(57)【要約】      （修正有）【課題】亀裂の発生を防止することができる超音波接合治具、接合構造及び超音波接合方法を提供する。【解決手段】ヘッド部を振動させながら金属板に押し当て金属板と基材とを接合する超音波接合方法であって、ヘッド部は平坦に形成された基部１ａと、基部１ａに略平行な突起部端面３ｅ、及び、突起部端面３ｅの対向する辺から基部１ａに対し略垂直に立設される一対の第１壁部３ａ、３ｂを少なくとも有する突起部３と、を備える超音波接合治具を使用して、ヘッド部を第１壁部３ａ、３ｂに平行な方向に振動させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド部を振動させながら金属板に押し当て金属板と基材とを超音波接合するための治具であって、
前記ヘッド部は平坦に形成された基部と、
前記基部に略平行な突起部端面、及び、前記突起部端面の対向する辺から前記基部に対し略垂直に立設される一対の第１壁部を少なくとも有する突起部と、
を備えることを特徴とする超音波接合治具。
【請求項２】
前記突起部は、前記突起部端面の他の対向する辺から前記基部に対し略垂直に立設される一対の第２壁部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波接合治具。
【請求項３】
前記突起部は、前記突起部端面の他の対向する辺から前記基部に対し末広がりに傾斜する一対の第２壁部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波接合治具。
【請求項４】
前記ヘッド部は、前記突起部を複数配列して島状に形成した突起群と、前記突起部の間に突起間平坦部と、前記突起群を囲む環状平坦部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の超音波接合治具。
【請求項５】
金属板と基材とを接合する接合構造であって、
前記金属板の表面に該金属板を貫通しない深さを有する有底状の凹部と、
前記凹部は前記金属板の前記表面に対し略垂直な一対の壁部と、
を少なくとも備えることを特徴とする接合構造。
【請求項６】
前記凹部を複数配列して島状に形成した凹部群と、前記凹部の間に凹部間平坦部と、前記凹部群を囲む環状平坦部と、を備えることを特徴とする請求項５に記載の接合構造。
【請求項７】
前記金属板は薄い単層金属板であり、前記基材は前記金属板より厚い単層金属板であることを特徴とする請求項５又は６に記載の接合構造。
【請求項８】
前記金属板はフレキシブル回路基板であり、前記基材はバスバーであることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の接合構造。
【請求項９】
前記請求項１ないし４のいずれかに記載の超音波接合治具を使用して金属板と基材とを接合する超音波接合方法であって、
前記ヘッド部を前記第１壁部に平行な方向に振動させることを特徴とする超音波接合方法。
【請求項１０】
前記金属板は薄い単層金属板であり、前記基材は前記金属板より厚い単層金属板であることを特徴とする請求項９に記載の超音波接合方法。
【請求項１１】
前記金属板はフレキシブル回路基板であり、前記基材はバスバーであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の超音波接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動によって金属板と基材とを接合するための超音波接合治具、接合構造及び接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の突起を有するチップとアンビルとの間で電極積層体を押し付けながら、振動させて超音波接合するものであって、複数の突起のうち最外周に配された突起の輪郭線上に、その一方向の外寸法をＡとしたときＲ≧Ａ／６を満たす半径Ｒの円弧を有するように面取りを設け、電極積層体の破れを防ぐことが知られてる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ねじりソノトロードを用いた超音波溶着処理プロセスにおいて、ねじりソノトロード接触面は、ねじり軸に対して実質的に垂直方向に延在する平坦な停止面を備え、当該停止面から突き出ている突起部が部品へと圧入されることにより、接触面と部品とを結合するとともに、平坦な停止面が部品に対する突起部の進入深さを確定するので、一定の強度を有する超音波溶着接合方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１０５３６１号パンフレット（第６頁）
