JP3229238B2 - 金属箔の超音波接合方法 - Google Patents
金属箔の超音波接合方法Info
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Description
された金属箔に超音波ホーンを当接して超音波を印加す
ることにより該金属部材に該金属箔を接合する超音波接
合方法に関するものである。
二重層コンデンサを使用することが検討されている。
3示のように、陽極集電体11を備える陽極電極12
と、陰極集電体13を備える陰極電極14とが、セパレ
ータ15を介して対向配置されて基本セル16を構成し
ている。各基本セル16は隣接する基本セル16と、陽
極電極12は陽極電極12と、また、陰極電極14は陰
極電極14と重ね合わされるように配置されており、各
集電体11,13は同極の電極に挟持されることによ
り、重ね合わされた同極の電極2枚に共有されるように
なっている。そして、複数の基本セル16が積層されて
コンデンサ素子17を構成している。
層では陽極集電体11の上にセパレータ15が配置され
ており、反対側の最外層では陰極集電体13上にセパレ
ータ15が配置されている。
炭ペーストにより薄板状に形成されており、セパレータ
15は、シート状フッ素樹脂により形成されている。ま
た、前記陽極集電体11及び陰極集電体13は、例えば
アルミニウム等の金属箔により形成されており、それぞ
れその一方側寄りから上方に陽極延出リード18、陰極
延出リード19が延出されて形成されている。そして、
各陽極延出リード18及び陰極延出リード19は、同極
ごとにまとめられて図示しない電極端子に接合される。
尚、前記陽極集電体11の陽極電極12,12に挟持さ
れる部分及び陰極集電体13の陰極電極14,14に挟
持される部分は、共にメッシュ状に形成されている。
ド19等のアルミ箔を、前記電極端子等の他の金属部材
に接合する方法として、超音波接合方法が知られてい
る。従来、前記超音波接合方法は、図2示のように、金
属部材1上に複数のアルミ箔2を積層し、最上層のアル
ミ箔2の接合位置上に図示しない超音波ホーンを走査し
て当接しながら超音波を印加することにより、金属部材
1に複数のアルミ箔2が固相拡散接合され、前記超音波
ホーンを走査させた部分に接合部4が形成される。前記
超音波接合方法によれば、接合部4の電気抵抗が低くな
るので、前記コンデンサ素子17の陽極延出リード18
及び陰極延出リード19を前記電極素子に接合する用途
に適している。
ド18及び陰極延出リード19が超音波接合により前記
電極素子に接合されたコンデンサ素子17を自動車等の
振動が発生する場所に使用すると、前記振動による応力
が前記接合部4に集中して、接合部4の周囲から亀裂が
発生し、アルミ箔2が破れ易くなるという不都合があ
る。
合を解消して、金属部材に対する金属箔の接合強度を向
上することができる超音波接合方法を提供することを目
的とする。
めに、本発明の超音波接合方法は、金属部材上に積層さ
れた金属箔に超音波ホーンを当接して超音波を印加する
ことにより該金属部材に該金属箔を固相拡散接合する超
音波接合方法において、該金属箔の接合位置上に金属板
を載置し、該金属板を介して超音波を印加して該金属箔
及び金属板を該金属部材に一体的に固相拡散接合すると
きに、該金属板は、その一方の端部が該金属箔の接合位
置上に載置されると共に他方の端部が該金属箔の端部を
包み込んで該金属箔と該金属部材との間に配置され、該
金属箔の接合位置上に載置された該金属板の端部を介し
て超音波を印加して該金属箔及び金属板を該金属部材に
一体的に固相拡散接合することを特徴とする。
た金属材料に超音波振動を作用させることにより、超音
波振動が作用した部分の金属が振動し、前記金属材料が
相互に固相拡散接合されるものであるが、前記超音波振
動の作用は前記超音波ホーンが当接された部分において
最も強く、この部分では金属の拡散量が多くなる。この
結果、前記超音波ホーンが当接された部分の周囲では金
属組織の強度が低下し、金属箔のような極く薄い材料で
は、応力集中が生じたときにはこの部分から亀裂が発生
するものと考えられる。
合位置上に金属板を載置し、該金属板を介して超音波を
印加することにより、該金属箔に対して過度の超音波振
動が作用することを防止し、かつ、該金属箔が固相拡散
接合して他の金属材料と接合されるに十分な超音波振動
が該金属箔に印加される。従って、前記金属箔は前記金
属板と共に前記金属部材に一体的に固相拡散接合され、
しかも十分な接合強度を得ることができる。
の端部が前記金属板により包み込まれるので、該金属箔
が前記金属板に保護され、取り扱いが容易になる。しか
も、前記金属箔の接合位置上に載置された該金属板の端
部を介して超音波を印加することにより、前述の態様と
同様に、該金属箔に対して過度の超音波振動が作用する
ことを防止し、しかも該金属箔が融着して該金属板及び
前記金属部材と接合されるに十分な超音波振動が該金属
箔に印加されるという作用を得ることができる。
単数の場合にも、複数の積層された金属箔により構成さ
れる場合にも適用することができる。
