超声波接合方法及超声波接合装置与流程

1.本公开涉及超声波接合方法及超声波接合装置。


背景技术：

2.例如，在日本特开2019-126822号公报中公开了一种通过对载置在集电板上的多个金属箔施加超声波振动而将多个金属箔接合于集电板的接合方法。
3.在利用超声波接合方法将金属板彼此接合的情况下，当为了增大产生扩散接合的摩擦热能而增大由焊头(horn)产生的加压力、从焊头施加于金属板的超声波振动的振幅时，金属板有可能会破损。


技术实现要素：

4.本公开的目的在于提供一种能够抑制工件的破损并且使在接合界面产生的热能增大的超声波接合方法及超声波接合装置。
5.根据本公开的一个方面的超声波接合方法具备通过对工件施加超声波振动来接合所述工件的接合工序，在所述接合工序中，使所述工件以比所述超声波振动的振幅小的振幅振动。
6.另外，根据本公开的一个方面的超声波接合装置具备：保持构件，所述保持构件保持工件；施力构件，所述施力构件朝向所述工件对所述保持构件施力；以及焊头，所述焊头对保持于所述保持构件的所述工件施加超声波振动，所述施力构件以使所述工件以比所述超声波振动的振幅小的振幅振动的方式朝向所述工件对所述保持构件施力。
7.本发明的上述内容及其他目的、特征、方面以及优点将从与附图相关联地理解的涉及本发明的接下来的详细说明中变得清楚。
附图说明
8.图1是概略地示出本公开的一个实施方式中的超声波接合装置的图。
具体实施方式
9.参照附图对本公开的实施方式进行说明。此外，在以下参照的附图中，对相同或与其相当的构件标注相同的附图标记。
10.图1是概略地示出本公开的一个实施方式中的超声波接合装置的图。该超声波接合装置1适合于相互形成扩散层的异种金属的接合，例如，优选用于蓄电单元的外部端子与汇流条的接合。
11.超声波接合装置1具备保持构件10、施力构件20以及焊头30。
12.保持构件10保持工件w。工件w具有第一构件w1和配置在第一构件w1上的第二构件w2。在本实施方式中，使用蓄电单元的外部端子作为第一构件w1，使用汇流条作为第二构件w2。外部端子由铜构成，汇流条由铝构成。但是，第一构件w1以及第二构件w2只要是相互形
成扩散层的异种金属，则并不限定于外部端子以及汇流条。
13.保持构件10保持第一构件w1。具体而言，保持构件10从焊头30的振动方向(图1中的左右方向)上的两侧夹持第一构件w1。此外，保持构件10也可以从与焊头30的振动方向正交的方向(在图1中与纸面正交的方向)的两侧夹持第一构件w1。
14.焊头30对保持于保持构件10的工件w施加超声波振动。如图1中箭头ar1所示，焊头30沿着第二构件w2的表面振动。
15.施力构件20以使工件w以比超声波振动的振幅小的振幅且与超声波振动的频率相同的频率振动的方式朝向工件w对保持构件10施力。施力构件20以使工件w沿与超声波振动的振动方向(图1中的左右方向)平行的方向振动的方式朝向工件w对保持构件10施力。
16.施力构件20的作用力设定为，从保持构件10作用于工件w的接触面压成为10n/mm2以上，并且工件w的振幅成为超声波振动的振幅的60％以下。工件w的振幅优选为10μm以下。
17.本实施方式中的超声波接合装置1能够执行包括接合工序的超声波接合方法。接合工序是通过对工件w施加超声波振动来接合工件w的工序。在该接合工序中，使工件w以比超声波振动的振幅小的振幅振动。在该接合工序中，使工件w沿与超声波振动的振动方向平行的方向振动。另外，在接合工序中，优选使工件w以超声波振动的振幅的60％以下的振幅振动。
18.在以上说明的超声波接合方法中，将焊头30的振动中的功率设为w1，将接合时间设为t1，将从超声波振动向工件界面的热能的转换效率设为a1。另一方面，在如现有技术那样固定有工件w的情况下，将焊头30的振动中的功率设为w2，将接合时间设为t2，将从超声波振动向工件界面的热能的转换效率设为a2。
19.与工件w被固定的情况相比，在本实施方式中容易使焊头30振动，因此w1＜w2，从超声波振动向工件界面的热能的转换效率降低，因此a1＜a2，接合时间变长，因此t1＞t2。
20.但是，由于w1
·
t1
·
a1＞w2
·
t2
·
a2的关系成立，因此在工件w的接合界面产生的热能的总量在本实施方式中变大。即，与工件w被固定的情况相比，虽然从超声波振动向工件界面的热能的转换效率降低，但工件w的接合所需的时间变长，因此在工件w的接合界面产生的热能与工件w被固定的情况相比变大。
21.因此，在本实施方式中，能够抑制工件w的破损，并且使在工件w的接合界面产生的热能增大。因此，生产率提高。
22.以上说明的例示性的实施方式是以下的方式的具体例。
23.上述实施方式中的超声波接合方法具备通过对工件施加超声波振动来接合所述工件的接合工序，在所述接合工序中，使所述工件以比所述超声波振动的振幅小的振幅振动。
24.在该超声波接合方法中，与工件被固定的情况相比，虽然从超声波振动向工件界面的热能的转换效率降低，但工件的接合所需的时间变长，因此在工件的接合界面产生的热能与工件被固定的情况相比变大。因此，抑制工件的破损，并且在工件的接合界面产生的热能增大。
25.另外，在所述接合工序中，也可以使所述工件以所述超声波振动的振幅的60％以下的振幅振动。
26.这样，能够更可靠地得到上述效果。
27.另外，在所述接合工序中，优选使所述工件沿与所述超声波振动的振动方向平行的方向振动。
28.另外，上述实施方式中的超声波接合装置具备：保持构件，所述保持构件保持工件；施力构件，所述施力构件朝向所述工件对所述保持构件施力；以及焊头，所述焊头对保持于所述保持构件的所述工件施加超声波振动，所述施力构件以使所述工件以比所述超声波振动的振幅小的振幅振动的方式朝向所述工件对所述保持构件施力。
29.在该超声波接合装置中，能够抑制工件的破损，并且使在工件的接合界面产生的热能增大。
30.另外，优选的是，所述施力构件以使所述工件以与所述超声波振动的频率相同的频率振动的方式朝向所述工件对所述保持构件施力。
31.另外，也可以是，所述施力构件的作用力设定为，从所述保持构件作用于所述工件的接触面压成为10n/mm2以上，并且所述工件的振幅成为所述超声波振动的振幅的60％以下。
32.这样，例如，能够使用蓄电单元的负极端子板和汇流条作为工件。
33.对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书示出，意在包括与权利要求书等同的意思及范围内的所有变更。