【特許文献２】特表２０１３−５３８１２８号公報（第３頁、図１−図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の発明にあっては、積層体を超音波接合するものであり、積層体以外のものに適用した場合に被接合部物の亀裂の発生を十分に防止することができなかった。
また、チップの加工面に形成された突起において、突起が被接合体に食い込んでいった際、食い込みにより被接合体成分（突起の食い込みにより追いやられた被接合体成分：余肉）が突起周辺に盛り上がり、突起が所定の深さまで食い込むことを阻害し、更に、超音波振動における振動方向と直交する方向に形成された面（チップ側面）に傾斜が存在する場合、接合時に荷重が加えられて振動するため、チップ側面とチップ側面と接触する被接合体との間に荷重と摩擦が生じ、チップ側面と被接合体とが溶着し、被接合体の損傷やチップと被接合体を離す際、被接合体同士の接合を引き剥がしてしまう虞があった。
【０００６】
特許文献２の発明においては、ねじりソノトロードを用いた超音波溶着処理であり、ねじりに弱い被接合部物に対し適用した場合に亀裂の発生を十分に防止することができなかった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、被接合部の亀裂の発生を防止し、良好な接合をすることができる超音波接合治具、超音波接合方法及び接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための本発明の超音波接合治具は、
ヘッド部を振動させながら金属板に押し当て金属板と基材とを超音波接合するための治具であって、
前記ヘッド部は、平坦に形成された基部と、
前記基部に略平行な突起部端面、及び、前記突起部端面の対向する辺から前記基部に対し略垂直に立設される一対の第１壁部を少なくとも有する突起部と、
を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、金属板に高い面圧を発生させることなく、突起部端面全体で金属板に必要な押圧力を作用させるので、突起部端面に垂直な第１壁部が振動により押付け効果を発揮して小さな力で突起が金属板に食い込むので、金属板への負荷を低減して金属板の亀裂を防ぐことができる。
【０００９】
本発明の超音波接合治具は、
前記突起部は、前記突起部端面の他の対向する辺から前記基部に対し略垂直に立設される一対の第２壁部をさらに備えることを特徴としている。
この特徴によれば、突起部端面に垂直な第１壁部と第２壁部が振動により押付け効果を発揮して小さな力で突起が金属板に食い込むので、金属板への負荷を低減して金属板の亀裂を防ぐことができる。
【００１０】
前記突起部は、前記突起部端面の他の対向する辺から前記基部に対し末広がりに傾斜する一対の第２壁部をさらに備えることを特徴としている。
この特徴によれば、基部に対し末広がりに傾斜する一対の第２壁部がくさび効果と押付け効果を発揮して効率よく超音波接合することができ、また、第２壁部が末広がりに傾斜しているため、突起部の先端が細く、基端が太く形成され、振動による力により突起が折れることを防止することができ、また、突起部を金属板に食い込み易くすることができる。
【００１１】
本発明の超音波接合治具は、
前記ヘッド部は、前記突起部を複数配列して島状に形成した突起群と、前記突起部の間に突起間平坦部と、前記突起群を囲む環状平坦部と、
をさらに備えることを特徴としている。
この特徴によれば、突起間平坦部及び複数の突起を囲む環状平坦部によって突起群と金属板との相対振動が規制されるので、金属板の亀裂を防止することができる。
【００１２】
