学セルの製造フローを示す図である。
【図６】本実施の形態の電気化学セルの変形例１を示す図である。
【図７】本実施の形態の電気化学セルの変形例２を示す図である。
【図８】本実施の形態の電気化学セルの変形例３を示す図である。
【図９】本実施の形態の電気化学セルの変形例４を示す図である。
【図１０】本実施の形態の電気化学セルの変形例５を示す図である。
【図１１】本実施の形態の電気化学セルの各部の寸法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施の形態の電気化学セル1を図面に基づいて説明する。本実施の形態の電気化学セル1は、主にパーソナルコンピューターや小型の携帯機器内部の基板に実装されて用いられる。
（電気化学セル1）
図１（ａ）は、本実施の形態の電気化学セル1の外観図である。一例として直方体の形状で示されているが、トラック形状や円筒形状であっても良い。本実施の形態の電気化学セル1は、その発電要素であるセル6を収納して容器として機能するベース容器2と、その開口部を気密に塞ぐための封口板として機能するリッド10を外装部品として備えている。本実施の形態の電気化学セル1の外装容器は、このベース容器2とベース容器2の開口部を封止するリッド10とから構成されている。
【００１３】
図１（ｂ）は、（ａ）のＡＡ断面を示す図である。凹状のベース容器2の中にセル6が収納され、さらに電解質7が充填され、凹状のベース容器2の上面に一周して設けられたシールリング9に押し当てられたリッド10によって気密に封止されている。凹状のベース容器2のベース底面2cには、一対の集電体金属膜であるパッド膜5が並置して配置されている。また、パッド膜5の底面であって、ベース底面2cからベース下面2dにかけて複数のビア配線3が形成されている。このビア配線3は、パッド膜5とベース下面2dに形成された接続端子4とを電気的に接続している。
【００１４】
一方、外装容器内にはセル6が収容されている。このセル6は、活物質と活物質を担持する金属からなる集電体からなる一組の電極シートが絶縁性のセパレータを挿んで巻回法や積層法などで構成されたものである。正極及び負極の集電体の端部には、セルリード8が形成されている。正極、負極のそれぞれのセルリード8は、一対のパッド膜5それぞれに対して、溶接により固定されている。セル6の正極、負極は接続端子4によって、実装される基板の実装用パターンに電気的に接続されることになる。
（ベース容器2）
ベース容器2は上方を開放した箱体状のセラミックからなる容器であって、長方形状のベース底部2aと、ベース底部2aの外縁に立設した長方形枠状のベース壁部2bを有している。このベース容器2の大きさは、一辺が５〜２０ｍｍ程度、高さは１〜３ｍｍ程度とすることができる。図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれベース容器2のベース底面2cとベース下面2dを示す図である。図２（ａ）に示すベース底面2cには、導電性材料からなる一対のパッド膜5が配置されている。パッド膜5の下面には、破線で示されるビア配線3がそれぞれ４個設けられ、ベース下面2dに配置された接続端子4（同じく破線で示す）に垂直に接続されている。
【００１５】
なお、ベース容器2の材料としては、アルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化アルミ、ムライト及びこれらの複合材料からなる群から選ばれた少なくとも１種類を含むセラミックが挙げられるが、これに限らない。ソーダライムガラスや耐熱ガラスなども使用可能である。ガラスは素材として長尺のものが利用できるので、小型のパッケージの場合は、１枚のガラスに多くの取り個数を設定でき、ベース部材の低コスト化が期待できる。
本実施の形態のベース容器2は、長方形状に打ち抜かれた底部2bに対応するセラミックグリーンシートに、長方形枠状に打ち抜かれた壁部2cに対応するセラミックグリーンシートを貼り合せた後、焼成することにより形成される。なお、底部2bに対応するセラミックグリーンシートにパンチングによりあらかじめ孔を開けることにより貫通孔を形成することができる。
【００１６】
（ビア配線3）
ビア配線3は、ベース容器2のベース底面2cからベース下面2dにかけて形成された配線である。このビア配線3は、まず、ベース底部2aに、ベース底面2cとベース下面2dとを略垂直に貫通して接続する貫通孔が設け、そして貫通孔にはタングステンのペーストを充填することにより形成される。また、ビア配線3により、貫通孔の気密が満たされている。
なお、ビア配線6bに使用するペーストとしては、炭素と樹脂を混合したペーストや、タングステン、モリブデン、ニッケル、金、又はこれらの複合材料と樹脂を混合したペーストを用いることができる。
【００１７】
貫通孔に充填されたペーストは、ベース容器2となるセラミックグリーンシートと共に焼成することによりビア配線3となる。
なお、前述のとおり、ベース容器2をソーダライムガラスや耐熱ガラスなどのガラス素材で形成する場合、これらのガラスに凹部や貫通孔を形成する手段としては、化学的なエッチング法、サンドブラストのような物理的方法、あるいは高温雰囲気において型を用いて凹部と貫通孔を同時に形成することができる。そして、貫通孔の内面にアルミニウム膜を形成した後、熱膨張係数をマッチングさせたガラスペーストを貫通孔に充填し、脱バインダ及び焼成を実施することにより、気密で導電性を有するビア配線3を形成することができる。このような場合は、ビア配線3が電解質7により溶解するという懸念はない。また、ビア配線3の内面を形成する膜はアルミニウムに限定されることなく、チタンなどのその他の弁金属を含む膜であってよい。
【００１８】
（接続端子4）
図２（ｂ）に示すベース下面2dには、パッド膜5に対向するように一対の接続端子4が設けられている。接続端子4は、リフロー処理などにより、実装基板のパターンに設けられたクリームハンダなどで基板に固着される。
