(57)【要約】【課題】被接合物の配置方向を大きく変更しなくとも、簡易な構成で簡単に複数の異なる方向に連続して超音波振動を印加することができる技術を提供する。【解決手段】駆動部１１による共振器３２の上方（第１の方向）への移動により、第１の接合位置において超音波振動が接合ツール３６ａが当接することにより基板５ａおよび接合部に印加され、駆動部１１による共振器３２の下方（第２の方向）への移動により、第２の接合位置において超音波振動が接合ツール３６ｂが当接することにより基板５ｂおよｂ接合部に印加されるため、基板５ａ，５ｂおよびフィン６の配置方向を大きく変更しなくとも、共振器３２を上下方向に移動する駆動部１１を設けるという簡易な構成で簡単に複数の異なる方向に連続して超音波振動を印加することができる。【選択図】図１
2012024771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに重ね合わされた複数の被接合物の接合部に超音波振動を印加して前記被接合物の接合を行う超音波振動接合装置において、
一端に振動子が連結されて前記振動子の超音波振動に共振する共振器と、
前記共振器の他端に設けられて前記被接合物に当接することにより前記共振器の超音波振動を前記接合部に印加する接合手段と、
前記共振器を少なくとも異なる２方向に移動する移動手段とを備え、
前記接合手段は、前記移動手段による前記共振器の第１の方向への移動により、第１の接合位置において超音波振動を前記接合部に印加し、前記移動手段による前記共振器の第２の方向への移動により、第２の接合位置において超音波振動を前記接合部に印加することを特徴とする超音波振動接合装置。
【請求項２】
前記移動手段による前記共振器の前記第１の方向への移動の際に、前記第１の接合位置に配置された前記被接合物の前記接合部の周辺を押さえて保持し、前記移動手段による前記共振器の前記第２の方向への移動の際に、前記第２の接合位置に配置された前記被接合物の前記接合部の周辺を押さえて保持する固定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波振動接合装置。
【請求項３】
前記移動手段は、前記共振器を支持する支持部と、前記支持部を前記第１の方向または前記第２の方向に切換え駆動する駆動機構と、前記共振器を前記第１の方向または第２の方向に加圧する加圧機構とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の超音波振動接合装置。
【請求項４】
互いに重ね合わされた複数の被接合物の接合部に超音波振動を印加して前記被接合物の接合を行う超音波振動接合方法において、
共振器を少なくとも異なる２方向に移動する移動手段により共振器を第１の方向に移動して第１の接合位置において前記共振器に設けられた接合手段を前記被接合物に当接させることで超音波振動を前記接合部に印加し、前記移動手段により前記共振器を第２の方向へ移動して第２の接合位置において前記接合手段を前記被接合物に当接させることで超音波振動を前記接合部に印加することを特徴とする超音波振動接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重ね合わされた被接合物を超音波振動により接合する超音波振動接合技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動子が連結された共振器を備える超音波振動接合装置が知られており、一般的に、共振器には、被接合物に当接して超音波振動を印加するための接合作用部が設けられている。そして、共振器の固有振動数に合わせて振動子から発振される振動が共振器により増幅され、増幅された超音波振動が接合作用部により被接合物に印加される。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の超音波振動接合装置は、支持部材により支持固定される共振器と、共振器の一端に連結され、圧電素子などにより形成されて超音波振動を発振する振動子と、共振器の他端に取り付け固定されたボンディングツールとを備えている。そして、振動子から発振される超音波振動が共振器により増幅されてボンディングツールに伝達され、ボンディングツールに伝達された超音波振動が被接合物に印加されて被接合物が接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４２０４９号公報（段落００３４〜００３７、図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の超音波振動接合装置では、被接合物の接合部に超音波振動を印加するボンディングツールは共振器から下向きに突出して形成されており、ボンディングツールと対向する共振器下方の接合位置に配置された被接合物の接合部に対して超音波振動が印加される。すなわち、被接合物の接合部に対して超音波振動を一方向のみからしか与えることができないため、接合の際には被接合物の接合部を必ず接合位置に配置する必要がある。
【０００６】
したがって、被接合物として略Ｌ字状に屈曲された板状部材の内側の互いにほぼ直交する２つの面それぞれに接合部が設けられているときや、被接合物として箱型部材の複数の内側面それぞれに接合部が設けられているときなど、複数の異なる方向に配置された接合部に対して超音波振動を印加する必要があるときには、従来の装置では、前記一方向と異なる方向へ超音波振動を印加することができないため、各接合部それぞれに超音波振動を印加するために、各接合部がボンディングツールと対向する接合位置に配置されるように、その都度被接合物の配置方向を大きく変更しなければならず、非常に煩雑であった。
【０００７】
この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、被接合物の配置方向を大きく変更しなくとも、簡易な構成で簡単に複数の異なる方向に連続して超音波振動を印加することができる技術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】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明にかかる超音波振動接合装置は、互いに重ね合わされた複数の被接合物の接合部に超音波振動を印加して前記被接合物の接合を行う超音波振動接合装置において、一端に振動子が連結されて前記振動子の超音波振動に共振する共振器と、前記共振器の他端に設けられて前記被接合物に当接することにより前記共振器の超音波振動を前記接合部に印加する接合手段と、前記共振器を少なくとも異なる２方向に移動する移動手段とを備え、前記接合手段は、前記移動手段による前記共振器の第１の方向への移動により、第１の接合位置において超音波振動を前記接合部に印加し、前記移動手段による前記共振器の第２の方向への移動により、第２の接合位置において超音波振動を前記接合部に印加することを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
また、本発明にかかる超音波振動接合装置は、前記移動手段による前記共振器の前記第１の方向への移動の際に、前記第１の接合位置に配置された前記被接合物の前記接合部の周辺を押さえて保持し、前記移動手段による前記共振器の前記第２の方向への移動の際に、前記第２の接合位置に配置された前記被接合物の前記接合部の周辺を押さえて保持する固定手段をさらに備えることを特徴としている（請求項２）。
