JP2011222917A - Electrochemical device and circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＥＤＬＣ（電気二重層キャパシタ）等の電気化学デバイス及び回路基板に関する。 The present invention relates to an electrochemical device such as an EDLC (electric double layer capacitor) and a circuit board.
従来のフラット型の電気化学デバイスは、例えば特許文献１に記載されている。このようなフラット型の電気化学デバイスでは、平面形状が四角形の外装体の内部から外方に向けて、複数のリードが延びている。これらのリードは、電解液に対する耐性と電気導電性の双方を満たす必要から、一般にはアルミニウムからなり、半田材料によって、電極パッドに電気的に接続される。 A conventional flat-type electrochemical device is described in Patent Document 1, for example. In such a flat type electrochemical device, a plurality of leads extend from the inside to the outside of the exterior body having a square planar shape. Since these leads need to satisfy both resistance to the electrolyte and electrical conductivity, they are generally made of aluminum and are electrically connected to the electrode pads by a solder material.
しかしながら、アルミニウムからなるリードの場合、半田材料に対する濡れ性が低いため、電極パッドとリードとの間の固定強度が低くなるという問題がある。 However, in the case of a lead made of aluminum, there is a problem that the fixing strength between the electrode pad and the lead is low because the wettability to the solder material is low.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、電極パッドとリードとの間の固定強度を向上可能な電気化学デバイス及び回路基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an electrochemical device and a circuit board capable of improving the fixing strength between an electrode pad and a lead.
上述の課題を解決するため、本発明に係る電気化学デバイスは、外装体内に収容された充放電体と、前記充放電体から延びたリードと、を有する電気化学デバイスにおいて、前記リードは、Ａｌを含むリード本体と、前記リード本体の先端部に設けられ、前記リード本体の側面位置を境界として折り曲げられ、前記リード本体の上下面及び側面を被覆し、所定領域が前記リード本体に溶接された金属薄膜と、を備え、前記金属薄膜は、Ｎｉを含む薄膜本体と、折り曲げられた前記薄膜本体の少なくとも外側表面を被覆しＳｎを含むメッキ層と、を有し、折り曲げられた前記薄膜本体の内側表面の特定領域と、前記リード本体の上面とは、前記所定領域において、前記メッキ層を介することなく、直接接触して溶接されており、前記リード本体の下面は前記薄膜本体とは溶接されていないことを特徴とする。なお、回路基板上に電気化学デバイスを搭載する場合において、リード本体における回路基板側に位置する面を下面とし、これとは逆側の面を上面とする。 In order to solve the above-described problems, an electrochemical device according to the present invention includes a charge / discharge body accommodated in an exterior body, and a lead extending from the charge / discharge body. A lead body including: a lead body including a lead body, bent at a side face position of the lead body, covering the top and bottom surfaces and side faces of the lead body, and a predetermined region welded to the lead body A thin film body including Ni, and a plating layer covering at least the outer surface of the folded thin film body and including Sn, and the folded thin film body. The specific region of the inner surface and the upper surface of the lead body are welded in direct contact with each other in the predetermined region without going through the plating layer. The lower surface is characterized by not being welded to the film body. In addition, when mounting an electrochemical device on a circuit board, let the surface located in the circuit board side in a lead body be a lower surface, and let the surface on the opposite side be an upper surface.
金属薄膜の表面にはＳｎを含むメッキ層が含まれており、半田材料との濡れ性が高いため、金属薄膜と電極パッドとは半田材料を介して強固に固定される。ここで、メッキ層が形成される薄膜本体にはＮｉが含まれているため、ＮｉとＳｎとは強固に接合している。また、折り曲げられた金属薄膜の外側表面の上面まで、半田材料は這い上がることができるため、更に電極パッドと金属薄膜との間の固定強度を高めることができる。金属薄膜のメッキ層が形成されていない領域は、Ａｌを含むリード本体に溶接されているが、ＮｉとＡｌとは強固に溶接可能であるため、金属薄膜とリード本体とも強固に固定される。したがって、電極パッドとリードとの間の固定強度を著しく向上させることが可能となる。 Since the surface of the metal thin film includes a plating layer containing Sn and has high wettability with the solder material, the metal thin film and the electrode pad are firmly fixed via the solder material. Here, since the thin film main body on which the plating layer is formed contains Ni, Ni and Sn are firmly bonded. Further, since the solder material can crawl up to the upper surface of the outer surface of the bent metal thin film, the fixing strength between the electrode pad and the metal thin film can be further increased. The region where the plating layer of the metal thin film is not formed is welded to the lead body containing Al. However, since Ni and Al can be welded firmly, the metal thin film and the lead body are firmly fixed. Therefore, the fixing strength between the electrode pad and the lead can be remarkably improved.
なお、金属の溶接においては、その溶接領域に凹凸面が形成される。薄膜本体はリード本体の上面のみで溶接されており、上面には凹凸が形成されるが、リード本体の下面においては溶接が行われていないため、リード本体の下面側に位置する薄膜本体の平坦性は保持されている。このように、薄膜本体が平坦である場合、毛細管現象が有効に機能し、その下部に配置される電極パッドとの間の隙間に半田材料が入り込みやすくなる。したがって、薄膜本体と電極パッド間の抵抗が低くなる。また、リード本体の下面と薄膜本体とは溶接されておらず、これらは僅かに離間しているので、かかる隙間にも半田材料が若干入り込む。したがって、薄膜本体とリード本体との間の抵抗が低くなり、且つ、固定強度が高くなる。 In metal welding, an uneven surface is formed in the welding region. The thin film body is welded only on the top surface of the lead body, and the top surface is uneven, but the bottom surface of the lead body is not welded, so the thin film body located on the bottom surface side of the lead body is flat. Sex is preserved. As described above, when the thin film main body is flat, the capillary phenomenon effectively functions, and the solder material easily enters the gap between the electrode pads disposed below the thin film main body. Therefore, the resistance between the thin film body and the electrode pad is reduced. Further, since the lower surface of the lead body and the thin film body are not welded and are slightly separated from each other, the solder material slightly enters the gap. Therefore, the resistance between the thin film main body and the lead main body is reduced, and the fixing strength is increased.
また、本発明の電気化学デバイスでは、折り曲げられた前記金属薄膜の折り曲げ軸方向の両端位置近傍において、前記薄膜本体の内側表面上には、前記薄膜本体の長手方向に沿って前記メッキ層が形成されていることを特徴とする。 In the electrochemical device of the present invention, the plating layer is formed along the longitudinal direction of the thin film body on the inner surface of the thin film body in the vicinity of both end positions in the folding axis direction of the bent metal thin film. It is characterized by being.
この両端位置（例：リードの幅方向両端位置）近傍において、メッキ層を形成しておくことで、メッキ層の断面形状（リード長手方向に垂直な断面形状）の輪郭線が直線性を帯びてくる。換言すれば、メッキ層の厚みのバラツキが少なくなるため、製品誤差が少なくなり、安定した品質の電気化学デバイスを提供することができる。 By forming a plating layer in the vicinity of both end positions (eg, both ends in the width direction of the lead), the contour line of the cross-sectional shape of the plating layer (cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the lead) becomes linear. come. In other words, since variations in the thickness of the plating layer are reduced, product errors are reduced, and an electrochemical device with stable quality can be provided.
また、本発明の電気化学デバイスでは、前記メッキ層の厚みは、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする。すなわち、厚みが０．５μｍ未満の場合、メッキ層に欠陥が発生する可能性があり、１０μｍを超える場合には溶接を妨害する傾向があるからである。 In the electrochemical device of the present invention, the plating layer has a thickness of 0.5 μm or more and 10 μm or less. That is, if the thickness is less than 0.5 μm, defects may occur in the plating layer, and if it exceeds 10 μm, there is a tendency to interfere with welding.
また、本発明の電気化学デバイスでは、前記薄膜本体の厚みは、５０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする。薄膜本体の厚みが５０μｍを下回る場合には、上述のメッキ層構造を形成する場合において、薄膜本体の非メッキ領域に粘着テープを貼り付けてから、メッキを行い、しかる後に、粘着テープをはがすことになるが、この際に、薄膜本体が振動して、薄膜本体にシワ、よじれ、折れ曲がりなどが生じる傾向があり、このような不良は制御できないので、製品の品質に誤差が発生する。また、薄膜本体の厚みが５００μｍを超える場合には、リードとの接合が困難になるという現象が生じるため好ましくない。本発明では、薄膜本体の厚みを上述の範囲内に設定することにより、これらの不具合を抑制することが可能となる。 In the electrochemical device of the present invention, the thickness of the thin film body is 50 μm or more and 500 μm or less. When the thickness of the thin film main body is less than 50 μm, in the case of forming the above-mentioned plated layer structure, the adhesive tape is applied to the non-plated area of the thin film main body, then plated, and then the adhesive tape is peeled off. However, at this time, the thin film main body tends to vibrate, and the thin film main body tends to be wrinkled, kinked, bent, and the like. Since such defects cannot be controlled, an error occurs in product quality. In addition, when the thickness of the thin film main body exceeds 500 μm, a phenomenon that it becomes difficult to bond with the lead occurs, which is not preferable. In the present invention, it is possible to suppress these problems by setting the thickness of the thin film body within the above range.
また、本発明の電気化学デバイスでは、折り曲げられた前記金属薄膜の前記リード長手方向の寸法は、１ｍｍ以上であることを特徴とする。 In the electrochemical device of the present invention, the dimension of the bent metal thin film in the lead longitudinal direction is 1 mm or more.
この寸法が１ｍｍ未満の場合には半田による電極パッドとの接合強度が低下する傾向があり、１ｍｍ以上の場合、特に２ｍｍ以上の場合には接合強度が得られる。なお、この寸法は５ｍｍ以下であることが好ましく、この場合には十分な接続強度を得ることができる。 When this dimension is less than 1 mm, the bonding strength of the solder to the electrode pad tends to be reduced, and when it is 1 mm or more, particularly when it is 2 mm or more, the bonding strength can be obtained. In addition, it is preferable that this dimension is 5 mm or less, and in this case, sufficient connection strength can be obtained.
