DE102020204956A1 - Ultrasonic joining method - Google Patents

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DE102020204956A1 DE102020204956.4A DE102020204956A DE102020204956A1 DE 102020204956 A1 DE102020204956 A1 DE 102020204956A1 DE 102020204956 A DE102020204956 A DE 102020204956A DE 102020204956 A1 DE102020204956 A1 DE 102020204956A1
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Tomohiro KAKO
Yuji Yamaguchi
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Abstract

Ein Ultraschallverbindungsverfahren aufweisend: Halten eines Werkstücks (eines Leiters 21), das Aluminium oder eine Aluminiumlegierung enthält, durch eine Haltefläche (P) von jeweils einem Horn (61) und einem Amboss (62); und Anlegen einer Ultraschallwelle vom Horn (61), um eine Ultraschallverbindungsverarbeitung an dem Werkstück (dem Leiter 21) durchzuführen, bei der ein Kupfer oder eine Kupferkomponente enthaltendes Freigabeelement (H) zumindest zwischen einem Teil des Werkstücks (der Leiter 21), das aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist, und der Haltefläche (P), wenn das Werkstück (der Leiter 21) von der Haltefläche (P) gehalten wird, angeordnet ist.An ultrasonic joining method comprising: holding a workpiece (a conductor 21) containing aluminum or an aluminum alloy by a holding surface (P) of each of a horn (61) and an anvil (62); and applying an ultrasonic wave from the horn (61) to perform ultrasonic bonding processing on the workpiece (the conductor 21) in which a releasing member (H) containing copper or a copper component is sandwiched between at least a part of the workpiece (the conductor 21) made of aluminum or an aluminum alloy, and the holding surface (P) when the workpiece (the conductor 21) is held by the holding surface (P) is arranged.

Description

[Technisches Gebiet][Technical area]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschallverbindungsverfahren.The present invention relates to an ultrasonic joining method.

[Beschreibung des Standes der Technik][Description of the Prior Art]

Es ist ein Ultraschall-Schweißverfahren bekannt, bei dem, wenn ein Verbindungsbasismaterial, das durch Stapeln eines Aluminiumblechs und eines Stahlblechs erhalten wird, mit einer Ultraschallwelle verschweißt wird, ein kohlenstoffhaltiges Blech an dem Verbindungsbasismaterial gestapelt wird und zwischen einem Chip und dem Verbindungsbasismaterial und/oder zwischen einem Amboss und dem Verbindungsbasismaterial (siehe z.B. Patentliteratur 1) angeordnet wird. Gemäß diesem Verfahren können eine starke Verformung und Haftung (Verkleben) eines Oberflächenschichtabschnitts eines Verbindungsabschnitts nach dem Ultraschallschweißen verhindert werden.There is known an ultrasonic welding method in which, when a connection base material obtained by stacking an aluminum sheet and a steel sheet is welded with an ultrasonic wave, a carbonaceous sheet is stacked on the connection base material and between a chip and the connection base material and / or is placed between an anvil and the connection base material (see, for example, Patent Literature 1). According to this method, severe deformation and adhesion (sticking) of a surface layer portion of a joint portion after ultrasonic welding can be prevented.

Es wurde eine Technik beschrieben, mit der ein Anhaften zwischen einem elastischen Körper, der aus einem Schwermetall hergestellt ist, und einem Gleitmaterial (im Englischen „slider material“) durch Stapel des elastischen Körpers auf einem piezoelektrischen Körper, der eine sich ausbreitende Welle (im Englischen „traveling wave“) erzeugt, um einen Schwingungskörper zu bilden, durch Vorbereiten bzw. Vorsehen des Gleitmaterials, das aus einer hitzebeständigen Harzzusammensetzung geformt ist, das durch Hinzufügen eines Metalldeaktivators zu einem hitzebeständigen Harz gemacht wurde, und durch in Druckkontaktbringen eines sich bewegenden Körpers mit dem Schwingungskörper mittels des Gleitmaterials (siehe beispielsweise Patentliteratur 2) verhindert werden kann.A technique has been described that allows an elastic body made of a heavy metal to adhere to a slider material by stacking the elastic body on a piezoelectric body that generates a propagating wave (im English "traveling wave") generated to form a vibrating body by preparing the sliding material formed of a heat-resistant resin composition made by adding a metal deactivator to a heat-resistant resin, and bringing a moving body into pressure contact with the vibrating body can be prevented by means of the sliding material (see, for example, Patent Literature 2).

[Dokumente des Standes der Technik][Prior art documents]

[Patentdokumente][Patent documents]

  • Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 4180405 Patent Literature 1: Japanese Patent No. 4180405
  • Patentliteratur 2: Japanisches Patent Nr. 3229379 Patent literature 2: Japanese Patent No. 3229379

[Zusammenfassung der Erfindung][Summary of the invention]

[Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe][Problem to be solved by the invention]

Allerdings sind sowohl das vorstehend beschriebene Blech als auch das oben beschriebene Gleitmaterial teuer, so dass sich die Herstellungskosten erhöhen. In einem Fall, in dem ein zu verarbeitender Abschnitt ein leitender Abschnitt ist, kann das Blech oder das Gleitmaterial an dem zu verarbeitenden Abschnitt anhaften, welcher der leitende Abschnitt ist, was die Leitfähigkeit oder dergleichen beeinträchtigen und zu einer Verschlechterung der Qualität führen kann.However, both the sheet metal described above and the sliding material described above are expensive, so that the manufacturing costs increase. In a case where a portion to be processed is a conductive portion, the sheet metal or the sliding material may adhere to the portion to be processed which is the conductive portion, which may deteriorate conductivity or the like and lead to deterioration in quality.

Es wurde auch untersucht, ein Pulver aus Bornitrid oder dergleichen an einem Horn oder einem Amboss (im Englischen „horn or anvil“) anzubringen, oder ein Horn oder einen Amboss mit diamantähnlichem Kohlenstoff oder dergleichen zu beschichten. Wenn jedoch eine Ultraschallwelle angelegt wird, wird ein Pulver aus Bornitrid oder dergleichen gestreut und eine Beschichtung mit diamantartigem Kohlenstoff oder dergleichen bekommt Risse. In jedem Fall werden die Kosten erhöht.It has also been investigated to attach a powder of boron nitride or the like to a horn or an anvil, or to coat a horn or an anvil with diamond-like carbon or the like. However, when an ultrasonic wave is applied, powder of boron nitride or the like is scattered, and a coating of diamond-like carbon or the like is cracked. In either case, the cost is increased.

