JP4766239B2 - Ceramic electronic component and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、セラミック電子部品及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a ceramic electronic component and a manufacturing method thereof.
セラミック電子部品において、その電極に金属片を接合しなければならない場合があり、そのような場合の接合手段として、はんだによる接続のほか、例えば、特許文献1に記載されているようなレーザ溶接の適用が考えられる。レーザ溶接によれば、セラミック素体が比較的厚い場合には、レーザの出力パワーをあげ、短時間で、効率よく、金属片を電極に溶接することができる。 In a ceramic electronic component, a metal piece may have to be joined to the electrode. In such a case, as a joining means, in addition to the connection by solder, for example, laser welding as described in Patent Document 1 is performed. Applicable. According to laser welding, when the ceramic body is relatively thick, the output power of the laser can be increased, and the metal piece can be efficiently welded to the electrode in a short time.
しかし、セラミック素体が、2〜3mm以下の薄いセラミック電子部品になると、セラミック素体に損傷、破損、破壊などのダメージを与えることなく、金属片を電極にレーザ溶接することが、極めて困難になる。 However, when the ceramic body becomes a thin ceramic electronic component of 2 to 3 mm or less, it is extremely difficult to laser weld the metal piece to the electrode without damaging, damaging or destroying the ceramic body. Become.
レーザの出力パワーを低減させれば、セラミック素体に損傷、破損、破壊などのダメージが発生するのを回避することは可能であるが、そうすると、接合が不完全になり、接合の信頼性が低下するとともに、作業効率が低下してしまうなどの問題点を生じる。
本発明の課題は、セラミック素体に損傷、破損、破壊などのダメージをあたえることなく、その電極に金属片を強固に接合した高信頼度のセラミック電子部品を提供することである。 An object of the present invention is to provide a highly reliable ceramic electronic component in which a metal piece is firmly bonded to an electrode without giving damage such as damage, breakage, or destruction to a ceramic body.
本発明の更にもう一つの課題は、上述したセラミック電子部品を製造するのに適した製造方法を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a manufacturing method suitable for manufacturing the above-described ceramic electronic component.
上述した課題を解決するため、本発明に係るセラミック電子部品は、セラミック素子と、金属片とを含む。前記セラミック素子は、セラミック素体の少なくとも一面に、電極を有している。前記金属片は、前記セラミック素子の前記電極に、レーザ溶接によって接合されている。 In order to solve the above-described problem, a ceramic electronic component according to the present invention includes a ceramic element and a metal piece. The ceramic element has an electrode on at least one surface of a ceramic body. The metal piece is joined to the electrode of the ceramic element by laser welding.
上述したセラミック素子上でのレーザ溶接は、セラミック素体に損傷、破損、破壊などのダメージを与えることなく、金属片を電極にレーザ溶接することが、極めて困難であることは前述したとおりである。 As described above, laser welding on the ceramic element described above is extremely difficult to laser-weld a metal piece to an electrode without damaging, damaging, or destroying the ceramic body. .
本発明者等は、この問題点を解決すべく、鋭意研究した結果、電極及び金属片の溶融比率が接合の良否に直接的に関与し、溶融比率が大きくなるほどに、セラミック素体に、損傷、破損又は破壊などのダメージを与える危険性が増大することを見出した。 As a result of diligent research to solve this problem, the inventors of the present invention are directly related to the bonding ratio of the electrodes and metal pieces, and as the melting ratio increases, the ceramic body is damaged. It has been found that the risk of causing damage such as breakage or destruction increases.
溶融比率は、電極の厚みT1と、金属片の厚みT2との比で定まるから、セラミック素体に、損傷、破損又は破壊などのダメージを与えることなく良好な接合を実現するために、金属片の厚みT2をどのように選択するかが、極めて重要になる。 Since the melting ratio is determined by the ratio between the thickness T1 of the electrode and the thickness T2 of the metal piece, the metal piece is used in order to achieve good bonding without damaging, damaging or breaking the ceramic body. It is extremely important how to select the thickness T2.