また、本発明の電気化学デバイスでは、前記メッキ層は、９８±１（質量％）のＳｎと２±１（質量％）のＣｕを含むことを特徴とする。±１（質量％）は許容される誤差である。 In the electrochemical device of the present invention, the plating layer contains 98 ± 1 (mass%) Sn and 2 ± 1 (mass%) Cu. ± 1 (% by mass) is an allowable error.
この場合には、半田接合時に半田の融点が下がり、容易に接合することができるという効果がある。 In this case, there is an effect that the melting point of the solder is lowered at the time of solder joining, and the joining can be easily performed.
また、リード本体の幅よりも、金属薄膜の幅の方が大きい場合、リード本体から突き出た部分の金属薄膜にも半田材料がのりやすくなり、引っ張り強度やねじり強度などが増すことになる。 In addition, when the width of the metal thin film is larger than the width of the lead body, the solder material is easily applied to the metal thin film protruding from the lead body, and the tensile strength and torsion strength are increased.
また、本発明の回路基板は、上述のいずれかの電気化学デバイスと、前記電気化学デバイスが搭載され、電極パッドを備えた基板と、前記外装体の裏面と、前記基板との間に介在する両面粘着テープと、前記電極パッドと前記金属薄膜との間に介在すると共に、前記金属薄膜の外側上面上に至る半田材料と、を備えることを特徴とする。 The circuit board of the present invention is interposed between any one of the above-described electrochemical devices, the substrate on which the electrochemical device is mounted, and provided with electrode pads, the back surface of the exterior body, and the substrate. A double-sided pressure-sensitive adhesive tape, and a solder material interposed between the electrode pad and the metal thin film and reaching the outer upper surface of the metal thin film are provided.
この場合、リードと電極パッドとが強固に固定されると共に、外装体の裏面と基板とが両面粘着テープによって強固に固定されるため、振動に対して強い回路基板となる。 In this case, since the lead and the electrode pad are firmly fixed, and the back surface of the outer package and the substrate are firmly fixed by the double-sided adhesive tape, the circuit substrate is strong against vibration.
また、本発明の回路基板において、前記半田材料は、Ｓｎ及びＣｕを含むことを特徴とする。このような材料の場合にはメッキ層に含まれるＳｎとの親和性がよいため、半田材料の濡れ性が高くなるが、Ｃｕが含まれているため半田接合時に半田の融点が下がり，容易に接合することができるという効果がある。また、この半田材料には微量のＡｇが含まれていることが更に好ましい。この場合には、半田接合後の耐久性が向上するという効果がある。 In the circuit board according to the present invention, the solder material contains Sn and Cu. In the case of such a material, since the affinity with Sn contained in the plating layer is good, the wettability of the solder material is increased. However, since Cu is contained, the melting point of the solder is lowered at the time of soldering, and it is easily performed. There is an effect that it can be joined. Further, it is more preferable that this solder material contains a small amount of Ag. In this case, there is an effect that durability after soldering is improved.
本発明の電気化学デバイス及び回路基板によれば、電極パッドとリードとの間の固定強度を向上させることができるため、信頼性に優れるものとなる。 According to the electrochemical device and the circuit board of the present invention, since the fixing strength between the electrode pad and the lead can be improved, the reliability is excellent.
以下、実施の形態に係る電気化学デバイスについて説明する。同一要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the electrochemical device according to the embodiment will be described. The same reference numerals are used for the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
図１は、実施形態に係る電気化学デバイスの斜視図、図２は、この電気化学デバイスのＩＩ−ＩＩ矢印断面図、図３は、この電気化学デバイスのＩＩＩ−ＩＩＩ矢印断面図である。また、図８は、電気化学デバイスが取り付けられた回路基板のＸＺ断面図である。 FIG. 1 is a perspective view of an electrochemical device according to an embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along arrow II-II of the electrochemical device, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along arrow III-III of the electrochemical device. FIG. 8 is an XZ sectional view of a circuit board to which an electrochemical device is attached.
この電気化学デバイス１０は、外装体１内に収容された充放電体２と、充放電体２から延びた複数のリード３とを有している。外装体１は、方形の上部ラミネートシート１Ａと、方形の下部ラミネートシート１Ｂとを重ね合わせ、これらの周囲の４辺近傍領域を接着してなる。ラミネートシート１Ａ，１Ｂは、それぞれアルミニウム薄膜の内側表面を樹脂層で被覆してなるものである。外装体１の厚み方向をＺ軸とし、幅方向をＹ軸、長さ方向をＸ軸として、図１に記載のように三次元直交座標系を設定する。外装体１のＹ軸方向の両端近傍部位１Ｙ１，１Ｙ２は、Ｘ軸に沿った境界線を境に内側に折り曲げられており、外装体１の機械的強度が向上している。 The electrochemical device 10 includes a charge / discharge body 2 accommodated in the exterior body 1 and a plurality of leads 3 extending from the charge / discharge body 2. The exterior body 1 is formed by superimposing a rectangular upper laminate sheet 1A and a rectangular lower laminate sheet 1B and bonding regions around the four sides around these. Laminate sheets 1A and 1B are each formed by coating the inner surface of an aluminum thin film with a resin layer. A three-dimensional orthogonal coordinate system is set as shown in FIG. 1 with the thickness direction of the outer package 1 as the Z axis, the width direction as the Y axis, and the length direction as the X axis. The portions 1Y1 and 1Y2 in the vicinity of both ends in the Y-axis direction of the exterior body 1 are bent inward with respect to the boundary line along the X-axis, and the mechanical strength of the exterior body 1 is improved.
外装体１の密閉された内部空間内には、電解液と共に電池素体としての充放電体２が配置されている。リード３を介して、充放電体２には電荷を蓄積することができると共に、蓄積された電荷を放出することも可能である。充放電体２の構造としては、種々のものがあるが、ここでは直列接続されたキャパシタであるものとする。すなわち、この場合には電気化学デバイス１０は、ＥＤＬＣ（電気二重層キャパシタ）を構成している。 A charge / discharge body 2 serving as a battery body is disposed in the sealed internal space of the exterior body 1 together with the electrolytic solution. Charges can be accumulated in the charge / discharge body 2 via the leads 3 and the accumulated charges can be discharged. There are various structures of the charging / discharging body 2, but here, it is assumed that the capacitors are connected in series. That is, in this case, the electrochemical device 10 constitutes an EDLC (electric double layer capacitor).
ここで、ＥＤＬＣの内部の電気回路構造を図１４に示す。 Here, an electric circuit structure inside the EDLC is shown in FIG.
充放電体２は、キャパシタ２Ａとキャパシタ２Ｂとを直列に接続してなり、これらの接続点にはリード３２が電気的に接続され、キャパシタ２Ａ及びキャパシタ２Ｂの前述の接続点とは異なる端子にはリード３１及びリード３３がそれぞれ電気的に接続されている。外装体１の内部は、ポリプロピレン等からなるシーラント１Ｓにより２つの収容部に仕切られており、各収容部にキャパシタ２Ａとキャパシタ２Ｂとが別々に収容されている。外装体１内部の各収容部には、電解液ＬＱ１，ＬＱ２が充填されている。キャパシタ２Ａ，２Ｂを構成する各端子電極は、活物質層と集電体を積層してなる。また、キャパシタ２Ａ，２Ｂを構成する各端子電極間には、絶縁層としてのセパレータＳ１，Ｓ２がそれぞれ介在している。ＥＤＬＣにおいては、分極性導電体と電解質（液）との間には電荷が薄い層となって配列し、これらの間のバイアス印加によって電荷が蓄えられるが、中央のリード３２は、直列接続されたキャパシタ２Ａ及び２Ｂの接続点における電位を制御するために用いられている。 Discharge body 2 is constituted by connecting a capacitor 2A and the capacitor 2B in series, these are the connection points leads 3 2 are electrically connected, different terminals to the aforementioned connection point of the capacitors 2A and capacitor 2B lead 3 1 and the lead 3 3 are electrically connected respectively to the. The interior of the exterior body 1 is partitioned into two accommodating portions by a sealant 1S made of polypropylene or the like, and the capacitors 2A and 2B are separately accommodated in the accommodating portions. Each accommodating part inside the outer package 1 is filled with electrolytes LQ1 and LQ2. Each terminal electrode constituting the capacitors 2A and 2B is formed by laminating an active material layer and a current collector. In addition, separators S1 and S2 as insulating layers are interposed between the respective terminal electrodes constituting the capacitors 2A and 2B. In EDLC, arranged in a charge thin layer between the polarizable conductor and an electrolyte (liquid), but the charge by the bias applied between them is stored, 2 middle lead 3, connected in series It is used to control the potential at the connection point of the capacitors 2A and 2B.
活物質層は分極性電極である。この分極性電極は、多孔質材料からなり、活性炭にバインダ樹脂を混ぜて製造する。バインダ樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素を含む高分子化合物、又は、スチレンブタジエンゴムのようなゴム系の高分子化合物や，カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。必要に応じてカーボンブラック、カーボンナノチューブ、又は黒鉛の微粒子、微細繊維を導電助剤として配合することもできる。製造時においては、これらの材料を、集電体の片面もしくは両面に塗布する。 The active material layer is a polarizable electrode. This polarizable electrode is made of a porous material, and is manufactured by mixing activated carbon with a binder resin. Examples of the binder resin include fluorine-containing polymer compounds such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, rubber-based polymer compounds such as styrene butadiene rubber, and carboxymethyl cellulose. If necessary, carbon black, carbon nanotubes, fine particles of graphite, or fine fibers can be blended as a conductive aid. At the time of manufacture, these materials are applied to one side or both sides of the current collector.
