(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材供給ユニットから供給された線材を介して基材にそれぞれ圧接する一対の溶接用電極を備え、電源部から前記一対の溶接用電極間に給電することにより前記線材に通電させて前記線材の一部を前記基材に抵抗溶接する抵抗溶接機であって、
前記線材を前記溶接用電極の少なくとも一方と挟持し前記線材に通電することにより該線材を熱切断する熱切断用電極と、前記熱切断に際し前記線材の長手方向に沿って該線材に張力を付与する張力付与手段と、を有することを特徴とする抵抗溶接機。
【請求項２】
前記線材供給ユニットは、前記一対の溶接用電極に並設される前記熱切断用電極と、前記線材を前記基材に供給するために前記線材を搬送する搬送部と、を備え、該搬送部が前記張力付与手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の抵抗溶接機。
【請求項３】
前記熱切断用電極は、前記線材よりも融点および靭性が高い板状体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の抵抗溶接機。
【請求項４】
前記溶接用電極は、リボン形状の前記線材を前記熱切断用電極と挟持するエッジ部を備えてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の抵抗溶接機。
【請求項５】
前記溶接用電極は、前記線材を前記熱切断用電極と挟持する突出部を備えており、前記突出部はリボン形状の前記線材の線幅に沿って前記線材に線状に接触可能な形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の抵抗溶接機。
【請求項６】
前記熱切断用電極は、前記線材を前記溶接用電極と挟持する突出部を備えており、前記突出部はリボン形状の前記線材の線幅に沿って前記線材に線状に接触可能な形状であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の抵抗溶接機。
【請求項７】
前記突出部は、該突出部がリボン形状の前記線材の線幅方向と垂直な軸に対して回転可能な回転軸に備えられてなることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の抵抗溶接機。
【請求項８】
一対の溶接用電極と、基材との間で線材を挟持し前記一対の溶接用電極間に前記線材を介して通電することによって前記線材の一部を前記基材に抵抗溶接する抵抗溶接工程と、
前記抵抗溶接工程後に、前記一対の溶接用電極を前記基材から離して前記線材を該溶接用電極の一方と熱切断用電極とで挟持すると共に、前記線材の長手方向に沿って該線材に張力を付与しながら前記熱切断用電極と前記溶接用電極との間に前記線材を介して通電して前記線材を熱切断する熱切断工程と、を有することを特徴とする抵抗溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材の抵抗溶接に用いられる抵抗溶接機および抵抗溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子部品の電極と、配線基板上に形成された電極ランドと、を金属ワイヤなどの線材で電気的に接続するワイヤボンディングが行われている。このようなワイヤボンディングは、線材を接続させる電極や電極ランドの位置によらず各種の接続パターンに容易に対応できる汎用性を備えていることから種々の電気的接続に利用されている。ワイヤボンディング方法の一種として、配線基板上の電極ランドに置かれた金属ワイヤに、一対の溶接用電極を押圧させると共に金属ワイヤを介して一対の溶接用電極間に通電させ、通電により生じる抵抗加熱によって配線基板上の電極ランドと金属ワイヤの一部とを溶接する抵抗溶接機の抵抗溶接方法が知られている（たとえば、特許文献１や特許文献２）。
【０００３】
ここで、抵抗溶接機の参考例として図７に示す抵抗溶接機１’を用いて動作例を説明する。抵抗溶接機１’は、一対の溶接用電極２ａ，２ｂと、該溶接用電極２ａ，２ｂに並設され線材たるワイヤ１４を供給する線材供給ユニット３’と、一対の溶接用電極２ａ，２ｂのうちの一方の溶接用電極２ｂと線材供給ユニット３’との間に設けられワイヤ１４を切断する切断刃１２と、を備えている。以下、抵抗溶接機１’を用いて隣接する基材たる配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂ間をワイヤ１４で結線させる例を挙げる。
【０００４】
抵抗溶接機１’は、溶接用電極２ａ，２ｂの先端部２ａｂ，２ｂｂを、図７（ａ）に示す白抜きの矢印の向きに沿って、一方の配線基板５ａの電極ランド５ｂ上に供給されたワイヤ１４に押圧させると共に、溶接用電極２ａ，２ｂ間に外部の電源から給電させることによりワイヤ１４に通電させる。これにより抵抗溶接機１’は、ワイヤ１４を配線基板５ａの電極ランド５ｂ上に抵抗溶接する（図７（ａ））。
【０００５】
次に、抵抗溶接機１’は、溶接用電極２ａ，２ｂを図７（ｂ）に示す白抜きの矢印の向きに他方の配線基板５ａの電極ランド５ｂ側へ移動させると共に、線材供給ユニット３’に内装された口ーラ９，９を駆動させて、所定長さのワイヤ１４を線材供給ユニット３’から供給する（図７（ｂ））。
【０００６】
