JP2000176654A - 超音波振動接合方法 - Google Patents
超音波振動接合方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 作業性向上と接続不良防止と樹脂破壊防止と
を図る。 【解決手段】 第１部材１の合成樹脂製の基部１ａに設
けられた被接合部１ｂと第２部材２の合成樹脂製の基部
２ａに設けられた金属製の被接合部２ｂとが重ね合わさ
れると共に、第１部材１の基部１ａが共振器５の接合作
用部５ａ側になり、第２部材２の基部２ａが受台９側と
して、第１部材１と第２部材２とが共振器５と受台９と
で加圧挟持され、振動子７より共振器５に伝達された超
音波振動により第１部材１の被接合部１ｂと第２部材２
の被接合部２ｂとを接合する。
を図る。 【解決手段】 第１部材１の合成樹脂製の基部１ａに設
けられた被接合部１ｂと第２部材２の合成樹脂製の基部
２ａに設けられた金属製の被接合部２ｂとが重ね合わさ
れると共に、第１部材１の基部１ａが共振器５の接合作
用部５ａ側になり、第２部材２の基部２ａが受台９側と
して、第１部材１と第２部材２とが共振器５と受台９と
で加圧挟持され、振動子７より共振器５に伝達された超
音波振動により第１部材１の被接合部１ｂと第２部材２
の被接合部２ｂとを接合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１部材の合成樹
脂製の基部に設けられた金属製の被接合部と第２部材の
合成樹脂製の基部に設けられた金属製の被接合部とを超
音波振動により接合する方法に関する。
脂製の基部に設けられた金属製の被接合部と第２部材の
合成樹脂製の基部に設けられた金属製の被接合部とを超
音波振動により接合する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複数のフレキシブルケーブル相互
を接続する場合、又は、フレキシブルケーブルと回路基
板又は端子とを接続する場合、半田付けをするか、導電
性の良い箔状の金属部分相互が異方性導電性接着剤を介
して重ね合された状態において、異方性導電性接着剤に
熱を与え、異方性導電性接着剤が溶融しつつ化学反応し
て固化することにより、上記金属部分相互を接続してい
る。
を接続する場合、又は、フレキシブルケーブルと回路基
板又は端子とを接続する場合、半田付けをするか、導電
性の良い箔状の金属部分相互が異方性導電性接着剤を介
して重ね合された状態において、異方性導電性接着剤に
熱を与え、異方性導電性接着剤が溶融しつつ化学反応し
て固化することにより、上記金属部分相互を接続してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の接
着剤による方法では、半田を付けたり、接着剤を付けた
り、熱を与えたりと手間が掛かり、作業性が悪かった。
又、金属部分間の距離が狭い場合、異方性導電性接着剤
が隣接する２つの金属部分に橋絡し、接続不良を生じる
ことがあった。
着剤による方法では、半田を付けたり、接着剤を付けた
り、熱を与えたりと手間が掛かり、作業性が悪かった。
又、金属部分間の距離が狭い場合、異方性導電性接着剤
が隣接する２つの金属部分に橋絡し、接続不良を生じる
ことがあった。
【０００４】そこで、本発明は、作業性向上と接続不良
防止とが図れる超音波振動接合方法を提供しようとする
ものである。
防止とが図れる超音波振動接合方法を提供しようとする
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にあっては、第１
部材の合成樹脂製の基部に設けられた金属製の被接合部
と第２部材の合成樹脂製の基部に設けられた金属製の被
接合部とが重ね合わされると共に、第１部材の基部が共
振器の接合作用部側になり、第２部材の基部が受台側と
して、第１部材と第２部材とが共振器と受台とで加圧挟
持され、振動子より共振器に伝達された超音波振動によ
り第１部材の被接合部と第２部材の被接合部とを接合す
ることを特徴としている。
部材の合成樹脂製の基部に設けられた金属製の被接合部
と第２部材の合成樹脂製の基部に設けられた金属製の被
接合部とが重ね合わされると共に、第１部材の基部が共
振器の接合作用部側になり、第２部材の基部が受台側と
して、第１部材と第２部材とが共振器と受台とで加圧挟
持され、振動子より共振器に伝達された超音波振動によ
