电子部件及电子部件用导线的制作方法

专利名称：电子部件及电子部件用导线的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子部件与用于其的导线(lead wire)，特别是涉及具备绝缘性的封口体的电容器，在该绝缘性的封口体设有用于插通导线的贯通孔。
背景技术：
近年来，随着环保意识的提高，正推进电子设备的无铅化。与此相伴，对于电子设备中所搭载的电子部件，正期望增强无铅化。由此，为了由构成材料起实现无铅化，从而较多的电子部件的设计规格也随之产生了变化。
而另一方面，铅具有抑制锡等金属产生针状晶须(whisker)这样的效果。尤其是， 在现有的电子部件中，铅承担着抑制导出到电子部件的外部的导线产生晶须的作用。由此， 通过无铅化而从电子部件的导线中去除了铅后，在导出至电子部件的外部的导线易产生晶须。并且，由于振动或冲击，晶须向电子部件外流出时，落在电子设备的电路基板上而引起短路，从而导致增大了在电子设备中产生故障的可能性。为解决该问题，在电子部件中，需研讨各种用于防止晶须产生、成长、流出的对策。
图4是作为现有一电子部件的、面安装型的铝电解电容器的截面图。该铝电解电容器具有作为功能元件的电容器元件6、导线1、外装壳体7A、封口体7C、绝缘端子板8。导线1从电容器元件6引出。电容器元件6收纳在有底筒状的外装壳体7A中。在封口体7C 中设置有用于使导线1插通的贯通孔7D。封口体7C配置在外装壳体7A的开口部，通过缩小外装壳体7A的外周面而形成缩小加工部7B使其被压缩，进而密封外装壳体7A的开口部。 绝缘端子板8按照与外装壳体7A的开口部相接的方式而进行配置。在绝缘端子板8上设置有使从封口体7C所导出的导线1插通的贯通孔8A、以及按照收纳插通贯通孔8A并大致呈直角方向折曲的导线1的方式在外表面上所形成的沟部8B。
导线1由以下部件构成由铝线形成的引出电极2、金属线3、树脂膜5。具有镀锡的CP线即金属线3的第1端3A与引出电极2的第1端2A相熔接。引出电极2的第2端2B 与电容器元件6连接，金属线3的第2端;3B通过焊锡9A与电路基板9上的电路图案(未图示)相连接。
树脂膜5对引出电极2的第1端2A与金属线3的第1端3A之间的熔接部分4进行覆盖。对于树脂膜5的树脂材料，利用热硬化性树脂接合剂的环氧树脂等。
另外，在将引出电极2与金属线3进行熔接后，对熔接部分4覆盖树脂膜5之前， 以碱性清洗液对制造中途的导线1进行清洗，接下来除去碱性清洗液。另外，这些清洗以及清洗液除去的前后的任意一者中，在150°C下对制造中途的导线1进行大约21分钟的加热处理。
在以碱性清洗液对熔接部分4进行清洗时，能够溶解去除附着在熔接部分4的表面的锡，由此，能够抑制锡晶须的产生。另外，通过在150°C下进行热处理，能够缓和蓄积于铝的结晶晶粒界面的应力，抑制在铝的结晶晶粒界面中所存在的锡作为针状的晶须而产生、成长。并且，通过形成树脂膜5，能够防止成为锡晶须产生要因的来自外部的水分浸入。其结果，能够抑制锡晶须的产生。另外，即使产生了晶须，树脂膜5能够遮蔽晶须向外部流出。这样地，在导线1中，能够防止来自处于铝与锡混合状态下的熔接部分4的锡针状晶须的产生(例如，专利文献1)。
确实，通过除去熔接部分4表面的锡而具有使晶须的产生在某种程度上迟延的效果。但是，若进行长期间的环境负载试验时，存在于熔接部分4的深度方向而未被去除干净的锡将析出至表面，依然还是会产生晶须。
另外，与树脂膜5覆盖导线1的熔接部分4无关地，存在无法由构成树脂膜5的树脂材料充分地遮蔽晶须的情况。在该情况下，晶须从熔接部分4突出，进而在施加振动或冲击时，向电子部件的外部流出。
其结果，在搭载了现有电子部件的电子设备中，存在由于针状晶须落下至电路基板9上而引起短路或误动作等的可能性。
在先技术文献
专利文献
专利文献1 JP特开2007-67146号公报发明内容
本发明提供能够防止具有铝与锡混合存在的熔接部分的导线产生晶须并向外部流出的高可靠性的电子部件、以及被提供给电子部件的导线。
本发明的电子部件具备导线，其具有含铝的金属制的引出电极、含锡的金属线、 以及在所述引出电极的第1端与所述金属线的第1端进行熔接而形成的熔接部分；功能元件，其与所述引出电极的第2端连接；以及包装体，其按照将所述金属线的第2端导出至外部的方式对所述功能元件进行密封，所述导线还具有对所述熔接部分中的至少未被所述包装体被覆的部分进行覆盖的树脂膜，用于构成所述树脂膜的树脂材料具有每单位厚度 0. 05MPa/ μ m以上的刺穿强度且具有IOGPa以下的弹性模量。
通过以上的构成，即使从导线的引出电极与金属线的熔接部分要伸出针状晶须， 其也不能刺破树脂膜。另外，即使对导线施加机械应力，也在树脂膜不会产生裂缝。由此， 在本发明的电子部件中，能够稳定地防止向外部的晶须流出。其结果，在搭载有本发明的电子部件的电子设备中，能够抑制由晶须所引起的短路或误动作等的故障的产生。