続いて、抵抗溶接機１’は、再び溶接用電極２ａ，２ｂの先端部２ａｂ，２ｂｂを、図７（ｃ）に示す白抜きの矢印に沿って前記他方の配線基板５ａに設けられた電極ランド５ｂ上のワイヤ１４に押圧および通電させて、ワイヤ１４の一部を配線基板５ａの電極ランド５ｂ上に抵抗溶接する。抵抗溶接機１’は、ワイヤ１４の抵抗溶接が完了すると、切断刃１２によってワイヤ１４を切断する（図７（ｃ））。これにより、抵抗溶接機１’は、隣接する配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂ間をワイヤ１４によって結線することができる。
【０００７】
しかしながら、抵抗溶接機１’において、たとえば、銅リボン材などのようなアルミニウム線と比較して比較的硬質なワイヤ１４や線径が太いワイヤ１４を用いた場合、抵抗溶接機１’は、切断刃１２によるワイヤ１４の切断が困難な場合がある。また、このようなワイヤ１４を切断するため、抵抗溶接機１’は、強度の高い切断刃１２や、切断刃１２に強い力を付与する大型の駆動部が必要になる。しかし、強度の高い切断刃１２や大型の駆動部を溶接用電極２ａ，２ｂに並設させると、抵抗溶接機１’における溶接用電極２ａ，２ｂの周りが大きくなってしまうので、微細な溶接に適した小型化可能な抵抗溶接機１’を実現することができない。
【０００８】
また、上述のワイヤボンディングに用いられるものとは異なるが、抵抗溶接機１’において、切断刃１２によるワイヤ１４の切断に代えて、溶接用電極２ａ，２ｂとは別個に設けられた熱切断用電極を用いてワイヤ１４を切断する抵抗溶接機１’も知られている（たとえば、特許文献３を参照）。
【０００９】
この抵抗溶接機１’は、溶接用の固定式電極と可動式電極でワイヤ１４を挟んで抵抗溶接を行うと共に、前記固定式電極および前記可動式電極とは別体に設けられた前記熱切断用電極および前記固定式電極でワイヤ１４を挟むことにより、ワイヤ１４を熱切断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１−２４９２７７号公報
【特許文献２】特開平７−３７９２２号公報
【特許文献３】特開平４−２２４０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献３に示された抵抗溶接機１’も、溶接用の前記可動式電極および前記固定式電極がワイヤ１４を挟んで離れているため、また、前記可動式電極および前記熱切断用電極の夫々を個別に動作させるための駆動部を要するので、抵抗溶接機１’における溶接用電極２ａ，２ｂの周りが大きくなり、より微細な溶接に適した小型化可能な抵抗溶接機１’とはならない。
【００１２】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、切断刃を用いることなく、線材を切断することができ、溶接用電極の周りが小型化可能な抵抗溶接機および抵抗溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、線材供給ユニットから供給された線材を介して基材にそれぞれ圧接する一対の溶接用電極を備え、電源部から前記一対の溶接用電極間に給電することにより前記線材に通電させて前記線材の一部を前記基材に抵抗溶接する抵抗溶接機であって、前記線材を前記溶接用電極の少なくとも一方と挟持し前記線材に通電することにより該線材を熱切断する熱切断用電極と、前記熱切断に際し前記線材の長手方向に沿って該線材に張力を付与する張力付与手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、一対の溶接用電極の少なくとも一方と熱切断用電極とで線材を挟み込んで抵抗加熱により前記線材を熱切断するので、たとえば、切断刃では切断し難いような材料の前記線材でも容易に切断することができる。また、抵抗溶接機における前記溶接用電極の周りが、切断刃を用いることなく小型化可能な構成とすることができる。
【００１５】
さらに、この発明によれば、前記一対の溶接用電極の少なくとも一方と、前記熱切断用電極と、で挟み込んだ前記線材との接触抵抗が、張力付与手段によって前記線材に付加された張力によって安定し、前記線材の熱切断の際に前記熱切断用電極などに生ずるスパークの発生を抑制することができる。そのため、前記線材の熱切断にともなう前記溶接用電極や前記熱切断用電極の劣化を抑制することが可能となる。また、前記線材の熱切断にともなう前記溶接用電極の少なくとも一方と、前記熱切断用電極と、の間に給電する電圧を低減させることもできる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記線材供給ユニットは、前記一対の溶接用電極に並設される前記熱切断用電極と、前記線材を前記基材に供給するために前記線材を搬送する搬送部と、を備え、該搬送部が前記張力付与手段を兼ねていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、前記線材供給ユニットに前記線材を搬送する搬送部を備えたことにより、前記線材の搬送を精度よく制御することが可能となる。また、前記線材の熱切断に際し、前記溶接用電極および前記熱切断用電極から前記線材への通電と、前記線材に張力を付与するための前記搬送部の搬送と、を制御性よく行うことが可能となる。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記熱切断用電極は、前記線材よりも融点および靭性が高い板状体であることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、前記熱切断用電極が、前記線材よりも融点および靭性が高い材料であることにより、前記線材の熱切断に際し前記熱切断用電極の割れ、欠けや折れを抑制することが可能となる。また、前記線材の熱切断の際に生ずる抵抗加熱の熱により、前記熱切断用電極が溶融することを防止することが可能となる。