JP7173681B2 - 金属の薄板と基材の接合構造及び金属の薄板と基材の溶接方法 - Google Patents
金属の薄板と基材の接合構造及び金属の薄板と基材の溶接方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、金属の薄板と基材の接合構造及びその溶接方法に関し、特に、絶縁物で被覆された金属箔部を有するフレキシブル回路基板とバスバーの接合構造及びレーザビームを用いてフレキシブル回路基板とバスバーを溶接する溶接方法に関する。
従来、レーザ溶接によって部材同士を接合することが行われている。たとえば、図７（ａ）に示すように、シングルモードかつ連続波形のファイバーレーザを使用して、前記ファイバーレーザの照射位置５１を溶接予定ライン５２を横断させるように振動させつつ気密電池容器と蓋板とをシール溶接することが知られている（特許文献１参照）。
また、図７（ｂ）に示すように、シングルモードかつ連続波形のファイバーレーザを使用して、スポット溶接位置６３を中心にして照射位置６１をらせん状に移動させスポット溶接することが知られている（特許文献２参照）。
さらに、積層した金属板同士を溶接可能な高入熱量のレーザ光を溶接部の中心から外周側に向けてらせん状に照射する本溶接工程と、この本溶接工程におけるレーザ光の照射範囲の外周部に対して、レーザ光の単位時間当たりの投入入熱量を下げて照射深さを浅くするようにしたレーザ光をさらに照射する補熱工程とによって、本溶接工程における溶接部の溶融金属とその周りの金属との間にそれらをつなぎとめるような溶融金属を増加させて、溶接不良を抑制する溶接方法が知られている（特許文献３参照）。
しかしながら、特許文献１～３の溶接方法は、溶接対象物となる２つの部材の板厚に大きな差がないものを対象としている。これに対し溶接対象物となる２つの部材の板厚に大きな差がある場合、たとえばプリント回路基板のように絶縁フィルム上に設けられた銅箔（約３５μｍ）とバスバー（約１．５ｍｍ）とを溶接する場合には以下の問題がある。
特許文献１にあっては、溶接予定ライン５２に沿った方向の溶接強度と、溶接予定ライン５２と直交する方向の溶接強度とに大きな差を有する。しかし、プリント回路基板はフレキシブルに全方向に大きく変形し、溶接部にも全方向から外力が作用するため、溶接部の方向によって溶接強度が大きく異なる場合には、十分な接合強度を発揮することができない。また、十分な溶接強度を発揮させるため２つの部材を十分に溶け込ませようとすると、プリント回路基板の銅箔が溶け落ちて接合することができない。
これに対し特許文献２は、レーザ光の照射位置６１をらせん状に移動させながら溶接しているので、特許文献１が有する溶接強度の非対称性を改善できる。しかし、特許文献２にあっては、らせん状の溶接ライン部６２の部分のみによって溶接対象物が接合されるのみで、十分な溶接長さが得られない。また、溶接長さを長くするためには、らせん形の径を大きくする必要があり、プリント基板の幅狭の銅箔を接合するには適さない。また、溶接ラインの最終端部６４の周囲は開放されているため、外力が作用すると溶接の最終端部６４に外力が集中して溶接の最終端部６４の近傍に亀裂が生じる虞がある。
これに対し特許文献３は、らせん状に溶接された溶接部とその周りの金属との間にそれらをつなぎとめるように補熱工程を設けているので、特許文献２が有する溶接端部における外力の集中を緩和することができる。しかし、特許文献３にあっても、本溶接工程においてらせん状に溶接された部分が主に接合されるのみで、十分な溶接長さが得られない。また、補熱工程でのレーザ光の単位時間当たりの投入入熱量を下げて照射深さを浅くしているので、らせん状の溶接端部とその周りの金属とは十分な溶け込みが得られず、十分な溶接強度を発揮することができない虞がある。
加えて、特許文献１から特許文献３の技術をプリント回路基板の銅箔とバスバーとの溶接に適用すると、プリント回路基板の銅箔を絶縁する絶縁物が溶接の熱で損傷してしまう問題もある。
