JP4962676B2 - 電子部品及び電子部品用リード線 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品とそれに用いるリード線に関し、特にリード線を挿通する貫通孔を設けられた絶縁性の封口体を有するコンデンサに関する。

近年、環境意識が高まり、電子機器の鉛フリー化が伸展している。これに伴い、電子機器に搭載される電子部品についても鉛フリー化の要望が強まっている。そのため、構成材料から鉛をなくすように、多くの電子部品の設計仕様が変化しつつある。

その一方で、鉛は、錫などの金属の針状ウィスカの発生を抑制する効果を有する。特に、従来の電子部品では、鉛は、電子部品の外部に導出しているリード線からのウィスカ発生を抑制する役割を担っている。そのため、鉛フリー化により電子部品のリード線から鉛を除くと、電子部品の外部に導出しているリード線にウィスカが発生し易くなる。さらに、振動や衝撃によってウィスカが電子部品外へ流出すると、電子機器の回路基板上へ落下してショートを引き起こし、電子機器に不具合が起きる虞が高まる。この問題を解決するため、電子部品では、ウィスカの発生、成長、流出を防止する様々な対策が検討されている。

図４は、従来の電子部品の一つである面実装形のアルミ電解コンデンサの断面図である。このアルミ電解コンデンサは、機能素子であるコンデンサ素子６と、リード線１と、外装ケース７Ａと、封口体７Ｃと、絶縁端子板８とを有する。リード線１はコンデンサ素子６から引き出されている。有底筒状の外装ケース７Ａはコンデンサ素子６を収納している。封口体７Ｃにはリード線１を挿通させる貫通孔７Ｄが設けられている。封口体７Ｃは外装ケース７Ａの開口部に配置され、外装ケース７Ａの外周面を絞って絞り加工部７Ｂを形成することによって圧縮され、外装ケース７Ａの開口部を封止している。絶縁端子板８は外装ケース７Ａの開口部に接するように配置されている。絶縁端子板８には、封口体７Ｃから導出されたリード線１を挿通させる貫通孔８Ａと、貫通孔８Ａを挿通し略直角方向に折り曲げられたリード線１を収納するように外表面に形成された溝部８Ｂとが設けられている。

リード線１は、アルミニウム線からなる引き出し電極２と、金属ワイヤ３と、樹脂膜５とから構成されている。錫メッキを有するＣＰ線である金属ワイヤ３の第１端３Ａは引き出し電極２の第１端２Ａに溶接されている。引き出し電極２の第２端２Ｂはコンデンサ素子６に接続され、金属ワイヤ３の第２端３Ｂは、はんだ９Ａにより回路基板９上の回路パターン（図示せず）に接続されている。

樹脂膜５は、引き出し電極２の第１端２Ａと金属ワイヤ３の第１端３Ａとの溶接部分４を被覆している。樹脂膜５の樹脂材には、熱硬化性樹脂接着剤であるエポキシ樹脂等が用いられている。

なお、引き出し電極２と金属ワイヤ３とを溶接した後、溶接部分４に樹脂膜５を被覆する前に、製造途中のリード線１はアルカリ性洗浄液で洗浄され、次にアルカリ性洗浄液が除去される。さらにこれらの洗浄及び洗浄液除去の前後何れかにおいて、製造途中のリード線１は１５０℃で約２１分間加熱処理される。

溶接部分４をアルカリ性洗浄液で洗浄すると、溶接部分４の表面に付着している錫を溶解除去することができ、そのため錫ウィスカの発生を抑制することができる。また、１５０℃で熱処理することで、アルミニウムの結晶粒界に蓄積された応力を緩和し、アルミニウムの結晶粒界中に存在する錫が針状のウィスカとして発生、成長することを抑制できる。さらに、樹脂膜５を形成することで、錫ウィスカ発生の要因となる外部からの水分の浸入を防ぐことができる。その結果、錫ウィスカの発生を抑制することができる。またウィスカが発生したとしても、樹脂膜５はウィスカを外部へ流出させないように遮蔽する。このようにして、リード線１では、アルミニウムと錫が混ざり合った状態にある溶接部分４からの錫の針状ウィスカの発生が防止される（例えば、特許文献１）。

確かに、溶接部分４の表面の錫を除去したことにより、ウィスカの発生をある程度遅延させる効果はある。しかしながら、長期間の環境負荷試験を行うと、溶接部分４の深さ方向に存在して除去しきれない錫が表面まで出てきて、依然としてウィスカが発生する。

またリード線１の溶接部分４を樹脂膜５で被覆したにも係らず、樹脂膜５を構成する樹脂材によっては、ウィスカを十分に遮蔽することができない場合がある。この場合、ウィスカが溶接部分４から突出し、さらに振動や衝撃が加わると、電子部品の外部に流出してしまう。

その結果、従来の電子部品を搭載した電子機器は、針状ウィスカが回路基板９上へ落下することに起因したショートや誤作動等を引き起こしてしまう虞がある。

特開２００７−６７１４６号公報

本発明は、アルミニウムと錫の混在した溶接部分を有するリード線からのウィスカの発生及び外部流出を防止できる高信頼性の電子部品と、それを提供するリード線である。

本発明の電子部品は、リード線と、機能素子と、外装体とを有する。リード線は、アルミニウムを含む金属製の引き出し電極と、錫を含んだ金属ワイヤと、引き出し電極の第１端に金属ワイヤの第１端を溶接して形成された溶接部分とを有する。引き出し電極の第２端は機能素子に接続されている。外装体は金属ワイヤの第２端を外部に導出するようにして機能素子を封入している。リード線は、溶接部分のうち、少なくとも外装体に被覆されていない部分に被着した樹脂膜をさらに有する。樹脂膜を構成する樹脂材は、単位厚み当たり０．１６ＭＰａ／μｍ以上の突刺し強度を有し、かつ４．５ＧＰａ以下の弾性率を有する。

以上の構成において、リード線の引き出し電極と金属ワイヤとの溶接部分から針状ウィスカが伸長しようとしても、樹脂膜を突き破ることができない。またリード線に機械ストレスがかかっても樹脂膜に亀裂を生じない。そのため、本発明の電子部品では、外部へのウィスカ流出を安定して防止することができる。その結果、本発明の電子部品を搭載した電子機器において、ウィスカに起因するショートや誤作動等の不具合発生を抑制することができる。

図１は本発明の実施の形態における電子部品の一例であるアルミ電解コンデンサの構成を示す断面図である。 図２は図１に示すアルミ電解コンデンサのコンデンサ素子の展開斜視図である。 図３は本発明の実施の形態における電子部品の一例である面実装形のアルミ電解コンデンサの他の構成を示す断面図である。 図４は従来の面実装形のアルミ電解コンデンサの構成を示す断面図である。

図１は、本発明の実施の形態における電子部品の一例である面実装形のアルミ電解コンデンサの構成を示す断面図、図２は、このアルミ電解コンデンサのコンデンサ素子の展開斜視図である。

図１に示すように、このアルミ電解コンデンサは、機能素子であるコンデンサ素子１６と、一対のリード線１１と、外装体１７とを有する。これらは、ラジアルリード形の本体部分を構成している。各リード線１１の端部はコンデンサ素子１６に接続されている。外装体１７はリード線１１の他方の端部を外部に導出するようにして、コンデンサ素子１６を液体電解質である電解液（図示せず）と共に封じている。

外装体１７は、外装ケース１７Ａと、封口体１７Ｃとで構成されている。有底筒状の外装ケース１７Ａは電解液を含浸したコンデンサ素子１６を収納している。封口体１７Ｃには一対のリード線１１をそれぞれ挿通させる一対の貫通孔１７Ｄが設けられている。封口体１７Ｃは外装ケース１７Ａの開口部に配置され、外装ケース１７Ａの外周面に絞り加工部１７Ｂを設けることによって圧縮され、外装ケース１７Ａの開口部を封止している。封口体１７Ｃには、ＥＰＴ（エチレン・プロピレン・ターポリマー）やＩＩＲ（イソブチルとイソプレンの共重合体）等のゴム材料のほか、エポキシ樹脂などの樹脂材料を用いることができる。

