金属部件的接合方法以及接合装置与流程

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。

然而，如日本特开2014-228478号公报记载的那样，为了形成吸收率饱和这样的一定膜厚以上的氧化膜，过于花费时间，成为高成本化的重要因素。另外，若为了在短时间内形成氧化膜而缩短激光照射时间，则形成的氧化膜的膜厚会变薄。此时，用短时间的激光照射能够形成的薄氧化膜的膜厚与金属部件对激光的吸收率的关系具有在膜厚超过零而增大的方向上交替出现极大值以及极小值的周期性。在该情况下，即使形成的氧化膜的膜厚的偏差不大而稍微有一些，在吸收率上也出现较大的差别，因此虽然成本低，但难以得到稳定的激光的吸收率。

技术实现要素：

本发明的目的之一是通过能够以低成本形成的薄膜的氧化膜使激光的吸收率提高，能够在短时间内使金属部件彼此接合的金属部件的接合方法以及接合装置。

作为本发明的一方式的接合方法是向第一金属部件的照射面照射加热接合用激光，并加热上述第一金属部件的第一接合面，将上述第一接合面和与上述第一接合面抵接的第二金属部件的第二接合面接合的接合方法。

上述接合方法具备：

氧化膜形成工序，以第一输出向上述第一金属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与上述氧化膜形成用激光的上述第一输出以及照射时间对应的膜厚的氧化膜；

第一反射激光检测工序，检测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输出亦即第二输出；

第一吸收率运算工序，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输出以及由上述第一反射激光检测工序检测的上述第一反射激光的上述第二输出，运算上述第一金属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；

激光切换工序，在判定上述第一吸收率为上述规定的吸收率以上的情况下，将向上述照射面的上述氧化膜形成用激光的照射切换为上述加热接合用激光；

加热接合工序，在切换为上述加热接合用激光之后，以第三输出向上述照射面照射上述加热接合用激光，将上述第一接合面的温度加热至规定的接合温度并使上述第一接合面与上述第二接合面接合。

这样，在氧化膜形成工序中，使氧化膜形成用激光照射第一金属部件的照射面。而且，一边使照射面上形成氧化膜，一边检测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输出和第一反射激光的第二输出运算吸收率。换句话说，取得通过在照射面上形成的氧化膜实现的氧化膜形成用激光的实际的吸收率。而且，在氧化膜形成用激光成为规定的吸收率以上时，将氧化膜形成用激光切换为加热接合用激光，在加热接合工序将第一接合面加热至规定的接合温度，使第一接合面与第二接合面接合。因此，即使氧化膜形成用激光的照射时间短而只能得到薄的氧化膜，也能够可靠地得到所希望的吸收率。换句话说，即使是短时间且低成本形成的薄膜的氧化膜，也能够可靠地得到所希望的吸收率。因此，加热接合用激光以所希望的吸收率被第一金属部件吸收，因为第一金属部件的第一接合面能够在短时间内加热至规定的接合温度，所以能够在短时间内将第一接合面和第二接合面接合。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚，其中，附图标记表示本发明的要素，其中，

图1是接合的金属部件的放大图。

图2是表示按不同金属材料显示近红外激光的波长与吸收率的关系的图表。

图3是表示氧化膜厚与激光的吸收率的关系的图表。

图4是表示通过氧化膜形成用激光的照射在金属部件的表面形成的氧化膜的膜厚与照射时间的关系的图表。

图5是第一实施方式的接合装置的概要图。

图6a是表示氧化膜形成用激光以及加热接合用激光的照射输出与时间的关系的图表g1。

图6b是表示氧化膜形成用激光以及加热接合用激光的照射输出与时间的关系的图表g2。

图6c是表示氧化膜形成用激光以及加热接合用激光的照射输出与时间的关系的图表g3。

图7是实施方式的接合方法的流程图。

图8是表示通过激光的照射使得金属部件从表面被加热的状态的示意图。

图9是第二实施方式的装置主体的概要图。

图10是第二实施方式的变形例的装置主体的概要图。

具体实施方式

参照图1对本发明的第一实施方式的接合装置的概要进行说明。接合装置是通过激光的照射使两个金属部件接合的装置。如图1所示，在本实施方式中，两个金属部件例如是由铜形成的第一金属部件(引线架62)，和例如是由au形成的第二金属部件(半导体部件50的表面的金属端子51)。

具体而言，向引线架62的表面62a的照射面62a1照射激光。由此，使照射的激光从照射面62a1被引线架62吸收而对引线架62进行加热。而且，使与引线架62的表面62a背对的第一接合面62b升温至能够接合的温度。

由此，使与表面62a背对的引线架62的第一接合面62b与在半导体部件50的上表面作为端子形成的金属端子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与第二接合面51a相互抵接。另外，半导体部件50通过规定的支承部件52支承其下面。

此外，在本实施方式中，作为为了加热第一接合面62b而向引线架62的照射面62a1照射的激光，使用在后面说明的廉价的近红外波长的激光。但是，近红外波长的激光对于形成引线架62的铜而言吸收率非常低。因此，有利用激光的照射进行的第一接合面62b的加热所花费的时间过多这一课题。

因此，在本发明中，为了解决该课题，在照射面62a1上形成膜厚α1的氧化膜om，来使近红外波长的激光的吸收率y提高。此外，后面进行详细说明，通过形成氧化膜om，与没有氧化膜om的情况相比提高激光的吸收率是基于公知常识。另外，在本实施方式中，氧化膜om通过向照射面62a1照射近红外波长的激光来形成。