本発明は、上述した問題点を解決するために、溶接部のどの方向から外力が作用しても方向性を有することなく接合強度を発揮することができる接合構造及びレーザ溶接方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために本発明の溶接方法は、
ファイバーレーザの溶接手段を使用して、絶縁物によって両面が被覆された金属薄板を有するフレキシブル回路基板とバスバーとを溶接する方法であって、
少なくとも前記バスバー、前記絶縁物、前記金属薄板、前記絶縁物の順で配置し、
前記絶縁物を除去した金属露出部において、閉じた環状図形の溶接予定ラインを同心円状に設定し、前記溶接手段は前記溶接予定ラインに沿って移動しながら、前記溶接予定ラインを横切り、振動させながらレーザ光を連続照射して略円形の溶接ラインを環状に連ねて環状溶接ライン群を同心円状に形成し、同心円状に形成された前記環状溶接ライン群は互いに径方向において重ならない、あるいは径方向において最小の重なり部を有し、前記溶接予定ラインの内部全体が溶接されることを特徴としている。
この特徴によれば、少なくとも前記バスバー、前記絶縁物、前記金属薄板、前記絶縁物の順で配置し、前記絶縁物を除去した金属露出部において、前記溶接手段は、閉じた環状図形の溶接予定ラインに沿って移動しながら、前記溶接予定ラインを横切り、振動させながらレーザ光を連続照射して略円形の溶接ラインを環状に連ねて同心円状に環状溶接ライン群を形成し、前記環状溶接ライン群は互いに径方向において重ならない、あるいは径方向において最小の重なり部を有するので、前記溶接予定ラインの内部全体が溶接され、どの方向から外力が作用しても方向性を有することなく接合強度を発揮することができる。
ファイバーレーザの溶接手段を使用して、絶縁物によって両面が被覆された金属薄板を有するフレキシブル回路基板とバスバーとを溶接する方法であって、
少なくとも前記バスバー、前記絶縁物、前記金属薄板、前記絶縁物の順で配置し、
前記絶縁物を除去した金属露出部において、閉じた環状図形の溶接予定ラインを同心円状に設定し、前記溶接手段は前記溶接予定ラインに沿って移動しながら、前記溶接予定ラインを横切り、振動させながらレーザ光を連続照射して略円形の溶接ラインを環状に連ねて環状溶接ライン群を同心円状に形成し、同心円状に形成された前記環状溶接ライン群は互いに径方向において重ならない、あるいは径方向において最小の重なり部を有し、前記溶接予定ラインの内部全体が溶接されることを特徴としている。
この特徴によれば、少なくとも前記バスバー、前記絶縁物、前記金属薄板、前記絶縁物の順で配置し、前記絶縁物を除去した金属露出部において、前記溶接手段は、閉じた環状図形の溶接予定ラインに沿って移動しながら、前記溶接予定ラインを横切り、振動させながらレーザ光を連続照射して略円形の溶接ラインを環状に連ねて同心円状に環状溶接ライン群を形成し、前記環状溶接ライン群は互いに径方向において重ならない、あるいは径方向において最小の重なり部を有するので、前記溶接予定ラインの内部全体が溶接され、どの方向から外力が作用しても方向性を有することなく接合強度を発揮することができる。
前記溶接手段は、シングルモードのファイバーレーザであることを特徴としている。
この特徴によれば、シングルモードのファイバーレーザは、ビームスポットの大きさを極めて小さく絞り込んで１点に集中できるので、レーザ出力を過度に高めることなくビームスポットにおける入熱量を確保でき、厚さの薄いものであってもひずみの発生を防止することができる。
この特徴によれば、シングルモードのファイバーレーザは、ビームスポットの大きさを極めて小さく絞り込んで１点に集中できるので、レーザ出力を過度に高めることなくビームスポットにおける入熱量を確保でき、厚さの薄いものであってもひずみの発生を防止することができる。
