專利名稱：鋁質(zhì)電解電容器的導線連接方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁質(zhì)電解電容器(電子部件)的導線連接方法及應用該方法的制造裝置。
傳統(tǒng)的鋁質(zhì)電解電容器的導線連接方法公開在，例如，日本授權(quán)專利刊物(Tokko)昭58-41154中。
圖6(a)是表示在上述刊物中所公開的方法的軸測圖。在圖(6a)中鋁線21的桿形部21a由采用氧、氫和甲醇混合氣的燃燒咀20加熱。當桿形部21a成為保持著其形狀的半熔狀態(tài)時，具有削尖端22a的銅基鍍錫鐵線22(下稱Cp線)被壓入鋁線21的桿形部21a的中心。這樣，便制成了如在圖6(b)切開的視圖中所示的外部伸出的導線。
另一方面，業(yè)已提出了一種用以制造鋁質(zhì)電解電容器的該種導線的裝置，一種具有如在圖7中所示結(jié)構(gòu)的焊接裝置。在圖7中，鋁線21由兩焊接電極24a和24b夾持，它們是負極，而Cp線22由導線卡具23夾持，它是正極。導線卡具23按箭頭A所示方向沿圓周被驅(qū)動。在Cp線22和鋁線21相接觸的瞬間，Cp線22被導線卡具23沿箭頭A′所示方向稍微拉動，從而使其和鋁線21脫離接觸。在此瞬間，在鋁線21和Cp線22之間產(chǎn)生電弧25，如圖8所示。因此，鋁線21和Cp線22被電弧25的加熱而熔化，隨后它們由在它們之間形成的、由銅、鋁和錫組成的合金部26彼此固定，如圖9所法。
然而，上述傳統(tǒng)的導線連接方法和傳統(tǒng)的制造裝置是有缺點的。例如，在圖6(a)和6(b)所示的連接方法中，小型鋁質(zhì)電解電容器的鋁線21的桿形部21a的直徑為1毫米或更小，如上所述，桿形部21a由燃燒咀20加熱到它成為保持其形狀的半溶狀態(tài)，Cp線22的削尖端被壓入桿形部21a的中心。那時，如此小的連接部件不能充分和正確地彼此壓入。例如，如

圖10所示，鋁線21的桿形部21a常變形成不正常的形狀。
同樣，在上述傳統(tǒng)的制造裝置中，諸如鐵和銅的金屬，它們相對于鋁來說是非純質(zhì)金屬，通過在連接工藝過程中產(chǎn)生的電弧飛濺27擴散和粘結(jié)到鋁線21上，如圖8所示。此外，為由銅、鋁、錫和類似物組成的合金所形成的合金部26暴露在鋁線21的外面。在裝配電解電容器的時度，這些非純質(zhì)金屬細片和粉末粘接在鋁鉑和隔離片上，它們形成電解電容器的電極。另外，這些由振動部件進給裝置中的摩擦產(chǎn)生的細片和粉末也粘接到鋁線上。這些狀況使漏電特性惡化，這對于電解電容器是很主要的，它可導致嚴重的故障，諸如短路。
眾所周知，鋁是一種即刻在其上形成氧化膜的金屬。這一氧化膜保留在該合金的連接部內(nèi)，并在其中混合，從而形成其中有缺陷的部分。結(jié)果，焊接強度不足，而且焊接不均勻。
此外，由于圖7所示的正極導線卡具23的圓周運動，很難使Cp線22跟處在直線狀態(tài)的鋁線21的中心對準。結(jié)果，在外觀上便出現(xiàn)這樣的問題，使圖9中所示的合金部26的中心偏離正確的位置。
本發(fā)明的目的是要提供一種鋁質(zhì)電解電容器的導線連接方法及其能高速自動制造導線而不會使鋁線和Cp線的合金連接層暴露于外面也不會使中心定位偏移的裝置。
為了達到上述目的，本發(fā)明的導線連接方法包括如下步驟在鋁線的端部鉆一個孔;
將銅基鍍錫鐵線壓入該孔內(nèi);
加熱銅基鍍錫鐵線插入的鋁線端部。
按照本發(fā)明的另一方面，用于制造鋁質(zhì)電解電容器導線的裝置包括一個夾持的進給鋁線并將其切成預定長度的第一進給工位;
能轉(zhuǎn)動并包括若干用于夾持自第一進給工位進給的鋁線的卡具的工作臺;