さらに、前記熱切断用電極が厚みの薄い板状体であることにより、前記熱切断用電極が厚みの厚いものと比較して前記線材の熱切断にともなう前記一対の溶接用電極の少なくとも一方と、前記熱切断用電極と、の間の電圧を低減させることが可能となる。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記溶接用電極は、リボン形状の前記線材を前記熱切断用電極と挟持するエッジ部を備えてなることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、前記溶接用電極および前記熱切断用電極が、リボン形状の前記線材への電流経路を線状の接触とすることにより、電流経路が面状の接触となるものと比較して、電流密度を大きくさせ局部的に前記線材を加熱溶融することが可能となる。そのため、前記線材の熱切断に際する電圧を低減することが可能となる。
【００２２】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記溶接用電極は、前記線材を前記熱切断用電極と挟持する突出部を備えており、前記突出部はリボン形状の前記線材の線幅に沿って前記線材に線状に接触可能な形状であることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、前記溶接用電極の突出部により、リボン形状の前記線材への電流経路を線状の接触とすることができ、電流経路が面接触となるものと比較して、電流密度を大きくさせ局部的に前記線材を加熱溶融することが可能となる。そのため、前記線材の熱切断に際する電圧をより低減することが可能となる。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項４または請求項５に記載の発明において、前記熱切断用電極が、前記線材を前記溶接用電極と挟持する突出部を備えており、前記突出部はリボン形状の前記線材の線幅に沿って前記線材に線状に接触可能な形状であることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、前記熱切断用電極の突出部により、リボン形状の前記線材への電流経路を線状の接触とすることができ、電流経路が面接触となるものと比較して、電流密度を大きくさせ局部的に前記線材を加熱溶融することが可能となる。そのため、前記線材の熱切断に際する電圧をより低減することが可能となる。
【００２６】
請求項７の発明は、請求項５または請求項６に記載の発明において、前記突出部が、リボン形状の前記線材の線幅方向と垂直な軸に対して回転可能な回転軸に備えられてなることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、前記突出部がリボン形状の前記線材の線幅方向と垂直な軸に対して回転可能な回転軸に備えられてなることにより、前記線材にかかる張力に応じて前記突出部が回転するから前記線材の姿勢が安定化する。そのため、前記突出部上に安定して前記線材が接触することができ、熱切断がより容易になる。
【００２８】
請求項８の発明は、抵抗溶接方法において、一対の溶接用電極と、基材との間で線材を挟持し前記一対の溶接用電極間に前記線材を介して通電することによって前記線材の一部を前記基材に抵抗溶接する抵抗溶接工程と、前記抵抗溶接工程後に、前記一対の溶接用電極を前記基材から離して前記線材を該溶接用電極の一方と熱切断用電極とで挟持すると共に、前記線材の長手方向に沿って該線材に張力を付与しながら前記熱切断用電極と前記溶接用電極との間に前記線材を介して通電して前記線材を熱切断する熱切断工程と、を有することを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、熱切断工程において、前記一対の溶接用電極および前記熱切断用電極と、前記線材と、の接触抵抗が安定するため、前記溶接用電極や前記熱切断用電極などに生ずるスパークの発生が抑制され、前記熱切断用電極や前記溶接用電極の劣化を防止することができる。また、前記線材の熱切断に際し電圧の低減を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１の発明は、一対の溶接用電極の少なくとも一方と熱切断用電極とで線材を挟み込んで抵抗加熱により前記線材を熱切断するので、切断刃を用いることなく前記線材を切断することができ溶接用電極の周りが小型化可能な抵抗溶接機を提供できるという効果を奏する。さらに、張力付与手段によって前記線材に付加された張力によって前記線材との接触抵抗が安定するため、スパークの発生を抑制し、前記溶接用電極や前記熱切断用電極の劣化を抑制することが可能となる。また、前記線材の熱切断に際し前記一対の溶接用電極の少なくとも一方と、前記熱切断用電極と、の間に給電する電圧を低減させることもできる抵抗溶接機を提供できるという顕著な効果を奏する。
【００３１】
請求項８の発明は、抵抗溶接方法において、抵抗溶接工程後に、前記一対の溶接用電極を前記基材から離して前記線材を該溶接用電極の一方と熱切断用電極とで挟持すると共に、前記線材の長手方向に沿って該線材に張力を付与しながら前記熱切断用電極と前記溶接用電極との間に前記線材を介して通電して前記線材を熱切断する熱切断工程を有することにより、前記一対の溶接用電極の一方および前記熱切断用電極と、前記線材と、の接触抵抗が安定するため、スパークの発生が抑制され、前記熱切断用電極や前記溶接用電極の劣化を防止することができる。また、前記線材の熱切断に際し電圧の低減を図ることが可能な抵抗溶接方法を提供することができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１の抵抗溶接機における模式的要部側面図である。
