(57)【要約】【課題】鉛を含まないコンデンサ用リード端子において、ウィスカの発生を防ぐことができるコンデンサ用リード端子を提供すること。【解決手段】錫を主体とした金属めっき層２を形成した金属線１とアルミニウム線５とを当接させ、金属線１とアルミニウム線５とがアーク溶接されて接続されたコンデンサ用リード端子において、金属線１には、金属めっき層の無い部分９が設けられ、アーク溶接により金属めっき層が無い部分９に金属めっき層２から離間して溶接部１０が形成されるとともに、金属めっき層の無い部分９が被覆部２’により覆われる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
錫を主体とした金属めっき層を形成した金属線とアルミニウム線とを当接させ、前記金属線とアルミニウム線とがアーク溶接されて接続されたコンデンサ用リード端子において、
前記金属線には、前記金属めっき層の無い部分が設けられ、前記アーク溶接により前記金属めっき層が無い部分に前記金属めっき層から離間して溶接部が形成されるとともに、該金属めっき層の無い部分が被覆部により覆われることを特徴とするコンデンサ用リード端子。
【請求項２】
前記被覆部は、前記金属めっき層が前記金属めっき層の無い部分に向かって圧延されることで形成されることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ用リード端子。
【請求項３】
前記金属めっき層が熱を加えられながら圧延され、前記被覆部が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ用リード端子。
【請求項４】
前記被覆部は、前記金属めっき層の無い部分に塗布部材が塗布されることで形成されることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ用リード端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ素子に接続されるアルミニウム線に、錫を主体とした金属めっき層を形成した金属線をアーク溶接して構成されるコンデンサ用リード端子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品のリード端子においては、鉛めっき層を形成した銅被覆鋼線を、アルミニウム線にアーク溶接にて接合したものを用いている。しかしながら、鉛を含む銅被覆鋼線では、鉛は人体に有害であるばかりか自然環境に悪影響を与える物質であり、近年、環境保護の観点から、鉛を一切使用しない電子部品の開発が進められている。例えば、特許文献１に示すアルミ電解コンデンサのように、錫１００％からなる錫めっきを施した銅被覆鋼線を、アルミニウム線の一端に設けた凹部に挿入してアーク溶接により接合している。このアルミ電解コンデンサでは、銅被覆鋼線とアルミニウム線との接合部に、銅被覆鋼線と錫めっきとアルミニウム線とが加熱されることで生成される銅と錫とアルミニウムの合金層が形成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１２４０７３号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のアルミ電解コンデンサにあっては、鉛を使用しないリード線においては、アルミニウム線と錫めっき銅被覆鋼線との接続部（溶接部）に生成された合金層には、アルミニウムと錫との混合層が含まれ、この混合層の存在によって錫のウィスカが発生してしまう虞がある。このウィスカは直径が１μｍに対して１ｍｍ以上の長さに達することがあり、このウィスカがコンデンサ等電子部品の端子間を短絡させる虞がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、鉛を含まないコンデンサ用リード端子において、ウィスカの発生を防ぐことができるコンデンサ用リード端子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】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のコンデンサ用リード端子は、
錫を主体とした金属めっき層を形成した金属線とアルミニウム線とを当接させ、前記金属線とアルミニウム線とがアーク溶接されて接続されたコンデンサ用リード端子において、