実験によると、前記金属片の厚みT2は、前記電極の厚みT1の20倍以下であれば、セラミック素体に破壊、損傷をあたえることなく、その電極に金属片を確実に接合できることが分かった。 According to experiments, it has been found that if the thickness T2 of the metal piece is 20 times or less the thickness T1 of the electrode, the metal piece can be reliably bonded to the electrode without breaking or damaging the ceramic body. .
前記金属片の厚みT2が、前記電極の厚みT1の10倍以下であれば、更に好ましい。この範囲であれば、電極及び金属片の溶融比率が更に近似することになるので、一層、セラミック素体に破壊、損傷を与えにくくなる。 More preferably, the thickness T2 of the metal piece is not more than 10 times the thickness T1 of the electrode. Within this range, the melting ratio of the electrode and the metal piece is further approximated, so that it becomes more difficult to break or damage the ceramic body.
本発明は、セラミック素体の厚みが2mm以下のセラミック電子部品において、セラミック素体の破壊、損傷を防止するのに有効である。このような薄型のセラミック素子では、セラミック素体の機械的強度が極めて低いために、溶融率の違いによる損傷、破損又は破壊などのダメージを受け易いものであるところ、本発明の適用により、そのような薄いセラミック素体の場合でも、上述した問題点を回避し得る。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is effective in preventing destruction and damage of a ceramic body in a ceramic electronic component having a ceramic body thickness of 2 mm or less. In such a thin ceramic element, since the mechanical strength of the ceramic body is extremely low, the ceramic element is susceptible to damage such as damage, breakage or destruction due to a difference in melting rate. Even in the case of such a thin ceramic body, the above-mentioned problems can be avoided.
本発明が適用されるセラミック電子部品の具体例あるいは代表例は、リングバリスタである。リングバリスタには、小型直流モータの整流子に発生するノイズを吸収するノイズ吸収素子としての重要な用途があるが、その場合に、リングバリスタの電極に、金属薄板でなる金属片を接合し、この金属片に、整流子接続片(ライザ)を接続する構造を採用することがある。このような場合に、リングバリスタの電極に対する金属片の接合に当たって、本発明が適用できる。もっとも、本発明は、リングバリスタに限定されるものではない。 A specific example or a representative example of a ceramic electronic component to which the present invention is applied is a ring varistor. The ring varistor has an important application as a noise absorbing element that absorbs noise generated in the commutator of a small DC motor. In that case, a metal piece made of a thin metal plate is joined to the electrode of the ring varistor, A structure in which a commutator connection piece (riser) is connected to the metal piece may be employed. In such a case, the present invention can be applied in joining the metal piece to the electrode of the ring varistor. However, the present invention is not limited to ring varistors.
本発明は、更に、上述したセラミック電子部品を製造するのに適した製造方法を開示する。 The present invention further discloses a manufacturing method suitable for manufacturing the above-described ceramic electronic component.
以上述べたように、本発明によれば、セラミック素体に破壊、損傷をあたえることなく、その電極に金属片を強固に接合した高信頼度のセラミック電子部品を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable ceramic electronic component in which a metal piece is firmly joined to the electrode without breaking or damaging the ceramic body.
本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施例によって更に詳しく説明する。 Other features of the present invention and the operational effects thereof will be described in more detail by way of examples with reference to the accompanying drawings.