集電体は金属箔からなり、平滑面を有するアルミニウム箔やチタン箔の他、これらの表面をエンボス加工やエッチング処理によって粗く加工したもの使用することができる。なお、電極製造方法として、活性炭に導電補助剤とバインダを加えてシート状にして集電体に接着する方法のほか、活性炭をスラリー状にして集電体に塗工する方法などもある。塗工する方法としては、アプリケータ方式、グラビア方式、リバースロール方式、エクストルージョン（ノズル）方式、ディップ方式等がある。 The current collector is made of a metal foil, and in addition to an aluminum foil and a titanium foil having a smooth surface, those whose surfaces are roughened by embossing or etching can be used. As an electrode manufacturing method, there is a method in which a conductive auxiliary agent and a binder are added to activated carbon to form a sheet and adhere to the current collector, or a method in which activated carbon is formed into a slurry and applied to the current collector. Examples of the coating method include an applicator method, a gravure method, a reverse roll method, an extrusion (nozzle) method, and a dip method.
セパレータＳ１，Ｓ２は、例えば質量比１０％以上のポリオレフィン系樹脂を含有した不織布または多孔質フィルムからなる。ポリオレフィン系樹脂の軟化点温度以上の温度環境下で、一対の分極性電極に圧力を加えることにより、分極性電極とセパレータとは接着することもできる。セパレータとして、セルロース不織布やアラミド繊維の不織布を用いることもできる。 Separator S1, S2 consists of a nonwoven fabric or a porous film containing polyolefin resin with a mass ratio of 10% or more, for example. The polarizable electrode and the separator can be bonded together by applying pressure to the pair of polarizable electrodes in a temperature environment equal to or higher than the softening point temperature of the polyolefin resin. A cellulose nonwoven fabric or an aramid fiber nonwoven fabric can also be used as the separator.
電解液としては水溶液系と有機系のものが知られている。有機系の電解液の溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、スルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシアセトニトリルなどあり、溶質としては、アンモニウム塩、アミン塩、或いはアミジン塩などが知られている。 As the electrolytic solution, an aqueous solution type and an organic type are known. Solvents for organic electrolytes include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, dimethylformamide, sulfolane, acetonitrile, propionitrile, methoxyacetonitrile, etc. Ammonium salts, amine salts, amidine salts and the like are known.
図１〜図３に戻り、電気化学デバイス１０の構造について説明する。 Returning to FIGS. 1 to 3, the structure of the electrochemical device 10 will be described.
電気化学デバイス１０において、リード３は、Ａｌを含むリード本体３Ａとその先端に固定された金属薄膜３ａとを備えている。金属薄膜３ａは、リード本体３Ａの先端部に固定されており、リード本体３Ａの側面位置を境界として折り曲げられている。また、図１に示す例では、金属薄膜３ａは、リード本体３Ａの上下面（ＸＹ面）及び側面（ＹＺ面）を被覆している。更に、図２に示すように、金属薄膜３ａの所定領域Ｒ３Ｕはリード本体３Ａの上面に溶接されている。なお、リード本体３Ａにおいては、Ａｌは主成分であるが、微量の不純物を含んでいても良い。リード本体３ＡにおけるＡｌの含有率は少なくとも５０質量％以上であり、電気伝導性と電解液に対する耐性を考慮すると、好適には９５質量％以上である。 In the electrochemical device 10, the lead 3 includes a lead main body 3A containing Al and a metal thin film 3a fixed to the tip thereof. The metal thin film 3a is fixed to the tip of the lead body 3A, and is bent with the side surface position of the lead body 3A as a boundary. In the example shown in FIG. 1, the metal thin film 3a covers the upper and lower surfaces (XY surface) and side surfaces (YZ surface) of the lead body 3A. Further, as shown in FIG. 2, the predetermined region R3U of the metal thin film 3a is welded to the upper surface of the lead body 3A. In the lead body 3A, Al is a main component, but may contain a small amount of impurities. The Al content in the lead main body 3A is at least 50% by mass, and is preferably 95% by mass or more in consideration of electric conductivity and resistance to the electrolytic solution.
金属薄膜３ａは、Ｎｉを含む薄膜本体３ａ１と、折り曲げられた薄膜本体３ａ１の少なくとも外側表面を被覆しＳｎを含むメッキ層３ａ２とを有している。溶接される所定領域はＲ３Ｕであり、これに対向する領域は溶接されていない。溶接される箇所は、金属薄膜３ａの全領域ではなく、一部領域である。すなわち、折り曲げられた薄膜本体３ａ１の内側表面の特定領域（上面の所定領域Ｒ３Ｕを含み、メッキ層３ａ２で被覆されていない露出領域）と、リード本体３Ａの表面（ＸＹ面）とは、メッキ層３ａ２を介することなく、直接接触しており、所定領域Ｒ３Ｕにおいて、露出した特定領域とリード本体３Ａの表面は溶接されている。 The metal thin film 3a has a thin film body 3a1 containing Ni and a plating layer 3a2 containing Sn and covering at least the outer surface of the folded thin film body 3a1. The predetermined region to be welded is R3U, and the region facing this is not welded. The place to be welded is not a whole area of the metal thin film 3a but a partial area. That is, the specific region (the exposed region including the predetermined region R3U on the upper surface and not covered with the plating layer 3a2) on the inner surface of the folded thin film body 3a1 and the surface (XY surface) of the lead body 3A are the plating layer. Direct contact is made without going through 3a2, and in the predetermined region R3U, the exposed specific region and the surface of the lead body 3A are welded.
金属薄膜３ａの折り曲げ軸の近傍の内側表面と、リード本体３Ａとの間には若干の隙間Ｓが存在しており、この隙間Ｓ内には、若干の半田材料が入りこみ、接続強度を高めることができる。 There is a slight gap S between the inner surface of the metal thin film 3a in the vicinity of the bending axis and the lead body 3A, and a slight amount of solder material enters the gap S to increase the connection strength. Can do.
薄膜本体３ａ１におけるＮｉの含有率は少なくとも５０質量％以上であり、Ａｌとの溶着が強固に行われる点を考慮すると、好適には９５質量％以上である。また、メッキ層３ａ２におけるＳｎの含有率は、半田材料との親和性等を考慮して決定されるが、本例の電気化学デバイスにおいては、メッキ層３ａ２は、９８±１（質量％）のＳｎと２±１（質量％）のＣｕを含む。±１（質量％）は許容される誤差である。この場合には、半田濡れ性とウィスカの非成長において改善効果がある。 The Ni content in the thin film main body 3a1 is at least 50 mass% or more, and is preferably 95 mass% or more in consideration of the fact that welding with Al is performed firmly. The Sn content in the plating layer 3a2 is determined in consideration of the affinity with the solder material, etc. In the electrochemical device of this example, the plating layer 3a2 has 98 ± 1 (mass%). Sn and 2 ± 1 (mass%) Cu are contained. ± 1 (% by mass) is an allowable error. In this case, there is an improvement effect in solder wettability and non-growth of whiskers.
金属薄膜３ａの表面にはＳｎを含むメッキ層３ａ２が含まれており、半田材料ＳＤ（図８参照）との濡れ性が高いため、金属薄膜３ａと電極パッドＥ１とは半田材料ＳＤを介して強固に固定される。図８の半田材料ＳＤは、メッキ層３ａ２及び電極パッドＥ１の双方に接触している。ここで、図２及び図３に示されるメッキ層３ａ２が形成される薄膜本体３ａ１にはＮｉが含まれているため、ＮｉとＳｎとは強固に接合している。 Since the surface of the metal thin film 3a includes a plating layer 3a2 containing Sn and has high wettability with the solder material SD (see FIG. 8), the metal thin film 3a and the electrode pad E1 are interposed via the solder material SD. It is firmly fixed. The solder material SD in FIG. 8 is in contact with both the plating layer 3a2 and the electrode pad E1. Here, since the thin film body 3a1 on which the plating layer 3a2 shown in FIGS. 2 and 3 is formed contains Ni, Ni and Sn are firmly bonded.
また、折り曲げられた金属薄膜３ａの外側表面の上面（Ｚ軸正方向のＸＹ面）まで、図８の半田材料ＳＤは這い上がる（半田材料を上から滴下した場合に上面に残留する）ことができるため、更に電極パッドＥ１と金属薄膜３ａとの間の固定強度を高めることができる。すなわち、Ａｌは溶融した半田材料を弾く性質を有しており、Ａｌのリード本体３Ａの側面が露出している場合には、この露出面が障害となって、半田材料ＳＤがそれ以上の高さまで這い上がることができず、上側から押さえるような形状で半田材料ＳＤを塗布することができないが、上述の実施形態に係る構造の場合には、リード本体３ＡのＡｌ側面が露出していないので、かかる不具合を解消し、強固な固定状態を形成することができる。 Further, the solder material SD in FIG. 8 may creep up to the upper surface (XY plane in the positive direction of the Z axis) of the outer surface of the bent metal thin film 3a (when the solder material is dropped from above, it remains on the upper surface). Therefore, the fixing strength between the electrode pad E1 and the metal thin film 3a can be further increased. That is, Al has a property of repelling the molten solder material. When the side surface of the Al lead body 3A is exposed, this exposed surface becomes an obstacle, and the solder material SD is higher than that. The solder material SD cannot be applied in such a shape as to be pressed up from above, but in the case of the structure according to the above-described embodiment, the Al side surface of the lead body 3A is not exposed. , It is possible to eliminate such problems and form a firm fixed state.
図２を参照すると、金属薄膜３ａのメッキ層３ａ２が形成されていない領域（折り曲げ前の長手方向中央線ＣＬに沿った領域（図４参照））は、Ａｌを含むリード本体３Ａに溶接されているが、ＮｉとＡｌとは強固に溶接可能であるため、金属薄膜３ａとリード本体３Ａとも強固に固定される。したがって、電極パッドＥ１（図８）とリード３との間の固定強度を著しく向上させることが可能となる。 Referring to FIG. 2, the region of the metal thin film 3a where the plating layer 3a2 is not formed (the region along the longitudinal center line CL before bending (see FIG. 4)) is welded to the lead body 3A containing Al. However, since Ni and Al can be welded firmly, the metal thin film 3a and the lead body 3A are also firmly fixed. Therefore, the fixing strength between the electrode pad E1 (FIG. 8) and the lead 3 can be remarkably improved.
