(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλ／２の長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、
前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材でなり、
前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第３の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有すること
を特徴とするボンディングヘッド。
【請求項２】
超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλ／２の長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の一端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端であって該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向における３λ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、
前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材でなり、
前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第１の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有し、
前記第３の振動伝達部は、前記第２の振動伝達部の長さを越える長さとなるようにしたことを特徴とするボンディングヘッド。
【請求項３】
超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλの長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の一端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端であって該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、
前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材でなり、
前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第１の振動伝達部における前記第２の振動伝達部側の超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有すること
を特徴とするボンディングヘッド。
【請求項４】
超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλの長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、
前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材と、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間の超音波振動の節の位置に設けられた第３の支持部材とでなり、前記第３の支持部材を前記第１の支持部材及び第２の支持部材に対して各々前記進行方向におけるλ／２の距離を隔てて設け、
前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第３の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有すること
を特徴とするボンディングヘッド。
【請求項５】
超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向における３λ／２の長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、
前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材でなり、
前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第１の振動伝達部における前記第３の振動伝達部側の超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有すること
を特徴とするボンディングヘッド。
【請求項６】
超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向における３λ／２の長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向における３λ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、
前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材でなり、
前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第１の振動伝達部における中央に位置する超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有すること
を特徴とするボンディングヘッド。
【請求項７】
前記押圧部材は、前記接合対象物を吸引して吸着する吸着口を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか１記載のボンディングヘッド。
【請求項８】
超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドを保持し前記ボンディングヘッドと前記接合対象物とを互いに圧接して押圧力を付与する圧接機構とを有し、
前記ボンディングヘッドは、請求項１乃至請求項７のうちいずれか１記載のボンディングヘッドであること
を特徴とするボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属や合成樹脂等の接合対象物と被接合物材とを超音波振動により接合する超音波溶接装置としては、例えば、実公昭４０−３６３１号公報に開示されている。この超音波溶接装置は、両端に設けられた振動子と、この振動子に結合された２つの超音波ホーンと、２つの超音波ホーンに挟まれて結合された１つの超音波溶接用つづみ型チップと、この溶接用チップに一体に取り付けられた支持具などを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の超音波溶接装置は、２つの超音波ホーンを支持体がそれぞれ支持するので安定はしているものの、振動子、超音波ホーン、超音波溶接用つづみ型チップなどの個々の構成部品が多く、また、一体に加工することができないので作業工数も多くなり、また、装置全体が大型化してしまうため小型化を図ることが望まれている。
【０００４】
そこで、本発明によるボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置は、従来の超音波溶接装置に数々の改良を試みてなされたものであって、接合対象物に対して超音波振動を高効率で伝達可能な振動伝達部材を２箇所以上の支持位置で設定して高荷重の場合でも安定して振動伝達がなされ、しかも、接合対象物と被接合部材との接合が確実で装置全体の小型化が可能なボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλ／２の長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材でなり、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第３の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有するものである。
