(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子の超音波振動により共振する共振器と、
前記共振器の外周面に形成された被支持部と、
前記被支持部に係合して前記共振器の固有振動数がずれないように前記共振器を支持する支持手段とを備え、
前記支持手段は、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる支持部材を、前記共振器と接触する箇所に備えることを特徴とする共振器の支持装置。
【請求項２】
振動子の超音波振動により共振する共振器と、
前記共振器の外周面に形成された被支持部と、
前記被支持部に係合して前記共振器の固有振動数がずれないように前記共振器を支持する支持手段とを備え、
前記支持手段は、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる支持部材を、前記共振器と接触する箇所に備えることを特徴とする共振器の支持装置。
【請求項３】
前記共振器の下方に、超音波振動を印加する対象物を載置するステージをさらに備え、
前記ステージは、少なくとも前記対象物を載置する載置面に対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の共振器の支持装置。
【請求項４】
前記共振器の下方に前記対象物を載置するステージをさらに備え、
前記ステージは、少なくとも前記対象物を載置する載置面に音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の共振器の支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子の超音波振動により共振する共振器を支持する、共振器の支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波振動を利用して対象物を加工する技術として、重畳された複数の被接合物に超音波振動を印加することで被接合物同士を接合する超音波振動接合装置や、カッター等の切断工具に超音波振動を印加しながら対象物を切断する超音波切断装置、ヤスリ等の研磨工具に超音波振動を印加しながら対象物を研磨する超音波研磨装置等がある。
【０００３】
このような超音波振動を利用した装置は、一般的に振動子を有する共振器を備え、共振器の固有振動数に合わせた振動を振動子から発振し、その振動を共振器によって増幅して、対象物に効率よく超音波振動を印加するようになっている。
【０００４】
しかし、共振器は、共振器を支持する支持部材と一体となって振動するため、共振器の固有振動数は、共振器を支持する支持部材や支持方法により容易に変化する。したがって、支持部材や支持方法によっては、共振器の固有振動数が大きくずれて、共振器が所定の周波数で振動しなくなるおそれがある。また、共振器の振動方向と異なる方向に異常振動を発生し、対象物に効率よく超音波振動を与えることが難しいという問題もある。そこで、これまでに共振器が所定の振動数で安定して振動するように、共振器を支持する方法について様々な技術の改善が行われてきた。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の超音波振動接合装置では、共振器は、共振器の中心軸上で共振器の外周における最小振動振幅点（ノーダルポイント）に相当する位置に突出した凸部を備えている。ここで、最小振動振幅点とは、共振器に発生する定在波の節であり、振動の伝達方向である共振器の中心軸方向には膨張収縮が起こらない点である。そして、前記凸部を支持部材と締付部材で締め付けて機械的に強靭にクランプすることにより、被接合物に所定の超音波振動を与えて接合動作を行っている。
【０００６】
また、特許文献２では、共振器は、共振器の固定部として、ノーダルポイントの共振器の外周上に薄い板状のリブを備えている。そして、前記リブを支持することにより共振器の振動方向と異なる異常振動を前記リブにより吸収して、被接合物に所定の超音波振動を与えて接合動作を行っている。
【０００７】
【特許文献１】特２５８３３９８号公報（段落００１８、００１９、００２１、００２２、００２４、図２、図３）
【特許文献２】特開平１１−２６５９１４号公報（段落００１７、００２２、００２３、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１の超音波振動接合装置では、共振器の外周を直接機械的に強靭にクランプしているため、振動のロスや別の異常振動が発生する原因となっていた。また、共振器を機械的にクランプしているため、共振器の凸部、支持部材、締付部材との間で摩擦による各部材の磨耗が生じ易く、頻繁にこれらの部材の清掃や交換を行う必要があった。また、上記した摩擦により熱が発生し、共振器の凸部、支持部材、締付部材が接着するという問題も生じていた。さらに、異常振動を抑えるために、共振器の支持位置を移動して調整することは容易ではなかった。
【０００９】
また、特許文献２に記載された共振器の固定部は、薄い板状のリブであるため、強度が弱く壊れやすいという問題があった。したがって、振動子を発振させながら支持位置の微調整を行うことは容易でなかった。また、ノーダルポイント以外の任意の位置で共振器を支持することは難しいという問題もあった。
【００１０】
そこで、本発明は、任意の位置で共振器を支持でき、共振器が所定の振動数で安定して振動し、対象物に効率よく超音波振動を与えることができる共振器の支持装置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】
【００１１】
上記した課題を解決するために、本発明にかかる共振器の支持装置は、振動子の超音波振動により共振する共振器と、前記共振器の外周面に形成された被支持部と、前記被支持部に係合して前記共振器の固有振動数がずれないように前記共振器を支持する支持手段とを備え、前記支持手段は、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる支持部材を、前記共振器と接触する箇所に備えることを特徴としている（請求項１）。
【００１２】
また、本発明にかかる共振器の支持装置は、振動子の超音波振動により共振する共振器と、前記共振器の外周面に形成された被支持部と、前記被支持部に係合して前記共振器の固有振動数がずれないように前記共振器を支持する支持手段とを備え、前記支持手段は、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる支持部材を、前記共振器と接触する箇所に備えることを特徴としている（請求項２）。
【００１３】
また、本発明にかかる共振器の支持装置は、前記共振器の下方に、超音波振動を印加する対象物を載置するステージをさらに備え、前記ステージは、少なくとも前記対象物を載置する載置面に対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えることを特徴としている（請求項３）。
【００１４】