【図２】同上の抵抗溶接機における要部の動作を説明する動作説明図である。
【図３】同上の抵抗溶接機の要部拡大側面図である。
【図４】同上の抵抗溶接機の別の要部拡大側面図である。
【図５】同上の抵抗溶接機の他の要部拡大斜視図である。
【図６】実施形態２の抵抗溶接機の要部拡大斜視図である。
【図７】参考のための抵抗溶接機における要部の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（実施形態１）
本実施形態の抵抗溶接機を図１で説明し、図１で示す抵抗溶接機１を用いてリボン形状の線材たる銅リボン線４を基材たる配線基板５ａの電極ランド５ｂ上に圧接する抵抗溶接方法を図２に基づいて説明する。
【００３４】
本実施形態の抵抗溶接機１は、線材供給ユニット３から供給されたリボン形状の線材たる銅リボン線４を前記基材たる配線基板５ａの電極ランド５ｂ上に圧接する一対の溶接用電極２ａ，２ｂを備えている。抵抗溶接機１は、一対の溶接用電極２ａ，２ｂの先端部２ａｂ，２ｂｂで銅リボン線４を配線基板５ａの電極ランド５ｂ上に押圧することができる。抵抗溶接機１は、銅リボン線４を配線基板５ａの電極ランド５ｂ上に押圧した状態で、電源部７（図２（ｂ），（ｄ）を参照）から一対の溶接用電極２ａ，２ｂ間に給電することにより銅リボン線４に通電し、抵抗加熱による熱を生じさせ銅リボン線４の一部を配線基板５ａの電極ランド５ｂに抵抗溶接する。
【００３５】
本実施形態の抵抗溶接機１では、銅リボン線４を一対の溶接用電極２ａ，２ｂの少なくとも一方（図１では、溶接用電極２ｂ）と挟持し、銅リボン線４に通電し抵抗加熱によるジュール熱を生じさせ銅リボン線４を熱切断する熱切断用電極２ｃと、前記熱切断に際し銅リボン線４の長手方向に沿って銅リボン線４に張力を付与する張力付与手段６と、を有している。
【００３６】
また、抵抗溶接機１は、線材たる銅リボン線４を複数個の配線基板５ａの電極ランド５ｂ上などに連続的に抵抗溶接させるため、一対の溶接用電極２ａ，２ｂと、該溶接用電極２ａ，２ｂと並設される熱切断用電極２ｃと、を装着する電極ホルダ（図示せず）を備え、該電極ホルダを配線基板５ａ，５ａが配置される基台１０上の任意の位置に移動可能なアーム（図示せず）と、該アームの移動および一対の溶接用電極２ａ，２ｂおよび熱切断用電極２ｃそれぞれへの電源部７からの給電を制御するマイクロコンピュータなどからなる制御部（図示せず）と、を有している。
【００３７】
また、前記電極ホルダには、前記一方の溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとの相対距離を可変とし、前記一方の溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとで銅リボンを挟持するモータなどからなる駆動部（図示せず）を備えている。前記駆動部は、前記アームなどと同様に、抵抗溶接機１に備えられた前記制御部により制御することができる。
【００３８】
なお、前記電極ホルダを備えた前記アームを基台１０上の任意の位置に移動させる代わりに、基台１０を縦横自由に移動可能なＸＹステージ上に固定して、ＸＹステージに対して垂直方向に移動する前記電極ホルダによって順次線材たる銅リボン線４を前記基材たる配線基板５ａの電極ランド５ｂに抵抗溶接してもよい。
【００３９】
以下、本実施形態の抵抗溶接機１における各構成について詳述する。
【００４０】
本実施形態の一対の溶接用電極２ａ，２ｂは、溶接用電極２ａ，２ｂの先端部２ａｂ，２ｂｂで線材供給ユニット３から供給された銅リボン線４の一部を前記基材たる配線基板５ａの電極ランド５ｂに密着させ、熱および圧力を加える圧接を行うものであって、一対の溶接用電極２ａ，２ｂ間に給電することにより銅リボン線４の一部に通電させ抵抗溶接させるものである。そのため、一対の溶接用電極２ａ，２ｂは、たとえば、銅リボン線４を押圧して通電しやすいように略直方体形状や銅リボン線４と接する先端部２ａｂ，２ｂｂに電流が集中し易いように前記電極ホルダに接続される基端部よりも銅リボン線４と接する先端部２ａｂ，２ｂｂの方が先細りとなる形状などに形成することができる。一対の溶接用電極２ａ，２ｂに用いられる材料としては、抵抗溶接時の抵抗加熱により生ずる熱による溶接用電極２ａ，２ｂの劣化や給電時に溶接用電極２ａ，２ｂなど生ずるスパークにより溶接用電極２ａ，２ｂの損傷が少ないものが好ましい。一対の溶接用電極２ａ，２ｂの具体的材料としては、たとえば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの金属や酸化セシウム（ＣｅＯ２）を分散させたモリブデン合金、銀タングステン合金などの合金が挙げられる。
【００４１】
一対の溶接用電極２ａ，２ｂは、直流電源からなる電源部７からの給電を受けて一対の溶接用電極２ａ，２ｂ間で電位差を有しており、一対の溶接用電極２ａ，２ｂの先端部２ａｂ，２ｂｂが配線基板５ａの電極ランド５ｂと銅リボン線４を挟持することにより、銅リボン線４に通電することができる。また、本実施形態の抵抗溶接機１における一方の溶接用電極２ｂには、リボン形状の線材たる銅リボン線４を熱切断用電極２ｃと挟持するエッジ部８ａを設けている。溶接用電極２ｂのエッジ部８ａは、図３（ａ）に示すようにリボン形状の線材たる銅リボン線４と線幅方向に沿って線状の接触をさせると、銅リボン線４の線状に接触した部位に電流が集中する。そのため、溶接用電極２ｂがリボン形状の線材たる銅リボン線４と図３（ｂ）に示すように面接触する溶接用電極２ｂと比較して、効率的な抵抗加熱によるリボン形状の線材たる銅リボン線４の熱切断が可能になる。いいかえれば、抵抗溶接機１は、溶接用電極２ｂのエッジ部８ａによって電源部７から給電される電流の経路を小さくすることにより、銅リボン線４に流れる電流密度を大きくさせ、銅リボン線４における局部な抵抗加熱により銅リボン線４の熱切断を行う。そのため、抵抗溶接機１は、リボン形状の線材たる銅リボン線４の熱切断に際し、溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃに給電する電圧を低減することができる。
