(57)【要約】  【課題】  被接合物に向かって移動するヘッドを備えた接合装置において、接合荷重に悪影響を与えることなく本体側からヘッド側に電力を供給するための給電部材を提供する。  【解決手段】  接合の際に被接合物に向かって移動するヘッド８に対し、装置本体側からヘッド８側へ電力を供給するための給電部材９であって、可撓性を有する板状導電部材から成り、ヘッド８の移動方向と直交する平面に対して略平行な姿勢で保持され、ヘッド８の移動方向から見た場合少なくとも２箇所以上の略直角の曲折箇所を有する帯状の形状であり、帯状の形状の一端が前記装置本体側、他端が前記ヘッド側に接続されていることを特徴とする給電部材。【選択図】          図１
2006000918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合の際に被接合物に向かって移動するヘッドに対し、装置本体側から前
記ヘッド側へ電力を供給するための給電部材であって、
可撓性を有する板状導電部材から成り、
前記ヘッドの移動方向と直交する平面に対して略平行な姿勢で保持され、
前記ヘッドの移動方向から見た場合少なくとも２箇所以上の略直角の曲折箇所を有する帯
状の形状であり、
この帯状の形状の一端が前記装置本体側、他端が前記ヘッド側に接続されていること
を特徴とする給電部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接合装置の構成部材であって、接合の際に被接合物に向かって移動するヘッド
に対し、装置本体側からヘッド側へ電力を供給するための給電部材に関するものである。
ここで接合とは抵抗溶接の他に、電流を利用した加熱ツールによる接合（例えばはんだ付
けを含むろう付けや、異方性導電フィルムを利用した熱圧着等）を含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
まず図４に基づいて従来の接合装置の一実施例を説明する。図４は前文で定義した接合
装置の一種であるリフロー装置の斜視図である。ここで５１は被接合物を載置するステー
ジ、５２は支柱、５３はアクチュエータ、５４はアクチュエータ５３の駆動により上下動
するロッド、５５はロッド５４の下端に固定された絶縁ブロック、５６は絶縁ブロック５
５に固定された一対の給電ブロック、５７は電流が流れることにより発熱するヒータチッ
プ、５８は主に絶縁ブロック５５と一対の給電ブロック５６とヒータチップ５７とで構成
されるヘッド、５９は一対の給電部材、６０は一対の中継ブロック、６１は中継ブロック
６０と電源６２の電極とを接続する一対のケーブルである。
【０００３】
次にこのリフロー装置の動作を説明する。まず操作者が被接合物をステージ５１上に載
置し、その接合箇所を位置合わせする。そしてアクチュエータ５３を駆動させてヒータチ
ップ５７を下降させ、前記接合箇所を押圧すると共に電源６２から接合用の電力を出力さ
せる。
【０００４】
この接合用の電力は一対のケーブル６１を介して一対の中継ブロック６０に供給され、
さらに一対の給電部材５９を介して一対の給電ブロック５６に到達する。その結果、これ
ら一対の給電ブロック５６にその両端が固定されたヒータチップ５７に電流が流れ、ジュ
ール熱による発熱が生じる。
【０００５】
このような接合に関しては、接合温度と押圧力が接合品質を大きく左右することが広く
一般に認識されており、接合温度の制御のために電源６２の出力電流制御に多くの技術的
努力がなされ、押圧力の制御のためにもアクチュエータ５３の駆動力制御あるいは押圧構
造に多くの技術的努力がなされている。
【０００６】
またこの従来技術の一例では、電源６２と一対の中継ブロック６０とを一対のケーブル
６１で接続しているが、これは多数の芯線を撚り合わせ、所定の電流容量がまかなえるよ
うな太さに形成した一般的なケーブルであり、反力は大きいが全方向に可撓性を有してい
るため、電源６２と一対の中継ブロック６０との相対的な位置関係が自由になるという利
点がある。
【０００７】
さらに一対の中継ブロック６０と一対の給電ブロック５６とを一対の給電部材５９で接続
しているが、これは図５で示すように、短冊状に打ち抜かれた銅からなる薄板５９Ａを複
数枚重ね、さらに逆Ｕの字型に撓ませた状態でその両端を中継ブロック６０と給電ブロッ
ク５６とに固定したものである。
【０００８】
一対の中継ブロック６０と一対の給電ブロック５６との相対的な移動は、上下方向（ヘ
ッド５８の押圧方向）に限定されているので、給電部材５９もこの方向に十分な可撓性を
有することで接合時の押圧力に対する悪影響を低減させることができる。前述した給電部
材５９の構造もこれを目的としたものである。
【０００９】
次に図６に基づいて、従来の他の実施例を説明する。この例は特許文献１に記載された
もので、抵抗溶接の一形態であるパラレルギャップ溶接装置のヘッドの構造を表している
