激光焊接方法及其治具与封装物件与流程

激光焊接方法及其治具与封装物件
【技术领域】
1.本发明涉及激光焊接技术领域，尤指一种如应用在塑胶上的激光焊接方法、以及使用该方法的治具，还有通过该方法而进行封装的物件。


背景技术：

2.激光焊接(laser welding)是一种利用高能量密度的激光束作为热源的高效精密焊接方法。其在激光照射下，使欲焊接的部位通过吸收光能来迅速升高局部温度，且并在功率密度恰当时达到熔点，且待冷却凝固后而完成焊接。
3.而以往的激光焊接也常常应用于塑胶材料的焊接上，其将二欲焊接的塑胶材料相叠合，其中位于上方者是可供激光光穿透的材质、而位于下方者其表面则用以吸收激光光能，故通过激光光束穿透上方者后，使下方者的表面吸收激光光能而升温、熔化，从而与上方者与之相叠合的表面相互熔合而完成焊接。因此，相较于如胶合或振动、超声波等焊接方式，利用激光焊接不仅不需采用焊料等，而过程中也不会产生胶贴剂等残留物，其焊接成品品质高且对加工环境的影响也较低，具有环保等诸多的优势。
4.然而，应用于如电池封装等产品上时，由于其内部属于应避免接触高温等封装物，故在应用激光焊接时有熔点温度上的限制，即其塑胶材料的熔点不能过高；但一般熔点低的塑胶材料其强度也不足，无法使封装后的成品适用于如工业或军规等使用环境较严苛的场合上。因而造成激光焊接在应用上仍有所两难。
5.有鉴于此，本发明人为改善并解决上述的不足，于是潜心研究并配合知识的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述不足的本发明。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的，在于可提供一种激光焊接方法及其治具与封装物件，其可不受激光焊接的材料(熔点)限制，同时兼具安全而无危险因素下，以激光焊接进行如电池等需封装的产品上。
7.为了达成上述的目的，本发明提供一种激光焊接方法，包括以下步骤：
8.a)准备一待接合的封装物件，该封装物件于其待接合处上形成有围绕着该封装物件的接合外缘；
9.b)沿着该接合外缘的内侧处提供一防护激光层；以及
10.c)以激光焊接沿着该接合外缘进行焊接。
11.作为优选，其中该封装物件为电池。
12.作为优选，其中该激光防护层为不透光且能耐激光的物质所构成。
13.本发明还提供了一种如上所述的激光焊接方法的治具，包括：
14.一透光板，其上设有一工作区域，该工作区域用以供一待接合之封装物件置于下方；以及
15.一防护激光层，设于该工作区域上，且依该防护激光层的外形而构成一焊接路径，
所述焊接路径即相对所述待接合封装物件的接合外缘。
16.作为优选，其中该激光防护层为不透光且能耐激光之物质所构成。
17.本发明还提供了一种如上所述的激光焊接方法的封装物件，包括：
18.一壳体，具有一第一壳件与一第二壳件，且该第一、二壳件相互盖设而形成一包覆空间；
19.一封装材，设于该包覆空间内；以及
20.一防护激光层，设于该壳体与该封装材之间；
21.其中，该第一壳件与该第二壳件外缘形成有彼此相互接合的接合外缘，且该防护激光层的外形配合该接合外缘内侧且相邻。
22.作为优选，其中该封装材为电池芯。
23.作为优选，其中该激光防护层为不透光且能耐激光之物质所构成。
24.作为优选，其中该包覆空间形成于该第二壳件内，且该接合外缘形成于该第二壳件上，而该第一壳件则盖设于该包覆空间以使该第一壳件外缘叠置于该接合外缘上。
25.作为优选，其中防护激光层叠置于该第一壳件内。
26.本发明通过一遮蔽件(为不透光且能耐激光的物质所构成)避免激光光束穿透，以确保成品内部所欲封装的材料(如禁止接触高温的材料)因接触到激光而发生危险。
【附图说明】
27.图1是本发明方法的步骤流程图。
28.图2是本发明封装物件内部的剖面示意图。
29.图3是本发明治具的俯视示意图。
30.图4是本发明治具与封装物件内部的剖面示意图。
31.图5是本发明治具与封装物件内部另一实施例的剖面示意图。