【０００７】
また、本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλ／２の長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の一端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端であって該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向における３λ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材でなり、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第１の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有し、前記第３の振動伝達部は、前記第２の振動伝達部の長さを越える長さとなるようにしたものである。
【０００８】
また、本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλの長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の一端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端であって該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材でなり、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第１の振動伝達部における前記第２の振動伝達部側の超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有するものである。
【０００９】
また、本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλの長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材と、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間の超音波振動の節の位置に設けられた第３の支持部材とでなり、前記第３の支持部材を前記第１の支持部材及び第２の支持部材に対して各々前記進行方向におけるλ／２の距離を隔てて設け、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第３の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有するものである。
【００１１】
また、本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向における３λ／２の長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材でなり、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第１の振動伝達部における前記第３の振動伝達部側の超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有するものである。
【００１２】
また、本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の１波長をλとして超音波振動の進行方向における３λ／２の長さを有する第１の振動伝達部と、該第１の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向における３λ／４の長さを有する第２の振動伝達部と、該第１の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第１の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材でなり、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第１の振動伝達部における中央に位置する超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有するものである。
【００１６】
また、前記押圧部材は、前記接合対象物を吸引して吸着する吸着口を有するものである。
【００１８】
また、本発明によるボンディング装置は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドを保持し前記ボンディングヘッドと前記接合対象物とを互いに圧接して押圧力を付与する圧接機構とを有するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置の実施の形態について、図１乃至図１３を参照して説明する。
【００２０】
本発明の第１の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図１（ａ）、（ｂ）及び図２（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第１の実施の形態を示す正面図、図１（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図、図２（ａ）は、図１（ａ）に示すボンディングヘッドが備える押圧部材を示す斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す押圧部材を前面から見た側面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示す押圧部材を後面から見た側面図である。
【００２１】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ボンディングヘッド１０ａは、所定の周波数の超音波振動を発生する１つの振動子２と、振動子２と結合されて、この振動子２が発生する超音波振動を接合対象物２２（図１３に図示）に伝達する振動伝達部材１と、振動伝達部材１を２ヶ所支持固定する支持部材３（第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂ）と、接合対象物２２（図１３に図示）を押圧して振動子２からの超音波振動を印加し、接合対象物２２と被接合部材２３（図１３に図示）との接合を行う押圧部材４とを有する。
【００２２】
図１及び図１３に示すように、振動子２は、例えばＰＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧電）素子等からなり、ケーブル１４を介して発振器１８から所定の周波数の電圧が印加されて超音波振動を発生する。また、振動子２の超音波振動の進行方向ｕにおける全長は、超音波振動の１波長λに対してλ／２で設定されている。なお、ボンディングヘッド１０ａは、広義には発振器１８及びケーブル１４をその構成に含むものとして説明する。また、発振器１８から印加される電圧の周波数は、６０ｋＨｚに設定されており、通常２０ｋＨｚ程度の周波数が使用されるこの種のボンディング装置において高い周波数になっている。
【００２３】
振動伝達部材１は、ジュラルミン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム等の金属からなり、中実で長手状に形成され、断面形状が円形である。
【００２４】
