KR101513860B1 - 연선들의 도전식 접속 방법 및 초음파 용접 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 장치(10), 및 알루미늄 개별 와이어들(32, 34)을 포함하는 연선들(30)을 금속으로 이루어진 U형 캐리어(40)와 초음파 용접에 의해 도전 접속하는 방법에 관한 것이다. 용접 면(80)이 바닥 면(86)인 짧은 베이스 레그를 가진 개방된 사다리꼴 형상을 가지는 소노트로드(78)가 사용된다. 용접 동안 바닥 면은 상기 바닥 면으로부터 시작하고 상기 바닥 면에 대해 둔각 α을 형성하는 측면들(88, 90)로 연선들(30)과 직접 접촉하고, 용접 상태에서 U형 캐리어(40) 내로 삽입된 연선들의 총 횡단면(FL)에 대한 상기 용접면의 상기 바닥 면 및 상기 측면들에 의해 둘러싸인 공간의 횡단면(FS)의 관계는 FS < FL < 2FS이다.

Description

연선들의 도전식 접속 방법 및 초음파 용접 장치 {METHOD FOR CONNECTING STRANDED WIRES IN AN ELECTRICALLY CONDUCTING MANNER AND ULTRASOUND WELDING DEVICE}
본 발명은 실질적으로 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 선들 또는 개별 와이어를 가지는 연선들을 금속의 U형 캐리어와 초음파 용접에 의해 도전식으로 접속하는 방법에 관한 것으로, 캐리어는 초음파 용접 장치의 대응 전극 상에 배치되고, 연선들은 횡방향- 및 측면 레그들에 의해 제한되는 U형 캐리어의 공간 내로 삽입된 후 초음파 진동에서 여기된 소노트로드에 의해 상호 간에 및 캐리어와 용접될 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 방법을 실시하기 위한 초음파 용접 장치로서, 용접면을 가진 소노트로드 헤드를 포함하며 초음파 진동을 전달하는 소노트로드, 상기 용접면에 대향 배치되는 U형 캐리어를 지지하는 대응 전극, 및 제한 면들을 가진 측면 제한 요소들을 포함하고, 용접면을 가진 상기 소노트로드 헤드가 상기 제한 면들 사이에서 연장되는, 초음파 용접 장치에 관한 것이다.
알루미늄 또는 알루미늄 재료로 이루어진 개별 와이어들 또는 선들로 이루어진 연선들이 상호 간에 또는 중실 캐리어와 용접되면, 알루미늄은 도입된 용접 에너지에 의해, 소노트로드 면 상에 또는 연선들을 수용하는 압축실을 측방향에서 제한하는 슬라이드 상에 합금화(alloying)가 이루어지는 정도로 흐르게 되고, 즉 소위 페이스트 상(phase)으로 된다.
이를 방지하기 위해, 초음파 용접 장치의 공구들과 알루미늄으로 이루어진 연선들 사이에, 용접 공구들과의 직접 접촉을 방지하는 중간 막을 배치하는 것이 제안된다.
US-A-3,717,842에는 알루미늄 와이어들을 U형 캐리어와 용접하는 방법이 공지되어 있다. 용접 접속을 위해, 먼저 캐리어가 공지된 방식으로 알루미늄 와이어 둘레로 크림핑된 후 용접 과정이 시작된다. 이 경우 소노트로드와 와이어들 사이에 캐리어의 크림핑되지 않은 부분이 놓인다.
중간 막의 배치 및 추가 크림핑은 이 방법에 단점을 초래하여 특히 고도로 자동화된 용접 과정에서 바람직하지 않다.
본 발명의 목적은, 전술한 방식의 접속 방법 및 초음파 용접 장치를, 연선과 용접에 필요한 공구들 간의 직접적인 접촉을 방지하기 위한 중간 막 없이 또는 중실부의 크림핑 없이, 알루미늄으로 이루어지거나 또는 알루미늄을 포함한 연선들이 U형 중실부와 용접될 수 있도록 개선하는 것이다.
