JP6641097B2 - Ultrasonic bonding method - Google Patents

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Description

本発明は、超音波接合方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic bonding method.

超音波接合は、電気発振器によって振動子（ホーン）に超音波振動を付与し、この振動子（ホーン）に嵌めた増幅用ホーンの先のチップ（ホーンチップ）によって、アンビル上に配設した２枚の被接合物の重合部分を加圧、加振して２枚の被接合物を接合するものである。   In ultrasonic bonding, ultrasonic vibration is applied to a vibrator (horn) by an electric oscillator, and a tip (horn tip) of an amplification horn fitted to the vibrator (horn) is disposed on an anvil. The superposed portion of two pieces is pressurized and vibrated to join the two pieces.

このような超音波接合方法として、例えば、特許文献１には、対向して設けられた接合チップと下部台との間で二枚の被接合部材を挟圧し、前記接合チップに静加圧をかけて超音波振動させることにより前記二枚の被接合部材を接合させる超音波接合において、前記二枚の被接合部材の接合部近傍を抑え手段によって押え、被接合部材を拘束しつつ超音波接合するようにした超音波接合方法が開示されている。   As such an ultrasonic bonding method, for example, in Patent Document 1, two members to be bonded are sandwiched between a bonding chip provided opposite to and a lower base, and static pressure is applied to the bonding chip. In the ultrasonic joining in which the two members to be joined are joined by applying ultrasonic vibrations, the vicinity of the joint between the two members to be joined is pressed by means for suppressing the ultrasonic joining while restraining the members to be joined. An ultrasonic bonding method is disclosed.

特開昭６４−８３３８９号公報JP-A-64-83389

しかしながら、上記超音波接合方法は、二枚の被接合部材間に合成樹脂製部材が介在していると、合成樹脂製部材が、ホーンチップによって被接合部材に加えられる超音波振動を吸収してしまい、二枚の被接合部材を接合させることができないという問題点を有する。   However, in the ultrasonic bonding method, when a synthetic resin member is interposed between two members to be bonded, the synthetic resin member absorbs ultrasonic vibration applied to the members to be bonded by the horn chip. As a result, there is a problem that the two members cannot be joined.

本発明は、二つの金属製被接合物間に合成樹脂製部材が介在している場合にあっても、二つの金属製被接合物を強固に接合一体化させることができる超音波接合方法を提供する。   The present invention provides an ultrasonic bonding method capable of firmly joining and integrating two metal objects even when a synthetic resin member is interposed between the two metal objects. provide.

本発明の超音波接合方法は、アンビルと、先端面に凸部が形成されたホーンチップとの間に、第一の金属製被接合物と第二の金属製被接合物とが合成樹脂製部材を介して積層されてなる積層体を配設する配設工程と、
上記アンビルと上記ホーンチップとによって上記積層体を挟み込む挟持工程と、
上記第一及び第二の金属製被接合物をホーンチップによって加圧しながら加振することによって、第一及び第二の金属製被接合物を接合する接合工程とを有することを特徴とする。 In the ultrasonic bonding method of the present invention, the first metal bonded object and the second metal bonded object are made of a synthetic resin between the anvil and the horn tip having the convex portion formed on the distal end surface. An arranging step of arranging a laminated body that is laminated via a member,
A clamping step of clamping the laminate by the anvil and the horn tip,
A step of joining the first and second metal workpieces by vibrating the first and second metal workpieces while pressing them with a horn tip.

上記超音波接合方法において、ホーンチップの先端面に形成された凸部は、角錐形状であることを特徴とする。   In the above ultrasonic bonding method, the projection formed on the tip surface of the horn tip has a pyramid shape.