图1是表示作为本发明的实施方式中的电子部件的一个示例的铝电解电容器的构成的截面图。
图2是图1所示的铝电解电容器的电容器元件的展开立体图。
图3是表示作为本发明的实施方式中的电子部件的一个示例的面安装型的铝电解电容器的另一构成的截面图。
图4是表示现有的面安装型的铝电解电容器的构成的截面图。
具体实施方式
图1是表示作为本发明的实施方式中的电子部件的一个示例的、面安装型的铝电解电容器的构成的截面图，图2是该铝电解电容器的电容器元件的展开立体图。
如图1所示，该铝电解电容器具有作为功能元件的电容器元件16、一对导线11、 包装体17。这些部件构成径向导线形的主体部分。各导线11的端部与电容器元件16连接。包装体17按照将导线11的另一端部导出至外部的方式将电容器元件16与作为液体电解质的电解液(未图示)一并密封。
包装体17由外装壳体17A、封口体17C构成。有底筒状的外装壳体17A收纳着含浸于电解液中的电容器元件16。在封口体17C设置有使一对导线11分别插通的一对贯通孔17D。封口体17C配置在外装壳体17A的开口部，外装壳体17A的外周面通过设置缩小加工部17B而被压缩，对外装壳体17A的开口部进行密封。封口体17C除可采用EPT(乙烯 丙烯 三元共聚物)或IIR(异丁基与异戊二烯的共聚合体)等的橡胶材料外，也可采用环氧树脂等的树脂材料。
另外，为了将径向导线形的构成设为面安装型而利用了绝缘端子板18。绝缘端子板18按照与外装壳体17A的开口部相接的方式而进行配置。在绝缘端子板18中设置使得从封口体17C所导出的一对导线11的金属线13进行插通的一对贯通孔18A。并且在绝缘端子板18的外表面设置有一对沟部18B，其用于容纳插通贯通孔18A并向大致直角方向弯曲的金属线13。
如图2所示，作为功能元件的电容器元件16构成为由隔离部16C隔开阳极箔 16A、阴极箔16B，并且阳极箔16A、阴极箔16B进行弯卷。阳极箔16A构成为通过对铝等的阀金属形成的箔进行蚀刻处理，进行粗面化，并且通过在该表面进行化学合成处理来形成电介质氧化皮膜(未图示)。阴极箔16B由铝等的阀金属构成。对于隔离部16C，能够采用包含有纤维素、牛皮纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、人造纤维、玻璃质等的无纺织布。
引出电极12的第2端12B的扁平部通过铆接、超声波熔接或者压接等方法分别与阳极箔16A、阴极箔16B连接。如图1所示，引出电极12的第1端12A由电容器元件16的相同端面而引出。
另外，电容器元件16所浸的电解液是在溶剂中溶解了溶质而调制形成的。一般而言，作为溶剂材料采用己二酸乙二醇酯、Y-丁内酯、环丁砜(sulfolane)等为代表的有机溶剂，作为溶质材料采用其中包含己二酸或顺丁烯二酸等的酸性成分与氨等的盐基成分等的盐。另外，在电解液中能适宜地包含以气体吸收、耐电压的稳定化、PH调整、氧化防止等为目的的添加剂。
另外，关于电解质，可采用固体电解质也可并用固体电解质与液体电解质。作为固体电解质的适当具体例，诸如有聚噻吩或其派生体等的导电性聚合物等。在构成电容器元件16的阳极箔16A与阴极箔16B之间，形成由聚噻吩或该派生体等的导电性聚合物构成的固体电解质层(未图示)。
另外，电容器元件16除弯卷电极箔以外，也可以是多张电极箔进行层叠的构成。 另外，功能元件表示所有的能够承担电气功能的主动、被动元件，例如，在为电容器的情况下则为电容器元件，在为电池的情况下则为电池元件，在为半导体的情况下则为半导体元件。即，尽管在本实施方式中，以电容器为例进行说明，但本发明并不限于电容器。
接下来，对导线11的构成进行说明。导线11由含铝的金属制的引出电极12、金属线13、以及树脂膜15构成。具有镀锡的金属线13的第1端13A与引出电极12的第1端12A熔接。S卩，金属线13中含锡，导线11具有将引出电极12的第1端12A与金属线13的第1端13A进行熔接而形成的熔接部分14。树脂膜15覆盖熔接部分14。更具体而言，树脂膜15至少覆盖熔接部分14中的未被包装体的封口体17C所覆盖的部分。
关于引出电极12，一般采用圆棒状的铝线用作铝电解电容器用的引出电极。如图 2所示，引出电极12的第2端12B被加工成扁平状，与电容器元件16连接。
金属线13插通封口体17C的贯通孔17D而被引出至外部，作为外部端子发挥作用。为了使该铝电解电容器可向电路基板19进行面安装，通过加压或折曲对金属线13的第 2端13B侧进行形状加工。即，第2端13B通过焊锡19A与电路基板19上的电路图案(未图示)进行电连接。
