JPH0813423B2 - アルミニウム箔の溶接方法 - Google Patents
アルミニウム箔の溶接方法Info
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- JPH0813423B2 JPH0813423B2 JP3346888A JP34688891A JPH0813423B2 JP H0813423 B2 JPH0813423 B2 JP H0813423B2 JP 3346888 A JP3346888 A JP 3346888A JP 34688891 A JP34688891 A JP 34688891A JP H0813423 B2 JPH0813423 B2 JP H0813423B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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- H01G9/008—Terminals
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム箔の溶接方
法に関し、特に、アルミニウム電解コンデンサに用いら
れるアルミニウム箔の溶接方法に関する。
法に関し、特に、アルミニウム電解コンデンサに用いら
れるアルミニウム箔の溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム電解コンデンサにおいて
は、アルミニウム箔の表面に誘電体として作用するAl2
O3 の化成膜が形成されている。このような電解コンデ
ンサにおいては、外部と接続するために、アルミニウム
箔にCP線等のリード線が接続されている。
は、アルミニウム箔の表面に誘電体として作用するAl2
O3 の化成膜が形成されている。このような電解コンデ
ンサにおいては、外部と接続するために、アルミニウム
箔にCP線等のリード線が接続されている。
【0003】従来、アルミニウム箔とリード線との接続
は、図4に示す方法で行われていた。すなわち、CP線
等のリード線42の先端にアルミニウム製タブ43を設
け、このアルミニウム製タブ43とアルミニウム箔41
とをかしめ44によって接続していた。
は、図4に示す方法で行われていた。すなわち、CP線
等のリード線42の先端にアルミニウム製タブ43を設
け、このアルミニウム製タブ43とアルミニウム箔41
とをかしめ44によって接続していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように従来は、リ
ード線とアルミニウム箔とをアルミニウム製のタブを用
いて接続していたが、できればこのようなタブを用いな
いで、リード線とアルミニウム箔とを直接接続する方
が、工程数や部品数の削減等の面から考えても好ましい
のはいうまでもない。しかしながら、従来は、アルミニ
ウム箔にリード線を直接溶接することは次の理由により
できなかった。
ード線とアルミニウム箔とをアルミニウム製のタブを用
いて接続していたが、できればこのようなタブを用いな
いで、リード線とアルミニウム箔とを直接接続する方
が、工程数や部品数の削減等の面から考えても好ましい
のはいうまでもない。しかしながら、従来は、アルミニ
ウム箔にリード線を直接溶接することは次の理由により
できなかった。
【0005】すなわち、アルミニウム箔にリード線を抵
抗溶接するには、図5に示すように、銅製の下部電極5
1上にアルミニウム箔41を載置し、アルミニウム箔4
1上にリード線42を設け、リード線42上の適切な箇
所に上電極チップ52を圧接させた状態で、上電極チッ
プ52と銅製下部電極51との間に溶接電流を流す必要
がある。しかしながら、アルミニウム箔41の表面には
Al2O3 の化成膜45が約0.1μm〜10μmの厚さ
で形成されており、この化成膜の抵抗値が高いので通常
の抵抗溶接条件では上電極チップ52と銅製下部電極5
1間に溶接電流を流すことができず、従って、アルミニ
ウム箔41とリード線42とを直接溶接することはでき
なかった。
抗溶接するには、図5に示すように、銅製の下部電極5
1上にアルミニウム箔41を載置し、アルミニウム箔4
1上にリード線42を設け、リード線42上の適切な箇
所に上電極チップ52を圧接させた状態で、上電極チッ
プ52と銅製下部電極51との間に溶接電流を流す必要
がある。しかしながら、アルミニウム箔41の表面には
Al2O3 の化成膜45が約0.1μm〜10μmの厚さ
で形成されており、この化成膜の抵抗値が高いので通常
の抵抗溶接条件では上電極チップ52と銅製下部電極5
1間に溶接電流を流すことができず、従って、アルミニ