【００１０】
また、本発明にかかる超音波振動接合装置は、前記移動手段は、前記共振器を支持する支持部と、前記支持部を前記第１の方向または前記第２の方向に切換え駆動する駆動機構と、前記共振器を前記第１の方向または第２の方向に加圧する加圧機構とを有することを特徴としている（請求項３）。
【００１１】
また、本発明にかかる超音波振動接合方法は、互いに重ね合わされた複数の被接合物の接合部に超音波振動を印加して前記被接合物の接合を行う超音波振動接合方法において、共振器を少なくとも異なる２方向に移動する移動手段により共振器を第１の方向に移動して第１の接合位置において前記共振器に設けられた接合手段を前記被接合物に当接させることで超音波振動を前記接合部に印加し、前記移動手段により前記共振器を第２の方向へ移動して第２の接合位置において前記接合手段を前記被接合物に当接させることで超音波振動を前記接合部に印加することを特徴とすることを特徴としている（請求項４）。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１，４の発明によれば、移動手段による共振器の第１の方向への移動により、第１の接合位置において超音波振動が接合手段が被接合物に当接することにより前記接合部に印加され、移動手段による共振器の第２の方向への移動により、第２の接合位置において超音波振動が接合手段が被接合物に当接することにより印加されるため、被接合物の配置方向を大きく変更しなくとも、共振器を少なくとも異なる２方向に移動する移動手段を設けるという簡易な構成で簡単に複数の異なる方向に連続して超音波振動を印加することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、固定手段により、移動手段による共振器の第１の方向への移動の際に、第１の接合位置に配置された被接合物の接合部の周辺が押さえられて保持され、移動手段による共振器の第２の方向への移動の際に、第２の接合位置に配置された被接合物の接合部の周辺が押さえられて保持されるため、超音波振動が接合部に印加される際に重ね合わされた複数の被接合物に位置ずれが生じるのを防止することができる。
【００１４】
また、固定手段により接合部の周辺が押さえられた状態で接合部に対して超音波振動が印加されるため、接合対象である接合部に印加するための超音波振動が周辺の接合済みの他の接合部に伝達されることが防止されるため、既に接合が完了した接合部にはがれなどが生じることを防止することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、共振器を支持する支持部が第１の方向または第２の方向に駆動機構により切換え駆動され、共振器が第１の方向または第２の方向に加圧機構により加圧されるため、共振器の移動位置と、共振器に設けられて被接合物に当接する接合手段による被接合物への加圧力とを制御することができ実用的である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態における超音波振動接合装置の概略構成図である。
【図２】図１の共振器の概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における被接合物の概略構成図である。
【図４】図３の被接合物の接合手順を示す説明図である。
【図５】図３の被接合物の接合手順を示す説明図である。
【図６】図３の被接合物の接合手順を示す説明図である。
【図７】図３の被接合物の接合手順を示す説明図である。
【図８】図３の被接合物の接合手順を示す説明図である。
【図９】図３の被接合物の接合手順を示す説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図である。
【図１１】図１０に示す共振器の部分概略構成図である。
【図１２】本発明の第３実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図である。
【図１３】図１２の超音波振動接合装置の変形例である。
【図１４】被接合物の一例を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態における超音波振動接合装置の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
この発明の第１実施形態について図１ないし図９を参照して説明する。図１はこの発明にかかる超音波振動接合装置の概略構成図である。図２は図１に示す超音波振動接合装置が備える共振器の概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。また、図３は被接合物の概略構成図である。図４ないし図９は被接合物の接合手順を示す説明図である。
【００１８】
１．装置構成
図１に示す超音波振動接合装置１は、互いに重ね合わされた被接合物の接合部に超音波振動を印加して被接合物の接合を行うものであって、この実施形態では、対向配置された一方の被接合物である基板５ａと基板５ｂとの間に他方の被接合物であるフィン６が配置されて、フィン６の接合部６ａに超音波振動が印加されることにより基板５ａ，５ｂの接合面５０ａ，５０ｂそれぞれに、フィン６の接合部６ａ，６ｂが接合される。
【００１９】
超音波振動接合装置１は、基台１０と、基台１０上に設けられた駆動部１１と、駆動部１１に結合されたヘッド部１２と、被接合物が配置される実装部１３と、超音波振動接合装置１全体の制御を行う制御装置１４とを備えている。
【００２０】
駆動部１１は、基台１０に設けられた支柱１５と、駆動機構１８と、駆動機構１８に結合されて基台１０の上方に配置された支持台１６とを備えている。基台１０には、駆動機構１８を囲むように駆動機構１８の周囲に４本の支柱１５が配設されており、支持台１６には、ガイド孔（図示省略）を有するガイド部１７が支柱１５に対応する４箇所に形成されている。そして、支持台１６は、ガイド部１７のガイド孔それぞれに支柱１５が挿通されて基台１０の上方に配置されており、駆動機構１８が駆動されると、支持台１６は、ガイド孔の内周面が支柱１５の外周面に摺接するガイド部１７によりガイドされて、基台１０の上方を上下方向に移動する。
【００２１】
駆動機構１８は、駆動モータ２０と、駆動モータ２０の回転軸に連結されたボールねじ２１と、ボール２１に螺合するガイド２２と、ガイド２２に設けられたカムフォロワ２３とを備えている。また、ガイド２２は、ボールねじ２１に平行な水平方向への移動をガイドするＬＭガイド２２ａ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｍｏｔｉｏｎ  ガイド）にガイドされて設けられている。したがって、駆動モータ２０が励磁されて一方向に回転すると、ボールねじ２１に螺合するガイド２２はＬＭガイド２２ａに沿って駆動モータ１０から離れる方向である前方に水平移動し、駆動モータ２０の励磁電流が反転されて駆動モータ２０が他方向に回転すると、ボールねじ２１に螺合するガイド２２はＬＭガイド２２ａに沿って駆動モータ１０に近づく方向である後方に水平移動する。
【００２２】