本実施の形態では、ベース容器2となるセラミックグリーンシートにあらかじめタングステンによる電極のパターンを印刷し、当該セラミックグリーンシートを焼成することにより、接続端子4を形成することができる。また、接続端子4は、印刷法により形成したタングステンのパターンに、ニッケルと金とからなるメッキ膜が施されている。さらに、ベース側面2eの凹部にもタングステンやこれらメッキ材料がパターニングされ接続端子の一部として機能する。
【００１９】
（パッド膜5）
パッド膜5は、ベース底面2cの２箇所に配置される導電性材料からなる略矩形状の膜である。このパッド膜5は、ビア配線3の上端部と電解質7との直接の接触を防止するとともに、セルリード8を溶接により接続するための溶接部分5aを有している。なお、本実施の形態のパッド膜5は、ベース容器2の長手方向に並置されているが、短辺方向に並置することや、長手方向の対角線方向に並べることも可能である。
パッド膜5は、アルミニウムやチタン等の化学的に安定な弁金属からなる膜であり、電解質7に溶解しにくい材料からなる。これらの膜は、例えば、蒸着、イオンプレーティングやスパッタリングなどの周知の膜形成方法によって設けることができる。これらの方法による場合は、まず、タングステンなどの金属が貫通孔に印刷法等により充填・焼成されて気密なビア配線3が仕上がった後に形成する。真空中で成膜する場合は、例えば、正負のパッド膜5をそれぞれ構成するように、互いに空間的に分離した２つの開口を持つようにパターニングした金属製等のマスクを準備して、成膜のチャンバーの中に収納し、真空排気系で所定の真空度に排気した後、弁金属材料と蒸発させたり、弁金属材料からなるターゲットを物理的にイオンで叩いて材料を飛ばして、ベース底面2cに成膜する。これらの成膜法では、成膜の条件が制御し易いので、形成した膜の抵抗率が低く、かつ液体が浸透しにくい高密度な膜が形成できる。
【００２０】
また、アルミニウムの膜はスクリーン印刷法によっても形成可能である。高温では酸化しやすいアルミニウムにおいても、１５０℃以下の温度で配線パターンを形成可能な技術が開発されている。印刷法であるので、蒸着法などの薄膜形成技術に比較して厚く、数十ミクロンの厚膜も容易である。
さらに、アルミニウム膜は電気メッキ法により作製することも可能である。ジメチルスルホンと塩化アルミニウムからなるメッキ液を用いて、約４０μｍの膜厚で形成した膜が、表面が平滑で、膜の内部も均一な膜であることが知られている。
【００２１】
続いて、パッド膜5の厚みについて述べる。膜厚は５μｍ以上でかつ１００μｍ以下が望ましい。好ましくは、１０μｍ以上で３０μｍの範囲がよい。膜厚が薄いと膜内部に存在する微細なポーラスが繋がって電解質7がパッド膜の下にあるタングステンに浸透してタングステンの電解腐食を引き起こしやすいこと、及び、後述の様に、溶接でセルリード8と接続されるときに、溶接の条件が極めて限定されて信頼性ある接合の実現が難しくなることによる。
ここで、厚さ約１．３ｍｍのソーダライムガラス板に、パッド膜5の厚みが５μｍのアルミニウム膜をイオンプレーティング法により形成したのち、厚みが８０μｍのアルミニウムの薄板を超音波溶接で溶接させる実験を実施した。セルリード５個中１個のサンプルはガラス板に微小なクラックの発生が認められた。従って、５μｍは膜厚としては実用上の下限値である。実用的には、膜厚は１０μｍ以上あることが望ましい。
【００２２】
一方、蒸着法やイオンプレーティング法によるアルミニウムの蒸着レートは、１時間当たり３μｍ〜１０μｍである。蒸着時間を考慮すると３０μｍ以下の厚みが好ましく、この場合の成膜時間は長くても４〜５時間程度である。１００μｍ程度まで厚く形成した場合は、成膜時間は長時間に及ぶが、溶接でセルリード8に接続するときの溶接条件を広くとることができ、下地となるセラミックにクラックが誘発される可能性を極めて低くすることができる。
（セル6）
続いて、セル6に関して説明する。セル6は、厚みが５μｍ〜５０μｍのアルミニウム箔や銅箔を集電体とし、その表面に活物質を塗工や接着法により担持した正負の一対の電極シートを、絶縁物からなるセパレータを挟んで巻回、積層、折畳みなどの手法で一体化した発電要素である。
【００２３】
電気二重層キャパシタの場合は、活物質の代表的な材料として、活性炭ないし炭素が挙げられる。リチウムイオン二次電池では、正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）等の化合物が用いられ、負極活物質としては、例えば黒鉛やコークスのほかシリコン酸化物等が用いられる。活物質ペーストは、上記の活物質に、導電補助剤、バインダ、分散剤等を混合して適当な粘度に調節したものであり、これをローラーコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレード法などの方法により、集電体の両面または片面に塗工する。塗工後に、乾燥、プレス工程を得て電極シートが形成される。
【００２４】
セパレータは、正極及び負極の直接的な接触を規制するものであり、大きなイオン透過度を有し、所定の機械的強度を有する絶縁膜が用いられる。例えば、耐熱性が求められる環境においては、ガラス繊維の他、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド等の樹脂を用いることができる。また、セパレータの孔径、厚みに関しては、特に限定されるものではないが、使用機器の電流値や、電気化学セル1の内部抵抗に基づいて決定される。また、セラミックスの多孔質体をセパレータとして用いることも可能である。
【００２５】
（電解質7）
電解質7は、公知の電気二重層キャパシタや非水電解質二次電池に用いられる液体状、ゲル状のものが好ましい。