ウム箔41とリード線42とを直接溶接することはでき
なかった。
【0006】従って、本発明の目的は、Al2O3 の化成
膜が形成されたアルミニウム箔とリード線とを直接抵抗
溶接することができるアルミニウム箔の溶接方法を提供
することにある。
膜が形成されたアルミニウム箔とリード線とを直接抵抗
溶接することができるアルミニウム箔の溶接方法を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、表面に
化成膜が形成されたアルミニウム箔をバックバー上に載
置し、前記アルミニウム箔上に導電性の金属を載置し、
前記導電性の金属の表面に第1および第2の電極チップ
を離間してそれぞれ圧接し、前記第1および前記第2の
電極チップ間に溶接電流を流して前記アルミニウム箔と
前記導電性の金属とをシリーズ抵抗溶接することを特徴
とするアルミニウム箔の溶接方法が得られる。
化成膜が形成されたアルミニウム箔をバックバー上に載
置し、前記アルミニウム箔上に導電性の金属を載置し、
前記導電性の金属の表面に第1および第2の電極チップ
を離間してそれぞれ圧接し、前記第1および前記第2の
電極チップ間に溶接電流を流して前記アルミニウム箔と
前記導電性の金属とをシリーズ抵抗溶接することを特徴
とするアルミニウム箔の溶接方法が得られる。
【0008】ここで、バックバーを形成する素材として
は、好ましくはセラミックスまたは鉄等の金属の表面を
窒化処理したものが用いられる。
は、好ましくはセラミックスまたは鉄等の金属の表面を
窒化処理したものが用いられる。
【0009】
【作用】本発明の作用を図1を参照して説明する。本発
明においては、セラミックス等で形成されたバックバー
11上にアルミニウム箔12を載置し、このアルミニウ
ム箔12上に導電性の金属13を載置している。アルミ
ニウム箔12においては、アルミニウム層17の表面に
化成膜16が形成されている。導電性の金属13上には
電極チップ14、15が圧接させられている。電極チッ
プ14、15間に溶接電流18を流すと、アルミニウム
箔12の表面には化成膜16が形成されているから、溶
接電流18は、アルミニウム箔12内に流入することは
なく、導電性の金属13内を流れて、この金属13をま
ず加熱し、その熱によってアルミニウム箔12も加熱す
る。本発明においては、アルミニウム箔12の下に熱伝
導度の低いセラミックス等で形成されたバックバー11
を用いているから、発生した熱は有効に保持される。従
って、アルミニウム箔12に溶接電流を直接に流し込ま
なくても、その上部の導電性の金属13を通電加熱する
ことによって、アルミニウム箔12も加熱されることに
なり、導電性の金属13とアルミニウム箔12との溶接
が行われることになる。
明においては、セラミックス等で形成されたバックバー
11上にアルミニウム箔12を載置し、このアルミニウ
ム箔12上に導電性の金属13を載置している。アルミ
ニウム箔12においては、アルミニウム層17の表面に
化成膜16が形成されている。導電性の金属13上には
電極チップ14、15が圧接させられている。電極チッ
プ14、15間に溶接電流18を流すと、アルミニウム
箔12の表面には化成膜16が形成されているから、溶
接電流18は、アルミニウム箔12内に流入することは
なく、導電性の金属13内を流れて、この金属13をま
ず加熱し、その熱によってアルミニウム箔12も加熱す
る。本発明においては、アルミニウム箔12の下に熱伝
導度の低いセラミックス等で形成されたバックバー11
を用いているから、発生した熱は有効に保持される。従
って、アルミニウム箔12に溶接電流を直接に流し込ま
なくても、その上部の導電性の金属13を通電加熱する
ことによって、アルミニウム箔12も加熱されることに
なり、導電性の金属13とアルミニウム箔12との溶接
が行われることになる。
【0010】なお、シリーズ抵抗溶接において通常行わ
れているように、バックバー11に金属Cuを用いる
と、この金属Cuは熱伝導性が良いので、溶接電流18
を通電することによって発生した熱が、この金属Cu製
のバックバー11に速やかに拡散するから、溶接に必要
な温度にまで加熱することは困難である。また、たと
え、大電流を流して溶接に必要な温度まで加熱できたと
しても、電力消費が大きくなりすぎるばかりか、導電性
の金属13が溶断するという事態も生じてしまう。さら
にアルミニウムは金属と合金を形成し易いから、溶接後
にはアルミニウム箔と金属製バックバー11が接合され
てしまうという問題点も生じてしまう。
れているように、バックバー11に金属Cuを用いる
と、この金属Cuは熱伝導性が良いので、溶接電流18
を通電することによって発生した熱が、この金属Cu製
