JP2005349448A - Ultrasonic joining method and ultrasonic joining device - Google Patents

Ultrasonic joining method and ultrasonic joining device Download PDF

Info

Publication number
JP2005349448A
JP2005349448A JP2004174252A JP2004174252A JP2005349448A JP 2005349448 A JP2005349448 A JP 2005349448A JP 2004174252 A JP2004174252 A JP 2004174252A JP 2004174252 A JP2004174252 A JP 2004174252A JP 2005349448 A JP2005349448 A JP 2005349448A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic bonding
hit point
information
vibration
ultrasonic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004174252A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4625892B2 (en
Inventor
Shinichi Watanabe
晋一 渡辺
Shin Nakui
慎 名久井
Min Chin
民 陳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Seidensha Electronics Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Seidensha Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd, Seidensha Electronics Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2004174252A priority Critical patent/JP4625892B2/en
Publication of JP2005349448A publication Critical patent/JP2005349448A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4625892B2 publication Critical patent/JP4625892B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic joining method and an ultrasonic joining device for realizing the ultrasonic joining with high reliability and omitting strict inspection. <P>SOLUTION: In the ultrasonic joining method for performing the ultrasonic joining of a plurality of members between different members for each spot, information on physical characteristics and information on ultrasonic joining of materials to constitute each member are acquired (S1), the ultrasonic joining at the first spot is performed on the basis of information on ultrasonic joining (S2), the optimum position of the second spot not to provide the stress over the reference value of the joining strength predetermined for the first spot during the ultrasonic joining is calculated (S3), and the ultrasonic joining at the second spot is performed at the optimum position on the basis of information on ultrasonic welding (S4). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、第1打点に対して応力がかかりにくい第2打点位置を演算することができる超音波接合方法およびその装置の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide an ultrasonic bonding method and apparatus capable of calculating a second hit point position where stress is hardly applied to the first hit point.

近年、環境意識の高まりを受けて、自動車の動力源を、化石燃料を利用するエンジンから電気エネルギーを利用するモータに移行しようとする動きがある。このため、モータの電力源となる電池の技術も急速に発展しつつある。   In recent years, in response to growing environmental awareness, there is a movement to shift the power source of automobiles from an engine using fossil fuel to a motor using electric energy. For this reason, the technology of the battery that serves as a power source for the motor is also rapidly developing.

自動車には、小型軽量で、大きな電力を頻繁に充放電可能な、耐震動性、放熱性に優れた電池の搭載が望まれる。この要望を受けて、近年では扁平形の単電池を多数直列に接続してなる組電池が開発されている。   An automobile is desired to be mounted with a battery that is small and light and can be charged and discharged with a large amount of electric power and has excellent vibration resistance and heat dissipation. In response to this demand, in recent years, an assembled battery in which a number of flat unit cells are connected in series has been developed.

組電池を製造する場合、生産性を向上させるためには単電池同士の接合を、たとえば下記特許文献1に示すように溶接によって行うことが望ましい。ところが、扁平形の単電池の場合、単電池の熱容量が小さく、また、単電池の構造自体も熱には十分な強さを持たない構造となっているため、最近では、たとえば下記特許文献2に示すように、あまり温度を上げることなく溶接できる超音波接合を用いて単電池同士の接合を行っている。
特開2002−141051号公報 特開2002−96180号公報
When manufacturing an assembled battery, in order to improve productivity, it is desirable to perform joining of single cells by welding as shown, for example, in Patent Document 1 below. However, in the case of a flat unit cell, the heat capacity of the unit cell is small, and the unit cell structure itself does not have sufficient heat resistance. As shown in FIG. 1, the cells are joined together using ultrasonic joining that can be welded without increasing the temperature.
JP 2002-141051 A JP 2002-96180 A

しかしながら、複数の部材を接合するために、超音波接合を打点ごとに異なる部材同士で行う場合には、最初の打点の接合強度が接合強度基準値を満たしていたとしても、次の打点の超音波接合時の振動が最初の打点に加わることによって最初の打点には応力がかかり、この応力が最初の打点の接合強度を低下させることがある。   However, in order to join a plurality of members, when ultrasonic joining is performed between different members for each striking point, even if the joining strength of the first striking point satisfies the joining strength reference value, When the vibration at the time of sonic bonding is applied to the first hit point, a stress is applied to the first hit point, and this stress may reduce the bonding strength of the first hit point.

自動車のような走行中に大きな振動が加わるものに対して搭載される電池にとっては、接合強度の不良は後発的な故障原因となりうるので、検査工程で厳密な検査(全数検査)を行い、このような電池が搭載されないようにしている。   For batteries mounted on vehicles that are subject to large vibrations during traveling, such as automobiles, poor bonding strength can cause subsequent failures, so a strict inspection (100% inspection) is performed during the inspection process. Such a battery is not installed.

本発明は、第1打点に対して応力がかかりにくい第2打点位置を演算し、その位置を超音波接合することによって信頼性の高い超音波接合ができるようにし、厳密な検査を省略することができる超音波接合方法およびその装置の提供を目的とする。   The present invention calculates the second hit point position where stress is difficult to be applied to the first hit point, and ultrasonically joins the position so that highly reliable ultrasonic bonding can be performed, and strict inspection is omitted. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic bonding method and apparatus capable of performing the same.

上記目的を達成するための本発明にかかる超音波接合方法は、複数の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合するための超音波接合方法であって、各部材を構成する材料の物理特性情報および超音波接合情報を取得する段階と、前記超音波接合情報に基づいて第1打点の超音波接合を行う段階と、前記材料の物理特性情報に基づいて超音波接合時前記第1打点にあらかじめ定められている接合強度基準値以上の応力を与えない第2打点の最適位置を演算する段階と、前記超音波接合情報に基づいて前記最適位置に第2打点の超音波接合を行う段階と、を含むことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an ultrasonic bonding method according to the present invention is an ultrasonic bonding method for ultrasonically bonding a plurality of members with different members for each hit point. Obtaining the characteristic information and the ultrasonic bonding information; performing the ultrasonic bonding of the first hitting point based on the ultrasonic bonding information; and the first hitting point during the ultrasonic bonding based on the physical property information of the material. Calculating an optimal position of the second hit point that does not give a stress greater than a predetermined bond strength reference value, and performing ultrasonic bonding of the second hit point at the optimal position based on the ultrasonic bonding information It is characterized by including these.

上記の手順により、第2打点の位置は、第1打点に対して接合強度基準値以上の応力を与えない位置となるので、第1打点に与える悪影響を抑えつつ第2打点を接合することができる。   According to the above procedure, the position of the second hit point is a position that does not apply a stress greater than the bonding strength reference value to the first hit point. Therefore, it is possible to join the second hit point while suppressing adverse effects on the first hit point. it can.

