[發(fā)明專利]超聲波接合夾具、超聲波接合方法和接合結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810244421.7
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN109396633A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宮城弘志;駿河洋一;小谷野修平
• 申請（專利權(quán)）人: 日本梅克特隆株式會社
• 主分類號: B23K20/10
• 分類號: B23K20/10;B23K20/26;B23K33/00
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 鹿屹;李雪春

本發(fā)明提供超聲波接合夾具、超聲波接合方法和接合結(jié)構(gòu)。超聲波接合夾具包括：多個突起；突起之間平面部，形成在該突起的基端之間；以及凹部，形成在所述突起的振動方向兩側(cè)，朝向與所述突起的突出方向相反側(cè)凹陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲波接合夾具、超聲波接合方法和接合結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在超聲波接合中，金屬板與金屬制的基材重疊地放置在支承臺上。在該狀態(tài)下，一邊利用超聲波接合夾具按壓金屬板，一邊使超聲波接合夾具以預(yù)定的頻率沿著水平方向進(jìn)行超聲波振動。由此，超聲波接合夾具的按壓力和超聲波振動作用于金屬板與基材的對置面。其結(jié)果，除去金屬表面的氧化物和其它污垢。此外，利用由按壓力和超聲波振動所產(chǎn)生的摩擦發(fā)熱來進(jìn)行金屬原子之間的結(jié)合。

國際公開公報第2013/105361號(第9頁、圖2)中公開的觸頭(超聲波接合夾具)在與電極層壓件(金屬板)抵接的加工面上具有配置成格子狀的多個突起。在多個突起中的配置于最外周的突起的輪廓線上，以具有半徑R的圓弧的方式設(shè)置倒角，所述圓弧在其一個方向的外部尺寸為A時，滿足R≥A/6。由此，抑制了因超聲波接合導(dǎo)致的電極層壓件的破損。

在國際公開公報第2013/105361號的技術(shù)中，一邊利用觸頭的加工面中的多個突起來按壓電極層壓件，一邊在突起的頂端部咬入電極層壓件的狀態(tài)下實(shí)施超聲波振動。因此，當(dāng)突起相對于電極層壓件相對振動時，利用由振動從突起的振動方向兩側(cè)的側(cè)面作用的力，電極層壓件成分(金屬板成分)被朝向上方推升。因此，由振動產(chǎn)生且作用于電極層壓件與基材的對置面的力變小。其結(jié)果，特別是在電極層壓件為薄膜時，電極層壓件與基材的接合強(qiáng)度下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供超聲波接合夾具、超聲波接合方法和接合強(qiáng)度高的接合結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒂烧駝赢a(chǎn)生且作用于金屬板與金屬制的基材的對置面的力保持為較大的狀態(tài)。

本發(fā)明一個方式的超聲波接合夾具(本接合夾具)包括：多個突起；突起之間平面部，形成在所述突起的基端之間；以及凹部，形成在所述突起的振動方向兩側(cè)，朝向與所述突起的突出方向相反側(cè)凹陷。

按照本接合夾具，當(dāng)多個突起按壓金屬板并咬入金屬板時，在突起的振動方向兩側(cè)產(chǎn)生的金屬板成分的隆起被保持在凹部內(nèi)，該凹部朝向與突起的突出方向相反側(cè)凹陷。由此，可以使突起之間平面部良好地接觸金屬板的表面。因此，可以將由振動產(chǎn)生且作用于金屬板與金屬制的基材的對置面的力保持為較大的狀態(tài)。

在本接合夾具中，優(yōu)選的是，所述凹部形成在所述突起的整個周圍。由此，當(dāng)多個突起按壓金屬板并咬入金屬板時，在突起的整個周圍產(chǎn)生的金屬板成分的隆起被保持在朝向與突起的突出方向相反側(cè)凹陷的凹部內(nèi)。由此，可以使突起之間平面部良好地接觸金屬板的表面。因此，可以將由振動產(chǎn)生且作用于金屬板與金屬制的基材的對置面的力保持為較大的狀態(tài)。

在本接合夾具中，優(yōu)選的是，所述凹部形成為與所述突起的基端具有相同的形狀。由此，通過將凹部形成為與突起的基端具有相同的形狀，從而凹部的側(cè)面與突起的側(cè)面以互補(bǔ)方式配置。因此，可以容易地將由突起的側(cè)面推升而產(chǎn)生的金屬板成分的隆起保持在凹部內(nèi)。

在本接合夾具中，優(yōu)選的是，所述突起的基端從所述凹部的底面豎起。由此，通過使突起的基端從凹部的底面豎起，可以使凹部內(nèi)的容量變大，該凹部用于保持由突起的側(cè)面推升而產(chǎn)生的金屬板成分的隆起。

本發(fā)明一個方式的超聲波接合方法(本接合方法)包括如下步驟：使厚度大于所述突起的高度的金屬板與基材重疊；利用上述超聲波接合夾具，朝向所述基材按壓所述金屬板；以及使所述超聲波接合夾具振動。

按照本接合方法，突起的頂端未貫穿金屬板而未與基材接觸。因此，由于能夠保持加工時的金屬板的強(qiáng)度，所以能夠?qū)⑿纬稍谕黄鹬車慕饘侔宄煞值穆∑鸨３衷诎疾績?nèi)，并且可以使形成在突起的基端之間的突起之間平面部接觸金屬板的表面。因此，可以使由按壓力和振動產(chǎn)生的力有效地作用于金屬板。其結(jié)果，可以將金屬板和基材良好地接合。