また、駆動機構１８は、ガイド２２に設けられたカムフォロワ２３の前方側に配設される板カム２４ａと、カムフォロワ２３の後方側に配設される板カム２４ｂとを備えている。また、板カム２４ａの後方側にはカムフォロワ２３に前側上方からから当接する傾斜面が形成されており、板カム２４ｂの前方側にはカムフォロワ２３に後側下方から当接する傾斜面が形成されている。
【００２３】
また、板カム２４ａの前方側に形成された舌状面には上方への加圧を行うための上向きエアシリンダ２５ａが配設されており、支持台１６の前側の下面と板カム２４ａとが上向きエアシリンダ２５ａを介して連結されている。
【００２４】
また、支持台１６の後側の略中央部分が下方に折り曲げられることにより断面視略Ｌ字状の凹部２６が形成され、板カム２４ｂの後方側には断面視略コ字状の延長部２７が形成されている。そして、断面視略ロ字状の空間が形成されるように、支持台１６の略Ｌ字状の凹部２６の上面と、板カム２４ｂの略コ字状の延長部２７の下面とが対向配置されて、延長部２７の下面に配設された下方への加圧を行うための下向きエアシリンダ２５ｂを介して、支持台１６の凹部２６と板カム２４ｂの延長部２７とが連結されている。
【００２５】
したがって、駆動モータ２０が駆動されてカムフォロワ２３（ガイド２２）が前方に移動すると、板カム２４ａの傾斜面がカムフォロワ２３に押圧されることにより板カム２４ａが上方に移動して、板カム２４ａと板カム２４ａに連結されている支持台１６と支持台１６に連結されている板カム２４ｂとが一体的に上方に移動する。
【００２６】
また、駆動モータ２０が駆動されてカムフォロワ２３（ガイド２２）が後方に移動すると、板カム２４ｂの傾斜面がカムフォロワ２３に押圧されることにより板カム２４ｂが下方に移動して、板カム２４ｂと、板カム２４ｂに連結されている支持台１６と、支持台１６に連結されている板カム２４ａとが一体的に下方に移動する。
【００２７】
すなわち、ガイド２２の前後方向への移動が、ガイド２２に形成されたカムフォロワ２３と板カム２４ａ，２４ｂとにより支持台１６の上下方向への移動に変換されることにより、支持台１６は駆動機構１８により上方向また下方向に切換え駆動される。
【００２８】
なお、支持台１６にはリニアエンコーダなどにより形成される高さ検出手段２８が設けられており、高さ検出手段２８により、支持台１６の高さを検出することができる。
【００２９】
ヘッド部１２は、支持台１６の前方側の上面に設けられた共振器支持台３０と、共振器支持台３０上に形成された共振器支持部３１と、共振器支持部３１により支持される共振器３２と、共振器３２の後方側の一端に連結された振動子３３と、共振器３２の前方側の他端に並設されたストリッパーユニット３４，３５とを備えている。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、共振器３２は、共振器３２のほぼ中央の位置ｆ２と、両端位置ｆ０およびｆ４とが最大振幅点となるように、共振周波数の一波長の長さで形成されている。このとき、最大振幅点から１／４波長離れた位置ｆ３およびｆ１は、最小振幅点に相当する。また、共振器３２は、前方から見た断面形状がほぼ円形状である円柱状に形成されている。また、共振器３２の位置ｆ３よりも前方側では上方視において先細りとなるように他端側に向かって両側面がテーパ状に削られており、共振器３２の位置ｆ４における前方視形状が上下に細長い略長方形状に形成されている。
【００３１】
また、共振器３２の最小振幅点である位置ｆ３およびｆ１は、他の箇所よりも直径が小さく形成されており、これにより、共振器３２の位置ｆ３およびｆ１に、外周面に沿った凹状の被支持部（図示省略）が形成されている。なお、この実施形態では、前記被支持部は、共振器３２の中心軸に直交する断面形状が八角形となるように形成されているが、前記被支持部の断面形状としては、八角形に限られず、円形状やその他の多角形状に形成してもよい。
【００３２】
そして、共振器３２の他端（位置ｆ４）の前方視形状である長方形の長軸が前方視で上下方向に配置されるように、前記被支持部が共振器支持部３１によりクランプされて共振器３２が支持される。なお、共振器３２を共振器支持部３１に固定する方法は、クランプ部材で前記被支持部をクランプしてボルトで固定したり、電気制御可能に構成された機械的なクランプ機構やワンタッチで取り付け可能なクランプ機構などにより前記被支持部をクランプするなど、共振器３２を確実に支持固定することができればどのようなものであってもよい。
【００３３】
そして、共振器３２の一端（位置ｆ０）には、共振器３２の中心軸と同軸になるように振動子３３が連結されており、共振器３２は、制御装置１４に制御された振動子３３から発振される超音波振動に共振して中心軸方向に振動する。
【００３４】
また、共振器３２の他端（位置ｆ４）の上側および下側には、被接合物に当接することにより共振器３２の超音波振動を被接合物の接合部に印加する接合ツール３６ａ，３６ｂ（本発明の「接合手段」に相当）が設けられている。
【００３５】
接合ツール３６ａ，３６ｂは、この実施形態では、共振器３２と同じ材質の金属により形成されて、熱硬化型樹脂等によって共振器３２に接着されているが、共振器３２から直接削り出して形成してもよい。また、接合ツール３６ａ，３６ｂを超硬タングステンカーバイト、セラミックス、ダイヤモンド等、金属以外の材質により形成してもよく、形成された接合ツール３６ａ，３６ｂを、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属ろうによって共振器３２に接着してもよい。
【００３６】
そして、接合ツール３６ａは、駆動部１１による共振器３２（支持台１６）の上方への移動により、第１の接合位置において超音波振動をフィン６の接合部６ａに印加し、接合ツール３６ｂは、駆動部１１による共振器３２（支持台１６）の下方への移動により、第２の接合位置において超音波振動をフィン６の接合部６ｂに印加する。
【００３７】
なお、駆動部１１による支持台１６の上下移動により、共振器３２の軸の位置の高さは、所定の待機位置から上下方向に３０ｍｍ程度の幅で移動することができ、駆動部１１および支持台１６が本発明における移動手段、支持部にそれぞれ相当する。
【００３８】
また、駆動モータ２０が駆動されることによりガイド２２が前方に移動して支持台１６が上方に移動することにより、接合ツール３６ａが上方の被接合物に接触すると、支持台１６の上方への移動は停止するが、板カム２４ａはガイド２２の前方への移動に伴いさらに上方に移動する。したがって、上向きエアシリンダ２５ａが支持台１６の下面と板カム２４ａの舌状面とに狭持されて、上向きエアシリンダ２５ａのピストンシャフトが上向きエアシリンダ２５ａ内に没入するため、このピストンシャフトの上向きエアシリンダ２５ａ内への没入量をフォトインタラプタなどのセンサにより監視することにより、接合ツール３６ａの上方の被接合物への接触を検出することができる。
【００３９】
また、駆動モータ２０が駆動されることによりガイド２２が後方に移動して支持台１６が下方に移動することにより、接合ツール３６ｂが下方の被接合物に接触すると、支持台１６の下方への移動は停止するが、板カム２４ｂはガイド２２の後方への移動に伴いさらに下方に移動する。したがって、下向きエアシリンダ２５ｂが支持台１６の凹部２６と板カム２４ｂの延長部２７とに狭持されて、下向きエアシリンダ２５ｂのピストンシャフトが下向きエアシリンダ２５ｂ内に没入するため、このピストンシャフトの下向きエアシリンダ２５ｂ内への没入量をフォトインタラプタなどのセンサにより監視することにより、接合ツール３６ｂの下方の被接合物への接触を検出することができる。