振動伝達部材１の全長は、振動子２が発生する超音波振動の進行方向ｕの共振長、すなわち超音波振動の半波長（λ／２）の整数倍に設定されている。本実施の形態では、振動伝達部材１は、全長がλ／２の２倍、すなわちλに設定され、振動伝達部材１全体が小型化されている。なお、振動伝達部材１の形状は、超音波の振動方向ｕにおける全長を共振長である超音波振動の半波長（λ／２）の整数倍の長さに設定すれば、断面形状については矩形状や三角形状等、種々の形状に形成可能である。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、支持部材３により振動伝達部材１は、超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／２の長さの位置で支持される第１の振動伝達部１ａと、第１の振動伝達部１ａと振動子２との間に結合されて超音波振動の進行方向ｕにおける長さがλ／４である第２の振動伝達部１ｂと、第１の振動伝達部１ａの他端、すなわち振動子２と対向する側の端部に結合されて超音波振動の進行方向ｕにおける長さがλ／４である第３の振動伝達部１ｃとを有し、全体が一体に形成され、振動子２が発生する超音波振動に共振可能である。
【００２６】
図１３にも示すように、支持部材３は、固定部材１９を介して振動伝達部材１を圧接機構１５に対して支持固定する部材であり、ジュラルミン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム等の金属で形成されている。また、支持部材３は、第１の振動伝達部１ａの両端を支持する状態に複数、すなわち、第１の実施の形態では２ヶ所に設けられており、第１の振動伝達部１ａと第２の振動伝達部１ｂとの境界部近傍に設けられた第１の支持部材３ａと、第１の振動伝達部１ａと第３の振動伝達部１ｃとの境界部近傍に設けられた第２の支持部材３ｂとからなる。図１（ｂ）に示すように、第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂは、振動子２が発生する超音波振動の振幅が０となる節の位置、いわゆるノーダル・ポイントに設けられており、振動伝達部材１が伝達する超音波振動の伝播に影響を及ぼさない。
【００２７】
押圧部材４は、略直方体状に形成され、超硬、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン等の金属でなり、図１３に示すように、接合対象物２２と対向する位置に設けられており、振動伝達部材１の外部から突出して垂下状に設けられている。押圧部材４は、第１の振動伝達部１ａにおける振動子２が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大（又は最小）になる位置に設けられ、接合対象物２２に当接して押圧可能で、超音波振動を高効率で印加する。
【００２８】
また、図２（ａ）乃至（ｃ）に示すように、押圧部材４は、接合対象物２２に当接する下面側に形成され接合対象物２２を吸引して吸着する吸着口４ａと、押圧部材４の一側面（この場合、前面）上に開口する吸引口４ｃと、吸着口４ａ及び吸引口４ｃを連通するダクト４ｂとを有し、吸引機構（図示せず）により吸引口４ｃから吸引すれば接合対象物２２を押圧部材４の下面に対して吸引しながら押圧することが可能であり、接合対象物２２の位置ずれを防止して接合対象物２２と被接合部材２３との接合を高精度に行うことができる。
【００２９】
また、押圧部材４は、接合対象物２２を加熱する加熱機構を有する。加熱機構は、押圧部材４の側面上に設けられた複数のヒータ（シートヒータ）５からなる。本実施の形態では、ヒータ（シートヒータ）５は、押圧部材４の前面及び後面に互いに対向して設けられており、一対の電極５ａから給電されて発熱する。なお、押圧部材４の前面側に設けられたヒータ（シートヒータ）５には、切り欠き５ｂが形成されており、吸引口４ｃを避けて取り付けられている。
【００３０】
押圧部材４をヒータ（シートヒータ）５により加熱した状態で接合対象物２２に当接させることにより、接合対象物２２を加熱して軟化させることが可能であり、接合対象物２２と被接合部材２３との接合効率を向上することができる。
【００３１】
なお、第１の振動伝達部１ａ、第２の振動伝達部１ｂ、第３の振動伝達部１ｃ、第１の支持部材３ａ、第２の支持部材３ｂ及び押圧部材４は、各々別体として形成したものを溶接、螺子及び接着剤等により互いに結合して一体化してもよく、各部材の一部又は全てを一体の部材として形成する構成としてもよい。
【００３２】
本発明による第１の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ａは、以下のような効果を奏する。
【００３３】
▲１▼振動伝達部材１の超音波振動の進行方向ｕにおける全長がλに設定されており、全体が小型化されている。
【００３４】
▲２▼振動伝達部材１を支持固定する支持部材３及び押圧部材４は、振動伝達部材１の全長（λ）の範囲内に配置され、押圧部材４は、互いにλ／２の距離を隔てて設けられた第１の支持部材３ａと第２の支持部材３ｂとの間に位置しているため、接合対象物２２に付与する押圧力が均一化される。また、振動伝達部材１に高荷重が付加された場合であっても、振動伝達部材１のたわみや変形が抑止可能で超音波振動を高効率で印加することができる。
【００３５】
▲３▼第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂは、超音波振動の伝播に影響を及ぼさないノーダル・ポイントに設けられ、それぞれ振動伝達部材１の両端から均等な距離（λ／４）を隔てた位置に設けられ、一方の側に振動子２が設けられているものの、振動伝達部材１が片持支持とならないのでバランスよく保持され、接合対象物２２への押圧力を均一にすることができる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第２の実施の形態を示す正面図、図３（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。なお、本発明による第２の実施の形態乃至第１１の実施の形態は、第１の実施の形態と構成及び機能が同一である点については詳細な説明を省略し、以下の説明では相違点を中心に説明する。また、図３乃至図１３に示す本発明による第２の実施の形態乃至第１１の実施の形態において、図１（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施の形態としてのボンディングヘッドと同一の構成又は機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００３７】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、本発明による第２の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ｂは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すボンディングヘッド１０ａと押圧部材４を設ける位置のみが異なるものであり、他の部分については同一になっている。
【００３８】
ボンディングヘッド１０ｂは、第３の振動伝達部１ｃにおける振動子２が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大（又は最小）になる位置に押圧部材４が設けられ、接合対象物２２（図１３に図示）に当接して押圧可能である。
【００３９】
本発明による第２の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ｂにおいても、第１の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ａと同一の作用効果を得ることができる。