本発明の超音波接合方法によれば、ホーンチップの先端面に凸部が形成されていることから、第一の金属製被接合物と第二の金属製被接合物とが合成樹脂製部材を介して積層されてなる積層体をホーンチップとアンビルとによって強固に挟み込んで挟持することができる。   According to the ultrasonic bonding method of the present invention, since the convex portion is formed on the tip end surface of the horn tip, the first metal workpiece and the second metal workpiece are made of a synthetic resin member. Can be firmly sandwiched and pinched by the horn tip and the anvil.

従って、ホーンチップによって積層体に超音波振動を加えたとき、合成樹脂製部材の弾性変形による超音波振動の吸収が概ね抑制され、超音波振動によって、一方の金属製被接合物を他方の金属製被接合物に対して相対的に超音波振動させて、第一及び第二の金属製被接合物を強固に接合（冶金的接合）することができる。   Therefore, when ultrasonic vibration is applied to the laminate by the horn chip, the absorption of the ultrasonic vibration due to the elastic deformation of the synthetic resin member is substantially suppressed, and the ultrasonic vibration causes one metal workpiece to be bonded to the other metal. The first and second metal workpieces can be strongly bonded (metallurgical bonding) by ultrasonic vibration relative to the workpiece.

超音波接合装置を示した側面図である。It is the side view which showed the ultrasonic bonding apparatus. ホーンチップの下端面に形成された凸部を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the convex part formed in the lower end surface of the horn chip. 積層体の他の一例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed another example of the laminated body.

本発明の超音波接合方法を図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示したように、超音波接合装置Ａは、第一の金属製被接合物４と第二の金属製被接合物５とが合成樹脂製部材６を介して積層されてなる積層体Ｂを載置するアンビル１と、このアンビル１の上方に上下方向に移動可能に配設され且つ水平方向に超音波振動するホーン２とを有し、ホーン２の下端部にはホーンチップ３が着脱自在に取り付けられている。アンビル１とホーンチップ３とによって、アンビル１上に載置された積層体Ｂを上下方向から挟持可能に構成されている。アンビル１とホーンチップ３とによって積層体Ｂを上下方向から挟持して加圧した状態で、ホーン２を超音波振動させてホーンチップ３を超音波振動させることによって、アンビル１上に載置された積層体Ｂの第一及び第二の金属製被接合物に超音波振動を加え、第一及び第二の金属製被接合物の重なり部分を超音波接合することができるように構成されている。   The ultrasonic bonding method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the ultrasonic bonding apparatus A includes a laminate in which a first metal workpiece 4 and a second metal workpiece 5 are laminated via a synthetic resin member 6. B has an anvil 1 placed thereon, and a horn 2 which is disposed above the anvil 1 so as to be movable vertically and which ultrasonically vibrates in the horizontal direction. A horn tip 3 is provided at a lower end of the horn 2. It is attached detachably. The stacked body B placed on the anvil 1 can be sandwiched by the anvil 1 and the horn chip 3 from above and below. The horn 2 is ultrasonically vibrated and the horn chip 3 is ultrasonically vibrated in a state where the laminate B is sandwiched and pressed by the anvil 1 and the horn chip 3 from above and below, so that the horn chip 3 is placed on the anvil 1. Ultrasonic vibration is applied to the first and second metal objects to be bonded of the laminated body B, so that the overlapped portion of the first and second metal objects can be ultrasonically bonded. I have.