また、本発明にかかる共振器の支持装置は、前記共振器の下方に前記対象物を載置するステージをさらに備え、前記ステージは、少なくとも前記対象物を載置する載置面に音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えることを特徴としている（請求項４）。
【発明の効果】
【００１５】
共振器を支持する支持部材の材質は、本発明者が実施した実験の結果、対数減衰率が大きい材質、または、音速が大きい材質が適していることを確認した。その実験結果によれば、対数減衰率が大きい材質は振動を伝達しにくいため、共振器の異常振動を素早く吸収し、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質のときに、共振器の異常振動を効果的に抑制できると考えられる（図５、６参照）。また、音速が大きい材質は振動の伝達速度が速いため、共振器の異常振動を素早く放散し、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質のときに、共振器の異常振動を効果的に抑制できると考えられる（図５、７参照）。
【００１６】
したがって、請求項１の発明によれば、被支持部に係合して共振器を支持する支持手段は、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる支持部材を備えるため、共振器と接触する箇所において、振動の吸収速度が速く、共振器の振動方向と異なる異常振動を支持部材により精度よく吸収しつつ、共振器を所望の振動で安定して振動させることができる。よって、対象物に効率よく超音波振動を与えることができる。また、共振器を支持する位置は、ノーダルポイントに限らずどの位置でも支持することが可能であるため、装置構成を変更することができる。さらに、支持手段の大きさを小さくしたり支持手段の個数を減少できるため、装置の小型化や簡略化も可能である。
【００１７】
また、請求項２の発明によれば、被支持部に係合して共振器を支持する支持手段は、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる支持部材を備えるため、共振器と接触する箇所において、振動の伝達速度が速く、共振器の振動方向と異なる異常振動を支持部材により精度よく放散しつつ、共振器を所望の振動で安定して振動させることができる。よって、対象物に効率よく超音波振動を与えることができる。また、共振器を支持する位置は、ノーダルポイントに限らずどの位置でも支持することが可能であるため、装置構成を変更することができる。さらに、支持手段の大きさを小さくしたり支持手段の個数を減少できるため、装置の小型化や簡略化も可能である。
【００１８】
また、請求項３の発明によれば、対象物を載置するステージが、少なくとも対象物を載置する載置面に対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えるため、上記した支持手段側の支持部材により共振器を所望の振動で安定して振動させることができる上、共振器から対象物を介してステージに伝達された超音波振動を振動伝達抑止用保持部材により素早く吸収することができる。したがって、ステージの振動を抑制して、ステージに保持された対象物と共振器、またはステージに保持された対象物と共振器に保持された対象物の相対的な振動振幅を大きくし、対象物に効率よく超音波振動を印加することが可能となる。
【００１９】
また、請求項４の発明によれば、対象物を載置するステージが、少なくとも対象物を載置する載置面に音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えるため、上記した支持手段側の支持部材により共振器を所望の振動で安定して振動させることができる上、共振器から被接合物を介してステージに伝達された超音波振動を振動抑止用保持部材により素早く放散することができる。したがって、ステージの振動を抑制して、ステージに保持された対象物と共振器、または、ステージに保持された対象物と共振器に保持された対象物の相対的な振動振幅を大きくし、対象物に効率よく超音波振動を印加することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（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４を参照して説明する。図１はこの発明にかかる共振器の支持装置を組み込んだ超音波振動接合装置の一実施形態の概略構成図、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構成図である。また、図３は支持手段により支持された共振器の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図であって、共振器のＡ−Ａ線矢視断面図である。また、図４は支持手段の振動振幅を測定するための実験装置の概略構成図、図５は支持手段の所定位置における振動振幅の計測結果、図６は各材質の対数減衰率を示すグラフ、図７は各材質の音速を示す図である。
【００２１】
１．装置構成
第１実施形態では、本発明にかかる共振器の支持装置が組み込まれた超音波振動接合装置を例として説明する。本実施形態では、一方の被接合物である半導体の接合面に鉛錫はんだからなる金属溶融バンプ２３ａを有するチップ２３と、他方の被接合物である金属溶融バンプ２４ａを有する基板２４を超音波振動により接合する。なお、チップ２３は後に説明する共振器７の保持手段４０に保持され、基板２４は後に説明するステージ１０に載置される。
【００２２】
本実施形態における超音波振動接合装置は、図１に示すように、接合機構２７と、ステージ１０とステージテーブル１２とを有する実装機構２８と、位置認識部２９と、搬送部３０と、制御装置３１とを備えている。
【００２３】
接合機構２７は、上下駆動機構２５と、ヘッド部２６とを備え、上下駆動機構２５は上下駆動モータ１とボルト・ナット機構２とにより、共振器支持部６を上下ガイド３でガイドしながら上下動できるように構成されている。そして、接合機構２７はフレーム３４に結合されて、フレーム３４はヘッド部２６の加圧中心の周辺を囲むように配設された４本の支柱１３により架台３５と連結されている。なお、支柱１３およびフレーム３４の一部は図示省略している。
【００２４】
共振器支持部６は、ヘッド逃がしガイド５で上下方向にガイドされ、自重をキャンセルするための自重カウンター４に牽引された状態でボルト・ナット機構２に連結されている。そして、この共振器支持部６に共振器７を有するヘッド部２６が結合されている。
【００２５】
また、共振器支持部６には圧力センサ３２が配設されており、共振器７とステージ１０との間に挟持された被接合物（チップ２３、基板２４等）への加圧力が検出できるように構成されている。したがって、圧力センサ３２により検出された被接合物に対する加圧力を制御装置３１へフィードバックすることで、当該フィードバック値に基づいて上下駆動機構２５を制御して、被接合物への加圧力を制御することができる。また、共振器支持部６には共振器部高さ検出手段３６が備えられ、ヘッド部２６の高さを検出することができる。
【００２６】
