(57)【要約】【課題】処理用ガスの消費量を抑制する治具、溶接装置及び接合部材の製造方法を提供する。【解決手段】溶接装置は、治具１と、第１の接合対象部材Ｓを保持する第１の電極２１と、第２の接合対象部材Ｃを保持する第２の電極２２と、第１及び第２の電極２１、２２に電圧を印加する電源とを備える。治具１は、筒状に形成され、筒状の端面に第１の電極２１及び第２の電極２２を出し入れ可能な挿通孔１１が形成された本体部１０と、筒状の側部に設けられ、第１の接合対象部材Ｓと第２の接合対象部材Ｃとが接触した接触部に処理用ガスＧを供給する処理用ガス供給部１５とを備える。第１の電極２１で保持された第１の接合対象部材Ｓと第２の電極２２で保持された第２の接合対象部材Ｃとを接触させつつ両電極２１、２２の移動を制限するように治具１の挿通孔１１に収容し、処理用ガスＧが供給されている際に第１の電極２１及び第２の電極２２に電流を通して溶接する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接合対象部材を保持する第１の電極と、第２の接合対象部材を保持する第２の電極とを、前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とを接触させた状態で前記第１の電極に対する前記第２の電極の移動を所定の範囲に制限するように収容する治具であって；
筒状に形成され、前記筒状の端面に前記第１の電極及び前記第２の電極を出し入れ可能な挿通孔が形成された本体部と；
前記筒状の側部に設けられ、前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とが接触した接触部に処理用ガスを供給する処理用ガス供給部とを備える；
治具。
【請求項２】
前記本体部は、前記筒状の端面に平行な断面における前記挿通孔の大きさ及び形状が、前記第１の電極の外周と実質的に同じに形成された；
請求項１に記載の治具。
【請求項３】
前記本体部は、前記接触部まわりの流体を前記本体部の外に流出させる流出口が、前記筒状の側部に形成された；
請求項１又は請求項２に記載の治具。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の治具と；
前記第１の接合対象部材を保持する前記第１の電極と；
前記第２の接合対象部材を保持する前記第２の電極と；
前記第１の電極及び前記第２の電極に電圧を印加する電源とを備える；
溶接装置。
【請求項５】
第１の接合対象部材を第１の電極で保持する第１の保持工程と；
第２の接合対象部材を第２の電極で保持する第２の保持工程と；
前記第１の電極で保持された前記第１の接合対象部材と前記第２の電極で保持された前記第２の接合対象部材とを接触させた状態で、前記第１の電極及び前記第２の電極を、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の治具の前記挿通孔に収容する収容工程と；
前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とが接触した接触部に処理用ガスを供給する処理用ガス供給工程と；
前記処理用ガスが供給されている際に前記第１の電極及び前記第２の電極に電流を通して溶接して前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とが接合した接合部材を製造する溶接工程とを備える；
接合部材の製造方法。
【請求項６】
第１の接合対象部材を第１の電極で保持する第１の保持工程と；
第２の接合対象部材を第２の電極で保持する第２の保持工程と；
前記第１の電極で保持された前記第１の接合対象部材と前記第２の電極で保持された前記第２の接合対象部材とを接触させた状態で、前記第１の電極及び前記第２の電極の側部を一体的に包むように収容する収容工程と；
前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とが接触した接触部に処理用ガスを供給する処理用ガス供給工程と；
前記処理用ガスが供給されている際に前記第１の電極及び前記第２の電極に電流を通して溶接して前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とが接合した接合部材を製造する溶接工程とを備える；
