JPH0583169B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は電子部品の製造方法の改良およびこ
の製造方法に適した電子部品の製造装置にかか
り、特に電子部品の外部接続用の端子と電子部品
素子から導出した帯状のリード線との接続構造に
関する。 〔従来の技術〕 通常の電子部品、特に比較的大型の電子部品、
例えば電解コンデンサ、コンデンサ素子を収納し
た外装ケースの開口部に、外部接続用の端子が固
着された封口板を装着して形成している。 このような電子部品では、封口板を貫通して封
口板の裏面に突出した端子の端面に、電子部品素
子から導出した帯状のリード線を、その先端部分
に形成した透孔を挿通させて係留し、更にワツシ
ヤ等を装着してこれらを一体に圧接した端子構造
を有している。 ところが、このような電子部品の端子構造で
は、リード線と外部接続用の端子は、端子の端部
を介して圧接による機械的な接続が行われている
に過ぎない。このような機械的な接続の場合、各
部位間の接触抵抗は避けられず、そのため電気的
特性の劣化を招くことがあつた。特に電解コンデ
ンサの場合、損失やインピーダンス値が大きくな
り、また静電容量値も不安定になつてしまう。 そこで、電子部品素子から導出したリード線と
端子の端部とを冷間圧接、超音波溶接、あるいは
アーク溶接等の電気的な溶接、レーザ溶接等によ
り接続する手段が考えられている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、冷間圧接、超音波溶接等による端子と
リード線との接続では、接触抵抗が低く、電気的
接続は良好となるが、その接続強度が脆弱である
ため、リード線と端子とを接続したのち、外装ケ
ースに収納する工程中に、あるいは外装ケースに
収納したのちに、リード線が端子から離脱してし
まうことがあつた。 更に、通常の圧接、超音波溶接等の手段による
接続方法では、接続工程に必要な治具を封口板と
電子部品素子との間〓に装着する必要がある。ま
た、特に圧接によりリード線と端子とを接続する
場合には、端子の端部に装着し、リード線と封口
板との間〓にワツシヤ等の別部材を配置する必要
があつた。そのため、電子部品素子から導出する
リード線は、接続工程で必要な治具を装着する空
間、あるいはワツシヤおよびリベツト部の圧潰部
による空間のため、一定の長さ寸法以下に形成す
ることはできない。 帯状のリード線の長さは電子部品のインピーダ
ンス特性に大きな影響があり、短いほどインピー
ダンス値は低くなる。しかし、従来の端子構造に
よる場合、前記のような製造工程上の要請から、
リード線を短くすることには限界があつた。 また、電気的な溶接、例えばアーク溶接等の放
電によりリード線と端子とを接続する場合は、そ
の溶接部にカーボン等の不純物が付着してしま
う。また冷間圧接、超音波溶接により接続する場
合は、その溶接部に、リード線および端子とは異
なる金属からなる溶接用の治具を圧着しているの
で、溶接部に異種金属が微量に残存してしまうこ
とがあつた。 このようにカーボン、異種金属等が溶接部に付
着すると、特に電解液を使用する電解コンデンサ
においては、腐食等の原因となつてしまう。その
ため、電子部品の信頼性が損なわれるほか、リー
ド線と端子とを溶接した後にカーボン等の不純物
を除去する工程は、製造工程を著しく煩雑にして
しまう。 このような不都合を解消するための手段とし
て、外部接続用の端子とリード線とをレーザ溶接
することも考えられる。レーザ溶接による溶接で
は、充分な接続強度を得ることが容易となり、電
気的な接続状態も良好となるとともに、前記のよ
うなカーボンの発生も見られない。 更に、レーザ溶接によれば、ワツシヤ等を必要
とせず、また治具を封口板と電子部品素子との間
〓に装着する必要もないので、リード線を短く形
成することが可能とな、インピーダンス特性を改
善することができる。 しかしながら、レーザ溶接では、0.15mm〜0.25