共振器支持部６に配設されたヘッド部２６は、共振器７と、振動子８と、チップ２３を吸着保持する保持手段４０と、基部２０と第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２からなる支持手段４４を備えている。
【００２７】
共振器７は、図２に示すように、共振器７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構成されている。この場合、最大振幅点から１／４波長離れた位置ｆ３およびｆ１は、それぞれ第１および第２最小振幅点に相当する。また、共振器７は、ｆ４側から見た断面が円形である円柱状をしている。
【００２８】
そして、共振器７の位置ｆ０には、共振器７の中心軸と同軸になるように振動子８が配設され、この振動子８が制御装置３１に制御されて超音波振動を発生し、それによって共振器７がその中心軸方向に振動する。
【００２９】
さらに、共振器７の最大振幅点である位置ｆ２には、被接合物であるチップ２３を保持するための保持手段４０が配設されている。
【００３０】
保持手段４０は、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の材質により構成され、熱硬化型樹脂等によって共振器７に接着されている。また、共振器７から直接削り出して形成されてもよい。さらに、保持手段４０は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構成されてもよく、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属ろうによって共振器７に接着されるとしてもよい。
【００３１】
また、保持手段４０には、被接合物であるチップ２３を保持するために、一例として真空吸着による保持機構（図示せず）が備えられている。なお、この保持機構は、静電吸着、機械式のチャック等により被接合物を維持する構成であってもよいし、これに限らず被接合物を保持手段４０に直接貼り付ける構成であってもよい。
【００３２】
また、図２に示すように、共振器７の第１最小振幅点である位置ｆ３および第２最小振幅点である位置ｆ１では、共振器７の外周が凹状に形成され、共振器７を支持するための第１被支持部４１および第２被支持部４２が構成されている。この、第１被支持部４１および第２被支持部４２は、共振器７の中心軸と垂直の断面で切断した場合、八角形の断面形状をしている。なお、前記第１被支持部４１および第２被支持部４２の断面の形状は、八角形に限らず円形やその他の多角形でもよい。
【００３３】
そして、図３（ａ）に示すように、共振器７は、前記第１被支持部４１および第２被支持部４２において、支持手段４４により支持されている。支持手段４４は、基部２０と第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２からなり、第１クランプ手段２１、第２クランプ手段２２は、支持部材によって形成されている。なお、第１クランプ手段２１が少なくとも第１被支持部４１と接触する部分、および、第２クランプ手段２２が少なくとも第２被支持部４２と接触する部分に支持部材を備えていればよい。また、第１クランプ手段２１、第２クランプ手段２２の全体が支持部材と同じ材質によって形成されていてもよい。この支持部材の材質等については、後で詳しく説明する。
【００３４】
図３（ｂ）に示すように、第２被支持部４２には、基部２０に支持された第２クランプ手段２２の上部部材２２ａと下部部材２２ｂが嵌挿し、ボルト４３により上部部材２２ａと下部部材２２ｂが固定されて、第２被支持部４２が挟持されている。同様に、第１被支持部４１には、基部２０に支持された第１クランプ手段２１の上部部材２１ａと下部部材２１ｂが嵌挿し、ボルト４３により上部部材２１ａと下部部材２１ｂが固定されて、第１被支持部４１が挟持されている。
【００３５】
そして、基部２０は共振器支持部６に固定され、上下駆動機構２５による加圧力をチップ２３および基板２４へ加える構成となっている。
【００３６】
また、共振器７は、ボルト４３を緩めることで、共振器７の中心軸を回転の中心として回転可能に構成されている。例えば、共振器７の外周上に保持手段４０を複数備えることとした場合、ボルトを緩めて共振器７の中心軸を中心に回転させることによって、保持手段４０を交換することができる。
【００３７】
なお、共振器７を第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２に固定する方法は、ボルト４３に限らずどのようなものであってもよく、例えば、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であってもよい。
【００３８】
また、共振器７を支持する位置は、最小振幅点ｆ１、ｆ３に限らず、共振器７の任意の位置であってよい。また、第１被支持部４１、第２被支持部４２は凹状に限らず、凸状に形成されてもよく、その形状は任意である。また、保持手段４０の配設位置は、最大振幅点ｆ２に限らず、その他の最大振幅点であってもよいし、最大振幅点以外の任意の位置であってもよい。
【００３９】
実装機構２８は、ステージ１０と、ステージテーブル１２とを備えている。ステージ１０は、基板２４を保持するための保持機構（図示せず）を備えている。ここでは、ステージ１０の保持機構として、真空吸着による保持機構を利用したものを用いる。なお、保持機構は静電吸着を利用したものでもよく、その他の保持機構やステージ１０上に基板２４を置くだけとしてもよい。
【００４０】
また、ステージテーブル１２は、平行・回転移動自在な移動軸を備え、チップ２３に対する基板２４の位置を調整するように移動する構成となっている。
【００４１】
位置認識部２９は、対向配置されたチップ２３と基板２４の間に挿入されて、上下のチップ２３と基板２４各々の位置認識用のアライメントマークを認識する上下マーク認識手段１４と、チップ２３、基板２４および共振器７の振幅を検出する振幅検出器３３と、これらの認識手段１４および振幅検出器３３を水平および／または上下移動させる認識手段移動テーブル１５とを備えている。
【００４２】
搬送部３０は、チップ２３を搬送するチップ供給装置１６およびチップトレイ１７と、基板２４を搬送する基板搬送装置１８および基板搬送コンベア１９とを備えている。
【００４３】
制御装置３１は、ヘッド部２６へ加えられる加圧力や振動子８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等を制御する。さらに、制御装置３１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、共振器部高さ検出手段３６によるヘッド部２６の高さ位置の検出信号によって上下駆動機構２５を制御し、ヘッド部２６の図１中の矢印Ｚ方向の高さを調節することができる。
【００４４】
２．支持部材および異常振動の抑止効果の原理
共振器７を支持する支持手段４４の支持部材の材質について、本発明者は以下のような実験により、支持部材として適した材質の条件を見出した。
【００４５】