前記金属線には、前記金属めっき層の無い部分が設けられ、前記アーク溶接により前記金属めっき層が無い部分に前記金属めっき層から離間して溶接部が形成されるとともに、該金属めっき層の無い部分が被覆部により覆われることを特徴としている。
この特徴によれば、アーク溶接により形成される金属線とアルミニウム線との溶接部が、金属めっき層の無い部分に形成されるため、溶接部にアルミニウムと錫が混合されずに済むようになり、溶接部のウィスカの発生が抑制され、かつ金属めっき層の無い部分が被覆部により覆われるため、金属めっき層の無い部分が外部に露出されないようになり、金属めっき層の無い部分の酸化、変色や腐食が防止できる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載のコンデンサ用リード端子は、請求項１に記載のコンデンサ用リード端子であって、
前記被覆部は、前記金属めっき層が前記金属めっき層の無い部分に向かって圧延されることで形成されることを特徴としている。
この特徴によれば、金属線やアルミニウム線以外のその他の部材を用いることなく、金属めっき層を利用して被覆部を形成することができる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載のコンデンサ用リード端子は、請求項１または２に記載のコンデンサ用リード端子であって、
前記金属めっき層が熱を加えられながら圧延され、前記被覆部が形成されることを特徴としている。
この特徴によれば、熱が加えられるため金属めっき層が軟化されて圧延し易くなる。
【０００９】
本発明の請求項４に記載のコンデンサ用リード端子は、請求項１に記載のコンデンサ用リード端子であって、
前記被覆部は、前記金属めっき層の無い部分に塗布部材が塗布されることを特徴としている。
この特徴によれば、被覆部を塗布部材の塗布により容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係るコンデンサ用リード端子を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００１１】
本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図１（ａ）は、実施例における金属線の表面に形成された錫めっき層の除去工程を示す概略断面図であり、図１（ｂ）は、錫めっき層が除去された金属線を示す概略断面図であり、図２（ａ）は、金属線とアルミニウム線の溶接前の状態を示す概略断面図であり、図２（ｂ）は、金属線とアルミニウム線の溶接時の状態を示す概略断面図であり、図２（ｃ）は、金属線とアルミニウム線の溶接後の状態を示す概略断面図であり、図３（ａ）は、金属線とアルミニウム線の溶接後の状態を示す概略断面図であり、図３（ｂ）は、錫めっき層が錫めっき層の無い部分に向かって圧延される状態を示す概略断面図であり、図３（ｃ）は、溶接後の金属線とアルミニウム線に被覆部が形成された状態を示す概略断面図であり、図４（ａ）は、変形例における金属線とアルミニウム線の溶接後の状態を示す概略断面図であり、図４（ｂ）は、錫めっき層の無い部分にクリーム半田が塗布される状態を示す概略断面図であり、図４（ｃ）は、溶接後の金属線とアルミニウム線に被覆部が形成された状態を示す概略断面図である。
【００１２】
本実施例のコンデンサとして、電解コンデンサを例示して説明する。この電解コンデンサは、アルミニウムで形成された複数の電極箔をセパレータを介して巻回又は積層したコンデンサ素子を、駆動用電解液とともに有低筒状の外装ケースに収納し、この外装ケースに形成された開口を封口体で密封するとともに、コンデンサ素子から導いたリード端子を封口体に貫通させて外部に導出させている。
【００１３】
