(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置の内部データから、前記ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動した前記ホーンの移動量の最大値、前記ホーンの振動子に供給された電力の総和、および前記電力の最大値のうち、少なくとも２つの特徴的数値を算出する段階と、
前記算出された少なくとも２つの特徴的数値に基づいて、超音波接合された前記ワークの接合状態の良否を判定する段階と、を有し、
前記ワークの接合状態の良否を判定する段階は、
前記算出された少なくとも２つの特徴的数値から、超音波接合された前記ワークの接合強度の推定値を算出する段階と、
前記算出された接合強度の推定値と接合強度の下限基準値とを比較する段階と、
前記接合強度の推定値が前記下限基準値以上の場合、前記ワークの接合状態が良好であると判定する段階と、を有することを特徴とする接合良否検査方法。
【請求項２】
複数のワークに対して、前記少なくとも２つの特徴的数値を算出する段階と、
前記複数のワークに対して算出された少なくとも２つの特徴的数値と、対応する複数のワークの接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式を算出する段階と、をさらに有し、
前記ワークの接合強度の推定値を算出する段階は、
前記特徴的数値−接合強度関係式に基づいて、前記少なくとも２つの特徴的数値から前記ワークの接合強度の推定値を算出することを特徴とする請求項１に記載の接合良否検査方法。
【請求項３】
前記特徴的数値−接合強度関係式を算出する段階は、
前記少なくとも２つの特徴的数値を説明変数、かつ、接合強度を目的変数とする重回帰分析によって前記特徴的数値−接合強度関係式を算出することを特徴とする請求項２に記載の接合良否検査方法。
【請求項４】
前記振動子に供給された電力と時間との関係を示す電力−時間曲線は、時間の増加にともなって増加する電力が飽和傾向を示すときに極大点を有し、
前記接合良否検査方法は、
前記電力が前記極大点に達するまでの間の前記内部データから、他の特徴的数値を算出する段階をさらに有し、
前記ワークの接合強度の推定値を算出する段階は、
前記他の特徴的数値と前記少なくとも２つの特徴的数値から、前記ワークの接合強度の推定値を算出することを特徴とする請求項１に記載の接合良否検査方法。
【請求項５】
複数のワークに対して、前記他の特徴的数値と前記少なくとも２つの特徴的数値を算出する段階と、
前記複数のワークに対して算出された他の特徴的数値と少なくとも２つの特徴的数値と、対応する複数のワークの接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式を算出する段階と、をさらに有し、
前記ワークの接合強度の推定値を算出する段階は、
前記特徴的数値−接合強度関係式に基づいて、前記他の特徴的数値と前記少なくとも２つの特徴的数値から前記ワークの接合強度の推定値を算出することを特徴とする請求項４に記載の接合良否検査方法。
【請求項６】
前記他の特徴的数値は、前記電力が極大点に達するまでの時間であることを特徴とする請求項４または５に記載の接合良否検査方法。
【請求項７】
前記他の特徴的数値は、前記電力が極大点に達したときの電力の値であることを特徴とする請求項４または５に記載の接合良否検査方法。
【請求項８】
前記他の特徴的数値は、前記電力が極大点に達するまでの前記ホーンの移動量であることを特徴とする請求項４または５に記載の接合良否検査方法。
【請求項９】
前記他の特徴的数値は、前記電力が極大点に達するまでの前記ホーンの移動量と時間との関係を示す移動量−時間曲線の傾きであることを特徴とする請求項４または５に記載の接合良否検査方法。
【請求項１０】
振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置の内部データから、前記ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動した前記ホーンの移動量の最大値、前記ホーンの振動子に供給された電力の総和、および前記電力の最大値のうち、少なくとも２つの特徴的数値を算出する算出手段と、
前記算出された少なくとも２つの特徴的数値に基づいて、超音波接合された前記ワークの接合状態の良否を判定する判定手段と、を有し、
前記判定手段は、
前記算出された少なくとも２つの特徴的数値から、超音波接合された前記ワークの接合強度の推定値を算出する手段と、
前記算出された接合強度の推定値と接合強度の下限基準値とを比較する手段と、
前記接合強度の推定値が前記下限基準値以上の場合、前記ワークの接合状態が良好であると判定する手段と、を有することを特徴とする接合良否検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合良否検査方法および接合良否検査装置に関する。特に、本発明は、超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定する接合良否検査方法および接合良否検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波接合は、たとえば、２枚の金属板をホーンとアンビルとの間に挟んで加圧しつつ、接触面に平行に超音波振動を加えることによって、これらの金属板を固相接合するものである。
