JP2006305591A - Welding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接方法に係り、より詳しくは、絶縁板を間として両面に重ね合わせた第1金属部材と第2金属部材とを電気的に接続する際の溶接方法に関する。 The present invention relates to a welding method, and more particularly, to a welding method when electrically connecting a first metal member and a second metal member that are superposed on both sides with an insulating plate interposed therebetween.
従来、電子部品において、絶縁板を間として銅箔等の第1金属部材と第2金属部材とを両面に重ね合わせたものが存在する。このような電子部品では、第1金属部材と第2金属部材とを電気的に接続する場合があるが、これらを溶接により直接的に接続するのは非常に困難であった。そこで、従来、絶縁板の両面の第1金属部材と第2金属部材とを電気的に接続するには、絶縁板に貫通孔を形成し、その貫通孔に金属製の接合部材を挿通して、かしめる方法がとられていた。また、他の方法として、半田付けによる方法や、絶縁板に形成した貫通孔に導電性ペーストを充填し、この導電性ペーストを経由して絶縁板の両面に重ね合わせた第1金属部材と第2金属部材とを電気的に接続する方法も行なわれていた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、絶縁板の貫通孔に金属製の接合部材を挿通してかしめる従来の接続方法では、接合不良が多かった。また、インピーダンスや抵抗のばらつきも大きく、品質が安定しなかった。また、従来では、絶縁板に貫通孔を形成する工程と、貫通孔に金属製の接合部材を挿通してかしめる工程とは、極めて短時間に連続的に行なうことが困難であった。これにより、製造時の作業時間の短縮を図ることが困難であった。また、上記特許文献1のような導電性ペーストを用いる方法でも、同様に、絶縁板に貫通孔を形成する工程や、貫通孔に導電性ペーストを充填する工程等を、極めて短時間に連続的に行なうことが困難であった。
そこで、本発明は、絶縁板の両面に重ね合わせた第1金属部材と第2金属部材とを電気的に接続した部品の品質を安定かつ向上させると共に、製造時の作業時間を短縮し得る溶接方法を提供することを目的とする。
However, in the conventional connection method in which a metal bonding member is inserted into the through hole of the insulating plate and caulked, there are many bonding defects. In addition, variations in impedance and resistance were large, and the quality was not stable. Conventionally, it has been difficult to continuously perform the step of forming a through hole in an insulating plate and the step of caulking a metal joining member through the through hole in a very short time. As a result, it has been difficult to reduce the working time during manufacturing. Similarly, in the method using the conductive paste as in
Accordingly, the present invention provides welding that can stably and improve the quality of a component in which the first metal member and the second metal member that are overlapped on both surfaces of the insulating plate are electrically connected, and can reduce the work time during manufacturing. It aims to provide a method.
上記目的を達成するために、本発明に係る溶接方法は、熱可塑性の樹脂絶縁板を間として両面に第1金属部材・第2金属部材を重ね合わせて、加熱状態の第1電極と第2電極とを押圧して、接合予定部位において上記樹脂絶縁板を軟化しつつ周囲へ追いやり、上記第1金属部材と上記第2金属部材とを上記接合予定部位にて接触状態として電流を流し、該第1金属部材と該第2金属部材とを抵抗溶接するものである。
また、上記第1電極・第2電極に、夫々、抵抗溶接とは異なる別の電源からの電流を流して上記加熱状態とする。
また、上記第1電極・第2電極に付設した電気ヒータにて上記加熱状態とする。
In order to achieve the above object, a welding method according to the present invention includes a first electrode and a second electrode in a heated state, with a first metal member and a second metal member overlapped on both sides with a thermoplastic resin insulating plate in between. The electrode is pressed, the resin insulating plate is softened at the site to be joined and driven to the surroundings, the first metal member and the second metal member are brought into contact at the site to be joined, and a current is passed, The first metal member and the second metal member are resistance welded.
In addition, a current from a different power source different from the resistance welding is applied to the first electrode and the second electrode, respectively, so that the heating state is achieved.
Moreover, it is set as the said heating state with the electric heater attached to the said 1st electrode and 2nd electrode.
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
本発明に係る溶接方法は、インピーダンスや抵抗のばらつきを小さくすることができ、品質を安定かつ向上させることができる。
また、樹脂絶縁板を軟化しつつ周囲へ追いやる工程と、第1金属部材と第2金属部材とを抵抗溶接する工程との2工程を、極めて短時間に連続して行なうことができ、製造時の作業時間を短縮することができる。また、作業に必要な装置が複雑になることもない。
また、第1電極と第2電極とを加熱状態にするための構造を簡単にすることができる。
The present invention has the following remarkable effects.
The welding method according to the present invention can reduce variations in impedance and resistance, and can stably and improve quality.
Also, the two steps of the process of softening the resin insulating plate to the surroundings and the step of resistance welding the first metal member and the second metal member can be performed continuously in a very short time. The work time can be shortened. Moreover, the apparatus required for work does not become complicated.
