JP2010000523A - Joining device - Google Patents

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JP2010000523A JP2008161951A JP2008161951A JP2010000523A JP 2010000523 A JP2010000523 A JP 2010000523A JP 2008161951 A JP2008161951 A JP 2008161951A JP 2008161951 A JP2008161951 A JP 2008161951A JP 2010000523 A JP2010000523 A JP 2010000523A
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Kimihiro Taniguchi
仁啓 谷口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a joining device which is not limited by the shapes and dimensions of the materials to be joined by uniformly and closely adhering and fixing the materials to be joined to each other when joining a plurality of joining places and also making the structure of pressing members compact. <P>SOLUTION: This joining device is provided with the pressing member 40 with which the material to be joined can be pressed to a table on which the material is placed. The pressing member 40 includes a base plate 41, a plurality of pressing members 43 which are fixed to positions corresponding to a plurality of joining places in the base plate 41 and brought into contact with the material when joining the material and spacer members 42 which are interposed between the base plate 41 and the pressing members 43 so as to form a gap 434 between the plate 41 and the member 43. The pressing member 43 includes an elastic body which is elastically deformed to load when pressing the material. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、接合装置に関し、特に、被接合物どうしを押圧固定しながら接合する接合装置に関する。   The present invention relates to a joining device, and more particularly, to a joining device that joins objects to be joined while being pressed.

被接合物どうしを接合する接合技術として、接合物どうしを押圧固定しながら加熱源であるレーザ光を照射することによって接合(ロウ付け、半田付け、溶接、溶着など)する技術が従来から知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally known as a joining technique for joining objects to be joined is a technique for joining (brazing, soldering, welding, welding, etc.) by irradiating a laser beam as a heating source while pressing and fixing the joined articles. ing.

このようなレーザ接合で重要な点は、被接合物どうし、またはロウ材と被ロウ付け材どうしを密着固定してレーザ照射することである。被接合物を密着固定するための治具を具備した接合装置または接合方法が、従来から数多く提案されている。たとえば、特許第2554994号公報(特許文献1)、特開平7−335697号公報(特許文献2)、特開平5−305470号公報(特許文献3)、特開2004−134654号公報(特許文献4)などに記載のものである。   An important point in such laser bonding is that the objects to be bonded or the brazing material and the brazing material are closely fixed to each other and laser irradiation is performed. Many joining apparatuses or joining methods having a jig for tightly fixing an object to be joined have been proposed. For example, Japanese Patent No. 2554994 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-335697 (Patent Document 2), Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-305470 (Patent Document 3), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-134654 (Patent Document 4). ) Etc.

単一箇所を接合する場合の例として、特許文献1に記載のような貫通穴が形成された治具、またはレーザ光透過板により被接合物を押圧固定し、レーザ接合する方法が提案されている。   As an example of joining a single location, there has been proposed a method of laser joining by pressing and fixing an object to be joined with a jig having a through hole as described in Patent Document 1 or a laser light transmitting plate. Yes.

また、複数個所を一括して接合する場合の例として、特許文献2〜4では、板バネやスプリングバネによって複数の接合箇所を一括して押圧固定し、レーザ接合する方法が提案されている。   Moreover, as an example in the case of joining a plurality of places at once, Patent Documents 2 to 4 propose a laser joining method in which a plurality of joining places are collectively pressed and fixed by a leaf spring or a spring spring.

ところで、レーザを用いて複数個所を一括して接合する方法は、
i)レーザビームをスキャンする方法
ii)接合物を載置したステージをスキャンする方法
の2通りに大別される。
By the way, the method of joining a plurality of locations at once using a laser is as follows.
i) A method of scanning a laser beam ii) A method of scanning a stage on which a joint is placed is roughly divided into two types.

さらにレーザビームをスキャンする方法としては、
ia)レンズ系全体をスライドガイドなどの機械的手段によってスキャンする方法、
ib)スキャナミラーとfθレンズとの組合せなどによる光学的手段によってスキャンする方法
などが工業的に用いられ、接合対象物の形状や寸法、接合点数と処理時間などによって使い分けがなされている。
Furthermore, as a method of scanning the laser beam,
ia) a method of scanning the entire lens system by a mechanical means such as a slide guide,
ib) A method of scanning by an optical means such as a combination of a scanner mirror and an fθ lens is used industrially, and is selectively used depending on the shape and size of the joining object, the number of joining points, the processing time, and the like.

上記ib)の光学手段によるスキャン方法の一例として、ガルバノスキャナミラーとfθレンズとの組合せによる光学手段が工業的に広く用いられている。この方法は、たとえば300mm角程度の限られた領域内でレーザビームをスキャン照射、あるいはステップ・アンド・リピートによる繰返しスポット照射する方法として、スループットが高く、極めて有効な方法である。しかしながら、この方法によって一括照射領域を拡大するには、fθレンズ系も大きくする必要があり、一括照射領域が300mm角以上になるとfθレンズの製造が困難になるといった欠点があり、広い領域の一括スキャンには不向きである。   As an example of the scanning method using the optical means of ib), an optical means using a combination of a galvano scanner mirror and an fθ lens is widely used industrially. This method is a very effective method with high throughput as a method of irradiating a laser beam within a limited region of about 300 mm square, for example, by scan irradiation or repeated spot irradiation by step-and-repeat. However, in order to enlarge the collective irradiation area by this method, it is necessary to enlarge the fθ lens system. When the collective irradiation area is 300 mm square or more, it is difficult to manufacture the fθ lens. Not suitable for scanning.

他のスキャナミラー、たとえばポリゴンミラーとfθレンズとの組合せによる光学的ビームスキャンでは、上記300mm角以上の比較的広範囲でもビームスキャンは可能であるが、ビームスキャンは一軸方向に限定されるため、二軸方向のスキャンを行なう場合には他のスキャン方法、たとえば、スライドガイドなどによる機械的手段との併用が必須になり、機構的に複雑になるといった欠点を有している。   In an optical beam scan using another scanner mirror, for example, a combination of a polygon mirror and an fθ lens, a beam scan is possible even in a relatively wide range of 300 mm square or more, but the beam scan is limited to a uniaxial direction. When scanning in the axial direction, another scanning method, for example, combined use with mechanical means such as a slide guide is essential, and there is a disadvantage that the mechanism is complicated.

なお、大面積の基板に数箇所をスポット接合する場合や、長い距離を連続接合する場合などには、上記ia)の機械的手段による接合箇所の移動が有効である。   In addition, when several places are spot-bonded to a large-area substrate, or when long distances are continuously joined, it is effective to move the joining places by the mechanical means of ia).

また、上記ia)のレンズ系全体を機械的手段によってスキャンする方法、または上記ii)の接合物を載置したステージをスキャンする方法によって、接合面に対して平行にスキャンする場合、被接合物に照射されるレーザ光の入射角は一定であるが、スキャナミラーとfθレンズによる方法では、接合物に照射されるレーザ光の入射角は、必ずしも一定ではない。   In the case of scanning parallel to the bonding surface by the method of scanning the entire lens system of ia) by mechanical means or the method of scanning the stage on which the bonded product of ii) is mounted, Although the incident angle of the laser beam irradiated on the joint is constant, in the method using the scanner mirror and the fθ lens, the incident angle of the laser beam irradiated on the joint is not necessarily constant.

