JP6558154B2 - Bonding method, bonding state determination method, bonding apparatus, and bonding state determination apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、接合方法、接合状態判定方法、接合装置及び接合状態判定装置に関する。 The present invention relates to a bonding method, a bonding state determination method, a bonding apparatus, and a bonding state determination apparatus.
従来、接合部材と被接合部材とをレーザ光の照射によって接合する技術がある。このとき、接合部材と被接合部材との接合面がともに平面形状であり、且つ接合部材と被接合部材とが、ともに固定部材の上に載置されておらず不安定な状態である場合には、通常、接合面同士の当接を維持させるためクリップ等の固定手段によって接合部材と被接合部材とを圧着し固定する方法が用いられている。そして、クリップにより接合面同士の当接が維持された状態で、接合部材と被接合部材とをレーザ光の照射により接合する。また、その他にもレーザ光を照射することにより二部材(接合部材と被接合部材)の接合を行なう技術としては、特許文献1、2に示すものがある。
Conventionally, there is a technique for joining a joining member and a member to be joined by laser light irradiation. At this time, when the joining surfaces of the joining member and the member to be joined are both flat and the joining member and the member to be joined are not placed on the fixed member and are in an unstable state. In general, a method is used in which a joining member and a member to be joined are pressure-bonded and fixed by fixing means such as a clip in order to maintain contact between the joining surfaces. And a joining member and a to-be-joined member are joined by irradiation of a laser beam in the state where contact of joining surfaces was maintained with a clip. In addition,
しかしながら、通常、行なわれるクリップ等の固定手段を用いた接合部材と被接合部材との接合では、クリップ等の取り付け、取り外し工程が増え、コストが増加する。また、接合時のみに使用されるクリップを取付けるためのスペースが接合部材及び被接合部材の周辺に必要となり、最終製品が大型化する虞もある。 However, normally, in joining of a joining member and a member to be joined using fixing means such as a clip, the attachment and removal processes of the clip and the like increase, and the cost increases. Further, a space for attaching a clip used only at the time of joining is required around the joining member and the joined member, which may increase the size of the final product.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、レーザ光による接合部材と被接合部材との接合において、クリップ等の固定手段を用いず、容易に接合できる接合方法、接合状態判定方法、接合装置及び接合状態判定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in joining a joining member and a member to be joined by laser light, a joining method and a joining state determination that can be easily joined without using a fixing means such as a clip. It is an object to provide a method, a joining device, and a joining state determination device.
本発明に係る請求項1の接合方法は、接合部材と被接合部材とをレーザ光の照射によって接合する接合方法であって、前記接合部材の先端側を前記被接合部材に当接させ、前記接合部材の基端側を前記被接合部材に対して隙間を有した状態とし、且つ、前記被接合部材からの反力により前記接合部材の先端側が押圧されることで前記接合部材を撓み変形させた状態とする押圧工程と、前記接合部材の屈曲対象部位に第一レーザ光を照射することにより、前記屈曲対象部位を屈曲させる屈曲工程と、前記接合部材の先端と前記屈曲対象部位の間のうち所定の接合部位に第二レーザ光を照射することにより、前記被接合部材と前記接合部材とを接合する接合工程と、を備える。
The joining method according to
上記接合方法により、接合前に撓み変形されて固定された接合部材は、屈曲工程で第一レーザ光が屈曲対象部位に照射され、屈曲対象部位が屈曲されると撓み変形が解消される。これにより、接合部材の屈曲対象部位が被接合部材に接近し、延いては、接合部材の先端と屈曲対象部位の間の何れかの部位が、被接合部材に接触し、この接触状態を維持する。このため、接合部材と被接合部材とは、クリップ等の固定手段を用いずに接合可能となる。従って、クリップ等の固定手段の取り付け、取り外し工程は不要となり、製造コストが抑制される。また、接合時のみに使用されるクリップ等の固定手段を取付けるためのスペースも不要となるため、接合部材及び被接合部材の周辺のスペースを小さくすることができ、最終製品の小型化に寄与できる。 By the above-described joining method, the joining member that has been deformed and fixed before joining is irradiated with the first laser beam in the bending process, and the bending deformation is eliminated when the bending target part is bent. As a result, the portion to be bent of the joining member approaches the member to be joined, and as a result, any portion between the tip of the joining member and the portion to be bent comes into contact with the member to be joined, and this contact state is maintained. To do. For this reason, the joining member and the member to be joined can be joined without using a fixing means such as a clip. Accordingly, the attaching and detaching steps of the fixing means such as the clip are not necessary, and the manufacturing cost is suppressed. In addition, since a space for attaching a fixing means such as a clip used only for joining is not required, the space around the joining member and the joined member can be reduced, which can contribute to downsizing of the final product. .