なおラジアルリード形の構成を面実装形とするため、絶縁端子板１８が用いられている。絶縁端子板１８は外装ケース１７Ａの開口部に接するように配置されている。絶縁端子板１８には、封口体１７Ｃから導出された一対のリード線１１の金属ワイヤ１３を挿通させる一対の貫通孔１８Ａが設けられている。さらに絶縁端子板１８の外表面には、貫通孔１８Ａを挿通し略直角方向に折り曲げられた金属ワイヤ１３を収納する一対の溝部１８Ｂが設けられている。

図２に示すように、機能素子であるコンデンサ素子１６は、陽極箔１６Ａと、陰極箔１６Ｂとを、セパレータ１６Ｃを介在させて捲回して構成されている。陽極箔１６Ａはアルミニウム等の弁金属からなる箔をエッチング処理により粗面化しさらにその表面に化成処理によって誘電体酸化皮膜（図示せず）を形成することで構成されている。陰極箔１６Ｂはアルミニウム等の弁金属で構成されている。セパレータ１６Ｃには、セルロース、クラフト、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、レーヨン、ガラス質等を含有する不織布を用いることができる。

引き出し電極１２の第２端１２Ｂの偏平部は、陽極箔１６Ａ、陰極箔１６Ｂと、カシメ、超音波溶接あるいは圧接等の方法によってそれぞれ接続されている。図１に示すように、引き出し電極１２の第１端１２Ａはコンデンサ素子１６の同一端面より引出されている。

また、コンデンサ素子１６に含浸された電解液は、溶媒に溶質を溶解して調製されている。一般的に、溶媒材料としては、エチレングリコール、γ−ブチロラクトン、スルホラン等に代表される有機溶剤が用いられ、溶質材料としては、アジピン酸やマレイン酸等の酸成分とアンモニア等の塩基成分等を含んだ塩が用いられる。なお、電解液には、ガス吸収、耐電圧の安定化、ｐＨ調整、酸化防止等を目的とした添加剤を適宜含むことができる。

なお、電解質に固体電解質を用いてもよく、固体電解質と液体電解質を併用してもよい。固体電解質の好適な具体例としては、ポリチオフェンやその誘導体等の導電性ポリマーなどが挙げられる。コンデンサ素子１６を構成する陽極箔１６Ａと陰極箔１６Ｂとの間に、ポリチオフェンやその誘導体等の導電性ポリマーからなる固体電解質層（図示せず）を形成する。

なお、コンデンサ素子１６は、電極箔を捲回する以外に複数枚の電極箔を積層する構成であってもよい。また、機能素子とは、電気的機能を司る能動、受動素子全般のことを示し、例えば、コンデンサの場合はコンデンサ素子であり、電池の場合は電池素子、半導体の場合は半導体素子である。すなわち、本実施の形態ではコンデンサを例に説明しているが、本発明はコンデンサに限定されない。

次に、リード線１１の構成について説明する。リード線１１は、アルミニウムを含む金属製の引き出し電極１２と、金属ワイヤ１３と、樹脂膜１５とで構成されている。錫メッキを有する金属ワイヤ１３の第１端１３Ａは引き出し電極１２の第１端１２Ａに溶接されている。すなわち、金属ワイヤ１３は錫を含んでおり、リード線１１は引き出し電極１２の第１端１２Ａに金属ワイヤ１３の第１端１３Ａを溶接して形成された溶接部分１４を有する。樹脂膜１５は溶接部分１４に被着している。より具体的には、樹脂膜１５は溶接部分１４のうち、少なくとも外装体である封口体１７Ｃに被覆されていない部分に被着している。

引き出し電極１２には、丸棒状のアルミニウム線がアルミ電解コンデンサ用として一般的に用いられる。図２に示すように、引き出し電極１２の第２端１２Ｂは、偏平状に加工され、コンデンサ素子１６と接続されている。

金属ワイヤ１３は、封口体１７Ｃの貫通孔１７Ｄを挿通して外部に引き出され、外部端子としての役割を担う。このアルミ電解コンデンサを回路基板１９へ面実装できるようにするため、金属ワイヤ１３の第２端１３Ｂ側はプレスしたり、折り曲げたりして形状加工されている。すなわち、第２端１３Ｂははんだ１９Ａにより回路基板１９上の回路パターン（図示せず）と電気的に接続される。

なお、一般的にアルミ電解コンデンサに用いられる金属ワイヤ１３としては、ＣＰ線と称される線材が用いられる。ＣＰ線は、機械的強度、電導性、はんだ付け性の観点から、芯材として鋼線や銅線を有し、その外表面は銅で被覆され、さらにその上に錫などのはんだ付け性のよい金属層が形成されている。

また、引き出し電極１２と金属ワイヤ１３との溶接部分１４は、引き出し電極１２を構成する金属材料と金属ワイヤ１３を構成する金属材料とが溶融して混在した金属層である。溶接部分１４は、溶融後に冷却固化した部分を拡大鏡によって外観上視認することができる。また、溶接部分１４の深さ方向における金属元素の混在状態は、集束イオンビーム装置（ＦＩＢ）やＸ線マイクロアナライザ装置（ＸＭＡ）等によって確認することができる。

アルミニウムを含む金属製の引き出し電極１２と、錫メッキ付き鋼線の金属ワイヤ１３を溶接した場合、溶接部分１４には、アルミニウムと錫の混在した金属層が形成される。このため、水分付着などの外的要因の影響を受けると、溶接部分１４の表面から針状の錫ウィスカが発生しやすい。また、溶接部分１４のうち金属ワイヤ１３側の淵部付近は、錫メッキを施した金属ワイヤ１３と溶接部分１４との境界となっていることから、溶接部分１４全体の中では、比較的に錫が多く混在している。そのため、この箇所では特にウィスカが発生しやすい。

樹脂膜１５は、溶接部分１４の表面に被着するように設けられている。ただし、溶接部分１４に発生するウィスカの流出を防ぐ観点から、少なくとも溶接部分１４が外部に露出する部分に被着していればよい。図１の構成では、リード線１１は封口体１７Ｃの貫通孔１７Ｄを挿通して、金属ワイヤ１３の第２端１３Ｂが外部に引き出されている。この場合、封口体１７Ｃからリード線１１を引き出すと、樹脂膜１５がなければ、封口体１７Ｃで被覆できない溶接部分１４が露出する。また、封口体１７Ｃの貫通孔１７Ｄの径をできる限り小さくする工夫をしたとしても、溶接部分１４の金属ワイヤ１３側の淵部付近を封口体１７Ｃで完全に被覆することはできない。そのため、樹脂膜１５は、溶接部分１４のうち少なくとも金属ワイヤ１３側の淵部を含むようにして溶接部分１４に被着する必要がある。

また、樹脂膜１５の樹脂材は、ウィスカが針状に成長しようとする際の伸長力に対し、高強度である必要がある。樹脂材の強度の評価尺度としては、通常、鉛筆強度などが一般的に用いられる。しかしながら、針状ウィスカが外部へ流出するのを遮蔽するという観点で求められる強度として重要なのは、突刺し強度である。そこで、ウィスカが樹脂膜１５を突き破って外部へ突出してこないように、単位厚み当たり０．０５ＭＰａ／μｍ以上の突刺し強度を有する樹脂材を樹脂膜１５として選定する。一方、突刺し強度が０．０５ＭＰａ／μｍ未満の場合、ウィスカが樹脂膜１５を突き破って突出し、振動や衝撃によって外部へ流出してしまう虞が高くなる。