【００４０】
すなわち、
▲１▼振動伝達部材１の超音波振動の進行方向ｕにおける全長がλに設定されており、全体が小型である。
【００４１】
▲２▼振動伝達部材１を支持固定する支持部材３及び押圧部材４は、振動伝達部材１の全長（λ）の範囲内に配置され、押圧部材４は、互いにλ／２の距離を隔てて設けられた第１の支持部材３ａと第２の支持部材３ｂのうち、第２の支持部材３ｂとλ／４の距離を隔てて配置されているため、接合対象物２２に付与する押圧力が均一化される。また、振動伝達部材１に高荷重が付加された場合であっても、振動伝達部材１のたわみや変形が抑止可能で超音波振動を高効率で印加することができる。
【００４２】
▲３▼第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂは、超音波振動の伝播に影響を及ぼさないノーダル・ポイントに設けられ、それぞれ振動伝達部材１の両端から均等な距離（λ／４）を隔てた位置に設けられ、一方の側に振動子２が設けられているものの、振動伝達部材１が片持支持とならないのでバランスよく保持され、接合対象物２２への押圧力を均一にすることができる。
【００４３】
次に、本発明の第３の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して説明する。図４（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第３の実施の形態を示す正面図、図４（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【００４４】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、本発明による第３の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ｃは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すボンディングヘッド１０ａと第３の振動伝達部１ｃの振動子２が発生する超音波振動の進行方向ｕにおける長さ及び振動子２を設ける位置が異なるものであり、他の部分は同一である。
【００４５】
ボンディングヘッド１０ｃの振動伝達部材１は、振動子２が発生する超音波振動の進行方向ｕにおける全長がλ／２の３倍、すなわち３λ／２に設定されている。また、振動伝達部材１は、超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／２の長さを有する第１の振動伝達部１ａと、第１の振動伝達部１ａの一端に結合され超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部１ｂと、第１の振動伝達部１ａの他端、すなわち第２の振動伝達部１ｂと対向する側の端部であって第１の振動伝達部１ａと振動子２との間に結合され、超音波振動の進行方向ｕにおける３λ／４の長さを有する第３の振動伝達部１ｃとを有する。したがって、ボンディングヘッド１０ｃは、超音波振動の進行方向ｕにおける長さを大きく設定した第３の振動伝達部１ｃ側に振動子２を設けて、加熱機構としてのヒータ（シートヒータ）５（図２（ａ）乃至（ｃ）参照）によって加熱される押圧部材４の余熱が伝播して振動子２に悪影響を与えることを防止可能なものである。
【００４６】
ボンディングヘッド１０ｃにおいても、振動伝達部材１を支持固定する支持部材３及び押圧部材４は、振動伝達部材１の全長（３λ／２）の範囲内に配置され、押圧部材４は、互いにλ／２の距離を隔てて設けられた第１の支持部材３ａと第２の支持部材３ｂとの間に配置されている。したがって、振動伝達部材１は、接合対象物２２に当接して押圧する押圧部材４の極めて近傍で圧接機構１５に対して設けられているため、第３の振動伝達部１ｃが３／４λの長さを有していても押圧部材４へのたわみなどの影響を及ぼすものではなく、確実に保持されているので、押圧部材４が接合対象物２２に付与する押圧力を均一化することが可能である。また、接合対象物２２に比較的大きな押圧力を付与しても振動伝達部材１のたわみや変形を抑止可能であり、超音波振動を高効率で印加することができる。
【００４７】
次に、本発明による第４の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して説明する。図５（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第４の実施の形態を示す正面図、図５（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【００４８】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本発明による第４の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ｄは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すボンディングヘッド１０ａと第１の振動伝達部１ａの振動子２が発生する超音波振動の進行方向ｕにおける長さ及び振動子２を設ける位置が異なるものであり、他の部分については同一である。
【００４９】
ボンディングヘッド１０ｄの振動伝達部材１は、振動子２が発生する超音波振動の進行方向ｕにおける全長がλ／２の３倍、すなわち３λ／２に設定されている。また、振動伝達部材１は、超音波振動の進行方向ｕにおけるλの長さを有する第１の振動伝達部１ａと、第１の振動伝達部１ａの一端に結合され超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部１ｂと、第１の振動伝達部１ａの他端、すなわち第２の振動伝達部１ｂと対向する側の端部であって第１の振動伝達部１ａと振動子２との間に結合され、超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部１ｃとを有する。
【００５０】
図５に示すように、振動伝達部材１を支持固定する支持部材３及び押圧部材４は、振動伝達部材１の全長（３λ／２）の範囲内に配置され、押圧部材４は、互いにλの距離を隔てて設けられた第１の支持部材３ａと第２の支持部材３ｂとの間に配置され、第１の振動伝達部１ａにおける振動子２が発生する超音波振動の腹の位置（超音波振動の振幅が最大（又は最小）になる位置）のうち、第１の支持部材３ａ側に押圧部材４が設けられており、第１の支持部材３ａとλ／４の距離を隔てて設けられている。したがって、振動伝達部材１は、接合対象物２２に当接して押圧する押圧部材４の極めて近傍で圧接機構１５に対して設けられており、押圧部材４が接合対象物２２に付与する押圧力を均一化することが可能である。また、接合対象物２２に比較的大きな押圧力を付与しても振動伝達部材１のたわみや変形を抑止して超音波振動を高効率で印加可能である。また、振動子２は、第３の振動伝達部１ｃ側に設けられ、超音波振動の進行方向ｕにおける長さを大きく設定した第１の振動伝達部１ａ上であって、第１の支持部材３ａ側に設けられた押圧部材４との距離が大であることから、加熱機構としてのヒータ（シートヒータ）５（図２（ａ）乃至（ｃ）参照）によって加熱される押圧部材４の余熱が伝播して振動子２に悪影響を与えることを防止することができる。
【００５１】