図２に示したように、ホーンチップ３の先端面30、即ち、積層体Ｂの表面（第一の金属製被接合物又は第二の金属製被接合物の表面）に直接、接触する面には多数の凸部31が形成されている。凸部31は、積層体Ｂの合成樹脂製部材６をその厚み方向に強固に挟持するために設けられている。積層体Ｂの合成樹脂製部材６を強固に挟持し、合成樹脂製部材６を第一及び第二の金属製被接合物４、５間において強固に固定し、合成樹脂製部材６が弾性的に変形することをできるだけ抑制している。合成樹脂製部材の弾性的変形を概ね抑制することによって、ホーンチップからの超音波振動が吸収されるのを概ね抑制している。従って、ホーンチップ３から積層体Ｂに付与される超音波振動によって、一方の金属製被接合物が他方の金属製被接合物に対して相対的に効果的に超音波振動し、その結果、第一及び第二の金属製被接合物は互いに強固に超音波接合される。   As shown in FIG. 2, the tip surface 30 of the horn tip 3, that is, the surface that directly contacts the surface of the laminate B (the surface of the first metal workpiece or the second metal workpiece). Has a number of convex portions 31 formed therein. The convex portion 31 is provided for firmly holding the synthetic resin member 6 of the laminate B in its thickness direction. The synthetic resin member 6 of the laminate B is firmly sandwiched, and the synthetic resin member 6 is firmly fixed between the first and second metal workpieces 4 and 5, and the synthetic resin member 6 is elastic. Deformation is suppressed as much as possible. By substantially suppressing the elastic deformation of the synthetic resin member, the absorption of the ultrasonic vibration from the horn tip is substantially suppressed. Therefore, the ultrasonic vibration applied from the horn tip 3 to the laminate B causes one of the metal objects to be ultrasonically vibrated relatively effectively with respect to the other metal object. The first and second metal workpieces are strongly ultrasonically bonded to each other.

ホーンチップ３の先端面30に形成されている凸部31の形状は、合成樹脂製部材にその厚み方向に挟持力を加え、積層体Ｂの合成樹脂製部材が弾性変形するのを抑制し、ホーンチップ３から加えられる超音波振動が概ね吸収されないようにできれば、特に限定されない。凸部31の形状としては、例えば、三角錐形状、四角錐形状などの角錐形状、三角錐台形状、四角錐台形状などの角錐台形状、円錐形状、直方体形状などが挙げられ、角錐形状が好ましく、四角錐形状がより好ましい。   The shape of the convex portion 31 formed on the tip end surface 30 of the horn tip 3 applies a pinching force to the synthetic resin member in the thickness direction thereof, and suppresses the synthetic resin member of the laminate B from being elastically deformed. There is no particular limitation as long as the ultrasonic vibration applied from the horn tip 3 can be substantially prevented from being absorbed. Examples of the shape of the convex portion 31 include, for example, a triangular pyramid shape, a pyramid shape such as a quadrangular pyramid shape, a truncated triangular pyramid shape, a truncated pyramid shape such as a quadrangular pyramid shape, a conical shape, a rectangular parallelepiped shape, and the like. Preferably, a quadrangular pyramid shape is more preferable.

ホーンチップ３の先端面30上における凸部31の配列形態としては、特に限定されないが、図２に示したように、ホーンチップとアンビルとによって積層体を全体的に均一に加圧することができるので、凸部31を縦横に所定間隔ごとに碁盤目状に配してなる配列形態が好ましい。   The arrangement of the projections 31 on the distal end surface 30 of the horn tip 3 is not particularly limited, but as shown in FIG. 2, the horn tip and the anvil can uniformly press the laminate as a whole. Therefore, an arrangement form in which the convex portions 31 are arranged in a grid pattern at predetermined intervals vertically and horizontally is preferable.

互いに隣接する凸部31、31間の距離は、合成樹脂製部材にその厚み方向に挟持力を加え、積層体Ｂの合成樹脂製部材が弾性変形するのを効果的に抑制することができるので、１〜２ｍｍが好ましい。なお、互いに隣接する凸部31、31間の距離は、凸部31の基端間の最短距離をいう。   The distance between the convex portions 31 adjacent to each other is such that a clamping force is applied to the synthetic resin member in the thickness direction thereof, so that the elastic deformation of the synthetic resin member of the laminate B can be effectively suppressed. , 1 to 2 mm. The distance between the adjacent convex portions 31 means the shortest distance between the base ends of the convex portions 31.