另外，在本实施方式中，引线架62与半导体部件50的金属端子51通过公知的固相扩散接合来接合。固相扩散接合是例如使引线架62(第一金属部件)的第一接合面62b升温而成为以比液相状态低的温度成立且以固体的状态能够接合的固相状态，在该状态下沿压焊方向以压力p1对第一接合面62b和第二接合面51a进行加压而接合的公知的接合方法。

在固相扩散接合中，若将接合的第一接合面62b的温度在引线架62的熔点附近的温度亦即接合温度ta保持一定时间，并在其之后沿按压接合方向对第一接合面62b和第二接合面51a加压，则判断能够得到具备良好的强度的接合。此外，固相扩散接合只不过是接合的一个例，并不限定于此。

首先，基于图2、图3、图4对激光的吸收率进行说明。图2是表示激光的波长与金属部件的吸收率的关系的一般图表。如图2所示，在本实施方式中作为第一金属部件应用的铜是在常温时对近红外波长的激光的吸收率非常低的材料。

这样，在本实施方式中，作为第一金属部件，以常温时的近红外波长的激光的吸收率为规定的值以下的低吸收率材料为对象。此外，此时吸收率的规定的值例如设为吸收率30％(参照图2)。在该情况下，作为低吸收率材料，铜、铝等成为对象，在本实施方式中采用了铜。

因此，发明者对为了使吸收率提高而在铜的表面形成氧化膜om，针对氧化膜om的膜厚α与近红外波长的激光的吸收率y的关系进行了评价。图3的图表是基于表示在铜的表面(照射面)形成的氧化膜om的膜厚α(nm)与照射面中的近红外波长的激光的吸收率y(％)的关系的实验结果的图表。

图3的图表的横轴是氧化膜om的膜厚α(nm)，纵轴是激光l经由氧化膜om照射到引线架62(金属部件)的表面62a时的引线架62对激光的吸收率(第一吸收率)y1(％)。

观察图3的图表，在第一吸收率y1与氧化膜om的膜厚α的关系中，具有相对于膜厚α向增大方向的变化交替出现极大值a、b(约60％)和极小值aa、bb(约20％)的周期性，并且具有在氧化膜om的膜厚α为零的情况下第一吸收率y1变得最小的特性。换句话说，在膜厚超过0(零)，且膜厚增大的区域中，在全部的范围内，第一吸收率y1超过膜厚为0时的吸收率。

因此，发明者发现，可以将在照射面62a1上形成的氧化膜om的第一吸收率y1，在与具有周期性的膜厚α的关系中，氧化膜om的膜厚α超过零，并与吸收率y第一次作为极大值出现的第一极大值a对应的第一极大膜厚a，以及与第一极大值a之后第一吸收率y1作为极大值出现的第二极大值b对应的第二极大膜厚b之间，在与比与第一吸收率y1作为极小值出现的第一极小值aa对应的第一极小膜厚aa小的第一膜厚范围ar1a对应的第一吸收率范围ar2内设定。

认为更优选可以将第一吸收率y1在第一吸收率范围ar2内成为40％以上的第二吸收率范围ar3设定。由此，与第二吸收率范围ar3对应的膜厚α的范围成为35nm～135nm，因为作为膜厚α的宽度能够确保足够的大小，所以能够稳定地得到40％以上的第一吸收率y1。

此外，使上述的实验的条件，如前述那样金属部件是铜。另外，激光l是由yag激光产生的近红外波长的激光。另外，氧化膜om在加热炉内形成。并且，氧化膜om的膜厚通过sera法(连续电气化学还原法)测定。因此，在本实施方式中，称作氧化膜om的膜厚的情况下设为通过全部sera法测定的情况下能够得到的膜厚。

sera法是公知的膜厚测定法。具体而言，首先使电解液处于金属表面，从电极流动微小电流而发生还原反应。此时，各物质因为具有固有的还原电位，所以能够通过测定还原所需要的时间来计算膜厚。

另外，图4是表示将近红外波长的激光例如以照射输出wx照射铜的表面时的照射时间h与形成的氧化膜om的膜厚α的关系的一个例子的图表。

接下来，参照图5以及图1对接合装置10的结构进行说明。如图5所示，接合装置10具备：装置主体20；氧化膜形成控制部30；以及加热接合控制部40。氧化膜形成控制部30控制装置主体20，使后面详细说明的氧化膜形成用激光l1照射引线架62的表面62a(照射面62a1)，从而形成氧化膜om。

加热接合控制部40控制装置主体20，向形成于照射面62a1的氧化膜om照射后述的加热接合用激光l3，使引线架62的第一接合面62b与金属端子51的第二接合面51a接合。

装置主体20具备：激光振荡器21；激光头22；壳体23；功率表24；以及加压装置26。激光振荡器21以与激光的种类对应的波长以及输出使其振荡从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的波长优选处于0.7μm～2.5μm的范围。换句话说，氧化膜形成用激光l1优选是以yag激光为代表的近红外波长的激光。

由此，能够廉价地制造激光振荡器21。具体而言，作为氧化膜形成用激光l1，能够采用hoyag(波长：约1.5μm)、yvo(钇钒氧化物，波长：约1.06μm)、yb(镱，波长：约1.09μm)以及光纤激光器等。另外，激光振荡器21具备将被激光振荡器21振荡的氧化膜形成用激光l1向激光头22传送的光纤25。

