CN110494254A - 铝材的激光小孔焊接构造以及激光小孔焊接方法 - Google Patents

铝材的激光小孔焊接构造以及激光小孔焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供稳定地抑制溅射的产生而确保可靠的电连接，且在机械上也获得牢固的连接的铝材的激光小孔焊接构造以及小孔焊接方法。一种铝材的激光小孔焊接构造，是通过对电子元件照射激光而对构成电子元件的铝材要素进行焊接而形成的，所形成的焊接熔核的上部的锥形部扩展角度(θ)为45°以下。

Description

铝材的激光小孔焊接构造以及激光小孔焊接方法
技术领域
本发明涉及减少溅射的产生的铝材的激光小孔焊接构造以及激光小孔焊接方法。
背景技术
已知有电解电容或者双电层电容器为了将电容器元件与由铝材料形成的外部端子焊接连接且电连接而经过激光焊接工序。通过电容器元件与铝材料的焊接连接，能够进行电导通而使元件侧的内部电阻降低，并且使该焊接连接部分的接触电阻降低。此外，在利用汇流条将电解电容彼此、双电层电容器彼此连接时，也通过使用了激光焊接的焊接连接来降低接触电阻。
关于这样的基于激光焊接的电连接，例如，在下述专利文献1中，记载了如下内容：为了实现电化学电容器的内部的低电阻化，采用通过焊接接合使卷绕状的元件的端部与具有平面的引出端子连接的被称为端面集电的结构，能够与电极端子的结构相比而扩大集电体与引出端子的接触面积。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-093178号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在激光焊接装置的激光射出口附近，通常，为了防止包括由焊接对象物等产生的金属等蒸气(气体)的烟羽或者溅射等所引起的污垢附着(污染飞来)，配置有对该激光射出口与对象工件进行空间分隔的防污玻璃等。
但是，发现了如下现象：随着激光焊接的时间经过，因污垢逐渐附着于该防污玻璃而导致防污玻璃具有透镜状功能等，朝向对象工件的焦点无法对准，作为结果，无法得到充分的焊接强度。对于这样的现象，认为仅通过使搭载有焊接对象物的对象工件沿Z轴方向(激光照射方向)移动来使焦点对准的对策无法解决该问题。
即，判明了防污玻璃的污垢不仅会导致焦点的偏移，而且由于该污垢而导致若干的激光被吸收、散射，导致到达对象工件的激光总能量本身的降低。
防污玻璃在附着有一定程度以上的污垢时仍执行一定时间以上的激光焊接作业时，虽说会定期地进行更换，但是在直至达到更换阈值为止的期间，即使是在具有些许污垢附着的状态下，也继续使用。谋求即使在这样的状态下也使激光焊接装置安全且可靠地确保所期望的焊接强度。
如上所述，以溅射的产生为典型例的污垢的产生，对激光焊接装置、焊接对象物赋予各种不优选的影响，有可能导致端子间的短路的产生等预期外的不良现象。因此，在激光焊接时，特别是在量产工序中，如何稳定地抑制溅射的产生而确保可靠的电连接，且在机械上也能够持续获得牢固的连接是极为重要的课题。
本发明就是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供稳定地抑制溅射的产生而确保可靠的电连接，且在机械上也获得牢固的连接的铝材的激光小孔焊接构造以及激光小孔焊接方法。
用于解决问题的方法
本发明的激光小孔焊接构造是对电子元件照射激光而对构成电子元件的铝材要素进行焊接而形成的铝材的激光小孔焊接构造，其特征在于，所形成的焊接熔核的上部的锥形部扩展角度(θ)为45°以下。
发明效果
本发明能够提供稳定地抑制溅射的产生而确保可靠的电连接，且在机械上也获得牢固的连接的铝材的激光小孔焊接构造以及激光小孔焊接方法。
附图说明