【０００３】
超音波接合された２枚の金属板の接合状態を評価する技術としては、下記の特許文献１に示す良否判別方法が知られている。特許文献１に開示されている良否判別方法では、接合されている金属板の温度または振幅を測定し、測定された温度または振幅データを予め定められた基準値と比較することにより接合状態の良否を判別する。
【特許文献１】特開２０００−２０２６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記良否判別方法では、接合状態の良否の判別に用いられる温度または振幅データは、気温の変化および床振動といった外乱の影響を受け易いため、良否の判別精度が低いという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、ワークの接合状態の良否を精度よく判定することができる接合良否検査方法および接合良否検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００７】
本発明の接合良否検査方法は、算出段階および判定段階を有する。前記算出段階は、振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置の内部データから、前記ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動した前記ホーンの移動量の最大値、前記ホーンの振動子に供給された電力の総和、および前記電力の最大値のうち、少なくとも２つの特徴的数値を算出する。前記判定段階は、前記算出された少なくとも２つの特徴的数値に基づいて、超音波接合された前記ワークの接合状態の良否を判定する。前記判定段階は、前記算出された少なくとも２つの特徴的数値から、超音波接合された前記ワークの接合強度の推定値を算出する段階と、前記算出された接合強度の推定値と接合強度の下限基準値とを比較する段階と、前記接合強度の推定値が前記下限基準値以上の場合、前記ワークの接合状態が良好であると判定する段階と、を有する。
【０００８】
本発明の接合良否検査装置は、算出手段および判定手段を有する。前記算出手段は、振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置の内部データから、前記ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動した前記ホーンの移動量の最大値、前記ホーンの振動子に供給された電力の総和、および前記電力の最大値のうち、少なくとも２つの特徴的数値を算出する。前記判定手段は、前記算出された少なくとも２つの特徴的数値に基づいて、超音波接合された前記ワークの接合状態の良否を判定する。前記判定手段は、前記算出された少なくとも２つの特徴的数値から、超音波接合された前記ワークの接合強度の推定値を算出する手段と、前記算出された接合強度の推定値と接合強度の下限基準値とを比較する手段と、前記接合強度の推定値が前記下限基準値以上の場合、前記ワークの接合状態が良好であると判定する手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の接合良否検査方法および接合良否検査装置によれば、外乱の影響を受けにくい少なくとも２つの特徴的数値に基づいてワークの接合状態の良否を判定するため、接合状態の良否を精度よく判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、図中、同様の部材には、同一の符号を用いた。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における接合良否検査装置が適用される超音波接合システムの概略構成を示す図である。図１に示すとおり、本実施の形態における超音波接合システムは、超音波接合装置１００および接合良否検査装置２００を備える。超音波接合装置１００は、超音波接合機１１０および制御部１２０を有し、接合良否検査装置２００は、制御部１２０に電気的に接続されている。
【００１２】
超音波接合機１１０は、アンビル１１１上に載置されるワーク（たとえば、２枚の金属板）に振動するホーン１１２を押付けることによってワークを超音波接合するものであり、制御部１２０によって制御される。接合良否検査装置２００は、超音波接合装置１００がワークを超音波接合している間に超音波接合装置１００において時系列に生成される内部データを取得して、超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定するものである。
【００１３】