また、上記目的を達成するための本発明にかかる超音波接合装置は、複数の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合する超音波接合装置であって、各部材を構成する材料の物理特性情報および超音波接合情報を記憶するデータベースと、前記超音波接合情報に基づいて第1打点位置を演算するとともに前記材料の物理特性情報に基づいて超音波接合時前記第1打点にあらかじめ定められている接合強度基準値以上の応力を与えない最適な第2打点位置を演算する打点位置演算手段と、演算された第1打点位置と第2打点位置に前記部材を位置決めする位置決め手段と、前記超音波接合情報に基づいて前記第1打点位置と前記第2打点位置を超音波接合する超音波接合手段と、を有することを特徴とする。   In addition, an ultrasonic bonding apparatus according to the present invention for achieving the above object is an ultrasonic bonding apparatus that ultrasonically bonds a plurality of members with different members for each hitting point, and the physical properties of the materials constituting each member A database for storing characteristic information and ultrasonic bonding information; a first hit point position is calculated based on the ultrasonic bond information; and the first hit point is determined in advance during ultrasonic bonding based on physical property information of the material. A striking point position calculating means for calculating an optimal second striking point position that does not give a stress equal to or greater than the bond strength reference value, a positioning means for positioning the member at the calculated first striking point position and the second striking point position, And ultrasonic bonding means for ultrasonically bonding the first hit point position and the second hit point position based on ultrasonic bonding information.

上記の構成から、打点位置演算手段は、第2打点の位置として第1打点に対して接合強度基準値以上の応力を与えない位置を演算するので、超音波接合手段は第1打点に与える悪影響を抑えつつ第2打点を接合することができる。   From the above configuration, the hit point position calculating means calculates a position that does not apply a stress higher than the bonding strength reference value to the first hit point as the position of the second hit point, so that the ultrasonic bonding means adversely affects the first hit point. The second spot can be joined while suppressing the above.

以上のような構成を有する本発明は、第1打点に対して接合強度基準値以上の応力を与えない位置を第2打点とすることができるので、信頼性の高い超音波接合が可能になり、厳密な検査を省略することができて生産効率も向上する。   In the present invention having the above-described configuration, the position where no stress greater than the bonding strength reference value is applied to the first hitting point can be set as the second hitting point, which enables highly reliable ultrasonic bonding. Strict inspection can be omitted and production efficiency is improved.

以下に、本発明にかかる超音波接合方法およびその装置について、その動作の詳細を図面に基づいて説明する。   The details of the operation of the ultrasonic bonding method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明にかかる超音波接合装置は、複数の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合するものであって、本実施の形態では、複数の部材をすべて材質の異なるA、B、Cの3枚の平板として、また、超音波接合の対象となる第1打点はAとBの部材同士を接合するために行われ、その第2打点はBとCの部材同士を接合するために行われるものとして説明する。   The ultrasonic bonding apparatus according to the present invention ultrasonically bonds a plurality of members with different members for each hit point. In the present embodiment, the plurality of members are all made of A, B, and C having different materials. As the three flat plates, the first hit point to be ultrasonically bonded is performed to join the A and B members, and the second hit point is used to join the B and C members. It will be explained as

図1は、本発明にかかる超音波接合装置の概略構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic bonding apparatus according to the present invention.

超音波接合装置は、データベース10、入力装置15、制御装置20、ワーク位置決め装置30および超音波接合機40から構成される。   The ultrasonic bonding apparatus includes a database 10, an input device 15, a control device 20, a workpiece positioning device 30, and an ultrasonic bonding machine 40.

データベース10は、制御装置20が各種の演算を行うために必要な、A、B、Cの平板それぞれを構成する材料の材質、ヤング率E、波長定数kおよび振動伝播特性を含む物理特性情報、および超音波接合を行う際の第1打点の位置情報、振動周波数、加圧力および接合時間を含む超音波接合情報を記憶している。   The database 10 includes physical property information including materials, Young's modulus E, wavelength constant k, and vibration propagation characteristics, which are necessary for the control device 20 to perform various calculations. The ultrasonic bonding information including the position information of the first hit point, the vibration frequency, the applied pressure, and the bonding time when ultrasonic bonding is performed is stored.

入力装置15は、上記材料の物理特性情報および超音波接合情報を手入力するために設けられている。   The input device 15 is provided for manually inputting physical property information and ultrasonic bonding information of the material.

制御装置20は、データベース10に記憶されているまたは入力装置15から入力された超音波接合情報に基づいて第1打点位置を演算する一方、データベース10に記憶されているまたは入力装置15から入力された物理特性情報に基づいて、超音波接合時に第1打点に接合強度基準値(あらかじめ定められている)以上の応力を与えない最適な第2打点位置を演算する。なお、制御装置20は打点位置演算手段として機能する。   The control device 20 calculates the first hit point position based on the ultrasonic bonding information stored in the database 10 or input from the input device 15, while being stored in the database 10 or input from the input device 15. Based on the physical property information, an optimal second hit point position that does not apply stress higher than the bond strength reference value (predetermined) to the first hit point during ultrasonic bonding is calculated. The control device 20 functions as a hit point position calculating means.

ワーク位置決め装置30は位置決め手段として機能するものであって、制御装置20によって演算された第1打点位置と第2打点位置にA、B、Cの3枚の平板を一体として位置決めする。   The workpiece positioning device 30 functions as positioning means, and integrally positions the three flat plates A, B, and C at the first hit point position and the second hit point position calculated by the control device 20.

超音波接合機40は超音波接合手段として機能するものであって、制御装置20から出力された超音波接合情報に基づいて第1打点位置と第2打点位置を超音波接合する。   The ultrasonic bonding machine 40 functions as an ultrasonic bonding means, and ultrasonically bonds the first hit point position and the second hit point position based on the ultrasonic bonding information output from the control device 20.

超音波接合機40は概略図2に示すような構造を有している。超音波接合機40は、被接合物となる金属製の平板Aと平板Bとを重ねた状態でセットされるアンビル41と、振動手段42によって超音波振動する増幅用ホーン43と、増幅用ホーン43の下端部に着脱自在に取り付けられたチップ44とを有している。   The ultrasonic bonding machine 40 has a structure as schematically shown in FIG. The ultrasonic bonding machine 40 includes an anvil 41 that is set in a state where a metal flat plate A and a flat plate B that are to be joined are overlapped, an amplifying horn 43 that is ultrasonically vibrated by a vibrating means 42, and an amplifying horn. And a chip 44 detachably attached to the lower end of 43.

アンビル41は図示しない基台上に堅固に取り付けられている。振動手段42は増幅用ホーン43に図示水平方向の超音波振動を与えるものであって、高周波電源45で振動する振動子46を備えている。増幅用ホーン43は図示しない加圧手段によって図示垂直方向の加圧力をチップ44に与える。   The anvil 41 is firmly attached on a base (not shown). The vibration means 42 applies ultrasonic vibration in the illustrated horizontal direction to the amplification horn 43, and includes a vibrator 46 that vibrates with a high frequency power supply 45. The amplifying horn 43 applies a pressing force in the vertical direction in the drawing to the chip 44 by a pressing means (not shown).

超音波接合時、超音波接合される平板AとBは、図示するようにアンビル41上でチップ44によって加圧される。この状態で増幅用ホーン43が超音波振動を起こすと、チップ44が加圧力を受けている状態で水平方向に振動する。この振動によって平板AとBの金属原子が拡散され、さらに再結晶することによってチップ44の間に位置している部分が機械的に接合される。   At the time of ultrasonic bonding, the flat plates A and B to be ultrasonically bonded are pressed by the tip 44 on the anvil 41 as illustrated. When the amplifying horn 43 causes ultrasonic vibration in this state, the chip 44 vibrates in the horizontal direction while receiving pressure. By this vibration, the metal atoms of the flat plates A and B are diffused and further recrystallized to mechanically join the portion located between the chips 44.

