[發(fā)明專利]金屬部件的接合方法以及接合裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710223797.5
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN107283057B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 井本吉紀(jì);長濱貴也;椎葉好一
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社捷太格特
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;蘇琳琳

本發(fā)明涉及金屬部件的接合方法以及接合裝置。接合方法具備：在照射面(62a1)上形成與氧化膜形成用激光(L1)的第一輸出(W1)以及照射時間對應(yīng)的膜厚的氧化膜(OM)氧化膜形成工序(S10)；檢測第二輸出(W2)的第一反射激光檢測工序(S12)；運算氧化膜形成用激光(L1)的第一吸收率的第一吸收率運算工序(S14)；將對照射面(62a1)的氧化膜形成用激光的照射切換為上述加熱接合用激光的激光切換工序(S16A、S16B)；以及將第一接合面(62b)的溫度加熱至規(guī)定的接合溫度(Ta)并使第一接合面(62b)與第二接合面(51a)接合的加熱接合工序(S3)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用激光的金屬部件的接合方法以及接合裝置。

背景技術(shù)

以往，有通過使激光照射金屬部件的表面并使其吸收來對金屬部件進(jìn)行加熱的技術(shù)。例如參照日本專利第4894528號公報、日本專利第5602050號公報，以及日本特開2014-228478號公報。

此時，對金屬部件進(jìn)行加熱的目的是各種各樣的。例如作為其中之一，有如日本專利第4894528號公報、專利第5602050號公報所示的那樣以兩部件的接合為目的的發(fā)明。在進(jìn)行兩部件的接合的情況下，例如，對成為電氣電路的接點的金屬部件(例如導(dǎo)線)進(jìn)行加熱，并將被接合部件(例如半導(dǎo)體的端子)與金屬部件直接接合。此時，如日本專利第4894528號公報、日本專利第5602050號公報所示，也可以使加熱部在未加熱至液相狀態(tài)而停留在固相狀態(tài)時，以規(guī)定的壓力對金屬部件和被接合部件加壓而進(jìn)行接合(固相擴(kuò)散接合)。另外，作為通常的焊接、使加熱部熔融而處于液相狀態(tài)接合也可以。利用這些接合方法，與通過焊料接合金屬部件與被接合部件的情況相比較，是耐高溫環(huán)境的接合。

另外，作為其他加熱的例子，例如，也有如日本特開2014-228478號公報所示那樣的技術(shù)方案，目的在于以在非破壞狀態(tài)下來檢查已經(jīng)接合起來的金屬部件與被接合部件是否以足夠的面積接觸并接合。在日本特開2014-228478號公報的技術(shù)中，首先，通過激光照射與被接合部件接合的金屬部件來加熱金屬部件而使其升溫。此時，金屬部件與被接合部件以足夠的面積接觸(接合)的話，升溫的熱與接觸面積相對應(yīng)地從金屬部件良好地向被接合部件移動。因此，金屬部件的升溫速度變得緩慢。但是，如果金屬部件與被接合部件如果沒有以足夠的面積接觸而處于不充分的接合的話，金屬部件的熱無法良好地向被接合部件移動，從而升溫速度變得過快。通過該升溫速度差異來對金屬部件與被接合部件的接合狀態(tài)進(jìn)行評價。

此外，在上述說明中，照射的激光通常大多采用廉價的YAG激光等。YAG激光是具有近紅外波長(0.7μm～2.5μm)的激光。由YAG激光產(chǎn)生的激光對于例如銅(或者鋁)等金屬部件來說，在達(dá)到規(guī)定的溫度(例如熔點)為止的低溫時吸收率非常低。因此，例如在日本專利第4894528號公報、日本專利第5602050號公報、日本特開2014-228478號公報中如果金屬部件使用銅(或者鋁)，則在低溫時即使向金屬部件直接照射激光，金屬部件對激光的吸收率也低，所以金屬部件的溫度上升慢，在到達(dá)吸收率增加的規(guī)定的溫度之前會消耗較多的能量。另外，并不局限于銅、鋁，即使其他金屬，通常在低溫時，因為相對于高溫時對激光的吸收率低，所以金屬部件的溫度上升慢，在達(dá)到吸收率增加的規(guī)定的溫度之前會消耗較多的能量。

相對于此，在日本特開2014-228478號公報的技術(shù)中，基于以往的認(rèn)識，在金屬部件的表面形成氧化膜，使低溫時的金屬部件對激光的吸收率提高。氧化膜通過向金屬部件的表面照射氧化膜形成用的激光來形成。換句話說，為了使氧化膜的膜厚成為實現(xiàn)所希望的吸收率的規(guī)定的膜厚，向金屬部件的表面照射激光預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的時間。其后，經(jīng)由形成的氧化膜向金屬部件照射加熱用激光。而且，使因氧化膜的形成而提高了激光的吸收率的金屬部件迅速升溫，并對高效地接合狀態(tài)進(jìn)行評價。此外，在日本特開2014-228478號公報中，基于若氧化膜的膜厚增大到超過一定值則激光的吸收率會飽和的公知的見解，設(shè)定吸收率飽和的膜厚，并設(shè)定激光的照射時間以使得能夠形成相應(yīng)的膜厚。