作为膜形成用激光l1的照射输出的第一输出w1能够以任意的大小设定。但是，优选第一输出w1的强度为能够在期望的时间内在引线架62的照射面62a1上形成能够得到对氧化膜用激光l1的吸收率y1的膜厚α的氧化膜om。

如图5所示，配置于壳体23内的激光头22配置为与引线架62的表面62a隔开规定的距离，并且相对于引线架62的表面62a具有规定的角度γ°。激光头22具有准直透镜32、镜34以及聚光透镜38。准直透镜32对从光纤25射出的氧化膜形成用激光l1进行准直而变换为平行光。

镜34对被准直的氧化膜形成用激光l1以入射到聚光透镜38的方式对氧化膜形成用激光l1的行进方向进行变换。在本实施方式中，镜34将氧化膜形成用激光l1的行进方向变换90度。聚光透镜38将从镜34入射的平行的氧化膜形成用激光l1聚光。

功率表24检测第一反射激光l2的输出。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的情况下，经由氧化膜om被照射面62a1反射。将第一反射激光l2的输出作为第二输出w2。第二输出w2成为从作为氧化膜形成用激光l1的照射输出的第一输出w1减去氧化膜形成用激光l1被引线架62吸收的输出的量亦即被吸收输出wa而得的值(w2＝w1-wa)。

第一反射激光l2从功率表24的输入面24a输入。换句话说，功率表24以第一反射激光l2全部从输入面24a输入的方式配置任意的位置以及角度。此外，因为功率表24是测量照射的激光的输出的公知的测量仪，所以省略详细的说明另外，第一反射激光l2的输出并不局限于功率表，也可以通过光束质量分析仪、ccd传感器以及cmos传感器等测量。

加压装置26是将引线架62的上表面(表面62a)朝向下方按压的装置。由此，加压装置26使被加热至接合温度ta的引线架62的第一接合面62b与第二接合面51a压接接合。此外，使第一接合面62b与第二接合面51a压接的压力可以通过预先的实验确认设定。另外，加压装置26如果是能够以压力p1使被接合温度ta加热的第一接合面62b朝向第二接合面51a加压的话是怎样的结构都可以。此外，压力p1是能够使被加热至接合温度ta的第一接合面62b与第二接合面51a接合的压力。

氧化膜形成控制部30具备第一激光调整照射部41(相当于激光调整照射部)、第一反射激光检测部43、第一吸收率运算部44以及激光切换部45。

第一激光调整照射部41与激光振荡器21电连接，控制激光振荡器21振荡的激光的波长以及输出w并使其照射。换句话说，第一激光调整照射部41使激光振荡器21振荡并使氧化膜形成用激光l1以第一输出w1照射引线架62(第一金属部件)的照射面62a1。由此，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h对应的膜厚α的氧化膜om(参照图4)。

第一反射激光检测部43与功率表24电连接。而且，从功率表24接收输入功率表24的第一反射激光l2的第二输出w2的数据。另外，第一反射激光检测部43向第一吸收率运算部44发送接收到的第二输出w2的数据1。

第一吸收率运算部44，从第一激光调整照射部41取得第一激光调整照射部41使激光振荡器21振荡，使氧化膜形成用激光l1对照射面62a1照射时的输出亦即第一输出w1的数据。而且，基于第一输出w1和从第一反射激光检测部43取得的第二输出w2运算照射面62a1中的引线架62(第一金属部件)对于氧化膜形成用激光l1的吸收率亦即第一吸收率y1。此时，第一吸收率y1用y1＝(w1-w2)/w1运算。运算的第一吸收率y1的数据被发送至激光切换部45。

首先，激光切换部45判断从第一吸收率运算部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为40％以上的情况下，向第一激光调整照射部41发送将向照射面62a1的照射从氧化膜形成用激光l1切换为加热接合用激光l3的指令。

接下来，加热接合控制部40进行说明。如图5所示，加热接合控制部40具备：第二激光调整照射部42；第二反射激光检测部46；第二吸收率运算部47；激光输出变更部48以及加压部49。第二激光调整照射部42具有与氧化膜形成控制部30的第一激光调整照射部41相同的功能。因此省略说明。

第二反射激光检测部46与第一反射激光检测部43同样地与功率表24电连接。第二反射激光检测部46在加热接合用激光l3以第三输出w3照射照射面62a1的情况下，经由功率表24检测被照射面62a1反射的第二反射激光l4的输出亦即第四输出w4。此外，氧化膜形成用激光l1和加热接合用激光l3是同种的激光并且是近红外波长的激光。

此时，加热接合用激光l3相对于照射面62a1的照射角度以及第二反射激光l4的反射角度与氧化膜形成用激光l1相对于照射面62a1的照射角度以及第一反射激光l2的反射角度相同。第二反射激光检测部46从功率表24接收功率表24所取得的第二反射激光l4的第四输出w4的数据。另外，第二反射激光检测部46将接收的第四输出w4的数据向第二吸收率运算部47发送。

第二吸收率运算部47基于取得的第三输出w3以及第四输出w4，运算引线架62(第一金属部件)的照射面62a1的加热接合用激光l3的第二吸收率y2。此时，第二吸收率y2用y2＝(w3-w4)/w3运算。例如，若第二吸收率y2变大则第四输出w4逐渐变小。此时，作为第二吸收率y2变化而变大的重要因素，认为有照射面62a1的温度上升或者照射面62a1熔融等理由。由此，因为更多的加热接合用激光l3被引线架62吸收，所以第一接合面62b的温度的上升速度变快。运算的第二吸收率y2的数据被发送至激光输出变更部48。