前記溶接予定ラインに沿った方向において、１つの溶接ラインは、始端部側及び終端部側のそれぞれにおいて、複数の隣接する前記溶接ラインと接触、或いは、重なることを特徴としている。
この特徴によれば、溶接領域全面が均一な溶接深さになるように溶接されるため、さらに方向性を有することなく高い溶接強度を発揮することができる。
この特徴によれば、溶接領域全面が均一な溶接深さになるように溶接されるため、さらに方向性を有することなく高い溶接強度を発揮することができる。
前記課題を解決するために本発明の接合構造は、
絶縁物によって両面が被覆された金属薄板を有するフレキシブル回路基板とバスバーとの溶接による接合構造であって、
少なくとも前記バスバー、前記絶縁物、前記金属薄板、前記絶縁物の順で配置され、
前記絶縁物を除去した金属露出部における前記金属薄板と前記バスバーとの接合部は、同心円状に設定され、閉じた環状図形の溶接予定ラインに沿って、かつ、前記溶接予定ラインを横切る略円形の溶接ラインが環状に連なる環状溶接ライン群を備え、
同心円状に配置された前記環状溶接ライン群は互いに径方向において重ならない、あるいは径方向において最小の重なり部を有し、
前記溶接予定ラインの内部全体が溶接されることを特徴としている。
この特徴によれば、前記絶縁物を除去した金属露出部における前記金属薄板と前記バスバーとの接合部は、同心円状に設定され、閉じた環状図形の溶接予定ラインに沿って、かつ、前記溶接予定ラインを横切る略円形の溶接ラインが環状に連なる環状溶接ライン群が同心円状に配置され、前記環状溶接ライン群が互いに径方向において重ならない、あるいは径方向において最小の重なり部を有するので、前記溶接予定ラインの内部全体が溶接され、溶接部のどの方向から外力が作用しても方向性を有することなく溶接強度を発揮することができる。
絶縁物によって両面が被覆された金属薄板を有するフレキシブル回路基板とバスバーとの溶接による接合構造であって、
少なくとも前記バスバー、前記絶縁物、前記金属薄板、前記絶縁物の順で配置され、
前記絶縁物を除去した金属露出部における前記金属薄板と前記バスバーとの接合部は、同心円状に設定され、閉じた環状図形の溶接予定ラインに沿って、かつ、前記溶接予定ラインを横切る略円形の溶接ラインが環状に連なる環状溶接ライン群を備え、
同心円状に配置された前記環状溶接ライン群は互いに径方向において重ならない、あるいは径方向において最小の重なり部を有し、
前記溶接予定ラインの内部全体が溶接されることを特徴としている。
この特徴によれば、前記絶縁物を除去した金属露出部における前記金属薄板と前記バスバーとの接合部は、同心円状に設定され、閉じた環状図形の溶接予定ラインに沿って、かつ、前記溶接予定ラインを横切る略円形の溶接ラインが環状に連なる環状溶接ライン群が同心円状に配置され、前記環状溶接ライン群が互いに径方向において重ならない、あるいは径方向において最小の重なり部を有するので、前記溶接予定ラインの内部全体が溶接され、溶接部のどの方向から外力が作用しても方向性を有することなく溶接強度を発揮することができる。
本発明の接合構造は、
前記溶接予定ラインに沿った方向において、１つの溶接ラインは始端部側及び終端部側のそれぞれにおいて、複数の隣接する前記溶接ラインと接触、或いは、重なることを特徴としている。
この特徴によれば、溶接領域全面が均一な溶接深さになるように溶接されるため、さらに方向性を有することなく高い溶接強度を発揮することができる。
前記溶接予定ラインに沿った方向において、１つの溶接ラインは始端部側及び終端部側のそれぞれにおいて、複数の隣接する前記溶接ラインと接触、或いは、重なることを特徴としている。
この特徴によれば、溶接領域全面が均一な溶接深さになるように溶接されるため、さらに方向性を有することなく高い溶接強度を発揮することができる。
本発明に係る接合構造及び溶接方法を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。