图1是以根据本发明人的观察结果获得的见解为基础，对产生溅射的情况下的以往的小孔焊接与基于本发明的不产生溅射的情况下的小孔焊接进行比较而说明的示意图，图1中的(a)说明以往的激光焊接，图1中的(b)说明本发明的激光焊接。
图2是对能够应用本发明的激光焊接方法的电容器元件的铝电极部位进行说明的图。
图3中的(a)是说明观察连结用汇流条的激光痕的状态的俯视图，图3中的(b)是表示用虚线部分切断图3中的(a)所示的激光焊接痕迹所得的A-A剖面的熔核形状的图。
图4是概念性地说明激光小孔焊接后的铝坯料的剖面的熔核形状的示意图，
图4中的(a)是说明将作为焊接对象的两个铝坯料对接配置的焊接准备状态的图，
图4中的(b)是说明形成的小孔与其上方的熔池的形状的关系的概念图。
图5是对起到本发明的溅射减少效果的焊接熔核的剖面形状进行更加详细地说明的示意图。
图6是说明对表示导出图5所示的(式1)以及(式2)的根据进行图表化所得的数据的图，图6中的(a)是表示溅射产生等级与θ的关系性的图表，图6中的(b)是表示溅射产生等级与(I/H)的关系性的图。
图7中的(a)是说明基于现有技术的溅射产生的概要图，图7中的(b)是说明本发明的溅射抑制的概要图。
图8是示例基于卫星输出光等的周边加热的模式变更的说明图。
具体实施方式
在本实施方式中说明的铝材的激光小孔焊接方法能够利用如下焊接装置，该焊接装置典型地构成为将一束激光适当地分离为中心输出光和卫星输出光并输出。在激光焊接时，中心输出光在作为焊接对象物的铝材上形成小孔并熔入至较深的部位，从而有助于牢固地进行焊接。
另外，在激光焊接时，卫星输出光对形成于作为焊接对象物的铝材上的该小孔的周围进行加热，从而有助于在该小孔的周围形成比该小孔浅且宽度较大(更大面积)的熔池。
卫星输出光能够通过光纤、衍射元件、或者非球面透镜等将从与中心输出光相同的激光振荡器输出的同一激光分离为任意的强度比并输出。例如，也可以通过将光纤的纤芯形状设为同轴双重芯构造来分离中心输出光和卫星输出光。这样的结构如日本特表2008-511148所公开的那样是已经公知的，因此在此不再详细叙述。
另外，由于卫星输出光具有对由中心输出光形成的小孔的周围加热而形成较浅且较宽广的熔池的功能，因此既可以用其它加热元件(例如基于卤素光的加热、其它热源单元等)来取代该功能，也可以研究作为焊接对象物的铝材的形状、构造而构成为使由中心输出光获得的热迅速地向周围扩散而在小孔的周围形成有较浅且较宽广的熔池。
进而，优选在激光焊接后的铝材等的剖面中，调整激光的输出(能量密度)、中心输出光与卫星输出光的输出比、以及焊接速度(或工件速度)，以使所形成的焊接熔核的小孔上部的锥形部扩展角度形成为45°以下。
本发明人发现，通过这样构成，能够极大地减少溅射的产生。具体地说，根据本发明人慎重地观察激光焊接工序并反复进行焊接实验和考察而获得的见解，判明了溅射的产生的起因在于从在激光焊接时形成的较深且较窄的小孔熔池以突沸的方式飞散的烟羽状的飞散物。
即，在激光焊接时的小孔中还产生有相当的铝蒸气(气体)，但是由于该小孔在较窄的范围内熔融至较深的深度，因此该铝蒸气是通过如下方式而产生的：因熔池(典型的是小孔)的内部被封堵而导致失去去处的铝蒸气以突沸的方式飞散。若为了便于理解而进行示例，则正好是火山的水蒸气爆发那样的样子。
即使在小孔内部或深部、即较窄且较深的熔池内产生的铝蒸气欲从熔池表面向外部扩散，熔池的液体铝也会覆盖在其上表面，导致其被液体铝等包围而被封堵。认为产生的铝蒸气作用有欲将液体铝推开而从表面扩散的一定程度的力。
但是，由于该小孔的熔池较深且较窄，因此被推开的液体铝退避的水平方向上的空间非常有限，因此，不得不通过使液体铝向上方隆起等而在垂直方向上退避。但是，在垂直方向上隆起的液体铝在铝蒸气扩散之前，在接下来的瞬间，因被向上方推开的反作用而利用重力覆盖该铝蒸气，瞬间形成封堵状态。然后，铝蒸气及其周围的液体铝以突沸的方式爆发性地飞散而产生有溅射。