のバックバー11に速やかに拡散するから、溶接に必要
な温度にまで加熱することは困難である。また、たと
え、大電流を流して溶接に必要な温度まで加熱できたと
しても、電力消費が大きくなりすぎるばかりか、導電性
の金属13が溶断するという事態も生じてしまう。さら
にアルミニウムは金属と合金を形成し易いから、溶接後
にはアルミニウム箔と金属製バックバー11が接合され
てしまうという問題点も生じてしまう。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【0012】図2を参照すれば、セラミックス製のバッ
クバー21上にアルミニウム箔22が載置され、アルミ
ニウム箔22上にはリード線となるCP線23が載置さ
れ、CP線23の表面に、電極チップ24、25を圧接
している。
クバー21上にアルミニウム箔22が載置され、アルミ
ニウム箔22上にはリード線となるCP線23が載置さ
れ、CP線23の表面に、電極チップ24、25を圧接
している。
【0013】バックバー21はシリコン酸化物製であ
る。アルミニウム箔22の内部のアルミニウム層27の
膜厚は20μmであり、その表面には膜厚300ÅのA
l2O3 の化成膜26が形成されている。CP線23は、
図3に示すように、直径0.5mmのものの先端を3m
mにわたって、プレスして厚さ0.2mmの扁平状のヘ
ッダ部31を形成したものを用いた。CP線23の中心
はFe28であり、その表面にCuコート29が設けら
れ、そのCuコート29上にSn・Pb層30が設けら
れている。
る。アルミニウム箔22の内部のアルミニウム層27の
膜厚は20μmであり、その表面には膜厚300ÅのA
l2O3 の化成膜26が形成されている。CP線23は、
図3に示すように、直径0.5mmのものの先端を3m
mにわたって、プレスして厚さ0.2mmの扁平状のヘ
ッダ部31を形成したものを用いた。CP線23の中心
はFe28であり、その表面にCuコート29が設けら
れ、そのCuコート29上にSn・Pb層30が設けら
れている。
【0014】電極チップ24、25は、Cu・Cr製で
あり、直径3mmの楔型でその先端は0.5×1.5m
mのものを用いた。電極チップ24と電極チップ25と
の間隔は1.5mmであった。電極チップ24、25に
加えた圧力は13.5kgf/2点であった。電極チッ
プ24、25に印加した電圧は2Vであり、電流値は
0.78KAであり、通電時間は1.3msecであっ
た。
あり、直径3mmの楔型でその先端は0.5×1.5m
mのものを用いた。電極チップ24と電極チップ25と
の間隔は1.5mmであった。電極チップ24、25に
加えた圧力は13.5kgf/2点であった。電極チッ
プ24、25に印加した電圧は2Vであり、電流値は
0.78KAであり、通電時間は1.3msecであっ
た。
【0015】以上のような条件で抵抗溶接を行った結
果、アルミニウム箔22とCP線23とは堅固に溶接さ
れた。すなわち、溶接後、ピールテストを行った結果、
アルミニウム箔22にCP線23のヘッダ部31とほと
んど同じ面積の孔があくか、またはtear破断となっ
た。また、剪断引張テストを行った結果、引っ張り点の
中間でアルミニウム箔22が破断する母材破断であっ
た。
果、アルミニウム箔22とCP線23とは堅固に溶接さ
れた。すなわち、溶接後、ピールテストを行った結果、
アルミニウム箔22にCP線23のヘッダ部31とほと
んど同じ面積の孔があくか、またはtear破断となっ
た。また、剪断引張テストを行った結果、引っ張り点の
中間でアルミニウム箔22が破断する母材破断であっ
た。
【0016】なお、上記の条件においては、CP線23
の表面であって、電極チップ24、25直下のSn・P
b層30は、溶接時の加圧と熱で周辺に押し出されてい
たが、電流値を300A以下、具体的には、電極チップ
24、25に加える圧力を7kgf/2点、電極チップ
24、25に印加する電圧を1.25V、電流値を0.
38KA、通電時間を1.3msec とすることによっ
て、溶接後、Sn・Pb層を電極チップ24、25直下
においても、残存させることができた。CP線23のC
uコート29やFe28が表面に露出すると、Feおよ
びCuの不動態酸化被膜が形成されてしまい、コンデン
サ特性に悪影響を及ぼすが、その表面にSn・Pb層3
0を残存させることによって、この不動態酸化被膜が形
成されるのを防止することができる。
の表面であって、電極チップ24、25直下のSn・P
b層30は、溶接時の加圧と熱で周辺に押し出されてい
たが、電流値を300A以下、具体的には、電極チップ
24、25に加える圧力を7kgf/2点、電極チップ
24、25に印加する電圧を1.25V、電流値を0.
