(57)【要約】【課題】低い加圧力でも被接合体の横滑りを防止でき，被接合体同士を好適に接合させることができる接合装置及び接合方法を提供する。【解決手段】第一の被接合体１３の上面に載置された第二の被接合体１０の上面に，接合部材３１を接触させ，接合部材３１によって第二の被接合体１０を超音波振動させることにより，第一の被接合体１３と第二の被接合体１０とを接合させる接合装置において，前記接合部材３１に，第二の被接合体１０に接触する接触部分４０，及び，第二の被接合体１０を保持する保持部分４２を設けた。【選択図】図５
2007144449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の被接合体の上面に載置された第二の被接合体の上面に，接合部材を接触させ，前記接合部材によって前記第二の被接合体を超音波振動させることにより，前記第一の被接合体と前記第二の被接合体とを接合させる接合装置であって，
前記接合部材に，前記第二の被接合体に接触する接触部分，及び，前記第二の被接合体を保持する保持部分が設けられていることを特徴とする，接合装置。
【請求項２】
前記接合部材に，前記第二の被接合体に設けられた凹凸とかみ合う凹凸が設けられ，
前記接合部材の凹凸によって，前記接触部分及び前記保持部分が構成されてい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】
前記接合部材の凹凸は，前記接合部材の先端部に設けられた平坦面と，前記平坦面から突出した凸部とによって構成され，
前記平坦面が前記接触部分であり，
前記凸部が前記保持部分であることを特徴とする，請求項２に記載の接合装置。
【請求項４】
前記凸部は，前記平坦面の中央部に設けられてい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】
前記凸部は複数設けられていることを特徴とする，請求項３に記載の接合装置。
【請求項６】
前記接合部材の凹凸は，前記接合部材の先端部に設けられた平坦面と，前記平坦面に設けられた凹部とによって構成され，
前記平坦面が前記接触部分であり，
前記凹部が前記保持部分であることを特徴とする，請求項２に記載の接合装置。
【請求項７】
前記凹部は，前記平坦面の中央部に設けられていることを特徴とする，請求項６に記載の接合装置。
【請求項８】
前記凹部は複数設けられていることを特徴とする，請求項６に記載の接合装置。
【請求項９】
前記接合部材の凹凸は，前記接合部材の超音波振動の振動方向に沿って交互に並べて設けられていることを特徴とする，請求項２〜８のいずれかに記載の接合装置。
【請求項１０】
前記第一の被接合体は，被検査体の電気的特性を検査するプローブカードにおいて被検査体と対向させられる面に設けられる電極であり，
前記第二の被接合体は，前記被検査体に接触させるためのプローブピンであることを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載の接合装置。
【請求項１１】
第一の被接合体と第二の被接合体とを超音波振動により溶着させて接合させる接合方法であって，
前記第一の被接合体の上面に第二の被接合体を載置し，
接合部材に設けられた保持部分によって前記第二の被接合体の上面を保持しながら，前記接合部材に設けられた接触部分を前記第二の被接合体に押し付け，
前記接合部材を超音波振動させることにより，前記第二の被接合体を超音波振動させ，前記第一の被接合体と第二の被接合体とを溶着させることを特徴とする，接合方法。
【請求項１２】
前記接合部材に設けられた凹凸を，前記第二の被接合体に設けられた凹凸にかみ合わせた状態で，前記接合部材を超音波振動させることを特徴とする，請求項１１に記載の接合方法。
【請求項１３】
前記第一の被接合体は，被検査体の電気的特性を検査するプローブカードにおいて被検査体と対向させられる面に設けられた電極であり，
前記第二の被接合体は，前記被検査体に接触させるためのプローブピンであることを特徴とする，請求項１１又は１２に記載の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，超音波振動を利用して被接合体同士を接合させる接合装置及び接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体ウェハ上に形成されたＩＣ，ＬＳＩ等の電子回路の電気的特性の検査は，プローブ装置に装着されたプローブカードを用いて行われている。プローブカードは，通常，回路基板やコンタクタを有している。ウェハに対向するコンタクタの下面には，多数のプローブピンが接続端子を介して支持されており，この多数のプローブピンを，電子回路の各電極に接触させることにより，ウェハの電気的特性の検査を行っている（例えば，特許文献１参照。）。