图1是对以根据本发明人的观察结果获得的见解为基础的、产生有溅射的情况下的以往的小孔焊接与基于本发明的不产生溅射的情况下的小孔焊接进行比较而说明的示意图。图1中的(a)说明以往的激光焊接，图1中的(b)说明基于本发明的激光焊接。
如图1中的(a)所示，以往，伴随着圆形的激光焊接的进行，大致交替且不规则地反复进行有在熔池的表面形成有用于释放金属蒸气的开口孔、或者对其进行闭合的现象。即，激光焊接时形成的小孔因周边的熔融金属的摇晃而不稳定地反复开闭，在闭合的情况下，因内部的金属蒸气压力而以突沸的方式吹飞周围的熔融金属而产生溅射。
另一方面，如图1中的(b)所示，根据基于本发明的激光焊接方法，在圆形的激光焊接进行期间，小孔始终稳定地维持开口，铝蒸气不会卷入熔池的熔融金属而被顺畅地释放。在图1中，说明了对圆形形状进行激光焊接的情况，但是焊接进行的形状并不局限于圆形。
因此，为了抑制溅射的产生，在激光焊接工序的期间能够形成在小孔产生的相当量的铝蒸气不会被封堵在熔核内部而是被顺畅地向熔池外部排出这样的气体排气结构，且重要的是在激光焊接工序的期间对其进行维持。
另一方面，为了在铝材上形成小孔而进行小孔焊接，需要较高的能量密度，因此使激光光束集中于较窄的范围(例如直径400μm左右)而向铝材照射。因此，小孔本身的熔池是以较小的面积、较窄(例如直径1mm以下)且具有陡峭的锥形角度地形成有沿深度方向急剧地变深这样的熔池(以及熔核)。
呈现这样的形状的小孔的焊接池由于其表面积以及宽度较窄，因此如上述那样在激光焊接期间始终维持被熔融铝封堵的状态，在小孔内产生的铝蒸气从熔池表面朝向小孔外部释放的路径被切断。然后，被封堵的铝蒸气还存在有基于热量的体积膨胀，导致爆发性地突沸而向周围飞散，结果是产生溅射。
因此，在基于本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法中，提出了如下方法：通过适当加热用于形成小孔的中心输出光的周围的铝材来扩大激光焊接时的熔池的表面积，一边以将熔池的开口(熔池直径或者/以及宽度)设置得更大的方式进行维持，一边进行激光焊接。
由此，熔池的表面的熔融铝的退避场所在水平方向上扩展，形成为易于在与小孔相对应的熔池表面形成用于将铝蒸气向外部释放的开口孔且易于维持的结构。然后，在激光焊接期间，从始终形成于该熔池表面的开口孔始终向外部顺畅地释放铝蒸气，能够抑制产生有突沸的溅射。
图2是说明能够应用本发明的激光焊接方法的电容器元件(单体)的铝电极部位的图。如图2所示，在两个电容器的封口板1000的上表面分别配设有第一端子1010、1030和第二端子1020、1040。在利用连结用汇流条1050来连结一方的电容器的封口板1000的第二端子1020和另一方的电容器的封口板1000的第一端子1030的情况下，应用激光小孔焊接。
此外，在图2中，示出了将两个电容器的封口板1000串联连接的例子，但是也可以与所期望的要求特性相对应地并联或者串联连接5～6个，也可以连接任意数量。
另外，图3中的(a)是说明观察连结用汇流条的激光痕的状态的俯视图，图3中的(b)是表示在虚线部分切断图3中的(a)所示的激光焊接痕迹所得的A-A剖面的熔核形状的图。在图3中的(b)中，激光焊接从纸面近前侧向纸面背面侧方向行进。
如图3中的(b)所示，在抑制了溅射的激光小孔焊接中，在进行剖面观察的熔核构造中，在小孔的上方形成有呈葡萄酒杯状具有进一步扩展角的锥形部。由此，如图3中的(b)所示，呈现在大致铅垂下方形成的小孔与呈葡萄酒杯状具有进一步扩展角的锥形部的边界具备弯折部的构造。