図４は、本実験で使用した実験装置の概略構成図であり、図３に示す支持手段４４の第１、第２クランプ手段２１、２２全体を支持部材に使用する材質で形成して、その振動振幅を測定した。図４に示すように、本実験装置は、基台５０の上面に第１、第２クランプ手段２１、２２に相当する支持部材５１、５２を設置し、共振器７の第１被支持部４１および第２被支持部４２にそれぞれ支持部材５１、５２を嵌挿して共振器７を支持した。また、共振器７の振動方向と異なる異常振動を吸収するように、共振器７の最小振動振幅点（図２の位置ｆ１、ｆ３に相当）に第１被支持部４１および第２被支持部４２を形成し、支持部材５１、５２により支持した。ここで、第１、第２クランプ手段２１、２２全体を支持部材に使用する材質で形成することにより、図４に示す各計測位置Ｃ、Ｄ、Ｅにおいて、振動振幅がどのように変化しているのか比較することができ、振動の抑制効果の検証の正当性が担保される。
【００４６】
また、支持部材５１、５２に向かって共振器７の中心軸方向にレーザー光を照射して支持部材５１、５２の振動振幅を測長手段５５により測定した。測長手段５５は、駆動機構（図示せず）により上下方向に移動可能に設置され、所望の計測位置に移動して支持部材５１の振動振幅を測定できるようにした。
【００４７】
本実験では、種々の材質を支持部材５１、５２として共振器７を支持し、共振器７を共振させた状態で、図４に示すように、支持部材５１の共振器に近い位置Ｃ、中央部Ｄ、基台に近い位置Ｅにおける支持部材５１の振動振幅を測定した。
【００４８】
図５は、上記した実験結果の一例として、オーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０４）、純Ｔｉ、Ｔｉ合金（６Ａｌ−４Ｖ）、Ａｌ合金（ジュラルミン）、双晶型制振合金の一種であるＭｎ−Ｃｕ合金で、Ｎｉ、Ｆｅ等をさらに添加したＭｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金である大同特殊鋼（株）の製品Ｄ２０５２を支持手段５１、５２とした場合の振動振幅を示した図である。
【００４９】
図５に示すように、例えば、支持部材５１がＳＵＳ３０４の場合、支持部材５１は、共振器７に近いＣの位置では共振器７の振動とともに振動しているため振動振幅が大きく、基台５０に近い位置Ｅでは振動振幅が小さくなっている。純Ｔｉ、Ｔｉ合金もＳＵＳ３０４と同じような傾向を示すが、共振器７に近いＣの位置における振動振幅は、いずれもＳＵＳ３０４よりも小さい値となっている。
【００５０】
また、ジュラルミン、Ｍｎ−Ｃｕ合金の場合は、共振器７に近いＣの位置では、共振器７に近いにもかかわらず、振動振幅が小さくなっている。また、位置Ｃ、Ｄ、Ｅを通して、振動振幅がほとんど変化しないことが分かる。したがって、ジュラルミン、Ｍｎ−Ｃｕ合金では、共振器７の異常振動を抑制する効果が非常に大きいことが分かる。
【００５１】
また、これらの材質を実際に超音波振動接合装置に組み込んで使用した場合、共振器の共振周波数の変化や異音の発生の有無などの使用感から、図５に示した材質では、純Ｔｉ、Ｔｉ合金、ジュラルミン、Ｍｎ−Ｃｕ合金が使用可能な材質であった。
【００５２】
ここで、各材質の特性より、使用可能な材質の選定基準について考える。はじめに、各材質の対数減衰率に注目して考察する。対数減衰率とは、振動の吸収率を示す特性であり、対数減衰率が高い材質ほど振動が伝達されにくく、素早く吸収される。図６に、種々の材質についての対数減衰率を示す。
【００５３】
図５で最も振動振幅が小さい結果を得られたＭｎ−Ｃｕ合金は、図６におけるサイレンサーに相当し、対数減衰率が０．７〜０．８という値を示している。したがって、共振器７で発生した異常振動がＭｎ−Ｃｕ合金によって素早く吸収されるため、共振器７の異常振動が効果的に抑制されると考えられる。
【００５４】
また、他の材質については、例えば、片状黒鉛鋳鉄と球状黒鉛鋳鉄について比較すると、一般的に、片状黒鉛鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄よりも振動抑止材として優れていることが知られている。また、図６に示したフェライト系ステンレスは、オーステナイト系ステンレスの５０倍の振動抑止効果があり、振動抑止材として優れていることも知られている。
【００５５】
したがって、図６より、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質が、支持部材の材質として適していると考えられる。また、実用的には、０．１以上の材質であることが望ましい。
【００５６】
一方、Ａｌ合金であるジュラルミン、Ｔｉ合金は、図６では対数減衰率が０．０１以下であるにもかかわらず、図５に示した実験結果では、振動振幅が小さく振動抑止材として優れているという結果が得られている。そこで、次に、各材質の音速に注目して、共振器７の支持部材の材質の選定基準について考える。
【００５７】
音速は振動が伝達する速さであり、音速が大きいほど振動が材質中を素早く伝達し、放散されることになる。図７に、種々の材質についての音速を示す。図７に示すように、図５で振動振幅が小さいという結果が得られたジュラルミンの音速は６３２０ｍ／ｓ、Ｔｉ合金は６５００ｍ／ｓという値を示している。また、オーステナイト系ステンレスの音速は５７９０ｍ／ｓである。したがって、音速が大きい材質であるほど、共振器７の異常振動が素早く放散されるため、共振器７の異常振動が効果的に抑制されると考えられる。
【００５８】
また、実際の使用感等より、音速が５９９０ｍ／ｓである純Ｔｉ、５９５０ｍ／ｓである鉄は、振動抑止材として使用可能であるため、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質が、支持部材の材質として適していると考えられる。また、実用的には、６０００ｍ／ｓ以上の材質であることが望ましい。
【００５９】
本実施形態では、対数減衰率および音速の両方が上記した条件を満足している双晶型制振合金（例えば、上記したＭｎ−Ｃｕ合金）により、第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２全体を形成し、これらを共振器７の第１被支持部４１および第２被支持部４２に嵌挿して支持している。
【００６０】
ところで、双晶型制振合金は、負荷が加えられると材料内部に双晶が発生し、負荷の大きさに応じて双晶の大きさが変化したり移動したりする材料である。また、双晶の発生と移動により運動エネルギーが熱エネルギーに変換されて負荷が吸収されるため、双晶型制振合金に振動が加えられると、材料内部において振動が吸収されて、振動の伝達が抑制される。したがって、振動を抑制する材料として種々の分野で使用されている。
【００６１】
一方、本実施形態のような超音波振動接合装置は共振器の超音波振動を利用するものであるため、共振器７の振動方向と異なる異常振動等は抑制したいものの、共振器７自体は所定の周波数で安定して振動させる必要がある。したがって、双晶型制振合金を共振器７の支持部材として使用すると共振器７自体の振動も抑制されると推測されることから、従来、双晶型制振合金は、共振器７の支持部材としては使用されていなかった。