【０００３】
かかるプローブピンと接続端子のような，小型の部品同士を接合させる装置として，超音波接合を行う装置が知られている。この接合装置は，プローブピンに当接させる接合部材，接合部材に超音波振動を与える超音波振動子を備えている。プローブピンと接続端子の接合を行う際は，例えば図１２に示すように，コンタクタ９１に設けられた接続端子９２が上方に向けられた状態で，回路基板９３が載置され，接続端子９２の上にプローブピン９５が載せられ，プローブピン９５が接合部材９６の先端部によって上方から押さえ付けられる。そして，超音波振動子の発振により接合部材９６が超音波振動させられる。すると，接合部材９６の超音波振動がプローブピン９５に伝達されることにより，プローブピン９５と接続端子９２が互いに擦り合わされ，プローブピン９５と接続端子９２との間に摩擦熱が生じる。これにより，プローブピン９５を接続端子９２に溶着させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７７２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，従来の接合装置にあっては，接合部材９６によって振動が与えられた際に，プローブピン９５が接合部材９６に対して横滑りしやすく，この場合，接合部材９６からプローブピン９５に効率よく振動を伝達できない。また，プローブピン９５が接続端子９２に対しても横滑りしやすく，この場合，プローブピン９５を適正な位置に接合できない。このため，接合部材９６の加圧力を高くする必要があったが，この場合，接続端子９２やプローブピン９５が変形し損傷するおそれがあった。
【０００６】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，低い加圧力でも被接合体の横滑りを防止でき，被接合体同士を好適に接合できる接合装置及び接合方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は，第一の被接合体の上面に載置された第二の被接合体の上面に，接合部材を接触させ，前記接合部材によって前記第二の被接合体を超音波振動させることにより，前記第一の被接合体と前記第二の被接合体とを接合させる接合装置であって，前記接合部材に，前記第二の被接合体に接触する接触部分，及び，前記第二の被接合体を保持する保持部分が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
前記接合部材には，前記第二の被接合体に設けられた凹凸とかみ合う凹凸を設けてもよく，前記接合部材の凹凸によって，前記接触部分及び前記保持部分を構成してもよい。
【０００９】
前記接合部材の凹凸は，前記接合部材の先端部に設けられた平坦面と，前記平坦面から突出した凸部とによって構成してもよく，前記平坦面が前記接触部分であり，前記凸部が前記保持部分であるとしてもよい。前記凸部は，前記平坦面の中央部に設けてもよい。また，前記凸部は複数設けてもよい。
【００１０】
前記接合部材の凹凸は，前記接合部材の先端部に設けられた平坦面と，前記平坦面に設けられた凹部とによって構成してもよく，前記平坦面が前記接触部分であり，前記凹部が前記保持部分であるとしてもよい。前記凹部は，前記平坦面の中央部に設けてもよい。また，前記凹部は複数設けてもよい。
【００１１】
前記接合部材の凹凸は，前記接合部材の超音波振動の振動方向に沿って交互に並べて設けてもよい。前記第一の被接合体は，被検査体の電気的特性を検査するプローブカードにおいて被検査体と対向させられる面に設けられる電極であり，前記第二の被接合体は，前記被検査体に接触させるためのプローブピンであってもよい。
【００１２】
別の観点による本発明は，第一の被接合体と第二の被接合体とを超音波振動により溶着させて接合させる接合方法であって，前記第一の被接合体の上面に第二の被接合体を載置し，接合部材に設けられた保持部分によって前記第二の被接合体の上面を保持しながら，前記接合部材に設けられた接触部分を前記第二の被接合体に押し付け，前記接合部材を超音波振動させることにより，前記第二の被接合体を超音波振動させ，前記第一の被接合体と第二の被接合体とを溶着させることを特徴とする。
【００１３】