次に、本発明による第５の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して説明する。図６（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第５の実施の形態を示す正面図、図６（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【００５２】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、本発明による第５の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ｅは、振動子２が発生する超音波振動の進行方向ｕにおける全長がλ／２の３倍、すなわち３λ／２に設定された振動伝達部材１を有する。また、振動伝達部材１は、超音波振動の進行方向ｕにおけるλの長さを有する第１の振動伝達部１ａと、第１の振動伝達部１ａと振動子２との間に結合され、超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部１ｂと、第１の振動伝達部１ａの他端、すなわち振動子２と対向する側の端部に結合され超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部１ｃとを有する。
【００５３】
また、図６に示すように、支持部材３は、第１乃至第３の支持部材３ａ〜３ｃを有しており、高荷重のものであってもたわみ等を生ずることがなく、安定して確実に保持することができるものである。この支持部材３は、図５に示す第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂとの間でλ／２の位置に第３の支持部材３ｃを設けたものである。したがって、振動伝達材１は、全長（３λ／２）の範囲内に設けられた第１の支持部材３ａ乃至第３の支持部材３ｃによって３点で堅固に支持固定が可能である。第１の支持部材３ａ、第２の支持部材３ｂ及び第３の支持部材３ｃは、それぞれ振動子２が発生する超音波振動の振幅が０となる節の位置、いわゆるノーダル・ポイントに設けられており、振動伝達部材１が伝達する超音波振動を減衰させることがない。
【００５４】
押圧部材４は、第３の振動伝達部１ｃにおける振動子２が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大（又は最小）になる位置に固着され、接合対象物２２（図１３に図示）に当接して押圧可能になっている。したがって、ボンディングヘッド１０ｅは、振動伝達部材１の先端部（振動子２と対向する側の端部）に押圧部材４が配置されて加熱機構としてのヒータ（シートヒータ）５（図２（ａ）乃至（ｃ）参照）によって加熱される押圧部材４の余熱が伝播して振動子２に悪影響を与えることを防止可能である。
【００５５】
また、振動伝達部材１は、第１の支持部材３ａ乃至第３の支持部材３ｃによって堅固に支持固定されることから、接合対象物２２に比較的大きな押圧力が付与された場合でも振動伝達部材１のたわみや変形を抑止する効果が高く、超音波振動をより安定な状態で印加することができる。
【００５６】
次に、本発明による第６の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して説明する。図７（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第６の実施の形態を示す正面図、図７（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【００５７】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、本発明による第６の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ｆは、発生する超音波振動の進行方向ｕにおける全長がλ／２に設定された振動子２と、この超音波振動の進行方向ｕにおける全長がλ／２の３倍、すなわち３λ／２に設定された振動伝達部材１とを有する。また、振動伝達部材１は、超音波振動の進行方向ｕにおける５λ／４の長さを有する第１の振動伝達部１ａと、第１の振動伝達部１ａの振動子２と対向する側の端部に結合され超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部１ｄとを有し、振動子２は、振動伝達部材１（第１の振動伝達部１ａ）の一端に結合されている。
【００５８】
また、振動伝達部材１を支持固定する支持部材３は、振動子２を支持する状態に設けられた第１の支持部材３ａと、第１の振動伝達部１ａの振動子２と対向する側の端部を支持する状態、すなわち第１の振動伝達部１ａと第２の振動伝達部１ｄとの境界部近傍に設けられた第２の支持部材３ｂとからなる。第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂは、それぞれ振動子２が発生する超音波振動の振幅が０となる節の位置、いわゆるノーダル・ポイントに固着されており、振動子２の後端部及び振動伝達部材１（第２の振動伝達部１ｄ）の先端部から各々均等な距離（λ／４）を隔てた位置に設けられている。
【００５９】
また、押圧部材４は、第１の振動伝達部１ａにおける振動子２が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大（又は最小）になる位置に設けられ、接合対象物２２（図１３に図示）に当接して押圧可能である。また、押圧部材４は、第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂから各々均等な距離（３λ／４）を隔てた位置に設けられている。
【００６０】
したがって、ボンディングヘッド１０ｆは、第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂによって、振動伝達部材１及び振動子２を含めた全長が均一に保持され、この全長の中央部に配置された押圧部材４によって接合対象物２２（図１３に図示）を均一に押圧することができる。
【００６１】
次に、本発明による第７の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図８（ａ）及び図８（ｂ）を参照して説明する。図８（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第７の実施の形態を示す正面図、図８（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【００６２】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、本発明による第７の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ｇは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すボンディングヘッド１０ａと第１の振動伝達部１ａの振動子２が発生する超音波振動の進行方向ｕにおける長さが異なるものであり、他の部分は同一である。この第７の実施の形態は、振動伝達部材１の全長を２λとしているのでボンディングヘッド１０ｇが大型化するけれども、加熱機構としてのヒータ（シートヒータ）５（図２（ａ）乃至（ｃ）参照）によって加熱される押圧部材４の余熱が伝播して振動子２に悪影響を与えることを防止可能なものである。
【００６３】
ボンディングヘッド１０ｇの振動伝達部材１は、振動子２が発生する超音波振動の進行方向ｕにおける全長がλ／２の４倍、すなわち２λに設定されている。また、振動伝達部材１は、超音波振動の進行方向ｕにおける３λ／２の長さを有する第１の振動伝達部１ａと、第１の振動伝達部１ａと振動子２との間に結合され、超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部１ｂと、第１の振動伝達部１ａの他端、すなわち振動子２と対向する側の端部に結合され超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部１ｃとを有する。したがって、ボンディングヘッド１０ｇは、第１の振動伝達部１ａの超音波振動の進行方向ｕにおける長さを大きく設定することにより、加熱機構としてのヒータ（シートヒータ）５（図２（ａ）乃至（ｃ）参照）により加熱される押圧部材４の余熱が振動子２に悪影響を与えることを防止可能である。