り第１部材の被接合部と第２部材の被接合部とを接合す
ることを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
接合方法を示す。この実施形態で接合対象として用いら
れる第１・第２部材１，２は、フレキシブルケーブルで
あって、可撓性の有る合成樹脂よりなる基部１ａ，２ａ
の表面には、金属よりなる複数の被接合部１ｂ，２ｂが
所定間隔を以って並列配置に敷設されている。被接合部
１ｂ，２ｂとしては、銅箔により一層に形成された場
合、銅箔とニッケルメッキとより二層に形成された場
合、銅箔とニッケルメッキと金バンプ又は半田バンプ又
は金メッキ等より多層に形成された場合等種々の形態が
考えられる。
接合方法を示す。この実施形態で接合対象として用いら
れる第１・第２部材１，２は、フレキシブルケーブルで
あって、可撓性の有る合成樹脂よりなる基部１ａ，２ａ
の表面には、金属よりなる複数の被接合部１ｂ，２ｂが
所定間隔を以って並列配置に敷設されている。被接合部
１ｂ，２ｂとしては、銅箔により一層に形成された場
合、銅箔とニッケルメッキとより二層に形成された場
合、銅箔とニッケルメッキと金バンプ又は半田バンプ又
は金メッキ等より多層に形成された場合等種々の形態が
考えられる。
【０００７】図１を参照し、超音波振動接合方法につい
て説明する。ステップ１０１に示すように、エアシリン
ダ３のピストンロッド３ａに取付けられたホルダ４がチ
タン等のような良好な音響特性を有する材料からなる棒
状の共振器５を共振器５の支持部５ｂを介して両端支持
の横置き状態で保持している。共振器５の一端には音響
変換器又は磁歪変換器のような振動子６が同軸状に結合
された状態において、振動子６が超音波発振器７から電
線８を通して受けた電気的なエネルギーにより超音波振
動を発生することにより、共振器５が振動子６から伝達
された周波数によって決まる共振周波数に整合する形状
である。共振器５は両端に共振周波数の最小振動振幅点
を有し、少なくとも中央に共振周波数の最大振動振幅点
を有し、その中央の外周面より突出する接合作用部５ａ
を有する。そして、共振器５の接合作用部５ａの下面と
受台９の上面との間には重ね合された第１・第２部材
１，２の入出用の所定空間１０が形成されている。この
状態において、受台９には第１・第２部材１，２が搭載
される。その搭載形態は、被接合部１ｂ，２ｂが互いに
重ね合わせられると共に、基部１ａが共振器５の接合作
用部５ａ側になり、基部２ａが受台９側である。
て説明する。ステップ１０１に示すように、エアシリン
ダ３のピストンロッド３ａに取付けられたホルダ４がチ
タン等のような良好な音響特性を有する材料からなる棒
状の共振器５を共振器５の支持部５ｂを介して両端支持
の横置き状態で保持している。共振器５の一端には音響
変換器又は磁歪変換器のような振動子６が同軸状に結合
された状態において、振動子６が超音波発振器７から電
線８を通して受けた電気的なエネルギーにより超音波振
動を発生することにより、共振器５が振動子６から伝達
された周波数によって決まる共振周波数に整合する形状
である。共振器５は両端に共振周波数の最小振動振幅点
を有し、少なくとも中央に共振周波数の最大振動振幅点
を有し、その中央の外周面より突出する接合作用部５ａ
を有する。そして、共振器５の接合作用部５ａの下面と
受台９の上面との間には重ね合された第１・第２部材
１，２の入出用の所定空間１０が形成されている。この
状態において、受台９には第１・第２部材１，２が搭載
される。その搭載形態は、被接合部１ｂ，２ｂが互いに
重ね合わせられると共に、基部１ａが共振器５の接合作
用部５ａ側になり、基部２ａが受台９側である。
【０００８】次に、ステップ１０２に示すように、圧力
空気供給回路の空気供給経路の切替えにより、ピストン
ロッド３ａが伸長駆動して下降限度位置に停止する過程
において、接合作用部５ａが受台９に搭載された第１部
材１の基部１ａを押圧し、被接合部１ｂ，２ｂが互いに
密接すると共に、第２部材２の基部２ａが受台９に密接
し、第１部材１と第２部材２とが共振器５の接合作用部
５ａと受台９とで加圧挟持される。このように第１・第
２部材１，２の加圧保持後、又は、加圧保持以前のうち
の何れかにおいて、高周波エネルギーが超音波発振器７
から振動子６に電線８を介して供給され、振動子６が超
音波振動を発生し、共振器５が振動子６より達された超
音波振動に共振し、接合作用部５ａがエアシリンダ３に