接合部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は治具、溶接装置及び接合部材の製造方法に関し、特に溶接時の処理用ガスの消費量を抑制することができる治具、溶接装置及び接合部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光半導体は、光電変換素子等が実装されたステムに対し、素子等を覆うキャップを取り付けて構成されている。ステムにキャップを取り付ける手段の一例として、窒素雰囲気としたチャンバ内で、ステムとキャップとを抵抗溶接等によりキャップシールすることが挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２６９８８号公報（段落００３３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された手段のように、溶接時に窒素雰囲気とすることで、溶接対象物が加熱により酸化し変色してしまうことを抑制することができる。しかしながら、特許文献１に記載された手段では、チャンバ内を窒素雰囲気に保つために窒素ガス（処理用ガス）を比較的容積が大きいチャンバ内に供給し続ける必要があり、処理用ガスの消費量が嵩むこととなる。
【０００５】
本発明は上述の課題に鑑み、処理用ガスの消費量を抑制することができる治具、溶接装置及び接合部材の製造方法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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る治具は、例えば図１に示すように、第１の接合対象部材Ｓを保持する第１の電極２１と、第２の接合対象部材Ｃを保持する第２の電極２２とを、第１の接合対象部材Ｓと第２の接合対象部材Ｃとを接触させた状態で第１の電極２１に対する第２の電極２２の移動を所定の範囲に制限するように収容する治具１であって；筒状に形成され、筒状の端面１０ａ、１０ｂに第１の電極２１及び第２の電極２２を出し入れ可能な挿通孔１１が形成された本体部１０と；筒状の側部に設けられ、第１の接合対象部材Ｓと第２の接合対象部材Ｃとが接触した接触部Ｔ（例えば図２（Ｂ）参照）に処理用ガスＧを供給する処理用ガス供給部１５とを備える。
【０００７】
このように構成すると、接触部に対して必要なときに必要な量だけ処理用ガスを供給することが可能となり、処理用ガスの消費量を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明の第２の態様に係る治具は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様に係る治具１において、本体部１０は、筒状の端面１０ａ、１０ｂに平行な断面における挿通孔１１の大きさ及び形状が、第１の電極２１の外周と実質的に同じに形成されている。
【０００９】
このように構成すると、処理用ガスの使用量を最小限にすることができ、併せて第１の電極と第２の電極との位置合わせを行うことができる。
【００１０】
また、本発明の第３の態様に係る治具は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る治具１において、本体部１０は、接触部Ｔ（例えば図２（Ｂ）参照）まわりの流体を本体部１０の外に流出させる流出口１８が、筒状の側部に形成されている。
【００１１】
このように構成すると、供給部から供給された処理用ガスによって押し出された接触部まわりの流体を適切に本体部の外に排出させることができる。
【００１２】
また、本発明の第４の態様に係る溶接装置は、例えば図２（Ａ）に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る治具１と；第１の接合対象部材Ｓを保持する第１の電極２１と；第２の接合対象部材Ｃを保持する第２の電極２２と；第１の電極２１及び第２の電極２２に電圧を印加する電源３５とを備える。
【００１３】
このように構成すると、第１の接合対象部材と第２の接合対象部材とを治具内で接合することが可能となり、比較的容積が大きいチャンバが不要となって、装置の簡素化を図ることができると共に、処理用ガスの消費量を抑制することができる溶接装置となる。
【００１４】
また、本発明の第５の態様に係る接合部材の製造方法は、例えば図１及び図４に示すように、第１の接合対象部材Ｓを第１の電極２１で保持する第１の保持工程（Ｓ１）と；第２の接合対象部材Ｃを第２の電極２２で保持する第２の保持工程（Ｓ２）と；第１の電極２１で保持された第１の接合対象部材Ｓと第２の電極２２で保持された第２の接合対象部材Ｃとを接触させた状態で、第１の電極２１及び第２の電極２２を、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る治具１の挿通孔１１に収容する収容工程（Ｓ３）と；第１の接合対象部材Ｓと第２の接合対象部材Ｃとが接触した接触部Ｔ（例えば図２（Ｂ）参照）に処理用ガスＧを供給する処理用ガス供給工程（Ｓ４〜Ｓ７）と；処理用ガスＧが供給されている際に第１の電極２１及び第２の電極２２に電流を通して溶接して第１の接合対象部材Ｓと第２の接合対象部材Ｃとが接合した接合部材Ｄ（例えば図３（Ａ）参照）を製造する溶接工程（Ｓ５、Ｓ６）とを備える。