접속 방법과 관련한 상기 목적은, 본 발명에 따라 용접면이 바닥 면인 짧은 베이스 레그를 가진 개방 사다리꼴 형상을 가지며, 용접 동안 바닥 면은 상기 바닥 면으로부터 시작하고 상기 바닥 면에 대해 둔각( α)을 형성하는 측면들로 연선들과 직접 접촉하고, 용접면의 바닥 면 및 측면들에 의해 둘러싸이는 공간의 횡단면(FS)과, 용접 상태에서 U형 캐리어 내로 삽입되는 연선들의 총 횡단면(FL)의 관계는 FS < FL < 2FS인, 소노트로드가 사용됨으로써 달성된다.
놀랍게도, 용접될 와이어 또는 연선의 선들의 대부분이 소노트로드의 용접 면에 의해 둘러싸이고 횡단면으로 볼 때 등변 사다리꼴을 형성하는 공간에 의해 수용되면, 소노트로드 면 상의 합금화가 방지되는 것으로 나타났다. 연선들의 압축(compacting) 및 용접시 나타나는 총 횡방향 힘은 소노트로드의 측면들, 즉 용접 면을 제공하는 소노트로드 헤드의 측면들에 의해 대부분 흡수되고, 이로써 소노트로드 헤드의 영역들 상에 용접시 나타나는 흐름에 관계없이 용접면에 의해 제한되는 공간의 외부에 제공된 연선들은 합금되지 않는다. 이는 개방된 등변의 사다리꼴 형상에 따르는 용접면의 외부에서 연장하는 영역들에 대해서도 적용된다.
사다리꼴의 횡단면을 형성하는 소노트로드 헤드의 수용부 내부에서 합금화가 이루어지지 않는 다른 이유는, 상기 영역에서 가장 큰 상대 운동이 일어나기 때문이고, 이로써, 부분적으로 용접이 이루어진다면, 상대 운동에 의해 접속이 파괴된다.
선들 상호 간의 용접 및 상기 선들과 캐리어의 용접을 위해 U형 캐리어들 내에 소노트로드 또는 소노트로드 헤드의 삽입시 U형 캐리어의 각각의 측면 레그들의 내부면과, 이 내부면과 마주보는 소노트로드 또는 소노트로드 헤드의 외부면 사이에 S≤1/2AD(AD는 연선들의 각각의 선들의 직경)의 폭 (S)을 가진 갭이 형성되도록, U형 캐리어의 측면 레그들의 내부 간격, 소노트로드 또는 소노트로드 헤드의 폭 및 용접될 선들의 치수가 서로 매칭되면, U형 캐리어 내로 삽입시 상기 캐리어의 측면 레그들을 따라 연장되는 소노트로드 헤드의 외부면들 상에 합금화가 방지된다. 서로 상이한 횡단면을 가진 선들을 포함한 연선들이 용접되면, 갭의 폭은 가장 작은 직경을 가진 선에 맞추어져야 한다.
일반적으로 구리로 이루어진 연선들이, 연선 측에 용접면을 가지는 소노트로드에 의해, 사다리꼴 형태(geometry)에 매칭될 수 있는 오목한 형상을 가지는 U형 캐리어와 용접되는 방법이 공지되어 있지만(DE-U- 20 2004 010 775), 이러한 형태는, U형 캐리어의 측면 레그들의 휨을 최소화하기 위해 용접시 나타나는 횡방향 힘을 감소시키도록 되어 있다. 소노트로드 용접면의 치수 설계는, 연선들이 용접 상태에서 소노트로드 용접면에 의해 제한된 공간의 단면적의 배수인 총 횡단면을 갖도록 선택된다. 특히, 이러한 이론에 의해, 용접 상태에서 캐리어의 측면 레그들을 지나 돌출하는, 구리로 이루어진 연선들과 캐리어가 확실히 용접될 수 있다.
U형 캐리어의 재료로서 하기 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료가 사용된다: SE-Cu58, SF-Cu, E-Cu58, CuNi3SiMg, CuFe2P, CuCrSiTi, CuZn37, CuSn6, CuSn8. 재료의 표기는 DIN 표준을 따른다.
특히, 캐리어의 재료로서, 고품질 커넥터에 적합한 상온에서 단련된(cold hammered) 스프링 경화 재료가 사용된다. 이 경우, 적어도 캐리어의 연선측 표면이 예컨대 전기도금에 의해 은 또는 은 함유 재료로 코팅된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 연선 측에 U형 헤드 부분을 가진 소노트로드가 사용되고, 상기 헤드 부분은 내부 측에서 바닥 면, 및 각도(α)로 연장하는 측면들을 가진 용접면을 제한하고, 상기 측면들은 헤드 부분의 측면 레그들의 내부면들이고, 소노트로드 헤드는 폭 (B)을 가지며, 측면 레그들은 바닥 면을 지나 0.15 B≤ T ≤0.30 B의 높이(T) 만큼 돌출한다.