液体状及びゲル状の電解質7に用いられる有機溶媒には、アセトニトリル、ジエチルエーテル、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボーネート、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロラクトン（γＢＬ）、スルホラン、プロピオン酸エステル、鎖状スルホンなどがあり、これらを単一または混合して用いことができる。
【００２６】
特に、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロラクトン（γＢＬ）、スルホランなどの高沸点の主溶媒に対し、プロピオン酸エステルや鎖状スルホンを副溶媒として含有させたものが適しているが、これらに限定されるものではない。
液体状及びゲル状の電解質7に含まれる材料には、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＢＦ４、（Ｃ３Ｈ７）４ＰＢＦ４、（ＣＨ３）（Ｃ２Ｈ５）３ＮＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＮＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＰＦ６、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＣＦ３ＳＯ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＮＰＦ６、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２］、チオシアン塩、アルミニウムフッ化塩、リチウム塩などを用いることができる。液体状の電解質7の支持塩としては、４級アンモニウム塩、４級フォスフォニウム塩などが挙げられる。この４級アンモニウム塩としては、脂肪鎖のみを有する化合物、脂肪鎖と脂肪環を有する脂環式化合物、もしくは脂肪環のみを有するスピロ化合物が挙げられる。特に、スピロ化合物である５−アゾニアスピロ［４，４］ノナンテトラフルオロボレート（スピロ−（１，１’）−ビピロリジニウム：ＳＢＰ−ＢＦ４）は電気伝導率が高いため使用に適しているが、これに限定するものではない。
【００２７】
また、ゲル状の電解質7は、液体状の電解質をポリマーゲルに含浸させたものである。ポリマーゲルとしては、ポリエチレンオキシド、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデンが適しているが、これらに限定するものではない。
更に、ピリジン系や脂環式アミン系、脂肪族アミン系やイミダゾリウム系のイオン性液体やアミジン系等の常温溶融塩を用いても構わない。
（セルリード8）
セルリード8は、セル6から電力を取り出すための端子である。このセルリード8は、集電体そのものを細く延長させた延長部や、別の細く薄い板やワイヤ状のリードを機械的に接続して延長部を形成したものが用いられる。本実施の形態のセルリード8は、集電体そのものを延長させたものであり、このセルリード8の一部分である溶接領域8aがパッド膜5の溶接部分5aに溶接により固定される。
【００２８】
本実施の形態のセルリード8は、図３（ａ）に示すように、セル6をベース容器2の外に置くことができる程度の長さであって、パッド膜5と溶接する際に溶接用チップ20の移動の妨げにならない程度の長さにすることが望ましい。過度に長くすると内部抵抗が増加するからである。
なお、セル6は、セルリード8とパッド膜5とを溶接した後、ベース容器2の中に収納されるが、この際セルリード8はベース容器2内部で折りたたまれる。また、セルリード8を折りたたむ際は、セル6のショートを回避するため、セルリード8がシールリング9に混触しないように注意する必要がある。
【００２９】
（セルリード8の溶接方法）
次に、図３を用いてセルリード8とパッド膜5との具体的な溶接方法を説明する。図３（ａ）は、セル6に接続する一対のセルリード8と一対のパッド膜5とを示す図である。一対のセルリード8の先端は、図３（ａ）に示すように、パッド膜5の表面に置かれた後、セルリード8の上面から溶接され、パッド膜5とセルリード8が接合される。溶接を用いることで、セルリード8とパッド膜5の接合界面で、それぞれの部材を構成する材料の原子的な拡散が起こり、強固な接合が可能となる。図３（ａ）の溶接領域8aは、溶接した部分を模式的に示している。溶接であるので、接合界面に自然酸化膜などの汚染が存在しても、接続抵抗がｍΩ台、あるいはｍΩ以下の十分に低い接合が可能となる。これによって、導電性接着剤などによる接合方法に比較して、接続抵抗を１０分の１から１００分の１に低減させることが出来る。また、接続抵抗値のバラツキを抑え、かつ経時変化の少ない接合が可能となる。
【００３０】
また、溶接部分5a及び溶接領域8aの面積を大きくすることにより、接続抵抗値を一層低減できると共に、セルリード8とパッド膜5の間の引っ張り強度を向上させることができる。そのため、セルリード8を変形させて容器の内部にセル6を収納させる製造工程において、溶接の剥がれ等の不良の発生を抑制できるほか、完成した電気化学セル1の耐振動特性や落下衝撃特性などの機械的な信頼性を向上させることができる。
セルリード8とパッド層２の溶接として、例えば、超音波溶接、ビーム溶接、抵抗溶接等の局所的な溶接方法が挙げられる。即ち、これらの溶接手段は、溶接の対象となる部分が局所的であるので熱的な影響は溶接部分5a近傍のみに留まり、セル6自体への影響を避けることがきる。また、セルリード8の材料、厚み、パッド膜5の材料と貫通孔の配置などを変更することで、溶接の機械的あるいは熱的な衝撃による構成部材への影響を低減できる。上記構成にすることで、セラミックス等の材料からなるベース容器2に対してもクラックの発生による部材への損傷を回避することが可能である。
【００３１】
