JP2005153083A - 部品接合方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品相互の位置調整を高精度に必要とし、高精度に調整された部品をオプティカルコンタクト法を用いて接合する装置及び方法を提供する。
【解決手段】オプティカルコンタクトにより第１部品９の研磨面９ａと第２部品１０の研磨面１０ａとを接合する部品接合方法に関する。第２部品１０に近距離場音波を作用させて、第２部品１０を第１部品９に対して浮揚させ、研磨面同士が対向した状態で浮揚している第２部品１０を第１部品９に対して位置調整した後に、近距離場音波の発生量を調整して第１部品９と第２部品１０とを接触させて接合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学素子等の部品の接合方法及びその装置に関し、例えば、部品の接合技術、光学素子の生産技術、結晶材料の加工技術等に適するものである。

二部材を高精度に位置決めして接合するものとして、例えば特開平７−１９５２４１号公報に記載されたものが知られている。この接合装置は、接着剤を塗布した二部材を位置合わせした後、該二部材を所定の加圧力で圧接保持して接合するものである。上記接着剤を使用した接合（面接着）であれば、接着剤層を介して部品を当接した後でも、硬化処理前に部品相互の位置の調整が可能である。しかし、接着剤やワックスによる部品の接着方法では、接着剤厚みやワックス厚みの限界により、部品によって厚みが異なるだけでなく、各部品に傾斜が生じるという不確実性がある。

そこで、これらの問題を防止する方法として、主に光学素子の接合分野において、接着剤を使わずに、２つの光学素子表面を接合させるオプティカルコンタクト法が用いられることがある。

このオプティカルコンタクト法は、各々の接合面を研磨加工することにより、厳密に似合った二つの表面を作り出し、溶着させる技術である。このオプティカルコンタクト法を用いた接合技術は、接着剤を使わないことから、上記の不確実性を避けることができる。そこで、高い平行度や角度誤差の要求される光学素子にはこの技術が採用されている。このオプティカルコンタクト法を用いる場合には、研磨面の面精度はいずれもλ／４以下であることが好ましいと言われている。

オプティカルコンタクト法は、厚みにおける高い精度（通常０．０２ｍｍ以下）を要求される場合にも利用される。この場合、Ｆｕｓｅｄ Ｓｉｌｉｃａ（溶融シリカ）などの透明な”コンタクトプレート”を用いる。このコンタクトプレートは通常０．００１ｍｍ以下の厚み精度を持ち、１／２アークセカンド以下の平行度をもち、両面ともλ／４以下の平坦度を特長としている。さらに、接着剤が使用できないような高出力レーザ用途や、ＵＶのような接着剤を透過しない波長域（通常の接着剤で３２５ｎｍ以下、一部２５０ｎｍ以下）に有効である。
特開平７−１９５２４１号公報

しかしながら、オプティカルコンタクト法では、清浄に保たれた研磨面が当接し一定以上の荷重がかかると接合が完了してしまう。一旦接合されれば、相応の外力や熱をかけなければ接合解除できないので、当接した後の部品位置調整は困難である。

このため、部品相互の位置関係が必要な接合用途にはオプティカルコンタクト法を適用しにくく、位置調整を実施している場合でも、部品外形を基準部に突き当てながら当接し、外形状を略一致させる用途に展開されている程度であり、高精度な位置合わせができないという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題を鑑み、部品相互の位置調整を高精度に必要とし、高精度に調整された部品をオプティカルコンタクト法を用いて接合できる部品接合方法及びその装置の提供を目的とする。

請求項１の本発明は、オプティカルコンタクトにより接合部品の接合面と被接合部品の接合面とを接合する部品接合装置において、
前記接合部品及び前記被接合部品の内一方の部品に作用して、該一方の部品を他方の部品に対して浮揚させる近距離場音波発生手段と、
該近距離場音波発生手段により浮揚している一方の部品を他方の部品に対して位置調整する位置調整手段と、
該位置調整のときに該一方の部品を前記他方の部品に対して浮揚させ、接合のときに前記一方の部品と前記他方の部品とを接触させるように前記近距離場音波発生手段の近距離場音波の発生量を制御する制御手段と、
をそれぞれ具備することを特徴とする部品接合装置である。