激光输出变更部48基于加热接合用激光l3伴随着照射时间h的增加的变化(上升)的第二吸收率y2调整第三输出w3。具体而言，在第二吸收率y2与时间的经过相对应地上升的情况下，向第二激光调整照射部42发送指令以使得第三输出w3与上升相对应地减少。

加压部49与加压装置26电连接。加压部49通过激光输出变更部48控制第三输出w3，并且如果第一接合面62b到达接合温度ta，控制加压装置26以压力p1将引线架62的上表面(表面62a)朝向下方加压。由此，使第一接合面62b与第二接合面51a压接接合。此外，加压的压力p1可以如前述那样通过预先的实验确认设定。

此外，在上述的激光输出变更部48中，第三输出w3怎样调整都可以。例如，如表示第一、第三输出w1、w3与经过时间的关系的图6a的线g1所示，使第三输出w3直线状减少也可以。另外，如图6b的线g2所示，使第三输出w3曲线状减少也可以。并且如图6c的线g3所示，使第三输出w3阶梯状地减少也可以。

这样，因为一边向使第三输出w3减少的方向调整，一边将第一接合面62b的温度加热至规定的接合温度ta，所以容易将第一接合面62b的温度保持在熔点附近的接合温度ta。由此，根据前述的理由，在固相扩散接合中，容易得到接合强度高的良好的接合。

接下来，基于图7的流程图以及图8对使用了接合装置10的接合方法进行说明。如图7的流程图所示，接合方法具备氧化膜厚调整工序s1和加热接合工序s3。氧化膜厚调整工序s1具备：氧化膜形成工序s10；第一反射激光检测工序s12；第一吸收率运算工序s14；以及激光切换工序s16a、16b。加热接合工序s3具备：激光调整照射工序s30；第二反射激光检测工序s32；第二吸收率运算工序s34；激光输出变更工序s36a、36b；以及加压工序s38。

在氧化膜厚调整工序s1的氧化膜形成工序s10中，例如接合装置10的图略的起动按钮被作业者按压，第一激光调整照射部41使激光振荡器21振荡，使氧化膜形成用激光l1从激光头22向引线架62(第一金属部件)的表面62a(照射面62a1)上照射。通过该照射在照射面62a1上与氧化膜形成用激光l1的第一输出w1以及照射时间h相对应地形成膜厚α的氧化膜om。

而且，在照射面62a1中，氧化膜形成用激光l1作为第一反射激光l2向图1所示的方向被反射。此时，在照射面62a1中，氧化膜形成用激光l1的第一输出w1中一部分的输出(wa)量被吸收，第一反射激光l2以剩余的第二输出w2被反射。

在第一反射激光检测工序s12中，第一反射激光检测部43经由功率表24检测第一反射激光l2的第二输出w2。第一反射激光检测部43将检测到的第二输出w2的数据向第一吸收率运算部44发送。

在第一吸收率运算工序s14中，第一吸收率运算部44从第一激光调整照射部41取得氧化膜形成用激光l1的第一输出w1的数据。而且，基于第一输出w1和从第一反射激光检测部43取得的第二输出w2，并通过y1＝(w1-w2)/w1运算照射面62a1(第一金属部件)的氧化膜形成用激光l1的吸收率亦即第一吸收率y1。

在激光切换工序s16a中，激光切换部45首先判定第一吸收率y1是否大于等于与规定的吸收率相当的吸收率ya(例如40％)。而且，在判定第一吸收率y1为40％以上的情况下，在激光切换工序s16b(氧化膜厚调整工序s1)中，激光切换部45向第一激光调整照射部41发送激光的切换指令。由此，第一激光调整照射部41将对照射面62a1的照射从氧化膜形成用激光l1切换为加热接合用激光l3。但是若激光切换部45判定第一吸收率y1不到40％，则处理返回第一反射激光检测工序s12。而且，在激光切换工序s16a中，在判定出第一吸收率y1为吸收率ya以上之前，都重复s12～s16a的处理。

接下来，对加热接合工序s3进行说明。如前述那样，加热接合工序s3具备：激光调整照射工序s30、第二反射激光检测工序s32、第二吸收率运算工序s34；激光输出变更工序s36a、36b、36c；以及加压工序s38。

激光调整照射工序s30是与氧化膜厚调整工序s1的氧化膜形成工序s10几乎相同的内容。第二激光调整照射部42使激光振荡器21振荡，使加热接合用激光l3以第三输出w3从激光头22经由使实现吸收率40％以上的氧化膜om向引线架62(第一金属部件)的照射面62a1照射。

此时，第三输出w3设定为比在氧化膜形成用激光l1照射时输出的第一输出w1小的值(w1＞w3)。由此，能够抑制引线架62(第一接合面62b)的急剧的温度上升。而且，在照射面62a1中，加热接合用激光l3的第二反射激光l4被向图1、图5所示的方向反射。

加热接合用激光l3一边透过或者反射形成为第一吸收率y1例如为40％以上的氧化膜om，一边高效地被引线架62的表面62a吸收，而良好的加热引线架62。详细而言，如图8所示，以热从表面62a向与表面62a被对的里面(第一接合面62b)传递的方式加热，并最终将第一接合面62b加热至接合温度ta。此外，图8的d部是表示引线架62从表面62a向第一接合面62b地被加热的示意图，并通过表示引线架62的剖面的斜线粗细不同的斜线表示热移动的情况。