また、本例の電気化学デバイス１０では、金属薄膜３ａは、図２に示すように、リード本体３Ａの上面のみで溶接されている。 Further, in the electrochemical device 10 of this example, the metal thin film 3a is welded only on the upper surface of the lead body 3A, as shown in FIG.
なお、金属の溶接においては、その溶接領域に凹凸面が形成される。薄膜本体３ａはリード本体３Ａの上面のみで溶接されており、リード本体３Ａの上面には凹凸が形成されている(図１５（Ａ）のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真参照)。なお、加工前の薄膜本体３ａの表面は平坦である。一方、リード本体３Ａの下面においては、溶接が行われていないため、リード本体３Ａの下面側に位置する薄膜本体３ａの平坦性は保持されている(図１５参照)。 In metal welding, an uneven surface is formed in the welding region. The thin film main body 3a is welded only on the upper surface of the lead main body 3A, and irregularities are formed on the upper surface of the lead main body 3A (see the SEM (scanning electron microscope) photograph in FIG. 15A). In addition, the surface of the thin film main body 3a before processing is flat. On the other hand, since the welding is not performed on the lower surface of the lead main body 3A, the flatness of the thin film main body 3a located on the lower surface side of the lead main body 3A is maintained (see FIG. 15).
このように、薄膜本体３ａが平坦である場合、毛細管現象が有効に機能し、その下部に配置される電極パッド（Ｅ１：図８参照）との間の隙間に半田材料が入り込みやすくなる。したがって、薄膜本体３ａと電極パッドＥ１との間の抵抗が低くなる。また、リード本体３Ａの下面と薄膜本体３ａとは溶接されておらず、これらは僅かに離間しているので、かかる隙間にも半田材料が側方から若干入り込む(図１５（Ｂ）参照)。したがって、薄膜本体３ａとリード本体３Ａとの間の抵抗が低くなり、且つ、固定強度が高くなる。 As described above, when the thin film body 3a is flat, the capillary phenomenon effectively functions, and the solder material easily enters the gap between the electrode pad (E1: see FIG. 8) disposed below the thin film body 3a. Therefore, the resistance between the thin film body 3a and the electrode pad E1 is reduced. Further, the lower surface of the lead main body 3A and the thin film main body 3a are not welded and are slightly separated from each other, so that the solder material slightly enters the gap from the side (see FIG. 15B). Therefore, the resistance between the thin film main body 3a and the lead main body 3A is reduced, and the fixing strength is increased.
更に、図２を参照すると、折り曲げられた金属薄膜３ａのリード長手方向（Ｘ軸方向）の寸法Ｘａは、１ｍｍ以上であること好ましい。この寸法Ｘａが１ｍｍ未満の場合には半田による電極パッドとの接合強度が低下する傾向があり、１ｍｍ以上の場合、特に２ｍｍ以上の場合には接続に必要な接合強度が得られる。なお、この寸法は５ｍｍ以下であることが好ましく、この場合には十分な接続強度が得られる。また、外装体１との境界位置からリード３のＸ軸方向の先端位置までのリード３の寸法ＸＡと、寸法Ｘａの比率ｒａ（＝ＸＡ／Ｘａ）は、１．２以上であることが好ましい。寸法の比率ｒａが１．２未満の場合には、外装体と接して外装体表面の樹脂層を傷つける場合があり、ショート不良率を増加させる傾向がある。 Furthermore, referring to FIG. 2, the dimension Xa of the bent metal thin film 3a in the lead longitudinal direction (X-axis direction) is preferably 1 mm or more. When the dimension Xa is less than 1 mm, the bonding strength between the solder and the electrode pad tends to be reduced. When the dimension Xa is 1 mm or more, particularly when it is 2 mm or more, the bonding strength necessary for connection can be obtained. In addition, it is preferable that this dimension is 5 mm or less, and sufficient connection strength is obtained in this case. Further, the ratio ra (= XA / Xa) between the dimension XA of the lead 3 from the boundary position with the exterior body 1 to the tip position of the lead 3 in the X-axis direction and the dimension Xa is preferably 1.2 or more. . When the dimensional ratio ra is less than 1.2, the resin layer on the surface of the exterior body may be damaged in contact with the exterior body, which tends to increase the short-circuit defect rate.
図４は、折り曲げ前の金属薄膜３ａの斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view of the metal thin film 3a before bending.
メッキ層３ａ２（メッキ層３ａ２１、３ａ２２、３ａ２３、３ａ２４、３ａ２５を含む）に関して説明すると、折り曲げられた金属薄膜３ａの折り曲げ軸ＢＬ（Ｙ軸）方向の両端位置近傍（各側面から金属薄膜３ａの折り曲げ軸ＢＬ方向の幅の１％から２０％以内の領域）において、薄膜本体３ａ１の（折り曲げ後の）内側表面上には、薄膜本体３ａ１の長手方向に沿って帯状のメッキ層３ａ２１、３ａ２２が形成されている。 The plating layer 3a2 (including the plating layers 3a21, 3a22, 3a23, 3a24, and 3a25) will be described. Near the both ends of the bent metal thin film 3a in the bending axis BL (Y axis) direction (the bending of the metal thin film 3a from each side surface). In a region within 1% to 20% of the width in the direction of the axis BL, strip-shaped plating layers 3a21, 3a22 are formed along the longitudinal direction of the thin film body 3a1 on the inner surface (after bending) of the thin film body 3a1. Has been.
図５（Ａ）には金属薄膜３ａのＹＺ断面図が示されている。図４の折り曲げ軸ＢＬ（Ｙ軸）方向の両端位置（リードの幅方向両端位置）近傍において、メッキ層３ａ２１、３ａ２２を形成しておくことで、メッキ層３ａ２の断面形状（リード長手方向に垂直な断面形状（ＹＺ断面））の輪郭線が、これを形成しない場合（Ｂ）に比較して、直線性を帯びてくる。図５（Ｂ）では、図５（Ａ）に対応するメッキ層３ａ２１，３ａ２２は形成されておらず、両端位置近傍のメッキ層が丸みを帯びて厚くなっている。一方、図５（Ａ）の形状の場合、側面のメッキ層３ａ２３，３ａ２４は均一な厚みであって、ＹＺ断面内において輪郭線が直線性を有しており、裏面側のメッキ層３ａ２５の輪郭線に対して概ね直交している。このように、図５（Ａ）の形状の場合、メッキ層３ａ２の厚みのバラツキが少なくなるため、製品誤差が少なくなり、安定した品質の電気化学デバイスを提供することができる。 FIG. 5A shows a YZ sectional view of the metal thin film 3a. By forming the plating layers 3a21 and 3a22 in the vicinity of both end positions in the bending axis BL (Y-axis) direction (end position in the lead width direction) in FIG. 4, the cross-sectional shape of the plating layer 3a2 (perpendicular to the longitudinal direction of the lead) The outline of a simple cross-sectional shape (YZ cross-section) is linear as compared with the case where the outline is not formed (B). In FIG. 5 (B), the plating layers 3a21 and 3a22 corresponding to FIG. 5 (A) are not formed, and the plating layers near both end positions are rounded and thick. On the other hand, in the case of the shape of FIG. 5A, the side plating layers 3a23, 3a24 have a uniform thickness, the contour line has linearity in the YZ section, and the contour of the plating layer 3a25 on the back surface side. It is generally orthogonal to the line. Thus, in the case of the shape of FIG. 5 (A), since the variation in the thickness of the plating layer 3a2 is reduced, the product error is reduced, and an electrochemical device with stable quality can be provided.
このようなメッキ層の形成は、一般に良く知られている方法を用いれば良い。メッキ層の形成方法はアルカリ性、酸性、中性のメッキ浴で大別できる。 A generally well-known method may be used to form such a plating layer. The formation method of the plating layer can be roughly classified into alkaline, acidic and neutral plating baths.
アルカリ性のメッキ浴は，スズ酸カリウムまたはスズ酸ナトリウムと、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムとから構成される。４価のスズから電着を行い、７０℃前後の温度で反応を行うと安定したメッキ層が形成できる。なお、後述の実施例に係る実験では、メッキ用の溶液として、スズ酸カリウムと水酸化カリウムの水溶液を用いたアルカリ性のメッキ浴を採用した。 The alkaline plating bath is composed of potassium stannate or sodium stannate and potassium hydroxide or sodium hydroxide. When electrodeposition is performed from tetravalent tin and a reaction is performed at a temperature of about 70 ° C., a stable plating layer can be formed. In the experiments related to Examples described later, an alkaline plating bath using an aqueous solution of potassium stannate and potassium hydroxide was employed as a plating solution.
酸性のメッキ浴は、硫酸スズやほうフッ化スズなどで構成される。 The acidic plating bath is composed of tin sulfate or tin borofluoride.
中性のメッキ浴は、塩化スズを用いる。 Tin chloride is used for the neutral plating bath.
要求される密着度合によって、メッキ下地処理として銅やニッケルメッキを１〜１０μｍ厚で形成する場合もある。ウィスカ対策として、メッキ後、溶融加熱処理や約１８０℃で約１時間程度加熱する場合もある。 Depending on the required degree of adhesion, copper or nickel plating may be formed with a thickness of 1 to 10 μm as a plating base treatment. As a countermeasure against whisker, after plating, there are cases where it is heated for about 1 hour by melting heat treatment or at about 180 ° C.