請求項２の本発明は、前記近距離場音波発生手段の音源がピストン音源であることを特徴とする請求項１に記載の部品接合装置である。

請求項３の本発明は、前記近距離場音波発生手段の音源がたわみ振動音源であることを特徴とする請求項１に記載の部品接合装置である。

請求項４の本発明は、前記たわみ振動音源は、該たわみ振動音源により振動する振動板上の振動を制御する領域の両端に縦振動の振動系を互いに対向して配置してなる１組の振動系を２組用意し、該２組の振動系を前記他方の部品を挟んで配置したものであるか、もしくは、前記振動板上の振動を制御する領域の一端に設置した縦振動の振動系と他端に設置した固定端とからなる１組の振動系を２組用意し、該２組の振動系を前記他方の部品を挟んで配置したものであり、前記縦振動の振動系を励振して定在波を発生させていることを特徴とする請求項３に記載の部品接合装置である。

請求項５の本発明は、前記たわみ振動音源は、該たわみ振動音源により振動する振動板上の振動を制御する領域の両端に縦振動の振動系を互いに対向して設置してなる１組の振動系を２組用意し、該２組の振動系を前記他方の部品を挟んで配置したものであり、一方の組を励振し、他方の組で受波することにより進行波を発生させていることを特徴とする請求項３に記載の部品接合装置である。

請求項６の本発明は、前記近距離場音波発生手段の音源は、前記他方の部品の接合面周囲であって、且つ、前記近距離場音波発生手段の振動板の上面の位置が前記他方の部品の接合面より低く配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の部品接合装置である。

請求項７の本発明は、前記近距離場音波発生手段は、前記他方の部品を振動板として振動させていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の部品接合装置である。

請求項８の本発明は、オプティカルコンタクトにより接合部品の接合面と被接合部品の接合面とを接合する部品接合方法において、
前記接合部品及び前記被接合部品の内一方の部品に近距離場音波を作用させて、該一方の部品を他方の部品に対して浮揚させ、
前記接合面同士が対向した状態で浮揚している前記一方の部品を前記他方の部品に対して位置調整した後に、
近距離場音波の発生量を調整して前記一方の部品と前記他方の部品とを接触させて接合することを特徴とする部品接合方法である。

請求項９の本発明は、前記近距離場音波発生手段の音源がたわみ振動音源であることを特徴とする請求項８に記載の部品接合方法である。

請求項１０の本発明は、前記たわみ振動音源は、該たわみ振動音源により振動する振動板上の振動を制御する領域の両端に縦振動の振動系を互いに対向して配置してなる１組の振動系を２組用意し、該２組の振動系を前記他方の部品を挟んで配置したものであり、
該２組の振動系の励振速度を制御して発生させるたわみ振動進行波から振動板平面の斜め方向に放射される近距離場音波を用いて、前記一方の部品を浮揚させて前記接合面間に微小な空隙を保つと共に、前記一方の部品を移動させ、前記一方の部品と前記他方の部品との相互位置を所望の位置関係に位置調整することを特徴とする請求項９に記載の部品接合方法である。

請求項１１の本発明は、前記他方の部品の下面に縦振動の振動系を接触固定した後、該縦振動系を励振することにより、前記他方の部品の接合面から発生する近距離場音波を前記一方の部品に作用させて、該一方の部品を浮揚あるいは浮揚した状態で移動させることを特徴とする請求項８に記載の部品接合方法である。

請求項１又は８に記載の本発明によれば、部品相互が接合される直前の状態である研磨面間に微小な空隙を安定的に保ち、部品相互の位置調整を高精度に実施でき、調整された部品をオプティカルコンタクト法を用いて接合することができる。請求項２〜４、９の何れかに記載の本発明によれば、研磨面間に微小な空隙を安定的に保つことができる。

請求項５に記載の本発明によれば、研磨面間に微小な空隙を安定的に保つと共に、近距離場音波の放射圧のみで部品移動も可能とし、構成が簡略で高精度な位置調整を実現する部品接合装置を提供できる。

請求項６に記載の本発明によれば、研磨面間に微小な空隙を安定的に保つと共に、近距離場音波の放射圧のみでＸ、Ｙ、θ３軸の部品移動も可能とし、構成が簡略で高精度な位置調整を実現する部品接合装置が提供できる。請求項７に記載の本発明によれば、請求項６の効果を振動板なしに実現できる。

請求項８に記載の本発明によれば、部品相互が接合される直前の状態である研磨面間に微小な空隙を安定的に保ち、部品相互の位置調整を高精度に実施でき、調整された部品をオプティカルコンタクト法を用いて接合する方法の提供を目的としている。