なお、リード線１１の溶接部分１４に被着した状態の樹脂膜１５の突刺し強度を計測することは難しいため、突刺し強度計測用の樹脂膜の試料を別途作製して突刺し強度を計測する。この試料は、ガラス基板上に任意の厚みで樹脂溶液を塗布し、樹脂溶液の成膜条件で硬化や乾燥して成膜し、ガラス基板より剥ぎ取って作製する。

突刺し強度は次のようにして計測する。まず、試料を針で突刺す部分の膜厚をあらかじめ測定した後、試料を固定する。そして常温常湿下において、試料に直径１．０ｍｍで先端が平らなＳＵＳ製の針を約毎分５０±０．５ｍｍの速度で突刺す。その際、針が貫通するまでの最大荷重を測定する。そして、針の断面積でこの最大荷重の測定値を割ることにより、突刺し強度を計算する。さらに測定した膜厚でこの突刺し強度の計算値を割ることにより、単位厚み当たりの突刺し強度を算出する。

また、回路基板１９へ実装するためにリード線１１は形状加工されている。そのため、リード線１１の溶接部分１４に機械ストレスがかかる。特に、外部端子の役割を担っている金属ワイヤ１３をプレスしたり屈曲したりするため、溶接部分１４のうち金属ワイヤ１３側の淵部付近が機械ストレスの影響を受けやすい。樹脂膜１５を構成する樹脂材の可撓性が不足する場合、つまり、樹脂材の弾性率が高い場合、リード線１１の形状加工等の機械ストレスを受けた際に、樹脂膜１５に亀裂が発生する。あるいは、樹脂膜１５が溶接部分１４から剥離する。その結果、樹脂膜１５が前述の突刺し強度を十分確保していても、ウィスカ流出のパスとなる隙間を生じてしまう。そのため、樹脂膜１５には、リード線１１の形状加工の際に加わる機械ストレスに耐えるために、１０ＧＰａ以下の弾性率を有する樹脂材を使用する。この弾性率とは、曲げ弾性率のことである。

なお、リード線１１の形状加工とは、面実装形のアルミ電解コンデンサの場合、絶縁端子板１８を装着する際に、リード線１１の金属ワイヤ１３にプレス加工や折り曲げ加工を施すことである。また、ラジアルリード形のアルミ電解コンデンサの場合であっても、実装形態に応じて、リード線１１の金属ワイヤ１３に折り曲げ加工を施すことがある。

ウィスカ発生、流出防止にとって、前述した突刺し強度や弾性率の他に、基材である溶接部分１４やアルミニウム、錫への密着力が樹脂材の重要な物性として挙げられる。樹脂膜１５の樹脂材が、必要な突刺し強度や弾性率を有していても、時間経過に伴って密着力が低下すると樹脂膜１５が剥がれ、ウィスカが外部流出するパスとなる虞がある。また、水分等が浸入しやすくなり、溶接部分１４の表面でウィスカの発生が誘発される。そこで、前述の突刺し強度や弾性率の条件に、密着力の条件を加えて樹脂膜１５の樹脂材を選定するほうが好ましい。その密着力条件としては、樹脂材の密着力の低下程度を評価する代表的な負荷試験であるプレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）を行った後に、密着力が１０Ｎ以上あるとよい。密着力が１０Ｎ未満である場合には、ヒートサイクル負荷などによって、樹脂材の体積膨張率が変化した場合に、樹脂膜１５が密着力不足のために溶接部分１４から剥がれてしまい、ウィスカが外部へ流出するパスを生じてしまう虞がある。

なお、密着力は、リード線１１の溶接部分１４に被着した樹脂膜１５に対して測定しにくいため、密着力測定用の樹脂膜の試料を別途作製して測定する。この試料の作製方法は以下のとおりである。まず、アルミニウム基板、錫基板を用意し、各々の基板上に、樹脂溶液を０．１ｍｌ滴下する。次に、その樹脂溶液上に直径５ｍｍの真鍮製のピンを置いて、その状態で樹脂溶液の成膜条件で硬化、乾燥させて成膜する。そして、基板を固定し、常温常湿下において、ピンを引張り試験機（プッシュプルゲージ）で引っ張り、樹脂膜がアルミニウム基板及び錫基板から剥離する力を各々測定する。

また、電子部品が自動車電装用途などに用いられる場合がある。特に近年では、車載用電子機器のＥＣＵ（電子制御ユニット）がエンジンルーム内に配置されている場合が増えている。それに伴い、ＥＣＵに搭載される電子部品には、最高使用温度１５０℃に耐えられるような高温耐熱性が求められている。このような高温に対して保証されるハイグレードの電子部品においては、リード線１１の樹脂膜１５に適用する樹脂材は、１５０℃環境下に晒されたとしても、安定した物性を維持する必要がある。特に、樹脂材は、そのガラス転移温度を越えると軟化し、突刺し強度が低下して不安定になる。このため、樹脂材は、電子部品の最高使用温度以上のガラス転移温度を有することが好ましい。つまり、電子部品の最高使用温度が１５０℃である場合には、樹脂材には、１５０℃以上のガラス転移点温度を有するものを選択する。なお、樹脂材のガラス転移温度は、一般的に動的粘弾性装置かＴＭＡを用いて測定できる。

また、電子部品が自動車電装用途などに用いられる場合、外部の環境温度変化、つまりヒートサイクル負荷への耐久性が必要とされる。一方、電子部品がヒートサイクル負荷を受けた場合に、樹脂材の高温側のヤング率と低温側のヤング率との差が大きすぎると、樹脂膜１５の密着力が低下する。ヒートサイクル負荷を受けたとしてもウィスカ発生、流出防止にとって必要な樹脂膜１５の密着力を確保するためには、樹脂膜１５の樹脂材の１５０℃におけるヤング率が、−５５℃におけるヤング率の１０〜１００％の値であることが好ましい。

以上説明したウィスカ対策に必要となる突刺し強度、弾性率、密着力、ガラス転移温度、１５０℃と−５５℃のヤング率条件を満たすことができる好適な樹脂材としては、ポリエステルイミドや芳香族ポリアミドイミドなどが挙げられる。すなわち、樹脂材が、ポリエステルイミドまたは芳香族ポリアミドイミドを主体とすることが好ましい。これらいずれかの樹脂が、上述の樹脂膜１５の物性を支配的に決定付けるのに必要な割合で含有されていればよい。すなわち、硬化剤が残留していたり、フィラーなどが樹脂膜１５に含まれていたりしてもよい。特に含有比率が５０％以上であることが好ましい。

なお、溶接部分１４への樹脂膜１５の密着性を向上させるため、溶接部分１４に、例えばカップリング剤など密着補助剤の下地層を介して樹脂膜１５を形成してもよい。また、密着補助剤を含んだ樹脂膜１５を形成してもよい。

なお、ポリアミドイミドには、芳香族系ポリアミドイミドの他に、脂肪族系ポリアミドイミドもある。しかしながら、ウィスカ対策用としての樹脂膜１５に必要とされるレベルの突刺し強度の観点から、高強度の樹脂膜を形成できる芳香族系ポリアミドイミドが好ましい。

また、電子部品を自動車電装用途に適用する場合には、電子部品が車体内の環境に晒されるため、最悪の場合、電子部品の外表面にオイル等が付着することを想定しなければならない。また、外装体の内部に機能素子と共に液体電解質を収納している電子部品においては、リード線１１の溶接部分１４に被着した樹脂膜１５が、有機溶剤を主体とした液体電解質に電子部品の製造過程で接触することがある。そのため、樹脂膜１５には高い耐溶剤性が必要とされる。芳香族ポリアミドの樹脂材を合成するには、イソシアネート法や酸クロライド法といった製造方法が知られている。この中でイソシアネート法によって合成された芳香族ポリアミドは、耐溶剤性に優れる。しかも前述した溶剤の影響を受ける環境下でも、ウィスカ対策として必要とされる突刺し強度、弾性率、密着力を維持できるため好ましい。

リード線１１の溶接部分１４全体を樹脂膜１５で確実に被覆するためには、樹脂膜１５を溶接部分１４の金属ワイヤ１３側の淵部及び引き出し電極１２側の淵部を含む範囲に形成する必要がある。このような場合、引き出し電極１２の表面の一部にも樹脂膜１５が形成される。しかしながら、アルミ電解コンデンサなどでは、外装体１７が外装ケース１７Ａと封口体１７Ｃとで構成され、リード線１１が封口体１７Ｃの貫通孔１７Ｄを挿通して外部に引き出される。このようなタイプの電子部品では、樹脂膜１５の膜厚が引き出し電極１２の直径の５％より厚いと、引き出し電極１２を封口体１７Ｃの貫通孔１７Ｄに挿通させにくい。その結果、組立不良が増加する。また、樹脂膜１５が厚すぎると、樹脂膜１５のある部分とない部分との段差が大きくなる。そのため、その段差部分で引き出し電極１２と封口体１７Cとが密着できなくなり、隙間ができる。その結果、引き出し電極１２と封口体１７Ｃの貫通孔１７Ｄとの界面の密着性が低下し、気密性が低下する。このため、樹脂膜１５の膜厚の上限値は、これらの問題が生じない範囲で形成する必要がある。

また、樹脂膜１５の膜厚が、１０００μｍより厚くなると、樹脂膜１５自身に応力が溜まりやすくなる。そのため、リード線１１に折り曲げ等の形状加工を施す際に、樹脂膜１５が溶接部分１４から剥がれてしまう虞がある。

一方、樹脂膜１５が薄すぎてしまうと、樹脂膜１５の安定性が損なわれ、ウィスカ対策用として重要な突刺し強度を確保できなくなる。そのため、樹脂膜１５の膜厚の下限値は、１０μｍである。

以上のように、アルミ電解コンデンサの場合、樹脂膜１５の膜厚が１０μｍ未満だと、ウィスカ対策としての突刺し強度の確保が困難となる。一方、膜厚が引き出し電極１２の直径の５％より厚いと、リード線が封口体１７Ｃの貫通孔１７Ｄを容易に挿通できなくなる等の組立不良が増加したり、気密信頼性が低下したりする。したがって、樹脂膜１５の膜厚は１０μｍ以上で、かつ引き出し電極１２の直径の５％以下の範囲にあることが好ましい。

また、樹脂膜１５の突刺し強度と樹脂材の分子量との間には相関関係があり、分子量が大きくなるに従って単位厚み当たりの突刺し強度が高くなる。このため、分子量が大きいほど、薄い膜厚で必要な突刺し強度を確保することができる。

樹脂材として芳香族ポリアミドイミドを用いた場合、３０，０００以上の重量平均分子量を有する芳香族ポリアミドイミドを用いれば、ウィスカ対策に必要な突刺し強度及び弾性率を有する樹脂膜１５を形成できる。一方、分子量が大きいと樹脂材を溶剤に溶解した樹脂溶液の粘度が高くなり、塗布しにくくなる。そのため、溶剤の割合を増やし粘度を下げる必要がある。そして、芳香族ポリアミドイミドの重量平均分子量が１５０，０００を超える場合、樹脂溶液の粘度を下げるために樹脂溶液中の樹脂材の濃度をかなり小さくする必要がある。その結果、１回の塗布作業では、ウィスカ対策に必要な膜厚である１０μｍを確保することが困難となる。したがって、１０μｍ以上の膜厚を確保するには樹脂溶液を複数回塗布せねばならず、作業性が極端に低下する。

以上のように、芳香族ポリアミドイミドを樹脂膜１５に用いる場合には、重量平均分子量が３０，０００以上、１５０，０００以下の範囲の芳香族ポリアミドイミドを用いることが好ましい。この範囲の材料を用いることで、樹脂膜１５を形成するにあたり、１回の樹脂溶液の塗布作業によって、ウィスカ対策に必要な条件を有する樹脂膜１５を形成することができる。

次に、リード線１１の製造方法について説明する。まず、引き出し電極１２の第１端１２Ａと金属ワイヤ１３の第１端１３Ａを溶接する。その溶接方法としては、アーク溶接、抵抗溶接、レーザー溶接など、各種の溶接方法を用いることができる。引き出し電極１２の第１端１２Ａと金属ワイヤ１３の第１端１３Ａを突き合わせ、突き合わせた部分を上述の溶接方法のいずれかによって加熱して溶融させる。そして冷却固化させて溶接部分１４を形成し、引き出し電極１２と金属ワイヤ１３とを一体化する。

なお、引き出し電極１２の第１端１２Ａに凹部を設け、この凹部に金属ワイヤ１３の第１端１３Ａを嵌合させた後、溶接することが好ましい。すなわち、ガスバーナーやレーザー等で引き出し電極を外部から加熱するなどの方法により、引き出し電極１２の第１端１２Ａと金属ワイヤ１３の第１端１３Ａとが嵌合して接触している界面に金属拡散層を形成させることが好ましい。このようにすると、溶接部分１４が、外表面に露出する面積を大きく減らすことができ、ウィスカの発生を低減することができる。ただし、金属ワイヤ１３の根元には溶接部分１４が若干露出してしまうため、これだけでは完全にはウィスカ発生を防止しきれない。

次に、引き出し電極１２の第２端１２Ｂを、プレス加工し、輪郭形状を整えて偏平部を形成する。その後、リード線１１を洗浄液で洗浄し、リード線１１の表面の付着物を取り除く。なお、アルカリ性洗浄剤などを適用すると、リード線１１の溶接部分１４の表面を溶解させて、溶接部分１４の表層に存在している錫を除くことができ、その結果、ウィスカの発生を遅延させることができる。

なお、この洗浄工程の前後いずれかで１５０℃程度の熱処理を行ってもよい。この熱処理によりアルミニウムの結晶粒界に蓄積された応力を緩和することができるため、錫ウィスカの発生を遅延させることができる。

また、電子部品の漏れ電流の低減、電解液を適用した場合の液漏れ防止、容量変化の低減等といった品質向上を目的として、リード線１１の化成処理を行い、表面にアルミニウムの酸化皮膜を形成してもよい。

次に、溶接部分１４に樹脂膜１５を形成する。樹脂膜１５を形成する方法としては、溶接部分１４に樹脂溶液を塗布する方法が、薄く、均一で、密着性の高い樹脂膜１５を形成するのに適している。樹脂溶液は、刷毛などを用いて塗布される。また、生産性を高めるためには、リード線１１を回転させながら樹脂溶液をディスペンサーやスプレー等で吐出して溶接部分１４に付着させることが好ましい。このようにすると、塗布したい溶接部分１４に均一な膜厚の樹脂膜１５を満遍なく合理的に塗り付けることができる。その後、樹脂溶液の成膜条件に合わせて乾燥や硬化を行い、樹脂膜１５を形成する。

なお、リード線１１の溶接部分１４への樹脂膜１５の密着性を向上させるため、溶接部分１４に、カップリング剤などの密着補助剤を塗布した後、樹脂材を塗布し、樹脂膜１５を形成してもよい。また、樹脂溶液に、カップリング剤などの密着補助剤を混入して用いてもよい。また、樹脂膜１５の形成状態の良否を検査しやすくするため、樹脂溶液に顔料、染料、カーボンブラック等の着色剤を含有させ、樹脂膜１５を着色してもよい。

なお、樹脂膜１５が溶接部分１４全体を確実に覆うようにするため、樹脂膜１５の形成範囲は、溶接部分１４の金属ワイヤ１３側の淵部及び引き出し電極側の淵部を含むようにすることが望ましい。

ただし、図３に示すように、樹脂膜２５を形成してもよい。図３は本実施の形態における面実装形アルミ電解コンデンサの他の構成を示す断面図である。樹脂膜２５は溶接部分１４全体を覆うように形成されていないが、リード線１１を封口体１７Ｃの貫通孔１７Ｄに挿通させた際に封口体１７Ｃによって被覆しきれない溶接部分１４を確実に覆うように形成されている。このような構成でも樹脂膜１５と同様の効果が得られる。

以上のようにして製作されたリード線１１を用いて、本実施の形態１における電子部品の一例である面実装形アルミ電解コンデンサの製造方法について図１、図２を参照しながら説明する。

まず、図２に示すように、酸化皮膜の誘電体層を表面に有するアルミニウム等の弁金属からなる陽極箔１６Ａと、陰極箔１６Ｂと、セパレータ１６Ｃとを一定の幅と長さに切断する。そして、一対のリード線１１におけるそれぞれの引き出し電極１２の第２端１２Ｂを陽極箔１６Ａと陰極箔１６Ｂとにカシメ、超音波などの方法によって接続する。その後、陽極箔１６Ａと陰極箔１６Ｂとの間にセパレータ１６Ｃを介在させてロール状に捲回して略円筒形に成形し、その外周側面を絶縁テープ等（図示せず）で固定し、コンデンサ素子１６を形成する。

なお、陽極箔１６Ａの表面にはエッチングや金属粒子の蒸着等が施され、表面積が適宜拡大されている。酸化皮膜からなる誘電体層は、電極材であるアルミニウム等の弁金属を陽極酸化することにより誘電体酸化皮膜として形成される。これ以外に、電極材に誘電体層を蒸着や塗布することで酸化皮膜を形成してもよい。なお、陰極箔１６Ｂの表面にも、必要に応じて、エッチング、酸化皮膜、金属粒子蒸着、カーボン等の導電粒子付着等の表面処理を行ってもよい。

次に、封口体１７Ｃに設けられた一対の貫通孔１７Ｄにコンデンサ素子１６から引出された一対のリード線１１をそれぞれ挿通させ、コンデンサ素子１６に封口体１７Ｃを装着する。その後、コンデンサ素子１６を電解液と共に外装ケース１７Ａに収納し、外装ケース１７Ａの開口部に封口体１７Ｃを配置する。

なお、外装ケース１７Ａ内に予め一定量の電解液を注入しておき、コンデンサ素子１６を外装ケース１７Ａに収納する際に含浸させることでコンデンサ素子１６へ電解液を含浸することができる。これ以外に、電解液が蓄えられた含浸槽にコンデンサ素子１６を浸漬し、引き上げた後に外装ケース１７Ａに収納してもよい。場合によって周囲を減圧してもよい。

なお、コンデンサ素子１６に液体電解質である電解液を含浸する代わりに、固体電解質層を形成してもよい。その場合にはまず、形成したコンデンサ素子１６を化成液に浸漬し、一対のリード線１１間に電圧を印加することにより、陽極箔１６Ａの表面の酸化皮膜を修復化成する。その後、コンデンサ素子１６の陽極箔１６Ａと陰極箔１６Ｂの間に、固体電解質層を形成する。例えば、この固体電解質として導電性高分子であるポリ３，４エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）を用いる場合には、ＰＥＤＯＴの分散液にコンデンサ素子１６を含浸した後引き上げ、乾燥させることによって形成する。なお、３，４エチレンジオキシチオフェン等のモノマー溶液、ｐ−トルエンスルホン酸第二鉄塩等を含む酸化剤溶液を用い、これらの溶液にコンデンサ素子１６を順次含浸し、コンデンサ素子１６内で化学重合反応を起こさせてＰＥＤＯＴを形成してもよい。あるいはこれらの溶液を混合した溶液にコンデンサ素子１６を含浸してＰＥＤＯＴを形成してもよい。

次に、外装ケース１７Ａを外周側面から巻き締めて絞り加工部１７Ｂを形成することによって、外装ケース１７Ａの開口部を封止する。

なお、リード線１１の作製時に溶接部分１４へ樹脂膜１５を形成する以外に、外装ケース１７Ａの開口部を封口体１７Ｃで封口した後に溶接部分１４へ樹脂膜１５を形成してもよい。この場合、封口体１７Ｃの貫通孔１７Ｄから外部に露出しているリード線１１の溶接部分１４を覆うように樹脂溶液を塗布し、成膜条件に合わせて乾燥や硬化を行い、樹脂膜１５を形成すればよい。

その後、封口体１７Ｃの外面より導出した一対のリード線１１に対し、金属ワイヤ１３の第２端１３Ｂを偏平状にプレス加工する。そして、絶縁端子板１８に設けられた一対の貫通孔１８Ａにリード線１１を挿通し、外装ケース１７Ａの開口部に接するように絶縁端子板１８を配置する。次に、一対の金属ワイヤ１３の第２端１３Ｂを、互いに相反する方向へ略直角に折り曲げて、絶縁端子板１８の外表面に設けられた溝部１８Ｂに収納する。以上のようにして、面実装形のアルミ電解コンデンサが完成する。

なお、外装ケース１７Ａの開口部を封止した後や、リード線１１を形状加工した後、もしくは絶縁端子板１８を取り付けた後に、適宜、一対のリード線１１間に電圧を印加し、再化成を行うことが好ましい。

以上のように、リード線１１の引き出し電極１２と金属ワイヤ１３との溶接部分１４に被着する樹脂膜１５が、針状ウィスカが伸長しようとしても突き破ることができない強度を有する。しかも、樹脂膜１５は、リード線１１に形状加工による機械ストレスがかかっても亀裂を生じない弾性を兼ね備えている。そのためリード線１１は、溶接部分１４から針状ウィスカが突出することを防止できる。

このようなリード線１１を適用した電子部品では、リード線１１の溶接部分１４から針状ウィスカが突出しないため、振動や衝撃によってウィスカが外部へ流出することを安定して防止できる。その結果、このような電子部品を搭載した電子機器において、ウィスカに起因するショートや誤作動等の不具合発生を抑制することができる。

また、樹脂膜１５が突刺し強度や弾性率の条件を満足していることに加え、プレッシャークッカー試験を行った後に、その密着力が１０Ｎ以上を確保することが好ましい。これにより、リード線１１は、ヒートサイクル負荷などで樹脂材の体積膨張率が変化した場合であっても、樹脂膜１５の密着力を維持することができる。その結果、リード線１１を適用した電子部品では、ウィスカの外部流出がさらに安定的に防止される。

また、樹脂膜１５の樹脂材が、１５０℃以上のガラス転移点温度を有することにより、リード線１１は、外部温度１５０℃の環境下に晒されるような場合であっても、樹脂材が軟化せず、突刺し強度の低下を抑制することができる。そのため、溶接部分１４からの針状ウィスカの突出を防止することができる。その結果、リード線１１を適用した電子部品では、ウィスカの外部流出がさらに安定的に防止される。

また、１５０℃におけるヤング率が、−５５℃におけるヤング率の１０％以上、１００％以下の値となる樹脂材を樹脂膜１５に適用することが好ましい。すなわち、−５５℃〜１５０℃といった厳しい外部環境の温度変化に晒される場合であっても、高温時と低温時の樹脂材の熱膨張の差が小さいことが好ましい。これにより、リード線１１では、樹脂膜１５が剥離することなく、密着力を維持することができる。その結果、リード線１１を適用した電子部品では、ウィスカの外部流出がさらに安定的に防止される。