また、メッキ層３ａ２の厚み（平均値）は、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする。すなわち、厚みが０．５μｍ未満の場合、メッキ層に欠陥（ピンホール）が発生する可能性があり、１０μｍを超える場合には溶接を妨害する傾向があるからである。Ｓｎメッキ層３ａ２の厚みは、２μｍ程度あれば半田濡れ性は良好となる。半田の濡れ性は、例えば、標準化機関である半導体技術協会（ＪＥＤＥＣ）の半導体電子部品の単体での信頼性試験の規格（ＪＥＳＤ２２−Ｂ１０２Ｅ）により規定される。このような条件で作製された薄膜上のスズメッキ層では、例えば半田温度２４５℃、浸漬速度１．８ｍｍ／秒、浸漬時間３秒、浸漬深さ２ｍｍの条件で、半田浸漬面積の９５％以上に半田の層を形成することができる。 Further, the thickness (average value) of the plating layer 3a2 is 0.5 μm or more and 10 μm or less. That is, if the thickness is less than 0.5 μm, defects (pinholes) may occur in the plating layer, and if it exceeds 10 μm, there is a tendency to interfere with welding. If the thickness of the Sn plating layer 3a2 is about 2 μm, the solder wettability will be good. The solder wettability is defined by, for example, a standard (JESD22-B102E) for a reliability test of a single semiconductor electronic component of the semiconductor engineering association (JEDEC), which is a standardization organization. In the tin plating layer on the thin film manufactured under such conditions, for example, at a solder temperature of 245 ° C., an immersion speed of 1.8 mm / second, an immersion time of 3 seconds, and an immersion depth of 2 mm, the solder immersion area is 95% or more. A solder layer can be formed.
また、Ｎｉの薄膜本体３ａ１の厚みが１００μｍ程度であるとき、Ｓｎメッキ層３ａ２の厚みが１０μｍを超えると、折り曲げ部分に応力がかかりＮｉの薄膜本体３ａ１とＳｎメッキ層３ａ２の界面にクラックが生じる場合がある。このようなクラックは接合強度を低下させる傾向がある。また、Ｓｎメッキ層３ａ２に応力が多く残っている場合にはウィスカが発生しやすく、その結果、端子近傍でショートを生じやすくなる傾向がある。Ｓｎメッキ層３ａ２を有する金属薄膜３ａをＡｌリード本体３Ａに取り付けることで、半田濡れ性（フィレット形成容易性）は著しく改善する。 Further, when the thickness of the Ni thin film body 3a1 is about 100 μm, if the thickness of the Sn plating layer 3a2 exceeds 10 μm, stress is applied to the bent portion and a crack is generated at the interface between the Ni thin film body 3a1 and the Sn plating layer 3a2. There is a case. Such cracks tend to reduce the bonding strength. Further, when a lot of stress remains in the Sn plating layer 3a2, whiskers are likely to occur, and as a result, there is a tendency that a short circuit is likely to occur near the terminals. By attaching the metal thin film 3a having the Sn plating layer 3a2 to the Al lead main body 3A, the solder wettability (ease of fillet formation) is remarkably improved.
更に、薄膜本体３ａ１の厚みは、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。薄膜本体３ａ１の厚みが５０μｍを下回る場合には、上述のメッキ層構造を形成する場合において、薄膜本体３ａ１の非メッキ領域（図４の中央線ＣＬに沿った領域）に粘着テープを貼り付けてから、メッキを行い、しかる後に、粘着テープをはがすことになるが、この際に、薄膜本体３ａ１が振動して、薄膜本体にシワ、よじれ、折れ曲がりなどが生じる傾向がある。このような不良は制御できないので、製品の品質に誤差が発生する。また、薄膜本体３ａ１の厚みが５００μｍを超える場合には、リードとの接合が困難になるという現象が生じるため好ましくない。薄膜本体の厚みを上述の範囲内に設定することにより、これらの不具合を抑制することが可能となる。 Furthermore, the thickness of the thin film body 3a1 is preferably 50 μm or more and 500 μm or less. When the thickness of the thin film body 3a1 is less than 50 μm, in the case of forming the above-described plated layer structure, an adhesive tape is applied to the non-plated area (area along the center line CL in FIG. 4) of the thin film body 3a1. Therefore, the adhesive tape is peeled off after plating, but at this time, the thin film body 3a1 vibrates, and the thin film body tends to be wrinkled, kinked, bent, and the like. Since such a defect cannot be controlled, an error occurs in the product quality. Moreover, when the thickness of the thin film main body 3a1 exceeds 500 μm, a phenomenon that it becomes difficult to bond with the lead occurs, which is not preferable. By setting the thickness of the thin film main body within the above range, these problems can be suppressed.
上述のように、Ｓｎメッキした面のＮｉタブ（金属薄膜）とＡｌリード本体３Ａとの接合（超音波融着）は困難であることから、接合面にはメッキ処理は施していない。金属薄膜３ａの全ての側面はＳｎメッキ層で被覆されている方がフィレット形成に優位であるため好ましいが、Ｎｉ下地が露出していても多少の効果はある。Ｓｎメッキ処理は連続して行い、Ａｌリード本体３Ａと接合前に必要量（例えば２０ｍｍ程度）を切り出して使用する。そのため、切断面にはＳｎメッキ層は存在しないが、この部分はフィレット形成に影響を及ぼさないので問題ない。 As described above, since joining (ultrasonic fusion) between the Ni tab (metal thin film) on the Sn-plated surface and the Al lead main body 3A is difficult, the joint surface is not plated. Although it is preferable that all the side surfaces of the metal thin film 3a are covered with the Sn plating layer because it is superior in the fillet formation, there is some effect even if the Ni base is exposed. The Sn plating process is continuously performed, and a necessary amount (for example, about 20 mm) is cut out and used before joining the Al lead main body 3A. Therefore, although there is no Sn plating layer on the cut surface, this portion does not affect the fillet formation, so there is no problem.
図８は、上述の電気化学デバイス１０が基板に取り付けられてなる回路基板のＸＺ断面図である。特徴の明確化のため、外装体１の部分は断面ではなく側面を示すこととする。 FIG. 8 is an XZ sectional view of a circuit board in which the above-described electrochemical device 10 is attached to the board. For clarification of the characteristics, the exterior body 1 portion shows a side surface instead of a cross section.
この回路基板は、電気化学デバイス１０が搭載され、電極パッドＥ１を備えた基板ＳＢとを備えている。基板ＳＢの主材料は絶縁体であり、その表面上に電極パッドＥ１が形成されている。基板ＳＢ上には各種の電子部品を搭載することができるが、本例では特徴となる電気化学デバイス１０の部分のみを示している。 This circuit board includes a substrate SB on which an electrochemical device 10 is mounted and an electrode pad E1. The main material of the substrate SB is an insulator, and an electrode pad E1 is formed on the surface thereof. Various electronic components can be mounted on the substrate SB. In this example, only the characteristic electrochemical device 10 is shown.
この回路基板は、外装体１の裏面と、基板ＳＢとの間に介在する両面粘着テープ４と、電極パッドＥ１と金属薄膜３ａとの間に介在すると共に、金属薄膜３ａの外側上面上に至る半田材料ＳＤとを備えている。 The circuit board is interposed between the back surface of the exterior body 1 and the double-sided adhesive tape 4 interposed between the substrate SB, the electrode pad E1 and the metal thin film 3a, and reaches the upper surface on the outer side of the metal thin film 3a. And a solder material SD.
この場合、上述のように、リード３と電極パッドＥ１とが強固に固定されると共に、外装体１の裏面と基板ＳＢとが両面粘着テープ４によって強固に固定されるため、振動に対して強い回路基板となる。 In this case, as described above, the lead 3 and the electrode pad E1 are firmly fixed, and the back surface of the outer package 1 and the substrate SB are firmly fixed by the double-sided pressure-sensitive adhesive tape 4, so that it is resistant to vibration. It becomes a circuit board.
また、この回路基板において、半田材料ＳＤは、Ｓｎ及びＣｕを含んでいる。このような材料は、メッキ層３ａ２（図４参照）に含まれるＳｎとの親和性がよいため、半田材料ＳＤの濡れ性が高くなるが、Ｃｕが含まれているおり、融点が下がるため、半田作業性が向上したり、半田濡れ性が向上するという効果がある。また、この半田材料には微量のＡｇが含まれていることが更に好ましい。この場合には、半田接合後の耐久性が向上するという効果がある。本例における半田材料ＳＤにおける各元素の比率（質量パーセント比）は、以下の通りであり、各数値は±１（質量％）の変動を許容できる（但し、Ｃｕの比率＞０質量％である）。
Ｓｎ：Ｃｕ：Ａｇ＝９６．５（質量％）：０．５（質量％）：３（質量％）
In this circuit board, the solder material SD contains Sn and Cu. Since such a material has good affinity with Sn contained in the plating layer 3a2 (see FIG. 4), the wettability of the solder material SD is increased, but since Cu is contained and the melting point is lowered, There is an effect that solder workability is improved and solder wettability is improved. Further, it is more preferable that this solder material contains a small amount of Ag. In this case, there is an effect that durability after soldering is improved. The ratio (mass percent ratio) of each element in the solder material SD in this example is as follows, and each numerical value can tolerate a variation of ± 1 (mass%) (provided that the ratio of Cu> 0 mass%). ).
Sn: Cu: Ag = 96.5 (mass%): 0.5 (mass%): 3 (mass%)
次の上述のリードの組み立て方法について説明する。 Next, a method for assembling the above lead will be described.
図６は、リード本体と金属薄膜の溶接工程を示す斜視図である。 FIG. 6 is a perspective view showing a welding process between the lead body and the metal thin film.
リード本体３Ａと、金属薄膜３ａとを用意し、これらの長手方向がＸ軸に一致するように一部領域を重ねる。リード本体３ＡのＹ軸方向の幅Ｙ２、金属薄膜３ａの幅Ｙ１、溶接領域Ｒ３Ｕの幅Ｙ０はＸ軸に沿って一定であるが、溶接領域Ｒ３Ｕの幅Ｙ０は、リード本体３Ａの幅Ｙ２よりも小さく、溶接領域Ｒ３Ｕは、Ｙ軸方向の両端に位置するメッキ層３ａ２１，３ａ２２（図４参照）には原則的には重なっていない。 A lead main body 3A and a metal thin film 3a are prepared, and partial areas are overlapped so that the longitudinal direction thereof coincides with the X axis. The width Y2 of the lead body 3A in the Y-axis direction, the width Y1 of the metal thin film 3a, and the width Y0 of the welding region R3U are constant along the X axis, but the width Y0 of the welding region R3U is larger than the width Y2 of the lead body 3A. The welding region R3U does not in principle overlap with the plating layers 3a21 and 3a22 (see FIG. 4) located at both ends in the Y-axis direction.