本実施の形態では、上述の溶接方法のうち、超音波溶接を採用している。図３（ｂ）は、超音波溶接の具体的な方法を説明するための図である。超音波溶接では、まず、パッド膜5の上にセルリード8を位置決めして密着させるが、この時、セル6は超音波溶接用チップ20の移動の妨げにならないように、ベース容器2の外に置かれる。次に、超音波溶接用チップ20を、移動機構によりセルリード8の上面に適当な加圧力をもって当接させる。超音波溶接用チップ20はホーン先端に一体的に形成されたり、あるいはホーンの先端に別途取り付けられる。超音波溶接用チップ20のチップ先端20aは、セルリード8と接触する部分であって、ここには、セルリード8の表面に適切に食い込むように表面に凹凸パターンが施されていること（ナール加工）が好ましい。
【００３２】
超音波溶接用チップ20がセルリード8を適当な加圧力で当接された後に、超音波溶接機の発振機構が数十ｋＨｚからなる超音波をホーンに加えると、超音波溶接用チップ20が周波数で接合部分を擦り合わせる。これにより、セルリード8の溶接領域8aとパッド膜5の溶接部分5aとの界面は、金属材料の清浄な表面同士の密着面となり、数十ミリ秒から数百ミリ秒の僅かな時間で圧接することができる。先の図３（ａ）の溶接領域8aで示されたセルリード8の表面の凹凸パターンは、この超音波溶接によって超音波溶接用チップ20の凹凸パターンが転写されていることを模式的に示したものである。この凹凸パターンで示された領域が溶接領域8aとなるが、微視的に見ると、接合している部分は、超音波溶接用チップ20の先端に加工された凸によって凹まされた部分のみであり、それ以外の領域は、セルリードとパッド膜の間に僅かな隙間を保った状態である。
【００３３】
なお、超音波溶接用チップ20がセルリード8の表面に当接する際に、大きな衝撃とならないように注意することが好ましく、移動機構には、ダンパーなどの衝撃吸収機構を備えるのがよい。これにより、ベース材料への損傷を低減できる。
なお、超音波溶接においては、振動だけでなく、熱エネルギーと機械的な圧接力を併用することも可能である。また、図３（ａ）では、セルリード8として細い板状の例が示されているが、ワイヤであってもよく、超音波溶接用チップ20の形状を適切に変形させて用いればよい。
【００３４】
また、１つのパッド膜に１つのセルリード8を溶接していたがセルリード8の数は、複数であっても良い。活物質を担持する集電体の長さが長い場合は、集電体に複数のセルリードを設けることができる。この場合には、これら複数のセルリード8を１つのパッド膜に接続できると抵抗分を低減することができ、好ましい。
（溶接条件）
セルリード8の寸法（リードの幅と厚み）とパッド膜5の寸法（縦横の寸法と厚み）及び超音波溶接用チップ20の寸法を適切に選択することで、電気化学セル1の種々の寸法に対応することが可能である。図３（ａ）に示した溶接領域8aの幅は、０．５ｍｍであっても十分であり、小型の電気化学セル1の製作に好都合である。なお、機械的な強度を上げるために、パッド膜5の表面積をなるべく広く覆うように設計された超音波溶接用チップ20を用いて超音波溶接した場合も適切な溶接条件を設定することで、ビア配線3、パッド膜5、及びベース容器2に影響はなく、十分に大きな機械的強度を得ることができる。
【００３５】
溶接によりパッド膜5に圧力、熱、振動が加わると、パッド膜5のベース底部2cやビア配線3に対する密着性の低下や、パッド膜5自体にクラックや破れが生じる。特に、ビア配線3付近のパッド膜5に圧力、熱、振動が加わり密着性が失われると、パッド膜5とビア配線3との電気的な接続が失われるとともに、ビア配線3の上端面が電解質7と接触し、ビア配線が電解質7中に溶出することになる。そこで、ビア配線3に影響が及ばない溶接部分5aを以下の溶接条件で定める。
ここで、図４に示すように、保護すべきビア配線3についての設置位置に関する公差をａとし、溶接位置としての溶接部分5aの位置の公差をｂとし、溶接部分5aとビア配線3との水平距離をＬとして溶接条件を定めた。そして、ビア配線3の設置位置に関する公差ａのみを考慮する場合、公差ａと水平距離Ｌとの関係では、Ｌ≧ａ×１．３（式１）を満たすように形成されている。
【００３６】
また、ビア配線3についての設置位置に関する公差ａ及びパッド膜5における溶接部分5aの位置の公差ｂを考慮とすると、Ｌ≧（ａ＋ｂ）×１．０２６（式２）を満たすように形成されている。
このように形成されている電気化学セル1は、ビア配線3の位置が設計位置に対して、公差ａだけ溶接部分5a側に偏っていても、あるいは、溶接部分5aの位置が設計位置に対して、公差ｂだけビア配線3側に偏っていても、溶接時の圧力、熱、振動の影響を避けることができる。これにより、パッド膜5のベース底部2cやビア配線3に対する密着性の低下や、パッド膜5自体にクラックや破れが生じないため、パッド膜5とビア配線3との電気的な接続を確保するとともに、ビア配線3を電解質7から確実に保護することができる。
【００３７】
（シールリング9）
シールリング9は、図１に示すように、ベース容器2のベース壁部2bの上端面の形状に合わせた四角枠状の断面を有しており、ベース壁部2bの上端面にロウ材を介して接合されている。このシールリング9は、熱膨張係数がセラミックの熱膨張係数と近い材料、例えば、鉄・コバルト・ニッケル合金であるコバールなどを用いることができる。また、ロウ材は、Ａｇ−Ｃｕ合金やＡｕ−Ｃｕ合金などから形成されている。
（リッド10）
リッド10は、図１に示すように、シールリング9の上面に接合されており、ベース容器2を密封している。リッド10には、熱膨張係数がセラミックの熱膨張係数と近いコバールや４２ａｌｌｏｙなどの合金にニッケルメッキを施したものが使用される。具体的には、コバールの０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度の厚みを有する薄板で、表面には２μｍから４μｍ程度の厚みで電解ニッケルメッキや無電解ニッケルメッキが施されたものが用いられる。このような材料を用いたリッド10は、例えば、抵抗シーム溶接、レーザーシーム溶接などによってシールリング9に溶接させることができ、塞がれた状態のベース容器2内部の気密性を向上させる。