또한, 바닥 면과 개별 측면 사이의 각도(α)가 125°≤α≤ 145°인 소노트로드가 사용된다.
연선들을 수용하며 소노트로드의 용접면에 의해 둘러싸인 공간은 측면 레그들 또는 웨브들에 의해 제한되고, 상기 레그들 또는 웨브들의 단부면은 바닥 면에 대해 평행하게 연장된다. 여기에서 개별 단부면의 폭은 0.25 내지 1.5mm이다. 치수 설계에 의해서도 용접시 알루미늄의 합금화가 이루어지지 않는다.
U형 캐리어, 즉 중실부 내로 삽입되는 소노트로드 또는 소노트로드 헤드는 1mm 내지 25mm의 폭(B)을 가질 수 있다.
전술한 방식의 초음파 용접 장치는, 용접면이 바닥 면 및 측면들을 가진 개방된 등변 사다리꼴 경로를 가지며, 바닥 면 및 개별 측면은 125°≤α≤ 145°의 각도(α)를 형성하고, 상기 측면들은 바닥 면보다 높은 높이(T)만큼 돌출하는 소노트로드 헤드의 레그들의 내부면들이며 소노트로드 헤드를 측면으로 제한하고, 소노트로드 헤드는 폭(B)을 가지며 상기 폭(B)과 용접면에 의해 둘러싸인 공간의 높이(T)의 관계는 0.15 B≤ T ≤0.30 B이다.
소노트로드 헤드의 레그들은 용접면의 바닥 면에 대해 평행하게 진행하는 단부면들을 포함하며, 상기 단부면들은 0.25mm ≤ A ≤ 1.5mm의 폭(A)을 갖는다.
또한, U형 캐리어 내로 삽입되는 소노트로드 헤드는 1mm ≤ B ≤ 25mm의 폭(B)을 가질 수 있다.
U형 캐리어는 특히 그룹, SE-Cu58, SF-Cu, E-Cu58, CuNi3SiMg, CuFe2P, CuCrSiTi, CuZn37, CuSn6, CuSn8 중 적어도 하나의 재료로 이루어진다.
U형 캐리어가 CuCrSiTi와 같은, 상온에서 단련된 스프링 경화 재료로 이루어지면, 캐리어는 적어도 연선 측에서 바람직하게 은 및 은 함유 재료로 코팅될 수 있다.
연선들의 압축 및 용접 동안 캐리어의 명확한 위치 설정을 위해, 각각의 측면 제한 요소가 캐리어 측에 리세스를 가지고, 상기 리세스는 초음파 용접시 측면 레그의 수용을 위해 측면 레그의 높이 및 폭에 매칭된다.
본 발명의 다른 세부 사항, 장점 및 특징들은 청구항들, 상기 청구항들의 특징들을 개별적으로 및/또는 조합해서 및 도면에 도시된 바람직한 실시예의 하기 설에 제시된다.
본 발명에 따라, 연선과 용접에 필요한 공구들 간의 직접적인 접촉을 방지하기 위한 중간 막 없이 또는 중실부의 크림핑 없이, 알루미늄으로 이루어지거나 또는 알루미늄을 포함한 연선들이 U형 중실부와 용접될 수 있도록 접속 방법 및 초음파 용접 장치가 개선된다.
도 1은 초음파 용접 장치의 구성의 개략도이고,
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 U형 캐리어와 알루미늄 연선들의 압축 및 용접의 개략도이고,
도 3a 내지 도 3c는 종래 기술에 따른 크림핑 및 용접 과정의 개략도이고,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 U형 캐리어와 알루미늄 연선들의 압축 및 용접의 개략도이고,
도 5는 본 발명에 따라 사용되는 소노트로드의 다른 개략도이다.