リード本体３ＡのＹ軸方向の幅Ｙ２は、金属薄膜３ａの幅Ｙ１以下であり、同図では、リード本体３Ａの幅Ｙ２が、金属薄膜３ａの幅Ｙ１よりも小さく示されているが、これらは一致していてもよい。厚み方向の上下位置には、超音波溶接を行うための超音波振動ヘッド２０，２１が位置しており、これらの少なくとも一方に機械的に接続された振動子を振動させることで、超音波振動ヘッド２０，２１に接触した溶接領域Ｒ３Ｕが溶解し、Ａｌからなるリード本体３Ａと、金属薄膜３ａの下面露出領域（Ｎｉ）とが融着する。 The width Y2 of the lead body 3A in the Y-axis direction is equal to or less than the width Y1 of the metal thin film 3a. In the figure, the width Y2 of the lead body 3A is shown to be smaller than the width Y1 of the metal thin film 3a. May match. Ultrasonic vibration heads 20 and 21 for performing ultrasonic welding are positioned at the upper and lower positions in the thickness direction. By vibrating a vibrator mechanically connected to at least one of them, ultrasonic vibration is performed. The welding region R3U in contact with the heads 20 and 21 is melted, and the lead main body 3A made of Al and the lower surface exposed region (Ni) of the metal thin film 3a are fused.
図７は、リード本体と金属薄膜の固定方法を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a method of fixing the lead body and the metal thin film.
これらの固定方法には、図７に示す方法が考えられる。 As these fixing methods, the method shown in FIG. 7 can be considered.
まず、図６に示した工程は、図７の（ａ）に示されている。この工程では、リード本体３Ａの上面と金属薄膜３ａとを超音波溶接して物理的及び電気的に接続している。次に、図７の（ｂ）に示すように、リード本体３Ａと金属薄膜３ａを治具２３、２２によって挟み、同図の矢印で示されるように、治具から突き出ている金属薄膜３ａを、Ｙ軸を折り曲げ軸として折り曲げる。治具２３、２２のＸ軸の正方向端は、Ｙ軸に平行であり、これらの正方向端がリード本体３ＡのＸ軸正方向端位置に一致している。下部の治具２３は、ＸＺ平面内において、断面形状が直角三角形であって、その斜面がＸ軸に対して鋭角となるように傾斜している（治具の角度は９０度以下（特に３０度程度））。 First, the process shown in FIG. 6 is shown in FIG. In this step, the upper surface of the lead body 3A and the metal thin film 3a are physically and electrically connected by ultrasonic welding. Next, as shown in FIG. 7B, the lead main body 3A and the metal thin film 3a are sandwiched between the jigs 23 and 22, and the metal thin film 3a protruding from the jig as shown by the arrows in FIG. The Y axis is bent as the bending axis. The positive ends of the X-axis of the jigs 23 and 22 are parallel to the Y-axis, and these positive-direction ends coincide with the X-axis positive end position of the lead body 3A. The lower jig 23 has a cross-sectional shape of a right triangle in the XZ plane and is inclined so that the inclined surface is an acute angle with respect to the X axis (the angle of the jig is 90 degrees or less (particularly 30 degrees). Degree))).
したがって、治具２３の斜面に押し付けるように、金属薄膜３ａを折り曲げると、図７の（ｃ）で示されるように、金属薄膜３ａがＹ軸を折り曲げ軸として折り曲げられる。次に、図７の（ｄ）に示されるように、下部の治具２３を取り外し、同図の矢印の方向（Ｚ軸正方向）に、浮いた状態の金属薄膜３ａを押すことで、金属薄膜３ａが完全に折れ曲がり、リード本体３Ａの裏面に接触する。なお、リード本体３Ａの下面と金属薄膜３ａとは溶接しない。 Therefore, when the metal thin film 3a is bent so as to be pressed against the slope of the jig 23, the metal thin film 3a is bent with the Y axis as the bending axis, as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 7 (d), the lower jig 23 is removed, and the metal thin film 3a in the floating state is pushed in the direction of the arrow in FIG. The thin film 3a is completely bent and contacts the back surface of the lead body 3A. The lower surface of the lead body 3A and the metal thin film 3a are not welded.
なお、上記工程において、金属薄膜３ａの折り曲げ軸は、同図では、Ｙ軸に平行であるが、これは後述のように、Ｘ軸に平行であってもよい。 In addition, in the said process, although the bending axis | shaft of the metal thin film 3a is parallel to the Y-axis in the same figure, this may be parallel to the X-axis as mentioned later.
上述の電気化学デバイスについて、取り付けの強度を測定するための実験を行った。 An experiment for measuring the strength of attachment was performed on the electrochemical device described above.
本例では、以下の手順を経てＥＤＬＣを製造した。まず、活性炭と導電助剤、バインダー（ＰＶＤＦ：ポリフッ化ビニリデン）及び溶剤（ＮＭＰ：(Ｎ-メチルピロリドン）を混合して塗料を作製し、これを集電箔（アルミニウム箔）に塗布して乾燥させ、キャパシタの電極端子となる電極シートを得た。この電極シートを１２ｍｍ×１７ｍｍに打抜き、セパレータを介して電極面が対向するように積層した。各箔の電極取り出し部にＡｌリード（アルミニウム：厚み１００μｍ）を超音波溶接し、アルミリード付きの積層体を得た。これをＰＰ（ポリプロピレン）を介して２つ、外装体を構成するアルミニウムラミネート箔に入れて３辺を封口し、電解液を注液した後、最後の１辺を封口し、ＥＤＬＣを得た。このＡｌリード先端を下記例のように作製した。評価は、ガラスエポキシ（FlameRetardant Type 4）（１．６ｍｍ厚み）からなる基板ＳＢ上に５ｍｍ×３ｍｍの電極パッドＥ１を配置し、ＥＤＬＣのリード先端部を半田材料ＳＤで接続して、水平引張り強度試験を行い、その強度を測定した。 In this example, EDLC was manufactured through the following procedures. First, a paint is prepared by mixing activated carbon, a conductive additive, a binder (PVDF: polyvinylidene fluoride) and a solvent (NMP: (N-methylpyrrolidone)), and this is applied to a collector foil (aluminum foil) and dried. An electrode sheet to be used as an electrode terminal of the capacitor was obtained, and the electrode sheet was punched into 12 mm × 17 mm and laminated so that the electrode surfaces faced each other through a separator. 100 μm thick) was ultrasonically welded to obtain a laminate with aluminum leads, two of which were put through PP (polypropylene) and sealed on three sides of the aluminum laminate foil constituting the exterior body, and the electrolyte solution Then, the last side was sealed to obtain an EDLC, and the tip of the Al lead was prepared as shown in the following example. t Type 4) A 5 mm x 3 mm electrode pad E1 is placed on a substrate SB made of 1.6 mm thick, the lead tip of the EDLC is connected with a solder material SD, and a horizontal tensile strength test is performed. Was measured.
図９は、実施例に係る実験方法を説明するための図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining the experimental method according to the example.
回路基板ＳＢの電極パッドＥ２上に、電気化学デバイス１０のリード３を配置し、このリード３上に、半田材料ＳＤを溶融して滴下した後、冷却して、これらを固定した。なお、図８に示した粘着テープは用いずに、同図の矢印方向（Ｘ軸の負方向）に、電気化学デバイス１０を引っ張り、水平方向の引張り強度を測定した。 The lead 3 of the electrochemical device 10 was disposed on the electrode pad E2 of the circuit board SB, and the solder material SD was melted and dropped on the lead 3, and then cooled to fix them. In addition, without using the adhesive tape shown in FIG. 8, the electrochemical device 10 was pulled in the arrow direction (the negative direction of the X axis) in the same figure, and the tensile strength in the horizontal direction was measured.
図１０は、比較例１に係る実験方法を説明するための図である。 FIG. 10 is a diagram for explaining an experimental method according to Comparative Example 1.
比較例１では、実施例と比較して、折り曲げられた金属薄膜３ａの代わりに、折り曲げないＮｉ薄膜本体をＳｎメッキした金属薄膜３ｂを用い、これをリード本体３Ａの下面に上記と同様の方法で超音波融着接続したものを用いた。半田材料ＳＤは、金属薄膜３ｂと電極パッドＥ１との間に介在するが、アルミニウムからなるリード本体３Ａの露出側面を這い上がることはできず、上方から溶融した半田材料ＳＤを滴下すると、この半田材料ＳＤは、リード本体３Ａの下側に移動してから固化した。この電気化学デバイス１０も、同図の矢印方向（Ｘ軸の負方向）に、引っ張り、水平方向の引張り強度を測定した。 In Comparative Example 1, a metal thin film 3b in which an Ni thin film main body that is not bent is Sn-plated is used instead of the bent metal thin film 3a, and this is applied to the lower surface of the lead main body 3A in the same manner as described above. In this example, an ultrasonic fusion spliced connection was used. The solder material SD is interposed between the metal thin film 3b and the electrode pad E1, but cannot rise up the exposed side surface of the lead main body 3A made of aluminum. When the molten solder material SD is dropped from above, the solder material SD is dropped. The material SD solidified after moving to the lower side of the lead body 3A. This electrochemical device 10 was also pulled in the arrow direction (the negative direction of the X axis) in the figure, and the tensile strength in the horizontal direction was measured.
図１１は、比較例２に係る実験方法を説明するための図である。 FIG. 11 is a diagram for explaining an experimental method according to Comparative Example 2.