よる矢印Ｙの加圧方向と直交する矢印Ｘの方向に最大振
動振幅を以って振動して第１部材１の基部１ａを介して
第１部材１の被接合部１ｂと第２部材２の被接合部２ｂ
との重ね合せ面を互いに非溶解接合する。
空気供給回路の空気供給経路の切替えにより、ピストン
ロッド３ａが伸長駆動して下降限度位置に停止する過程
において、接合作用部５ａが受台９に搭載された第１部
材１の基部１ａを押圧し、被接合部１ｂ，２ｂが互いに
密接すると共に、第２部材２の基部２ａが受台９に密接
し、第１部材１と第２部材２とが共振器５の接合作用部
５ａと受台９とで加圧挟持される。このように第１・第
２部材１，２の加圧保持後、又は、加圧保持以前のうち
の何れかにおいて、高周波エネルギーが超音波発振器７
から振動子６に電線８を介して供給され、振動子６が超
音波振動を発生し、共振器５が振動子６より達された超
音波振動に共振し、接合作用部５ａがエアシリンダ３に
よる矢印Ｙの加圧方向と直交する矢印Ｘの方向に最大振
動振幅を以って振動して第１部材１の基部１ａを介して
第１部材１の被接合部１ｂと第２部材２の被接合部２ｂ
との重ね合せ面を互いに非溶解接合する。
【０００９】実施形態によれば、ステップ１０２に示す
ように、第１部材１と第２部材２とが共振器５の接合作
用部５ａと受台９とで加圧挟持された状態において、基
部１ａ，２ａが共振器５の接合作用部５ａと受台９との
間に圧縮されることにより、第１・第２部材１，２にお
ける公差範囲内での厚さのばらつきや接合作用部５ａと
受台９との平行度の狂いを吸収し、第１部材１の全部の
被接合部１ｂと第２部材２の全部の被接合部２ｂとが全
体的に相互に密接し超音波振動で直接的に接合すること
ができる。よって、従来のような半田を付けたり、接着
剤を付けたり、熱を与えたりする手間を省くことがで
き、第１・第２部材１，２の被接合部１ｂ，２ｂ相互の
接合不良を防止できる。又、被接合部１ｂ，２ｂ相互の
接合面間に半田や接着材が存在しないことから、被接合
部１ｂ，２ｂ相互の接合面間における電気的な特性が良
くなる。
ように、第１部材１と第２部材２とが共振器５の接合作
用部５ａと受台９とで加圧挟持された状態において、基
部１ａ，２ａが共振器５の接合作用部５ａと受台９との
間に圧縮されることにより、第１・第２部材１，２にお
ける公差範囲内での厚さのばらつきや接合作用部５ａと
受台９との平行度の狂いを吸収し、第１部材１の全部の
被接合部１ｂと第２部材２の全部の被接合部２ｂとが全
体的に相互に密接し超音波振動で直接的に接合すること
ができる。よって、従来のような半田を付けたり、接着
剤を付けたり、熱を与えたりする手間を省くことがで
き、第１・第２部材１，２の被接合部１ｂ，２ｂ相互の
接合不良を防止できる。又、被接合部１ｂ，２ｂ相互の
接合面間に半田や接着材が存在しないことから、被接合
部１ｂ，２ｂ相互の接合面間における電気的な特性が良
くなる。
【００１０】又、実施形態によれば、共振器５がホルダ
４に両端支持されているので、被接合部１ｂと被接合部
２ｂとを接合する際、共振器５が片持ち状に傾くことが
なく、接合作用部５ａが第１部材１の合成樹脂である基
部１ａと一様に接触し、基部１ａに加圧による傷もつく
ことがない。
４に両端支持されているので、被接合部１ｂと被接合部
２ｂとを接合する際、共振器５が片持ち状に傾くことが
なく、接合作用部５ａが第１部材１の合成樹脂である基
部１ａと一様に接触し、基部１ａに加圧による傷もつく
ことがない。
【００１１】なお、共振器５は単一体に形成される場合
もあるが、接合作用部５ａを有するホーンの両端に支持
部５ｂを有する２つのブースタが同軸状に無頭ねじを介
して連結された複合体に形成しても良い。
もあるが、接合作用部５ａを有するホーンの両端に支持
部５ｂを有する２つのブースタが同軸状に無頭ねじを介
して連結された複合体に形成しても良い。
【００１２】前記接合作用部５ａの表面は平坦状でも良
いが、係る表面に縦横に直交する多数の溝を形成した方
形格子（キャラメル格子）や縦横に斜めに交差する多数
の溝を形成した斜め格子（ダイヤ格子）等を形成すれ
ば、接合時に接合作用部５ａが第１・第２部材１，２を
受台９との間に多点で支える形態となるので、超音波振
動が接合作用部５ａから第１・第２部材１，２側に良好
に伝達し、被接合部１ｂ，２ｂ相互の接合が良くなる。
又、接合作用部５ａの表面が前記表面に溝を形成したキ