図3は、本実施の形態で超音波接合が行われる扁平型電池の概略構成を示す図である。図に示される扁平型電池50A、50Bは同一タイプの扁平型電池であって、その内部には図示されていない電池要素が収容され、その外側をラミネートフィルム51A、51Bで覆ったものである。電池要素からは正極端子52A、52Bと負極端子53A、53Bが引き出されている。電池要素の周囲は熱融着によって封止され、外部からの水分などの浸入を防止している。   FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of a flat battery in which ultrasonic bonding is performed in the present embodiment. The flat batteries 50A and 50B shown in the figure are the same type of flat battery, in which battery elements (not shown) are accommodated and the outer sides thereof are covered with laminate films 51A and 51B. Positive terminal 52A, 52B and negative terminal 53A, 53B are pulled out from the battery element. The periphery of the battery element is sealed by heat fusion to prevent intrusion of moisture and the like from the outside.

本実施の形態では、図3および図4(a)、(b)に示したように、複数の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合する。具体的には、まず第1打点位置54で負極端子53Bと電圧検出用のファストン端子55とを接合し、次に第2打点位置57で負極端子53Bと正極端子52Aとを接合する。なお、ファストン端子55は真鍮製の平板Aであり、負極端子53Bは銅製の平板Bであり、正極端子52Aはアルミニウム製の平板Cである。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3 and FIGS. 4A and 4B, a plurality of members are ultrasonically bonded with different members for each hit point. Specifically, first, the negative electrode terminal 53B and the voltage detection faston terminal 55 are joined at the first hit point position 54, and then the negative electrode terminal 53B and the positive electrode terminal 52A are joined at the second hit point position 57. The faston terminal 55 is a flat plate A made of brass, the negative electrode terminal 53B is a flat plate B made of copper, and the positive electrode terminal 52A is a flat plate C made of aluminum.

したがって、第2打点位置57の超音波接合を行うときには、第2打点位置57に与えられている超音波振動が負極端子53Bと正極端子52Aを介して接合済みの第1打点位置54に与えられることになり、この超音波振動が場合によっては第1打点位置54の接合強度を低下させる原因となる。本発明では、第2打点位置57の超音波振動が第1打点位置54の接合強度に悪影響を与えないように、第2打点位置57の第1打点位置54からの距離を演算し、演算した距離だけ離して第2打点の超音波接合を行うようにしている。たとえば、本実施の形態の場合、図3および図4(b)に示すように、扁平型電池50A、50Bの正極および負極端子52A、52B、53A、53Bは90mmの幅を有しているので、第2打点位置57は第1打点位置54から71mm離れた位置に設定している。   Therefore, when performing ultrasonic bonding at the second hit point position 57, the ultrasonic vibration applied to the second hit point position 57 is applied to the bonded first hit point position 54 via the negative electrode terminal 53B and the positive electrode terminal 52A. In other words, this ultrasonic vibration may cause a decrease in the bonding strength at the first hit point position 54 in some cases. In the present invention, the distance from the first hit point position 54 to the second hit point position 57 is calculated so that the ultrasonic vibration at the second hit point position 57 does not adversely affect the bonding strength of the first hit point position 54. The ultrasonic welding of the second hit point is performed at a distance. For example, in the case of the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4B, the positive and negative terminals 52A, 52B, 53A, 53B of the flat batteries 50A, 50B have a width of 90 mm. The second hit point position 57 is set at a position 71 mm away from the first hit point position 54.

次に、本実施の形態において、第2打点位置57を第1打点位置54から71mm離れた位置に設定した根拠を説明する。   Next, the grounds for setting the second hit point position 57 at a position 71 mm away from the first hit point position 54 in the present embodiment will be described.

一般に、断面が一様な棒状の長板の弾性体を、その一端から振動を与えてその長さ方向の縦振動の半波長共振状態にした場合、弾性体の長さ方向をX軸に取ると、x位置における長さ方向の振動振幅ξ(x)は、
ξ(x)=ξsinωt・coskx
ξ:最大振動振幅、ω:角周波数、k:波長定数(ω/c)、弾性体の音速
との式で表される。
また、振動歪δ(x)は振動振幅の位置的関数であるため、ξ(x)をxで変微分することによって算出され、振動歪δ(x)は、
δ(x)=δsinωt・sinkx
δ=−ξk:最大振動歪
との式で表される。
x位置における振動応力T(x)は、弾性体のヤング率をEとすると振動歪にヤング率Eを乗じたものとなるので、
T(x)=Eδsinωt・sinkx
との式で表される。
In general, when an elastic body of a rod-like long plate having a uniform cross section is given a vibration from one end thereof to be in a half-wave resonance state of longitudinal vibration in the longitudinal direction, the length direction of the elastic body is taken as the X axis. And the longitudinal vibration amplitude ξ (x) at the x position is
ξ (x) = ξ 0 sin ωt · coskx
ξ 0 : Maximum vibration amplitude, ω: angular frequency, k: wavelength constant (ω / c), and sound velocity of elastic body.
Further, since the vibration strain δ (x) is a positional function of the vibration amplitude, ξ (x) is calculated by differentiating it with x, and the vibration strain δ (x) is
δ (x) = δ 0 sinωt · sinkx
δ 0 = −ξ 0 k: Expressed by the equation of maximum vibration strain.
The vibration stress T (x) at the x position is obtained by multiplying the vibration strain by the Young's modulus E when the Young's modulus of the elastic body is E.
T (x) = Eδ 0 sinωt · sinkx
It is expressed by the following formula.

これらの式で最終的に得られた振動応力T(x)は長板を直接的に伝わる振動によって第1打点に加わる応力である。実際には、この直接的な振動に加えて、第1打点には長板の端面で反射して間接的に伝わる振動の応力も加わる。しかしながら、反射による振動の間接的な応力は伝達距離が長くなるため直接的な応力に比べると非常に小さな応力である。   The vibration stress T (x) finally obtained by these equations is a stress applied to the first hit point by vibration directly transmitted through the long plate. Actually, in addition to this direct vibration, a stress of vibration transmitted indirectly by being reflected from the end face of the long plate is also applied to the first hit point. However, the indirect stress of the vibration due to reflection is a very small stress compared to the direct stress because the transmission distance becomes long.

長板の第2打点を超音波接合する場合、長板を直接的に伝わる振動によって第1打点に加わる応力と長板の端面で反射して間接的に伝わる振動によって第1打点に加わる応力との合計値が、設定されている接合強度基準値よりも小さいことが要求される。第2打点の超音波接合によって第1打点に加わる応力が接合強度基準値を大きく超えると、第1打点の接合強度が低下し、少なからず接合品質を劣化させることになるからである。   When ultrasonically joining the second hit point of the long plate, the stress applied to the first hit point by the vibration directly transmitted through the long plate and the stress applied to the first hit point by the vibration reflected by the end face of the long plate and indirectly transmitted Is required to be smaller than the set joint strength reference value. This is because if the stress applied to the first point by ultrasonic bonding at the second point greatly exceeds the bonding strength reference value, the bonding strength at the first point is lowered, and the bonding quality is deteriorated.

