(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、
基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、上面に被接合物が載置され前記球面状基部の上面に設置された倣い基準部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する搭載手段と、
倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、
前記連結機構は、球面状の凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された受体と、前記受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着され他側が前記球体に固着された結合体とを備え、
前記結合体が、前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴とする接合装置。
【請求項２】
前記球面状基部の球面の曲率中心が、前記倣い基準部の上面側に位置し、前記倣い基準部の上面の中心が前記球面状基部の球面の曲率中心を通る垂直方向の線上にあることを特徴とする請求項１に記載の接合装置。
【請求項３】
複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、
上面に被接合物が載置される載置台と、
基台の下面側に設置された支持台と、前記支持台下に設置された支持部と、球面を上面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、倣い基準面を有する基準体を備えた倣い基準部と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する加圧手段とを備え、
前記連結機構は、球面状の凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された受体と、前記受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着され他側が前記球体に固着された結合体とを備え、
前記結合体が、前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴とする接合装置。
【請求項４】
前記球面状基部の球面の曲率中心が、前記倣い基準面を備えた基準体の下面側に位置し、前記基準体の下面の中心が前記球面状基部の球面の曲率中心を通る垂直方向の線上にあることを特徴とする請求項３に記載の接合装置。
【請求項５】
複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、
球面を上面に有し基台上に設置された球面状基部と、前記球面状基部上に摺動自在に配設された支持部と、前記支持部上に設置された支持台と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する２方向に移動して前記支持部を前記球面状基部に対して摺動させて前記支持部を倣い移動させる移動機構と、前記支持台に設置され上面に被接合物が載置される載置台とを有する搭載手段と、
倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、
前記連結機構は、球面状の凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された受体と、前記受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着され他側が前記球体に固着された結合体とを備え、
前記結合体が、前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴とする接合装置。
【請求項６】
複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、
上面に被接合物が載置される載置台と、
基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有し、前記基台下に倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、
前記連結機構は、球面状の凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された受体と、前記受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着され他側が前記球体に固着された結合体とを備え、
前記結合体が、前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴とする接合装置。
【請求項７】
複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、
基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、上面に被接合物が載置され前記球面状基部の上面に設置された倣い基準部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する搭載手段と、
倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、
前記連結機構は、凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、前記両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えることを特徴とする接合装置。
【請求項８】
前記球面の曲率中心が、前記倣い基準部の上面側に位置し、前記倣い基準部の上面の中心が前記球面の曲率中心を通る垂直方向の線上にあることを特徴とする請求項７に記載の接合装置。
【請求項９】
複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、
上面に被接合物が載置される載置台と、
基台の下面側に設置された支持台と、前記支持台下に設置された支持部と、球面を上面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、倣い基準面を有する基準体を備えた倣い基準部と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する加圧手段とを備え、
前記連結機構は、凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、前記両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えることを特徴とする接合装置。
【請求項１０】
前記球面の曲率中心が、前記倣い基準面を備えた基準体の下面側に位置し、前記基準体の下面の中心が前記球面の曲率中心を通る垂直方向の線上にあることを特徴とする請求項９に記載の接合装置。
【請求項１１】
複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、
球面を上面に有し基台上に設置された球面状基部と、前記球面状基部上に摺動自在に配設された支持部と、前記支持部上に設置された支持台と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する２方向に移動して前記支持部を前記球面状基部に対して摺動させて前記支持部を倣い移動させる移動機構と、前記支持台に設置され上面に被接合物が載置される載置台とを有する搭載手段と、
倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、
前記連結機構は、凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、前記両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えることを特徴とする接合装置。