<第一実施形態>
本発明の第一実施形態に係る接合装置について、図面に基づき説明する。図1は、接合装置10の概要図である。図1において、接合装置10は、第一端子50にレーザ光を照射することによって第一端子50と、第二端子60とを溶接により接合する装置である。なお、第一端子50は、接合部材に相当し、接合における第一端子50の相手部材となる第二端子60は、被接合部材に相当する。
<First embodiment>
A joining apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of the joining
接合装置10の説明の都合上、まず、接合対象となる第一端子50及び第二端子60について説明する。なお、以降の説明においては、図1の上側を上方、下側を下方として説明する。本実施形態においては、第一端子50及び第二端子60の材質は、ともに銅である。ただし、銅はあくまで一例を例示しただけであって、銅には限らない。第一端子50及び第二端子60の材質は、レーザ光の照射による接合が可能な部材であればどのようなものでもよい。
For convenience of description of the
図1に示すように、本実施形態において、第一端子50は、例えば、半導体素子Tから延びるリード線である。第一端子50(接合部材)は、長尺状の部材であり、好ましくは自由端を備える。半導体素子Tは、一例としてMOS(Metal Oxide Semiconductor)と呼称される半導体素子を適用する。また、第二端子60は、例えば、所定の伝導率を有するバスバーである。これらは何れも公知であるため、詳細な説明は省略する。また、本実施形態において第一端子50は、第二端子60に対して、比較的、弾性変形が容易な形状で形成される。なお、以降、接合部材を第一端子50とし、被接合部材を第二端子60として説明していくが、適宜、第一端子50と第二端子60の関係を逆にして読み替えてもよい。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the
図1に示すように、半導体素子Tは、ボルトBによってハウジング5の取り付け面5aに固定される。また、第二端子60は、図1に示すように配置される。第二端子60は、ハウジング5とは異なる例えば図略のモータ等に固定され、ハウジング5との相対位置関係が保持される。なお、図1に示す状態は、これから接合される第一端子50及び第二端子60の接合準備が整った状態である。第二端子60の形状は、レーザ光の照射による接合の前後においてあまり変化はないものとする。
As shown in FIG. 1, the semiconductor element T is fixed to the
半導体素子Tがハウジング5に固定される前の状態において、第一端子50は、図2に示す実線の形状を有している。このため、第一端子50のハウジング5への固定後に、第一端子50を図1に示す状態とするよう、まず、第一端子50の先端51を第二端子60の図2における上端に当接させる。また、半導体素子Tにおいて、第一端子50の基端52が固定される面Taの反対側の面Tbのうちハウジング5側の角部が支点Qとなるようハウジング5上に当接させる。このような状態から、支点Qを中心に半導体素子T、及び第一端子50が、図2中の矢印Ar1、Ar2方向に回転するよう半導体素子Tに回転力を付与する。これにより、第一端子50では、図1に示す状態である第一端子50の自由端である先端51側を第二端子60に当接させ、第一端子50の基端52側を第二端子60に対して隙間Cを有した状態とする。また、第二端子60により第一端子50の先端51側が矢印Ar1の反力Ar3で押圧されることで第一端子50を撓み変形させた状態とする(図1の実線、及び図2の二点鎖線参照)。このように、第一端子50の状態を、図1に示す状態となるようにセットすることで、レーザ接合を行なう事前の準備が完了する。
In a state before the semiconductor element T is fixed to the
なお、上記において、ハウジング5は、半導体素子Tで発生する熱を放熱するヒートスプレッダとして機能する。また、本実施形態においては、第二端子60は、第一端子50に対し変形しにくい形状を有しているため、図1に示す状態においては、第一端子50側が変形し第二端子60には大きな変形はないものとする。
In the above, the
(1.接合装置10の構成)
次に、接合装置10について説明する。図1に示すように、接合装置10は、第一レーザ光源So1と、第二レーザ光源So2、制御装置20と、を備える。
図1、図3に示すように、第一レーザ光源So1は、レーザ発振器、レーザヘッド等によって生成される第一レーザ光L1を所定の位置である屈曲対象部位53に向かって照射する。レーザ発振器等のレーザ生成に係る装置については、公知であるので、図及び詳細な説明については省略する。第一レーザ光源So1が照射する第一レーザ光L1は、照射された第一端子50の屈曲対象部位53を昇温させて、屈曲対象部位53を軟化させるレーザである。
(1. Configuration of joining device 10)
Next, the
As shown in FIGS. 1 and 3, the first laser light source So1 irradiates a first laser beam L1 generated by a laser oscillator, a laser head, or the like toward a bending
屈曲対象部位53は、第二端子60と対向する第一端子50の接合面50aに背向する背向面50b内に設定される部位である。屈曲対象部位53の位置は、例えば、撓み変形された第一端子50の屈曲対象部位53に第一レーザ光L1が照射されたときに第一端子50が所望の形状に変形するよう設定される。つまり、屈曲対象部位53で屈曲された場合に、第一端子50の接合面50aにおいて、先端51から屈曲対象部位53までの間のうち少なくとも所定の面積を有する面を、第二端子60に接近させ、且つ第二端子60の接合面60aに接触可能とする位置に設定される。その位置は事前に実験等に基づき任意に設定される。
The bending
図1、図5に示すように、第二レーザ光源So2は、第一端子50の先端51と屈曲対象部位53の間のうち所定の接合部位54に第二レーザ光L2を照射することにより、第二端子60と第一端子50とを接合する。図5に示すように、本実施形態において、所定の接合部位54は、屈曲対象部位53より第一端子50の先端51側に位置する。第二レーザ光源So2が照射する第二レーザ光L2は、照射された第一端子50の接合部位54を昇温し溶融させて第一端子50と第二端子60とを接合させるレーザである。