図1はセラミック電子部品の具体的一例としてのリングバリスタの平面図、図2は図1に示したリングバリスタの拡大部分断面図である。図示のリングバリスタは、バリスタ素子40と、金属片(タブ)51〜53とを含む。バリスタ素子40は、小型直流モータの回転軸を通す中心孔45を有して、円環状などの適当な形状に成形されたバリスタ素体41の一面に、小型直流モータの電機子極数に対応させた複数の電極42〜44を設けた構造となっている。電極42〜44は、相互間に絶縁ギャップG1〜G3が設けられている。図示では、3個の電極42〜44が図示されているだけであるが、その個数は、小型直流モータの電機子極数に応じて選択されるものである。 FIG. 1 is a plan view of a ring varistor as a specific example of a ceramic electronic component, and FIG. 2 is an enlarged partial sectional view of the ring varistor shown in FIG. The illustrated ring varistor includes a varistor element 40 and metal pieces (tabs) 51 to 53. The varistor element 40 has a center hole 45 through which a rotating shaft of a small DC motor passes, and corresponds to the number of armature poles of the small DC motor on one surface of a varistor element body 41 formed in an appropriate shape such as an annular shape. The plurality of electrodes 42 to 44 are provided. The electrodes 42 to 44 are provided with insulating gaps G1 to G3. In the drawing, only three electrodes 42 to 44 are shown, but the number is selected according to the number of armature poles of the small DC motor.
金属片51〜53は、電気伝導性の良好な金属材料、典型的には、Cuを主成分とする薄板によって構成する。金属片51〜53は、後で、ライザに接続されるので、それに適した構造を付与する。例えば、図の場合は、金属片51〜53の外端部を、バリスタ素子40の外周よりも外側に突出させ、この外端部を、ライザ接続の際に利用するようになっている。 The metal pieces 51 to 53 are made of a metal material having good electrical conductivity, typically, a thin plate mainly composed of Cu. Since the metal pieces 51 to 53 are connected to the riser later, a structure suitable for the metal pieces is provided. For example, in the case of the figure, the outer end portions of the metal pieces 51 to 53 are projected outward from the outer periphery of the varistor element 40, and this outer end portion is used for the riser connection.
金属片51〜53は、セラミック素子40の電極42〜44に、レーザ溶接21〜23によって接合されている。レーザ溶接21〜23は、金属片51〜53のそれぞれの面内において、間隔をおいて、複数点在させることが好ましい。金属片51〜53は、銅を主成分とするものが、その導電性の観点から望ましい。銅そのものであってもよいし、銅合金であってもよいし、表面にメッキ膜などを有するものであってもよい。金属片51〜53が、銅を主成分とする場合、使用するレーザとしては、YAGレーザ(波長1064
nm)よりは、波長の短い緑色レーザ(波長632nm)が適している。
The metal pieces 51 to 53 are joined to the electrodes 42 to 44 of the ceramic element 40 by laser welding 21 to 23. It is preferable that a plurality of laser welds 21 to 23 are provided at intervals in each plane of the metal pieces 51 to 53. As for the metal pieces 51-53, what has copper as a main component is desirable from the viewpoint of the electroconductivity. Copper itself, a copper alloy, or a surface having a plating film or the like may be used. When the metal pieces 51 to 53 are mainly composed of copper, a YAG laser (wavelength 1064) is used as a laser to be used.
nm) is a green laser with a short wavelength (wavelength 632 nm).
更に、金属片51〜53と電極42〜44との間に、導電性接着剤層を有していてもよい。レーザ溶接21〜23は、複数点で行っても、スポット状にならざるを得ないので、導電性接着剤層を補助的に用いることにより、レーザ溶接の足らざるところを埋め合わせることができる。 Furthermore, you may have a conductive adhesive layer between the metal pieces 51-53 and the electrodes 42-44. Even if laser welding 21 to 23 is performed at a plurality of points, it must be in a spot shape, so that it is possible to make up for the lack of laser welding by using a conductive adhesive layer as an auxiliary.
レーザ溶接21〜23に当たっては、図3に図示するように、レーザ装置の照射ヘッド1を、金属片51〜53の表面に向け、所定の波長、エネルギー及び出射径をもって、レーザLAを、金属片51〜53に照射する。 In the laser welding 21 to 23, as shown in FIG. 3, the irradiation head 1 of the laser device is directed to the surface of the metal pieces 51 to 53, the laser LA is applied to the metal piece with a predetermined wavelength, energy and emission diameter. Irradiate 51-53.