上記超音波接合装置Ａを用いて、合成樹脂製部材６を介して積層された、第一の金属製被接合物４と第二の金属製被接合物５とを超音波接合する方法を説明する。先ず、図１に示したように、第一の金属製被接合物４と第二の金属製被接合物５とが合成樹脂製部材６を介して積層されてなる積層体Ｂを用意する。複数の合成樹脂製部材６が互いに隣接して積層されている場合、複数の合成樹脂製部材６は全体として一個の合成樹脂製部材６を構成する。   A method of ultrasonically joining the first metal workpiece 4 and the second metal workpiece 5 stacked via the synthetic resin member 6 using the ultrasonic bonding apparatus A will be described. I do. First, as shown in FIG. 1, a laminate B is prepared by laminating a first metal workpiece 4 and a second metal workpiece 5 with a synthetic resin member 6 interposed therebetween. When the plurality of synthetic resin members 6 are stacked adjacent to each other, the plurality of synthetic resin members 6 constitute one synthetic resin member 6 as a whole.

金属製被接合物４、５は金属から形成されておれば、特に限定されず、例えば、銅、アルミニウム、鉄、ニッケルなどが挙げられる。金属製接合物の形態としては、特に限定されず、例えば、シート状、板状が好ましい。   The metal workpieces 4 and 5 are not particularly limited as long as they are formed of metal, and examples thereof include copper, aluminum, iron, and nickel. The form of the metal joint is not particularly limited, and for example, a sheet shape or a plate shape is preferable.

合成樹脂製部材６としては、合成樹脂から形成されておれば、特に限定されず、非発泡体であっても発泡体であってもよい。合成樹脂製部材としては、例えば、合成樹脂非発泡シート、合成樹脂発泡シート、粘着剤などが挙げられる。合成樹脂非発泡シート及び合成樹脂発泡シートを構成している合成樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂などが挙げられる。粘着剤としては、例えば、ウレタン系粘着剤、アクリル系粘着剤などが挙げられる。合成樹脂製部材６の形態としては、特に限定されず、例えば、シート状、板状、層状が好ましい。   The synthetic resin member 6 is not particularly limited as long as it is formed of a synthetic resin, and may be a non-foamed body or a foamed body. Examples of the synthetic resin member include a synthetic resin non-foamed sheet, a synthetic resin foamed sheet, and an adhesive. Examples of the synthetic resin constituting the synthetic resin non-foamed sheet and the synthetic resin foamed sheet include a polyolefin resin such as a polyethylene resin and a polypropylene resin, and a polyester resin such as polyethylene terephthalate. Examples of the adhesive include urethane-based adhesives and acrylic-based adhesives. The form of the synthetic resin member 6 is not particularly limited, and for example, a sheet shape, a plate shape, and a layer shape are preferable.

次に、図１に示したように、超音波接合装置Ａのアンビル１とホーンチップ３との間に積層体Ｂを配設する（配設工程）。次に、ホーンチップ３を下方に移動させてホーンチップ３とアンビル１とによって積層体Ｂを上下方向（厚み方向）から挟み込む（挟持工程）。このとき、積層体Ｂの合成樹脂製部材６は、アンビル１とホーンチップ３とによって上下方向（厚み方向）に強固に挟持されている。従って、後述するホーンチップ３による加振によっても合成樹脂製部材６の弾性変形は抑制される。以下、第一の金属製被接合物４がホーンチップ３に接しているものとして説明する。   Next, as shown in FIG. 1, the laminated body B is disposed between the anvil 1 and the horn chip 3 of the ultrasonic bonding apparatus A (arranging step). Next, the horn chip 3 is moved downward, and the laminated body B is sandwiched between the horn chip 3 and the anvil 1 in the vertical direction (thickness direction) (a clamping step). At this time, the synthetic resin member 6 of the laminate B is firmly sandwiched between the anvil 1 and the horn chip 3 in the vertical direction (thickness direction). Therefore, the elastic deformation of the synthetic resin member 6 is suppressed even by the vibration by the horn tip 3 described later. Hereinafter, the description will be made on the assumption that the first metal workpiece 4 is in contact with the horn chip 3.