図２は、本実施の形態における超音波接合システムの概略構成を示すブロック図である。図２に示すとおり、超音波接合機１１０は、ワークが載置されるアンビル１１１と、アンビル１１１上に載置されるワークに押付けられて振動を付与するホーン１１２と、を有する。ホーン１１２は、振動子１１３に連結されて所定の振幅および周波数で振動されるとともに、エアシリンダなどの加圧機構１１４によって所定の加圧力でワークに押付けられる。ワークに押付けられるホーン１１２の上下方向の変位は、リニアスケール１１５によって検出される。
【００１４】
制御部１２０は、制御回路１２１、パワーモジュール１２２、および電力モニタ１２３を有する。制御回路１２１は、パワーモジュール１２２を介して振動子１１３と電気的に接続されており、パワーモジュール１２２の出力端は、電力モニタ１２３を介して制御回路１２１と電気的に接続されている。制御回路１２１は、パワーモジュール１２２に電力指令値を送信し、その指令値に基づいてパワーモジュール１２２が振動子１１３に指令電力を供給する。指令電力は、電力モニタ１２３によって検出され、制御回路１２１にフィードバックされている。また、制御回路１２１は、加圧機構１１４およびリニアスケール１１５に電気的に接続されている。制御回路１２１は、加圧機構１１４に圧力指令値を送信し、その指令値に基づいて加圧機構１１４がホーン１１２を加圧する。
【００１５】
接合良否検査装置２００は、制御部１２０の制御回路１２１と電気的に接続されており、制御回路１２１を介して超音波接合機１１０から内部データを取得する。本実施の形態の接合良否検査装置２００は、内部データから外乱の影響を受けにくい３つの特徴的数値を算出し、算出した３つの特徴的数値に基づいて、ワークの接合状態の良否を判定する。なお、本実施の形態の接合良否検査装置２００は、超音波接合装置１００のモニタリング端末の一機能として、モニタリング端末に組み込まれている。
【００１６】
次に、本実施の形態の接合良否検査装置２００について詳細に説明する。図３は、本実施の形態における接合良否検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１７】
図３に示すとおり、本実施の形態の接合良否検査装置２００は、ＣＰＵ２１０、ＲＡＭ２２０、ＲＯＭ２３０、ハードディスク２４０、入力部２５０、表示部２６０、およびインタフェース２７０を有する。これらの各部は、バスを介して相互に接続されている。
【００１８】
ＣＰＵ２１０は、超音波接合装置１００の内部データなどに対して種々の演算を実行するものである。ＣＰＵ２１０は、算出部（算出手段）および判定部（判定手段）として機能する。
【００１９】
ここで、算出部は、超音波接合装置１００の内部データから、３つの特徴的数値を算出するものであり、判定部は、算出された３つの特徴的数値に基づいて、超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定するものである。なお、各部の具体的な処理内容については後述する。
【００２０】
ＲＡＭ２２０は、上述した内部データを一時的に記憶するものであり、ＲＯＭ２３０は、制御プログラムおよびパラメータなどを予め記憶するものである。
【００２１】
ハードディスク２４０は、上述した３つの特徴的数値などを記憶するものである。また、ハードディスク２４０は、超音波接合装置１００の内部データから３つの特徴的数値を算出する算出プログラム、および、３つの特徴的数値に基づいて超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定する判定プログラムを格納する。
【００２２】
入力部２５０は、たとえば、キーボード、タッチパネル、およびマウスなどのポインティングデバイスであり、表示部２６０は、たとえば、液晶ディスプレイおよびＣＲＴディスプレイなどである。
【００２３】
インタフェース２７０は、超音波接合装置１００から送信される内部データなどを受信する。
【００２４】
以上のとおり構成される本実施の形態の接合良否検査装置２００では、まず、超音波接合装置１００の内部データから、３つの特徴的数値が算出される。次に、算出された３つの特徴的数値に基づいて、超音波接合されたワークの接合状態の良否が判定される。以下、接合良否検査装置２００の処理内容について詳細に説明する。
【００２５】
まず、図４を参照しつつ、本実施の形態におけるワークの接合状態の良否判定に用いられる３つの特徴的数値について説明する。本実施の形態の接合良否検査方法は、外乱の影響を受けにくい３つの特徴的数値を用いて、ワークの接合状態の良否を判定する。図４は、ワークを超音波接合している間に時系列に生成される超音波接合装置１００の内部データを示す図である。図４（Ａ）の実線は、ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動するホーン１１２の移動量（以下、沈込量と称する）を示しており、破線は、ホーン１１２の振動子１１３に供給される電力（電圧×電流）を示す。図４（Ａ）に示すとおり、ホーン１１２の沈込量は、発振時間の増加にともなって増加したのち飽和傾向を示す。本実施の形態では、外乱の影響を受けにくい第１の特徴的数値として、ホーン１１２の沈込量の最大値Ｄｍａｘを用いる。