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Umstände gemacht. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Ultraschallbindungsverfahren bereit, das die Produktivität verbessern kann, indem das Anhaften eines Werkstücks an einem Horn oder einem Amboss bei geringen Kosten verhindert werden kann und eine stabile Verarbeitung mit hoher Qualität durchgeführt werden kann.The present invention has been made in view of the above-described circumstances. One aspect of the present invention provides an ultrasonic bonding method that can improve productivity by preventing a workpiece from sticking to a horn or an anvil at a low cost and by performing stable, high-quality processing.

[Mittel zur Lösung der Aufgabe][Means of solving the problem]

Um den oben beschriebenen Aspekt zu erreichen, wird ein Ultraschallverbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, welches durch die folgenden Punkte (1) bis (3) gekennzeichnet ist.

  • (1) Ultraschallbindungsverfahren, umfassend:
    • Halten eines Werkstücks, das Aluminium oder eine Aluminiumlegierung enthält, durch eine Haltefläche von jeweils einem Horn und einem Amboss; und Anlegen einer Ultraschallwelle vom Horn, um eine Ultraschallverbindungsverarbeitung an dem Werkstück durchzuführen, wobei ein Freigabeelement, das Kupfer oder eine Kupferkomponente enthält, zumindest zwischen einem Teil des Werkstücks, das aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, und der Haltefläche angeordnet ist, wenn das Werkstück von der Haltefläche gehalten wird.
  • (2) Ultraschallverbindungsverfahren nach obiger (1), wobei das Freigabeelement eine Kupferfolie oder eine Metallfolie, die eine Kupferkomponente enthält, ist.
  • (3) Ultraschallverbindungsverfahren nach obiger (1), wobei das Freigabeelement ein Kupferpulver oder ein Metallpulver, das eine Kupferkomponente enthält, ist.
In order to achieve the above-described aspect, there is provided an ultrasonic joining method according to the present invention, which is characterized by the following items (1) to (3).
  • (1) Ultrasonic bonding process, including:
    • Holding a workpiece containing aluminum or an aluminum alloy by a holding surface each of a horn and an anvil; and applying an ultrasonic wave from the horn to perform ultrasonic bonding processing on the workpiece, wherein a releasing member containing copper or a copper component is disposed at least between a part of the workpiece made of aluminum or an aluminum alloy and the holding surface when the workpiece is held by the holding surface.
  • (2) The ultrasonic joining method according to (1) above, wherein the releasing member is a copper foil or a metal foil containing a copper component.
  • (3) The ultrasonic joining method according to (1) above, wherein the releasing member is a copper powder or a metal powder containing a copper component.

Gemäß dem Ultraschallverbindungsverfahren oder Ultraschallbondingverfahren (im Englischen „ultrasonic bonding method“) mit einer Konfiguration gemäß Punkt (1), ist das Freigabeelement, das Kupfer oder eine Kupferkomponente enthält, zumindest zwischen dem Teil des Werkstückes, das aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung geformt ist, und der Haltefläche angeordnet, wenn das Werkstück von der Haltefläche gehalten wird. Dementsprechend ist es möglich, ein Anhaften/Haften (im Englischen „adhesion“) zwischen dem Werkstück und der Haltefläche nach der Ultraschallverbindungsverarbeitung zu verhindern, wodurch ein Freigabevorgang (Ablösevorgang) nach der Ultraschallverbindungsverarbeitung eliminiert werden kann und somit die Produktivität verbessert werden kann. Insbesondere eignet sich das Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks aus hochfestem Aluminium, das eine hohe Ultraschallenergie benötigt.According to the ultrasonic bonding method or ultrasonic bonding method with one configuration According to item (1), the releasing member containing copper or a copper component is disposed at least between the part of the workpiece formed of aluminum or an aluminum alloy and the holding surface when the workpiece is held by the holding surface. Accordingly, it is possible to prevent adhesion between the workpiece and the holding surface after the ultrasonic bonding processing, whereby a releasing operation (peeling process) after the ultrasonic bonding processing can be eliminated and thus productivity can be improved. The method is particularly suitable for machining a workpiece made of high-strength aluminum that requires high ultrasonic energy.

Das Freigabeelement oder Trennelement (im Englischen „release member“), das Kupfer oder eine Kupferkomponente enthält, wird verwendet, um das Anhaften an der Haltefläche zu verhindern, so dass es möglich ist, eine qualitativ hochwertige und stabile Verarbeitung bei geringen Kosten durchzuführen. Der Freigabevorgang (Ablösevorgang) entfällt, so dass es möglich ist, die Ultraschallbindungsverarbeitung kontinuierlich durchzuführen und die Produktionseffizienz zu verbessern. Darüber hinaus ist es während der Ultraschallverbindungsverarbeitung möglich, eine große Ultraschallenergie oder Last aufzubringen und das Werkstück mit hoher Festigkeit mit Ultraschall zu verbinden.The release member or release member containing copper or a copper component is used to prevent adhesion to the holding surface, so that it is possible to perform high quality and stable processing at low cost. The releasing process (peeling process) is omitted, so it is possible to continuously perform the ultrasonic bonding processing and improve the production efficiency. In addition, during the ultrasonic joining processing, it is possible to apply a large ultrasonic energy or load and ultrasonic joining the workpiece with high strength.

Gemäß dem Ultraschallverbindungsverfahren mit einer Konfiguration gemäß Punkt (2), wird eine Kupferfolie oder eine Metallfolie, die eine Kupferkomponente enthält, als das Freigabeelement verwendet, weshalb es möglich ist, das Freigabeelement leicht zwischen dem Werkstück und der Haltefläche anzuordnen und die Verarbeitbarkeit weiter zu verbessern. Wenn das Freigabeelement aus einer Kupferfolie oder einer Metallfolie, die eine Kupferkomponente enthält, geformt ist, steht das Freigabeelement in einem weiten Bereich in Flächenkontakt mit dem Werkstück und der Haltefläche, so dass es möglich ist, Ultraschallenergie gut von dem Horn zu übertragen. Selbst wenn das Werkstück ein Leiter ist, der durch Bündeln von Litzen wie der elektrischen Drähte erhalten wird, bei denen es schwierig ist die Ultraschallenergie vom Horn zu übertragen, ist es daher möglich, die Ultraschallenergie über das Freigabeelement gut auf das Werkstück zu übertragen, um die Verbindungsverarbeitung durchzuführen.According to the ultrasonic bonding method having a configuration of item (2), a copper foil or a metal foil containing a copper component is used as the releasing member, and therefore it is possible to easily arrange the releasing member between the workpiece and the holding surface and further improve the workability . When the releasing member is formed from a copper foil or a metal foil containing a copper component, the releasing member is in face contact with the workpiece and the holding surface in a wide area, so that it is possible to transmit ultrasonic energy well from the horn. Therefore, even if the workpiece is a conductor obtained by bundling strands such as the electric wires which are difficult to transmit the ultrasonic energy from the horn, it is possible to transmit the ultrasonic energy to the workpiece well through the releasing member to perform connection processing.