【００１５】
このように構成すると、処理用ガスの消費量を抑制して接合部材を製造することができる。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の第６の態様に係る接合部材の製造方法は、例えば図１及び図４に示すように、第１の接合対象部材Ｓを第１の電極２１で保持する第１の保持工程（Ｓ１）と；第２の接合対象部材Ｃを第２の電極２２で保持する第２の保持工程（Ｓ２）と；第１の電極２１で保持された第１の接合対象部材Ｓと第２の電極２２で保持された第２の接合対象部材Ｃとを接触させた状態で、第１の電極２１及び第２の電極２２の側部を一体的に包むように収容する収容工程（Ｓ３）と；第１の接合対象部材Ｓと第２の接合対象部材Ｃとが接触した接触部Ｔ（例えば図２（Ｂ）参照）に処理用ガスＧを供給する処理用ガス供給工程（Ｓ４〜Ｓ７）と；処理用ガスＧが供給されている際に第１の電極２１及び第２の電極２２に電流を通して溶接して第１の接合対象部材Ｓと第２の接合対象部材Ｃとが接合した接合部材Ｄ（例えば図３（Ａ）参照）を製造する溶接工程（Ｓ５、Ｓ６）とを備える。
【００１７】
このように構成すると、接触部に対して必要なときに必要な量だけ処理用ガスを供給することが可能となり、処理用ガスの消費量を抑制して接合部材を製造することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、接触部に対して必要なときに必要な量だけ処理用ガスを供給することが可能となり、処理用ガスの消費量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る治具の模式的斜視図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る溶接装置の概略構成を示す断面図、（Ｂ）は２つの電極が接近した付近の部分拡大断面図である。
【図３】接合部材の一例を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は分解部分断面側面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る接合部材の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２１】
まず図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る治具１及び本発明の第２の実施の形態に係る溶接装置１００を説明する。図１は、治具１の模式的斜視図である。図２（Ａ）は溶接装置１００の概略構成図、図２（Ｂ）は部分拡大断面図である。治具１は、本実施の形態では、ステムＳと、キャップＣとを溶接する際に用いられる器具である。溶接装置１００（図２（Ａ）参照）は、治具１と、ステムＳを保持する上部電極２１及びキャップＣを保持する下部電極２２と、治具１内に収容された上部電極２１及び下部電極２２を挟み込む上ステージ３１及び下ステージ３２と、電源３５とを備えている。ここで、治具１及び溶接装置１００の説明に先立って、治具１を用いてステムＳとキャップＣとを溶接することによって製造される接合部材を説明する。
【００２２】
図３（Ａ）は接合部材としてのデバイスＤの斜視図であり、図３（Ｂ）はデバイスＤの分解部分断面側面図である。本実施の形態におけるデバイスＤは、光半導体であるとして説明する。デバイスＤは、ステムＳとキャップＣとが接合されて構成されている。図３（Ｂ）では、デバイスＤとなる前のステムＳとキャップＣとが分離した状態を示しており、ステムＳを側面で、キャップＣを断面で、それぞれ表している。ステムＳは、光電変換素子を構成する電極やトランジスタ等（以下「実装部Ｓｔ」という。）がベースＳｂに実装され、ベースＳｂからリードＳｄが延びて構成されている。ベースＳｂは、本実施の形態では円板状に形成されている。リードＳｄは、ベースＳｂから、実装部Ｓｔの反対側に延びている。ベースＳｂ及びリードＳｄは、金属で形成されている。キャップＣは、ステムＳの実装部Ｓｔを覆ってベースＳｂに取り付けることができるように構成されている。キャップＣは、レーザー光を透過させるレンズＣｎが、頂面に設けられている。キャップＣは、縁Ｃｅが、ステムＳのベースＳｂに接触する面積を増加させるために、若干外側に拡張されている。縁Ｃｅの外周は、縁Ｃｅの全体がベースＳｂに接するように、ベースＳｂの外周以下となる大きさの円形に形成されている。キャップＣは、レンズＣｎ以外の部分が金属で形成されている。ステムＳ及びキャップＣの金属の部分は、典型的にはステンレス鋼やコバール等で形成されているが、これら以外の金属で形成されていてもよい。ステムＳ及びキャップＣの金属の部分は、典型的には異種の金属であるが、同種の金属であってもよい。デバイスＤは、実装部ＳｔをキャップＣで覆ったうえで縁ＣｅをベースＳｂに溶接して構成されている。本実施の形態では、ステムＳが第１の接合対象部材に相当し、キャップＣが第２の接合対象部材に相当する。