被接合物にレーザ光を到達させるためには、レーザ光路を妨げないように装置構成要素や形状を勘案する必要があるが、これには、上述したレーザ光の接合面への入射角とレーザビーム径の考慮が不可避である。
特許第2554994号公報 特開平7−335697号公報 特開平5−305470号公報 特開2004−134654号公報
In order to allow the laser beam to reach the object to be bonded, it is necessary to consider the apparatus components and shape so as not to obstruct the laser beam path. Consideration of the beam diameter is inevitable.
Japanese Patent No. 2554994 JP-A-7-335697 JP-A-5-305470 JP 2004-134654 A

しかしながら、上述した従来の接合装置では次のような問題点があった。
特許文献1に記載の方法は、単一箇所をレーザ接合する方法である。この方法を応用して複数の接合箇所を一括して押圧固定しようとしても、接合物の厚さムラや、押圧ムラ、押圧部品の精度などの要因によって、接合部を均等に押さえられず、接合部材間に空隙ができるので、レーザ接合不良が発生する。このような課題を解決するために、特許文献2〜4に記載の方法など、主として金属バネを押圧部材に具備する方法が提案されている。
However, the conventional bonding apparatus described above has the following problems.
The method described in Patent Document 1 is a method of laser joining a single location. Even if you try to press and fix multiple joints at once by applying this method, the joints cannot be pressed evenly due to factors such as thickness unevenness of the joint, pressing unevenness, accuracy of pressed parts, etc. Since gaps are formed between the members, poor laser bonding occurs. In order to solve such a problem, a method in which a metal spring is mainly provided on a pressing member, such as the methods described in Patent Documents 2 to 4, has been proposed.

すなわち、特許文献2に記載の方法では、複数の接合箇所をソリッドな押圧部材(特許文献2の図3,図4,図5)あるいはコイルバネ(特許文献2の図6)によって押圧固定している。また、特許文献3の記載の方法においても、複数の接合箇所をコイルバネによって押圧固定している。さらに、特許文献4に記載の方法では、複数の接合箇所を板バネもしくは押さえピンによって押圧固定している。   That is, in the method described in Patent Document 2, a plurality of joints are pressed and fixed by a solid pressing member (FIGS. 3, 4, and 5 of Patent Document 2) or a coil spring (FIG. 6 of Patent Document 2). . Moreover, also in the method of patent document 3, the some joining location is press-fixed with the coil spring. Furthermore, in the method described in Patent Document 4, a plurality of joints are pressed and fixed by leaf springs or pressing pins.

しかしながら、特許文献2〜4に記載の発明では、いずれもレーザ光路を妨げないような形状の押圧部材を用いているが、これらの方法は、いずれも極めて限定された接合対象物に対して有効な方法であったり、極めて限定されたレーザ光路に対して、その光路を妨げない形状になっているだけである。   However, in the inventions described in Patent Documents 2 to 4, a pressing member having a shape that does not interfere with the laser beam path is used, but these methods are effective for extremely limited objects to be joined. However, the laser light path is limited to a very limited method and has a shape that does not obstruct the light path.

具体的には、これらの文献に記載の方法は、コイルバネや板バネを使用するものであるため、平面方向あるいは垂直(高さ)方向にバネ部品を設置するための空間が必要である。このため、接合対象物が異なると、レーザ光路を妨げないように押さえ部品を配設することが極めて困難になる。たとえば、特許文献2の方法を特許文献3や特許文献4に記載の方法に適用することが極めて困難である。   Specifically, since the methods described in these documents use a coil spring or a leaf spring, a space for installing the spring component in the plane direction or the vertical (height) direction is required. For this reason, if the objects to be joined are different, it is extremely difficult to dispose the holding parts so as not to disturb the laser light path. For example, it is extremely difficult to apply the method of Patent Literature 2 to the methods described in Patent Literature 3 and Patent Literature 4.

さらに具体的には、特許文献2に記載の方法は、TABフィルムキャリアの複数のリードと、実装基板とを接合するために、鉛直上方からレーザ光を照射する方法であって、高々数10mm角の領域に存在する多数のリードを接合する方法である。この数10mm角の領域の鉛直上方部に空間を設けさえすれば、レーザ光路を妨げないようにすることが可能になる。したがって、特許文献2の図2,図3,図4に示すような平面方向に広がる押圧部材や、特許文献2の図6に示すような高さの制約をほとんど考慮しなくてよいスプリング等の弾性手段による押圧部材を採用できるのである。   More specifically, the method described in Patent Document 2 is a method of irradiating a laser beam from above vertically in order to join a plurality of leads of a TAB film carrier and a mounting substrate, and is at most several tens of mm square. In this method, a large number of leads existing in the region are joined. As long as a space is provided in the vertical upper part of the area of several tens of mm square, it becomes possible not to disturb the laser light path. Therefore, such as a pressing member that spreads in the planar direction as shown in FIGS. 2, 3, and 4 of Patent Document 2, and a spring that hardly needs to consider the height restriction as shown in FIG. 6 of Patent Document 2. A pressing member using elastic means can be employed.

特許文献3に記載の方法は、板バネと基板とを接合するために、基板に対して斜方向から2つのレーザ光を照射する方法である。ここで、押圧部材の配置は、限られた数のレーザ光路を妨げないようにするだけであるから、このような方法が採用できるのである。   The method described in Patent Document 3 is a method of irradiating two laser beams from the oblique direction to the substrate in order to join the leaf spring and the substrate. Here, since the arrangement of the pressing member only prevents a limited number of laser light paths from being interrupted, such a method can be employed.

特許文献4に記載の方法は、太陽電池セルと、インターコネクタとを接合するために、基板に対して鉛直上方から2つのレーザ光を照射する方法である。太陽電池セルの電極が2列に限定されているために、特許文献4に記載のような平面方向に広がる板バネ状の押圧部材を採用できるのである。すなわち、もし電極が3列以上レイアウトされていれば、このような押圧部材の採用が極めて困難である。   The method described in Patent Document 4 is a method of irradiating two laser beams from vertically above the substrate in order to join the solar battery cell and the interconnector. Since the electrodes of the solar battery cells are limited to two rows, a leaf spring-like pressing member that spreads in the plane direction as described in Patent Document 4 can be employed. That is, if three or more electrodes are laid out, it is extremely difficult to employ such a pressing member.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、複数の接合箇所を接合する際に、被接合物どうしを均一に密着固定するとともに、押圧部材の構造をコンパクトにすることによって、被接合物の形状や寸法が限定されることのない接合装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to uniformly fix and fix the objects to be joined together when joining a plurality of joining locations, and to structure the pressing member. It is to provide a joining apparatus in which the shape and dimensions of the objects to be joined are not limited by making the structure compact.

本発明に係る接合装置は、被接合物どうしを押圧固定しながら複数の接合箇所を接合する接合装置であって、被接合物が載置されるテーブルと、複数の接合箇所に対応する位置に開口部を有し、テーブルに被接合物を押圧可能な押圧部材とを備え、押圧部材は、ベースプレートと、ベースプレートにおける複数の接合箇所に対応する位置に固定され、被接合物の接合時に該被接合物に当接する複数の押さえ部材と、ベースプレートと押さえ部材との間に間隙を形成するようにベースプレートと押さえ部材との間に介在するスペーサ部材とを含み、押さえ部材は、被接合物を押圧する際の荷重に対して弾性変形する弾性体を含む。   The joining device according to the present invention is a joining device that joins a plurality of joints while pressing and fixing the objects to be joined, and a table on which the objects are placed and positions corresponding to the plurality of joints. A pressing member having an opening and capable of pressing an object to be joined to the table, the pressing member being fixed at a position corresponding to a plurality of joining locations in the base plate and joining the object to be joined; A plurality of pressing members abutting against the bonded object, and a spacer member interposed between the base plate and the pressing member so as to form a gap between the base plate and the pressing member, the pressing member pressing the object to be bonded The elastic body which elastically deforms with respect to the load at the time of doing is included.

