(57)【要約】【課題】複数の接合対象物の接合面に断面積の大きな長尺可撓性の接続導体を順次超音波接合して、最終接合位置で接続導体を鋭利に断裁して、接合剥離が発生しないようにする。【解決手段】可動テーブル２００によって平面移動する基板１０１に搭載された複数の接合対象物１０６・１０２・１０４に対して、順次超音波接合される長尺可撓性の接続導体１１０は、最終の接合位置１０４において断裁ツール４１０によって切断され、断裁ツール４１０は接続導体１１０の経路誘導ツール４２０と超音波接合用の被加振ツール３１０との間にあって、表カッタと裏カッタとを備えている。被加振ツール３１０と断裁ツール４１０とはそれぞれ独立して昇降動作が行えるので、断裁位置と接合面位置に落差があってもよく、裏カッタの配置が可能となる。【選択図】図３
2015026772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、
前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端を切断する断裁ツールと、
前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、
前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルと
を有する接続導体の接合断裁装置であって、
前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブルと第二の昇降テーブルとに分割して構成されており、
前記可動テーブルには、前記複数の接合対象物が搭載された前記基板が載置されるか、又は前記第一及び第二の昇降テーブルが搭載されて、
前記基板は前記被加振ツールと、前記断裁ツール及び前記経路誘導ツールとは間隙をおいて対向配置され、
前記第一の昇降テーブルには、前記被加振ツールに超音波振動を付与する超音波振動機構と、前記被加振ツールを前記接続導体の表面に所定圧力で押圧する押圧機構と、前記被加振ツールとが一体化されて、第一の昇降機構によって昇降動作を行い、
前記第二の昇降テーブルには、前記経路誘導ツールと、断裁駆動機構とカッタとを含む前記断裁ツールとが搭載されて、第二の昇降機構によって昇降動作を行い、
前記断裁ツールは前記経路誘導ツールと前記被加振ツールとの間にあって、相互に隣接して配置されるものであるとともに、当該断裁ツールは前記経路誘導ツールの一部となって前記接続導体を誘導する貫通路を備え、
前記貫通路の開口端には、前記接続導体の裏面側に位置する裏カッタと、前記接続導体の表面側に位置する表カッタが配置されて、当該表カッタと前記裏カッタとが協働して前記接続導体を断裁する前記カッタを構成し、
前記開口端から導出された前記接続導体は、前記接合対象物の接合面と下降待機位置にある前記被加振ツールの押圧端面との間隙空間を通過し、
前記カッタは、最終の前記接合対象物の接合面に対し前記被加振ツールが接近下降して、前記接続導体が押圧された以降の時期において、前記断裁駆動機構によって前記接続導体を断裁する
ことを特徴とする接続導体の接合断裁装置。
【請求項２】
前記カッタは切断線の一端から他端にかけて順次前記接続導体を断裁する斜め刃であるか、又は一端を支点として回動して、他端の断裁ストロークは前記接続導体の厚さ寸法を超える値となっており、
前記開口端の下部は前記カッタの可動寸法以上の厚さ寸法を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項３】
前記カッタを駆動する前記断裁駆動機構は、断裁モータによって回転駆動されるカム円板を備え、
前記接続導体の断裁開始から断裁完了までの所要時間は、前記カム円板の回転速度によって可変設定される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項４】
前記カッタを駆動する前記断裁駆動機構は断裁モータによって回転駆動されるカム円板と、当該カム円板の回転動作に応動して、一端を支軸として回動し他端で前記表カッタを押圧する回動レバーとを備え、
前記接続導体の断裁開始から断裁完了までの所要時間は、前記カム円板の回転速度によって可変設定される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項５】
前記断裁ツールに設けられた前記貫通路には、前記接続導体の押圧保持機構が設けられ、
前記押圧保持機構は前記表カッタと前記裏カッタによる前記接続導体の断裁が開始する前に前記接続導体を前記貫通路の内面に押圧して、断裁分力によって前記接続導体が前記開口端から引き出されるのを防止するとともに、前記経路誘導ツールによって傾斜角を有する前記接続導体の端部に水平平坦部を生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項６】
前記押圧保持機構が前記接続導体を前記貫通路の内面に押圧していないときの、押圧面と前記貫通路の内面との間の間隙寸法Ｇから前記接続導体の厚さ寸法Ｔを減じた実間隙寸法と、前記貫通路の長さ寸法Ｌとの比率（Ｇ−Ｔ）／Ｌは所定の値に可調整設定されている
ことを特徴とする請求項５に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項７】
基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、
前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端を切断する断裁ツールと、
前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、
前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルと
を有する接続導体の接合断裁装置であって、
前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブルと第二の昇降テーブルとに分割して構成されており、
前記可動テーブルには、前記複数の接合対象物が搭載された前記基板が載置されるか、又は前記第一及び第二の昇降テーブルが搭載されて、
前記基板は前記被加振ツールと、前記断裁ツール及び前記経路誘導ツールとは間隙をおいて対向配置され、
前記第一の昇降テーブルには、前記被加振ツールに超音波振動を付与する超音波振動機構と、前記被加振ツールを前記接続導体の表面に所定圧力で押圧する押圧機構と、前記被加振ツールとが一体化されて、第一の昇降機構によって昇降動作を行い、
前記第二の昇降テーブルには、前記経路誘導ツールと、断裁駆動機構とカッタとを含む前記断裁ツールとが搭載されて、第二の昇降機構によって昇降動作を行い、
前記経路誘導ツールには回転駆動量が制御できる送りモータによって回転駆動される送りローラが設けられ、
前記カッタを通過する前記接続導体の長さ寸法は、前記送りローラの回転量に比例した値となっていて、
前記複数の接合対象物を接続する前記接続導体の断裁部分の全長は、前記送りモータによる前記接続導体の送出し寸法によって制御される
ことを特徴とする接続導体の接合断裁装置。
【請求項８】
前記送りモータは、一対の回転ローラである前記送りローラとピンチローラの一方又は両方を回転駆動し、
前記一対の回転ローラの一方又は両方は、前記接続導体よりも低硬度の樹脂材で構成されているとともに、一方は他方に対して圧接機構によって所定圧力で圧接されている
ことを特徴とする請求項７に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項９】
前記第二の昇降テーブルの昇降動作に対して静止状態で設置され、前記接続導体が巻回された回転リールを備えるとともに、前記回転リールから巻き出された前記接続導体は、前記第二の昇降テーブルに搭載された手繰りローラと前記経路誘導ツールとを経由して前記断裁ツールのカッタ位置に誘導され、
前記手繰りローラは前記送りモータが停止している期間に、揺動駆動機構によって揺動駆動が行われて、前記回転リールから前記接続導体を手繰り出して、前記送りモータの位置までの前記接続導体の弛みを生成する
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項１０】
前記第二の昇降テーブルの昇降動作に対して静止状態で設置され、前記接続導体が巻回された回転リールを備えるとともに、前記回転リールの回転軸、又は当該回転リールの出口に設けられた巻出ローラは巻出モータによって積極的に巻出し駆動され、前記回転リールから巻き出された前記接続導体は、前記第二の昇降テーブルに搭載された弛み検出センサと前記経路誘導ツールとを経由して前記断裁ツールのカッタ位置に誘導され、
前記巻出モータは前記送りモータが停止している期間に、前記回転リールから前記接続導体を巻き出して、前記送りモータの位置までの前記接続導体の弛みを生成する
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項１１】
前記複数の接合対象物を搭載した前記基板は、Ｘ軸駆動機構又はＹ軸駆動機構によって前記接合面と平行するＸ軸又はＹ軸方向に移動する前記可動テーブル上に搬入搭載され、  前記超音波振動機構と前記押圧機構と前記被加振ツールを搭載した前記第一の昇降テーブルと、前記経路誘導ツールと前記断裁ツールを搭載した前記第二の昇降テーブルと、前記可動テーブルとは、共通の静止架台に対して装着されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項７に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項１２】
前記複数の接合対象物を搭載した前記基板は、前記可動テーブルと間隙をおいて対向配置されて、コンベア又は静止架台上に搭載されており、
前記超音波振動機構と前記押圧機構と前記被加振ツールを搭載した前記第一の昇降テーブルと、前記経路誘導ツールと前記断裁ツールを搭載した前記第二の昇降テーブルとは、Ｘ軸駆動機構又はＹ軸駆動機構によって駆動される前記可動テーブル上に搭載されて、前記接合面と平行するＸ軸又はＹ軸方向に移動する
ことを特徴とする請求項１又は請求項７に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項１３】
基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、
前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端をカッタで切断する断裁ツールと、
前記接続導体を前記断裁ツールの開口端から送出す送りモータと、
前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、
前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な第一及び第二の昇降テーブルと、
を有する接続導体の接合断裁装置に対する接続導体の接合断裁制御方法であって、
前記第一の昇降テーブルに搭載された前記被加振ツールと当該被加振ツールに高周波振動を付与する超音波振動機構と、当該被加振ツールを前記接続導体に押圧する押圧機構と、前記第一の昇降テーブルの昇降を行う第一の昇降機構とによって構成された超音波接合ユニットに対する超音波接合制御ユニットと、前記第二の昇降テーブルに搭載された前記断裁ツールと前記経路誘導ツールと、前記第二の昇降テーブルの昇降を行う第二の昇降機構と、前記可動テーブルを駆動するＸ軸駆動機構又はＹ軸駆動機構とによって構成された周辺付帯ユニットに対する周辺付帯制御ユニットとを備えるとともに、
前記第一及び第二の昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができるように分割して構成されており、
前記超音波接合制御ユニットと前記周辺付帯制御ユニットは相互に制御信号の交信を行いながら前記超音波接合ユニット及び前記周辺付帯ユニットに対する連携制御を行う
ことを特徴とする接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１４】
前記周辺付帯制御ユニットは第１ステップと、第５ステップと、第６ステップを分担し、
前記超音波接合制御ユニットは第２ステップと、第３ステップと、第４ステップを分担し、
前記第１ステップは、前記接続導体を前記断裁ツールで断裁した後に、前記被加振ツールを前記複数の接合対象物の一つの接合面の上部に相対移動させるとともに、前記接続導体を前記送りモータによって前記接合面の上部に送出し、
前記第２ステップは、前記第１ステップによって送出された前記接続導体を前記被加振ツールによって前記接合面上部に接近下降させ、
前記第３ステップは、前記第２ステップによって下降した前記被加振ツールを更に下降させて、前記接合面に予備加圧し、前記接続導体の接合面部を形成してから押圧力を解除し、
前記第４ステップは、前記第３ステップに続いて前記被加振ツールを再び下降させて前記接合面に押圧して超音波振動を付与し、前記接続導体を前記複数の接合対象物の一つの接合面に超音波接合し、
前記第５ステップは、前記第４ステップに続いて前記被加振ツールを次の接合対象物の接合面の上方に相対移動させるとともに、前記送りモータが前記接続導体を所定寸法だけ送出し、
前記第６ステップは、前記複数の接合対象物に対する前記接続導体の超音波接合が完了するまで、前記第２ステップから第５ステップまでを繰返した後の前記第４ステップに続いて、前記断裁ツールを用いて前記接続導体を断裁し、
前記第６ステップで一つの前記基板上に搭載された複数の接合対象物に対する前記接続導体の接合と断裁の一つの単位を完了し、同一基板上で他の単位の接合と断裁がある場合には前記第１ステップから第６ステップを繰り返して実行し、一つの基板に対する接合と断裁が完了した前記第６ステップに続いて、次なる基板が搬入されて前記第１ステップに移行する
ことを特徴とする請求項１３に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１５】
前記周辺付帯制御ユニットは更に、先行ステップを分担し、
前記第１ステップの前工程として、前記第６ステップによる前記接続導体の断裁が行われているか、もしくは、段取り替え後の初回動作においては、前記先行ステップにおいて前記断裁ツールの開口端からはみだしている前記接続導体のはみだし部を前記カッタで断裁し、前記経路誘導ツールから所定の傾斜角をもって送出された前記接続導体は、前記断裁ツールの中に設けられた押圧保持機構によって水平方向に押圧成形され、
前記第１ステップに続く初回の第２ステップにおいて、前記被加振ツールは前記押圧成形された水平平坦部を前記接合対象物の接合面に接近又は当接する
ことを特徴とする請求項１４に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１６】
前記周辺付帯制御ユニットは更に、補助ステップを分担し、
前記補助ステップは、前記超音波接合制御ユニットが前記第２ステップにおいて被加振ツールを下降させる過程において、前記送りモータを駆動して前記接続導体の更なる送出しを行う
ことを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１７】
前記第３ステップにおいて、前記被加振ツールの押圧機構は、前記被加振ツールによって前記接続導体を押圧する圧力が、第一の所定圧力以上となるように前記被加振ツールを追下降させて、前記接続導体を前記接合対象物に押圧し、続いて前記被加振ツールによる押圧力が第二の所定圧力以下となるように後退減圧し、
前記第４ステップでは、前記被加振ツールによる押圧力が第三の所定圧力となるまで前記接続導体を前記接合対象物に押圧し、続いて前記被加振ツールの加振動作を開始して超音波接合を行う
ことを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１８】
前記第６ステップにおいて、前記接続導体の断裁を行う前工程として、まず前記被加振ツールを上昇させ、続いて前記断裁ツールを前記接合面側に接近移動させながら前記送りモータを逆転駆動して、前記接近移動に伴う前記接続導体の弛みを吸収しておく