Gemäß dem Ultraschallverbindungsverfahren mit einer Konfiguration gemäß Punkt (3), wird ein Kupferpulver oder ein Metallpulver, das eine Kupferkomponente enthält, als das Freigabeelement verwendet, daher ist es möglich, das Freigabeelement einfach an dem Werkstück oder der Haltefläche anzubringen oder dazwischen anzuordnen.According to the ultrasonic joining method having a configuration of item (3), a copper powder or a metal powder containing a copper component is used as the releasing member, therefore it is possible to easily attach or interpose the releasing member to the workpiece or the holding surface.

[Vorteile der Erfindung][Advantages of the invention]

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Ultraschallverbindungsverfahren zu schaffen, das die Produktivität verbessern kann, indem das Anhaften eines Werkstücks an einem Horn oder einen Ambosses bei niedrigen Kosten verhindert werden kann und die Verarbeitung stabil und mit hoher Qualität durchgeführt werden kann.According to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic joining method which can improve productivity by preventing a workpiece from sticking to a horn or an anvil at a low cost and processing can be performed stably and with high quality.

Die vorliegende Erfindung wurde oben kurz beschrieben. Details der vorliegenden Erfindung werden weiter erläutert, indem ein Modus (im Folgenden als „Ausführungsform“ bezeichnet) zum Ausführen der nachstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben wird.The present invention has been briefly described above. Details of the present invention will be further explained by describing a mode (hereinafter referred to as “embodiment”) for carrying out the present invention described below with reference to the accompanying figures.

FigurenlisteFigure list

  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines an eine Anschlussklemme angeschlossenen elektrischen Drahtes, der einer Ultraschallverbindungsverarbeitung durch ein Ultraschallverbindungsverfahren gemäß einer Ausführungsform unterzogen wurde. 1 13 is a perspective view of an electric wire connected to a terminal that has been subjected to ultrasonic connection processing by an ultrasonic connection method according to an embodiment.
  • 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ultraschallverbindungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um die Ultraschallverbindungsverarbeitung durch das Ultraschallverbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchzuführen. 2 Fig. 13 is a schematic perspective view of an ultrasonic joining device configured to perform ultrasonic joining processing by the ultrasonic joining method according to the present embodiment.
  • 3 ist eine schematische Draufsicht auf die Ultraschallverbindungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um die Ultraschallverbindungsverarbeitung durch das Ultraschallverbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchzuführen. 3 Fig. 13 is a schematic plan view of the ultrasonic joining device configured to perform the ultrasonic joining processing by the ultrasonic joining method according to the present embodiment.
  • 4A bis 4C sind schematische Seitenansichten, die Schritte des Ultraschallverbindungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulichen. 4A to 4C are schematic side views illustrating steps of the ultrasonic joining method according to the present embodiment.
  • 5A und 5B zeigen die Zugfestigkeit und die Freigabefestigkeit von Leitern, die durch unterschiedliche Ultraschallenergie verbunden wurden. 5A ist ein Diagramm, das ein Messergebnis zeigt, wenn ein Freigabeelement verwendet wird, und 5B ist ein Diagramm, das ein Messergebnis zeigt, wenn kein Freigabeelement verwendet wird. 5A and 5B show the tensile strength and the release strength of conductors connected by different ultrasonic energy. 5A FIG. 5 is a diagram showing a measurement result when a release element is used, and FIG. 5B is a diagram showing a measurement result when no release element is used.

[Methoden für die Durchführung der vorliegenden Erfindung][Methods for Carrying Out the Present Invention]

Eine spezielle Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.A specific embodiment according to the present invention will be described with reference to the figures.

Zunächst wird ein mit einer Anschlussklemme versehener elektrischer Draht, der einer Ultraschallverbindungsverarbeitung durch ein Ultraschallverbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterzogen wurde, beschrieben.First, an electric wire provided with a terminal that has been subjected to ultrasonic connection processing by an ultrasonic connection method according to the present embodiment will be described.

1 ist eine perspektivische Ansicht des an der Anschlussklemme angebrachten elektrischen Drahtes, der der Ultraschallverbindungsverarbeitung durch das Ultraschallverbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterzogen wurde. 1 Fig. 13 is a perspective view of the electric wire attached to the terminal that has been subjected to the ultrasonic connection processing by the ultrasonic connection method according to the present embodiment.

Wie in 1 veranschaulicht ist, weist das an der Anschlussklemme angebrachte elektrische Kabel 10 ein elektrisches Kabel 11, eine Anschlussklemme 12, die mit einem Ende des elektrischen Kabels 11 verbunden ist, und ein anderes elektrisches Kabel 13, das mit dem anderen Ende des elektrischen Kabels 11 verbunden ist, auf. Die dargestellten elektrischen Kabel 11, 13 sind isolierte Drähte mit einem Leiter 21 und einer Hülle 22, die einen Umfang des Leiters 21 abdeckt. Der Leiter 21 ist beispielsweise ein Litzendraht, der durch Verdrillen von Litzen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung erhalten wird. Die Hülle 22 besteht aus einem flexiblen und isolierenden Harzmaterial. An den Endabschnitten der elektrischen Drähte 11, 13 ist die Hülle 22 entfernt und ein Teil des Leiters 21 ist freigelegt.As in 1 illustrated comprises the electrical cable attached to the terminal 10 an electrical cable 11 , a connection terminal 12 holding one end of the electrical cable 11 connected, and another electrical wire 13 that connects to the other end of the electrical cable 11 connected to. The electrical cables shown 11 , 13 are insulated wires with a conductor 21st and a shell 22nd having a scope of the head 21st covers. The head 21st is, for example, a stranded wire obtained by twisting strands of aluminum or an aluminum alloy. The case 22nd consists of a flexible and insulating resin material. At the end sections of the electrical wires 11 , 13 is the shell 22nd removed and part of the head 21st is exposed.