【００２６】
また、図４（Ｂ）に示すとおり、ワークを超音波接合している間に振動子１１３に供給される電力は、発振時間の増加にともなって増加したのち飽和傾向を示す。本実施の形態では、外乱の影響を受けにくい第２および第３の特徴的数値として、ワークを超音波接合している間に振動子１１３に供給される電力の時間積分値Ｅ（電力の総和、エネルギー）および振動子１１３に供給される電力の最大値Ｐｍａｘ（ピークパワー）を用いる。以下、図５および図６を参照しつつ、本実施の形態における接合良否検査方法について説明する。
【００２７】
図５は、本実施の形態における接合良否検査処理を示すフローチャートである。本実施の形態では、ホーン１１２の沈込量の最大値Ｄｍａｘ、振動子１１３に供給される電力の時間積分値Ｅ、および振動子１１３に供給される電力の最大値Ｐｍａｘに基づいて推定されるワークの接合強度から、超音波接合されたワークの接合状態の良否が判定される。また、本実施の形態では、ワークの接合状態の良否を判定する前段階として、沈込量の最大値Ｄｍａｘ、電力の時間積分値Ｅ、および電力の最大値Ｐｍａｘよりなる３つの特徴的数値を説明変数、かつ、接合強度を目的変数とする重回帰分析により、特徴的数値と接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式が算出されている。特徴的数値−接合強度関係式が算出される処理の詳細は後述する。
【００２８】
図５に示すとおり、本実施の形態の接合良否検査処理では、まず、超音波接合装置１００から内部データが取得される（ステップＳ１０１）。本実施の形態では、接合良否検査装置２００が、インタフェース２７０を介して、超音波接合装置１００のリニアスケール１１５および電力モニタ１２３の出力を内部データとして取得する。
【００２９】
次に、取得された内部データから、ワークを超音波接合している間のホーン１１２の沈込量の最大値Ｄｍａｘが算出される（ステップＳ１０２）。本実施の形態では、ステップＳ１０１に示す処理で取得されたリニアスケール１１５の出力から、ＣＰＵ２１０がホーン１１２の沈込量の最大値Ｄｍａｘを算出する。
【００３０】
次に、取得された内部データから、ワークを超音波接合している間に振動子１１３に供給された電力の時間積分値Ｅが算出される（ステップＳ１０３）。本実施の形態では、ステップＳ１０１に示す処理で取得された電力モニタ１２３の出力から、ＣＰＵ２１０が電力の時間積分値Ｅを算出する。
【００３１】
次に、取得された内部データから、ワークを超音波接合している間に振動子１１３に供給された電力の最大値Ｐｍａｘが算出される（ステップＳ１０４）。本実施の形態では、ステップＳ１０１に示す処理で取得された電力モニタ１２３の出力から、ＣＰＵ２１０が電力の最大値Ｐｍａｘを算出する。
【００３２】
次に、算出された３つの特徴的数値から、超音波接合されたワークの接合強度の推定値が算出される（ステップＳ１０５）。本実施の形態では、事前評価処理によって予め求められている特徴的数値と接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式に、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４に示す処理で算出された３つの特徴的数値を代入することによって、ＣＰＵ２１０が接合強度の推定値を算出する。
【００３３】
次に、接合強度の推定値が下限基準値以上か否かが判断される（ステップＳ１０６）。本実施の形態では、ＣＰＵ２１０が、ステップＳ１０５に示す処理で算出された接合強度の推定値を、予め設定されている接合強度の下限基準値（たとえば、５ｋｇｆ）と比較する。
【００３４】
接合強度の推定値が下限基準値未満の場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、超音波接合されたワークの接合状態は不良であると判断され（ステップＳ１０７）、処理が終了される。一方、接合強度の推定値が下限基準値以上の場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、超音波接合されたワークの接合状態は良好であると判断され（ステップＳ１０８）、処理が終了される。良否の判定結果は、接合良否検査装置２００の表示部２６０に表示される。
【００３５】
以上のとおり、図５に示すフローチャートの処理によれば、超音波接合中にホーン１１２が降下した沈込量の最大値Ｄｍａｘ、振動子１１３に供給された電力の時間積分値Ｅ、および振動子１１３に供給された電力の最大値Ｐｍａｘに基づいて、ワークの接合強度が推定される。そして、推定された接合強度に基づいて、ワークの接合状態の良否が判定される。以下、図６を参照しつつ、接合強度の推定値を算出するための特徴的数値−接合強度関係式を算出する事前評価処理について説明する。
【００３６】