【００４０】
また、図２（ａ）に示すように、共振器３２を挟んだ両側にストッパーユニット３４，３５が配設されている。ストリッパーユニット３４は、接合ツール３６ａ，３６ｂと並設する先端位置にウレタンゴムなどにより形成される固定ツール３７ａ，３７ｂを備え、同様に、ストリッパーユニット３５は、接合ツール３６ａ，３６ｂと並設する先端位置にウレタンゴムなどにより形成される固定ツール３８ａ，３８ｂを備えている。
【００４１】
また、ストリッパーユニット３４，３５はそれぞれエアシリンダ（図示省略）を備えており、ストリッパーユニット３４，３５は、エアシリンダが駆動されることにより共振器３２の上下移動とは独立して上下移動する。そして、ストリッパーユニット３４，３５は、駆動部１１による共振器３２の上方への移動の際に、上方の第１の接合位置に配置されたフィン６の接合部６ａの周辺を固定ツール３７ａ，３８ａにより押さえて保持し、ストリッパーユニット３４，３５により接合部６ａが保持された状態で、接合ツール３６ａが接合部６ａに当接することにより接合部６ａに超音波振動が印加されて、接合部６ａが基板５ａの接合面５０ａに接合される。
【００４２】
また、ストリッパーユニット３４，３５は、駆動部１１による共振器３２の下方への移動の際に、下方の第２の接合位置に配置されたフィン６の接合部６ｂの周辺を固定ツール３７ｂ，３８ｂにより押さえて保持し、ストリッパーユニット３４，３５により接合部６ｂが保持された状態で、接合ツール３６ｂが接合部６ｂに当接することにより接合部６ｂに超音波振動が印加されて、接合部６ｂが基板５ｂの接合面５０ｂに接合される。なお、ストリッパーユニット３４、３５が本発明における固定手段に相当する。
【００４３】
実装部１３は、基台１０上に、下ステージ４０と、下ステージテーブル４１と、上ステージ４５と、上ステージテーブル４６とを備えている。下ステージ４０および上ステージ４５それぞれは、被接合物である基板５ｂ、５ａを保持する保持機構（図示省略）を備えている。この実施形態では、下ステージ４０および上ステージ４５には、真空吸着による保持機構が設けられているが、保持機構は静電吸着を利用したものや、その他の保持機構等でもよい。
【００４４】
また、下ステージテーブル４１および上ステージテーブル４６は、平行・回転移動自在な移動軸を備え、下ステージ４０および上ステージ４５を平行・回転移動することにより共振器３２の接合ツール３６ａ，３６ｂに対する基板５ａ，５ｂの位置を調整する。
【００４５】
制御装置１４は、高さ検出手段２８によるヘッド部１２の高さ位置の検出信号によって駆動部１１の駆動モータ２０を制御して、ヘッド部１２の高さをフィードバック制御する。すなわち、高さ検出手段２８の検出信号に基づいて制御装置１４により駆動モータ２０が駆動されてガイド２２が前方に移動すると、板カム２４ａの傾斜面がカムフォロワ２３により前方に押圧されてカムフォロワ２３と傾斜面とが摺接することによりヘッド部１２が上方に移動し、ガイド２２が後方に移動すると、板カム２４ｂの傾斜面が後方に押圧されてカムフォロワ２３と傾斜面とが摺接することによりヘッド部１２が下方に移動する。
【００４６】
また、制御装置１４は、上向きエアシリンダ２５ａ、下向きエアシリンダ２５ｂに配設された電空変換器（図示せず）を制御して、上向きエアシリンダ２５ａ、下向きエアシリンダ２５ｂにエアを供給して、共振器３２を上方または下方に加圧することにより、接合ツール３６ａ，３６ｂによる基板５ａ，５ｂおよびフィン６の接合部６ａ，６ｂに対する加圧力を調整する。すなわち、共振器３２の接合ツール３６ａ，３６ｂとフィン６の接合部６ａ，６ｂとが接触した後、上向きエアシリンダ２５ａ、下向きエアシリンダ２５ｂに配設された電空変換機（図示せず）によって上向きエアシリンダ２５ａ、下向きエアシリンダ２５ｂにエアが供給され、支持台１６がさらに上昇または下降されて、フィン６の接合部６ａ、６ｂに所定の加圧力が加えられる。
【００４７】
また、制御手段１４は、下向きエアシリンダ２５ｂによる共振器３２の下方への加圧の際に、支持台１６およびヘッド部１２の自重をキャンセルするために上向きエアシリンダ２５ａにエアを供給する。このようにすれば、共振器３２による下方への加圧の際、支持台１６およびヘッド部１２の自重は上向きエアシリンダ２５ａによる上向きの加圧力によりキャンセルされるため、共振器３２には下向きエアシリンダ２５ｂにエア供給が行われることによる加圧力のみが加えられるので、共振器３２による被接合物（接合部６ｂ）への加圧力を精度よく制御することができる。
【００４８】
また、制御装置１４は、超音波振動接合装置全体の制御を行うための操作パネル（図示省略）を備えており、振動子３３へ印加される電圧値および／または電流値より求められる超音波振動エネルギーや、ストリッパーユニット３４，３５に配設されたエアシリンダの動作等を制御する。以上のように、上向きエアシリンダ２５ａおよび下向きエアシリンダ２５ｂは本発明の加圧機構に相当する。
【００４９】
２．被接合物の構成
次に、被接合物について説明する。図３に一方の被接合物である基板５ａ，５ｂおよび他方の被接合物であるフィン６の概略構成図を示す。なお、被接合物は、接合後、ヒートシンクとして使用されるものである。
【００５０】
基板５ａ，５ｂおよびフィン６は、鉄やアルミニウムなどの金属により形成されており、図３に示すように、基板５ａ，５ｂはそれぞれの接合面５０ａ，５０ｂ同士が対向するように配置され、基板５ａ，５ｂの間に、被接合物であるフィン６が複数個配置される。そして、基板５ａの接合面５０ａに各フィン６の接合部６ａが順に所定の位置に接合され、基板５ｂの接合面５０ｂに各フィン６の接合部６ｂが順に所定の位置に接合される。
【００５１】
３．接合動作
次に、基板５ａの接合面５０ａおよびフィン６の接合部６ａ、基板５ｂの接合面５０ｂおよびフィン６の接合部６ｂを超音波振動により接合する一連の動作について説明する。なお、図４ないし図９では、基板５ａ，５ｂ、フィン６、共振器３２の位置関係のみを示し、装置のその他の部分は図示を省略している。
【００５２】
まず、被接合物である基板５ａおよびフィン６が実装部１３に設置される。基板５ａは、図示を省略した搬送装置により上ステージ４５に供給され、吸着保持される。そして、接合部分が共振器３２の接合ツール３６ａの位置に対応するように、基板５ａが接合ツール３６ａの上方の第１の接合位置に配置される。なお、基板５ａと接合ツール３６ａとの位置合わせは、基板５ａと接合ツール３６ａとの間に２視野光学系レンズを備えたカメラなどにより形成される位置検出手段（図示せず）が導入されることによる基板５ａおよび接合ツール３６ａの相対的な位置に基づいて、上ステージ４５が上ステージテーブル４６により平行・回転移動されることで基板５ａの位置が調整される。
【００５３】