Der Leiter 21 des anderen elektrischen Kabels 13, der an dem Endabschnitt des anderen elektrischen Kabels 13 freigelegt ist, und der Leiter 21 des elektrischen Kabels, der an dem Endabschnitt des elektrischen Kabels 11 entgegengesetzt zu einer Verbindungsseite mit der Anschlussklemme 12 freigelegt ist, werden durch die Ultraschallverbindungsverarbeitung miteinander verbunden und integriert.The head 21st the other electrical cable 13 that is at the end portion of the other electrical cable 13 is exposed, and the head 21st of the electrical cable attached to the end portion of the electrical cable 11 opposite to a connection side with the connection terminal 12 is exposed are connected and integrated with each other by the ultrasonic connection processing.

Die Anschlussklemme 12 ist beispielsweise durch Verarbeiten eines Plattenelements (im Englischen „plate member“), das aus einem leitfähigen Metallmaterial wie Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder dergleichen, geformt ist, geformt. Die Anschlussklemme 12 weist einen elektrischen Kabelverbindungsabschnitt 31 und einen elektrischen Verbindungsabschnitt 32 auf.The connection terminal 12 is formed, for example, by processing a plate member formed from a conductive metal material such as copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, or the like. The connection terminal 12 has an electrical cable connecting portion 31 and an electrical connection section 32 on.

Der elektrische Kabelverbindungsabschnitt 31 ist gecrimpt (im Englischen „crimped“) und an einen Teil des Leiters 21 und der Hülle 22 des elektrischen Kabels 11 befestigt. Entsprechend sind die Anschlussklemme 12 und das elektrische Kabel 11 verbunden, und die Anschlussklemme 12 und der Leiter 21 des elektrischen Kabels 11 sind elektrisch verbunden. Der elektrische Verbindungsabschnitt 32 ist in einer rechteckigen Rohrform ausgebildet und eine stiftförmige Lasche (nicht dargestellt), die an einem Steckeranschluss eines Verbindungspartners ausgebildet ist, ist von einer distalen Endseite des elektrischen Verbindungsabschnitts (bzw. Anschlussabschnitts) 32 eingeführt. Die Anschlussklemme 12 ist elektrisch mit dem Steckeranschluss verbunden, indem die Lasche des Steckeranschlusses von einer Vorderseite dessen in den elektrischen Verbindungsabschnitt 32 eingeführt ist.The electrical cable connection section 31 is crimped (in English "crimped") and to part of the conductor 21st and the shell 22nd of the electrical cable 11 attached. The connection terminals are accordingly 12 and the electric cable 11 connected, and the connector 12 and the head 21st of the electrical cable 11 are electrically connected. The electrical connection section 32 is formed in a rectangular pipe shape, and a pin-shaped tab (not shown) formed on a connector terminal of a connection partner is inserted from a distal end side of the electrical connection portion (or terminal portion) 32. The connection terminal 12 is electrically connected to the connector by pulling the tab of the connector from a front side thereof into the electrical connection section 32 is introduced.

Wenn der Leiter 21 von jedem der elektrischen Kabel 11, 13, der aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist, einer Ultraschallverbindungsverarbeitung unterzogen wird, kann der Leiter 21 an einem Horn und einem Amboss anhaften, die den Leiter 21 zwischen sich halten. Dann wird nach der Ultraschallverbindungsverarbeitung ein Freigabevorgang (bzw. Lösevorgang) zum Lösen des Leiters 21 von dem Horn oder dem Amboss, an dem der Leiter 21 anhaftet, notwendig, was zu einer Verringerung der Produktivität führen kann. Der Leiter 21 wird vom Horn oder Amboss gelöst, so dass der gebundene Leiter 21 getrennt und verformt werden kann, was zu einer Verschlechterung der Qualität führen kann.When the head 21st from each of the electrical cables 11 , 13 formed of aluminum or an aluminum alloy is subjected to ultrasonic joining processing, the conductor may 21st cling to a horn and an anvil that make up the ladder 21st hold between them. Then, after the ultrasonic connection processing, a releasing (or releasing) operation for releasing the conductor is performed 21st from the horn or anvil on which the conductor is attached 21st adheres, necessary, which can lead to a decrease in productivity. The head 21st is detached from the horn or anvil, leaving the tied head 21st separated and deformed, which can lead to deterioration in quality.

Bei dem Ultraschallverbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Produktivität und die Qualität durch Eliminieren einer Notwendigkeit für den Freigabevorgang (bzw. Lösevorgang) verbessert. Nachfolgend wird das Ultraschallverbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.In the ultrasonic joining method according to the present embodiment, productivity and quality are improved by eliminating a need for the releasing operation. The ultrasonic joining method according to the present embodiment will be described below.

2 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ultraschallverbindungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um die Ultraschallverbindungsverarbeitung durch das Ultraschallverbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchzuführen. 3 ist eine schematische Draufsicht auf die Ultraschallverbindungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um die Ultraschallverbindungsverarbeitung durch das Ultraschallverbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchzuführen. 4A bis 4C sind schematische Seitenansichten, die Schritte des Ultraschallbindungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulichen. 2 Fig. 13 is a schematic perspective view of an ultrasonic joining device configured to perform ultrasonic joining processing by the ultrasonic joining method according to the present embodiment. 3 Fig. 13 is a schematic plan view of the ultrasonic joining device configured to perform the ultrasonic joining processing by the ultrasonic joining method according to the present embodiment. 4A to 4C are schematic side views illustrating steps in the ultrasonic bonding method according to the present embodiment.

Wie in den 2 und 3 veranschaulicht ist, weist eine Ultraschallverbindungsvorrichtung 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Horn 61 und einen Amboss 62 auf. Das Horn 61 weist ein Schwingungserregungselement bzw. Vibrator (im Englischen „vibrator“) (nicht dargestellt) auf, das eine Ultraschallschwingung durch Zuführen eines Wechselstroms verursacht und durch das Schwingungserregungselement in Schwingung versetzt wird. Das Horn 61 und der Amboss 62 weisen einander zugewandte Halteflächen P auf. In der Ultraschallverbindungsvorrichtung 60 ist der Leiter 21 jedes der elektrischen Kabel 11, 13, der ein Werkstück ist, an einer Ultraschallverbindungsposition zwischen den Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 angeordnet. Dann wird die Ultraschallschwingung von dem Horn 61 durch das Schwingungserregungselement in einem Zustand übertragen, in dem der Leiter 21 durch eine Last vom Amboss 62 zwischen den Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 gehalten wird, so dass die Leiter 21 mit Ultraschall miteinander verbunden werden.As in the 2 and 3 illustrated comprises an ultrasonic connector 60 according to the present embodiment, a horn 61 and an anvil 62 on. The Horn 61 has a vibration excitation element or vibrator (not shown), which causes an ultrasonic vibration by supplying an alternating current and is set in vibration by the vibration excitation element. The Horn 61 and the anvil 62 have facing holding surfaces P on. In the ultrasonic connection device 60 is the head 21st each of the electrical cables 11 , 13 , which is a workpiece, on a Ultrasonic connection position between the holding surfaces P of the horn 61 and the anvil 62 arranged. Then the ultrasonic vibration is from the horn 61 transmitted by the vibration excitation element in a state in which the conductor 21st by a load from the anvil 62 between the holding surfaces P of the horn 61 and the anvil 62 is held so that the ladder 21st be connected to each other with ultrasound.