一個用于在由卡具中的一個夾持的鋁線中鉆孔的鉆孔部;
一個夾持和進給銅基鍍錫鐵線并將其切成預定長度的第二進給工位;該第二進給工位隨后將被切斷的銅基鐵線插入所述孔內(nèi);
用于對銅基鍍錫鐵線插入鋁線后而成的導線組件加熱的加熱裝置;
在加熱完畢后用于取出導線的自動取出部。
按照上述導線方法及其裝置，由于在鋁線端部中的孔是事先鉆出的，因此Cp線沿該孔能被順當?shù)貕喝?。于是，跟Cp線被壓入半熔狀態(tài)的鋁線桿的端面內(nèi)的傳統(tǒng)方法相比，定位是容易的，而且不總是需要在加熱后檢查其外觀。此外，鋁線和Cp線的連接合金層不暴露于外面，即使鋁線桿直徑為1毫米或更小時，在外觀上和合金連接部沒有諸如中心偏移的缺陷部分。結(jié)果，在自動高速制造工藝過程中焊接強度提高了，而且達到均勻一致。
雖然本發(fā)明的新穎特點在所附權(quán)利要求書中已被詳細陳述，然而，由于連同附圖一起所作的下列詳細敘述，本發(fā)明在其編排和內(nèi)容兩個方面，與其它的目的和特點一起會被更清楚地理解。
圖1(a)是表示用于按第一實施例完成鋁質(zhì)電解電容器的導線連接的其中一個制造步驟的側(cè)視圖;
圖1(b)是表示用于按第一實施例完成鋁質(zhì)電解電容器的導線連接的其中一個制造步驟的橫剖面圖;
圖1(c)是表示用于按第一實施例完成鋁質(zhì)電解電容器的導線連接的其中一個制造步驟的橫剖面圖;
圖1(d)是表示用于按第一實施例完成鋁質(zhì)電解電容器的導線連接的其中一個制造步驟的橫剖面圖;
圖1(e)是表示用于按第一實施例完成鋁質(zhì)電解電容器的導線連接的其中一個制造步驟的橫剖面圖;
圖2(a)是表示用于按第二實施例完成鋁質(zhì)電解電容器的導線連接的其中一個制造步驟的側(cè)視圖;
圖2(b)是表示用于按第二實施例完成鋁質(zhì)電解電容器的導線連接的其中一個制造步驟的橫剖面圖;
圖2(c)是表示用于按第二實施例完成鋁質(zhì)電解電容器的導線連接的其中一個制造步驟的橫剖面圖;
圖2(d)是表示用于按第二實施例完成鋁質(zhì)電解電容器的導線連接的其中一個制造步驟的橫剖面圖;
圖3是表示按本發(fā)明第三實施例的鋁質(zhì)電解電容器導線制造裝置的整個配置的平面布置圖;
圖4是按本發(fā)明第三實施例得到的導線連接的橫剖面圖;
圖5是表示按本發(fā)明第四實施例的鋁質(zhì)電解電容器導線制造裝置的整個配置的平面布置圖;
圖6(a)是表示鋁質(zhì)電解電容器的傳統(tǒng)導線連接的軸測圖;
圖6(b)是按圖6(a)狀態(tài)將銅基鍍錫鐵線22插入鋁線21后的局部切開軸測圖;
圖7是表示鋁質(zhì)電解電容器導線的傳統(tǒng)制造裝置的軸測圖;
圖8是表示傳統(tǒng)焊接法原理的主要部分的正視圖;
圖9是表示由傳統(tǒng)焊接法制備的導線連接的正視圖;
圖10是表示由傳統(tǒng)的連接法導致的連接失敗的橫剖面圖。
應該意識到，某些或所有的附圖只是為解譯而作簡略地表示，并非需要描繪所示另件的實際相對尺寸或位置。
下面，參照附圖敘述本發(fā)明的優(yōu)先實施例。(第一實施例)
圖1(a)至1(e)是表示用于完成按第一實施例的鋁質(zhì)電解電容器導線連接制備步驟的側(cè)視或橫剖面圖。首先，如圖1(a)所示，準備一根用于在鋁線1的桿形部的端面上鉆孔的鉆孔桿，與鋁線1共軸線對中。接著，如圖1(b)所示，將鉆孔桿2壓入鋁線1的桿形部端面內(nèi)，并隨后拉出以形成如圖1(c)所示的孔3。接著，如圖1(c)和1(d)所示，將Cp線4壓入鋁線1的桿形部內(nèi)。此后，如圖1(e)所示，借助于采用氧、氫和甲醇混合氣的燃燒咀在保持其形狀的情況下加熱鋁線1的桿形部，從而和Cp線形成緊密連接。