【００４２】
抵抗溶接機１は、溶接用電極２ｂにエッジ部８ａを設ける代わりに、図４や図５に示す溶接用電極２ａ，２ｂや熱切断用電極２ｃのごとく、突出部８ｂ，８ｃを設けても良い。より具体的には、溶接用電極２ｂは、図４（ａ）に示すようにリボン形状の線材たる銅リボン線４を板状体の熱切断用電極２ｃと挟持する突出部８ｂを備えている。また、溶接用電極２ｂの突出部８ｂは、リボン形状の線材たる銅リボン線４の線幅に沿って銅リボン線４に線状に接触可能な形状としている。
【００４３】
同様に、熱切断用電極２ｃは、図４（ｂ）に示すようにリボン形状の線材たる銅リボン線４を溶接用電極２ｂのエッジ部８ａと挟持する突出部８ｃを備えている。ここで、熱切断用電極２ｃの突出部８ｃは、リボン形状の線材たる銅リボン線４の線幅に沿って銅リボン線４に線状に接触可能な形状としている。なお、突出部８ｂ，８ｃの線形状とは、リボン形状の線材たる銅リボン線４に電流が集中できる限り必ずしも連続した一直線とする必要もなく、波線状や破線形状でもよい。
【００４４】
いずれにしろ溶接用電極２ｂや熱切断用電極２ｃの突出部８ｂ，８ｃがリボン形状の線材たる銅リボン線４と線状に接触させると、銅リボン線４との線状に接触した部位に電流が集中するので、効率的な抵抗加熱によるリボン形状の線材たる銅リボン線４の熱切断が可能になる。また、リボン形状の線材たる銅リボン線４は、溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃによって挟持され圧力も集中するので、溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとを挟持させる圧力が小さくても、銅リボン線４を比較的容易に熱切断することができる。
【００４５】
ここで、突出部８ｂ，８ｃの変形例について説明する。突出部８ｂ，８ｃは、溶接用電極２ｂや熱切断用電極２ｃの一方に設けてもよいし、溶接用電極２ｂおよび熱切断用電極２ｃの両方に突出部８ｂ，８ｃを設けてもよい。
【００４６】
さらに、溶接用電極２ｂにおける突出部８ｂの形状は、リボン形状の線材たる銅リボン線４の線幅に沿って銅リボン線４に線状に接触可能な形状であればよく、図５に示す突出部８ｂの断面が半円形（図５（ａ）を参照）であるものに限らず、たとえば、突出部８ｂの断面が四角形（図５（ｂ）を参照）または突出部８ｂの断面が三角形（図５（ｃ），（ｄ）を参照）などの多角形であってもよい。突出部８ｂは、線材たる銅リボン線４の形状や材質特性などに応じて効果的に通電することが可能となる。なお、溶接用電極２ｂの突出部８ｂの変形例のみを図５で示しているが、熱切断用電極２ｃの突出部８ｃについても同様に、半円形、四角形や三角形などの多角形に形成させてもよい。また、溶接用電極２ｂにおける突出部８ｂの設置位置や熱切断用電極２ｃにおける突出部８ｃの設置位置は、リボン形状の線材たる銅リボン線４との線状に接触した部位に電流が集中できる限り、図５(ｄ)に示すごとく溶接用電極２ｂの最先端部に突出部８ｂを設ける必要もなく図５（ａ）に示すごとく溶接用電極２ｂの最先端部より前記基端部側に設けても良い。
【００４７】
次に、本実施形態の熱切断用電極２ｃは、銅リボン線４よりも融点および靭性が高い略直方体形状の板状体に形成している。熱切断用電極２ｃは、熱切断に際し、厚みの薄い板状体に形成していることにより厚みの厚い熱切断用電極２ｃと比較して印加電圧の低減に寄与する。熱切断用電極２ｃの前記線材よりも融点および靭性が高い材料としては、前記線材の材料にもよるが、たとえば、前記線材を銅リボン線４とした場合、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの金属や酸化セシウム（ＣｅＯ２）を分散させたモリブデン合金、銀タングステン合金などの合金を用いることができる。このような材料を用いることで、熱切断用電極２ｃは、銅リボン線４を狭持することで発生する応力による熱切断用電極２ｃの割れ、欠けや折れを防止することができる。また、このような材料を用いることで、熱切断用電極２ｃは、銅リボン線４の熱切断の際に抵抗加熱により生ずる熱で熱切断用電極２ｃが溶融することを防止することが可能となる。
【００４８】
本実施形態の線材供給ユニット３は、配線基板５ａの電極ランド５ｂに圧接する銅リボン線４を供給可能なものであって、内部に上述の制御部からの制御信号に基づいて銅リボン線４の供給を行うための搬送部９を構成するモータ（図示せず）と、該モータの軸に固定させたローラを備えている。線材供給ユニット３は、搬送部９の前記ローラを回転させることにより、前記ローラと接する銅リボン線４を線材供給ユニット３のノズル端部３ａから搬出する。線材供給ユニット３は、搬送部９の前記モータの回転を前記制御部からの制御信号により制御することで銅リボン線４の搬出量を制御することができる。なお、搬送部９の前記ローラは、１つだけに限らず複数個設けてもよい。また、線材供給ユニット３には、余分な銅リボン線４が不要に搬出などされないように、あるいは、一度、線材供給ユニット３のノズル端部３ａから搬出した銅リボン線４が線材供給ユニット３の内部に戻らないように銅リボン線４を挟み込んで締め付けることで固定可能なワイヤクランプなど（図示せず）を備えてもよい。また、線材供給ユニット３は、銅リボン線４を収納するワイヤホルダ（図示せず）を備えてもよい。