Die Ultraschallverbindungsvorrichtung 60 weist eine Freigabeelement-Versorgungseinheit 65 auf. Die Freigabeelement-Versorgungseinheit 65 weist einen Transportweg 66 und sendet ein Freigabeelement H aus dem Transportweg 66 zu der Ultraschallverbindungsposition. Das durch die Freigabeelement-Versorgungseinheit 65 gesendete Freigabeelement H ist eine Kupferfolie oder eine Metallfolie, die eine Kupferkomponente enthält, und ist in einer Bandform mit im Wesentlichen der gleichen Breitenabmessung wie die der Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 ausgebildet.The ultrasonic connection device 60 has a release element supply unit 65 on. The release element supply unit 65 indicates a transport route 66 and sends a release element H out of the transport route 66 to the ultrasonic connection position. That through the release element supply unit 65 sent approval element H is a copper foil or a metal foil containing a copper component, and is in a tape shape having substantially the same width dimension as that of the holding surfaces P of the horn 61 and the anvil 62 educated.

Um die Ultraschallverbindungsverarbeitung durch die Ultraschallverbindungsvorrichtung 60 durchzuführen, wird zuerst wie in 4A gezeigt ist, ein Teil der Hülle 22, welcher der Verbindungsverarbeitung unterzogen werden soll, an den Endabschnitten der elektrischen Kabel 11, 13 entfernt, um den Leiter 21 freizulegen.To the ultrasonic connection processing by the ultrasonic connection device 60 is carried out first as in 4A shown is part of the envelope 22nd to be subjected to connection processing at the end portions of the electric cables 11 , 13 away to the head 21st to expose.

Als nächstes werden wie in 4B gezeigt ist, die Leiter 21, die an den Endabschnitten der elektrischen Kabel 11, 13 freigelegt sind, so angeordnet, dass sie einander an der Ultraschallverbindungsposition zwischen dem Horn 61 und dem Amboss 62 der Ultraschallverbindungsvorrichtung 60 überlappen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Freigabeelemente H von der Freigabeelement-Versorgungseinheit 65 zu der Ultraschallverbindungsposition gesendet bzw. transportiert und zwischen dem Leiter 21, der das Werkstück ist, und der Haltefläche P des Horns 61 und zwischen dem Leiter 21 und der Haltefläche P des Ambosses 62 angeordnet. Die Freigabeelemente H werden durch einen Fräser (nicht dargestellt), der an der Freigabeelement-Versorgungseinheit 65 vorgesehen ist, auf eine Größe zugeschnitten, um im Wesentlichen die ganze Oberfläche des Horns 61 und des Ambosses 62 abzudecken.Next, as in 4B shown is the ladder 21st attached to the end sections of electrical cables 11 , 13 are exposed, arranged to face each other at the ultrasonic connection position between the horn 61 and the anvil 62 the ultrasonic connecting device 60 overlap. At this point the release items H from the release element supply unit 65 sent to the ultrasonic connection position and between the conductor 21st which is the workpiece and the holding surface P of the horn 61 and between the conductor 21st and the holding surface P of the anvil 62 arranged. The release elements H are by a milling cutter (not shown) attached to the release element supply unit 65 is provided to be cut to a size to substantially cover the entire surface of the horn 61 and the anvil 62 to cover.

Nachdem das Freigabeelement H angeordnet ist, führt die Ultraschallverbindungsvorrichtung 60 die Ultraschallverbindungsverarbeitung an dem Leiter 21 an den Endabschnitten der elektrischen Kabel 11, 13 durch. Genauer gesagt wird ein Wechselstrom an das Schwingungserregungselement in einem Zustand angelegt, in dem der Amboss 62 abgesenkt ist und die miteinander überlappenden Leiter 21 über das Freigabeelement H durch die Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 der Ultraschallverbindungsvorrichtung 60 mit einer vorbestimmten Last gehalten werden. Anschließend wird das Horn 61 durch das Schwingungserregungselement in eine Ultraschallschwingung versetzt bzw. vibriert, so dass sich eine Ultraschallschwingungsenergie auf den überlappenden Leiter 21 ausbreitet. Dann werden Oxidfilme oder dergleichen auf Oberflächen der Litzen gebrochen, entfernt und miteinander verbunden, und die Leiter 21 der elektrischen Kabel 11, 13 werden mit Ultraschall miteinander verbunden.After the release element H is arranged, leads the ultrasonic connection device 60 the ultrasonic link processing on the conductor 21st at the end portions of the electrical cables 11 , 13 by. More specifically, an alternating current is applied to the vibration exciting element in a state in which the anvil 62 is lowered and the overlapping ladder 21st via the release element H through the holding surfaces P of the horn 61 and the anvil 62 the ultrasonic connecting device 60 be held with a predetermined load. Then the horn 61 set into ultrasonic oscillation or vibrated by the oscillation excitation element, so that ultrasonic oscillation energy is applied to the overlapping conductor 21st spreads. Then, oxide films or the like on surfaces of the strands are broken, removed and connected to each other, and the conductors 21st of electrical cables 11 , 13 are connected to each other with ultrasound.

Danach wird der Amboss 62 angehoben und die Leiter 21 der elektrischen Kabel 11, 13, die ultraschallverbunden wurden, werden aus der Ultraschallverbindungsposition zwischen den Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 herausgenommen. Hier wurde das Freigabeelement H zwischen den Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 und den Leitern 21 angeordnet, wenn die Ultraschallverbindungsverarbeitung durchgeführt wird, so dass verhindert wird, dass die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildeten Leiter 21 an den Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 anhaften. Daher ist es möglich, die Leiter 21 problemlos und leicht aus der Ultraschallverbindungsposition zwischen den Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 herauszunehmen.After that, the anvil 62 and raised the ladder 21st of electrical cables 11 , 13 that have been ultrasonically bonded will move out of the ultrasonic bond position between the holding surfaces P of the horn 61 and the anvil 62 taken out. Here was the release item H between the holding surfaces P of the horn 61 and the anvil 62 and the ladders 21st when the ultrasonic connection processing is performed, so that the conductors made of aluminum or an aluminum alloy are prevented from being 21st on the holding surfaces P of the horn 61 and the anvil 62 cling. Hence it is possible to use the ladder 21st problem-free and easy from the ultrasonic connection position between the holding surfaces P of the horn 61 and the anvil 62 take out.