在第二反射激光检测工序s32中，第二反射激光检测部46经由功率表24检测第四输出w4。而且，第二反射激光检测部46将第四输出w4的数据向第二吸收率运算部47发送。

在第二吸收率运算工序s34中，基于取得的第三输出w3以及第四输出w4，运算引线架62(第一金属部件)的照射面62a1中的热接合用激光l3的第二吸收率y2。具体而言，与第一吸收率运算部44相同，第二吸收率运算部47基于第三输出w3和第四输出w4，并通过y2＝(w3-w4)/w3运算引线架62(第一金属部件)的照射面62a1中的加热接合用激光l3的吸收率亦即第二吸收率y2。

在激光输出变更工序s36a中，激光输出变更部48运算与伴随加热接合用激光l3的照射时间h的增大而变化的第二吸收率y2相对应的第三输出w3。

接下来，在激光输出变更工序s36b中，向第二激光调整照射部42发送与第三输出w3对应的指令值，以通过运算的第三输出w3照射加热接合用激光l3。换句话说，在第二吸收率y2随时间经过上升的情况下，与第二吸收率y2的上升相应地使第三输出w3随时间经过减少。

此时，使第三输出w3的减少的方法是怎样的都可以，例如，可以如前述的图6a～图6c的线g1～g3所示那样减少。由此，在使加热接合用激光l3对照射面62a1进行照射而对第一接合面62b进行加热时，能够良好地抑制第一接合面62b的温度的上升速度。

换句话说，能够容易地将第一接合面62b的温度保持在引线架62的熔点附近的接合温度ta，在第一接合面62b与第二接合面51a之间，能够得到良好的接合强度。

接下来，在激光输出变更工序s36c中，判定第一接合面62b的温度t(推断温度)是否被加热至接合温度ta。此时，第一接合面62b的温度例如可以根据第三输出w3和照射时间h推断。但是并不限于该方式，通过图略的温度计，例如红外线温度计来测定照射面62a1的温度，并根据照射面62a1的温度推断也可以。

而且，如果判断第一接合面62b的温度被加热至接合温度ta的话，向加压工序s38移动。另外，如果判断第一接合面62b的温度未被加热至接合温度ta的话，返回第二反射激光检测工序s32。而且，在激光输出变更工序s36c，在判断第一接合面62b的温度被加热至接合温度ta之前重复s32～s36c的处理。

在加压工序s38中，加压部49控制加压装置26，以压力p1将引线架62的表面62a向下方按压。由此，将处于固相状态的第一接合面62b与第二接合面51a接合。

此外，在本实施方式中，对加压部49在第一接合面62b达到规定的接合温度ta之后，通过加压工序s38开始引线架62(第一金属部件)的加压的情况进行了说明，但并不现定于该方式。由加压部49进行的加压在激光调整照射工序s30中，在从加热接合用激光l3对照射面62a1进行照射而第一接合面62b的加热开始以后，到第一接合面62b达到规定的接合温度位置之间的任意的时刻开始都可以。另外，由加压部49进行的加压在激光调整照射工序s30中，也可以从加热接合用激光l3对照射面62a1进行照射以前开始。另外，从氧化膜形成用激光l1对照射面62a1进行照射以前通过加压部49开始加压也可以。在该情况下，容易控制接合强度。另外，加压的机构是怎样的机构都可以。另外，加压的压力p1是能够进行固相扩散接合的压力，预先研究决定。

另外，在上述接合方法中对通过固相扩散接合使第一接合面62b与第二接合面51a接合的方式进行了说明，但并不限于该方式。作为其他接合方法，第一接合面62b与第二接合面51a被加热至液相状态(熔融状态)时接合也可以。在该情况下，在加热接合工序s3中，也可以没有第二反射激光检测工序s32、第二吸收率运算工序s34、激光输出变更工序s36a～36c以及加压工序s38。另外，激光调整照射工序s30中的加热接合用激光l3的第三输出w3也可以是与氧化膜形成用激光l1的第一输出w1相同的大小。另外，第三输出w3也可以比第一输出w1大。由此，能够在更短时间内使第一接合面62b与第二接合面51a的接合结束。

另外，在上述接合方法的氧化膜厚调整工序s1中，规定的吸收率ya是基于表示氧化膜om的膜厚α与第一吸收率y1的关系的图5的图表设定的。但并不限定于该方式。吸收率ya不基于图5的图表，仅设定为所希望的吸收率也可以。但是当氧化膜om的膜厚α薄时，对于氧化膜om的膜厚α的第一吸收率y1具有极大值以及极小值交替出现的特性。因此，若所希望的吸收率过大，则产生超过极大值而不能设定的情况，所以需要将这一点考虑进去来设定。

另外，在上述接合方法中，在激光切换工序s16a(氧化膜厚调整工序s1)中，在判断第一吸收率y1是否为吸收率ya以上时，作为基准的吸收率ya设为40％。但并不限定与该方式。吸收率ya在图5的图表中，也可以设为第一极大值a亦即60％。由此，因为对应的氧化膜om的膜厚α被限定为一点a，所以难以抽出，但能够得到最大的吸收率。因此，在加热接合工序s3中，在更短的时间内，加热接合用激光l3被引线架62吸收而第一接合面62b被加热至接合温度ta。另外，在图5的图表中，吸收率ya在与第一膜厚范围ar1对应的第一吸收率范围ar2的范围(约20％～60％)内设定也可以。这样也能得到相应的效果。