図６は、本実施の形態における事前評価処理を説明するためのフローチャートである。本実施の形態の事前評価処理では、生産で発生しうる範囲で接合条件を変更しつつ、複数のワークサンプルを超音波接合することによって、接合強度を推定するための特徴的数値−接合強度関係式を算出する。
【００３７】
図６に示すとおり、本実施の形態における事前評価処理では、まず、ワークを超音波接合する際の接合条件が設定される（ステップＳ２０１）。本実施の形態では、振動子１１３の振幅、加圧力、および発振時間などの接合条件が制御部１２０を通じて設定される。
【００３８】
次に、設定された接合条件で、ワークが超音波接合される（ステップＳ２０２）。本実施の形態では、ステップＳ２０１に示す処理で設定された加圧力でワークに押付けられるホーン１１２が、設定された振幅で振動してワークに振動を付与することにより、ワークを超音波接合する。
【００３９】
次に、ワークを超音波接合している間のホーン１１２の沈込量の最大値Ｄｍａｘ、振動子１１３に供給された電力の時間積分値Ｅ、および電力の最大値Ｐｍａｘよりなる３つの特徴的数値がそれぞれ算出される（ステップＳ２０３〜Ｓ２０５）。本実施の形態では、超音波接合装置１００のリニアスケール１１５および電力モニタ１２３の出力から、ＣＰＵ２１０が上記３つの特徴的数値を算出する。算出された３つの特徴的数値は、ハードディスク２４０に格納される。
【００４０】
次に、超音波接合されたワークの接合強度が測定される（ステップＳ２０６）。本実施の形態では、超音波接合されたワークの接合強度を、引張試験機（不図示）によって測定する。測定されたワークの接合強度は、ハードディスク２４０に格納される。
【００４１】
そして、すべての接合条件において超音波接合が完了したか否かが判断される（ステップＳ２０７）。すべての接合条件において超音波接合が完了していない場合（ステップＳ２０７：ＮＯ）、すべての接合条件で特徴的数値およびワークの接合強度が取得されるまで、ステップＳ２０７以下の処理が繰り返される。
【００４２】
一方、すべての接合条件において、超音波接合が完了した場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、ステップＳ２０３〜Ｓ２０６に示す処理で取得された特徴的数値および接合強度に基づいて、特徴的数値と接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式が算出され（ステップＳ２０８）、処理が終了される。本実施の形態では、種々の接合条件で超音波接合された複数のワークサンプルに対して算出された特徴的数値および接合強度から、ＣＰＵ２１０が重回帰分析により特徴的数値−接合強度関係式を算出する。具体的には、沈込量の最大値Ｄｍａｘ、電力の時間積分値Ｅ、および電力の最大値Ｐｍａｘよりなる３つの特徴的数値を説明変数、かつ接合強度を目的変数とする重回帰分析が実行され、Ｙ＝Ａ＋ＢＸ１＋ＣＸ２＋ＤＸ３（ここで、Ｙ：接合強度、Ｘ１：沈込量の最大値Ｄｍａｘ、Ｘ２：電力の時間積分値Ｅ、Ｘ３：電力の最大値Ｐｍａｘ）で表される重回帰式が算出される。なお、複数のデータから重回帰式を算出する重回帰分析自体は、一般的な統計的手法であるため、詳細な説明は省略する。また、算出された重回帰式は、ハードディスク２４０に格納される。
【００４３】
以上のとおり、図６のフローチャートに示す事前評価処理によれば、複数のワークに対して算出された沈込量の最大値Ｄｍａｘ、電力の時間積分値Ｅ、および電力の最大値Ｐｍａｘと、ワークの接合強度の実測値とに基づいて、特徴的数値−接合強度関係式が算出される。そして、図６に示すフローチャートの処理において算出された特徴的数値−接合強度関係式（Ｙ＝Ａ＋ＢＸ１＋ＣＸ２＋ＤＸ３）に基づいて、図５に示すフローチャートの処理において３つの特徴的数値からワークの接合強度の推定値が算出される。
【００４４】
図７は、本実施の形態の接合良否検査処理における作用効果を説明するための図である。
【００４５】
図７（Ａ）は、接合強度の推定値と接合強度の実測値との相関関係を示す図であり、図７（Ｂ）〜図７（Ｄ）は、各特徴的数値と接合強度の実測値との相関関係をそれぞれ示す図である。
【００４６】
図７（Ａ）に示すとおり、本実施の形態において算出される接合強度の推定値と、接合強度の実測値との間には、非常に高い相関性が見られる。また、図７（Ａ）と図７（Ｂ）〜図７（Ｄ）とを比較すれば、本実施の形態において算出される接合強度の推定値と接合強度の実測値との相関関係は、特徴的数値単体と接合強度の実測値との相関関係よりも高い相関性を示すことが分かる。したがって、本実施の形態の接合良否検査方法によれば、超音波接合されたワークの接合強度が高い精度で推定されるため、ワークの接合状態の良否を精度よく判定することができる。
【００４７】
以上のとおり、説明された本実施の形態は、以下の効果を奏する。
【００４８】