Wie oben beschrieben, in dem Ultraschallverbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Leiter 21, die das Werkstück sind, durch die Haltflächen P gehalten werden, sind die Freigabeelemente H, die Kupfer oder eine Kupferkomponente aufweisen, zwischen den Leitern 21 und den Halteflächen P angeordnet. Dementsprechend ist es möglich, das Anhaftung zwischen den Leitern 21 und den Halteflächen P nach der Ultraschallverbindungsverarbeitung zu verhindern und den Freigabevorgang nach der Ultraschallverbindungsverarbeitung zu eliminieren, um die Produktivität zu verbessern. Insbesondere eignet sich das Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks aus hochfestem Aluminium, das eine hohe Ultraschallenergie benötigt.As described above, in the ultrasonic joining method according to the present embodiment, when the conductors 21st , which are the workpiece, through the holding surfaces P are the release elements H containing copper or a copper component between the conductors 21st and the holding surfaces P arranged. Accordingly, it is possible to reduce the adhesion between the conductors 21st and the holding surfaces P after the ultrasonic joint processing and to eliminate the releasing operation after the ultrasonic joint processing to improve productivity. The method is particularly suitable for machining a workpiece made of high-strength aluminum that requires high ultrasonic energy.

Das Freigabeelement H, das Kupfer oder eine Kupferkomponente enthält, wird verwendet, um das Anhaften an den Halteflächen P zu verhindern, so dass es möglich ist, eine qualitativ hochwertige und stabile Verarbeitung bei geringen Kosten durchzuführen. Der Freigabevorgang entfällt, so dass es möglich ist, die Ultraschallverbindungsverarbeitung kontinuierlich durchzuführen und die Produktionseffizienz zu verbessern. Darüber hinaus ist es während der Ultraschallverbindungsverarbeitung möglich, eine große Ultraschallenergie oder Last aufzubringen und das Werkstück, das der Leiter 21 oder dergleichen ist, mit hoher Festigkeit mit Ultraschall zu verbinden.The release element H containing copper or a copper component is used to prevent adherence to the holding surfaces P to prevent, so that it is possible to perform high quality and stable processing at a low cost. The releasing process is omitted, so it is possible to continuously perform the ultrasonic connection processing and improve the production efficiency. In addition, during the ultrasonic joint processing, it is possible to apply a large ultrasonic energy or load and the workpiece being the conductor 21st or the like is to be combined with ultrasound with high strength.

Insbesondere wenn eine Kupferfolie oder eine Metallfolie, die eine Kupferkomponente enthält, als das Freigabeelement H verwendet wird, ist es möglich, leicht das Freigabeelement H zwischen dem Werkstück, das der Leiter 21 oder dergleichen ist, und der Haltefläche P anzuordnen und die Verarbeitbarkeit weiter zu verbessern. Das aus einer Kupferfolie oder einer Metallfolie, die eine Kupferkomponente enthält, ausgebildete Freigabeelement H steht in einem weiten Bereich in Flächenkontakt mit dem Werkstück und der Haltefläche P, so dass es möglich ist, Ultraschallenergie gut vom Horn 61 zu übertragen. Deshalb ist es selbst wenn das Werkstück der Leiter 21 ist, der durch Bündeln von Litzen wie der elektrischen Kabel erhalten wird, bei denen es schwierig ist, die Ultraschallenergie vom Horn 61 zu übertragen, möglich, die Ultraschallenergie über das Freigabeelement H zu dem Werkstück gut zu übertragen, um die Verbindungsverarbeitung durchzuführen.In particular, when a copper foil or a metal foil containing a copper component is used as the releasing element H is used, it is possible to easily remove the release element H between the workpiece that the conductor 21st or the like, and the holding surface P and to further improve the processability. The release element formed from a copper foil or a metal foil containing a copper component H is in surface contact with the workpiece and the holding surface in a wide area P so that it is possible to get ultrasonic energy well from the horn 61 transferred to. Therefore, even if the workpiece is the conductor 21st that is obtained by bundling strands like the electric cables, which are difficult to get the ultrasonic energy from the horn 61 to transmit, possible, the ultrasonic energy via the release element H to transfer well to the workpiece to perform the connection processing.

In der oben beschriebenen Ausführungsform wird eine Kupferfolie oder eine Metallfolie, die eine Kupferkomponente enthält, als das Freigabeelement H verwendet. Es können jedoch ein Kupferpulver oder ein Metallpulver, das eine Kupferkomponente enthält, als das Freigabeelement H verwendet werden. Wenn ein Kupferpulver oder ein Metallpulver, das eine Kupferkomponente enthält, als das Freigabeelement H verwendet wird, wird das Freigabeelement H auf die Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 aufgebracht, wenn die Ultraschallverbindungsverarbeitung durchgeführt wird. Das aus einem Kupferpulver oder einem Metallpulver, das eine Kupferkomponente enthält, gebildete Freigabeelement H wird aufgebracht, so dass es möglich ist, die aufgrund der Ultraschallverbindungsverarbeitung verursachte Haftung bzw. Anhaftung zwischen den Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 und den Leitern 21 zu verhindern und den Freigabevorgang nach der Ultraschallverbindungsverarbeitung zu beseitigen. Um das aus einem Kupferpulver oder einem Metallpulver, das eine Kupferkomponente enthält, gebildete Freigabeelement H auf die Halteflächen P aufzubringen, kann das Freigabeelement H direkt auf die Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 aufgesprüht werden oder ein Stoffbeutel, der das Freigabeelement H enthält, kann gegen die Halteflächen P gedrückt werden. Ein festes Element, das durch Verfestigen des Freigabeelements H erhalten wird, das aus einem Kupferpulver oder einem Metallpulver, das eine Kupferkomponente enthält, gebildet ist, kann auf die Halteflächen P gerieben und aufgebracht werden. Ein pulverförmiges Carbonat (Calciumcarbonat, Natriumcarbonat, Magnesiumcarbonat oder dergleichen) kann zusammen mit dem Freigabeelement H an den Halteflächen P angebracht werden.In the embodiment described above, a copper foil or a metal foil containing a copper component is used as the releasing member H used. However, a copper powder or a metal powder containing a copper component can be used as the releasing element H be used. When a copper powder or a metal powder containing a copper component as the releasing element H is used, the release element H on the holding surfaces P of the horn 61 and the anvil 62 is applied when the ultrasonic connection processing is performed. The releasing member formed from a copper powder or a metal powder containing a copper component H is applied so that it is possible to reduce the adhesion between the holding surfaces due to the ultrasonic joint processing P of the horn 61 and the anvil 62 and the ladders 21st and to eliminate the release process after ultrasonic connection processing. Around the releasing member formed from a copper powder or a metal powder containing a copper component H on the holding surfaces P to apply, the release element H directly on the holding surfaces P of the horn 61 and the anvil 62 be sprayed on or a cloth bag that holds the release element H contains, can against the holding surfaces P be pressed. A solid element made by solidifying the release element H formed from a copper powder or a metal powder containing a copper component can be applied to the holding surfaces P rubbed and applied. A powdery carbonate (calcium carbonate, sodium carbonate, magnesium carbonate or the like) can be used together with the release element H on the holding surfaces P be attached.