mm程度の薄い帯状のリード線にレーザ光を照射す
る。そのため、充分な溶接強度を得るため、レー
ザ光の出力を上げると、リード線を穿孔してしま
うことがあつた。逆に、リード線に穿孔しない程
度の出力では、充分な溶接強度を得ることが困難
となる場合がある。 通常、第２図ａに示したように、溶接面に対し
て垂直方向からレーザ光１０を照射して溶接する
場合、その溶接帯１２は中心部分において最も深
く、周辺にわたつて暫時浅くなる椀状に形成され
る。そのため、レーザ照射による溶接において
は、その溶接点（溶接帯１２）の中心部分にレー
ザ光１０が集中してしまい、リード線４を穿孔し
てしまうことがあつた。 レーザ光１０の焦点をややずらすことによつて
このような不都合はある程度解消できるが、その
調整が煩雑であるとともに、焦点をぼかすため、
レーザ光１０の出力を上げる必要があり、レーザ
光源の耐久性に悪影響を及ぼしてしまう。 この発明の第１の目的は、電子部品素子から導
出したリード線と外部接続用の端子との接続状態
を良好にすることにある。 また、この発明の第２の目的は、前記第１の目
的を達成するのに適した電子部品の製造装置の提
供にある。 〔課題を解決するための手段〕 この発明は、電子部品素子を収納した外装ケー
スの開口部を、外部接続用の端子を固着させた封
口板で密封する電子部品の製造方法において、平
坦状に形成された端子の端面に、電子部品素子か
ら導出した帯状のリード線を載置するとともに、
この端子の端面に対して斜め方向からレーザ光を
照射し、端子とリード線とを溶接することを特徴
としている。 また、このような製造方法に適した電子部品の
製造装置として、レーザ光の集光レンズと、この
集光レンズを電子部品素子から導出した帯状のリ
ード線の表面に対して一定の角度をもつて固定す
る支持体と、支持体を介して集光レンズの焦点を
移動させる手段とを備え、リード線に対して斜め
方向からレーザ光を照射するとともに、その焦点
の移動によりリード線に複数の溶接点を設けるこ
とを特徴としている。 更にこの製造装置において、レーザ光は、集光
レンズに連結した光フアイバを介して集光レンズ
に供給されること、あるいはこの光フアイバを10
ｍ以上のステツプ型の光フアイバとしたことを特
徴としている。 〔作用〕 図面に示したように、この発明では、電子部品
素子１から導出した帯状のリード線４は、封口板
２を貫通して裏面に突出した端子３、すなわち端
子３の端面に載置され、レーザ照射により溶接さ
れている。そして、このレーザ光１０は、リード
線４の表面に対して斜めの方向から照射されてい
る。 前記のように、溶接面に対して垂直方向からレ
ーザ光１０を照射した場合、第２図ａに示すとお
りその溶接帯１２は椀状に形成される。 この発明による製造方法では、第２図ｂに示し
たように、レーザ光１０がリード線４の表面に対
して斜め方向から照射されるため、その溶接帯１
３は押し潰されたようにほぼ均一となり、リード
線４に穿孔することがなくなるとともに、より広
い範囲に渡つて溶接帯１３を設けることができる
ようになる。 また、レーザ光１０を集光する集光レンズ５の
焦点は、この集光レンズ５を一定の角度をもつて
支える支持体７の運動に伴つて移動する。そのた
め、リード線４に複数の溶接点８を設ける場合
に、その位置決めを支持体７の移動距離の調整の
みで行うことが可能となる。また、集光レンズ５
には、光フアイバ６が直結されているため、レー
ザ光１０は支持体７の運動を介する集光レンズ５
の移動に関わりなく、集光レンズ５に送られるこ
とになる。 更に、集光レンズ５に直結された光フアイバ６
は、その光源から10ｍ以上の長さ寸法を有するス
テツプ型のものとした。 一般に、光フアイバは、光を伝播するコア部分
と光をコア部分に閉じ込めるクラツド部分からな
り、コア部分の光の屈折率によつてステツプ型と
グレーデツト型に分類される。グレーデツト型の
光フアイバは、コア部分の屈折率が半径方向に連
続的に変化しており、中心軸上で最も屈折率が高