【００３８】
リッド10とシールリング9を溶接する方法として用いられる抵抗シーム溶接では、リッド10をシールリング9に当接させた後に、リッド10の長辺側の略中心の２点に、対向した台形形状のローラー電極を配置して低電圧大電流を短時間流し、リッド10の仮溶接（スポット溶接）が行われる。このようにして、リッド10は仮に固定され、溶接作業中の振動等で位置がずれことはない。
続いて、例えば、長辺の端からローラー電極で長辺がなぞられるようにベース容器2とリッド10が移動して溶接される。次に、ベース容器2とリッド10は９０度回転され、同様に短辺が溶接される。このようにして、リッド10の一周に亘って溶接が行われる。前述した仮固定においても、本抵抗シーム溶接においても、リッド10とシールリング9との界面で、金とニッケルの拡散が発生し、気密で強固な拡散接合層が形成される。これにより、リッド10は、ベース容器2に気密に封止される。
【００３９】
リッド10とシールリング9の溶接は、レーザーの走査照射を用いても可能である。仮溶接を前述と同様に実施した後、レーザーを、リッド10を一周するように走査照射する。これにより、リッド10とシールリング9の界面で拡散接合層が形成される。この場合、リッド10の接合側の面に銀と銅からなるロウ材のシートを貼ることにより、溶融温度をロウ材の温度まで低下させることも可能である。
なお、電解質7が常温で液体状の溶媒や支持塩からなり、リッド10を封止する前に電解質7を充填する工程を採用する場合は、液体がリッド10とシールリング9の界面に存在する場所が有得る。このような場合でも、シーム溶接を用いた接合は可能である。シーム溶接は、ローラー電極を使用するものでも、レーザーの走査照射を用いるものでもかまわない。前記界面に液体が存在しても気密な溶接が可能となるのは、界面に存在する液体は、溶接時に近傍の温度が急激に上昇するので蒸発して飛散することによるものと考えられる。
なお、シールリング9を使用せず、ベース容器2の上端面とリッド10とをロウ材を介して接合させてもよい。
【００４０】
（製造方法）
次に、図５に示す電気二重層キャパシタの製造フローを参照しながら、本実施の形態の製造方法について説明する。まず、外装容器として、図１（ａ）及び（ｂ）に示す凹状の形状をなすベース容器2と、リッド10を準備した。ベース容器2は、長辺が１０ｍｍ、短辺が８ｍｍ、高さが１．８ｍｍであり、ベース容器2の底辺の厚みは０．３８ｍｍである。材料としては、セラミックスで電子部品のパッケージを製造する時の標準的な材料を用いた。このベース容器2は、長方形状に打ち抜かれた底部2bに対応するセラミックグリーンシートに、長方形枠状に打ち抜かれた壁部2cに対応するセラミックグリーンシートを貼り合せた後、約１５００℃で焼成することにより形成される。ビア配線3は外径を０．２ｍｍとし、ベース底面2cとベース下面2dを直接貫通するように、正極側と負極側にそれぞれ４個ずつ設けた。また、ビア配線3の表面にニッケルと金のメッキを施した。ベース下面2dには、一対の接続端子4が配置され、ビア配線3に接続している。接続端子4にはニッケルを下地とした金メッキが施されている（Ｓ１０）。
【００４１】
次に、ベース底面2cに、アルミニウムの蒸着膜からなる一対のパッド膜5を形成した。パッド膜5の寸法は、短辺２．４ｍｍ、長辺３ｍｍで厚みは約１５μｍ以上である（Ｓ１１）。
一方、リッド10は、長辺が９ｍｍ、短辺が７ｍｍ、厚み０．１２５ｍｍのコバール板を準備し、表面に電解ニッケルメッキを施した（Ｓ２０）。
続いてセル6の準備をする。２０μｍの厚みを持つアルミニウムからなる集電体に活性炭、導電補助材、バインダ及び増粘材からなる活物質を塗工法によりコーティングしてシート電極とした（Ｓ３０）。適当な長さに切断した後、集電体の一端に、厚みが８０μｍで幅が１．５ｍｍ、長さ４ｍｍのアルミニウムの薄板を超音波溶接で取り付けてセルリード8とした（Ｓ３１）。セルリード8が溶接された正負一対のシート状の電極に、ポリテトラフルオロエチレンからなるセパレータを挟持させた後、巻芯を入れて、トラック状に巻回した。その後、巻芯を取り出し、隙間を軽くつぶして巻回電極とした（Ｓ３２）。
【００４２】
続いて、超音波溶接を行う。先に準備したベース容器2のパッド膜5の表面に、セルリード8を密着させて位置決めした。超音波溶接は、セルリード8を片方ずつ行った（Ｓ３３）。超音波溶機の発振周波数は４０ｋＨｚとした。溶接ホーンは鉄製であり、同じ材料からなる超音波溶接用チップ20はホーンの先端に一体型に設けられている。超音波溶接用チップ20の表面には、２．０×１．５ｍｍの領域に、０．２ｍｍピッチの千鳥格子状の凹凸パターン（ナール）を設けた。山の高さと谷底の差は０．２ｍｍである。溶接のモードは、溶接中にセルリード8に供給するエネルギーを制御するモードとし、溶接エネルギーの設定値を５０〜１００Ｊの範囲とし、溶接時間を５０〜２０００ｍｓｅｃの範囲とした。超音波溶接用チップ20が、エアー機構によりアルミニムからなるセルリード8の表面に降下した後、セルリード8の表面に食い込んで、セルリード8とパッド膜5の界面の間で振動することにより溶接が行われる。
【００４３】
溶接終了後、セルリード8を折りたたむようにしてセル6をベース容器2の中に収納した。この時に、セルリード8がシールリング9に混触しないように注意した（Ｓ３４）。セルのショートを回避するためである。