另外，一般地，作为在铝电解电容器中所利用的金属线13，采用称为CP线的线材。 关于CP线，从机械强度、导电性、焊接性的观点来看，作为芯材具有钢线或铜线，其外表面由铜进行被覆，并且在其上形成锡等的焊接性好的金属层。
另外，引出电极12与金属线13的熔接部分14是由构成引出电极12的金属材料与构成金属线13的金属材料进行熔融而混合存在的金属层。关于熔接部分14，通过放大镜在外观上可辨识经熔融后冷却固化的部分。另外，熔接部分14在深度方向上的金属元素的混合存在状态可通过会聚离子束装置(FIB)或X射线微分析装置(XMA)等来进行确认。
在含铝的金属制的引出电极12与带镀锡的钢线的金属线13进行熔接的情况下， 则在熔接部分14形成铝与锡混合存在的金属层。由此，在受到水分附着等的外因影响时， 易从熔接部分14的表面产生针状的锡晶须。另外，熔接部分14中金属线13侧的边缘部附近由于成为实施了镀锡的金属线13与熔接部分14之间的边界，故在整个熔接部分14中， 相对而言较多地混合存在有锡。由此，在该位置，特别容易产生晶须。
树脂膜15按照覆盖熔接部分14表面的方式而设置。其中，从防止熔接部分14所产生的晶须流出的观点出发，至少需覆盖熔接部分14向外部露出的部分即可。在图1的构成中，导线11插通封口体17C的贯通孔17D，金属线13的第2端13B引出至外部。在该情况下，当从封口体17C引出导线11时，如没有树脂膜15，则通过封口体17C所不能被覆的熔接部分14将露出。另外，即使尽可能地减小封口体17C的贯通孔17D的直径，也会出现不能由封口体17C完全地被覆熔接部分14的金属线13侧的边缘部附近。由此，树脂膜15需按照至少包含熔接部分14中的金属线13侧的边缘部的方式来覆盖熔接部分14。
另外，树脂膜15的树脂材料针对晶须呈针状成长时的伸长力则需要高强度。作为树脂材料的强度的评价尺度，通常一般采用铅笔强度等。但是，作为基于遮蔽针状晶须向外部流出的观点所要求的强度，重要的是刺穿强度。因此，按照晶须不能刺破树脂膜15而向外部突出的方式，来选择具有每单位厚度0. 05MPa/ym以上的刺穿强度的树脂材料作为树脂膜15。另一方面，在刺穿强度小于0. 05MPa/ym的情况下，晶须将刺破树脂膜15而突出， 进而由于振动或冲击而向外部流出的可能性变高。
另外，由于难以对覆盖在导线11的熔接部分14上的状态下的树脂膜15的刺穿强度进行测量，所以，另行制作刺穿强度测量用的树脂膜的样品来测量刺穿强度。如下地制作该样品，即，在玻璃基板上以任意厚度涂覆树脂溶液，以树脂溶液的成膜条件进行硬化或干燥并成膜，并从玻璃基板上剥离取得。
刺穿强度按照以下那样地进行测量。首先，在对以针来刺样品的部分的膜厚进行预先测定后，将样品固定。接下来，在常温常湿下以直径1. Omm前端平坦的SUS制的针并以大约每分钟50士0.5mm的速度刺向样品。此时，对针贯通为止的最大荷重进行测定。接下来，通过该最大荷重的测定值除以针的截面积来计算刺穿强度。并且，通过将该刺穿强度的计算值除以所测定的膜厚来计算出每单位厚度的刺穿强度。
另外，为了安装至电路基板19，对导线11进行形状加工。由此，对导线11的熔接部分14施以机械应力。尤其由于要对起到外部端子的作用的金属线13进行加压或弯曲， 所以，在熔接部分14中的金属线13侧的边缘部附近易受到机械应力的影响。在构成树脂膜 15的树脂材料的可挠性不足的情况下，即，在树脂材料的弹性模量高的情况下，在受到导线 11的形状加工等的机械应力时，将在树脂膜15产生裂缝。或者，树脂膜15从熔接部分14 发生剥离。其结果，即使树脂膜15充分地确保了前述刺穿强度，也会产生成为晶须流出的路径的间隙。由此，关于树脂膜15，为了承受导线11的形状加工时所施加的机械应力，使用具有IOGPa以下的弹性模量的树脂材料。该弹性模量是指挠曲弹性模量。
另外，导线11的形状加工是指，在为面安装型的铝电解电容器的情况下，进行绝缘端子板18的安装时，对导线11的金属线13施以加压加工或弯曲加工。另外，即使在径向导线形的铝电解电容器的情况，根据安装方式不同，也有对导线11的金属线13实施弯曲加工的情形。
对于防止晶须产生、流出，除前述刺穿强度或弹性模量外，针对作为基材的熔接部分14或铝对锡的附着力例如也是树脂材料的重要的物理性质。树脂膜15的树脂材料即使具有必要的刺穿强度或弹性模量，随着时间经过而附着力减小时，树脂膜15发生剥离，从而可能成为晶须向外部流出的路径。另外，水分等易浸入，在熔接部分14的表面而诱发产生晶须。因此，在前述的刺穿强度或弹性模量的条件下，优选加上附着力的条件来选定树脂膜15的树脂材料。作为该附着力条件，在进行对树脂材料的附着力的减小程度进行评价的代表性的负载试验的压力锅试验(PCT)后，附着力为ION以上即可。在附着力不足ION的情况下，在通过热循环负载等，树脂材料的体积膨胀率发生了变化的情况下，则由于树脂膜 15附着力不足而导致从熔接部分14剥离，进而可能产生晶须向外部流出的路径。