上記構成によれば、被接合物に当接する複数の押さえ部材が弾性変形することにより、被接合物の凹凸を吸収して、複数の接合箇所を均一に密着固定することができる。また、接合箇所の近傍のみを選択的に押圧するとともに、押圧部材の全高を低くできるので、接合部に到達する加熱源の経路が押圧部材によって妨げられることが抑制され、良好な接合を確実に行うことができる。   According to the said structure, the some pressing member contact | abutted to a to-be-joined object elastically deforms, the unevenness | corrugation of a to-be-joined object can be absorbed, and a some joining location can be closely_contact | adhered and fixed. Moreover, since only the vicinity of a joining location can be selectively pressed and the overall height of the pressing member can be reduced, the path of the heating source reaching the joint is prevented from being obstructed by the pressing member, thus ensuring good joining. It can be carried out.

好ましくは、上記接合装置は、レーザ光源をさらに備え、押圧部材の開口部を通過したレーザ光源からのレーザ光を用いて被接合物の接合を行なう。これにより、加熱源としてレーザ光を用いることができるので、良好なレーザ接合を確実に行なうことができる。   Preferably, the joining apparatus further includes a laser light source, and joins the objects to be joined using laser light from the laser light source that has passed through the opening of the pressing member. Thereby, since a laser beam can be used as a heat source, a favorable laser joining can be performed reliably.

好ましくは、上記接合装置において、レーザ光は、被接合物における接合部に対して斜め方向から入射する。これにより、より効率的にレーザ接合を行なうことができる。   Preferably, in the above-described bonding apparatus, the laser light is incident on the bonded portion of the object to be bonded from an oblique direction. Thereby, laser joining can be performed more efficiently.

好ましくは、上記接合装置において、押さえ部材は、レーザ光を透過する性質を有する。これにより、接合部に照射されたレーザ光の反射や散乱による押圧部材の損傷や熱影響(熱変形など)を避けることができる。   Preferably, in the above bonding apparatus, the pressing member has a property of transmitting laser light. As a result, it is possible to avoid damage to the pressing member and thermal effects (thermal deformation, etc.) due to reflection and scattering of the laser light applied to the joint.

好ましくは、上記接合装置において、ベースプレートとスペーサ部材とを一体で形成する。これにより、部品点数を削減することができる。   Preferably, in the joining apparatus, the base plate and the spacer member are integrally formed. Thereby, the number of parts can be reduced.

好ましくは、上記接合装置において、ベースプレートは、被接合物を押圧する際の荷重に対して非変形状態を維持可能な剛性を有する。これにより、押さえ部材を容易に弾性変形させて被接合物の凹凸を吸収することができる。   Preferably, in the above-described joining device, the base plate has rigidity capable of maintaining a non-deformed state with respect to a load when the object to be joined is pressed. Thereby, the pressing member can be easily elastically deformed to absorb the unevenness of the object to be joined.

1つの局面では、上記接合装置において、押さえ部材は、フランジ部と、該フランジ部から被接合物側に突出する筒状部とを有する。接合装置は、フランジ部をスペーサ部材を介してベースプレートに固定する固定部材をさらに備える。   In one aspect, in the above-described joining device, the pressing member includes a flange portion and a cylindrical portion that protrudes from the flange portion toward the workpiece. The joining apparatus further includes a fixing member that fixes the flange portion to the base plate via the spacer member.

他の局面では、上記接合装置において、押さえ部材は、開口を有するキャップ状部材である。接合装置は、キャップ状部材の頂上の一部をスペーサ部材を介してベースプレートに固定する固定部材をさらに備える。   In another aspect, in the above-described joining device, the pressing member is a cap-shaped member having an opening. The joining apparatus further includes a fixing member that fixes a part of the top of the cap-shaped member to the base plate via the spacer member.

本発明によれば、複数の接合箇所を接合する際に、被接合物どうしを均一に密着固定するとともに、押圧部材の構造をコンパクトにすることによって、被接合物の形状や寸法が限定されることのない接合装置を得ることができる。   According to the present invention, when joining a plurality of joints, the objects to be joined are fixed firmly in contact with each other, and the shape and dimensions of the objects to be joined are limited by making the structure of the pressing member compact. It is possible to obtain a joining device that does not occur.

以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。   Embodiments of the present invention will be described below. Note that the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may not be repeated.

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の構成を適宜組合わせることは、当初から予定されている。   Note that in the embodiments described below, when referring to the number, amount, and the like, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, and the like unless otherwise specified. In the following embodiments, each component is not necessarily essential for the present invention unless otherwise specified. In addition, when there are a plurality of embodiments below, it is planned from the beginning to appropriately combine the configurations of the embodiments unless otherwise specified.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る接合装置の全体構成を示す図である。図1を参照して、本実施の形態に係る接合装置は、レーザ発振器10と、ステージ20と、光学機構30と、押圧部材40と、昇降機構50とを含む。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a bonding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, the bonding apparatus according to the present embodiment includes a laser oscillator 10, a stage 20, an optical mechanism 30, a pressing member 40, and an elevating mechanism 50.

レーザ発振器10は、加熱源としてのレーザ光を発生させるものである。レーザ発振器10から放射されたレーザ光は、光ファイバ11を通じて光学機構30に達する。ステージ20上には、被接合物1が載置されている。ステージ20および光学機構30は、レーザ発振器10から放射されたレーザ光と被接合物1とが相対的に移動可能となるように構成されている。また、光学機構30は、コリメータ31と、ガルバノスキャナミラー32と、fθレンズ33とを含む。押圧部材40は、被接合物1の接合時に被接合物1を押圧するものである。昇降機構50は、押圧部材40を昇降させる。   The laser oscillator 10 generates laser light as a heating source. The laser light emitted from the laser oscillator 10 reaches the optical mechanism 30 through the optical fiber 11. On the stage 20, the workpiece 1 is placed. The stage 20 and the optical mechanism 30 are configured such that the laser beam emitted from the laser oscillator 10 and the workpiece 1 can be moved relative to each other. The optical mechanism 30 includes a collimator 31, a galvano scanner mirror 32, and an fθ lens 33. The pressing member 40 presses the workpiece 1 when the workpiece 1 is joined. The lifting mechanism 50 moves the pressing member 40 up and down.

光ファイバ11の端面から出射したレーザ光は、光ファイバの開口数で決まる所定の発散角を有しているため、これをコリメータ31で平行光にする。さらに、ガルバノスキャナミラー32とfθレンズ33とによって、照射対象物(図1の場合は被接合物1)上の照射位置とビーム径が決定される。ガルバノスキャナミラー32は、直交する2軸のビームスキャンが可能なように構成され、照射対象物がレンズ系の焦点位置にあるとき、
h=f×θ
(ただし、h:像高,f:レンズ焦点距離,θ:レンズへの光線入射角)
を満たす位置にレーザ光が照射される。
Since the laser light emitted from the end face of the optical fiber 11 has a predetermined divergence angle determined by the numerical aperture of the optical fiber, it is converted into parallel light by the collimator 31. Further, the irradiation position and the beam diameter on the irradiation object (the object to be bonded 1 in the case of FIG. 1) are determined by the galvano scanner mirror 32 and the fθ lens 33. The galvano scanner mirror 32 is configured to be able to scan two orthogonal axes, and when the irradiation object is at the focal position of the lens system,
h = f × θ
(Where h: image height, f: lens focal length, θ: light incident angle on the lens)
A laser beam is irradiated to a position that satisfies the above.