図5は打点位置からどのようにして長板上を振動が伝播し応力がかかっていくかを示した図である。打点位置を超音波接合すると、長板上に超音波接合で加えられた振動の周波数と長板の材質の振動伝播特性に応じた、図示実線で示したような波長λの波がサイン波状の振動が伝播する。これとともに長板上の各位置において図示点線で示したようなサイン波状に分布した応力がかかる。これらの波形から、応力波形が振動波形よりもλ/4位相がずれていることがわかる。また、打点位置からλ/4離れた位置の応力が最も大きくなることがわかる。   FIG. 5 is a diagram showing how vibration is propagated and stress is applied on the long plate from the striking point position. When the point of hitting is ultrasonically bonded, the wave of wavelength λ as shown by the solid line in the figure corresponding to the frequency of vibration applied by ultrasonic bonding on the long plate and the vibration propagation characteristics of the material of the long plate is a sine wave. Vibration propagates. At the same time, stress distributed in a sine wave shape as shown by a dotted line in the figure is applied at each position on the long plate. From these waveforms, it can be seen that the stress waveform is shifted in phase by λ / 4 from the vibration waveform. It can also be seen that the stress at the position away from the hit point position by λ / 4 is the largest.

打点位置からλ/4離れた位置には、上記の式で演算される振動応力T(λ/4)の大きさの最大の応力がかかることになる。このため、第1打点位置からλ/4離れた位置での第2打点の超音波接合は避けなければならないことがわかる。   The maximum stress having the magnitude of the vibration stress T (λ / 4) calculated by the above formula is applied to a position away from the hit point position by λ / 4. For this reason, it is understood that the ultrasonic bonding of the second hit point at a position away from the first hit point position by λ / 4 should be avoided.

本実施の形態では第2打点位置57を、安全をみて、図6に示すように、第1打点位置54から(n/2+1/4)λ:[nは正数]離れた位置、またはλ/4±λ/16離れた範囲の領域(図示斜線の領域)を除いた領域に設定するようにしている。図4にも示したように、負極端子53Bの長さは90mmであり、超音波接合氏の振動周波数fを19.15KHz、負極端子53Bを構成する金属である銅の縦波の音速cは3960m/secであるので、まず、振動波形の波長λを求めると、λ=2π/k=2π・c/w=c/f=206mmとなる。したがって、λ/4±λ/16の範囲は、第1打点位置から39mm〜64mmの範囲を除く範囲である。このため、本実施の形態では第2打点位置57をこの範囲から外れる最適位置として第1打点位置54から71mm離れた位置に設定しているのである。以上の演算は、制御装置20が行い、演算された打点位置への扁平型電池50の位置決めはワーク位置決め装置30が行う。   In the present embodiment, for the sake of safety, the second hit point position 57 is set to a position away from the first hit point position (n / 2 + 1/4) λ: [n is a positive number], as shown in FIG. / 4 ± λ / 16 is set to a region excluding a region (shaded area in the drawing) in a range apart. As shown in FIG. 4, the length of the negative electrode terminal 53B is 90 mm, the vibration frequency f of ultrasonic bonding is 19.15 KHz, and the sound velocity c of the longitudinal wave of copper that is the metal constituting the negative electrode terminal 53B is Since it is 3960 m / sec, when the wavelength λ of the vibration waveform is first obtained, λ = 2π / k = 2π · c / w = c / f = 206 mm. Therefore, the range of λ / 4 ± λ / 16 is a range excluding the range of 39 mm to 64 mm from the first hit point position. For this reason, in the present embodiment, the second hit point position 57 is set to a position 71 mm away from the first hit point position 54 as an optimum position that is out of this range. The control device 20 performs the above calculation, and the workpiece positioning device 30 performs positioning of the flat battery 50 at the calculated hitting point position.

このような位置に第2打点位置57を設定すれば、第2打点の超音波接合時に第1打点に加わる応力を抑制することができ、第1打点の接合不良を回避することができる。なお、第1打点にかかる応力を小さくするために、第1打点位置54からλ/4±λ/12離れた範囲の領域またはλ/4±λ/8離れた範囲の領域を接合禁止領域として、これらの接合禁止領域を除く領域に第2打点位置を設けるようにしても良い。   If the second hit point position 57 is set at such a position, it is possible to suppress the stress applied to the first hit point at the time of ultrasonic bonding of the second hit point, and it is possible to avoid poor bonding at the first hit point. In order to reduce the stress applied to the first striking point, a region in the range of λ / 4 ± λ / 12 away from the first striking point position 54 or a region in the range of λ / 4 ± λ / 8 is defined as the bonding prohibited region. The second spot position may be provided in a region excluding these bonding prohibited regions.

図7は本発明にかかる超音波接合方法の手順を示すフローチャートである。この方法は図1に示した超音波接合装置によって実施される。   FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the ultrasonic bonding method according to the present invention. This method is performed by the ultrasonic bonding apparatus shown in FIG.

まず、制御装置20はデータベース10から、銅製の平板Bである負極端子53Bとアルミニウム製の平板Cである正極端子52Aの物理特性情報を取得する。同時に、第1打点の超音波接合と第2打点の超音波接合を行うために必要な超音波接合情報を取得する。物理特性情報は、前述の第2打点の最適位置を演算するために必要な情報であり、材質、ヤング率E、波長定数kおよび振動伝播特性である。つまり、平板の材質やその形状、厚み、幅、奥行きなどの寸法別にヤング率E、波長定数kおよび振動伝播特性(縦波の伝播速度)である。超音波接合情報は、第1打点の位置情報、振動周波数、加圧力および接合時間である。   First, the control device 20 acquires physical characteristic information of the negative electrode terminal 53 </ b> B that is a copper flat plate B and the positive electrode terminal 52 </ b> A that is an aluminum flat plate C from the database 10. At the same time, ultrasonic bonding information necessary for performing ultrasonic bonding at the first hit point and ultrasonic bonding at the second hit point is acquired. The physical characteristic information is information necessary for calculating the optimum position of the second hit point, and is the material, Young's modulus E, wavelength constant k, and vibration propagation characteristic. That is, the Young's modulus E, the wavelength constant k, and the vibration propagation characteristics (longitudinal wave propagation speed) according to the material of the flat plate and the dimensions such as shape, thickness, width, and depth. The ultrasonic bonding information is the position information of the first hit point, the vibration frequency, the applied pressure, and the bonding time.

なお通常これらの情報はすべてデータベース20に記憶されているが、入力装置15から作業者が手入力をする場合や生産管理装置などの外部装置から取得する場合もある。この場合には制御装置20は入力装置15または外部装置から物理特性情報を取得することになる(S1)。   Normally, all of these pieces of information are stored in the database 20, but there are also cases where the operator manually inputs from the input device 15 or from an external device such as a production management device. In this case, the control device 20 acquires physical characteristic information from the input device 15 or an external device (S1).