도 1에는 알루미늄으로 이루어지거나 또는 알루미늄을 포함한 연선, 즉 상기 연선들의 미세 와이어 또는 선들이 금속으로 이루어진 U형 중실 캐리어 형태의 스탬핑-/벤딩부와 용접될 수 있는, 초음파 용접 시스템이 도시된다. 상기 시스템은 일반적으로 컨버터(12), 경우에 따라 부스터(14) 및 소노트로드(16)를 가지는 초음파 용접 장치 또는 기계(10)를 포함한다. 압축실을 둘러싸기 위해, 소노트로드(16), 즉 상기 소노트로드의 헤드(18) 및 상기 소노트로드의 용접면에 대응 전극(20) -앤빌(anvil)이라고도 함- 및 측면 슬라이드(21, 23)가 할당된다.
컨버터(12)는 라인(22)을 통해 제너레이터(24)와 연결되고, 상기 제너레이터는 라인(26)을 통해 컴퓨터(28)로 연결되고, 상기 컴퓨터를 통해 용접 프로세스의 제어가 이루어지고, 상기 컴퓨터 내에 용접 파라미터 또는 용접될 연선 및 캐리어의 횡단면 및 재료가 입력되거나 또는 이에 상응하는 저장된 값들이 상기 컴퓨터에서 검색될 수 있다.
종래 기술(도 2a, 도 2b, 도 3a, 도 3b, 도 3c)에 따라, 얇은 개별 와이어들 또는 선들(32, 34)로 이루어진 알루미늄 연선들(30)이 편편한 용접면(38)을 포함한 소노트로드(36)에 의해 용접된다. 용접면(38) 내에 웨이브, 피라미드 등과 같은 소정 구조들이 형성될 수 있다. 소노트로드(36) 상에 또는 상기 소노트로드의 용접면(38) 상에 연선(30), 즉 상기 연선의 와이어들(32, 34)의 합금화를 방지하기 위해, 종래 기술에서는, 연선들(30) 상에 선들(32, 34)과 용접면(38) 간의 직접 접촉을 방지하는 막이 제공된다.
이러한 중간 막이 제공되지 않으면, 초음파 진동의 도입에 의해 페이스트화되어, 흐르는 알루미늄에 의해 합금화가 발생한다. 이는 도 2a와 도 2b의 비교에서 알 수 있다. 도 1에 도시되듯이, 연선들(30)과 용접될 U형 캐리어(40)는 초음파 용접 기계의 앤빌(42) 상에 배치된다. 캐리어(40)의 측면들에 측면 슬라이드들(44, 46)이 슬라이딩 가능하게 배치되고, 상기 측면 슬라이드들은 캐리어의 측면 레그들(52, 54)이 단형(steplike) 리세스들(48, 50)에 의해 수용되도록 캐리어(40)에 대해 정렬되고, 상기 측면 레그들은 횡방향 레그(56)를 통해 연결되고, 상기 횡방향 레그는 앤빌(42) 상에 놓인다.
압축 및 용접이 소노트로드(36)의 하강 및 상기 소노트로드의 여기에 의해 이루어지면, 연선들(30)의 알루미늄 재료가 흐르므로, 그 결과 상기 재료가 용접 면(38)과 합금화될 뿐만 아니라 소노트로드 측면들(58, 60)과 측면 슬라이드들(44, 46)의 마주보는 제한 면들(62, 64) 사이의 갭 내로도 침투되고, 거기에서 측면 슬라이드들(44, 46)의 평면들(62, 64) 및 소노트로드(36)의 외부면들(58, 60)과 합금화될 수 있다.
이러한 합금화를 방지하기 위해, US-A-3,717,842에는, 알루미늄으로 이루어진 연선들(66)이 U형 캐리어(68) 내로 제공되고, 상기 캐리어의 측면 레그들(70, 72)은, 초기에 연선들(66) 둘레로 크림핑된 후(도 3b), 소노트로드(74)의 하강시 상기 소노트로드에 의해, 연선들(66), 즉 상기 연선들의 얇은 와이어가 크림핑된 캐리어(70)와 용접되고, 상기 캐리어의 용접면(76)이 연선들(66) 또는 상기 연선들의 와이어들과 직접 접촉되지 않도록 설계된다. 따라서, 이론상 도 2a 및 도 2b의 설명에서 중간 막에 의해 구현되는 기술 과제가 해결된다.
그러나, 중간 막의 크림핑 또는 삽입은 생산 과정에서 실시되는 특히 고도로 자동화된 용접 방법의 경우, 에러 소스를 형성할 뿐 아니라 시간 지연과 이로써 비용 상승을 초래하는 단점을 갖는다.