在上述第一實施例中，鋁線1的桿形部直徑為0.8毫米，鋁線桿形部端面上的孔的直徑為0.42毫米，Cp線4的直徑為0.45毫米，混合氣量為10至12升/分，加熱時間為0.3秒。在這些條件下，業(yè)已證實一擴散合金層在鋁線1的桿形部和Cp線4之間的邊界附近形成。
雖然在上述第一實施例中采用了氣體火焰作為熱源，然而，其它的加熱方法，諸如感應加熱，電子束加熱，光束加熱，蘭塞束加熱也同樣可以采用。此外，鍍錫銅線可用于外部伸出線，以代替Cp線4。
圖2(a)至2(d)是表示用于完成第二實施例中鋁質(zhì)電解電容器導線連接的制造步驟的側(cè)視圖或橫剖面圖。首先，如圖2(a)所示，準備好用于在鋁線1桿形部端面上鉆孔的鉆孔桿2，使與鋁線1共軸對中。接著，如圖2(b)所示，將鉆孔軸2壓入鋁線1的桿形部端面內(nèi)，并隨后拉出，以形成圖2(c)中所示的孔3。接著，如圖2(c)和2(d)中所示，鋁線1的桿形部在保其形狀的情況下，借助于采用氧、氫和甲醇混合氣體的燃燒咀5被加熱，而Cp線4沿孔3被壓入。如圖1(d)所示，借助于燃燒咀5對鋁線桿形部的連續(xù)加熱，實現(xiàn)了鋁線1和Cp線4之間的緊密連接。結(jié)果，保障了充分的加熱時間，從而在鋁線1和Cp線4的邊界附近形成了一層非常均勻的擴散合金層。
雖然在上述第二實施例中采用了氣體火焰作為熱源，然而，其它的加熱方法，諸如感應加熱，電子束加熱，光束加熱，蘭塞束加熱也同樣可以采用。此外，鍍錫銅線可用于外部伸出線。以代替Cp線4。
圖3是表示第三實施例的鋁質(zhì)電解電容器導線的制造裝置的整個結(jié)構(gòu)的平面布置圖。在圖3中，鋁線6由鋁線矯直滾子7支承。第一進給工位8包括一鋁線卡具8a和一鋁線切割器8b。工作臺9周期轉(zhuǎn)動。沿工作臺9的圓周以非常均勻的間隔安裝多個卡具9a。一鉆孔部10被配置成面對卡具9a中的一個。Cp線11由Cp線矯直滾子12支承。第二進給工位13包括一Cp線卡具13a和Cp線切割器13b。多個燃燒咀14沿工作臺9的圓周部分設置。自動取出部15包括一傳送帶15a。一壓力自動取出卡爪16沿工作臺9的圓周配置。一導線17固定在工作臺9的外側(cè)。
下面，將敘述上述制作裝置的操作。
首先，鋁線6穿過鋁線矯直滾子7，從而其彎曲得到矯直。鋁線6由可前后移動的鋁線卡具8a支承。鋁線卡具8a和被支承的鋁線6一起向前移動，將鋁線6進給到固定于周期轉(zhuǎn)動的工作臺9上的卡具9a。同時，鋁線切割器8b和鋁線卡具8a一起向前移動，并將鋁線6切成一定的長度。
一當卡具9a卡住鋁線6，鋁線卡具8a便松開鋁線6，并和切割器8b一起回位。此時，鋁線6的一端部伸在卡具9a的外面，如圖3所示。
接著，由卡具9a卡住的鋁線6根據(jù)工作臺9的周期轉(zhuǎn)動被送到鉆孔部10，一個其內(nèi)徑小于Cp線11直徑的孔被鉆出，沿鋁線6端面中心具有某一深度。
接著，具有孔的鋁線6根據(jù)工作臺9的周期轉(zhuǎn)動被送到第二進給工位13。Cp線11穿過Cp線矯直滾子12，按類同于鋁線6矯直的方法矯直其彎曲。Cp線11由可前、后移動的Cp線卡具13a卡位。Cp線卡具13a和被卡住的cp線11一起向前移動，將Cp線壓入在鉆孔部10鉆出的鋁線6的孔內(nèi)。在Cp線11壓入到鋁線6的孔內(nèi)時，Cp線11擦去在鋁線上形成的一層氧化膜。同時，Cp線切割器13b和Cp線卡具13a一起向前移動，并將Cp線11切成某一長度。
此后，Cp線卡具13a松開Cp線11，并和Cp線切割器13b一起回位。
接著，被壓入Cp線11的鋁線6(此后稱作導線17)根據(jù)工作臺9的轉(zhuǎn)動被送到燃燒咀14。導線17借助于采有氧、氫和甲醇混合氣體的燃燒咀的火焰被逐步加熱，其外部形狀保持不變。在導線17的Cp線11和鋁線6之間的邊界形成一層由銅、鋁和錫組成的合金。