しかる後、ホーン２を超音波振動させることによってホーンチップ３が超音波振動し、ホーンチップ３の超音波振動が積層体Ｂに加えられる。積層体Ｂは上下方向（厚み方向）に加圧状態にて挟持され、合成樹脂製部材６の弾性変形が抑制されているので、ホーンチップ３による超音波振動は、合成樹脂製部材によって殆ど吸収されない（接合工程）。   Thereafter, the horn 2 is ultrasonically oscillated, so that the horn chip 3 is ultrasonically oscillated, and the ultrasonic vibration of the horn chip 3 is applied to the laminate B. The laminate B is sandwiched in the vertical direction (thickness direction) in a pressurized state, and the elastic deformation of the synthetic resin member 6 is suppressed, so that the ultrasonic vibration by the horn chip 3 is almost absorbed by the synthetic resin member. Not performed (joining step).

そして、ホーンチップ３によってこれに直接、接している第一の金属製被接合物４が超音波振動し、第一の金属製被接合物４が、合成樹脂製部材６及び第二の金属製被接合物５に対して相対的に超音波振動する。この第一の金属製被接合物４の超音波振動によって、第一の金属製被接合物４と、合成樹脂製部材６及び第二の金属製被接合物との間に摩擦が生じ、この摩擦によって摩擦熱が生じる。   Then, the first metal bonded object 4 directly in contact with the horn tip 3 is ultrasonically vibrated, and the first metal bonded object 4 becomes the synthetic resin member 6 and the second metal bonded object. Ultrasonic vibration is relatively generated with respect to the workpiece 5. The ultrasonic vibration of the first metal workpiece 4 causes friction between the first metal workpiece 4 and the synthetic resin member 6 and the second metal workpiece. Friction generates frictional heat.

合成樹脂製部材６は、金属製被接合物４、５に比して融点が極めて低いことから、ホーンチップ３を積層体Ｂの厚み方向に投影した部分の合成樹脂製部材６は、摩擦熱によって溶融して最終的には消失し、第一及び第二の金属製被接合物４、５同士が超音波接合される。   Since the melting point of the synthetic resin member 6 is extremely lower than that of the metal workpieces 4 and 5, the synthetic resin member 6 at the portion where the horn chip 3 is projected in the thickness direction of the laminate B has a frictional heat. And finally disappears, and the first and second metal workpieces 4 and 5 are ultrasonically bonded to each other.

このように、合成樹脂製部材６は、アンビル１及びホーンチップ３による積層体Ｂの挟持方向に強固に挟持されて弾性変形が概ね抑制され、合成樹脂製部材６による超音波振動の吸収が概ね抑制されている。   As described above, the synthetic resin member 6 is firmly held in the direction in which the laminate B is held by the anvil 1 and the horn chip 3, whereby elastic deformation is substantially suppressed, and the absorption of ultrasonic vibration by the synthetic resin member 6 is substantially achieved. Is suppressed.

従って、第一及び第二の金属製被接合物４、５間に合成樹脂製部材６が介在していてもホーンチップ３の超音波振動によって、第一及び第二の金属製被接合物４、５を強固に超音波接合することができる。   Therefore, even if the synthetic resin member 6 is interposed between the first and second metal workpieces 4 and 5, the ultrasonic vibration of the horn tip 3 causes the first and second metal workpieces 4. 5 and 5 can be strongly ultrasonically bonded.