图4是概念性地说明激光小孔焊接后的铝坯料的剖面的熔核形状的示意图。图4中的(a)是说明将作为焊接对象的两个铝坯料8100、8200对接配置的焊接准备状态的图，是说明图4中的(b)所形成的小孔8500与其上方的熔池的形状的关系的概念图。
图4中的(a)所示的铝坯料8100、8200均为所谓的A1000类的铝坯料，典型地优选为A1050。认为纯度高的铝坯料能够比较容易且忠实地表现出本发明的作用和效果。
在说明从图4中的(a)所示的铝坯料8100、8200的纸面上方照射激光束8300并进行激光焊接的状态的图4中的(b)中，焊接行进方向是从纸面近前朝向纸面背面侧方向、或者是从纸面背面侧朝向纸面近前方向。小孔8500的直径基本上与照射光束直径大致相等。
在图4中的(b)所示的焊接熔核8600的形状中，在较深且较窄的小孔8500的上方存在葡萄酒杯状的锥形扩展部8400。当以呈这样的熔核形状的方式进行激光焊接工序时，在锥形扩展部8400被设置得足够宽广的一定条件之下，熔池内的熔融铝的移动自由度变大，移动阻力也降低，因此能够比较容易地形成、维持排气孔而抑制溅射。
另外，图5是进一步详细地说明起到本发明的溅射降低效果的焊接熔核的剖面形状的示意图。由于焊接熔核的形状本身难以在激光焊接时进行现场观察，因此，通过适当设定、调整焊接材料、焊接条件等，以便能够以形成为图5中说明的焊接熔核形状的方式进行激光小孔焊接，能够进行实际上减少了溅射的激光焊接。
在图5中，A是从熔核底部中心起向外侧延伸的直线最初与侧壁接触的第一弯折点，B是从A起一边与熔核的侧壁接触一边向外侧上方延伸的直线从侧壁脱离的第二弯折点，C是从A起向熔核中心线引出的垂线的脚。
另外，在图5中，D是将直线CA延长至外侧所得的直线上的任意的点，E是熔核的最上面的最外周的点，是与熔池的表面的外缘相对应的点。另外，F是从A起向熔核的最上面垂直地引出的垂线的脚，G是焊接熔核的最上面与底部的间隔，是表示熔融熔透深度的值，H是表示G/2的深度处的熔核的宽度的值。另外，I表示EF间的直线距离，是从上表面的熔核宽度的一半减去H的一半的宽度所得的宽度。另外，θ表示直线AB与直线CD所成的锐角。然后，作为起到抑制溅射的效果的焊接熔核形状的条件，需要满足θ为45°以下(式1)或者/以及I/H为0.27以上(式2)。
图6是说明对表示导出了图5所示的(式1)以及(式2)的根据进行图表化所得的数据的图。图6中的(a)是表示溅射产生等级与θ的关系性的图表，图6中的(b)是表示溅射产生等级与I/H的关系性的图。根据图6中的(a)可知，若θ为45°以下，则焊接时的溅射明显减少。另外，根据图6中的(b)可知，若使I/H为0.27以上，则焊接时的溅射明显减少。
图7是通过与以往的对比来说明对图6所示的溅射抑制的机理进行推断所得的溅射抑制机构的图。图7中的(a)是基于以往技术的溅射产生的说明图，图7中的(b)是说明基于本发明的溅射抑制的图。关于图7中说明的机理正确与否，今后需要进一步的验证，但是在当前时刻，发明人推测是基于图7所示的机构，因此，暂且在此使用图7对该机构进行说明。
在图7中的(a)所示的基于现有技术的溅射产生中，熔融金属的对流是从内部向外部产生的，但是温度梯度并不恒定，因此也存在有逆流的情况。由此，小孔的开口部被熔融金属封堵。被封堵的小孔内部的蒸气吹飞封堵的熔融金属而被向外部释放。被吹飞的熔融金属成为溅射物。大致推测了如上所述的机理，但是根据图7中的(a)的示意图，也可以理解为小孔上部形成为容易被熔融金属封堵的结构，难以为了维持开口孔而使熔融金属退避。
另外，在图7中的(b)所示的基于本发明的溅射的抑制方法中，由于在小孔周围的表面附近形成通过加热而扩宽的熔融区域，因此在从上部进行观察的情况下，熔池的表面积增大。因此，如图7中的(b)所示，开口部增大，容易确保排气的开口孔。由此，由于通过使熔融区域的外缘部扩宽而使得温度梯度(内侧高且外侧低)稳定，因此熔融金属始终从内部朝向外部对流。由于通过加热而高温化的熔融金属的粘度降低，因此容易对流。因而，在小孔的最上面，开口部不会被熔融金属覆盖，容易确保该开口部，小孔内的铝蒸气始终从开口孔释放，溅射受到抑制。