前記課題を解決するための金属板と基材とを接合する本発明の接合構造は、
前記金属板の表面に該金属板を貫通しない深さを有する有底状の凹部と、
前記凹部は前記金属板の前記表面に対し略垂直な一対の壁部と、
を少なくとも備えることを特徴としている。
この特徴によれば、有底状の凹部は金属板を貫通しないので金属板を弱めることなく、金属板の表面に対し略垂直な一対の壁部によって凹部を大きさを抑えることができるので、金属板に亀裂の発生を防止することができる。
【００１３】
本発明の接合構造は、
前記凹部を複数配列して島状に形成した凹部群と、前記凹部の間に凹部間平坦部と、前記凹部群を囲む環状平坦部と、を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、凹部間平坦部及び複数の凹部を囲む環状平坦部によって凹部群と金属板との相対振動が規制されるので、金属板の亀裂を防止することができる。
【００１４】
本発明の接合構造は、
前記金属板は薄い単層金属板であり、前記基材は前記金属板より厚い単層金属板であることを特徴としている。
この特徴によれば、厚さの異なる単層金属同士を超音波接合できる。
【００１５】
本発明の接合構造は、
前記金属板はフレキシブル回路基板であり、前記基材はバスバーであることを特徴としている。
この特徴によれば、厚さの極めて薄いフレキシブル回路基板と、フレキシブル基板に対し厚さの極めて厚いバスバーを超音波接合できる。
【００１６】
本発明の超音波接合方法は、
前記超音波接合治具を使用して金属板と基板とを接合する方法であり、
前記ヘッド部を前記超音波接合治具の前記第１壁部に平行な方向に振動させることを特徴とする。
この特徴によれば、突起部端面に垂直な第１壁部が振動により押付け効果を発揮して小さな力で突起が金属板に食い込むので、金属板への負荷を低減して金属板の亀裂を防ぐことができ、延いては確実に超音波接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１に係る発明の超音波接合の原理図を示す。
【図２】実施例１に係る発明のヘッド部の先端部を示す側面図である。
【図３】図２のＡ矢視図及び突起部を示す図である。
【図４】実施例１に係る発明の超音波接合を示す図で、（ａ）は突起部を振動させながら銅箔に押圧して銅箔とバスバーを超音波接合している状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の右側断面図、（ｃ）は超音波接合後の接合部の状態を示す図である。
【図５】実施例１に係る発明の超音波接合を示す図で、（ａ）は銅箔とバスバーを超音波接合している状態を示す図、（ｂ）は超音波接合後の接合部の状態を示す図、（ｃ）は（ｂ）のＤ矢視図である。
【図６】実施例１に係る発明の超音波接合により形成された凹部を示す図である。
【図７】実施例２に係る発明のフレキシブル回路基板とバスバーの超音波接合を説明する図である。
【図８】図７のＧ−Ｇ断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る超音波接合方法、超音波接合治具及び接合構造を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
実施例１に係る超音波接合方法、超音波接合治具及び接合構造について、図１から図４を参照して説明する。
【００２０】
図１は超音波接合の原理図である。銅箔１１（本発明に係る金属板）とバスバー１０（本発明に係る基材）を重ねて支持台４０上に載せて固定し、銅箔１１にヘッド部１を押圧しながら、所定の周波数で水平方向にヘッド部１を超音波振動させる。これにより、銅箔１１とバスバー１０との接触面はヘッド部１の押圧力と超音波振動により金属表面の酸化物やその他の汚れが除去され、さらに押圧力と超音波振動による摩擦発熱により金属原子間で接合が行われる。以下、本発明の超音波接合に使用されるヘッド部１（本発明に係る超音波接合治具）について説明する。
【００２１】
図２及び図３に示すように、ヘッド部１の先端には平坦面からなる基部１ａが形成され、基部１ａには、複数の突起部３が島状に配設された突起群２と、隣接する突起部３の間に平坦な面からなる突起間平坦部４と、突起群２の外側に径方向幅ｅを有するとともに全周に亘って突起のない平坦な面からなる環状平坦部５と、環状平坦部５の外側に全周に亘って形成される環状逃げ部６と、を備えている。