另外，在上述接合方法中，在激光切换工序s16a(氧化膜厚调整工序s1)中，与在判定第一吸收率y1时作为基准的吸收率ya对应的氧化膜om的膜厚α位于第一膜厚范围ar1a内。但并不限于该方式。与吸收率ya对应的氧化膜om的膜厚α的范围不仅是第一膜厚范围ar1a，也可以是加上第二膜厚范围ar1b的较大的范围。

此时，第二膜厚范围ar1b如图3所示，是第一极小膜厚aa以上的值。另外，第二膜厚范围ar1b包括接着第一极大值a而与第一吸收率y1作为极大值出现的第二极大值b对应的第二极大膜厚b。并且，第二膜厚范围ar1b是在接着第二极大值b而与第一吸收率y1作为极大值出现的第三极大值c对应的第三极大膜厚c与第二极大膜厚b之间，比与第一吸收率y1作为极小值出现的第二极小值bb对应的第二极小膜厚bb小的范围。这样，通过设定规定的吸收率ya来与使第一膜厚范围ar1a与第二膜厚范围ar1b合并而得的氧化膜om的膜厚范围对应，从而消除膜厚α过大而不能够设定所希望的膜厚的可能性。

参照图9对第二实施方式的接合装置进行说明。在上述第一实施方式的装置主体20中，设为使氧化膜形成用激光l1经由氧化膜om照射引线架62的表面62a，此后，用功率表24直接接受被引线架62的表面62a的照射面62a1反射的第一反射激光l2的方式。

与此相对的，第二实施方式的装置主体200如图9所示，在氧化膜形成用激光l1(以及加热接合用激光l3)的光轴上具备分色镜110。分色镜110是使特定波长域(例如，近红外波长)的光反射，并使其他波长域的光透过的元件。如果是具有这样特性的部件，则不限定于分色镜，使用怎样的部件都可以。

这样，相对于第一实施方式的装置主体20，装置主体200仅在氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)的光路状设置分色镜110这一点，和氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)直角入射到引线架62的表面62a(照射面62a1)这一点不同。因此，仅说明不同部分，对于相同的部分省略说明。另外，对于相同的结构赋予相同的附图标记来说明。

如图9所示，分色镜110在激光头22与引线架62的表面62a(照射面62a1)之间，换句话说在氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)的光轴上，配置为相对于表面62a具有大约45度的倾斜。在分色镜110这样配置的第二实施方式中，从以氧化膜形成用激光l1的光轴水平地配置的激光头22朝向分色镜110照射氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)。

而且，到达分色镜110的氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)其大部分被分色镜110的镜面110a反射，一部分透过。被镜面110a反射的氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)使行进方向变换为直角，与表面62a(照射面62a1)正交地入射到引线架62的表面62a(照射面62a1)上。

其后，氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)的一部分从表面62a被引线架62吸收并变换为热。另外剩余的其他部分被照射面62a1反射，作为第一反射激光l2(第二反射激光l4)再次向分色镜110的镜面110a前进，并到达相对于照射面62a1倾斜配置的镜面110a。此时，在第一反射激光l2(第二反射激光l4)所到达的分色镜110的镜面110a中，第一反射激光l2(第二反射激光l4)大多被再次反射，与氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)的光轴平行并向激光头22方向前进。

另外，第一反射激光l2(第二反射激光l4)所到达的镜面110a中，第一反射激光l2(第二反射激光l4)的一部分透过分色镜110，并向图9中上方前进。而且，该透过激光l5(第一、第二反射激光l2、l4)被输入至在上方配置的功率表24的输入面24a，透过激光l5(第一，第二反射激光l2、l4)的输出(第二、第四输出w2、w4)被检测。

由此，与第一实施方式相同，能够精度高地检测形成有氧化膜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成为规定的吸收率ya以上的话，与第一实施方式相同，将氧化膜形成用激光l1切换为加热接合用激光l3。以下通过与第一实施方式相同的工序将引线架62(第一金属部件)的第一接合面62b与半导体部件50的表面的金属端子51(第二金属部件)的第二接合面51a接合就可以。通过这样的结构也能够得到与第一实施方式相同的效果。

另外，在这样的第二实施方式中，与上述第一实施方式不同，能够将激光头22水平配置从而结构变得简单。另外，因为输入功率表24的透过激光l5(第一、第二反射激光l2、l4)的输出小，所以能够使用小型的功率表，有助于降低成本。另外，因为能够将氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)直角地输入照射面62a1所以能够取得精度高的第一、第二吸收率y1、y2。

另外，并不限于上述第二实施方式。作为第二实施方式的变形例，也可以如图10所示那样配置分色镜210、激光头22以及功率表24。在变形例中，分色镜210配置为在沿垂直方向具有光轴的激光头22与引线架62的表面62a之间，换句话说在氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)的光轴上，相对于表面62a(照射面62a1)具有大约45度的倾斜。此外，分色镜110与分色镜210的氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)的透过或者反射的方式不同。

在分色镜210这样配置的变形例中，如图10所示，从以光轴垂直的方式配置的激光头22向分色镜210照射氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)。