本発明の実施の形態に係る接合構造及び溶接方法を図１から図４を参照して説明する。図１に示すように、接合構造は、フレキシブル回路基板１０（本発明に係る金属の薄板）とバスバー１７（本発明に係る基材）とを接合部２０によって接合されるものである。なお、図１において、接合部２０の個数は２か所であるがこれに限らない。たとえば、接合部に流れる電流の大きさに応じて、接合部２０を１か所にしたり、３か所あるいは４か所以上にすることができる。
図1及び図２に示すように、フレキシブル回路基板１０は、絶縁性を有する薄く柔らかいベースフィルム１１と、ベースフィルム１１上に形成された電気回路を構成する銅箔部１２、１３、１４、１５、１６（本発明の金属箔）からなる。フレキシブル回路基板１０は電気回路のパターンが既に形成されているので配線作業を省力化できる。また、フレキシブル回路基板１０は、極めて薄く、自在に曲げることができるため機器のわずかな隙間に配置することがきる。このように、フレキシブル回路基板は、自在に曲げて使用されるので、接合部２０には全方向から外力が作用する。
フレキシブル回路基板１０のベースフィルム１１は約２５μｍ程度のポリイミド等からなり、ベース材１１ｃとカバー材１１ａとからなる。フレキシブル回路基板１０は、ベース材１１ｃ上に約３５μｍ程度の銅箔が接着剤１１ｂにより接着され、印刷技術を応用して銅箔に所望の電気回路パターンを構成する銅箔部１２、１３、１４、１５、１６がベース材１１ｃ上に形成される。さらに銅箔部１２、１３、１４、１５、１６の上にカバー材１１ａが接着されることによって、電気回路を構成する銅箔部１２、１３、１４、１５、１６は絶縁されるとともに、極めて薄い銅箔部１２、１３、１４、１５、１６は保護、補強される。
バスバー１７は、１．５ｍｍ程度の厚さを有する銅板等の導電性を有する金属からなる。フレキシブル回路基板１０はバスバー１７に接着材１８により固定され、接合部２０にレーザ光Ｌが照射されフレキシブル回路基板１０とバスバー１７は溶接される。接着材により固定された状態で溶接されることで、レーザ光による溶接時に溶接の接合部に加わる外力の影響を少なくし、また、溶接後において、溶接の接合部とは別の箇所が接着材で固定されていることで接合部に対する外力の付加防止を図ることができる。ここで、カバー材１１ａによって覆われた銅箔部１２にレーザ光Ｌが照射されると、カバー材１１ａが炭化して良好な接合部を得ることができない。そこで、フレキシブル回路基板１０の接合部２０には、カバー材１１ａの一部を除去して開口部１１ｄを形成して、銅箔部が露出した銅箔露出部（本発明に係る金属露出部）１２ａにレーザ光が直接照射される。
しかし、レーザ光に対して銅は高反射材に分類されるため、銅は十分にレーザ光を吸収できず、効率よく溶接することができない。このため銅を溶接するためのレーザとして、通常、グリーンレーザが使用されている。しかし、グリーンレーザは連続照射ができず生産性が悪い。また、グリーンレーザはレーザの出射時間が数ｍｓｅｃと短いためレーザ出力を高めて溶接する必要があり、極めて薄い銅箔部１２に対してレーザ出力を高めて溶接すると、接合部２０が溶け落ちて良好な接合部を得ることができない。
そこで、本発明においては、高反射材である銅を溶接するためのレーザとして連続照射可能なシングルモードファイバーレーザを使用する。レーザビームの強度が照射領域において１つのピークを有するシングルモードのファイバーレーザ光は、ビームスポットの大きさを数１００μｍから５００μｍ程度に絞り込んでレーザ光の出力を一点に集中して連続照射できるので、レーザ出力を過度に高めることなくビームスポットにおける入熱量を確保でき、フレキシブル回路基板のように厚さの極めて薄いものであっても低ひずみで溶接することができる。また、接合部２０への入熱量を抑えることができるので銅箔部１２を絶縁するベースフィルムの損傷を防止することもできる。さらに、被溶接部に非接触で溶接できるため、接合部２０のように直径３ｍｍ程度の小さな部分であってもレーザ光を送り込んで複雑な溶接ラインで溶接することができる。