本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法是对电子元件照射激光而对构成电子元件的铝材要素进行焊接的铝材的激光小孔焊接方法，其特征在于，激光具有由中心输出光和形成于中心输出光的周围的卫星输出光构成的光束轮廓，所形成的焊接熔核的上部的锥形部扩展角度为45°以下。
由此，如图6中的(a)所示，能够提供稳定地抑制溅射的产生而确保可靠的电连接，且在机械上也获得牢固的连接的、铝材的激光小孔焊接方法。另外，中心输出光和形成于中心输出光的周围的卫星输出光也可以通过使用具有同轴的两个波导的光缆来分离从同一激光振荡器输出的一个激光而成。而且，中心输出光的强度和卫星输出光的强度也可以设为通过聚光透镜的调整等来调整强度比。进而，也可以从各不相同的光源取得并照射各光输出。
另外，优选的是，本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法的特征在于，焊接熔核的表面的宽度的一半(ES)和焊接熔核整体的深度(G)的一半(G/2)中的焊接熔核的宽度(H)的一半(H/2)之差(I)与所述焊接熔核的宽度(H)之比(I/H)为0.27以上。
由此，如图6中的(b)所示，能够进行明显减少了溅射的激光小孔焊接。如图5所示，在激光小孔焊接时形成的小孔和熔池通过之后的冷却而固化，形成焊接熔核。通过本申请发明人的详细研究，判明在包含焊接熔核的直径的形状与溅射产生之间具有密不可分的关系性。根据所获得的见解，焊接熔核的表面的宽度的一半(ES)与焊接熔核整体的深度(G)的一半(G/2)中的焊接熔核的宽度(H)的半值(H/2)之差(I)越大、即熔池表面的宽度越大，越能够抑制溅射。
另外，优选的是，本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法的特征在于，铝材是以AL成分为主体的A1000类(典型的是99.5％纯铝的A1050)。
发现作为激光小孔焊接的对象的坯料在纯度较高的铝坯料的电极焊接中，本发明的溅射抑制效果尤为显著。作为其原因，也存在有铝的导热性较高以及熔融金属的粘性较低或者依赖于其材料特性的可能性，但是确切的原因目前尚不明确。另外，在使用了A1050的电容器电极的激光焊接中，确认到极其良好的溅射抑制效果。
另外，更加优选的是，本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法的特征在于，中心输出光以直径100μm～500μm输出500W～2000W，卫星输出光以直径200μm～800μm输出1000W～3000W。
另外，更加优选的是，本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法的特征在于，激光小孔焊接的焊接速度为1m/min～10m/min。
若焊接速度过大，则无法赋予焊接所需的足够的热能，小孔、熔池的形成不充分，导致焊接不良、溅射的增大。另一方面，若焊接速度过小，则赋予的热能过大，有可能会超过所需的焊接限度地对对象物造成损伤。因此，虽然兼顾到激光输出，但是作为典型例，最优选为1m/min～10m/min的速度。
另外，更加优选的是，本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法的特征在于，卫星输出光在中心输出光的周围相对于中心输出光的中心形成为轴对称。