而且，到达分色镜210的氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)其大部分透过分色镜210的镜面210a。透过镜面210a的氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)正交地到达(入射)到引线架62的表面62a(照射面62a1)上。

其后，氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)的一部分从表面62a(照射面62a1)被引线架62吸收而变换为热。另外剩余的其他部被表面62a(照射面62a1)作为第一反射激光l2(第二反射激光l4)反射，再次向分色镜210的镜面210b前进，并到达相对于表面62a倾斜45度配置的镜面210b。

此时，在供第一反射激光l2(第二反射激光l4)透射的分色镜210的镜面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前进。而且，该第一反射激光l2(第二反射激光l4)输入在图10中的左方配置的功率表24的输入面24a，检测输出(第二输出w2、第四输出w4)。由此，与第一实施方式相同，能够检测形成有氧化膜om的照射面62a1的第一、第二吸收率y1，y2。即使通过这样的结构也能够得到与第一实施方式相同的效果。

另外，在这样的变形例中，与上述第一实施方式不同，能够将激光头22垂直配置而结构变得简单。另外，与第二实施方式相同，因为输入功率表24的第一反射激光l2(第二反射激光l4)的输出小，所以能够使用小型的功率表而有助于降低成本。另外，因为能够将氧化膜形成用激光l1(加热接合用激光l3)相对于照射面62a1呈直角地输入，所以能够精度高地取得第一、第二吸收率y1、y2。

此外，根据上述实施方式，氧化膜形成用激光l1的第一输出w1与加热接合用激光l3的第三输出w3的关系设为w1＞w3而进行了说明。但并不限于该方式，第一输出w1与第三输出w3的关系也可以设为w1＝w3。另外，第一输出w1与第三输出w3的关系也可以设为w1＜w3。但是在这些情况下，需要注意使引线架62的第一接合面62b的温度在短时间不要过度上升。若温度在短时间内过度上升，在固相扩散接合的情况下，有接合强度不能满足规定的值的可能性。但是，在第一金属部件与第二金属部件的接合不是固相扩散接合而是焊接的情况下，并不限于此。

另外，根据上述接合装置10以及接合方法，说明了加热接合用激光l3的第三输出w3一边以使其减少的方式调整一边照射加热接合用激光l3。但并不限于该方式。第三输出w3也不是固定值。另外，第三输出w3也可以一边以使其增加的方式调整一边照射加热接合用激光l3。即使根据该方式也能够得到相应的效果。

另外，在上述实施方式中，作为第一金属部件采用了低吸收率材料亦即铜。但是并不限于该方式，也可以将低吸收率材料以外的部件作为第一金属部件应用。即使根据该方式也能够期待与上述实施方式相同的效果。

根据上述实施方式，金属部件的接合方法向引线架62(第一金属部件)的照射面62a1照射加热接合用激光l3，加热引线架62的第一接合面62b，将第一接合面62b和与第一接合面62b抵接的半导体部件50(第二金属部件)的第二接合面51a接合。接合方法具备：向引线架62的照射面62a1以第一输出w1照射氧化膜形成用激光l1，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的氧化膜形成工序s10；检测氧化膜形成用激光l1被照射面62a1反射而生成的第一反射激光l2的输出亦即第二输出w2的第一反射激光检测工序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的第一输出w1以及由第一反射激光检测工序s12检测的第一反射激光l2的第二输出w2，运算引线架62的照射面62a1中的氧化膜形成用激光l1的第一吸收率y1的第一吸收率运算工序s14；在判定第一吸收率y1为规定的吸收率ya以上的情况下，将对照射面62a1照射的氧化膜形成用激光l1切换为照射加热接合用激光l3的激光切换工序s16a、s16b；以及在切换为加热接合用激光l3之后，以第三输出w3向照射面62a1照射加热接合用激光l3，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。

这样，在氧化膜厚调整工序s1中的氧化膜形成工序s10中，使氧化膜形成用激光l1照射引线架62(第一金属部件)的照射面62a1。而且，一边使氧化膜om在照射面62a1上形成，一边检测照射面62a1反射的第一反射激光l2的第二输出w2，并基于氧化膜形成用激光l1的第一输出w1和第一反射激光l2的第二输出w2运算照射面62a1中的吸收率。换句话说，取得通过在照射面62a1上形成的氧化膜om实现的实际的第一吸收率y1。

在氧化膜形成用激光l1的第一吸收率y1成为吸收率ya以上时，将氧化膜形成用激光l1切换为加热接合用激光l3。而且，通过加热接合用激光l3的照射将第一接合面62b加热至接合温度ta，并使第一接合面62b与第二接合面51a接合。因此，即使氧化膜形成用激光l1的照射时间，而只能得到薄的氧化膜om，也能够可靠地得到所希望的第一吸收率y1。因此，加热接合用激光l3以所希望的第一吸收率y1被引线架62(第一金属部件)吸收，引线架62的第一接合面62b在短时间内被加热至规定的接合温度。由此，能够在短时间内将第一接合面62b与第二接合面51a接合。

另外，根据上述实施方式，在金属部件的接合方法中，接合温度ta是能够将第一接合面62b和第二接合面51a以比液相状态低的温度成立而能够以固体的状态接合的固相状态的温度，在加热接合工序s3中，第一接合面62b以及第二接合面51a在固相状态下沿压接方向被加压而接合。这样，因为通过固相扩散接合将第一接合面62b与第二接合面51a接合，所以在通过加热使第一接合面62b上升时，没有必要成为高温。由此，为了上升而所必须的能量减少从而高效。