。図において７０は装置本体に立設された支柱の先端部である。この支柱７０にはアクチ
ュエータ７１が固定されており、このアクチュエータ７１はモータ７１Ａとモータ７１Ａ
の駆動により回転するボールねじ７１Ｂ、ナット７１Ｃで構成されている。
【００１０】
また、このナット７１Ｃは摺動板７２に固定されており、モータ７１Ａの回転により摺
動板７２が上下方向に移動する。さらに摺動板７２にはコの字ブロック７３が固定され、
コの字ブロック７３にはスライドレール７４を介して溶接ヘッド７５が上下動自在に保持
されている。この溶接ヘッド７５は、プーリ７６に掛架したワイヤ７７を介して重り７８
とつながれており、このような構成で溶接ヘッド７５の質量の一部を重り７８の質量でキ
ャンセルし、溶接荷重の低荷重化を実現するものである。
【００１１】
すなわち、電子部品等の組立で代表されるような精密な接合おいて、低い押圧力での正
確な押圧力制御が要求されており、このような場合においても、溶接ヘッド７５の給電ブ
ロック７５Ａへの給電には、給電部材７９を用いて、図４および図５に基づいて説明した
ものと同様の構造と方法で給電がなされる。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２２５４７０号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら図６で示す特許文献１の方法では、可撓性の板状部材を逆Ｕの字型に屈曲
させているため横方向の反発力が生じ、スライドレール７４に横方向の応力やモーメント
が付与されてしまう。これでは低荷重接合を実現するために摺動抵抗の低いスライドレー
ル７４を選定したとしても、前記横方向の力でその性能が発揮できなくなる。
【００１４】
また図５で示すように、溶接ヘッド５８の上下運動に伴って、給電部材５９の屈曲部（
図で示すＸの範囲）はこの給電部材５９の送電方向に沿って移動するわけであるから、各
薄板５９Ａには、新たに屈曲する部分と屈曲が平坦化する部分が発生する。この動作によ
って生ずる上下方向の反力は、発明者らの従来の実施においては必ずしも一定ではなく、
ヘッド５８の上下方向の位置によって予測不可能に変動するという問題を有していた。
【００１５】
本発明は以上述べたような課題を解決すべく創出されたもので、溶接ヘッドに電力が必
要な溶接において、低荷重で正確な荷重制御が要求された場合も、その荷重制御に悪影響
を与えない給電部材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、接合の際に被接合物に向かって移動するヘッドに対し、装置本体側から前記
ヘッド側へ電力を供給するための給電部材であって、可撓性を有する板状導電部材から成
り、前記ヘッドの移動方向と直交する平面に対して略平行な姿勢で保持され、前記ヘッド
の移動方向から見た場合少なくとも２箇所以上の略直角の曲折箇所を有する帯状の形状で
あり、この帯状の形状の一端が前記装置本体側、他端が前記ヘッド側に接続されているこ
とを特徴とする給電部材を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、給電部材の形態を位置移動自在な節を有する擬似的なリンク機構とし
たので、ヘッドの上下運動に際しても、変形に対する反発力を極力低減させることができ
、さらに横方向への力の発生を抑制することができる。その結果ヘッドの低荷重制御に対
する悪影響を著しく低減させ、安定した接合品質を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
まず本発明に係るリフロー装置の構成を図１に示す。図１は前記リフロー装置の要部斜
視図であり、１は被接合物を載置するステージ、２は支柱、３はアクチュエータ、４はア
クチュエータ３の駆動により上下動するロッド、５はロッド４の下端に固定された絶縁ブ
ロック、６は絶縁ブロック５に固定された一対の給電ブロック、７は電流が流れることに
より発熱するヒータチップ、８は主に絶縁ブロック５と一対の給電ブロック６とヒータチ
ップ７とで構成されるヘッド、９は一対の給電部材、１０は一対の中継ブロック、１１は
中継ブロック１０と電源１２の電極とを接続する一対のケーブルである。
【００１９】
次にこのリフロー装置の動作を説明する。まず操作者が被接合物をステージ１上に載置
し、その接合箇所を位置あわせする。そしてアクチュエータ３を駆動させてヒータチップ
７を下降させ、前記接合箇所を押圧すると共に電源１２から接合用の電力を出力させる。
【００２０】
この接合用の電力は一対のケーブル１１を介して一対の中継ブロック１０に供給され、
さらに一対の給電部材９を介して一対の給電ブロック６に到達する。その結果、これら一
対の給電ブロック６にその両端が固定されたヒータチップ７に電流が流れ、ジュール熱に