ワーク位置決め装置30は、制御装置20から第1打点位置の位置情報を取得して、負極端子53Bと電圧検出用のファストン端子55(図3参照)をアンビル41上(図2参照)でその位置に位置決めする。超音波接合機40の増幅用ホーン43が下降してチップ44がアンビル41との間で負極端子53Bと電圧検出用のファストン端子55を所望の加圧力で挟み込むと、振動子46が作動して増幅用ホーン43が所望の振動周波数で超音波振動を起こし、第1打点の接合が開始される。接合時間だけ超音波振動が継続されると第1打点の超音波接合が終了する(S2)。   The workpiece positioning device 30 acquires the position information of the first hit point position from the control device 20, and positions the negative terminal 53B and the voltage detection faston terminal 55 (see FIG. 3) on the anvil 41 (see FIG. 2). Position to. When the amplifying horn 43 of the ultrasonic bonding machine 40 is lowered and the tip 44 sandwiches the negative terminal 53B and the voltage detecting faston terminal 55 between the anvil 41 with a desired pressure, the vibrator 46 is activated. The amplifying horn 43 causes ultrasonic vibration at a desired vibration frequency, and joining of the first hitting point is started. When the ultrasonic vibration is continued for the joining time, the ultrasonic joining at the first spot is finished (S2).

次に、制御装置20は、データベース10から取得した銅製の平板Bである負極端子53Bの物理特性情報、すなわち材質、ヤング率E、波長定数kおよび振動伝播特性に基づいて上記のような演算を行い、超音波接合時に、第1打点にあらかじめ定められている接合強度基準値以上の応力を与えない第2打点の最適位置を演算する。具体的には、第2打点位置57を第1打点位置54から振動波形の波長のλ/4離れた位置を避ける位置、または、第1打点位置54からλ/4±λ/16、λ/4±λ/12またはλ/4±λ/8離れた範囲の領域を接合禁止領域として、これらの接合禁止領域を除く領域に第2打点位を設定する(S3)。   Next, the control device 20 performs the above calculation based on the physical characteristic information of the negative electrode terminal 53B, which is the copper flat plate B obtained from the database 10, that is, the material, Young's modulus E, wavelength constant k, and vibration propagation characteristic. And an optimum position of the second hitting point that does not give a stress greater than a predetermined bonding strength reference value to the first hitting point is calculated during ultrasonic bonding. Specifically, the position where the second hit point position 57 is away from the first hit point position 54 by λ / 4 of the wavelength of the vibration waveform, or the first hit point position 54 is λ / 4 ± λ / 16, λ / A region in the range of 4 ± λ / 12 or λ / 4 ± λ / 8 is set as a bonding prohibited region, and the second spot position is set in a region excluding these bonding prohibited regions (S3).

制御装置20は、演算された第2打点位置をワーク位置決め装置30に出力し、ワーク位置決め装置30は、制御装置20から第2打点位置の位置情報を取得して、負極端子53Bと正極端子52A(図3参照)をアンビル41上(図2参照)でその位置に位置決めする。超音波接合機40の増幅用ホーン43が下降してチップ44がアンビル41との間で負極端子53Bと正極端子52Aを所望の加圧力で挟み込むと、振動子46が作動して増幅用ホーン43が所望の振動周波数で超音波振動を起こし、第2打点の接合が開始される。接合時間だけ超音波振動が継続されると第2打点の超音波接合が終了する(S4)。   The control device 20 outputs the calculated second hit point position to the work positioning device 30, and the work positioning device 30 acquires the position information of the second hit point position from the control device 20, and the negative terminal 53B and the positive terminal 52A. (See FIG. 3) is positioned at that position on the anvil 41 (see FIG. 2). When the amplifying horn 43 of the ultrasonic bonding machine 40 is lowered and the tip 44 sandwiches the negative terminal 53B and the positive terminal 52A between the anvil 41 with a desired pressure, the vibrator 46 operates to amplify the horn 43. Causes ultrasonic vibration at a desired vibration frequency, and the joining of the second spot is started. When the ultrasonic vibration is continued for the joining time, the ultrasonic joining at the second spot is finished (S4).

以上のように、本発明によれば、第1打点に対して接合強度基準値以上の応力を与えない位置を第2打点とすることができるので、信頼性の高い超音波接合が可能になり、厳密な検査を省略することができて生産効率も向上する。   As described above, according to the present invention, a position where no stress greater than the bonding strength reference value is applied to the first hit point can be set as the second hit point, so that highly reliable ultrasonic bonding can be performed. Strict inspection can be omitted and production efficiency is improved.

図8は、本発明を適用した場合に第1打点位置にかかる実際の応力を実験によって求める場合の具体的な構成を示す図である。図に示すように平板Aはファストン端子を想定したものであり、厚みtが0.5mmの非常に薄い真鍮製の薄膜である。平板BまたはCは幅90mm、奥行き40mm、厚みtが0.2mmの非常に薄い銅製またはアルミ製の薄膜である。超音波接合は第1打点位置54および第2打点位置57のそれぞれにおいて、12mm×6mmの面積の領域に周波数が19.15KHzの強制振動を20μmの振幅で与える。強制振動を加える部分の真下の部分は完全に固定する。強制振動を与える方向は図示されているように平板Bの奥行き方向である。第1打点は平板AとBを接合し、第2打点は平板BまたはCを他の部材と接合する。
[実施例1]
上記のような条件で、平板B(銅)に対して第1打点位置と第2打点位置との距離(以下、加振距離)を72mmに設定し、第2打点で超音波接合を行った。加振距離が72mmということは、振動波形の波長が206mmであるので、振動波形の波長のλ/4離れた位置(52mm)を避けており、λ/4±λ/16(38mm〜64mm)、さらにはλ/4±λ/12(35mm〜69mm)の範囲も避けている領域に第2打点位置を設定していることになる。
FIG. 8 is a diagram showing a specific configuration in the case where the actual stress applied to the first hit point position is obtained by experiment when the present invention is applied. As shown in the figure, the flat plate A is assumed to be a Faston terminal, and is a very thin brass thin film having a thickness t of 0.5 mm. The flat plate B or C is a very thin copper or aluminum thin film having a width of 90 mm, a depth of 40 mm, and a thickness t of 0.2 mm. In the ultrasonic bonding, a forced vibration having a frequency of 19.15 KHz is applied to a region having an area of 12 mm × 6 mm with an amplitude of 20 μm at each of the first spot position 54 and the second spot position 57. The part directly under the part where the forced vibration is applied is completely fixed. The direction in which the forced vibration is applied is the depth direction of the flat plate B as shown in the figure. The first spot joins the flat plates A and B, and the second spot joins the flat plate B or C with another member.
[Example 1]
Under the conditions as described above, the distance between the first striking point position and the second striking point position (hereinafter referred to as excitation distance) was set to 72 mm with respect to the flat plate B (copper), and ultrasonic bonding was performed at the second striking point. . When the excitation distance is 72 mm, the wavelength of the vibration waveform is 206 mm, and therefore, a position λ / 4 away from the wavelength of the vibration waveform (52 mm) is avoided, and λ / 4 ± λ / 16 (38 mm to 64 mm). In addition, the second spot position is set in a region that avoids the range of λ / 4 ± λ / 12 (35 mm to 69 mm).