【００２３】
図１に戻って治具１の説明を続ける。治具１は、本体部１０と、処理用ガス供給部１５（以下、単に「供給部１５」という。）とを備えている。本体部１０は、ステムＳを保持した上部電極２１と、キャップＣを保持した下部電極２２とを、ステムＳとキャップＣとが接触した状態で収容する部分である。上部電極２１は第１の電極に相当し、下部電極２２は第２の電極に相当する。ここで、治具１が収容する上部電極２１及び下部電極２２に言及する。上部電極２１及び下部電極２２は、本実施の形態では、共に同じ大きさの円柱状に形成されている。上部電極２１は、円柱状の一方の面２１ｆに、ステムＳをリードＳｄ側から収容できる孔２１ｈ（図２参照）が形成されている。上部電極２１は、ステムＳを孔２１ｈに収容したときのベースＳｂの表面が、面２１ｆと概ね面一となるようにして、ベースＳｂを支えることができるように構成されている。換言すれば、上部電極２１は、ステムＳを保持したときにベースＳｂと接触するように構成されている。下部電極２２は、円柱状の一方の面２２ｆに、キャップＣをレンズＣｎ（図３（Ｂ）参照）側から収容できる孔２２ｈが形成されている。下部電極２２は、キャップＣを孔２２ｈに収容したときの縁Ｃｅの表面が、面２２ｆからわずかに突出し、かつ、面２１ｆと面２２ｆとを対向させて近づけたときにベースＳｂと縁Ｃｅとが接触するようにして、キャップＣを支えることができるように構成されている。なお、上部電極２１に保持されたステムＳのベースＳｂと下部電極２２に保持されたキャップＣの縁Ｃｅとが接触したとき、面２１ｆと面２２ｆは接触せずに両者の間に細い隙間２３が形成される。上部電極２１及び下部電極２２は、典型的には電気伝導性の高い金属で形成されている。
【００２４】
本体部１０は、電気絶縁性の材料で形成されており、本実施の形態では樹脂製となっている。本体部１０の材料として、例えば透明なアクリル樹脂を用いると、加工性に優れると共に、内部が視認できるという利点がある。本体部１０は、本実施の形態では、円筒状に形成されている。本体部１０は、上面１０ａに上部開口１２が形成され、下面１０ｂに下部開口１３が形成されている。上部開口１２は、上面１０ａと同心となる位置に形成されている。下部開口１３は、下面１０ｂと同心となる位置に形成されている。上部開口１２及び下部開口１３は、同じ大きさに形成されている。本体部１０は、上部開口１２と下部開口１３との間に、両者を貫く連通孔１４が形成されている。連通孔１４は、任意の軸直角断面（円筒状の本体部１０の軸線に直交する断面）が、上部開口１２（下部開口１３）と同じ大きさの円形となっている。上部開口１２と、下部開口１３と、連通孔１４とで、挿通孔１１を構成している。
【００２５】
上部開口１２の外周、下部開口１３の外周、連通孔１４の軸直角断面の外周（これらを総称して「挿通孔１１の軸直角断面」という場合もある。）は、上部電極２１（及び下部電極２２）の外周と実質的に同じ大きさに形成されている。ここでの実質的に同じとは、挿通孔１１に対して上部電極２１（及び下部電極２２）を円滑に出し入れ可能な範囲の大きさの相違までを許容することを意味している。このように構成することで、挿通孔１１に上部電極２１（及び／又は下部電極２２）を収容したときの挿通孔１１内における上部電極２１（及び／又は下部電極２２）の直径方向（本体部１０の軸線に直交する方向）の相対移動を制限することができ、挿通孔１１内での上部電極２１と下部電極２２との位置合わせを正確に行うことができる。したがって、この構成は、治具の機能を担保する。本体部１０の厚さ１０Ｔ、換言すれば上面１０ａの半径と上部開口１２の半径との差は、供給部１５を設けたときの強度を確保できる範囲内で、任意でよい。本体部１０の高さ１０Ｈは、ステムＳを保持した上部電極２１とキャップＣを保持した下部電極２２とを、面２１ｆと面２２ｆとを対向させて可能な限り近づけたときの高さよりもやや低くなっている。このように構成されていることで、上部電極２１及び下部電極２２を収容した治具１を溶接装置１００（図２（Ａ）参照）の上ステージ３１及び下ステージ３２で挟み込んだときに、上ステージ３１が上部電極２１に、及び下ステージ３２が下部電極２２に、それぞれ確実に接触し、上部電極２１及び下部電極２２に電流を流すことが可能になる。