上述したセラミック素子40上でのレーザ溶接21〜23は、電極42〜44及び金属片51〜53の溶融比率が接合の良否に直接的に関与し、溶融比率が異なるほどに、セラミック素体41に、損傷、破損又は破壊などのダメージを与える危険性が増す。溶融比率は、電極42〜44の厚みT1と、金属片51〜53の厚みT2との比で定まる。したがって、セラミック素体41に、損傷、破損又は破壊などのダメージを与えることなく良好な接合を実現するために、金属片51〜53の厚みT2をどのように選択するかは、極めて重要である。 In the laser welding 21 to 23 on the ceramic element 40 described above, the ceramic body 41 has such a degree that the melting ratio of the electrodes 42 to 44 and the metal pieces 51 to 53 is directly related to the quality of the joining, and the melting ratio is different. In addition, there is an increased risk of damage such as damage, breakage or destruction. The melting ratio is determined by the ratio between the thickness T1 of the electrodes 42 to 44 and the thickness T2 of the metal pieces 51 to 53. Therefore, it is extremely important how to select the thickness T2 of the metal pieces 51 to 53 in order to achieve good bonding without giving damage such as damage, breakage or destruction to the ceramic body 41. .
実験によると、金属片51〜53の厚みT2は、電極42〜44の厚みT1の20倍以下であれば、セラミック素体41に破壊、損傷を与えることなく、その電極42〜44に金属片51〜53を確実に接合できることが分かった。 According to the experiment, if the thickness T2 of the metal pieces 51 to 53 is not more than 20 times the thickness T1 of the electrodes 42 to 44, the metal pieces are applied to the electrodes 42 to 44 without breaking or damaging the ceramic body 41. It turned out that 51-53 can be joined reliably.
金属片51〜53の厚みT2が、電極42〜44の厚みT1の10倍以下であれば、更に好ましい。この範囲であれば、電極42〜44及び金属片51〜53の溶融比率が更に近似することになるので、セラミック素体41に破壊、損傷を与えにくくなる。電極42〜44の厚みT1が10μm前後の典型的な例では、前記厚みT2は100μm以下、好ましくは70μm以下、更に好ましくは50μm以下である。厚みT2の下限値は、当該金属片51〜53の果たすべき機能によって定まる。一般的には、10μm以上の厚みは必要である。 More preferably, the thickness T2 of the metal pieces 51 to 53 is 10 times or less the thickness T1 of the electrodes 42 to 44. If it is this range, since the melting ratio of the electrodes 42-44 and the metal pieces 51-53 will be further approximated, it will become difficult to destroy and damage the ceramic element body 41. In a typical example where the thickness T1 of the electrodes 42 to 44 is around 10 μm, the thickness T2 is 100 μm or less, preferably 70 μm or less, and more preferably 50 μm or less. The lower limit value of the thickness T2 is determined by the function to be performed by the metal pieces 51 to 53. Generally, a thickness of 10 μm or more is necessary.
本発明は、セラミック素体41の厚みT0(図2、図3参照)が2mm以下のセラミック電子部品において、セラミック素体41の破壊、損傷を防止するのに有効である。このような薄型のセラミック素子40では、セラミック素体41の機械的強度が極めて低いために、溶融率の違いによる損傷、破損又は破壊などのダメージを受け易いものであるところ、本発明を適用することにより、そのような薄いセラミック素体41の場合でも、上述した問題点を回避し得る。 The present invention is effective in preventing destruction and damage of the ceramic body 41 in a ceramic electronic component having a thickness T0 (see FIGS. 2 and 3) of the ceramic body 41 of 2 mm or less. In such a thin ceramic element 40, since the mechanical strength of the ceramic body 41 is extremely low, it is susceptible to damage such as damage, breakage, or destruction due to a difference in melting rate. Therefore, the present invention is applied. Thus, even in the case of such a thin ceramic body 41, the above-described problems can be avoided.
