JPH01176683A - 電子部品用導電片の一貴製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、異種金属のフープ材の少なくとも一方にはん
だ若しくは錫めっきを施し、スポット溶接により接合し
てプレス成形する電子部品用導電片の一貫製造方法に関
する。

「従来の技術及びその問題点」 トランジスタ、ＩＣパーツ等の電子部品と電子部品、電
子部品と基板上の回路等を電気的に接続する導電片の接
合には、はんだ付等が一般的に用いられている。このた
めはんだ付等による接合部の良否が、当該電子部品等を
組み込んだ製品自体の品質とか信頼性を、直接左右する
要因の一つとなる。また電子部品のサイズが極く小さく
なるとともに、導電片も小さくなって、機械的振動によ
る応力若しくは冷熱サイクル下での熱応力の繰り返し作
用によるはんだ付等の接合部の接合強度の低下及び劣化
が問題となっている。特に線膨張係数が大きく異なる電
子部品用導電片のはんだ付による接合は、−３０℃〜１
１０℃の冷熱サイクル下に置かれた場合には、接合強度
が著しく劣化する場合がある。

このため異種金属の接合部の劣化対策として、銀ろう付
を用いて強固な接合を確保する方法もあるが、ろう付温
度が約７００℃と高く、加熱による電子部品等の影響、
生産性等を考慮すると容易に実施することが難しい。

次に生産性、接合強度の見地から、異種金属からなる電
子部品の接合方法として、スポット溶接の採用が考えら
れる。スポット溶接を良好に行うための条件は、溶接電
流９通電時間、加圧力及び電極の材質、形状等が挙げら
れる。異種金属間の接合では、前記条件の他にその材質
に影響され、特に電気抵抗の低い導電片とか、めっきさ
れた導電片とかを、直接基板」―の回路、ＩＣパーツ等
にスポット溶接により接合するための、信頼性のあるｉ
＊条件を回路等の材質に応じて個々に見出すことは容易
ではない。

前記した冷熱サイクル下ではんだ付等の接合部の接合強
度が劣化する原因は、線膨張係数が大きく異なる′Ｊ４
Ｎ金属の接合によるものである。従って、はんだ付等に
より接合を行う部分には、被接合部材のｍ膨張係数に比
較的近い線膨張係数の部材を介在させてはんだ付を行う
とともに、該部材と導電片とをスポット溶接により強固
に接合することにより、前記冷熱サイクル下でのはんだ
付等の接合部の劣化の問題は解決可能となる。ところが
、電子部品用導電片は前記したように、基板上の回路等
にはんだ付等により接合されるものであるから、導電材
の表面にはんだ付等に必要なめつき層を形成するために
、スポット溶接後錫若しくははんだめっきを行うと、そ
のめっき工程で変形して寸法、形状等の精度が帷持でき
ないばかりか、溶接部の隙間に染み込んだめっき液が水
洗によって除去されずめっき品質を阻害する等の不都合
の発生が予想される。このため素材の段階ではんだめっ
き等を施した後、スポット溶接を行って接合してからプ
レス成形等により所定の形状に成形する方法が考えられ
るが、前記導電片はサイズが極めて小さいものであるた
め、生産性及びコストの面から、自動化された大ｊｌ￥
Ａ遺方法の開発が望まれる等の解決すべき問題点があっ
た。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記した問題点を解決することを目的とする
もので、その具体的構成は、幅の異なる異種金属のフー
プ材の少なくとも一方にはんだ若しくは錫めっきを施し
、搬送供給する方向に平行な基準面により位置決めして
重ね合わせると共に、穴明はプレス装置によりパイロッ
ト六を穿設する穴明は工程と、前記パイロット六により
位置決めされる異種金属を、タングステン等の高融点材
質からなる一側の電極チップの先端加圧部を一定の曲率
で形成し、クロム銅合金からなる他側の電極チップの先
端加圧部を平面状に形成したスポット溶接機により溶接
し、前記他側の電極チップの平面状加圧部で加圧される
側には前記めっきのめつき層を損傷することなく残存さ
せるスポット溶接工程と、前記溶接工程により接合され
たフープ材を搬送装置により順送プレス装置に搬送供給
して、所定の抜き、曲げ、切断等を順次行うプレス成形
工程とを、前記各工程の作動タイミングに調時して連続
結合させたことを特徴とするものである。