이러한 단점을 없애기 위해, -동일한 소자에 대해서 도 2a 및 도 2b의 도면 번호가 사용되는 도 4a, 도 4b 및 도 5에 도시되듯이- 본 발명에 따라, 용접시 나타나는, 합금화를 촉진하는 횡방향 힘이 소노트로드(78)에 의해 대부분 흡수되도록 기존의 초음파 용접 기계의 소노트로드(78)의 용접 면(80)이 형성되므로, 놀랍게도 합금화가 이루어지지 않는다.
도 2a 및 도 2b에 따라, 앤빌(42) 상에, 측면 레그들(52, 54) 및 횡방향 레그(56)를 가진 U형 캐리어(40)가 배치된다. 그 후, 측면 슬라이드들(44, 46)이 캐리어(52)에 대해 다가오고, 단형 리세스(48, 50)에 의해 측면 제한 면들(62, 64) 내에 횡방향 레그들(52, 54)이 수용되므로, 단형 리세스(48, 50) 외부에서 제한 면들(62, 64)은 U형 캐리어(40)의 측면 레그들(52, 54)의 내부면들(82, 84)과 거의 일직선으로 이어진다.
캐리어(40) 내로 삽입되는 소노트로드(78) 또는 상기 소노트로드의 헤드는 본 발명에 따라 용접면(80)을 포함하고, 상기 용접면은 더 짧은 바닥 면(86) 및 측면들(88, 90)을 가진, 개방된 등변 사다리꼴 경로를 가지고, 각각의 측면(88, 90)은 바닥 면(86)에 대해 각도α 또는 β + 90°을 형성하고, 상기 각도는 125°≤α≤145°이다. 또한, 도 4b에 도시되듯이, 측면들(88, 90) 및 바닥 면(86)에 의해 제한된 공간(92)이 용접 상태에서 연선들(30), 즉 선들(32, 34)의 절반 횡단면(FL)보다 큰 횡단면을 가지도록, 용접면(80)이 깊이(T)를 가진다. 따라서, 사다리꼴을 가지는, 용접된 선들(32, 34)의 단면적(97)은 하부의 직사각형 단면적(99), 즉 소노트로드 헤드의 레그들(98, 100)의 단부면들(94, 96)과 캐리어(40)의 횡방향 레그(56)의 바닥 면 사이에서 연장하는 면적보다 더 크다.
따라서, 용접면(80)의 영역에서 소노트로드 헤드는 연선들(30)을 향해 개방된 U-형태를 가진다.
본 발명에 따른 이론 또는 제시된 치수 설계에 의해, 소노트로드(78)의 하강에 의해 그리고 초음파 여기된 소노트로드(78)에서 생기는, 연선들(30)에 작용하는 총 횡방향 힘이 현저히 감소되고, 그 결과 페이스트 상인, 흐르는 알루미늄 재료가 용접면(80) 및 상기 레그들(98, 100)의 단부면들(94, 96)에서 합금화되지 않고, 상기 레그들의 단부면들은 용접면(80)의 바닥 면(86) 및 측면들(88, 90)에 의해 둘러싸인 공간(92)을 제한한다. 따라서, 소노트로드 헤드의 레그들 또는 웨브들(98, 100)의 내부면들은 용접면(80)의 측면들(88, 90)이다.
용접면(80) 상에서 알루미늄의 합금화가 이루어지지 않는 것은, 이 영역에서 선들(32, 34)과 용접면(80) 사이에 최대 상대 운동이 나타나기 때문이라고 설명할 수 있고, 순간적인 합금화가 이루어지더라도, 이는 상대 운동에 의해 저지된다.
U형 캐리어(40)의 내부면들(82, 84), 즉 상기 캐리어의 측면 레그들(52, 54)의 내부 간격, 소노트로드(78)의 폭(B), 그리고 측면 슬라이드들(46, 48)의 간격이, 용접하려는 개별 선들(32, 34)의 직경(AD)의 절반보다 작은 갭 폭(S)이 얻어지도록 서로 매칭됨으로써, 소노트로드(78) 또는 상기 소노트로드 헤드의 외부면과 측면 슬라이드들(46, 48)의 측면 제한 면들(62, 64) 사이의 갭(S) 내로 알루미늄의 흐름이 추가로 저지된다. 서로 상이한 횡단면을 가진 선들을 포함한 연선들(30)이 용접되면, 갭(S)은 가장 작은 횡단면을 가진 선들의 직경에 맞추어진다. 선들(34, 36)은 0.1mm 내지 1mm 범위의 직경을 가질 수 있다.