另外，关于附着力，由于难以对覆盖在导线11的熔接部分14上的树脂膜15进行测定，所以，另外制作附着力测定用的树脂膜的样品来进行测定。该样品的制作方法如下所述。首先，准备铝基板、锡基板，在各基板上，滴下0.1ml的树脂溶液。接下来，在该树脂溶液上放置直径5mm的黄铜制的别针，在该状态下以树脂溶液的成膜条件使其硬化、干燥并成膜。接下来，固定基板，在常温常湿下中，以抗张试验机(推挽测定器)拉伸别针，分别测定树脂膜从铝基板以及锡基板上剥离的力。
另外，电子部件有被用在机动车电装用途等的情况。特别是，近年来，将车载用电子设备的E⑶(电子控制单元)配置在引擎室内的情况不断增加。伴随于此，要求搭载在 ECU中的电子部件具有可承受最高使用温度150°C的高温耐热性。在相对于这样的高温可保证高级别的电子部件中，适于导线11的树脂膜15的树脂材料需要即使处于150°C环境下暴露也可维持稳定的物理特性。尤其是，树脂材料在超过该玻璃化温度时发生软化，刺穿强度减小而成为不稳定。由此，优选的是树脂材料具有电子部件的最高使用温度以上的玻璃化温度。即，在电子部件的最高使用温度为150°C的情况下，则要选择具有150°C以上的玻璃转化点温度的树脂材料。另外，一般利用动态的粘弹性装置、TMA来测定树脂材料的玻璃化温度。
另外，在电子部件被用在机动车电装用途等的情况下，需有针对外部的环境温度变化即热循环负载的耐久性。另一方面，在电子部件在受到热循环负载的情况下，树脂材料的高温侧的杨氏模量与低温侧的杨氏模量之间的差过大时，树脂膜15的附着力将减小。为了即使在受到热循环负载也可确保防止晶须产生、流出所需的树脂膜15的附着力，树脂膜 15的树脂材料的150°C处的杨氏模量优选为_55°C处的杨氏模量的10 100%的值。
作为以上已说明的可满足晶须对策而成为必要的刺穿强度、弹性模量、附着力、玻璃化温度、150°C与-55°C的杨氏模量条件的适当的树脂材料，例如有聚酯酰亚胺或芳香族聚酰胺酰亚胺等。即，树脂材料优选以聚酯酰亚胺或者芳香族聚酰胺酰亚胺为主体。只要以能支配性决定上述树脂膜15的物理特性时所需的比率，含有这些任意一种树脂均可。艮口， 可残留硬化剂残留或在树脂膜15中含有填料等。特别优选的是含有比率为50%以上。
另外，为了提高树脂膜15对熔接部分14的附着性，也可与熔接部分14例如隔着耦合剂等附着辅助剂的基底层地来形成树脂膜15。另外，也可形成含有附着辅助剂的树脂膜15。
另外，对于聚酰胺酰亚胺，除芳香族系聚酰胺酰亚胺外，还有脂肪族系聚酰胺酰亚胺。但是，从作为晶须对策用的树脂膜15所需的级别刺穿强度的观点来说，优选为能够形成高强度树脂膜的芳香族系聚酰胺酰亚胺。
另外，在将电子部件适用于机动车电装用途的情况下，电子部件暴露于车体内的环境中，所以，在最坏的情况下，必需预想在电子部件的外表面附着油等的情形。另外，在包装体的内部与功能元件一并收纳有液体电解质的电子部件中，覆盖导线11的熔接部分14 的树脂膜15可能在电子部件的制造过程接触到以有机溶剂为主体的液体电解质。由此，树脂膜15需有高的耐溶剂性。关于合成芳香族聚酰胺的树脂材料，已知有异氰酸酯法或酸性氯化法的制造方法。其中，通过异氰酸酯法所合成的芳香族聚酰胺具有优良的耐溶剂性。而且，即使在受到前述溶剂影响的环境下，由于能够维持作为晶须对策所需的刺穿强度、弹性模量、附着力，所以为优选的。
为了以树脂膜15对导线11的整个熔接部分14可靠地被覆，需要在包含熔接部分 14的金属线13侧的边缘部以及引出电极12侧的边缘部在内的范围形成树脂膜15。在这样的情况下，在引出电极12的表面的一部分上也形成有树脂膜15。但是，在铝电解电容器等中，包装体17由外装壳体17A与封口体17C构成，导线11插通封口体17C的贯通孔17D 而引出至外部。在这种类型的电子部件中，树脂膜15的膜厚比引出电极12的直径的5% 厚时，不易将引出电极12插通在封口体17C的贯通孔17D中。其结果，组装不良增加。另外，树脂膜15过厚时，有树脂膜15的部分与没有树脂膜15的部分之间的级差变大。由此， 通过该级差部分而不能使引出电极12与封口体17C附着，进而产生间隙。其结果，引出电极12与封口体17C的贯通孔17D之间的界面的附着性减小，气密性减小。由此，需要将树脂膜15的膜厚的上限值在不产生这些问题的范围内来形成。
另外，树脂膜15的膜厚成为比1000 μ m要厚时，在树脂膜15自身中易集中应力。 由此，在对导线11施加弯曲等的形状加工时，树脂膜15可能从熔接部分14发生剥离。