請求項１０に記載の本発明によれば、構成が簡単で高精度な位置調整を実現する部品接合方法を得ることができる。請求項１１に記載の本発明によれば、他方の部品の接合面から発生する近距離場音波を使って、一方の部品を浮揚あるいは移動させることを、振動板なしに実現できる。

研磨面同士を当接する前に微小な空隙を保って保持したり、相対的に一方を移動させたりする手段として、本発明で用いている近距離場音波浮揚現象について説明する。近距離場音波浮揚は、音源から最大数百μｍの距離で数十Ｎの物体が浮揚する現象である。近距離場音波の音源は、ピストン音源とたわみ振動音源に大別される。

図１０は、ピストン音源を使った場合の近距離場音波浮揚現象の説明図である。図１０に示すのが、ピストン音源１を使った場合の近距離場音波浮揚現象の説明図である。図１０に示すように、ピストン音源１から発生する近距離場音波４ａにより、ピストン音源１上の浮揚物体３が浮揚している。

ピストン音源１は磁気回路とボイス駆動力などの構成により振動板が前後に振動するもので、一般にピストン音源１からの音響放射圧は、振動振幅の二乗に比例し、浮揚距離の二乗に反比例すると言われている。また、駆動周波数には関係しないとされている。

ピストン音源１の具体例としては、例えば、一般的にスピーカーに多く用いられている、図１１に示すダイナミックスピーカーや、図１２に示す平面スピーカーがある。

図１１は、ピストン音源の一例を示す図である。図１１に示すピストン音源であるダイナミックスピーカーは、永久磁石（マグネット）１０４で発生する磁束がヨーク１０３に導かれボイスコイルであるコイル１０２の所に強い磁場を作る。コイル１０２に流れる電流は、この磁場でボイス駆動力を受け（フレミングの左手の法則）上下方向に動くことで、振動板１０１がピストン運動する。

図１２は、ピストン音源の他の例を示す図であり、（Ａ）は構成図、（Ｂ）は動作原理を説明するための図である。図１２（Ａ）に示すピストン音源である平面スピーカーは、外枠を兼ねる平板状のヨーク１０３に永久磁石１０４がＮ極Ｓ極交互に配置されている。そして、ボイスコイル（プリントコイル）であるコイル１０２付き振動板１０１は、ゴム製のエッジ１０５によって永久磁石１０４の磁極面から一定の距離に柔軟に支持されている。動作原理は式（１）に示すように、磁束密度Ｂの磁界を通過する長さｌのコイル１０２に、電気信号の電流Ｉが流れると、電磁作用の原理に従ってボイス駆動力Ｆが発生し、ボイス駆動力Ｆの方向はフレミングの左手の法則に従う。
Ｆ＝ｌＩＢ （１）
コイル１０２が全面に形成された振動板１０１は、回路に流れる電流変化に比例してピストン運動を行う。

図１３は、たわみ振動音源による浮揚現象を示す図である。近距離場音波発生手段の音源であるたわみ振動音源２は、振動板にたわみ波がのっている振動源で、図１３に示すように、たわみ振動音源２の平面波４ｂにより浮揚物体３が浮揚している。

本発明は、以上のような近距離場音波浮揚現象を用いて、オプティカルコンタクト直前の精密な位置調整を可能としたものである。

図１は本発明に係る第１実施形態の部品接合装置の概略構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＢ−Ｂ線断面図である。図１（Ａ）に示すように、この部品接合装置では、接合部品及び被接合部品がワークであり、接合部品である第２部品１０の下方に位置する被接合部品である第１部品９の周囲には、振動板１１ａ、振動板１１ｂ、振動板１１ｃ、振動板１１ｄが配置されている。振動板１１ａと振動板１１ｂとは第１部品９を挟んで互いに対向し、振動板１１ｃと振動板１１ｄとは第１部品９を振動板１１ａ及び振動板１１ｂとは異なる方向で挟んで互いに対向して配置されている。振動板１１ａ〜１１ｄの上面は何れも第２部品１０の下面に対向するように配置されている。

図１（Ｂ）に示すように、第１実施形態の部品接合装置は、オプティカルコンタクトにより第２部品１０の研磨面１０ａと第１部品９の研磨面９ａとを接合するものである。オプティカルコンタクトとは、接合面が高い平坦度で研磨された研磨面同士を接触させることで、接着剤を用いずに部品を接合することである。