另外，根据上述实施方式，在加热接合工序s3中被照射的加热接合用激光l3的第三输出w3比氧化膜形成用激光l1的第一输出w1小。因此，能够使通过加热接合用激光l3的照射被加热的引线架62的第一接合面62b的温度上升缓慢。由此，容易将第一接合面62b的温度在作为规定的接合温度ta的熔点附近的温度保持规定时间。因此，对于接合面，适合进行通过将熔点附近的固相状态保持规定时间来获得高接合强度的接合的固相扩散接合。

另外，根据上述实施方式，吸收率y在与氧化膜om的膜厚α的关系中，具有相对于膜厚α向增大方向的变化具有交替出现极大值a、b和极小值aa、bb的周期性并且在氧化膜om的膜厚α为零的情况下变得最小的特性。另外，激光切换工序s16a中的规定的吸收率ya在与第一膜厚范围ar1a对应的第一吸收率范围ar2内设定，该第一膜厚范围ar1a是在具有周期性的与膜厚的关系中，在氧化膜om的膜厚α超过零，且与第一吸收率y1第一次作为极大值出现的第一极大值a对应的第一极大膜厚a，以及与在第一极大值a之后第一吸收率y1作为极大值出现的第二极大值b对应的第二极大膜厚b之间，比与第一吸收率y1作为极小值出现的第一极小值aa对应的第一极小膜厚aa小的范围。

这样，因为基于预先准备的第一吸收率y1与氧化膜om的膜厚α的关系，设置成为激光切换工序s16a中的判定的基准值的规定的吸收率ya，所以例如以超过不存在的极大值a、b的吸收率设定规定的吸收率ya，没有浪费时间的可能性。

另外，根据上述实施方式，在激光切换工序s16a中，成为判定第一吸收率y1的基准值的规定的吸收率ya设定为40％。换句话说，第一吸收率y1为40％以上。因此，根据相对于膜厚α向增大方向的变化具有极大值a、b和极小值aa交替出现的周期性的第一吸收率y1与氧化膜om的膜厚α的关系，因为膜厚α具有规定的宽度(35nm～135nm)，所以容易设定。

另外，根据上述实施方式，在具有图3所示的周期性的第一吸收率y1与氧化膜om的膜厚α的关系中，与第一膜厚范围ar1a内以及第二膜厚范围ar1b内中的氧化膜om的膜厚α相对应的第一吸收率y1的范围是20％～60％。这样，在膜厚α较大的范围中能够得到足够的吸收率。由此，在执行氧化膜形成用激光l1的切换判定时，要看在判定中使用的规定的吸收率ya的值的设定，但是判定条件若较平缓，则变得能够容易地对应。

另外，根据上述第二实施方式以及变形例，在氧化膜形成工序s10中，氧化膜形成用激光l1与照射面62a1正交地入射。由此，能够精度高地得到相对于照射面62a1的吸收率。

另外，根据上述实施方式，在加热接合工序s3中，具备：第二反射激光检测工序s32，检测以第三输出w3对照射面62a1进行照射的加热接合用激光l3被照射面62a1反射而生成的第二反射激光l4的输出亦即第四输出w4；以及第二吸收率运算工序s34，基于第三输出w3以及第四输出w4，运算引线架62(第一金属部件)的照射面62a1中的加热接合用激光l3的第二吸收率y2，在加热接合工序s3中，基于伴随着加热接合用激光l3的照射时间h的增大而变化的第二吸收率y2调整第三输出w3。

由此，因为容易将第一接合面62b的温度在接合温度ta亦即熔点附近的温度保持规定时间，所以如前述那样，在固相扩散接合中，能够得到接合强度高的良好的接合。

另外，根据上述实施方式，接合装置10向引线架62(第一金属部件)的照射面62a1照射加热接合用激光l3，对引线架62的第一接合面62b进行加热，将第一接合面62b和与第一接合面62b抵接的金属端子51(第二金属部件)的第二接合面51a接合的接合装置。接合装置10具备：第一激光调整照射部41，其以第一输出w1向引线架62的照射面62a1照射氧化膜形成用激光l1，并在照射面62a1上形成与氧化膜形成用激光l1的第一输出w1以及照射时间h对应的膜厚α的氧化膜om；第一反射激光检测部43，其检测氧化膜形成用激光l1被照射面62a1反射而生成的第一反射激光l2的输出亦即第二输出w2；第一吸收率运算部44，其基于第一输出w1以及第二输出w2，运算引线架62的照射面62a1中的氧化膜形成用激光l1的第一吸收率y1；激光切换部45，其在判定第一吸收率y1为规定的吸收率以上的情况下，将向照射面62a1照射氧化膜形成用激光l1切换为照射加热接合用激光l3；以及加热接合控制部40，其在切换为加热接合用激光l3之后，以第三输出w3向照射面62a1照射加热接合用激光l3，并将第一接合面62b的温度加热至规定的接合温度ta而使第一接合面62b与第二接合面51a接合。由此，在金属部件彼此的接合中，能够得到具有与在上述实施方式的接合中能够得到效果相同的效果的接合。

另外，根据上述实施方式，第一反射激光检测部43通过功率表24检测第一反射激光l2的第二输出w2。由此，能够精度高地运算照射面62a1中的氧化膜形成用激光l1的第一吸收率y1。