ャラメル格子やダイヤ格子である場合、第１部材１の合
成樹脂である基部１ａに多点に接触する接合作用部５ａ
のそれぞれの面が平坦であり、接合作用部５ａが基部１
ａを突き破るような不都合も解消できる。
いが、係る表面に縦横に直交する多数の溝を形成した方
形格子（キャラメル格子）や縦横に斜めに交差する多数
の溝を形成した斜め格子（ダイヤ格子）等を形成すれ
ば、接合時に接合作用部５ａが第１・第２部材１，２を
受台９との間に多点で支える形態となるので、超音波振
動が接合作用部５ａから第１・第２部材１，２側に良好
に伝達し、被接合部１ｂ，２ｂ相互の接合が良くなる。
又、接合作用部５ａの表面が前記表面に溝を形成したキ
ャラメル格子やダイヤ格子である場合、第１部材１の合
成樹脂である基部１ａに多点に接触する接合作用部５ａ
のそれぞれの面が平坦であり、接合作用部５ａが基部１
ａを突き破るような不都合も解消できる。
【００１３】実施形態において、第１・第２部材１，２
の超音波振動接合に際し、共振器５と受台９とのうちの
少なくとも何れか一方に電熱器のようなヒータを設け、
このヒータにより接合作用部５ａと受台９との間に挟ま
れた第１・第２部材１，２の重ね合せ部分を加熱する場
合には、加熱温度は第１・第２部材１，２の基部１ａ，
２ａに悪影響の出ない温度に管理される。
の超音波振動接合に際し、共振器５と受台９とのうちの
少なくとも何れか一方に電熱器のようなヒータを設け、
このヒータにより接合作用部５ａと受台９との間に挟ま
れた第１・第２部材１，２の重ね合せ部分を加熱する場
合には、加熱温度は第１・第２部材１，２の基部１ａ，
２ａに悪影響の出ない温度に管理される。
【００１４】実施形態は第１・第２部材１，２としては
フレキシブルケーブル同士の組合せとしたが、フレキシ
ブルケーブルと回路基板又は端子との組合せ、フレキシ
ブル回路基板同士組合せの何れでも適用できる。
フレキシブルケーブル同士の組合せとしたが、フレキシ
ブルケーブルと回路基板又は端子との組合せ、フレキシ
ブル回路基板同士組合せの何れでも適用できる。
【００１５】又、基部１ａ，２ａは可撓性の無い硬質の
合成樹脂でも良い。
合成樹脂でも良い。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、第１部材の金属製の被
接合部と第２部材の金属製の被接合部とが重ね合わせら
れると共に、第１部材の合成樹脂製の基部が共振器の接
合作用部側になり、第２部材の合成樹脂製の基部が受台
側として、第１部材と第２部材とが共振器と受台とで加
圧挟持され、振動子より共振器に伝達された超音波振動
により第１部材の被接合部と第２部材の被接合部とを接
合するので、第１・第２部材の基部が共振器と受台との
間に圧縮されることにより、第１・第２部材における公
差範囲内での厚さのばらつきや接合作用部と受台との平
行度の狂いが吸収され、第１部材の被接合部と第２部材
の被接合部とが密接し超音波振動で適切に直接接合で
き、第１・第２部材の被接合部相互の接合不良を防止で
きる。又、従来のような接着剤や半田を付けたり熱を与
えたりする手間を省き、接合作業及び接合部分での電気
的な特性を向上することができる。
接合部と第２部材の金属製の被接合部とが重ね合わせら
れると共に、第１部材の合成樹脂製の基部が共振器の接
合作用部側になり、第２部材の合成樹脂製の基部が受台
側として、第１部材と第２部材とが共振器と受台とで加
圧挟持され、振動子より共振器に伝達された超音波振動
により第１部材の被接合部と第２部材の被接合部とを接
合するので、第１・第２部材の基部が共振器と受台との
間に圧縮されることにより、第１・第２部材における公
差範囲内での厚さのばらつきや接合作用部と受台との平
行度の狂いが吸収され、第１部材の被接合部と第２部材
の被接合部とが密接し超音波振動で適切に直接接合で
き、第１・第２部材の被接合部相互の接合不良を防止で
きる。又、従来のような接着剤や半田を付けたり熱を与
えたりする手間を省き、接合作業及び接合部分での電気
的な特性を向上することができる。
【図１】 本発明の一実施形態を示す工程図。
１，２ 第１・第２部材 １ａ，２ａ 基部 １ｂ，２ｂ 被接合部 ５ 共振器 ５ａ 接合作用部 ９ 受台
Claims (1)
- 【請求項１】 第１部材の合成樹脂製の基部に設けられ
た金属製の被接合部と第２部材の金属製の被接合部とが
重ね合わされると共に、第１部材の基部が共振器の接合