【請求項１２】
複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、
上面に被接合物が載置される載置台と、
基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有し、前記基台下に倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、
前記連結機構は、凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、前記両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えることを特徴とする接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の重ね合わされた被接合物を接合する際、被接合物同士の所望の位置を高精度に接合するために、接合前に被接合物同士の接合面や被接合物を保持するステージの上面の平行度の倣い調整が行われている。
【０００３】
一般的には、接合装置に平面調整機構が備えられ、被接合物を保持するステージの位置や傾きを変えて倣い調整が行われる。
【０００４】
例えば、特許文献１の平面調整機構では、下面に球面状外形部を有するステージが支持部を介して基台部に備えられている。前記支持部は、ステージ下面の球面状外形部の水平接線方向への水平移動と、球面状外形部の水平接線を軸とする回転移動とが可能なロール状支持部で構成されており、被接合物をステージ上面に保持した状態で加圧機構により被接合物を加圧すると、ステージが水平面内の全ての方向に対して、いずれの方向でも振り子のように自在に傾きを変えるように移動し、被接合物の傾きを任意に変更することができる。
【０００５】
また、ステージは水平移動機構に連結されており、ステージ上面に力を加えるとステージは球面外形部に沿ってステージ上面の傾きを変更するとともに、それに追従して水平移動機構により水平移動する。また、反対に水平移動機構によってステージを水平移動させると、球面外形部に沿ってステージ上面の傾きを変更することもできる。したがって、被接合物をステージ上面に保持した状態で被接合物を加圧し、被接合物同士の接合面が倣うように水平移動機構を水平移動させ、被接合物同士の接合面を倣い調整している。
【０００６】
また、特許文献１の平面調整機構では、ステージの傾きが変化することにより、被接合物の位置は垂直方向に対しても変化する。そこで、ステージの下に垂直方向へ付勢力を発生する板バネ状部材を備えることにより、被接合物を加圧した状態でステージを水平方向に移動させたときのステージの垂直方向の変位を板バネ状部材の弾性力により吸収してステージの傾きと位置を調整している。したがって、被接合物への加圧と水平移動機構の水平移動により被接合物同士の接合面を概ね倣わせた後は、板バネ状部材の弾性を利用して倣い調整を行っている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９５０２０号公報（段落００７３、００７８、００８３、００９４、図８、図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の発明では、上記したように、ステージ上面を加圧しながら水平移動機構を移動してステージ上面を所定の傾きに倣い調整すると、上記した板バネ状部材は、ステージの移動によってステージから圧力を受け、垂直方向（Ｚ方向）のステージの変位を吸収するだけでなく、Ｘ方向、Ｙ方向（または、ピッチング方向、ヨーイング方向）の任意の方向に撓みを生じている。そのため、加圧手段によりステージを加圧しながら倣い調整を行った後、水平移動機構を固定して加圧手段を退避した場合に、板バネ状部材の付勢力により倣い調整をしたステージの倣い位置に誤差が生じることとなる。
【０００９】
また、上記した板バネ状部材は厚さが薄いため破損し易く、ステージを加圧した状態で所定の範囲を超えてステージを移動させると、板バネ状部材が破壊するおそれがある。
【００１０】
さらに、板バネ状部材を備えた平面調整機構では、ステージ下面の球面の曲率中心の位置から離れたステージ上面の位置で倣い調整を行うと、板バネ状部材の撓みが大きくなるため上記誤差を生じやすく、また、ステージ上面を高精度に倣わせるために加圧手段の上下移動や水平移動機構の水平移動を何度も繰り返さなければならないため、倣い調整を高精度で簡便に行うことが難しいという問題がある。
【００１１】
また、例えば、超音波振動を被接合物に印加して被接合物の接合を行う場合には、被接合物に印加した超音波振動がステージを介して板バネ状部材に伝達され、板バネ状部材の弾性により超音波振動が吸収されたり、印加した超音波振動と異なる任意の方向の振動が発生して、被接合物に効率よく所望の超音波振動を与えることが難しいという問題も生じ得る。
【００１２】
そこで、本発明は、被接合物同士の接合面または被接合物を保持するステージの上面の倣い調整を高精度かつ容易に行うことができ、良好な倣いの状態で接合を行うことができる接合装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明にかかる接合装置は、基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、上面に被接合物が載置され前記球面状基部の上面に設置された倣い基準部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する搭載手段と、倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、前記連結機構は、球面状の凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された受体と、前記受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着され他側が前記球体に固着された結合体とを備え、前記結合体が、前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴とを特徴としている（請求項１）。
【００１４】
また、請求項１に記載の接合装置は、前記球面状基部の球面の曲率中心が、前記倣い基準部の上面側に位置し、前記倣い基準部の上面の中心が前記球面状基部の球面の曲率中心を通る垂直方向の線上にあることを特徴としている（請求項２）。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明にかかる接合装置は、上面に被接合物が載置される載置台と、基台の下面側に設置された支持台と、前記支持台下に設置された支持部と、球面を上面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、倣い基準面を有する基準体を備えた倣い基準部と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する加圧手段とを備え、前記連結機構は、球面状の凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された受体と、前記受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着され他側が前記球体に固着された結合体とを備え、前記結合体が、前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴としている（請求項３）。
【００１６】