リード端子は、コンデンサ素子に接続されるアルミニウム線５と、軟鋼線４を心材とする金属線１（ＣＰ線）とにより構成されている（図２（ｃ）参照）。図１（ａ）に示すように、金属線１は、軟鋼線４を心材としてその外周に金属材料としての銅を厚くめっきした銅覆層３を形成し、更にその外周に金属材料としての錫１００％からなる錫めっき層２を形成したものである。この金属線１を構成する材質には、鉛が一切使用されていないとともに、アルミニウム線５やコンデンサ素子などを構成する材質にも、鉛が一切使用されておらず、本実施例におけるアルミ電解コンデンサは、鉛を含まずに自然環境に対する悪影響を与えない鉛フリーの電子部品となっている。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、金属線１は、棒状体を複数に切断することで形成される。ここで、金属線１の先端部（一端）に係る部分には、カッター８等の機械的手段によって、金属線１の表面の錫めっき層２が除去され、棒状体に複数の錫めっき層の無い部分９が形成される。この錫めっき層の無い部分９の端部で棒状体を切断することで（図１（ｂ）の一点鎖線参照）、先端部（一端）に錫めっき層の無い部分９を形成した金属線１が形成される。本実施例では、カッター８を錫めっき層２から銅覆層３の一部に達する深さまで押し込み、矢印方向にカッター８を移動させることで、図１（ｂ）に示すように、錫めっき層２及び銅覆層３の一部を除去し、錫めっき層の無い部分９を形成している。ここで銅覆層３も含めて除去し、表面に軟鋼線４を露出させることもできるが、銅覆線３の一部を残すことで、後述のアルミニウム線５とのアーク溶接を精度良く行うことができる。このほか、研磨や研削等の手段で錫めっき層２を除去することもできる。この錫めっき層の無い部分９の範囲は、後述のアルミニウム線５との溶接部１０に含まれないように、錫めっき層２を除去することが好ましく、１．５〜５ｍｍほど錫めっき層２を金属線1の先端部より除去するとよい。コンデンサ用リード端子におけるウィスカの発生部位は、金属線１とアルミニウム線５との溶接部１０（図２（ｃ）参照）であり、これは金属めっきとして用いられる錫とアルミニウムとが溶接時に混合し、錫へ加わる応力によってウィスカが発生すると考えられる。このため、金属線１の先端部の錫めっき層２は確実に除去する必要があり、そのため機械的手段を用いているが、更には、錫めっき層２に加えて銅覆層３の一部を含めて除去するとより効果的である。
【００１５】
次に、金属線１を製造する際のアルミニウム線５と金属線１との接続方法について説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、アルミニウム線５は、その一端に略円柱形状をなす丸棒部６が形成され、この丸棒部６が本発明の製造方法により金属線１に接続される。また、アルミニウム線５の他端には、略扁平形状をなす扁平部７が形成され、この扁平部７がコンデンサ素子の電極箔に接続されている。このアルミニウム線５の端部近傍を固定チャック１３により固定するとともに、金属線１の端部近傍を可動チャック１４により保持して、その錫めっき層２を除去した先端部を一定間隔で対向配置する。この場合、金属線１及びアルミニウム線５には、アーク溶接装置が接続されている。尚、固定チャック１３や可動チャック１４をアーク溶接装置の通電具としても利用することができる。
【００１６】
図２（ｂ）に示すように、半割りに構成された固定チャック１３及び可動チャック１４は、それぞれ上下方向からアルミニウム線５及び金属線１を挟み込むように保持するようになっている。尚、可動チャック１４には、略半球形状をなす金型部１４ａが形成されている。この可動チャック１４は金属線１の錫めっき層の無い部分９を挟み込むように保持するようになっており、金型部１４ａが錫めっき層の無い部分９の周囲を覆うように配置される。尚、可動チャック１４の金型部１４ａによって、錫めっき層の無い部分９と錫めっき層２とが隔てられるようになっている。
【００１７】
次に、金属線１を可動チャック１４によってアルミニウム線５方向に移動させ、その先端部をアルミニウム線５の端面の所定位置に衝突させて端面と当接させる。この状態において、溶接装置を動作させると、金属線１とアルミニウム線５との間に溶接電流が流れ、金属線１とアルミニウム線５との接触点、即ち、金属線１の先端部とアルミニウム線５の端面との間にアーク溶接電流が流れ始める。
【００１８】
このような溶接電流の通電開始から、金属線１の先端部をアルミニウム線５の端面から離し、両者間に間隔を設定すると、金属線１の先端部とアルミニウム線５の端面との間にアークが生じ、対向する金属線１及びアルミニウム線５の双方が部分的に溶融する。
【００１９】