一般的な電子部品の外装、被覆用の樹脂材として、ポリアミドイミドが用いられる場合がある。しかしながら、前述したウィスカ対策には、突刺し強度、弾性率、密着力、ガラス転移温度、１５０℃と−５５℃のヤング率の差といった特有の条件を考慮する必要がある。このような観点から、多様な種類のあるポリアミドイミドの中でも、特に、芳香族ポリアミドイミドが好ましい。芳香族ポリアミドイミドを樹脂材として用いることで、高強度の樹脂膜１５を形成することができる。そのため、樹脂膜１５の膜厚が薄くても、リード線１１では、ウィスカの発生を効果的に抑制し、ウィスカの流出を防止することができる。その結果、リード線１１を適用した電子部品では、ウィスカの外部流出がさらに安定的に防止される。さらに、樹脂膜１５の膜厚を薄くすることができるため、樹脂膜１５の塗布や乾燥、硬化時間を短縮することができ、リード線１１および電子部品の生産性を向上することができる。

また、樹脂材である芳香族ポリアミドイミドの中でも、特に、イソシアネート法によって合成された芳香族ポリアミドを用いることが好ましい。これにより、樹脂膜が溶剤に触れるような状況下にあっても、リード線１１は、ウィスカ対策として必要とされる樹脂材の突刺し強度、弾性率、密着力を維持できる。その結果、リード線１１を適用した電子部品では、ウィスカの外部流出がさらに安定的に防止される。

また、樹脂材である芳香族ポリアミドイミドの重量平均分子量を、３０，０００以上、１５０，０００以下の範囲とすることが好ましい。これにより、樹脂膜１５を形成するにあたり、１回の樹脂溶液の塗布作業によって、ウィスカ対策に必要な条件を確保することができる。したがって、リード線１１を適用した電子部品では、ウィスカの外部流出が安定的に防止されるとともに、樹脂膜１５の塗布や乾燥、硬化時間を短縮して生産性を向上できる。

以下、具体的な実施例１〜６を用いてリード線１１の効果を説明する。

（実施例１）
本実施の形態における電子部品の実施例１として、定格電圧３５Ｖ、静電容量１００μＦの面実装形のアルミ電解コンデンサを作製する。なお直径は８ｍｍ、高さは１０．２ｍｍ、保証寿命は１２５℃３０００時間である。

まず、リード線１１を以下の手順で作製する。引き出し電極１２には、純度９９．９％、線径１．５ｍｍのアルミニウム線を用い、金属ワイヤ１３には、線径０．６ｍｍの錫メッキ付き銅被覆鋼線を用いる。はじめに、引き出し電極１２の第１端１２Ａと金属ワイヤ１３の第１端１３Ａを突き合わせ、突き合わせた部分をアーク溶接法によって加熱して溶融させる。その後、冷却固化させて溶接部分１４を形成し、引き出し電極１２と金属ワイヤ１３とを一体化する。

次に、引き出し電極１２の第２端１２Ｂをプレス加工し、輪郭形状を整えて偏平部を形成する。その後、リード線１１をアルカリ性洗浄剤で洗浄し、乾燥させる。次に、アルミ電解コンデンサの漏れ電流の低減、電解液を適用した場合の液漏れ防止、容量変化の低減等といった品質向上を目的として、リード線１１を化成液に浸漬して化成処理を行い、表面にアルミニウムの酸化皮膜を形成する。

その後、リード線１１を回転させながら、樹脂溶液をディスペンサーで吐出して溶接部分１４全体に塗布する。樹脂溶液には、樹脂材として、イソシアネート法によって合成された重量平均分子量が９０，０００の芳香族ポリアミドイミドを用い、溶剤としてＮ−メチルピロリドンを用いる。

塗布後、溶剤を揮発させて、樹脂膜１５を形成する。なお、樹脂溶液の塗布および溶剤揮発の作業は、１回のみ行い、３０μｍの膜厚の樹脂膜１５を形成する。以上のようにして、リード線１１を作製する。

続いて、アルミ電解コンデンサを以下の手順で作製する。まず、酸化アルミ皮膜の誘電体層を表面に有するアルミニウムからなる陽極箔１６Ａと、陰極箔１６Ｂと、セパレータ１６Ｃとを一定の幅と長さに切断する。そして、一対のリード線１１のそれぞれの引き出し電極１２の第２端１２Ｂを陽極箔１６Ａと陰極箔１６Ｂとに針カシメによって接続する。その後、陽極箔１６Ａと陰極箔１６Ｂとの間にセパレータ１６Ｃを介在させてロール状に捲回して略円筒形に成形する。最後に外周側面を絶縁テープで固定し、コンデンサ素子１６を形成する。なお、陽極箔１６Ａの表面は、エッチング法によって表面積を拡大し、さらに、陽極酸化法により酸化アルミ皮膜からなる誘電体層を陽極箔１６Ａの表面に形成する。なお、セパレータ１６Ｃには、セルロースを主材料とした不織布を用いる。

次に、ゴムパッキングからなる封口体１７Ｃに設けられた一対の貫通孔１７Ｄにコンデンサ素子１６から引出された一対のリード線１１をそれぞれ挿通させ、コンデンサ素子１６に封口体１７Ｃを装着する。

一方、主溶媒にγ−ブチロラクトン、主溶質として環状アミジン化合物のアンモニウム塩を含んだ電解液を準備し、この電解液をアルミニウム製の有底筒状の外装ケース１７Ａ内に注入する。

そして、外装ケース１７Ａ内にコンデンサ素子１６を挿入してコンデンサ素子１６に電解液を含浸させると共に、コンデンサ素子１６に装着した封口体１７Ｃを外装ケース１７Ａの開口部に配置する。

次に、外装ケース１７Ａの開口部付近を外周側面から巻き締めて絞り加工部１７Ｂを形成し、ゴム弾性体である封口体１７Ｃに圧縮応力を発生させることによって外装ケース１７Ａの開口部を封止する。

その後、外部に導出された一対のリード線１１間に４０Ｖの電圧を６０分印加して再化成を行い、ラジアルリード形のアルミ電解コンデンサ本体部分を作製する。

次に、封口体１７Ｃの外面より導出した一対のリード線１１におけるそれぞれの金属ワイヤ１３の第２端１３Ｂを偏平状にプレス加工する。その後、絶縁端子板１８に設けられた一対の貫通孔１８Ａにリード線１１を挿通し、外装ケース１７Ａの開口部に接するように絶縁端子板１８を配置する。そして、一対の金属ワイヤ１３の第２端１３Ｂを、互いに相反する方向へ略直角に折り曲げて、絶縁端子板１８の外表面に設けられた溝部１８Ｂに収納する。このようにして、面実装形のアルミ電解コンデンサを作製する。

この実施例１の構成に対し、実施例２〜６及び比較例１〜４は、リード線１１の溶接部分１４に被着させる樹脂膜１５の樹脂材を変化させたものである。以下にこれら実施例２〜６及び比較例１〜４について詳細を説明する。なお、上記実施例１〜６及び比較例１〜４のアルミ電解コンデンサについて、樹脂膜１５に用いた樹脂材を（表１）にまとめている。

（実施例２）
実施例２では、実施例１に用いた樹脂材Ａの代わりに、（表１）に示した樹脂材Ｂを用いている。樹脂材Ｂの重量平均分子量は、樹脂材Ａに比べて小さい。これ以外は実施例１と同様とし、定格電圧３５Ｖ、静電容量１００μＦの面実装形のアルミ電解コンデンサを作製する。

（実施例３）
実施例３では、実施例１に用いた樹脂材Ａの代わりに、（表１）に示した樹脂材Ｃを用いている。樹脂材Ｃの重量平均分子量は、樹脂材Ａに比べて大きい。これ以外は実施例１と同様とし、定格電圧３５Ｖ、静電容量１００μＦの面実装形のアルミ電解コンデンサを作製する。

（実施例４）
実施例４では、実施例１に用いた樹脂材Ａの代わりに、（表１）に示した樹脂材Ｄを用いている。樹脂材Ｄは、樹脂材Ａと比較して、樹脂材の合成方法が異なる。これ以外は実施例１と同様とし、定格電圧３５Ｖ、静電容量１００μＦの面実装形のアルミ電解コンデンサを作製する。