【００２２】
図３に示すように、突起部３は、底面が辺長さｍ、ｎを有する矩形で、断面が底辺長さｍ、高さδの台形形状で厚さｎを有する。突起部３は、銅箔１１の厚み方向に十分な挟持力を与えることができ、またヘッド部１から加えられる超音波振動による力によって突起部３自身が変形しないような剛性を有している。
【００２３】
突起群２を構成する各突起部３は、ヘッド部１から加えられる超音波振動による力が確実に銅箔１１及びバスバー１０に伝わるように、また、銅箔１１に亀裂を発生させないように、底面の辺ｍ又はｎは超音波振動の方向と直交するように配置される。また、複数の突起部３は横方向間隔ｘ、縦方向間隔ｙは十分な間隔を設けることにより、突起部３の間には突起間平坦部４が形成される。隣接する突起部３の間に突起間平坦部４を設けることで、突起群２が銅箔１１に食い込んでいったとき、突起間平坦部４が銅箔１１に接触してストッパーとして作用し、過度な食い込みを防止できる。また、突起間平坦部４が銅箔１１に接触して突起部３と銅箔１１との相対振動を防いで、銅箔１１に亀裂が発生するのを防止することができる。なお、図３の複数の突起部３は千鳥配置されているが、碁盤目状に配置してもよい。
【００２４】
また、図２、図３に示すように、突起群２の外側には環状平坦部５が設けられてる。環状平坦部５は、突起群２の外側に径方向幅ｅを有するとともに全周に亘って突起のない平坦な面からなる。環状平坦部５は突起間平坦部４と同じ高さレベルに形成され、突起群２が銅箔１１を挟持したとき、環状平坦部５と突起間平坦部４とが協働して、突起群２と銅箔１１との相対変位を防ぐことができる。すなわち、突起間平坦部４によって、隣接する突起部３の間の銅箔１１を押さえて相対変位を防止でき、さらに環状平坦部５によって、突起群２の最外周に配置された突起部３と銅箔１１との相対変位を防止できる。すなわち、突起間平坦部４と環状平坦部５とによって、ヘッド部１の基部１ａはその全面に亘って銅箔１１を抑えて、ヘッド部１と銅箔１１との相対変位を効率よく防止でき、銅箔１１に亀裂が発生することを防止できる。
【００２５】
さらに、環状平坦部５の外側に全周に亘って形成される環状逃げ部６が設けられている。突起群２が銅箔１１とバスバー１０を挟持したとき、銅箔１１は突起群２からの押圧力によりわずかにへこみ変形する。一方、環状平坦部５の外側では突起群２から押圧されないのでへこみ変形はほとんどない。このため、環状平坦部５の内外領域において、銅箔１１の変形は急激に変化するため亀裂発生の原因となる。そこで、図２に示すように、環状平坦部５の内外領域における銅箔１１の急激な変形を緩和するため環状逃げ部６を設けている。
【００２６】
環状逃げ部６は、環状平坦部５に滑らかに連続して形成される傾斜部６ａと、曲面６ｂから形成される。傾斜部６ａは環状平坦部５に対し２°ないし５°程度傾斜する傾斜面で、曲面６ｂは傾斜部６ａに滑らかに連続する曲面である。これにより、環状平坦部５の外周縁部における銅箔１１の急激な変形を緩和して、銅箔１１の亀裂発生を防止している。なお、環状逃げ部６は、傾斜部６ａと曲面６ｂとから構成したが、傾斜部６ａのみ、曲面６ｂのみから構成してもよい。
【００２７】
つぎに、突起部３について図３及び図４を参照して説明する。突起部３は、ヘッド部１の基部１ａに略平行な突起部端面３ｅ、突起部端面３ｅから基部１ａに略垂直に、かつ、対向配置される第１壁部３ａ、３ｂ、及び、第１壁部３ａ、３ｂに隣接して突起部端面３ｅから基部１ａに末広がりに傾斜し、かつ、対向配置される第２壁部３ｃ、３ｄを有する。また、突起部３の高さδは銅箔１１の厚さｈよりも小さく設定され、突起群２が銅箔１１及びバスバー１０を挟持したときに突起部３が銅箔１１を貫通しないようになっている。
【００２８】