次に、セル6が収納されたベース容器2を、液体の電解質7の中に浸漬させ、１時間真空脱泡した。ここで、電解質7の支持塩はスピロビピロリジニウムテトラフルオロボレートであり、非水溶媒としてポリカーボネートとエチレンカーボネートの混合液を用いた（Ｓ３５）。続いて、大気圧に戻して、電解質7中からセル6が収納されたベース容器2を取り出した後に、窒素雰囲気下でリッド10をシールリング9に当接し、長辺側の２点の仮溶接を行い、続いて長辺側と短辺側をこの順に連続して抵抗シーム溶接を行い気密に封止した（Ｓ３６）。このようにして本実施の形態の電気二重層キャパシタを作製した。なお、最後に作製した電気二重層キャパシタの電気特性検査を行う（Ｓ３７）。項目としては等価直列抵抗及び容量の測定であるがこれに限らない。
【００４４】
（変形例１）
本実施の形態の変形例１は、ビア配線3の配置を変更したものである。前述のとおり、溶接部分5aとビア配線3との水平距離Ｌについて所定条件を満たすことができれば、パッド膜5の形状やビア配線3の設置位置を変えることができる。すなわち、パッド膜3の面積を大きくしたり、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ビア配線3の位置を変更することができる。
図６（ａ）は、ビア配線3をパッド膜5の四隅に寄せて配置した例である。これにより、溶接部分5aをパッド膜5の中央に確保できるため、超音波溶接用チップ20を押し付け易く、溶接時の作業性が向上する。
【００４５】
図６（ｂ）は、ビア配線3を外装容器の長辺方向の中心線上に配置した例である。これにより、１つのセルリード8を２箇所で強固に溶接することができるため、その後の組立工程に対して機械的強度を保つことができる。また、仮に一方の溶接が剥がれても、他方の溶接によりパッド膜5との接続を維持することができる。
図６（ｃ）は、ビア配線3を両極のパッド膜5の中心側に寄せて配置した例である。これにより、セルリード8の長さ方向に対して十分な溶接面積を確保することができる。
（変形例２）
本実施の形態の変形例２について図７を用いて説明する。図７（ａ）は本変形例の断面を示す図である。図７（ｂ）は本変形例の配線パターンを示す図で、ベタ状の配線パターンの例を示す図である。図７（ｃ）は本変形例の別の配線パターンの例を表す。図７（ａ）に示す電気化学セル1では、ビア配線3をベース底面2cからベース下面2dに直接貫通させたものではなく、ビア配線3をベース底部2aを構成する２枚の板であるベース第１底部2fとベース第２底部2gとの界面で止めた構造になっている。この界面には、配線パターン30が設けられている。配線パターン30は、ビア配線3と接続し、水平に延出して外面に露出し、更に接続端子4に接続した構成である。
【００４６】
パッド膜5は、前述したものと同様に、アルミニウム膜が５μｍから１００μmの厚みで形成されたものである。セル6に接続する一対のセルリード8は、パッド膜5に溶接で接続されている。また、電解質7が充填された後、ベース容器2とリッド10は気密に封止され、外装容器を構成している。
図７（ｂ）に示すように、ベース第２底部2gの界面には、ビア配線3に接続するタングステン等の金属膜からなる配線パターン30が、斜線で示すようにベタ状に広い面積で設けられている。そして、ベース第２底部2gの長辺側の端部に水平に引き出され、側面まで延長されている。そして、その延長部が接続端子4に接続されている。このようなベタ状の配線パターンにしているので、配線パターンの持つ抵抗値を低く抑えることができる。
【００４７】
一方、図７（ｃ）は、直線の配線パターン30aが、ビア配線3に対応する各ポイントから、ベース側面2eに向かって延出したものである。このように、配線パターンはベタ状に限定されない。ただし、この場合には、配線パターン30aの持つ抵抗値は、先の図７（ｂ）に比較して高くなる。そのため、ビア配線3の数、配線パターン30aの幅と長さ、配線パターン30aのシート抵抗値を勘案して、配線パターン30aを決定する必要がある。
本変形例が示すように、ビア配線3は、ベース底面2cからベース下面2dを直接貫通させた構造でなくても良く、適切な抵抗値を持つ配線パターン30及び30aと組み合わせることで、本実施の形態の目的とする大電流放電用途に用いることができる。
【００４８】
（変形例３）
本実施の形態の変形例３について図８に基づいて説明する。本変形例の電気化学セル1は、セラミックスの平板のみからなるベース容器2と、凹状の形状からなる金属製のキャビティ型リッド10aを外装容器としたものであり、図８（ａ）は、断面図を示している。外装容器の内部には、本実施の形態と同様に、セル6と、一対のセルリード8と、電解質7とが収納され、セルリード8とベース容器2に形成されたパッド膜5とは溶接により接続されている。
【００４９】
図８（ａ）に示すように、キャビティ型リッド10aは、セル6等を覆うように、その開口部をベース容器2の周囲に設けられたシールリング9に当接させて溶接されている。この溶接には、レーザーによるシーム溶接が好ましい。また、シーム溶接を行う際は、図８（ａ）矢印方向から走査照射される。ローラー電極を用いた抵抗シーム溶接では、ローラー電極がキャビティ型リッド10aの段差に接触しやすく、ローラー電極を接合部に適切に当接させることが難しくなる。
キャビティ型リッド10aでは、キャビティ型リッド10aの底面部（図中では上端部）に小孔を設けている。これは、ベース容器2とキャビティ型リッド10aを溶接した後に、電解質7をこの小孔から充填し、その後に封止栓10bを用いて気密に封止できるように意図されたものである。これにより、ベース接合用金属層５とキャビティ型リッド10aの接合面との間に電解質7が存在することによる、封止作業の能率低下を防ぐことができる。ベース容器2の内側面に形成されるパッド膜5の材料やその厚みの範囲、ビア配線3の構造やその個数、セルリード8とパッド膜5との接合手段は、前述と同様であるので記載を省略する。
【００５０】