また、レンズ系の焦点位置におけるビーム径は次式で表される。
0f=(f/f)×d
ただし、
0f:焦点位置におけるビーム径
f:fθレンズ33の焦点距離
:コリメータ31の焦点距離
:光ファイバ11のコア径
なお、fθレンズ系を像側テレセントリックな構成とすれば、被接合物1に垂直にレーザビームが入射するが、照射領域を広げるにはfθレンズ径を照射領域よりも大きくする必要があり、レンズが大口径化するためレンズの設計製造が難しくなる。図1においては、fθレンズ系を非テレセントリックな構成としており、レーザ光は斜め方向から所定の入射角で被接合物1に照射される。
The beam diameter at the focal position of the lens system is expressed by the following equation.
d 0f = (f / f c ) × d k
However,
d 0f : Beam diameter at the focal position f: Focal length f c of the fθ lens 33: Focal length of the collimator 31 d k : Core diameter of the optical fiber 11 Note that if the fθ lens system has an image-side telecentric configuration, it is bonded. Although the laser beam is incident perpendicularly on the object 1, in order to widen the irradiation area, it is necessary to make the fθ lens diameter larger than the irradiation area, and the lens becomes large in diameter, which makes it difficult to design and manufacture the lens. In FIG. 1, the fθ lens system has a non-telecentric configuration, and laser light is irradiated to the object 1 at a predetermined incident angle from an oblique direction.

また、図1においては、ガルバノスキャナミラー32とfθレンズ33との組合せによってビームスキャンする方法について記載しているが、ポリゴンスキャナミラーとfθレンズの組合せによっても同様のビームスキャンが可能であるし、ビームスキャンをXYステージなどの機械的手段(すなわち、ステージ20をX,Y方向に動かす。)によって行なうことも可能である。   In FIG. 1, the beam scanning method is described using the combination of the galvano scanner mirror 32 and the fθ lens 33. However, similar beam scanning is possible using the combination of the polygon scanner mirror and the fθ lens. It is also possible to perform beam scanning by mechanical means such as an XY stage (that is, the stage 20 is moved in the X and Y directions).

なお、レーザ発振器10としては、近赤外域(0.7〜2.5μm)の波長を有するYAGレーザなどの固体レーザ、半導体レーザ、ディスクレーザ、ファイバーレーザなどが好適に用いられる。   As the laser oscillator 10, a solid laser such as a YAG laser having a wavelength in the near infrared region (0.7 to 2.5 μm), a semiconductor laser, a disk laser, a fiber laser, or the like is preferably used.

被接合物1は、ステージ20上に、たとえば真空吸着などによって設置される。レーザ接合においては、重ねて配置された複数の被接合物1どうしを密着固定する必要があり、ステージ20上に設置された被接合物1は、押圧部材40によって押圧固定するように構成されている。押圧部材40は、空圧や油圧など駆動源とスライドガイドなどで構成された上下動が可能な昇降機構50に固定されており、被接合物1に圧力を作用させて、複数の被接合物1どうしを密着固定可能なように構成されている。   The workpiece 1 is installed on the stage 20 by, for example, vacuum suction. In laser bonding, it is necessary to closely fix a plurality of objects to be bonded 1 arranged in a stacked manner, and the objects to be bonded 1 installed on the stage 20 are configured to be pressed and fixed by a pressing member 40. Yes. The pressing member 40 is fixed to an elevating mechanism 50 that is configured by a drive source such as pneumatic pressure or hydraulic pressure and a slide guide, and is capable of moving up and down. It is comprised so that 1 can be fixed closely.

図2は、図1に示される接合装置における押圧部材40を示す断面図である。図3は、押圧部材40の分解斜視図である。図2,図3を参照して、押圧部材40は、ベースプレート41と、複数のスペーサ部材42と、複数の押さえ部材43と、複数の固定部材44とを含む。ベースプレート41には、レーザ光が通過可能となるように複数の穴部が形成されている。スペーサ部材42と、押さえ部材43と、固定部材44とは、ベースプレート41の窓明け部に取付け可能なように構成され、ベースプレート41と同様にレーザ光が通過可能となるように穴部が形成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the pressing member 40 in the joining apparatus shown in FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view of the pressing member 40. With reference to FIGS. 2 and 3, the pressing member 40 includes a base plate 41, a plurality of spacer members 42, a plurality of pressing members 43, and a plurality of fixing members 44. The base plate 41 has a plurality of holes so that laser light can pass through. The spacer member 42, the pressing member 43, and the fixing member 44 are configured to be attachable to the window opening portion of the base plate 41, and, like the base plate 41, a hole is formed so that laser light can pass through. ing.

より具体的には、押さえ部材43は、レーザ光を通過させる開口部431と、フランジ部432と、フランジ部432から被接合物1側に突出する筒状部433とを含む。固定部材44によってフランジ部432をベースプレート41に固定することによって押さえ部材43がベースプレート41に固定される。すなわち、図3(分解斜視図)に示すように、ベースプレート41の下面側に、リング状のスペーサ部材42と、押さえ部材43とが配設され、固定部材44によって、たとえばボルト(図示せず)などを用いてスペーサ部材42および押さえ部材43をベースプレート41に固定する。   More specifically, the pressing member 43 includes an opening 431 that allows laser light to pass therethrough, a flange portion 432, and a cylindrical portion 433 that protrudes from the flange portion 432 toward the workpiece 1. The pressing member 43 is fixed to the base plate 41 by fixing the flange portion 432 to the base plate 41 by the fixing member 44. That is, as shown in FIG. 3 (disassembled perspective view), a ring-shaped spacer member 42 and a pressing member 43 are disposed on the lower surface side of the base plate 41, and a fixing member 44, for example, a bolt (not shown). The spacer member 42 and the pressing member 43 are fixed to the base plate 41 using, for example.

押圧部材40を構成する部品のうち、ベースプレート41、スペーサ部材42、固定部材44は、昇降機構50によって押圧部材40に作用する圧力に対して変形しない剛体となるように、非弾性体で構成される。これに対し、押さえ部材43は、上記圧力に対して変形するように、弾性体で構成されている。このように、押さえ部材43を弾性体で構成する利点としては、たとえば、被接合物1の傷付きや、割れ、欠けなどの損傷を防止できることが挙げられる。   Among the components constituting the pressing member 40, the base plate 41, the spacer member 42, and the fixing member 44 are configured by an inelastic body so as to be a rigid body that does not deform with respect to the pressure acting on the pressing member 40 by the lifting mechanism 50. The On the other hand, the pressing member 43 is formed of an elastic body so as to be deformed with respect to the pressure. Thus, as an advantage which comprises pressing member 43 with an elastic body, damages, such as a crack of a thing 1 to be joined 1, a crack, and a chip, can be mentioned, for example.

図4は、図1に示される接合装置を用いた接合プロセスを説明する図である。図4(a)を参照して、基板3上に半田めっき層4および電極5が形成されている。この電極部分に配線材2を当接させ、さらに配線材2に押さえ部材43が当接するように、基板3、配線材2、および押圧部材40を位置決めする。この状態で、昇降機構50(図1を参照)によって押圧部材40に圧力を作用させる。昇降機構50による圧力が作用すると、図4(b)に示すように、配線材2は、半田めっき層4と電極5とを含む基板面に密着固定される。他方、押さえ部材43は、フランジ部432の一部のみが固定されており、この固定部分を支点として、フランジ部432にたわみが生じる。さらに圧力を増加させると、円筒部分433に圧縮変形や座屈変形が生じる。このように、押圧部材40における押さえ部材43を変形可能に構成することによって、基板3の凹凸やうねり、半田めっき層4の厚みのバラツキ、配線材2の厚みのバラツキ、押圧ムラなどが生じていても、複数の接合箇所すべてにおいて、配線材2と半田めっき層4とを隙間なく密着させることが可能になる。この状態でレーザを照射すれば、配線材2から半田めっき層4を介して電極5へと熱が伝わり、良好な半田付けが可能になる。もし、配線材2と半田めっき層4との間に隙間が生じた場合には、配線材2だけにレーザ光による熱エネルギーが蓄積され、半田付け不良が発生することが懸念される。   FIG. 4 is a diagram for explaining a joining process using the joining apparatus shown in FIG. Referring to FIG. 4A, solder plating layer 4 and electrode 5 are formed on substrate 3. The wiring member 2 is brought into contact with the electrode portion, and the substrate 3, the wiring member 2, and the pressing member 40 are positioned so that the pressing member 43 comes into contact with the wiring member 2. In this state, pressure is applied to the pressing member 40 by the elevating mechanism 50 (see FIG. 1). When the pressure by the elevating mechanism 50 is applied, the wiring member 2 is tightly fixed to the substrate surface including the solder plating layer 4 and the electrode 5 as shown in FIG. On the other hand, only a part of the flange portion 432 is fixed to the pressing member 43, and the flange portion 432 is bent with this fixed portion as a fulcrum. When the pressure is further increased, compression deformation and buckling deformation occur in the cylindrical portion 433. As described above, the pressing member 43 of the pressing member 40 is configured to be deformable, thereby causing irregularities and undulations in the substrate 3, variations in the thickness of the solder plating layer 4, variations in the thickness of the wiring material 2, uneven pressing, and the like. However, the wiring member 2 and the solder plating layer 4 can be closely adhered to each other at all of the plurality of joint portions. If laser irradiation is performed in this state, heat is transmitted from the wiring member 2 to the electrode 5 through the solder plating layer 4, and good soldering is possible. If there is a gap between the wiring material 2 and the solder plating layer 4, thermal energy due to the laser beam is accumulated only in the wiring material 2, and there is a concern that poor soldering may occur.