つぎに、溶接ラインの形状について説明する。図３に示すように、接合部２０には、略円形の溶接予定ライン２２と該溶接予定ライン２２より小径の略円形の溶接予定ライン２４とが略同心円状に配置される。溶接予定ライン２２及び溶接予定ライン２４は、閉じた環状図形であれば円形に限らない。また、それぞれの溶接予定ライン２２、２４の内部のほぼ全体が溶接できる径方向長さを有する溶接ライン２１、２３が設定される。ここで、溶接ライン２１、２３の径方向長さは溶接ライン２１、２３が重ならない、あるいは重なりが最小となるように設定される。そしてレーザ光Ｌは、溶接予定ライン２２に沿って移動しながら、かつ、溶接予定ライン２２を横切って振動しながら連続照射して溶接ラインを形成し、溶接予定ライン２２を１周して環状溶接ライン群２５が形成される。同じく、レーザ光Ｌは、溶接予定ライン２４に沿って移動しながら、かつ、溶接予定ライン２４を横切って振動しながら連続照射して溶接ライン２３を形成し、溶接予定ライン２４を１周して環状溶接ライン群２６が形成される。これにより、少なくとも溶接予定ライン２２、２４の内部の略全体が溶接され、溶接部のどの方向から外力が作用しても方向性を有することなく溶接強度を発揮することができる。なお、上記溶接予定ライン２２、２４の内部の「略全体」とは、全体のほか、溶接ライン２１同志、溶接ライン２３同志又は溶接ライン２１、２３同志が密に重なることによる溶け落ちを防ぐため、溶接ライン２１、２３同志の重なりをなくすことにより未溶接部が残る場合もあるという趣旨である。
ここで、環状溶接ライン群２５の構成は環状溶接ライン群２６の構成と同じであり、以下、環状溶接ライン群２５を例にとってその構成を説明する。図４に示すように、フレキシブル回路基板１０の銅箔露出部１２ａに設定された略円形の溶接予定ライン２２に沿ってレーザ光Ｌは移動しながら連続照射されるとともに、溶接予定ライン２２を横切って振動させて、弧状の溶接ライン２１１、２１２、２１３、２１４、…、２１endが周方向に隣接して環状に連なるように環状溶接ライン群２５が形成される。ここで環状溶接ライン群２５のうちの１つの溶接ライン２１１に着目して説明する。環状溶接ライン群２５の溶接方向を反時計回りとすると、溶接ライン２１１は、溶接ライン２１１の終端部２１1e側に隣接する溶接ライン２１２の一部と、始端部２１1s側に隣接する溶接ライン２１endの一部と、が重なるよう溶接される。
ここで、レーザ光Lの半径は溶接予定ライン２２を横切って振動する内径方向或いは外径方向への移動量（溶接ラインにおける溶接予定ライン２２に垂直な一方（内径方向或いは、外径方向）の方向への最大移動量）よりも小さいとよく、それによりレーザ光が常に照射される箇所がなくなり、溶接個所の一部に過剰に熱が加わる虞れが無い。
ここで、レーザ光Lの半径は溶接予定ライン２２を横切って振動する内径方向或いは外径方向への移動量（溶接ラインにおける溶接予定ライン２２に垂直な一方（内径方向或いは、外径方向）の方向への最大移動量）よりも小さいとよく、それによりレーザ光が常に照射される箇所がなくなり、溶接個所の一部に過剰に熱が加わる虞れが無い。
このように溶接ライン２１１は、隣接する溶接ライン２１２と溶接ライン２１endとに重なり部を設けることで互いに補強され外力を分散できるので、接合強度を高めることができる。また、溶接ライン２１１は、溶接後、バスバー１７に熱を奪われて急速に冷却するため溶接ひずみが残るが、溶接ライン２１１は隣接する溶接ライン２１２及び溶接ライン２１endとに重なり部を設けることで、溶接ライン２１１は再度加熱されるので、溶接ひずみを解消する効果も得られる。