［作用」 本発明は、前記具体的構成の説明で明らかにしたように
、穴明は工程に於いて、後工程の順送プレス装置での抜
き、曲げ、切断等のための異種金属のフープ材相互の位
置決めを正確に行うとともに、スポット溶接工程、プレ
ス成形工程のためのパイロット六を穿孔し、スポット溶
接工程に於いては、位置合わせされて接触する異種金属
素材間にはんだめっきによるめっき層を介在させ、電気
伝導度の大きい電子部品用導電索材（こ対して電気抵抗
値を高め、タングステン等の高融点材質で先端加圧部を
一定の曲率で形成した電極チップと、銅クロム合金で加
圧部を平面状とした電極チップとにより加圧して大電流
を通電すると、中間めっき層での抵抗発熱による局部的
温度上昇により、該めっき層を溶融除去するとともに、
異種金属を局部的に溶融して両金属の鋳造組織即ちナゲ
ツトを形成して接合し、一方平面状電極仁加圧される金
属素材の加圧側のめっき層は、加圧面積が広く電極部で
の発熱は電極チップに伝導するため何ら機械的、熱的損
傷を受けることなく残り、続いて搬送装置により順送プ
レス装置に搬送供給されて、プレス成形工程において所
定のプレス成形を行って電子部品用導電片を製造する。

１゛実施」 本発明方法を構成する各工程の概略レイアウトを素材の
搬送順に第１図より説明する。

電子部品用導電片の金属素材は、板厚０．１５−転板幅
１０ｍ５の銅素材のフープ材１と、板厚０．２５■■、
板＠２５　ｅｎ＋の４２ニッケル合金素材のフープ材２
とを予めスズ９０％のはんだめっきを施しそのめっき層
ｍの厚さを５ｕ−として（第２図参照）、コイル状に巻
装してオートリー、ル３，４に掛ける８巻戻される両金
属素材のフープ材１゜２は、それぞれパイロットスタン
ド５及び５．６に通してガイド７により、順次穴明はプ
レス装置１０仁よる穴明は工程（１）、スポット溶接機
２１によるスポット溶接工程（ＩＩ）を経て接合され一
体となり、続いて搬送供給袋ｆｆ５０により反転装置５
２に搬送されて表裏を反転するとともに、パイロットス
タンド８に通して、順送プレス装置６０へ搬送し、該装
置６０によるプレス成形工程（ＩＩ）で所定形状の導電
片を製造し、ブランク材を巻取りリール９Ｇこより巻取
る。前記各パイロットスタンド５，６及び８は、各フー
プ材１，２及びスポット溶接により接合されて一体とな
ったフープ材の弛みを検出して、一定の張力で搬送供給
するようにしたものである。

以下、前記各工程（１）、（ＩＩ）、（１）について説
明する。

穴明は工程（１） 穴明はプレス装置１０の前側には、ガイド７を配置して
オートリール３．４に掛けたコイル状のフープ材を巻戻
して、該ガイド７の上側のガイド溝に銅素材のフープ材
１、下側のガイド溝に４２ニッケル合金のフープ材２を
通した後、一対の案内ローラ７′により重ね合わせて、
穴明はプレス装置１０に搬送供給する。穴明はプレス装
置１０は、通常の穴明はプレスにより構成するもので、
フレーム１１の上面にエアシリンダ１２を固定し、その
ピストンロッド１３の下端に取付けたポンチホルダ１４
に、一定のピッ□チャで偶数本の穴明はポンチ１５を搬
送方向に二列配設するとともに、ボルスタ１６にダイス
１７を固定したものである。