なお、図2〜図4に示すベースプレート41におけるレーザ光の通過部分には、テーパ状の穴が形成されているが、これは、レーザ光の入射角とビーム径とを考慮した角度と直径とで形成されるものである。   2 to 4, a tapered hole is formed in the laser beam passing portion of the base plate 41. This is because the angle and diameter in consideration of the incident angle of the laser beam and the beam diameter. Is formed.

以上のような構成にすることによって、押圧部材40は、コンパクトに構成される。具体的には、
1)狭ピッチでの接合が可能になる。
2)押圧部材の全高を低くできる。
With the above configuration, the pressing member 40 is configured in a compact manner. In particular,
1) Joining at a narrow pitch is possible.
2) The overall height of the pressing member can be reduced.

これによって、レーザ光が斜入射するような光学手段を採用しても、被接合物1にレーザ光が到達する前にレーザ光路を妨げない。   Thus, even if an optical means in which the laser beam is incident obliquely is adopted, the laser beam path is not disturbed before the laser beam reaches the object 1 to be bonded.

図5は、本実施の形態に係る接合装置による接合プロセスと、比較例に係る接合装置による接合プロセスとの違いについて説明する図である。図5(a)は、本実施の形態に係る押圧部材40の構造であり、ベースプレート41、スペーサ部材42、および固定部材44は、昇降機構50(図1参照)による圧力で変形しない材料で構成され、押さえ部材43は、昇降機構50による圧力で弾性変形する材料、たとえばエラストマで構成されている。一方、図5(b)は、比較例(その1)に係る押圧部材を示したものであり、ベースプレート41A、押さえ部材44A、および固定部材43Aは、昇降機構50による圧力で変形しない材料で構成され、スペーサ部材42Aは、昇降機構50による圧力で弾性変形する材料、たとえばエラストマで構成されている。また、図5(c)は、比較例(その2)に係る押圧部材を示したものであり、昇降機構50による圧力で変形しないベースプレート41Bと、昇降機構50による圧力で弾性変形するエラストマなどの材料で構成された押さえ部材43Bとで構成されている。   FIG. 5 is a diagram illustrating a difference between a bonding process by the bonding apparatus according to the present embodiment and a bonding process by the bonding apparatus according to the comparative example. FIG. 5A shows the structure of the pressing member 40 according to the present embodiment. The base plate 41, the spacer member 42, and the fixing member 44 are made of a material that is not deformed by the pressure of the lifting mechanism 50 (see FIG. 1). The pressing member 43 is made of a material that is elastically deformed by the pressure of the elevating mechanism 50, such as an elastomer. On the other hand, FIG. 5B shows a pressing member according to the comparative example (part 1), and the base plate 41A, the pressing member 44A, and the fixing member 43A are made of a material that is not deformed by the pressure of the elevating mechanism 50. The spacer member 42A is made of a material that is elastically deformed by the pressure of the elevating mechanism 50, for example, an elastomer. FIG. 5C shows a pressing member according to the comparative example (No. 2), such as a base plate 41B that is not deformed by the pressure of the lifting mechanism 50 and an elastomer that is elastically deformed by the pressure of the lifting mechanism 50. It is comprised with the pressing member 43B comprised with the material.

昇降機構50による圧力を加えたとき、図5(a)の場合は、エラストマ(押さえ部材43)のフランジ部に曲げ変形が発生するのに対して、図5(b),(c)の場合は、単に圧縮変形によってエラストマが変形するだけである。したがって、図5(a)の場合は、比較例に係る図5(b),(c)の場合と比較して、同じ圧力でもエラストマを大きく変形させることができる。   When pressure is applied by the lifting mechanism 50, in the case of FIG. 5 (a), bending deformation occurs in the flange portion of the elastomer (pressing member 43), whereas in the case of FIGS. 5 (b) and 5 (c). Simply deforms the elastomer by compressive deformation. Therefore, in the case of FIG. 5A, the elastomer can be greatly deformed even at the same pressure as compared with the case of FIGS. 5B and 5C according to the comparative example.

前述した通り、被接合物1の凹凸やうねり、押圧部材40の圧力分布などが生じていても、複数の接合箇所すべてにおいて被接合物1どうしを密着固定する必要があるが、図5(a)に示す本実施の形態の構成によれば、比較例に係る構成と比べて、小さい押圧力で凹凸を吸収できたり、同じ押圧でも吸収できる凹凸を大きくすることが可能になる。   As described above, even if the unevenness and undulation of the article to be joined 1 and the pressure distribution of the pressing member 40 are generated, it is necessary to closely fix the articles to be joined 1 at all of the plurality of joining locations. According to the configuration of the present embodiment shown in (2), it is possible to absorb the unevenness with a small pressing force, or to increase the unevenness that can be absorbed even with the same pressure, as compared with the configuration according to the comparative example.

図6は、本実施の形態に係る接合装置による接合プロセスと、比較例に係る接合装置による接合プロセスとによる押圧部材の変形量の違いについて説明する図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining a difference in deformation amount of the pressing member between the joining process by the joining device according to the present embodiment and the joining process by the joining device according to the comparative example.

本実施の形態に係る構成の場合、図6(a)に示すように、穴明き薄板円盤の曲げ変形でモデル化できて、その変形量Wmaxは[数1]に示すとおりとなる。   In the case of the configuration according to the present embodiment, as shown in FIG. 6A, it can be modeled by bending deformation of a perforated thin plate disk, and the deformation amount Wmax is as shown in [Equation 1].

Figure 2010000523
Figure 2010000523

ただし、
α:係数
P:荷重(kg)
E:ヤング率(MPa)
である。
However,
α: Coefficient P: Load (kg)
E: Young's modulus (MPa)
It is.

一方、比較例に係る構成の場合、図6(b)に示すように、穴明き円盤の圧縮変形でモデル化できて、その変形量Wmaxは、[数2]に示すとおりとなる。   On the other hand, in the case of the configuration according to the comparative example, as shown in FIG. 6B, it can be modeled by compressive deformation of a perforated disk, and the deformation amount Wmax is as shown in [Equation 2].