前記接合部材に設けられた凹凸を，前記第二の被接合体に設けられた凹凸にかみ合わせた状態で，前記接合部材を超音波振動させるようにしてもよい。前記第一の被接合体は，被検査体の電気的特性を検査するプローブカードにおいて被検査体と対向させられる面に設けられた電極であり，前記第二の被接合体は，前記被検査体に接触させるためのプローブピンであるとしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば，接合部材の保持部分によって第二の被接合体を保持することにより，接合部材を振動させたときに第二の被接合体が接合部材に対して横滑りすることを防止できる。従って，第二の被接合体が第一の被接合体に対して位置ずれすることを防止でき，第一の被接合体に対する接合位置の精度を高めることができる。また，接合部材の接触部分を第二の被接合体に接触させることにより，接合部材の振動を第二の被接合体に確実に伝達させることができる。第一の被接合体や第二の被接合体を損傷させない安全な加圧力で，第二の被接合体の位置ずれを防止し，第二の被接合体と接続端子を効率的に溶着させ，十分な接合力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本発明にかかる接合装置によって接合されるプローブピンと接続端子とを備えたプローブ装置１の構成を示している。
【００１６】
プローブ装置１には，例えばプローブカード２と，被検査体としてのウェハＷを載置する載置台３が設けられている。プローブカード２は，例えばウェハＷの電極に接触させるための複数のプローブピン１０と，それらの複数のプローブピン１０を下面に支持するコンタクタ１１と，ウェハＷの電気的特性を検査するためのプリント配線基板（回路基板）１２を備えている。コンタクタ１１とプリント配線基板１２は，例えば略長方形の板状に形成されている。
【００１７】
コンタクタ１１は，電気的特性の検査の際にウェハＷに対向させられる外面（下面）１１ａと，プリント配線基板１２に取り付けられる接続面（上面）１１ｂと，を有している。外面１１ａには，複数の接続端子（電極）１３が設けられており，プローブピン１０は，各接続端子１３に１つずつ接合されている。接続面１１ｂには，プリント配線基板１２に接続される複数の接触端子（電極）１４，キャパシタ（コンデンサ）１５等が設けられている。プリント配線基板１２は，接触端子１４を介してコンタクタ１１と通電可能に配設されており，プローブピン１０に対しコンタクタ１１を通じて電気信号を授受できるようになっている。
【００１８】
各プローブピン１０は，例えばニッケル合金などの金属の導電性材料によって形成されており，図２に示すように，例えば細長い略直方体形状をなす梁部２０と，梁部２０に対して所定の角度で折り曲げられた先端部２１とを有している。
【００１９】
図２において梁部２０の下面側の平坦な平面２０ａには，凹部２２が設けられている。凹部２２は，梁部２０の幅方向（長さ方向に直交する方向，図２においては手前側から奥側に向かう方向）に沿って，梁部２０の一方（手前側）の側面から他方（奥側）の側面まで延びるように，細長いスリット状に設けられている。凹部２２の縦断面形状は，所定の幅（梁部２０の長さ方向の幅）ｂ，所定の深さ（平面２０ａと凹部２２の底面との間の段差）ｈを有する略方形状になっている。かかる凹部２２と，梁部２０の長さ方向において凹部２２の両側に位置する平面２０ａ（即ち，凹部２２に対する凸部）とによって，凹凸２３が構成されており，梁部２０の長さ方向において，凹部２２と凸部である平面２０ａが交互に並べて設けられた形状になっている。なお，凹部２２の内側の両側面は，後述する接合装置３０によってプローブピン１０と接続端子１３の接合を行う際に，後述する超音波振動の振動方向Ｄ１に対して略垂直に，また，接合部材３１の凸部４２の両側面にそれぞれ接触するように構成されている。
【００２０】
接続端子１３は，金属などの導電性材料によって形成されている。プローブピン１０は，この接続端子１３の下面側の平面１３ａに対して梁部２０の上面側の平坦な平面２０ｂを接合させ，先端部２１を下方に向けて傾斜させた状態で支持されている。また，プローブピン１０は，接続端子１３，コンタクタ１１を介して，プリント配線基板１２に電気的に接続されている。
【００２１】
ウェハＷ上に形成された電子回路の電気的特性の検査を行う際は，図１に示すように，ウェハＷが載置台３上に載置され，載置台３によってコンタクタ１１側に上昇させられる。そして，ウェハＷの各電極が対応するプローブピン１０の先端部２１の下端部に接触させられ，プリント配線基板１２，接触端子１４，コンタクタ１１，接続端子１３及びプローブピン１０を介して，ウェハＷとの間で電気信号が授受される。これにより，ウェハＷ上の電子回路の電気的特性が検査されるようになっている。
【００２２】
次に，本実施の形態にかかる接合装置３０の構成について説明する。図３は，第一の被接合体としての接続端子１３に第二の被接合体としてのプローブピン１０を接合させるための接合装置３０を示している。図３に示すように，接合装置３０は，接合部材（圧着子）３１，接合部材３１を保持する保持機構３２，接合部材３１を振動させる超音波振動子３３を内蔵した本体３４を備えている。さらに，接合部材３１の下方においてプリント配線基板１２に取り付ける前のコンタクタ１１を保持する保持体３５，保持体３５を載置させる載置台３６を備えている。なお，接合装置３０によってプローブピン１０を接続端子１３に接合させる工程は，コンタクタ１１をプリント配線基板１２に取り付ける前に行われる。