【００４９】
また、線材供給ユニット３は、線材供給ユニット３のノズル端部３ａに沿って突出した熱切断用電極２ｃを備えており、熱切断用電極２ｃは、電源部７からの給電を受けて溶接用電極２ｂのエッジ部８ａとで銅リボン線４を挟持して銅リボン線４に通電することができる。線材供給ユニット３の内部には、銅リボン線４が搬出できるように貫通孔が構成され、少なくとも銅リボン線４と接触する前記貫通孔の内側面には絶縁部材が好適に用いられる。線材供給ユニット３の前記貫通孔に形成される前記絶縁部材としては、たとえば、銅リボン線４の搬送に伴う前記貫通孔の摩耗を抑制するために酸化アルミニウム材料からなるセラミックスの溶射皮膜などが挙げられる。
【００５０】
本実施形態において前記線材は、線材供給ユニット３のノズル端部３ａから搬送部９によって搬出され配線基板５ａの電極ランド５ｂ上へ圧接されるものである。前記線材は、電子部品と配線基板５ａの電極ランド５ｂや隣接する配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂ間の電気的接続などに用いることができる。
【００５１】
前記線材としては、たとえば、金線、アルミニウム線、表面を金（Ａｕ）や錫（Ｓｎ）などでめっきした銅線などを用いることができる。抵抗溶接機１で配線基板５ａの電極ランド５ｂと圧接される前記線材は、断面形状が矩形のリボン形状だけでなく、円形や楕円形の線材など用途に応じて種々のものを用いることができる。
【００５２】
前記基材としては、銅リボン線４と抵抗溶接により圧接されるものであり、たとえば、銅箔の電極ランド５ｂが一表面に形成されたガラスエポキシ基板など汎用の配線基板５ａ、半導体装置などの電子部品やセラミック基板などが挙げられる。前記基材は、銅リボン線４が抵抗溶接をすることができる限り特に限定されるものでもない。そのため、前記基材は、表面に金（Ａｕ）めっきした前記基材や配線基板５ａの電極ランド５ｂ上に表面の保護や電子部品の実装時の濡れ性を高めることを目的として半田レベラー処理などがされた半田コートした前記基材を用いてよい。
【００５３】
抵抗溶接機１に好適に設けられる基台１０は、基台１０の一表面側に前記基材たる配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂを積置し、安定的に固定保持が可能なものである。前記アームに設けられた溶接用電極２ａ，２ｂおよび熱切断用電極２ｃは、基台１０上の任意の位置に配置された配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂに銅リボン線４を抵抗溶接および銅リボン線４の熱切断ができるように、３次元的に移動可能なように構成している。なお、基台１０上の配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂは、複数個配置して順次、抵抗溶接を行ってもよいし、１個の配線基板５ａ上の複数個の電極ランド５ｂ，５ｂ間を抵抗溶接させてもよい。基台１０に固定配置した配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂ間を銅リボン線４によって結線する場合、抵抗溶接機１は、たとえば、配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂの三次元ＣＡＤデータなどから予め作成された配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂの結線経路に基づいて前記アームを移動させればよい。
【００５４】
次に、本実施形態の抵抗溶接機１を用いた抵抗溶接方法ついて、図２（ａ）〜（ｆ）に基づいて説明する。本実施形態の抵抗溶接方法においては、隣接する配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂを銅リボン線４で結線させる例を挙げる。なお、図１における抵抗溶接機１の基台１０は、省略してある。
【００５５】
抵抗溶接機１は、線材供給ユニット３に内蔵した搬送部９の前記モータによって、前記ローラを回転させることにより、前記ローラと接する銅リボン線４を線材供給ユニット３のノズル端部３ａから搬出する。線材供給ユニット３は、搬送部９の前記モータの回転を前記制御部の制御信号に基づく電流量により制御することで銅リボン線４の搬出量を制御し、銅リボン線４を圧接する配線基板５ａの一表面側に設けられた電極ランド５ｂ上に供給する（図２（ａ））。なお、線材供給ユニット３は、銅リボン線４を必要量搬出した後、ワイヤクランプ（図示せず）などによって挟み込こんで締め付けることで固定している。
【００５６】
次に、抵抗溶接機１は、一方の配線基板５ａの電極ランド５ｂ上に供給された銅リボン線４を、抵抗溶接機１の一対の溶接用電極２ａ，２ｂを図２（ｂ）の白抜きの矢印の向きに沿って移動させて、前記一対の溶接用電極２ａ，２ｂの先端部２ａｂ，２ｂｂと、前記一方の配線基板５ａの電極ランド５ｂと、で狭持させる。この状態で、抵抗溶接機１は、電源部７から一対の溶接用電極２ａ，２ｂ間に電圧を印加して給電することにより銅リボン線４を介して一対の溶接用電極２ａ，２ｂ間に電流を流す。これによって、抵抗溶接機１は、銅リボン線４の通電による抵抗加熱で生じたジュール熱により銅リボン線４を前記一方の配線基板５ａの電極ランド５ｂに抵抗溶接する抵抗溶接工程を行うことができる（図２（ｂ））。