【具体实施方式】
32.为了使贵审查委员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
33.请参阅图1及图2，分别为本发明方法的步骤流程图及其封装物件内部的剖面示意图。本发明提供了一种激光焊接方法及其治具与封装物件，其主要于激光焊接的过程中，通过一遮蔽件(为不透光且能耐激光的物质所构成)避免激光光束穿透，以确保成品内部所欲封装的材料(如禁止接触高温的材料)因接触到激光光而发生危险。
34.如图2并配合图1的步骤s1所示：首先准备一待接合的封装物件1，该封装物件1可以是电池、或是内部封装有禁止接触高温的材料等物品。如图2所示，该封装物件1包括一壳体11、以及一被封装于该壳体11内的封装材12，而所述的封装材12则可为电池的电池芯、或是其它禁止接触高温的材料。更详细地，该壳体11具有一第一壳件110与一第二壳件111，且第一、二壳件110、111相互盖设而形成一包覆空间112，以供封装材12可容置于包覆空间112内。同时，该封装物件1的第一、二壳件110、111间形成有一围绕于其周缘的接合外缘10，即为第一、二壳件110、111外缘间彼此用以相互接合的待接合处，从而能通过所述激光焊接而将封装材12封装于该封装物件1的壳体11内。
35.如图2并配合图1的步骤s2所示：本发明主要即沿着上述第一、二壳件110、111间的接合外缘10内侧处，提供有一防护激光层2。该激光防护层2为不透光且能耐激光的物质所构成，可提供遮蔽激光光束的作用，意即可避免激光光束穿透该防护激光层2。而该防护激光层2在应用于上述封装物件1上时，设于该封装物件1的壳体11与封装材12的间；且在本发明所举的实施例中，上述供封装材12容置的包覆空间112形成于第二壳件111内，所述接合外缘10亦形成于该第二壳件111上，而第一壳件110则盖设于包覆空间112，以使第一壳件110外缘叠置于接合外缘10上，从而供第一壳件110供激光光束穿透、第二壳件111于相对于第一壳件110处形成所述接合外缘10而作为激光光束的吸收面者。此外，该防护激光层2可叠置于第一壳件110内。
36.如图2并配合图1的步骤s3所示：由于上述防护激光层2的外形配合第一、二壳件110、111间的接合外缘10内侧且相邻，所以当施以激光焊接时，激光焊接头4理应依循接合外缘10而构成一焊接路径20(即如图3所示)而进行焊接，但若有如定位不精准等其它因素而造成激光焊接头4偏位且对封装材12进行照射时，由于本发明提供了该防护激光层2遮蔽激光光束，以避免激光光束穿透第一壳件110而对封装材12进行激光光照射产生的危险，所以可以在安全而无危险因素下进行激光焊接，同时也不受激光焊接的材料熔点限制，可以选用强度较佳(熔点也较高)的材料进行焊接，无须担心激光焊接头4提供了超过封装材12的安全温度以上的激光光束而对其产生危险。
37.再者，如图3、图4及图5所示，本发明还提供一种应用于上述激光焊接方法的治具3，包括一透光板30与一前述防护激光层2，该透光板30为一可供激光光束穿透的材质所构成，并于其上设有一工作区域300，所述工作区域300即用以供前述待接合的封装物件1置于下方，而该防护激光层2则对应设于工作区域300上的上方处(如图4所示)或下方处(如图5所示)。借此，通过该防护激光层2的外形构成前述的焊接路径20，即可同样施以上述激光焊接方法而不需将该防护激光层2设于封装物件1内，以达到兼具安全之激光焊接加工。
38.综上所述，本发明确可达到预期的使用目的，而解决现有技术的不足，又因极具新颖性及创造性，完全符合发明专利申请要件，于是依专利法提出申请，敬请详查并授予本案专利权，以保障发明人的权利。
39.以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即限制本发明的专利范围，因此凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等同技术、手段等变化，均应包含于本发明的范围内。