(57)【要約】【課題】チップとその周辺の物体との干渉を回避しつつ、ワークの接合面に対して垂直方向に加圧できワークを最適に接合できること。【解決手段】超音波接合装置は、超音波振動するチップと、チップと相対するアンビルと、を備え、チップをアンビル側に加圧することでチップとアンビルとでワークを挟み込むと共に、チップからワークに対し超音波振動を伝達することでワークを接合する。チップは、チップの加圧方向に延在する基部と、基部の一端から加圧方向と垂直方向に延在し、アンビルとの間でワークを挟み込むと共に、ワークに対し超音波振動を伝達する振動伝達部と、基部の一端から加圧方向と垂直方向かつ振動伝達部と反対方向に延在する支持部と、を有する。アンビルは、チップの支持部を、チップの加圧方向とは反対方向に押圧することで、支持部を支持する調整部を有する。【選択図】図２
2019005779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動するチップと、該チップと相対するアンビルと、を備え、
前記チップを前記アンビル側に加圧することで該チップと該アンビルとでワークを挟み込むと共に、前記チップから前記ワークに対し超音波振動を伝達することで、該ワークを接合する超音波接合装置であって、
前記チップは、
前記チップの加圧方向に延在する基部と、
該基部の一端から前記加圧方向と垂直方向に延在し、前記アンビルとの間で前記ワークを挟み込むと共に、前記ワークに対し前記超音波振動を伝達する振動伝達部と、
該基部の一端から前記加圧方向と垂直方向かつ前記振動伝達部と反対方向に延在する支持部と、を有し、
前記アンビルは、
前記チップの支持部を、前記チップの加圧方向とは反対方向に押圧することで、該支持部を支持する調整部を有する、
ことを特徴とする超音波接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップとアンビルとでワークを挟み込むと共にチップからワークに対し超音波振動を伝達することでワークを接合する超音波接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップとその周辺の物体との干渉を回避するためにチップをＬ字状に形成した超音波接合装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１２５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記超音波接合装置１００においては、チップ１０１を加圧する際の加圧方向の線上にワークＷが配置されない（図３）。このため、ワークＷの接合面に対して垂直方向に加圧することが困難となり、ワークＷを最適に接合できない虞がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、チップとその周辺の物体との干渉を回避しつつ、ワークの接合面に対して垂直方向に加圧できワークを最適に接合できる超音波接合装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
超音波振動するチップと、該チップと相対するアンビルと、を備え、
前記チップを前記アンビル側に加圧することで該チップと該アンビルとでワークを挟み込むと共に、前記チップから前記ワークに対し超音波振動を伝達することで、該ワークを接合する超音波接合装置であって、
前記チップは、
前記チップの加圧方向に延在する基部と、
該基部の一端から前記加圧方向と垂直方向に延在し、前記アンビルとの間で前記ワークを挟み込むと共に、前記ワークに対し前記超音波振動を伝達する振動伝達部と、
該基部の一端から前記加圧方向と垂直方向かつ前記振動伝達部と反対方向に延在する支持部と、を有し、
前記アンビルは、
前記チップの支持部を、前記チップの加圧方向とは反対方向に押圧することで、該支持部を支持する調整部を有する、
ことを特徴とする超音波接合装置
である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、チップとその周辺の物体との干渉を回避しつつ、ワークの接合面に対して垂直方向に加圧できワークを最適に接合できる超音波接合装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波接合装置の概略的な構成を示す概略図である。
【図２】図１に示すＡ部分を拡大した拡大図である。
【図３】超音波接合装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る超音波接合装置の概略的な構成を示す概略図である。本実施形態に係る超音波接合装置１は、チップ４をアンビル６側に加圧することで該チップ４と該アンビル６とでワークＷを挟み込むと共に、チップ４からワークＷに対し超音波振動を伝達することで、該ワークＷを接合する。
【００１０】