また、請求項３に記載の接合装置は、前記球面状基部の球面の曲率中心が、前記倣い基準面を備えた基準体の下面側に位置し、前記基準体の下面の中心が前記球面状基部の球面の曲率中心を通る垂直方向の線上にあることを特徴としている（請求項４）。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明にかかる接合装置は、球面を上面に有し基台上に設置された球面状基部と、前記球面状基部上に摺動自在に配設された支持部と、前記支持部上に設置された支持台と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する２方向に移動して前記支持部を前記球面状基部に対して摺動させて前記支持部を倣い移動させる移動機構と、前記支持台に設置され上面に被接合物が載置される載置台とを有する搭載手段と、倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、前記連結機構は、球面状の凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された受体と、前記受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着され他側が前記球体に固着された結合体とを備え、前記結合体が、前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴としている（請求項５）。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明にかかる接合装置は、上面に被接合物が載置される載置台と、基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有し、前記基台下に倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、前記連結機構は、球面状の凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された受体と、前記受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着され他側が前記球体に固着された結合体とを備え、前記結合体が、前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴としている（請求項６）。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明にかかる接合装置は、基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、上面に被接合物が載置され前記球面状基部の上面に設置された倣い基準部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する搭載手段と、倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、前記連結機構は、凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、前記両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えることを特徴としている（請求項７）。
【００２１】
また、請求項７に記載の接合装置は、前記球面の曲率中心が、前記倣い基準部の上面側に位置し、前記倣い基準部の上面の中心が前記球面の曲率中心を通る垂直方向の線上にあることを特徴としている（請求項８）。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、本発明にかかる接合装置は、上面に被接合物が載置される載置台と、基台の下面側に設置された支持台と、前記支持台下に設置された支持部と、球面を上面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、倣い基準面を有する基準体を備えた倣い基準部と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する加圧手段とを備え、前記連結機構は、凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、前記両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えることを特徴としている（請求項９）。
【００２３】
また、請求項９に記載の接合装置は、前記球面の曲率中心が、前記倣い基準面を備えた基準体の下面側に位置し、前記基準体の下面の中心が前記球面の曲率中心を通る垂直方向の線上にあることを特徴としている（請求項１０）。
【００２４】
また、上記課題を解決するために、本発明にかかる接合装置は、球面を上面に有し基台上に設置された球面状基部と、前記球面状基部上に摺動自在に配設された支持部と、前記支持部上に設置された支持台と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する２方向に移動して前記支持部を前記球面状基部に対して摺動させて前記支持部を倣い移動させる移動機構と、前記支持台に設置され上面に被接合物が載置される載置台とを有する搭載手段と、倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、前記連結機構は、凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、前記両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えることを特徴としている（請求項１１）。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明にかかる接合装置は、上面に被接合物が載置される載置台と、基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する２方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有し、前記基台下に倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段とを備え、前記連結機構は、凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、前記両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えることを特徴としている（請求項１２）。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明によれば、連結機構が球面状の凹部を有し球面状基部および移動機構の一方に固着された受体と、受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が球面状基部および移動機構の他方に固着され他側が球体に固着された結合体とを備えるため、倣い基準部の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および搭載手段を加圧すると、受体と受体の凹部に嵌挿された球体の摺動により、移動機構の移動と連動して倣い基準部の上面を倣い調整することができる。また、連結機構が弾性を有さないので、倣い調整後に倣い位置の誤差が生じることがなく、高精度に被接合物の接合を行うことが可能である。
【００２７】
また、受体が移動機構の上面に配設され、結合体の一側が球面状基部の下面に配設されている場合には、倣い基準部の上面の傾きの変化量が微小であっても移動機構の水平移動距離は大きく表れるため、倣い基準部の上面の傾きの微調整をする場合に有効である。
【００２８】
また、受体が球面状基部の下面に配設され、結合体の一側が移動機構の上面に配設されている場合には、倣い基準部の上面の傾きの変化に対する移動機構の水平移動距離が小さくなる。したがって、スペースが狭く移動機構の移動距離を大きく取れない場合や、装置を小型化する場合に有利である。
また、連結機構の結合体が、球面状基部および移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えるため、連結機構の受体と受体の凹部に嵌挿された球体が摺動するとともに、円筒部と軸部が摺動して伸縮して、球面状基部と移動機構の間の距離変動が吸収調整される。したがって、倣い基準部または載置台の上面と基準体の倣い基準面を滑らかに倣わせることができる。