（ａ）本実施の形態の接合良否検査方法は、振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置の内部データから、ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動するホーンの沈込量の最大値、ホーンの振動子に供給される電力の時間積分値、および電力の最大値よりなる３つの特徴的数値を算出する段階と、算出された３つの特徴的数値に基づいて、超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定する段階と、を有する。したがって、外乱の影響を受けにくい３つの特徴的数値に基づいてワークの接合状態の良否を判定するため、接合状態の良否を精度よく判定することができる。
【００４９】
（ｂ）ワークの接合状態の良否を判定する段階は、算出された３つの特徴的数値から、超音波接合されたワークの接合強度の推定値を算出する段階と、算出された接合強度の推定値と接合強度の下限基準値とを比較する段階と、接合強度の推定値が下限基準値以上の場合、ワークの接合状態が良好であると判定する段階と、を有する。したがって、予め設定される下限基準値と接合強度の推定値とを比較することによって、ワークの接合状態の良否を判定することができる。また、超音波接合したワークの接合強度の推定値が下限基準値からどの程度離れているかを知ることができるため、良品／不良品の度合いを知ることができる。
【００５０】
（ｃ）本実施の形態の接合良否検査方法は、複数のワークに対して、３つの特徴的数値を算出する段階と、複数のワークに対して算出された３つの特徴的数値と、対応する複数のワークの接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式を算出する段階と、をさらに有し、ワークの接合強度の推定値を算出する段階は、特徴的数値−接合強度関係式に基づいて、３つの特徴的数値から前記ワークの接合強度の推定値を算出する。したがって、３つの特徴的数値からワークの接合強度の推定値を算出することができる。
【００５１】
（ｄ）特徴的数値−接合強度関係式を算出する段階は、３つの特徴的数値を説明変数、かつ、接合強度を目的変数とする重回帰分析によって関係式を算出する。したがって、３つの特徴的数値を最適に組み合わせて、特徴的数値−接合強度関係式を算出することができる。その結果、ワークの接合状態を高精度に判定することができる。
【００５２】
（ｅ）本実施の形態の接合良否検査装置は、振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置から取得される内部データから、ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動するホーンの沈込量の最大値、ホーンを振動させる振動子に供給される電力の時間積分値、および振動子に供給される電力の最大値のうち、少なくとも２つの特徴的数値を算出する算出部と、算出された少なくとも２つの特徴的数値に基づいて、超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定する判定部と、を有する。したがって、外乱の影響を受けにくい３つの特徴的数値に基づいてワークの接合状態の良否を判定するため、接合状態の良否を精度よく判定することができる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
次に、図８を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５４】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態において接合良否の判定に用いられた３つの特徴的数値に、他の特徴的数値を加えて接合状態の良否を判定する実施の形態である。
【００５５】
図８の破線で示すとおり、超音波接合装置１００の内部データにおいて、振動子１１３に供給される電力と時間との関係を示す電力−時間曲線は、発振時間の増加にともなって増加する電力が飽和傾向を示すときに極大点を有する。このような極大点は、ワークの固相接合が開始される時点と考えられる。本実施の形態では、振動子１１３に供給される電力が極大点に達するまでの間の内部データから、外乱の影響を受けにくい他の特徴的数値を算出する。なお、４つの特徴的数値を用いて超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定することを除いては、第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図８に示すとおり、本実施の形態の接合良否検査方法では、電力が極大点に達するまでの時間Ｔ１、電力が極大点に達したときの電力の値Ｐ１、電力が極大点に達するまでのホーン１１２の沈込量Ｄ１、または電力が極大点に達するまでのホーン１１２の沈込量と時間との関係を示す沈込量−時間曲線の傾きθを、外乱の影響を受けにくい第４の特徴的数値として算出する。ここで、沈込量−時間曲線の傾きθは、たとえば、電力が極大点に達するまでの間の所定時間における沈込量−時間曲線の近似直線の傾きとして算出される。
【００５７】