【００６２】
しかし、上記した本発明者による実験の結果、双晶型制振合金を共振器７の支持部材として使用したときに、共振器７の異常振動等を抑制しつつ、共振器７自体の振動を所定の周波数で安定させ得ることが分かった。これは、双晶型制振合金は、いわゆる超音波の周波数帯域の振動に対して、その周波数に追随して微小な双晶を材料内部に次々と発生するためであるからと考えられる。したがって、双晶型制振合金は、超音波を使用する共振器７の支持部材として適していると言える。なお、最も望ましくは双晶型制振合金の一種であるＭｎ−Ｃｕ合金で、Ｎｉ、Ｆｅ等をさらに添加したＭｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金により第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２を形成するのがよい。
【００６３】
なお、支持部材の材質は、双晶型制振合金に限らず、対数減衰率が０．０１〜１の範囲の材質、または、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質であれば、どのようなものを使用してもよい。また、共振器７の両被支持部４１、４２に上記した材質の支持手段４４が接触していれば、支持手段４４の形状、大きさはどのようなものであってもよい。
【００６４】
３．接合動作
次に、チップ２３を基板２４に面実装するために、チップ２３の金属溶融バンプ２３ａと基板２４の金属溶融バンプ２４ａと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。
【００６５】
まず、被接合物であるチップ２３および基板２４の設置を行う。チップ２３はチップ供給装置１６によりチップトレイ１７から共振器７に供給され、吸着保持される。また、基板２４は、基板搬送装置１８により基板搬送コンベア１９からステージ１０に供給され、吸着保持される。
【００６６】
そして、接合面を対向保持されたチップ２３と基板２４との間に上下マーク認識手段１４が認識手段移動テーブル１５により挿入され、対向保持されたチップ２３と基板２４各々の位置合わせ用アライメントマークの位置が上下マーク認識手段１４により検出される。この後、チップ２３の位置を基準として、ステージテーブル１２を平行・回転移動することで基板２４の位置を移動させてチップ２３および基板２４の位置の調整が行われる。
【００６７】
次に、前記チップ２３および基板２４の接合位置が整合された状態（金属溶融バンプ２３ａ、２４ａの位置が合わされた状態）で、上下マーク認識手段１４が認識手段移動テーブル１５により待避される。続いて、上下駆動機構２５により、ヘッド部２６の下降が開始され、チップ２３と基板２４とが接近される。そして、チップ２３の金属溶融バンプ２３ａと基板２４の金属溶融バンプ２４ａが接触すると、圧力センサ３２からの検出信号に基づき、チップ２３および基板２４とが共振器７およびステージ１０との間に挟持されたことが検出される。
【００６８】
そして、上下駆動機構２５に設置された上下駆動モータ１が、制御装置３１により制御され、所定の加圧力がチップ２３および基板２４に加えられ、超音波振動接合が開始される。
【００６９】
接合中は、制御装置３１により、例えば、振動子８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７の共振振幅および加圧力の監視と制御が行われる。
【００７０】
共振器７を支持する支持手段４４の第１、第２クランプ手段２１、２２の少なくとも一部は、上記した材質の支持部材により形成されているため、共振器７の振動方向以外の異常振動等は、支持部材４４により効果的に抑制される。しかし、チップ２３および基板２４の接合面には、小さな凹凸や複数の接合部での高さの違いなどがあるため、接合が進む過程において接合面積が徐々に大きくなると、チップ２３と基板２４の接合力は徐々に大きくなり、チップ２３および基板２４の相対振動振幅の大きさは徐々に小さくなる。
【００７１】
そして、チップ２３および基板２４の間の接合力が、チップ２３を保持している保持手段４０とチップ２３の間または基板２４とステージ１０の間の摩擦力よりも大きくなり、保持手段４０とチップ２３の間または基板２４とステージ１０の間に、保持手段４０とチップ２３の間または基板２４とステージ１０の間の最大静止摩擦力の大きさ以上の力が加わると、保持手段４０とチップ２３の間または基板２４とステージ１０の間の摩擦係数は静止摩擦係数から動摩擦係数に移行し、保持手段４０とチップ２３または基板２４とステージ１０が相対的に振動することとなる。したがって、振動子８から伝達される超音波振動はチップ２３および基板２４には十分伝達されず、接合が進まないこととなる。
【００７２】
そこで、接合開始から時間とともに保持手段４０とチップ２３の間または基板２４とステージ１０の間の摩擦力を大きくするために加圧力を増大すると、保持手段４０とチップ２３の間または基板２４とステージ１０の相対振動振幅が押さえられ、チップ２３に超音波振動が伝達され、チップ２３と基板２４の相対振動振幅が大きくなるため、チップ２３と基板２４の接合面に新生面が現れ、接合面積はより大きくなっていく。
【００７３】
しかし、上記したように接合面積が増大するにつれて、チップ２３と基板２４の相対振動振幅は小さくなる。そこで、加圧力を大きくするとともに、超音波振動エネルギーを増大し、チップ２３と基板２４の相対振動振幅の大きさが所定値に保持されるように制御が行われる。
【００７４】
具体的には、制御装置３１により、所定の加圧力ｐおよび超音波振動エネルギーｅを印加して接合動作を進め、振幅検出器３３により、チップ２３および基板２４の相対振動振幅を検出したときに、前記相対振動振幅が所定値以下になったときに、制御装置３１により加圧力および超音波振動エネルギーをそれぞれΔｐ、Δｅ増加させる制御が行われる。Δｐ、Δｅの値は、チップ２３および基板２４の種類等による最適値を、予め求めておけばよい。
【００７５】
また、超音波振動エネルギーの制御は、例えば、振動子８に印加した電圧と電流の位相が一致し、かつ、共振器７の振動振幅およびチップ２３と基板２４の相対振動振幅の大きさが所定の値に保持されるように、振動子８の電圧を所定値に保持しながら電流を調整して行われるとしてもよい。
【００７６】
なお、一例として、振動子８の発信周波数は４０ｋHｚ、振動子８への印加電圧は０Ｖ〜１０Ｖの範囲内で設定を行っている。また、部材、面積などにより違いがあるが、一例としてチップ２３と基板２４の相対振動振幅の大きさは、０．１μｍ〜０．５μｍ程度の振幅である。
【００７７】
そして、接合面積が目的値に達したときに、接合を終了する。接合終了時は、予め目的とされる接合面積を接合するために必要な加圧力、超音波振動エネルギーおよび接合時間を求めておき、その目的値に達したときを接合終了時とする。
【００７８】
チップ２３および基板２４の接合が終了すると、共振器７によるチップ２３の吸着が解除され、ヘッド部２６の復帰移動が行われる。この後、チップ２３が実装された状態で、ステージ１０上に保持された基板２４が基板搬送装置１８により基板搬送コンベア１９へ排出されて一連の接合動作が終了する。