【００２９】
請求項２の発明によれば、球面状基部が支持部に摺動して移動しても、球面状基部の球面の曲率中心の位置は変わらず、倣い基準部の上面の中心が球面状基部の球面の曲率中心を通り倣い基準部の上面に対して垂直方向の線上にあるため、倣い基準部の上面の中心を含む位置に倣い基準面を当接することにより、精度よく安定した倣い調整することができる。
【００３０】
請求項３の発明によれば、連結機構が球面状の凹部を有し球面状基部および移動機構の一方に固着された受体と、受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が球面状基部および移動機構の他方に固着され他側が球体に固着された結合体とを備えるため、載置台の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および載置台を加圧すると、受体と受体の凹部に嵌挿された球体の摺動により、移動機構の移動と連動して載置台の上面と基準体の倣い基準面を倣わせることができる。また、連結機構が弾性を有さないので、倣い調整後に倣い位置の誤差が生じることがなく、高精度に被接合物の接合を行うことが可能である。
また、連結機構の結合体が、球面状基部および移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えるため、連結機構の受体と受体の凹部に嵌挿された球体が摺動するとともに、円筒部と軸部が摺動して伸縮して、球面状基部と移動機構の間の距離変動が吸収調整される。したがって、倣い基準部または載置台の上面と基準体の倣い基準面を滑らかに倣わせることができる。
【００３１】
請求項４の発明によれば、倣い基準面を備えた基準体の下面の中心が球面状基部の球面の曲率中心を通り倣い基準面に対して垂直方向の線上にあるため、倣い基準面の下面の中心を含む位置を載置台の上面に当接することにより、精度よく安定した倣い調整することができる。
【００３２】
請求項５の発明によれば、連結機構が球面状の凹部を有し球面状基部および移動機構の一方に固着された受体と、受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が球面状基部および移動機構の他方に固着され他側が球体に固着された結合体とを備えるため、載置台の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および搭載手段を加圧すると、受体と受体の凹部に嵌挿された球体の摺動により、移動機構の移動と連動して載置台の上面と基準体の倣い基準面を倣わせることができる。また、連結機構が弾性を有さないので、倣い調整後に倣い位置の誤差が生じることがなく、高精度に被接合物の接合を行うことが可能である。
また、連結機構の結合体が、球面状基部および移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えるため、連結機構の受体と受体の凹部に嵌挿された球体が摺動するとともに、円筒部と軸部が摺動して伸縮して、球面状基部と移動機構の間の距離変動が吸収調整される。したがって、倣い基準部または載置台の上面と基準体の倣い基準面を滑らかに倣わせることができる。
【００３３】
請求項６の発明によれば、連結機構が球面状の凹部を有し球面状基部および移動機構の一方に固着された受体と、受体の凹部に摺動自在に嵌挿された球体と、一側が球面状基部および移動機構の他方に固着され他側が球体に固着された結合体とを備えるため、載置台の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および載置台を加圧すると、受体と受体の凹部に嵌挿された球体の摺動により、移動機構の移動と連動して載置台の上面と基準体の倣い基準面を倣わせることができる。また、連結機構が弾性を有さないので、倣い調整後に倣い位置の誤差が生じることがなく、高精度に被接合物の接合を行うことが可能である。
また、連結機構の結合体が、球面状基部および移動機構の他方に固着された円筒部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えるため、連結機構の受体と受体の凹部に嵌挿された球体が摺動するとともに、円筒部と軸部が摺動して伸縮して、球面状基部と移動機構の間の距離変動が吸収調整される。したがって、倣い基準部または載置台の上面と基準体の倣い基準面を滑らかに倣わせることができる。
【００３５】
請求項７の発明によれば、連結機構が、凹部を有し球面状基部および移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えるため、倣い基準部の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および搭載手段を加圧すると、両受体と球体の摺動により、移動機構の移動と連動して倣い基準部の上面をより滑らかに倣わせることができる。
【００３６】
請求項８の発明によれば、球面状基部が支持部に摺動して移動しても、球面状基部の球面の曲率中心の位置は変わらず、倣い基準部の上面の中心が球面状基部の球面の曲率中心を通り倣い基準部の上面に対して垂直方向の線上にあるため、倣い基準部の上面の中心を含む位置に倣い基準面を当接することにより、精度よく安定した倣い調整することができる。
【００３７】
請求項９の発明によれば、連結機構が、凹部を有し球面状基部および移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えるため、載置台の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および載置台を加圧すると、両受体と球体の摺動により、移動機構の移動と連動して載置台の上面と基準体の倣い基準面をより滑らかに倣わせることができる。
【００３８】
請求項１０の発明によれば、倣い基準面を備えた基準体の下面の中心が球面状基部の球面の曲率中心を通り倣い基準面に対して垂直方向の線上にあるため、倣い基準面の下面の中心を含む位置を載置台の上面に当接することにより、精度よく安定した倣い調整することができる。
【００３９】
請求項１１の発明によれば、連結機構が、凹部を有し球面状基部および移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えるため、載置台の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および搭載手段を加圧すると、両受体と球体の摺動により、移動機構の移動と連動して載置台の上面と基準体の倣い基準面をより滑らかに倣わせることができる。
【００４０】
請求項１２の発明によれば、連結機構が、凹部を有し球面状基部および移動機構にそれぞれ固着された第１の受体および第２の受体と、両受体の凹部間に摺動自在に挟持された球体とを備えるため、載置台の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および載置台を加圧すると、両受体と球体の摺動により、移動機構の移動と連動して載置台の上面と基準体の倣い基準面をより滑らかに倣わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
（第１実施形態）
本発明における接合装置として、超音波振動接合装置を例とした場合の第１実施形態について、図１ないし図５を参照して説明する。なお、図１は本発明の一実施形態における超音波振動接合装置の概略構成図、図２は第１の被接合物を搭載する搭載手段の斜視図、図３は搭載手段の上面図、図４は搭載手段の動作を表す図である。図５は第１および第２の被接合物を搭載した搭載手段の部分概略構成図である。本実施形態では、被接合物同士を超音波振動により接合するための装置について説明する。
【００４２】
１．装置構成
