JP7214991B2 - 超音波接合ヘッド、超音波接合装置および超音波接合方法 - Google Patents
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Description
接合すべき接合予定部分に押し当てられる押圧部が長手軸の先端側に形成してある振動子ユニットと、
前記長手軸に沿って前記振動子ユニットの先端が自由端となるように、前記振動子ユニットの前記長手軸に沿って基端側を片持ち梁状に保持する保持部と、
前記長手軸に略垂直な垂直軸に沿って前記振動子ユニットが移動するように、前記保持部に連結されて、前記押圧部を前記接合予定部に押し付ける力を伝える加圧シャフトと、を有する超音波接合ヘッドであって、
前記保持部が前記振動子ユニットを保持する主保持位置から、前記長手軸に沿って前記振動子ユニットの自由端に向けての途中にある反力分散位置で、前記振動子ユニットに当接する抑制部が、前記保持部に具備してある。
接合すべき接合予定部分に押し当てられる押圧部が長手軸の先端側に形成してある振動子ユニットと、
前記長手軸に沿って前記振動子ユニットの先端が自由端となるように、前記振動子ユニットの前記長手軸に沿って基端側を片持ち梁状に保持する保持部と、
前記長手軸に略垂直な垂直軸に沿って前記振動子ユニットが移動するように、前記保持部に連結されて、前記押圧部を前記接合予定部に押し付ける力を伝える加圧シャフトと、を有する超音波接合ヘッドであって、
前記保持部が前記振動子ユニットを主として保持する位置を主保持位置とし、
前記保持部に具備してある抑制部が前記振動子ユニットに当接する位置を反力分散位置とした場合に、
前記振動子ユニットの長手軸に沿って、前記振動子ユニットの先端から基端に向けて、前記主保持位置と前記反力分散位置とが、この順で配置してある。
前記第1平面部材が設置される低位側表面と、
前記低位側表面に対して所定の段差高さで高い位置にあり、前記第2平面部材が設置される高位側表面と、
前記低位側表面と前記高位側表面との境界に位置する段差壁面と、を有していてもよい。
前記第1平面部材の端部が前記段差壁面に接触して位置決めされるように、前記第1平面部材を前記低位側表面に着脱自在に固定する第1固定手段と、
前記第2平面部材の少なくとも一部が前記第1平面部材の上に積層されるように、前記第2平面部材を前記高位側表面に着脱自在に固定する第2固定手段と、をさらに有してもよい。
長手軸に沿って振動子ユニットの先端が自由端となるように、前記振動子ユニットの前記長手軸に沿って基端側を片持ち梁状に保持する工程と、
接合すべき接合予定部分に、振動子ユニットの先端に具備してある押圧部を押し当て、当該押圧部を、前記長手軸方向に超音波振動させる工程と、を有する超音波接合方法であって、
前記保持部が前記振動子ユニットを主として保持する位置を主保持位置とし、
前記保持部に具備してある抑制部が前記振動子ユニットに当接する位置を反力分散位置とした場合に、
前記振動子ユニットには、前記長手軸に沿って2つ以上の振動ノードが存在し、
前記主保持位置と前記反力分散位置とが、相互に異なる前記振動ノードの位置に位置合わせしてあることを特徴とする。
図1A~図1Mに基づき、超音波接合ヘッド40について説明する。本実施形態の超音波接合ヘッド40は、超音波振動子ユニット50と、超音波振動子ユニット50を保持する保持部60と、保持部60に連結されて保持部60および超音波振動子ユニット50をZ軸方向に移動させる加圧シャフト80とを有する。
第2実施形態に係る超音波接合ヘッドは、第1実施形態に係る超音波接合ヘッド40に対して、図1Bに示す主保持位置P3と反力分散位置P2とが、X軸に沿って相互に逆である以外は、第1実施形態と同様である。すなわち、振動子ユニット50の長手軸X0に沿って、振動子ユニット50の先端から基端に向けて、主保持位置P3と反力分散位置P2とが、この順で配置してある。
第3実施形態では、図1H~図1Mに示す振動子ユニット50が組み込まれた図1A~図1Gに示す本発明の一実施形態に係る超音波接合ヘッド40を持つ図2Aに示す超音波接合装置2を用いて、図2B~図5Bに示す超音波接合方法を行い、図5Bに示す基板接合体8を製造する方法を説明する。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
4… 電子制御基板(第1平面部材)
4a… 配線パターン
6… フレキシブル基板(第2平面部材)
6a… 配線パターン
8… 基板接合体
10… ステージ
10a… 低位側表面
10a1… 接合位置
10a2… 待機位置
10b… 高位側表面
10c… 段差壁面
11… 待機吸着孔