此后，導線17根據(jù)工作臺9的轉(zhuǎn)動被送到自動取出部15，并在那里被自動取出。如果導線17在自動取出工位15意外地未被自動取出，則由壓力取出卡爪16來取出，設置后者是為了在沿工作臺9的旋轉(zhuǎn)方向越過該自動取出位置的某一位置A上強制取出導線17。
經(jīng)上述工藝過程制成的導線17，其中在如圖4所示的鋁線6和Cp線11的連接部有一由銅、鋁和錫組成的合金層18。因此，鐵、鋁等的外部暴露和擴散完成被排除了。此外，焊接強度提示了，焊接質(zhì)量均勻，在高速自動制造時，無中心定位偏移。
當Cp線11的直徑大到足以獲得充分的連接區(qū)時，即使在鋁線6端面上鉆出的孔的直徑大于Cp線11的孔徑時，而能獲得充分的焊接強度。
雖然，在上述第三實施例中采用了氣體火焰作為熱源，然而，其它的加熱方法，諸如感應加熱、電子束加熱、光束加熱、蘭塞束加熱也同樣可以采用。此外，鍍錫銅線可用于外部伸出線，以代替Cp線4。
圖5是表示按本發(fā)明第四實施例的鋁質(zhì)電解電容器導線的制作裝置的整個結(jié)構(gòu)的平面布置圖。該制作裝置的特點是除了圖3所示的第三實施例的結(jié)構(gòu)外，還設置燃燒咀14′。在圖5中，鋁線6由鋁線矯直滾子7支承。第一進給工位8包括一鋁線卡具8a和鋁線切割器8b。工作臺7周期地旋轉(zhuǎn)。多個卡具9a以極均勻的間隔固定在工作臺的圓周上。鉆孔部10被配置成面對卡具9a中的一個。Cp線由Cp線矯直滾子12支承。第二進給工位13包括Cp線卡具13a和cp線切割器13b。多個燃燒咀14和14′設置在工作臺9的圓周部的周圍。自動取出部15包括一傳送帶15a。壓力自動取出卡爪16沿工作臺9的圓周配置。導線17粘接于工作臺9的外側(cè)。
下面，將敘述上述制作裝置的操作。
首先，鋁線6穿過鋁線矯直滾子7，從而其彎曲得到矯直。鋁線6由可前后移動的鋁線卡具8a支承。鋁線卡具8a和被支承的鋁線6一起向前移動，將鋁線6進給到固定于周期轉(zhuǎn)動的工作臺9上的卡具9a。同時，鋁線切割器8b和鋁線卡具8a一起向前移動，并將鋁線6成一定的長度。
一當卡具9a卡住鋁線6，鋁線卡具8a便松開鋁線6，并和切割器8b一起回位。此時，鋁線6的一端部伸在卡具9a的外面，如圖3所示。
接著，由卡具9a卡住的鋁線6根據(jù)工作臺9的周期轉(zhuǎn)動被送到鉆孔部10，一個其內(nèi)徑小于Cp線11直徑的孔被鉆出，沿鋁線6端面中心具有某一深度。
接著，具有孔的鋁線6根據(jù)工作臺9的周期轉(zhuǎn)動被送到燃燒咀14′。正如從和圖3的對比中明顯看出，該燃燒咀14′和緊鄰的燃且14′是在Cp線11和鋁線6連接工藝過程中和之前預先提供的。鋁線6借助于采用氧、氫和甲醇混合氣的燃燒咀14′的火焰被逐步加熱，保持其外部形狀不變。
該加熱過程在持續(xù)進行著，鋁線6根據(jù)工作臺9的周期轉(zhuǎn)動被送至第二進給站13。Cp線11穿過Cp線矯直滾子12，按類同于鋁線6的方法矯直其彎曲。Cp線11由可前、后移動的Cp線卡具卡住。Cp線卡具13a和被卡住的Cp線11一起向前移動，將Cp線11壓入鋁線6的孔內(nèi)，鋁線6已在鉆孔工位10上被鉆孔，并由燃燒咀14′加熱。在Cp線11被壓入鋁線6的孔內(nèi)時，Cp線11擦去在鋁線6上形成的一層氧化膜。同時，Cp線切割器13b和Cp線卡具一起向前移動，并將Cp線11切成一定的長度。
此后，Cp線卡具13a松開Cp線11，并和Cp線切割器13b一起回位。