上記超音波接合方法によれば、第一の金属製被接合物４と、合成樹脂製部材６及び第二の金属製被接合物との間の摩擦は、ホーンチップ３の下端面と第一の金属製被接合物４との接触部分を積層体Ｂの厚み方向に投影した部分においてのみ生じる。従って、摩擦熱は、合成樹脂製部材６に部分的に加えられる。合成樹脂発泡シートなどの合成樹脂シートから構成されている圧電シートは、これに熱が加えられると圧電性が低下するという問題が生じるが、上記超音波接合方法によれば、圧電シートには部分的に熱が加えられるにすぎないことから、圧電シートの圧電性を損なうことなく、第一及び第二の金属製被接合物４、５を強固に超音波接合することができる。   According to the ultrasonic bonding method, the friction between the first metal workpiece 4 and the synthetic resin member 6 and the second metal workpiece is caused by the friction between the lower end face of the horn tip 3 and the first metal workpiece. Occurs only in a portion where the contact portion of the laminate B with the metal workpiece 4 is projected in the thickness direction of the laminate B. Therefore, frictional heat is partially applied to the synthetic resin member 6. A piezoelectric sheet made of a synthetic resin sheet such as a synthetic resin foam sheet has a problem that the piezoelectricity is reduced when heat is applied thereto. However, according to the ultrasonic bonding method, a part of the piezoelectric sheet is Since only heat is applied, the first and second metal workpieces 4 and 5 can be strongly ultrasonically bonded without impairing the piezoelectricity of the piezoelectric sheet.

上記では、第一及び第二の金属製被接合物４、５間に、合成樹脂製部材６が介在している一方、金属製被接合物が介在していない場合を説明したが、第一及び第二の金属製被接合物４、５間に別の金属製被接合物が介在していてもよい。   In the above, the case where the synthetic resin member 6 is interposed between the first and second metal workpieces 4 and 5 but the metal workpiece is not interposed has been described. Another metal workpiece may be interposed between the second metal workpieces 4 and 5.

具体的には、図３に示したように、第一及び第二の金属製被接合物４、５間に、合成樹脂製部材Ｓと金属製被接合物Ｍとが交互に介在してなる積層体Ｂを用意する。なお、合成樹脂製部材Ｓは、上記した合成樹脂製部材６と同様であり、金属製被接合物Ｍは、第一及び第二の金属製被接合物４、５と同様であるので、これらの説明は省略する。複数の合成樹脂製部材が互いに隣接して積層されている場合、複数の合成樹脂製部材は全体として一個の合成樹脂製部材を構成する。複数の金属製被接合物が互いに隣接して積層されている場合、複数の金属製被接合物は全体として一個の金属製被接合物を構成する。   Specifically, as shown in FIG. 3, a synthetic resin member S and a metal workpiece M are alternately interposed between the first and second metal workpieces 4 and 5. A laminate B is prepared. Note that the synthetic resin member S is the same as the synthetic resin member 6 described above, and the metal workpiece M is the same as the first and second metal workpieces 4 and 5. Is omitted. When a plurality of synthetic resin members are stacked adjacent to each other, the plurality of synthetic resin members constitute one synthetic resin member as a whole. When a plurality of metal objects are stacked adjacent to each other, the plurality of metal objects constitute one metal object as a whole.

次に、積層体Ｂを上述と同様の要領で、アンビル１とホーンチップ３とによって上下方向（厚み方向）から挟み込む（挟持工程）。このとき、積層体Ｂの全ての合成樹脂製部材Ｓは、アンビル１とホーンチップ３とによって上下方向（厚み方向）に強固に挟持されている。従って、後述するホーンチップ３による加振にもかかわらず全ての合成樹脂製部材Ｓの弾性変形は抑制されている。   Next, the stacked body B is sandwiched between the anvil 1 and the horn chip 3 in the vertical direction (thickness direction) in the same manner as described above (clamping step). At this time, all the synthetic resin members S of the laminate B are firmly sandwiched between the anvil 1 and the horn chip 3 in the vertical direction (thickness direction). Therefore, elastic deformation of all the synthetic resin members S is suppressed despite the vibration by the horn tip 3 described later.