ことを特徴とする請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の接合対象物の接合面に対し、長尺可撓性の接続導体を順次超音波接合して電気的接続を行い、接合終端位置で接続導体を断裁するようにした接続導体の接合断裁装置及び接合断裁制御方法、特には接合対象物が例えば電力半導体素子を含み、大電流が流れる断面積の大きな接続導体であるものに適した接続導体の接合断裁装置及び接合断裁制御方法の改良技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１個又は複数個の電力半導体素子の電極パッドと外部接続用のケース端子との間を、例えばテープ状の平角金属導体であるアルミ箔リボン又は銅箔リボンによって直列接続し、このような直列接続を１単位とし、複数単位の電力半導体素子を一つの回路基板上に搭載した電力半導体モジュールの製造工程において、超音波接合によるリボンボンディングを行うための様々な技術が開示されている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１「半導体モジュール製造方法」の図５、図６において、超音波振動が付与されて半導体チップ１２上のＢ点で超音波接合が行われるウエッジボンドツール２６はカッタ２８を備え、接続導体であるワイヤ１６を超音波接合後にその近傍の空中でハーフカット（図５）し、更に移動してこれを引きちぎる（図６）ことによって、ワイヤ切断時に半導体チップ１２に衝撃、傷などを与えないようになっている。なお、ワイヤ１６はワイヤガイド２４から供給され、ワイヤガイド２４にはクランパ２２が設けられていて、空中位置への移動時にはクランパ２２が解除されているが、カッタ２８でハーフカットするとき以降にはクランパ２２がワイヤ１６を保持し、ウエッジボンドツール２６とカッタ２８とワイヤガイド２４とが一体となって、半導体チップ１２から相対移動するときには図示されないワイヤリールからワイヤ１６が引き出されるようになっている。また、カッタ２８とワイヤガイド２４とは、ウエッジボンドツール２６を挟んで配置されているので、ワイヤ１６を切断したときにはウエッジボンドツール２６の先端面にワイヤ１６が回りこんでおり、これによって他の接合面に対する接合開始時にワイヤ１６の送出しが不要となっている。
【０００４】
また、下記の特許文献２「ワイヤボンディング方法及びワイヤボンディング装置」の図２、図３によれば、超音波振動が付与されるツール３とワイヤガイド２５との間にカッタ６が配置され、図２においてボンディングワイヤ４の超音波接合を行い、カッタ６による切断を行ってから、図３において全体が上昇するとともにワイヤガイド２５が傾倒し、ここでサーボモータによるワイヤ送出機構２１によってボンディングワイヤ４がツール３の先端面に送り込まれ、他の接合面に対する接合の準備が行われるようになっている。なお、一つの接合点から他の接合点へ移動する過程においても、ワイヤ送出機構２１によってボンディングワイヤ４が送出されるようになっている。
【０００５】
その他、下記の特許文献３「ワイヤ・ボンディング・キャピラリ装置及び方法」の図２によれば、超音波ボンディング・キャピラリ１０２にはリボン状ワイヤ１０４のクランプ押さえ部１１８とカッティング・ツール１２４が設けられ、カッティング・ツール１２４はクランプ押さえ部１１８の端面位置でリボン状ワイヤ１０４をせん断状に断裁するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−０２６０５８号公報（図４、要約、図５、図６段落［００１４］）
【特許文献２】特開２００８−２７０５５６号公報（図１、要約、図２、図３、段落［００１４］、［００１５］）
【特許文献３】特表２００８−５４３１１５号公報（図２、要約、段落［００１６］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（１）従来技術の課題の説明
前記特許文献１による「半導体モジュール製造方法」では、ワイヤ１６の送出し用モータが不要となる特徴があるが、カッタ２８がウエッジボンドツール２６の反対側に設けられているので、ワイヤ１６を切断するときにはウエッジボンドツール２６のシフトバック動作が必要となるとともに、ワイヤ１６はハーフカットと引きちぎりによって切断されるので、切断張力が超音波接合面を接合剥離するおそれがある。
【０００８】
特に、接続導体が断面積の大きな平角線である場合、ハーフカットと引きちぎりに必要な張力が大きくなり、これが超音波接合面の局部に作用して接合剥離を促進する問題点がある。また、カッタ２８とワイヤガイド２４がウエッジボンドツール２６を挟む位置に配置されているので、ウエッジボンドツール２６を主体とする超音波接合ユニットと、カッタ２８とその駆動機構及びワイヤガイド２４とを含む周辺付帯ユニットを分離することが困難であり、汎用の超音波接合ユニットを利用することが困難となる問題点がある。
【０００９】
前記特許文献２による「ワイヤボンディング方法及びワイヤボンディング装置」では、カッタ６は第二接合部Ｓ２の直近位置でボンディングワイヤ４を切断するので、第二接合端子Ｔ２は半導体素子の電極とすることができず、必ずケース端子面としておく必要があり、もしも半導体素子の表面で切断すると半導体素子を損傷するおそれがある。また、カッタ６がツール３とワイヤガイド２５との間に設けられているので、ボンディングワイヤ４を切断した後に、ワイヤ送出機構２１によってワイヤを送出しておく必要がある。
【００１０】
しかし、ワイヤ送出機構２１によって回転駆動される一対のローラ２２は、ワイヤガイド傾斜機構であるスライドベース１７と電動モータ１９の外側に設けられていて、ツール３の端面から比較的遠隔位置に配置されているので、ボンディングワイヤ４の送出し長さを正確に制御することが困難となる問題がある。
【００１１】
特に、接続導体が平角線である場合、中空のワイヤガイド２５の中で、ワイヤが蛇腹状に屈曲して送出しが困難であるとともに、送り用のローラ２２の回転量とツール３の端面に送出された実際の長さ寸法が変動不一致となる問題点がある。また、ツール３を主体とする超音波接合ユニットと、カッタ６とその駆動機構、ワイヤガイド２５とワイヤ送出機構２１を含む周辺付帯ユニットとは一体化されて構成されており、接合部材に応じて汎用の超音波接合ユニットを容易に取り替えて利用することができない構成となっている。
【００１２】
前記特許文献３による「ワイヤ・ボンディング・キャピラリ装置及び方法」では、リボン状ワイヤ１０４はカッティング・ツール１２４とクランプ押さえ部１１８によってせん断状に断裁されるので、ワークピース１０６を損傷しない特徴があるが、切断されたリボン状ワイヤ１０４を超音波ボンディング・キャピラリ１０２の先端面に送り込むことが困難となる。
【００１３】
また、超音波ボンディング・キャピラリ１０２を主体とする超音波接合ユニットと、カッティング・ツール１２４とその駆動機構、及びクランプ押さえ部１１８とその駆動機構、及びリボン状ワイヤ１０４の送出機構を含む周辺付帯ユニットとは一体化されて構成される必要性があり、汎用の超音波接合ユニットを利用することができない問題点がある。
【００１４】
（２）本発明の目的
この発明の第一の目的は、断面積の大きな接続導体を鋭利に切断し、半導体素子に損傷を与えない断裁ツールを有する接続導体の接合断裁装置を提供することである。
【００１５】
この発明の第二の目的は、断面積の大きな接続導体を正確な寸法で超音波接合部位へ送出すことができる経路誘導ツールを有する接続導体の接合断裁装置を提供することである。
【００１６】
この発明の第三の目的は、被加振ツールを主体とする超音波接合ユニットと、接続導体の断裁ツールと経路誘導ツールを含む周辺付帯ユニットとを分割構成して、汎用の超音波接合ユニットを利用することができるようにした接続導体の接合断裁制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明の第一の発明による接続導体の接合断裁装置は、基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端を切断する断裁ツールと、前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルとを有する接続導体の接合断裁装置であって、前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブルと第二の昇降テーブルとに分割して構成されており、前記可動テーブルには、前記複数の接合対象物が搭載された前記基板が載置されるか、又は前記第一及び第二の昇降テーブルが搭載されて、前記基板は前記被加振ツールと、前記断裁ツール及び前記経路誘導ツールとは間隙をおいて対向配置され、前記第一の昇降テーブルには、前記被加振ツールに超音波振動を付与する超音波振動機構と、前記被加振ツールを前記接続導体の表面に所定圧力で押圧する押圧機構と、前記被加振ツールとが一体化されて、第一の昇降機構によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブルには、前記経路誘導ツールと、断裁駆動機構とカッタとを含む前記断裁ツールとが搭載されて、第二の昇降機構によって昇降動作を行い、前記断裁ツールは前記経路誘導ツールと前記被加振ツールとの間にあって、相互に隣接して配置されるものであるとともに、当該断裁ツールは前記経路誘導ツールの一部となって前記接続導体を誘導する貫通路を備え、前記貫通路の開口端には、前記接続導体の裏面側に位置する裏カッタと、前記接続導体の表面側に位置する表カッタが配置されて、当該表カッタと前記裏カッタとが協働して前記接続導体を断裁する前記カッタを構成し、前記開口端から導出された前記接続導体は、前記接合対象物の接合面と下降待機位置にある前記被加振ツールの押圧端面との間隙空間を通過し、前記カッタは、最終の前記接合対象物の接合面に対し前記被加振ツールが接近下降して、前記接続導体が押圧された以降の時期において、前記断裁駆動機構によって前記接続導体を断裁するようになっている。
【００１８】
この発明の第二の発明による接続導体の接合断裁装置は、基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端を切断する断裁ツールと、前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルとを有する接続導体の接合断裁装置であって、前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブルと第二の昇降テーブルとに分割して構成されており、前記可動テーブルには、前記複数の接合対象物が搭載された前記基板が載置されるか、又は前記第一及び第二の昇降テーブルが搭載されて、前記基板は前記被加振ツールと、前記断裁ツール及び前記経路誘導ツールとは間隙をおいて対向配置され、前記第一の昇降テーブルには、前記被加振ツールに超音波振動を付与する超音波振動機構と、前記被加振ツールを前記接続導体の表面に所定圧力で押圧する押圧機構と、前記被加振ツールとが一体化されて、第一の昇降機構によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブルには、前記経路誘導ツールと、断裁駆動機構とカッタとを含む前記断裁ツールとが搭載されて、第二の昇降機構によって昇降動作を行い、前記経路誘導ツールには回転駆動量が制御できる送りモータによって回転駆動される送りローラが設けられ、前記カッタを通過する前記接続導体の長さ寸法は、前記送りローラの回転量に比例した値となっていて、前記複数の接合対象物を接続する前記接続導体の断裁部分の全長は、前記送りモータによる前記接続導体の送出し寸法によって制御されるようになっている。
【００１９】
この発明の第三の発明による接続導体の接合断裁制御方法は、基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端をカッタで切断する断裁ツールと、前記接続導体を前記断裁ツールの開口端から送出す送りモータと、前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な第一及び第二の昇降テーブルと、を有する接続導体の接合断裁装置に対する接続導体の接合断裁制御方法であって、前記第一の昇降テーブルに搭載された前記被加振ツールと当該被加振ツールに高周波振動を付与する超音波振動機構と、当該被加振ツールを前記接続導体に押圧する押圧機構と、前記第一の昇降テーブルの昇降を行う第一の昇降機構とによって構成された超音波接合ユニットに対する超音波接合制御ユニットと、前記第二の昇降テーブルに搭載された前記断裁ツールと前記経路誘導ツールと、前記第二の昇降テーブルの昇降を行う第二の昇降機構と、前記可動テーブルを駆動するＸ軸駆動機構又はＹ軸駆動機構とによって構成された周辺付帯ユニットに対する周辺付帯制御ユニットとを備えるとともに、前記第一及び第二の昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができるように分割して構成されており、前記超音波接合制御ユニットと前記周辺付帯制御ユニットは相互に制御信号の交信を行いながら前記超音波接合ユニット及び前記周辺付帯ユニットに対する連携制御を行うようになっている。
【発明の効果】
【００２０】
以上のとおり、この発明の第一の発明による接続導体の接合断裁装置によれば、複数の接合対象物に対して順次超音波接合される長尺可撓性の接続導体は、最終の接合位置において断裁ツールによって切断され、断裁ツールは接続導体の経路誘導ツールと超音波接合用の被加振ツールとの間にあって、表カッタと裏カッタとを備えており、被加振ツールと断裁ツールとはそれぞれ独立して昇降動作が行えるようになっている。
【００２１】
従って、断裁ツールは基板上の障害物に接触しない範囲で接近下降させ、被加振ツールは空間部を通過する接続導体の上部位置で待機させるように、個々に昇降位置を可変設定することができるので、接続導体の裏面側に裏カッタを設置するスペースを確保することができて、大電流が流れて比較的断面積の大きな接続導体を鋭利に断裁して、接合部分が剥離せず、断裁微片が散乱することもなく、高品質な接合と断裁を行うことができる効果がある。
【００２２】
また、断裁ツールが被加振ツールと経路誘導ツールとの間に設けられているので、接続導体と接合対象物との超音波接合が完了した時点において、断裁ツールをシフトバックしなくてもそのままの位置で断裁を行うことができ、断裁ツールを付加しても周辺の所要スペースが増大するのを抑制することができる効果がある。更に、断裁ツールは被加振ツールに隣接して配置されているので、最終接合位置からの切残し部分を短くして接続導体を断裁することができる効果がある。
【００２３】
以上のとおり、この発明の第二の発明による接続導体の接合断裁装置によれば、複数の接合対象物に対して順次超音波接合される長尺可撓性の接続導体は、経路誘導ツールに設けられた送りモータと送りローラによって積極的に供給され、複数の接合対象物を接続する接続導体の全長、或いは初回の送出し自由端の長さは送りモータの回転量によって制御されるようになっている。
【００２４】
従って、被加振ツールは、複数の接合対象物間においてアーチ状の迂回空間距離を有する接続導体の長さよりも、短い空間移動距離で相対移動することができるので、相対移動の所要時間が短縮されて、全体としての能率が向上する効果がある。
【００２５】
また、大電流が流れて比較的断面積の大きな接続導体を、可動テーブルの移動と連動して送り出しすることによって、既に超音波接合が行われた接合部分に無理をかけず、所望の空間曲線を描いて次の接合部分へ橋渡しすることができるとともに、最終位置ではカッタによって断裁を行って、高品質な接合と断裁を行うことができる効果がある。
【００２６】
更に、断裁ツールと送りモータを有する経路誘導ツールとは、一体となって第二の昇降機構によって昇降駆動されるので、カッタと隣接した位置に送りローラを設け、接続導体の折れ曲がりが発生しないで確実に接続導体を送り出すことができる効果がある。
【００２７】
以上のとおり、この発明の第三の発明による接続導体の接合断裁制御方法によれば、接続導体の接合断裁装置は超音波接合ユニット及び周辺付帯ユニットに分割して構成され、超音波接合制御ユニットと周辺付帯制御ユニットは相互に制御信号の交信を行いながら超音波接合ユニット及び周辺付帯ユニットに対する連携制御を行うようになっている。
【００２８】
従って、ワイヤボンディング用の汎用の超音波接合装置を用いて、安価な構成による接続導体の接合断裁装置を得ることができる効果がある。なお、周辺付帯制御ユニットとしてプログラマブルコントローラを使用すると、ワークの搬入・搬出制御を含め、要求される全体システムに対して柔軟に対応することができる特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１におけるワークの平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるワークの側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における接続導体の接合断裁装置と、ワークとの全体構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１における断裁ツールの構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１における断裁ツールの右側面図である。
