[发明专利]超声波接合方法、超声波接合夹具和接合结构

说明书

本发明提供超声波接合方法、超声波接合夹具和接合结构。超声波接合方法包括：将金属板和基材重叠；利用超声波接合夹具将所述金属板朝向所述基材按压；利用所述超声波接合夹具，在所述金属板上形成多个凹部、配置在所述多个凹部之间的凹部之间平坦部和包围所述多个凹部的环状平坦部；以及使按压所述金属板的所述超声波接合夹具振动。

技术领域

本发明涉及超声波接合方法、超声波接合夹具和接合结构。

背景技术

以往，被按压在具有多个突起的触头和砧座之间的电极层压件利用振动而进行超声波接合。多个突起中的配置在最外周的突起例如是进行了倒角的倒角突起，所述倒角突起以在轮廓线上具有半径R的圆弧的方式进行倒角，所述圆弧在其一个方向的外部尺寸为A时，满足R≥A/6。由此，能够抑制超声波熔敷导致的电极层压件的破损(例如参照国际公开第2013/105361号小册子(第6页))。

另外，使用扭转超声波发生器的超声波熔敷接合方法已为公众所知(例如参照日本专利公开公报特表2013-538128号(第3页、图1～图3))。在超声波熔敷处理工艺中，扭转超声波发生器接触面具备沿着与扭转轴实质垂直的方向延伸的平坦的停止面。当从该停止面突出的突起部被压入部件时，接触面与部件结合。并且，由平坦的停止面确定了突起部相对于部件的进入深度。因此，超声波熔敷具有一定的强度。

在国际公开第2013/105361号的技术中，层压件进行超声波接合。在该技术中，对厚度相差较大的单层的部件进行接合时，难以充分抑制薄的部件产生裂纹。

另外，日本专利公开公报特表2013-538128号的技术与使用扭转超声波发生器的超声波熔敷处理工艺相关。将该技术应用于薄的部件时，有可能产生部件的变形和裂纹。

发明内容

本发明的一个目的在于提供对厚度相差较大的部件彼此进行接合时，能够抑制裂纹产生的超声波接合方法、超声波接合夹具和接合结构。

本发明一个方式的超声波接合方法(本接合方法)包括以下步骤：将金属板和基材重叠；利用超声波接合夹具将所述金属板朝向所述基材按压；利用所述超声波接合夹具，在所述金属板上形成多个凹部、凹部之间平坦部和环状平坦部，所述凹部之间平坦部配置在所述多个凹部之间，所述环状平坦部包围所述多个凹部；以及使按压所述金属板的所述超声波接合夹具振动。

按照本接合方法，由于多个凹部不贯穿金属板，所以能够抑制金属板的强度变弱。并且，利用凹部之间平坦部和环状平坦部，能够限制超声波接合时的超声波接合夹具与金属板的相对振动。其结果，能够抑制金属板产生裂纹。

在本接合方法中，优选的是，还包括利用所述超声波接合夹具在所述金属板上进一步形成环状倾斜部的步骤，所述环状倾斜部包围所述环状平坦部并朝向径向外侧逐渐变厚。由此，利用包围环状平坦部的环状倾斜部，缓和了金属板中的由超声波接合夹具按压的部位和非按压部位的边界处的变形。因此，能够抑制金属板产生裂纹。

在本接合方法中，优选的是，形成所述凹部的步骤包含将所述凹部形成为具有大致矩形断面的步骤，使所述超声波接合夹具振动的步骤包含使所述超声波接合夹具沿着与所述凹部的大致矩形断面的一边垂直的方向振动的步骤。由此，能够将超声波振动良好地从突起向金属板传递，并且能够高效地对金属板和基材进行超声波接合。

在本接合方法中，优选的是，所述金属板是薄的单层金属板，所述基材是比所述金属板厚的单层金属板。由此，能够对厚度不同的单层金属板彼此进行超声波接合。

在本接合方法中，优选的是，所述金属板是柔性电路基板，所述基材是汇流条。由此，能够对极薄的柔性电路基板和远厚于柔性电路基板的汇流条进行超声波接合。

本发明一个方式的超声波接合夹具(本接合夹具)包括基部和顶端部，所述顶端部包括：多个突起；突起之间平坦部，形成在所述多个突起之间；以及环状平坦部，包围所述多个突起。