另一方面，树脂膜15如过薄时，有损树脂膜15的稳定性，不能确保作为晶须对策用而言重要的刺穿强度。由此，树脂膜15的膜厚的下限值为10 μ m。9
如上所述，在为铝电解电容器的情况下，树脂膜15的膜厚小于10 μ m时，能够确保作为晶须对策的刺穿强度。另一方面，膜厚比引出电极12的直径的5%厚时，将导致导线不易插通封口体17C的贯通孔17D等组装不良增加以及气密可靠性减小的发生。由此，树脂膜15的膜厚为10 μ m以上且为引出电极12的直径的5%以下的范围为优选。
另外，树脂膜15的刺穿强度与树脂材料的分子量之间存在相关关系，随着分子量变大而每单位厚度的刺穿强度变高。由此，分子量越大，能够以越薄的膜厚来确保必要的刺穿强度。
作为树脂材料而利用了芳香族聚酰胺酰亚胺的情况下，如利用具有30000以上的重量平均分子量的芳香族聚酰胺酰亚胺，则能够形成具有作为晶须对策而必须的刺穿强度以及弹性模量的树脂膜15。另一方面，在分子量较大中，在溶剂中溶解了树脂材料的树脂溶液的粘度变高，涂覆变难。由此，需增加溶剂的比率且降低粘度。接下来，芳香族聚酰胺酰亚胺的重量平均分子量超过150000的情况下，为了降低树脂溶液的粘度而需要将树脂溶液中的树脂材料的浓度设定得非常小。其结果，在1次涂覆作业中，难以确保晶须对策所需的膜厚即ΙΟμπι。由此，为了确保10 μ m以上的膜厚而必须多次涂覆树脂溶液，导致作业性极端地降低。
如上所述，在将芳香族聚酰胺酰亚胺用作树脂膜15的情况下，优选利用重量平均分子量为30000以上且150000以下的范围的芳香族聚酰胺酰亚胺。通过利用该范围的材料，在形成树脂膜15时，通过1次树脂溶液的涂覆作业，即可形成具有满足晶须对策所需条件的树脂膜15。
接下来，对导线11的制造方法进行说明。首先，将引出电极12的第1端12A与金属线13的第1端13A进行熔接。作为该熔接方法，能够利用电弧熔接、电阻熔接、激光熔接等各种的熔接方法。将引出电极12的第1端12A与金属线13的第1端13A对准，通过上述熔接方法的任意一种，对所对准的部分进行加热并熔融。接下来使其冷却固化而形成熔接部分14，使引出电极12与金属线13 —体化。
另外，在引出电极12的第1端12A优选设置有凹部，在该凹部使其与金属线13的第1端13A嵌合后进行熔接。即，优选通过利用气体喷烧器或激光等从外部对引出电极进行加热等的方法，在引出电极12的第1端12A与金属线13的第1端13A嵌合并接触的界面上形成金属扩散层。这样，能够较大地降低熔接部分14向外表面露出的面积，能够降低晶须的产生。另外，由于在金属线13的根部，熔接部分14若干露出，所以，仅凭此还不能完全防止晶须的产生。
接下来，对引出电极12的第2端12B进行加压加工，调整轮廓形状以形成扁平部。 其后，对导线11以清洗液进行清洗，除去导线11表面的附着物。另外，在适用碱性清洗剂等时，使导线11的熔接部分14的表面溶解，能够去除熔接部分14的表层中所存在的锡，其结果，能够使晶须的产生迟延。
另外，可在该清洗工序之前或之后进行150°C程度的热处理。由于能够通过该热处理缓和蓄积于铝的结晶晶粒界面的应力，所以，能够使锡晶须的产生迟延。
另外，以电子部件的漏电流降低、在适用电解液的情况下漏液防止、容量变化降低等所谓的品质提高为目的，也可进行导线11的化学合成处理，在表面形成铝的氧化皮膜。
接下来，在熔接部分14上形成树脂膜15。作为形成树脂膜15的方法，在熔接部分14上涂覆树脂溶液的方法适于较薄且均一地形成附着性高的树脂膜15。利用毛刷等来涂覆树脂溶液。另外，为了提高生产性，优选一边使导线11旋转一边通过分配器或喷雾器等吐出树脂溶液而使树脂溶液附着于熔接部分14上。于是，能够无遗漏且合理地对要涂覆的熔接部分14涂覆均勻膜厚的树脂膜15。其后，基于树脂溶液的成膜条件进行干燥或硬化， 来形成树脂膜15。
另外，为了提高树脂膜15相对于导线11的熔接部分14的附着性，也可以在对熔接部分14涂覆了耦合剂等的附着辅助剂后，涂覆树脂材料，由此形成树脂膜15。另外，也可利用在树脂溶液中混入了耦合剂等的附着辅助剂。另外，为了能易于检查树脂膜15的形成状态的良好与否，使树脂溶液中含有颜料、染料、炭黑等的着色剂，并且可以对树脂膜15进行着色。
另外，为了可靠地使树脂膜15覆盖整个熔接部分14，优选将树脂膜15的形成范围设为包含熔接部分14的金属线13侧的边缘部以及引出电极侧的边缘部在内的范围。
另外，也可如图3所示那样地形成树脂膜25。图3是表示本实施方式中的面安装型铝电解电容器的另一构成的截面图。树脂膜25未形成为覆盖整个熔接部分14，而按照在将导线11插通于封口体17C的贯通孔17D时对通过封口体17C而未能完全被覆的熔接部分14进行可靠地覆盖的方式来形成。通过这样的构成也可以取得与树脂膜15相同的效^ ο