【００７９】
したがって、上記した実施形態によれば、第１被支持部４１および第２被支持部４２に係合して共振器７を支持する支持手段４４の第１、第２クランプ手段２１、２２の両被支持部４１、４２に接触する部分に、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる支持部材を備えることにより、共振器７と接触する箇所において、振動の吸収速度が速く、共振器７の振動方向と異なる異常振動を支持部材により精度よく吸収することができる。また、共振器７を共振器の固有振動数がずれることなく所望の振動で安定して振動させることができる。ここで、支持部材の材質の対数減衰率は、０．１以上であることが望ましい。
【００８０】
また、第１被支持部４１および第２被支持部４２に係合して共振器７を支持する支持手段４４の第１、第２クランプ手段２１、２２の両被支持部４１、４２に接触する部分に、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる支持部材を備えることにより、共振器７と接触する箇所において、振動の伝達速度が速く、共振器の振動方向と異なる異常振動を支持部材により精度よく放散することができる。また、共振器７を共振器の固有振動数がずれることなく所望の振動で安定して振動させることができる。なお、支持部材の材質の音速は６０００ｍ／ｓ以上であることが望ましい。なお、第１、第２のクランプ手段２１、２２の全体を上記した材質により形成してもよいのは勿論である。
【００８１】
また、上記した材質によって支持部材を形成することにより、チップ２３と基板２４に効率よく超音波振動を与えることができるため、共振器７を支持する位置は、ノーダルポイントに限らずどの位置でも支持することが可能になる。したがって、チップ２３と基板２４の大きさや形状等に応じて支持手段４４の位置や形状等も変化させることができ、装置構成を変更することが可能となる。さらに、支持手段４４の大きさを小さくしたり支持手段４４の個数を減少できるため、装置の小型化や簡略化も可能である。
【００８２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図８、図９を参照して説明する。図８は第２実施形態における超音波振動接合装置の概略構成図、図９は図８の超音波振動接合装置のヘッド部の部分概略構成図である。以下に、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８、図９において、図１ないし図４と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００８３】
本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、振動子６０を有する共振器６１が振動しながら所定の方向に回転して、共振器６１に備えられた加圧部６２により被接合物である基板６３および６４の接合を行う点である。
【００８４】
図８に示すように、本実施形態のヘッド部６５は、振動子６０を有する共振器６１と、加圧部６２と、基部６５と第１クランプ手段６６と第２クランプ手段６７からなる支持手段６８を備えている。なお、支持手段６８は、第１実施形態に示した支持手段４４と同様であるため、説明は省略する。また、ステージ７０は、第１実施形態のステージ１０と同様であるため、説明は省略する。
【００８５】
図９に示すように、共振器６１には第１被支持部７１および第２被支持部７２が共振器６１の外周に形成され、第１、第２クランプ手段６６、６７のそれぞれ両被支持部７１、７２に接触する部分には、支持部材７３、７４が備えられ、これら支持部材７３、７４により両被支持部７１、７２が支持されている。また、支持部材７３の外周には、内周部７６ａと外周部７６ｂの間に球体７７を備えたボールベアリング７８が備えられている。そして、内周部７６ａ、外周部７６ｂ、球体７７がそれぞれ摺動する構成となっている。
【００８６】
同様に、支持部材７４の外周には、内周部８０ａと外周部８０ｂの間に球体８１を備えたボールベアリング８２が備えられている。そして、内周部８０ａ、外周部８０ｂ、球体８１がそれぞれ摺動する構成となっている。したがって、共振器６１と加圧部６２と支持部材７３、７４と内周部７６ａ、８０ａとが一体となって自在に回転する構成となっている。
【００８７】
そして、図８に示すように、ステージ７０の上面には、一方の被接合物である基板６３が載置され、さらに基板６３の上面の所定位置には、他方の被接合物である基板６４が載置されている。
【００８８】
そして、上下駆動機構２５（図１参照）により、加圧部６２が基板６４の上面の所定位置に当接するように下降して、基板６３と基板６４を重ね合わせて加圧し、超音波振動を印加する。
【００８９】
このとき、ステージ７０は実装機構２８のステージテーブル１２（図１参照）により図８に示すＹ方向に移動されるため、被接合物である基板６３、６４を加圧している加圧部６２は、ステージ７０の移動に伴い従動的に回転する。よって、加圧部６２と一体になった共振器６１と支持部材７３、７４と内周部７６ａ、８０ａも回転することとなる。したがって、基板６３と基板６４の接合部分が移動されながら接合動作を行うこととなる。
【００９０】
したがって、第２実施形態では、基板６３、６４が大基板であったり、細長い形状である場合には、基板６３と基板６４の接合部分を移動させながら連続して効率よく接合動作を行うことができる。
【００９１】
また、ボールベアリング７８、８２は、上記したような従動的な移動ではなく、回転モーター等の駆動機構を備え、駆動機構によって自発的に回転する構成であってもよい。さらに、この場合ステージ７０が従動的に移動する構成であってもよい。また、ボールベアリング７８、８２自体が支持部材７３、７４と同じ材質により形成されていてもよい。
【００９２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図１０、１１を参照して説明する。図１０は、第３実施形態における超音波振動接合装置のヘッド部およびステージ部の部分概略構成図、図１１は第３実施形態における超音波振動接合装置の共振器およびステージの振動振幅の測定結果である。以下に、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、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。
【００９３】
本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、第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２が支持部材により形成されていることに加えて、基板２４を保持するステージ９０全体が振動伝達抑止用保持部材によって形成されている点である。本実施形態では、図１０に示すように、振動伝達抑止用保持部材に上記した双晶型制振合金（例えば、上記したＭｎ−Ｃｕ合金）を用いてステージ９０全体を形成している。
