(57)【要約】【課題】断面積の大きな接続導体を超音波接合して、断裁時に接合剥離が発生しないようにする。【解決手段】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接続導体１１０は、終端接合位置１０４において表カッタと裏カッタとを備えた断裁ツール４１０によって切断される。接続導体１１０は送りモータ４２１によって送出され、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、被加振ツール３１０は接続導体１１０の先端部又は終端部を接合面に接近移動させることができ、裏カッタを配置したことによって断裁位置と接合面位置に落差があっても超音波接合が行える。【選択図】図３
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【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、
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、
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の間で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を一体化した超音波接合ユニットが搭載され、
前記第一の昇降テーブルは、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、
前記第二の昇降テーブルは、第二の昇降機構によって昇降動作を行うとともに、Ｘ軸第二駆動機構によって前記被加振ツールに対して接近し、又は離間駆動を行い
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とが配置され、
当該表カッタと前記裏カッタとは、互いに協働して前記接続導体を断裁する前記カッタを構成し、
前記接続導体の出口である前記開口端には、前記接合対象物の接合面よりも、少なくとも前記裏カッタの高さ寸法を最低限度とする落差寸法が発生し、
前記第一の昇降機構は、前記落差寸法を吸収するために前記接続導体を前記被加振ツールの先端部によって前記接合面に接近する方向に前記第一の昇降テーブルを下降移動させ、続いて、前記押圧機構は、前記被加振ツールの先端部によって前記接続導体を前記接合面に押圧しながら、前記被加振ツールに付与された超音波振動によって超音波接合が行われる
ことを特徴とする接続導体の接合断裁装置。
【請求項２】
前記経路誘導ツールには、前記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おり、
前記送りモータは、前記接続導体の送出を行う正転駆動制御と、引き戻しを行う逆転駆動制御とが行われ、
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と、引き戻し寸法との代数和によって決定される
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θを有する前記接続導体の端部に折り目を有する水平平坦部を生成し、
前記送りモータは、先行部が断裁された後続の前記接続導体の自由端を前記開口端から送出し、前記水平平坦部の折り目が前記被加振ツールの下部に到達する第一寸法Ｌ１で一次停止し、前記被加振ツールの下降動作によってその先端部が前記水平平坦部に当接する時点以降において前記接続導体の送出を再開し、
再開後の前記送りモータによる接続導体の送出速度は、前記被加振ツールの下降速度と同等以上となっており、
前記水平平坦部が第一接合面に当接した時点における前記接続導体の送出長さは、前記水平平坦部の折り目と、前記開口端との直線距離である第二寸法Ｌ２以上の値となっており、
前記第二寸法Ｌ２は、前記第一寸法Ｌ１を超える値となっている
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】
前記断裁ツールには、前記表カッタと一体動作する折曲可動部と、前記裏カッタと所定間隔をおいて一体化された折曲固定部とによって構成された折曲用部材が設置され、
前記折曲可動部は、前記接続導体が前記カッタによって切断される前に、前記折曲固定部との間で前記接続導体の後端部を挟み込んで、後端折曲部を生成する
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】
前記折曲固定部は、前記裏カッタとの間で前記表カッタが嵌入する細隙空間を生成するとともに、残る５面は閉鎖されたポケット構造となっており、
前記折曲固定部は、前記断裁ツールに対して着脱自在に組み付けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の接続導体の接合断裁装置。
【請求項６】
前記被加振ツールの先端部は、前記接続導体の移動方向と直交する方向で、移動方向の前後に一対のツール先端角部を構成し、
前記ツール先端角部は、前記接続導体の厚さ寸法より大きな曲率半径による円弧状の面取りが行われている
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７】
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と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と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、前記接続導体を巻回した回転リールとは、共通の静止架台に対して装着されていて、
前記第二の昇降テーブルは、前記回転リールと前記第一の昇降テーブルとの間にあって、前記Ｘ軸第二駆動機構によって相対位置が制御される
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８】
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、搬送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と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とを搭載した前記第二の昇降テーブルと、前記接続導体を巻回した回転リールとは、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軸方向に移動し、
前記第二の昇降テーブルは、前記回転リールと前記第一の昇降テーブルとの間にあって、前記Ｘ軸第二駆動機構によって相対位置が制御される
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９】
請求項１に記載の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、
一つの基板上における２か所又は３か所以上の接合対象物に対して、被加振ツールを順次押圧しながら超音波接合される長尺可撓性の接続導体は、送りモータによって供給され、前記複数の接合対象物を接続する前記接続導体の送出長さは、前記送りモータの回転量によって決定されものであるとともに、
第一の昇降テーブルに搭載されている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、
前記基板に対する可動テーブルと、前記第一の昇降テーブルと、前記送りモータを含む経路誘導ツールとカッタを含む断裁ツールとを搭載した第二の昇降テーブルに対する周辺付帯制御ユニットとは、
相互に制御信号の交信を行いながら連携制御を行い、
前記連携制御では、前記接続導体の初回送出ステップと、前記被加振ツールの下降制御ステップと、超音波接合制御ステップと、３か所以上の前記接合対象物を有する場合における中間接合制御ステップと、終端接合制御ステップとで構成される一連のステップが行われ、
前記終端接合制御ステップは、
終端位置で終端接合を行った後に前記カッタによって前記接続導体を切断する接合後断裁制御ステップであるか、又は、前記カッタによって終端位置の切断を先に行ってから終端接合を行う断裁後接合制御ステップの少なくとも一方のステップであり、
前記終端接合が完了すると、前記被加振ツールは次なる前記基板上の前記複数の接合対象物の初回接合面の上部に移動してから、再び前記一連のステップから構成される前記連携制御が行われる
ことを特徴とする接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１０】
前記初回送出ステップは、
前記周辺付帯制御ユニットによって実行される先行ステップと第１ステップとによって構成され、
前記下降制御ステップは、
前記周辺付帯制御ユニットによって実行される補助ステップと、当該周辺付帯制御ユニット又は前記超音波接合制御ユニットによって実行される第２ステップとによって構成され、
前記先行ステップでは、
前記接続導体を供給する回転リールの取換え交換が行われ、手動操作による敷設段取り操作が行われた初回動作において、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先端部を前記カッタで断裁し、その結果として、前記経路誘導ツールから所定の傾斜角θ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て水平平坦部が生成されるとともに、断裁された捨て材部分には、前記カッタと連動する折曲用部材によって後端折曲部が生成され、
前記先行ステップに続く前記第１ステップでは、
前記被加振ツールは、第一接合面の上部に相対移動し、前記送りモータは、前記水平平坦部の折り目部分が前記被加振ツールの下部に到来するまで前記接続導体を送出し、
前記第１ステップに続く前記補助ステップと前記第２ステップとでは、
前記被加振ツールに対する下降指令を発生するとともに、この被加振ツールの先端部が前記水平平坦部に当接する時点から、前記送りモータを再起動して、前記接続導体の送り出し速度は、前記被加振ツールの下降速度と一致するように制御されていて、前記被加振ツールの下降停止に伴って前記接続導体の送出も停止し、
前記第２ステップでは、
第一の昇降機構は、前記第一の昇降テーブルに搭載された押圧力制限機構となる押圧機構を介して前記被加振ツールを下降駆動し、前記水平平坦部が前記第一接合面に当接したことによって下降停止する
ことを特徴とする請求項９に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１１】