く形成されている。そのため、グレーテツト型の
光フアイバによる光の伝播は、コア部分内で曲線
状に蛇行する軌跡を示す。これに対してステツプ
型を光フアイバは、コア部分の屈折率が均一であ
り、光はコア部分とクラツド部分との境界で反射
を繰り返しつつ折線状に進行する、そのため、光
をこのステツプ型の光フアイバを介して一定の距
離伝播させると、伝播する光が互いに干渉し合
い、そのパルス波形が崩れ、全体としてコア部分
における光が均一に伝播されることになる。 前記のように、電子部品の製造においては、ア
ルミニウムからなる薄い帯状の素材であるリード
線４にレーザ照射するため、溶接点８におけるレ
ーザ光は均一であることが望ましく、発明者の実
験の結果、ステツプ型の光フアイバ６を光源から
10ｍ以上とすると、溶接状態が良好になることが
判明した。 実験では、レーザ光を溶接面に対して垂直方向
から出力30J、パルス幅８ｍｓのレーザ光を照射
して行つた。そして、光源から集光レンズ５まで
をグレーテツド型の光フアイバ（）とステツプ
型の光フアイバ（）とで結び、それぞれ距離を
(a)３ｍ、(b)５ｍ、(c)10ｍ、(d)15ｍとした。また、
焦点ズラシはそれぞれ１mmとし、その溶接強度
（溶接部分における引つ張り強度／Kg）の測定お
よび目視による溶接部分の状態を確認した。その
結果を以下に示す。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を図面にしたがい説明す
る。 第１図は、この発明の製造方法によるリード線
と端子との接続工程を説明する斜視図、第２図は
リード線と端子との溶接状態を示す説明図であ
る。また第３図および第４図は、この発明の製造
装置を表す正面図である。 なお、この実施例においては、電解コンデンサ
を例に採り説明する。 第１図に示すように、コンデンサ素子１は、図
示しない電極箔を巻回して形成しているととも
に、コンデンサ素子１の電極箔には、アルミニウ
ム等からなる帯状のリード線４が、公知の手段で
電気的に接続されている。そしてこのリード線４
は、コンデンサ素子１の一方の端面から外部に導
出されている。 封口板２は、耐熱性の合成樹脂、例えばフエノ
ール樹脂等からなる硬質板と弾性ゴム等の弾性体
とを張り合わせて形成し、その中央部付近には、
外部接続用の端子３が固着されている。端子３の
端面は、封口板２を貫通して封口板２の端面から
突出している。 コンデンサ素子１から導出したリード線４と端
子３との接続工程は、先ず、移送ベルト１１等に
より移送された封口板２と、別の手段で移送され
たコンデンサ素子１とを所定箇所に配置する。こ
のときリード線４は、端子３の端面に載置され、
次いで第２図ｂに示したように、レーザ光１０を
リード線４の表面に対して斜め方向から照射し、
溶接帯１３を形成する。この実施例では、イツト
リウム・アルミニウム・ガーネツト（YAG）レ
ーザを、出力エネルギー35.0J、パルス幅7.5ｍ
ｓ、焦点ズラシ＋2.0mmの条件で、４点照射した。 集光レンズ５は、第３図に示すように、レーザ
光の光源から10ｍの光フアイバ６で直結されてい
るとともに、垂直に対して一定の角度θで支持体
７に固定されている。この実施例において、集光
レンズ５は、垂直に対して約30°の角度をもつて
支持体７に固着されている。 そのため、集光レンズ５を介してリード線４に
照射されるレーザ光は、リード線４の表面に対し
て仰角60°で照射されることになり、第１図に示
すように、その溶接点８はやや楕円状になる。 更に集光レンズ５の焦点は、第４図に示したよ
うに、この集光レンズ５を支持する支持体７の運
動に応じて移動し、第１図に示した溶接点８を移
動させ、複数の溶接点を設ける。この実施例で
は、支持体７にサーボモータ９を連結し、このサ
ーボモータ９の回転運動により集光レンズ５を回
転させた。そしてサーボモータ９を１秒間に４回
停止させてレーザ光を照射し、1.2mm間隔の溶接
点８を設けた。 このように、コンデンサ素子１から導出したリ