ダイス１７には前記した鋼索材のフープ材１の搬送案内
溝１８と４２ニッケル合金素材のフープ材２の搬送案内
溝１９を搬送方向の片側の基準面２０を一致させて設け
る。これはフープ材は一般に長さ方向で蛇行しているた
め、二つの金属素材相互の位置関係を正確に合致させて
重ね合わせた状態でパイロット穴Ｐを穿設するためであ
る。

スポット溶接工程（Ｉｆ） スポット溶接機２１は、搬送方向で二機達装したもので
、スポット溶接機２１．２１の両側と中間に３個の位置
決め装置２２を配置する０位置決め装置２２には、前記
鋼素材のフープ材１の搬送案内溝２３と、４２ニツケル
舎金素材のフープ材２の搬送案内溝２４を設けたガイド
２５を、スポット溶接位置を除いて連続状に設けるとと
もに、フレーム２６の上面にエアシリンダ２７を固定し
、そのピストンロッド２８の下端に位置決めピン２９を
固定する０位置決めビン２９は、前記ガイド２５の搬送
案内溝２３，２４内を搬送されるフープ材１．２に穿設
されたパイロット穴Ｐに嵌まって、スポット溶接時の位
置決めを行うものである。

スポット溶接はパイロット穴Ｐの穿設位置の内側で該穴
Ｐのピッチｐと同じピッチで行う。

スポット溶接機、２１は、コンデンサ式スポット溶接機
を用いるものであって、エアシリンダ３゜により駆動さ
れる上部電極チップ３１の先端加圧部を曲率２．５−で
成形し、下部電極チップ３２の加圧部を平面状とする。

上部電極チップ３１の材質はタングステンであるが、そ
の他銀タングステン、モリブデンのように、熱伝導率、
導電率が高くしかも高融点の材質を用いることができる
。

また下部電極チップ３２の材質はクロム銅合金とする。

下部電極チップ３２は、片端をスライダ３３に固定して
片持梁状に支持した角棒状とし、その先端を前記上端電
極チップ３２の下側に臨ませる。スライダ３３は基台３
４のガイド３５により、フープ材１．２の搬送方向に直
角に滑動可能とし、下面に一定の歩進ピッチで形成した
鋸歯状ラック３６を設ける。３７は前記鋸歯状ラック３
６に、押圧ばね３８のばね弾力により係合するようにし
た送り爪であって、ピン３９により送り爪支持台４０に
揺動可能に支持する。４１は基台３４に配設したソレノ
イドであって、そのプランジャ４２を送り爪支持台４０
に連結する。ソレノイド４１の駆動により、該支持台４
０を前記鋸歯状ラック３６の１ピッチ分だけ移動させる
とともに、送り爪３７により前記スライダ３３を同時に
前記ピッチ分だけ前進させる。従ってスライダ３３に支
持された下部電極チップ３２は、１ピッチ分だけ歩進し
て、上端電極チップ３１の対応位置を変える。これはス
ポット溶接の一定回数毎に行うものとし、歩道後端の検
出はリミットスイッチ４２により検出して下部電極チッ
プ３２の交換等を行う、４３は下部電極チップ３２の下
面に配設した下部電極である。

前記したフープ材１，２が、位置決め装置２２により位
置決めされ、スポット溶接機２１によりスポット溶接さ
れると、画素材の重ね合わせ部の中間のはんだめっき層
ｍでの抵抗発熱による局部的温度上昇により、該めっき
層ｍを溶融除去するとともに、銅と４２ニッケル合金を
局部的に溶融して、両金属の鋳造組織であるナゲツトｎ
を形成して接合する。一方下部電極チツブ３２より加圧
される４２ニッケル合金素材の加圧面側は、加圧面積が
広く、熱伝導率も大きいため機械的及び熱的な損傷を受
けることなく、はんだめっきのめっき層ｍが残存する。