しかる後、ホーン２を超音波振動させることによってホーンチップ３が超音波振動し、ホーンチップ３の超音波振動が積層体Ｂに加えられる。積層体Ｂは上下方向（厚み方向）に加圧状態にて挟持され、合成樹脂製部材６の弾性変形が抑制されているので、ホーンチップ３による超音波振動は、何れの合成樹脂製部材Ｓによっても殆ど吸収されない（接合工程）。   Thereafter, the horn 2 is ultrasonically oscillated, so that the horn chip 3 is ultrasonically oscillated, and the ultrasonic vibration of the horn chip 3 is applied to the laminate B. The laminate B is sandwiched in the vertical direction (thickness direction) in a pressurized state, and the elastic deformation of the synthetic resin member 6 is suppressed. Is hardly absorbed (joining step).

そして、ホーンチップ３によってこれに直接、接している第一の金属製被接合物４が超音波振動し、第一の金属製被接合物４が、全ての合成樹脂製部材及び金属製被接合物に対して相対的に超音波振動し、上述と同様の作用によって、ホーンチップ３を積層体Ｂの厚み方向に投影した部分の合成樹脂製部材Ｓは消失すると共に、第一及び第二の金属製被接合物４、５は、これらの間に介在している金属製被接合物Ｍを介して超音波接合される。即ち、第一及び第二の金属製被接合物４、５とこれに隣接している金属製被接合物Ｍが超音波接合されていると共に、金属製被接合物Ｍ同士も超音波接合されている。   Then, the first metal workpiece 4 directly in contact with the horn tip 3 is ultrasonically vibrated, and all the synthetic resin members and metal workpieces are bonded. Ultrasonic vibration relative to the object, the synthetic resin member S in the portion where the horn chip 3 is projected in the thickness direction of the laminate B disappears by the same operation as described above, and the first and second members are removed. The metal workpieces 4 and 5 are ultrasonically bonded via the metal workpiece M interposed therebetween. That is, the first and second metal workpieces 4, 5 and the metal workpiece M adjacent thereto are ultrasonically bonded, and the metal workpieces M are also ultrasonically bonded to each other. ing.

上記では、ホーンチップ３の先端面30に凸部31を形成した場合を説明したが、アンビル１の積層体Ｂの載置面にも凸部を形成していることが好ましい。なお、アンビル１の積層体Ｂの載置面に形成される凸部の形状及び配列形態並びに凸部間の距離は、ホーンチップ３の先端面30に形成されている凸部31の形状及び配列形態並びに凸部間の距離と同様であるので説明を省略する。アンビル１の積層体Ｂの載置面に形成される凸部の形状及び配列形態並びに凸部間の距離と、ホーンチップ３の先端面30に形成されている凸部31の形状及び配列形態並びに凸部間の距離とは同一である必要はなく、相違していてもよい。詳細には、アンビル１の積層体Ｂの載置面において、ホーンチップの先端面30を積層体Ｂの厚み方向に投影した部分に凸部を形成していることが好ましい。アンビル１の積層体Ｂの載置面にも凸部を形成していることによって、積層体Ｂをその厚み方向にホーンチップ３及びアンビル１によってより強固に挟み込んで挟持することができる。   In the above, the case where the convex portion 31 is formed on the front end surface 30 of the horn tip 3 has been described, but it is preferable that the convex portion is also formed on the mounting surface of the laminate B of the anvil 1. The shape and arrangement of the projections formed on the mounting surface of the laminate B of the anvil 1 and the distance between the projections depend on the shape and arrangement of the projections 31 formed on the tip end surface 30 of the horn tip 3. The description is omitted because it is the same as the form and the distance between the convex portions. The shape and arrangement of the protrusions formed on the mounting surface of the laminate B of the anvil 1, the distance between the protrusions, the shape and arrangement of the protrusions 31 formed on the tip end surface 30 of the horn chip 3, and The distance between the protrusions need not be the same, and may be different. Specifically, it is preferable that a convex portion is formed on the mounting surface of the laminate B of the anvil 1 at a portion where the tip surface 30 of the horn chip is projected in the thickness direction of the laminate B. Since the convex portion is also formed on the mounting surface of the laminate B of the anvil 1, the laminate B can be more firmly sandwiched and held by the horn chip 3 and the anvil 1 in the thickness direction.