용접면(80)에 의해 둘러싸인 공간의 높이(T), 즉 바닥 면(86)보다 높게 돌출하는 레그들(98, 100)의 높이는 소노트로드(78) 또는 상기 소노트로드 헤드의 폭(B)에 대해 0.15 B≤T≤0.3 B의 관계를 갖는다. U형 캐리어(40) 내로 삽입되는 소노트로드 헤드의 폭은 바람직하게 1mm 내지 25mm의 범위에 있다.
또한 개별 레그(98, 100)의 단부면(94, 96)은 U형 캐리어의 측면 레그들(52, 54) 사이에서 0.25mm 내지 1.5mm의 범위의 폭을 가진다. 이러한 치수 설계에 의해 알루미늄의 합금화가 추가로 방지된다.
캐리어(40)의 재료는 하기 그룹으로부터 하나가 선택된다 : SE-Cu58, SF-Cu, E-Cu58, CuNi3SiMg, CuFe2P, CuCrSiTi, CuZn37, CuSn6, CuSn8. 재료의 표기는 DIN 표준을 따른다.
고품질 연결부들에 대해, 일반적으로 CuCrSiTi와 같은 상온에서 단련된 스프링 경화강으로 이루어진 U-캐리어가 사용된다.
알루미늄과 캐리어 재료의 경도가 상이하다는 관점에서, 소재 결합 방식의 접속을 보장하기 위해, 바람직하게 캐리어의 내부면이 예컨대 전기도금에 의해 바람직하게 은 또는 은 함유 재료로 코팅될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 소노트로드(78)의 구조 및 용접면(80)에 의해 둘러싸인 공간의 높이(T)에 의해, 소노트로드(78)가 U형 캐리어(40) 내로 대부분 삽입되고, 이로써 캐리어(40)의 측면 레그들(52, 54)에 작용하는 횡방향 힘이 감소되므로, 캐리어(40)의 기본 재료로서 종래 기술에 비해 더 연성인 재료가 사용될 수 있는 장점이 있다. U 형태는 캐리어(40)를 휨에 대해 훨씬 더 강하게 한다
30 연선
32, 34 선
40 캐리어
42 엔빌
44, 46 측면 슬라이드
52, 54 측면 레그
78 소노트로드

Claims (12)

  1. 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 선들(32, 34) 또는 개별 와이어들을 포함하는 연선들(30)을 금속으로 이루어진 U형 캐리어(40)와 초음파 용접에 의해 도전식 접속하는 방법으로서, 상기 캐리어는 초음파 용접 장치(10)의 엔빌(42) 상에 배치되고, 상기 연선들은 횡방향 및 측면 레그들(52, 54, 56)에 의해 제한되는 U형 캐리어의 공간 내로 삽입된 후, 초음파 진동에서 여기된 소노트로드(16, 78)에 의해 상기 연선들 상호 간에 및 상기 연선과 캐리어의 용접이 이루어지는, 연선들의 도전식 접속 방법에 있어서,
    상기 소노트로드(16, 78)로서는, 용접면(80)이 바닥 면(86)인 짧은 베이스 레그를 가진 개방된 사다리꼴 경로를 가지며, 용접 동안 바닥 면은 상기 바닥 면으로부터 시작하고 상기 바닥 면에 대해 둔각 α을 형성하는 측면들(88, 90)로 연선들(30)과 직접 접촉하고, 용접 상태에서 상기 U형 캐리어(40) 내로 삽입된 상기 연선들의 총 횡단면(FL)과, 상기 용접면의 상기 바닥 면 및 상기 측면들에 의해 둘러싸인 상기 공간의 횡단면(FS)의 관계가 FS < FL < 2FS인, 소노트로드가 사용되며,
    상기 U형 캐리어(40)의 상기 측면 레그들(52, 54)의 내부 간격, 상기 소노트로드(78)의 폭, 및 용접될 상기 선들(32, 34)은 치수적으로 서로 조정되고, 상기 선들 상호 간 및 상기 선들과 상기 캐리어와의 용접을 위해 U형 캐리어 내로 상기 소노트로드의 삽입시 상기 U형 캐리어의 측면 레그의 개별 내부면과, 이 내부면과 마주보는 상기 소노트로드의 외부면 사이에, S≤1/2 AD(AD는 연선들의 개별 선의 직경)의 폭(S)을 가진 갭이 형성되며,