また、図４（ｂ）に示すように、溶接ライン２１はさらに多くの隣接する溶接ラインと重なり部を設けてもよい。たとえば、溶接ライン２１の終端部２１ｅ側に隣接する３つの溶接ライン２１ｓ１、２１ｓ２、２１ｓ３及び溶接ライン２１の始端部２１ｓ側に３つの隣接する溶接ライン２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３が、溶接ライン２１と交差するように溶接してもよい。これにより、溶接ライン２１は、６個の隣接する溶接ライン２１ｓ１、２１ｓ２、２１ｓ３、２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３と重なり部を形成することで、溶接ライン２１、２１ｓ１、２１ｓ２、２１ｓ３、２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３は網の目状に絡み合って互いに補強し合うので接合強度をさらに高めることができる。また、複数の隣接する溶接ライン２１、２１ｓ１、２１ｓ２、２１ｓ３、２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３は互いの溶接熱で再加熱されるので溶接ひずみを解消することができる。
図４（ｂ）において、溶接ライン２１は、６個の隣接する溶接ライン２１ｓ１、２１ｓ２、２１ｓ３、２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３と重なり部を形成したが、さらに多くの隣接する溶接ラインと交差させることができる。しかし、交差数を１２個以上に増やしても溶接部の密着強度はほとんど上昇しない。
上記説明したように、実施例１の接合構造は、第１の溶接予定ライン２２に沿ってかつ溶接予定ライン２２を横切って振動しながら連続して形成される複数の溶接ライン２１が、周方向に環状に連なって形成される円環状溶接ライン群２５と、第２の溶接予定ライン２４に沿ってかつ溶接予定ライン２４を横切って振動しながら連続して形成される複数の弧状の溶接ライン２３が、周方向に環状に連なって形成される円環状溶接ライン群２６と、を有する接合部２０を備える。これにより、接合部２０内は、溶接ラインが互いに絡み合った環状溶接ライン群２５、２６によってほぼ埋め尽くされるので、銅箔部１２とバスバー１７とは高い密着強度で接合されるとともに、溶接ラインが互いに幾重にも重なる過程で、再加熱され溶接ひずみを解消することができる。
その他、溶接予定ライン２２、２４に平行な方向、つまり、環状溶接ライン群２５、２６の周方向において、隣接する溶接痕が接触、或いは、重なっているとよく、これにより接合部全体が溶接され、均一な溶接深さにすることができ、更に接合部全体が再加熱されているため、接合部全体を溶接ひずみを解消することができる。環状溶接ライン群２５、２６の外周縁から外側と内側とへそれぞれ溶接ライン幅を有する環状領域内、すなわち外周縁プラスマイナス溶接ライン幅の環状領域において、１の溶接ラインと該１の溶接ラインに隣接する溶接ラインが接触、或いは、重なることで環状溶接ライン群２５、２６の外周縁の内側の略全体が溶接される接合部２０が形成される。なお、上記溶接ライン幅が変化する場合には、溶接ラインの幅のうち最大の溶接幅を採用する。
図３において、接合部２０は、２つ環状溶接ライン群２５、２６より構成されたが、接合部２０の大きさによって、３または４以上の環状溶接ライン群を配置して構成してもよい。
つぎに、実施例２に係る接合構造及び溶接方法を実施するための形態を図５を参照して説明する。実施例１の接合構造は、複数の環状溶接ライン群２５、２６を備えた接合部２０により構成されたが、実施例２の接合構造は、１つの環状溶接ライン群３５から構成される点で実施例１と相違する。なお、実施例１と同一構成については同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図５に示すように、接合部３０には、１つの略円形の溶接予定ライン３２が設定される。そして溶接予定ライン３２の内部の略全体が溶接できる径方向長さを有する溶接ライン３１が設定される。そしてレーザ光Ｌは、溶接予定ライン３２に沿って移動しながら、かつ、溶接予定ライン３２を横切って振動しながら連続照射して溶接ライン３１を形成し、溶接ライン３１は溶接予定ライン３２を１周して環状溶接ライン群３５が形成される。これにより、溶接予定ライン３２の内部の略全面に亘って溶接ライン３１によって溶接されるので、銅箔部１２とバスバー１７とは高い密着強度で接合されるとともに、溶接ライン３１が幾重にも重なる過程で、再加熱され溶接ひずみを解消することができる。