次に、図４に示すように、基板５ａの下方に、図示を省略した搬送装置によりフィン６が搬送され、フィン６の接合部６ａが基板５ａの接合面５０ａの所定位置に配置される。そして、図５に示すように、図示を省略したエアシリンダによりストリッパーユニット３４，３５が上昇されて、固定ツール３７ａ，３８ａが図５におけるフィン６の接合部６ａの下面に接触する。このとき、固定ツール３７ａ，３８ａは、接合ツール３６ａにより超音波振動が印加される位置を両側から挟むように接合部６ａの下面に接触して、フィン６の接合部６ａと基板５ａとを下方から上方に向けて押さえて固定する。なお、このときのストリッパーユニット３４，３５によるフィン６および基板５ａへの加圧力は、一例として５０Ｎ程度である。
【００５４】
その後、図６に示すように、駆動部１１に設置された駆動モータ２０が制御装置１４により制御されることにより共振器３２が上昇する。そして、共振器３２の接合ツール３６ａがフィン６の接合部６ａに当接すると、制御装置１４により駆動モーター２０の動作が停止される。
【００５５】
さらに、制御装置１４により電空変換器（図示せず）が制御されて上向きエアシリンダ２５ａにエアが供給され、基板５ａの接合面５０ａおよびフィン６の接合部６ａが所定の加圧力で加圧される。このときの共振器３２によるフィン６の接合部６ａと基板５ａへの加圧力は、接合箇所の面積の大きさに応じて２００Ｎ〜２０００Ｎの間で調整され、接合箇所の面積が小さければ例えば２００Ｎ程度の加圧力に調整され、接合箇所の面積が大きければ例えば１５００Ｎ程度の加圧力に調整される。なお、図６では、ストリッパーユニット３４は図示を省略している。
【００５６】
その後、制御装置１４により振動子３３が制御されて、基板５ａおよび接合部６ａへの超音波振動の印加が開始され、接合中は、制御装置１４により、例えば、振動子３３に印加される電流値および電圧値から求められる超音波振動エネルギー、共振器３２の振動振幅および加圧力の監視と制御が行われる。
【００５７】
接合が終了すると、上向きエアシリンダ２５ａによる加圧が解除され、図７に示すように、共振器３２およびストリッパーユニット３４，３５が所定の位置に下降される。そして、次の接合位置が共振器３２の接合ツール３６ａの上方に配置されるように、実装部１３により基板５ａおよびフィン６が移動される。その後、再びストリッパーユニット３４，３５が上昇されて基板５ａとフィン６の接合部６ａとが固定される。そして、制御装置１４により駆動部１１の駆動モータ２０が制御され、共振器３２が上昇されて、上記したのと同様の接合動作が行われる。
【００５８】
そして、基板５ａおよびフィン６の接合部６ａに設定された複数の接合位置の全てが接合されると、図７に示すように、共振器３２およびストリッパーユニット３４，３５が所定の位置に再び下降される。
【００５９】
次に、被接合物である基板５ｂが実装部１３に設置される。基板５ｂは、図示を省略した搬送装置により下ステージ４０に供給され、基板５ｂの所定の接合位置とフィン６の接合部６ｂの所定の接合位置とが対応するように、下ステージ４０に吸着保持される。なお、下ステージ４０の下ステージテーブル４１が平行・回転移動することにより、基板５ｂの位置調整が行われる。
【００６０】
そして、図８に示すように、図示を省略したエアシリンダによりストリッパーユニット３４，３５が下降され、固定ツール３７ｂ，３８ｂがフィン６の接合部６ｂの上面に接触される。このとき、固定ツール３７ｂ，３８ｂは、接合ツール３６ｂにより超音波振動が印加される位置を両側から挟むようにフィン６の接合部６ｂの上面に接触する。そして、フィン６の接合部６ｂと基板５ｂとが上方から下方に向けて押さえて固定される。なお、このときのストリッパーユニット３４，３５によるフィン６および基板５ｂへの加圧力は、一例として５０Ｎ程度である。
【００６１】
その後、図９に示すように、駆動部１１に設置された駆動モータ２０が制御装置１４により制御されることにより共振器３２が下降する。そして、共振器３２の接合ツール３６ｂがフィン６の接合部６ｂに当接すると、制御装置１４により駆動モーター２０の動作が停止される。
【００６２】
次に、制御装置１４により電空変換器（図示せず）が制御されて下向きエアシリンダ２５ｂにエアが供給され、基板５ｂの接合面５０ｂおよびフィン６の接合部６ｂが所定の加圧力で加圧される。このときの共振器３２によるフィン６の接合部６ｂおよび基板５ｂへの加圧力は、接合箇所の面積の大きさに応じて２００Ｎ〜２０００Ｎの間で調整され、接合箇所の面積が小さければ例えば２００Ｎ程度の加圧力に調整され、接合箇所の面積が大きければ例えば１５００Ｎ程度の加圧力に調整される。なお、図６では、ストリッパーユニット３４は図示を省略している。
【００６３】
その後、制御装置１４により、振動子３３が制御されて超音波振動接合が開始される。そして、基板５ｂおよびフィン６の接合部６ｂが全ての接合位置において接合されると、図７に示すように、共振器３２およびストリッパーユニット３４，３５が所定の位置に下降される。
【００６４】
さらに、基板５ａ，５ｂに接合される新たなフィン６が搬送装置（図示せず）により基板５ａおよび基板５ｂの間の所定位置に搬送され、上記したのと同様にフィン６の接合が繰り返され、複数個のフィン６が基板５ａ，５ｂに接合される。
【００６５】
そして、所定数のフィン６が基板５ａ，５ｂに接合されると、下ステージ４０および上ステージ４５の吸着が解除され、図示を省略した搬送装置（図示せず）により基板５ａ，基板５ｂおよびフィン６が実装された状態で排出されて、一連の接合動作が終了する。
【００６６】
以上のように、上記した実施形態によれば、駆動部１１による共振器３２の上方（第１の方向）への移動により、第１の接合位置において超音波振動が接合ツール３６ａが当接することにより基板５ａおよび接合部６ａに印加され、駆動部１１による共振器３２の下方（第２の方向）への移動により、第２の接合位置において超音波振動が接合ツール３６ｂが当接することにより基板５ｂおよび接合部６ｂに印加されるため、基板５ａ，５ｂおよびフィン６の配置方向を大きく変更しなくとも、共振器３２を上下方向に移動する駆動部１１を設けるという簡易な構成で簡単に複数の異なる方向に連続して超音波振動を印加することができる。
【００６７】
したがって、基板５ａ，５ｂおよびフィン６の配置方向を大きく変更することなく、共振器３２の上方向への移動時に第１の接合位置に配置された基板５ａおよびフィン６の接合部６ａを接合し、共振器３２の下方向への移動時に第２の接合位置に配置された基板５ｂおよびフィン６の接合部６ｂを接合することができるので、簡単に上下連続して基板５ａ，５ｂおよびフィン６を接合することができ、被接合物の接合部が共振器３２を挟んで上下に配置された場合であっても、簡単に被接合物を接合することができる。
【００６８】
また、ストリッパーユニット３４，３５の固定ツール３７ａ，３８ａにより、駆動部１１による共振器３２の上方への移動の際に、第１の接合位置に配置されたフィン６の接合部６ａの周辺が押えられて保持され、ストリッパーユニット３４，３５の固定ツール３７ｂ，３８ｂにより、駆動部１１による共振器３２の第２の方向への移動の際に、第２の接合位置に配置されたフィン６の接合部６ｂの周辺が押えられて保持されるため、超音波振動が接合部６ａ，６ｂに印加される際に重ね合わされた複数の基板５ａ，５ｂおよびフィン６に位置ずれが生じるのを防止することができる。
【００６９】
また、ストリッパーユニット３４，３５により接合部６ａ，６ｂの接合位置周辺が押さえられた状態で接合部６ａ，６ｂに対して超音波振動が印加されるため、接合対象である接合部６ａ，６ｂに印加するための超音波振動が周辺の接合済みの箇所に伝達されることが防止されるため、既に接合が完了した箇所にはがれなどが生じることを防止することができる。
