[发明专利]超声波接合夹具、超声波接合方法和接合结构

说明书

本发明提供超声波接合夹具、超声波接合方法和接合结构。超声波接合夹具包括多个突起和形成在该突起的基端之间的突起之间平面部，所述突起的位于振动方向的侧面具有锥形面，在所述锥形面中，所述突起的顶端处的切线相对于所述振动方向的斜度大于所述突起的基端处的切线相对于所述振动方向的斜度。

技术领域

本发明涉及超声波接合夹具、超声波接合方法和接合结构。

背景技术

在超声波接合中，金属板与金属制的基材重叠地放置在支承台上。在该状态下，一边利用超声波接合夹具按压金属板，一边使超声波接合夹具以预定的频率沿着水平方向进行超声波振动。由此，超声波接合夹具的按压力和超声波振动作用于金属板与基材的对置面。其结果，除去金属表面的氧化物和其它污垢。此外，利用由按压力和超声波振动所产生的摩擦发热来进行金属原子之间的结合。

国际公开公报第2013/105361号(第9页、图2)中公开的触头(超声波接合夹具)在与电极层压件(金属板)抵接的加工面上具有配置成格子状的多个突起。在多个突起中的配置在最外周的突起的轮廓线上，以具有半径R的圆弧的方式设置倒角，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，抑制了因超声波接合导致的电极层压件的破损。

在国际公开公报第2013/105361号的技术中，一边利用触头的加工面中的多个突起来按压电极层压件，一边在突起的顶端部咬入电极层压件的状态下实施超声波振动。因此，当突起相对于电极层压件相对振动时，利用由振动从突起的振动方向两侧的侧面作用的力，电极层压件成分(金属板成分)被朝向上方推升。因此，由振动产生且作用于电极层压件与基材的对置面的力变小。其结果，特别是在电极层压件为薄膜时，电极层压件与基材的接合强度下降。

发明内容

本发明的一个目的在于提供超声波接合夹具、超声波接合方法和接合强度高的接合结构，能够将由振动产生且作用于金属板与金属制的基材的对置面的力保持为较大的状态。

本发明一个方式的超声波接合夹具(本接合夹具)包括：多个突起；以及突起之间平面部，形成在所述突起的基端之间，所述突起的位于振动方向的侧面具有锥形面，在所述锥形面中，所述突起的顶端处的切线相对于所述振动方向的斜度大于所述突起的基端处的切线相对于所述振动方向的斜度。

在本接合夹具中，突起的位于振动方向的侧面具有锥形面。在该锥形面中，突起的顶端处的切线相对于突起的振动方向的斜度较大。由此，在突起的顶端咬入金属板的状态下，可以使突起的位于振动方向的侧面的顶端侧朝向上方推升金属板的成分的量较少。此外，在该锥形面中，突起的基端处的切线相对于突起的振动方向的斜度较小。由此，突起的位于振动方向的侧面的基端侧将金属板的成分朝向下方按压而使其扩展。因此，位于突起的振动方向的金属板的成分的隆起变少。其结果，突起之间平面部容易接触金属板的表面。由此，可以将由振动产生且作用于金属板与金属制的基材的对置面的力保持为较大的状态。

在本接合夹具中，优选的是，所述锥形面在所述突起的基端侧具有连续的曲率。由此，通过使突起的基端侧的锥形面具有连续的曲率，在突起的顶端咬入金属板的状态，在突起的位于振动方向的侧面的基端侧和金属板之间，容易使金属板的成分大致均匀地扩展。其结果，能够抑制突起的位于振动方向的侧面处的金属板成分的隆起。因此，能够使突起之间平面部更容易地接触金属板的表面。

在本接合夹具中，优选的是，所述突起的沿着所述振动方向的侧面具有锥形面。因此，由于突起的顶端变小，所以突起容易咬入金属板。此外，在突起的顶端咬入金属板的状态下，可以使金属板的成分从突起的位于振动方向的侧面和金属板之间，环绕进入到突起的沿着振动方向的侧面和金属板之间。因此，可以在突起的位于振动方向的侧面与金属板之间抑制金属板的成分的隆起。