参照图1、图2，说明利用了如上所述地制作的导线11的、本实施方式1中的电子部件的一个示例的面安装型铝电解电容器的制造方法。
首先，如图2所示，按照一定宽度与长度来切断在表面上具有作为氧化皮膜的电介质层的由铝等的阀金属构成的阳极箔16A、阴极箔16B、隔离部16C。接下来，通过铆接、超声波等方法将一对导线11中的各引出电极12的第2端12B分别与阳极箔16A、阴极箔16B 进行连接。其后，在阳极箔16A与阴极箔16B之间隔设隔离部16C，呈卷形状进行弯卷而成形为大致圆筒形，以绝缘胶带等(未图示)固定该外周侧面，形成电容器元件16。
另外，在阳极箔16A的表面施加蚀刻或金属粒子的蒸镀等，适当扩大表面积。关于由氧化皮膜构成的电介质层，其通过对作为电极材的铝等的阀金属进行阳极氧化来形成为电介质氧化皮膜。除此以外，也可通过对电极材蒸镀或涂覆电介质层来形成氧化皮膜。另外，在阴极箔16B的表面，也可根据需要，进行蚀刻、氧化皮膜、金属粒子蒸镀、碳等的导电粒子附着等的表面处理。
接下来，使从电容器元件16所引出的一对导线11分别插通到设置于封口体17C 的一对贯通孔17D，将封口体17C安装到电容器元件16。其后，将电容器元件16与电解液一并收纳于外装壳体17A中，在外装壳体17A的开口部配置封口体17C。
另外，预先在外装壳体17A内注入一定量的电解液，能够通过在收纳于外装壳体 17A时使电容器元件16含浸在电解液中，实现电容器元件16含浸于电解液中。除此以外， 在蓄积有电解液的含浸槽中使电容器元件16浸没于其中，提出后将电容器元件16收纳于外装壳体17A中即可。因情况不同也可以使周围减压。
另外，取代将电容器元件16含浸于液体电解质的电解液，也可形成固体电解质层。在该情况下，首先，将形成的电容器元件16浸没于化学合成液中，通过对一对导线11间施加电压，来对阳极箔16A表面的氧化皮膜进行修复化学合成。其后，在电容器元件16的阳极箔16A与阴极箔16B之间形成固体电解质层。例如，作为该固体电解质而采用导电性高分子的3，4-聚二氧噻吩聚苯乙烯磺酸(PEDOT)的情况下，通过在PEDOT的分散液中含浸电容器元件16后提出并干燥来形成。另外，利用含有3，4_聚二氧噻吩聚苯乙烯磺酸等的单体溶液、对甲苯磺酸铁的氧化剂溶液，在这些溶液中依次含浸电容器元件16，通过在电容器元件16内引起化学聚合反应来形成PED0T。或者也可在混合了这些溶液的溶液中含浸电容器元件16来形成PEDOT。
接下来，通过从外周侧面对外装壳体17A进行紧箍来形成缩小加工部17B，由此， 对外装壳体17A的开口部进行密封。
另外，除在导线11的制作时相对熔接部分14而形成树脂膜15以外，也可以在外装壳体17A的开口部以封口体17C进行封口后，相对熔接部分14而形成树脂膜15。在该情况下，也可按照从封口体17C的贯通孔17D对露出至外部的导线11的熔接部分14进行覆盖的方式涂覆树脂溶液，根据成膜条件进行干燥或硬化，来形成树脂膜15。
其后，针对导出至封口体17C的外面的一对导线11，将金属线13的第2端1 加压加工成扁平状。接下来，将导线11插通于在绝缘端子板18所设置的一对贯通孔18A中， 按照与外装壳体17A的开口部相接的方式来配置绝缘端子板18。接下来，将一对金属线13 的第2端13B向相互相反的方向大致呈直角地进行弯曲，并收纳于在绝缘端子板18的外表面所设置的沟部18B中。如以上所述那样，完成形成面安装型的铝电解电容器。
另外，优选的是在对外装壳体17A的开口部进行了密封后或在对导线11进行了形状加工后、或者在安装了绝缘端子板18后，适宜地在一对导线11间施加电压，进行再化学合成。
如上所述，关于对导线11的引出电极12与金属线13的熔接部分14上覆盖的树脂膜15，其具有即使针状晶须要伸长而不能刺破的强度。而且，树脂膜15兼具即使由于形状加工而对导线11施以机械应力也不会产生裂缝的弹性。由此，导线11能够防止针状晶须从熔接部分14突出。
在适用了这样的导线11的电子部件中，针状晶须不会从导线11的熔接部分14突出，所以，能够稳定防止由于振动或冲击而导致的晶须向外部流出。其结果，在搭载了这样的电子部件的电子设备中，能够抑制由于晶须引起的短路或误动作等的故障产生。
另外，除树脂膜15满足刺穿强度或弹性模量的条件外，优选在进行了压力锅试验后，确保该附着力为ION以上。由此，导线11即使由于热循环负载等，树脂材料的体积膨胀率发生了的情况下，也能够维持树脂膜15的附着力。其结果，在适用了导线11的电子部件中，能够更稳定地防止晶须的向外部流出。
另外，树脂膜15的树脂材料具有150°C以上的玻璃转化点温度，由此，导线11即使在处于外部温度150°C的环境下暴露这样的情况下，树脂材料也不会软化，能够抑制刺穿强度的减小。由此，能够防止来自熔接部分14的针状晶须的突出。其结果，在适用了导线11 的电子部件中，能够更稳定地防止晶须的外部流出。