図８（ｂ）に示す電気化学セル1は、図８（ａ）と同様の構成であるが、平板状のベース容器2の周囲に配置されるシールリング9が、ベース容器2に設けられたステップにはめ込まれていて、シールリング9とベース内側面との高さの差が十分に小さく抑えられている。これにより、キャビティ型リッド10aを逆さまにした状態で電解質7を充填した後に、セル6をキャビティ型リッド10aの中に配置しても、キャビティ型リッド10aから溢れ出る電解質量を少なくできる。従って、図８（ｂ）の構成にすることによって、電解質7が充填された状態でもベース容器2とキャビティ型リッド10aとの溶接を容易に行うことが出来る。そのため、図８（ａ）に示したようなキャビティ型リッド10aの小孔は不要で、封止栓10bによる封止工程も省略できる。
【００５１】
（変形例４）
本実施の形態の変形例４について図９を用いて説明する。図９（ａ）に、本変形例で用いるベース容器2を示した。本変形例では、ベース容器2が、セラミックス製の平板と、平板に接合された金属製の筒状の金属側壁12から構成されており、これによって凹状の容器を成している。ベース容器2のベース底面2cには、ベース壁部2bを直接貫通するビア配線3が設けられ、その上にパッド膜5が一対配置されている。金属製の金属側壁12は、熱膨張率がベース容器2とマッチングするように選択され、平板にロウ材で接合されている。一方、反対側の開口部は、リッド10の接合面を形成している。本変形例では、リッド10を封止するためのシールリング9は不要であり、金属側壁12それ自体がシールリング9の役割も果たしている。そのため、少なくともリッド10と接合する面には、ニッケルと金のメッキ膜が施されており、リッド10は、メッキ面に当接されて、抵抗シーム溶接やレーザーシーム溶接を用いて接合が可能なように構成されている。
【００５２】
図９（ｂ）は、平板状のベース容器2を用いた電気化学セル1の断面図を示す。セル6に接続する一対のセルリード8が溶接手段でパッド膜5に接続され、ビア配線3によって、接続端子4に接続されている。外装容器内には、電解質7が充填されて、リッド10により気密に封止されている。パッド膜の材質やその厚みは前述と同様である。金属側壁12は、金属製であるので、様々な形状に加工することが可能である。またその形状は、角、トラック形状、楕円、円等の選択が可能である。特に、規格品の中空パイプを任意の長さで切断して用いると、電気化学セル1の高さが自由に決定することができる上、製造コストの低減を図ることができる。
【００５３】
図９（ｃ）に示す電気化学セル1では、図９（ｂ）と同様に金属製の金属側壁12を用いているが、パッド膜5は正極側にのみに限った例である。正極セルリード8bはパッド膜5に超音波溶接で接続される一方で、負極セルリード8cは、金属製の金属側壁12の内側に溶接で接続されている。更に、負極に対応する接続端子4は、金属側壁と電気的に接続するように構成されている。これにより、金属側壁12が金属製で、かつ電流の流れる経路が大きいので、負極側の配線抵抗値は低く抑えられる。従って、本実施の形態の電気化学セル1も大電流放電が可能となる。
【００５４】
（変形例５）
本実施の形態の変形例５について図１０を用いて説明する。図１０は、電気化学セル1の断面を示すもので、セラミックからなる凹状のベース容器2のベース底面2cには、前述と同様にアルミニウム膜からなるパッド膜5が設けられ、ビア配線3によって接続端子4に接続された構成をなす。本変形例では、ビア配線3及びパッド膜5は正極側にだけ設けられている。そして、巻回法や積層法などによって構成されたセル6に接続する一対のセルリード8のうち、正極セルリード8bがパッド膜5に超音波溶接で接続されて、十分に低い接続抵抗値を実現している。
【００５５】
一方、負極セルリード8cはリッド10の内面側に接続された構造を有している。負極セルリード8cの材質がそれぞれアルミニウム、銅、またはニッケルの薄板や箔からなる場合であっても、金属製のリッド10に超音波溶接、レーザースポット溶接、抵抗スポット溶接、アーク溶接などの周知の溶接法で接続することが可能である。従って、負極側も接続抵抗値を十分低く抑えることが可能である。
負極側の接続端子4はベース下面2dからベース側面2eに沿ってシールリング9に延設されており、リッド10と電気的に接続される。延設される部分を延設部4bとした。延設部4bの導体の長さ、幅と厚みを調整することによって延設部4bの直流抵抗値を低く抑えることができるので、負極側の配線抵抗値を大きく増大させることなく構成できる。
【００５６】
外装容器内には電解質7が充填され、リッド10がシールリング9に溶接されて気密容器をなす。リチウムイオン二次電池では負極の集電体材料として銅箔、セルリードとしてはニッケルの薄板が慣用されるが、本変形例を適用することが可能である。従って、高い気密特性を持つ高信頼の小型、薄型のリチウムイオン二次電池を製造することが出来る。
なお、延設部4bは本変形例では容器の外側に設けた。リッド10と接続端子4の接続はこれに限ることなく、シールリング9の下部に孔を設けて、内面に導体材料を形成して接続端子4に接続する構造とすることも容易である。
【実施例】
【００５７】
実施例及び比較例として、パッケージの内部底面を８．４×３．４ｍｍ、ビア配線3の外径を０．２ｍｍとした電気化学セル1において、図１１に示すように、各部の寸法を定義する。ここで、全ての実施例及び比較例における溶接部分5aの範囲（Ｗ２×Ｄ２）を２．０×１．５ｍｍとしたとき、溶接部分5aとビア配線3との水平距離Ｌに対する、不良率（％）について評価を行う。この際の設計事項として、ビア公差ａは０．１５ｍｍとしている。なお、実施例１及び比較例１のビア配線3は図１１（ａ）に示すように正極・負極ともに４個のビア配線3をパッド膜5の下方１箇所に配置し、実施例２及び比較例２のビアは図１１（ｂ）に示すように正極・負極ともに４個のビア配線3をパッド膜5を挟んで上下１箇所ずつに配した。なお、各条件における検体数はｎ＝２０とした。
【００５８】
不良率は、フローティング試験（２．５Ｖ連続充電し、環境温度７０℃中、５００時間保存）後に初期容量からの維持率が５０%以下である割合を％で示している。