従って、ホーンチップ３によって積層体に超音波振動を加えたとき、合成樹脂製部材の弾性変形による超音波振動の吸収が更に効果的に概ね抑制され、超音波振動によって、一方の金属製被接合物を他方の金属製被接合物に対して相対的に超音波振動させて、第一及び第二の金属製被接合物をより強固に接合（冶金的接合）することができる。   Therefore, when ultrasonic vibration is applied to the laminate by the horn tip 3, the absorption of the ultrasonic vibration due to the elastic deformation of the synthetic resin member is more effectively substantially suppressed, and the ultrasonic vibration causes the one metal bonded member to be joined. By ultrasonically vibrating the object relative to the other metal workpiece, the first and second metal workpieces can be bonded more firmly (metallurgical bonding).

１ アンビル
２ ホーン
３ ホーンチップ
４ 第一の金属製被接合物
５ 第二の金属製被接合物
６ 合成樹脂製部材
31 凸部
Ａ 超音波接合装置
Ｂ 積層体
Ｍ 金属製被接合物
Ｓ 合成樹脂製部材 REFERENCE SIGNS LIST 1 anvil 2 horn 3 horn tip 4 first metal workpiece 5 second metal workpiece 6 synthetic resin member
31 Convex part A Ultrasonic bonding device B Laminated body M Metallic workpiece S Synthetic resin member

Claims (3)

アンビルと、先端面に凸部が形成されたホーンチップとの間に、第一の金属製被接合物と第二の金属製被接合物とが合成樹脂製部材を介して積層されてなる積層体を配設する配設工程と、
上記アンビルと上記ホーンチップとによって上記積層体を挟み込む挟持工程と、
上記第一及び第二の金属製被接合物をホーンチップによって加圧しながら加振することによって、第一及び第二の金属製被接合物を接合する接合工程とを有し、
上記アンビルの積層体の載置面に凸部が形成され、上記アンビルの積層体の載置面に形成された凸部は、上記ホーンチップの凸部を積層体の厚み方向に投影した部分に形成されており、上記アンビルと上記ホーンチップとによって上記合成樹脂製部材を上下方向から挟持して、上記ホーンチップによる加振時における上記合成樹脂製部材の弾性変形を抑制していることを特徴とする超音波接合方法。 A lamination in which a first metal workpiece and a second metal workpiece are laminated via a synthetic resin member between an anvil and a horn tip having a convex portion formed on a tip surface. An arranging step of arranging the body;
A clamping step of clamping the laminate by the anvil and the horn tip,
By vibrating the first and second metal workpieces while applying pressure by a horn tip, a bonding step of bonding the first and second metal workpieces,
A convex portion is formed on the mounting surface of the anvil laminate, and the convex portion formed on the mounting surface of the anvil laminate is formed by projecting the convex portion of the horn tip in the thickness direction of the laminate. It is formed, characterized in that to clamp the synthetic resin member in the vertical direction to suppress the elastic deformation of the synthetic resin member in the pressurized Futoki by said horn tip by the the anvil and the horn tip Ultrasonic bonding method. ホーンチップの先端面及びアンビルの積層体の載置面に形成された凸部は、角錐形状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。   2. The ultrasonic bonding method according to claim 1, wherein the protrusion formed on the tip surface of the horn tip and the mounting surface of the stack of anvils has a pyramid shape. 3. アンビルの積層体の載置面に形成された凸部は、上記ホーンチップの先端面に形成された凸部と配列形態が同一であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波接合方法。 Projections formed on the mounting surface of the laminate of the anvil of claim 1 or claim 2, wherein the array forms a convex portion formed on the distal end surface of the horn tip is the same Ultrasonic bonding method.
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