另外，优选的是将150°C处的杨氏模量成为_55°C处的杨氏模量的10%以上且 100%以下的值的树脂材料作为树脂膜15。即，优选即使暴露于-55°c 150°C所谓的严峻的外部环境的温度变化的情况下，高温时与低温时的树脂材料的热膨胀的差较小。由此，在导线11中，树脂膜15不会发生剥离，能够维持附着力。其结果，在适用了导线11的电子部件中，能够更稳定地防止晶须的外部流出。
作为一般的电子部件的外装的覆用的树脂材料，存在有利用聚酰胺酰亚胺的情况。但是，关于前述的晶须对策，需考虑刺穿强度、弹性模量、附着力、玻璃化温度、150°C 与_55°C的杨氏模量之间的差这样的特有的条件。从这样的观点考虑，在多种种类的某个聚酰胺酰亚胺当中，尤其优选芳香族聚酰胺酰亚胺。通过将芳香族聚酰胺酰亚胺作为树脂材料，能够形成高强度的树脂膜15。由此，即使树脂膜15的膜厚薄，在导线11中也能够有效地抑制晶须的产生，并且能够防止晶须的流出。其结果，在适用了导线11的电子部件中，能够更稳定地防止晶须的外部流出。并且，由于能够较薄地设定树脂膜15的膜厚，所以，能够缩短树脂膜15的涂覆或干燥、硬化时间，能够提高导线11以及电子部件的生产性。
另外，在作为树脂材料的芳香族聚酰胺酰亚胺中，尤其优选通过异氰酸酯法所合成的芳香族聚酰胺。由此，即使树脂膜处于与溶剂相接触的状况下，导线11也能够维持作为晶须对策所需的树脂材料的刺穿强度、弹性模量、附着力。其结果，在适用了导线11的电子部件中，能够更稳定地防止晶须的外部流出。
另外，优选的是将作为树脂材料的芳香族聚酰胺酰亚胺的重量平均分子量设为 30000以上且150000以下的范围。由此，在形成树脂膜15时，通过1次树脂溶液的涂覆作业即可确保晶须对策所需的条件。由此，在适用了导线11的电子部件中，能够稳定地防止晶须的外部流出，并且能够缩短树脂膜15的涂覆或干燥、硬化时间，提高生产性。
以下，利用具体的实施例1 6对导线11的效果进行说明。
(实施例1)
作为本实施方式中的电子部件的实施例1，制作额定电压35V、静电电容100 μ F的面安装型的铝电解电容器。另外，直径为8mm，高度为10. 2mm、保证寿命为125°C、3000时间。
首先，按以下顺序来制作导线11。对于引出电极12，利用纯度99. 9%且线径1.5mm 的铝线，金属线13利用线径0. 6mm的带镀锡的铜被覆钢线。首先，使引出电极12的第1端 12A与金属线13的第1端13A对准，通过电弧熔接法来加热所对准的部分并使之熔融。其后，使其冷却固化而形成熔接部分14，使引出电极12与金属线13 —体化。
接下来，对引出电极12的第2端12B进行加压加工，对轮廓形状进行调整来形成扁平部。其后，以碱性清洗剂来清洗导线11并干燥。接下来，以铝电解电容器的漏电流的降低、适用了电解液的情况下的液漏防止、容量变化的降低等这样的品质提高为目的，在化学合成液中浸没导线11，进行化学合成处理，在表面形成铝的氧化皮膜。
其后，一边使导线11旋转，一边通过分配器吐出树脂溶液来对整个熔接部分14进行涂覆。在树脂溶液中，作为树脂材料，利用异氰酸酯法所合成的重量平均分子量为90000 的芳香族聚酰胺酰亚胺，作为溶剂，利用N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone)。
涂覆后使溶剂挥发，来形成树脂膜15。另外，树脂溶液的涂覆以及溶剂挥发的作业仅进行1次，形成30 μ m的膜厚的树脂膜15。如以上所述地制作导线11。
接下来，按照以下顺序来制作铝电解电容器。首先，按照一定宽度与长度来切断在表面具有作为氧化铝皮膜的电介质层的由铝构成的阳极箔16A、阴极箔16B、隔离部16C。接下来，通过将一对导线11各自的引出电极12的第2端12B分别与阳极箔16A和阴极箔16B 进行针铆接来进行连接。其后，在阳极箔16A与阴极箔16B之间隔设隔离部16C，呈卷形状地弯卷而成形为大致圆筒形。最后，以绝缘胶带固定外周侧面，形成电容器元件16。另外，对于阳极箔16A的表面，通过蚀刻法来扩大表面积，并且，通过阳极氧化法在阳极箔16A的表面上形成由氧化铝皮膜构成的电介质层。另外，隔离部16C利用以纤维素为主材料的无纺织布。
接下来，使从电容器元件16引出的一对导线11分别插通至设置于由橡胶填料 (packing)构成的封口体17C的一对贯通孔17D中，对电容器元件16安装封口体17C。
另一方面，准备作为主溶剂包括Y-丁内酯、作为主溶质包括环状脒化合物的铵盐(ammonium salt)的电解液，将该电解液注入到铝制的有底筒状的外装壳体17A内。