【００７０】
また、共振器３２を支持する支持台１６が上方または下方に駆動機構１８により切換え駆動され、共振器３２が上方に上向きシリンダ２５ａにより加圧され、共振器３２が下方に下向きシリンダ２５ｂにより加圧されるため、駆動機構１８により共振器３２が支持台１６ごと高さ調整されて被接合物と共振器３２の接合ツール３６ａ，３６ｂとが接触した後、上向きシリンダ２５ａまたは下向きシリンダ２５ｂにより、接合ツール３６ａ，３６ｂにより被接合物に加えられる加圧力を簡便に調整することができる。したがって、共振器３２の移動位置と、共振器３２に設けられて被接合物に当接する接合ツール３６ａ，３６ｂによる被接合物への加圧力とを精度よく制御することができ実用的である。
【００７１】
なお、接合ツール３６ａ，３６ｂは共振器３２の上下２箇所に限らず、共振器３２の外周上に形成されていれば、位置や個数は適宜変更してもよい。
【００７２】
また、上方の第１の接合位置に配置された基板５ａおよびフィン６の接合部６ａの接合に先立って、下方の第２の接合位置に配置された基板５ｂおよびフィン６の接合部６ｂを先に接合してもよい。また、第１の接合位置に配置された基板５ａおよびフィン６の接合部６ａと第２の接合位置に配置された基板５ｂおよびフィン６の接合部６ｂとを交互に接合してもよい。
【００７３】
＜第２実施形態＞
この発明の第２実施形態について図１０および図１１を参照して説明する。図１０は第２実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図である。図１１は図１０に示す共振器の部分概略構成図である。以下、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１０および図１１において、図１ないし図９と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００７４】
この実施形態に示す超音波振動接合装置が第１実施形態と相違する点は、この実施形態のヘッド部５０に設けられた共振器５２が振動しながら中心軸を回転中心として所定の方向に回転することにより、共振器５２に配設された接合ツール５３により被接合物である基板５５ａ，５５ｂおよびフィン５６の接合が行われる点である。
【００７５】
図１０に示すように、この実施形態のヘッド部５０は、共振器５２と、接合ツール５３と、共振器支持部６０を備えている。
【００７６】
そして、図１１に示すように、共振器５２の外周には被支持部７１が凹状に形成され、この被支持部７１に共振器支持部６０が嵌挿されて、共振器５２が支持されている。すなわち、共振器支持部６０は、２つに分割されて被支持部７１に嵌挿されることで共振器５２を狭持する嵌挿体７５と、被支持部７１に嵌挿された嵌挿体７５の外周に嵌め込まれるボールベアリング７８とを備えいる。そして、ボールベアリング７８は、内周部７６ａと外周部７６ｂと内周部７６ａおよび外周部７６ｂの間に配置される球体７７とを有し、内周部７６ａ、外周部７６ｂ、球体７７がそれぞれ摺接する。
【００７７】
そして、図１０に示すように、駆動部１１（図１参照）により、接合ツール５３が重ね合わされた基板５５ｂおよびフィン５６の接合部５６ｂ上面における所定位置に接触するように下降され、基板５５ｂとフィン５６とが重ね合わされた状態で所定の加圧力で加圧され、超音波振動が印加される。
【００７８】
このとき、下ステージ４０および上ステージ４５は、図１に示す矢印Ｙ方向に移動されるため、基板５５ｂおよびフィン５６の接合部５６ｂを加圧する接合ツール５３は、下ステージ４０および上ステージ４５の移動に伴い従動的に回転し、これにより、共振器５２、嵌挿体７５および内周部７６ａが接合ツール５３と一緒に一体的に回転する。そして、下ステージ４０および上ステージ４５の移動に伴う基板５５ａ，５５ｂおよびフィン５６の移動により、基板５５ｂとフィン５６の接合部５６ｂの矢印Ｙ方向に渡る接合箇所に回転する接合ツール５３から連続的に超音波振動が印加されて、基板５５ｂとフィン５６の接合部５６ｂとが接合される。
【００７９】
また、同様に、駆動部１１（図１参照）により、接合ツール５３が重ね合わされた基板５５ａおよびフィン５６の接合部５６ａ下面における所定位置に接触するように上昇され、基板５５ｂとフィン５６とが重ね合わされた状態で所定の加圧力で加圧され、超音波振動が印加される。
【００８０】
このとき、下ステージ４０および上ステージ４５は、図１に示す矢印Ｙ方向に移動されるため、基板５５ａおよびフィン５６の接合部５６ａを加圧する接合ツール５３は、下ステージ４０および上ステージ４５の移動に伴い従動的に回転し、これにより、共振器５２、嵌挿体７５および内周部７６ａが接合ツール５３と一緒に一体的に回転する。そして、下ステージ４０および上ステージ４５の移動に伴う基板５５ａ，５５ｂおよびフィン５６の移動により、基板５５ａとフィン５６の接合部５６ａの矢印Ｙ方向に渡る接合箇所に回転する接合ツール５３から連続的に超音波振動が印加されて、基板５５ｂａとフィン５６の接合部５６ａとが接合される。
【００８１】
したがって、第２実施形態では、被接合物を所定位置で接合するごとに共振器５２を被接合物に接触したり被接合物から離したりすることなく、接合ツール５３の回転により、基板５５ａ、５５ｂとフィン５６の接合部５６ａ、５６ｂとを連続的に効率よく接合することができる。
【００８２】
＜第３実施形態＞
この発明の第３実施形態について図１２を参照して説明する。図１２は第３実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図である。以下、第１および第２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９と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００８３】
図１２に示すように、この実施形態における駆動部１１１は、ヘッド部１５０を上下方向に移動して共振器１５２の接合ツール１５３ａ，１５３ｂによる被接合物への加圧力を調整すると共に、ヘッド部１５０を左右方向に移動する駆動部１１８を備えている。
【００８４】
駆動部１１８は、ヘッド部１５０を挟んで上下に配置されるシャフトモータ１２０と、ヘッド部１５０を支持する支持部１４０連結されたシャフトモータ１３０とを備えている。シャフトモータ１２０は、水平方向に設けれたマグネットモータシャフト１２１と、マグネットモータシャフト１２１が挿通された筒状のモータコイル１２２とを有している。シャフトモータ１３０は、上下方向に設けられたマグネットモータシャフト１３１と、マグネットモータシャフト１３１が挿通された筒状のモータコイル１３２とを有している。また、シャフトモータ１３０のマグネットモータシャフト１３１の上下端を支持する基部１３３はそれぞれ上下に配置されたシャフトモータ１２０のモータコイル１２２に結合されている。
【００８５】
また、この実施形態では、マグネットモータシャフト１２１，１３１は、円筒状のステンレス筒内に磁石が配設されて形成されており、モータコイル１２２に制御装置１４による制御により３相交流を通電することにより、モータコイル１２２を任意に左右方向に移動し、モータコイル１３２に３相交流を通電することにより、モータコイル１３２を任意に上下方向に移動することができる。