本実施形態における装置は、図１に示すように、第１の被接合物を保持するための搭載手段１と、被接合物を加圧するための加圧手段２とを備えている。
【００４３】
搭載手段１は、図１ないし４に示すように、基台１０上に本発明における移動機構としてのスライドテーブル機構１１と、支柱１２と、支持台１３とを備え、ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、ステージ部１５、連結機構１６によって構成されている。なお、基台１０、支柱１２および支持台１３は固定して連結され、一体可動するようになっている。
【００４４】
スライドテーブル機構１１は、駆動機構を有しておらず、Ｘ方向に移動可能なスライドテーブル１１ａとＹ方向に移動可能なスライドテーブル１１ｂを、図１のように基台１０上に上下に配置して構成され、Ｘ方向、Ｙ方向に自在に移動する構成となっている。したがって、ステージ部１５の上面が加圧されて倣い動作することによってスライドテーブル機構１１は所定の位置に移動することとなる。
【００４５】
ステージ部１５は、円柱の下周面が球面状に加工されて下面に球面を有する球面状基部２５と、平面視が球面状基部２５と同じ形状を成し上面に第１の被接合物を保持する倣い基準部２６によって構成される。倣い基準部２６は、球面状基部２５の上面に、断熱部２７およびヒーター部２８を介して被接合物を保持する保持部２９が順次積層されて形成されている。また、倣い基準部２６は、球面状基部２５の下面の球面の曲率中心Ｐ（ここで、図１以下の点Ｐが曲率中心に相当）の位置に、倣い基準部２６の上面の中心がほぼ一致するように配置されている。このように配置することにより、倣い基準部２６の上面の中心を基準に倣い調整を行うと、精度よく倣い調整することができる。また、被接合物を上記した倣い基準部２６の上面の中心を含む位置に保持することにより、安定した接合動作を行うことができる。
【００４６】
また、第１の被接合物を保持する保持部２９には、被接合物を真空吸着により保持するための吸着機構（図示せず）が備えられている。なお、被接合物の保持方法は前記した真空吸着法に限らず、その他の方法でもよい。また、倣い基準部２６は、本実施形態のように被接合物を加熱するためのヒーター部２８を必ずしも備えている必要はない。
【００４７】
そして、球面状基部２５は連結機構１６を介してスライドテーブル機構１１に連結されている。連結機構１６は、図１に示すように、球面状の凹部を有し上側のスライドテーブル１１ｂの上面に固着された受体３０と、受体３０の凹部に嵌挿された球体３１と、上端が球面状基部２５の下面中央に固着され、下端が球体３１に固着された結合体３２からなる。さらに、結合体３２は、円筒部３３と軸部３４からなり、円筒部３３は球面状基部２５の下面に固着され、軸部３４は上端が前記円筒部３３に内嵌され下端が球体３１に固着されている。よって、連結機構１６は受体３０と球体３１が摺動し、円筒部３３と軸部３４が軸部３４の軸方向および軸周り方向に摺動して伸縮する構成である。
【００４８】
ここで、円筒部３３は、ステージ部１５の球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐを通る線上に配設されている。
【００４９】
このような構成により、連結機構１６によってスライドテーブル機構１１の両テーブル１１ａ、１１ｂの動作に対応してステージ部１５の傾きを自在に変えることができる。つまり、スライドテーブル機構１１の移動によりステージ部１５の傾きが変化すると、ステージ部１５およびスライドテーブル機構１１の移動に伴い、連結機構１６の円筒部３３と軸部３４によってステージ部１５とスライドテーブル機構１１との間の距離変動が吸収調整されるため、ステージ部１５の倣い基準部２６の上面の傾き角度を可変できるようになっている。
【００５０】
また、支持台１３の上面には、正三角形の各頂点に相当する位置にそれぞれ配設された３個のローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃを介して、ステージ部１５が支持されている。また、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃに対し、次のような構成により、球面状基部２５の球面が摺動可能に支持されている。
【００５１】
図３に示すように、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、それぞれ水平方向に配設された軸３５と軸３５に外嵌されたストローク部３６によって構成され、ストローク部３６は軸３５の軸方向に所定量移動可能で、かつ軸３５の周りを自由に回転可能に設けられている。したがって、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃの動作により、ステージ部１５の倣い基準部２６の上面の傾き角度を可変でき、ステージ部１５を基準体（図１中の符号４５）に対し安定して倣い移動させることができる。
【００５２】
なお、スライドテーブル機構１１と連結機構１６の受体３０の間には、厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる薄板３８が介挿されて配置されており、スライドテーブル機構１１の移動に伴って薄板３８も移動するようになっている。
【００５３】
そして、基部１０には、直交するスライドテーブル１１ａ、１１ｂの移動方向の線上にほぼ位置するように、エアシリンダ３７ａ、３７ｂが、円周方向に約９０度の角度を開けて配設されている。エアシリンダ３７ａ、３７ｂにエアが供給されると、エアシリンダ３７ａ、３７ｂのピストン部３９ａ、３９ｂが上動して、薄板３８を支持台１３の下面に押し付けることにより、薄板３８の移動が規制されてスライドテーブル機構１１が所定の位置に固定される。したがって、本実施形態では、エアシリンダ３７ａ、３７ｂと薄板３８が固定機構に相当する。
【００５４】
加圧手段２は、第２の被接合物が保持されるヘッド部２０と、第２の被接合物を第１の被接合物に当接するための上下駆動機構４０によって構成されている。
【００５５】
ヘッド部２０には、図１に示すように、振動子４１を有する共振器４２が備えられている。共振器４２は最小振動振幅点の位置を共振器支持部４３により支持されてヘッド部２０に配設されている。そして、共振器４２の最大振動振幅点の位置に相当する共振器の中央部分には、下面に第２の被接合物を保持するための保持部４４が備えられている。第２の被接合物の保持方法には、真空吸着法が用いられ、保持部４４には吸着機構（図示せず）が配設されている。なお、被接合物の保持方法は、真空吸着法に限らず、機械的に保持する方法などでもよい。また、保持部４４は、共振器４２の両端に位置する最大振動振幅点のいずれかの位置や、その他の位置に形成されるとしてもよい。
【００５６】
また、被接合物同士の接合が加熱により行われる場合には、ヘッド部２０にヒーターなどの加熱機構を備えるとしてもよい。
【００５７】
また、保持部４４は被接合物を保持するだけでなく、後述するように倣い調整を行うときに倣い調整のための基準面を有する基準体４５を保持し、この基準面を基準として倣い調整を行う。なお、倣い調整を行うときには、基準体４５を保持する代わりに、保持部４４の下面自体を倣い基準面としてもよい。
【００５８】
２．倣い調整動作
次に倣い調整の動作について説明する。倣い調整は、第１および第２の被接合物の接合に先立って行われるもので、両被接合物を保持しない状態で、第１の被接合物を搭載する倣い基準部２６の上面中心に、ヘッド部２０の基準体４５の倣い基準面を当接した状態で行う。以下に、本実施形態における倣い調整動作について説明する。
【００５９】
まず、倣い基準部２６の上面の中心を含む所定位置にヘッド部２０の保持部４４に保持された基準体４５の倣い基準面が当接するように、上下駆動機構４０によりヘッド部２０を下降させる。
【００６０】