【００２３】
保持機構３２は，軸方向を振動方向（図３においては左右方向）Ｄ１に沿って横向きにした状態で，接合装置３０の本体３４によって支持されている。接合部材３１は，先端部が下方に向けられた状態で，保持機構３２の先端部に取り付けられている。超音波振動子３３は，保持機構３２の基端部側に設けられている。かかる超音波振動子３３の加振により，保持機構３２は軸方向において超音波振動させられ，接合部材３１の先端部が振動方向Ｄ１に超音波振動させられるようになっている。
【００２４】
図４に示すように，接合部材３１の先端部には，略方形状の平坦面４０が，略水平に設けられている。振動方向Ｄ１において平坦面４０の中央部には，凸部４２が設けられている。凸部４２は，接合部材３１の先端部から下方に向かって突出させられている。また，凸部４２は，細長い略直方体形状をなしており，幅方向Ｄ２（振動方向Ｄ１に直交する方向，図４においては手前側から奥側に向かう方向）に沿って，接合部材３１先端部の一方（手前側）の縁部から他方（奥側）の縁部まで延びるように設けられている。凸部４２の縦断面形状は，所定の幅（振動方向Ｄ１における幅）ｂ，所定の段差（平坦面４０と凸部４２の下面との間の段差）ｈを有する略方形状になっている。凸部４２は，接合部材３１の振動方向Ｄ１に対してそれぞれ略垂直に向けられた両側面を有しており，プローブピン１０と接続端子１３との接合を行う際には，前述したプローブピン１０に設けられた凹部２２の両側面に沿って凸部４２の両側面がそれぞれ接触するように構成されている。このようにすると，接合部材３１の超音波振動を凸部４２の両側面からプローブピン１０に対して効率的に伝達させることができる。
【００２５】
この凸部４２と，凸部４２の両側に位置する平坦面４０（即ち，凸部４２に対する２つの凹部）とによって，凹凸４３が構成されている。凹凸４３は，振動方向Ｄ１に沿って，凹部２２と凸部である平面２０ａが交互に並べて設けられた形状になっている。また，凹凸４３は，プローブピン１０の凹凸２３とかみ合わせることができ，図５に示すように，凸部４２を凹部２２内に挿入させた状態で，凸部４２の両側の平坦面４０と，凹部２２の両側の平面２０ａとを，互いに密着させることができる。この場合，凸部４２は，主にプローブピン１０の保持を安定させるための保持部分として機能し，凸部４２の両側の平坦面４０は，主に接合部材３１の振動をプローブピン１０に伝達させるためにプローブピン１０に接触させられる接触部分として機能する。即ち，保持部分として機能する部分と接触部分として機能する部分が，個別に設けられた構成になっている。なお，プローブピン１０に設けた凹部２２は，凸部４２によって保持される被保持部分として機能する。また，凹部２２の両側の平面２０ａは，平坦面４０に接触させられる被接触部分として機能する。
【００２６】
保持体３５は略長方形のトレー状をなし，上面には，コンタクタ１１の接続面１１ｂ側の部分を挿入させることが可能な大きさを有する保持空間５１が開口されている。保持空間５１は，保持体３５の上面から所定の深さまで形成され接触端子１４やキャパシタ１５等を収納させるための内部空間５１ａを備え，その内部空間５１ａの外周囲に沿って，コンタクタ１１の接続面１１ｂの周縁部が載せられる段部５１ｂが設けられている。コンタクタ１１は，接続面１１ｂ側を下面とし，接触端子１４やキャパシタ１５等が内部空間５１ａに収納され，接続面１１ｂの周縁部が段部５１ｂの上面に沿って接触させられた状態で，また，外面１１ａが上面側に向けられ，接続端子１３がコンタクタ１１の上方に向けられた状態で，保持空間５１に挿入されるようになっている。このようにコンタクタ１１を保持体３５に保持させ，かかる保持体３５を載置台３６の略水平な上面に載置した状態では，コンタクタ１１は略水平に保持される。また，接続端子１３の平面１３ａが略水平になり，さらに，平面１３ａに載せられたプローブピン１０の平面２０ａも略水平になるように構成されている。接続面１１ｂ側の接触端子１４やキャパシタ１５等は，内部空間５１ａ内に保持体５１に対して非接触状態で囲まれることにより保護される。従って，接続面１１ｂ側の接触端子１４やキャパシタ１５等の損傷を防止できる。
【００２７】