【００５７】
なお、図２（ｂ）において、電源部７から給電するために溶接用電極２ａを＋（プラス）、溶接用電極２ｂを−（マイナス）として接続する例を示しているが、銅リボン線４を介して電気的に接続される溶接用電極２ａ，２ｂ間に電位差が生じれば抵抗溶接は可能である。そのため、電源部７から給電するために溶接用電極２ａをマイナス、溶接用電極２ｂをプラスとして、電源部７と接続させてもよい。また、電源部７は、直流電源だけでなく交流電源を用いてもよい。電源部７は、商用電源を用いてもよいし電池電源を用いてもよい。抵抗溶接機１は、前記線材の材料が熱伝導性のよい材料の場合、電源部７を交流として溶接用電極２ａ，２ｂ間に電位差を設ける方がより好ましい。
【００５８】
上述の抵抗溶接工程後に、抵抗溶接機１は、一対の溶接用電極２ａ，２ｂを銅リボン線４の一部が抵抗溶接された前記一方の配線基板５ａの電極ランド５ｂの上方に移動させて離し、最終的に他方の配線基板５ａの一表面側に設けられた電極ランド５ｂの方へ図２（ｃ）の白抜きの矢印の方向に向かって移動させる。この移動と同時に、線材供給ユニット３は、前記ワイヤクランプの締め付けを開放して、搬送部９の前記ローラを黒矢印の向きに回転させることにより、前記ローラと接する銅リボン線４を線材供給ユニット３のノズル端部３ａから搬出する。線材供給ユニット３は、搬送部９を制御して溶接用電極２ａ，２ｂの移動する距離に応じた長さの銅リボン線４よりも長い銅リボン線４を供給し、銅リボン線４に撓みを持たせるように銅リボン線４の搬出量を制御している（図２（ｃ））。なお、隣接する配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂ間を銅リボン線４で結線させる場合、銅リボン線４が撓みを持つことで、銅リボン線４などの熱膨張収縮にともなう応力で銅リボン線４が断線することを防ぐことができる。
【００５９】
続いて、抵抗溶接機１は、前記一方の配線基板５ａにおける電極ランド５ｂへの溶接と同様に、銅リボン線４の一部が抵抗溶接された前記他方の配線基板５ａの電極ランド５ｂ上に供給された銅リボン線４を、抵抗溶接機１の一対の溶接用電極２ａ，２ｂの先端部２ａｂ，２ｂｂと、圧接させる前記他方の配線基板５ａの電極ランド５ｂとで狭持させる。すなわち、抵抗溶接機１の一対の溶接用電極２ａ，２ｂの先端部２ａｂ，２ｂｂを図２（ｄ）の白抜きの矢印の方向に移動させている。この状態で、抵抗溶接機１は、電源部７から一対の溶接用電極２ａ，２ｂ間に電圧を印加して給電することにより銅リボン線４を介して一対の溶接用電極２ａ，２ｂ間に電流を流す。これにより抵抗溶接機１は、抵抗溶接により銅リボン線４をそれぞれ隣接する配線基板５ａ，５ａの電極ランド５ｂ，５ｂ間へ接続させた抵抗溶接工程を行うことができる（図２（ｄ））。
【００６０】
引き続き、抵抗溶接機１は、一対の溶接用電極２ａ，２ｂを備えた前記アームを配線基板５ａの電極ランド５ｂの前記一表面と垂直方向（図２（ｅ）中の白抜きの矢印の方向）に移動させることにより、一対の溶接用電極２ａ，２ｂを銅リボン線４の一部が抵抗溶接された圧接位置よりも僅かに移動させ配線基板５ａの電極ランド５ｂから離す。また、抵抗溶接機１は、一対の溶接用電極２ａ，２ｂを配線基板５ａの電極ランド５ｂから離した後、銅リボン線４を、溶接用電極２ｂのエッジ部８ａと、溶接用電極２ｂに並設され線材供給ユニット３のノズル端部３ａから延在している熱切断用電極２ｃと、で挟時するように黒矢印の向きに線材供給ユニット３を溶接用電極２ｂ側へ移動させる（図２（ｅ））。
【００６１】
なお、線材供給ユニット３は、一対の溶接用電極２ａ，２ｂおよび線材供給ユニット３の移動と同時に、前記ワイヤクランプの締め付けを開放して、搬送部９の前記ローラを黒矢印の向きに回転させ配線基板５ａの電極ランド５ｂに抵抗溶接した銅リボン線４の一部に不要な応力が掛からないように銅リボン線４を供給している。
【００６２】
次に、抵抗溶接機１は、線材供給ユニット３の搬送部９の前記ローラを銅リボン線４の搬出と逆回転させることにより、前記ローラと接する銅リボン線４を線材供給ユニット３のノズル端部３ａから潜在供給ユニット３の内部に引き戻すように銅リボン線４の長手方向に沿って銅リボン線４に張力を付与する。ここで、本実施形態の抵抗溶接機１では、搬送部９が張力付与手段６を兼ねることになる。この状態で、抵抗溶接機１は、電源部７から熱切断用電極２ｃと溶接用電極２ｂとの間に電圧を印加して給電することにより銅リボン線４を介して通電する。これにより、銅リボン線４は、銅リボン線４のうち溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとで挟持された部位に通電されることで抵抗加熱による熱が生じる。また、張力付与手段６が銅リボン線４に張力を付与しながら、熱切断用電極２ｃが銅リボン線４を溶接用電極２ｂ側へ押圧することにより、銅リボン線４は銅リボン線４の一部が配線基板５ａの電極ランド５ｂに圧接された近傍で熱切断される熱切断工程を行うことができる（図２（ｆ））。
【００６３】
前記線材として銅リボン線４を用いた場合、抵抗溶接機１は、たとえば、溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとで挟持された銅リボン線４が抵抗加熱により軟化（たとえば、軟化温度２００℃）し、銅リボン線４の軟化と同時に銅リボン線４の長手方向に張力を付与することにより銅リボン線４の断面積を減少させながら熱切断する形態となる。これにより、抵抗溶接機１は、銅リボン線４の接触抵抗が安定するため、熱切断に伴う熱切断用電極２ｃなどに生ずるスパークを抑制して熱切断に必要な電圧を低減できる。