前記超音波接合制御ステップは、
超音波接合制御ユニットによって実行される第３ステップと第４ステップとによって構成され、
前記第３ステップでは、
前記押圧機構は、前記第２ステップによって下降した前記被加振ツールに対する予備加圧を行って、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、第二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、続いて前記被加振ツールによる押圧力が、前記第二の所定圧力未満である第一の所定圧力以下となるように後退減圧し、
前記第３ステップに続く前記第４ステップでは、
前記被加振ツールによる押圧力が、前記第一の所定圧力を超過する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１０に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１２】
前記中間接合制御ステップは、
前記周辺付帯制御ユニットによって実行される第５ステップと、前記補助ステップ及び前記第２ステップとによって構成され、
前記第５ステップでは、
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、前記送りモータは、前記被加振ツールの相対移動速度以上の速度で前記接続導体を送出し、所定長さの接続導体を送出してから停止して前記補助ステップへ移行し、
前記第５ステップに続く前記補助ステップと前記第２ステップでは、
前記被加振ツールの下降動作が行われ、続いて前記第３ステップと前記第４ステップが実行される
ことを特徴とする請求項１１に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１３】
前記接合後断裁制御ステップは、
前記周辺付帯制御ユニットによって実行される第６ステップによって構成され、
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、前記補助ステップから第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するものであって、
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１１又は請求項１２に記載の接続導体の接合断裁制御方法。
【請求項１４】
前記断裁後接合制御ステップは、
前記周辺付帯制御ユニットによって実行される付加第１ステップと付加第３ステップと、前記超音波接合制御ユニット又は前記周辺付帯制御ユニットによって実行される付加第２ステップとによって構成され、
前記付加第１ステップは、終端接合を行う前に終端の断裁を行う場合に適用され、
前記付加第１ステップでは、
前記第４ステップによって前回の接合が完了して上昇復帰し、前記第５ステップで終端接合位置に相対移動した前記被加振ツールに対して部分下降指令を発生し、
前記付加第２ステップでは、
前記部分下降指令に応動して前記被加振ツールを部分下降させ、
前記付加第３ステップでは、
前記被加振ツールの部分下降の完了に伴って、前記断裁ツールによって前記接続導体を断裁して、最終端部に後端折返部を生成してから前記補助ステップへ移行して、前記第２ステップと前記第３ステップと前記第４ステップとによって終端部の超音波接合を行う
ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２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には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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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】
【０００８】
【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】
【０００９】
（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。
【００１０】
特に、接続導体が断面積の大きな平角線であるばあい、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
特に、接続導体が平角線であるばあい、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。
【００１６】
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、汎用の超音波接合ユニットを利用することができない構成となっている。
【００１７】
また、電動モータ２１によって送出されたワイヤ４がワイヤガイド２５の内部の摩擦抵抗によって屈曲して、目詰まりが発生しないためには、ワイヤ４の断面積が大きくて腰の強いものであることが必要となるが、その場合には、押切方式のカッタ６では切断が困難となる矛盾した問題点を有し、このシステムが有効となる用途は、極めて限られたものとなる問題点がある。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
また、表裏一対のカッタが、キャピラリ１０２の側近位置に配置されておらず、その位置がキャピラリ１０２の先端位置に固定されているため、ワークピース１０６の接合面が背高の搭載部品で取り囲まれているときに、クランプ押さえ部１１８が邪魔になるとともに、付帯設備に超音波振動が流出する問題点がある。
【００２１】
また、超音波接合動作中において、キャピラリ１０２の先端部に発生する超音波振動が、カッティング・ツール１２４やクランプ押さえ部１１８に流出し、エネルギー損失が大きくなる問題点がある。
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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】
【００２５】
こ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、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、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の間で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を一体化した超音波接合ユニットが搭載されて、前記第一の昇降テーブルは、第一の昇降機構によって昇降動作を行うようになっている。
【００２６】
そして、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、前記第二の昇降テーブルは、第二の昇降機構によって昇降動作を行うとともに、Ｘ軸第二駆動機構によって前記被加振ツールに対して接近し、又は離間駆動を行い、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とが配置され、当該表カッタと前記裏カッタとは、互いに協働して前記接続導体を断裁する前記カッタを構成し、前記接続導体の出口である前記開口端には、前記接合対象物の接合面よりも、少なくとも前記裏カッタの高さ寸法を最低限度とする落差寸法が発生し、前記第一の昇降機構は、前記落差寸法を吸収するために前記接続導体を前記被加振ツールの先端部によって前記接合面に接近する方向に前記第一の昇降テーブルを下降移動させ、続いて、前記押圧機構は、前記被加振ツールの先端部によって前記接続導体を前記接合面に押圧しながら、前記被加振ツールに付与された超音波振動によって超音波接合が行われるようになっている。
【００２７】
この発明による接続導体の接合断裁制御方法は、接続導体の接合断裁装置に対する接合断裁制御方法であって、一つの基板上における２か所又は３か所以上の接合対象物に対して、被加振ツールを順次押圧しながら超音波接合される長尺可撓性の接続導体は、送りモータによって供給され、前記複数の接合対象物を接続する前記接続導体の送出長さは、前記送りモータの回転量によって決定されものであるとともに、第一の昇降テーブルに搭載されている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、前記基板に対する可動テーブルと、前記第一の昇降テーブルと、前記送りモータを含む経路誘導ツールとカッタを含む断裁ツールとを搭載した第二の昇降テーブルに対する周辺付帯制御ユニットとは、相互に制御信号の交信を行いながら連携制御を行い、前記連携制御では、前記接続導体の初回送出ステップと、前記被加振ツールの下降制御ステップと、超音波接合制御ステップと、３か所以上の前記接合対象物を有する場合における中間接合制御ステップと、終端接合制御ステップとで構成される一連のステップが行われ、前記終端接合制御ステップは、終端位置で終端接合を行った後に前記カッタによって前記接続導体を切断する接合後断裁制御ステップであるか、又は、前記カッタによって終端位置の切断を先に行ってから終端接合を行う断裁後接合制御ステップの少なくとも一方のステップであり、前記終端接合が完了すると、前記被加振ツールは次なる前記基板上の前記複数の接合対象物の初回接合面の上部に移動してから、再び前記一連のステップから構成される前記連携制御が行われるようになっている。
【発明の効果】
【００２８】
以上のとおり、こ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の間隔は相対的に可変であるとともに、それぞれが独立した昇降動作を行うようになっている。
【００２９】
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、超音波カッタのような導電性の断裁微粉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。
【００３０】
また、接続導体の始端又は終端を被加振ツールによって下降させる前における断裁ツールの上下位置は、第一及び第二の昇降機構によって相対的に調整され、相互の間隔は、Ｘ軸第二駆動機構によって自由に調整することができるので、接続導体の自由端である始端又は終端を所望の接合面上に正確に誘導載置することができる効果がある。
【００３１】