【図６】この発明の実施の形態１における経路誘導ツールの構成図である。
【図７】この発明の実施の形態１における接続導体の接合断裁装置の全体動作の手順を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１において、接続導体の始端接合部が第一接合面に接合される場合の説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１において、接続導体の中間接合部が第二接合面に接合される場合の説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態２における接続導体の接合断裁装置と、ワークとの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明による接続導体の接合断裁装置及び接合断裁制御方法を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３１】
実施の形態１．
（１）構成の詳細な説明
まず、この発明の実施の形態１における接続導体の接合断裁装置によって接続導体が接合されるワーク（接合対象物）について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１におけるワークの平面図である。図２は、この発明の実施の形態１におけるワークの側面図である。なお、図２は、図１内の矢印Ａ方向から見たワークの側面図に相当する。また、以降では、ワークの具体例として、電力素子モジュールを用いた場合を例示して説明する。
【００３２】
図１、図２において、ワークとなる電力素子モジュール１００Ａは、回路パターンが生成された基板１０１と、基板１０１上に搭載された例えばパワーダイオード１０２ａと、パワートランジスタ１０４ａと、端子台１０６ａと、制御素子１０８ａと、信号用コネクタ１０９ａとによって構成された第一単位の回路要素と、パワーダイオード１０２ｂと、パワートランジスタ１０４ｂと、端子台１０６ｂと、制御素子１０８ｂと、信号用コネクタ１０９ｂとによって構成された第二単位の回路要素を備えている。
【００３３】
また、図２において、上中下の３端子で構成された端子台１０６ａ・１０６ｂの中端子である接合端子１０７ａ・１０７ｂと、パワーダイオード１０２ａ・１０２ｂの接合電極１０３ａ・１０３ｂと、パワートランジスタ１０４ａ・１０４ｂの接合電極１０５ａ・１０５ｂとは、図２で示す接続導体（図３の接続導体１１０参照）の断裁部分１１１ａ・１１１ｂ（１１１ａは図示されていない）によって電気的に接続されて、電力素子モジュール１００Ｂを構成している。
【００３４】
パワーダイオード１０２ａ・１０２ｂとパワートランジスタ１０４ａ・１０４ｂの他の電極端子は、基板１０１の背面パターンによって端子台１０６ａ・１０６ｂの上下の端子に接続されている。パワートランジスタ１０４ａ・１０４ｂの信号端子と、制御回路素子１０８ａ・１０８ｂと、信号用コネクタ１０９ａ・１０９ｂとは基板１０１に生成された信号用パターン、又は図示しない細線ボンディングワイヤによって相互に接続されている。
【００３５】
なお、以下においてパワーダイオード１０２ａ・１０２ｂは第二接合対象物１０２と総称し、接合電極１０３ａ・１０３ｂは第二接合面１０３と総称し、パワートランジスタ１０４ａ・１０４ｂは第三接合対象物１０４と総称し、接合電極１０５ａ・１０５ｂは第三接合面１０５と総称し、端子台１０６ａ・１０６ｂは第一接合対象物１０６と総称し、接合端子１０７ａ・１０７ｂは第一接合面１０７と総称し、接続導体の断裁部分１１１ａ・１１１ｂは断裁部分１１１と総称する。また、この実施形態において望ましい接合の順序は、第一接合対象物１０６、第二接合対象物１０２、第三接合対象物１０４であって、この順番はＸ軸方向に配列され、第一単位の回路要素と第二単位の回路要素とはＹ軸方向に配列されている。
【００３６】
次に、この発明の実施の形態１における接続導体の接合断裁装置と、ワークの全体構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施の形態１における接続導体の接合断裁装置と、ワークとの全体構成図である。
【００３７】
図３において、ワークとなる電力素子モジュール１００Ａは、第二接合対象物１０２と、第三接合対象物１０４と、第一接合対象物１０６などの回路要素が搭載された基板１０１によって構成されており、この基板１０１は治具となる可動テーブル２００の上に図示しない搬入・搬出機構によって搬入・搬出されるようになっている。
【００３８】
可動テーブル２００は、静止架台５００上に設置され、例えばサーボモータであるＸ軸駆動機構２０１、又はＹ軸駆動機構２０２、更には図示しない回動駆動機構によって、少なくともＸ軸方向、又はＸ・Ｙ軸方向、又はＸ・Ｙ・θ軸方向に移動又は回動できるようになっている。なお、Ｘ軸とＹ軸は図１で示したとおり、第一・第二・第三接合面１０７・１０３・１０５の接合面と平行する方向であり、これと直交する方向をＺ軸方向とするものである。Ｚ軸方向は便宜上から上昇・下降方向とすることがあるが、これは必ずしも天地方向を指すものではない。
【００３９】
第一の昇降テーブル３００は、例えばサーボモータである第一の昇降機構５３０によってＺ軸方向に昇降動作を行うようになっている。第一の昇降テーブル３００には、超音波振動機構３２０によって超音波振動が付与される被加振ツール３１０と、被加振ツール３１０の先端面を、接続導体１１０を介して第一・第二・第三接合対象物１０６・１０２・１０４の接合面に順次押圧するための例えばエアシリンダである押圧機構３３０が搭載されている。
【００４０】
第二の昇降テーブル４００は、例えばサーボモータである第二の昇降機構５４０によってＺ軸方向に昇降動作を行うようになっている。第二の昇降テーブル４００には、図４・図５で後述する断裁ツール４１０と、図６で後述する経路誘導ツール４２０とが搭載されている。
【００４１】
静止架台５００上に設置された回転リール５１０には、例えば厚さ０．４ｍｍ、幅５ｍｍのアルミ箔テープである長尺可撓性の接続導体１１０が巻回されており、回転リール５１０から巻き出された接続導体１１０は手繰りローラ４３０と、ガイドローラ４３２及び経路誘導ツール４２０を経由して、後述の断裁ツール４１０に設けられた貫通路４１１ｃを通過して超音波接合面へ供給されるようになっている。
【００４２】
なお、手繰りローラ４３０は、接続導体１１０の供給量に応じて、例えばエアシリンダである揺動駆動機構４３１によって定期的に下方に押し下げられて回転リール５１０から接続導体１１０を手繰り出し、常時は上方位置で待機していて、弛みを持たせながら接続導体１１０を補給するようになっている。
【００４３】
制御盤７００Ａは専用マイクロプロセッサで動作する超音波接合制御ユニット７３０と、例えばプログラマブルコントローラで動作する周辺付帯制御ユニット７４０によって構成されており、超音波接合制御ユニット７３０は被加振ツール３１０を加振する超音波振動機構３２０、押圧機構３３０、第一の昇降機構５３０によって構成された超音波接合ユニットを制御し、周辺付帯制御ユニット７４０は後述の断裁ツール４１０を構成する断裁モータ４１３ａと押圧駆動部材４１４ｂ、及び経路誘導ツール４２０に含まれる送りモータ４２１と揺動駆動機構４３１とＸ軸駆動機構２０１とＹ軸駆動機構２０２とによって構成された周辺付帯ユニットを制御するようになっている。
【００４４】
また、これらの超音波接合ユニット、周辺付帯ユニット、制御盤７００Ａは図示しない静止筐体内に設置されて接続導体の接合断裁装置を構成しているが、ワークである電力素子モジュール１００Ａは図示しない搬入・搬出機構によって静止筐体の窓口から搬入・搬出されるようになっている。
【００４５】
また、静止筐体内に設置された回転リール５１０は、交換作業が行えるように配置され、静止筐体の外面には図示しない設定表示ユニットが設けられて、超音波接合制御ユニット７３０や周辺付帯制御ユニット７４０との間で交信するようになっている。
【００４６】
次に、図３における断裁ツール４１０の詳細について、図４および図５を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態１における断裁ツール４１０の構成図である。また、図５は、この発明の実施の形態１における断裁ツール４１０の右側面図である。なお、図５は、図４内の矢印Ｂ方向から見た断裁ツール４１０の側面図に相当する。
【００４７】
図４・図５において、断裁ツール４１０の中核となるボディ上部４１１ａとボディ下部４１１ｂは、貫通路４１１ｃを挟んで側壁で一体化されているとともに、図４におけるボディ上部４１１ａの左端面には支持板４１１ｄが固定されている。図４における貫通路４１１ｃの右側の開口端には可動の表カッタ４１２ａと固定の裏カッタ４１２ｂによって構成されたカッタ４１２が設けられている。
【００４８】
断裁駆動機構４１３は、支持板４１１ｄ上に固定された断裁モータ４１３ａと、この断裁モータ４１３ａによって回転駆動されるカム円板４１３ｂと、このカム円板４１３ｂによって下方に移動するスライド板４１３ｃと、このスライド板４１３ｃを上方に持ち上げる復帰ばね４１３ｄによって構成され、スライド板４１３ｃには表カッタ４１２ａがねじ止め固定されている。表カッタ４１２ａは、図５で示すとおり、接続導体１１０の表面から裏面にかけて、接続導体１１０をせん断状に断裁するための斜め刃となっており、断裁開始から断裁完了までの表カッタ４１２ａの動作ストロークは接続導体１１０の厚さ寸法の少なくとも２倍以上となっている。
【００４９】
また、カッタ４１２による接続導体１１０の断裁所要時間は、断裁モータ４１３ａの回転速度によって可変設定することができるようになっている。押圧保持機構４１４は、貫通路４１１ｃ内に設けられた押圧部材４１４ａと、この押圧部材４１４ａを上下に移動させる例えばエアシリンダである押圧駆動部材４１４ｂによって構成されており、少なくとも、カッタ４１２によって接続導体１１０を断裁するときには、押圧部材４１４ａは下方に押圧され、貫通路４１１ｃの導入されている接続導体１１０を貫通路４１１ｃの下部内面に押し付けるようになっている。また、図３において手繰りローラ４３０を下降させるときにも、押圧部材４１４ａは下方に押圧されていて、接続導体１１０が逆戻りしないようになっている。
【００５０】
次に、図３における経路誘導ツール４２０の詳細について、図６を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態１における経路誘導ツール４２０の構成図である。
【００５１】
図６において、経路誘導ツール４２０は、下側プレート４２０ａと上側プレート４２０ｂとを複数の丸ピンスペーサ４２０ｃで隔開保持して構成され、接続導体１１０は下側プレート４２０ａと上側プレート４２０ｂとの間を通って断裁ツール４１０の貫通路４１１ｃに導入され、左右に配列された複数の丸ピンスペーサ４２０ｃは接続導体１１０の蛇行を防止するようになっている。
【００５２】
送りモータ４２１は送りローラ４２２を回転駆動し、送りローラ４２２に対して接続導体１１０を押圧するピンチローラ４２３ａは、Ｌ形プレート４２３ｂの回動支点４２３ｃを中心として作用する圧接ばね４２３ｄとともに圧接機構４２３を構成している。
【００５３】
なお、経路誘導ツール４２０は傾斜角θを有し、貫通路４１１ｃ内の押圧部材４１４ａで押圧された接続導体１１０には水平平坦部１１０ｈが生成されるようになっている。また、押圧部材４１４ａを上昇させたときの貫通路４１１ｃの内面との間隙寸法Ｇ（図４参照）と、貫通路４１１ｃの長さ寸法Ｌとは重要な関連性を持っており、間隙寸法Ｇから接続導体１１０の厚さ寸法Ｔを減じた実間隙Ｇ−Ｔを小さくすると、貫通路４１１ｃから導出される接続導体１１０は水平方向となり、実間隙Ｇ−Ｔが大きくなると、傾斜角θと同じ角度で導出される。但し、水平平坦部１１０ｈについては上向きに変形されていることになる。
【００５４】
（２）作用・動作の詳細な説明
次に、図３〜図６によって示された接続導体の接合断裁装置の制御方法について、図７〜図９を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態１における接続導体の接合断裁装置の全体動作の手順を示すフローチャートである。図８は、この発明の実施の形態１において、接続導体１１０の始端接合部が第一接合面１０７に接合される場合の説明図である。図９は、この発明の実施の形態１において、接続導体１１０の中間接合部が第二接合面１０３に接合される場合の説明図である。
【００５５】
まず、図３において、接続導体１１０は予め手動操作によって回転リール５１０からカッタ４１２の出口まで敷設配置される。また、制御盤７００Ａ内の超音波接合制御ユニット７３０や周辺付帯制御ユニット７４０に対して、適用されるワーク１００Ａの品種に応じて、接合面の位置座標や接続導体の切断部分の長さ、超音波接合時の接合押圧力の値や、接合完了判定を行うための振動エネルギーの累積値などの制御定数が格納されてから運転動作が開始される。
【００５６】
続いて、超音波接合制御ユニット７３０が実行する工程（工程７３１ａ、７３１ｂ、７３２〜７３６）と、周辺付帯制御ユニット７４０が実行する工程（工程７４１ａ〜７４１ｃ、７４２、７４３ａ、７４３ｂ、７４４〜７４８）とにおける各工程の内容ついて説明する。
【００５７】
図７において、工程７３０ｓは超音波接合制御ユニット７３０の動作開始ステップ、工程７４０ｓは周辺付帯制御ユニット７４０の動作開始ステップである。
【００５８】
工程７３０ｓと工程７４０ｓに続く工程７３１ａと工程７４１ａとは共通の運転指令スイッチが閉路されてかどうかを判定し、閉路されておればそれぞれ工程７３１ｂ・７４１ｂへ移行し、閉路されていなければ工程７３１ａ・７４１ａへ復帰して、運転指令スイッチが閉路されるのを待機する判定ステップである。
【００５９】
工程７４１ｂは、回転リール５１０の取替え処理を行うための段取りの要否を判定し、段取り操作が必要な場合にはＹＥＳの判定を行って工程７４１ｃへ移行し、段取り操作を行わないときにはＮＯの判定を行って工程７４２へ移行する判定ステップである。
【００６０】
工程７４１ｃは、接続導体１１０を配設してから、手動操作によって断裁ツール４１０の駆動操作を行って、接続導体１１０の余分な先端を切断してから工程７４２へ移行する先行ステップであり、図８（Ａ）は工程７４１ｃが実行された時点における断裁ツール４１０の状態を示している。
【００６１】
工程７４２は、Ｘ軸駆動機構２０１とＹ軸駆動機構２０２を駆動して所望の接合対象物の接合面を被加振ツール３１０の下方位置へ移動させるとともに、送りモータ４２１を駆動して接続導体１１０を送出する第１ステップであり、図８（Ｂ）はこの時点における断裁ツール４１０の状態を示している。
【００６２】
続く工程７４３ａは、被加振ツール３１０に対する下降指令を発生するとともに、後述の工程７３２による被加振ツール３１０の下降動作と連動し、必要に応じて接続導体１１０を追加送出する補助ステップである。
【００６３】
工程７３１ｂは、工程７４３による下降指令を受信したかどうかを判定し、受信すればＹＥＳの判定を行って工程７３２へ移行し、受信していなければＮＯの判定を行って工程７３１ｂへ復帰する待機ステップとなっている。
【００６４】
工程７３２は、第一の昇降機構５３０を駆動して被加振ツール３１０を例えば第一接合面１０７まで下降させる第２ステップであり、図８（Ｃ）はこの時点における断裁ツール４１０の状態を示している。
【００６５】
続く工程７３３は、押圧機構３３０によって被加振ツール３１０を第一の所定圧力まで予備加圧してから、これを解除して第二の所定圧力以下とすることによって、接続導体１１０の形状を接合面に馴染ませるための第３ステップとなっている。
【００６６】
続く工程７３４は、押圧機構３３０によって被加振ツール３１０を第三の所定圧力まで再加圧してから、超音波振動機構３２０を駆動して被加振ツール３１０に高周波振動を付与する第４ステップとなっており、今回の加振エネルギーの累積値が所定値に到達したことによって加振駆動は停止されるようになっている。
【００６７】