その結果は、CAE解析により、平板Aのファストン端子で発生する最大の応力は0.336×10Paであることがわかった。つまり第2打点を第1打点から72mm離すと第1打点にかかる応力はかなり小さくなることがわかった。
[実施例2]
平板B(銅)に対して加振距離を52mmに設定し、第2打点で超音波接合を行った。加振距離が52mmということは、ちょうど振動波形の波長のλ/4離れた位置(52mm)に第2打点位置を設定していることになる。
As a result, it was found by CAE analysis that the maximum stress generated at the Faston terminal of the flat plate A was 0.336 × 10 9 Pa. That is, it was found that the stress applied to the first hit point is considerably reduced when the second hit point is 72 mm away from the first hit point.
[Example 2]
The excitation distance was set to 52 mm for the flat plate B (copper), and ultrasonic bonding was performed at the second spot. When the excitation distance is 52 mm, the second hit point position is set at a position (52 mm) that is exactly λ / 4 of the wavelength of the vibration waveform.

その結果は、平板Aのファストン端子で発生する最大の応力は0.534×1011Paであることがわかった。つまり第2打点を第1打点から52mm離すと第1打点にかかる応力は非常に大きくなることがわかった。
[実施例3]
平板B(銅)に対して加振距離を26mmに設定し、第2打点で超音波接合を行った。加振距離が26mmということは、振動波形の波長のλ/4離れた位置(52mm)を避けており、λ/4±λ/16(38mm〜64mm)、さらにはλ/4±λ/12(35mm〜69mm)の範囲も避けている領域に第2打点位置を設定していることになる。
As a result, it was found that the maximum stress generated at the Faston terminal of the flat plate A was 0.534 × 10 11 Pa. That is, it was found that the stress applied to the first hit point becomes very large when the second hit point is 52 mm away from the first hit point.
[Example 3]
The excitation distance was set to 26 mm for the flat plate B (copper), and ultrasonic bonding was performed at the second spot. The excitation distance of 26 mm avoids a position (52 mm) away from the wavelength of the vibration waveform by λ / 4, λ / 4 ± λ / 16 (38 mm to 64 mm), and further λ / 4 ± λ / 12. The second hit point position is set in a region that avoids the range of (35 mm to 69 mm).

その結果は、平板Aのファストン端子で発生する最大の応力は0.156×1010Paであることがわかった。つまり第2打点を第1打点から26mm離すと第1打点にかかる応力は実施例1ほどではないが小さくなることがわかった。
[実施例4]
次に、平板C(アルミ)に対して加振距離を70mmに設定し、第2打点で超音波接合を行った。加振距離が70mmということは、振動波形の波長のλ/4離れた位置(52mm)を避けており、λ/4±λ/16(38mm〜64mm)、さらにはλ/4±λ/12(35mm〜69mm)の範囲も避けている領域に第2打点位置を設定していることになる。
As a result, it was found that the maximum stress generated at the Faston terminal of the flat plate A was 0.156 × 10 10 Pa. That is, it was found that the stress applied to the first hit point is not as large as that of Example 1 when the second hit point is separated from the first hit point by 26 mm.
[Example 4]
Next, the excitation distance was set to 70 mm for the flat plate C (aluminum), and ultrasonic bonding was performed at the second spot. The excitation distance of 70 mm avoids a position (52 mm) away from the wavelength of the vibration waveform by λ / 4, λ / 4 ± λ / 16 (38 mm to 64 mm), and further λ / 4 ± λ / 12. The second hit point position is set in a region that avoids the range of (35 mm to 69 mm).

その結果は、平板Aのファストン端子で発生する最大の応力は0.337×10Paであることがわかった。つまり第2打点を第1打点から70mm離すと第1打点にかかる応力はかなり小さくなることがわかった。
[実施例5]
平板C(アルミ)に対して加振距離を52mmに設定し、第2打点で超音波接合を行った。加振距離が52mmということは、ちょうど振動波形の波長のλ/4離れた位置(52mm)に第2打点位置を設定していることになる。
As a result, it was found that the maximum stress generated at the Faston terminal of the flat plate A was 0.337 × 10 9 Pa. That is, it was found that the stress applied to the first hit point is considerably reduced when the second hit point is separated from the first hit point by 70 mm.
[Example 5]
The excitation distance was set to 52 mm for the flat plate C (aluminum), and ultrasonic bonding was performed at the second spot. When the excitation distance is 52 mm, the second hit point position is set at a position (52 mm) that is exactly λ / 4 of the wavelength of the vibration waveform.

その結果は、平板Aのファストン端子で発生する最大の応力は0.779×10Paであることがわかった。つまり第2打点を第1打点から52mm離すと第1打点にかかる応力は大きくなることがわかった。
[実施例6]
平板C(アルミ)に対して加振距離を26mmに設定し、第2打点で超音波接合を行った。加振距離が26mmということは、振動波形の波長のλ/4離れた位置(52mm)を避けており、λ/4±λ/16(38mm〜64mm)、さらにはλ/4±λ/12(35mm〜69mm)の範囲も避けている領域に第2打点位置を設定していることになる。
As a result, it was found that the maximum stress generated at the faston terminal of the flat plate A was 0.779 × 10 9 Pa. That is, it was found that the stress applied to the first hit point increases when the second hit point is 52 mm away from the first hit point.
[Example 6]
The excitation distance was set to 26 mm for the flat plate C (aluminum), and ultrasonic bonding was performed at the second spot. The excitation distance of 26 mm avoids a position (52 mm) away from the wavelength of the vibration waveform by λ / 4, λ / 4 ± λ / 16 (38 mm to 64 mm), and further λ / 4 ± λ / 12. The second hit point position is set in a region that avoids the range of (35 mm to 69 mm).

その結果は、平板Aのファストン端子で発生する最大の応力は0.447×1010Paであることがわかった。つまり第2打点を第1打点から26mm離すと第1打点にかかる応力は実施例1ほどではないが小さくなることがわかった。なお、第2打点位置57における加振部分の応力は、加振されている部分のみに大きな応力がかかっていることがわかった。 As a result, it was found that the maximum stress generated at the Faston terminal of the flat plate A was 0.447 × 10 10 Pa. That is, it was found that the stress applied to the first hit point is not as large as that of Example 1 when the second hit point is separated from the first hit point by 26 mm. In addition, it turned out that the stress of the vibration part in the 2nd hit point position 57 has applied big stress only to the part currently vibrated.

以上、実施例1〜6の結果をまとめると下記表1のようになる。   The results of Examples 1 to 6 are summarized as shown in Table 1 below.

Figure 2005349448
Figure 2005349448

この表の結果を見れば明らかであるが、第2打点位置57を第1打点位置54から振動波形の波長のλ/4離れた位置を避ける位置、または、第1打点位置54からλ/4±λ/16、λ/4±λ/12またはλ/4±λ/8離れた範囲の領域を接合禁止領域として、これらの接合禁止領域を除く領域に第2打点位を設定することが、接合品質の向上にいかに効果があることかがわかる。   As is apparent from the results of this table, the second hit point position 57 is a position that avoids the position where the wavelength of the vibration waveform is λ / 4 away from the first hit point position 54, or the first hit point position 54 is λ / 4. It is possible to set a second striking position in a region excluding these joint prohibition regions, with a region in the range separated by ± λ / 16, λ / 4 ± λ / 12, or λ / 4 ± λ / 8 as a joint prohibition region, You can see how effective it is to improve the bonding quality.