第１実施形態の部品接合装置は、第２部品１０に作用して、第２部品１０を第１部品９に対して浮揚させる近距離場音波発生手段を備えている。この近距離場音波発生手段は、本実施形態では、たわみ振動音源２（図１３参照）を用いている。このたわみ振動音源２は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、発振器１５、トランスデューサ１４、ホーン１３及び振動板１１ａ〜１１ｄから構成することができる。

発振器１５は超音波周波数（例えば２０ｋＨｚ）の電気信号を発振する。トランスデューサ１４は入力された電気信号に伴って機械振動に変換するものであり、超音波を発生するトランスデューサ１４としては、磁歪振動子を使うものと電歪振動子を使うものがある。磁歪振動子はニッケルなどの強磁性体物質で交流磁場をかけるとその長さが伸縮する性質を持つ。交流の周波数を超音波領域の周波数にすれば、機械振動の周波数は超音波領域の振動になる。交流磁場はコイルに交流電流を流すことによって発生し、そのコイルの中に棒状の磁歪振動子を挿入すると超音波振動を発生するトランスデューサ１４となる。電歪振動子はチタン酸ジルコン酸鉛などの強誘電体に交流電圧をかけるとその長さが伸縮する性質を持ち、超音波領域の周波数で機械振動を発生できるトランスデューサ１４である。

ホーン１３はトランスデューサ１４で発生した超音波機械振動を増幅伝達するものである。トランスデューサ１４で発生した超音波振動をホーン１３に伝達すると、ホーン先端は超音波の周波数で振動する。トランスデューサ１４によって得られる振動振幅は微小であり、たわみ振動音源２とするには十分ではない。そのためホーン１３により振動振幅を増幅する。ホーン１３は超音波振動による金属疲労を起こしやすいので、引っ張り強度の大きいチタン合金を使う場合が多い。

また、第１実施形態の部品接合装置は、近距離場音波発生手段としてのたわみ振動音源２により浮揚している第２部品１０を第１部品９に対して位置調整する位置調整手段（図示せず）を備えている。この位置調整手段としては、第２部品１０が浮揚しているので、微小な力で微小な量を移動できるものであれば周知のもの、例えば、ステッピングモータ等の電動式アクチュエータ等を使用することができる。部品位置検出手段（部品位置認識手段）１９により第２部品１０と第１部品９との位置ずれを検出又は認識してこの位置ずれ量を小さくするように位置調整手段を作動させることにより精密な位置合わせを行うことができる。

また、第１実施形態の部品接合装置は、この位置調整のときに第２部品１０を第１部品９に対して浮揚させた状態とし（このとき第２部品１０の下面となる接合面である研磨面１０ａは第１部品９の上面となる接合面である研磨面９ａに対向した状態で浮揚している）、位置調整後の接合のときに第２部品１０の接合面１０ａと第１部品９の接合面９ａとを接触させるように、たわみ振動音源２の近距離場音波１２の発生量を制御する制御手段であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）１８を備えている。この制御手段としては、ＰＣ１８以外にも、マイクロコンピュータ等を使用することができる。

前記たわみ振動音源２は、たわみ振動音源２により振動する振動板上の振動を制御する領域の両端に縦振動の振動系（ホーン１３、トランスジューサ１４、発振器１５）を互いに対向して配置してなる１組の振動系を２組用意し、第１部品９を挟んで配置したものである。即ち、第１部品９の両側に１組づつ振動系を配置したものであり、本実施形態では図１（Ｂ）に示すように、互いに直交する２つの方向で第１部品９を挟んだものである。このように配置された縦振動の振動系を励振して定在波を発生させている。

図２は本発明に係る第１実施形態の部品接合装置の振動板の定在波発生状態を示す図である。図２に示すように、例えば振動板１１ｄ上の振動を制御する領域の両端に縦振動の振動系を２組対向して設置する場合の構成である。２組の振動系により、定在波ができる（波は進行しない）。この定在波により、第２部品１０の浮揚保持が可能である。この場合には、図２では図示しているが、受波器１６及びスイッチ１７を省略することができる。振動板１１ａ〜１１ｃについても同様の構成にすることができる。

