(57)【要約】【課題】レーザ溶接により板状の第１の被溶接部材を第２の被溶接部材に隅肉溶接するレーザ隅肉溶接方法において、両被接合部材の位置精度を確保しつつ、接合信頼性の高い隅肉溶接を実現する。【解決手段】第１の被溶接部材１０のうち端部よりも内側に寄った部位に貫通穴４０を設け、第１の被溶接部材１０を第２の被溶接部材２０の一面２１上に重ねてなる重なり状態においては、貫通穴４０を第２の被溶接部材２０の一面２１上に位置させて貫通穴４０の側面４１を第２の被溶接部材２０の一面２１と交差する第１の被溶接部材１０の面としてレーザ溶接を行うとともに、第２の被溶接部材２０の一面２１に突起５０を設け、重なり状態において、突起５０に第１の被溶接部材１０を当てることにより、第２の被溶接部材２０の一面２１上に重ねられる第１の被溶接部材１０の位置を規定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状をなす第１の被溶接部材（１０）の一方の板面を第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）に接触させつつ、前記第１の被溶接部材（１０）を前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）上に重ねてなる重なり状態を形成し、
この重なり状態にて、前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）と当該一面（２１）に交差する前記第１の被溶接部材（１０）の面との境界部分を溶融させてレーザ溶接を行うレーザ隅肉溶接方法において、
前記第１の被溶接部材（１０）のうち端部よりも内側に寄った部位には、その板厚方向に貫通する貫通穴（４０）を設け、
前記重なり状態においては、前記貫通穴（４０）を前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）上に位置させて前記貫通穴（４０）から前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）を露出させることにより、当該板厚方向に延びる前記貫通穴（４０）の側面（４１）を前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）と交差する前記第１の被溶接部材（１０）の面として前記レーザ溶接を行うとともに、
前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）には、当該一面（２１）上に突出する突起（５０）を設け、前記重なり状態においては、前記突起（５０）に前記第１の被溶接部材（１０）を当てることにより、前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）上に重ねられる前記第１の被溶接部材（１０）の位置を規定するようにしたことを特徴とするレーザ隅肉溶接方法。
【請求項２】
前記重なり状態においては、前記貫通穴（４０）の中に前記突起（５０）を位置させ、前記突起（５０）のうち異なる方向に面する複数の側面（５１、５２）と前記貫通穴（４０）の側面（４１）とを当てることにより、前記第１の被溶接部材（１０）の位置の規定を行うことを特徴とする請求項１に記載のレーザ隅肉溶接方法。
【請求項３】
前記重なり状態においては、前記突起（５０）の根元部が前記第１の被溶接部材（１０）に当たることにより、前記第１の被溶接部材（１０）の位置の規定を行うものであり、
さらに、前記突起（５０）の根元部を折り曲げて、前記突起（５０）における前記貫通穴（４０）の外部に位置する先端側の部位を、前記第１の被溶接部材（１０）の他方の板面に接触させることにより、前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）と前記突起（５０）の先端側の部位とで前記第１の被溶接部材（１０）を挟み付けるようにすることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ隅肉溶接方法。
【請求項４】
板状をなす第１の被溶接部材（１０）の一方の板面を第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）に接触させつつ、前記第１の被溶接部材（１０）を前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）上に重ねてなる重なり状態を形成し、
この重なり状態にて、前記第１の被溶接部材（１０）と前記第２の被溶接部材（２０）との互いに交差する面の境界部分を溶融させてレーザ溶接を行うレーザ隅肉溶接方法において、
前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）には、当該一面（２１）上に突出する突起（５０）を設け、前記重なり状態において、前記突起（５０）の根元部に前記第１の被溶接部材（１０）を当てることにより、前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）上に重ねられる前記第１の被溶接部材（１０）の位置を規定するようにし、
さらに、前記突起（５０）の根元部を折り曲げて前記突起（５０）の先端側の部位を前記第１の被溶接部材（１０）の他方の板面に接触させることにより、前記第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）と前記突起（５０）の先端側の部位とで前記第１の被溶接部材（１０）を挟み付けるようにし、