以上のとおり、こ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て、複数の接合対象物を有する複数の基板に対し、順次連続して超音波接合を行うようになっている。
【００３２】
従って、カッタが表カッタと裏カッタを有することによって、接続導体の断裁位置と接合面との間に段差が発生しても、接続導体の自由端を接合面に移送制御することによって始端及び終端の超音波接合が行えるので、断面積の大きな接続導体を鋭利に切断して、接合部の亀裂・剥離を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の第一実施例装置が用いられるワークの平面図である。
【図２】この発明の第一実施例装置が用いられるワークの側面図である。
【図３】この発明の第一実施例装置とワークの全体構成図である。
【図４】図３における断裁ツールの詳細構成図である。
【図５】図４の断裁ツールの右側面図である。
【図６】図３における経路誘導ツールの詳細構成図である。
【図７】図１のものの動作説明用フローチャートである。
【図８】この発明による始端接合部の接合説明図である。
【図９】この発明による中間及び断裁前の終端接合部の接合説明図である。
【図１０】この発明の第二実施例装置とワークの全体構成図である。
【図１１】図１０のものの動作説明用フローチャートである。
【図１２】この発明による断裁後の終端接合部の接合説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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、同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３５】
実施の形態１．
（１）構成の詳細な説明
まず、この発明の第一実施例装置が用いられるワークの平面図である図１と、図１の下側端面図である図２とについて説明する。
【００３６】
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上に搭載された第一単位の回路要素と、基板１０１上に搭載された第二単位の回路要素とを備えている。第一単位の回路要素は、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、制御回路素子１０８ａと、信号用コネクタ１０９ａとによって構成されている。第二単位の回路要素は、例えば、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、制御回路素子１０８ｂと、信号用コネクタ１０９ｂとによって構成されている。
【００３７】
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。
【００３８】
パワーダイオード１０２ａ・１０２ｂとパワートランジスタ１０４ａ・１０４ｂとの他の電極端子は、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、その接合電極１０３ａ・１０３ｂは、第二接合面１０３と総称する。パワートランジスタ１０４ａ・１０４ｂは、第三接合対象物１０４と総称し、その接合電極１０５ａ・１０５ｂは、第三接合面１０５と総称する。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と総称する。接続導体の断裁部分１１１ａ・１１１ｂは、断裁部分１１１と総称する。
【００４１】
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。
【００４２】
次に、この発明の第一実施例装置とワークの全体構成図である図３について説明する。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とによって構成されている。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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・第三の接合対象物１０２・１０４・１０６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とが搭載されている。
【００４７】
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とともに、例えばサーボモータであるＸ軸第二駆動機構５５０によって図３の左右方向であるＸ軸方向に左右移動動作を行うようになっている。
【００４８】
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。
【００４９】
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０．２ｍｍ、幅５ｍｍのアルミ箔テープである長尺可撓性の接続導体１１０が巻回されている。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とを経由して、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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いる。
【００５２】
超音波接合制御ユニット７３０は、被加振ツール３１０と、超音波振動機構３２０と、押圧機構３３０と、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を制御するようになっている。
【００５３】
周辺付帯制御ユニット７４０は、第二の昇降機構５４０と、Ｘ軸第二駆動機構５５０と、後述の断裁ツール４１０を構成する断裁モータ４１３ａ及び押圧駆動部材４１４ｂと、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。
【００５４】
但し、第一の昇降機構５３０は、超音波接合ユニットではなく、周辺付帯ユニットとして扱うこともできる。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。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。
【００５５】
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ている。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、この設定表示ユニットは、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。
【００５６】
次に、図３における断裁ツール４１０の詳細構成図である図４と、図４の右側面図である図５とについて説明する。
【００５７】
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とは、貫通路４１１ｃを挟んで側壁で一体化されている。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。
【００５８】
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とによって構成されたカッタ４１２が設けられている。
【００５９】
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とによって構成されている。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。
【００６０】
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いる。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。
【００６１】
折曲可動部４１５ａは、表カッタ４１２ａと一体となってスライド板４１３ｃに固定されている。折曲固定部４１５ｂは、ボディ下部４１１ｂに固定されている。折曲可動部４１５ａと折曲固定部４１５ｂとによって折曲用部材４１５が構成されている。
【００６２】
断裁モータ４１３ａによってスライド板４１３ｃが下降すると、貫通路４１１ｃを貫通している図示しない接続導体１１０が、折曲可動部４１５ａの左面と折曲固定部４１５ｂの右面との間で挟まれて図６で後述する後端折曲部１１０Ｊが生成され、続いて、表カッタ４１２ａが裏カッタ４１２ｂの右面と折曲固定部４１５ｂの左面との間に進入して接続導体１１０が断裁されるようになっている。
【００６３】
なお、カッタ４１２による接続導体１１０の断裁微粉は、折曲固定部４１５ｂとボディ下部４１１ｂと裏カッタ４１２ｂとによって構成されたポケット状の空間に捕捉され、定期保守作業によって取出し除去されるようになっている。
【００６４】
次に、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とによって構成されている。
【００６５】
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に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。
【００６６】
次に、図３における経路誘導ツール４２０の詳細構成図である図６について説明する。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ている。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。
【００６７】
送りモータ４２１は、送りローラ４２２を回転駆動する。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。
【００６８】
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。
【００６９】
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いる。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。
【００７０】
なお、カッタ４１２による断裁動作が行われた直後においては、図４で前述したとおり、点線で図示された接続導体１１０の後端折曲部１１０Ｊが生成されるようになっている。
【００７１】