第１実施形態の部品接合装置は、近距離場音波発生手段（たわみ振動音源２）とその制御手段（ＰＣ１８）を持ち、１対のワーク（第１部品９、第２部品１０）のオプティカルコンタクト可能な研磨面（研磨面９ａ、１０ａ）同士を数百μｍ以下（場合によっては数μｍ以下）の間隔にセットして、たわみ振動音源２で発生させる近距離場音波の放射圧のみで一方のワーク（本実施形態では、第２部品１０）を浮揚させて、予め設定した間隔を保持し、１対のワーク（第１部品９、第２部品１０）の相対位置の位置ずれがある等の場合に、必要に応じて相対移動させる。

図１（Ａ）に示すように、第１ワークである第１部品９の周囲に４本の振動板１１ａ〜１１ｄを第１部品９を挟んで各２本づつ配置し、その振動板１１ａ〜１１ｄの上面の鉛直方向位置は、図１（Ｂ）に示すように、第１部品９の研磨面９ａより低く設ける。第１部品９と第２ワークである第２部品１０とのオプティカルコンタクト可能な研磨面（接合面）９ａ，１０ａ同士のギャップは、数百μｍ以下（場合によっては数μｍ以下）が好ましく、近距離場音波１２で第２部品１０が浮揚できる距離よりも短いようにする。第１部品９の表面（研磨面９ａ）より数μｍ〜数１０μｍ低くするのが望ましいが、必要なギャップが取れる場合には数１００μｍ低くしても良い。振動板１１ａ〜１１ｄへの超音波縦振動は発振器１５の電気信号によりトランスデューサ１４に超音波縦振動が発生し、これをホーン１３で増幅伝達することで発生する。これを１組の縦振動系として、１枚の振動板１１ａ、１１ｂ、１１ｃ又は１１ｄには両端にそれぞれ１つの縦振動系を有する。また、発振器１５とは別に受波器１６があり、発振器１５と受波器１６とをスイッチ１７で切り替え可能となっている。

１枚の振動板１１ａ、１１ｂ、１１ｃ又は１１ｄの両端が発振器１５に接続している場合は、定在波が発生し浮揚する鉛直成分の放射圧のみが第２部品１０に対して作用する。１枚の振動板１１ａ、１１ｂ、１１ｃ又は１１ｄの一端が発振器１５に接続し、他端が受波器１６に接続している場合（例えば、図１（Ｂ）の振動板１１ｄ）は、図３に示すように、発振器１５側から受波器１６側へ向けて、進行波が発生し、浮揚する鉛直成分の放射圧のみならず第２部品１０の水平方向移動に寄与する放射圧も発生する。４枚の振動板１１ａ〜１１ｄに与えるたわみ振動を４つの縦振動系のスイッチ１７を切り替えることにより、第１部品９に対して第２部品１０を微小空隙を保って保持し、水平面内で任意の方向に相対移動させることができる。たわみ振動音源を用いることにより、進行波を発生させて第２部品１０を浮揚保持するだけでなく、第１部品９に対して相対移動させることもできる。

即ち、縦振動の振動系２組を対向して設置し、一方を励振し、もう一方で受波し、進行波を発生させる場合には、図１４に示すように進行波の方向にワークである浮揚物体３を相対的に移動できる。たわみ振動進行波７が振動板に励振されると、振動板からは斜め方向に音波が放射される。この音波の鉛直成分によりワークである浮揚物体３（第２部品１０）を浮揚させ、水平方向の成分により音響流の粘性力を介して推力を与えることができ、ワークを相対的に移動できる。進行方向を反転させる場合には、励振用と吸収（受波）用の役割を切り替えれば、浮揚を保持したまま、方向を変えられる。なお、図１４中、符号５は物体移動方向、符号６は音場、符号８は放射面である。

このようにして位置調整手段を構成しても良い。即ち、位置調整手段として、この進行波を用いた位置調整手段及び上述したステッピングモータ等の電動式アクチュエータ等を使用する位置調整手段の何れか一方又は両方を組み合わせて用いることができる。