次に実施例を挙げて具体的に説明する。
実施例1
リングバリスタの電極42〜44に、金属片51〜53を重ね、レーザ装置を用いて溶接した。レーザ装置、リングバリスタの電極42〜44、及び、金属片51〜53に関する条件は、下記のとおりである。
<レーザ装置>
装置及び光ファイバ:ML−8050A、SIタイプ Φ0.3
出射ユニット:標準出射ユニット f60 f60(結像比1:1)
溶接条件:0.8kW×0.5ms 矩形波
加工点出力エネルギー 0.3J
加工点出力エネルギーは、金属片の厚みに応じて0.3J〜1.0Jの範 囲で適時最適な値に設定した。
<セラミック電子部品>
図1に示したリングバリスタであって、電極42〜44は、厚みT1が10μmの銅パターンである。
<金属片51〜53>
厚みT2が50μmの銅箔で構成した。
実施例2
厚みT2が70μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例1と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
実施例3
厚みT2が100μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例1と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
実施例4
厚みT2が200μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例1と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
比較例1
厚みT2が250μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例1と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
Next, an example is given and it demonstrates concretely.
Example 1
Metal pieces 51 to 53 were placed on the electrodes 42 to 44 of the ring varistor and welded using a laser device. Conditions concerning the laser device, the electrodes 42 to 44 of the ring varistor, and the metal pieces 51 to 53 are as follows.
<Laser device>
Equipment and optical fiber: ML-8050A, SI type Φ0.3
Output unit: Standard output unit f60 f60 (imaging ratio 1: 1)
Welding conditions: 0.8kW x 0.5ms rectangular wave
Processing point output energy 0.3J
The processing point output energy was set to an optimal value in a timely manner within a range of 0.3 J to 1.0 J depending on the thickness of the metal piece.
<Ceramic electronic parts>
In the ring varistor shown in FIG. 1, the electrodes 42 to 44 are copper patterns having a thickness T1 of 10 μm.
<Metal pieces 51-53>
The thickness T2 was made of a copper foil having a thickness of 50 μm.
Example 2
The metal pieces 51 to 53 were laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 1 except that the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 70 μm were used.
Example 3
The metal pieces 51 to 53 were laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 1 except that the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 100 μm were used.
Example 4
The metal pieces 51 to 53 were laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 1 except that the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 200 μm were used.
Comparative Example 1
The metal pieces 51 to 53 were laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 1 except that the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 250 μm were used.
実施例5
厚みT1が5μmの電極42〜44、厚みT2が50μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例1と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
実施例6
厚みT2が70μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例5と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
実施例7
厚みT2が100μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例5と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
比較例2
厚みT2が150μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例5と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
Example 5
The metal pieces 51 to 53 are laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 1 except that the electrodes 42 to 44 having a thickness T1 of 5 μm and the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 50 μm are used. 21-23.
Example 6
The metal pieces 51 to 53 were laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 5 except that the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 70 μm were used.
Example 7
The metal pieces 51 to 53 were laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 5 except that the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 100 μm were used.
Comparative Example 2
The metal pieces 51 to 53 were laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 5 except that the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 150 μm were used.
実施例8
厚みT1が15μmの電極42〜44、厚みT2が100μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例1と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
実施例9
厚みT2が150μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例8と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
実施例10
厚みT2が300μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例8と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
比較例3
厚みT2が500μmの銅箔による金属片51〜53を用いたほかは、実施例8と同様にして、金属片51〜53を電極42〜44にレーザ溶接21〜23した。
Example 8
The metal pieces 51 to 53 were laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 1 except that the electrodes 42 to 44 having a thickness T1 of 15 μm and the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 100 μm were used. 21-23.
Example 9
The metal pieces 51 to 53 were laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 8, except that the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 150 μm were used.
Example 10
The metal pieces 51 to 53 were laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 8 except that the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 300 μm were used.
Comparative Example 3
The metal pieces 51 to 53 were laser welded to the electrodes 42 to 44 in the same manner as in Example 8 except that the metal pieces 51 to 53 made of copper foil having a thickness T2 of 500 μm were used.
