[發明專利]激光接合部件及其制造方法

有效

• 申請號: 201280003153.0
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN103140320A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 西川幸男;田中知實;糸井俊樹;古林義玲
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: B23K26/20
• 分類號: B23K26/20;B23K26/08;B23K26/32;B23K103/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 劉曉迪

技術領域

本發明涉及一種用于在金屬板的重合接合中以較少的激光照射能量得到足夠的接合強度的激光接合部件及其制造方法。

背景技術

作為現有的激光接合部件及其制造方法，存在如下的方法：在銅板和銅板的重合接合中，在被激光照射的銅板的表面形成鍍鎳膜，對于該鍍膜照射激光從而對于重合的銅板之間進行接合（例如參照專利文獻1）。圖6是表示記載于專利文獻1中的現有的激光接合部件及其制造方法的圖。

如圖6所示，在復合板材11上配置銅板12。復合板材11由銅和銅－鉬燒結體的層疊體形成。在銅板12的表面（上表面）上形成有鍍鎳膜13。鎳的YAG激光吸收率是銅和銅合金的YAG激光吸收率的2.5倍。在對于鍍鎳膜13照射激光而將銅板12焊接在復合板材11上的情況下，與對于銅板12照射激光而將銅板12焊接在復合板材11上的情況相比，能夠以更低的激光功率和能量得到所希望的焊接狀態。

另外，圖7是表示記載于專利文獻2的現有的激光接合部件及其制造方法的圖。如圖7所示，復合板材22的端面與復合板材23的端面相接觸。包層板材22、23均通過高融點材料24與低融點材料25堆疊而構成。在所述端面中，復合板材22的高融點材料24與復合板材23的高融點材料24’相接觸，復合板材22的低融點材料25與復合板材23的低融點材料25’相接觸。對于高融點材料24、24’的接觸部28照射激光來焊接高融點材料24、24’，從而形成焊道部26。接著，同樣地對于低融點材料25、25’的接觸部29照射激光來焊接低融點材料25、25’，從而形成焊道部27。在該方法中，沒有實質上產生高融點材料24和低融點材料25的熔透。因此，復合板材22、23具有的各種特性在利用激光接合所得到的激光接合部件中被保持。（例如參照專利文獻2）。

另外，在使第一金屬板與第二金屬板重合并從第一金屬板側照射激光來接合兩金屬板的方法中，公知有如下的方法：在第一金屬板的一個表面或兩個面形成第一鍍膜，在第二金屬板的一個表面或兩個面形成第二鍍膜。第一鍍膜和第二鍍膜的厚度均為數μm。在第一鍍膜的激光吸收率高于第二鍍膜的激光吸收率時，能夠使激光能量進一步變小。另外，在第一鍍膜的融點高于第二鍍膜的融點時，能防止因激光照射導致的第一鍍膜的爆炸。另外，在第二鍍膜的融點高于第一鍍膜的融點時，能防止因激光照射導致的第二金屬板的爆炸（例如參照專利文獻3～6）。另外，公知有如下的方法：在具有焊錫覆膜的銅合金的基板上重疊具有焊錫覆膜的銅或銅合金的罩，對于罩照射激光來接合兩部件（例如參照專利文獻7、8）。

【專利文獻1】日本特開2007－165690號公報

【專利文獻2】日本專利第3272787號公報

【專利文獻3】日本特開2009－226420號公報

【專利文獻4】美國專利申請公開第2009／0236321號說明書

【專利文獻5】國際公開第1992／000828號小冊子

【專利文獻6】美國專利第5343014號說明書

【專利文獻7】日本特開昭62－068691號公報

【專利文獻8】美國專利第4697061號說明書

發明內容

在上述現有技術中，在對于金屬板的材料使用銅、對于鍍膜的材料使用鎳的情況下，利用表面的鍍鎳膜使激光吸收率上升。但是，銅的熱傳導性高、鍍鎳膜薄，因此，熱從激光的照射部分逃散到周邊，從而激光的照射部分的周邊的溫度也上升。因此，在現有技術中存在如下的問題：為了使激光的照射部分的溫度足夠高而進行激光接合，需要很大的能量。

本發明用于解決上述現有的問題，其目的在于提供一種激光接合部件及其制造方法，該激光接合部件以少量的激光能量確保足夠的接合強度，并且周邊的溫度上升小。

為了實現上述目的，本發明提供以下的激光接合部件。

［1］激光接合部件，包括：

金屬部件X，其由第一金屬材料構成；

金屬部件Y，其由所述第一金屬材料構成，并配置在金屬部件X之上；

表面層，其形成在所述金屬部件Y的上表面并由第二金屬材料構成，該第二金屬材料能與所述第一金屬材料合金化，且激光吸收率高于所述第一金屬材料、斷裂強度高于所述第一金屬材料；以及

再凝固部，其通過利用來自所述表面層上方的激光的照射而發生了熔融的所述第一金屬材料和所述第二金屬材料的合金化，從而自所述表面層的表面形成到所述金屬部件X的內部。

［2］如［1］所述的激光接合部件，其中，

所述金屬部件Y的厚度為0.1mm以上，