As shown in FIG. 1 and FIG. 5, the second laser light source So2 irradiates a predetermined joining
なお、第一レーザ光源So1と第二レーザ光源So2とは同じものでもよいし、別のものでもよい。本実施形態では、第一レーザ光源So1と第二レーザ光源So2とは同じものである。第一レーザ光源So1による第一レーザ光L1の屈曲対象部位53への照射が終了すると、制御装置20は、第一レーザ光源So1に設けられた図略のアクチュエータを作動させ、第一レーザ光源So1を第二レーザ光源So2が配置される位置まで移動させ、第二レーザ光源So2として使用する。第二レーザ光源So2として使用する際には、第一レーザ光源So1が照射する第一レーザ光L1の出力を、第二レーザ光源So2が照射する第二レーザ光L2用の出力に切り替える。なお、この態様に限らず、第一レーザ光源So1及び第二レーザ光源So2が、別体であり、それぞれレーザ発振器、レーザヘッド等を備えていてもよい。
The first laser light source So1 and the second laser light source So2 may be the same or different. In the present embodiment, the first laser light source So1 and the second laser light source So2 are the same. When the irradiation of the first laser light L1 to the
制御装置20は、第一レーザ光照射制御部21と、第二レーザ光照射制御部22と、接触状態判定部23とを備える。接触状態判定部23は、第二端子60の温度を測定する赤外線温度センサ23aと接続される。そして、接触状態判定部23は、赤外線温度センサ23aによって検出される第二端子60の温度を適宜、取得する。
The
第一レーザ光照射制御部21は、第一レーザ光源So1から照射される第一レーザ光L1の照射を制御する。詳細には、第一レーザ光源So1から照射される第一レーザ光L1の照射のON−OFF、及び照射時間t1等を制御する。照射時間t1は、第一レーザ光L1を第一端子50の屈曲対象部位53に照射したときに、屈曲対象部位53において第一端子50が良好に屈曲する時間が予め実験により導出されて設定される。
The first laser light
第二レーザ光照射制御部22は、第二レーザ光源So2から照射される第二レーザ光L2の照射を制御する。詳細には、第二レーザ光源So2から照射される第二レーザ光L2の照射のON−OFF、及び照射時間t2を制御する。照射時間t2は、第二レーザ光L2を第一端子50の先端51と屈曲対象部位53の間のうち所定の接合部位54に照射したときに、接合部位54を加熱し、その熱を第二端子60まで伝達させることで第二端子60と第一端子50との接合が可能となる時間が予め実験により導出されて設定される。
The second laser light
接触状態判定部23は、第一端子50の屈曲対象部位53が第一レーザ光照射制御部21によって制御された第一レーザ光L1の照射によって屈曲されたのち、第一端子50の先端51側から屈曲対象部位53までの間において、所定量を超える面積での第二端子60への接触があったか否かを判定する。このとき、判定の指標は、第二端子60の温度変化量である。第二端子60の温度変化量とは、屈曲対象部位53に対して第一レーザ光L1の照射が行なわれる前の第二端子60の温度Temp1と、所定時間、屈曲対象部位53に対する第一レーザ光L1の照射がされ第一端子50が屈曲された後における第二端子60の温度Temp2との間の差(Temp2−Temp1)をいう。
The contact
なお、第一端子50と第二端子60との接触面積の大小は、第一レーザ光L1の照射によって温度上昇した第一端子50が有する熱量が接触面を介して第二端子60に伝達される熱量の大小に比例する。これにより、第二端子60の温度変化量を検出することによって、第一端子50と第二端子60との接触面積の大きさが判定できる。従って、第二端子60が所定以上温度変化したときには、第一端子50と第二端子60とが、所定量を超える面積で接触しているといえる。なお、上記のような判定を行なうため、接触状態判定部23は、第一端子50の温度、第一端子50と第二端子60との接触面積、及び第二端子60の温度の関係を事前に取得して、図略の記憶部に有している。
The contact area between the
接触状態判定部23において、第一端子50が所定量を超える面積で第二端子60に接触したと判定されると、制御装置20の第二レーザ光照射制御部22が、高出力である第二レーザ光源So2による第二レーザ光L2の照射を制御する。これにより、第二レーザ光L2を第一端子50の先端51と屈曲対象部位53との間の任意の位置に設けられる所定の接合部位54に照射し、第二端子60と第一端子50とを接合する。なお、前述したように、第二レーザ光源So2の位置及び第二レーザ光L2の出力は、第一レーザ光源So1の位置及び第一レーザ光L1の出力とは異なる。よって、制御装置20は、接触状態判定部23において、第一端子50が所定量を超える面積で第二端子60に接触したと判定すると、図略のアクチュエータを制御して、第一レーザ光源So1を第二レーザ光源So2の位置に移動させ、第二レーザ光源So2とする。また、出力も切り替えて第二レーザ光L2とする。
When the contact
(2.接合方法)
次に、接合方法について図3〜5、図6のフローチャートに基づき説明する。本実施形態に係る接合方法は、押圧工程S1と、屈曲工程S2と、接触状態判定工程S3と、接合工程S4と、を備える。
押圧工程S1は、図1、図2に示すように、第一端子50の先端51側を第二端子60の上端に当接させる。そして、第一端子50の基端52側を第二端子60に対して隙間Cを有した状態とし、且つ、第二端子60により第一端子50の先端51側が押圧されることで第一端子50を撓み変形させる。そして、このような状態が維持可能なように、第一端子50の基端52が固定される半導体素子Tをハウジング5の取付け面5aに固定する。これによって、本発明に係るレーザ接合の準備が完了する(図1、図3参照)。
(2. Joining method)
Next, a joining method will be described based on the flowcharts of FIGS. The joining method according to the present embodiment includes a pressing step S1, a bending step S2, a contact state determining step S3, and a joining step S4.