【００８６】
また、支持部１４０は、シャフトモータ１３０のモータコイル１３２に結合される基部１４１と、挿通孔（図示省略）にマグネットモータシャフト１３１が挿通されると共に、ロードセルなどにより形成される圧力検出手段１４３を介して基部１４１に連結された基部１４２とを備えている。
【００８７】
また、支持部１４０は、シャフトモータ１３０の上方の基部１３３と支持部１４０の基部１４２とを連結するエアシリンダ１４４を備えている。エアシリンダ１４４は、常に一定の力で基部１４２を上方に牽引するようにエア供給制御が行われることにより、基部１４２およびヘッド部１５０の自重をキャンセルする機能を有している。したがって、共振器１５２（基部１４２）はエアシリンダ１４４により上方に牽引された状態で支持部１４０に支持される。
【００８８】
また、圧力検出手段１４３は、圧縮方向および伸長方向の両方向への力を検出することができるものであって、これにより、接合ツール１５３ａによる下方の被接合物への加圧力と、接合ツール１５３ｂによる上方の被接合物への加圧力とを圧力検出手段１４３により検出することができる。
【００８９】
また、駆動機構１１８は、モータコイル１２２，１３２のマグネットモータシャフト１２１，１３１に対する相対的な位置を検出して、モータコイル１２２，１３２の位置検出信号を制御装置１４に出力する位置センサ（図示省略）を備えている。このような位置センサとしては、種々のリニアセンサを採用することができるが、例えば、位置センサとして磁気センサを採用すれば、位置センサは、モータコイル１２２，１３２の移動に伴う磁気の変化を計測することで、モータコイル１２２，１３２の位置を検出できる。
【００９０】
また、マグネットモータシャフト１２１，１３１にリニアスケールを設け、このリニアスケールを位置センサにより読取ることで、モータコイル１２２，１３２の位置を検出するように構成することもできる。以上のように、位置センサとしては、マグネットモータシャフト１２１，１３１に対するモータコイル１２２，１３２の位置を確実に検出できるものであれば、どのようなものを採用してもよい。
【００９１】
このように構成すれば、駆動機構１１８は、位置センサによるモータコイル１２２の位置検出信号がフィードバックされることによる制御装置１４による制御に基づいてモータコイル１２２が通電されることにより、支持部１４０に支持されたヘッド部１５０を左右方向において任意の位置に移動制御することができ、位置センサによるモータコイル１３２の位置検出信号がフィードバックされることによる制御装置１４による制御に基づいてモータコイル１３２が通電されることにより、支持部１４０に支持されたヘッド部１５０を上下方向において任意の位置に移動制御することができる。
【００９２】
また、駆動機構１１８は、圧力検出手段１４３の検出信号がフィードバックされることによる制御手段１４による制御に基づいて、接合ツール１５３ａによる下方の被接合物への加圧力を制御することができ、接合ツール１５３ｂによる上方の被接合物への加圧力を制御することができる。以上のように、駆動機構１１８は本発明の加圧機構として機能している。
【００９３】
次に、第３実施形態の変形例について図１３を参照して説明する。図１３は図１２の超音波振動接合装置の変形例である。以下、第３実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図１３において、図１２と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００９４】
図１３に示すように、この変形例におけるヘッド部２５０は、第２実施形態における共振器５２とほぼ同様の構成を有し、前方視が円形状の接合ツール２５３が設けられた共振器２５２を備えている。そして、第２実施形態と同様に、共振器２５２の中心軸を回転中心として回転できるように、共振器２５２は支持部２４０により支持されている。
【００９５】
また、この変形例では、共振器２５２に並設されたストリッパーユニット１４５がさらに設けられている。このストリッパーユニット１４５が上記したストリッパーユニット３４，３５と異なる点は、ストリッパーユニット１４５先端の接合ツール２５３と並設する位置に設けられた固定ツール１４５ａが、前方視で円形状を有し、共振器２５２の回転軸に平行な回転軸を回転中心として回転自在に形成されている点である（図１３中の矢印参照）。
【００９６】
このように形成されたストリッパーユニット１４５によれば、接合ツール２５３により超音波振動を印加する際に被接合物の接合部位の周囲を固定ツール１４５ａで押圧することにより、共振器２４２が回転しながら左右方向に移動するときは、ストリッパーユニット１４５の固定ツール１４５ａは、接合ツール２５３と被接合物との当接部位の周囲を回転しながら常に押圧することができる。
【００９７】
以上のように、第３実施形態によれば、ヘッド部１５０，２５０を上下方向に加えて左右方向にも任意に移動することができるので、被接合物の配置方向を大きく変更しなくとも、上下の複数の位置において超音波振動を被接合物に印加することができる。例えば、図１４に示すように、上下面に陽極および陰極を有する太陽電池セル２０６を電極シート２０７により直列に接続する際に、まず、同図（ａ）に示すように、上面側の太陽電池セル２０６の陽極および電極シート２０７を接合し、同図（ｂ）に示すように、太陽電池セル２０６および電極シート２０７と接合ツール２５３（接合ツール１５３ａ，１５３ｂ）との上下方向における配置関係のみを入換えて、下面側の太陽電池セル２０６の陰極および電極シート２０７を容易に接合することができる。なお、図１４は被接合物の一例を示す図である。
【００９８】
＜第４実施形態＞
この発明の第４実施形態について図１５を参照して説明する。図１５は第４実施形態における超音波振動接合装置の要部拡大図である。以下、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１５において、図１ないし図１４と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００９９】
図１５に示すように、この実施形態におけるヘッド部３５０は共振器３５２を備え、共振器３５２の先端には異なる２方向に超音波振動を印加できるように接合ツール３５３ａ，３５３ｂが上下に形成されている。また、矩形状の挿通窓３４５ｂが形成された固定ツール３４５ａを有するストリッパーユニット３４５が、固定ツール３４５ｂの挿通窓３４５ｂに接合ツール３５３ａが挿通されることで接合ツール３５３ａを囲んで設けられている。なお、接合ツール３５３ｂ側にもストリッパーユニットが設けられているが、その構成および動作は接合ツール３５３ａ側に設けられたストリッパーユニット３４５の構成および動作と同一であるため、図示省略してその構成および動作の説明は省略する。
【０１００】
また、ストリッパーユニット３４５は、エアシリンダなどにより形成される移動部（図示省略）を備えており、移動部により固定ツール３４５ａは共振器３５２の上下動とは独立して上下移動する。そして、接合ツール３５３ａにより被接合物の接合部へ超音波振動を印加するために共振器３５２が移動する際に、ストリッパーユニット３４５は、超音波振動の印加対象である接合部の周りを固定ツール３４５ａにより囲んで押さえることにより被接合物を保持する。