【００２６】
供給部１５は、本体部１０内の挿通孔１１に、処理用ガスＧを供給する部位である。ステムＳとキャップＣとを溶接したときに、溶接部位が加熱されることによって酸化して変色してしまう（焼けてしまう）ことがあるが、処理用ガスＧはこの変色を防ぐために供給されるものである。処理用ガスＧは、不活性ガスが用いられ、比較的安価に入手可能なことから典型的には窒素が用いられるが、近接した設備から容易に調達することができる等の周囲環境に照らして、アルゴン等の窒素以外の不活性ガスが用いられてもよい。供給部１５は、比較的小径の短管で構成されており、本体部１０の側面の所定の高さに取り付けられている。所定の高さは、上部電極２１に保持されたステムＳと下部電極２２に保持されたキャップＣとを接触させた状態で、これらが本体部１０に収容されているときに、ステムＳとキャップＣとの接触部Ｔ（図２（Ｂ）参照）に処理用ガスＧを供給することができる位置であり、本実施の形態では本体部１０の側面の高さ１０Ｈの中間となる。
【００２７】
治具１は、さらに、本体部１０の側面に流出口１８が形成されている。流出口１８は、処理用ガスＧが挿通孔１１内に供給されたときに、処理用ガスＧの供給前に挿通孔１１内に存在していた気体を、治具１の外に流出させるものである。流出口１８は、典型的には、高さ１０Ｈ方向において供給部１５と同じ高さで、本体部１０の軸直角断面において供給部１５の反対側の位置に形成されている。流出口１８は、典型的には、供給部１５と同じ径で、本体部１０の厚さ１０Ｔを貫通するように形成されている。仮に流出口１８が形成されていなかった場合、処理用ガスＧが挿通孔１１に供給されることによって、もともと挿通孔１１内に存在していた気体は、本体部１０と上部電極２１及び／又は下部電極２２との隙間を通って本体部１０の外に流出することになるが、挿通孔１１の外径と上部電極２１及び下部電極２２の外径とが実質的に同じである本実施の形態では、非常に小さな隙間から比較的大きな流速で気体が流出することとなってしまい、異音発生の要因となり得る。流出口１８が形成されていることで、異音の発生を抑制しつつ、処理用ガスＧが挿通孔１１内に供給されることによって押し出された、挿通孔１１内に存在していた気体を、適切に治具１の外に排出することができる。
【００２８】
次に図２を主に参照して、上述した治具１並びに上部電極２１及び下部電極２２以外の溶接装置１００の構成を説明する。上ステージ３１及び下ステージ３２は、治具１内に収容された上部電極２１及び下部電極２２を挟み込むものであり、厚みのある板状に形成されている。上ステージ３１は、上部電極２１の端面全体が接触することができるように、上部電極２１の端面よりも大きく形成されている。下ステージ３２は、下部電極２２の端面全体が接触することができるように、下部電極２２の端面よりも大きく形成されている。上ステージ３１及び下ステージ３２は、共に金属で形成されており、上部電極２１及び下部電極２２に電流を流すことができるように構成されている。本実施の形態では、上ステージ３１が駆動装置（不図示）によって少なくとも鉛直上下に移動することができるように構成されており、下ステージ３２が固定されている。上ステージ３１は、駆動装置（不図示）によって下方に移動させられることで、上部電極２１に保持されたステムＳと下部電極２２に保持されたキャップＣとの間に圧力を加えることができるように構成されている。つまり、上ステージ３１を移動させる駆動装置（不図示）は、加圧機構を兼ねている。下ステージ３２は、外周が絶縁性の板状材料で囲まれてステージ面積が拡大されていてもよい。
【００２９】
電源３５は、上ステージ３１及び下ステージ３２に挟み込まれた上部電極２１及び下部電極２２に電圧を印加して電流を供給するものである。電源３５は、電線３５ｃによって上ステージ３１及び下ステージ３２と電気的に接続されている。電源３５は、ステムＳのベースＳｂとキャップＣの縁Ｃｅとが接触した部分（接触部Ｔ）に、典型的には抵抗溶接を行うことが可能な溶接電流を供給することができる容量を有している。
【００３０】
本実施の形態の溶接装置１００は、さらに、治具１に供給する処理用ガスＧを貯留する処理ガスタンク４１が設けられている。処理ガスタンク４１は、処理ガス管４２を介して治具１の供給部１５に接続されている。処理ガス管４２には、内部を流れる処理用ガスＧを遮断可能な処理ガス弁４３が配設されている。
【００３１】