この状態で、金属線１をアルミニウム線５の端面側に移動させて当接させ、更に押し込むと、溶融した金属間の融合が生じ、金属線１とアルミニウム線５の端面とが溶着する。この際に可動チャック１４の金型部１４ａが、アルミニウム線５の端面側に移動するため、この金型部１４ａ内の形状に沿って、前記溶融金属が成型されて半球状の溶接部１０が形成され、図２（ｃ）に示すように、金属線１とアルミニウム線５とが一体化されたリード端子が形成される。この場合、溶接部１０は、金属線１を構成する金属とアルミニウム線５を構成する金属との融合により合金層を形成している。この溶接部１０には、金属線１の表面に形成された錫めっき層２が予め除去されているため、この溶接部１０には、錫めっき層２が混在されないことになる。従って錫めっき層２とアルミニウムの混合層によるウィスカの発生は抑制される。
【００２０】
尚、金属線1とアルミニウム線５との溶接後における露出した錫めっき層の無い部分９の長さ寸法は１ｍｍ以下となっている。ここで、溶接部１０への錫めっき層２の混在を確実に防止するには、金属線1とアルミニウム線５との溶接後における露出した錫めっき層の無い部分９の長さ寸法を、少なくとも０．３ｍｍ以上にするとよい。
【００２１】
次に、溶接後において露出した錫めっき層の無い部分９を被覆する際の被覆方法について説明する。先ず、図３（ａ）に示すように、金属線1とアルミニウム線５との溶接後には、溶接部１０と錫めっき層２とが錫めっき層の無い部分９を介して離間されており、この錫めっき層の無い部分９が露出されている。
【００２２】
図３（ｂ）に示すように、圧延金型１１を金属線1の錫めっき層２に押し付けながら、錫めっき層の無い部分９まで移動させる。すると、圧延金型１１によって錫めっき層２が錫めっき層の無い部分９に向かって圧延される。尚、錫めっき層２が圧延される際には、錫めっき層２に熱が加えられ、錫めっき層２を軟化させた状態で圧延金型１１により圧延される。
【００２３】
更に尚、圧延金型１１による圧延によって、金属線１の錫めっき層の無い部分９の外面全周に渡って錫めっき層２が圧延される。そして、図３（ｃ）に示すように、金属線１の錫めっき層の無い部分９は、圧延された錫めっき層２によって覆われて被覆部２’が形成される。なお、さらに熱を加えることで、この圧延された錫メッキ層２の錫メッキ層の無い部分９への被覆安定性を高めることもできる。
【００２４】
以上、本実施例におけるコンデンサ用リード端子では、アーク溶接により形成される金属線１とアルミニウム線５との溶接部１０が、錫めっき層の無い部分９に形成されるため、溶接部１０にアルミニウムと錫が混合されずに済むようになり、溶接部１０のウィスカの発生が抑制され、かつ錫めっき層の無い部分９が被覆部２’により覆われるため、錫めっき層の無い部分９の銅被覆層３が外部に露出されないようになり、錫めっき層の無い部分９の銅被覆層３の酸化、変色や腐食が防止できる。
【００２５】
尚、特に機械的除去により、金属線１の表面の錫めっき層２が確実に除去されるため、溶接部１０において錫めっき層２とアルミニウム５との混合層が形成されないようになり、溶接部１０のウィスカの発生を効果的に抑制することができる。
【００２６】
また、被覆部２’は、錫めっき層２が錫めっき層の無い部分９に向かって圧延されることで形成されることで、金属線１やアルミニウム線５以外のその他の部材を用いることなく、錫めっき層２を利用して被覆部２’を形成することができる。
【００２７】
また、錫めっき層２が熱を加えられながら圧延され、被覆部２’が形成されることで、熱が加えられるため錫めっき層２が軟化されて圧延し易くなる。
【００２８】
次に、錫めっき層の無い部分９を被覆する際の被覆方法の変形例について説明する。先ず、図４（ａ）に示すように、金属線1とアルミニウム線５との溶接後には、溶接部１０と錫めっき層２とが錫めっき層の無い部分９を介して離間されており、この錫めっき層の無い部分９が露出されている。
【００２９】
図４（ｂ）に示すように、本実施例における塗布部材としてのクリーム半田１２を錫めっき層の無い部分９に塗布する。このクリーム半田１２は、金属線１の錫めっき層の無い部分９の外面全周に渡って塗布される。
【００３０】
そして、図４（ｃ）に示すように、金属線１の錫めっき層の無い部分９は、クリーム半田１２によって覆われて被覆部１２’が形成される。このようにすれば、クリーム半田１２の塗布により被覆部１２’を錫めっき層の無い部分９に容易に形成することができる。
【００３１】