ここで、溶接ライン３１は環状溶接ライン群３５の中心部３３まで接合されているとよく、このようにすることで接合部全体として接合強度を高めることができる。尚、複数の溶接ラインの重なりによる溶け落ちを防ぐ場合には、レーザ光のスポット径を考慮して、溶接ラインが中央を通過しないようにしてもよい。なお、上記溶接予定ライン３２の内部の「略全体」とは、全体のほか、溶接ライン３１同志が密に重なる中央部の溶け落ちを防ぐため、溶接ライン３１同志の重なりをなくすことにより未溶接部が残る場合もあるという趣旨である。また、溶接予定ライン３２は、通常溶接ライン３１のほぼ中央に設定されるが、これに限る必要はなく、溶接ライン３１の一方に偏って設定されるものであってもよい。
また、溶接予定ライン３２に平行な方向、つまり、環状溶接ライン群３５の周方向において、隣接する溶接痕が接触、或いは、重なっているとよく、これにより接合部全体が溶接され、均一な溶接深さにすることができ、更に接合部全体が再加熱されているため、接合部全体を溶接ひずみを解消することができる。環状溶接ライン群３５の外周縁から外側と内側とにそれぞれ溶接ライン幅を有する環状領域内、すなわち外周縁プラスマイナス溶接ライン幅の環状領域において、１の溶接ラインと該１の溶接ラインに隣接する溶接ラインが接触、或いは、重なることで環状溶接ライン群３５の外周縁の内側の略全体が溶接される接合部３０を形成することができる。なお、上記溶接ライン３１の幅が変化する場合には、溶接ライン３１の幅のうち最大の溶接幅を採用する。
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
例えば、上記実施例において、接合部２０、３０は、弧状の溶接ライン２１、２３、３１が略円形の溶接予定ライン２２、２４、３２に沿って連続的、隣接して形成されて、円環状の溶接ライン群２５、２６、３５を形成していた。しかし、溶接予定ラインは閉じた環状図形であれば円形に限らず、楕円、三角形、矩形又は多角形の溶接予定ラインとして、楕円形状、三角形状、矩形状、多角形状の環状溶接ライン群を形成してもよい。
また、上記実施例において、接合部２０、３０は、弧状の溶接ライン２１、２３、３１を使用して、円環状の溶接ライン群２５、２６、３５を形成していたが、これに限らない。図６は、説明のため環状溶接ライン群４５の一部を記載するものであるが、環状の溶接予定ライン４２に沿って直線状の溶接ライン４１を１周して環状溶接ライン群４５を形成してもよい。環状の溶接予定ライン４２の大きさに応じて、溶接予定ライン４２の内部の略全体が溶接される溶接ライン４１の長さを決定して、溶接予定ライン４２の内部の略全体を溶接することができる。なお、図６において、溶接予定ライン４２は、通常溶接ライン４１の径方向のほぼ中央に設定するが、これに限らず溶接ライン４１の一方に偏って設定されるものであってもよい。なお、上記溶接予定ライン４２の内部の「略全体」とは、全体のほか、溶接ライン４１が密集して重なることによる溶け落ちを防ぐため、溶接予定ライン４２の中央部の領域を除いた溶接ラインの長さに決定し、中央部に未溶接部が残る場合もあるという趣旨である。
上記実施例において、金属箔及び基材は銅であったがこれに限らず、アルミニウム、銀、ＳＵＳ材であってもよいし、金属箔を銅とし、基材をアルミニウムとしてもよいし、所望の性能を達成できればどのような組み合わせであってもよい。