（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、全体動作の説明用フローチャートである図７と、始端接合部の接合説明図である図８と、中間及び断裁前の終端接合部の接合説明図である図９とによって詳細に説明する。なお、図７においては、第一の昇降機構５３０が周辺付帯制御ユニット７４０によって制御されている場合を示しており、工程７３２Ａの接続位置が後述の図１１の場合の工程７３２Ｂとは異なっている。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。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、閉路されていればそれぞれ工程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。
【００７５】
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。
【００７６】
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る。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。
【００７７】
工程７４２は、Ｘ軸駆動機構２０１とＹ軸駆動機構２０２と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ステップである。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。
【００７８】
なお、図８（Ｂ）では接続導体１１０とその水平平坦部１１０ｈの折り目部分とが、被加振ツール３１０の先端部の下方に到達し、貫通路４１１ｃの開口出口部分からの接続導体１１０の送出量は、第一寸法Ｌ１となっている。
【００７９】
続く工程７４３Ａは、被加振ツール３１０に対する下降指令を発生して接続導体１１０に接近下降する補助ステップである。
【００８０】
続く工程７３２Ａは、被加振ツール３１０の下降動作と連動し、被加振ツール３１０の先端部が接続導体１１０に当接した時点から接続導体１１０を追加送出するステップである。その送出速度は、被加振ツール３１０の下降速度と同じ速度となるように同期制御されている。従って、被加振ツール３１０の下降完了に伴って接続導体１１０の送出動作も停止する。
【００８１】
なお、工程７３２Ａ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ステップである。図８（Ｃ）は、この時点における断裁ツール４１０の状態を示しており、接続導体１１０の送出量は、第一寸法Ｌ１から第二寸法Ｌ２に増加している。
【００８２】
なお、図８（Ｄ）は、被加振ツール３１０の先端部の形状を示しており、この先端部は、接続導体１１０の移動方向と直交する方向で、前後一対のツール先端角部３１０ｃを構成している。このツール先端角部３１０ｃは、接続導体１１０の厚さ寸法よりは大きな曲率半径による円弧状の面取りが行われている。
【００８３】
工程７３１ｂは、工程７３２Ａによる下降動作が完了したかどうかを判定し、完了であればＹＥＳの判定を行って工程７３３へ移行し、完了していなければ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。
【００８４】
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。
【００８５】
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ステップとなっている。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。
【００８６】
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。
【００８７】
続く工程７３６Ａは、後述の工程７４５Ａによって被加振ツール３１０が上昇退避したことを確認してから工程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、次回の押圧開始を待機するようになっている。
【００８８】
工程７３２Ａに続く工程７４３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ＮＯの判定を行って工程７４３へ復帰する待機ステップとなっている。
【００８９】
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７４５Ａへ移行する判定ステップである。
【００９０】
工程７４５Ａは、被加振ツール３１０を上昇駆動するとともに、Ｘ軸駆動機構２０１とＹ軸駆動機構２０２によって、次の接合対象物１０２の接合面１０３を被加振ツール３１０の下方位置へ移動させながら、送りモータ４２１によって接続導体１１０の送出しを行って工程７４３Ａへ移行する第５ステップである。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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
工程７４５Ａに続いて工程７４３Ａに復帰し、これに伴って工程７３２Ａが実行されたときの断裁ツール４１０の状態は、図９（Ｂ）と図９（Ｃ）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１０７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１０３となっている。
【００９４】
なお、図９（Ｃ）において、被加振ツール３１０を接合面１０３に押圧する前に、送りモータ４２１を逆転駆動すると、接合面１０７と接合面１０３との間を最短距離の短縮導体１１０ｆで接続することもできるようになっている。
【００９５】
工程７４６では、被加振ツール３１０を上昇させるとともに、Ｘ軸駆動機構２０１とＸ軸第二駆動機構５５０とを駆動して、終端の接合面１０５を被加振ツール３１０の下方位置から脱出させ、ここに断裁ツール４１０を接近させ、送りモータ４２１を逆転駆動して切り残し分を短縮してから、カッタ４１２によって接続導体１１０を断裁するようになっている。
【００９６】
なお、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ステップである。図９（Ｄ）は、この時点における断裁ツール４１０の状態を示している。
【００９７】
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。
【００９８】
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７４３Ａ（補助ステップ）・工程７３２Ａ（第２ステップ）・工程７３３（第３ステップ）・工程７３４（第４ステップ）・工程７４５Ａ（第５ステップ）の繰返しによって、接合端子１０７ａ・接合電極１０３ａ・接合電極１０５ａにおける接合が完了する。工程７４７の判定によって引き続き接合端子１０７ｂ・接合電極１０３ｂ・接合電極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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
（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・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、前記可動テーブル２００には、前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６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との間で間隙をおいて対向配置され、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とを一体化した超音波接合ユニットが搭載され、前記第一の昇降テーブル３００は、第一の昇降機構５３０によって昇降動作を行うようになっている。
【０１０２】
そして、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、前記第二の昇降テーブル４００は、第二の昇降機構５４０によって昇降動作を行うとともに、Ｘ軸第二駆動機構５５０によって前記被加振ツール３１０に対して接近し、又は離間駆動を行い、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、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とが配置され、当該表カッタ４１２ａと前記裏カッタ４１２ｂとは、互いに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、前記接続導体１１０の出口である前記開口端には、前記接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面よりも、少なくとも前記裏カッタ４１２ｂの高さ寸法を最低限度とする落差寸法が発生し、前記第一の昇降機構５３０は、前記落差寸法を吸収するために前記接続導体１１０を前記被加振ツール３１０の先端部によって前記接合面に接近する方向に前記第一の昇降テーブル３００を下降移動させ、続いて、前記押圧機構３３０は、前記被加振ツール３１０の先端部によって前記接続導体１１０を前記接合面に押圧しながら、前記被加振ツール３１０に付与された超音波振動によって超音波接合が行われるようになっている。
【０１０３】
前記経路誘導ツール４２０には、前記送りモータ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おり、前記送りモータ４２１は、前記接続導体１１０の送出を行う正転駆動制御と、引き戻しを行う逆転駆動制御とが行われ、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の送出し寸法と、引き戻し寸法の代数和によって決定されるようになっている。
【０１０４】
以上のとおり、この発明の請求項２に関連し、接続導体の断裁部分の全長は、前回の断裁から次回の断裁期間における送りモータの正逆転回転量の代数和で決定されるようになっている。