比較例２では、比較例１と比較して、金属薄膜３ｂの先端が、リード本体３Ａの先端から突出するようにこれに取り付け、金属薄膜３ｂの先端に、溶融した半田ボール３ｃを滴下後に冷却して固定し、半田ボール３ｃと電極パッドＥ１とを半田材料ＳＤで固定した。半田材料ＳＤは、半田ボール３ｃと電極パッドＥ１との間及び半田ボール３ｃの上面上に位置することができるが、金属薄膜３ｂの露出側面を這い上がることはできず、上方から溶融した半田材料ＳＤを滴下すると、この半田材料ＳＤは、半田ボール３ｃの近傍に集まってから固化した。この電気化学デバイス１０も、同図の矢印方向（Ｘ軸の負方向）に、引っ張り、水平方向の引張り強度を測定した。 In Comparative Example 2, compared to Comparative Example 1, the tip of the metal thin film 3b is attached to the lead body 3A so as to protrude from the tip of the lead body 3A, and the molten solder ball 3c is dropped on the tip of the metal thin film 3b and then cooled. Then, the solder ball 3c and the electrode pad E1 were fixed with the solder material SD. The solder material SD can be positioned between the solder ball 3c and the electrode pad E1 and on the upper surface of the solder ball 3c, but cannot climb up the exposed side surface of the metal thin film 3b, and is melted from above. When SD was dropped, the solder material SD was solidified after gathering in the vicinity of the solder ball 3c. This electrochemical device 10 was also pulled in the arrow direction (the negative direction of the X axis) in the figure, and the tensile strength in the horizontal direction was measured.
図１２は、各種実施例に係る金属薄膜の構造と取付法を説明するための図である。 FIG. 12 is a diagram for explaining the structure and attachment method of the metal thin film according to various embodiments.
（実施例１）
実施例１（実施例１−１〜実施例１−７）では、リード本体３Ａの幅Ｙ２と、金属薄膜３ａの幅Ｙ１（図６参照）とが、同一であり、金属薄膜３ａの折り曲げ軸がＹ軸に平行であって、リード先端部において、Ｘ軸方向の先端のリード本体３Ａの側面を、金属薄膜３ａが被覆している。図２及び図６を参照して、各寸法は以下の通りである。
Ｘ０＝２ｍｍ
Ｙ０＝２ｍｍ
Ｙ１＝３ｍｍ
Ｙ２＝３ｍｍ
ＸＡ＝５ｍｍ
Ｘａ＝３ｍｍ
Example 1
In Example 1 (Example 1-1 to Example 1-7), the width Y2 of the lead body 3A and the width Y1 (see FIG. 6) of the metal thin film 3a are the same, and the folding axis of the metal thin film 3a is the same. Is parallel to the Y-axis, and the metal thin film 3a covers the side surface of the lead body 3A at the tip in the X-axis direction at the lead tip. With reference to FIG.2 and FIG.6, each dimension is as follows.
X0 = 2mm
Y0 = 2mm
Y1 = 3mm
Y2 = 3mm
XA = 5mm
Xa = 3mm
なお、薄膜本体３ａ１の厚みは１００μｍであり、Ｓｎメッキ層３ａ２の厚みは、０．３μｍ（実施例１−１）、０．５μｍ（実施例１−２）、２μｍ（実施例１−３）、５μｍ（実施例１−４）、７μｍ（実施例１−５）、１０μｍ（実施例１−６）、１０．５μｍ（実施例１−７）である。なお、超音波融着には、Ｂｒａｎｓｏｎ社製のＥａ２０００を用い、ウェルディングエネルギー＝１２．０Ｊ、ウェルディング時間＝０．１ｓｅｃ）とし、金属薄膜の折り返し前と後に、それぞれ上下から超音波融着を行った。 The thin film body 3a1 has a thickness of 100 μm, and the Sn plating layer 3a2 has a thickness of 0.3 μm (Example 1-1), 0.5 μm (Example 1-2), 2 μm (Example 1-3). 5 μm (Example 1-4), 7 μm (Example 1-5), 10 μm (Example 1-6), and 10.5 μm (Example 1-7). For ultrasonic welding, Ea2000 manufactured by Branson is used, welding energy = 12.0 J, welding time = 0.1 sec), and ultrasonic welding from above and below before and after the metal thin film is folded. Went.
この方法は、Ａｌリード本体３Ａの先端に一部重ならないように金属薄膜３ａを配置した後に、これらを接続し、その重ならない部分をＡｌリード本体３Ａを包むように折り曲げ、再度Ａｌリード本体３Ａと接続されていない面の金属薄膜３ａをＡｌリード本体３Ａと接続し、Ａｌリード本体３Ａに金属薄膜３ａを取り付ける方法である。 In this method, after the metal thin film 3a is disposed so as not to partially overlap the tip of the Al lead main body 3A, these are connected, the non-overlapping portion is bent so as to wrap the Al lead main body 3A, and again the Al lead main body 3A In this method, the unconnected metal thin film 3a is connected to the Al lead main body 3A, and the thin metal film 3a is attached to the Al lead main body 3A.
（実施例２）リード本体３Ａの幅Ｙ２よりも、折り曲げ前の金属薄膜３ａの幅Ｙ１が広く、金属薄膜３ａの折り曲げ軸がＸ軸に平行であって、リード先端部において、Ｙ軸方向に沿ったリード本体３Ａの一側面を、金属薄膜３ａが被覆している。
Ｘ０＝２ｍｍ
Ｙ０＝２ｍｍ
Ｙ１＝３．５ｍｍ
Ｙ２＝３ｍｍ
ＸＡ＝５ｍｍ
Ｘａ＝１．５ｍｍ
その他の条件は実施例１−３と同一であるが、メッキ層の形成されていない領域（中心線ＣＬ近傍の領域；図４）は、Ｙ軸方向に延びるように形成した。
(Example 2) The width Y1 of the metal thin film 3a before bending is wider than the width Y2 of the lead body 3A, and the bending axis of the metal thin film 3a is parallel to the X axis. A metal thin film 3a covers one side surface of the lead body 3A along.
X0 = 2mm
Y0 = 2mm
Y1 = 3.5mm
Y2 = 3mm
XA = 5mm
Xa = 1.5mm
Other conditions were the same as in Example 1-3, but the region where the plating layer was not formed (region in the vicinity of the center line CL; FIG. 4) was formed to extend in the Y-axis direction.
（実施例３）リード本体３Ａの幅Ｙ２よりも、折り曲げ前の金属薄膜３ａの幅Ｙ１が広く、金属薄膜３ａの折り曲げ軸がＹ軸に平行であって、リード先端部において、Ｘ軸方向の先端のリード本体３Ａの側面を、金属薄膜３ａが被覆している。
Ｘ０＝２ｍｍ
Ｙ０＝２ｍｍ
Ｙ１＝３．５ｍｍ
Ｙ２＝３ｍｍ
ＸＡ＝５ｍｍ
Ｘａ＝３ｍｍ
その他の条件は実施例１−３と同一である。
(Example 3) The width Y1 of the metal thin film 3a before bending is wider than the width Y2 of the lead body 3A, and the bending axis of the metal thin film 3a is parallel to the Y axis. A metal thin film 3a covers the side surface of the lead main body 3A at the tip.
X0 = 2mm
Y0 = 2mm
Y1 = 3.5mm
Y2 = 3mm
XA = 5mm
Xa = 3mm
Other conditions are the same as in Example 1-3.
図１３は、実験結果を示す図表である。サンプル数ｎは１００個であり、水平引っ張り強度の平均値（Ｎ）と標準偏差（Ｎ）が示されている。 FIG. 13 is a chart showing experimental results. The number of samples n is 100, and the average value (N) and standard deviation (N) of the horizontal tensile strength are shown.
実施例１〜３では、２５Ｎの力を水平方向に加えても、リードが断線したり外れたりすることはなかった。また、実施例１−１〜実施例１−７に示されるように、メッキの厚みを０．３μｍ以上１０．５μｍ以下の範囲内で変更しても、水平方向の引張り強度に変化はなかった。なお、２５Ｎは測定装置の測定限界である。一方、比較例１，２では、それぞれ７．８Ｎ、１７．３Ｎの力を加えると、リードが電極パッドＥ１から外れた。比較例１，２では、ばらつきもある。 In Examples 1 to 3, even when a force of 25 N was applied in the horizontal direction, the leads were not disconnected or disconnected. Further, as shown in Example 1-1 to Example 1-7, even when the plating thickness was changed within the range of 0.3 μm or more and 10.5 μm or less, there was no change in the tensile strength in the horizontal direction. . 25N is a measurement limit of the measuring device. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, when a force of 7.8 N and 17.3 N was applied, the lead was detached from the electrode pad E1. In Comparative Examples 1 and 2, there is also variation.
リードの接続状態に関した結果について、実施例１−１においては、サンプル１００個中において、９４個は良品であったが、６個は、半田濡れ性が十分でない箇所が観察された（接続状態評価結果：△）。 Regarding the results relating to the connection state of the leads, in Example 1-1, 94 of the 100 samples were non-defective products, but 6 of the samples were observed to have insufficient solder wettability (connection state). Evaluation result: Δ).