In the pressing step S <b> 1, as shown in FIGS. 1 and 2, the
屈曲工程S2では、制御装置20の第一レーザ光照射制御部21が、図3に示すように、第一レーザ光源So1から照射される第一レーザ光L1の照射を制御する。そして、第一端子50の背向面50bに設けられた屈曲対象部位53に第一レーザ光L1を照射する。これにより、図4に示すように、屈曲対象部位53を所定量屈曲させる。詳細には、屈曲対象部位53に対する第一レーザ光L1の照射によって、屈曲対象部位53は昇温され軟化される。このため、第一端子50の撓み変形が解消される。そして、屈曲対象部位53を境界として、先端51側の部位M及び基端52側の部位Nがそれぞれ直線状となり、屈曲対象部位53及び先端51側の部位Mが第二端子60に接近し接触する(図4参照)。このように、第一端子50及び第二端子60を、冶具を用いて圧着しなくても、第一端子50と第二端子60との圧着状態(当接状態)を創出することができる。
In the bending step S2, the first laser light
接触状態判定工程S3では、接触状態判定部23によって第一端子50が、第一端子50の先端51側から屈曲対象部位53までの間において所定量を超える面積で第二端子60に接触したか否かを判定する。接触状態判定工程S3は、屈曲工程S2にて第一端子50の屈曲対象部位53が、第一レーザ光L1の照射によって屈曲されたのち上記判定を行なう。このとき、判定の指標は、前述したとおり第二端子60の温度変化量であり、詳細については上記で説明した通りである。そして、接触状態判定工程S3によって、第一端子50が所定量を超える面積で第二端子60に接触したと判定されると、接合工程S4で第二端子60と第一端子50とを接合する。
In the contact state determination step S <b> 3, has the
図5に示すように、接合工程S4では、制御装置20が備える第二レーザ光照射制御部22が、第二レーザ光源So2から照射される第二レーザ光L2の照射を制御する。第二レーザ光照射制御部22は、第一端子50の先端51と屈曲対象部位53の間のうち所定の接合部位54に、第二レーザ光L2を照射することにより、接合部位54を加熱し、第二端子60と第一端子50とを接合する。本実施形態では、第二レーザ光L2が照射される所定の接合部位54は、屈曲対象部位53の位置とは異なり、屈曲対象部位53より第一端子50の先端51側に位置する。このため、接合部位54では、第一端子50と第二端子60とが接触している可能性が高く、これによって良好な接合ができる。
As shown in FIG. 5, in the joining step S4, the second laser light
<変形例1>
なお、上記第一実施形態では、接合装置10は、第一レーザ光源So1と、第二レーザ光源So2と、制御装置20と、を備える。また、制御装置20は、第一レーザ光照射制御部21と、第二レーザ光照射制御部22と、接触状態判定部23とを備える。これにより、接触状態判定部23によって、第一端子50が所定量を超える面積で第二端子60に接触したと判定されると、接合工程S4において、第二レーザ光照射制御部22が第二端子60と第一端子50とを接合する。しかし、この態様には限らない。図7に示すように、変形例1として、接合装置101は、第一レーザ光源So1と、第二レーザ光源So2と、制御装置20と、を備え、制御装置20は、第一レーザ光照射制御部21と、第二レーザ光照射制御部22と、を備えるだけでもよい。つまり、接合装置10は、制御装置20に接触状態判定部23を備えず、赤外線温度センサ23aも備えない。この態様によって、第一端子50が所定量を超える面積で第二端子60に良好に接触していない場合においても、第一端子50に対し、第二レーザ光L2の照射が行なわれるが、相応の効果は得られる。なお、接合方法については、押圧工程S1と、屈曲工程S2と、接合工程S4と、を備える接合方法によって、上記の接合装置101と同様の効果を得ることができる。
<
In the first embodiment, the
(3.実施形態による効果)
上記第一実施形態の変形例1に係る接合方法によれば、第一端子50の先端51側を第二端子60に当接させ、第一端子50の基端52側を第二端子60に対して隙間を有した状態とする。また、同時に第二端子60により第一端子50の先端51側が押圧されることで第一端子50を撓み変形させた状態とする押圧工程S1と、第一端子50の屈曲対象部位53に第一レーザ光L1を照射することにより、屈曲対象部位53を屈曲させる屈曲工程S2と、第一端子50の先端51と屈曲対象部位53の間のうち所定の接合部位54に第二レーザ光L2を照射することにより、第二端子60と第一端子50と、を接合する接合工程S4と、を備える。
(3. Effects of the embodiment)
According to the joining method according to the first modification of the first embodiment, the