表1は、上述した実施例1〜10及び比較例1〜3によって得られたリングバリスタについて、その外観の良否、接合強度及びセラミック素体41に対するダメージの有無を調べた結果を示している。 Table 1 shows the results of examining the appearance of the ring varistors obtained in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 3 described above, the bonding strength, and the presence or absence of damage to the ceramic body 41.
外観の良否は、リングバリスタの溶接外観を目視によって評価したもので、非常に綺麗な溶接仕上がりを○印で表示し、一部の溶接点の仕上がりが悪いものを△、全ての溶接点の仕上がりの悪いものを×印で表示してある。 The quality of the appearance is evaluated by visual inspection of the weld appearance of the ring varistor. A very beautiful weld finish is indicated by a circle, and some of the weld points are poor. Those with bad marks are indicated by crosses.
接合強度は、金属片51〜53を引き剥がしたとき、電極42〜44を構成する銅パターンが、金属片51〜53と一緒に引き剥がれた場合を、金属片51〜53が強固に電極42〜44に接合されていると評価し、○印とし、一部の溶接点が金属片と一緒に引き剥がされなかった場合を△として表示してある。電極42〜44を構成する銅パターンが金属片51〜53と一緒に引き剥がされなかった場合は、×印として表示してある。 When the copper pieces constituting the electrodes 42 to 44 are peeled off together with the metal pieces 51 to 53 when the metal pieces 51 to 53 are peeled off, the metal pieces 51 to 53 are firmly bonded to the electrode 42. It is evaluated that it is joined to .about.44, marked with .largecircle., And a case where some of the welding points were not peeled off together with the metal pieces is marked with .DELTA .. When the copper pattern which comprises the electrodes 42-44 is not stripped off with the metal pieces 51-53, it displays as x mark.
セラミック素体41に対するダメージは、セラミック素体41にレーザ穴があるか否かを目視によって観察することによって評価した。レーザ穴が確認できなかった場合を○で表示し、確認できた場合を×で表示してある。 The damage to the ceramic body 41 was evaluated by visually observing whether the ceramic body 41 has a laser hole. The case where the laser hole could not be confirmed is indicated by ◯, and the case where it was confirmed is indicated by ×.
これに対して、実施例1〜3、5〜9の何れも、非常に綺麗な溶接仕上がりを示した。また、金属片51〜53を引き剥がしたところ、電極42〜44を構成する銅パターンが、金属片51〜53と一緒に引き剥がれ、電極42〜44を構成する銅パターンに対して、金属片51〜53が強固に接合されていることが確認された。更に、セラミック素体41には、レーザ穴が確認できなかった。 In contrast, all of Examples 1 to 3 and 5 to 9 showed a very beautiful weld finish. Further, when the metal pieces 51 to 53 are peeled off, the copper patterns constituting the electrodes 42 to 44 are peeled off together with the metal pieces 51 to 53, and the metal pieces are separated from the copper patterns constituting the electrodes 42 to 44. It was confirmed that 51-53 were joined firmly. Further, no laser hole could be confirmed in the ceramic body 41.
更に、実施例4は、実施例1〜3、5〜9との対比において、接着強度は劣るものの、外観、素子ダメージの評価については、遜色ない結果が得られた。又、実施例10は、実施例1〜3、5〜9と比較すると外観、接合強度、素地全ての点で評価は多少劣るものの、比較例1〜3と比較すると外観、接合強度、素地ダメージの全てにおいて良好な評価が得られた。 Furthermore, in Example 4, in contrast to Examples 1 to 3 and 5 to 9, although the adhesive strength was inferior, results of inferior appearance and element damage were obtained. Moreover, although Example 10 is somewhat inferior in terms of appearance, bonding strength, and substrate in comparison with Examples 1 to 3 and 5 to 9, appearance, bonding strength, and substrate damage are compared with those in Comparative Examples 1 to 3. Good evaluation was obtained in all of the above.