よる発熱が生じる。
【００２１】
この接合動作の際、ヘッド８は上下方向に移動するため、一対の中継ブロック１０と一
対の給電ブロック６との上下方向の相対的な移動が生じ、前記両者を電気的に接続する一
対の給電部材９に変形が生じる。この変形に関して図２に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図２（ａ）は図１で示すリフロー装置の一対の給電部材９のみを抜き出した斜視図であ
る。この給電部材９は可撓性を必要とし、尚且つ大きな電流を流すため、同一形状に打ち
抜かれた銅板を積層して構成されている。接合に必要とされる電流の大きさによるが、本
実施例の場合は厚さ３５μｍの銅板を４０枚積層している。
【００２３】
ここで、これらの銅板層は全数が平面形状であり、その平面はほぼヘッド８の移動方向
と直交する平面上にある。また、これら銅板層をヘッド８の移動方向から見た場合、２箇
所の直角の曲折箇所９Ｃ、９Ｄを有した帯状の形状、換言するとコの字形状を呈している
。
【００２４】
図２（ａ）において、９Ａは給電ブロックに接続される部分であり、９Ｂは中継ブロッ
クに接続される部分である。したがって、９Ｂ側を固定部とした場合には９Ａ側が矢印Ｙ
の方向に移動することになる。このように動作した場合の給電部材９の動きを、矢印Ｚの
方向から見た図である図２（ｂ）に基づいて説明する。
【００２５】
図２（ｂ）で示すように給電ブロックに接続された９Ａ部が下方に距離ｍ下がった場合
は、９Ｃ部および９Ｄ部は約ｍ／２下方に下がる。またこのとき９Ｃ部および９Ｄ部は９
Ａ側に距離ｎ移動する。実際のところ給電部材９は平面方向に一体の弾性部材なので、９
Ｃ部と９Ｄ部には上下方向の位置の差が生じ、９Ａ部と９Ｃ部間および９Ｂ部と９Ｄ部間
には略Ｓの字形状の曲げ変形が生じるが、このヘッド８の移動距離ｍが小さい場合には、
擬似的に図２（ｃ）で示すようなリンク機構ととらえることができる。
【００２６】
つまり、図２（ｃ）で示すように一端が９Ａであるリンクと一端が９Ｂであるリンクが
、回動自在な節（９Ｃ，９Ｄ）で連結されたリンク機構と類似の挙動を呈し、このとき節
（９Ｃ、９Ｄ）が矢印アおよびイ方向（図を見て紙面と平行な２次元方向）に移動自在で
あれば、９Ａの上下移動に対する反力を小さくすることが可能になる。
【００２７】
ここで、ヘッド８が接合位置に到達したときの給電部材９反力を小さくするには、待機
時の姿勢では給電ブロック側の接続部である９Ａ部を、９Ｂ部よりも高い位置に設定して
おき、接合ツールの先端が被接合物に接触してさらに押圧が終了するまでの領域を、給電
部材９の変形の少ない領域に合わせるようにするとよい。また、さらに大きなヘッドのス
トロークを必要とする場合は、図６で示した構造のように２段階の摺動部を設けるとよい
。
【００２８】
また、上述したように９Ｃ部、９Ｄ部はそれぞれ９Ａ部、９Ｂ部方向（横方向）に移動
自在なので、ヘッド８は給電部材９によって横方向に力を受けることがない。したがって
、ヘッド８が摺動摩擦の極めて低い機構によってガイドされていたとしても、その性能に
悪影響を及ぼすことがない。
【００２９】
ここまで本発明に係る実施の形態を給電部材がコの字形状である場合について説明して
きたが、図３（ａ）で示すようにＳの字形状であっても同様の作用および効果を奏する。
例えば接合装置の構造的な理由により、給電ブロックの接続箇所のピッチ（距離エ）に比
較して中継ブロックの接続箇所のピッチ（距離ウ）が大い場合には、給電部材を図のよう
にＳの字形状にすることで対応可能である。
【００３０】
この場合の給電部材は図３（ａ）で示すように、直角に曲折した部分を４箇所有した帯
状の部材からなり、そのカ部とキ部が図３（ｂ）で示すリンク機構の同じ記号で示す節の
機能を擬似的に果たすことになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の１実施形態のリフロー装置を示す斜視図
【図２】本発明の１実施形態の詳細を示す斜視図と模式図
【図３】本発明の他の実施形態を示す斜視図と模式図
【図４】従来の実施形態のリフロー装置を示す斜視図
【図５】従来の実施形態の詳細を示す側面図
【図６】他の従来の実施形態を示す側面図
【符号の説明】
【００３２】
１  ステージ
２  支柱
３  アクチュエータ
４  ロッド
５  絶縁ブロック
６  給電ブロック
７  ヒータチップ
８  ヘッド
９  給電部材
１０  中継ブロック
１１  ケーブル
１２電源
【図１】
2006000918.tif 000003
【図２】
2006000918.tif 000004
【図３】
2006000918.tif 000005
【図４】
2006000918.tif 000006
【図５】
2006000918.tif 000007
【図６】
2006000918.tif 000008