従って、一旦は長い目に送出された接続導体は、断裁以前において引き戻しをしておくことができるので、断裁ツールの移動経路を周辺の障害物の有無に応じて自由に選択することができる特徴がある。
これは、実施形態２についても同様である。
【０１０５】
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の端部に折り目を有する水平平坦部１１０ｈを生成し、前記送りモータ４２１は、先行部が断裁された後続の前記接続導体１１０の自由端を前記開口端から送出し、前記水平平坦部１１０ｈの折り目が前記被加振ツール３１０の下部に到達する第一寸法Ｌ１で一次停止し、前記被加振ツール３１０の下降動作によってその先端部が前記水平平坦部１１０ｈに当接する時点以降において前記接続導体１１０の送出を再開し、再開後の前記送りモータ４２１による接続導体１１０の送出速度は、前記被加振ツール３１０の下降速度と同等以上となっており、前記水平平坦部１１０ｈが第一接合面１０７に当接した時点における前記接続導体１１０の送出長さは、前記水平平坦部１１０ｈの折り目と、前記開口端との直線距離である第二寸法Ｌ２以上の値となっており、前記第二寸法Ｌ２は、前記第一寸法Ｌ１を超える値となっている。
【０１０６】
以上のとおり、この発明の請求項３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初回接合面に押圧しやすくなる特徴がある。
また、被加振ツールが接続導体の下降を開始した後は、送りモータによって接続導体の送出が行われ、接続導体はその弾力によって被加振ツールの側面に押圧されながら同期下降するので、その水平平坦部が被加振ツールの先端部から脱落することがなく、安定して接合面位置まで下降させることができる特徴がある。
これは、実施形態２についても同様である。
【０１０７】
前記断裁ツール４１０には、前記表カッタ４１２ａと一体動作する折曲可動部４１５ａと、前記裏カッタ４１２ｂと所定間隔をおいて一体化された折曲固定部４１５ｂとによって構成された折曲用部材４１５が設置され、前記折曲可動部４１５ａは、前記接続導体１１０が前記カッタ４１２によって切断される前に、前記折曲固定部４１５ｂとの間で前記接続導体１１０の後端部を挟み込んで、後端折曲部１１０Ｊを生成するようになっている。
【０１０８】
以上のとおり、この発明の請求項４に関連し、断裁ツールの開口端外部には接続導体の折曲用部材が設けられ、接続導体の後端を断裁する前に接続導体に対して後端折曲部を生成するようになっている。
従って、接続導体を断裁した後に、接続導体の後端部を終端接合面上に誘導することが容易となり、接続導体の終端部が被加振ツールの先端部から脱出しないようにすることができる特徴がある。
これは、実施形態２についても同様である。
【０１０９】
前記折曲固定部４１５ｂは、前記裏カッタ４１２ｂとの間で前記表カッタ４１２ａが嵌入する細隙空間を生成するとともに、残る５面は閉鎖されたポケット構造となっており、前記折曲固定部４１５ｂは、前記断裁ツール４１０に対して着脱自在に組み付けられている。
【０１１０】
以上のとおり、この発明の請求項５に関連し、折曲固定部は、表カッタが嵌入するポケット構造となっていて、断裁ツールに対して着脱自在に組み付けられている。
従って、接続導体の断裁時に発生する微量の導電性切粉は、折曲固定部によって生成されたポケット内に収納され、保守点検時に堆積した導電性切粉を清掃排除することができ、接合面上に導電性切粉がまき散らされることがない特徴がある。
これは、実施形態２についても同様である。
【０１１１】
前記被加振ツール３１０の先端部は、前記接続導体１１０の移動方向と直交する方向で、移動方向の前後に一対のツール先端角部３１０ｃを構成し、前記ツール先端角部３１０ｃは、前記接続導体１１０の厚さ寸法よりは大きな曲率半径による円弧状の面取りが行われている。
【０１１２】
以上のとおり、この発明の請求項６に関連し、被加振ツールの先端部には、接続導体の厚さ寸法以上の曲率半径を有する円弧状の面取り加工が施されている。
従って、接続導体の始端又は終端を被加振ツールの下降動作によって接合面上に接近移動させるときに、接続導体との間で円滑な摺動動作が行われ、接続導体の表面に擦り傷が発生することがない特徴がある。
これは、実施形態２についても同様である。
【０１１３】
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と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と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、前記接続導体１１０を巻回した回転リール５１０とは、共通の静止架台５００に対して装着されていて、前記第二の昇降テーブル４００は、前記回転リール５１０と前記第一の昇降テーブル３００との間にあって、前記Ｘ軸第二駆動機構５５０によって相対位置が制御される。
【０１１４】
以上のとおり、この発明の請求項７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回転リールとは、静止架台に装着されている。
従って、回転リールと第一の昇降テーブルとの間隔は変化しないので、この間に、第二の昇降テーブルを設け、これに対する単独昇降動作機構と接続導体の送出方向に沿ったＸ軸第二駆動機構を容易に付加することができる特徴がある。
【０１１５】
実施形態１による接続導体の接合断裁装置に対する接合断裁制御方法であって、一つの基板１０１上における２か所又は３か所以上の接合対象物１０２・１０４・１０６に対して、被加振ツール３１０を順次押圧しながら超音波接合される長尺可撓性の接続導体１１０は、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の送出長さは、前記送りモータ４２１の回転量によって決定されものであるとともに、第一の昇降テーブル３００に搭載されている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、前記基板１０１に対する可動テーブル２００と、前記第一の昇降テーブル３００と、前記送りモータ４２１を含む経路誘導ツール４２０とカッタ４１２を含む断裁ツール４１０とを搭載した第二の昇降テーブル４００に対する周辺付帯制御ユニット７４０とは、相互に制御信号の交信を行いながら連携制御を行うようになっている。
【０１１６】
そして、前記連携制御では、前記接続導体１１０の初回送出ステップと、前記被加振ツール３１０の下降制御ステップと、超音波接合制御ステップと、３か所以上の前記接合対象物１０２・１０４・１０６を有する場合における中間接合制御ステップと、終端接合制御ステップとで構成される一連のステップが行われ、前記終端接合制御ステップは、終端位置で終端接合を行った後に前記カッタ４１２によって前記接続導体１１０を切断する接合後断裁制御ステップであるか、又は、前記カッタ４１２によって終端位置の切断を先に行ってから終端接合を行う断裁後接合制御ステップの少なくとも一方のステップであり、前記終端接合が完了すると、前記被加振ツール３１０は次なる前記基板１０１上の前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の初回接合面の上部に移動してから、再び前記一連のステップから構成される前記連携制御が行われるようになっている。
【０１１７】
前記初回送出ステップは、前記周辺付帯制御ユニット７４０によって実行される先行ステップ７４１ｃと第１ステップ７４２とによって構成され、前記下降制御ステップは、前記周辺付帯制御ユニット７４０によって実行される補助ステップ７４３Ａと、当該周辺付帯制御ユニット７４０によって実行される第２ステップ７３２Ａによって構成され、前記先行ステップ７４１ｃでは、前記接続導体１１０を供給する回転リール５１０の取換え交換が行われ、手動操作による敷設段取り操作が行われた初回動作において、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の先端部を前記カッタ４１２で断裁し、その結果として、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て水平平坦部１１０ｈが生成されるとともに、断裁された捨て材部分には、前記カッタ４１２と連動する折曲用部材４１５によって後端折曲部１１０Ｊが生成されるが、この捨て材は無用のものとなっており、前記先行ステップ７４１ｃに続く前記第１ステップ７４２では、前記被加振ツール３１０は、第一接合面１０７の上部に相対移動し、前記送りモータ４２１は、前記水平平坦部１１０ｈの折り目部分が前記被加振ツール３１０の下部に到来するまで前記接続導体１１０を送出する。
【０１１８】
前記第１ステップ７４２に続く前記補助ステップ７４３Ａと前記第２ステップ７３２Ａとでは、前記被加振ツール３１０に対する下降指令を発生するとともに、この被加振ツール３１０の先端部が前記水平平坦部１１０ｈに当接する時点から、前記送りモータ４２１を再起動して、前記接続導体１１０の送り出し速度は、前記被加振ツール３１０の下降速度と一致するように制御されていて、前記被加振ツール３１０の下降停止に伴って前記接続導体１１０の送出も停止し、前記第２ステップ７３２Ａでは、第一の昇降機構５３０は、前記第一の昇降テーブル３００に搭載された押圧力制限機構となる押圧機構３３０を介して前記被加振ツール３１０を下降駆動し、前記水平平坦部１１０ｈが前記第一接合面１０７に当接したことによって下降停止するようになっている。
【０１１９】
以上のとおり、この発明の請求項１０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。
【０１２０】
前記超音波接合制御ステップは、超音波接合制御ユニット７３０によって実行される第３ステップ７３３と第４ステップ７３４とによって構成され、前記第３ステップ７３３では、前記押圧機構３３０は、前記第２ステップ７３２Ａによって下降した前記被加振ツール３１０に対する予備加圧を行って、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、第二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、続いて前記被加振ツール３１０による押圧力が、前記第二の所定圧力未満である第一の所定圧力以下となるように後退減圧し、前記第３ステップ７３３に続く前記第４ステップ７３４では、前記被加振ツール３１０による押圧力が、前記第一の所定圧力を超過する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。