Hier wurden die Zugfestigkeit in einer axialen Richtung und die Freigabefestigkeit oder Ablösefestigkeit in einer Verbindungsrichtung für den Leiter 21, der durch die Ultraschallverbindungsverarbeitung verbunden wurde, gemessen. Das Freigabeelement H besteht aus einem Kupferpulver. 5A und 5B zeigen die Zugfestigkeit und die Freigabefestigkeit von Leitern, die durch unterschiedliche Ultraschallenergien verbunden wurden. 5A ist ein Diagramm, das ein Messergebnis zeigt, wenn ein Freigabeelement verwendet wird, und 5B ist ein Diagramm, das ein Messergebnis zeigt, wenn kein Freigabeelement verwendet wird.Here, the tensile strength in an axial direction and the releasing strength or peeling strength in a connecting direction were used for the conductor 21st connected by the ultrasonic connection processing was measured. The release element H consists of a copper powder. 5A and 5B show the tensile strength and the release strength of conductors connected by different ultrasonic energies. 5A FIG. 13 is a diagram showing a measurement result when a release member is used, and FIG 5B Fig. 13 is a diagram showing a measurement result when no release member is used.

Wie in 5A gezeigt ist, bei dem Ultraschallverbindungsverfahren, bei dem das Freigabeelement H auf die Halteflächen P des Horns 61 und des Ambosses 62 aufgebracht wird, ist es wenn die Ultraschallverbindungsverarbeitung durchgeführt wird, möglich, selbst wenn die Ultraschallschwingungsenergie bzw. Ultraschallvibrationsenergie erhöht wird, die Leiter 21 gut miteinander zu verbinden und die Zugfestigkeit und die Freigabefestigkeit der miteinander verbundenen Leiter 21 ausreichend zu erreichen.As in 5A is shown in the ultrasonic joining method in which the releasing member H on the holding surfaces P of the horn 61 and the anvil 62 is applied, when the ultrasonic connection processing is performed, even if the ultrasonic vibration energy is increased, it is possible to use the conductors 21st connect well and the tensile strength and release strength of the interconnected conductors 21st sufficient to achieve.

Andererseits, wie in 5B gezeigt ist, wenn die Ultraschallverbindungsverarbeitung ohne Verwendung des Freigabeelements H durchgeführt wird, sind die verbundenen Leiter 21 nachdem die Ultraschallschwingungsenergie 80 (A.U), welche größer als 60 (A.U) ist, erreicht hat, an den Halteflächen P des Horns 61 oder des Amboss 62 angehaftet, was zu einer schlechten Verbindung führt.On the other hand, as in 5B is shown when the ultrasonic connection processing without using the releasing member H the conductors are connected 21st after the ultrasonic vibration energy 80 (AU) which is greater than 60 (AU) is, has reached, on the holding surfaces P of the horn 61 or the anvil 62 stuck, resulting in a bad connection.

Dementsprechend ist es bei Verwendung des Freigabeelements H möglich, eine gute Verbindung mit der Ultraschallschwingungsenergie von 60 (AU) bis 100 (AU) als Bedingung für die Ultraschallbindungsverarbeitung durchzuführen.It is accordingly when the release element is used H possible to have a good connection with the ultrasonic vibration energy of 60 (AU) to 100 (AU) as a condition for the ultrasonic bonding processing.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, und kann in geeigneter Weise modifiziert, verbessert, oder dergleichen werden. Zusätzlich sind das Material, die Form, die Größe, die Anzahl, die Anordnungsposition oder dergleichen jeder Komponente in der oben beschriebenen Ausführungsform optional und nicht beschränkend, solange die vorliegende Erfindung erreicht werden kann.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified, improved, or the like as appropriate. In addition, the material, shape, size, number, arrangement position, or the like of each component in the above-described embodiment are optional and not restrictive as long as the present invention can be achieved.

In der oben beschriebenen Ausführungsform ist ein Fall beschrieben, in dem beide elektrischen Kabel 11, 13 den Leiter 21 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweisen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf einen Fall angewendet werden, in dem mindestens eines der beiden miteinander zu verbindenden elektrischen Kabel 11, 13 den aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildeten Leiter 21 aufweist. Wenn beispielsweise der Leiter 21 des einen elektrischen Kabels 11 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist und der Leiter 21 des anderen elektrischen Kabels 13 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet ist, ist das Freigabeelement H zumindest zwischen dem Leiter 21 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in dem elektrischen Kabel 11 und der Haltefläche P, die dem Leiter 21 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zugewandt ist, angeordnet.In the embodiment described above, a case is described where both electric cables 11 , 13 the head 21st made of aluminum or an aluminum alloy. However, the present invention can also be applied to a case where at least one of the two electric cables to be connected to each other 11 , 13 the conductor made of aluminum or an aluminum alloy 21st having. For example, if the head 21st of the one electrical cable 11 is formed from aluminum or an aluminum alloy and the head 21st the other electrical cable 13 is formed from copper or a copper alloy is the release element H at least between the conductor 21st made of aluminum or an aluminum alloy in the electric cable 11 and the holding surface P that the head 21st made of aluminum or an aluminum alloy facing, arranged.