尚、本実施例では、露出した錫めっき層の無い部分９に塗布する塗布部材として、クリーム半田１２を用いたが、クリーム半田１２以外にも、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＰＳ、フッ素樹脂等の絶縁樹脂層によって被覆部１２’を形成してもよい。
【００３２】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００３３】
例えば、実施例では、金属線１の心材として、軟鋼線を用いているが、これ以外にも銅線を用いることができる。この場合は、この銅線（心材）からなる金属線１に錫めっき層２を直接形成することができる。
【００３４】
また、実施例では、金属線１の外周に錫１００％からなる錫めっき層２が形成されているが、必ずしも１００％の金属材料でめっき層を形成する必要はなく、例えば、錫にビスマス等の金属を添加した合金でめっき層を形成してもよい。
【００３５】
また、実施例では、錫めっき層２の除去手段としてカッター８等の機械的手段を例示したが、これに限らず、溶剤による除去や、レーザ照射による除去等を用いることもできる。
【００３６】
また、実施例では、金属線１の一端に、錫めっき層２が全く無い状態でアーク溶接を行うようになっているが、金属線１の一端に、少量の錫めっき層２を残した状態でアーク溶接を行うようにしてもよい。例えば、金属線１の一端より錫めっき層２及び錫めっき層の無い部分９を連続して設け、金属線１の一端とアルミニウム線５の一端とを互いに当接させ、アーク溶接を行うようにする。このようにすれば、少量の錫めっき層２が介在することで、金属線１とアルミニウム線５との接触抵抗が低い状態で電流を流すことができ、そのため溶接不良が低減されるようになる。尚、このようにしても、アーク溶接により形成される金属線１とアルミニウム線５との溶接部１０は、錫の混合割合が低くなり、リード端子における溶接部１０のウィスカの発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）は、実施例における金属線の表面に形成された錫めっき層の除去工程を示す概略断面図であり、（ｂ）は、錫めっき層が除去された金属線を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）は、金属線とアルミニウム線の溶接前の状態を示す概略断面図であり、（ｂ）は、金属線とアルミニウム線の溶接時の状態を示す概略断面図であり、（ｃ）は、金属線とアルミニウム線の溶接後の状態を示す概略断面図である。
【図３】（ａ）は、金属線とアルミニウム線の溶接後の状態を示す概略断面図であり、（ｂ）は、錫めっき層が錫めっき層の無い部分に向かって圧延される状態を示す概略断面図であり、（ｃ）は、溶接後の金属線とアルミニウム線に被覆部が形成された状態を示す概略断面図である。
【図４】（ａ）は、変形例における金属線とアルミニウム線の溶接後の状態を示す概略断面図であり、（ｂ）は、錫めっき層の無い部分にクリーム半田が塗布される状態を示す概略断面図であり、（ｃ）は、溶接後の金属線とアルミニウム線に被覆部が形成された状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１                金属線
２                錫めっき層（金属めっき層）
２’              被覆部
３                銅被覆層
４                鋼線
５                アルミニウム線
６                丸棒部
７                扁平部
８                カッター
９                錫めっき層の無い部分（金属めっき層の無い部分）
１０              溶接部
１１              圧延金型
１２              クリーム半田（塗布部材）
１２’            被覆部
１３              固定チャック
１４              可動チャック
１４ａ            金型部
【図１】
2009246223.tif 000003
【図２】
2009246223.tif 000004
【図３】
2009246223.tif 000005
【図４】
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