【００９４】
図１０に示すように共振器７に保持されたチップ２３とステージ９０上に保持された基板２４を接触して超音波振動を印加すると、チップ２３および基板２４だけでなく、チップ２３および基板２４を介してステージ９０にも超音波振動が伝達され、ステージ９０自体が振動することとなる。したがって、ステージ９０を振動伝達抑止用保持部材で形成することにより、上記したステージ９０の振動を抑制してチップ２３と基板２４に効率よく超音波振動を印加することができると考えられる。
【００９５】
そこで、図１０に示すように、測長手段９５により共振器７の中心軸方向にレーザ光を照射して、ステージ９０が鉄により形成されている場合のステージ９０の振動振幅と、ステージ９０が振動伝達抑止用保持部材により形成されている場合のステージ９０の振動振幅を測定した。図１１にその測定結果を示す。なお、共振器７の振動振幅も測定し、その測定結果も同図に示した。
【００９６】
なお、測長手段９５は、駆動機構（図示せず）により上下方向に移動可能に設置され、所望の計測位置に移動してステージ９０および共振器７の振動振幅を測定できるようにした。また、本実験では、共振器７を共振させた状態で、図１０に示すようにステージ９０にレーザ光を照射できる位置Ｆにおいてステージ９０の振動振幅を測定し、共振器７にレーザ光を照射できる位置Ｇにおいて共振器７の振動振幅を測定した。
【００９７】
図１１に示すように、共振器７に与えられる超音波振動エネルギーの出力が１００％のとき、ステージ９０が鉄により形成されている場合のステージ９０の振動振幅は３μｍであった。また、このときの共振器７の振動振幅は１０μｍであった。したがって、この場合、共振器７に保持されたチップ２３とステージ９０に保持された基板２４の相対振動振幅は７μｍとなり、チップ２３と基板２４は７μｍの振動振幅で摺動されることとなる。
【００９８】
一方、ステージ９０が振動伝達抑止用保持部材により形成されている場合には、図１１に示すように、共振器７に与えられる超音波振動エネルギーの出力が１００％のとき、ステージ９０の振動振幅は０．２μｍであった。したがって、この場合、共振器７に保持されたチップ２３とステージ２０に保持された基板２４の相対振動振幅は９．８μｍとなり、チップ２３と基板２４は９．８μｍの振動振幅で摺動されることとなる。よって、ステージ９０が振動伝達抑止用保持部材により形成されている場合には、共振器７からチップ２３および基板２４を介してステージ９０に伝達される超音波振動が振動伝達抑止用保持部材により抑制され、チップ２３および基板２４の相対振動振幅を大きくして、チップ２３および基板２４を効率よく接合することができる。
【００９９】
したがって、第３実施形態によると、基板２４を載置するステージ９０が振動伝達抑止用保持部材により形成されるため、共振器７からチップ２３および基板２４を介してステージ９０に伝達された超音波振動を、振動伝達抑止用保持部材により精度よく抑制することができる。したがって、ステージ９０の振動を抑制してチップ２３と基板２４の相対振動振幅を大きくし、チップ２３と基板２４に効率よく超音波振動を印加して接合することが可能となる。
【０１００】
なお、上記した振動伝達抑止用保持部材として対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質を使用すると、ステージ９０に伝達される超音波振動が振動伝達抑止用保持部材により精度よく吸収されて、ステージ９０の振動が抑止される。ここで、振動伝達抑止用保持部材の材質の対数減衰率は、０．１以上であることが望ましい。
【０１０１】
また、上記した振動伝達抑止用保持部材として音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質を使用すると、ステージ９０に伝達される超音波振動が振動伝達抑止用保持部材により精度よく放散されて、ステージ９０の振動が抑止される。なお、振動伝達抑止用保持部材の材質の音速は６０００ｍ／ｓ以上であることが望ましい。
【０１０２】
なお、ステージ９０の振動伝達抑止用保持部材の材質は、本実施形態に示した双晶型制振合金に限らず、対数減衰率が０．０１〜１の範囲の材質、または、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質であれば、どのようなものを使用してもよい。また、ステージ９０全体が振動伝達抑止用保持部材によって形成されていなくても、少なくともステージ９０の載置面に振動伝達抑止用保持部材を備えていればよい。
【０１０３】
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る。
【０１０４】
例えば、本発明における共振器の支持装置は、超音波振動接合装置に限らず、超音波振動を利用したその他の装置に組み込まれてもよい。
【０１０５】
また、共振器７、６１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ず、どのようなものであってもよい。
【０１０６】
さらに、共振器７、６１の中心軸方向の大きさは、前記共振器７の共振周波数の一波長の長さに限らず、どのような長さであってもよい。
【０１０７】
また、上記した実施形態では、保持手段４０を共振器７に熱硬化型接着剤により直接接着して固着しているが、接着方法としては熱硬化型接着剤に限られず、例えば、セラミックスの接着面にＮｉめっき等を施した後に、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属ろうを接着剤としてろう付けしてもよい。また、固着方法としては、接着に限られず、保持手段４０をボルト等で強固に直接共振器７に取り付けてもよい。また、共振器７から削り出して形成し、共振器７と一体としてもよい。
【０１０８】
また、上記した実施形態の制御方法では、接合終了時を、目的の接合面積を達成するために必要な電圧値、電流値、加圧力、時間等を予め求めておき設定するとしたが、振動子８の超音波振動エネルギーを監視し、超音波振動エネルギーが下降する時点を接合終了時としてもよい。
【０１０９】
この場合には、被接合物の種類や表面状態等に関わらず、被接合物ごとの接合終了時を判断できるので、接合が終了した後もチップ２３や基板２４に加圧力や超音波振動エネルギーを加え続けることを防止することができ、チップ２３や基板２４の破壊などを防止することができる。
【０１１０】
また、装置構成に関しては、チップ２３および基板２４の相対振動振幅を求めるためには、複数の振幅検出器３３を設けて、チップ２３および基板２４の振幅を同時に測定して求めてもよく、１つの振幅検出器３３でチップ２３および基板２４の振幅を順番に測定した後、時間軸をずらして時間軸を重ねた状態で振幅差を計算することで、チップ２３および基板２４の相対振動振幅を計測することもできる。また、チップ２３および基板２４が、共振器７およびステージ１０に確実に保持されていれば、チップ１０および基板２４のいずれか一方の振幅を検出するだけでよい。
【０１１１】