そして、基準体４５の倣い基準面が倣い基準部２６の上面に当接した状態で、上下駆動機構４０により所定圧力が加えられると、倣い基準部２６の上面は基準体４５の倣い基準面の傾きに従って所定の傾きに調整される。このとき、図４に示すように、ステージ部１５の球面状基部２５の球面は各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃを摺動して前記球面の曲率中心Ｐを中心にして回転移動する。
【００６１】
各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、球面状基部２５の球面の摺動に伴い、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃのストローク部３６が軸３５の軸方向および軸周りにそれぞれ移動するため、倣い基準部２６の上面が倣い基準面に一致するように、ステージ部１５が倣い調整される。このとき、ステージ部１５が球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐを中心にして倣い調整されるため、球面状基部２５の下面に配設された連結機構１６も前記曲率中心Ｐを通る線、つまり軸部３４の軸周りに回転するとともに、ステージ部１５の上下方向への移動があれば連結機構１６の円筒部３３が軸部３４の方向に摺動する。そして、スライドテーブル１１ａ、１１ｂ自体はモーター等の駆動機構を備えていないため、連結機構１６の移動に連動して所定の倣い位置に移動する。
【００６２】
そして、倣い基準部２６の上面が基準体４５の倣い基準面に合う所定の傾きに倣った状態で、エアポンプ（図示せず）によりエアシリンダ３７ａ、３７ｂにエアを供給し、エアシリンダ３７ａ、３７ｂのピストン部３９ａ、３９ｂを上動させて、薄板３８を支持台１３の下面に押圧し、スライドテーブル機構１１を所定の位置に固定し、倣い基準部２６の上面を所定の角度に傾斜して保持する。
【００６３】
こうして、倣い調整が終了すると、ヘッド部２０は上下駆動機構４０によって上昇され、その後、第１の被接合物である基板５５と第２の被接合物であるチップ５７がそれぞれ保持機構２９および保持部４４に保持され、第１実施形態における接合動作と同様、所定圧力の加圧下、超音波振動が与えられて接合動作が行われる。
【００６４】
３．接合動作
次に超音波振動による接合動作について説明する。本実施形態の第１の被接合物である基板５５は、例えば図５に示すように基板表面に回路電極５６を備えている。また、第２の被接合物であるチップ５７は、金属バンプ５８を備えており、基板５５の回路電極５６とチップ５７の金属バンプ５８の接合を行う。
【００６５】
基板５５は、上記したように倣い基準部２６の上面の中心を含む位置に、回路電極５６を上に向けた状態で吸着保持される。また、チップ５７は、金属バンプ５８が基板５５の回路電極５６の所定の接合位置に対応するように、ヘッド部２０の保持部４４に吸着保持される。そして、上下駆動機構４０により、チップ５７の金属バンプ５８が基板５５の回路電極５６の所定の位置に当接するようにヘッド部２０が下降され、当接された基板５５およびチップ５７に超音波振動が印加されて接合動作が行われる。
【００６６】
超音波振動は、振動子４１に所定の電圧を印加することにより発生する。振動子４１は印加された電圧により振動を発生し、振動子４１の振動は共振器４２によってヘッド部２０の保持部４４に配設されたチップ５７に伝達される。そして、伝達された超音波振動によりチップ５７が振動し、チップ５７の金属バンプ５８と当接された基板５５の回路電極５６が摺動される。この摺動により、回路電極５６と金属バンプ５８の接合面では、不純物による膜や酸化膜などが除去されて新生面が露出する。そして、新生面が露出した両被接合物の表面では、原子同士が引き合うことによって、両被接合物が接合される。
【００６７】
接合が終了すると、振動子４１の振動を停止し、基板５５およびチップ５７の吸着が解除される。そして、上下駆動機構４０によりヘッド部２０が上昇し、接合の終了した被接合物（基板５５、チップ５７）が取り出されて一連の接合動作が終了する。
【００６８】
したがって、第１実施形態によると、連結機構１６の受体３０と受体３０の凹部に嵌挿された球体３１が摺動するとともに、円筒部３３と軸部３４が摺動して伸縮するため、倣い基準部２６の上面と基準体４５の倣い基準面を滑らかに倣わせることができる。また、連結機構１６が弾性を有さないので、倣い調整後に倣い位置の誤差が生じることがなく、精度のよい安定した倣い調整を行うことができる。また、本装置により超音波振動接合を行う場合には、被接合物に効率よく超音波振動を印加して接合を行うことが可能である。
【００６９】
なお、接合の終了は加圧力や超音波振動の印加時間などにより判断してもよく、接合終了時を判断するためのセンサーなどを備えてもよい。また、超音波振動接合中に被接合物を加熱しながら接合を行ってもよい。被接合物を加熱しながら超音波振動接合を行うことにより、被接合物に与える超音波振動振幅を小さくしたり、接合時間を短縮することが可能となる。したがって、超音波振動による被接合物へのダメージを防止することができる。
【００７０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図６および図７を参照して説明する。図６は本実施形態における接合装置の概略構成図であり、図７は本実施形態の搭載手段の動作を表す図である。以下に、第１実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図６および７において、図１ないし図５と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００７１】
本実施形態に示す接合装置は、第１実施形態に示した接合装置とほぼ同様であるが、第１実施形態と相違する点は、本実施形態の連結機構が、第１実施形態の連結機構と上下逆に備えられている点である。
【００７２】
つまり、図６に示すように、受体３０が球面状基部２５側に固着され、円筒部３３がスライドテーブル機構１１側に固着された構成である。したがって、基準体４５の倣い基準面が倣い基準部２６の上面に当接されて加圧されると、図７に示すように、ステージ部１５の球面状基部２５の球面は、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃを摺動して前記球面の曲率中心Ｐを中心にして回転移動し、スライドテーブル機構１１が移動して倣い調整される。
【００７３】
また、このような構成によると、ステージ部１５の傾きの変化に対するスライドテーブル機構１１の移動距離が第１実施形態の場合と比べて小さくなる。したがって、スライドテーブル機構１１の移動距離を大きく取れない場合や、装置を小型化する場合に有利である。
【００７４】
なお、本実施形態のその他の装置構成は第１実施形態と同様であり、各機構、各部の個々の動作もそれぞれ第１実施形態と同様である。したがって、倣い動作および接合動作も第１実施形態と同様であるため、動作の詳細な説明は省略する。
【００７５】
よって、第２実施形態によると、ステージ部１５の傾きの変化に対するスライドテーブル機構１１の移動距離が第１実施形態の場合と比べて小さくなるため、スライドテーブル機構１１の移動距離を大きく取れない場合や、装置を小型化する場合に有利である。
【００７６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図８および図９を参照して説明する。図８は本実施形態における接合装置の概略構成図であり、図９は本実施形態の搭載手段の動作を表す図である。以下に、第１実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図８および９において、図１ないし図５と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００７７】
本実施形態に示す接合装置は、第１実施形態に示した接合装置とほぼ同様であるが、第１実施形態と相違する点は、連結機構に凹部を有する２個の受体と、両受体の凹部間に挟持された球体を備えている点である。
【００７８】