本発明を用いれば、耐震特性に優れた高信頼の電池を製造することができるので、本発明は特に自動車に搭載する電池の分野で応用することができる。   If the present invention is used, a highly reliable battery having excellent earthquake resistance can be manufactured. Therefore, the present invention can be applied particularly in the field of batteries mounted on automobiles.

本発明にかかる超音波接合装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic bonding apparatus according to the present invention. 超音波接合機の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an ultrasonic bonding machine. 本実施の形態で超音波接合が行われる扁平型電池の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the flat battery in which ultrasonic bonding is performed in this Embodiment. (a)、(b)は打点位置の説明に供する図である。(A), (b) is a figure where it uses for description of a hit point position. 第2打点位置を設定するための原理説明に供する図である。It is a figure where it uses for description of the principle for setting a 2nd hit point position. 第2打点位置を設定するための原理説明に供する図である。It is a figure where it uses for description of the principle for setting a 2nd hit point position. 本発明にかかる超音波接合方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the ultrasonic bonding method concerning this invention. 本発明を適用した場合に第1打点位置にかかる実際の応力を実験によって求める場合の具体的な構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure in the case of calculating | requiring the actual stress concerning a 1st hit point position by experiment when this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

10 データベース、
15 入力装置、
20 制御装置、
30 ワーク位置決め装置、
40 超音波接合機、
41 アンビル、
42 振動手段、
43 増幅用ホーン、
44 チップ、
45 高周波電源、
46 振動子、
50、50A、50B 扁平型電池、
51A ラミネートフィルム、
52A、52B 正極端子、
53A、53B 負極端子、
54 打点位置、
55 ファストン端子、
A、B、C 平板。
10 database,
15 input devices,
20 control device,
30 Work positioning device,
40 ultrasonic bonding machine,
41 Anvil,
42 vibration means,
43 Amplifying horn,
44 chips,
45 high frequency power supply,
46 vibrator,
50, 50A, 50B flat battery,
51A Laminate film,
52A, 52B positive terminal,
53A, 53B negative terminal,
54 RBI position,
55 Faston terminals,
A, B, C Flat plate.

Claims (10)

複数の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合するための超音波接合方法であって、
各部材を構成する材料の物理特性情報および超音波接合情報を取得する段階と、
前記超音波接合情報に基づいて第1打点の超音波接合を行う段階と、
前記材料の物理特性情報に基づいて超音波接合時前記第1打点にあらかじめ定められている接合強度基準値以上の応力を与えない第2打点の最適位置を演算する段階と、
前記超音波接合情報に基づいて前記最適位置に第2打点の超音波接合を行う段階と、
を含むことを特徴とする超音波接合方法。
An ultrasonic bonding method for ultrasonically bonding a plurality of members with different members for each hit point,
Acquiring physical property information and ultrasonic bonding information of the material constituting each member;
Performing ultrasonic bonding of the first spot based on the ultrasonic bonding information;
A step of calculating an optimum position of a second hit point that does not give a stress higher than a predetermined bond strength reference value to the first hit point at the time of ultrasonic bonding based on physical property information of the material;
Performing ultrasonic bonding of a second hit point at the optimum position based on the ultrasonic bonding information;
An ultrasonic bonding method comprising:
前記複数の部材はすべて材質の異なるA、B、Cの3枚の平板であり、前記第1打点はAとBの部材同士を接合するために、前記第2打点はBとCの部材同士を接合するためにそれぞれ超音波接合されることを特徴とする請求項1に記載の超音波接合方法。   The plurality of members are all three flat plates of A, B, and C of different materials, and the first hit point joins the A and B members, so the second hit point is between the B and C members. The ultrasonic bonding method according to claim 1, wherein the ultrasonic bonding is performed in order to bond the two. 前記材料の物理特性情報は、各部材の材質、ヤング率E、波長定数kおよび振動伝播特性を含み、これらの物理特性情報はデータベースとして記憶手段に記憶されているものを用いるか、または外部装置から入力されたものを用いることを特徴とする請求項1に記載の超音波接合方法。   The physical property information of the material includes the material of each member, Young's modulus E, wavelength constant k, and vibration propagation property. These physical property information is stored in a storage means as a database, or an external device. The ultrasonic bonding method according to claim 1, wherein a signal input from is used. 前記超音波接合情報は、第1打点の位置情報、振動周波数、加圧力および接合時間を含み、これらの超音波接合情報はデータベースとして記憶手段に記憶されているものを用いるか、または外部装置から入力されたものを用いることを特徴とする請求項1に記載の超音波接合方法。   The ultrasonic bonding information includes position information, vibration frequency, applied pressure, and bonding time of the first hit point. The ultrasonic bonding information is stored in the storage means as a database, or from an external device. 2. The ultrasonic bonding method according to claim 1, wherein an input one is used. 前記第2打点の最適位置は、
前記第2打点で超音波接合が行われているときに、前記部材を直接的に伝わる振動によって前記第1打点に加わる応力と前記部材の端面で反射して間接的に伝わる振動によって前記第1打点に加わる応力との合計値が前記接合強度基準値よりも小さい値を呈する位置であることを特徴とする請求項1に記載の超音波接合方法。
The optimum position of the second hit point is
When ultrasonic bonding is performed at the second hit point, the first hit point is caused by the stress applied to the first hit point by the vibration directly transmitted through the member and the vibration indirectly reflected by the end face of the member. 2. The ultrasonic bonding method according to claim 1, wherein the ultrasonic bonding method is a position where a total value of stress applied to the hitting point is smaller than the bonding strength reference value.
前記第2打点の最適位置は、
超音波接合時の振動周波数と前記部材の振動伝播特性とから求めた波長をλとした場合、前記第1打点位置から(n/2+1/4)λ:[nは正数]の位置を避ける位置に設定されることを特徴とする請求項1に記載の超音波接合方法。
The optimum position of the second hit point is
When the wavelength obtained from the vibration frequency at the time of ultrasonic bonding and the vibration propagation characteristic of the member is λ, a position of (n / 2 + 1/4) λ: [n is a positive number] from the first hit point position is avoided. The ultrasonic bonding method according to claim 1, wherein the ultrasonic bonding method is set to a position.
複数の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合する超音波接合装置であって、
各部材を構成する材料の物理特性情報および超音波接合情報を記憶するデータベースと、
前記超音波接合情報に基づいて第1打点位置を演算するとともに前記材料の物理特性情報に基づいて超音波接合時前記第1打点にあらかじめ定められている接合強度基準値以上の応力を与えない最適な第2打点位置を演算する打点位置演算手段と、
演算された第1打点位置と第2打点位置に前記部材を位置決めする位置決め手段と、
前記超音波接合情報に基づいて前記第1打点位置と前記第2打点位置を超音波接合する超音波接合手段と、
を有することを特徴とする超音波接合装置。
An ultrasonic bonding apparatus that ultrasonically bonds a plurality of members with different members for each hit point,
A database for storing physical property information and ultrasonic bonding information of materials constituting each member;
Optimum that calculates a first hit point position based on the ultrasonic bonding information and does not give a stress exceeding a predetermined bonding strength reference value to the first hit point during ultrasonic bonding based on physical property information of the material A hit point position calculating means for calculating the second hit point position;
Positioning means for positioning the member at the calculated first hit point position and second hit point position;
Ultrasonic bonding means for ultrasonic bonding the first hit point position and the second hit point position based on the ultrasonic bonding information;
An ultrasonic bonding apparatus comprising:
前記材料の物理特性情報は、各部材の材質、ヤング率E、波長定数kおよび振動伝播特性を含むことを特徴とする請求項7に記載の超音波接合装置。   The ultrasonic bonding apparatus according to claim 7, wherein the physical property information of the material includes a material of each member, a Young's modulus E, a wavelength constant k, and a vibration propagation property. 前記超音波接合情報は、第1打点の位置情報、振動周波数、加圧力および接合時間を含むことを特徴とする請求項7に記載の超音波接合装置。   The ultrasonic bonding apparatus according to claim 7, wherein the ultrasonic bonding information includes position information of a first hit point, a vibration frequency, a pressing force, and a bonding time. 前記最適な第2打点位置は、
超音波接合時の振動周波数と前記部材の振動伝播特性とから求めた波長をλとした場合、前記第1打点位置から(n/2+1/4)λ:[nは正数]の位置を避ける位置に設定されることを特徴とする請求項7に記載の超音波接合装置。
The optimal second hit point position is
When the wavelength obtained from the vibration frequency at the time of ultrasonic bonding and the vibration propagation characteristic of the member is λ, a position of (n / 2 + 1/4) λ: [n is a positive number] from the first hit point position is avoided. The ultrasonic bonding apparatus according to claim 7, wherein the ultrasonic bonding apparatus is set to a position.
JP2004174252A 2004-06-11 2004-06-11 Ultrasonic bonding method and apparatus Expired - Fee Related JP4625892B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004174252A JP4625892B2 (en) 2004-06-11 2004-06-11 Ultrasonic bonding method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004174252A JP4625892B2 (en) 2004-06-11 2004-06-11 Ultrasonic bonding method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005349448A true JP2005349448A (en) 2005-12-22
JP4625892B2 JP4625892B2 (en) 2011-02-02