（実施例５）
実施例５では、実施例１に用いた樹脂材Ａの代わりに、（表１）に示した樹脂材Ｅを用いている。樹脂材Ｅの重量平均分子量は、樹脂材Ａ及び樹脂材Ｃに比べて大きい。また、樹脂溶液の塗布および溶剤揮発作業を２回繰り返して樹脂膜１５を形成している。これ以外は実施例１と同様とし、定格電圧３５Ｖ、静電容量１００μＦの面実装形のアルミ電解コンデンサを作製する。

（実施例６）
実施例６では、実施例１に用いた樹脂材Ａの代わりに、（表１）に示した樹脂材Ｆを用いている。樹脂材Ｆは、樹脂材Ａと異なる構造の樹脂である。これ以外は実施例１と同様とし、定格電圧３５Ｖ、静電容量１００μＦの面実装形のアルミ電解コンデンサを作製する。

（比較例１）
比較例１では、実施例１に用いた樹脂材Ａの代わりに、（表１）に示した樹脂材Ｇを用いている。樹脂材Ｇの重量平均分子量は、樹脂材Ａ及び樹脂材Ｂに比べて小さい。これ以外は実施例１と同様とし、定格電圧３５Ｖ、静電容量１００μＦの面実装形のアルミ電解コンデンサを作製する。

（比較例２）
比較例２では、実施例１に用いた樹脂材Ａの代わりに、（表１）に示した樹脂材Ｈを用いている。樹脂材Ｈは、樹脂材Ａと異なる構造の樹脂である。これ以外は実施例１と同様とし、定格電圧３５Ｖ、静電容量１００μＦの面実装形のアルミ電解コンデンサを作製する。

（比較例３）
比較例３は、実施例１に用いた樹脂材Ａの代わりに、（表１）に示した樹脂材Ｉを用いている。樹脂材Ｉは、樹脂材Ａと異なる構造の樹脂である。これ以外は実施例１と同様とし、定格電圧３５Ｖ、静電容量１００μＦの面実装形のアルミ電解コンデンサを作製する。

（比較例４）
比較例４は、実施例１に用いた樹脂材Ａの代わりに、（表１）に示した樹脂材Ｊを用いている。樹脂材Ｊは、樹脂材Ａと異なる構造の樹脂である。これ以外は実施例１と同様とし、定格電圧３５Ｖ、静電容量１００μＦの面実装形のアルミ電解コンデンサを作製する。

なお、突刺し強度は、リード線１１の溶接部分１４に被着した樹脂膜１５を直接計測しにくいため、突刺し強度計測用の樹脂膜の試料を別途作製して計測する。この試料の作製方法および突刺し強度の測定方法は前述のとおりである。

また、リード線１１を回転させながら樹脂溶液をディスペンサーで吐出して溶接部分１４に樹脂膜１５を形成する場合、形成できる樹脂膜１５の膜厚は、樹脂溶液に適用する樹脂材によって異なる。そのため、１回の塗布で形成可能な膜厚を確認している。

次に、これら実施例１〜６及び比較例１〜４のアルミ電解コンデンサのサンプルを３０個ずつ作製し、各種の耐ウィスカの評価試験を行う。なお、各試験の前後において、リード線１１の溶接部分１４のうち外装体１７である封口体１７Ｃに被覆されていない部分に被着した樹脂膜１５に異常がないかどうかを確認する。異常であると判断する基準は、針状ウィスカが、樹脂膜１５を突き破り、４０μｍを超えて突出している状態、若しくは、針状ウィスカの突出がなくとも、樹脂膜１５に亀裂や剥離が生じている状態である。

まず初めに、樹脂膜１５の機械ストレスに対する耐久性の指標として、リード線折り曲げ試験を行う。さらに、ウィスカの発生、成長の加速評価として一般的に実施される環境負荷試験である、高温耐湿試験及びヒートサイクル試験を行う。

なお、リード線折り曲げ試験では、引き出し電極１２を固定した状態で金属ワイヤ１３を、一度、９０°折り曲げる。また、高温耐湿試験では、６０℃９５％ＲＨの条件下に４０００時間、アルミ電解コンデンサを晒す。ヒートサイクル試験では、アルミ電解コンデンサを−４０℃〜８５℃の条件下で１５００サイクル（各温度３０分を１サイクルとする）温度変化させる。これらの試験を経たときの結果を（表２）にまとめている。

（表２）からわかるように、比較例１、３、４では樹脂材Ｇ、Ｉ、Ｊをそれぞれ適用しているが、針状ウィスカが発生、成長しやすい環境負荷である高温耐湿試験やヒートサイクル試験により、樹脂膜１５から、異常と判断されるウィスカの突出が観察されている。この要因としては、（表１）に示すように、樹脂材の突刺し強度が不足していることが挙げられる。

また、比較例２では、樹脂材Ｈを適用したが、リード線折り曲げ試験により、樹脂膜１５に異常と判断される亀裂が観察されている。この要因としては、（表１）に示すように、樹脂材Ｈの弾性率が高いことが挙げられる。また、ヒートサイクル試験においても、樹脂膜１５に異常と判断される剥離が観察されている。この要因としては、（表４）に示すように、−５５℃と１５０℃の間での、樹脂材Ｈのヤング率の変化が大きいことに起因していることが挙げられる。

一方、実施例１〜６によるリード線１１には、樹脂材Ａ〜Ｆが適用されている。樹脂材Ａ〜Ｆは、ウィスカが針状に成長しようとする際の伸長力に耐えうる、０．０５ＭＰａ／μｍ以上の突刺し強度を有する。そのため、針状ウィスカが発生、成長しやすい環境負荷を与えても、溶接部分１４に被着した樹脂膜１５から、異常と判断される４０μｍを超える針状ウィスカが突出していない。また、リード線１１の形状加工の際にかかる機械ストレスに耐えうる、１０ＧＰａ以下の弾性率を有する。そのため、リード線１１に機械ストレスを与えたとしても、樹脂膜１５に異常と判断される亀裂や剥離を生じることもない。

次に、樹脂膜１５を構成する樹脂材の密着力に着目した評価試験を行っている。密着力は、樹脂材の密着力を加速評価できるプレッシャークッカー試験により評価している。なお、プレッシャークッカー試験では、１２１℃、２気圧、１００％ＲＨの条件下で、樹脂膜試料を２４時間放置する。樹脂膜試料の作製方法や試験方法は前述のとおりである。試験結果を（表３）に示す。

（表３）からわかるように、比較例４のアルミ電解コンデンサに用いた樹脂材Ｊは、プレッシャークッカー試験後において、１０Ｎ以上の密着力を確保できていない。

一方、実施例１〜６によるリード線１１に用いた樹脂材Ａ〜Ｆは、プレッシャークッカー試験後においても、アルミニウム基板及び錫基板との密着力を１０Ｎ以上有している。このように、ヒートサイクル負荷などによって樹脂材の体積膨張率が変化した場合でも、樹脂膜１５がリード線１１の溶接部分１４から剥がれることなく密着し続けることができる。そのため、ウィスカの外部流出を安定的に防止することができる。

また、実施例１〜６及び比較例１〜４のアルミ電解コンデンサに用いる樹脂材Ａ〜Ｊの１５０℃のガラス転移温度、そして、１５０℃と−５５℃におけるヤング率について、（表４）にまとめている。

一般的に、樹脂材は、ガラス転移温度を超えると軟化してしまい、突刺し強度の低下を招き不安定となる。そのため、耐ウィスカ性能を確保できる樹脂材は、適用する電子部品の最高使用温度以上のガラス転移温度を有することが好ましい。（表４）からわかるように、比較例３の樹脂材Ｉのガラス転移温度は１５０℃を大幅に下回っている。したがって、最高使用温度が１５０℃となる高信頼グレードのアルミ電解コンデンサに樹脂材Ｉを用いると、物性不安定のため、異常判定となるウィスカが突出しないことを保証し難い。