次に図４を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る接合部材の製造方法を説明する。図４は、接合部材としてのデバイスＤを製造する手順を示すフローチャートである。以下に説明するデバイスＤの製造方法（デバイスＤの製法）は、典型的には、これまで説明した治具１を含む溶接装置１００で行われるが、治具１を含む溶接装置１００を用いること以外の手法で行われてもよい。以下に説明するデバイスＤの製法は、溶接装置１００の作用（治具１の作用を含む）の説明を兼ねている。以下のデバイスＤの製法の説明において、治具１を備える溶接装置１００の構成あるいはデバイスＤの構造に言及しているときは、適宜図１乃至図３を参照することとする。
【００３２】
デバイスＤを製造するに際し、まず、上部電極２１の面２１ｆに形成された孔２１ｈに、ステムＳをリードＳｄから入れて、ステムＳを上部電極２１で保持する（第１の保持工程：Ｓ１）。次に、下部電極２２の面２２ｆに形成された孔２２ｈに、キャップＣをレンズＣｎ側から入れて、キャップＣを下部電極２２で保持する（第２の保持工程：Ｓ２）。なお、図４では、説明の便宜上、第１の保持工程（Ｓ１）の後に第２の保持工程（Ｓ２）を行うこととしているが、第１の保持工程（Ｓ１）の前に第２の保持工程（Ｓ２）を行うこととしてもよく、第１の保持工程（Ｓ１）と第２の保持工程（Ｓ２）とを並行して行うこととしてもよい。
【００３３】
第１の保持工程（Ｓ１）及び第２の保持工程（Ｓ２）を行ったら、ステムＳを保持した上部電極２１とキャップＣを保持した下部電極２２とを、ステムＳのベースＳｂとキャップＣの縁Ｃｅとが接触するように面２１ｆと面２２ｆとを向かい合わせた状態で治具１の挿通孔１１に収容して、下ステージ３２に載置する（収容工程：Ｓ３）。このとき、上部電極２１及び下部電極２２を挿通孔１１に収容してから上部電極２１及び下部電極２２が収容された治具１を下ステージ３２に載置してもよく、上部電極２１と下部電極２２とを上下に並べて下ステージ３２に載置した後に治具１をこれに被せるようにしてもよい。このとき、本実施の形態に係る治具１では、挿通孔１１の軸直角断面の外周が、上部電極２１及び下部電極２２の外周と実質的に同じ大きさに形成されているので、下ステージ３２に載置された状態で治具１に収容されている上部電極２１及び下部電極２２が、相互に動くことを抑制することができ、上部電極２１に保持されたステムＳと下部電極２２に保持されたキャップＣとの位置関係を決めることができる。
【００３４】
収容工程（Ｓ３）を行ったら、上ステージ３１を上部電極２１に当接させると共に、治具１の供給部１５に処理ガス管４２を接続し、治具１内への処理用ガスＧの供給を開始する（Ｓ４）。処理用ガスＧの供給を開始すると、処理ガスタンク４１に貯留されていた処理用ガスＧが、処理ガス管４２を介して供給部１５から治具１内に流入し、挿通孔１１に到達する。処理用ガスＧは、挿通孔１１に到達した際に正面に現れる、上部電極２１の面２１ｆと下部電極２２の面２２ｆとが近接した隙間２３に入り込んで、周方向裏側の流出口１８に向かって流れる。処理用ガスＧが供給部１５から流出口１８に流れる際、面２１ｆと面２２ｆとの隙間２３に現れる、ステムＳのベースＳｂとキャップＣの縁Ｃｅとの接触部Ｔの周囲が、処理用ガスＧで充満する。本実施の形態では、接触部Ｔの周囲が処理用ガスＧで満たされる際、もともと接触部Ｔの周囲に存在していて処理用ガスＧに押し出された気体は、上部電極２１及び／又は下部電極２２と本体部１０との隙間を通って上部開口１２及び／又は下部開口１３へと向かうことがなく、流出口１８を介して治具１の外に排出されるので、異音の発生を抑制することができる。また、挿通孔１１の軸直角断面の外周が上部電極２１及び下部電極２２の外周と実質的に同じ大きさに形成されているので、隙間２３が半閉鎖空間となって、挿通孔１１内に供給された処理用ガスＧも、上部開口１２及び／又は下部開口１３へと抜けることがなく、処理用ガスＧの使用量を最小限にすることができる。
【００３５】
治具１内への処理用ガスＧの供給を開始したら（Ｓ４）、上ステージ３１を下ステージ３２に向けて押圧することで、ステムＳのベースＳｂとキャップＣの縁Ｃｅとの接触部Ｔを加圧しつつ（Ｓ５）、電源３５を投入して接触部Ｔに通電させる（Ｓ６）。電源３５を投入して電圧を印加すると、電源３５からの電流が、電線３５ｃを介して、上ステージ３１、上部電極２１、ステムＳのベースＳｂ、キャップＣ、下部電極２２、下ステージ３２と流れ（あるいはこの逆方向に流れ）、接触部Ｔの抵抗溶接が行われる。本実施の形態では、接触部Ｔを加圧する工程（Ｓ５）と接触部Ｔに通電させる工程（Ｓ６）とを併せて溶接工程を構成している。接触部Ｔに通電させるのは、典型的には１秒以下である。溶接装置１００では、治具１の内部でステムＳとキャップＣとの溶接が行われるので、従来用いられていた比較的容積が大きいチャンバが不要となり、装置の簡素化及び小型化を図ることができる。接触部Ｔへの通電が完了したら、治具１内への処理用ガスＧの供給を停止する（Ｓ７）。