続く工程７３５は、工程７３４による加振動作が完了したことによって、超音波接合の完了通知を送信するステップである。
【００６８】
続く工程７３６は第一の駆動機構５３０によって被加振ツール３１０を上昇退避させてから工程７３１ａへ移行し、工程７３１ａによる運転指令が継続している場合には工程７３１ｂへ移行して、次回の下降開始を待機するようになっている。
【００６９】
工程７４３ａに続く工程７４３ｂは、工程７３５による接合完了通知を受信したかどうかを判定し、受信すればＹＥＳの判定を行って工程７４４へ移行し、未受信であれば工程７４３ｂへ復帰する待機ステップとなっている。
【００７０】
工程７４４は、一単位の超音波接合が完了して接続導体１１０を断裁する必要があるかどうかを判定し、断裁するときはＹＥＳの判定を行って工程７４６へ移行し、断裁しないときはＮＯの判定を行って工程７４５へ移行する判定ステップである。
【００７１】
工程７４５は、Ｘ軸駆動機構２０１とＹ軸駆動機構２０２によって、次の第二接合対象物１０２の第二接合面１０３を被加振ツール３１０の下方位置へ移動させるとともに、送りモータ４２１によって接続導体１１０の送出しを行う第５ステップであり、図９（Ａ）はこの時点における断裁ツール４１０の状態を示している。
【００７２】
なお、もしも経路誘導ツール４２０が送りモータ４２１を持たず、押圧部材４１４ａのみを有している場合であれば、まず押圧部材４１４ａを押圧解除して、接続導体１１０をアーチ状に配線するためには必要とされる接続導体１１０の全長に相当する距離だけ基板１０１と経路誘導ツール４２０の相対距離を広げ、その後に押圧部材４１４ａで接続導体１１０をクランプしてから基板１０１と経路誘導ツール４２０の相対距離を接近させ、所望の接合面位置に停止させる必要がある。
【００７３】
従って、可動テーブル２００又は第二の昇降テーブル４００は、接続導体１１０をアーチ状にするために余分な動作をする必要があるが、送りモータ４２１を有する場合には可動テーブル２００又は第二の昇降テーブル４００は最短距離の移動であってもよいことになる。
【００７４】
工程７４５に続いて工程７４３ａに復帰し、これに伴って工程７３２が実行されたときの断裁ツールの状態は、図９（Ｂ）に示すとおりとなっているが、接続導体１１０の右方は前回の接合面１０３につながっており、被加振ツール３１０の下方位置の接合面は次回の接合面１０５となっている。
【００７５】
工程７４６は、断裁ツール４１０を駆動して接続導体１１０を断裁する第６ステップであり、図８（Ａ）はこの時点における断裁ツール４１０の状態を示している。
【００７６】
続く工程７４７は、同一基板１０１内に他の単位の接合対象物があるかどうかを判定し、あれば現基板１０１の作業が未完であるとしてＮＯの判定を行って工程７４２へ移行し、完了であればＹＥＳの判定を行って工程７４８へ移行する判定ステップである。
【００７７】
図１で示された電力素子モジュール１００Ａの場合であれば、一連の工程７４２・工程７３２・工程７３３・工程７３４・工程７４５の繰返しによって、第一接合面１０７ａ・第二接合面１０３ａ・第三接合面１０５ａにおける接合が完了し、工程７４７の判定によって引き続き第一接合面１０７ｂ・第二接合面１０３ｂ・第三接合面１０５ｂにおける接合が完了すると工程７４８へ移行することになる。
【００７８】
工程７４８は、図示しない搬入・搬出装置によって、可動テーブル２００に搭載されていたワークである電力素子モジュール１００Ａを入れ替えてから工程７４１ａへ復帰するステップである。なお、背高部品である端子台１０６ａ・１０６ｂに隣接した接合端子１０７ａ・１０７ｂを第一接合面１０７としたことによって被加振ツール３１０の接近が可能となり、接続導体の断裁が行われる第三接合面１０５が半導体素子上であっても、接続導体は断裁ツール４１０によって鋭利に断裁されて、半導体素子を破損しない構成となっている。
【００７９】
（３）実施形態１の要点と特徴
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施形態１による接続導体の接合断裁装置は、基板１０１上に搭載された複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面に対し、経路誘導ツール４２０を介して供給される長尺可撓性の接続導体１１０を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツール３１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を相互に電気的接続した前記接続導体１１０の終端を切断する断裁ツール４１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブル２００と、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルとを有する接続導体の接合断裁装置であって、前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブル３００と第二の昇降テーブル４００とに分割して構成されており、前記可動テーブル２００には、前記複数の接合対象物が搭載された前記基板１０１が載置され、前記基板１０１は前記被加振ツール３１０と、前記断裁ツール４１０及び前記経路誘導ツール４２０とは間隙をおいて対向配置されている。
【００８０】
前記第一の昇降テーブル３００には、前記被加振ツール３１０に超音波振動を付与する超音波振動機構３２０と、前記被加振ツール３１０を前記接続導体１１０の表面に所定圧力で押圧する押圧機構３３０と、前記被加振ツール３１０とが一体化されて、第一の昇降機構５３０によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブル４００には、前記経路誘導ツール４２０と、断裁駆動機構４１３とカッタ４１２とを含む前記断裁ツール４１０とが搭載されて、第二の昇降機構５４０によって昇降動作を行い、前記断裁ツール４１０は前記経路誘導ツール４２０と前記被加振ツール３１０との間にあって、相互に隣接して配置されるものであるとともに、当該断裁ツール４１０は前記経路誘導ツール４２０の一部となって前記接続導体１１０を誘導する貫通路４１１ｃを備えている。前記貫通路４１１ｃの開口端には、前記接続導体１１０の裏面側に位置する裏カッタ４１２ｂと、前記接続導体１１０の表面側に位置する表カッタ４１２ａが配置されて、当該表カッタ４１２ａと前記裏カッタ４１２ｂとが協働して前記接続導体１１０を断裁する前記カッタ４１２を構成し、前記開口端から導出された前記接続導体１１０は、前記接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面と下降待機位置にある前記被加振ツール３１０の押圧端面との間隙空間を通過し、前記カッタ４１２は、最終の前記接合対象物１０４の接合面に対し前記被加振ツール３１０が接近下降して、前記接続導体１１０が押圧された以降の時期において、前記断裁駆動機構４１３によって前記接続導体１１０を断裁するようになっている。
【００８１】
前記カッタ４１２は切断線の一端から他端にかけて順次前記接続導体１１０を断裁する斜め刃であるか、又は一端を支点として回動して断裁ストロークは前記接続導体１１０の厚さ寸法を超える値となっており、前記開口端の下部は前記カッタ４１２の可動寸法以上の厚さ寸法を有している。
【００８２】
以上のとおり、この発明の請求項２に関連し、カッタは接続導体の厚さ寸法を超える可動寸法を有し、断裁ツールの開口部の下部はこの可動寸法以上の厚さ寸法を有している。従って、厚さ寸法が大きな平角導体のような接続導体であっても、大きな断裁力を必要とせず、円滑に断裁することができ、カッタによって接合対象物を損傷することがない特徴がある。
【００８３】
前記カッタ４１２を駆動する前記断裁駆動機構４１３は、断裁モータ４１３ａによって回転駆動されるカム円板４１３ｂを備え、前記接続導体１１０の断裁開始から断裁完了までの所要時間は、前記カム円板４１３ｂの回転速度によって可変設定されるようになっている。
【００８４】
以上のとおり、この発明の請求項３に関連し、カッタによる接続導体の断裁所要時間は、カム円板の回転速度によって可変設定されるようになっている。従って、接続導体の材質、厚さ、断面積に応じて無理のない断裁速度で断裁が行われ、断裁微片が散乱しないようにすることができる特徴がある。
【００８５】
前記断裁ツール４１０に設けられた前記貫通路４１１ｃには、前記接続導体１１０の押圧保持機構４１４が設けられ、前記押圧保持機構４１４は前記表カッタ４１２ａと前記裏カッタ４１２ｂによる前記接続導体１１０の断裁が開始する前に前記接続導体１１０を前記貫通路４１１ｃの内面に押圧して、断裁分力によって前記接続導体１１０が前記開口端から引き出されるのを防止するとともに、前記経路誘導ツール４２０によって傾斜角θを有する前記接続導体１１０の端部に水平平坦部１１０ｈを生成するようになっている。
【００８６】
以上のとおり、この発明の請求項５に関連し、断裁ツールの開口端内部には接続導体の押圧保持機構が設けられ、接続導体の断裁時に接続導体が開口端から引き出されないようにするとともに、接続導体に水平平坦部を生成するようになっている。従って、断裁面が移動して断裁が不正確になるのを防止するとともに、被加振ツールによって接続導体の自由端を接合対象物の接合面に押圧しやすくなる特徴がある。
【００８７】
前記押圧保持機構４１４が前記接続導体１１０を前記貫通路４１１ｃの内面に押圧していないときの、押圧面と前記貫通路４１１ｃの内面との間の間隙寸法Ｇから前記接続導体１１０の厚さ寸法Ｔを減じた実間隙寸法と、前記貫通路４１１ｃの長さ寸法Ｌとの比率（Ｇ−Ｔ）／Ｌは所定の値に可調整設定されている。
【００８８】
以上のとおり、この発明の請求項６に関連し、断裁ツールの貫通路の内面と押圧保持機構の押圧面の非押圧初期位置における間隙寸法は可調整設定されるようになっている。従って、間隙寸法を大きくすれば貫通路の開口端から導出される接続導体の傾斜角は経路誘導ツールの傾斜角と同じ値となり、間隙寸法を小さくすれば貫通路の開口端から導出される接続導体の傾斜角は略水平となるので、接続導体の厚さに応じて予め適正な間隙に調整しておくことができる特徴がある。
【００８９】
基板１０１上に搭載された複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面に対し、経路誘導ツール４２０を介して供給される長尺可撓性の接続導体１１０を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツール３１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を相互に電気的接続した前記接続導体１１０の終端を切断する断裁ツール４１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブル２００と、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルとを有する接続導体の接合断裁装置であって、前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブル３００と第二の昇降テーブル４００とに分割して構成されており、前記可動テーブル２００には、前記複数の接合対象物が搭載された前記基板１０１が載置され、前記基板１０１は前記被加振ツール３１０と、前記断裁ツール４１０及び前記経路誘導ツール４２０とは間隙をおいて対向配置されている。
【００９０】
前記第一の昇降テーブル３００には、前記被加振ツール３１０に超音波振動を付与する超音波振動機構３２０と、前記被加振ツール３１０を前記接続導体１１０の表面に所定圧力で押圧する押圧機構３３０と、前記被加振ツール３１０とが一体化されて、第一の昇降機構５３０によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブル４００には、前記経路誘導ツール４２０と、断裁駆動機構４１３とカッタ４１２とを含む前記断裁ツール４１０とが搭載されて、第二の昇降機構５４０によって昇降動作を行い、前記経路誘導ツール４２０には回転駆動量が制御できる送りモータ４２１によって回転駆動される送りローラ４２２が設けられ、前記カッタ４１２を通過する前記接続導体１１０の長さ寸法は、前記送りローラ４２２の回転量に比例した値となっていて、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を接続する前記接続導体１１０の断裁部分１１１ａ・１１１ｂの全長は、前記送りモータ４２１による前記接続導体１１０の送出し寸法によって制御されるようになっている。
【００９１】
前記送りモータ４２１は、一対の回転ローラである前記送りローラ４２２とピンチローラ４２３ａの一方又は両方を回転駆動し、前記一対の回転ローラの一方又は両方は、前記接続導体１１０よりも低硬度の樹脂材で構成されているとともに、一方は他方に対して圧接機構４２３によって所定圧力で圧接されている。
【００９２】
以上のとおり、この発明の請求項８に関連し、低硬度の回転ローラは所定圧力で圧接されて送りモータによって回転駆動されるようになっている。従って、送りローラと接続導体との間で滑りが発生しないので正確な送り出しが行えるとともに、接続導体の表面傷が発生しない特徴がある。
【００９３】
前記第二の昇降テーブル４００の昇降動作に対して静止状態で設置され、前記接続導体１１０が巻回された回転リール５１０を備えるとともに、前記回転リール５１０から巻き出された前記接続導体１１０は、前記第二の昇降テーブル４００に搭載された手繰りローラ４３０と前記経路誘導ツール４２０とを経由して前記断裁ツール４１０のカッタ位置に誘導され、前記手繰りローラ４３０は前記送りモータ４２１が停止している期間に、揺動駆動機構４３１によって揺動駆動が行われて、前記回転リール５１０から前記接続導体１１０を手繰り出して、前記送りモータ４２１の位置までの前記接続導体１１０の弛みを生成するようになっている。
【００９４】
以上のとおり、この発明の請求項９に関連し、接続導体は回転リールから巻き出され、第二の昇降機構に設置された手繰りローラを介してカッタ位置に誘導されるようになっているとともに、手繰りローラは上下の揺動駆動が行われるようになっている。従って、回転駆動中の送りモータに対する負荷トルクの変動を抑制して、目標とする可変速度で正確に接続導体を送出すことができる特徴がある。
【００９５】
前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を搭載した前記基板１０１は、Ｘ軸駆動機構２０１又はＹ軸駆動機構２０２によって前記接合面と平行するＸ軸又はＹ軸方向に移動する前記可動テーブル２００上に搬入搭載され、前記超音波振動機構３２０と前記押圧機構３３０と前記被加振ツール３１０を搭載した前記第一の昇降テーブル３００と、前記経路誘導ツール４２０と前記断裁ツール４１０を搭載した前記第二の昇降テーブル４００と、前記可動テーブル２００とは、共通の静止架台５００に対して装着されている。
【００９６】
以上のとおり、この発明の請求項１１に関連し、相対移動を行う可動テーブルと、第一及び第二の昇降機構とは静止架台に装着されている。従って、第一及び第二の昇降テーブルは昇降方向以外には移動させる必要がないので全体構造が小型軽量化される特徴がある。
【００９７】
基板１０１上に搭載された複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面に対し、経路誘導ツール４２０を介して供給される長尺可撓性の接続導体１１０を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツール３１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を相互に電気的接続した前記接続導体１１０の終端をカッタ４１２で切断する断裁ツール４１０と、前記接続導体１１０を前記断裁ツール４１０の開口端から送出す送りモータ４２１と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブル２００と、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な第一及び第二の昇降テーブル３００・４００と、を有する接続導体の接合断裁装置に対する接続導体の接合断裁制御方法であって、前記第一の昇降テーブル３００に搭載された前記被加振ツール３１０と当該被加振ツール３１０に高周波振動を付与する超音波振動機構３２０と、当該被加振ツール３１０を前記接続導体１１０に押圧する押圧機構３３０と、前記第一の昇降テーブル３００の昇降を行う第一の昇降機構５３０とによって構成された超音波接合ユニットに対する超音波接合制御ユニット７３０と、前記第二の昇降テーブル４００に搭載された前記断裁ツール４１０と前記経路誘導ツール４２０と、前記第二の昇降テーブル４００の昇降を行う第二の昇降機構５４０と、前記可動テーブル２００を駆動するＸ軸駆動機構２０１又はＹ軸駆動機構２０２とによって構成された周辺付帯ユニットに対する周辺付帯制御ユニット７４０とを備えるとともに、前記第一及び第二の昇降テーブル３００・４００は相互に独立して昇降動作を行うことができるように分割して構成されており、前記超音波接合制御ユニット７３０と前記周辺付帯制御ユニット７４０は相互に制御信号の交信を行いながら前記超音波接合ユニット及び前記周辺付帯ユニットに対する連携制御を行うようになっている。