一方、実施例１〜６に適用している樹脂材Ａ〜Ｆは、１５０℃以上のガラス転移温度を有しており、安定した物性を維持することができるため、異常判定となるウィスカが突出しないことを保証できる。

また、（表４）に示すように、樹脂材Ａ〜Ｆは、樹脂材の１５０℃におけるヤング率が−５５℃におけるヤング率の１０〜１００％の値となっている。そのため、−５５℃〜１５０℃といった厳しい外部環境の温度変化に晒される場合であっても、樹脂膜１５は剥離せずに、密着力を維持できることが期待できる。

また、樹脂膜１５を構成する樹脂材として、芳香族ポリアミドイミドを適用した場合、その物性及び膜厚は、樹脂溶液に含まれる樹脂材の分子量によって影響を受ける。（表１）からわかるように、重量平均分子量が２５，０００である比較例１の樹脂材Ｇでは、ウィスカ対策に必要な突刺し強度及び弾性率を確保できていない。一方、重量平均分子量が３０，０００以上である実施例１〜５の樹脂材Ａ〜Ｅでは、ウィスカ対策に必要な突刺し強度及び弾性率を確保できている。

また、（表１）には、各樹脂材によって形成した樹脂膜１５の膜厚を示している。実施例１〜４の樹脂材Ａ〜Ｄは、樹脂溶液を１回塗布しただけで、ウィスカ対策で最低必要な膜厚である１０μｍ以上の膜厚を得ることができている。一方、実施例５の樹脂材Ｅは、樹脂溶液を１回塗布しただけでは１０μｍ以上の膜厚を確保することができず、２回以上の塗布が必要である。つまり、樹脂溶液の１回塗布という条件下においては、重量平均分子量が１５０，０００以下である実施例１〜４の樹脂材Ａ〜Ｄは、ウィスカ対策に必要な１０μｍ以上を確保することができるが、重量平均分子量が２００，０００である実施例５の樹脂材Ｅは、１０μｍ以上を確保することができない。

このことから、重量平均分子量が３０，０００以上、１５０，０００以下の芳香族ポリアミドイミドを用いることにより、樹脂膜１５を形成するにあたり、１回の樹脂溶液の塗布作業によって、ウィスカ対策に必要な樹脂膜１５を合理的に確保することができる。

また、実施例１、４のアルミ電解コンデンサに用いた樹脂材Ａ、Ｄは、芳香族ポリアミドイミドの合成法に相違点を有し、樹脂材Ａはイソシアネート法により合成され、樹脂材Ｄは酸クロライド法によって合成されている。樹脂材Ａのほうが樹脂材Ｄよりも耐溶剤性に優れる。アルミ電解コンデンサの組立工程では電解液がリード線１１の溶接部分１４に付着することがある。また車載環境のあるアルミ電解コンデンサの外表面にオイル等が付着する場合がある。このように樹脂膜１５が溶剤に触れるような状況下にある場合、樹脂材Ａのほうが、ウィスカ対策として必要とされる物性を安定的に維持することができる。

本発明の電子部品では、リード線の引き出し電極と金属ワイヤとの溶接部分に被着する樹脂膜が、針状ウィスカが伸長しようとしても突き破ることができない突刺し強度を有する。それと同時に、リード線に機械ストレスがかかっても亀裂を生じない弾性率を樹脂膜が有する。そのため、本発明の電子部品においては、外部へのウィスカ流出を安定して防止することができる。その結果、本発明の電子部品を搭載した電子機器において、ウィスカに起因するショートや誤作動等の不具合発生を抑制することができる。したがって、本発明の電子部品は、特に、長期にわたる高信頼性が要求されるＡＶ機器や自動車電装機器に適用される電子部品として有用である。

１１ リード線
１２ 引き出し電極
１２Ａ 第１端
１２Ｂ 第２端
１３ 金属ワイヤ
１３Ａ 第１端
１３Ｂ 第２端
１４ 溶接部分
１５，２５ 樹脂膜
１６ コンデンサ素子
１６Ａ 陽極箔
１６Ｂ 陰極箔
１６Ｃ セパレータ
１７ 外装体
１７Ａ 外装ケース
１７Ｂ 絞り加工部
１７Ｃ 封口体
１７Ｄ 貫通孔
１８ 絶縁端子板
１８Ａ 貫通孔
１８Ｂ 溝部
１９ 回路基板
１９Ａ はんだ

Claims (14)

1. アルミニウムを含む金属製の引き出し電極と、錫を含んだ金属ワイヤと、前記引き出し電極の第１端に、前記金属ワイヤの第１端を溶接して形成された溶接部分と、を有するリード線と、
   前記引き出し電極の第２端と接続された機能素子と、
   前記金属ワイヤの第２端を外部に導出するようにして前記機能素子を封入した外装体と、を備え、
   前記リード線は、前記溶接部分のうち、少なくとも前記外装体に被覆されていない部分に被着した樹脂膜をさらに有し、前記樹脂膜を構成する樹脂材が、単位厚み当たり０．１６ＭＰａ／μｍ以上の突刺し強度を有し、かつ４．５ＧＰａ以下の弾性率を有する、
   電子部品。
2. 前記樹脂材が、アルミニウムおよび錫の各々に対する密着力として、１２１℃、２気圧、１００％ＲＨの条件下で２４時間放置するプレッシャークッカー負荷試験後に１０Ｎ以上を有する、
   請求項１記載の電子部品。
3. 前記樹脂材が、１５０℃以上のガラス転移温度を有する、
   請求項１記載の電子部品。
4. 前記樹脂材の１５０℃におけるヤング率が、−５５℃におけるヤング率の１０％以上、１００％以下である、
   請求項１記載の電子部品。
5. 前記樹脂材が、ポリエステルイミドまたは芳香族ポリアミドイミドを主体とする、
   請求項１記載の電子部品。
6. 前記芳香族ポリアミドイミドが、イソシアネート法によって合成されたものである、
   請求項５記載の電子部品。
7. 前記ポリアミドイミドの重量平均分子量が、３０，０００以上、１５０，０００以下である、
   請求項５記載の電子部品。
8. アルミニウムを含む金属製の引き出し電極と、
   錫を含んだ金属ワイヤと、
   前記引き出し電極の第１端に、前記金属ワイヤの第１端を溶接して形成された溶接部分と、
   前記引き出し電極と金属ワイヤとの溶接部分のうち少なくとも金属ワイヤ側の淵部を含むようにして前記溶接部分に被着した樹脂膜と、を備え、
   前記樹脂膜を構成する樹脂材が、単位厚み当たり０．１６ＭＰａ／μｍ以上の突刺し強度を有し、かつ４．５ＧＰａ以下の弾性率を有する、
   電子部品用リード線。
9. 前記樹脂材が、アルミニウムおよび錫の各々に対する密着力として、１２１℃、２気圧、１００％ＲＨの条件下で２４時間放置するプレッシャークッカー負荷試験後に１０Ｎ以上を有する、
   請求項８記載の電子部品用リード線。
10. 前記樹脂材が、１５０℃以上のガラス転移温度を有する、
    請求項８記載の電子部品用リード線。
11. 前記樹脂材の１５０℃におけるヤング率が、−５５℃におけるヤング率の１０％以上、１００％以下である、
    請求項８記載の電子部品用リード線。
12. 前記樹脂材が、ポリエステルイミドまたは芳香族ポリアミドイミドを主体とする、
    請求項８記載の電子部品用リード線。
13. 前記芳香族ポリアミドイミドが、イソシアネート法によって合成されたものである、
    請求項１２記載の電子部品用リード線。
14. 前記ポリアミドイミドの重量平均分子量が、３０，０００以上、１５０，０００以下である、
    請求項１２記載の電子部品用リード線。

Images