38KA、通電時間を1.3msec とすることによっ
て、溶接後、Sn・Pb層を電極チップ24、25直下
においても、残存させることができた。CP線23のC
uコート29やFe28が表面に露出すると、Feおよ
びCuの不動態酸化被膜が形成されてしまい、コンデン
サ特性に悪影響を及ぼすが、その表面にSn・Pb層3
0を残存させることによって、この不動態酸化被膜が形
成されるのを防止することができる。
【0017】次に溶接電流の値と溶接状態との関係を調
べた。溶接電流が小さい場合には、溶接後に剥離する
と、電極チップ24、25直下のCP線23の裏面に化
成膜26が溶着しているのが観察された。溶接電流を増
大させると電極チップ24および25の直下だけでな
く、それらの間のCP線23の裏面にも化成膜26が溶
着しているのが観察された。さらに溶接電流を増大させ
ると、電極チップ24および25の間のアルミニウム層
27が溶融しているのが観察された。
べた。溶接電流が小さい場合には、溶接後に剥離する
と、電極チップ24、25直下のCP線23の裏面に化
成膜26が溶着しているのが観察された。溶接電流を増
大させると電極チップ24および25の直下だけでな
く、それらの間のCP線23の裏面にも化成膜26が溶
着しているのが観察された。さらに溶接電流を増大させ
ると、電極チップ24および25の間のアルミニウム層
27が溶融しているのが観察された。
【0018】これらのことから、まず溶接電流が少ない
ときには電極チップ24および25の直下が加熱され、
次に電極チップ24および25の間も次第に加熱されて
いき、より大電流を流すと、その熱がアルミニウム層2
7中に十分に伝わり、その層を溶融させていることがわ
かる。
ときには電極チップ24および25の直下が加熱され、
次に電極チップ24および25の間も次第に加熱されて
いき、より大電流を流すと、その熱がアルミニウム層2
7中に十分に伝わり、その層を溶融させていることがわ
かる。
【0019】なお、CP線23に代えて、Fe28表面
にNiメッキを施したリード線も同様に溶接することが
できる。
にNiメッキを施したリード線も同様に溶接することが
できる。
【0020】
【発明の効果】本発明においては、バックバーとしてセ
ラミックス等の素材を用い、第1および第2の電極チッ
プ間に溶接電流を流して抵抗溶接するから、たとえ、被
溶接体の一方であるアルミニウム箔の表面に化成膜が形
成されていても、その上の導電性の金属との溶接が可能
となる。このように、本発明によれば、表面に化成膜が
形成されたアルミニウム箔に直接CP線等のリード線を
溶接できるから、例えば、本発明をアルミニウム電解コ
ンデンサの製造の際に利用する場合、当該アルミニウム
電解コンデンサのリード接続のために従来用いられてい
たタブを用いる必要もなくなる。従って、高信頼のアル
ミニウム電解コンデンサを低価格で供給できるようにな
る。
ラミックス等の素材を用い、第1および第2の電極チッ
プ間に溶接電流を流して抵抗溶接するから、たとえ、被
溶接体の一方であるアルミニウム箔の表面に化成膜が形
成されていても、その上の導電性の金属との溶接が可能
となる。このように、本発明によれば、表面に化成膜が
形成されたアルミニウム箔に直接CP線等のリード線を
溶接できるから、例えば、本発明をアルミニウム電解コ
ンデンサの製造の際に利用する場合、当該アルミニウム
電解コンデンサのリード接続のために従来用いられてい
たタブを用いる必要もなくなる。従って、高信頼のアル
ミニウム電解コンデンサを低価格で供給できるようにな
る。
【図1】本発明の作用を説明するための断面図である。
【図2】本発明の実施例を説明するための断面図であ
る。
る。
【図3】本発明の実施例で用いたCP線を説明するため
の図である。(A)は正面図、(B)は側面図である。
の図である。(A)は正面図、(B)は側面図である。
【図4】従来のアルミニウム電解コンデンサのリード取
り付け方法を説明するための図である。
り付け方法を説明するための図である。
【図5】従来の溶接方法を説明するための図である。
11…セラミックス等で形成されたバックバー 12…アルミニウム箔 13…導電性の金属 14、15…電極チップ 16…化成膜 21…セラミックス製のバックバー 22…アルミニウム箔 23…CP線 24、25…電極チップ 26…Al2O3 の化成膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01G 13/00 307 F 7924−5E
Claims (2)
- 【請求項1】表面に化成膜が形成されたアルミニウム箔
をバックバー上に載置し、前記アルミニウム箔上に導電
性の金属を載置し、前記導電性の金属の表面に第1およ
び第2の電極チップを離間してそれぞれ圧接し、前記第
1および前記第2の電極チップ間に溶接電流を流して前
記アルミニウム箔と前記導電性の金属とをシリーズ抵抗
溶接することを特徴とするアルミニウム箔の溶接方法。 - 【請求項2】請求項1記載のアルミニウム箔の溶接方法
において、前記バックバーはセラミックスまたは金属の
表面を窒化処理した素材で形成されていることを特徴と
するアルミニウム箔の溶接方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3346888A JPH0813423B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | アルミニウム箔の溶接方法 |
US07/936,278 US5324910A (en) | 1991-12-27 | 1992-08-28 | Welding method of aluminum foil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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