つまり、図８に示すように、スライドテーブル機構１１の上面と球面状基部２５の下面にそれぞれ球面状の凹部を有する受体６０、６１を固着し、それらの受部６０、６１の間に球体６２を配設した構成である。
【００７９】
このような構成により、基準体４５の倣い基準面が倣い基準部２６の上面に当接されて加圧されると、図９に示すように、ステージ部１５の球面状基部２５の球面は、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃを摺動して前記球面の曲率中心Ｐを中心にして回転移動し、受部６０、６１と球体６２が摺動してスライドテーブル機構１１が滑らかに移動し、倣い調整される。
【００８０】
したがって、受部６０、６１と球体６２の摺動によりステージ部１５の傾きが調整されるので、ステージ部１５をより滑らかに倣わせることができる。
【００８１】
なお、本実施形態のその他の装置構成は第１実施形態と同様であり、各機構、各部の個々の動作もそれぞれ第１実施形態と同様である。したがって、倣い動作および接合動作も第１実施形態と同様であるため、動作の詳細な説明は省略する。
【００８２】
よって、第３実施形態によると、受部６０、６１と球体６２の摺動によりステージ部１５の傾きが調整されるので、ステージ部１５をより滑らかに倣わせることができる。
【００８３】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図１０を参照して説明する。図１０は本実施形態における接合装置の概略構成図であり、以下に、第１実施形態との相違点について説明する。なお、図１０において、図１ないし図４と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００８４】
本実施形態に示す接合装置は、加圧手段２に、第１実施形態で示した搭載手段１に相当する手段が、第１実施形態と上下逆の配置で組み込まれて構成されている。
【００８５】
つまり、図１０に示すように、第１の被接合物が載置される載置台７０と、加圧手段２に、基台１０と、スライドテーブル機構１１と、支柱１２と、支持台１３と、ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、球面状基部２５と、倣い基準部２６と、連結機構１６と、エアシリンダ３７ａ、３７ｂと、薄板３８とが備えられている。また、基台１０は加圧手段２の上下駆動機構４０に設置されている。なお、基台１０、支柱１２および支持台１３は固定して連結され、一体的に可動するようになっている。
【００８６】
また、球面状基部２５の下面には、振動子４１を有する共振器４２が共振器支持部４３により支持されて取り付けられ、共振器４２の中央部分に備えられた保持部４４には、倣い基準面を有する基準体４５が備えられており、基準体４５の下面の中央に球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐが位置している。したがって、振動子４１を有する共振器４２、共振器支持部４３、保持部４４、基準体４５が、本実施形態では倣い基準部２６に相当する。
【００８７】
したがって、基準体４５の倣い基準面が載置台７０に当接されて加圧されると、加圧手段２に備えられた球面状基部２５およびローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃが摺動して、スライドテーブル機構１１が移動し、倣い調整する構成である。
【００８８】
なお、本実施形態のその他の装置構成は第１実施形態と同様であり、各機構、各部の個々の動作もそれぞれ第１実施形態と同様である。したがって、倣い動作および接合動作も第１実施形態と同様であるため、動作の詳細な説明は省略する。
【００８９】
したがって、第４実施形態によると、加圧手段２側に第１実施形態の搭載手段１に相当する手段を上下逆に配置しても、連結機構１６の受体３０と受体３０の凹部に嵌挿された球体３１が摺動するとともに、円筒部３３と軸部３４が摺動して伸縮するため、載置台７０の上面と基準体４５の倣い基準面を滑らかに倣わせることができる。また、連結機構１６が弾性を有さないので、倣い調整後に倣い位置の誤差が生じることがなく、精度のよい安定した倣い調整を行うことができる。また、本装置により超音波振動接合を行う場合には、被接合物に効率よく超音波振動を印加して接合を行うことが可能である。
【００９０】
なお、本実施形態では超音波振動接合により被接合物の接合を行うため、倣い基準部２６に振動子４１を有する共振器４２を備えているが、共振器４２に限らず、例えばヒーター等を備えることとしてもよい。
【００９１】
また、本実施形態においても、第２実施形態や第３実施形態に示した連結機構を使用してもよい。
【００９２】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、図１１を参照して説明する。図１１は本実施形態における接合装置の概略構成図であり、以下に、第１実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図１１において、図１ないし図４と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００９３】
本実施形態に示す接合装置は、第１実施形態に示した接合装置とほぼ同様であるが、第１実施形態と相違する点は、搭載手段１が第１実施形態と上下逆の配置となるように構成されている点である。
【００９４】
つまり、図１１に示すように搭載手段１の基台１０上に球面状基部２５が設置され、ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、支持台１３と、支柱１２と、上面に第１の被接合物が載置される載置台８０と、スライドテーブル機構１１と、連結機構１６と、エアシリンダ３７ａ、３７ｂと、薄板３８とが備えられている。また、支柱１２、支持台１３および載置台８０は固定して連結され、一体可動するようになっている。なお、球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐは球面状基部２５の下面側の任意の位置である。
【００９５】
したがって、基準体４５の倣い基準面が載置台８０に当接されて加圧されると、搭載手段１に備えられた球面状基部２５に対してローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃが相対的に摺動することとなり、これによって、支持台１３、支柱１２、載置台８０が一体となって移動し、倣い調整が行われる。
【００９６】
なお、本実施形態のその他の装置構成は第１実施形態と同様であり、各機構、各部の個々の動作もそれぞれ第１実施形態と同様である。したがって、倣い動作および接合動作も第１実施形態と同様であるため、動作の詳細な説明は省略する。
【００９７】
したがって、第５実施形態によると、搭載手段１を上下逆に配置しても、連結機構１６の受体３０と受体３０の凹部に嵌挿された球体３１が摺動するとともに、円筒部３３と軸部３４が摺動して伸縮するため、倣い基準部４５または載置台８０の上面と基準体４５の倣い基準面を滑らかに倣わせることができる。また、連結機構１６が弾性を有さないので、倣い調整後に倣い位置の誤差が生じることがなく、精度のよい安定した倣い調整を行うことができる。また、本装置により超音波振動接合を行う場合には、被接合物に効率よく超音波振動を印加して接合を行うことが可能である。
【００９８】
また、本実施形態においても、第２実施形態や第３実施形態に示した連結機構を使用してもよい。
【００９９】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について、図１２を参照して説明する。図１２は本実施形態における接合装置の概略構成図であり、以下に、第１実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図１２において、図１ないし図４と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【０１００】