治具１内への処理用ガスＧの供給の開始（Ｓ４）から、治具１内への処理用ガスＧの供給の停止（Ｓ７）までは、治具１内への処理用ガスＧの供給が継続して行われており、この間の工程が処理用ガス供給工程に相当する。このように処理用ガス供給工程が行われることにより、溶接工程は処理用ガス供給工程中に行われることとなる。つまり、溶接工程の間、接触部Ｔは処理用ガスＧ雰囲気中に置かれることになる。処理用ガスＧの雰囲気の下で接触部Ｔの溶接が行われることにより、接触部Ｔ周辺の変色（焼け）が抑制される。なお、溶接工程前に供給した処理用ガスＧが溶接工程中にも残存して接触部Ｔが処理用ガスＧ雰囲気中に置かれる場合は、処理用ガスＧの供給を継続せずに、溶接工程の前にだけ処理用ガスＧを供給することとしてもよい。
【００３６】
治具１内への処理用ガスＧの供給を停止したら（Ｓ７）、上部電極２１及び下部電極２２を治具１から出し、上部電極２１の面２１ｆを下部電極２２の面２２ｆから離してから、ステムＳとキャップＣとが溶接されて製造されたデバイスＤを取り出す（Ｓ８）。これで、１つのデバイスＤの製造が完了する。続いて新たにデバイスＤを製造する場合は、図４に示す上述したフローを繰り返す。なお、上述した溶接装置１００の動作は、人によって行われてもよく、制御装置（不図示）によって行われてもよい。
【００３７】
以上で説明したように、本実施の形態によれば、治具１の挿通孔１１の軸直角断面の外周が、上部電極２１及び下部電極２２の外周と実質的に同じ大きさに形成されているので、接合されるステムＳとキャップＣの位置合わせを簡便に行うことができると共に、接触部Ｔまわりが半閉鎖空間となって、処理用ガスＧの消費量を最小限に抑えることができ、上記構成と併せて治具１に流出口１８が形成されているので、上部電極２１及び／又は下部電極２２と本体部１０との間から上部開口１２及び／又は下部開口１３に気体が抜けることが抑制されて、異音の発生を抑制することができる。また、溶接工程が行われるときに必要な量だけ処理用ガスＧが接触部Ｔに供給されることも、処理用ガスＧの消費量を最小限に抑えることに寄与する。また、治具１の内部でステムＳとキャップＣとの溶接が行われるので、溶接装置１００の簡素化及び小型化を図ることができる。
【００３８】
以上の説明では、接合部材（デバイスＤ）が光半導体であるとしたが、２つの部材を接合することで製造されるセンサー用品等であってもよい。
【００３９】
以上の説明では、上部電極２１及び下部電極２２が円柱状であるとしたが、軸直角断面が三角形や四角形やその他の多角形で形成された角柱状であってもよい。上部電極２１及び下部電極２２を角柱状とした場合、治具１に形成された挿通孔１１の形状や大きさもこれに合わせるとよい。あるいは、上部電極２１を円柱状とし、下部電極２２を角柱状とする等、上部電極２１と下部電極２２とが異なる形状や大きさであってもよい。この場合も、上部電極２１及び下部電極２２の形状や大きさに合わせて、挿通孔１１を形成することが好ましい。
【００４０】
以上の説明では、挿通孔１１が、上部開口１２と下部開口１３との間を貫通していることとしたが、貫通せずに本体部１０の一方の端面に上部電極２１及び下部電極２２を収容することができる深さの孔が形成されることとしてもよい。この場合、一方の端面から挿通孔の奥に収容された電極に接触する導電体を、本体部１０に設けておくとよい。
【００４１】
以上の説明では、本体部１０の側面に流出口１８が形成されているとしたが、流出口１８が形成されていなくてもよい。流出口１８が形成されない場合、処理用ガスＧの挿通孔１１への供給時の異音の発生を抑制するために、挿通孔１１に収容された上部電極２１及び／又は下部電極２２と、本体部１０との間に、気体を逃がす隙間が形成されるようにするとよい。この場合、以上の説明では、挿通孔１１の軸直角断面の外周が上部電極２１（及び下部電極２２）の外周と実質的に同じ大きさに形成されているとしたものを、挿通孔１１の軸直角断面の外周の一部又は全部が上部電極２１（及び下部電極２２）の外周よりも許容範囲で大きくなるようにして、気体が挿通孔１１と上部電極２１及び／又は下部電極２２との間を通って上部開口１２及び／又は下部開口１３から流出する構成としてもよい。許容範囲は、本体部１０に収容された上部電極２１に対する下部電極２２の移動を所定の範囲に制限する範囲であり、所定の範囲は、典型的には、治具１が治具としての機能を発揮できる範囲である。気体が挿通孔１１と上部電極２１及び／又は下部電極２２との間を通って上部開口１２及び／又は下部開口１３から流出する構成とした場合、挿通孔１１が、流出口１８の機能を果たすこととなる。
【符号の説明】
【００４２】
１    治具
１０  本体部
１０ａ  上面
１０ｂ  下面
１１  挿通孔
１５  処理用ガス供給部
１８  流出口