Moreover, the structure for heating the first electrode and the second electrode can be simplified.
また、第1電極と第2電極とを加熱状態にするための電気回路と、第1電極と第2電極に電流を流して抵抗溶接するための電気回路とを完全に独立させることができ、安全性の高い溶接方法とすることができる。 In addition, the electric circuit for heating the first electrode and the second electrode and the electric circuit for resistance welding by flowing a current through the first electrode and the second electrode can be completely independent, It can be set as a highly safe welding method.
以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図1に於て、本発明の実施の一形態に係る溶接方法は、熱可塑性の樹脂絶縁板1を間として両面に第1金属部材2・第2金属部材3を重ね合わせた部品10について、抵抗溶接により、第1金属部材2と第2金属部材3とを電気的に接続する方法である。
具体的には、本実施形態に係る溶接方法は、図2に於て示すように、例えばクレジットカード用のICにアンテナがついた部品10を製造する際に用いられる。ここで、部品10の一方面側に配設される第1金属部材2,2は、アンテナとなる部材であり、帯状の銅箔にて形成されている。また、第1金属部材2,2の端部であると共に他方面側の第2金属部材3と電気的に接続する接合予定部位A1 , A2 では、第1金属部材2の形状は略丸型となっている。
また、部品10の他方面側に配設される第2金属部材3は、例えば厚さ20μm 〜40μm の銅箔にて形成されている。また、部品10の熱可塑性の樹脂絶縁板1は、例えば、PET材(ポリエチレンテレフタレート)により形成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments.
In FIG. 1, a welding method according to an embodiment of the present invention includes a
Specifically, as shown in FIG. 2, the welding method according to the present embodiment is used when, for example, a
The
20は、図1に示すように、本発明の実施の一形態に係る溶接方法を行なうための溶接装置を示す。この溶接装置20は、倒立略U字型の第1電極5と略U字型の第2電極6とを備えている。第1電極5と第2電極6は、部品10を間とするように上下に対向配置され、相互に接近離間自在(図1の矢印B方向)に構成されている。また、第1電極5と第2電極6とは、電気抵抗が大きな金属にて形成されている。また、第1電極5と第2電極6は、抵抗溶接するための電流I0 を流す電源となると共に制御を行なう電源部8と、電気的に接続されている。また、第1電極5と第2電極6は、夫々、交流の電源7と電気的に接続されている。これにより、第1電極5・第2電極6に、夫々、抵抗溶接とは異なる別の電源7,7からの電流I1 ,I2 を流して第1電極5・第2電極6を加熱状態とすることができるように構成されている。
As shown in FIG. 1, 20 shows the welding apparatus for performing the welding method which concerns on one Embodiment of this invention. The
次に、図1,図3〜図8を参照して、上述した溶接装置20を用いた溶接方法について具体的に説明する。
まず、図1及び図3に於て示すように、熱可塑性の樹脂絶縁板1を間として両面に第1金属部材2・第2金属部材3を重ね合わせた状態でかつ未溶接の部品10を、図示省略の搬送手段にて溶接装置20の第1電極5と第2電極6との間に搬送する。
次に、電源7,7にて第1電極5と第2電極6に電流I1 ,I2 を流して加熱状態とする。そして、図4に於て示すように、加熱状態の第1電極5と第2電極6とを押圧して(図4の矢印F方向)、接合予定部位A1 において樹脂絶縁板1を軟化しつつ周囲へ追いやる(図4の矢印D方向)。
Next, a welding method using the
First, as shown in FIG. 1 and FIG. 3, the
Next, currents I 1 and I 2 are passed through the
そして、第1金属部材2と第2金属部材3とを接合予定部位A1 にて接触状態として、その直後に、図1及び図5に於て示すように、電源部8から電流I0 を流し(図5の矢印I0 方向)、第1金属部材2と第2金属部材3とを抵抗溶接する。
なお、上述のように、樹脂絶縁板1を軟化しつつ周囲へ追いやる工程と、第1金属部材2と第2金属部材3とを抵抗溶接する2つの工程は、同じ第1電極5と第2電極6を用いて行なわれる。また、第1電極5と第2電極6が樹脂絶縁板1に接近し、離れる動作を1回行なう間に、上記2工程が行なわれる。従って、この2工程は、極めて短時間に連続して行なわれる。
Then, a contact state and a first
As described above, the step of driving the