本実施形態に示す接合装置は、第１実施形態に示した接合装置とほぼ同様であるが、第１実施形態と相違する点は、加圧手段２に、第１実施形態で示した搭載手段１に相当する手段が、上下同一の向きで組み込まれている点である。
【０１０１】
つまり、図１２に示すように、第１の被接合物が載置される載置台９０と、加圧手段２には、基台１０と、スライドテーブル機構１１と、支柱１２と、支持台１３と、ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、球面状基部２５と、連結機構１６と、エアシリンダ３７ａ、３７ｂと、薄板３８とが備えられている。また、基台１０、支柱１２および支持台１３は固定して連結され、一体可動するようになっている。また、球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐは球面状基部２５の上面側の任意の位置である。したがって、本実施形態では、球面状基部２５の上面が加圧手段２の上下駆動機構４０に設置されている点が第２実施形態と異なっている。
【０１０２】
さらに、基台１０の下面には、振動子４１を有する共振器４２が共振器支持部４３により支持されて取り付けられ、共振器４２の中央部分に備えられた保持部４４には、倣い基準面を有する基準体４５が備えられている。
【０１０３】
したがって、基準体４５の倣い基準面が載置台９０に当接されて加圧されると、加圧手段２に備えられた球面状基部２５とローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃが摺動し、支持台１３、支柱１２、基台１０、共振器支持部４３により支持された振動子４１を有する共振器４２、基準体４５が一体となって移動して倣い調整する構成である。
【０１０４】
なお、本実施形態のその他の装置構成は第１実施形態と同様であり、各機構、各部の個々の動作もそれぞれ第１実施形態と同様である。したがって、倣い動作および接合動作も第１実施形態と同様であるため、動作の詳細な説明は省略する。
【０１０５】
したがって、第６実施形態によると、加圧手段２側に第１実施形態の搭載手段１に相当する手段を上下同一の向きに配置しても、連結機構１６の受体３０と受体３０の凹部３１に嵌挿された球体が摺動するとともに、円筒部３３と軸部３４が摺動して伸縮するため、載置台９０の上面と基準体４５の倣い基準面を滑らかに倣わせることができる。また、連結機構１６が弾性を有さないので、倣い調整後に倣い位置の誤差が生じることがなく、精度のよい安定した倣い調整を行うことができる。また、本装置により超音波振動接合を行う場合には、被接合物に効率よく超音波振動を印加して接合を行うことが可能である。
【０１０６】
また、本実施形態においても、第２実施形態や第３実施形態に示した連結機構を使用してもよい。
【０１０７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【０１０８】
例えば、エアシリンダ３７ａ、３７ｂの配置は、円周方向に約９０度の角度を開けた配置に限らず、どのような位置に配置してもよい。また、エアシリンダは２個に限らず、３個以上配置してもよい。
【０１０９】
また、スライドテーブル機構１１の固定は、本実施形態のようにエアシリンダ３７ａ、３７ｂと薄板３８による固定機構に限らない。例えば、駆動モーターを備えたスライドテーブルにすれば、モーターを励磁した状態でスライドテーブルを所定の位置に停止させると、スライドテーブルは固定される。したがって、ステージ上面を所定の角度に保持することができる。また、駆動モーターは回転モーター式やシャフトモーター式などどのようなものでもよい。
【０１１０】
また、倣いの微調整機構を備えるとしてもよい。例えば、半導体圧力センサによりステージ部１５にかかる荷重を検出し、荷重が均一になるように、スライドテーブル機構１１をフィードバック制御により移動させて倣い調整してもよい。
【０１１１】
また、上記した実施形態では、超音波振動を利用した接合装置について記載しているため、ヘッド部２０に振動子４１や共振器４２を備えた装置構成をしているが、加圧により被接合物の接合を行う場合には、振動子４１および共振器４２を備えない装置構成としてもよい。
【０１１２】
例えば、被接合物が金などの金属からなる場合、両被接合物の接合部を当接して押し潰すことにより、接合部の表面に付着していた不純物や酸化物の層が押し破られて新生面が現れ、被接合物同士を接合することができる。また、樹脂などの接着剤により被接合物を接合する場合にも、被接合物表面の倣い調整を行った後、被接合物同士を加圧することにより、接合することができる。
【０１１３】
また、前記した加圧による接合のほかにも、被接合物を加熱することにより接合する接合装置としてもよい。
【０１１４】
この場合、図１に示したように、第１の被接合物を搭載する倣い基準部２６にヒーター部２８を備え、被接合物同士を加熱しながら加圧して接合を行うことができる。また、保持ステージに限らず、第２の被接合物を搭載するヘッド部の保持部にヒーターを備えてもよく、ヒーターは搭載手段１および加圧手段２のどちらにどのように配設してもよい。
【０１１５】
また、被接合物はチップと基板に限らず、被接合物の材質や大きさ、形状などはどのようなものであってもよい。
【０１１６】
また、被接合物の接合方法は、上記した超音波振動接合、加圧による接合、加熱による接合を組み合わせて行ってもよく、接合装置に振動子４１や共振器４２、ヒーター部２８などをどのように組み合わせてもよい。また、その他の接合方法を用いるとしてもよい。
【０１１７】
また、本発明の連結機構を備えた搭載手段および加圧手段は、接合装置の搭載手段および加圧手段としての使用に限らず、それぞれ倣い調整のみの装置に使用してもよい。
【０１１８】
また、被接合物の接合部位置を高精度に合わせるためのアライメント調整機構をさらに備えるとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の第１実施形態における接合装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態における搭載手段の斜視図である。
【図３】図２における搭載手段の平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における搭載手段の動作を表す図である。
【図５】被接合物を搭載した接合装置の部分概略構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態における搭載手段の概略構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態における搭載手段の動作を表す図である。
【図８】本発明の第３実施形態における搭載手段の概略構成図である。
【図９】本発明の第３実施形態における搭載手段の動作を表す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態における接合装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の第５実施形態における接合装置の概略構成図である。
【図１２】本発明の第６実施形態における接合装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１……搭載手段
２……加圧手段
１１……スライドテーブル機構（移動機構）
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ……ローラー（支持部）
１５……ステージ部
１６……連結機構
３７ａ、３７ｂ……エアシリンダ（固定機構）
３８……薄板（固定機構）
５５……基板（被接合物）
５７……チップ（被接合物）
６０、６１……受部（連結機構）
６２……球体（連結機構）
７０、８０、９０……載置台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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