【００６４】
なお、抵抗溶接機１は、抵抗溶接するものによって前記線材を一対の溶接用電極２ａ，２ｂの先端部２ａｂ，２ｂｂによって配線基板５ａの電極ランド５ｂに押圧した状態で離間させずに、溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとで圧接された前記線材から延在する前記線材を熱切断することもできる。この場合、抵抗溶接機１は、一対の溶接用電極２ａ，２ｂ間に給電される電位差よりも、溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとの間に給電する電位差が大きくなるように、一対の溶接用電極２ａ，２ｂおよび熱切断用電極２ｃ間の電圧を制御すればよい。
【００６５】
なお、抵抗溶接機１は、上述の前記アームの移動と電源部７から一対の溶接用電極２ａ，２ｂへの給電を連続一体の流れとして行うこともできる。同様に、抵抗溶接機１は、銅リボン線４を溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとで挟持するのと、電源部７から溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとの給電を連続一体の流れとして行うこともできる。
【００６６】
本実施形態の抵抗溶接機１によれば、溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとで銅リボン線４を挟持して抵抗加熱により熱切断するので、切断刃では切断が難しいような銅リボン線４などでも容易に切断することができる。また、熱切断用電極２ｃが銅リボン線４を挟持する圧力は、切断刃により銅リボン線４を切断する際に銅リボン線４に掛かる圧力よりも小さくすることができる。すなわち、溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとの相対距離を可変とする駆動部には、前記電極ホルダに内装できるような小型モータなどを適用することができる。そのため、溶接用電極２ａ，２ｂに熱切断用電極２ｃを並設し溶接用電極２ａ，２ｂの周りが小型化可能な抵抗溶接機１とすることができる。
【００６７】
（実施形態２）
本実施形態の抵抗溶接機１における基本構成は、実施形態１と略同一であり、図６に示すように溶接用電極２ｂが、前記電極ホルダに固定される基端部２ｂａ側の溶接用電極部位と、回転軸２ｂｃを介して回転可能に固定され導通可能な先端部２ｂｂ側の溶接用電極部位とを有し、突出部８ｂが先端部２ｂｂ側に設けられている点が異なる。なお、実施形態１と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６８】
本実施形態の抵抗溶接機１は、銅リボン線４を熱切断用電極２ｃと挟持する突出部８ｂを溶接用電極２ｂの先端部２ｂｂ側に備えており、突出部８ｂはリボン形状の線材たる銅リボン線４の線幅に沿って銅リボン線４に線状に接触可能な形状であって、突出部８ｂがリボン形状の線材たる銅リボン線４の線幅方向と垂直な軸に対して回転可能な回転軸２ｂｃによって基端部２ｂａ側に備えられている。これにより、溶接用電極２ｂは、突出部８ｂが銅リボン線４との接触角度が可変となるように構成されることになる。
【００６９】
抵抗溶接機１は、銅リボン線４の熱切断の際に、張力付与手段６によって銅リボン線４の長手方向に張力を付与しながら溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとで挟持する。銅リボン線４の熱切断の過程で銅リボン線４の形状が変形し、銅リボン線４が完全に熱切断される前に溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとが接触してしまうことがある。この場合、銅リボン線４は熱切断するのに十分な通電が行われなくなり、抵抗加熱による熱切断が十分でなくなる虞がある。
【００７０】
これに対して、本実施形態の抵抗溶接機１は、突出部８ｂと銅リボン線４との接触角度が回転軸２ｂｃによって適宜に変わり、抵抗加熱時における銅リボン線４の形状の変化に応じて突出部８ｂと銅リボン線４との接触が安定して熱切断をすることが可能となる。なお、可動式の突出部８ｂは、溶接用電極２ｂだけでなく、溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃとの両方に設けられていてもよい。また、本実施形態の溶接用電極２ｂに設けられる突出部８ｂは、図６に示す断面形状が半円形のものだけに限られず、実施形態１と同様に種々の形状とすることができる。
【００７１】
また、溶接用電極２ｂに備えられ突出部８ｂを回転させる回転軸２ｂｃは、３６０度回転する必要はなく、回転軸２ｂｃの回転角は銅リボン線４の形状や厚み、溶接用電極２ｂと熱切断用電極２ｃで挟持させる圧力によって適宜設定すればよい。
【符号の説明】
【００７２】
１  抵抗溶接機
２ａ，２ｂ  溶接用電極
２ｃ  熱切断用電極
２ｂｃ  回転軸
３  線材供給ユニット
４  銅リボン線（線材）
５ａ  配線基板
５ｂ  電極ランド
６  張力付与手段
７  電源部
８ａ  エッジ部
８ｂ，８ｃ  突出部
９  搬送部
【図１】
0005406608.tif 000002
【図２】
0005406608.tif 000003
【図３】
0005406608.tif 000004
【図４】
0005406608.tif 000005
【図５】
0005406608.tif 000006
【図６】
0005406608.tif 000007
【図７】
0005406608.tif 000008