由此，能够对中心输出光的周围均匀地施加热，能够在中心输出光的周围形成整体上取得平衡的熔池。由于在中心输出光所照射的部位形成有小孔，因此在小孔的周围平衡良好地形成熔池，在小孔内产生有铝蒸气的情况下，能够避免小孔正上方的熔融铝而容易地形成并维持蒸气释放孔。在此，图8是示例基于卫星输出光等的周边加热的模式变更的说明图。如图8中的(a)所示，考虑有卫星输出光也可以呈环状地配置在中心输出光的周围等各种变更，但是并不局限于图8所示的加热形状。
另外，更加优选的是，本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法的特征在于，卫星输出光以多个点形状形成在中心输出光的周围。
典型而言，是图8中的(b)所示的图案的照射光等形状，但是并不局限于此，各个点的形状、大小、整体的点配置图案、个数、位置等可以根据被焊接铝的特性、激光焊接特性以及要求品质特性等设为任意、最佳的选择。这样的点的输出图案能够使用衍射元件适当地调整。
另外，更加优选的是，本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法的特征在于，卫星输出光以多个矩形形状形成在中心输出光的周围。
典型而言，是图8中的(c)所示的图案的照射光等形状，但是并不局限于此，各个矩形的形状、大小、长度、整体的配置图案、个数及其位置可以根据被焊接铝的特性等设为任意、最佳的选择。
另外，更加优选的是，本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法的特征在于，卫星输出光呈放射状地形成在中心输出光的周围。
典型而言，是图8中的(d)所示的图案的照射光等形状，但是并不局限于此，各个放射形状、大小、长度、整体的配置图案、个数及其位置可以根据被焊接铝的特性等设为任意、最佳的选择。
另外，更加优选的是，本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法的特征在于，中心输出光和卫星输出光由非球面透镜或者衍射元件(DOE)形成。
也可以通过具备使包括直线偏振光的激光聚光或者发散的透镜、连续地任意变更经由透镜的激光的偏振光方向的1/2波长板、和将经由1/2波长板的激光分割为两个以上的双折射元件的光学系统来实现。在这样的光学系统中，典型而言，通过使双折射元件旋转、或者变更其厚度，能够任意地变更照射图案。另外，偏振光单元也可以以表现所期望的偏振效果的方式任意地构成。
另外，更加优选的是，本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法的特征在于，取代卫星输出光而通过除了激光以外的其它热源对中心输出光的周围的铝材进行加热、或者设为使由中心输出光获得的热迅速地向周围扩散那样的铝材的形状。
如上所述，优选以使在激光焊接时形成于小孔周围的熔池的表面积进一步增大的方式对其周围进行加热。作为这样的加热的方法、手段，也可以利用激光(即卫星输出光)来进行加热，也可以使用卤素灯、红外线灯或者使用其它任意的加热元件作为其它光源。在使用卫星输出光的情况下，并不局限于来自与中心输出光相同的激光振荡器的同一输出光，也可以使用从另外的激光振荡器获得的光。进而，也可以设为使基于中心输出光的热迅速地向其周围扩散那样的铝形状、厚度，也可以将它们适当组合而并用。
另外，更加优选的是，本实施方式的铝材的激光小孔焊接方法的特征在于，在激光焊接期间，熔池的表面的至少一部分始终处于开状态，以使所产生的铝蒸气不会被封堵在焊接熔核内。
通过设为这样的焊接方法，由于所产生的铝气体迅速且顺利地从熔池表面的开口孔释放，因此基于爆发性的突沸的溅射的产生被大幅抑制。关于其抑制机理，是通过本发明人的慎重的实验和观察而得出的，在图1、图7等中进行了说明。
另外，本实施方式的焊接物的制作方法是基于激光小孔焊接的焊接物的制作方法，其特征在于，在通过焊接形成的焊接熔核中，与小孔相对应的熔核正上方的扩展锥形角度(θ)为45°以下。