【００９８】
前記周辺付帯制御ユニット７４０は第１ステップ７４２と、第５ステップ７４５と、第６ステップ７４６を分担し、前記超音波接合制御ユニット７３０は第２ステップ７３２と、第３ステップ７３３と、第４ステップ７３４を分担し、前記第１ステップ７４２は、前記接続導体１１０を前記断裁ツール４１０で断裁した後に、前記被加振ツール３１０を前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の一つの接合面の上部に相対移動させるとともに、前記接続導体１１０を前記送りモータ４２１によって前記接合面の上部に送出し、前記第２ステップ７３２は、前記第１ステップ７４２によって送出された前記接続導体１１０を前記被加振ツール３１０によって前記接合面上部に接近下降させ、前記第３ステップ７３３は、前記第２ステップ７４２によって下降した前記被加振ツール３１０を更に下降させて、前記接合面に予備加圧し、前記接続導体１１０の接合面部を形成してから押圧力を解除し、前記第４ステップ７３４は、前記第３ステップ７３３に続いて前記被加振ツール３１０を再び下降させて前記接合面に押圧して超音波振動を付与し、前記接続導体１１０を前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の一つの接合面に超音波接合する。前記第５ステップ７４５は、前記第４ステップ７３４に続いて前記被加振ツール３１０を次の接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面の上方に相対移動させるとともに、前記送りモータ４２１が前記接続導体１１０を所定寸法だけ送出し、前記第６ステップ７４６は、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６に対する前記接続導体１１０の超音波接合が完了するまで、前記第２ステップ７３２から第５ステップ７４５までを繰返した後の前記第４ステップ７３４に続いて、前記断裁ツール４１０を用いて前記接続導体１１０を断裁し、前記第６ステップ７４６で一つの前記基板１０１上に搭載された複数の接合対象物１０２・１０４・１０６に対する前記接続導体１１０の接合と断裁の一つの単位を完了し、同一基板１０１上で他の単位の接合と断裁がある場合には前記第１ステップ７４２から第６ステップ７４６を繰り返して実行し、一つの基板１０１に対する接合と断裁が完了した前記第６ステップ７４６に続いて、次なる基板１０１が搬入されて前記第１ステップ７４２に移行するようになっている。
【００９９】
以上のとおり、この発明の請求項１４に関連し、複数の接合対象物に対して順次超音波接合される長尺可撓性の接続導体は、経路誘導ツールに設けられた送りモータによって積極的に供給され、複数の接合対象物を接続する接続導体の全長、或いは初回の送出し自由端の長さは送りモータの回転量によって制御されるとともに、最終位置ではカッタによって断裁されて、被加振ツールは次なる基板上の複数の接合対象物の一つの接合面の上部に移送してから、再び接続導体の送出しと超音波接合が開始するようになっている。従って、複数の接合対象物が搭載された基板の中で、接合開始から接合完了までの一連の接合単位を連続して繰り返すか、或いは複数の基板に対する接続導体の接続と断裁を連続して効率よく行うことができる効果がある。また、大電流が流れて比較的断面積の大きな接続導体を用いることができるので、例えば回路基板上に搭載された電力半導体素子の電極端子の一部と、他の電力半導体素子の電極端子の一部、又は外部接続端子間の接続を回路パターンに依存しないで接続することが可能となる効果がある。
【０１００】
前記周辺付帯制御ユニット７４０は更に、先行ステップ７４１ｃを分担し、前記第１ステップ７４２の前工程として、前記第６ステップ７４６による前記接続導体１１０の断裁が行われているか、もしくは、段取り替え後の初回動作においては、前記先行ステップ７４１ｃにおいて前記断裁ツール４１０の開口端からはみだしている前記接続導体１１０のはみだし部を前記カッタ４１２で断裁し、前記経路誘導ツール４２０から所定の傾斜角θをもって送出された前記接続導体１１０は、前記断裁ツール４１０の中に設けられた押圧保持機構４１４によって水平方向に押圧成形され、前記第１ステップ７４２に続く初回の第２ステップ７３２において、前記被加振ツール３１０は前記押圧成形された水平平坦部１１０ｈを前記接合対象物１０６の接合面に接近又は当接するようになっている。
【０１０１】
以上のとおり、この発明の請求項１５に関連し、被加振ツールが接続導体の自由端を押さえて接合面に押し付ける初回動作においては、接続導体の自由端に設けられた水平平坦部を押さえるようになっている。従って、接続導体が被加振ツールの先端部から外れないので確実に接合面に押し付けることができる特徴がある。また、接続導体の自由端に設けられる水平平坦部は、前回の接続導体の断裁時に自動的に生成される特徴がある。
【０１０２】
前記周辺付帯制御ユニット７４０は更に、補助ステップ７４３ａを分担し、前記補助ステップ７４３ａは、前記超音波接合制御ユニット７３０が前記第２ステップ７３２において被加振ツール３１０を下降させる過程において、前記送りモータ４２１を駆動して前記接続導体１１０の更なる送出しを行うようになっている。
【０１０３】
以上のとおり、この発明の請求項１６に関連し、被加振ツールが下降するときには、接続導体の更なる送出しが行われるようになっている。従って、初回接合位置においては接続導体の送出自由端の距離を短くしておいて、他の障害物との接触を回避することができるとともに、中間接合位置においては下降中の被加振ツールの先端と接続導体との接触圧力を軽減し、円滑に被加振ツールを下降させることができる特徴がある。
【０１０４】
前記第３ステップ７３３において、前記被加振ツール３１０の押圧機構３３０は、前記被加振ツール３１０によって前記接続導体１１０を押圧する圧力が、第一の所定圧力以上となるように前記被加振ツール３１０を追下降させて、前記接続導体１１０を前記接合対象物１０２・１０４・１０６に押圧し、続いて前記被加振ツール３１０による押圧力が第二の所定圧力以下となるように後退減圧し、前記第４ステップ７３４では、前記被加振ツール３１０による押圧力が第三の所定圧力となるまで前記接続導体１１０を前記接合対象物１０２・１０４・１０６に押圧し、続いて前記被加振ツール３１０の加振動作を開始して超音波接合を行うようになっている。
【０１０５】
以上のとおり、この発明の請求項１７に関連し、被加振ツールは接続導体を接合対象物に対して第一の所定圧力以上の押圧力で予備加圧し、予備加圧を解除してから第三の所定加圧である押圧力で再加圧し、続いて超音波振動が付与されて超音波接合が行われるようになっている。従って、断裁ツールの開口端から導出された接続導体の裏面と、接合対象物の接合面との間に段差があっても、予備加圧によって接続導体の接合平面部が形成され、接続導体と接合対象物とが平面接触してから超音波接合が行われる特徴がある。このように、断裁ツールの開口端が接合面よりも高い位置にあっても超音波接合が可能となるので、接続導体の裏面位置に裏カッタを配置することができるものである。
【０１０６】
前記第６ステップ７４６において、前記接続導体１１０の断裁を行う前工程として、まず前記被加振ツール３１０を上昇させ、続いて前記断裁ツール４１０を前記接合面側に接近移動させながら前記送りモータ４２１を逆転駆動して、前記接近移動に伴う前記接続導体１１０の弛みを吸収しておくようになっている。
【０１０７】
以上のとおり、この発明の請求項１８に関連し、接続導体の断裁を行う前工程として、まず被加振ツールを上昇させて空き空間を作り、続いて断裁ツールを接合面側に接近移動させて送りモータを逆転駆動するようになっている。従って、断裁後の接続導体の切残し部分をより短くすることができる特徴がある。
【０１０８】
実施の形態２．
（１）構成と作用・動作の詳細な説明
次に、この発明の実施の形態２における接続導体の接合断裁装置と、ワークの全体構成について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態２における接続導体の接合断裁装置と、ワークとの全体構成図である。
【０１０９】
図１０において、ワークとなる電力素子モジュール１００Ａは、図１・図２で示されたものと同じものであって、第二接合対象物１０２と、第三接合対象物１０４と、第一接合対象物１０６などの回路要素が搭載された基板１０１によって構成されており、この基板１０１は搭載治具１２０に搭載されて静止架台５００上に載置されるか、又は搬送コンベア５５０によって間欠移送されるようになっている。
【０１１０】
可動テーブル６００は、例えばサーボモータであるＸ軸駆動機構６０１、又はＹ軸駆動機構６０２によって、少なくともＸ軸方向又はＹ軸方向に移動できるようになっている。
なお、Ｘ軸とＹ軸は図１で示したとおり、第一・第二・第三接合面１０７・１０３・１０５の接合面と平行する方向であり、これと直交する方向をＺ軸方向とするものである。
Ｚ軸方向は便宜上から上昇・下降方向とすることがあるが、これは必ずしも天地方向を指すものではない。
【０１１１】
第一の昇降テーブル３００は、可動テーブル６００上に搭載されて例えばサーボモータである第一の昇降機構６３０によってＺ軸方向に昇降動作を行うようになっている。第一の昇降テーブル３００には、図３の場合と同様に、超音波振動機構３２０によって超音波振動が付与される被加振ツール３１０と、被加振ツール３１０の先端面を、接続導体１１０を介して第一・第二・第三接合対象物１０６・１０２・１０４の接合面に順次押圧するための例えばエアシリンダである押圧機構３３０が搭載されている。
【０１１２】
第二の昇降テーブル４００は、可動テーブル６００上に搭載されて例えばサーボモータである第二の昇降機構６４０によってＺ軸方向に昇降動作を行うようになっている。第二の昇降テーブル４００には、図４・図５で前述した断裁ツール４１０と、図６で前述した経路誘導ツール４２０とが搭載されている。
【０１１３】
可動テーブル６００上に設置された回転リール６１０には、例えば厚さ０．４ｍｍ、幅５ｍｍのアルミ箔テープである長尺可撓性の接続導体１１０が巻回されており、回転リール６１０から巻き出された接続導体１１０は弛み検出センサ４４０と、ガイドローラ４３２及び経路誘導ツール４２０を経由して、前述の断裁ツール４１０に設けられた貫通路４１１ｃを通過して超音波接合面へ供給されるようになっている。
【０１１４】
なお、回転リール６１０の回転軸には巻出モータ６１１が設けられていて、接続導体１１０の供給量に応じて、巻出モータ６１１を回転駆動して、弛みセンサ４４０で検出される接続導体１１０の弛み量が所定値以下とならないように制御されている。なお、巻出モータ６１１は回転リール６１０の回転軸に設ける代わりに、接続導体１１０を挟む送りローラを設け、この送りローラを駆動するようにしてもよい。
【０１１５】
制御盤７００Ｂは専用マイクロプロセッサで動作する超音波接合制御ユニット７３０と、例えばプログラマブルコントローラで動作する周辺付帯制御ユニット７４０によって構成されており、超音波接合制御ユニット７３０は前述の被加振ツール３１０を加振する超音波振動機構３２０、押圧機構３３０、第一の昇降機構６３０によって構成された超音波接合ユニットを制御し、周辺付帯制御ユニット７４０は前述の断裁ツール４１０を構成する断裁モータ４１３ａと押圧駆動部材４１４ｂ、及び経路誘導ツール４２０に含まれる送りモータ４２１と巻出モータ６１１とＸ軸駆動機構６０１とＹ軸駆動機構６０２とによって構成された周辺付帯ユニットを制御するようになっている。
【０１１６】
また、これらの超音波接合制御ユニット７３０、周辺付帯制御ユニット７４０、制御盤７００Ｂは図示しない静止筐体内に設置されて接続導体の接合断裁装置を構成しており、この静止筐体はコンベア５５０を構成する静止架台上に設置されて、ワークである電力素子モジュール１００Ａと間隙をおいて対向するようになっている。
【０１１７】
また、可動テーブル６００上に設置された回転リール６１０は、交換作業が行えるように配置され、静止筐体の外面には図示しない設定表示ユニットが設けられて、超音波接合制御ユニット７３０や周辺付帯制御ユニット７４０との間で交信するようになっている。
【０１１８】
以上の説明において、接続導体１１０の補給制御を行うために、巻出モータ６１１と弛みセンサ４４０を用いたが、図３と同様に手繰りローラ４３０と揺動駆動機構４３１を設けることもできる。逆に、図３のものにおいて手繰りローラ４３０と揺動駆動機構４３１を設ける代わりに、巻出モータ６１１と弛みセンサ４４０を用いることもできる。
【０１１９】
また、図１０における断裁ツール４１０には回動レバー４１３ｅが付加されており、断裁モータ４１３ａによって回転駆動されるカム円板４１３ｂは回動レバー４１３ｅを介してカッタ４１２を駆動するようになっている。これにより、表カッタ４１２ａの可動寸法をカム円板４１３ｂのリフト寸法以上に増大させることができるとともに、断裁モータ４１３ａの軸線方向を、送りモータ４２１の軸線方向と合致させて、設置スペースが確保しやすい構成となっている。
【０１２０】
この回動レバー４１３ｅは図３の場合にも適用することができるが、図１０の場合に図３で示したような回動レバー４１３ｅを持たない断裁ツール４１０を使用することもできる。
【０１２１】
（２）実施形態２の要点と特徴
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施形態２による接続導体の接合断裁装置は、基板１０１上に搭載された複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面に対し、経路誘導ツール４２０を介して供給される長尺可撓性の接続導体１１０を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツール３１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を相互に電気的接続した前記接続導体１１０の終端を切断する断裁ツール４１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブル６００と、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルとを有する接続導体の接合断裁装置であって、前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブル３００と第二の昇降テーブル４００とに分割して構成されており、前記可動テーブル６００には、前記第一及び第二の昇降テーブル３００・４００が搭載されて、前記基板１０１は前記被加振ツール３１０と、前記断裁ツール４１０及び前記経路誘導ツール４２０とは間隙をおいて対向配置されている。
【０１２２】
前記第一の昇降テーブル３００には、前記被加振ツール３１０に超音波振動を付与する超音波振動機構３２０と、前記被加振ツール３１０を前記接続導体１１０の表面に所定圧力で押圧する押圧機構３３０と、前記被加振ツール３１０とが一体化されて、第一の昇降機構６３０によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブル４００には、前記経路誘導ツール４２０と、断裁駆動機構４１３とカッタ４１２とを含む前記断裁ツール４１０とが搭載されて、第二の昇降機構６４０によって昇降動作を行い、前記断裁ツール４１０は前記経路誘導ツール４２０と前記被加振ツール３１０との間にあって、相互に隣接して配置されるものであるとともに、当該断裁ツール４１０は前記経路誘導ツール４２０の一部となって前記接続導体１１０を誘導する貫通路４１１ｃを備えている。前記貫通路４１１ｃの開口端には、前記接続導体１１０の裏面側に位置する裏カッタ４１２ｂと、前記接続導体１１０の表面側に位置する表カッタ４１２ａが配置されて、当該表カッタ４１２ａと前記裏カッタ４１２ｂとが協働して前記接続導体１１０を断裁する前記カッタ４１２を構成し、前記開口端から導出された前記接続導体１１０は、前記接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面と下降待機位置にある前記被加振ツール３１０の押圧端面との間隙空間を通過し、前記カッタ４１２は、最終の前記接合対象物１０４の接合面に対し前記被加振ツール３１０が接近下降して、前記接続導体１１０が押圧された以降の時期において、前記断裁駆動機構４１３によって前記接続導体１１０を断裁するようになっている。