前記第１の被溶接部材（１０）の他方の板面とこれに交差する前記突起（５０）の先端側の部位の側面（５０ａ、５０ｂ）とを、前記第１の被溶接部材（１０）と前記第２の被溶接部材（２０）との互いに交差する面として溶接を行うようにしたことを特徴とするレーザ隅肉溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接により隅肉溶接を行うレーザ隅肉溶接方法に関し、特に、板状の第１の被溶接部材を第２の被溶接部材に溶接するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、リード端子などの板状をなす第１の被溶接部材の一方の板面を第２の被溶接部材の一面に接触させつつ、第１の被溶接部材の一端側の部位を第２の被溶接部材の一面上に重ねてなる重なり状態を形成し、この状態で、第１の被溶接部材上からレーザを照射して、両被溶接部材を溶け合わせて溶接する、いわゆる重ね溶接が行われていた。
【０００３】
しかし、重ね溶接は、重なり合った両被溶接部材を第１の被溶接部材上から溶かすために、大きなレーザ出力が必要であり、生産性が低下する傾向にある。そこで、従来では、より低出力の方法として、上記重なり状態にて、第１の被溶接部材と第２の被溶接部材との互いに交差する面の境界部分を溶融させてレーザ溶接を行う隅肉溶接方法が行われている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
具体的には、上記重なり状態において、第２の被溶接部材の一面に板状の第１の被溶接部材が重ねられているので、第２の被溶接部材の一面と第１の被溶接部材の端部に位置する側面とが交差した状態にある。そして、これら交差する両面の境界部分にレーザを照射し、ここを溶融させて溶接するのである。
【０００５】
このような隅肉溶接では、第１の被溶接部材の端部に位置する側面を狙ってレーザを照射するが、当該端部よりも第１の被溶接部材の内側へ照射位置がずれると、重ね溶接に近くなり、狙いとする溶接形状が得にくくなる。
【０００６】
一方で、特許文献２では、リードフレームとパッドとのレーザ溶接において、リードフレームに貫通穴を設け、この穴を介してレーザ照射を行って溶接することで、低いパワーにて溶接を可能としたものが提案されている。
【０００７】
つまり、この特許文献２のような方法で、第１の被溶接部材の端部よりも内側に寄った部位に穴を設けてやれば、穴の側面にて隅肉溶接が可能となるから、レーザの照射位置ずれの対策となり、高い接合信頼性が得られると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１４４４３６号公報
【特許文献２】特表２００４−５３８６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このようなレーザ隅肉溶接は、半導体装置のリードの接合に適用されてきており、その場合、第１の被溶接部材である複数本のリードと、基板等の第２の被溶接部材との位置合わせにおいて、高い位置精度が要求されている。
【００１０】
そのため、従来では、たとえば個々のリード毎にＣＣＤカメラなどの検査装置を用いて位置合わせを行っており、その検査装置の導入や検査工程によるコストアップ、さらにはリード毎の照射位置の微調整による手間などがかかっていた。
【００１１】
そこで、レーザ隅肉溶接方法そのものによって、両被溶接部材の精度のよい位置合わせを実現することが望まれているが、従来では、レーザ隅肉溶接方法そのものにおいては、両被接合部材の位置精度を確保しつつ、高い接合信頼性を実現する方法は無かった。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、レーザ溶接により板状の第１の被溶接部材を第２の被溶接部材に隅肉溶接するレーザ隅肉溶接方法において、両被接合部材の位置精度を確保しつつ、接合信頼性の高い隅肉溶接が実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、板状をなす第１の被溶接部材（１０）の一方の板面を第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）に接触させつつ、第１の被溶接部材（１０）を第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）上に重ねてなる重なり状態を形成し、この重なり状態にて隅肉溶接を行うレーザ隅肉溶接方法において、第１の被溶接部材（１０）のうち端部よりも内側に寄った部位に、その板厚方向に貫通する貫通穴（４０）を設け、上記重なり状態においては、貫通穴（４０）を第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）上に位置させて貫通穴（４０）から第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）を露出させることにより、当該板厚方向に延びる貫通穴（４０）の側面（４１）を第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）と交差する第１の被溶接部材（１０）の面としてレーザ溶接を行う。
【００１４】
それとともに、請求項１の溶接方法では、第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）に、当該一面（２１）上に突出する突起（５０）を設け、上記重なり状態においては、突起（５０）に第１の被溶接部材（１０）を当てることにより、第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）上に重ねられる第１の被溶接部材（１０）の位置を規定するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
このような請求項１に記載の溶接方法によれば、第１の被溶接部材（１０）のうち端部よりも内側に寄った部位に位置する貫通穴（４０）の側面（４１）にて隅肉溶接が行えるから、第１の被溶接部材（１０）を、その端部よりも内側に寄った部位にて適切に溶接できる。また、突起（５０）により第１の被溶接部材（１０）の位置が規定されるから、その位置精度を向上させることができる。よって、本発明によれば、両被接合部材（１０、２０）の位置精度を確保しつつ、接合信頼性の高い隅肉溶接が実現できる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のレーザ隅肉溶接方法において、上記重なり状態においては、貫通穴（４０）の中に突起（５０）を位置させ、突起（５０）のうち異なる方向に面する複数の側面（５１、５２）と貫通穴（４０）の側面（４１）とを当てることにより、第１の被溶接部材（１０）の位置の規定を行うことを特徴としている。
【００１７】
それによれば、第１の被溶接部材（１０）の複数の異なる方向への位置ずれを、突起（５０）で拘束できるから、両被接合部材（１０、２０）の位置精度を確保するうえで好ましい。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のレーザ隅肉溶接方法において、上記重なり状態においては、突起（５０）の根元部が第１の被溶接部材（１０）に当たることにより、第１の被溶接部材（１０）の位置の規定を行うものであり、さらに、突起（５０）の根元部を折り曲げて、突起（５０）における貫通穴（４０）の外部に位置する先端側の部位を、第１の被溶接部材（１０）の他方の板面に接触させることにより、第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）と突起（５０）の先端側の部位とで第１の被溶接部材（１０）を挟み付けるようにすることを特徴としている。
【００１９】
第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）上に第１の被溶接部材（１０）を搭載する場合、これら両被接合部材（１０、２０）間の隙間を極力小さくして溶接性を確保するため、通常は、押さえ治具を用いて第１の被溶接部材（１０）を押さえる。
【００２０】
しかし、請求項３に記載の発明によれば、折り曲げられた突起（５０）の先端側の部位にて、第１の被溶接部材（１０）が第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）に押さえ付けられるから、別体の押さえ治具を用いなくても、上記隙間小さくすることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、板状をなす第１の被溶接部材（１０）の一方の板面を第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）に接触させつつ、第１の被溶接部材（１０）を第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）上に重ねてなる重なり状態を形成し、この重なり状態にて、隅肉溶接を行うレーザ隅肉溶接方法において、次のような工程を行うことを特徴とするものである。
【００２２】
・第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）には、当該一面（２１）上に突出する突起（５０）を設け、重なり状態において、突起（５０）の根元部に第１の被溶接部材（１０）を当てることにより、第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）上に重ねられる第１の被溶接部材（１０）の位置を規定する。
【００２３】
・さらに、重なり状態において、突起（５０）の根元部を折り曲げて突起（５０）の先端側の部位を第１の被溶接部材（１０）の他方の板面に接触させることにより、第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）と突起（５０）の先端側の部位とで第１の被溶接部材（１０）を挟み付ける。
【００２４】
・第１の被溶接部材（１０）の他方の板面とこれに交差する突起（５０）の先端側の部位の側面（５０ａ、５０ｂ）とを、第１の被溶接部材（１０）と第２の被溶接部材（２０）との互いに交差する面として溶接を行う。本発明のレーザ隅肉溶接方法は、これらの工程を行うことを特徴としている。
【００２５】
この請求項４に記載の発明によれば、突起（５０）による第１の被溶接部材（１０）の位置の規定が行えるとともに、折り曲げられた突起（５０）の先端側の部位にて、第１の被溶接部材（１０）が第２の被溶接部材（２０）の一面（２１）に押さえ付けられるから、別体の押さえ治具を用いなくても、上記隙間を小さくすることができる。
【００２６】
また、突起（５０）の先端側の部位が第１の被溶接部材（１０）に被せるように折り曲げられることになるから、突起（５０）の先端側の部位は、第１の被溶接部材（１０）の他方の板面において第１の被溶接部材（１０）端部よりも内側に寄った部位に位置する。それゆえ、第１の被溶接部材（１０）のうち端部よりも内側に寄った部位にて隅肉溶接が行える。よって、本発明によれば、両被接合部材（１０、２０）の位置精度を確保しつつ、接合信頼性の高い隅肉溶接が実現できる。
【００２７】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ隅肉溶接方法を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態のレーザ隅肉溶接方法における組み付け工程からレーザ照射工程までを示す工程図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態におけるレーザの照射許容範囲を示す概略平面図、（ｂ）は従来の一般的な溶接方法におけるレーザの照射許容範囲を示す概略平面図である。
【図４】第１実施形態の溶接方法における突起による位置精度の向上効果を示す概略平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るレーザ隅肉溶接方法を示す斜視図である。
【図６】図５の状態の概略平面図である。
【図７】図５の状態の概略側面図である。
【図８】従来の一般的なレーザ隅肉溶接方法を示す概略側面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るレーザ隅肉溶接方法を示す斜視図である。
【図１０】第３実施形態のレーザ隅肉溶接方法における組み付け工程からレーザ照射工程までを示す工程図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る貫通穴の各種形状を示す概略平面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係るレーザ隅肉溶接方法を示す斜視図である。
【図１３】他の実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。また、以下の各図中、レーザ３０はレーザ光の外形を示している。
【００３０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ隅肉溶接方法を示す斜視図であり、組み付けられた第１の被溶接部材１０と第２の被溶接部材２０とにレーザ３０を照射している状態を示している。また、図２は、本実施形態のレーザ隅肉溶接方法における組み付け工程からレーザ照射工程までの状態を平面的に示す工程図であり、（ａ）、（ｂ）は組み付け工程、（ｃ）はレーザ照射工程を示す。
【００３１】
本実施形態のレーザ溶接では、図１、図２（ｂ）、（ｃ）に示されるように、板状をなす第１の被溶接部材１０の一方の板面を第２の被溶接部材２０の一面２１に接触させつつ、第１の被溶接部材１０を第２の被溶接部材２０の一面２１上に重ねてなる重なり状態を形成し、この重なり状態にて、第２の被溶接部材２０の一面２１と当該一面２１に交差する第１の被溶接部材１０の面４１との境界部分にレーザ３０を照射し、これを溶融させてレーザ溶接を行うものである。
【００３２】
第１の被溶接部材１０は、たとえば鉄や銅などの金属よりなる板状をなすものであり、具体的にはリードフレームにおけるリード端子などが挙げられる。ここで、第１の被溶接部材１０において第２の被溶接部材２０の一面２１に接触する板面が一方の板面であり、レーザ３０の照射側の面が他方の板面である。
【００３３】
第２の被溶接部材２０は、第１の被溶接部材１０が接触して搭載される一面２１をもつ鉄や銅などの金属製のものであり、ここでは板状をなすものであるが、当該一面２１を持つものであれば、不定形のブロック状などでもよい。具体的に、第２の被溶接部材２０としては、たとえばリードフレームにおけるリード端子や、ブロック状のバスバーなどが挙げられる。
【００３４】
なお、図１、図２では、ＸＹＺ座標軸を示しているが、これによるＸＹ平面は第２の被溶接部材２０の一面２１に平行な面に相当し、Ｚ軸は第２の被溶接部材２０の一面２１の法線方向すなわちレーザ３０の照射方向に相当する。また、この座標軸においては、Ｘ軸、Ｙ軸のそれぞれについて、正の方向をＸ、負の方向を−Ｘとして区別してある。
【００３５】
まず、本方法では、図２（ａ）に示されるように、第１の被溶接部材１０と第２の被溶接部材２０とを組み付ける組み付け工程を行うが、その前に、各被溶接部材１０、２０に対して、次のような加工を施しておく。
【００３６】
第１の被溶接部材１０に対しては、第１の被溶接部材１０のうち端部よりも内側に寄った部位に、その板厚方向に貫通する貫通穴４０を設けておく。ここでは、貫通穴４０は、第１の被溶接部材１０の端部側の部位において、当該端部よりも内側の部位から端部に開口する切れ込みである。
【００３７】
この第１の被溶接部材１０の貫通穴４０は、エッチング加工やプレス加工などにより形成される。なお、この貫通穴４０は、このような開口縁部の一部が切れた切れ込みではなく、開口縁部全周が閉じている穴でもよい。
【００３８】
一方、第２の被溶接部材２０については、その一面２１上に突出する突起５０を設けておく。この突起５０は、図１、図２（ａ）に示されるように、その端部に切れ込みを入れ、その切れ込み部分を折り曲げて第２の被溶接部材２０の一面２１上に突出させることにより形成される。
【００３９】
このように、突起５０は、第２の被溶接部材２０と一体に成形されたものであってもよいが、それ以外にも、第２の被溶接部材２０と別体であって第２の被溶接部材２０の一面２１に接合固定されたものであってもよい。別体の場合には、突起５０は、溶接時の熱に耐えうるならば、金属でもよいし、セラミックの金属以外の材料よりなるものであってもよい。
【００４０】
そして、このような両被接合部材１０、２０を用いて、図２（ａ）、（ｂ）に示される組み付け工程を行う。この工程では、第１の被溶接部材１０の一方の板面を第２の被溶接部材２０の一面２１に接触させつつ、第１の被溶接部材１０を第２の被溶接部材２０の一面２１上に重ねる。
【００４１】
このとき、当該組み付け工程では、この重なり状態において、貫通穴４０を第２の被溶接部材２０の一面２１上に位置させて、貫通穴４０から第２の被溶接部材２０の一面２１を露出させる。
【００４２】
さらに、このとき、当該重なり状態において、突起５０に第１の被溶接部材１０を当てる。具体的には、貫通穴４０の中に突起５０を位置させ、突起５０のうち異なる方向に面する複数の側面５１、５２と貫通穴４０の側面４１とを当てる。
【００４３】
ここで、貫通穴４０の側面４１は、Ｚ方向に沿った貫通穴４０の内面であり、第１の被溶接部材１０の板厚方向に延び且つ第２の被溶接部材２０の一面２１と交差する面である。また、突起５０の側面は、突起５０の突出方向（つまりＺ方向）に沿って延びる面であるが、突起５０においては、異なる方向（Ｘ、−Ｘ、Ｙ、−Ｙの各方向）に面した複数個の側面が存在する。
【００４４】
そして、図１、図２（ｂ）では、これら突起５０の側面のうち−Ｙ方向に面した側面５１と、−Ｘ方向に面した側面５２とが、貫通穴４０の側面４１に当たっている。それによれば、この状態から、第１の被溶接部材がＸ方向とＹ方向へ動こうとしても、突起５０によって止められているので動かない。
【００４５】
このことは、貫通穴４０に突起５０を挿入した状態で、第２の被溶接部材２０の一面２１と平行方向に両被溶接部材１０、２０を互いに相対的に移動させ、第１の被溶接部材１０が突起５０に当たって動かなくなる位置とすればよい。
【００４６】
ここで、この第１の被溶接部材１０が突起５０に当たっている状態のときが、両被接合部材１０、２０の狙いの位置となるように設計されている。つまり、重なり状態においては、突起５０に第１の被溶接部材１０を当てることにより、第２の被溶接部材２０の一面２１上に重ねられる第１の被溶接部材１０の位置が規定されるのである。
【００４７】
さらに言うならば、本実施形態では、突起５０に当たるように第１の被溶接部材１０を第２の被溶接部材２０に組み付ければ、それだけで狙いの位置に両被接合部材１０、２０を正確に合わせることができるのである。
【００４８】
こうして、組み付け工程を行い、両被接合部材１０、２０を仮止めした後、図１、図２（ｃ）に示されるレーザ照射工程を行う。この工程では、第２の被溶接部材２０の一面２１と直交するＺ方向から貫通穴４０を介して第２の被溶接部材２０の一面２１にレーザ３０を照射する。ここで、レーザ３０は、一般的なレーザ隅肉溶接方法に用いられるものであり、たとえばＹＡＧレーザなどが適用される。
【００４９】
このとき、上述したように、上記重なり状態においては、第１の被溶接部材１０の板厚方向に延びる貫通穴４０の側面４１が、第２の被溶接部材２０の一面２１と交差する第１の被溶接部材１０の面とされている。そのため、レーザ３０は、この貫通穴４０の側面４１と第２の被溶接部材２０の一面２１との境界部分を狙って照射する。
【００５０】
具体的には、第１の被溶接部材１０の他方の板面上から貫通穴４０およびその周辺部を照射領域として、レーザ３０を照射し、その熱により、上記両面４１、２１を溶融させる。こうして、両被接合部材１０、２０が隅肉溶接され、本溶接方法が終了する。
【００５１】
ところで、本実施形態によれば、第１の被溶接部材１０のうち端部よりも内側に寄った部位に位置する貫通穴４０の側面４１にて隅肉溶接が行えるから、第１の被溶接部材１０を、その端部よりも内側に寄った部位にて適切に溶接できる。
【００５２】
このことについて、図３を参照して、より具体的に述べる。図３（ａ）は本実施形態の溶接方法におけるレーザ３０の照射許容範囲Ｋを示す概略平面図、図３（ｂ）は従来の一般的な溶接方法におけるレーザ３０の照射許容範囲Ｋを示す概略平面図である。
【００５３】
図３（ｂ）に示されるように、従来では、第１の被溶接部材１０の端部の側面を狙ってレーザ３０を照射するため、その端部からレーザ３０が外れないように狭い範囲Ｋで照射を行っていた。それに対して、本実施形態では、第１の被溶接部材１０の端部を含み、その端部よりも内側の部位にて隅肉溶接が行えるため、照射許容範囲Ｋも大幅に広くなり、照射位置ずれの余裕度が大きくなっている。
【００５４】
また、本実施形態の溶接方法では、突起５０により第１の被溶接部材１０の位置が規定されるから、その位置精度を向上させることができる。このことについて、図４を参照して、より具体的に述べる。
【００５５】
図４は、複数本の配列されたリード端子としての第１の被溶接部材１０を持つ半導体モジュール１の１辺側の溶接個所について、（ａ）本実施形態の溶接方法、（ｂ）従来の一般的な溶接方法を示す概略平面図である。
【００５６】
図４（ｂ）に示されるように、従来では、第１の被溶接部材１０と第２の被溶接部材２０とを接触させるとき、個々の第１の被溶接部材１０が曲がったり、たわんだりすることで、部材１０の長手方向であるＸ方向や、配列方向であるＹ方向への位置ずれが生じることがある。そのため、たとえば画像認識などの高価な設備を導入し、各第１の被溶接部材１０毎にその端部を検出し、レーザ３０の照射位置を微調整する必要が生ずる。
【００５７】
それに対して、図４（ａ）に示されるように、本実施形態では、各第１の被溶接部材１０について、突起５０に当てて位置合わせを行うため、上述したようにＸ方向、Ｙ方向への第１の被溶接部材１０の位置ずれが抑制される。
【００５８】
つまり、本実施形態によれば、溶接方法そのものが、両被接合部材１０、２０の位置ずれを抑制するものであるため、当該位置ずれの検出手段や検出工程、さらにはレーザ照射位置の微調整工程などが不要となる。このように、本実施形態によれば、両被接合部材１０、２０の位置精度を確保しつつ、接合信頼性の高い隅肉溶接が実現できる。
【００５９】
また、上述したが、本実施形態では、両被接合部材１０、２０の重なり状態において、貫通穴４０の中に突起５０を位置させ、突起５０のうち異なる方向に面する複数の側面５１、５２と貫通穴４０の側面４１とを当てることにより、第１の被溶接部材１０の位置の規定を行うようにしている。
【００６０】
それによれば、第１の被溶接部材１０の複数の異なる方向への位置ずれを、突起５０で拘束できるから、両被接合部材１０、２０の位置精度を確保するうえで好ましい。なお、本実施形態では、突起５０の１つの側面のみと第１の被溶接部材１０とが当たることで、当該１つの側面が面する１つの方向のみへの位置ずれを行うことを、排除するものではない。
【００６１】
また、突起５０の高さは、図１に示したように、第１の被溶接部材１０の板厚よりも大きく、突起５０の先端側の部位が貫通穴４０上に突出することが好ましい。これは、突起５０が低いと、第１の被溶接部材１０の位置ずれの障壁として、突起５０が十分に機能しない可能性があるためである。しかし、もちろん本実施形態において、突起５０の高さが第１の被溶接部材１０の板厚よりも小さいことを排除するものではない。
【００６２】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係るレーザ隅肉溶接方法を示す斜視図であり、組み付けられた第１の被溶接部材１０と第２の被溶接部材２０とにレーザ３０を照射している状態を示している。また、図６は、図５の状態の概略平面図であり、図７は、図５の状態の概略側面図である。ここでは、本実施形態と上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。
【００６３】
図５〜図７に示されるように、本実施形態においても、両被接合部材１０、２０の重なり状態においては、貫通穴４０の中に突起５０を位置させ、突起５０のうち異なる方向に面する複数の側面と貫通穴４０の側面４１とを当てることにより、第１の被溶接部材１０の位置の規定を行っている。
【００６４】
ここでは、図５〜図７に示されるように、突起５０は、その根元部から先端に向かってテーパ状に幅が拡がった形状とされているので、切れ込みとしての貫通穴４０における第１の被溶接部材１０の端部に位置する開口部に噛み合った状態とされている。つまり、この貫通孔４０の当該開口部にて、突起５０の根元部におけるＹ、−Ｙ方向に面した２個の側面が、貫通穴４０の側面４１に当たっている。
【００６５】
そして、突起５０の根元部を折り曲げることによって、突起５０のうち貫通穴４０の外部に位置する先端側の部位は、第１の被溶接部材１０の端部よりも内側の部位に被さっている。ここで、突起部５０の当該先端側の部位は、貫通穴４０の幅よりも大きいため、貫通穴４０には入り込まず、第１の被溶接部材１０の他方の板面に接触している。
【００６６】
このように、本実施形態では、両被溶接部材１０、２０の組み付け工程において、突起５０の根元部を貫通穴４０の側面４１に当てるとともに、第１の被溶接部材１０に当たっている突起５０の根元部を折り曲げるようにする。それによって、組み付け工程では、突起５０の先端側の部位を、第１の被溶接部材１０の他方の板面に接触させる。
【００６７】
そして、この状態では、突起５０の先端側の部位にて、第１の被溶接部材１０の他方の板面側から第１の被溶接部材１０が第２の被溶接部材２０の一面２１に押さえ付けられた状態となる。つまり、本実施形態では、第２の被溶接部材２０の一面２１と突起５０の先端側の部位とで、第１の被溶接部材１０を挟み付けている。
【００６８】
そして、本実施形態では、この図５〜図７に示される状態にて、レーザ照射工程を行い、上記第１実施形態と同様、貫通穴４０の側面４１と第２の被溶接部材２０の一面２１との境界部分を、レーザ３０照射の加熱により溶融させる。なお、図６には、この照射工程におけるレーザ３０の照射許容範囲Ｋを示してある。こうして、両被接合部材１０、２０が隅肉溶接される。以上が、本実施形態の溶接方法である。
【００６９】
そして、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、貫通穴４０の側面４１にて隅肉溶接が行えること、および、突起５０による第１の被溶接部材１０の位置の規定がなされることから、両被接合部材１０、２０の位置精度を確保しつつ、接合信頼性の高い隅肉溶接が実現できる。
【００７０】
さらに、本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。図８は、従来の一般的なレーザ隅肉溶接方法を示す概略側面図である。
【００７１】
図８に示されるように、第２の被溶接部材２０の一面２１上に第１の被溶接部材１０を搭載する場合、両被接合部材１０、２０間の隙間が大きいと、第１の被溶接部材の端部が第２の被溶接部材２０の一面２１から浮いてしまい、レーザ溶接ができなくなる。そのため、従来では、押さえ治具２により第１の被溶接部材１０を第２の被溶接部材２０の一面２１に押さえ付けた状態でレーザ溶接を実施する。
【００７２】
それに対して、本実施形態では、図５〜図７に示されるように、折り曲げられた突起５０の先端側の部位にて、第１の被溶接部材１０が第２の被溶接部材２０の一面２１に押さえ付けられる。そのため、本実施形態では、別体の押さえ治具を用いなくても、両被接合部材１０、２０間の隙間小さくすることができ、適切な溶接が可能となる。
【００７３】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係るレーザ隅肉溶接方法を示す斜視図であり、組み付けられた第１の被溶接部材１０と第２の被溶接部材２０とにレーザ３０を照射している状態を示している。また、図１０は、本実施形態のレーザ隅肉溶接方法における（ａ）組み付け工程から（ｂ）レーザ照射工程までの状態を平面的に示す工程図である。
【００７４】
本実施形態も、板状をなす第１の被溶接部材１０の一方の板面を第２の被溶接部材２０の一面２１に接触させつつ、第１の被溶接部材１０を第２の被溶接部材２０の一面２１上に重ねてなる重なり状態を形成し、この重なり状態にて、両被接合部材１０、２０の互いに交差する面の境界部分を溶融させてレーザ溶接を行うものである。
【００７５】
ここで、本実施形態では、両被接合部材１０、２０の互いに交差する面、つまり、レーザ３０を照射して隅肉溶接を行う部分が、上記各実施形態とは相違するものであり、この点を中心に述べることとする。
【００７６】
本実施形態においても、図９、図１０に示されるように、両被接合部材１０、２０の重なり状態においては、第２の被溶接部材２０に突起５０を設け、その突起５０の根元部を、第１の被溶接部材１０の貫通穴４０の側面４１に当てることにより、第１の被溶接部材１０の位置の規定を行っている。
【００７７】
ここで、図９、図１０に示されるように、本実施形態の突起５０は、第２実施形態と同様に、根元部から先端に向かってテーパ状に幅が拡がった形状とされており、切れ込みとしての貫通穴４０における第１の被溶接部材１０の端部に位置する開口部にて、突起５０の根元部における側面が貫通穴４０の側面４１に当たっている。
【００７８】
そして、突起５０の根元部を折り曲げることによって、突起５０のうち貫通穴４０の外部に位置する先端側の部位は、第１の被溶接部材１０の端部よりも内側の部位に被さっている。ここで、本実施形態では、突起５０の先端側の部位は第２実施形態よりも長く、貫通穴４０を超えて、第１の被溶接部材１０の他方の板面に接触している。
【００７９】
このように、本実施形態によっても、組み付け工程では、突起５０の根元部を折り曲げて、突起５０の先端側の部位を第１の被溶接部材１０の他方の板面に接触させることにより、第２の被溶接部材２０の一面２１と突起５０の先端側の部位とで第１の被溶接部材１０を挟み付けるようにしている。
【００８０】
そして、本実施形態では、この状態でレーザ３０を照射するが、このとき、第１の被溶接部材１０の他方の板面に対して、突起５０の先端側の部位の側面５０ａ、５０ｂが交差した位置関係となっている。
【００８１】
そこで、本実施形態では、これら第１の被溶接部材１０の他方の板面と突起５０の先端側の部位の側面５０ａ、５０ｂとを、両被接合部材１０、２０における互いに交差する面として、当該他方の板面と当該側面５０ａ、５０ｂとの境界部分にレーザ３０を照射して隅肉溶接を行う。
【００８２】
なお、ここでは、突起５０の先端側の部位のうち当該先端の側面５０ａにて、当該側面５０ａと第１の被溶接部材１０の他方の板面との境界部分にレーザ３０を照射して隅肉溶接を行っているが、これに隣り合う側面５０ｂと第１の被溶接部材１０の他方の板面との境界部分にて溶接してもよいことはもちろんである。
【００８３】
ここで、突起５０の先端に位置する側面５０ａは、図９、図１０に示されるように、第１の被溶接部材１０の他方の板面側からみて当該側面の中央部が両端部よりも凹んだ凹面形状とされている。図示例では、当該側面５０ａは円弧状の凹面形状とされている。
【００８４】
これにより、当該側面５０ａと第１の被溶接部材１０の他方の板面との境界も円弧状となり、当該側面５０ａが平坦面の場合に比べて、当該境界の長さが大きくなり、溶接長さも大きくなるから、接合強度向上の点で好ましい。
【００８５】
こうして、両被接合部材１０、２０が隅肉溶接され、本実施形態の溶接方法が完了する。そして、本実施形態においても、上記第２実施形態と同様に、突起５０による第１の被溶接部材１０の位置の規定がなされること、および、折り曲げられた突起５０による第１の被溶接部材１０の第２の被溶接部材２０の一面２１への押さえ付けによる上記隙間の低減がなされる。
【００８６】
さらに、本実施形態では、上述したように、組み付け工程では、突起５０の根元部を折り曲げることによって、第１の被溶接部材１０端部よりも内側に寄った部位にて、突起５０の先端側の部位を当該第１の被溶接部材１０の他方の板面に接触させている。そして、レーザ照射工程では、この突起５０の先端側の部位の側面５０ａ、５０ｂとこれに交差する第１の被溶接部材の他方の板面との境界部分で隅肉溶接するようにしている。
【００８７】
つまり、本実施形態では、貫通穴４０の側面４１にて隅肉溶接を行う上記各実施形態とは異なり、貫通穴４０の外側にて隅肉溶接を行うことで、第１の被溶接部材１０のうち端部よりも内側に寄った部位にて隅肉溶接が行える。よって、本実施形態によっても、両被接合部材１０、２０の位置精度を確保しつつ、接合信頼性の高い隅肉溶接を実現することができる。
【００８８】
さらに、本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。一般に、両被接合部材１０、２０が重なった上記重なり状態においては、レーザ吸収率の良好な材料よりなる部材側から、または、厚みの薄い部材側から照射するのが通常である。たとえば、鉄と銅では鉄の方が、レーザ吸収率が大きく、鉄側から照射するのがよい。
【００８９】
ここで、上記第１実施形態、第２実施形態では、第１の被溶接部材１０側からレーザ３０を照射したが、第２の被溶接部材２０の材質や厚み次第では、第２の被溶接部材２０を照射側に選択したほうが好ましい場合もでてくる。
【００９０】