超音波溶接は、超音波溶接機（ブランソン：９４７Ｍ）の発振周波数は４０ｋＨｚ、溶接時間は５０〜２０００ｍｓｅｃ、溶接時エネルギーは５０〜１００Ｊとなっている。また、溶接部分5aの公差ｂは、ホーンを圧接した際の水平方向の振動を考慮し０．０５ｍｍとなっている。
評価結果を下記表１に示す。
【００５９】
【表１】
2016092344.tif 000003
【００６０】
上記表１のとおり、溶接部分5aとビア配線3との水平距離Ｌが０．６５ｍｍの実施例１及びＬが０．２７５ｍｍの実施例２では、不良率は０である。
一方、Ｌが０．１５ｍｍの比較例１では、不良率が１０％となる。超音波溶接による溶接の結果、ビア配線3付近のパッド膜5の密着性が失われる、あるいはパッド膜5自体にクラックや破れが生じるなどの不具合が発生したためである。また、Ｌが０．０２５ｍｍの比較例２では、不良率が４５％となる。この場合も超音波溶接による溶接の結果、ビア配線3付近のパッド膜5の密着性が失われる、あるいはパッド膜5自体にクラックや破れが生じるなどの不具合が発生している。つまり、Ｌの距離が短くなるとともに不良率は増加している。
【００６１】
したがって、溶接部分5aとビア配線3との水平距離Ｌはビア配線3の外径とほぼ同程度の距離である０．２ｍｍ、より好ましくは０．２０５ｍｍを境に、パッド膜5がベース底部2aから剥がれるなどの不具合が発生しなくなる。
ここで（式１）について、ビア配線3の設置位置に関する公差ａの値０．１５から導かれるＬはＬ≧０．１９５ｍｍとなる。すなわち、ビア配線3の設置位置に関する公差ａを考慮すると、溶接部分5aとビア配線3との水平距離Ｌは当該公差ａの１．３倍以上のマージンを確保すれば、不具合が発生しないことが認められた。
【００６２】
また（式２）について、ビア配線3の設置位置に関する公差ａの値０．１５及び溶接位置の公差ｂの値０．０５ｍｍから導かれるＬはＬ≧０．２０５ｍｍとなる。すなわち、ビア配線3の設置位置に関する公差ａ及びパッド膜5における溶接部分5aの位置の公差ｂを考慮すると、溶接部分5aとビア配線3との水平距離Ｌは、公差ａ及び公差ｂの和の１．０２６倍以上のマージンを確保すれば、不具合が発生しないことが認められた。
（総括）
比較例１、２では、溶接部分5aとビア配線3との水平距離Ｌを十分確保することができないため、溶接工程における製造のばらつきにより、ビア配線3の位置でセルリード8と溶接されることがある。この際、溶接時の圧力、熱、振動により、パッド膜5のベース底面2cやビア配線3に対する密着性の低下や、パッド膜5自体にクラックや破れが生じることがある。これに対し、実施例１、２では、溶接部分5aとビア配線3との水平距離Ｌを十分確保することができるため、溶接時の圧力、熱、振動の影響を避けることができる。これにより、パッド膜5のベース底部2cやビア配線3に対する密着性が失われない、あるいはパッド膜5自体にクラックや破れが生じないため、パッド膜5とビア配線3との電気的な接続を確保するとともに、ビア配線3を電解質7から確実に保護することができる。
【００６３】
なお、ビア配線3と溶接部分5aとの距離を十分確保する、換言すると、ビア配線3近傍のパッド膜3の面積を十分に確保することにより、溶接時の位置決め精度に余裕を持たせることができる。この際、ビア配線3をパッド膜3の隅や中央部にまとめて配置することにより、溶接部分5aの面積をより大きく確保することができ、パッド膜3とセルリード8との接合強度を確保することができる。また、接触抵抗を十分に小さくすることが可能となる。
本実施の形態は、本明細書に記述された変形例や実施例に限定されることなく、実施の形態の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることはもちろんである。例えば、請求項で限定しない限り、リッドは金属に限定されることなく、セラミック、ガラス、樹脂などを用いることが可能であり、材料に応じて様々な封止の手段が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
1  電気化学セル                    2  ベース容器
2a  ベース底部                      2b  ベース壁部
2c  ベース底面                      2d  ベース下面
2e  ベース側面                      2f  ベース第１底部
2g  ベース第２底部                  3  ビア配線
4  接続端子                          4b  延設部
5  パッド膜                          5a  溶接部分
6  セル                            7  電解質
8  セルリード                      8a  溶接領域
8b  正極セルリード                  8c  負極セルリード
9  シールリング                    10  リッド
10a  キャビティ型リッド            10b  封止栓
12  金属側壁                      20  超音波溶接用チップ
20a  チップ先端                    30、30a  配線パターン
【図１】
2016092344.tif 000004
【図２】
2016092344.tif 000005
【図３】
2016092344.tif 000006
【図４】
2016092344.tif 000007
【図５】
2016092344.tif 000008
【図６】
2016092344.tif 000009
【図７】
2016092344.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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