２１  上部電極
２２  下部電極
３５  電源
１００  溶接装置
Ｇ    処理用ガス
Ｓ    ステム
Ｃ    キャップ
Ｄ    デバイス
Ｔ    接触部
【図１】
2017136620.tif 000003
【図２】
2017136620.tif 000004
【図３】
2017136620.tif 000005
【図４】
2017136620.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月21日(2017.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接合対象部材を保持する第１の電極と、第２の接合対象部材を保持する第２の電極とを、前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とを接触させた状態で前記第１の電極に対する前記第２の電極の移動を所定の範囲に制限するように収容する治具であって；
電気絶縁性の材料で筒状に形成され、前記筒状の端面に前記第１の電極及び前記第２の電極を出し入れ可能な挿通孔が形成された本体部と；
前記筒状の側部に設けられ、前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とが接触した接触部に処理用ガスを供給する処理用ガス供給部とを備える；
治具。
【請求項２】
前記本体部が透明な樹脂で形成された；
請求項１に記載の治具。
【請求項３】
前記本体部は、前記筒状の軸線に直交する断面における前記挿通孔の大きさ及び形状が、前記第１の電極及び前記第２の電極の外周と実質的に同じに形成された；
請求項１又は請求項２に記載の治具。
【請求項４】
前記本体部は、前記接触部まわりの流体を前記本体部の外に流出させる流出口が、前記筒状の側部に形成された；
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の治具。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の治具と；
前記第１の接合対象部材を保持する前記第１の電極と；
前記第２の接合対象部材を保持する前記第２の電極と；
前記第１の電極及び前記第２の電極に電圧を印加する電源とを備える；
溶接装置。
【請求項６】
前記第１の電極と接触する第１のステージと；
前記第２の電極と接触する第２のステージであって、前記治具内に収容された前記第１の電極及び前記第２の電極を前記第１のステージとの間に挟む位置に配置された第２のステージと；
前記第１のステージと前記第２のステージとの間隔を調節する駆動装置とを備え；
前記電源は、前記第１のステージ及び前記第２のステージと電気的に接続されている；
請求項５に記載の溶接装置。
【請求項７】
第１の接合対象部材を第１の電極で保持する第１の保持工程と；
第２の接合対象部材を第２の電極で保持する第２の保持工程と；
前記第１の電極で保持された前記第１の接合対象部材と前記第２の電極で保持された前記第２の接合対象部材とを接触させた状態で、前記第１の電極及び前記第２の電極を、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の治具の前記挿通孔に収容する収容工程と；
前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とが接触した接触部に処理用ガスを供給する処理用ガス供給工程と；
前記処理用ガスが供給されている際に前記第１の電極及び前記第２の電極に電流を通して溶接して前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とが接合した接合部材を製造する溶接工程とを備える；
接合部材の製造方法。
【請求項８】
請求項５又は請求項６に記載の溶接装置を用いて接合部材を製造する方法であって；
前記第１の接合対象部材を前記第１の電極で保持する第１の保持工程と；
前記第２の接合対象部材を前記第２の電極で保持する第２の保持工程と；
前記第１の電極で保持された前記第１の接合対象部材と前記第２の電極で保持された前記第２の接合対象部材とを接触させた状態で、前記第１の電極及び前記第２の電極を前記治具の前記挿通孔に収容する収容工程と；
前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とが接触した接触部に処理用ガスを供給する処理用ガス供給工程と；
前記処理用ガスが供給されている際に前記接触部を加圧しつつ前記電源を投入して前記接触部を溶接して前記第１の接合対象部材と前記第２の接合対象部材とが接合した接合部材を製造する溶接工程とを備える；
接合部材の製造方法。