【０１２３】
前記カッタ４１２を駆動する前記断裁駆動機構４１３は断裁モータ４１３ａによって回転駆動されるカム円板４１３ｂと、当該カム円板４１３ｂの回転動作に応動して、一端を支軸として回動し他端で前記表カッタ４１２ａを押圧する回動レバー４１３ｅとを備え、前記接続導体１１０の断裁開始から断裁完了までの所要時間は、前記カム円板４１３ｂの回転速度によって可変設定されるようになっている。
【０１２４】
以上のとおり、この発明の請求項４に関連し、カッタによる接続導体の断裁所要時間は、カム円板の回転速度によって可変設定されるようになっている。また、カム円板とカッタとの間には回動レバーが介在するようになっている。従って、接続導体の材質、厚さ、断面積に応じて無理のない断裁速度で断裁が行われ、断裁微片が散乱しないようにすることができる特徴がある。また、少ないリフト寸法のカム円板を用いて、カッタの動作寸法を拡大することができる特徴がある。
【０１２５】
基板１０１上に搭載された複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面に対し、経路誘導ツール４２０を介して供給される長尺可撓性の接続導体１１０を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツール３１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を相互に電気的接続した前記接続導体１１０の終端を切断する断裁ツール４１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブル６００と、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルとを有する接続導体の接合断裁装置であって、前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブル３００と第二の昇降テーブル４００とに分割して構成されており、前記可動テーブル６００には、前記第一及び第二の昇降テーブル３００・４００が搭載されて、前記基板１０１は前記被加振ツール３１０と、前記断裁ツール４１０及び前記経路誘導ツール４２０とは間隙をおいて対向配置されている。
【０１２６】
前記第一の昇降テーブル３００には、前記被加振ツール３１０に超音波振動を付与する超音波振動機構３２０と、前記被加振ツール３１０を前記接続導体１１０の表面に所定圧力で押圧する押圧機構３３０と、前記被加振ツール３１０とが一体化されて、第一の昇降機構６３０によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブル４００には、前記経路誘導ツール４２０と、断裁駆動機構４１３とカッタ４１２とを含む前記断裁ツール４１０とが搭載されて、第二の昇降機構６４０によって昇降動作を行い、前記経路誘導ツール４２０には回転駆動量が制御できる送りモータ４２１によって回転駆動される送りローラ４２２が設けられ、前記カッタ４１２を通過する前記接続導体１１０の長さ寸法は、前記送りローラ４２２の回転量に比例した値となっていて、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を接続する前記接続導体１１０の断裁部分１１１ａ・１１１ｂの全長は、前記送りモータ４２１による前記接続導体１１０の送出し寸法によって制御されるようになっている。
【０１２７】
前記第二の昇降テーブル４００の昇降動作に対して静止状態で設置され、前記接続導体１１０が巻回された回転リール６１０を備えるとともに、前記回転リール６１０の回転軸、又は当該回転リールの出口に設けられた巻出ローラは巻出モータ６１１によって積極的に巻出し駆動され、前記回転リール６１０から巻き出された前記接続導体１１０は、前記第二の昇降テーブル４００に搭載された弛み検出センサ４４０と前記経路誘導ツール４２０とを経由して前記断裁ツール４１０のカッタ位置に誘導され、前記巻出モータ６１１は前記送りモータ４２１が停止している期間に、前記回転リール６１０から前記接続導体１１０を巻き出して、前記送りモータ４２１の位置までの前記接続導体１１０の弛みを生成するようになっている。
【０１２８】
以上のとおり、この発明の請求項１０に関連し、接続導体は回転リールから巻き出され、第二の昇降テーブルに設置された弛み検出センサを介してカッタ位置に誘導されるようになっている。従って、回転駆動中の送りモータに対する負荷トルクの変動を抑制して、目標とする可変速度で正確に接続導体を送出すことができる特徴がある。また、段取りに要する時間間隔を短縮するために、回転リールに対して大量の長尺接続導体を巻回して、回転リールの重量が増加しても、送りモータに対する逆転負荷トルクが発生しないようにすることができる特徴がある。
【０１２９】
前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を搭載した前記基板１０１は、前記可動テーブル６００と間隙をおいて対向配置されて、コンベア５５０又は静止架台５００上に搭載されており、前記超音波振動機構３２０と前記押圧機構３３０と前記被加振ツール３１０を搭載した前記第一の昇降テーブル３００と、前記経路誘導ツール４２０と前記断裁ツール４１０を搭載した前記第二の昇降テーブル４００とは、Ｘ軸駆動機構６０１又はＹ軸駆動機構６０２によって駆動される前記可動テーブル６００上に搭載されて、前記接合面と平行するＸ軸又はＹ軸方向に移動するようになっている。
【０１３０】
以上のとおり、この発明の請求項１２に関連し、第一及び第二の昇降テーブルは、間隙をおいて対向する基板に対して相対移動を行う可動テーブル上に搭載設置されている。従って、例えばコンベア上で移動・停止する基板に対向させて可動テーブルを配置することによって、接続導体の接合と断裁を行い、基板を可動テーブルに搭載するための搬入・搬出機構を省略することができる特徴がある。
【０１３１】
基板１０１上に搭載された複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面に対し、経路誘導ツール４２０を介して供給される長尺可撓性の接続導体１１０を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツール３１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を相互に電気的接続した前記接続導体１１０の終端をカッタ４１２で切断する断裁ツール４１０と、前記接続導体１１０を前記断裁ツール４１０の開口端から送出す送りモータ４２１と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブル６００と、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な第一及び第二の昇降テーブル３００・４００と、を有する接続導体の接合断裁装置に対する接続導体の接合段裁制御方法であって、前記第一の昇降テーブル３００に搭載された前記被加振ツール３１０と当該被加振ツール３１０に高周波振動を付与する超音波振動機構３２０と、当該被加振ツール３１０を前記接続導体１１０に押圧する押圧機構３３０と、前記第一の昇降テーブル３００の昇降を行う第一の昇降機構５３０とによって構成された超音波接合ユニットに対する超音波接合制御ユニット７３０と、前記第二の昇降テーブル４００に搭載された前記断裁ツール４１０と前記経路誘導ツール４２０と、前記第二の昇降テーブル４００の昇降を行う第二の昇降機構５４０と、前記可動テーブル６００を駆動するＸ軸駆動機構２０１又はＹ軸駆動機構２０２とによって構成された周辺付帯ユニットに対する周辺付帯制御ユニット７４０とを備えるとともに、前記第一及び第二の昇降テーブル３００・４００は相互に独立して昇降動作を行うことができるように分割して構成されており、前記超音波接合制御ユニット７３０と前記周辺付帯制御ユニット７４０は相互に制御信号の交信を行いながら前記超音波接合ユニット及び前記周辺付帯ユニットに対する連携制御を行うようになっている。
【符号の説明】
【０１３２】
１０１  基板、１０２  接合対象物（第二接合）、１０４  接合対象物（第三接合）、１０６  接合対象物（第一接合）、１１０  接続導体（リボン）、１１０ｈ  水平平坦部、（１１１ａ）・１１１ｂ  接続導体の断裁部分、２００  可動テーブル、２０１  Ｘ軸駆動機構（サーボモータ）、２０２  Ｙ軸駆動機構（サーボモータ）、３００  第一の昇降テーブル、３１０  被加振ツール、３２０  超音波振動機構、３３０  押圧機構（エアシリンダ）、４００  第二の昇降テーブル、４１０  断裁ツール、４１１ｃ  貫通路、４１２  カッタ、４１２ａ  表カッタ、４１２ｂ  裏カッタ、４１３  断裁駆動機構、４１３ａ  断裁モータ、４１３ｂ  カム円板、４１３ｅ  回動レバー、４１４  押圧保持機構、４２０  経路誘導ツール、４２１  送りモータ、４２２  送りローラ、４２３  圧接機構、４２３ａ  ピンチローラ、４３０  手繰りローラ、４３１  揺動駆動機構、４４０  弛み検出センサ、５００  静止架台、５１０  回転リール、５３０  第一の昇降機構（サーボモータ）、５４０  第二の昇降機構（サーボモータ）、５５０  搬送コンベア、６００  可動テーブル、６０１  Ｘ軸駆動機構（サーボモータ）、６０２  Ｙ軸駆動機構（サーボモータ）、６１０  回転リール、６１１  巻出モータ、６３０  第一の昇降機構（サーボモータ）、６４０  第二の昇降機構（サーボモータ）、７３０  超音波接合制御ユニット、７４０  周辺付帯制御ユニット、７４１ｃ  先行ステップ、７４２  第１ステップ、７３２  第２ステップ、７３３  第３ステップ、７３４  第４ステップ、７４３ａ  補助ステップ、７４５  第５ステップ、７４６  第６ステップ、θ  傾斜角、Ｇ  間隙寸法、Ｔ  接続導体の厚さ寸法、Ｌ  長さ寸法。
【図１】
2015026772.tif 000003
【図２】
2015026772.tif 000004
【図３】
2015026772.tif 000005
【図４】
2015026772.tif 000006
【図５】
2015026772.tif 000007
【図６】
2015026772.tif 000008
【図７】
2015026772.tif 000009
【図８】
2015026772.tif 000010
【図９】
2015026772.tif 000011
【図１０】
2015026772.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月20日(2014.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この発明の第一の発明による接続導体の接合断裁装置は、基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端を切断する断裁ツールと、前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルとを有する接続導体の接合断裁装置であって、前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブルと第二の昇降テーブルとに分割して構成されており、前記可動テーブルには、前記複数の接合対象物が搭載された前記基板が載置されるか、又は前記第一及び第二の昇降テーブルが搭載されて、前記基板は前記被加振ツールと、前記断裁ツール及び前記経路誘導ツールとは間隙をおいて対向配置され、前記第一の昇降テーブルには、前記被加振ツールに超音波振動を付与する超音波振動機構と、前記被加振ツールを前記接続導体の表面に所定圧力で押圧する押圧機構と、前記被加振ツールとが一体化されて、第一の昇降機構によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブルには、前記接続導体を送出するための送りモータを主体とする前記経路誘導ツールと、断裁駆動機構とカッタとを含む前記断裁ツールとが搭載されて、第二の昇降機構によって昇降動作を行い、前記断裁ツールは前記経路誘導ツールと前記被加振ツールとの間にあって、相互に隣接して配置されるものであるとともに、当該断裁ツールは前記経路誘導ツールの一部となって前記接続導体を誘導する貫通路と押圧保持機構とを備え、前記貫通路の開口端には、前記接続導体の裏面側に位置する裏カッタと、前記接続導体の表面側に位置する表カッタが配置されて、当該表カッタと前記裏カッタとが協働して前記接続導体を断裁する前記カッタを構成し、前記押圧保持機構は、前記経路誘導ツールによって傾斜角θを有する前記接続導体の端部に水平平坦部を生成し、前記開口端から導出された前記接続導体は、前記接合対象物の接合面と下降待機位置にある前記被加振ツールの押圧端面との間隙空間を通過し、前記カッタは、最終の前記接合対象物の接合面に対し前記被加振ツールが接近下降して、前記接続導体が押圧された以降の時期において、前記断裁駆動機構によって前記接続導体を断裁するようになっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この発明の第二の発明による接続導体の接合断裁装置は、基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端を切断する断裁ツールと、前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルとを有する接続導体の接合断裁装置であって、前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブルと第二の昇降テーブルとに分割して構成されており、前記可動テーブルには、前記複数の接合対象物が搭載された前記基板が載置されるか、又は前記第一及び第二の昇降テーブルが搭載されて、前記基板は前記被加振ツールと、前記断裁ツール及び前記経路誘導ツールとは間隙をおいて対向配置され、前記第一の昇降テーブルには、前記被加振ツールに超音波振動を付与する超音波振動機構と、前記被加振ツールを前記接続導体の表面に所定圧力で押圧する押圧機構と、前記被加振ツールとが一体化されて、第一の昇降機構によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブルには、前記経路誘導ツールと、断裁駆動機構と、表カッタと裏カッタによって構成されたカッタとを含む前記断裁ツールとが搭載されて、第二の昇降機構によって昇降動作を行い、前記経路誘導ツールには回転駆動量が制御できる送りモータによって回転駆動される送りローラが設けられ、前記カッタを通過する前記接続導体の長さ寸法は、前記送りローラの回転量に比例した値となっていて、前記複数の接合対象物を接続する前記接続導体の断裁部分の全長は、前記送りモータによる前記接続導体の送出し寸法によって制御されるとともに、前記送りモータによる前記接続導体の送出速度は、前記可動テーブルと前記第二の昇降テーブルとの相対移動速度以上の速度となっている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