また，保持体３５には，保持空間５１に挿入されたコンタクタ１１の外面１１ａの周縁部を押さえる複数の押さえ部材５３が取り付けられる。各押さえ部材５３は，基端部が保持体３５の上面に対して着脱自在に取り付けられ，先端部は保持空間５１の上方まで延びるように設けられる。即ち，押さえ部材５３の先端部によって外面１１ａを上方から押さえるようにして保持できるようになっている。また，図示の例では，コンタクタ１１の外面１１ａの周縁部に，コンタクタ１１を保持体３５に取り付けたときに外面１１ａの中央部側よりも低くなるように設けられた段部１１ｃが設けられており，押さえ部材５３の先端部は段部１１ｃの上面に沿って配置され，押さえ部材５３の先端によって外面１１ａの中央部側の側面が外側から押さえられるようになっている。各押さえ部材５３の基端部は，例えばネジ５３ａによるネジ止めなどによって保持体５３の上面に対して固定される。なお，押さえ部材５３は，例えばコンタクタ１１の外面１１ａの４つの辺部に対してそれぞれ１つ以上ずつ対応させて設けるようにしても良い。そうすれば，コンタクタ１１を確実に保持できる。
【００２８】
次に，以上のように構成された接合装置３０を用いて，接続端子１３にプローブピン１０を接合させる方法について説明する。先ず，図３に示すように，コンタクタ１１が保持体３５の保持空間５１に挿入され，押さえ部材５３が取り付けられ，コンタクタ１１の外面１１ａが保持される。保持空間５１に挿入される際，コンタクタ１１の外面１１ａは上方に向けられ，接続面１１ｂの周縁部は段部５１ｂに載せられ，接触端子１４やキャパシタ１５等は内部空間５１ａ内に配置される。このようにコンタクタ１１を保持した保持体３５が載置台３６上に固定された後，図５に示すように，コンタクタ１１に取り付けられた接続端子１３の１つに，プローブピン１０が位置決めして載せられる。即ち，接続端子１３の上面となっている平面１３ａに，梁部２０の下面となっている平面２０ｂが接触させられた状態で，プローブピン１０が載置される。
【００２９】
接続端子１３に梁部２０が載せられると，梁部２０の上方から接合部材３１が下降させられ，接合部材３１の凹凸４３が，梁部２０の上面となっている平面２０ａの凹凸２３に，上方から接近させられる。このとき，接合部材３１の振動方向Ｄ１は，梁部２０の長さ方向に一致させられ，接合部材３１の幅方向Ｄ２は，梁部２０の幅方向に一致させられた状態にされている。そして，梁部２０の凹部２２に，接合部材３１の凸部４２が上方から挿入される。これにより，凹凸２３と凹凸４３とが互いにかみ合わせられ，凸部４２の両側の平坦面４０が，凹部２２の両側の平面２０に沿って，それぞれ密着させられ，梁部２０は接合部材３１によって上方から押し付けられる。
【００３０】
こうして，凹凸２３と凹凸４３とが互いにかみ合わせられ，接合部材３１が梁部２０に押し付けられ，梁部２０の平面２０ｂと接続端子１３の平面１３ａとが密着させられた状態において，超音波振動子３２から超音波振動が発振させられ，接合部材３１が振動方向Ｄ１に超音波振動させられる。超音波振動子３２の超音波振動は，保持機構３２，接合部材３１を介して梁部２０に伝達される。これにより，プローブピン１０は振動方向Ｄ１において振動させられ，梁部２０の平面２０ｂと接続端子１３の平面１３ａとが互いに擦り合わせられる。この摩擦熱により平面２０ｂ，１３ａはそれぞれ融解し，互いに溶着させられる。特に，凸部４２の両側面と凹部２２の両側面が，互いに密接させられているとともに，振動方向Ｄ１に対してそれぞれ略垂直になっていることにより，接合部材３１の振動は，凸部４２の両側面からプローブピン１０に対して効果的に伝達させられる。こうして，接合部材３１によって超音波振動が与えられることにより，プローブピン１０が接続端子１３に接合させられる。その後，接合部材３１がプローブピン１０から上昇させられ，凸部４２が凹部２２から退出させられる。以上のようにして，接合装置３０による接合が終了する。こうしてプローブピン１０が接合されたコンタクタ１１は，接合装置３０から搬出された後，プリント配線基板１２に取り付けられる。これにより，プローブカード２が完成する。
【００３１】
以上の実施形態によれば，プローブピン１０，接合部材３１にそれぞれ設けられた凹凸２３，凹凸４３が互いにかみ合わせられた状態で，プローブピン１０が接合部材３１によって押さえられることにより，プローブピン１０が確実に保持される。接合部材３１，プローブピン１０に振動が与えられても，凸部４２が凹部２２から抜け出ることはなく，凸部４２が凹部２２を確実に保持し続けるので，プローブピン１０が接合部材３１から横滑りすることを防止できる。従って，接合部材３１や接続端子１３に対するプローブピン１０の位置ずれを防止でき，接続端子１３に対してプローブピン１０を正確な位置に精度良く接合させることができる。特に，接合部材３１とプローブピン１０の振動方向Ｄ１に凹部と凸部が並べられていることにより，接合部材３１とプローブピン１０が振動方向Ｄ１において互いにずれることを効果的に防止できる。また，接合部材３１がプローブピン１０を押さえる加圧力を低くして振動させても，プローブピン１０の位置ずれを確実に防止できる。即ち，接合部材３１，プローブピン１０，接続端子１３を損傷させるおそれがない適度な加圧力で，プローブピン１０の接合を安全に行うことができる。
【００３２】