Figure 2010000523
Figure 2010000523

ただし、
P:荷重(kg)
E:ヤング率(MPa)
S:断面積(mm2
である。
なお、図6(a),(b)および[数1],[数2]にあらわれるパラメータの具体値の一例は、たとえば、
α:約0.015(d3/d2=1.33)
d1:10mm
d2:6mm
d3:8mm
t:1mm
である(参考 『現代材料力学(平修二監修、オーム社発行)の229〜231頁)。
However,
P: Load (kg)
E: Young's modulus (MPa)
S: sectional area (mm 2 )
It is.
Examples of specific values of parameters appearing in FIGS. 6A and 6B and [Equation 1] and [Equation 2] are, for example,
α: about 0.015 (d3 / d2 = 1.33)
d1: 10 mm
d2: 6 mm
d3: 8 mm
t: 1mm
(Reference, pages 229 to 231 of Modern Materials Mechanics (supervised by Shuji Hira, published by Ohmsha)).

上記具体値の一例を採用して図6(a),(b)の変形量を比較する。図6(a)[すなわち図5(a)]に係る構成の変形量W1と、図6(b)[すなわち図5(b),(c)]に係る構成の変形量W2は、それぞれ次のようになる。   An example of the above specific value is adopted, and the deformation amounts of FIGS. 6A and 6B are compared. The deformation amount W1 of the configuration according to FIG. 6 (a) [that is, FIG. 5 (a)] and the deformation amount W2 of the configuration according to FIG. 6 (b) [that is, FIGS. 5 (b) and (c)] are respectively become that way.

W1=0.015×(8/2)2×(P/E)=0.24×(P/E)
W2=1/[π(8/2)2−π(6/2)2]×(P/E)=0.035×(P/E)
したがって、同一寸法、同一弾性率の部材を用いた場合、図5(a)に係る構成では、図5(b),(c)に係る構成に対して、同一圧力で約6.8倍の変位量を得ることができる。これによって、被接合物1の厚さムラや、押圧ムラなどがあっても、被接合物1どうしの密着が良好になるため、レーザ接合の品質向上と歩留まり向上が可能となる。
W1 = 0.015 × (8/2) 2 × (P / E) = 0.24 × (P / E)
W2 = 1 / [π (8/2) 2 −π (6/2) 2 ] × (P / E) = 0.035 × (P / E)
Therefore, when members having the same dimensions and the same elastic modulus are used, the configuration according to FIG. 5 (a) is about 6.8 times the same pressure as the configuration according to FIGS. 5 (b) and 5 (c). A displacement amount can be obtained. As a result, even if there is unevenness in the thickness of the object to be bonded 1, uneven pressing, etc., the adherence between the objects to be bonded 1 becomes good, so that it is possible to improve the quality and yield of laser bonding.

上記とは異なる観点では、図5(a)に係る構成では、図5(b),(c)に係る構成に対して、同一寸法、同一弾性率の部材を用いた場合に同一の変位量を得るための圧力が、0.15倍になった。したがって、図5(a)に係る構成によれば、被接合物1の傷付きや破損を低減でき、レーザ接合の品質向上が可能となる。   From the viewpoint different from the above, in the configuration according to FIG. 5 (a), the same amount of displacement is obtained when members having the same dimensions and the same elastic modulus are used as compared with the configurations according to FIGS. 5 (b) and 5 (c). Pressure to obtain 0.15 times. Therefore, according to the structure which concerns on Fig.5 (a), the damage and damage of the to-be-joined object 1 can be reduced, and the quality of laser joining can be improved.

次に、図7を用いて、反射光の影響について説明する。図7を参照して、矢印DR1方向に入射したレーザ光の照射中に被接合物1の表面で反射、散乱した光は、押さえ部材43の内壁の一部に照射される。このとき、押さえ部材43がレーザ吸収材で構成されている場合には、押さえ部材43の温度が上昇し、熱変形や熱的損傷が生じる。このため、押さえ部材43はレーザ光を透過する材材で構成することが好ましい。押さえ部材43の内壁を透過したレーザ光は、さらに反射、散乱を繰り返すことになるため、特定部位の熱変形や熱的損傷が回避可能になる。一般に、エラストマはレーザ吸収性を有するものが多いが、シリコン系樹脂は可視〜近赤外域の光透過性が高いため、押さえ部材43として好適に用いることができる。シリコンは700nmから1600nmの光に対して、約90%の透過率を有している。   Next, the influence of reflected light will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 7, the light reflected and scattered on the surface of object 1 during irradiation with laser light incident in the direction of arrow DR <b> 1 is applied to a part of the inner wall of pressing member 43. At this time, when the pressing member 43 is made of a laser absorbing material, the temperature of the pressing member 43 rises, causing thermal deformation or thermal damage. For this reason, it is preferable that the pressing member 43 is made of a material that transmits laser light. Since the laser light that has passed through the inner wall of the pressing member 43 is repeatedly reflected and scattered, it is possible to avoid thermal deformation and thermal damage of a specific part. In general, many elastomers have laser absorptivity, but silicon-based resins have high light transmittance in the visible to near infrared region, and therefore can be suitably used as the pressing member 43. Silicon has a transmittance of about 90% for light of 700 nm to 1600 nm.

図8は、押圧部材40の変形例を示す断面図である。図8に示すように、ベースプレート41とスペーサ部材42を一体的に構成してもよい。このような構成とすることによって部品点数が削減できる。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the pressing member 40. As shown in FIG. 8, the base plate 41 and the spacer member 42 may be integrally formed. With this configuration, the number of parts can be reduced.

本実施の形態のように、複数の接合箇所をレーザ接合する場合の必須要件として、
・複数の接合箇所を均一に密着固定する、
・上記密着固定のための部材等、接合装置を構成する部材がレーザ光路を妨げないようする、
ことが挙げられる。さらに、上記に加えて、多様な被接合物に対して有効な接合方法とするには、
・上記密着固定のための部材をコンパクトにする、
・接合物の傷付きや損傷を抑制する、
ことが必要になる。
As in the present embodiment, as an essential requirement when laser joining a plurality of joint locations,
・ Fix multiple joints evenly,
-The member constituting the joining device, such as the above-mentioned member for tight fixation, does not disturb the laser light path,
Can be mentioned. Furthermore, in addition to the above, in order to make an effective joining method for various objects to be joined,
・ Compact material for the above-mentioned close fixation,
・ Suppresses damage and damage to joints.
It will be necessary.

したがって、本実施の形態のように複数の接合箇所をレーザ接合する接合装置においては、
1.押圧部材40が弾性手段を含む、
2.押圧部材40の全高を低くするとともに、弾性変形量が極力大きくなるように構成する、
3.押圧部材40は接合箇所の近傍のみを押圧する構造とする、
という3つの条件を全て満たすことが必要である。
Therefore, in the bonding apparatus that laser-bonds a plurality of bonding locations as in the present embodiment,
1. The pressing member 40 includes elastic means;
2. The total height of the pressing member 40 is lowered, and the elastic deformation is configured to be as large as possible.
3. The pressing member 40 has a structure that presses only the vicinity of the joining portion.
It is necessary to satisfy all three conditions.

これに対し、本実施の形態に係る接合装置では、昇降機構50による圧力により弾性変形可能な押さえ部材43を設けることにより、押圧部材40に弾性手段を付与している。また、図5,図6を用いて説明したように、押圧部材40の全高を低くするとともに、弾性変形量が極力大きくなるように構成することが可能である。また、接合箇所に対応した位置に選択的に押さえ部材43を設けることにより、接合箇所の近傍のみを押圧する構造とすることも可能である。   In contrast, in the joining apparatus according to the present embodiment, the pressing member 40 is provided with an elastic means by providing the pressing member 43 that can be elastically deformed by the pressure of the elevating mechanism 50. As described with reference to FIGS. 5 and 6, it is possible to reduce the overall height of the pressing member 40 and to increase the amount of elastic deformation as much as possible. In addition, by selectively providing the pressing member 43 at a position corresponding to the joint location, it is possible to have a structure that presses only the vicinity of the joint location.