【００６４】
ボンディングヘッド１０ｇにおいては、振動伝達部材１を支持固定する支持部材３及び押圧部材４は、振動伝達部材１の全長（２λ）の範囲内に配置され、押圧部材４は、互いに３λ／２の距離を隔てて設けられた第１の支持部材３ａと第２の支持部材３ｂとの間に配置されている。また、押圧部材４は、第１の振動伝達部１ａにおける振動子２が発生する超音波振動の腹の位置（超音波振動の振幅が最大（又は最小）になる位置）のうち、第２の支持部材３ｂ（又は第１の支持部材３ａ）側に設けられており、第２の支持部材３ｂ（又は第１の支持部材３ａ）とλ／４の距離を隔てて設けられている。したがって、振動伝達部材１は、接合対象物２２に当接して押圧する押圧部材４の極めて近傍で圧接機構１５に対して固着されており、振動伝達部材１を長尺に形成しても押圧部材４が接合対象物２２に付与する押圧力を均一化することが可能である。また、接合対象物２２に比較的大きな押圧力を付与しても振動伝達部材１のたわみや変形を抑止して超音波振動を高効率で印加することができる。
【００６５】
次に、本発明による第８の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して説明する。図９（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第８の実施の形態を示す正面図、図９（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【００６６】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、本発明による第８の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ｈは、第７の実施の形態に示す振動伝達部材１の第２の振動伝達部１ｂの長さを３／４λとし、また、押圧部材４の位置を変えたものである。
【００６７】
ボンディングヘッド１０ｈの振動伝達部材１は、振動子２が発生する超音波振動の進行方向ｕにおける全長がλ／２の５倍、すなわち５λ／２に設定されている。また、振動伝達部材１は、超音波振動の進行方向ｕにおける３λ／２の長さを有する第１の振動伝達部１ａと、第１の振動伝達部１ａと振動子２との間に結合され、超音波振動の進行方向ｕにおける３λ／４の長さを有する第２の振動伝達部１ｂと、第１の振動伝達部１ａの他端、すなわち振動子２と対向する側の端部に結合され超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部１ｃとを有する。したがって、ボンディングヘッド１０ｈは、第１の振動伝達部１ａ、第２の振動伝達部１ｂの超音波振動の進行方向ｕにおける長さを大きく設定することにより、加熱機構としてのヒータ（シートヒータ）５（図２（ａ）乃至（ｃ）参照）によって加熱される押圧部材４の余熱が伝播して振動子２に悪影響を与えることを防止可能である。
【００６８】
ボンディングヘッド１０ｈにおいては、振動伝達部材１を支持固定する支持部材３及び押圧部材４は、振動伝達部材１の全長（５λ／２）の範囲内に配置され、押圧部材４は、互いに３λ／２の距離を隔てて設けられた第１の支持部材３ａと第２の支持部材３ｂとの間に配置されている。また、押圧部材４は、第１の振動伝達部１ａにおける振動子２が発生する超音波振動の腹の位置（超音波振動の振幅が最大（又は最小）になる位置）に設けられており、第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂから各々均等な距離（３λ／４）を隔てた位置に設けられている。
【００６９】
したがって、ボンディングヘッド１０ｈは、振動伝達部材１が長尺であっても、第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂの中央部に配置された押圧部材４によって接合対象物２２（図１３に図示）を均一に押圧することができる。
【００７０】
次に、本発明による第９の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を参照して説明する。図１０（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第９の実施の形態を示す正面図、図１０（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【００７１】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、本発明による第９の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ｉは、振動子２が発生する超音波振動の進行方向ｕにおける全長がλ／２の４倍、すなわち２λに設定された振動伝達部材１を有する。また、振動伝達部材１は、超音波振動の進行方向ｕにおける３λ／２の長さを有する第１の振動伝達部１ａと、第１の振動伝達部１ａと振動子２との間に結合され、超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／４の長さを有する第２の振動伝達部１ｂと、第１の振動伝達部１ａの他端、すなわち振動子２と対向する側の端部に結合され超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／４の長さを有する第３の振動伝達部１ｃとを有する。
【００７２】
また、振動伝達部材１を支持固定する支持部材３は、第１の振動伝達部１ａの両端を支持する状態で複数設けられており、第１の振動伝達部１ａと第２の振動伝達部１ｂとの境界部近傍に設けられた第１の支持部材３ａと、第１の振動伝達部１ａと第３の振動伝達部１ｃとの境界部近傍に設けられた第２の支持部材３ｂとからなる。したがって、第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂは、振動伝達部材１の全長（２λ）の範囲内に配置され、互いに３λ／２の距離を隔てて設けられている。また、図９（ｂ）に示すように、第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂは、振動子２が発生する超音波振動の振幅が０となる節の位置、いわゆるノーダル・ポイントに固着されており、振動伝達部材１が伝達する超音波振動を減衰させることがない。
【００７３】
押圧部材４は、第１の振動伝達部１ａにおける振動子２が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大（又は最小）になる位置に設けられ、接合対象物２２（図１３に図示）に当接して押圧可能である。したがって、押圧部材４は、第１の支持部材３ａと第２の支持部材３ｂとの間に設けられており、本実施の形態では、第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂから各々均等な距離（３λ／４）を隔てた位置に設けられている。
【００７４】
また、第１の振動伝達部１ａには、第２の振動伝達部１ｂ側から押圧部材４に向けて傾斜し、絞り込まれた第１の絞り込み部１１ａと、第３の振動伝達部１ｃ側から押圧部材４に向けて傾斜し、絞り込まれた第２の絞り込み部１１ｂが形成されている。第１の絞り込み部１１ａ及び第２の絞り込み部１１ｂは、振動子２が発生する超音波振動を押圧部材４に向けて収束するものであり、超音波振動が進行方向ｕに沿って進行しながら第１の絞り込み部１１ａ及び第２の絞り込み部１１ｂで反射を繰り返して収束され、押圧部材４から接合対象物２２（図１３に図示）に対して強力な超音波振動を印加することができる。
【００７５】