【０１２１】
以上のとおり、この発明の請求項１１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二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。
【０１２２】
前記中間接合制御ステップは、前記周辺付帯制御ユニット７４０によって実行される第５ステップ７４５Ａと、前記補助ステップ７４３Ａ及び前記第２ステップ７３２Ａとによって構成され、前記第５ステップ７４５Ａでは、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は、前記被加振ツール３１０の相対移動速度以上の速度で前記接続導体１１０を送出し、所定長さの接続導体を送出してから停止して前記補助ステップ７４３Ａへ移行し、前記第５ステップ７４５Ａに続く前記補助ステップ７４３Ａと前記第２ステップ７３２Ａでは、前記被加振ツール３１０の下降動作が行われ、続いて前記第３ステップ７３３と前記第４ステップ７３４が実行されるようになっている。
【０１２３】
以上のとおり、この発明の請求項１２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ようになっている。
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特徴がある。
また、大電流が流れて比較的断面積の大きな接続導体を、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特徴がある。
【０１２４】
前記接合後断裁制御ステップは、前記周辺付帯制御ユニット７４０によって実行される第６ステップ７４６によって構成され、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、前記補助ステップ７４３Ａから第５ステップ７４５Ａ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を断裁するものであって、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。
【０１２５】
以上のとおり、この発明の請求項１３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、終端接合完了後において、断裁ツールを接合面に接近させるためのスペースを有する用途においては、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ので、終端接合が完了するまでは、接続導体を断裁しないでおくことによって終端接合部を接合面に接近移動させるのが容易となる特徴がある。
【０１２６】
実施の形態２．
（１）構成の詳細な説明
次に、この発明の第二実施例装置とワークの全体構成図である図１０について、図３のものとの相違点について詳細に説明する。
【０１２７】
なお、図３のものと、図１０のものとの主な相違点として、以下の点が挙げられる。すなわち、図３では、ワーク１００Ａが可動テーブル２００によって平面移動し、被加振ツール３１０は第一の昇降テーブル３００によってＺ軸方向のみに移動可能に構成されていて、被加振ツール３１０とワーク１００Ａとの平面上の相対移動は可動テーブル２００の平面移動によって行われている。
【０１２８】
これに対し、図１０では、ワーク１００Ａが搭載治具１２０上に固定されていて、被加振ツール３１０は、可動テーブル６００によって平面移動するとともに、第一の昇降テーブル３００によってＺ軸方向に移動可能に構成されていて、被加振ツール３１０とワーク１００Ａとの平面上の相対移動は可動テーブル６００の平面移動によって行われるようになっている。なお、各図において、同一符号は同一又は相当部分を示している。
【０１２９】
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いる。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５６０によって間欠移送されるようになっている。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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・第三の接合対象物１０２・１０４・１０６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とが搭載されている。
【０１３４】
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とともに、例えばサーボモータであるＸ軸第二駆動機構６５０によって図１０の左右方向であるＸ軸方向に左右移動動作を行うようになっている。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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が巻回されている。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とを経由して、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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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とによって構成されている。
【０１４０】
超音波接合制御ユニット７３０は、前述の被加振ツール３１０と、超音波振動機構３２０と、押圧機構３３０と、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を制御するようになっている。
【０１４１】
周辺付帯制御ユニット７４０は、第二の昇降機構６４０と、Ｘ軸第二駆動機構６５０と、前述の断裁ツール４１０を構成する断裁モータ４１３ａ及び押圧駆動部材４１４ｂと、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。
【０１４２】
但し、第一の昇降機構６３０は、超音波接合ユニットではなく、周辺付帯ユニットとして扱うこともできる。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いる。この静止筐体は、搬送コンベア５６０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。
【０１４３】
また、静止筐体内の可動テーブル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ている。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、この設定表示ユニットは、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。
【０１４４】
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４３２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４３２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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
以上の説明において、ワーク１００Ａを被加振ツール３１０の下方位置に搬入する搬送コンベア５６０はＸ軸方向に動作しているが、これをＹ軸方向にして高精度な位置決めができるようにサーボモータで駆動するようにすれば、可動テーブル６００に対するＹ軸駆動機構６０２は省略することができる。この場合には、回転リール６１０も静止架台上に設置することが可能となるものである。
【０１４９】
（２）作用・動作の詳細な説明
次に、図１０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、全体動作の説明用フローチャートである図１１と、終端接合部の接合説明図である図１２とによって、図７との相違点を中心にして詳細に説明する。
【０１５０】
なお、図７と図１１との主な相違点の第一としては、図７においては、ワーク１００Ａと被加振ツール３１０との平面上の相対移動は、ワーク１００Ａの平面移動によって行われたが、図１１の場合には被加振ツール３１０の平面移動によって行われ、その制御対象が可動テーブル２００から可動テーブル６００に変化していることである。
【０１５１】
また、図７と図１１との主な相違点の第二としては、図１１においては、第一の昇降機構６３０は超音波制御ユニット７３０によって制御されている場合を示しており、工程７３２Ｂの接続位置が前述の図７における工程７３２Ａの場合とは異なっていることである。
【０１５２】
さらに、図７と図１１との主な相違点の第三としては、図７における終端断裁は、終端接合後に第６ステップ７４６によって行われたが、図１１における終端断裁は、終端接合前の付加第３ステップ７５３によって行われていることである。なお、各図において、同一符号は同一又は相当部分を示している。
【０１５３】
まず、図１０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６１０からカッタ４１２の出口まで敷設配置される。
【０１５４】
また、制御盤７００Ｂ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。
【０１５５】
図１１において、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る。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。
【０１５６】
工程７４２は、Ｘ軸駆動機構６０１とＹ軸駆動機構６０２と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ステップである。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。
【０１５７】
続く工程７４３Ｂは、被加振ツール３１０に対する下降指令を発生する補助ステップである。
【０１５８】