Family

ID=35584334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004174252A Expired - Fee Related JP4625892B2 (en) 2004-06-11 2004-06-11 Ultrasonic bonding method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4625892B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006181622A (en) * 2004-12-28 2006-07-13 Nissan Motor Co Ltd Ultrasonic joining device and ultrasonic jointing method
JP2009187895A (en) * 2008-02-08 2009-08-20 Nec Tokin Corp Packed batteries, and battery pack

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62117314A (en) * 1985-11-15 1987-05-28 シ−ケ−デイ株式会社 Welding of electrode foil and terminal line of electrolytic capacitor
JPH02187286A (en) * 1988-11-11 1990-07-23 Dynapert Inc Automatic wire welder
JPH09207219A (en) * 1996-01-26 1997-08-12 Emerson Electric Co Joining device and joining
JP2001314980A (en) * 2000-05-02 2001-11-13 Pioneer Frame Kk Method for welding metal plate
JP2002067162A (en) * 2000-08-29 2002-03-05 Kaijo Corp Bonding head, and bonding device equipped with the same
JP2002096180A (en) * 2000-07-17 2002-04-02 Topre Corp Ultrasonic welding machine
JP2002141660A (en) * 2000-10-31 2002-05-17 Fujikura Ltd Method for connecting flexible printed board to each other
JP2002141051A (en) * 2000-11-01 2002-05-17 Sony Corp Battery and its manufacturing method
JP2003126967A (en) * 2001-10-16 2003-05-08 Yazaki Corp Ultrasonic welding device
JP2003223880A (en) * 2001-12-18 2003-08-08 Ngk Spark Plug Co Ltd Method for connecting lead to battery tab

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62117314A (en) * 1985-11-15 1987-05-28 シ−ケ−デイ株式会社 Welding of electrode foil and terminal line of electrolytic capacitor
JPH02187286A (en) * 1988-11-11 1990-07-23 Dynapert Inc Automatic wire welder
JPH09207219A (en) * 1996-01-26 1997-08-12 Emerson Electric Co Joining device and joining
JP2001314980A (en) * 2000-05-02 2001-11-13 Pioneer Frame Kk Method for welding metal plate
JP2002096180A (en) * 2000-07-17 2002-04-02 Topre Corp Ultrasonic welding machine
JP2002067162A (en) * 2000-08-29 2002-03-05 Kaijo Corp Bonding head, and bonding device equipped with the same
JP2002141660A (en) * 2000-10-31 2002-05-17 Fujikura Ltd Method for connecting flexible printed board to each other
JP2002141051A (en) * 2000-11-01 2002-05-17 Sony Corp Battery and its manufacturing method
JP2003126967A (en) * 2001-10-16 2003-05-08 Yazaki Corp Ultrasonic welding device
JP2003223880A (en) * 2001-12-18 2003-08-08 Ngk Spark Plug Co Ltd Method for connecting lead to battery tab

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006181622A (en) * 2004-12-28 2006-07-13 Nissan Motor Co Ltd Ultrasonic joining device and ultrasonic jointing method
JP2009187895A (en) * 2008-02-08 2009-08-20 Nec Tokin Corp Packed batteries, and battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
JP4625892B2 (en) 2011-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1097869B1 (en) Ultrasonic sealer
CN103418906B (en) There is the vibration welding system of thin film sensor
JP4946098B2 (en) Bonding structure of ultrasonic bonding
JP2013143337A (en) Manufacturing method of secondary battery, secondary battery, and welding device
Kang et al. Dynamic stress analysis of battery tabs under ultrasonic welding
JP2008142739A (en) Ultrasonic welder and method for controlling the same, and welding inspection apparatus for ultrasonic welding and welding inspection method therefor
Asami et al. Ultrasonic welding of dissimilar metals by vibration with planar locus
JP4625892B2 (en) Ultrasonic bonding method and apparatus
JP5038989B2 (en) Ultrasonic metal bonding machine
TWI226853B (en) Method for determining optimum bonding parameters for bonding with a wire bonder
JP2016117100A (en) Bonding device
JP5510439B2 (en) Bonding structure of ultrasonic bonding
JP6673634B2 (en) Ultrasonic bonding method
JP2005349450A (en) Ultrasonic joining method and ultrasonic joining device
JP2005349449A (en) Ultrasonic joining method and ultrasonic joining device
JP4360279B2 (en) Joining quality confirmation method and apparatus
JP6774812B2 (en) Ultrasonic bonding device
JP2002282788A (en) Ultrasonic wave generator
JP4102596B2 (en) Ultrasonic welding equipment
JP4442183B2 (en) Ultrasonic welding machine
JP6909333B2 (en) Ultrasonic bonding device
JP2009043469A (en) Manufacturing method of battery, and inspection method of battery
JP2022061156A (en) Ultrasonic bonding device
JP7054912B2 (en) Joining method by ultrasonic vibration or sonic vibration
JP5646928B2 (en) Ultrasonic vibrator and ultrasonic welder using ultrasonic vibrator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070608

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100623

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100831

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100924

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees