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金屬部件的接合方法以及接合裝置與流程

文檔序號:12025943閱讀:240來源:國知局
金屬部件的接合方法以及接合裝置與流程

本發(fā)明涉及利用激光的金屬部件的接合方法以及接合裝置。



背景技術(shù):

以往,有通過使激光照射金屬部件的表面并使其吸收來對金屬部件進行加熱的技術(shù)。例如參照日本專利第4894528號公報、日本專利第5602050號公報,以及日本特開2014-228478號公報。

此時,對金屬部件進行加熱的目的是各種各樣的。例如作為其中之一,有如日本專利第4894528號公報、專利第5602050號公報所示的那樣以兩部件的接合為目的的發(fā)明。在進行兩部件的接合的情況下,例如,對成為電氣電路的接點的金屬部件(例如導(dǎo)線)進行加熱,并將被接合部件(例如半導(dǎo)體的端子)與金屬部件直接接合。此時,如日本專利第4894528號公報、日本專利第5602050號公報所示,也可以使加熱部在未加熱至液相狀態(tài)而停留在固相狀態(tài)時,以規(guī)定的壓力對金屬部件和被接合部件加壓而進行接合(固相擴散接合)。另外,作為通常的焊接、使加熱部熔融而處于液相狀態(tài)接合也可以。利用這些接合方法,與通過焊料接合金屬部件與被接合部件的情況相比較,是耐高溫環(huán)境的接合。

另外,作為其他加熱的例子,例如,也有如日本特開2014-228478號公報所示那樣的技術(shù)方案,目的在于以在非破壞狀態(tài)下來檢查已經(jīng)接合起來的金屬部件與被接合部件是否以足夠的面積接觸并接合。在日本特開2014-228478號公報的技術(shù)中,首先,通過激光照射與被接合部件接合的金屬部件來加熱金屬部件而使其升溫。此時,金屬部件與被接合部件以足夠的面積接觸(接合)的話,升溫的熱與接觸面積相對應(yīng)地從金屬部件良好地向被接合部件移動。因此,金屬部件的升溫速度變得緩慢。但是,如果金屬部件與被接合部件如果沒有以足夠的面積接觸而處于不充分的接合的話,金屬部件的熱無法良好地向被接合部件移動,從而升溫速度變得過快。通過該升溫速度差異來對金屬部件與被接合部件的接合狀態(tài)進行評價。

此外,在上述說明中,照射的激光通常大多采用廉價的yag激光等。yag激光是具有近紅外波長(0.7μm~2.5μm)的激光。由yag激光產(chǎn)生的激光對于例如銅(或者鋁)等金屬部件來說,在達到規(guī)定的溫度(例如熔點)為止的低溫時吸收率非常低。因此,例如在日本專利第4894528號公報、日本專利第5602050號公報、日本特開2014-228478號公報中如果金屬部件使用銅(或者鋁),則在低溫時即使向金屬部件直接照射激光,金屬部件對激光的吸收率也低,所以金屬部件的溫度上升慢,在到達吸收率增加的規(guī)定的溫度之前會消耗較多的能量。另外,并不局限于銅、鋁,即使其他金屬,通常在低溫時,因為相對于高溫時對激光的吸收率低,所以金屬部件的溫度上升慢,在達到吸收率增加的規(guī)定的溫度之前會消耗較多的能量。

相對于此,在日本特開2014-228478號公報的技術(shù)中,基于以往的認(rèn)識,在金屬部件的表面形成氧化膜,使低溫時的金屬部件對激光的吸收率提高。氧化膜通過向金屬部件的表面照射氧化膜形成用的激光來形成。換句話說,為了使氧化膜的膜厚成為實現(xiàn)所希望的吸收率的規(guī)定的膜厚,向金屬部件的表面照射激光預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的時間。其后,經(jīng)由形成的氧化膜向金屬部件照射加熱用激光。而且,使因氧化膜的形成而提高了激光的吸收率的金屬部件迅速升溫,并對高效地接合狀態(tài)進行評價。此外,在日本特開2014-228478號公報中,基于若氧化膜的膜厚增大到超過一定值則激光的吸收率會飽和的公知的見解,設(shè)定吸收率飽和的膜厚,并設(shè)定激光的照射時間以使得能夠形成相應(yīng)的膜厚。

然而,如日本特開2014-228478號公報記載的那樣,為了形成吸收率飽和這樣的一定膜厚以上的氧化膜,過于花費時間,成為高成本化的重要因素。另外,若為了在短時間內(nèi)形成氧化膜而縮短激光照射時間,則形成的氧化膜的膜厚會變薄。此時,用短時間的激光照射能夠形成的薄氧化膜的膜厚與金屬部件對激光的吸收率的關(guān)系具有在膜厚超過零而增大的方向上交替出現(xiàn)極大值以及極小值的周期性。在該情況下,即使形成的氧化膜的膜厚的偏差不大而稍微有一些,在吸收率上也出現(xiàn)較大的差別,因此雖然成本低,但難以得到穩(wěn)定的激光的吸收率。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的之一是通過能夠以低成本形成的薄膜的氧化膜使激光的吸收率提高,能夠在短時間內(nèi)使金屬部件彼此接合的金屬部件的接合方法以及接合裝置。

作為本發(fā)明的一方式的接合方法是向第一金屬部件的照射面照射加熱接合用激光,并加熱上述第一金屬部件的第一接合面,將上述第一接合面和與上述第一接合面抵接的第二金屬部件的第二接合面接合的接合方法。

上述接合方法具備:

氧化膜形成工序,以第一輸出向上述第一金屬部件的上述照射面照射氧化膜形成用激光,在上述照射面上形成與上述氧化膜形成用激光的上述第一輸出以及照射時間對應(yīng)的膜厚的氧化膜;

第一反射激光檢測工序,檢測上述氧化膜形成用激光被上述照射面反射而生成的第一反射激光的輸出亦即第二輸出;

第一吸收率運算工序,基于在上述氧化膜形成工序照射的上述氧化膜形成用激光的上述第一輸出以及由上述第一反射激光檢測工序檢測的上述第一反射激光的上述第二輸出,運算上述第一金屬部件的上述照射面中的上述氧化膜形成用激光的第一吸收率;

激光切換工序,在判定上述第一吸收率為上述規(guī)定的吸收率以上的情況下,將向上述照射面的上述氧化膜形成用激光的照射切換為上述加熱接合用激光;

加熱接合工序,在切換為上述加熱接合用激光之后,以第三輸出向上述照射面照射上述加熱接合用激光,將上述第一接合面的溫度加熱至規(guī)定的接合溫度并使上述第一接合面與上述第二接合面接合。

這樣,在氧化膜形成工序中,使氧化膜形成用激光照射第一金屬部件的照射面。而且,一邊使照射面上形成氧化膜,一邊檢測由照射面反射的第一反射激光,并基于氧化膜形成用激光的第一輸出和第一反射激光的第二輸出運算吸收率。換句話說,取得通過在照射面上形成的氧化膜實現(xiàn)的氧化膜形成用激光的實際的吸收率。而且,在氧化膜形成用激光成為規(guī)定的吸收率以上時,將氧化膜形成用激光切換為加熱接合用激光,在加熱接合工序?qū)⒌谝唤雍厦婕訜嶂烈?guī)定的接合溫度,使第一接合面與第二接合面接合。因此,即使氧化膜形成用激光的照射時間短而只能得到薄的氧化膜,也能夠可靠地得到所希望的吸收率。換句話說,即使是短時間且低成本形成的薄膜的氧化膜,也能夠可靠地得到所希望的吸收率。因此,加熱接合用激光以所希望的吸收率被第一金屬部件吸收,因為第一金屬部件的第一接合面能夠在短時間內(nèi)加熱至規(guī)定的接合溫度,所以能夠在短時間內(nèi)將第一接合面和第二接合面接合。

附圖說明

通過以下參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行的詳細(xì)描述,本發(fā)明的其它特征、構(gòu)件、過程、步驟、特性及優(yōu)點會變得更加清楚,其中,附圖標(biāo)記表示本發(fā)明的要素,其中,

圖1是接合的金屬部件的放大圖。

圖2是表示按不同金屬材料顯示近紅外激光的波長與吸收率的關(guān)系的圖表。

圖3是表示氧化膜厚與激光的吸收率的關(guān)系的圖表。

圖4是表示通過氧化膜形成用激光的照射在金屬部件的表面形成的氧化膜的膜厚與照射時間的關(guān)系的圖表。

圖5是第一實施方式的接合裝置的概要圖。

圖6a是表示氧化膜形成用激光以及加熱接合用激光的照射輸出與時間的關(guān)系的圖表g1。

圖6b是表示氧化膜形成用激光以及加熱接合用激光的照射輸出與時間的關(guān)系的圖表g2。

圖6c是表示氧化膜形成用激光以及加熱接合用激光的照射輸出與時間的關(guān)系的圖表g3。

圖7是實施方式的接合方法的流程圖。

圖8是表示通過激光的照射使得金屬部件從表面被加熱的狀態(tài)的示意圖。

圖9是第二實施方式的裝置主體的概要圖。

圖10是第二實施方式的變形例的裝置主體的概要圖。

具體實施方式

參照圖1對本發(fā)明的第一實施方式的接合裝置的概要進行說明。接合裝置是通過激光的照射使兩個金屬部件接合的裝置。如圖1所示,在本實施方式中,兩個金屬部件例如是由銅形成的第一金屬部件(引線架62),和例如是由au形成的第二金屬部件(半導(dǎo)體部件50的表面的金屬端子51)。

具體而言,向引線架62的表面62a的照射面62a1照射激光。由此,使照射的激光從照射面62a1被引線架62吸收而對引線架62進行加熱。而且,使與引線架62的表面62a背對的第一接合面62b升溫至能夠接合的溫度。

由此,使與表面62a背對的引線架62的第一接合面62b與在半導(dǎo)體部件50的上表面作為端子形成的金屬端子51的上表面的第二接合面51a接合。此外,在接合之前,第一接合面62b與第二接合面51a相互抵接。另外,半導(dǎo)體部件50通過規(guī)定的支承部件52支承其下面。

此外,在本實施方式中,作為為了加熱第一接合面62b而向引線架62的照射面62a1照射的激光,使用在后面說明的廉價的近紅外波長的激光。但是,近紅外波長的激光對于形成引線架62的銅而言吸收率非常低。因此,有利用激光的照射進行的第一接合面62b的加熱所花費的時間過多這一課題。

因此,在本發(fā)明中,為了解決該課題,在照射面62a1上形成膜厚α1的氧化膜om,來使近紅外波長的激光的吸收率y提高。此外,后面進行詳細(xì)說明,通過形成氧化膜om,與沒有氧化膜om的情況相比提高激光的吸收率是基于公知常識。另外,在本實施方式中,氧化膜om通過向照射面62a1照射近紅外波長的激光來形成。

另外,在本實施方式中,引線架62與半導(dǎo)體部件50的金屬端子51通過公知的固相擴散接合來接合。固相擴散接合是例如使引線架62(第一金屬部件)的第一接合面62b升溫而成為以比液相狀態(tài)低的溫度成立且以固體的狀態(tài)能夠接合的固相狀態(tài),在該狀態(tài)下沿壓焊方向以壓力p1對第一接合面62b和第二接合面51a進行加壓而接合的公知的接合方法。

在固相擴散接合中,若將接合的第一接合面62b的溫度在引線架62的熔點附近的溫度亦即接合溫度ta保持一定時間,并在其之后沿按壓接合方向?qū)Φ谝唤雍厦?2b和第二接合面51a加壓,則判斷能夠得到具備良好的強度的接合。此外,固相擴散接合只不過是接合的一個例,并不限定于此。

首先,基于圖2、圖3、圖4對激光的吸收率進行說明。圖2是表示激光的波長與金屬部件的吸收率的關(guān)系的一般圖表。如圖2所示,在本實施方式中作為第一金屬部件應(yīng)用的銅是在常溫時對近紅外波長的激光的吸收率非常低的材料。

這樣,在本實施方式中,作為第一金屬部件,以常溫時的近紅外波長的激光的吸收率為規(guī)定的值以下的低吸收率材料為對象。此外,此時吸收率的規(guī)定的值例如設(shè)為吸收率30%(參照圖2)。在該情況下,作為低吸收率材料,銅、鋁等成為對象,在本實施方式中采用了銅。

因此,發(fā)明者對為了使吸收率提高而在銅的表面形成氧化膜om,針對氧化膜om的膜厚α與近紅外波長的激光的吸收率y的關(guān)系進行了評價。圖3的圖表是基于表示在銅的表面(照射面)形成的氧化膜om的膜厚α(nm)與照射面中的近紅外波長的激光的吸收率y(%)的關(guān)系的實驗結(jié)果的圖表。

圖3的圖表的橫軸是氧化膜om的膜厚α(nm),縱軸是激光l經(jīng)由氧化膜om照射到引線架62(金屬部件)的表面62a時的引線架62對激光的吸收率(第一吸收率)y1(%)。

觀察圖3的圖表,在第一吸收率y1與氧化膜om的膜厚α的關(guān)系中,具有相對于膜厚α向增大方向的變化交替出現(xiàn)極大值a、b(約60%)和極小值aa、bb(約20%)的周期性,并且具有在氧化膜om的膜厚α為零的情況下第一吸收率y1變得最小的特性。換句話說,在膜厚超過0(零),且膜厚增大的區(qū)域中,在全部的范圍內(nèi),第一吸收率y1超過膜厚為0時的吸收率。

因此,發(fā)明者發(fā)現(xiàn),可以將在照射面62a1上形成的氧化膜om的第一吸收率y1,在與具有周期性的膜厚α的關(guān)系中,氧化膜om的膜厚α超過零,并與吸收率y第一次作為極大值出現(xiàn)的第一極大值a對應(yīng)的第一極大膜厚a,以及與第一極大值a之后第一吸收率y1作為極大值出現(xiàn)的第二極大值b對應(yīng)的第二極大膜厚b之間,在與比與第一吸收率y1作為極小值出現(xiàn)的第一極小值aa對應(yīng)的第一極小膜厚aa小的第一膜厚范圍ar1a對應(yīng)的第一吸收率范圍ar2內(nèi)設(shè)定。

認(rèn)為更優(yōu)選可以將第一吸收率y1在第一吸收率范圍ar2內(nèi)成為40%以上的第二吸收率范圍ar3設(shè)定。由此,與第二吸收率范圍ar3對應(yīng)的膜厚α的范圍成為35nm~135nm,因為作為膜厚α的寬度能夠確保足夠的大小,所以能夠穩(wěn)定地得到40%以上的第一吸收率y1。

此外,使上述的實驗的條件,如前述那樣金屬部件是銅。另外,激光l是由yag激光產(chǎn)生的近紅外波長的激光。另外,氧化膜om在加熱爐內(nèi)形成。并且,氧化膜om的膜厚通過sera法(連續(xù)電氣化學(xué)還原法)測定。因此,在本實施方式中,稱作氧化膜om的膜厚的情況下設(shè)為通過全部sera法測定的情況下能夠得到的膜厚。

sera法是公知的膜厚測定法。具體而言,首先使電解液處于金屬表面,從電極流動微小電流而發(fā)生還原反應(yīng)。此時,各物質(zhì)因為具有固有的還原電位,所以能夠通過測定還原所需要的時間來計算膜厚。

另外,圖4是表示將近紅外波長的激光例如以照射輸出wx照射銅的表面時的照射時間h與形成的氧化膜om的膜厚α的關(guān)系的一個例子的圖表。

接下來,參照圖5以及圖1對接合裝置10的結(jié)構(gòu)進行說明。如圖5所示,接合裝置10具備:裝置主體20;氧化膜形成控制部30;以及加熱接合控制部40。氧化膜形成控制部30控制裝置主體20,使后面詳細(xì)說明的氧化膜形成用激光l1照射引線架62的表面62a(照射面62a1),從而形成氧化膜om。

加熱接合控制部40控制裝置主體20,向形成于照射面62a1的氧化膜om照射后述的加熱接合用激光l3,使引線架62的第一接合面62b與金屬端子51的第二接合面51a接合。

裝置主體20具備:激光振蕩器21;激光頭22;殼體23;功率表24;以及加壓裝置26。激光振蕩器21以與激光的種類對應(yīng)的波長以及輸出使其振蕩從而生成所希望的氧化膜形成用激光l1。氧化膜形成用激光l1的波長優(yōu)選處于0.7μm~2.5μm的范圍。換句話說,氧化膜形成用激光l1優(yōu)選是以yag激光為代表的近紅外波長的激光。

由此,能夠廉價地制造激光振蕩器21。具體而言,作為氧化膜形成用激光l1,能夠采用hoyag(波長:約1.5μm)、yvo(釔釩氧化物,波長:約1.06μm)、yb(鐿,波長:約1.09μm)以及光纖激光器等。另外,激光振蕩器21具備將被激光振蕩器21振蕩的氧化膜形成用激光l1向激光頭22傳送的光纖25。

作為膜形成用激光l1的照射輸出的第一輸出w1能夠以任意的大小設(shè)定。但是,優(yōu)選第一輸出w1的強度為能夠在期望的時間內(nèi)在引線架62的照射面62a1上形成能夠得到對氧化膜用激光l1的吸收率y1的膜厚α的氧化膜om。

如圖5所示,配置于殼體23內(nèi)的激光頭22配置為與引線架62的表面62a隔開規(guī)定的距離,并且相對于引線架62的表面62a具有規(guī)定的角度γ°。激光頭22具有準(zhǔn)直透鏡32、鏡34以及聚光透鏡38。準(zhǔn)直透鏡32對從光纖25射出的氧化膜形成用激光l1進行準(zhǔn)直而變換為平行光。

鏡34對被準(zhǔn)直的氧化膜形成用激光l1以入射到聚光透鏡38的方式對氧化膜形成用激光l1的行進方向進行變換。在本實施方式中,鏡34將氧化膜形成用激光l1的行進方向變換90度。聚光透鏡38將從鏡34入射的平行的氧化膜形成用激光l1聚光。

功率表24檢測第一反射激光l2的輸出。第一反射激光l2是向照射面62a1照射的氧化膜形成用激光l1被照射面62a1反射而生成的激光。第一反射激光l2在照射面62a1上形成有氧化膜om的情況下,經(jīng)由氧化膜om被照射面62a1反射。將第一反射激光l2的輸出作為第二輸出w2。第二輸出w2成為從作為氧化膜形成用激光l1的照射輸出的第一輸出w1減去氧化膜形成用激光l1被引線架62吸收的輸出的量亦即被吸收輸出wa而得的值(w2=w1-wa)。

第一反射激光l2從功率表24的輸入面24a輸入。換句話說,功率表24以第一反射激光l2全部從輸入面24a輸入的方式配置任意的位置以及角度。此外,因為功率表24是測量照射的激光的輸出的公知的測量儀,所以省略詳細(xì)的說明另外,第一反射激光l2的輸出并不局限于功率表,也可以通過光束質(zhì)量分析儀、ccd傳感器以及cmos傳感器等測量。

加壓裝置26是將引線架62的上表面(表面62a)朝向下方按壓的裝置。由此,加壓裝置26使被加熱至接合溫度ta的引線架62的第一接合面62b與第二接合面51a壓接接合。此外,使第一接合面62b與第二接合面51a壓接的壓力可以通過預(yù)先的實驗確認(rèn)設(shè)定。另外,加壓裝置26如果是能夠以壓力p1使被接合溫度ta加熱的第一接合面62b朝向第二接合面51a加壓的話是怎樣的結(jié)構(gòu)都可以。此外,壓力p1是能夠使被加熱至接合溫度ta的第一接合面62b與第二接合面51a接合的壓力。

氧化膜形成控制部30具備第一激光調(diào)整照射部41(相當(dāng)于激光調(diào)整照射部)、第一反射激光檢測部43、第一吸收率運算部44以及激光切換部45。

第一激光調(diào)整照射部41與激光振蕩器21電連接,控制激光振蕩器21振蕩的激光的波長以及輸出w并使其照射。換句話說,第一激光調(diào)整照射部41使激光振蕩器21振蕩并使氧化膜形成用激光l1以第一輸出w1照射引線架62(第一金屬部件)的照射面62a1。由此,在照射面62a1上形成與氧化膜形成用激光l1的第一輸出w1以及照射時間h對應(yīng)的膜厚α的氧化膜om(參照圖4)。

第一反射激光檢測部43與功率表24電連接。而且,從功率表24接收輸入功率表24的第一反射激光l2的第二輸出w2的數(shù)據(jù)。另外,第一反射激光檢測部43向第一吸收率運算部44發(fā)送接收到的第二輸出w2的數(shù)據(jù)1。

第一吸收率運算部44,從第一激光調(diào)整照射部41取得第一激光調(diào)整照射部41使激光振蕩器21振蕩,使氧化膜形成用激光l1對照射面62a1照射時的輸出亦即第一輸出w1的數(shù)據(jù)。而且,基于第一輸出w1和從第一反射激光檢測部43取得的第二輸出w2運算照射面62a1中的引線架62(第一金屬部件)對于氧化膜形成用激光l1的吸收率亦即第一吸收率y1。此時,第一吸收率y1用y1=(w1-w2)/w1運算。運算的第一吸收率y1的數(shù)據(jù)被發(fā)送至激光切換部45。

首先,激光切換部45判斷從第一吸收率運算部44取得的第一吸收率y1例如是否是40%以上。而且,在判定第一吸收率y1為40%以上的情況下,向第一激光調(diào)整照射部41發(fā)送將向照射面62a1的照射從氧化膜形成用激光l1切換為加熱接合用激光l3的指令。

接下來,加熱接合控制部40進行說明。如圖5所示,加熱接合控制部40具備:第二激光調(diào)整照射部42;第二反射激光檢測部46;第二吸收率運算部47;激光輸出變更部48以及加壓部49。第二激光調(diào)整照射部42具有與氧化膜形成控制部30的第一激光調(diào)整照射部41相同的功能。因此省略說明。

第二反射激光檢測部46與第一反射激光檢測部43同樣地與功率表24電連接。第二反射激光檢測部46在加熱接合用激光l3以第三輸出w3照射照射面62a1的情況下,經(jīng)由功率表24檢測被照射面62a1反射的第二反射激光l4的輸出亦即第四輸出w4。此外,氧化膜形成用激光l1和加熱接合用激光l3是同種的激光并且是近紅外波長的激光。

此時,加熱接合用激光l3相對于照射面62a1的照射角度以及第二反射激光l4的反射角度與氧化膜形成用激光l1相對于照射面62a1的照射角度以及第一反射激光l2的反射角度相同。第二反射激光檢測部46從功率表24接收功率表24所取得的第二反射激光l4的第四輸出w4的數(shù)據(jù)。另外,第二反射激光檢測部46將接收的第四輸出w4的數(shù)據(jù)向第二吸收率運算部47發(fā)送。

第二吸收率運算部47基于取得的第三輸出w3以及第四輸出w4,運算引線架62(第一金屬部件)的照射面62a1的加熱接合用激光l3的第二吸收率y2。此時,第二吸收率y2用y2=(w3-w4)/w3運算。例如,若第二吸收率y2變大則第四輸出w4逐漸變小。此時,作為第二吸收率y2變化而變大的重要因素,認(rèn)為有照射面62a1的溫度上升或者照射面62a1熔融等理由。由此,因為更多的加熱接合用激光l3被引線架62吸收,所以第一接合面62b的溫度的上升速度變快。運算的第二吸收率y2的數(shù)據(jù)被發(fā)送至激光輸出變更部48。

激光輸出變更部48基于加熱接合用激光l3伴隨著照射時間h的增加的變化(上升)的第二吸收率y2調(diào)整第三輸出w3。具體而言,在第二吸收率y2與時間的經(jīng)過相對應(yīng)地上升的情況下,向第二激光調(diào)整照射部42發(fā)送指令以使得第三輸出w3與上升相對應(yīng)地減少。

加壓部49與加壓裝置26電連接。加壓部49通過激光輸出變更部48控制第三輸出w3,并且如果第一接合面62b到達接合溫度ta,控制加壓裝置26以壓力p1將引線架62的上表面(表面62a)朝向下方加壓。由此,使第一接合面62b與第二接合面51a壓接接合。此外,加壓的壓力p1可以如前述那樣通過預(yù)先的實驗確認(rèn)設(shè)定。

此外,在上述的激光輸出變更部48中,第三輸出w3怎樣調(diào)整都可以。例如,如表示第一、第三輸出w1、w3與經(jīng)過時間的關(guān)系的圖6a的線g1所示,使第三輸出w3直線狀減少也可以。另外,如圖6b的線g2所示,使第三輸出w3曲線狀減少也可以。并且如圖6c的線g3所示,使第三輸出w3階梯狀地減少也可以。

這樣,因為一邊向使第三輸出w3減少的方向調(diào)整,一邊將第一接合面62b的溫度加熱至規(guī)定的接合溫度ta,所以容易將第一接合面62b的溫度保持在熔點附近的接合溫度ta。由此,根據(jù)前述的理由,在固相擴散接合中,容易得到接合強度高的良好的接合。

接下來,基于圖7的流程圖以及圖8對使用了接合裝置10的接合方法進行說明。如圖7的流程圖所示,接合方法具備氧化膜厚調(diào)整工序s1和加熱接合工序s3。氧化膜厚調(diào)整工序s1具備:氧化膜形成工序s10;第一反射激光檢測工序s12;第一吸收率運算工序s14;以及激光切換工序s16a、16b。加熱接合工序s3具備:激光調(diào)整照射工序s30;第二反射激光檢測工序s32;第二吸收率運算工序s34;激光輸出變更工序s36a、36b;以及加壓工序s38。

在氧化膜厚調(diào)整工序s1的氧化膜形成工序s10中,例如接合裝置10的圖略的起動按鈕被作業(yè)者按壓,第一激光調(diào)整照射部41使激光振蕩器21振蕩,使氧化膜形成用激光l1從激光頭22向引線架62(第一金屬部件)的表面62a(照射面62a1)上照射。通過該照射在照射面62a1上與氧化膜形成用激光l1的第一輸出w1以及照射時間h相對應(yīng)地形成膜厚α的氧化膜om。

而且,在照射面62a1中,氧化膜形成用激光l1作為第一反射激光l2向圖1所示的方向被反射。此時,在照射面62a1中,氧化膜形成用激光l1的第一輸出w1中一部分的輸出(wa)量被吸收,第一反射激光l2以剩余的第二輸出w2被反射。

在第一反射激光檢測工序s12中,第一反射激光檢測部43經(jīng)由功率表24檢測第一反射激光l2的第二輸出w2。第一反射激光檢測部43將檢測到的第二輸出w2的數(shù)據(jù)向第一吸收率運算部44發(fā)送。

在第一吸收率運算工序s14中,第一吸收率運算部44從第一激光調(diào)整照射部41取得氧化膜形成用激光l1的第一輸出w1的數(shù)據(jù)。而且,基于第一輸出w1和從第一反射激光檢測部43取得的第二輸出w2,并通過y1=(w1-w2)/w1運算照射面62a1(第一金屬部件)的氧化膜形成用激光l1的吸收率亦即第一吸收率y1。

在激光切換工序s16a中,激光切換部45首先判定第一吸收率y1是否大于等于與規(guī)定的吸收率相當(dāng)?shù)奈章蕐a(例如40%)。而且,在判定第一吸收率y1為40%以上的情況下,在激光切換工序s16b(氧化膜厚調(diào)整工序s1)中,激光切換部45向第一激光調(diào)整照射部41發(fā)送激光的切換指令。由此,第一激光調(diào)整照射部41將對照射面62a1的照射從氧化膜形成用激光l1切換為加熱接合用激光l3。但是若激光切換部45判定第一吸收率y1不到40%,則處理返回第一反射激光檢測工序s12。而且,在激光切換工序s16a中,在判定出第一吸收率y1為吸收率ya以上之前,都重復(fù)s12~s16a的處理。

接下來,對加熱接合工序s3進行說明。如前述那樣,加熱接合工序s3具備:激光調(diào)整照射工序s30、第二反射激光檢測工序s32、第二吸收率運算工序s34;激光輸出變更工序s36a、36b、36c;以及加壓工序s38。

激光調(diào)整照射工序s30是與氧化膜厚調(diào)整工序s1的氧化膜形成工序s10幾乎相同的內(nèi)容。第二激光調(diào)整照射部42使激光振蕩器21振蕩,使加熱接合用激光l3以第三輸出w3從激光頭22經(jīng)由使實現(xiàn)吸收率40%以上的氧化膜om向引線架62(第一金屬部件)的照射面62a1照射。

此時,第三輸出w3設(shè)定為比在氧化膜形成用激光l1照射時輸出的第一輸出w1小的值(w1>w3)。由此,能夠抑制引線架62(第一接合面62b)的急劇的溫度上升。而且,在照射面62a1中,加熱接合用激光l3的第二反射激光l4被向圖1、圖5所示的方向反射。

加熱接合用激光l3一邊透過或者反射形成為第一吸收率y1例如為40%以上的氧化膜om,一邊高效地被引線架62的表面62a吸收,而良好的加熱引線架62。詳細(xì)而言,如圖8所示,以熱從表面62a向與表面62a被對的里面(第一接合面62b)傳遞的方式加熱,并最終將第一接合面62b加熱至接合溫度ta。此外,圖8的d部是表示引線架62從表面62a向第一接合面62b地被加熱的示意圖,并通過表示引線架62的剖面的斜線粗細(xì)不同的斜線表示熱移動的情況。

在第二反射激光檢測工序s32中,第二反射激光檢測部46經(jīng)由功率表24檢測第四輸出w4。而且,第二反射激光檢測部46將第四輸出w4的數(shù)據(jù)向第二吸收率運算部47發(fā)送。

在第二吸收率運算工序s34中,基于取得的第三輸出w3以及第四輸出w4,運算引線架62(第一金屬部件)的照射面62a1中的熱接合用激光l3的第二吸收率y2。具體而言,與第一吸收率運算部44相同,第二吸收率運算部47基于第三輸出w3和第四輸出w4,并通過y2=(w3-w4)/w3運算引線架62(第一金屬部件)的照射面62a1中的加熱接合用激光l3的吸收率亦即第二吸收率y2。

在激光輸出變更工序s36a中,激光輸出變更部48運算與伴隨加熱接合用激光l3的照射時間h的增大而變化的第二吸收率y2相對應(yīng)的第三輸出w3。

接下來,在激光輸出變更工序s36b中,向第二激光調(diào)整照射部42發(fā)送與第三輸出w3對應(yīng)的指令值,以通過運算的第三輸出w3照射加熱接合用激光l3。換句話說,在第二吸收率y2隨時間經(jīng)過上升的情況下,與第二吸收率y2的上升相應(yīng)地使第三輸出w3隨時間經(jīng)過減少。

此時,使第三輸出w3的減少的方法是怎樣的都可以,例如,可以如前述的圖6a~圖6c的線g1~g3所示那樣減少。由此,在使加熱接合用激光l3對照射面62a1進行照射而對第一接合面62b進行加熱時,能夠良好地抑制第一接合面62b的溫度的上升速度。

換句話說,能夠容易地將第一接合面62b的溫度保持在引線架62的熔點附近的接合溫度ta,在第一接合面62b與第二接合面51a之間,能夠得到良好的接合強度。

接下來,在激光輸出變更工序s36c中,判定第一接合面62b的溫度t(推斷溫度)是否被加熱至接合溫度ta。此時,第一接合面62b的溫度例如可以根據(jù)第三輸出w3和照射時間h推斷。但是并不限于該方式,通過圖略的溫度計,例如紅外線溫度計來測定照射面62a1的溫度,并根據(jù)照射面62a1的溫度推斷也可以。

而且,如果判斷第一接合面62b的溫度被加熱至接合溫度ta的話,向加壓工序s38移動。另外,如果判斷第一接合面62b的溫度未被加熱至接合溫度ta的話,返回第二反射激光檢測工序s32。而且,在激光輸出變更工序s36c,在判斷第一接合面62b的溫度被加熱至接合溫度ta之前重復(fù)s32~s36c的處理。

在加壓工序s38中,加壓部49控制加壓裝置26,以壓力p1將引線架62的表面62a向下方按壓。由此,將處于固相狀態(tài)的第一接合面62b與第二接合面51a接合。

此外,在本實施方式中,對加壓部49在第一接合面62b達到規(guī)定的接合溫度ta之后,通過加壓工序s38開始引線架62(第一金屬部件)的加壓的情況進行了說明,但并不現(xiàn)定于該方式。由加壓部49進行的加壓在激光調(diào)整照射工序s30中,在從加熱接合用激光l3對照射面62a1進行照射而第一接合面62b的加熱開始以后,到第一接合面62b達到規(guī)定的接合溫度位置之間的任意的時刻開始都可以。另外,由加壓部49進行的加壓在激光調(diào)整照射工序s30中,也可以從加熱接合用激光l3對照射面62a1進行照射以前開始。另外,從氧化膜形成用激光l1對照射面62a1進行照射以前通過加壓部49開始加壓也可以。在該情況下,容易控制接合強度。另外,加壓的機構(gòu)是怎樣的機構(gòu)都可以。另外,加壓的壓力p1是能夠進行固相擴散接合的壓力,預(yù)先研究決定。

另外,在上述接合方法中對通過固相擴散接合使第一接合面62b與第二接合面51a接合的方式進行了說明,但并不限于該方式。作為其他接合方法,第一接合面62b與第二接合面51a被加熱至液相狀態(tài)(熔融狀態(tài))時接合也可以。在該情況下,在加熱接合工序s3中,也可以沒有第二反射激光檢測工序s32、第二吸收率運算工序s34、激光輸出變更工序s36a~36c以及加壓工序s38。另外,激光調(diào)整照射工序s30中的加熱接合用激光l3的第三輸出w3也可以是與氧化膜形成用激光l1的第一輸出w1相同的大小。另外,第三輸出w3也可以比第一輸出w1大。由此,能夠在更短時間內(nèi)使第一接合面62b與第二接合面51a的接合結(jié)束。

另外,在上述接合方法的氧化膜厚調(diào)整工序s1中,規(guī)定的吸收率ya是基于表示氧化膜om的膜厚α與第一吸收率y1的關(guān)系的圖5的圖表設(shè)定的。但并不限定于該方式。吸收率ya不基于圖5的圖表,僅設(shè)定為所希望的吸收率也可以。但是當(dāng)氧化膜om的膜厚α薄時,對于氧化膜om的膜厚α的第一吸收率y1具有極大值以及極小值交替出現(xiàn)的特性。因此,若所希望的吸收率過大,則產(chǎn)生超過極大值而不能設(shè)定的情況,所以需要將這一點考慮進去來設(shè)定。

另外,在上述接合方法中,在激光切換工序s16a(氧化膜厚調(diào)整工序s1)中,在判斷第一吸收率y1是否為吸收率ya以上時,作為基準(zhǔn)的吸收率ya設(shè)為40%。但并不限定與該方式。吸收率ya在圖5的圖表中,也可以設(shè)為第一極大值a亦即60%。由此,因為對應(yīng)的氧化膜om的膜厚α被限定為一點a,所以難以抽出,但能夠得到最大的吸收率。因此,在加熱接合工序s3中,在更短的時間內(nèi),加熱接合用激光l3被引線架62吸收而第一接合面62b被加熱至接合溫度ta。另外,在圖5的圖表中,吸收率ya在與第一膜厚范圍ar1對應(yīng)的第一吸收率范圍ar2的范圍(約20%~60%)內(nèi)設(shè)定也可以。這樣也能得到相應(yīng)的效果。

另外,在上述接合方法中,在激光切換工序s16a(氧化膜厚調(diào)整工序s1)中,與在判定第一吸收率y1時作為基準(zhǔn)的吸收率ya對應(yīng)的氧化膜om的膜厚α位于第一膜厚范圍ar1a內(nèi)。但并不限于該方式。與吸收率ya對應(yīng)的氧化膜om的膜厚α的范圍不僅是第一膜厚范圍ar1a,也可以是加上第二膜厚范圍ar1b的較大的范圍。

此時,第二膜厚范圍ar1b如圖3所示,是第一極小膜厚aa以上的值。另外,第二膜厚范圍ar1b包括接著第一極大值a而與第一吸收率y1作為極大值出現(xiàn)的第二極大值b對應(yīng)的第二極大膜厚b。并且,第二膜厚范圍ar1b是在接著第二極大值b而與第一吸收率y1作為極大值出現(xiàn)的第三極大值c對應(yīng)的第三極大膜厚c與第二極大膜厚b之間,比與第一吸收率y1作為極小值出現(xiàn)的第二極小值bb對應(yīng)的第二極小膜厚bb小的范圍。這樣,通過設(shè)定規(guī)定的吸收率ya來與使第一膜厚范圍ar1a與第二膜厚范圍ar1b合并而得的氧化膜om的膜厚范圍對應(yīng),從而消除膜厚α過大而不能夠設(shè)定所希望的膜厚的可能性。

參照圖9對第二實施方式的接合裝置進行說明。在上述第一實施方式的裝置主體20中,設(shè)為使氧化膜形成用激光l1經(jīng)由氧化膜om照射引線架62的表面62a,此后,用功率表24直接接受被引線架62的表面62a的照射面62a1反射的第一反射激光l2的方式。

與此相對的,第二實施方式的裝置主體200如圖9所示,在氧化膜形成用激光l1(以及加熱接合用激光l3)的光軸上具備分色鏡110。分色鏡110是使特定波長域(例如,近紅外波長)的光反射,并使其他波長域的光透過的元件。如果是具有這樣特性的部件,則不限定于分色鏡,使用怎樣的部件都可以。

這樣,相對于第一實施方式的裝置主體20,裝置主體200僅在氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)的光路狀設(shè)置分色鏡110這一點,和氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)直角入射到引線架62的表面62a(照射面62a1)這一點不同。因此,僅說明不同部分,對于相同的部分省略說明。另外,對于相同的結(jié)構(gòu)賦予相同的附圖標(biāo)記來說明。

如圖9所示,分色鏡110在激光頭22與引線架62的表面62a(照射面62a1)之間,換句話說在氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)的光軸上,配置為相對于表面62a具有大約45度的傾斜。在分色鏡110這樣配置的第二實施方式中,從以氧化膜形成用激光l1的光軸水平地配置的激光頭22朝向分色鏡110照射氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)。

而且,到達分色鏡110的氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)其大部分被分色鏡110的鏡面110a反射,一部分透過。被鏡面110a反射的氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)使行進方向變換為直角,與表面62a(照射面62a1)正交地入射到引線架62的表面62a(照射面62a1)上。

其后,氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)的一部分從表面62a被引線架62吸收并變換為熱。另外剩余的其他部分被照射面62a1反射,作為第一反射激光l2(第二反射激光l4)再次向分色鏡110的鏡面110a前進,并到達相對于照射面62a1傾斜配置的鏡面110a。此時,在第一反射激光l2(第二反射激光l4)所到達的分色鏡110的鏡面110a中,第一反射激光l2(第二反射激光l4)大多被再次反射,與氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)的光軸平行并向激光頭22方向前進。

另外,第一反射激光l2(第二反射激光l4)所到達的鏡面110a中,第一反射激光l2(第二反射激光l4)的一部分透過分色鏡110,并向圖9中上方前進。而且,該透過激光l5(第一、第二反射激光l2、l4)被輸入至在上方配置的功率表24的輸入面24a,透過激光l5(第一,第二反射激光l2、l4)的輸出(第二、第四輸出w2、w4)被檢測。

由此,與第一實施方式相同,能夠精度高地檢測形成有氧化膜om的照射面62a1的第一、第二吸收率y1、y2。而且,如果第一吸收率y1成為規(guī)定的吸收率ya以上的話,與第一實施方式相同,將氧化膜形成用激光l1切換為加熱接合用激光l3。以下通過與第一實施方式相同的工序?qū)⒁€架62(第一金屬部件)的第一接合面62b與半導(dǎo)體部件50的表面的金屬端子51(第二金屬部件)的第二接合面51a接合就可以。通過這樣的結(jié)構(gòu)也能夠得到與第一實施方式相同的效果。

另外,在這樣的第二實施方式中,與上述第一實施方式不同,能夠?qū)⒓す忸^22水平配置從而結(jié)構(gòu)變得簡單。另外,因為輸入功率表24的透過激光l5(第一、第二反射激光l2、l4)的輸出小,所以能夠使用小型的功率表,有助于降低成本。另外,因為能夠?qū)⒀趸ば纬捎眉す鈒1(加熱接合用激光l3)直角地輸入照射面62a1所以能夠取得精度高的第一、第二吸收率y1、y2。

另外,并不限于上述第二實施方式。作為第二實施方式的變形例,也可以如圖10所示那樣配置分色鏡210、激光頭22以及功率表24。在變形例中,分色鏡210配置為在沿垂直方向具有光軸的激光頭22與引線架62的表面62a之間,換句話說在氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)的光軸上,相對于表面62a(照射面62a1)具有大約45度的傾斜。此外,分色鏡110與分色鏡210的氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)的透過或者反射的方式不同。

在分色鏡210這樣配置的變形例中,如圖10所示,從以光軸垂直的方式配置的激光頭22向分色鏡210照射氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)。

而且,到達分色鏡210的氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)其大部分透過分色鏡210的鏡面210a。透過鏡面210a的氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)正交地到達(入射)到引線架62的表面62a(照射面62a1)上。

其后,氧化膜形成用激光l1(加熱接合用激光l3)的一部分從表面62a(照射面62a1)被引線架62吸收而變換為熱。另外剩余的其他部被表面62a(照射面62a1)作為第一反射激光l2(第二反射激光l4)反射,再次向分色鏡210的鏡面210b前進,并到達相對于表面62a傾斜45度配置的鏡面210b。

此時,在供第一反射激光l2(第二反射激光l4)透射的分色鏡210的鏡面210b中,第一反射激光l2(第二反射激光l4)的一部分被直角地反射,向功率表24前進。而且,該第一反射激光l2(第二反射激光l4)輸入在圖10中的左方配置的功率表24的輸入面24a,檢測輸出(第二輸出w2、第四輸出w4)。由此,與第一實施方式相同,能夠檢測形成有氧化膜om的照射面62a1的第一、第二吸收率y1,y2。即使通過這樣的結(jié)構(gòu)也能夠得到與第一實施方式相同的效果。

另外,在這樣的變形例中,與上述第一實施方式不同,能夠?qū)⒓す忸^22垂直配置而結(jié)構(gòu)變得簡單。另外,與第二實施方式相同,因為輸入功率表24的第一反射激光l2(第二反射激光l4)的輸出小,所以能夠使用小型的功率表而有助于降低成本。另外,因為能夠?qū)⒀趸ば纬捎眉す鈒1(加熱接合用激光l3)相對于照射面62a1呈直角地輸入,所以能夠精度高地取得第一、第二吸收率y1、y2。

此外,根據(jù)上述實施方式,氧化膜形成用激光l1的第一輸出w1與加熱接合用激光l3的第三輸出w3的關(guān)系設(shè)為w1>w3而進行了說明。但并不限于該方式,第一輸出w1與第三輸出w3的關(guān)系也可以設(shè)為w1=w3。另外,第一輸出w1與第三輸出w3的關(guān)系也可以設(shè)為w1<w3。但是在這些情況下,需要注意使引線架62的第一接合面62b的溫度在短時間不要過度上升。若溫度在短時間內(nèi)過度上升,在固相擴散接合的情況下,有接合強度不能滿足規(guī)定的值的可能性。但是,在第一金屬部件與第二金屬部件的接合不是固相擴散接合而是焊接的情況下,并不限于此。

另外,根據(jù)上述接合裝置10以及接合方法,說明了加熱接合用激光l3的第三輸出w3一邊以使其減少的方式調(diào)整一邊照射加熱接合用激光l3。但并不限于該方式。第三輸出w3也不是固定值。另外,第三輸出w3也可以一邊以使其增加的方式調(diào)整一邊照射加熱接合用激光l3。即使根據(jù)該方式也能夠得到相應(yīng)的效果。

另外,在上述實施方式中,作為第一金屬部件采用了低吸收率材料亦即銅。但是并不限于該方式,也可以將低吸收率材料以外的部件作為第一金屬部件應(yīng)用。即使根據(jù)該方式也能夠期待與上述實施方式相同的效果。

根據(jù)上述實施方式,金屬部件的接合方法向引線架62(第一金屬部件)的照射面62a1照射加熱接合用激光l3,加熱引線架62的第一接合面62b,將第一接合面62b和與第一接合面62b抵接的半導(dǎo)體部件50(第二金屬部件)的第二接合面51a接合。接合方法具備:向引線架62的照射面62a1以第一輸出w1照射氧化膜形成用激光l1,在照射面62a1上形成與氧化膜形成用激光l1的第一輸出w1以及照射時間對應(yīng)的膜厚的氧化膜om的氧化膜形成工序s10;檢測氧化膜形成用激光l1被照射面62a1反射而生成的第一反射激光l2的輸出亦即第二輸出w2的第一反射激光檢測工序s12;基于在氧化膜形成工序s10被照射的氧化膜形成用激光l1的第一輸出w1以及由第一反射激光檢測工序s12檢測的第一反射激光l2的第二輸出w2,運算引線架62的照射面62a1中的氧化膜形成用激光l1的第一吸收率y1的第一吸收率運算工序s14;在判定第一吸收率y1為規(guī)定的吸收率ya以上的情況下,將對照射面62a1照射的氧化膜形成用激光l1切換為照射加熱接合用激光l3的激光切換工序s16a、s16b;以及在切換為加熱接合用激光l3之后,以第三輸出w3向照射面62a1照射加熱接合用激光l3,將第一接合面62b的溫度加熱至規(guī)定的接合溫度ta并使第一接合面62b與第二接合面51a接合的加熱接合工序s3。

這樣,在氧化膜厚調(diào)整工序s1中的氧化膜形成工序s10中,使氧化膜形成用激光l1照射引線架62(第一金屬部件)的照射面62a1。而且,一邊使氧化膜om在照射面62a1上形成,一邊檢測照射面62a1反射的第一反射激光l2的第二輸出w2,并基于氧化膜形成用激光l1的第一輸出w1和第一反射激光l2的第二輸出w2運算照射面62a1中的吸收率。換句話說,取得通過在照射面62a1上形成的氧化膜om實現(xiàn)的實際的第一吸收率y1。

在氧化膜形成用激光l1的第一吸收率y1成為吸收率ya以上時,將氧化膜形成用激光l1切換為加熱接合用激光l3。而且,通過加熱接合用激光l3的照射將第一接合面62b加熱至接合溫度ta,并使第一接合面62b與第二接合面51a接合。因此,即使氧化膜形成用激光l1的照射時間,而只能得到薄的氧化膜om,也能夠可靠地得到所希望的第一吸收率y1。因此,加熱接合用激光l3以所希望的第一吸收率y1被引線架62(第一金屬部件)吸收,引線架62的第一接合面62b在短時間內(nèi)被加熱至規(guī)定的接合溫度。由此,能夠在短時間內(nèi)將第一接合面62b與第二接合面51a接合。

另外,根據(jù)上述實施方式,在金屬部件的接合方法中,接合溫度ta是能夠?qū)⒌谝唤雍厦?2b和第二接合面51a以比液相狀態(tài)低的溫度成立而能夠以固體的狀態(tài)接合的固相狀態(tài)的溫度,在加熱接合工序s3中,第一接合面62b以及第二接合面51a在固相狀態(tài)下沿壓接方向被加壓而接合。這樣,因為通過固相擴散接合將第一接合面62b與第二接合面51a接合,所以在通過加熱使第一接合面62b上升時,沒有必要成為高溫。由此,為了上升而所必須的能量減少從而高效。

另外,根據(jù)上述實施方式,在加熱接合工序s3中被照射的加熱接合用激光l3的第三輸出w3比氧化膜形成用激光l1的第一輸出w1小。因此,能夠使通過加熱接合用激光l3的照射被加熱的引線架62的第一接合面62b的溫度上升緩慢。由此,容易將第一接合面62b的溫度在作為規(guī)定的接合溫度ta的熔點附近的溫度保持規(guī)定時間。因此,對于接合面,適合進行通過將熔點附近的固相狀態(tài)保持規(guī)定時間來獲得高接合強度的接合的固相擴散接合。

另外,根據(jù)上述實施方式,吸收率y在與氧化膜om的膜厚α的關(guān)系中,具有相對于膜厚α向增大方向的變化具有交替出現(xiàn)極大值a、b和極小值aa、bb的周期性并且在氧化膜om的膜厚α為零的情況下變得最小的特性。另外,激光切換工序s16a中的規(guī)定的吸收率ya在與第一膜厚范圍ar1a對應(yīng)的第一吸收率范圍ar2內(nèi)設(shè)定,該第一膜厚范圍ar1a是在具有周期性的與膜厚的關(guān)系中,在氧化膜om的膜厚α超過零,且與第一吸收率y1第一次作為極大值出現(xiàn)的第一極大值a對應(yīng)的第一極大膜厚a,以及與在第一極大值a之后第一吸收率y1作為極大值出現(xiàn)的第二極大值b對應(yīng)的第二極大膜厚b之間,比與第一吸收率y1作為極小值出現(xiàn)的第一極小值aa對應(yīng)的第一極小膜厚aa小的范圍。

這樣,因為基于預(yù)先準(zhǔn)備的第一吸收率y1與氧化膜om的膜厚α的關(guān)系,設(shè)置成為激光切換工序s16a中的判定的基準(zhǔn)值的規(guī)定的吸收率ya,所以例如以超過不存在的極大值a、b的吸收率設(shè)定規(guī)定的吸收率ya,沒有浪費時間的可能性。

另外,根據(jù)上述實施方式,在激光切換工序s16a中,成為判定第一吸收率y1的基準(zhǔn)值的規(guī)定的吸收率ya設(shè)定為40%。換句話說,第一吸收率y1為40%以上。因此,根據(jù)相對于膜厚α向增大方向的變化具有極大值a、b和極小值aa交替出現(xiàn)的周期性的第一吸收率y1與氧化膜om的膜厚α的關(guān)系,因為膜厚α具有規(guī)定的寬度(35nm~135nm),所以容易設(shè)定。

另外,根據(jù)上述實施方式,在具有圖3所示的周期性的第一吸收率y1與氧化膜om的膜厚α的關(guān)系中,與第一膜厚范圍ar1a內(nèi)以及第二膜厚范圍ar1b內(nèi)中的氧化膜om的膜厚α相對應(yīng)的第一吸收率y1的范圍是20%~60%。這樣,在膜厚α較大的范圍中能夠得到足夠的吸收率。由此,在執(zhí)行氧化膜形成用激光l1的切換判定時,要看在判定中使用的規(guī)定的吸收率ya的值的設(shè)定,但是判定條件若較平緩,則變得能夠容易地對應(yīng)。

另外,根據(jù)上述第二實施方式以及變形例,在氧化膜形成工序s10中,氧化膜形成用激光l1與照射面62a1正交地入射。由此,能夠精度高地得到相對于照射面62a1的吸收率。

另外,根據(jù)上述實施方式,在加熱接合工序s3中,具備:第二反射激光檢測工序s32,檢測以第三輸出w3對照射面62a1進行照射的加熱接合用激光l3被照射面62a1反射而生成的第二反射激光l4的輸出亦即第四輸出w4;以及第二吸收率運算工序s34,基于第三輸出w3以及第四輸出w4,運算引線架62(第一金屬部件)的照射面62a1中的加熱接合用激光l3的第二吸收率y2,在加熱接合工序s3中,基于伴隨著加熱接合用激光l3的照射時間h的增大而變化的第二吸收率y2調(diào)整第三輸出w3。

由此,因為容易將第一接合面62b的溫度在接合溫度ta亦即熔點附近的溫度保持規(guī)定時間,所以如前述那樣,在固相擴散接合中,能夠得到接合強度高的良好的接合。

另外,根據(jù)上述實施方式,接合裝置10向引線架62(第一金屬部件)的照射面62a1照射加熱接合用激光l3,對引線架62的第一接合面62b進行加熱,將第一接合面62b和與第一接合面62b抵接的金屬端子51(第二金屬部件)的第二接合面51a接合的接合裝置。接合裝置10具備:第一激光調(diào)整照射部41,其以第一輸出w1向引線架62的照射面62a1照射氧化膜形成用激光l1,并在照射面62a1上形成與氧化膜形成用激光l1的第一輸出w1以及照射時間h對應(yīng)的膜厚α的氧化膜om;第一反射激光檢測部43,其檢測氧化膜形成用激光l1被照射面62a1反射而生成的第一反射激光l2的輸出亦即第二輸出w2;第一吸收率運算部44,其基于第一輸出w1以及第二輸出w2,運算引線架62的照射面62a1中的氧化膜形成用激光l1的第一吸收率y1;激光切換部45,其在判定第一吸收率y1為規(guī)定的吸收率以上的情況下,將向照射面62a1照射氧化膜形成用激光l1切換為照射加熱接合用激光l3;以及加熱接合控制部40,其在切換為加熱接合用激光l3之后,以第三輸出w3向照射面62a1照射加熱接合用激光l3,并將第一接合面62b的溫度加熱至規(guī)定的接合溫度ta而使第一接合面62b與第二接合面51a接合。由此,在金屬部件彼此的接合中,能夠得到具有與在上述實施方式的接合中能夠得到效果相同的效果的接合。

另外,根據(jù)上述實施方式,第一反射激光檢測部43通過功率表24檢測第一反射激光l2的第二輸出w2。由此,能夠精度高地運算照射面62a1中的氧化膜形成用激光l1的第一吸收率y1。

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