また、上記実施例において、フレキシブル回路基板とバスバーを溶接する溶接方法であったがこれに限らず、ダイヤフラムやベローズ等、金属の薄板の溶接へ適用してもよい。
また、上記実施例において、フレキシブル回路基板とバスバーを溶接する溶接方法であったがこれに限らず、ダイヤフラムやベローズ等、金属の薄板の溶接へ適用してもよい。
１０ フレキシブル回路基板
１１ ベースフィルム
１１ｄ 開口部
１２ 銅箔部（金属の薄板）
１２ａ 銅箔露出部（金属露出部）
１７ バスバー（基材）
２０ 接合部
２１ 溶接ライン
２２ 溶接予定ライン
２３ 溶接ライン
２４ 溶接予定ライン
２５ 環状溶接ライン群
２６ 環状溶接ライン群
３０ 接合部
３１ 溶接ライン
３２ 溶接予定ライン
３３ 中心部
３５ 溶接ライン群
４１ 溶接ライン
４２ 溶接予定ライン
４５ 溶接ライン群
５１ 照射位置
５２ 溶接予定ライン
６１ 照射位置
６３ スポット溶接位置
６４ 最終端部
Ｌ レーザ光
１１ ベースフィルム
１１ｄ 開口部
１２ 銅箔部（金属の薄板）
１２ａ 銅箔露出部（金属露出部）
１７ バスバー（基材）
２０ 接合部
２１ 溶接ライン
２２ 溶接予定ライン
２３ 溶接ライン
２４ 溶接予定ライン
２５ 環状溶接ライン群
２６ 環状溶接ライン群
３０ 接合部
３１ 溶接ライン
３２ 溶接予定ライン
３３ 中心部
３５ 溶接ライン群
４１ 溶接ライン
４２ 溶接予定ライン
４５ 溶接ライン群
５１ 照射位置
５２ 溶接予定ライン
６１ 照射位置
６３ スポット溶接位置
６４ 最終端部
Ｌ レーザ光
Claims (5)
- ファイバーレーザの溶接手段を使用して、絶縁物によって両面が被覆された金属薄板を有するフレキシブル回路基板とバスバーとを溶接する方法であって、
少なくとも前記バスバー、前記絶縁物、前記金属薄板、前記絶縁物の順で配置し、
前記絶縁物を除去した金属露出部において、閉じた環状図形の溶接予定ラインを同心円状に設定し、前記溶接手段は前記溶接予定ラインに沿って移動しながら、前記溶接予定ラインを横切り、振動させながらレーザ光を連続照射して略円形の溶接ラインを環状に連ねて環状溶接ライン群を同心円状に形成し、同心円状に形成された前記環状溶接ライン群は互いに径方向において重ならない、あるいは径方向において最小の重なり部を有し、前記溶接予定ラインの内部全体が溶接されることを特徴とする溶接方法。 - 前記溶接手段は、シングルモードのファイバーレーザであることを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。
- 前記溶接予定ラインに沿った方向において、１つの溶接ラインは、始端部側及び終端部側のそれぞれにおいて、複数の隣接する前記溶接ラインと接触、或いは、重なることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接方法。
- 絶縁物によって両面が被覆された金属薄板を有するフレキシブル回路基板とバスバーとの溶接による接合構造であって、
少なくとも前記バスバー、前記絶縁物、前記金属薄板、前記絶縁物の順で配置され、
前記絶縁物を除去した金属露出部における前記金属薄板と前記バスバーとの接合部は、同心円状に設定され、閉じた環状図形の溶接予定ラインに沿って、かつ、前記溶接予定ラインを横切る略円形の溶接ラインが環状に連なる環状溶接ライン群を備え、
同心円状に配置された前記環状溶接ライン群は互いに径方向において重ならない、あるいは径方向において最小の重なり部を有し、
前記溶接予定ラインの内部全体が溶接されることを特徴とする接合構造。 - 前記溶接予定ラインに沿った方向において、１つの溶接ラインは始端部側及び終端部側のそれぞれにおいて、複数の隣接する前記溶接ラインと接触、或いは、重なることを特徴とする請求項４に記載の接合構造。
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