これにより、接合前の押圧工程S1で撓み変形されて固定された第一端子50は、屈曲工程S2で屈曲対象部位53が屈曲されると、撓み変形が解消される。そして、第一端子50の屈曲対象部位53が第二端子60に接近し、延いては、第一端子50の先端51と屈曲対象部位53の間のうちの何れかの部位が、第二端子60に接触し、この接触状態を維持する。このため、第一端子50と第二端子60とは、クリップ等の固定手段を用いずに接合可能となる。従って、クリップ等の固定手段の取り付け、取り外し工程は不要となり、製造コストが抑制される。また、接合時のみに使用されるクリップ等の固定手段を取付けるためのスペースも不要となるため、端子及び相手部材の周辺のスペースを小さくすることができ、最終製品の小型化に寄与できる。
Thereby, the bending deformation of the
また、上記第一実施形態及び変形例1の接合方法によれば、接合工程S4において、第二レーザ光L2が照射される接合部位54は、屈曲対象部位53より第一端子50の先端51側に位置する。これにより、第一端子50と第二端子60とが接触している位置で接合しやすく接合の信頼性が向上する。
Further, according to the joining method of the first embodiment and the first modification, in the joining step S4, the joining
また、上記第一実施形態の接合方法によれば、屈曲工程S2にて第一端子50の屈曲対象部位53が、第一レーザ光L1の照射により屈曲されたのち、第一端子50が、第一端子50の先端51側から屈曲対象部位53までの間において所定量を超える面積で第二端子60に接触したか否かを判定する接触状態判定工程S3を備える。そして、接触状態判定工程S3によって、第一端子50が所定量を超える面積で第二端子60に接触したと判定されると、接合工程S4で第二端子60と第一端子50とを接合する。
Further, according to the joining method of the first embodiment, after the
これにより、第一端子50の先端51側から屈曲対象部位53までの間における第一端子50と第二端子60とが所定量を超える面積で接触していない場合に、接合工程S4において第二レーザ光L2を照射するという無駄な作業の発生を回避することができ効率的である。
Thereby, when the
また、上記第一実施形態の接合方法によれば、接触状態判定工程S3は、第一端子50の先端51側から屈曲対象部位53までの間における、所定量を超える面積での第二端子60との接触の有無を、第二端子60の温度変化量によって検出する。
このような、第二端子60の温度変化量の検出という簡易で低コストな方法によって、第一端子50の所定量を超える面積での第二端子60との接触の有無が判定できるため、効率的である。
Further, according to the joining method of the first embodiment, the contact state determination step S3 includes the
Since it is possible to determine the presence or absence of contact with the
また、上記第一実施形態の変形例1に係る接合装置101によれば、第一端子50の先端51側を第二端子60に当接させる。そして、第一端子50の基端52側を第二端子60に対して隙間Cを有した状態とし、且つ、第二端子60により第一端子50の先端51側が押圧されることで第一端子50を撓み変形させた状態とする。このような状態とした第一端子50の屈曲対象部位53に第一レーザ光L1を照射する。これにより、屈曲対象部位53を屈曲させ、第二端子60に接近させる第一レーザ光源So1と、第一端子50の先端51と屈曲対象部位53の間のうち所定の接合部位54に第二レーザ光L2を照射することにより、第二端子60と第一端子50とを接合する第二レーザ光源So2と、第一レーザ光源So1から照射される第一レーザ光L1の照射を制御するとともに、第二レーザ光源So2から照射される第二レーザ光L2の照射を制御する制御装置20と、を備える。この接合装置10によれば、上記における押圧工程S1と、屈曲工程S2と、接合工程S4と、を備える接合方法と同様の効果を得られる。
Moreover, according to the joining
また、上記第一実施形態の接合装置10によれば、第一端子50の屈曲対象部位53が制御装置20の第一レーザ光照射制御部21によって制御された第一レーザ光L1の照射により屈曲されたのち、第一端子50が第一端子50の先端51側から屈曲対象部位53までの間において、所定量を超える面積で第二端子60に接触したか否かを判定する接触状態判定部23を備える。そして、接触状態判定部23によって、第一端子50が所定量を超える面積で第二端子60に接触したと判定されると、制御装置20の第二レーザ光照射制御部22が第二レーザ光L2の照射を制御し第二端子60と第一端子50とを接合する。
これにより、第一端子50の先端51側から屈曲対象部位53までの間における第一端子50と第二端子60とが所定量を超える面積で接触していない場合に、制御装置20(第二レーザ光照射制御部22)の制御によって第二レーザ光L2を照射するという無駄な作業の発生を回避することができ効率的である。
Moreover, according to the joining
Thereby, when the
また、上記実施形態においては、接合工程S4において、第二レーザ光L2が照射される接合部位54は、屈曲対象部位53と異なる位置であった。しかし、この態様には限らない。第二レーザ光L2が照射される接合部位54は、屈曲対象部位53と同一位置であってもよい。これにより、第一レーザ光源So1を移動させる必要がなく、効率的である。