本実施の形態によれば、上述のように、被接合物1に当接する複数の押さえ部材43が弾性変形することにより、被接合物1の凹凸を吸収して、複数の接合箇所を均一に密着固定することができる。また、接合箇所の近傍のみを選択的に押圧するとともに、押圧部材40の全高を低くできるので、接合部に到達するレーザ光が押圧部材40によって妨げられることが抑制され、良好な接合を確実に行なうことができる。   According to the present embodiment, as described above, the plurality of pressing members 43 in contact with the article to be joined 1 are elastically deformed to absorb the unevenness of the article to be joined 1 so that the plurality of joints are made uniform. It can be fixed tightly. Moreover, since only the vicinity of a joining location can be selectively pressed and the overall height of the pressing member 40 can be reduced, the laser beam reaching the joining portion is prevented from being hindered by the pressing member 40, and good joining is ensured. Can be done.

上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る接合装置は、被接合物どうし(たとえば配線材2および基板3)を押圧固定しながら複数の接合箇所を接合する接合装置であって、レーザ光源10と、被接合物1が載置されるテーブル20と、複数の接合箇所に対応する位置に開口部を有し、テーブル20に被接合物1を押圧可能な押圧部材40とを備える。接合装置は、押圧部材40の開口部を通過したレーザ光源10からのレーザ光を用いて被接合物1の接合を行なう。   The above contents are summarized as follows. That is, the joining apparatus according to the present embodiment is a joining apparatus that joins a plurality of joints while pressing and fixing objects to be joined (for example, the wiring member 2 and the substrate 3), and includes a laser light source 10 and a joined object. A table 20 on which the object 1 is placed, and a pressing member 40 having openings at positions corresponding to a plurality of joints and capable of pressing the object 1 to the table 20 are provided. The joining apparatus joins the workpiece 1 using the laser light from the laser light source 10 that has passed through the opening of the pressing member 40.

押圧部材40は、ベースプレート41と、スペーサ部材42と、ベースプレート41における複数の接合箇所に対応する位置に固定され、被接合物1の接合時に該被接合物1に当接する複数の押さえ部材43と、押さえ部材43の頂部をスペーサ部材42を介してベースプレート41に固定する固定部材44とを含む。   The pressing member 40 is fixed at a position corresponding to a plurality of joining locations in the base plate 41, the spacer member 42, and the base plate 41, and a plurality of pressing members 43 that come into contact with the article 1 when the article 1 is joined. And a fixing member 44 that fixes the top of the pressing member 43 to the base plate 41 via the spacer member 42.

ベースプレート41は、被接合物1を押圧する際の荷重に対して非変形状態を維持可能な剛性を有する。スペーサ部材42は、ベースプレート41と押さえ部材43との間に間隙434を形成するようにベースプレート41と押さえ部材43との間に介在する。押さえ部材43は、被接合物1を押圧する際の荷重に対して弾性変形する弾性体を含む。なお、押さえ部材43は、レーザ光を通過させる「レーザ通過部」としての開口431を有する。   The base plate 41 has a rigidity capable of maintaining an undeformed state against a load when the workpiece 1 is pressed. The spacer member 42 is interposed between the base plate 41 and the pressing member 43 so as to form a gap 434 between the base plate 41 and the pressing member 43. The pressing member 43 includes an elastic body that is elastically deformed with respect to a load when the workpiece 1 is pressed. The pressing member 43 has an opening 431 as a “laser passing portion” that allows laser light to pass therethrough.

より具体的には、押さえ部材43は、フランジ部432と、フランジ部432から被接合物1側に突出する筒状部433とを有している。固定部材44は、フランジ部432をスペーサ部材42を介してベースプレート41に固定する。   More specifically, the pressing member 43 includes a flange portion 432 and a cylindrical portion 433 that protrudes from the flange portion 432 to the workpiece 1 side. The fixing member 44 fixes the flange portion 432 to the base plate 41 via the spacer member 42.

なお、本実施の形態では、加熱手段としてレーザ発振器10を用いた例について説明したが、加熱源はレーザ光に限定されるものではなく、赤外光、ハロゲン光等の熱線照射や熱風噴射、または半田ゴテ押し付け等の加熱手段を本発明に適用することも可能である。   In this embodiment, an example in which the laser oscillator 10 is used as a heating unit has been described. However, the heating source is not limited to laser light, and heat ray irradiation such as infrared light and halogen light, hot air injection, Alternatively, heating means such as soldering iron pressing can be applied to the present invention.

(実施の形態2)
図9は、実施の形態2に係る接合装置の部分断面図である。図9を参照して、本実施の形態に係る接合装置は、基本的には実施の形態1に係る接合装置と同様の構造を有するが、押さえ部材43の形状を、穴明きキャップ状(実施の形態1ではフランジ付き円筒形状)とした点を特徴とする。すなわち、本実施の形態において、押さえ部材43は、開口を有するキャップ状部材であり、固定部材44は、上記キャップ状部材の頂上の一部をスペーサ部材42を介してベースプレート41に固定している。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a partial cross-sectional view of the bonding apparatus according to the second embodiment. Referring to FIG. 9, the joining device according to the present embodiment basically has the same structure as that of the joining device according to Embodiment 1, but the shape of pressing member 43 is a perforated cap shape ( The first embodiment is characterized in that it has a cylindrical shape with a flange. That is, in the present embodiment, the pressing member 43 is a cap-shaped member having an opening, and the fixing member 44 fixes a part of the top of the cap-shaped member to the base plate 41 via the spacer member 42. .

なお、その他の構成や作用については、実施の形態1と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。   Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, detailed description will not be repeated.

(実施の形態3)
図10は、実施の形態3に係る接合装置を示す分解斜視図である。図10を参照して、本実施の形態に係る接合装置は、基本的には実施の形態1に係る接合装置と同様の構造を有するが、ベースプレート41、スペーサ部材42、押さえ部材43および固定部材44に形成される穴部を角穴形状(実施の形態1では丸穴形状)とした点を特徴とする。
(Embodiment 3)
FIG. 10 is an exploded perspective view showing the bonding apparatus according to the third embodiment. Referring to FIG. 10, the joining device according to the present embodiment has basically the same structure as the joining device according to the first embodiment, but includes a base plate 41, a spacer member 42, a pressing member 43, and a fixing member. A feature is that the hole formed in 44 has a square hole shape (round hole shape in the first embodiment).

なお、その他の構成や作用については、実施の形態1,2と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。   Since other configurations and operations are the same as those in the first and second embodiments, detailed description will not be repeated.

(実施の形態4)
図11は、実施の形態4に係る接合装置を示す分解斜視図である。図11を参照して、本実施の形態に係る接合装置は、基本的には実施の形態3に係る接合装置と同様の構造を有するが、1つの開口部に取り付けられる押さえ部材43を分割された複数の部材から構成(実施の形態1〜3では一体の部材から構成)した点を特徴とする。
(Embodiment 4)
FIG. 11 is an exploded perspective view showing the bonding apparatus according to the fourth embodiment. Referring to FIG. 11, the joining device according to the present embodiment has basically the same structure as the joining device according to the third embodiment, but the pressing member 43 attached to one opening is divided. Further, it is characterized in that it is constituted by a plurality of members (in the first to third embodiments, constituted by an integral member).