また，接合部材３１に対するプローブピン１０の横滑りを防止することで，接合部材３１の振動エネルギーがプローブピン１０へ確実に伝達させられ，プローブピン１０と接続端子１３との間の摩擦熱に効率的に変換させられる。従って，超音波振動による接合を効率的に行うことができる。
【００３３】
また，凸部４２によって凹部２２を保持しながらも，凸部４２，凹部２２の両側において平坦面４０が平面２０ａにそれぞれ押し付けられる構成としたことにより，プローブピン１０をより安定させて保持できるとともに，接合部材３１の振動がプローブピン１０に確実に伝達させられる。さらに，接合部材３１とプローブピン１０との接触面積（図６参照）が，従来の装置における接合部材とプローブピンとの接触面積（図１１参照）よりも広くなり，プローブピン１０に対して広い範囲に加圧力が与えられる。この場合，平面２０ｂと平面１３ａとの間において溶着に必要な摩擦熱が発生する面積が広くなり，溶着により接合される接合面積が広くなる。従って，平面２０ｂと平面１３ａとの間の接合力が向上し，プローブピン１０が接続端子１３に対して強固に取り付けられる。
【００３４】
以上の実施形態では，第一の被接合体は接続端子１３とし，第二の被接合体はプローブピン１０としたが，第一の被接合体及び第二の被接合体はかかるものに限定されない。また，本発明は，プローブカードの接続端子にプローブピンを接合させるものに限定されず，様々な電子部品等の接合に適用することができ，例えば，半導体チップのボンディング装置に適用することもできる。即ち，第一の被接合体は半導体チップの接続電極であっても良く，第二の被接合体はボンディングワイヤであっても良い。
【００３５】
以上の実施形態においては，接合部材３１は横向きの振動方向Ｄ１に超音波振動させられるとしたが，本発明は振動方向が縦向きである場合にも，好適に適用できる。即ち，接合部材３１によってプローブピン１０が上下方向に超音波振動させられる場合も，凸部４２が凹部２２に挿入された状態で保持されることにより，プローブピン１０の位置ずれを確実に防止できる。
【００３６】
以上の実施形態では，プローブピン１０と接続端子１３の接合を行う際，接合部材３１の接触部分である平坦面４０とプローブピン１０の被接触部分である平面２０は，互いに接触させられるとしたが，保持部分である凸部４２と被保持部分である凹部２２は，必ずしも接触させられなくても良い。例えば図７に示すように，平坦面４０に対する凸部４２の段差ｈ’が，凹部２２の深さｈより小さく形成されていても良い。この構成においては，凸部４２の下面と凹部２２の底面との間に隙間が形成された状態で，平坦面４０がそれぞれプローブピン１０に接触させられるようになっている。このようにすると，平坦面４０を確実に平面２０ａに接触させ，接合部材３１の振動を平坦面４０から確実に伝達させることができる。また，凹部２２や凸部４２の加工精度が厳しく要求されないので，加工が容易である。
【００３７】
また，凹部２２，凸部４２等の形状は，以上の実施の形態に示したものには限定されない。例えば凸部４２の両側面及び凹部２２の両側面は，振動方向Ｄ１に対してそれぞれ略垂直な平面であるとしたが，例えば図８に示すように，凸部４２，凹部２２は，下方に向かうに従い振動方向Ｄ１における幅が狭くなる略台形状の縦断面形状を有する形状とし，凸部４２の両側面及び凹部２２の両側面が，振動方向Ｄ１に対して傾斜させられている構成としても良い。この場合は，凸部４２を凹部２２に対して挿入出させる際に，凸部４２の外面と凹部２２の内面との間で摩擦が発生することを防止でき，挿入出を円滑に行いやすい利点がある。
【００３８】
以上の実施形態では，凹凸４３は，１つの凸部４２とその両側の平坦面４０（即ち，２つの凹部）とによって構成され，凹凸２３は，１つの凹部２２とその両側の平面２０ａ（即ち，２つの凸部）とによって構成されており，合計で３対の凹部と凸部が互いにかみ合わせられる構成としたが，各凹凸４３，２３に含まれる凹部や凸部の個数はかかる形態には限定されず，４対以上の凹部と凸部がかみ合わせられる構成にしても良い。例えば，平坦面４０に複数の凸部４２が振動方向Ｄ１に並べて設けられ，これらの凸部４２が，平面２０ａにおいて長さ方向に並べて設けられた複数の凹部２２に，それぞれ１つずつ挿入されるようにしても良い。
【００３９】