この発明の第三の発明による接続導体の接合断裁制御方法は、基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端を、断裁駆動機構によって駆動される表カッタと裏カッタによって構成されたカッタで切断する断裁ツールと、前記接続導体を前記断裁ツールの開口端から送出す送りモータと、前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な第一及び第二の昇降テーブルと、を有する接続導体の接合断裁装置に対する接続導体の接合断裁制御方法であって、前記第一の昇降テーブルに搭載された前記被加振ツールと当該被加振ツールに高周波振動を付与する超音波振動機構と、当該被加振ツールを前記接続導体に押圧する押圧機構と、前記第一の昇降テーブルの昇降を行う第一の昇降機構とによって構成された超音波接合ユニットに対する超音波接合制御ユニットと、前記第二の昇降テーブルに搭載された前記断裁ツールと、前記接続導体を送出するための送りモータを主体とする前記経路誘導ツールと、前記第二の昇降テーブルの昇降を行う第二の昇降機構と、前記可動テーブルを駆動するＸ軸駆動機構又はＹ軸駆動機構とによって構成された周辺付帯ユニットに対する周辺付帯制御ユニットとを備えるとともに、前記第一及び第二の昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができるように分割して構成されており、前記超音波接合制御ユニットと前記周辺付帯制御ユニットは相互に制御信号の交信を行いながら前記超音波接合ユニット及び前記周辺付帯ユニットに対する連携制御を行って、複数の接合対象物に対して順次超音波接合される長尺可撓性の接続導体は、経路誘導ツールに設けられた送りモータによって積極的に供給され、前記複数の接合対象物を接続する前記接続導体の全長、或いは初回の送出し自由端の長さは前記送りモータの回転量によって制御されるとともに、最終位置では前記カッタによって断裁されて、前記被加振ツールは次なる基板上の前記複数の接合対象物の一つの接合面の上部に移送してから、再び前記接続導体の送出しと超音波接合が開始するようになっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
前記第一の昇降テーブル３００には、前記被加振ツール３１０に超音波振動を付与する超音波振動機構３２０と、前記被加振ツール３１０を前記接続導体１１０の表面に所定圧力で押圧する押圧機構３３０と、前記被加振ツール３１０とが一体化されて、第一の昇降機構５３０によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブル４００には、前記接続導体１１０を送出するための送りモータ４２１を主体とする前記経路誘導ツール４２０と、断裁駆動機構４１３とカッタ４１２とを含む前記断裁ツール４１０とが搭載されて、第二の昇降機構５４０によって昇降動作を行い、前記断裁ツール４１０は前記経路誘導ツール４２０と前記被加振ツール３１０との間にあって、相互に隣接して配置されるものであるとともに、当該断裁ツール４１０は前記経路誘導ツール４２０の一部となって前記接続導体１１０を誘導する貫通路４１１ｃと押圧保持機構４１４とを備えている。前記貫通路４１１ｃの開口端には、前記接続導体１１０の裏面側に位置する裏カッタ４１２ｂと、前記接続導体１１０の表面側に位置する表カッタ４１２ａが配置されて、当該表カッタ４１２ａと前記裏カッタ４１２ｂとが協働して前記接続導体１１０を断裁する前記カッタ４１２とを構成し、前記押圧保持機構４１４は、前記経路誘導ツール４２０によって傾斜角θを有する前記接続導体１１０の端部に水平平坦部１１０ｈを生成し、前記開口端から導出された前記接続導体１１０は、前記接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面と下降待機位置にある前記被加振ツール３１０の押圧端面との間隙空間を通過し、前記カッタ４１２は、最終の前記接合対象物１０４の接合面に対し前記被加振ツール３１０が接近下降して、前記接続導体１１０が押圧された以降の時期において、前記断裁駆動機構４１３によって前記接続導体１１０を断裁するようになっている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
前記断裁ツール４１０に設けられた前記押圧保持機構４１４は、前記表カッタ４１２ａと前記裏カッタ４１２ｂによる前記接続導体１１０の断裁が開始する前に前記接続導体１１０を前記貫通路４１１ｃの内面に押圧して、断裁分力によって前記接続導体１１０が前記開口端から引き出されるのを防止するとともに、前記経路誘導ツール４２０によって傾斜角θを有する前記接続導体１１０の端部に水平平坦部１１０ｈを生成するようになっている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
前記第一の昇降テーブル３００には、前記被加振ツール３１０に超音波振動を付与する超音波振動機構３２０と、前記被加振ツール３１０を前記接続導体１１０の表面に所定圧力で押圧する押圧機構３３０と、前記被加振ツール３１０とが一体化されて、第一の昇降機構５３０によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブル４００には、前記経路誘導ツール４２０と、断裁駆動機構４１３と、表カッタ４１２ａと裏カッタ４１２ｂによって構成されたカッタ４１２とを含む前記断裁ツール４１０とが搭載されて、第二の昇降機構５４０によって昇降動作を行い、前記経路誘導ツール４２０には回転駆動量が制御できる送りモータ４２１によって回転駆動される送りローラ４２２が設けられ、前記カッタ４１２を通過する前記接続導体１１０の長さ寸法は、前記送りローラ４２２の回転量に比例した値となっていて、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を接続する前記接続導体１１０の断裁部分１１１ａ・１１１ｂの全長は、前記送りモータ４２１による前記接続導体１１０の送出し寸法によって制御されるとともに、前記送りモータ４２１による前記接続導体１１０の送出速度は、前記可動テーブル２００と前記第二の昇降テーブル４００との相対移動速度以上の速度となっている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
基板１０１上に搭載された複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面に対し、経路誘導ツール４２０を介して供給される長尺可撓性の接続導体１１０を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツール３１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を相互に電気的接続した前記接続導体１１０の終端を、断裁駆動機構４１３によって駆動される表カッタ４１２ａと裏カッタ４１２ｂによって構成されたカッタ４１２で切断する断裁ツール４１０と、前記接続導体１１０を前記断裁ツール４１０の開口端から送出す送りモータ４２１と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブル２００と、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な第一及び第二の昇降テーブル３００・４００と、を有する接続導体の接合断裁装置に対する接続導体の接合断裁制御方法であって、前記第一の昇降テーブル３００に搭載された前記被加振ツール３１０と当該被加振ツール３１０に高周波振動を付与する超音波振動機構３２０と、当該被加振ツール３１０を前記接続導体１１０に押圧する押圧機構３３０と、前記第一の昇降テーブル３００の昇降を行う第一の昇降機構５３０とによって構成された超音波接合ユニットに対する超音波接合制御ユニット７３０と、前記第二の昇降テーブル４００に搭載された前記断裁ツール４１０と、前記接続導体１１０を送出するための送りモータ４２１を主体とする前記経路誘導ツール４２０と、前記第二の昇降テーブル４００の昇降を行う第二の昇降機構５４０と、前記可動テーブル２００を駆動するＸ軸駆動機構２０１又はＹ軸駆動機構２０２とによって構成された周辺付帯ユニットに対する周辺付帯制御ユニット７４０とを備えるとともに、前記第一及び第二の昇降テーブル３００・４００は相互に独立して昇降動作を行うことができるように分割して構成されており、前記超音波接合制御ユニット７３０と前記周辺付帯制御ユニット７４０は相互に制御信号の交信を行いながら前記超音波接合ユニット及び前記周辺付帯ユニットに対する連携制御を行って、複数の接合対象物１０２・１０４・１０６に対して順次超音波接合される長尺可撓性の接続導体１１０は、経路誘導ツール４２０に設けられた送りモータ４２１によって積極的に供給され、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を接続する前記接続導体１１０の全長、或いは初回の送出し自由端の長さは前記送りモータ４２１の回転量によって制御されるとともに、最終位置では前記カッタ４１２によって断裁されて、前記被加振ツール３１０は次なる基板１０１上の前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の一つの接合面の上部に移送してから、再び前記接続導体１１０の送出しと超音波接合が開始するようになっている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
以上のとおり、この発明の請求項１４に関連し、付帯制御ユニット側の第１ステップと第５ステップと第６ステップ、及び超音波接合制御ユニット側の第２ステップと第３ステップと第４ステップとによって、複数の接合対象物に対して順次超音波接合される長尺可撓性の接続導体は、経路誘導ツールに設けられた送りモータによって積極的に供給され、複数の接合対象物を接続する接続導体の全長、或いは初回の送出し自由端の長さは送りモータの回転量によって制御されるとともに、最終位置ではカッタによって断裁されて、被加振ツールは次なる基板上の複数の接合対象物の一つの接合面の上部に移送してから、再び接続導体の送出しと超音波接合が開始するようになっている。従って、複数の接合対象物が搭載された基板の中で、接合開始から接合完了までの一連の接合単位を連続して繰り返すか、或いは複数の基板に対する接続導体の接続と断裁を連続して効率よく行うことができる効果がある。また、大電流が流れて比較的断面積の大きな接続導体を用いることができるので、例えば回路基板上に搭載された電力半導体素子の電極端子の一部と、他の電力半導体素子の電極端子の一部、又は外部接続端子間の接続を回路パターンに依存しないで接続することが可能となる効果がある。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
前記第一の昇降テーブル３００には、前記被加振ツール３１０に超音波振動を付与する超音波振動機構３２０と、前記被加振ツール３１０を前記接続導体１１０の表面に所定圧力で押圧する押圧機構３３０と、前記被加振ツール３１０とが一体化されて、第一の昇降機構６３０によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブル４００には、前記接続導体１１０を送出するための送りモータ４２１を主体とする前記経路誘導ツール４２０と、断裁駆動機構４１３とカッタ４１２とを含む前記断裁ツール４１０とが搭載されて、第二の昇降機構６４０によって昇降動作を行い、前記断裁ツール４１０は前記経路誘導ツール４２０と前記被加振ツール３１０との間にあって、相互に隣接して配置されるものであるとともに、当該断裁ツール４１０は前記経路誘導ツール４２０の一部となって前記接続導体１１０を誘導する貫通路４１１ｃと押圧保持機構４１４とを備えている。前記貫通路４１１ｃの開口端には、前記接続導体１１０の裏面側に位置する裏カッタ４１２ｂと、前記接続導体１１０の表面側に位置する表カッタ４１２ａが配置されて、当該表カッタ４１２ａと前記裏カッタ４１２ｂとが協働して前記接続導体１１０を断裁する前記カッタ４１２とを構成し、前記押圧保持機構４１４は、前記経路誘導ツール４２０によって傾斜角θを有する前記接続導体１１０の端部に水平平坦部１１０ｈを生成し、前記開口端から導出された前記接続導体１１０は、前記接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面と下降待機位置にある前記被加振ツール３１０の押圧端面との間隙空間を通過し、前記カッタ４１２は、最終の前記接合対象物１０４の接合面に対し前記被加振ツール３１０が接近下降して、前記接続導体１１０が押圧された以降の時期において、前記断裁駆動機構４１３によって前記接続導体１１０を断裁するようになっている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２６】
前記第一の昇降テーブル３００には、前記被加振ツール３１０に超音波振動を付与する超音波振動機構３２０と、前記被加振ツール３１０を前記接続導体１１０の表面に所定圧力で押圧する押圧機構３３０と、前記被加振ツール３１０とが一体化されて、第一の昇降機構６３０によって昇降動作を行い、前記第二の昇降テーブル４００には、前記経路誘導ツール４２０と、断裁駆動機構４１３と、表カッタ４１２ａと裏カッタ４１２ｂによって構成されたカッタ４１２とを含む前記断裁ツール４１０とが搭載されて、第二の昇降機構６４０によって昇降動作を行い、前記経路誘導ツール４２０には回転駆動量が制御できる送りモータ４２１によって回転駆動される送りローラ４２２が設けられ、前記カッタ４１２を通過する前記接続導体１１０の長さ寸法は、前記送りローラ４２２の回転量に比例した値となっていて、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を接続する前記接続導体１１０の断裁部分１１１ａ・１１１ｂの全長は、前記送りモータ４２１による前記接続導体１１０の送出し寸法によって制御されるとともに、前記送りモータ４２１による前記接続導体１１０の送出速度は、前記可動テーブル６００と前記第二の昇降テーブル４００との相対移動速度以上の速度となっている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３１】
基板１０１上に搭載された複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面に対し、経路誘導ツール４２０を介して供給される長尺可撓性の接続導体１１０を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツール３１０と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を相互に電気的接続した前記接続導体１１０の終端を、断裁駆動機構４１３によって駆動される表カッタ４１２ａと裏カッタ４１２ｂによって構成されたカッタ４１２で切断する断裁ツール４１０と、前記接続導体１１０を前記断裁ツール４１０の開口端から送出す送りモータ４２１と、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブル６００と、前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な第一及び第二の昇降テーブル３００・４００と、を有する接続導体の接合断裁装置に対する接続導体の接合断裁制御方法であって、前記第一の昇降テーブル３００に搭載された前記被加振ツール３１０と当該被加振ツール３１０に高周波振動を付与する超音波振動機構３２０と、当該被加振ツール３１０を前記接続導体１１０に押圧する押圧機構３３０と、前記第一の昇降テーブル３００の昇降を行う第一の昇降機構６３０とによって構成された超音波接合ユニットに対する超音波接合制御ユニット７３０と、前記第二の昇降テーブル４００に搭載された前記断裁ツール４１０と、前記接続導体１１０を送出するための送りモータ４２１を主体とする前記経路誘導ツール４２０と、前記第二の昇降テーブル４００の昇降を行う第二の昇降機構６４０と、前記可動テーブル６００を駆動するＸ軸駆動機構６０１又はＹ軸駆動機構６０２とによって構成された周辺付帯ユニットに対する周辺付帯制御ユニット７４０とを備えるとともに、前記第一及び第二の昇降テーブル３００・４００は相互に独立して昇降動作を行うことができるように分割して構成されており、前記超音波接合制御ユニット７３０と前記周辺付帯制御ユニット７４０は相互に制御信号の交信を行いながら前記超音波接合ユニット及び前記周辺付帯ユニットに対する連携制御を行って、複数の接合対象物１０２・１０４・１０６に対して順次超音波接合される長尺可撓性の接続導体１１０は、経路誘導ツール４２０に設けられた送りモータ４２１によって積極的に供給され、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６を接続する前記接続導体１１０の全長、或いは初回の送出し自由端の長さは前記送りモータ４２１の回転量によって制御されるとともに、最終位置では前記カッタ４１２によって断裁されて、前記被加振ツール３１０は次なる基板１０１上の前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の一つの接合面の上部に移送してから、再び前記接続導体１１０の送出しと超音波接合が開始するようになっている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、