接下来，在外装壳体17A内插入电容器元件16，使电容器元件16含浸于电解液中， 并且，将安装于电容器元件16上的封口体17C配置在外装壳体17A的开口部。
接下来，从外周侧面对外装壳体17A的开口部附近进行紧箍，形成缩小加工部 17B，通过对作为橡胶弹性体的封口体17C产生压缩应力来密封外装壳体17A的开口部。
其后，对导出至外部的一对导线11间施加60分钟的40V电压，进行再化学合成， 来制作径向导线形的铝电解电容器主体部分。
接下来，将导出至封口体17C的外面的一对导线11中的各金属线13的第2端1 加压加工成扁平状。其后，将导线11插通在设置于绝缘端子板18上的一对贯通孔18A中， 按照与外装壳体17A的开口部相接的方式来配置绝缘端子板18。接下来，将一对金属线13 的第2端13B向相互相反的方向大致呈直角地进行弯曲，并收纳于在绝缘端子板18的外表面所设置的沟部18B中。这样地来制作面安装型的铝电解电容器。
相对于该实施例1的构成，在实施例2 6以及比较例1 4中，使对导线11的熔接部分14覆盖的树脂膜15的树脂材料进行变化。以下，对这些实施例2 6以及比较例1 4进行详细说明。另外，关于上述实施例1 6以及比较例1 4的铝电解电容器， 将用于树脂膜15的树脂材料汇总在表1中。
表 权利要求
1.一种电子部件，其具备导线，其具有含铝的金属制的引出电极、含锡的金属线、以及在所述引出电极的第1端与所述金属线的第1端进行熔接而形成的熔接部分； 功能元件，其与所述弓I出电极的第2端连接；以及包装体，其按照将所述金属线的第2端导出至外部的方式对所述功能元件进行密封， 所述导线还具有对所述熔接部分中的至少未被所述包装体被覆的部分进行覆盖的树脂膜，用于构成所述树脂膜的树脂材料具有每单位厚度0. 05MPa/ μ m以上的刺穿强度且具有IOGPa以下的弹性模量。
2.根据权利要求1所述的电子部件，其中，所述树脂材料在121°C、2气压、100% RH的条件下进行M小时放置的压力锅负载试验后，作为相对于铝以及锡的各自的附着力具有ION以上。
3.根据权利要求1所述的电子部件，其中， 所述树脂材料具有150°C以上的玻璃化温度。
4.根据权利要求1所述的电子部件，其中，所述树脂材料在150°C处的杨氏模量为在-55°C处的杨氏模量的10%以上且100%以下。
5.根据权利要求1所述的电子部件，其中，所述树脂材料以聚酯酰亚胺或者芳香族聚酰胺酰亚胺为主体。
6.根据权利要求5所述的电子部件，其中，所述芳香族聚酰胺酰亚胺是通过异氰酸酯法而合成得到的。
7.根据权利要求5所述的电子部件，其中，所述芳香族聚酰胺酰亚胺的重量平均分子量为30000以上且150000以下。
8.一种电子部件用导线，具备 含铝的金属制的引出电极； 含锡的金属线；在所述引出电极的第1端与所述金属线的第1端进行熔接而形成的熔接部分；以及树脂膜，其按照至少包含所述引出电极与金属线的熔接部分中的金属线侧的边缘部的方式覆盖所述熔接部分，构成所述树脂膜的树脂材料具有每单位厚度0. 05MPa/ym以上的刺穿强度且具有 IOGPa以下的弹性模量。
9.根据权利要求8所述的电子部件用导线，其中，所述树脂材料在121°C、2气压、100% RH的条件下进行M小时放置的压力锅负载试验后，作为相对于铝以及锡的各自的附着力具有ION以上。
10.根据权利要求8所述的电子部件用导线，其中， 所述树脂材料具有150°C以上的玻璃化温度。
11.根据权利要求8所述的电子部件用导线，其中，所述树脂材料在150°C处的杨氏模量为在-55°C处的杨氏模量的10%以上且100%以下。
12.根据权利要求8所述的电子部件用导线，其中，所述树脂材料以聚酯酰亚胺或者芳香族聚酰胺酰亚胺为主体。
13.根据权利要求12所述的电子部件用导线，其中，所述芳香族聚酰胺酰亚胺是通过异氰酸酯法而合成得到的。
14.根据权利要求12所述的电子部件用导线，其中，所述芳香族聚酰胺酰亚胺的重量平均分子量为30000以上且150000以下。
全文摘要
电子部件具备导线、功能元件、包装体。导线具有含铝的金属制的引出电极、含锡的金属线、以及在引出电极的第1端与金属线的第1端熔接而形成的熔接部分。引出电极的第2端与功能元件连接。包装体按照将金属线的第2端导出至外部的方式对功能元件进行密封。导线还具有对熔接部分中的至少未被包装体所被覆的部分进行覆盖的树脂膜。用于构成树脂膜的树脂材料具有每单位厚度0.05MPa/μm以上的刺穿强度且具有10GPa以下的弹性模量。
文档编号H01G9/008GK102523759SQ201180003558
公开日2012年6月27日 申请日期2011年8月23日 优先权日2010年9月10日
发明者山根淳二, 矢野康洋, 莲道雄 申请人:松下电器产业株式会社