図４（ａ）は突起部３の底面の長辺方向と平行な方向の断面図、図４（ｂ）は突起部３の底面の長辺方向と直交する方向（短辺方向）の断面図を示す。突起部３は、底面の長辺ｍ方向に大きく振動し、突起部３の底面の長辺方向と直交する方向にはほとんど振動しない。以下、突起部３の底面の長辺方向、すなわち突起部３が大きく振動する方向を「振動方向」、突起部３の底面の短辺方向、すなわち突起部３がほとんど振動しない方向を「振動直角方向」と記す。突起部３に加えられる荷重Ｌと振動により、振動方向には、突起部３による押付け力及びくさび効果による力Ｆ１、Ｆ２が作用し、突起部３は銅箔１１に食い込んで凹部の幅Ｗと深さＺは徐々に大きくなる。一方、振動直角方向には、突起部３による押付け力のみによって、銅箔１１の凹部の幅ｎは一定で、深さｚのみが徐々に深くなる。これにより、振動による力により突起部が折れることを防止し、更に、突起部を銅箔に食い込み易くし、また、第２壁部のような傾斜面が無い分、同じ突起部端面の面積でも突起部の食い込む体積を小さくすることができ、追いやられる銅箔の成分（余肉）の量を少なくすることができ、余肉に邪魔されることなく突起部３を銅箔１１に所定の深さまで食い込ませて接合強度を高くすることができ、更に、振動直角方向に傾斜する面が無いため、突起部３側面と銅箔１１との溶着を防止することができる。なお、図３のＢ−Ｂ断面の第２壁部３ｃ、３ｄは基部１ａに対し傾斜しているが、第２壁部３ｃ、３ｄも基部１ａに対し略垂直にしてもよい。
【００２９】
また、図４に示すように、突起部３の突起部端面３ｅは基部１ａに略平行な平坦面に形成されているので、突起部端面３ｅ全体で銅箔１１の表面に超音波接合に必要な荷重Ｆ３を与えることができ、効率よく超音波振動により金属表面の酸化物やその他の汚れを除去でき、金属原子間での接合を行うことができる。また、突起部端面３ｅ全体で銅箔１１の表面に荷重Ｆ３を加えるので平均面圧を抑えることができ、銅箔１１の亀裂を防ぐことができる。さらに、突起群２が銅箔１１を貫通せずに挟持するので、銅箔１１を弱めることなく、銅箔１１とバスバー１０との相対振動を規制して、銅箔１１の亀裂を防ぐことができる。
【００３０】
次に、超音波接合の工程を説明する。まず、支持台４０とヘッド部１との間に銅箔１１及びバスバー１０を配設する（配設工程）。次に、ヘッド部１と支持台４０とによって銅箔１１とバスバー１０を厚さ方向から挟み込む（挟持工程）。続いて、ヘッド部１を超音波振動させると突起群２を介して、銅箔１１とバスバー１０との接触面にはヘッド部１の押圧力と超音波振動が作用し、銅箔１１とバスバー１０の酸化物やその他の汚れが除去され、さらに押圧力と超音波振動による摩擦発熱により金属原子間で接合が行われ（接合工程）、超音波接合が完了する。
【００３１】
ここで、図５に示すように、突起部３の高さδは銅箔１１の厚さｈよりも小さく設定され、突起群２が銅箔１１を挟持したときに突起部３が銅箔１１を貫通しないようになっている。銅箔１１及びバスバー１０との接合が完了した図５（ｂ）において、銅箔１１に形成された凹部１３の先端は非貫通部ｇを有している。これにより銅箔１１が弱くなることがなく、突起群２と銅箔１１との接触部を確保して確実に超音波接合することができる。
【００３２】
また、同じ高さレベルに形成される突起間平坦部４と環状平坦部５は、突起群２が銅箔１１とバスバー１０を挟持したとき、突起間平坦部４と環状平坦部５とが協働して、突起群２と銅箔１１との相対変位を防ぐことができる。突起間平坦部４は銅箔１１の表面に接触して突起部３同士に挟まれた銅箔１１との相対変位を主に防止し、環状平坦部５は突起群２の外側と接触して最外周に配置された突起部３と銅箔１１との相対変位を主に防止する。これにより、突起群２の全面に亘って突起部３と銅箔１１との相対変位を効率よく防止でき、銅箔１１に亀裂が発生することを防止できる。
【００３３】
さらに、図５（ａ）に示すように、突起群２が銅箔１１及びバスバー１０を挟持したときに、銅箔１１の表面は深さｊ陥没する。このとき、環状平坦部５の近傍の陥没した部分と、銅箔１１の表面１１ａの陥没していない部分との境界部において、銅箔１１に亀裂が発生しやすくなる。そこで、環状平坦部５の外周縁部に環状逃げ部６を設けることにより、環状平坦部５の外周縁部における銅箔１１の急激な変形を緩和でき、銅箔１１の亀裂発生を防止することができる。
【００３４】