したがって、ボンディングヘッド１０ｉは、振動伝達部材１が長尺であっても、振動伝達部材１を均等に支持固定することが可能であり、第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂの中央部に配置された押圧部材４によって接合対象物２２（図１３に図示）を均一に押圧した状態において、収束された強力な超音波振動を印加することができる。
【００７６】
次に、本発明の第１０の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図１１（ａ）、（ｂ）及び図１２（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明する。図１１（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第１０の実施の形態を示す正面図、図１１（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図、図１２（ａ）は、図１１（ａ）に示すボンディングヘッドの平面図、図１２（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ及びＣ−Ｃ断面図、図１２（ｃ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００７７】
図１１（ａ）、（ｂ）及び図１２（ａ）乃至（ｃ）に示すように、本発明による第１０の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ｊは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すボンディングヘッド１０ａと振動伝達部材１の形状のみが異なるものであり、他の部分については同一になっている。
【００７８】
ボンディングヘッド１０ｊの振動伝達部材１は、全体が四角柱状に形成されており、振動子２が発生する超音波振動の進行方向ｕにおける全長がλ／２の２倍、すなわちλに設定されている。また、振動伝達部材１は、超音波振動の進行方向ｕにおけるλ／２の長さを有する第１の振動伝達部１ａと、第１の振動伝達部１ａと振動子２との間に結合されて超音波振動の進行方向ｕにおける長さがλ／４である第２の振動伝達部１ｂと、第１の振動伝達部１ａの他端、すなわち振動子２と対向する側の端部に結合されて超音波振動の進行方向ｕにおける長さがλ／４である第３の振動伝達部１ｃとを有し、第１の振動伝達部１ａにおける振動子２が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大（又は最小）になる位置に押圧部材４を有する。
【００７９】
図１２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１の振動伝達部１ａの超音波振動の進行方向ｕに垂直な方向における断面積は、第２の振動伝達部１ｂ及び第３の振動伝達部１ｃの超音波振動の進行方向ｕに垂直な方向における断面積より小に設定されており、振動子２が発生する超音波振動の振幅は、薄肉に形成された第１の振動伝達部１ａによって増幅され、押圧部材４から接合対象物２２（図１３に図示）に対して強力な超音波振動を印加することができる。
【００８０】
また、第１の振動伝達部１ａの接合対象物２２を押圧する方向Ｐにおける大きさｌは、第２の振動伝達部１ｂ及び第３の振動伝達部１ｃの前記押圧する方向Ｐにおける大きさｌに等しく、第１の振動伝達部１ａの接合対象物２２に対して平行な方向における大きさｍ’は、第２の振動伝達部１ｂ及び第３の振動伝達部１ｃの接合対象物２２に対して平行な方向における大きさｍより小に設定されている。したがって、第１の振動伝達部１ａを第２の振動伝達部１ｂ及び第３の振動伝達部１ｃに対して薄肉に形成しても、第１の振動伝達部１ａの接合対象物２２と対向する位置、すなわち第１の振動伝達部１ａの下面側に垂下状に突出して設けられた押圧部材４は、第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂより内側に埋没せず、接合対象物２２に対して十分に当接することができる。
【００８１】
なお、第１の振動伝達部１ａの超音波振動の進行方向ｕに垂直な方向における断面積を第２の振動伝達部１ｂ及び第３の振動伝達部１ｃの断面積より小に設定すれば、第１の振動伝達部１ａ、第２の振動伝達部１ｂ及び第３の振動伝達部１ｃの形状については任意に設定可能であり、第１の振動伝達部１ａのみを四角柱状に形成し、第２の振動伝達部１ｂ及び第３の振動伝達部１ｃについては円柱状であってもよい。
【００８２】
ボンディングヘッド１０ｊにおいても、振動伝達部材１を支持固定する支持部材３及び押圧部材４は、振動伝達部材１の全長（λ）の範囲内に配置され、押圧部材４は、互いにλ／２の距離を隔てて設けられた第１の支持部材３ａと第２の支持部材３ｂとの間に位置しているため、接合対象物２２に付与する押圧力が均一化される。また、振動伝達部材１に高荷重が付加された場合であっても、振動伝達部材１のたわみや変形が抑止可能で超音波振動を高効率で印加することができる。
【００８３】
次に、本発明による第１１の実施の形態としてのボンディング装置について、図１３を参照して説明する。図１３は、本発明による第１１の実施の形態としてのボンディング装置を示す模式図である。なお、本発明による第１１の実施の形態としてのボンディング装置が備えるボンディングヘッドは、本発明による第１の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ａ乃至第１０の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ｊのうち、いずれか１を使用可能であるが、以下の説明では、第１の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ａを備えたボンディング装置について説明する。
【００８４】
図１３に示すように、ボンディング装置２０は、接合対象物２２及びこの接対象物２２が接合される被接合部材２３が載置される載置台としての位置決めテーブル１６と、接合対象物２２に超音波振動を印加して接合対象物２２と被接合部材２３とを接合するボンディングヘッド１０ａと、ボンディングヘッド１０ａを保持し、このボンディングヘッド１０ａと接合対象物２２とを互いに圧接して押圧力を付与する圧接機構１５と、位置決めテーブル１６、圧接機構１５及びボンディングヘッド１０ａが備える発振器１８を制御する制御部１７とを有する。
【００８５】
載置台としての位置決めテーブル１６は、テーブル上に載置される接合対象物２２及び被接合部材２３を所定の位置に位置決め可能であり、制御部１７からの制御信号に基づいて矢印ｘ方向及びｙ方向（図１３の紙面に垂直な方向）に移動自在である。接合対象物２２及び被接合部材２３としては、ＩＣチップ等の電子部品と基板、金属や合成樹脂製の板状部材同士等が好適である。
【００８６】
圧接機構１５は、モータ等を有しボンディングヘッド１０ａを矢印ｚ方向に移動して位置決めする駆動部１５ａと、モータ、エアシリンダ及び油圧シリンダ等からなり、ロッド１５ｃの突出量を可変してボンディングヘッド１０ａによる接合対象物２２の押圧力を加減する荷重機構部１５ｂ等からなり、ロッド１５ｃの先端部に固定部材１９を介してボンディングヘッド１０ａが支持固定されている。また、ボンディングヘッド１０ａは、振動子２が発生する超音波振動の節の位置（ノーダル・ポイント）に設けられた第１の支持部材３ａ及び第２の支持部材３ｂにより固定部材１９を介して圧接機構１５に固定されている。なお、駆動部１５ａの移動量及び荷重機構部１５ｂによるロッド１５ｃの突出量は、制御部１７からの制御信号に基づいて動作制御されている。
【００８７】
制御部１７は、マイクロコンピュータ等からなり、あらかじめ設定された情報や各種センサ（図示せず）からの情報に基づいて、位置決めテーブル１６、駆動部１５ａ、荷重機構１５ｂ及び発振器１８等の動作制御を行う。