表1から明らかなように、電極厚みに対し、金属片厚みが20倍以下の場合、実用上問題のない接合が得られ、特に10倍以下であれば接合強度のバラツキもなく好ましい。 As is apparent from Table 1, when the metal piece thickness is 20 times or less of the electrode thickness, a practically no problem is obtained, and when the metal piece thickness is 10 times or less, there is no variation in the bonding strength.
また、金属片厚みが100μmを超える厚みにすると溶接の最適条件範囲が狭くなる傾向があり、全ての接合点に均一な溶接を行うためには金属片を100μm以下にすることがより好ましい。 Further, if the thickness of the metal piece exceeds 100 μm, the optimum condition range for welding tends to be narrowed, and it is more preferable to make the metal piece 100 μm or less in order to perform uniform welding at all joint points.
レーザ溶接21〜23に用いられるレーザは、溶接すべき金属片51〜53及び電極42〜44の材質に対応させて選択する必要がある。金属片51〜53及び電極42〜44が、銅を主成分とするものである場合、YAGレーザよりも波長の短い緑色レーザが適している。以下にYAGレーザと緑色レーザ(YAG−SHG)を用いた実験結果を示す。 The laser used for laser welding 21-23 needs to be selected according to the material of the metal pieces 51-53 and the electrodes 42-44 to be welded. When the metal pieces 51 to 53 and the electrodes 42 to 44 are mainly composed of copper, a green laser having a shorter wavelength than the YAG laser is suitable. The experimental results using a YAG laser and a green laser (YAG-SHG) are shown below.
これに対して、波長632nmの緑色(Green)レーザを用いると、この波長に対する銅の吸収率がYAGレーザの吸収率の5倍程度にも達するため、セラミック素体41に穴を発生させることなく、金属片51〜53と電極42〜44とを接合することができる。 On the other hand, when a green laser with a wavelength of 632 nm is used, the copper absorptance for this wavelength reaches about five times the absorptivity of the YAG laser, so that no holes are generated in the ceramic body 41. The metal pieces 51 to 53 and the electrodes 42 to 44 can be joined.
次に、本発明の主題ではないが、本発明に係るセラミック電子部品の範疇に入るリングバリスタの使用例である小型直流モータについて、図4を参照して説明する。 Next, although not the subject of the present invention, a small DC motor which is an example of use of a ring varistor that falls within the category of the ceramic electronic component according to the present invention will be described with reference to FIG.
図4は本発明に係るリングバリスタをノイズ吸収素子として用いた小型直流モータの一部を示す部分断面図である。小型直流モータ6は、外装体61の内側に、固定子(界磁)62が設けられており、固定子62の内側に電機子63が配置されている。電機子63に取り付けられた回転軸64には、電機子63の極数に応じて分割された複数の整流子片65が、同軸状に配置されている。電機子63は、絶縁物66によって、回転軸64から絶縁されている。 FIG. 4 is a partial sectional view showing a part of a small DC motor using the ring varistor according to the present invention as a noise absorbing element. In the small DC motor 6, a stator (field) 62 is provided inside the exterior body 61, and an armature 63 is arranged inside the stator 62. A plurality of commutator pieces 65 divided according to the number of poles of the armature 63 are coaxially arranged on the rotating shaft 64 attached to the armature 63. The armature 63 is insulated from the rotating shaft 64 by an insulator 66.
整流子片65のぞれぞれは、電機子63の側の一端において、回転直径の方向に立ち上がるライザ67を有しており、このライザ67に電機子巻線68が、接合材付け69などの手段によって接続されている。 Each of the commutator pieces 65 has a riser 67 that rises in the direction of the rotation diameter at one end on the armature 63 side, and an armature winding 68 is attached to the riser 67 with a bonding material 69 or the like. Connected by means of.
ライザ67の電機子63と対向する面とは反対側の面には、ノイズ吸収素子4が、対面する状態で装着されている。ノイズ吸収素子4は、図1、図2に示したリングバリスタである。整流子片に連なるライザ67は、この金属片51〜53に接続されている。 The noise absorbing element 4 is mounted on the surface of the riser 67 opposite to the surface facing the armature 63 in a state of facing. The noise absorbing element 4 is the ring varistor shown in FIGS. The riser 67 connected to the commutator piece is connected to the metal pieces 51 to 53.