そのような場合に、本実施形態の溶接方法であれば、第２の被溶接部材２０の上に第１の被溶接部材１０を重ねた状態で、第２の被溶接部材２０の突起５０を第１の被溶接部材１０の上側に位置させることができるので、第１の被溶接部材１０と第２の被溶接部材２０との位置を入れ替えることなく、適切なレーザ照射が可能となる。つまり、本実施形態の溶接方法は、両被接合部材１０、２０の材質や厚みが異なる場合に有効である。
【００９１】
なお、上記図９、図１０では、突起５０の根元部を貫通穴４０の側面４１に当てており、その根元部を折り曲げて、貫通穴４０から突出する突起５０の先端側の部位を、第１の被溶接部材１０の他方の板面に接触させ、その接触部分にて隅肉溶接を行っていた。しかし、本実施形態においても、貫通穴４０の外で、突起５０の根元部を第１の被溶接部材１０の端部に当てるようにしてもよい。
【００９２】
さらには、本実施形態においては、貫通穴４０が無いものであってもよい。この場合も、突起５０の根元部を、第１の被溶接部材１０の端部に当てるようにすることにより、第１の被溶接部材１０の位置ずれを防止するようにすればよい。そして、その根元部を折り曲げることで突起５０の先端側の部位を第１の被溶接部材１０の他方の板面に接触させ、隅肉溶接することは、上記同様に行える。
【００９３】
（第４実施形態）
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第４実施形態に係る貫通穴４０の各種形状を示す概略平面図である。
【００９４】
上記各実施形態では、第１の被溶接部材１０の貫通穴４０は、第１の被溶接部材１０の端部に開口する切れ込みであったが、図１１（ａ）に示されるように、貫通穴４０は、開口縁部全周が閉じている穴でもよい。この場合、上記突起は貫通穴４０に挿入すれば、貫通穴４０内に配置できる。
【００９５】
また、貫通穴４０の位置についても、図１１（ｂ）に示されるような位置であってもよいし、その数についても、図１１（ｃ）に示されるように、複数個であってもよい。また、上記各実施形態および図１１に示される貫通穴４０は、矩形穴であったが、穴の開口形状は円、楕円、三角などの形状であってもよい。
【００９６】
また、これら本実施形態に述べた各貫通穴４０については、各貫通穴４０の形状や位置に対応して、第２の被溶接部材２０側に上記突起を設ければよく、それにより、これら各貫通穴４０は、上記第１〜第３の各実施形態に適用できることは明らかである。
【００９７】
（第５実施形態）
図１２は、本発明の第５実施形態に係るレーザ隅肉溶接方法を示す斜視図であり、第１の被溶接部材１０と第２の被溶接部材２０との組み付け状態を示している。
【００９８】
上記第１実施形態では、貫通穴４０の内部に突起５０が位置し、突起５０の側面５１、５２と貫通穴４０の側面４１とが当たることで第１の被溶接部材１０の位置が規定されていた。それに対して、図１２に示されるように、貫通穴４０の外部にて突起５０が第１の被溶接部材１０の端部の側面に当たっていてもよい。
【００９９】
その場合、図１２に示されるように、突起５０を複数個設け、個々の突起５０を第１の被溶接部材１０のうち異なる方向Ｘ、Ｙに面する側面に当たるように配置することが好ましい。そうすれば、複数の方向への第１の被溶接部材１０の位置ずれを防止できるので、位置精度の確保の点で好ましい。
【０１００】
また、この図１２に示される構成において、上記第２実施形態のように、突起５０の根元部を折り曲げて先端側の部位にて第１の被溶接部材１０を押さえつけるようにしてもよく、その場合も、その押さえ付けによる上記同様の効果が期待される。
【０１０１】
つまり、上記第２実施形態の場合、折り曲げられて第１の被溶接部材１０と重なる突起５０は、その根元部が貫通穴４０の内部に位置したが、この場合も、貫通穴４０の外部に突起５０の根元部が位置してもよい。この場合、突起５０の根元部が、第１の被溶接部材１０の貫通穴４０の外部すなわち第１の被溶接部材１０の端部に当たることにより、第１の被溶接部材１０の位置ずれを防止することになる。
【０１０２】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、隅肉溶接される両被接合部材１０、２０の面は、互いに交差する面であるが、この交差する面としては、互いに直交する面であること、つまり当該面同士の交差角度が９０°に限定されるものではない。
【０１０３】
それ以外にも、当該面同士の交差角度は、隅肉溶接を可能な角度であればよい。たとえば、図１３に示されるように、第２の被溶接部材２０の一面２１と第１の被溶接部材１０の貫通穴４０の側面４１との成す角度が鋭角であるような順テーパの位置関係にあるものも含むものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１０            第１の被溶接部材
２０            第２の被溶接部材
２１            第２の被溶接部材の一面
４０            貫通穴
４１            貫通穴の側面
５０            突起
５０ａ、５０ｂ  突起の先端側の部位の側面
５１、５２      突起の側面
【図１】
2012016741.tif 000003
【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】
2012016741.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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