接著，被壓入Cp線11的鋁線6(此后稱作導線17)根據(jù)工作臺9的轉(zhuǎn)動被送到燃燒咀14。導線17借助于采有氧、氫和甲醇混合氣體的燃燒咀的火焰被逐步加熱，其外部形狀保持不變。由銅、鋁和錫組成的合金層在導線17的Cp線11和鋁線6之間的邊界處進一步形成。
此后，導線17根據(jù)工作臺9的轉(zhuǎn)動被送到自動取出部15，并在那里被自動取出。如果導線17在自動取出工位15意外地未被自動取出，則由壓力取出卡爪16來取出，設置后者是為了在沿工作臺9的旋轉(zhuǎn)方向越過該自動取出位置的某一位置A上強制取出導線17。
經(jīng)上述工藝過程制成的導線17，其中在如圖4所示的鋁線6和Cp線11的連接部有一由銅、鋁和錫組成的合金層18。因此，鐵、鋁等的外部暴露和擴散完全被排除了。此外，焊接強度提示了，焊接質(zhì)量均勻，在高速自動制造時，無中心定位偏移。
當Cp線11的直徑大到足以獲得充分的連接區(qū)時，即使在鋁線6端面上鉆出的孔的直徑大于Cp線11的孔徑時，而能獲得充分的焊接強度。
雖然，在上述第三實施例中采用了氣體火焰作為熱源，然而，其它的加熱方法，諸如感應加熱、電子束加熱、光束加熱、蘭塞束加熱也同樣可以采用。此外，鍍錫銅線可用于外部伸出線，以代替Cp線4。
雖然就目前的優(yōu)先實施例敘述了本發(fā)明，然而應該明白，這一公開不能被理解為限制。各種替代和修改方案對于熟悉本發(fā)明所涉及的技術(shù)領(lǐng)域的人，在閱讀了上述公開內(nèi)容后，無疑會變得明顯。因此，試圖將所附的權(quán)利要求書理解為覆蓋所有凡落在本發(fā)明的實際精神和范圍內(nèi)的各種替代與修改方案。
權(quán)利要求
1.一種用于鋁質(zhì)電解電容器導線連接的方法，其特征在于包括如下步驟在鋁線端部鉆一孔；將銅基鍍錫鐵線壓入所述孔內(nèi)；將已插入銅基鍍錫鐵線的鋁線的端部加熱。
2.按權(quán)利要求1所述的鋁質(zhì)電解電容器的導線連接方法，其特征在于所述壓入銅基鍍錫鐵線的步驟是在所述鋁線端部被加熱的同時進行的。
3.一種用于制造鋁質(zhì)電解電容器導線的裝置，其特征在于包括一個夾持和進給鋁線并將其切成預定長度的第一進給工位;一個可旋轉(zhuǎn)并包括多個分別夾持來自所述第一進給工位的鋁線的卡具的工作臺;一個用于在被所述卡具中的一個卡住的鋁線上鉆孔的鉆孔部，所述鉆孔部沿工作臺的轉(zhuǎn)動路線配置;一個夾持和進給銅基鍍錫鐵線并將其切成預定長度的第二進給工位，所述第二進給工位隨后將切斷的銅基鍍錫鐵線插入所述孔內(nèi);用于加熱已插入了銅基鍍錫鐵線的鋁線總成導線的加熱裝置;用于在完成加熱后取出所述導線的取出部。
4.一種按權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于還包括另一個用于加熱被卡具卡住并設有一孔的鋁線的加熱裝置。
5.按權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于在鋁線上所鉆的孔的直徑小于銅基鍍錫鐵線的直徑。
全文摘要
為使Cp線和電解電容器的鋁線連接，事先在鋁線桿形部端面上用鉆孔桿鉆一孔。隨后，將Cp線插入該桿形部的孔中，再用一燃燒嘴加熱，以使它們的邊界處形成一合金層。
文檔編號H01G9/00GK1093197SQ94102419
公開日1994年10月5日 申請日期1994年2月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月8日
發(fā)明者竹內(nèi)宏之, 金子功, 山下敏明, 杉木尊央, 川原一也, 中島秀郎, 上野元信 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社