本実施の形態では、沈込量の最大値Ｄｍａｘ、電力の時間積分値Ｅ、および電力の最大値Ｐｍａｘと、上述した第４の特徴的数値と、接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式に基づいて、ワークの接合状態の良否が判定される。このような構成にすると、ワークの接合状態の良否の判定精度がさらに向上する。
【００５８】
以上のとおり、説明された本実施の形態は、第１の実施の形態における効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００５９】
（ｆ）本実施の形態の接合良否検査方法は、電力が極大点に達するまでの間の内部データから、他の特徴的数値を算出する段階をさらに有し、ワークの接合状態の良否を判定する段階は、他の特徴的数値と３つの特徴的数値と接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式に基づいて、ワークの接合状態の良否を判定する。したがって、外乱の影響を受けにくい特徴的数値が追加されるため、ワークの接合状態の良否の判定精度がさらに向上する。
【００６０】
（ｇ）他の特徴的数値は、電力が極大点に達するまでの時間である。したがって、ワークの接合状態の良否の判定精度を向上させることができる。
【００６１】
（ｈ）他の特徴的数値は、電力が極大点に達したときの電力の値である。したがって、ワークの接合状態の良否の判定精度を向上させることができる。
【００６２】
（ｉ）他の特徴的数値は、電力が極大点に達するまでのホーンの沈込量である。したがって、ワークの接合状態の良否の判定精度を向上させることができる。
【００６３】
（ｊ）他の特徴的数値は、電力が極大点に達するまでのホーンの沈込量と時間との関係を示す沈込量−時間曲線の傾きである。したがって、ワークの接合状態の良否の判定精度を向上させることができる。
【００６４】
以上のとおり、第１および第２の実施の形態において、本発明の接合良否検査方法および接合良否検査装置を説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。
【００６５】
たとえば、第１および第２の実施の形態では、重回帰分析により特徴的数値−接合強度関係式を算出した。しかしながら、たとえば、少なくとも２つの特徴的数値を説明変数、かつ、接合強度を目的変数とするニューラルネットワークのような他の統計分析を用いて、関係式を算出してもよい。
【００６６】
また、第１および第２の実施の形態では、超音波接合装置の内部データから接合良否検査装置が複数の特徴的数値を算出した。しかしながら、超音波接合装置の制御部が複数の特徴的数値を算出してもよい。
【００６７】
また、第１および第２の実施の形態では、ホーンの沈込量の最大値、電力の時間積分値、および電力の最大値よりなる３つの特徴的数値に基づいて、ワークの接合状態の良否を判定した。しかしながら、３つの特徴的数値のうち１つの特徴的数値は省略されてもよい。
【００６８】
また、第１および第２の実施の形態では、接合良否検査装置は、超音波接合装置のモニタリング端末の一機能として、モニタリング端末に組み込まれた。しかしながら、接合良否検査装置は、専用のハードウェア回路によっても実現される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における接合良否検査装置が適用される超音波接合システムの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す超音波接合システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す超音波接合システムにおける接合良否検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す超音波接合システムにおける超音波接合装置がワークを超音波接合している間に取得される内部データを示す図である。
【図５】図１に示す超音波接合システムにおける接合良否検査装置の接合良否検査処理を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す超音波接合システムにおける事前評価処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１に示す超音波接合システムにおける接合良否検査処理の作用効果を説明するための図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態において算出される特徴的数値を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７０】
１００    超音波接合装置、
１１１    アンビル、
１１２    ホーン、
１１３    振動子、
２００    接合良否検査装置。
【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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