【０１０１】
また、ストリッパーユニット３４５の固定ツール３４５ａの外側面と挿通窓３４５ｂの内側面とを連通する吸引穴３４５ｃが固定ツール３４５ａに形成されている。そして、外部に設けられた吸引ユニット（図示省略）により吸引穴３４５ｃから吸引することで、接合ツール３５３ａによる超音波振動接合の際に生じるゴミや塵などが、接合ツール３５３ａの外側面と、挿通窓３４５ｂの内側面との間の空間を介して吸引除去される。
【０１０２】
以上のように、第４実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができると共に、接合の際に生じるゴミや塵などを吸引ユニットにより吸引除去することができる。
【０１０３】
＜その他＞
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り、上記した構成をどのように組合わせてもよい。
【０１０４】
例えば、上記した第１実施形態では、接合手段である接合ツール３６ａ，３６ｂは共振器３２の上下２箇所に形成されているが、上下２箇所に限らず、共振器３２の外周上に形成されていれば、位置や個数は適宜変更してもよく、共振器を少なくとも異なる２方向に移動する移動手段により共振器が移動されたときに、被接合物の接合部に超音波振動を印加できるように接合ツールを形成すればよい。
【０１０５】
また、固定手段であるストリッパーユニット３４，３５は、上記した実施形態で説明した構成に限られず、その他の機構、形状、材質であってもよい。例えば、共振器３２の両側に配設された構成でなくても、重ね合わされた被接合物同士を固定するものであればよい。また、固定ツール３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂの材質はウレタンゴムに限られず、その他の材質であってもよい。また、例えばストリッパーユニット３４，３５全体が制振合金等によって形成されると、ストリッパーユニット３４，３５自体の振動を抑制して、耐久性の向上等を図ることができる。
【０１０６】
また、移動手段は、上記した駆動部１１，１１１のような構成に限られず、その他の構成であってもよく、共振器の移動手段による移動方向は、上下方向および左右方向に限られず、斜め方向に移動するように構成してももちろんよい。また、上向きシリンダ２５ａ、下向きシリンダ２５ｂは、上記したようなエアシリンダに限られず、その他の流体を用いるものであってもよい。また、上向きシリンダ２５ａおよび下向きシリンダ２５ｂに換えて、リニアモータなどにより加圧機構を形成してもよい。
【０１０７】
また、共振器３２，５２，１５２，２５２の形状、材質、大きさ等は、上記した実施形態に示したものに限られず、どのようなものであってもよく、その中心軸方向の大きさは、共振周波数の１波長の長さに限られず、どのような長さであってもよい。
【０１０８】
さらに、下ステージ４０や上ステージ４５にヒーターを備え、被接合物を加熱しながら被接合物同士を超音波振動接合してもよい。なお、ヒーターはコンスタントヒート方式やパルスヒート方式等どのような方式のものであってもよい。
【０１０９】
この場合には、超音波振動によるエネルギーと、加熱によるエネルギーとの２つのエネルギーが併用されるため、効率よく発生する接合エネルギーによって被接合物同士を接合することができる。また、制御装置１４により、加圧力および超音波振動エネルギーと共に加熱温度や加熱タイミング等を適宜制御することにより、より少ない加圧力や超音波振動エネルギーで、また、短時間で被接合物同士を接合することができる。したがって、デバイス作成時に被接合物に過剰な加圧力や超音波振動エネルギーを印加することで被接合物に破損等が生じるのを防止することが可能である。
【０１１０】
また、上記した第３実施形態において、共振器の左右方向への移動により、左右方向に配置された被接合物の接合部に超音波振動を印加して被接合物を接合する接合ツールをさらに設けてもよい。このとき、シャフトモータ１３０のマグネットモータシャフト１３１の上下端を支持する基部１３３の適当な位置に支持部１４０，２４０と同様に圧力検出手段を設けることにより、接合ツールが左右に配置された被接合物に接触したことを検出するようにすればよい。
【０１１１】
また、上記した第３実施形態において、ヘッド部１５０，２５０を、支持部１４０およびシャフトモータ１３０と同様の構成により、左右両側から支持するようにしてもよい。このようにすれば、２つのシャフトモータ１３０により、被接合物に対する加圧力を増大することができる。
【０１１２】
また、上記した第３実施形態の変形例におけるストリッパーユニット１４５と同様の構成を有するストリッパーユニットを、第２実施形態における超音波振動接合装置にさらに設けてもよい。
【０１１３】
また、上記した実施形態では、共振器とストリッパーユニットとが独立して駆動されるように構成されているが、ストリッパーユニットを支持部により共振器と一緒に支持することで、共振器とストリッパーユニットとが一緒に移動するように構成してもよい。このとき、ストリッパーユニットは、固定ツールが、共振器の移動方向において接合ツールの先端よりも突出する第１の位置と、接合ツールの先端とほぼ同じか接合ツールの先端よりも少し共振器寄りの第２の位置との間で共振器に対して移動自在に支持手段に支持されると共に、固定ツールは、ばねなどの付勢手段により第１の位置の方向に付勢されて第１の位置に移動している。
【０１１４】
このように構成すると、共振器と一緒に支持部に支持されたストリッパーユニットの固定ツールは、被接合物の接合部に超音波振動を印加する際に共振器と一緒に接合部の方向に移動されるが、固定ツールは、付勢手段により付勢されて接合ツールの先端よりも突出する第１の位置に移動しているため、固定ツールは、被接合物の接合部の周辺に接合ツールよりも先に当接する。固定ツールが被接合物に当接した後は、共振器がさらに接合部の方向に移動されるのに連れて、固定ツールは接合部の周辺を付勢手段の付勢力により押圧しつつ、当該付勢力に抗して第２の位置の方向へ移動する。そして、接合ツールの先端が接合部に当接すれば共振器の移動が停止されると共に、付勢手段により被接合物の方向（第１の位置の方向）に付勢された固定ツールで接合部の周辺が押圧された状態で接合部に接合ツールから超音波振動が印加される。
【符号の説明】
【０１１５】
１    超音波振動接合装置
５ａ，５ｂ，５５ａ，５５ｂ    基板（被接合物）
６，５６    フィン（被接合物）
１１，１１１    駆動部（移動手段）
１４    制御装置
１６    支持台（支持部）
１８    駆動機構
２５ａ    上向きエアシリンダ（加圧機構）
２５ｂ    下向きエアシリンダ（加圧機構）
３２，５２，１５２，２５２    共振器
３３    振動子
３４，３５    ストリッパーユニット（固定手段）
３６ａ，３６ｂ，５３，１５３ａ，１５３ｂ，２５３    接合ツール（接合手段）
１１８    駆動機構（加圧機構）
１４０，２４０    支持部
２０６    太陽電池セル（被接合物）
２０７    電極シート（被接合物）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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