次に、図6及び図7に於て示すように、第1電極5と第2電極6とを、もう一方の接合予定部位A2 側に移動させ、上述した作業を再び行なう。即ち、加熱状態の第1電極5と第2電極6とを押圧して(図6の矢印F方向)、接合予定部位A2 において樹脂絶縁板1を軟化しつつ周囲へ追いやり(図6の矢印D方向)、第1金属部材2と第2金属部材3とを接合予定部位A2 にて接触状態として電流I0 を流し(図7の矢印I0 方向)、第1金属部材2と第2金属部材3とを抵抗溶接する。
こうして、図8に於て示すように、熱可塑性の樹脂絶縁板1の両面の第1金属部材2と第2金属部材3とは、電気的に接続される。
Next, as shown in FIGS. 6 and 7, the
Thus, as shown in FIG. 8, the
次に、図9に於て、第1電極及び第2電極の他の加熱方法を説明するための全体概略正面図を示す。この図9に於ける溶接装置21では、図1の溶接装置20のように電源7,7にて第1電極5と第2電極6に電流I1 ,I2 を流して加熱状態とするのではなく、電気ヒータ4にて加熱状態とする場合を例示している。より具体的には、溶接装置21は、第1電極5・第2電極6に付設した棒状の電気ヒータ4にて、第1電極5と第2電極6とを加熱状態とするように構成されている。その他の構成は、図1に示した溶接装置20と同様である。
Next, FIG. 9 shows an overall schematic front view for explaining another heating method of the first electrode and the second electrode. In the
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、本実施形態では、樹脂絶縁板1は、PET材(ポリエチレンテレフタレート)により形成されている場合を例示したが、本発明はこれに限らず、他の種類の熱可塑性樹脂から形成されていてもよい。
また、第1電極5及び第2電極6の形状は、略U字型(倒立略U字型)に形成するものに限るのではなく、例えば略V字型(倒立略V字型)等の形状に形成してもよい。
また、電気ヒータ4の形状は、棒状に限るのではなく、コイル状としてもよい。
また、第1金属部材2と第2金属部材3とは、銅箔に限らず、他の種類の金属であってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, the case where the
Further, the shapes of the
The shape of the electric heater 4 is not limited to a rod shape, and may be a coil shape.
The
以上のように本発明に係る溶接方法は、熱可塑性の樹脂絶縁板1を間として両面に第1金属部材2・第2金属部材3を重ね合わせて、加熱状態の第1電極5と第2電極6とを押圧して、接合予定部位A1 ,A2 において樹脂絶縁板1を軟化しつつ周囲へ追いやり、第1金属部材2と第2金属部材3とを接合予定部位A1 ,A2 にて接触状態として電流I0 を流し、第1金属部材2と第2金属部材3とを抵抗溶接するので、他の部材を介することなく直接的に第1金属部材2と第2金属部材3とを接触させて、第1金属部材2と第2金属部材3とを電気的に接続することができる。これにより、接合部材や導電性ペースト等の他の部材を介して電気的に接続していた従来と比較して、インピーダンスや抵抗のばらつきを小さくすることができる。その結果、樹脂絶縁板1の両面に重ね合わせた第1金属部材2と第2金属部材3とを電気的に接続した部品の品質を、安定かつ向上させることができる。
As described above, in the welding method according to the present invention, the
また、第1電極5と第2電極6にて、樹脂絶縁板1を軟化しつつ周囲へ追いやる工程と、第1金属部材2と第2金属部材3とを抵抗溶接する工程との2工程を、極めて短時間に連続して行なうことができる。これにより、絶縁板に貫通孔を形成する工程と、接合部材や導電性ペーストにて絶縁板の両面の第1金属部材と第2金属部材とを電気的に接続する工程と、を極めて短時間に連続的に行なうのが困難であった従来と比較して、製造時の作業時間を短縮することができる。また、作業に必要な溶接装置20, 21の構造が複雑になることもない。
Further, the
また、第1電極5・第2電極6に、夫々、抵抗溶接とは異なる別の電源7,7からの電流I1 ,I2 を流して加熱状態とすることによって、第1電極5・第2電極6にヒータ4を付設してそのヒータ4にて加熱状態とする場合と比較して、第1電極5と第2電極6とを加熱状態にするための構造を簡単にすることができる。また、第1電極5と第2電極6とを直接的に加熱するので、適温に加熱するまでの時間を短くすることができる。
In addition, the
また、第1電極5・第2電極6に付設した電気ヒータ4にて加熱状態とすることによって、第1電極5と第2電極6には、電気ヒータ4の電流が流れないようにすることができる。即ち、第1電極5と第2電極6とを加熱状態にするための電気回路と、第1電極5と第2電極6に電流I0 を流して抵抗溶接するための電気回路とを完全に独立させることができるので、電気ヒータ4の電流と抵抗溶接の電流I0 とが同時に第1電極5・第2電極6に流れるトラブルを防止することができる。その結果、安全性の高い溶接方法とすることができる。
In addition, the electric heater 4 attached to the
1 樹脂絶縁板
2 第1金属部材
3 第2金属部材
4 ヒータ
5 第1電極
6 第2電極
7 電源
A1 ,A2 接合予定部位
I0 ,I1 ,I2 電流
1
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