    서로 상이한 횡단면을 가진 선들(32, 34)을 포함한 상기 연선들(30)의 용접시 갭의 폭(S)은 가장 작은 직경을 가진 선들을 위해 설계되는 것을 특징으로 하는 연선들의 도전식 접속 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 U형 캐리어(40)의 재료로서, SE-Cu58, SF-Cu, E-Cu58, CuNi3SiMg, CuFe2P, CuCrSiTi, CuZn37, CuSn6, CuSn8 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료가 사용되는 것을 특징으로 하는 연선들의 도전식 접속 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 U형 캐리어(40)의 재료로서는 연선 측이 코팅된, 스프링 경화 재료가 사용되는 것을 특징으로 하는 연선들의 도전식 접속 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어(40)는 연선 측에서 은 또는 은 함유 재료로 코팅되는 것을 특징으로 하는 연선들의 도전식 접속 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    연선 측에 U형 헤드 부분을 포함하는 소노트로드(78)가 사용되고, 상기 헤드 부분은 내부 측으로 바닥 면(86), 및 각도(α)로 연장하는 상기 측면들(88, 90)을 가진 상기 용접면(80)을 제한하고, 상기 측면들은 상기 헤드 부분의 측면 레그들(98, 100)의 내부면들이고, 상기 소노트로드는 폭(B)을 가지고, 상기 측면 레그들은 상기 바닥 면을 지나 0.15 B≤ T ≤0.30 B의 길이(T)로 돌출하는 것을 특징으로 하는 연선들의 도전식 접속 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 바닥 면(86)과 각각의 측면(88, 90) 사이의 각도(α)가 125°≤α≤ 145°인 소노트로드(78)가 사용되는 것을 특징으로 하는 연선들의 도전식 접속 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 바닥 면(86)에 대해 평행하게 진행되며 폭(A)이 0.25 mm ≤ A ≤ 1.5 mm인 단부면들(94, 96)을 가진 측면 레그들(98, 100)을 포함하는 소노트로드(78)가 사용되는 것을 특징으로 하는 연선들의 도전식 접속 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    폭(B)이 1mm ≤ B ≤ 25mm인 소노트로드(78)가 사용되는 것을 특징으로 하는 연선들의 도전식 접속 방법.
  11. 제 1 항에 따른 연선들의 도전식 접속 방법을 실시하기 위한 초음파 용접 장치(10)로서, 용접 면(80)을 가진 소노트로드 헤드를 구비하며 초음파 진동을 전달하는 소노트로드(16, 78), 상기 용접면에 대향 배치되며 U형 캐리어(40)를 지지하는 엔빌(42), 및 제한 면들(62, 64)을 가진 측면 제한 요소들(46, 48)을 포함하고, 상기 용접면(80)은 바닥 면(86) 및 측면들(88, 90)을 가진 개방된 등변 사다리꼴 경로를 가지고, 상기 바닥 면과 각각의 측면은 125°≤α≤ 145°인 각도(α)를 형성하고, 상기 측면들은 상기 바닥 면보다 높은 높이(T)로 돌출하는 상기 소노트로드(78) 또는 상기 소노트로드 헤드의 레그들(98, 100)의 내부면들이며 상기 소노트로드 헤드를 측면으로 제한하는 초음파 용접 장치에 있어서,
    상기 소노트로드 헤드(78)의 상기 레그들(98, 100)은 단부면들(94, 96)을 포함하고, 상기 단부면들은 상기 용접면(80)의 상기 바닥 면(86)에 대해 평행하게 연장하고, 각각의 단부면은 0.25 mm ≤ A ≤ 1.5 mm인 폭(A)을 가지고, 상기 소노트로드 헤드는 0.15 B≤ T ≤0.30 B인, 높이(T)와 폭(B)의 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 측면 제한 요소(46, 48)는 각각 캐리어 측에 리세스(48, 50)를 포함하고, 상기 리세스는 초음파 용접시 상기 레그를 수용하기 위해 상기 U형 캐리어(40)의 측면 레그(52, 54)의 높이 및 폭으로 조정되는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
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