【００８８】
次に、上記の構成からなるボンディング装置２０の動作について説明する。ボンディング装置２０は、以下の▲１▼〜▲４▼のように動作する。
【００８９】
▲１▼載置台としての位置決めテーブル１６上に接合対象物２２及び被接合部材２３が載置されると、制御部１７は、位置決めテーブル１６を矢印ｘ方向及びｙ方向（図１３における紙面に垂直な方向）に移動して、接合対象物２２及び被接合部材２３を所定の位置に位置決めする。
【００９０】
▲２▼この状態で、駆動部１５ａが動作してロッド１５ｃの先端部に固着されたボンディングヘッド１０ａが矢印ｚ方向に下降して所定の高さに位置決めされる。続いて荷重機構部１５ｂが動作し、ボンディングヘッド１０ａの押圧部材４が接合対象物２２に当接して一定の圧力で押圧すると同時に、発振器１８が動作して超音波振動が印加されて接合対象物２２と被接合部材２３との接合が行われる。この駆動部１５ａ、荷重機構部１５ｂ及び発振器１８の動作制御は、制御部１７の制御信号に基づいて行われる。
【００９１】
▲３▼駆動部１５ａが再び動作して、ボンディングヘッド１０ａが矢印ｚ方向に上昇し、続いて載置台としての位置決めテーブル１６が動作して接合対象物２２及び被接合部材２３を次の接合位置に位置決めし、▲２▼の動作を繰り返し行う。
【００９２】
▲４▼接合対象物２２と被接合部材２３との接合が全て完了すると、駆動部１５ａが動作して、ボンディングヘッド１０ａが矢印ｚ方向に上昇し、接合対象物２２及び被接合部材２３が外部に取り出される。
【００９３】
このとき、ボンディング装置２０は、本発明による第１の実施の形態としてのボンディングヘッド１０ａを備えていることから、振動伝達部材１が押圧部材４の極めて近傍で圧接機構１５に対して設けられており、押圧部材４が接合対象物２２に付与する押圧力を均一化することが可能であり、接合対象物２２に比較的大きな押圧力を付与しても振動伝達部材１のたわみや変形を抑止して超音波振動を高効率で印加することができる。また、振動伝達部材１は、小型化されていることから、ボンディング装置２０全体の小型化を達成することができる。
【００９４】
なお、本発明は、各実施の形態の構成に限らず、第１の実施の形態乃至第１１の実施の形態に記載の構成を適宜組み合わせたものであってもよい。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置によれば、接合対象物に対して超音波振動を高効率で伝達可能な振動伝達部材の支持位置が具体的に設定され、接合対象物と被接合部材との接合を確実に行い、装置全体の小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第１の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図２】（ａ）は、図１（ａ）に示すボンディングヘッドが備える押圧部材を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示す押圧部材を前面から見た側面図、（ｃ）は、（ａ）に示す押圧部材を後面から見た側面図である。
【図３】（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第２の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図４】（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第３の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図５】（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第４の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図６】（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第５の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図７】（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第６の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図８】（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第７の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図９】（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第８の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図１０】（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第９の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図１１】（ａ）は、本発明によるボンディングヘッドの第１０の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図１２】（ａ）は、図１１（ａ）に示すボンディングヘッドの平面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ及びＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図１３】本発明による第１１の実施の形態としてのボンディング装置を示す図である。
【符号の説明】
１                  振動伝達部材
１ａ                第１の振動伝達部
１ｂ                第２の振動伝達部
１ｃ                第３の振動伝達部
１ｄ                第２の振動伝達部（第６の実施の形態）
２                  振動子
３                  支持部材
３ａ                第１の支持部材
３ｂ                第２の支持部材
３ｃ                第３の支持部材
４                  押圧部材
４ａ                吸着口
４ｂ                ダクト
４ｃ                吸引口
５                  ヒータ（シートヒータ）
５ａ                電極
５ｂ                切り欠き
１０ａ〜１０ｊ        ボンディングヘッド
１１ａ                第１の絞り込み部
１１ｂ                第２の絞り込み部
１４                  ケーブル
１５                  圧接機構
１５ａ                駆動部
１５ｂ                荷重機構部
１５ｃ                ロッド
１６                  位置決めテーブル（載置台）
１７                  制御部
１８                  発振器
１９                  固定部材
２０                  ボンディング装置
２２                  接合対象物
２３                  被接合部材
【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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