通常、第１部品９と第２部品１０との相対位置は画像認識や光学的検出などによる部品位置検出手段（部品位置認識手段）１９で把握し、その位置検出信号１９ａを基準にＰＣ１８などの制御機器でスイッチ１７を制御する。例えば、振動板１１ａと振動板１１ｂとを同一方向に進行波を発生させればその方向に第２部品１０は移動するし、振動板１１ａと振動板１１ｂとを互いに逆方向に進行波を発生させれば、第２部品１０は回転する。振動板１１ｃと振動板１１ｄも同様である。このように、スイッチ１７を制御することにより、第１部品９に対して第２部品１０を微小空隙を保って保持し、水平面内で任意の方向に相対移動させることができるので、部品位置検出手段（部品位置認識手段）１９で検出（認識）した位置ずれ量を極めて小さくした後に、オプティカルコンタクトにより、第１部品９と第２部品１０とを接合することができる。

図４は図１の部品接合装置に備えるたわみ振動音源の変形例を示す図である。図４に示すように、この部品接合装置は、例えば振動板１１ｄ上の振動を制御する領域の片端に縦振動の振動系１組を設置し、もう片端を固定端２０として、縦振動の振動系を励振して定在波を発生させるようにしたものであり、このようにしても、第２部品１０の浮揚保持が可能である。振動板１１ａ〜１１ｃについても同様である。

図５は本発明に係る第１実施形態の部品接合装置の変形例を示す図である。図５に示すように、この部品接合装置は、図１に示した第１実施形態の部品接合装置の４枚の振動板１１ａ〜１１ｄを第１部品９が兼用し、接合する第１部品９が振動板になるよう構成したものである。即ち、縦振動の振動系（ホーン１３、トランスジューサ１４、発振器１５）を第１部品９の下面に当接させて、縦振動の振動系を励振して第１部品９の研磨面９ａ上に定在波及び／又は進行波を発生させている。

図６は本発明に係る第２実施形態の部品接合装置の概略構成を示す図である。図６に示すように、この部品接合装置は、図１の部品接合装置のたわみ振動音源の代わりにピストン音源１を用いたものであり、このピストン音源１により発生する近距離場音波の放射圧のみで第２部品１０を浮揚させている。この第２実施形態の部品接合装置の場合には、位置検出手段として、ステッピングモータ等の電動式アクチュエータ等（図示せず）を使用することになるので、受波器１６及びスイッチ１７を省略することができる。

図７は図６の部品接合装置の振動板の定在波発生状態を示す図である。図７に示すように、この変形例の部品接合装置は、図２の部品接合装置のたわみ振動音源をピストン音源１に置き換えたものである。このピストン音源１の定在波により、第２部品１０の浮揚保持が可能である。

図８は図６の部品接合装置に備えるたわみ振動音源の変形例を示す図である。図８に示すように、この変形例の部品接合装置は、図４の部品接合装置のたわみ振動音源をピストン音源１に置き換えたものである。このピストン音源１の定在波により、第２部品１０の浮揚保持が可能である。

図９は図６の第２実施形態の部品接合装置の変形例を示す図である。図９に示すように、この変形例の部品接合装置は、図４の部品接合装置のたわみ振動音源をピストン音源１に置き換えたものであり、受波器１６及びスイッチ１７を省略することができる。なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明に係る第１実施形態の部品接合装置の概略構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明に係る第１実施形態の部品接合装置の振動板の定在波発生状態を示す図である。 本発明に係る第１実施形態の部品接合装置の振動板の進行波発生状態を示す図である。 図１の部品接合装置に備えるたわみ振動音源の変形例を示す図である。 本発明に係る第１実施形態の部品接合装置の変形例を示す図である。 本発明に係る第２実施形態の部品接合装置の概略構成を示す図である。 図６の部品接合装置の振動板の定在波発生状態を示す図である。 図６の部品接合装置に備えるたわみ振動音源の変形例を示す図である。 図６の第２実施形態の部品接合装置の変形例を示す図である。 ピストン音源を使った場合の近距離場音波浮揚現象の説明図である。 ピストン音源の一例を示す図である。 ピストン音源の他の例を示す図であり、（Ａ）は構成図、（Ｂ）は動作原理を説明するための図である。 たわみ振動音源による浮揚現象を示す図である。 たわみ振動進行波による物体浮揚および移動を示す図である。