Moreover, in the said embodiment, the joining site |
また、上記第一実施形態においては、接合装置10は、接触状態判定工程S3(接触状態判定部23)において、第一端子50の先端51側から屈曲対象部位53までの間における、所定量を超える面積での相手部材との接触の有無を、第二端子60の温度変化量によって検出した。しかし、この態様には限らない。第一端子50の先端51側から屈曲対象部位53までの間における、所定量を超える面積での第二端子60との接触の有無は、屈曲対象部位53の屈曲の前後における第一端子50の第二端子60に接近する変位量α(図8参照)によって検出してもよい。このように、第一端子50の実際の変位量αを検出して、第一端子50の所定量を超える面積での第二端子60との接触の有無を判定するため、精度の高い判定結果を得ることができる。また、図1における第一端子50と、第二端子60との間の隙間Cがなくなったことを、カメラなどの撮像結果から直接検出してもよい。
In the first embodiment, the joining
<変形例2>
なお、上記第一実施形態においては、接合装置10は、第一レーザ光源So1と、第二レーザ光源So2と、制御装置20と、を備える。また、制御装置20は、第一レーザ光照射制御部21と、第二レーザ光照射制御部22と、接触状態判定部23とを備える。そして、接触状態判定部23によって、第一端子50が所定量を超える面積で第二端子60に接触したと判定されると、接合工程S4において、第二レーザ光照射制御部22が第二端子60と第一端子50とを接合した。しかし、この態様には限らない。
変形例2として、接合装置102は、第一レーザ光源So1と、制御装置20と、を備え、制御装置20は、第一レーザ光照射制御部21と、接触状態判定部23と、を備えるだけでもよい(図9参照)。つまり、接合装置は、第一端子50と第二端子60との接合は行なわず、接触状態判定部23によって、第一端子50が所定量を超える面積で第二端子60に接触したか否かを判定するだけの装置(本発明の接触状態判定装置に相当)としてもよい。これにより、第一端子50が所定量を超える面積で第二端子60に接触したか否かを良好に把握できる。
<
In the first embodiment, the
As a second modification, the
また、上記と同様、変形例2における接触状態判定方法は、第一端子50の先端51側を第二端子60に当接させ、第一端子50の基端52側を第二端子60に対して隙間を有した状態とし、且つ、第二端子60により第一端子50の先端51側が押圧されることで第一端子50を撓み変形させた状態とする押圧工程S1と、第一端子50の屈曲対象部位53に第一レーザ光L1を照射することにより、屈曲対象部位53を屈曲させる屈曲工程S2と、第一端子50の先端51側から屈曲対象部位53までの間において、所定量を超える面積で第二端子60に接触したか否かを判定する接触状態判定工程S3と、を備える。この接合方法における接触状態判定工程S3によって、屈曲工程S2において屈曲対象部位53が屈曲された第一端子50と第二端子60との接触状態を把握できる。
Similarly to the above, the contact state determination method in
<変形例3>
また、上記実施形態においては、第一端子と第二端子との接合の例示として、第一端子を電子部品の端子とし、第二端子をバスバーとして説明した。しかし、この態様には限らず、変形例3として、第一端子と第二端子との接合は、平面形状のモータコイル線と、バスバーとの接合としてもよい。さらに、本発明に係る接合は、自動車のボデー等の板金同士の接合に適用してもよい。また、リチウムイオン電池などにおける電池ケースの接合や端子の接合に適用してもよい。
<
Moreover, in the said embodiment, the 1st terminal was demonstrated as the terminal of an electronic component and the 2nd terminal was demonstrated as a bus bar as an illustration of joining of a 1st terminal and a 2nd terminal. However, the present invention is not limited to this mode, and as a third modification, the joining of the first terminal and the second terminal may be a joining of a planar motor coil wire and a bus bar. Furthermore, the joining according to the present invention may be applied to joining sheet metals such as automobile bodies. Moreover, you may apply to joining of a battery case in a lithium ion battery etc., and joining of a terminal.