本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図
1は本発明の超音波接合方法を示す斜視図である。
うに、厚さ0.8mmの板状のアルミニウム部材1の上
に、100mm×25mmの矩形状で厚さ0.05mm
のアルミ箔2を10枚積層し、10枚のアルミ箔2の一
方の端部をアルミニウム板材3で包み込み、これをアル
ミニウム部材1の上に積層する。このとき、アルミニウ
ム板材3の一方の端部3aは金属箔2の接合位置上に載
置され、他方の端部3bは金属箔2と金属部材1との間
に配置される。そして、アルミニウム板材3の端部3a
に図示しない超音波ホーンを当接してアルミ箔2の幅方
向に走査させることにより、アルミニウム板材3の端部
3aを介して超音波を印加する。この結果、前記接合位
置に図1に仮想線示するような接合部4が形成され、ア
ルミ箔2及びアルミニウム板材3がアルミニウム部材1
に一体的に固相拡散接合される。
層のアルミ箔2に過度の超音波振動が作用することを防
止できると共に、各アルミ箔2及びアルミニウム部材1
に、そのそれぞれが振動して相互に一体的に固相拡散接
合できる超音波振動を印加できるものであればよく、そ
の厚さは特に限定されるものではないが、前記アルミ箔
2の超音波接合においては、0.05〜1.0mmの範
囲の厚さを有することが好ましい。アルミニウム板材3
の厚さが前記アルミ箔2より薄く0.05mm未満であ
るときには、破れ易く取り扱いが困難になる。また、ア
ルミニウム板材3の厚さが1.0mmを超えると、前記
各アルミ箔2及びアルミニウム部材1を相互に一体的に
固相拡散接合するためには超音波の出力を大きくしなけ
ればならず、製造コストの上昇が避けられない。また、
前記アルミニウム板材3は、0.1〜0.5mmの範囲
の厚さを有することがさらに好ましい。アルミニウム板
材3の厚さが0.1mm未満であるときには、前記アル
ミ箔2を保護する効果が十分に得られないことがあり、
アルミニウム板材3の厚さが0.5mmを超えるとアル
ミニウム板材3自体の強度が大きくなり、前記アルミ箔
2の端部を包み込むことが困難になることがある。
0.5mmの3種類のアルミニウム板材3を用い、図1
のようにして超音波接合を行い、各アルミ箔2の引張り
強度を測定した。前記超音波接合は、前記アルミニウム
板材3に図示しない超音波ホーンを60〜70psiの
加圧力で圧接し、周波数20kHz、出力850〜10
00wの超音波を0.5〜0.6秒間印加して、20m
m×3mmの接合部4を形成した。尚、アルミ箔2の引
張り強度は、10枚のアルミ箔2のうち、最上層、中
層、最下層の3か所及び10枚のアルミ箔2全体につい
て測定した。結果を下記表1に示す。
ルミニウム部材1の上にアルミ箔2を10枚積層し、最
上層のアルミ箔2に、図示しない超音波ホーンを直接当
接して超音波を印加する従来の方法により超音波接合し
たときのアルミ箔2の引張り強度を測定した。アルミニ
ウム部材1及びアルミ箔2の寸法、超音波の印加条件、
アルミ箔2の引張り強度の測定方法は、全て前記と同一
である。結果を下記表1に合わせて示す。
法によれば、図2示の従来の超音波接合方法に比較し
て、最上層のアルミ箔2の引張り強度が格段に向上され
ていることが明らかである。尚、前記アルミ箔2の引張
り強度は、自動車等の振動により接合部4の周囲に応力
集中が起きたときに亀裂の発生を防止するに十分な強度
である。
るが、アルミ箔2は1枚だけであってもよい。また、前
記態様では、アルミニウム同士の超音波接合を例にとっ
て説明しているが、アルミニウム以外の金属材料に対し
ても適用することができ、さらに、金属部材1、金属箔
2、金属板3は、互いに同一金属であってもよく、異種
の金属であってもよい。
図。
合位置。
Claims (2)
- 【請求項1】金属部材上に積層された金属箔に超音波ホ
ーンを当接して超音波を印加することにより該金属部材
に該金属箔を固相拡散接合する超音波接合方法におい
て、 該金属箔の接合位置上に金属板を載置し、該金属板を介
して超音波を印加して該金属箔及び金属板を該金属部材
に一体的に固相拡散接合するときに、 該金属板は、その一方の端部が該金属箔の接合位置上に
載置されると共に他方の端部が該金属箔の端部を包み込
んで該金属箔と該金属部材との間に配置され、該金属箔
の接合位置上に載置された該金属板の端部を介して超音
波を印加して該金属箔及び金属板を該金属部材に一体的
に固相拡散接合する ことを特徴とする金属箔の超音波接
合方法。 - 【請求項2】前記金属箔は複数の積層された金属箔によ
り構成されることを特徴とする請求項1記載の金属箔の
超音波接合方法。
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- 1997-03-03 JP JP04769597A patent/JP3229238B2/ja not_active Expired - Fee Related
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