12… 第1級着孔
14… 第2吸着孔
20… 搬送ヘッド
30… カメラ
40… 超音波接合ヘッド
50… 超音波振動子ユニット
52… 超音波ホーン
52a… 押圧部
54… ブースタ
56… 振動源カバー
58… ケーブル
60… 保持部
62… 上保持部
63… 圧力伝達ブロック
64… 下保持部
70… 補助保持部
72… 上保持部
73… 取付用フランジ
74… 下保持部
80… 加圧シャフト
82… 固定盤
90… 抑制ピン(抑制部)
92… 当接部
Claims (10)
- 接合すべき接合予定部分に押し当てられる押圧部が長手軸の先端側に形成してある振動子ユニットと、
前記長手軸に沿って前記振動子ユニットの先端が自由端となるように、前記振動子ユニットの前記長手軸に沿って基端側を片持ち梁状に保持する保持部と、
前記長手軸に略垂直な垂直軸に沿って前記振動子ユニットが移動するように、前記保持部に連結されて、前記押圧部を前記接合予定部分に押し付ける力を伝える加圧シャフトと、を有する超音波接合ヘッドであって、
前記保持部が前記振動子ユニットを保持する主保持位置から、前記長手軸に沿って前記振動子ユニットの自由端に向けての途中にある反力分散位置で、前記振動子ユニットに当接する抑制部が、前記保持部に具備してあり、
前記保持部は、前記主保持位置とは前記長手軸に沿って異なる副保持位置で前記振動子ユニットの振動源を覆うカバーを保持する補助保持部をさらに有する超音波接合ヘッド。 - 前記振動子ユニットの自由端に最も近い振動ノードの位置で、前記抑制部が前記振動子ユニットに当接するように、前記抑制部が前記保持部に取り付けられている請求項1に記載の超音波接合ヘッド。
- 前記抑制部が前記振動子ユニットに当接する位置と、前記押圧部が前記接合予定部分に当接する位置とは、前記長手軸に沿って異なり、しかも、前記長手軸の相互に反対側に位置する請求項1または2に記載の超音波接合ヘッド。
- 前記加圧シャフトの軸芯は、前記垂直軸と略平行であり、前記主保持位置と前記反力分散位置との間に位置するように、前記加圧シャフトが前記保持部に連結してある請求項1~3のいずれかに記載の超音波接合ヘッド。
- 前記振動子ユニットは、前記押圧部が前記長手軸と平行な方向に超音波振動するように、前記振動子ユニットに振動源が装着してある請求項1~4のいずれかに記載の超音波接合ヘッド。
- 前記振動子ユニットに当接する前記抑制部の表面には、前記長手軸に沿っての相対移動を向上させる低摩擦処理が施されている請求項1~5のいずれかに記載の超音波接合ヘッド。
- 接合すべき接合予定部分に押し当てられる押圧部が長手軸の先端側に形成してある振動子ユニットと、
前記長手軸に沿って前記振動子ユニットの先端が自由端となるように、前記振動子ユニットの前記長手軸に沿って基端側を片持ち梁状に保持する保持部と、
前記長手軸に略垂直な垂直軸に沿って前記振動子ユニットが移動するように、前記保持部に連結されて、前記押圧部を前記接合予定部分に押し付ける力を伝える加圧シャフトと、を有する超音波接合ヘッドであって、
前記保持部が前記振動子ユニットを主として保持する位置を主保持位置とし、
前記保持部に具備してある抑制部が前記振動子ユニットに当接する位置を反力分散位置とした場合に、
前記振動子ユニットの長手軸に沿って、前記振動子ユニットの先端から基端に向けて、前記主保持位置と前記反力分散位置とが、この順で配置してある超音波接合ヘッド。 - 請求項1~7に記載の超音波接合ヘッドを有する超音波接合装置。
- 請求項1~7のいずれかに記載の超音波接合ヘッドを用い、接合予定部分を超音波接合することを特徴とする超音波接合方法。
- 長手軸に沿って振動子ユニットの先端が自由端となるように、保持部により前記振動子ユニットの前記長手軸に沿って基端側を片持ち梁状に保持する工程と、
接合すべき接合予定部分に、振動子ユニットの先端に具備してある押圧部を押し当て、当該押圧部を、前記長手軸方向に超音波振動させる工程と、を有する超音波接合方法であって、
前記保持部が前記振動子ユニットを主として保持する位置を主保持位置とし、
前記保持部に具備してある抑制部が前記振動子ユニットに当接する位置を反力分散位置とし、
前記保持部に連結した補助保持部が前記振動子ユニットの振動源を覆うカバーを保持する位置を副保持位置とした場合に、
前記振動子ユニットには、前記長手軸に沿って3つの振動ノードが存在し、
前記主保持位置と前記反力分散位置と前記副保持位置とが、相互に異なる前記振動ノードの位置に位置合わせしてあることを特徴とする超音波接合方法。
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