図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、ヘッド部１によって押圧された銅箔１１の表面には、銅箔１１の表面１１ａよりわずかに陥没した接合部１２が形成される。ヘッド部１によって、接合部１２には、複数の凹部１３が島状に配置された凹部群と、隣接する凹部１３の間に形成された凹部間平坦部１４、凹部群の外側を全周に亘って囲むとともに凹部の形成されていない環状平坦部１５、環状平坦部１５の外側を全周に亘って囲む環状傾斜部１６が形成される。このような形状を有する接合部１２は、銅箔１１に亀裂の発生を防止でき、確実に銅箔１１とバスバー１０を超音波接合することができる。
【００３５】
また、図６に示すように、凹部１３は銅箔１１の表面１１ａに対し略垂直な一対の壁部１３ａ、１３ｂと、金属板の表面１１ａに対し傾斜する一対の傾斜壁部１３ｃ、１３ｄを有する。凹部１３の壁部１３ａ、１３ｂは、突起部３よる押付け力により突起部３が銅箔１１に食い込む押付け効果で形成されるので、凹部の開口の長手方向と直交する辺１１ｂ、１１ｂの間隔と、第１壁部３ａと第１壁部３ｂとの間隔は突起部３の底面の短辺寸法ｎとほぼ同幅に形成でき、凹部１３の大きさが大きくならず、銅箔１１が弱くなることを防ぐことができる。一方、凹部１３の傾斜壁部１３ｃ、１３ｄは、突起部３の第２壁部３ｃ、３ｄによるくさび効果と押付け効果と突起部３の振動で形成されるので、凹部１３の傾斜壁部１３ｃ、１３ｄは第２壁部３ｃ、３ｄよりも外側に大きく形成されている。
【００３６】
このように、凹部１３の壁部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのうち壁部１３ａ、１３ｂは突起部３の第１壁部３ａ、３ｂの切削効果のみで形成されるので、突起部３から銅箔１１に作用する力を低減できるので、銅箔１１の亀裂の発生を防止することができる。また、突起部３の第１壁部３ａ、３ｂ及び第２壁部３ｃ、３ｄをヘッド部１の基部１ａに対し略垂直にして、突起部３の切削効果によって凹部１３の壁部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを銅箔１１の表面１１ａに対し略垂直に形成することもできる。
【実施例２】
【００３７】
次に、実施例２に係る超音波接合方法、超音波接合治具及び接合構造を実施するための形態を図７及び図８を参照して説明する。なお、前記実施例と同一構成で重複する説明を省略する。
【００３８】
実施例２の超音波接合方法及び接合構造は、フレキシブル回路基板２０（本発明に係る金属の薄板）とバスバー２７（本発明に係る基材）とを超音波接合によって接合部３０を形成して接合するものである。なお、図７において、接合部３０の個数は２か所であるがこれに限らない。たとえば、フレキシブル回路基板２０に流れる電流の大きさに応じて、接合部３０を１か所にしたり、３か所あるいは４か所以上にすることができる。
【００３９】
図７及び図８に示すように、フレキシブル回路基板２０は、電気回路を構成する銅箔部２２、２３、２４、２５、２６（本発明の金属箔）と、該銅箔部を絶縁するベースフィルム２１と、からなる。ベースフィルム２１上に形成されたフレキシブル回路基板２０は電気回路のパターンが既に形成されているので配線作業を省力化できる。また、フレキシブル回路基板２０は、極めて薄く、自在に曲げることができるため機器のわずかな隙間に配置することがきる。このように、フレキシブル回路基板は、自在に曲げて使用されるので、接合部３０にはあらゆる方向から外力が作用する。
【００４０】
フレキシブル回路基板２０のベースフィルム２１は約２５μｍ程度のポリイミド等からなり、ベース材２１ｃとカバー材２１ａとからなる。フレキシブル回路基板２０は、ベース材２１ｃ上に約３５μｍ程度の銅箔が接着剤２１ｂにより接着され、印刷技術を応用して銅箔に所望の電気回路パターンを構成する銅箔部２２、２３、２４、２５、２６がベース材２１ｃ上に形成される。さらに、必要に応じて銅箔部２２、２３、２４、２５、２６の上にカバー材２１ａが接着されることによって、電気回路を構成する銅箔部２２、２３、２４、２５、２６は絶縁されるとともに、極めて薄い銅箔部２２、２３、２４、２５、２６は保護、補強される。なお、カバー材２１ａは省略することもできる。