なお、その他の構成や作用については、実施の形態1〜3と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。   Since other configurations and operations are the same as those in the first to third embodiments, detailed description will not be repeated.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態1に係る接合装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the joining apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示される接合装置における押圧部材を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the press member in the joining apparatus shown by FIG. 図1に示される接合装置における押圧部材の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the press member in the joining apparatus shown by FIG. 図1に示される接合装置を用いた接合プロセスを説明する図である。It is a figure explaining the joining process using the joining apparatus shown by FIG. 図1に示される接合装置による接合プロセスと、比較例に係る接合装置による接合プロセスとの違いについて説明する図である。It is a figure explaining the difference between the joining process by the joining apparatus shown by FIG. 1, and the joining process by the joining apparatus which concerns on a comparative example. 図1に示される接合装置による接合プロセスと、比較例に係る接合装置による接合プロセスとによる押圧部材の変形量の違いについて説明する図である。It is a figure explaining the difference in the deformation amount of the press member by the joining process by the joining apparatus shown by FIG. 1, and the joining process by the joining apparatus which concerns on a comparative example. 反射光の影響について説明する図である。It is a figure explaining the influence of reflected light. 図2に示す押圧部材の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the press member shown in FIG. 本発明の実施の形態2に係る接合装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the joining device concerning Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態3に係る接合装置を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the joining apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る接合装置を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the joining apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 被接合物、2 配線材、3 基板、4 半田めっき層、5 電極、10 レーザ発振器、11 光ファイバ、20 ステージ、30 光学機構、31 コリメータ、32 ガルバノスキャナミラー、33 fθレンズ、40 押圧部材、41,41A,41B ベースプレート、42,42A スペーサ部材、43,43A,43B 押さえ部材、44,44A 固定部材、50 昇降機構、431 開口部、432 フランジ部、433 筒状部、434 間隙。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 To-be-joined object, 2 Wiring material, 3 Substrate, 4 Solder plating layer, 5 Electrode, 10 Laser oscillator, 11 Optical fiber, 20 Stage, 30 Optical mechanism, 31 Collimator, 32 Galvano scanner mirror, 33 f (theta) lens, 40 Press member 41, 41A, 41B Base plate, 42, 42A Spacer member, 43, 43A, 43B Holding member, 44, 44A Fixing member, 50 Elevating mechanism, 431 Opening, 432 Flange, 433 Cylindrical, 434 Gap.

Claims (8)

被接合物どうしを押圧固定しながら複数の接合箇所を接合する接合装置であって、
被接合物が載置されるテーブルと、
前記複数の接合箇所に対応する位置に開口部を有し、前記テーブルに前記被接合物を押圧可能な押圧部材とを備え、
前記押圧部材は、
ベースプレートと、
前記ベースプレートにおける前記複数の接合箇所に対応する位置に固定され、前記被接合物の接合時に該被接合物に当接する複数の押さえ部材と、
前記ベースプレートと前記押さえ部材との間に間隙を形成するように前記ベースプレートと前記押さえ部材との間に介在するスペーサ部材とを含み、
前記押さえ部材は、前記被接合物を押圧する際の荷重に対して弾性変形する弾性体を含む、接合装置。
A joining device for joining a plurality of joints while pressing and fixing objects to be joined,
A table on which the object to be joined is placed;
An opening at a position corresponding to the plurality of joints, and a pressing member capable of pressing the object to be joined to the table,
The pressing member is
A base plate;
A plurality of pressing members that are fixed at positions corresponding to the plurality of joining locations in the base plate, and abut against the workpiece when the workpiece is joined;
A spacer member interposed between the base plate and the pressing member so as to form a gap between the base plate and the pressing member;
The said pressing member is a joining apparatus containing the elastic body elastically deformed with respect to the load at the time of pressing the said to-be-joined thing.
レーザ光源をさらに備え、
前記押圧部材の前記開口部を通過した前記レーザ光源からのレーザ光を用いて前記被接合物の接合を行なう、請求項1に記載の接合装置。
A laser light source;
The bonding apparatus according to claim 1, wherein the objects to be bonded are bonded using laser light from the laser light source that has passed through the opening of the pressing member.
前記レーザ光は、前記被接合物における接合部に対して斜め方向から入射する、請求項2に記載の接合装置。   The bonding apparatus according to claim 2, wherein the laser light is incident on the bonding portion of the object to be bonded from an oblique direction. 前記押さえ部材は、前記レーザ光を透過する性質を有する、請求項2または請求項3のいずれかに記載の接合装置。   The joining device according to claim 2, wherein the pressing member has a property of transmitting the laser light. 前記ベースプレートと前記スペーサ部材とを一体で形成した、請求項1から請求項4のいずれかに記載の接合装置。   The joining apparatus according to claim 1, wherein the base plate and the spacer member are integrally formed. 前記ベースプレートは、前記被接合物を押圧する際の荷重に対して非変形状態を維持可能な剛性を有する、請求項1から請求項5のいずれかに記載の接合装置。   The said base plate is a joining apparatus in any one of Claims 1-5 which has the rigidity which can maintain an undeformed state with respect to the load at the time of pressing the said to-be-joined object. 前記押さえ部材は、フランジ部と、該フランジ部から前記被接合物側に突出する筒状部とを有し、
前記フランジ部を前記スペーサ部材を介して前記ベースプレートに固定する固定部材をさらに備えた、請求項1から請求項6のいずれかに記載の接合装置。
The pressing member includes a flange portion and a cylindrical portion protruding from the flange portion toward the workpiece.
The joining apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a fixing member that fixes the flange portion to the base plate via the spacer member.
前記押さえ部材は、開口を有するキャップ状部材であり、
前記キャップ状部材の頂上の一部を前記スペーサ部材を介して前記ベースプレートに固定する固定部材をさらに備えた、請求項1から請求項6のいずれかに記載の接合装置。
The pressing member is a cap-shaped member having an opening,
The joining apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a fixing member that fixes a part of the top of the cap-shaped member to the base plate via the spacer member.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010098014A1 (en) 2009-02-24 2010-09-02 テルモ株式会社 Image diagnosis device and control method therefor
CN108188586A (en) * 2018-02-07 2018-06-22 苏州司巴克自动化设备股份有限公司 A kind of oil nozzle laser automatic marking device
JP2019067570A (en) * 2017-09-29 2019-04-25 株式会社豊田自動織機 Welding jig and formation method of weld zone
CN111421257A (en) * 2020-05-18 2020-07-17 杨金银 Thin metal plate optical fiber laser cutting machine
WO2023083087A1 (en) * 2021-11-10 2023-05-19 华为技术有限公司 Welding apparatus and welding method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62289387A (en) * 1986-06-06 1987-12-16 Sanoyasu:Kk Processing method for high-reflection material using carbon dioxide laser
JPH0524188U (en) * 1991-09-09 1993-03-30 川崎重工業株式会社 Workpiece retainer
JP2554994B2 (en) * 1994-11-17 1996-11-20 松下電工株式会社 Energy beam joining method
JPH08332584A (en) * 1995-06-05 1996-12-17 Fuji Elelctrochem Co Ltd Laser welding method
JPH10137957A (en) * 1996-11-05 1998-05-26 Miyachi Technos Corp Laser welding method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62289387A (en) * 1986-06-06 1987-12-16 Sanoyasu:Kk Processing method for high-reflection material using carbon dioxide laser
JPH0524188U (en) * 1991-09-09 1993-03-30 川崎重工業株式会社 Workpiece retainer
JP2554994B2 (en) * 1994-11-17 1996-11-20 松下電工株式会社 Energy beam joining method
JPH08332584A (en) * 1995-06-05 1996-12-17 Fuji Elelctrochem Co Ltd Laser welding method
JPH10137957A (en) * 1996-11-05 1998-05-26 Miyachi Technos Corp Laser welding method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010098014A1 (en) 2009-02-24 2010-09-02 テルモ株式会社 Image diagnosis device and control method therefor
JP2019067570A (en) * 2017-09-29 2019-04-25 株式会社豊田自動織機 Welding jig and formation method of weld zone
CN108188586A (en) * 2018-02-07 2018-06-22 苏州司巴克自动化设备股份有限公司 A kind of oil nozzle laser automatic marking device
CN111421257A (en) * 2020-05-18 2020-07-17 杨金银 Thin metal plate optical fiber laser cutting machine
WO2023083087A1 (en) * 2021-11-10 2023-05-19 华为技术有限公司 Welding apparatus and welding method

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