符号の説明

１ ピストン音源（近距離場音波発生手段）
２ たわみ振動音源（近距離場音波発生手段）
３ 浮揚物体（ワーク）
４ａ 近距離場音波
４ｂ 平面波
５ 物体移動方向
６ 音場
７ たわみ振動進行波
８ 放射面
９ 第１部品（第１ワーク）
９ａ 研磨面
１０ 第２部品（第２ワーク）
１０ａ 研磨面
１１ 振動板
１１ａ 振動板
１１ｂ 振動板
１１ｃ 振動板
１１ｄ 振動板
１２ 近距離場音波
１３ ホーン
１４ トランスデューサ
１５ 発振器
１６ 受波器
１７ スイッチ
１８ ＰＣ（制御手段）
１９ 部品位置検出手段（部品位置認識手段）
１９ａ 位置検出信号

Claims (11)

1. オプティカルコンタクトにより接合部品の接合面と被接合部品の接合面とを接合する部品接合装置において、
   前記接合部品及び前記被接合部品の内一方の部品に作用して、該一方の部品を他方の部品に対して浮揚させる近距離場音波発生手段と、
   該近距離場音波発生手段により浮揚している一方の部品を他方の部品に対して位置調整する位置調整手段と、
   該位置調整のときに該一方の部品を前記他方の部品に対して浮揚させ、接合のときに前記一方の部品と前記他方の部品とを接触させるように前記近距離場音波発生手段の近距離場音波の発生量を制御する制御手段と、
   をそれぞれ具備することを特徴とする部品接合装置。
2. 前記近距離場音波発生手段の音源がピストン音源であることを特徴とする請求項１に記載の部品接合装置。
3. 前記近距離場音波発生手段の音源がたわみ振動音源であることを特徴とする請求項１に記載の部品接合装置。
4. 前記たわみ振動音源は、該たわみ振動音源により振動する振動板上の振動を制御する領域の両端に縦振動の振動系を互いに対向して配置してなる１組の振動系を２組用意し、該２組の振動系を前記他方の部品を挟んで配置したものであるか、もしくは、前記振動板上の振動を制御する領域の一端に設置した縦振動の振動系と他端に設置した固定端とからなる１組の振動系を２組用意し、該２組の振動系を前記他方の部品を挟んで配置したものであり、前記縦振動の振動系を励振して定在波を発生させていることを特徴とする請求項３に記載の部品接合装置。
5. 前記たわみ振動音源は、該たわみ振動音源により振動する振動板上の振動を制御する領域の両端に縦振動の振動系を互いに対向して設置してなる１組の振動系を２組用意し、該２組の振動系を前記他方の部品を挟んで配置したものであり、一方の組を励振し、他方の組で受波することにより進行波を発生させていることを特徴とする請求項３に記載の部品接合装置。
6. 前記近距離場音波発生手段の音源は、前記他方の部品の接合面周囲であって、且つ、前記近距離場音波発生手段の振動板の上面の位置が前記他方の部品の接合面より低く配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の部品接合装置。
7. 前記近距離場音波発生手段は、前記他方の部品を振動板として振動させていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の部品接合装置。
8. オプティカルコンタクトにより接合部品の接合面と被接合部品の接合面とを接合する部品接合方法において、
   前記接合部品及び前記被接合部品の内一方の部品に近距離場音波を作用させて、該一方の部品を他方の部品に対して浮揚させ、
   前記接合面同士が対向した状態で浮揚している前記一方の部品を前記他方の部品に対して位置調整した後に、
   近距離場音波の発生量を調整して前記一方の部品と前記他方の部品とを接触させて接合することを特徴とする部品接合方法。
9. 前記近距離場音波発生手段の音源がたわみ振動音源であることを特徴とする請求項８に記載の部品接合方法。
10. 前記たわみ振動音源は、該たわみ振動音源により振動する振動板上の振動を制御する領域の両端に縦振動の振動系を互いに対向して配置してなる１組の振動系を２組用意し、該２組の振動系を前記他方の部品を挟んで配置したものであり、
    該２組の振動系の励振速度を制御して発生させるたわみ振動進行波から振動板平面の斜め方向に放射される近距離場音波を用いて、前記一方の部品を浮揚させて前記接合面間に微小な空隙を保つと共に、前記一方の部品を移動させ、前記一方の部品と前記他方の部品との相互位置を所望の位置関係に位置調整することを特徴とする請求項９に記載の部品接合方法。
11. 前記他方の部品の下面に縦振動の振動系を接触固定した後、該縦振動系を励振することにより、前記他方の部品の接合面から発生する近距離場音波を前記一方の部品に作用させて、該一方の部品を浮揚あるいは浮揚した状態で移動させることを特徴とする請求項８に記載の部品接合方法。

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