前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端を切断する断裁ツールと、
前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、
前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルと
を有する接続導体の接合断裁装置であって、
前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブルと第二の昇降テーブルとに分割して構成されており、
前記可動テーブルには、前記複数の接合対象物が搭載された前記基板が載置されるか、又は前記第一及び第二の昇降テーブルが搭載されて、
前記基板は前記被加振ツールと、前記断裁ツール及び前記経路誘導ツールとは間隙をおいて対向配置され、
前記第一の昇降テーブルには、前記被加振ツールに超音波振動を付与する超音波振動機構と、前記被加振ツールを前記接続導体の表面に所定圧力で押圧する押圧機構と、前記被加振ツールとが一体化されて、第一の昇降機構によって昇降動作を行い、
前記第二の昇降テーブルには、前記接続導体を送出するための送りモータを主体とする前記経路誘導ツールと、断裁駆動機構とカッタとを含む前記断裁ツールとが搭載されて、第二の昇降機構によって昇降動作を行い、
前記断裁ツールは前記経路誘導ツールと前記被加振ツールとの間にあって、相互に隣接して配置されるものであるとともに、当該断裁ツールは前記経路誘導ツールの一部となって前記接続導体を誘導する貫通路と押圧保持機構とを備え、
前記貫通路の開口端には、前記接続導体の裏面側に位置する裏カッタと、前記接続導体の表面側に位置する表カッタが配置されて、当該表カッタと前記裏カッタとが協働して前記接続導体を断裁する前記カッタを構成し、
前記押圧保持機構は、前記経路誘導ツールによって傾斜角θを有する前記接続導体の端部に水平平坦部を生成し、
前記開口端から導出された前記接続導体は、前記接合対象物の接合面と下降待機位置にある前記被加振ツールの押圧端面との間隙空間を通過し、
前記カッタは、最終の前記接合対象物の接合面に対し前記被加振ツールが接近下降して、前記接続導体が押圧された以降の時期において、前記断裁駆動機構によって前記接続導体を断裁する
ことを特徴とする接続導体の接合断裁装置。
【請求項２】
前記カッタは切断線の一端から他端にかけて順次前記接続導体を断裁する斜め刃であるか、又は一端を支点として回動して、他端の断裁ストロークは前記接続導体の厚さ寸法を超える値となっており、
前記開口端の下部は前記カッタの可動寸法以上の厚さ寸法を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項３】
前記カッタを駆動する前記断裁駆動機構は、断裁モータによって回転駆動されるカム円板を備え、
前記接続導体の断裁開始から断裁完了までの所要時間は、前記カム円板の回転速度によって可変設定される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項４】
前記カッタを駆動する前記断裁駆動機構は断裁モータによって回転駆動されるカム円板と、当該カム円板の回転動作に応動して、一端を支軸として回動し他端で前記表カッタを押圧する回動レバーとを備え、
前記接続導体の断裁開始から断裁完了までの所要時間は、前記カム円板の回転速度によって可変設定される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項５】
前記断裁ツールに設けられた前記押圧保持機構は、前記表カッタと前記裏カッタによる前記接続導体の断裁が開始する前に前記接続導体を前記貫通路の内面に押圧して、断裁分力によって前記接続導体が前記開口端から引き出されるのを防止するとともに、前記経路誘導ツールによって傾斜角を有する前記接続導体の端部に水平平坦部を生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項６】
前記押圧保持機構が前記接続導体を前記貫通路の内面に押圧していないときの、押圧面と前記貫通路の内面との間の間隙寸法Ｇから前記接続導体の厚さ寸法Ｔを減じた実間隙寸法と、前記貫通路の長さ寸法Ｌとの比率（Ｇ−Ｔ）／Ｌは所定の値に可調整設定されている
ことを特徴とする請求項５に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項７】
基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、
前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端を切断する断裁ツールと、
前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、
前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な昇降テーブルと
を有する接続導体の接合断裁装置であって、
前記昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができる第一の昇降テーブルと第二の昇降テーブルとに分割して構成されており、
前記可動テーブルには、前記複数の接合対象物が搭載された前記基板が載置されるか、又は前記第一及び第二の昇降テーブルが搭載されて、
前記基板は前記被加振ツールと、前記断裁ツール及び前記経路誘導ツールとは間隙をおいて対向配置され、
前記第一の昇降テーブルには、前記被加振ツールに超音波振動を付与する超音波振動機構と、前記被加振ツールを前記接続導体の表面に所定圧力で押圧する押圧機構と、前記被加振ツールとが一体化されて、第一の昇降機構によって昇降動作を行い、
前記第二の昇降テーブルには、前記経路誘導ツールと、断裁駆動機構と、表カッタと裏カッタによって構成されたカッタとを含む前記断裁ツールとが搭載されて、第二の昇降機構によって昇降動作を行い、
前記経路誘導ツールには回転駆動量が制御できる送りモータによって回転駆動される送りローラが設けられ、
前記カッタを通過する前記接続導体の長さ寸法は、前記送りローラの回転量に比例した値となっていて、
前記複数の接合対象物を接続する前記接続導体の断裁部分の全長は、前記送りモータによる前記接続導体の送出し寸法によって制御されるとともに、前記送りモータによる前記接続導体の送出速度は、前記可動テーブルと前記第二の昇降テーブルとの相対移動速度以上の速度となっている
ことを特徴とする接続導体の接合断裁装置。
【請求項８】
前記送りモータは、一対の回転ローラである前記送りローラとピンチローラの一方又は両方を回転駆動し、
前記一対の回転ローラの一方又は両方は、前記接続導体よりも低硬度の樹脂材で構成されているとともに、一方は他方に対して圧接機構によって所定圧力で圧接されている
ことを特徴とする請求項７に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項９】
前記第二の昇降テーブルの昇降動作に対して静止状態で設置され、前記接続導体が巻回された回転リールを備えるとともに、前記回転リールから巻き出された前記接続導体は、前記第二の昇降テーブルに搭載された手繰りローラと前記経路誘導ツールとを経由して前記断裁ツールのカッタ位置に誘導され、
前記手繰りローラは前記送りモータが停止している期間に、揺動駆動機構によって揺動駆動が行われて、前記回転リールから前記接続導体を手繰り出して、前記送りモータの位置までの前記接続導体の弛みを生成する
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項１０】
前記第二の昇降テーブルの昇降動作に対して静止状態で設置され、前記接続導体が巻回された回転リールを備えるとともに、前記回転リールの回転軸、又は当該回転リールの出口に設けられた巻出ローラは巻出モータによって積極的に巻出し駆動され、前記回転リールから巻き出された前記接続導体は、前記第二の昇降テーブルに搭載された弛み検出センサと前記経路誘導ツールとを経由して前記断裁ツールのカッタ位置に誘導され、
前記巻出モータは前記送りモータが停止している期間に、前記回転リールから前記接続導体を巻き出して、前記送りモータの位置までの前記接続導体の弛みを生成する
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項１１】
前記複数の接合対象物を搭載した前記基板は、Ｘ軸駆動機構又はＹ軸駆動機構によって前記接合面と平行するＸ軸又はＹ軸方向に移動する前記可動テーブル上に搬入搭載され、  前記超音波振動機構と前記押圧機構と前記被加振ツールを搭載した前記第一の昇降テーブルと、前記経路誘導ツールと前記断裁ツールを搭載した前記第二の昇降テーブルと、前記可動テーブルとは、共通の静止架台に対して装着されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項７に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項１２】
前記複数の接合対象物を搭載した前記基板は、前記可動テーブルと間隙をおいて対向配置されて、コンベア又は静止架台上に搭載されており、
前記超音波振動機構と前記押圧機構と前記被加振ツールを搭載した前記第一の昇降テーブルと、前記経路誘導ツールと前記断裁ツールを搭載した前記第二の昇降テーブルとは、Ｘ軸駆動機構又はＹ軸駆動機構によって駆動される前記可動テーブル上に搭載されて、前記接合面と平行するＸ軸又はＹ軸方向に移動する
ことを特徴とする請求項１又は請求項７に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項１３】
基板上に搭載された複数の接合対象物の接合面に対し、経路誘導ツールを介して供給される長尺可撓性の接続導体を順次押圧して超音波接合を行う被加振ツールと、
前記複数の接合対象物を相互に電気的接続した前記接続導体の終端を、断裁駆動機構によって駆動される表カッタと裏カッタによって構成されたカッタで切断する断裁ツールと、
前記接続導体を前記断裁ツールの開口端から送出す送りモータと、
前記複数の接合対象物の超音波接合面と平行して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能な可動テーブルと、
前記超音波接合面と直交するＺ軸方向に移動可能な第一及び第二の昇降テーブルと、
を有する接続導体の接合断裁装置に対する接続導体の接合断裁制御方法であって、
前記第一の昇降テーブルに搭載された前記被加振ツールと当該被加振ツールに高周波振動を付与する超音波振動機構と、当該被加振ツールを前記接続導体に押圧する押圧機構と、前記第一の昇降テーブルの昇降を行う第一の昇降機構とによって構成された超音波接合ユニットに対する超音波接合制御ユニットと、前記第二の昇降テーブルに搭載された前記断裁ツールと、前記接続導体を送出するための送りモータを主体とする前記経路誘導ツールと、前記第二の昇降テーブルの昇降を行う第二の昇降機構と、前記可動テーブルを駆動するＸ軸駆動機構又はＹ軸駆動機構とによって構成された周辺付帯ユニットに対する周辺付帯制御ユニットとを備えるとともに、
前記第一及び第二の昇降テーブルは相互に独立して昇降動作を行うことができるように分割して構成されており、
前記超音波接合制御ユニットと前記周辺付帯制御ユニットは相互に制御信号の交信を行いながら前記超音波接合ユニット及び前記周辺付帯ユニットに対する連携制御を行って、
複数の接合対象物に対して順次超音波接合される長尺可撓性の接続導体は、経路誘導ツールに設けられた送りモータによって積極的に供給され、前記複数の接合対象物を接続する前記接続導体の全長、或いは初回の送出し自由端の長さは前記送りモータの回転量によって制御されるとともに、最終位置では前記カッタによって断裁されて、前記被加振ツールは次なる基板上の前記複数の接合対象物の一つの接合面の上部に移送してから、再び前記接続導体の送出しと超音波接合が開始するようになっている
ことを特徴とする接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１４】
前記周辺付帯制御ユニットは第１ステップと、第５ステップと、第６ステップを分担し、
前記超音波接合制御ユニットは第２ステップと、第３ステップと、第４ステップを分担し、
前記第１ステップは、前記接続導体を前記断裁ツールで断裁した後に、前記被加振ツールを前記複数の接合対象物の一つの接合面の上部に相対移動させるとともに、前記接続導体を前記送りモータによって前記接合面の上部に送出し、
前記第２ステップは、前記第１ステップによって送出された前記接続導体を前記被加振ツールによって前記接合面上部に接近下降させ、
前記第３ステップは、前記第２ステップによって下降した前記被加振ツールを更に下降させて、前記接合面に予備加圧し、前記接続導体の接合面部を形成してから押圧力を解除し、
前記第４ステップは、前記第３ステップに続いて前記被加振ツールを再び下降させて前記接合面に押圧して超音波振動を付与し、前記接続導体を前記複数の接合対象物の一つの接合面に超音波接合し、
前記第５ステップは、前記第４ステップに続いて前記被加振ツールを次の接合対象物の接合面の上方に相対移動させるとともに、前記送りモータが前記接続導体を所定寸法だけ送出し、
前記第６ステップは、前記複数の接合対象物に対する前記接続導体の超音波接合が完了するまで、前記第２ステップから第５ステップまでを繰返した後の前記第４ステップに続いて、前記断裁ツールを用いて前記接続導体を断裁し、
前記第６ステップで一つの前記基板上に搭載された複数の接合対象物に対する前記接続導体の接合と断裁の一つの単位を完了し、同一基板上で他の単位の接合と断裁がある場合には前記第１ステップから第６ステップを繰り返して実行し、一つの基板に対する接合と断裁が完了した前記第６ステップに続いて、次なる基板が搬入されて前記第１ステップに移行する
ことを特徴とする請求項１３に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１５】
前記周辺付帯制御ユニットは更に、先行ステップを分担し、
前記第１ステップの前工程として、前記第６ステップによる前記接続導体の断裁が行われているか、もしくは、段取り替え後の初回動作においては、前記先行ステップにおいて前記断裁ツールの開口端からはみだしている前記接続導体のはみだし部を前記カッタで断裁し、前記経路誘導ツールから所定の傾斜角をもって送出された前記接続導体は、前記断裁ツールの中に設けられた押圧保持機構によって水平方向に押圧成形され、
前記第１ステップに続く初回の第２ステップにおいて、前記被加振ツールは前記押圧成形された水平平坦部を前記接合対象物の接合面に接近又は当接する
ことを特徴とする請求項１４に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１６】
前記周辺付帯制御ユニットは更に、補助ステップを分担し、
前記補助ステップは、前記超音波接合制御ユニットが前記第２ステップにおいて被加振ツールを下降させる過程において、前記送りモータを駆動して前記接続導体の更なる送出しを行う
ことを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１７】
前記第３ステップにおいて、前記被加振ツールの押圧機構は、前記被加振ツールによって前記接続導体を押圧する圧力が、第一の所定圧力以上となるように前記被加振ツールを追下降させて、前記接続導体を前記接合対象物に押圧し、続いて前記被加振ツールによる押圧力が第二の所定圧力以下となるように後退減圧し、
前記第４ステップでは、前記被加振ツールによる押圧力が第三の所定圧力となるまで前記接続導体を前記接合対象物に押圧し、続いて前記被加振ツールの加振動作を開始して超音波接合を行う
ことを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１８】
前記第６ステップにおいて、前記接続導体の断裁を行う前工程として、まず前記被加振ツールを上昇させ、続いて前記断裁ツールを前記接合面側に接近移動させながら前記送りモータを逆転駆動して、前記接近移動に伴う前記接続導体の弛みを吸収しておく
ことを特徴とする請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載の接続導体の接合断裁制御方法。