工程７３２Ｂは、被加振ツール３１０の下降動作が行われ、被加振ツール３１０の先端部が接続導体１１０に当接した時点から工程７４３Ｂにおいて接続導体１１０を追加送出するステップである。その送出速度は、被加振ツール３１０の下降速度と同じ速度となるように同期制御されている。従って、被加振ツール３１０の下降完了に伴って接続導体１１０の送出動作も停止する。
【０１５９】
なお、工程７３２Ｂは、第一の昇降機構６３０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ステップである。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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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ステップとなっている。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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
続く工程７３６Ｂは、後述の工程７４５Ｂによって被加振ツール３１０の上昇指令が発生したことに応動して上昇退避を行うステップである。
【０１６４】
工程７４３Ｂに続く工程７４３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７５０へ移行し、未受信であればＮＯの判定を行って工程７４３へ復帰する待機ステップとなっている。
【０１６５】
工程７５０は、終端移動が完了しているかどうかを判定し、移動完了であればＹＥＳの判定を行って工程７５１へ移行し、移動未完了であった場合にはＮＯの判定を行って工程７４５Ｂへ移行する判定ステップである。
【０１６６】
工程７４５Ｂは、被加振ツール３１０の上昇指令を発生するとともに、Ｘ軸駆動機構６０１とＹ軸駆動機構６０２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ながら、送りモータ４２１によって接続導体１１０の送出しを行って工程７４３Ｂへ移行する第５ステップである。工程７４５Ｂが実行されると、これが中間移動であった場合には図９（Ａ）の状態となり、終端移動であった場合には図１２（Ａ）の状態となる。なお、このような終端移動であったときにおける接続導体１１０を、接続導体１１０ａとして、図１２（Ａ）に図示している。
【０１６７】
工程７５１は、後述の工程７５３によって接続導体１１０の終端の断裁が行われたかどうかを判定し、断裁完了であればＹＥＳの判定を行って工程７４７へ移行し、未完了であればＮＯの判定を行って工程７５２へ移行する判定ステップである。
【０１６８】
工程７５２は、被加振ツール３１０に対する部分下降指令を発生する付加第１ステップとなるものである。
【０１６９】
工程７３６Ｂに続く工程７６１は、工程７５２による部分下降指令が発生したかどうかを判定し、下降指令がなければＮＯの判定を行って工程７３１ａへ復帰し、下降指令があればＹＥＳの判定を行って工程７６２へ移行する判定ステップである。
【０１７０】
工程７６２は、被加振ツール３１０を部分下降させてから工程７３１ａへ復帰する付加第２ステップとなる工程である。図１２（Ａ）は、工程７６２が実行されたときの状態を示している。なお、このような工程７６２が実行されたときにおける接続導体１１０を、接続導体１１０ｂとして、図１２（Ａ）に図示している。
【０１７１】
工程７５２に続く工程７５３は、工程７６２による部分下降が完了したことに伴って、カッタ４１２によって接続導体１１０の終端を断裁し、工程７４３Ｂへ移行する付加第３ステップである。なお、このように終端を断裁したときにおける接続導体１１０は、その腰が強いため図１２（Ａ）における接続導体１１０ｂの位置とほぼ同じ位置を保っており、行程７３２Ｂにおいて被加振ツール３１０によって押し下げられることによって図１２（Ａ）の接続導体１１０ｃの状態を経て、図１２（Ｂ）の接続導体１１０ｄの位置に押し付けられるようになっている。
【０１７２】
工程７５３に続いて工程７４３Ｂ、工程７３２Ｂ、工程７３３、工程７３４が実行されて終端の接合が行われると、工程７５０と工程７５１は、いずれもＹＥＳの判定を行って工程７４７へ移行するようになっている。
【０１７３】
なお、工程７４５Ｂに続いて工程７４３Ｂに復帰し、これに伴って工程７３２Ｂが実行されたときの断裁ツール４１０の状態は、図９（Ｂ）と図９（Ｃ）に示すとおりとなっている。
【０１７４】
また、工程７５３に続いて工程７４３Ｂに復帰し、これに伴って工程７３２Ｂが実行されたときの断裁ツール４１０の状態は、図１２（Ｂ）に示すとおりとなっている。なお、このような工程７３２Ｂが実行されたときにおける接続導体１１０を、接続導体１１０ｄとして、図１２（Ｂ）に図示している。
【０１７５】
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。
【０１７６】
工程７４８は、搬送コンベア５６０を駆動して、搭載治具１２０に搭載されていたワークである電力素子モジュール１００Ａを入れ替えてから初期工程７４０ｓへ復帰するステップである。
【０１７７】
ここで、図１２（Ａ）について補足説明すると、実線で示された被加振ツール３１０と接続導体１１０ａは、工程７４５Ｂによって終端移動が完了した時点の状態を示している。点線で示された被加振ツール３１０と接続導体１１０ｂは、工程７６２によって部分下降が行われた状態と、工程７５３によって終端の断裁が行われた時点の状態とを示している。
【０１７８】
図１２（Ａ）において、カッタ水平距離Ｘａは、第二接合面１０３（図中、点Ｃを参照）と貫通路４１１ｃの出口（図中、点Ａを参照）との間の水平距離を示し、カッタ直線距離Ｌａは、第二接合面１０３と貫通路４１１ｃの出口との間の直線距離を示している。
【０１７９】
また、目標点水平距離Ｘｂは、第二接合面１０３（図中、点Ｃを参照）と終端接合面である第三接合面１０５（図中、点Ｂを参照）との間の水平距離を示し、目標点直線距離Ｌｂは、第二接合面１０３と第三接合面１０５との間の直線距離を示している。
【０１８０】
断裁ツール４１０と被加振ツール３１０との配置関係に基づいて、カッタ水平距離Ｘａ＞目標点水平距離Ｘｂとなっているが、カッタ直線距離Ｌａと目標点直線距離Ｌｂとの大小関係は、第三接合面１０５と、貫通路４１１ｃ又は第二接合面１０３との落差寸法の違いによって変化する。しかし、Ｌａ＜Ｌｂであるときには、接続導体１１０ａをアーチ状にしておくことによって、その長さ不足を補うことができるようになっている。
【０１８１】
逆に、Ｌａ＞＞Ｌｂである場合には、第二接合面１０３と第三接合面１０５との間の接続導体１１０の長さが過剰となるが、このような場合には、図７で説明した接合後の断裁方式を適用し、接合前に送りモータ４２１を逆転駆動して過剰分を引き戻しておくことができる。
【０１８２】
以上の説明では、図３の構成のものに対応して図７の制御方法を適用し、図１０の構成のものに対応して図１１の制御方法を適用したが、図７と図１１の制御方法はどの構成のものに対しても適用可能であって、終端接合の方法は適時に使い分けて適用することができるものである。
【０１８３】
（３）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、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、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との間で間隙をおいて対向配置され、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とを一体化した超音波接合ユニットが搭載され、前記第一の昇降テーブル３００は、第一の昇降機構６３０によって昇降動作を行うようになっている。
【０１８４】
そして、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、前記第二の昇降テーブル４００は、第二の昇降機構６４０によって昇降動作を行うとともに、Ｘ軸第二駆動機構６５０によって前記被加振ツール３１０に対して接近し、又は離間駆動を行い、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、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とが配置され、当該表カッタ４１２ａと前記裏カッタ４１２ｂとは、互いに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、前記接続導体１１０の出口である前記開口端には、前記接合対象物１０２・１０４・１０６の接合面よりも、少なくとも前記裏カッタ４１２ｂの高さ寸法を最低限度とする落差寸法が発生し、前記第一の昇降機構６３０は、前記落差寸法を吸収するために前記接続導体１１０を前記被加振ツール３１０の先端部によって前記接合面に接近する方向に前記第一の昇降テーブル３００を下降移動させ、続いて、前記押圧機構３３０は、前記被加振ツール３１０の先端部によって前記接続導体１１０を前記接合面に押圧しながら、前記被加振ツール３１０に付与された超音波振動によって超音波接合が行われるようになっている。
【０１８５】
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、搬送コンベア５６０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と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とを搭載した前記第二の昇降テーブル４００と、前記接続導体１１０を巻回した回転リール６１０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軸方向に移動し、前記第二の昇降テーブル４００は、前記回転リール６１０と前記第一の昇降テーブル３００との間にあって、前記Ｘ軸第二駆動機構６５０によって相対位置が制御されるようになっている。
【０１８６】
以上のとおり、この発明の請求項８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、例えば搬送コンベア上で移動・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。