また、振幅検出器３３としては、うず電流式、静電容量式、光照射式または音波検出式等、周知のものであればどのようなものを用いても構わない。これらの手段を用いることにより、例えば、レーザードップラー測定器を使用する場合に比べ、低コスト化を達成することができる。
【０１１２】
また、位置認識部２９には、上下マーク認識手段１４、振幅検出器３３の他に、被接合物として発光素子を接合する際に、当該発光素子を電気的に機能させて発光させることにより被接合物どうしの位置調整を行う際に利用する発光点認識手段を備えるとしてもよい。
【０１１３】
さらに、支持手段の基部２０およびステージ１０に配設されたヒーター９および１１により、チップ２３および基板２４を加熱しながら超音波振動接合を行ってもよい。なお、ヒーター９および１１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。また、チップ２３を加熱するためのヒーター９は、基部２０でなくても、第１および第２クランプ手段２１、２２や、保持手段４０あるいは共振器７に配設するとしてもよい。
【０１１４】
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チップ２３と基板２４とを接合することができる。また、制御装置３１により、加圧力および超音波振動エネルギーとともに加熱の温度やタイミング等も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、短時間でチップ２３と基板２４とを接合してデバイスを形成することができる。したがって、デバイス作成時にチップ２３と基板２４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チップ２３や基板２４に破損等が生じることを防止でき、精度のよいデバイスを提供することができる。
【０１１５】
また、チップ２３および基板２４を保持するために、保持手段４０やステージ１０に設置される保持機構は、真空吸着による保持機構に限らず、静電チャックによる保持機構や機械式チャック機構、磁気吸着等、周知の保持機構を採用してもよい。
【０１１６】
例えば、保持手段４０およびステージ１０に静電チャック手段を設けてチップ２３および基板２４を吸着する構成とすれば、真空中でチップ２３を保持することができるため、真空中でチップ２３と基板２４との接合を行うことができ、チップ２３および基板２４に有機物や酸化膜等の不純物が付着するのが防止されるので、チップ２３と基板２４とを良好に接合することができる。
【０１１７】
また、上記した実施形態では、ステージ１０側が水平方向の位置調整機能、ヘッド部２６側が上下駆動機構を有するように構成したが、水平方向の位置調整機能、上下駆動機構はステージ１０側、ヘッド部２６側にどのように組み合わせてもよく、また、重複するように構成してもよい。
【０１１８】
さらに、上記した実施形態では、ヘッド部２６およびステージ１０を上下方向（図１に示す矢印Ｚ方向）に配置し、被接合物であるチップ２３と基板２４を前記上下方向で重ね合わせて接合する構成であるが、配置方向としてはこれに限定されず、前記上下方向にほぼ直交する左右方向で重ね合わせて接合する構成でもよい。また、３つ以上の被接合物を重合して接合してもよい。
【０１１９】
また、上記した実施形態では、加圧手段として上下駆動モーター１のトルク制御による方式を示したが、エアシリンダによる流体圧力を利用した加圧手段でもよい。
【０１２０】
また、被接合物は半導体以外の材料（樹脂製の基板、フィルム基板またはこれらの基板をダイシングしたチップ等）でもよい。また、被接合物は、超音波振動を伝達することで接合できるものであればどのようなものであってもよい。例えば、Ｓｉのような金属、ＳｉＯ２、ガラス、イオン酸リチウム、酸化物単結晶（ＬＴ）、セラミック系を含む酸化物等により形成されるウエハーやチップ等に、金属溶融バンプあるいは配線パターンを形成したものどうしを接合することができる。
【０１２１】
また金属溶融バンプ２３ａ、２４ａを形成する材料は、鉛錫はんだに限らず、超音波振動を印加することで接合できるものであればその他の金属や金属以外のものでもよい。
【０１２２】
また、被接合物の形態は、基板、ウエハー、基板およびウエハーをダイシングしたチップ等、どのようなものであってもよい。また、金属溶融バンプ２３ａ、２４ａの形態は、個々に独立した複数のバンプ形状であってもよいし、被接合物間のある領域を、当該被接合物どうしで封止可能に輪郭状につながった形状であってもよい。また、金属溶融バンプ２３ａ、２４ａどうしの接合ではなく、被接合物の一方面の全面どうしを接合してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【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】第１実施形態における共振器の概略図である。
【図３】図２に示す共振器を支持手段により支持した状態の概略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】支持手段の振動振幅を測定するための実験装置の概略構成図である。
【図５】支持手段の所定位置における振動振幅の測定結果である。
【図６】各材質の対数減衰率を示す図である。
【図７】各材質の音速を示す図である。
【図８】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９】図８に示す共振器の部分概略構成図である。
【図１０】本発明の第３実施形態における超音波振動接合装置のヘッド部およびステージ部の部分概略構成図である。
【図１１】共振器およびステージの振動振幅の測定結果である。
【符号の説明】
【０１２４】
７、６１    共振器
８、６０    振動子
１０、７０、９０    ステージ
２３    チップ（被接合物）
２４、６３、６４    基板（被接合物）
４１、７１    第１被支持部
４２、７２    第２被支持部
４４、６８    支持手段
５１、５２、７３、７４    支持部材
【要約】
【課題】共振器を任意の位置で支持でき、所定の振動数で安定して共振器を振動して、対象物に効率よく超音波振動を与えることができる共振器の保持装置を提供することを目的とする。
【解決手段】共振器７の第１被支持部４１および第２被支持部４２に、少なくともこれらとそれぞれ接触する部分が支持部材により形成された第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２をそれぞれ嵌挿して、共振器７を支持する。支持部材の材質として、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質、または、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質が適している。
【選択図】図３【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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