In der oben beschriebenen Ausführungsform wird beispielhaft ein Fall beschrieben, in dem die Leiter 21 der elektrischen Kabel 11, 13 durch die Ultraschallverbindungsverarbeitung miteinander verbunden sind. Die Ultraschallbindungsverarbeitung ist jedoch nicht darauf beschränkt, angewendet zu werden, um die Leiter 21 der elektrischen Kabel 11, 13 zu verbinden. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, in dem die Litzen des Leiters 21 des elektrischen Kabels 11, die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen, durch die Ultraschallverbindungsverarbeitung miteinander verbunden werden. Die vorliegende Erfindung kann auch auf einen Fall angewendet werden, in dem eine Anschlussklemme, die aus einem leitenden Metallmaterial gebildet ist, das Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium, eine Aluminiumlegierung oder dergleichen ist, mit dem Leiter 21 des elektrischen Kabels 11 mit Ultraschall verbunden ist, der durch die Ultraschallverbindungsverarbeitung aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist.In the embodiment described above, a case where the ladder 21st of electrical cables 11 , 13 are connected to each other by the ultrasonic connection processing. However, the ultrasonic bonding processing is not limited to being applied to the conductors 21st of electrical cables 11 , 13 connect to. For example, the present invention can also be applied to a case where the strands of the conductor 21st of the electrical cable 11 made of aluminum or an aluminum alloy are joined together by the ultrasonic joining processing. The present invention can also be applied to a case where a connection terminal made of a conductive metal material that is copper, a copper alloy, aluminum, an aluminum alloy, or the like is connected to the conductor 21st of the electrical cable 11 is connected to ultrasound formed from aluminum or an aluminum alloy through the ultrasonic connection processing.

In der oben beschriebenen Ausführungsform wird beispielhaft ein Fall beschrieben, in dem das aus einer Metallfolie gebildete Freigabeelement H durch die Freigabeelement-Versorgungseinheit 65 in die Ultraschallverbindungsposition gesendet bzw. transportiert wird. Das Freigabeelement H, das aus einer in eine geeignete Größe geschnittenen Metallfolie gebildet ist, kann jedoch im Voraus hergestellt werden, und ein Bediener kann das Freigabeelement H zwischen dem Leiter 21 und der Haltefläche P einführen und dazwischen anordnen.In the embodiment described above, a case is described by way of example in which the release member formed from a metal foil H through the release element supply unit 65 is sent or transported to the ultrasonic connection position. The release element H However, formed from a metal foil cut into an appropriate size, can be prepared in advance, and an operator can control the releasing member H between the conductor 21st and the holding surface P insert and place between them.

Nachfolgend werden Eigenschaften des oben beschriebenen Ultraschallverbindungsverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kurz unter den Punkte [1] bis [3] jeweils zusammengefasst:Properties of the above-described ultrasonic joining method according to the embodiment of the present invention are briefly summarized under items [1] to [3], respectively:

[1] Ultraschallverbindungsverfahren, aufweisend:

  • Halten eines Werkstücks (eines Leiters 21), das Aluminium oder eine Aluminiumlegierung enthält, durch eine Haltefläche (P) von jeweils einem Horn (61) und einem Amboss (62); und
  • Anlegen einer Ultraschallwelle vom Horn (61), um eine Ultraschallverbindungsverarbeitung an dem Werkstück (dem Leiter 21) durchzuführen, in dem
  • ein Freigabeelement (H), das Kupfer oder eine Kupferkomponente enthält, zumindest zwischen einem Teil des Werkstücks (dem Leiter 21), das aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, und der Haltefläche (P) angeordnet ist, wenn das Werkstück (der Leiter 21)) von der Haltefläche (P) gehalten wird.
[1] Ultrasonic joining method, comprising:
  • Holding a workpiece (a conductor 21st ), which contains aluminum or an aluminum alloy, through a holding surface ( P ) of one horn each ( 61 ) and an anvil ( 62 ); and
  • Applying an ultrasonic wave from the horn ( 61 ) to perform ultrasonic joint processing on the workpiece (the conductor 21st ) in which
  • a release element ( H ) containing copper or a copper component, at least between part of the workpiece (the conductor 21st ), which is made of aluminum or an aluminum alloy, and the holding surface ( P ) is arranged when the workpiece (the conductor 21st )) from the holding surface ( P ) is held.

[2] Ultraschallverbindungsverfahren nach [1], in dem das Freigabeelement (H) eine Kupferfolie oder eine Metallfolie, die eine Kupferkomponente enthält, ist.[2] Ultrasonic joining method according to [1], in which the release element ( H ) is a copper foil or a metal foil containing a copper component.

[3] Ultraschallverbindungsverfahren nach [1], in dem das Freigabeelement (H) ein Kupferpulver oder ein Metallpulver, das eine Kupferkomponente enthält, ist.[3] Ultrasonic joining method according to [1], in which the release element ( H ) is a copper powder or a metal powder containing a copper component.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11, 1311, 13
Elektrische KabelElectric cables
1212
AnschlussklemmeTerminal
2121st
Leiter (Werkstück)Head (workpiece)
2222nd
HülleShell
6060
UltraschallverbindungsvorrichtungUltrasonic joining device
6161
Hornhorn
6262
Ambossanvil
HH
FreigabeelementRelease element
PP
HalteflächeHolding surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (3)

Ultraschallverbindungsverfahren, umfassend: Halten eines Werkstücks, das Aluminium oder eine Aluminiumlegierung enthält, durch eine Haltefläche von jeweils einem Horn und einem Amboss; und Anlegen einer Ultraschallwelle vom Horn, um eine Ultraschallverbindungsverarbeitung an dem Werkstück durchzuführen, wobei ein Freigabeelement, das Kupfer oder eine Kupferkomponente enthält, zumindest zwischen einem Teil des Werkstücks, das aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, und der Haltefläche angeordnet ist, wenn das Werkstück von der Haltefläche gehalten wird.Ultrasonic joining process comprising: Holding a workpiece containing aluminum or an aluminum alloy by a holding surface each of a horn and an anvil; and Applying an ultrasonic wave from the horn to perform ultrasonic joint processing on the workpiece, wherein a release member containing copper or a copper component is disposed at least between a part of the workpiece made of aluminum or an aluminum alloy and the holding surface when the workpiece is held by the holding surface. Ultraschallverbindungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Freigabeelement eine Kupferfolie oder eine Metallfolie, die eine Kupferkomponente enthält, ist.Ultrasonic joining method according to Claim 1 wherein the release element is a copper foil or a metal foil containing a copper component. Ultraschallverbindungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Freigabeelement ein Kupferpulver oder ein Metallpulver, das eine Kupferkomponente enthält, ist.Ultrasonic joining method according to Claim 1 wherein the releasing member is a copper powder or a metal powder containing a copper component.
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