実施例１−７においては、サンプル１００個中において、９５個は良品であったが、５個は、Ｎｉ箔からなる薄膜本体３ａ１とＳｎのメッキ層３ａ２との界面にクラックを有する箇所が観察された（接続状態評価結果：△）。比較例１では、サンプル１００個中において、９８個は、半田濡れ性が悪い箇所が観察された（接続状態評価結果：×）。比較例２では、サンプル１００個中において、８０個のサンプルにおいて、半田濡れ性が悪い箇所が観察された（接続状態評価結果：×）。その他の実施例１−２〜１−６及び実施例２、３においては、全てのサンプルにおいて、良品であり、上記のような半田濡れ性が十分でない箇所や、クラックが発生する箇所の存在は認められなかった（接続状態評価結果：○） In Example 1-7, 95 out of 100 samples were non-defective products, but five were observed to have cracks at the interface between the thin film body 3a1 made of Ni foil and the Sn plating layer 3a2. (Connection state evaluation result: Δ). In Comparative Example 1, 98 of the 100 samples were observed to have poor solder wettability (connection state evaluation result: x). In Comparative Example 2, a portion having poor solder wettability was observed in 80 samples out of 100 samples (connection state evaluation result: x). In other Examples 1-2 to 1-6 and Examples 2 and 3, in all the samples, there is a non-defective product, where there is insufficient solder wettability as described above, or where cracks occur. Not recognized (connection status evaluation result: ○)
なお、半田濡れ性が十分でないとは、具体的には、上方から溶融した半田材料ＳＤを滴下したあと、金属薄膜３ａの上面で充分に広がらず、上面の５０％以下しか覆わない状態を指す。これはメッキ層の欠陥（ピンホール）によるもので、実施例１−１では、メッキ層に多数の欠陥が存在したためである。半田濡れ性が悪いとは、具体的には、上方から溶融した半田材料ＳＤを滴下したあと、金属薄膜３ａの上面で充分に広がらず、上面の２５％以下しか覆わない、もしくは全く覆わない状態を指す。比較例１においてはリードの上面がアルミニウムであり、滴下した半田材料ＳＤが弾かれて上面に残っていなく、比較例２においては、半田ボール３ｃの近傍で固化したが、リード３ｂ上面に流れるように広がらなかったため、接続状態が悪い結果となった。また、界面にクラックを有するとは、具体的には、薄膜本体３ａ１とＳｎのメッキ層３ａ２との界面に、長さ１００μｍ程度、幅１０μｍ程度のクラックが１から数個観察されることを指す。特に金属薄膜３ａの折り返し部において発生が顕著である。 Note that the solder wettability is not sufficient, specifically, a state in which after the molten solder material SD is dropped from above, it does not spread sufficiently on the upper surface of the metal thin film 3a and covers only 50% or less of the upper surface. . This is due to defects (pinholes) in the plating layer. In Example 1-1, there were many defects in the plating layer. Specifically, the poor solder wettability means that after the molten solder material SD is dropped from above, it does not spread sufficiently on the upper surface of the metal thin film 3a, and only 25% or less of the upper surface is covered or not covered at all. Point to. In Comparative Example 1, the upper surface of the lead is aluminum, and the dripped solder material SD is bounced and does not remain on the upper surface. In Comparative Example 2, it solidifies in the vicinity of the solder ball 3c, but flows to the upper surface of the lead 3b. As a result, the connection was poor. The phrase “having cracks at the interface” specifically means that one to several cracks having a length of about 100 μm and a width of about 10 μm are observed at the interface between the thin film body 3a1 and the Sn plating layer 3a2. . In particular, the occurrence is remarkable in the folded portion of the metal thin film 3a.
これらの結果を考察するに、比較例１の構造の場合、半田材料は、Ａｌに弾かれて十分なフィレットを形成することができず、信頼性が十分ではないと考えられる。これに対し、Ａｌリード本体に金属薄膜（Ｎｉタブ）を折り曲げて形成した実施例１〜３の構造では、金属薄膜の上面から電極パッドまで綺麗なフィレットを形成することができ、十分な接続強度を得ることができており、十分な信頼性が得られている。 Considering these results, in the case of the structure of Comparative Example 1, it is considered that the solder material cannot be repelled by Al to form a sufficient fillet, and the reliability is not sufficient. In contrast, the structures of Examples 1 to 3 formed by bending a metal thin film (Ni tab) on the Al lead main body can form a beautiful fillet from the upper surface of the metal thin film to the electrode pad, and sufficient connection strength. Can be obtained, and sufficient reliability is obtained.
リード本体３Ａの先端部に金属薄膜３ａを取り付けた場合において、実施例２，３に記載のように、金属薄膜３ａの幅がリード本体３Ａより大きいときは、半田材料（フィレット）ＳＤの体積が増すだけでなく、幅方向の側面部分にもフィレットが形成されやすくなる。Ｘ軸方向先端部、Ｙ軸方向側面部、及びリードの下面部位の３箇所（３方向）にフィレットが形成されることで各方向への引っ張り強度やねじり強度などが増すことになる、リード本体３Ａの幅よりも、金属薄膜３ａの幅の方が大きいため、リード本体３Ａから横方向に突き出た部分の金属薄膜３ａにも半田材料がのりやすくなり、引っ張り強度やねじり強度などが増すことになる。 When the metal thin film 3a is attached to the tip of the lead body 3A and the width of the metal thin film 3a is larger than the lead body 3A as described in Examples 2 and 3, the volume of the solder material (fillet) SD is In addition to the increase, the fillet is easily formed on the side portion in the width direction. Lead body with increased tensile strength and torsional strength in each direction by forming fillets at 3 locations (3 directions): X-axis direction tip, Y-axis side surface, and lower surface of lead Since the width of the metal thin film 3a is larger than the width of 3A, the solder material can be easily applied to the metal thin film 3a protruding in the lateral direction from the lead body 3A, and the tensile strength and torsion strength are increased. Become.
上述のように、各実施例の構造によれば、リードの接合後に想定されるＥＤＬＣへの負荷（引っ張りやねじれ）に対して強くなる。 As described above, according to the structure of each embodiment, the structure is strong against a load (pulling or twisting) on the EDLC assumed after the joining of the leads.
また、比較例２では、予備半田としての半田ボールが不均一であるため、形成されるフィレットも不均一となり（底面のみの場合もある）、接続強度にばらつきが生じる。その結果、長期信頼性での接続寿命に問題を生じるものが混在する可能性があるが、実施例１〜３に係る構造の場合、メッキ面にフィレットを形成することができることから、安定した接続強度を確保できるようになる。したがって、実施例の構造によれば、長期信頼性での接続寿命が著しく改善される。 Further, in Comparative Example 2, since the solder balls as the preliminary solder are non-uniform, the formed fillet is also non-uniform (there may be only the bottom surface), and the connection strength varies. As a result, there may be a mixture of problems that cause a problem in connection life with long-term reliability. However, in the case of the structures according to Examples 1 to 3, a fillet can be formed on the plated surface, so that stable connection is possible. Strength can be secured. Therefore, according to the structure of the embodiment, the connection life with long-term reliability is remarkably improved.
以上、説明したように、ラミネート外装体を用いた薄型ＥＤＬＣは、プリント基板への半田接続能が要求されるが、ＥＤＬＣのリードには電解液に対する耐性と電気導電性の双方を満たす必要から、半田濡れ性の悪いＡｌが採用されてきたが、接続強度を向上させることができなかった。本実施形態では、折り曲げた金属薄膜を用いることで、その固定強度を向上させることができた。この手法は、メッキと溶着という再現性に優れた工程を採用しているため、自動化が容易であり、生産性の面でも望ましい。このような平型リード端子形状を有する電子部品としては、ＥＤＬＣの他、リチウムイオン電池や、電解コンデンサが知られており、本発明はこれらの部品に適用することができる。 As described above, the thin EDLC using the laminate outer package is required to have the ability to connect the solder to the printed circuit board, but the EDLC lead needs to satisfy both the resistance to the electrolyte and the electrical conductivity. Although Al with poor solder wettability has been adopted, the connection strength could not be improved. In this embodiment, the fixation strength could be improved by using a bent metal thin film. This method employs a process with excellent reproducibility such as plating and welding, so that it is easy to automate and is desirable in terms of productivity. As electronic parts having such a flat lead terminal shape, lithium ion batteries and electrolytic capacitors are known in addition to EDLC, and the present invention can be applied to these parts.
３…リード、３Ａ…リード本体、３ａ…金属薄膜、３ａ１…薄膜本体、３ａ２…メッキ層、Ｒ３Ｕ…所定領域。
3 ... lead, 3A ... lead body, 3a ... metal thin film, 3a1 ... thin film body, 3a2 ... plated layer, R3U ... predetermined region.
Claims (9)
前記リードは、
Ａｌを含むリード本体と、
前記リード本体の先端部に設けられ、前記リード本体の側面位置を境界として折り曲げられ、前記リード本体の上下面及び側面を被覆し、所定領域が前記リード本体に溶接された金属薄膜と、
を備え、
前記金属薄膜は、
Ｎｉを含む薄膜本体と、
折り曲げられた前記薄膜本体の少なくとも外側表面を被覆しＳｎを含むメッキ層と、
を有し、
折り曲げられた前記薄膜本体の内側表面の特定領域と、前記リード本体の上面とは、前記所定領域において、前記メッキ層を介することなく、直接接触して溶接されており、前記リード本体の下面は前記薄膜本体とは溶接されていない、
ことを特徴とする電気化学デバイス。 In an electrochemical device having a charge / discharge body housed in an exterior body, and a lead extending from the charge / discharge body,
The lead is
A lead body containing Al;
A metal thin film that is provided at the tip of the lead body, is bent with the side surface position of the lead body as a boundary, covers the upper and lower surfaces and side surfaces of the lead body, and a predetermined region is welded to the lead body;
With
The metal thin film is
A thin film body containing Ni;
A plating layer covering at least the outer surface of the folded thin film body and containing Sn;
Have
The specific region of the inner surface of the folded thin film body and the upper surface of the lead body are welded in direct contact with each other without the plating layer in the predetermined region, and the lower surface of the lead body is The thin film body is not welded,
An electrochemical device characterized by that.
前記電気化学デバイスが搭載され、電極パッドを備えた基板と、
前記外装体の裏面と、前記基板との間に介在する両面粘着テープと、
前記電極パッドと前記金属薄膜との間に介在すると共に、前記金属薄膜の外側上面上に至る半田材料と、
を備えることを特徴とする回路基板。 The electrochemical device according to any one of claims 1 to 7,
A substrate on which the electrochemical device is mounted and provided with electrode pads;
A double-sided adhesive tape interposed between the back surface of the exterior body and the substrate;
A solder material interposed between the electrode pad and the metal thin film and reaching the outer upper surface of the metal thin film;
A circuit board comprising:
The circuit board according to claim 8, wherein the solder material contains Sn and Cu.
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