[发明专利]金属部件的接合方法以及接合装置

说明书

本发明涉及金属部件的接合方法以及接合装置。接合方法具备：在照射面(62a1)上形成与氧化膜形成用激光(L1)的第一输出(W1)以及照射时间对应的膜厚的氧化膜(OM)氧化膜形成工序(S10)；检测第二输出(W2)的第一反射激光检测工序(S12)；运算氧化膜形成用激光(L1)的第一吸收率的第一吸收率运算工序(S14)；将对照射面(62a1)的氧化膜形成用激光的照射切换为上述加热接合用激光的激光切换工序(S16A、S16B)；以及将第一接合面(62b)的温度加热至规定的接合温度(Ta)并使第一接合面(62b)与第二接合面(51a)接合的加热接合工序(S3)。

技术领域

本发明涉及利用激光的金属部件的接合方法以及接合装置。

背景技术

以往，有通过使激光照射金属部件的表面并使其吸收来对金属部件进行加热的技术。例如参照日本专利第4894528号公报、日本专利第5602050号公报，以及日本特开2014-228478号公报。

此时，对金属部件进行加热的目的是各种各样的。例如作为其中之一，有如日本专利第4894528号公报、专利第5602050号公报所示的那样以两部件的接合为目的的发明。在进行两部件的接合的情况下，例如，对成为电气电路的接点的金属部件(例如导线)进行加热，并将被接合部件(例如半导体的端子)与金属部件直接接合。此时，如日本专利第4894528号公报、日本专利第5602050号公报所示，也可以使加热部在未加热至液相状态而停留在固相状态时，以规定的压力对金属部件和被接合部件加压而进行接合(固相扩散接合)。另外，作为通常的焊接、使加热部熔融而处于液相状态接合也可以。利用这些接合方法，与通过焊料接合金属部件与被接合部件的情况相比较，是耐高温环境的接合。

另外，作为其他加热的例子，例如，也有如日本特开2014-228478号公报所示那样的技术方案，目的在于以在非破坏状态下来检查已经接合起来的金属部件与被接合部件是否以足够的面积接触并接合。在日本特开2014-228478号公报的技术中，首先，通过激光照射与被接合部件接合的金属部件来加热金属部件而使其升温。此时，金属部件与被接合部件以足够的面积接触(接合)的话，升温的热与接触面积相对应地从金属部件良好地向被接合部件移动。因此，金属部件的升温速度变得缓慢。但是，如果金属部件与被接合部件如果没有以足够的面积接触而处于不充分的接合的话，金属部件的热无法良好地向被接合部件移动，从而升温速度变得过快。通过该升温速度差异来对金属部件与被接合部件的接合状态进行评价。

此外，在上述说明中，照射的激光通常大多采用廉价的YAG激光等。YAG激光是具有近红外波长(0.7μm～2.5μm)的激光。由YAG激光产生的激光对于例如铜(或者铝)等金属部件来说，在达到规定的温度(例如熔点)为止的低温时吸收率非常低。因此，例如在日本专利第4894528号公报、日本专利第5602050号公报、日本特开2014-228478号公报中如果金属部件使用铜(或者铝)，则在低温时即使向金属部件直接照射激光，金属部件对激光的吸收率也低，所以金属部件的温度上升慢，在到达吸收率增加的规定的温度之前会消耗较多的能量。另外，并不局限于铜、铝，即使其他金属，通常在低温时，因为相对于高温时对激光的吸收率低，所以金属部件的温度上升慢，在达到吸收率增加的规定的温度之前会消耗较多的能量。

相对于此，在日本特开2014-228478号公报的技术中，基于以往的认识，在金属部件的表面形成氧化膜，使低温时的金属部件对激光的吸收率提高。氧化膜通过向金属部件的表面照射氧化膜形成用的激光来形成。换句话说，为了使氧化膜的膜厚成为实现所希望的吸收率的规定的膜厚，向金属部件的表面照射激光预先设定的规定的时间。其后，经由形成的氧化膜向金属部件照射加热用激光。而且，使因氧化膜的形成而提高了激光的吸收率的金属部件迅速升温，并对高效地接合状态进行评价。此外，在日本特开2014-228478号公报中，基于若氧化膜的膜厚增大到超过一定值则激光的吸收率会饱和的公知的见解，设定吸收率饱和的膜厚，并设定激光的照射时间以使得能够形成相应的膜厚。