また上部電極チップ３１で加圧される側の銅素材は、一
定の曲率で形成された先端加圧部で局部的に加圧される
ため、はんだめっき層が破壊された圧痕０が形成される
。

前記したスポット溶接の溶接条件は、電流値４ＫＡ１、
加圧力１０に１とするが、金属素材の材質、板厚、めっ
き厚等によりスポット溶接条件の最適条件が変わる。

５０はフープ材１．２の搬送装置であって、スポット溶
接ピッチｐの２倍のピッチで作動するエアシリンダラ−
１の先端に設けた掴着装置５１ａにより歩進状に搬送す
るもので、掴着前進、解放後退を繰り返す、搬送装ｆ５
０は、前記したガイド７の一対の案内ローラ７°との間
で、各工程にフープ材１．２を緊張状に搬送供給するも
のである。

５２は、スポット溶接工程（■）により一体的に接合さ
れたフープ材１，２の反転装置であって、送り込みロー
ラ対５３と回転支持軸を９０゛角傾けた捻回ローラ対５
４及び送出ローラ対５５により構成する。搬送装Ｍ、５
０により搬送されるフープ材１．２は、送り込みローラ
対５３と捻回ローラ対５４との間で９０°捻回され、該
捻回ローラ対５４と送出ローラ対５５との間でさらに９
０”捻回さ５れて、フープ材１，２の表裏を反転する。

反転装置５２を経たフープ材１，２はパイロットスタン
ド８を通って、プレス成形工程（ＩＩ［）に搬送供給さ
れる。

プレス成形工程（ＩＩＩ） プレス成形工程（ＩＩＩ）は、通常の順送プレス装置６
０により、フープ材１．２から所定の電子部品用導電片
７０を製造するものである１反転装置５２により反転供
給されるフープ材１．２は、そのパイロット穴Ｐにより
位置決めされてエアシリンダ６１により上下動する順送
プレス金型６２により、第９図（ａ）〜（Ｃ）に示す順
に成形されるものである。

第９１３！ｔ（ａ）、　（ｂ）に示すスポット溶接位置
Ｓで行う打ち抜き及び曲げ成形により、前記反転装置５
０を通過し反転して上方になった４２ニツケル金金の端
面に打ち抜きによるタレを生じさせて、導電片７０のは
んだ付は接合の場合のはんだ溶着を良好にする。

第９　ｒ５！ｉｃｃ　’）は、切断成形を示し、切断分
離された導電片７０は順送プレス金型の下方に落下し、
連続するブランク材は巻取りリール９により巻取られる
。前記各成形は通常の順送プレス装置による成形である
ので、詳しい説明は導電材７０の成形断面を併せて示す
ことにより省略する。

本発明方法を構成する各工程（１）、（ＴＩ）、（１）
は、以上に説明した通りであって、第１０図に示すよう
に穴明は工程（１）のエアシリンダ１２、スポット溶接
工程（ＩＩ）の位置決め装ｆｆ２２のエアシリンダ２７
、スポット溶接機２１のエアシリンダ３０、及びプレス
成形工程（ＩＩＩ）のエアシリンダ６１と電磁切換弁１
２　ａ　＊　２７８　＊　３０　ａ及び６１ａとを介装
した空気圧制御回路８１，８２゜８３及び８４をそれぞ
れ構成するとともに、搬送装置５０の空気圧制御回路８
５を設けて、各工程の作動タイミングを合わせつつ、フ
ープ材１，２の連続的搬送供給を制御して、電子部品用
導電片７０の一貫製造を行うものである。この場合、穴
明は工程（Ｉ）のエアシリンダ１２の作動は、−工程で
穿設されるパイロット穴ｌ）の数と溶接機との関係によ
り、即ち本実施例は溶接機が２機であるので（パイロッ
ト穴！〕の数／２）毎の間欠作動となる。

また本実施例では、スポット溶接樟より接合する異種金
属のフープ材の相方にはんだめっきを行ったが、接合す
る金属の種類によっては一方のフープ材のみにはんだめ
っきを行ったものでもよい。