また，以上の実施形態では，接合部材３１の平坦面４０に凸部４２が設けられ，プローブピン１０の平面２０ａに凹部２２が設けられた場合を説明したが，例えば図９に示すように，接合部材３１の平坦面４０の中央部に，平坦面４０から上方に向かって陥没させられた凹部６１が設けられ，プローブピン１０の平面２０ａに，平面２０ａから上方に向かって突出させられた凸部６２が設けられた構成にしても良い。かかる形態においては，中央部に設けられた凹部６１と凹部６１の両側に設けられた平坦面４０（即ち，凹部６１に対する２つの凸部）によって，凹凸６３が構成されている。また，中央部に設けられた凸部６２と凸部６２の両側に設けられた平面２０ａ（即ち，凸部６２に対する２つの凹部）によって，凹凸６４が構成されている。そして，凹凸６３の凹部６１が保持部分として機能し，凸部６２が被保持部分として機能し，凹部６１の両側の平坦面４０が接触部分として機能し，凸部６２の両側の平面２０ａが被接触部分として機能するように構成されている。接合を行う際は，凹部６１に凸部６２が挿入された状態で，凹部６１と凸部６２の両側の平坦面４０と平面２０ａが，互いに接触させられる。この場合も，凹部６１に凸部６２が挿入されることにより，接合部材３１に対してプローブピン１０がずれることを防止でき，プローブピン１０を確実に保持できる。
【００４０】
凹部６１の深さ（凹部６１の上面と平坦面４０との間の段差）ｈ３と，凸部６２の高さ（凸部６２の上面と平面２０ａとの間の段差）ｈ４とは，互いにほぼ同じであっても良いが，図１０に示すように，深さｈ３は高さｈ４より大きくても良い。即ち，凸部６２の上面と凹部６１の上面との間に適度な隙間が形成された状態で，平坦面４０をプローブピン１０に接触させることが可能な構成にしても良い。このようにすると，平坦面４０を確実に平面２０ａに接触させ，接合部材３１の振動を平坦面４０から確実に伝達させることができる。また，凹部２２や凸部４２の加工精度が厳しく要求されないので，加工が容易である。
【００４１】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【実施例】
【００４２】
本発明者らは，実施の形態において説明した接合装置３０を使用してプローブピン１０と接続端子１３との接合を行った場合における接合力（平面２０ｂと平面１３ａとの間の接合力）と，従来の接合装置を使用してプローブピン１０と接続端子１３との接合を行った場合における接合力とを比較するため，以下のような実験１，２を行った。
【００４３】
（実験１）
接合装置３０を使用して，図１１に示すような細長い略直方体状のプローブピン７０と接続端子１３とを接合した試作品を４６個作成した。これらの試作品に用いたプローブピン７０は，基端側に梁部２０と同様の凹凸２３を備えている。プローブピン７０の先端側は，基端側を接続端子１３の平面１３ａに接合した状態では，接続端子１３の外側に延設された状態になる。かかる試作品を，接続端子１３の上方にプローブピン７０が向けられた状態で載置し，プローブピン７０の先端を上方から押し，プローブピン７０にたわみを与えた。このプローブピン７０の押圧は，プローブピン７０の先端下部がその下方に位置するコンタクタ１１の外面１１ａに接触するまで（図１１において二点鎖線で示した状態），または，プローブピン７０の基端側が接続端子１３から剥離するまで行った。こうして，各試作品について，プローブピン７０が接続端子１３から剥離するか否かを確認し，プローブピン７０と接続端子１３との間の接合力を比較した。その実験結果を表１に示す。なお，表１において，接合力の大きさは，ある基準値を１としたときの基準値に対する比率として示している（後述する表２においても同様）。表１に示されているように，４６個の試作品中，３個の試作品において，プローブピン７０と接続端子１３との剥離が発生した。即ち，剥離の発生率は約６．５[％]であった。また，４６個の試作品の接合力について，最小値（Ｍｉｎ）は１３，最大値（Ｍａｘ）は２１，平均値（Ａｖｅ）は約１９．８，３σ（σ：標準偏差）は約４．１であった。
【００４４】
【表１】
2007144449.tif 000003
【００４５】
（実験２）
従来の接合装置を使用して，プローブピン７０と接続端子１３とを接合した試作品を４６個作成した。そして，各試作品に対し，実験１と同様に，接続端子１３の上方にプローブピン７０が向けられた状態で，プローブピン７０の先端を押し，接合力を調べる試験を行った。その実験結果を表２に示す。表２に示されているように，４６個の試作品中，４３個の試作品において，プローブピン７０の剥離が発生した。即ち，剥離の発生率は約９３．５[％]であった。また，４６個の試作品に対して加えられた最高荷重について，最小値（Ｍｉｎ）は約０，最大値（Ｍａｘ）は１９，平均値（Ａｖｅ）は約９．５，３σは約１５．０であった。
【００４６】
【表２】
2007144449.tif 000004
【００４７】
以上の実験１，２の結果より，実施の形態にかかる接合装置３０を使用して接合を行うことで，従来の接合装置を使用して接合を行う場合よりも，接続端子１３からプローブピン７０が剥離しにくくすることができ，また，プローブピン７０の先端部に力が加えられても，より大きな力に抗して接合された状態を維持できることが確認された。従って，接合装置３０を用いることで接合力を向上できることが確認された。
【００４８】