超音波接合装置１は、超音波振動を発生する振動子２と、超音波振動を伝達するウェッジリード３と、超音波振動するチップ４と、チップ４を加圧する加圧部５と、ワークＷを固定するアンビル６と、を備えている。
【００１１】
ウェッジリード３は、チップ４の上側に振動可能に立設されている。ウェッジリード３の中間部には、振動子２が連結されている。振動子２は、ウェッジリード３を超音波振動させる。ウェッジリード３の下端部には、チップ４が連結されている。超音波振動がウェッジリード３を介してチップ４に伝達されることで、チップ４は超音波振動する。チップ４は、例えば、炭素工具鋼などにより形成されている。チップ４は、ワークＷを超音波振動させる。チップ４は略Ｔ字状に形成されている。
【００１２】
加圧部５は、ウェッジリード３の上端部に設けられている。加圧部５は、ウェッジリード３の上端部を下方向（アンビル６側）へ加圧する。これにより、チップ４は、ウェッジリード３を介して、下方向へ加圧される。アンビル６は、チップ４の下側に配置され、チップ４と相対している。
【００１３】
ところで、従来の超音波接合装置１００において、チップ１０１とその周辺の物体との干渉を回避するために、チップ１０１がＬ字状に形成されている（図３）。この場合、チップ１０１を加圧する際の加圧方向の線上にワークＷが配置されない。このため、チップ１０１に撓みなどが生じ、ワークＷの接合面に対して垂直方向に加圧することができない。撓んだチップ１０１を超音波振動させた場合、超音波接合装置１００（チップ１０１、ウェッジリードなど）の故障に繋がる虞がある。また、チップ１０１が撓むことにより、ワークＷに均一の荷重が掛からず、ワークＷの接合面積が減る。このため、その接合部の引張強度の低下に繋がる虞がある。
【００１４】
図２は、図１に示すＡ部分を拡大した拡大図である。
これに対し本実施形態に係る超音波接合装置１において、図２に示す如く、チップ４は、チップ４の加圧方向に延在する基部４１と、基部４１の下端から一方に延在する振動伝達部４２と、基部４１の下端からその一方とは逆方向の他方に延在する支持部４３と、を有している。基部４１、振動伝達部４２、及び、支持部４３は、一体で成形されている。
【００１５】
振動伝達部４２は、基部４１の下端から加圧方向と垂直方向に延在する。振動伝達部４２は、アンビル６との間でワークＷを挟み込むと共に、ワークＷに対し超音波振動を伝達する。支持部４３は、基部４１の下端から加圧方向と垂直方向、かつ、振動伝達部４２と反対方向に延在する。
【００１６】
アンビル６は、チップ４の支持部４３を、チップ４の加圧方向とは反対方向に押圧することで、該支持部４３を支持する調整部６１を有している。調整部６１は、チップ４の支持部４３側の高さを調整する。
【００１７】
調整部６１は、例えば、チップ４の支持部４３を押圧する押圧部材６１２と、押圧部材６１２を付勢する弾性部材６１３と、を有している。押圧部材６１２は、アンビル６に形成された穴部６１１内を上下方向へ摺動し、チップ４の支持部４３の下面を上方へ押圧する。弾性部材６１３は、穴部６１１内に固定され、押圧部材６１２を上方へ付勢する。弾性部材６１３は、押圧部材６１２を、チップ４の支持部４３の下面に押圧する。
【００１８】
例えば、弾性部材は、バネ部材である。弾性部材６１３のバネ定数は、上記チップ４の加圧時にチップ４が水平状態が維持されるように、加圧部５の加圧力に応じて適切に設定される。より具体的には、加圧部５の加圧力が大きくなると、弾性部材６１３のバネ定数はより高く設定される。
【００１９】
アンビル６のチップ４の振動伝達部４２と相対する位置には、上方へ突出する突状部６２が形成されている。ワークＷは、アンビル６の突状部６２の上面と、チップ４の振動伝達部４２の下面との間で挟み込まれている。
【００２０】
本実施形態に係る超音波接合装置１によれば、チップ４の基部４１の上端が下方向へ加圧されると、チップ４の振動伝達部４２はワークＷに当接する。その振動伝達部４２を支点にして、支持部４３が下側に沈み込もうとする。しかし、アンビル６の調整部６１は、チップ４の支持部４３を加圧方向とは反対方向（上方）に押圧することで、該支持部４３を支持する。これにより、チップ４は水平状態に維持される。したがって、ワークＷの接合面に対して垂直方向に加圧でき、ワークＷを最適に接合できる。すなわち、チップ４とその周辺の物体との干渉を回避しつつ、ワークＷを最適に接合できる。
【００２１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２２】
１  超音波接合装置、２  振動子、３  ウェッジリード、４  チップ、５  加圧部、６  アンビル、４１  基部、４２  振動伝達部、４３  支持部、６１  調整部、６２  突状部、６１１  穴部、６１２  押圧部材、６１３  弾性部材
【図１】
2019005779.tif 000003
【図２】
2019005779.tif 000004
【図３】
2019005779.tif 000005