また、回転リールと第一の昇降テーブルとの間隔は変化しないので、この間に、第二の昇降テーブルを設け、これに対する単独昇降動作機構と接続導体の送出方向に沿ったＸ軸第二駆動機構を容易に付加することができる特徴がある。
【０１８７】
実施形態２による接続導体の接合断裁装置に対する接合断裁制御方法であって、一つの基板１０１上における２か所又は３か所以上の接合対象物１０２・１０４・１０６に対して、被加振ツール３１０を順次押圧しながら超音波接合される長尺可撓性の接続導体１１０は、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の送出長さは、前記送りモータ４２１の回転量によって決定されものであるとともに、第一の昇降テーブル３００に搭載されている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、前記基板１０１に対する可動テーブル６００と、前記第一の昇降テーブル３００と、前記送りモータ４２１を含む経路誘導ツール４２０とカッタ４１２を含む断裁ツール４１０とを搭載した第二の昇降テーブル４００に対する周辺付帯制御ユニット７４０とは、相互に制御信号の交信を行いながら連携制御を行うようになっている。
【０１８８】
そして、前記連携制御では、前記接続導体１１０の初回送出ステップと、前記被加振ツール３１０の下降制御ステップと、超音波接合制御ステップと、３か所以上の前記接合対象物１０２・１０４・１０６を有する場合における中間接合制御ステップと、終端接合制御ステップとで構成される一連のステップが行われ、前記終端接合制御ステップは、終端位置で終端接合を行った後に前記カッタ４１２によって前記接続導体１１０を切断する接合後断裁制御ステップであるか、又は、前記カッタ４１２によって終端位置の切断を先に行ってから終端接合を行う断裁後接合制御ステップの少なくとも一方のステップであり、前記終端接合が完了すると、前記被加振ツール３１０は次なる前記基板１０１上の前記複数の接合対象物１０２・１０４・１０６の初回接合面の上部に移動してから、再び前記一連のステップから構成される前記連携制御が行われるようになっている。
【０１８９】
前記初回送出ステップは、前記周辺付帯制御ユニット７４０によって実行される先行ステップ７４１ｃと第１ステップ７４２とによって構成され、前記下降制御ステップは、前記周辺付帯制御ユニット７４０によって実行される補助ステップ７４３Ｂと、前記超音波接合制御ユニット７３０によって実行される第２ステップ７３２Ｂとによって構成され、前記先行ステップ７４１ｃでは、前記接続導体１１０を供給する回転リール６１０の取換え交換が行われ、手動操作による敷設段取り操作が行われた初回動作において、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の先端部を前記カッタ４１２で断裁し、その結果として、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て水平平坦部１１０ｈが生成されるとともに、断裁された捨て材部分には、前記カッタ４１２と連動する折曲用部材４１５によって後端折曲部１１０Ｊが生成されるが、この捨て材は無用のものとなっている。
【０１９０】
前記先行ステップ７４１ｃに続く前記第１ステップ７４２では、前記被加振ツール３１０は、第一接合面１０７の上部に相対移動し、前記送りモータ４２１は、前記水平平坦部１１０ｈの折り目部分が前記被加振ツール３１０の下部に到来するまで前記接続導体１１０を送出し、前記第１ステップ７４２に続く前記補助ステップ７４３Ｂと前記第２ステップ７３２Ｂとでは、前記被加振ツール３１０に対する下降指令を発生するとともに、この被加振ツール３１０の先端部が前記水平平坦部１１０ｈに当接する時点から、前記送りモータ４２１を再起動して、前記接続導体１１０の送り出し速度は、前記被加振ツール３１０の下降速度と一致するように制御されていて、前記被加振ツール３１０の下降停止に伴って前記接続導体１１０の送出も停止し、前記第２ステップ７３２Ｂでは、第一の昇降機構６３０は、前記第一の昇降テーブル３００に搭載された押圧力制限機構となる押圧機構３３０を介して前記被加振ツール３１０を下降駆動し、前記水平平坦部１１０ｈが前記第一接合面１０７に当接したことによって下降停止するようになっている。
【０１９１】
以上のとおり、この発明の請求項１０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、実施形態１と同様に、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。
【０１９２】
前記超音波接合制御ステップは、超音波接合制御ユニット７３０によって実行される第３ステップ７３３と第４ステップ７３４とによって構成され、前記第３ステップ７３３では、前記押圧機構３３０は、前記第２ステップ７３２Ｂによって下降した前記被加振ツール３１０に対する予備加圧を行って、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、第二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、続いて前記被加振ツール３１０による押圧力が、前記第二の所定圧力未満である第一の所定圧力以下となるように後退減圧し、前記第３ステップ７３３に続く前記第４ステップ７３４では、前記被加振ツール３１０による押圧力が、前記第一の所定圧力を超過する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。
【０１９３】
以上のとおり、この発明の請求項１１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二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、実施形態１と同様に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。
【０１９４】
前記中間接合制御ステップは、前記周辺付帯制御ユニット７４０によって実行される第５ステップ７４５Ｂと、前記補助ステップ７４３Ｂ及び前記第２ステップ７３２Ｂとによって構成され、前記第５ステップ７４５Ｂでは、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は、前記被加振ツール３１０の相対移動速度以上の速度で前記接続導体１１０を送出し、所定長さの接続導体を送出してから停止して前記補助ステップ７４３Ｂへ移行し、前記第５ステップ７４５に続く前記補助ステップ７４３Ｂと前記第２ステップ７３２Ｂでは、前記被加振ツール３１０の下降動作が行われ、続いて前記第３ステップ７３３と前記第４ステップ７３４が実行されるようになっている。
【０１９５】
以上のとおり、この発明の請求項１２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ようになっている。
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特徴がある。
また、大電流が流れて比較的断面積の大きな接続導体を、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特徴がある。
【０１９６】
前記断裁後接合制御ステップは、前記周辺付帯制御ユニット７４０によって実行される付加第１ステップ７５２と付加第３ステップ７５３と、前記超音波接合制御ユニット７３０によって実行される付加第２ステップ７６２とによって構成され、前記付加第１ステップ７５２は、終端接合を行う前に終端の断裁を行う場合に適用され、前記付加第１ステップ７５２では、前記第４ステップ７３４によって前回の接合が完了して上昇復帰し、前記第５ステップ７４５Ｂで終端接合位置に相対移動した前記被加振ツール３１０に対して部分下降指令を発生し、前記付加第２ステップ７６２では、前記部分下降指令に応動して前記被加振ツール３１０を部分下降させ、前記付加第３ステップ７５３では、前記被加振ツール３１０の部分下降の完了に伴って、前記断裁ツール４１０によって前記接続導体１１０を断裁して、最終端部に後端折返部１１０Ｊを生成してから前記補助ステップ７４３Ｂへ移行して、前記第２ステップ７３２Ｂと前記第３ステップ７３３と前記第４ステップ７３４とによって終端部の超音波接合を行うようになっている。
【０１９７】
以上のとおり、この発明の請求項１４に関連し、接続導体の終端接合は予め終端の断裁を行って、後端折返部を有する自由端を被加振ツールによって接合面まで移動させてから超音波接合を行うようになっている。
従って、狭隘な接合面付近に断裁ツールを接近させないで接続導体の断裁が行えて、しかも終端接合部における接続導体の過剰な切残し部分が発生しないようにすることができる特徴がある。
なお、付加第２ステップは周辺付帯制御ユニットによって実行するように構成することも可能である。
【符号の説明】
【０１９８】
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、１１０Ｊ  後端折曲部、（１１１ａ）・１１１ｂ  接続導体の断裁部分、２００・６００  可動テーブル、２０１・６０１  Ｘ軸駆動機構（サーボモータ）、２０２・６０２  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、３１０ｃ  ツール先端角部、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、４１４  押圧保持機構、４１５  折曲用部材、４１５ａ  折曲可動部、４１５ｂ  折曲固定部、４２０  経路誘導ツール、４２１  送りモータ、４２２  送りローラ、５００  静止架台、５１０・６１０  回転リール、５３０・６３０  第一の昇降機構、５４０・６４０  第二の昇降機構、５５０・６５０  Ｘ軸第二駆動機構、５６０  搬送コンベア、７３０  超音波接合制御ユニット、７４０  周辺付帯制御ユニット、θ  傾斜角、Ｌ１  第一寸法、Ｌ２  第二寸法、７４１ｃ  先行ステップ、７４２  第１ステップ、７３２Ａ・７３２Ｂ  第２ステップ、７３３  第３ステップ、７３４  第４ステップ、７４３Ａ・７４３Ｂ  補助ステップ、７４５Ａ・７４５Ｂ  第５ステップ、７４６  第６ステップ、７５２  付加第１ステップ、７５３  付加第３ステップ、７６２  付加第２ステップ。
【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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