金属片51〜53と電極42〜44とは、レーザ溶接21〜23によって接合されているから、ノイズ吸収素子4は、ライザ67に対して、傾斜を生じることなく、平行状態で接合されることになる。 Since the metal pieces 51 to 53 and the electrodes 42 to 44 are joined by the laser welding 21 to 23, the noise absorbing element 4 is joined to the riser 67 in a parallel state without causing an inclination. become.
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。 Although the contents of the present invention have been specifically described above with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can take various modifications based on the basic technical idea and teachings of the present invention. It is.
21〜23 レーザ溶接
4 リングバリスタ
42〜44 電極
51〜53 金属片
21-23 Laser welding
4 Ring Varistor 42-44 Electrode 51-53 Metal Piece
Claims (4)
前記セラミック素子は、前記モータの回転軸を通す中心孔を有するリング状のバリスタ素子であって、セラミック素体の少なくとも一面に、前記モータの電機子極数に対応させた複数の電極を有しており、
前記電極のそれぞれは、相互間に絶縁ギャップを有して、前記中心孔の周りに配置されており、
前記金属片のそれぞれは、銅を主成分とする薄板によって構成され、一面が前記セラミック素子の前記電極のそれぞれにレーザ溶接によって接合されており、
前記金属片のそれぞれの他面は、前記モータの整流子片から回転直径の方向にのびるライザに対面する状態で接続される面であり、
前記金属片の厚みT2は、前記電極の厚みT1の10倍以下で、100μm以下であり、
前記セラミック素体の厚みは、2mm以下である、
セラミック電子部品。 A ceramic electronic component comprising a ring varistor including a ceramic element and a plurality of metal pieces and used as a noise absorbing element for a motor,
The ceramic element is a ring-shaped varistor element having a central hole through which the rotation shaft of the motor passes, and has a plurality of electrodes corresponding to the number of armature poles of the motor on at least one surface of the ceramic body. And
Each of the electrodes is disposed around the central hole with an insulating gap therebetween;
Each of the metal pieces is composed of a thin plate mainly composed of copper, and one surface is joined to each of the electrodes of the ceramic element by laser welding ,
Each other surface of the metal piece is a surface connected in a state of facing the riser extending in the direction of the rotation diameter from the commutator piece of the motor,
The thickness T2 of the metal piece is not more than 10 times the thickness T1 of the electrode and not more than 100 μm,
The ceramic body has a thickness of 2 mm or less,
Ceramic electronic components.
前記セラミック素体の少なくとも一面に電極を有する前記セラミック素子の前記電極面上に、前記金属片を配置し、
次に、前記金属片に緑色レーザを照射して、前記金属片を前記電極に溶接する、
工程を含む、製造方法。 A method of manufacturing a ceramic electronic component according to claim 1 or 2,
Placing the metal piece on the electrode surface of the ceramic element having an electrode on at least one surface of the ceramic body;
Next, the metal piece is irradiated with a green laser, and the metal piece is welded to the electrode.
A manufacturing method including a process.
前記ノイズ吸収素子は、請求項1又は2に記載されたセラミック電子部品でなり、
前記整流子片は、前記電機子の側の一端において、回転直径の方向にのびるライザを有しており、前記ライザには前記電機子の巻線が接続されており、
前記セラミック電子部品は、前記金属片の前記他面が、前記ライザの前記電機子と対向する面とは反対側の面に、対面する状態で接合されている、
モータ。 A motor having a noise absorbing element, a commutator piece, and an armature,
The noise absorbing element is a ceramic electronic component according to claim 1 or 2 ,
The commutator piece has a riser extending in the direction of the rotation diameter at one end on the armature side, and the winding of the armature is connected to the riser,
The ceramic electronic component is joined in a state where the other surface of the metal piece faces the surface of the riser opposite to the surface facing the armature,
motor.
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