由此，由于熔池在小孔的上方大幅扩展，因此熔融铝的回避场所变大，易于进行回避，易于形成、维持排气的开口孔，溅射被抑制。如图6中的(a)所示，在45°以下观察到明确的溅射抑制效果。此外，由于在激光焊接时形成的小孔以及焊接池的形状、大小能够通过之后的剖面观察而确认为熔核形状，因此能够之后根据熔核形状来判断在焊接时能否充分地抑制溅射。
另外，优选的是，本实施方式的焊接物的制作方法的特征在于，焊接熔核的表面的宽度的一半(ES)和焊接熔核整体的深度(G)的一半(G/2)中的焊接熔核的宽度(H)的一半(H/2)之差(I)与所述焊接熔核的宽度(H)之比(I/H)为0.27以上。
由此，由于熔池在小孔的上方大幅扩展，因此熔融铝的回避场所变大，易于进行回避，易于形成、维持排气的开口孔，溅射被抑制。如图6中的(b)所示，当(I/H)为0.27以上时观察到明确的溅射抑制效果。
本发明的电子元件用激光焊接方法并不局限于上述实施方式中说明的结构、激光焊接方法，能够在对于本领域技术人员而言显而易见的范围且在本发明的技术思想的范围内适当地变更其结构并变更焊接方法。
产业上的可利用性
本发明涉及电子元件用激光焊接装置，典型而言，适用于铝制电极端子的激光小孔焊接。
附图标记说明
1000、电容器的封口板；1010、第一端子；1020、第二端子；1050、连结用汇流条。

Claims (11)

1.一种铝材的激光小孔焊接构造，对电子元件照射激光而对构成所述电子元件的铝材要素进行焊接，其特征在于，
所形成的焊接熔核的上部的锥形部扩展角度(θ)为45°以下。
2.根据权利要求1所述的铝材的激光小孔焊接构造，其特征在于，
剖面形状中的所述焊接熔核的上表面的宽度的一半(ES)和所述焊接熔核的整体的深度(G)的一半(G/2)处的所述焊接熔核的宽度(H)的一半(H/2)之差(I)与所述焊接熔核的宽度(H)之比(I/H)为0.27以上。
3.根据权利要求1或2所述的铝材的激光小孔焊接构造，其特征在于，
所述铝材是以AL成分为主体的A1000类。
4.一种铝材的激光小孔焊接方法，对电子元件照射激光而对构成所述电子元件的铝材要素进行焊接，其特征在于，
所述激光具有由中心输出光和形成于所述中心输出光的周围的卫星输出光构成的光束轮廓，
所形成的焊接熔核的上部的锥形部扩展角度(θ)为45°以下。
5.根据权利要求4所述的铝材的激光小孔焊接方法，其特征在于，
剖面形状中的所述焊接熔核的上表面的宽度的一半(ES)和所述焊接熔核的整体的深度(G)的一半(G/2)处的所述焊接熔核的宽度(H)的一半(H/2)之差(I)与所述焊接熔核的宽度(H)之比(I/H)为0.27以上。
6.根据权利要求5所述的铝材的激光小孔焊接方法，其特征在于，
所述卫星输出光在所述中心输出光的周围相对于所述中心输出光的中心形成为轴对称。
7.根据权利要求6所述的铝材的激光小孔焊接方法，其特征在于，
所述卫星输出光以多个点形状形成在所述中心输出光的周围。
8.根据权利要求6所述的铝材的激光小孔焊接方法，其特征在于，
所述卫星输出光以多个矩形形状形成在所述中心输出光的周围。
9.根据权利要求5所述的铝材的激光小孔焊接方法，其特征在于，
所述卫星输出光呈放射状地形成在所述中心输出光的周围。
10.根据权利要求5～9中任一项所述的铝材的激光小孔焊接方法，其特征在于，
所述中心输出光和所述卫星输出光由非球面透镜或者衍射元件(DOE)形成。
11.根据权利要求5～10中任一项所述的铝材的激光小孔焊接方法，其特征在于，
在激光焊接期间，熔池的表面的至少一部分始终处于开状态，以使所产生的铝蒸气不会被封堵在所述焊接熔核内。
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