「効果」 本発明は、前記した具体的構成及び作用の説明で明らか
にしたように、穴明は工程に於いて％後工程の順送プレ
ス装置でのｔｋき、曲げ、切断等のための実桟金属のフ
ープ材相互の位置決めを正確に行うとともに、スポット
溶接工程、プレス成形工程のためのパイロット穴を穿孔
し、スポット溶接工程に於いては、位置合わせされて接
触する異種金属素材間にめっき層を介在させ、電気伝導
度の大きい電子部品用導電素材に対して電気抵抗値を高
め、タングステン等の高融点材質で先端加圧部を一定の
曲率で形成した電極チップと、銅クロム合金で加圧部を
平面状とした電極チップと番こより加圧して大電流を通
電すると、中間めっき層での抵抗発熱による局部的温度
上昇により、該めっき層を溶融除去するとともに、異種
金属を局部的に溶融して両金属のｔｓ造組織即ちナゲツ
トを形成して接合し、−太平面状電極に加圧される金属
素材の加圧側のめっき層は、加圧面積が広く電極部での
発熱は電極チップに伝導するため何ら機械的、熱的損傷
を受けることなく残り、続いて搬送装置により順送プレ
ス装Ｍｃ搬送供給されて、プレス成形工程において所定
のプレス成形を行って電子部品用導電片を製造するよう
に前記各工程をその作動タイミングに調時して連続結合
させたから、はんだめっき等を施したフープ材の異種金
属素材を接合した電子部品用導電片の一貫製造が、低コ
ストでしかも高能率で可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明方法を例示し、第１図はフープ材１．
２の拡大断面図、第２図は本発明方法を構成する工程の
概略レイアウト図、第３図は穴明は工程（■）、スポッ
ト溶接工程（■）、搬送装置５０及び反転袋′Ｒ５２の
側面図、第４図はダイス１７の平面図、第５図は第４図
Ａ−Ａ線切断面図、第６図は第３図Ｂ−Ｂ線拡大切断面
図、第７図はスポット溶接機２１の要部の一部切欠拡大
正面図、第８５１ｉはスポット溶接接合部の拡大断面図
、第９図は順送プレス装！６０のプレス成形工程を導電
片７０の成形断面と併せて示した説明図、第１０図は空
気圧回路図である。 １．２．、、フープ材、　２１　、、、スポット溶接機
、３１　、、、上部電極チップ、　３２．、、下部電極
チップ、　５０　、、、搬送装置、　６０　、、、順送
プレス装置、　７０．、、導電片、　（１）、、、穴明
は工程、（ＩＩ）、、、スポット溶接工程、　（ＩＩＩ
　＞、、、プレス成形工程、　Ｐ０６．パイロット穴、
　ｍ０１．はんだめっき層。 第１図 第４図 ｉ、−１ 第５図 第・６　図 第８図 第９図 （ａ）　　（ｂ）　（ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 幅の異なる異種金属のフープ材の少なくとも一方にはん
   だ若しくは錫めつきを施し、搬送供給する方向に平行な
   基準面により位置決めして重ね合わせると共に、穴明け
   プレス装置によりパイロット穴を穿設する穴明け工程と
   、 前記パイロット穴により位置決めされる異種金属を、タ
   ングステン等の高融点材質からなる一側の電極チップの
   先端加圧部を一定の曲率で形成し、クロム銅合金からな
   る他側の電極チップの先端加圧部を平面状に形成したス
   ポット溶接機により溶接し、前記他側の電極チップの平
   面状加圧部で加圧される側には前記めっきのめっき層を
   損傷することなく残存させるスポット溶接工程と、 前記溶接工程により接合されたフープ材を搬送装置によ
   り順送プレス装置に搬送供給して、所定の抜き、曲げ、
   切断等を順次行うプレス成形工程とを、 前記各工程の作動タイミングに調時して連続結合させた
   ことを特徴とする電子部品用導電片の一貫製造方法。