ード線４を封口板２に固着した端子３に溶接した
後、コンデンサ素子１を図示しない外装ケースに
収納し、外装ケースの開口部を封口板２で密封し
てコンデンサを得る。 この実施例により得られたコンデンサの端子３
とリード線４との接続状態を目視により確認した
ところ、いずれの溶接点８にも穿孔は見られず、
その溶接強度は、4.65Kgであつた。 〔発明の効果〕 以上のようにこの発明は、電子部品素子を収納
した外装ケースの開口部を、外部接続用の端子を
固着させた封口板で密封する電子部品の製造方法
において、平坦状に形成された端子の端面に、電
子部品素子から導出した帯状のリード線を載置す
るとともに、この端子の端面に対して斜め方向か
らレーザ光を照射し、端子とリード線とを溶接す
ることを特徴としているので、従来の圧接による
接続以上の接続強度を実現しつつ、リード線に穿
孔することなく良好な接続状態とすることができ
る。 また、レーザ光は、リード線に対して斜めの方
向から照射されるため、従来直角方向からレーザ
光を照射した状態と比較して、リード線からの反
射光が集光レンズに照射されることがなくなる。
そのため、集光レンズおよびレーザ光源の耐久性
が向上する。 更に、レーザ照射による溶接工程では、集光レ
ンズを一定の角度で固定する支持体を介して、例
えばモータ等の手段による回転運動に伴い、集光
レンズの焦点を移動させる電子部品の製造装置に
より、レーザ光を斜めの方向から照射し、かつ複
数の溶接点を設けることができるので、集光レン
ズの移動のみでリード線上における溶接点を移動
させることができ、製造装置が簡略になるととも
に、製造工程の高速化が図れる。 また、この集光レンズに光フアイバを連結して
レーザ光を供給する場合、集光レンズの移動に関
わりなく常に所望の条件で溶接部分に照射するこ
とが可能となり、製造工程が容易となる。 更に、この光フアイバを、10ｍ以上のステツプ
型の光フアイバとしたことを特徴としているの
で、レーザ光のパルス波形が崩れ、均一な状態と
なるので、リード線に穿孔することを更に抑制す
ることができ、その接続状態を良好にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の製造方法によるリード線
と端子との接続工程を説明する斜視図、第２図は
リード線と端子との溶接状態を示す説明図であ
る。また第３図および第４図は、この発明の製造
装置を表す正面図である。 １……電子部品素子（コンデンサ素子）、２…
…封口板、３……端子、４……リード線、５……
集光レンズ、６……光フアイバ、７……支持体、
８……溶接点、９……サーボモータ、１０……レ
ーザ光、１１……移送ベルト、１２，１３……溶
接帯。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子部品素子を収納した外装ケースの開口部
   を、外部接続用の端子を固着させた封口板で密封
   する電子部品の製造方法において、平坦状に形成
   された端子の端面に、電子部品素子から導出した
   帯状のリード線を載置するとともに、この端子の
   端面に対して斜め方向からレーザ光を照射し、端
   子とリード線とを溶接することを特徴とする電子
   部品の製造方法。 ２ レーザ光の集光レンズと、この集光レンズを
   電子部品素子から導出した帯状のリード線の表面
   に対して一定の角度をもつて固定する支持体と、
   支持体を介して集光レンズの焦点を移動させる手
   段とを備え、リード線に対して斜め方向からレー
   ザ光を照射するとともに、その焦点の移動により
   リード線に複数の溶接点を設けることを特徴とす
   る電子部品の製造装置。 ３ レーザ光は、集光レンズに連結した光フアイ
   バを介して集光レンズに供給することを特徴とす
   る請求項２記載の電子部品の製造装置。 ４ 光フアイバは、光源からの距離を10ｍ以上の
   ステツプ型の光フアイバとしたことを特徴とする
   請求項３記載の電子部品の製造装置。