なお、上記実施形態においては、接合部材、及び被接合部材を端子(第一端子50、第二端子60)として説明してきた。しかし、この態様には限らない。接合部材、及び被接合部材は、金属片や樹脂を含む弾性部材であってもよく、これらの接合についても適用できる。
In the above embodiment, the joining member and the joined member have been described as terminals (
5・・・ハウジング、 10・・・接合装置、 20・・・制御装置、 21・・・第一レーザ光照射制御部、 22・・・第二レーザ光照射制御部、 23・・・接触状態判定部、 23a・・・赤外線温度センサ、 50・・・第一端子(接合部材)、 50a・・・接合面、 50b・・・背向面、 51・・・先端、 52・・・基端、 53・・・屈曲対象部位、 54・・・接合部位、 60・・・第二端子(被接合部材)、 60a・・・接合面、 101・・・接合装置、 Ar1,Ar2,Ar3・・・矢印、 L1・・・第一レーザ光、 L2・・・第二レーザ光、 S1・・・押圧工程、 So1・・・第一レーザ光源、 So2・・・第二レーザ光源、 S2・・・屈曲工程、 S3・・・接触状態判定工程、 S4・・・接合工程、 Temp1,Temp2・・・温度、 α・・・変位量。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記接合部材の先端側を前記被接合部材に当接させ、前記接合部材の基端側を前記被接合部材に対して隙間を有した状態とし、且つ、前記被接合部材により前記接合部材の先端側が押圧されることで前記接合部材を撓み変形させた状態とする押圧工程と、
前記接合部材の屈曲対象部位に第一レーザ光を照射することにより、前記屈曲対象部位を屈曲させる屈曲工程と、
前記接合部材の先端と前記屈曲対象部位の間のうち所定の接合部位に第二レーザ光を照射することにより、前記被接合部材と前記接合部材とを接合する接合工程と、
を備える、接合方法。 A joining method for joining a joining member and a member to be joined by laser light irradiation,
The distal end side of the joining member is brought into contact with the joined member, the proximal end side of the joining member is in a state having a gap with respect to the joined member, and the distal end of the joining member is formed by the joined member. A pressing step in which the joining member is bent and deformed by pressing the side; and
A bending step of bending the bending target portion by irradiating the bending target portion of the bonding member with a first laser beam;
A joining step of joining the member to be joined and the joining member by irradiating a predetermined joining part between the tip of the joining member and the bending target part;
A joining method.
前記第二レーザ光が照射される前記接合部位は、前記屈曲対象部位より前記接合部材の先端側に位置する、請求項1に記載の接合方法。 In the joining step,
The joining method according to claim 1, wherein the joining portion irradiated with the second laser light is located on a distal end side of the joining member with respect to the bending target portion.
前記第二レーザ光が照射される前記接合部位は、前記屈曲対象部位と同一位置である、請求項1に記載の接合方法。 In the joining step,
The bonding method according to claim 1, wherein the bonding portion irradiated with the second laser light is at the same position as the bending target portion.
前記接合工程は、前記接触状態判定工程によって前記接合部材が前記所定量を超える面積で前記被接合部材に接触したと判定されると、前記被接合部材と前記接合部材とを接合する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の接合方法。 In the bonding method, after the bending target portion of the bonding member is bent by the irradiation of the first laser light in the bending step, the bonding member extends from the distal end side of the bonding member to the bending target portion. Comprising a contact state determination step of determining whether or not the member to be joined has been contacted with an area exceeding a predetermined amount during,
The said joining process joins the said to-be-joined member and the said joining member, when it determines with the said joining member having contacted the said to-be-joined member in the area exceeding the said predetermined amount by the said contact state determination process. The joining method according to any one of 1 to 3.
前記接合部材の前記先端側から前記屈曲対象部位までの間における、前記所定量を超える面積での前記被接合部材との接触の有無を、前記被接合部材の温度変化量によって検出する、請求項4に記載の接合方法。 The contact state determination step includes
The presence or absence of contact with the member to be joined in an area exceeding the predetermined amount between the distal end side of the joining member and the bending target portion is detected based on a temperature change amount of the member to be joined. 4. The joining method according to 4.
前記接合部材の前記先端側から前記屈曲対象部位までの間における、前記所定量を超える面積での前記被接合部材との接触の有無を、前記屈曲工程における前記屈曲の前後における前記接合部材の前記被接合部材に接近する変位量によって検出する、請求項4に記載の接合方法。 The contact state determination step includes
The presence / absence of contact with the member to be joined in an area exceeding the predetermined amount between the distal end side of the joining member and the portion to be bent is determined based on whether the joining member before and after the bending in the bending step. The joining method according to claim 4, wherein detection is performed based on an amount of displacement approaching the member to be joined.