作用部側になり、第２部材の基部が受台側として、第１
部材と第２部材とが共振器と受台とで加圧挟持され、振
動子より共振器に伝達された超音波振動により第１部材
の被接合部と第２部材の被接合部とを接合することを特
徴とする超音波振動接合方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35425998A JP3288983B2 (ja) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | 超音波振動接合方法 |
| EP99123607A EP1010492B1 (en) | 1998-12-10 | 1999-11-26 | Ultrasonic vibration bonding method |
| DE69919822T DE69919822T2 (de) | 1998-12-10 | 1999-11-26 | Ultraschallschwingungsschweissverfahren |
| TW088120764A TW426570B (en) | 1998-12-10 | 1999-11-29 | Ultrasonic vibration bonding method |
| CA002291296A CA2291296A1 (en) | 1998-12-10 | 1999-11-30 | Ultrasonic vibration bonding method |
| US09/456,982 US6202915B1 (en) | 1998-12-10 | 1999-12-07 | Ultrasonic vibration bonding method |
| KR1019990056192A KR100324652B1 (ko) | 1998-12-10 | 1999-12-09 | 초음파 진동 접합 방법 |
| CNB991261356A CN1197681C (zh) | 1998-12-10 | 1999-12-09 | 超声波振动接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35425998A JP3288983B2 (ja) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | 超音波振動接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000176654A true JP2000176654A (ja) | 2000-06-27 |
| JP3288983B2 JP3288983B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=18436346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35425998A Expired - Fee Related JP3288983B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-14 | 超音波振動接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3288983B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141576A (ja) * | 2000-11-02 | 2002-05-17 | Fujitsu Ltd | ピエゾ素子と電極との接合方法及び該接合方法を使用したピエゾマイクロアクチュエータ |
| JP2003069103A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 格子状配列構造の圧電／電歪アクチュエータ及びその製造方法 |
| JP2020179370A (ja) * | 2019-04-26 | 2020-11-05 | キヤノン株式会社 | 吐出材吐出装置、およびインプリント装置 |
-
1998
- 1998-12-14 JP JP35425998A patent/JP3288983B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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