技术特征：
1.一种超声波接合方法，其中，所述超声波接合方法具备通过对工件施加超声波振动来接合所述工件的接合工序，在所述接合工序中，使所述工件以比所述超声波振动的振幅小的振幅振动。2.根据权利要求1所述的超声波接合方法，其中，在所述接合工序中，使所述工件以所述超声波振动的振幅的60％以下的振幅振动。3.根据权利要求1或2所述的超声波接合方法，其中，在所述接合工序中，使所述工件沿与所述超声波振动的振动方向平行的方向振动。4.一种超声波接合装置，其中，所述超声波接合装置具备：保持构件，所述保持构件保持工件；施力构件，所述施力构件朝向所述工件对所述保持构件施力；以及焊头，所述焊头对保持于所述保持构件的所述工件施加超声波振动，所述施力构件以使所述工件以比所述超声波振动的振幅小的振幅振动的方式朝向所述工件对所述保持构件施力。5.根据权利要求4所述的超声波接合装置，其中，所述施力构件以使所述工件以与所述超声波振动的频率相同的频率振动的方式朝向所述工件对所述保持构件施力。6.根据权利要求4或5所述的超声波接合装置，其中，所述施力构件的作用力设定为，从所述保持构件作用于所述工件的接触面压成为10n/mm2以上，并且所述工件的振幅成为所述超声波振动的振幅的60％以下。

技术总结
本公开的目的在于提供一种能够抑制工件的破损并且使在接合界面产生的热能增大的超声波接合方法及超声波接合装置。超声波接合方法具备通过对工件(W)施加超声波振动来接合所述工件(W)的接合工序，在所述接合工序中，使所述工件(W)以比所述超声波振动的振幅小的振幅振动。振动。振动。


技术研发人员：大畑耕太 米田幸志郎
受保护的技术使用者：泰星能源解决方案有限公司 朴力美电动车辆活力株式会社
技术研发日：2023.01.19
技术公布日：2023/8/5