前記接合部材の先端側を前記被接合部材に当接させ、前記接合部材の基端側を前記被接合部材に対して隙間を有した状態とし、且つ、前記被接合部材により前記接合部材の先端側が押圧されることで前記接合部材を撓み変形させた状態とする押圧工程と、
前記接合部材の屈曲対象部位に第一レーザ光を照射することにより、前記屈曲対象部位を屈曲させる屈曲工程と、
前記接合部材の先端側から前記屈曲対象部位までの間において、所定量を超える面積で前記被接合部材に接触したか否かを判定する接触状態判定工程と、
を備える、接合方法における接触状態判定方法。 A contact state determination method for determining a contact state between the bonding member and the member to be bonded in a bonding method of bonding the bonding member and the member to be bonded by laser light irradiation,
The distal end side of the joining member is brought into contact with the joined member, the proximal end side of the joining member is in a state having a gap with respect to the joined member, and the distal end of the joining member is formed by the joined member. A pressing step in which the joining member is bent and deformed by pressing the side; and
A bending step of bending the bending target portion by irradiating the bending target portion of the bonding member with a first laser beam;
A contact state determination step for determining whether or not the bonded member is contacted with an area exceeding a predetermined amount between the distal end side of the bonded member and the bending target portion;
A contact state determination method in a joining method.
前記接合部材の先端側を前記被接合部材に当接させ、前記接合部材の基端側を前記被接合部材に対して隙間を有した状態とし、且つ、前記被接合部材により前記接合部材の先端側が押圧されることで前記接合部材を撓み変形させた状態とした前記接合部材の屈曲対象部位に第一レーザ光を照射することにより、前記屈曲対象部位を屈曲させる第一レーザ光源と、
前記接合部材の先端と前記屈曲対象部位の間のうち所定の接合部位に第二レーザ光を照射することにより、前記被接合部材と前記接合部材とを接合する第二レーザ光源と、
前記第一レーザ光源から照射される前記第一レーザ光の照射を制御するとともに、前記第二レーザ光源から照射される前記第二レーザ光の照射を制御する制御装置と、
を備える、接合装置。 A joining device that joins a joining member and a member to be joined by laser light irradiation,
The distal end side of the joining member is brought into contact with the joined member, the proximal end side of the joining member is in a state having a gap with respect to the joined member, and the distal end of the joining member is formed by the joined member. A first laser light source that bends the bending target portion by irradiating the bending target portion of the bonding member in a state where the bonding member is bent and deformed by pressing the side;
A second laser light source that joins the member to be joined and the joining member by irradiating a predetermined joining part between the tip of the joining member and the bending target part;
A control device for controlling the irradiation of the first laser light emitted from the first laser light source and for controlling the irradiation of the second laser light emitted from the second laser light source;
A joining apparatus comprising:
前記接合部材の前記屈曲対象部位が前記制御装置によって制御された前記第一レーザ光の前記照射により屈曲されたのち、前記接合部材が前記接合部材の先端側から前記屈曲対象部位までの間において、所定量を超える面積で前記被接合部材に接触したか否かを判定する接触状態判定部を備え、
前記接触状態判定部によって、前記接合部材が前記所定量を超える面積で前記被接合部材に接触したと判定されると、前記制御装置が前記第二レーザ光の照射を制御し前記被接合部材と前記接合部材とを接合する、請求項8に記載の接合装置。 The joining device includes:
After the bending target portion of the bonding member is bent by the irradiation of the first laser light controlled by the control device, the bonding member is between the distal end side of the bonding member and the bending target portion. A contact state determination unit that determines whether or not the member to be bonded is in contact with an area exceeding a predetermined amount;
When it is determined by the contact state determination unit that the bonding member has contacted the bonded member in an area exceeding the predetermined amount, the control device controls the irradiation of the second laser beam and the bonded member. The joining apparatus of Claim 8 which joins the said joining member.
前記接合部材の先端側を前記被接合部材に当接させ、前記接合部材の基端側を前記被接合部材に対して隙間を有した状態とし、且つ、前記被接合部材により前記接合部材の先端側が押圧されることで前記接合部材を撓み変形させた状態とした前記接合部材の屈曲対象部位に第一レーザ光を照射することにより、前記屈曲対象部位を屈曲させる第一レーザ光源と、
前記接合部材の前記屈曲対象部位が前記制御装置によって制御された前記第一レーザ光の前記照射により屈曲されたのち、前記接合部材が前記接合部材の先端側から前記屈曲対象部位までの間において、所定量を超える面積で前記被接合部材に接触したか否かを判定する接触状態判定部と、を備える接合装置の接触状態判定装置。 A contact state determination device that determines a contact state between the bonding member and the member to be bonded, which is included in a bonding device that bonds the bonding member and the member to be bonded by irradiation of laser light,
The distal end side of the joining member is brought into contact with the joined member, the proximal end side of the joining member is in a state having a gap with respect to the joined member, and the distal end of the joining member is formed by the joined member. A first laser light source that bends the bending target portion by irradiating the bending target portion of the bonding member in a state where the bonding member is bent and deformed by pressing the side;
After the bending target portion of the bonding member is bent by the irradiation of the first laser light controlled by the control device, the bonding member is between the distal end side of the bonding member and the bending target portion. A contact state determination device for a bonding apparatus, comprising: a contact state determination unit that determines whether or not the member to be bonded is in contact with an area exceeding a predetermined amount.
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