また，本発明者らは，実施の形態において説明した接合装置３０を使用してプローブピン１０と接続端子１３との接合を行った場合における位置精度（接続端子１３に対するプローブピン１０の接合位置の位置ずれの大きさ）と，従来の接合装置を使用してプローブピン１０と接続端子１３との接合を行った場合における位置精度とを比較するため，以下のような実験３，４を行った。
【００４９】
（実験３）
接合装置３０を使用して，プローブピン１０と接続端子１３とを接合した試作品を４８個作成した。そして，各試作品について，接続端子１３に対するプローブピン１０の正規の位置からのずれ（位置ずれ）を，プローブピン１０の幅方向（Ｘ軸方向）と長さ方向（Ｙ軸方向）において計測した。位置ずれの計測は，画像認識技術を応用して行った。その結果を表３に示す。なお，表３において，位置ずれの大きさは，ある基準値を１としたときの基準値に対する比率として示している（後述する表４においても同様）。表３に示されているように，Ｘ軸方向における位置ずれの平均値（Ａｖｅ）は約４．６，Ｙ軸方向における位置ずれの平均値は約４８．９であった。また，Ｘ軸方向における位置ずれの３σは約７．４，Ｙ軸方向における位置ずれの３σは約３１．１であった。
【００５０】
【表３】
2007144449.tif 000005
【００５１】
（実験４）
従来の接合装置を使用して，プローブピン１０と接続端子１３とを接合した試作品を４８個作成した。そして，各試作品について，実験３と同様に，接続端子１３に対するプローブピン１０の位置ずれをＸ軸方向とＹ軸方向において計測した。位置ずれの計測は，画像認識技術を応用して行った。その結果を表４に示す。表４に示されているように，Ｘ軸方向における位置ずれの平均値は約８．３，Ｙ軸方向における位置ずれの平均値は約５１．３であった。また，Ｘ軸方向における位置ずれの３σは約２７．７，Ｙ軸方向における位置ずれの３σは約１４６．８であった。
【００５２】
【表４】
2007144449.tif 000006
【００５３】
以上の実験３，４の結果より，接合装置３０を使用して接合を行うと，従来の接合装置を使用して接合を行う場合よりも，位置ずれの大きさが小さくなり，３σについては，Ｘ軸方向及びＹ軸方向においてそれぞれ約１／３以下になり，位置ずれのばらつきが小さくなることがわかった。従って，接合装置３０を用いることで，接合の位置精度が効果的に改善されることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は，電子部品等の接合装置及び接合方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】プローブ装置の構成の概略を示す側面図である。
【図２】プローブピンと接続端子の構成を拡大して示す斜視図である。
【図３】接合装置の構成の概略を示す側面図である。
【図４】接合部材の先端部を示す斜視図である。
【図５】プローブピンを接続端子に接合する状態を示す説明図である。
【図６】接触面積及び接合面積を示す説明図である。
【図７】接合部材に設けた凸部の段差をプローブピンに設けた凹部の深さより小さくした実施形態にかかる説明図である。
【図８】接合部材に設けた凸部の断面形状を略台形にした実施形態にかかる説明図である。
【図９】接合部材に保持部分としての凹部を設け，プローブピンに被保持部分としての凸部を設けた実施形態にかかる説明図である。
【図１０】接合部材に設けた凹部の深さをプローブピンに設けた凸部の段差より大きくした実施形態にかかる説明図である。
【図１１】実験１，２における接続端子及びプローブピンの位置関係，及び，プローブピンを変形させる状態を説明する説明図である。
【図１２】従来の接合部材によってプローブピンを接続端子に接合する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      プローブ装置
１０    プローブピン
１３    接続端子
２０    梁部
２０ａ  平面
２２    凹部
２３    凹凸
３０    接合装置
３１    接合部材
４０    平坦面
４２    凸部
４３    凹凸
【図１】
2007144449.tif 000007
【図２】
2007144449.tif 000008
【図３】
2007144449.tif 000009
【図４】
2007144449.tif 000010
【図５】
2007144449.tif 000011
【図６】
2007144449.tif 000012
【図７】
2007144449.tif 000013
【図８】
2007144449.tif 000014
【図９】
2007144449.tif 000015
【図１０】
2007144449.tif 000016
【図１１】
2007144449.tif 000017
【図１２】
2007144449.tif 000018