【００４１】
以下、銅箔部２２とバスバー２７を超音波接合する例を説明する。図８に示すように、バスバー２７は１．５ｍｍ程度の厚さを有する銅板等の単層の金属板であり、銅箔は３５μｍの単層の薄板金属であり、２つの部材の厚さは大きく異なっている。このように、厚さの大きく異なる金属部材を自動化ラインで大量に安定して接合するのは、従来困難であった。
【００４２】
図８に示すように、フレキシブル回路基板２０の銅箔部２２を覆うベース材２１ｃとカバー材２１ａには開口部２１ｄが形成され、銅箔露出部２２ａが形成される。銅箔露出部２２ａを除いて、フレキシブル回路基板２０のベース材２１ｃとバスバー２７は接着部２８により固定される。そして、フレキシブル回路基板２０の銅箔露出部２２ａにヘッド部１を接触させ、ヘッド部１と支持台４０の間に銅箔露出部２２ａとバスバー２７とを挟み込み、ヘッド部１を超音波振動させると、ヘッド部１と支持台４０の間に挟持された銅箔露出部２２ａとバスバー２７には接合部３０が形成され、フレキシブル回路基板２０の銅箔部２２とバスバー２７とが電気的に接合される。
【００４３】
ここで、ヘッド部１と支持台４０の間に銅箔露出部２２ａとバスバー２７とを挟み込む挟持工程についてさらに説明する。図８に示すように、銅箔部２２の銅箔露出部２２ａとバスバー２７との間には、ベース材２１ｃと接着部２８により隙間が形成されているため、挟持工程においては薄い銅箔部２２のみが大きく変形し、薄い銅箔部２２には大きなストレスが加わり亀裂が発生しやすくなる。しかし、フレキシブル回路基板２０のベース材２１ｃとバスバー２７との間には接着部２８が設けられているので、挟持工程において銅箔部２２に発生する大きなストレスは接着部２８によって吸収され、挟持工程のひずみの影響を低減することができる。また、溶接後においても、超音波接合の周囲を接着部２８によって固定されていることにより、接合部に作用する外力を接着部２８によって分担することができ、接合部３０の負荷を低減できる。
【００４４】
また、本発明のヘッド部１により形成された接合部３０は、複数の凹部が島状に形成された凹部群と、隣接する凹部の間に形成された凹部間平坦部、凹部群の外側を全周に亘って囲むとともに凹部の形成されていない環状平坦部、環状平坦部の外側を全周に亘って囲む環状傾斜部を備えるので、銅箔部２２の亀裂の発生を防止することができる。さらに、フレキシブル回路基板２０のベース材２１ｃとバスバー２７との間の接着部２８が挟持工程のひずみを吸収して、確実に銅箔部２２の亀裂の発生を防止することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１                ヘッド部（超音波接合治具）
１ａ              基部
２                突起群
３                突起部
３ａ、３ｂ        第１壁部
３ｃ、３ｄ        第２壁部
３ｅ              突起部端面
４                突起間平坦部
５                環状平坦部
６                環状逃げ部
１０              バスバー（基材）
１１              銅箔（金属板）
１２              接合部
１３              凹部
１３ａ、１３ｂ    壁部
１３ｃ、１３ｄ    傾斜壁部
１４              凹部間平坦部
１５              環状平坦部
１６              環状傾斜部
２０              フレキシブル回路基板
２１              ベースフィルム
２２              銅箔部
２７              バスバー
２８              接着部
３０              接合部
４０              支持台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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