JP2014165453A - 接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 より簡易な構成で、接合時の角度を調整しながら部材同士を接合させることのできる接合装置を提供する。
【解決手段】 接合装置１は、第１の部材Ｈを保持する第１の部材ホルダ１０と、第１の部材ホルダ１０に並設され、第２の部材Ｋを第１の部材Ｈに対向するように保持する第２の部材ホルダ２０と、第１および第２の部材ホルダ１０、２０を互いに接近させることにより、第１および第２の部材Ｈ、Ｋを接合するためのホルダ駆動機構２４と、を備え、第１の部材ホルダ１０は、基台１４と、基台１４よりも第２の部材ホルダ２０側に配置され、第１の部材Ｈが取り付けられたテーブル（１６）と、曲面形状を有し、曲面形状を介して基台１４およびテーブル１６の少なくとも一方に当接した状態でテーブル１６および基台１４の間に介在し、テーブル１６を傾動可能に支持する支持部材３０と、を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、接合の際に角度調整を要求される部材同士を接合するための接合装置に関するものである。

従来の接合装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この接合装置は、第１および第２の部品を、それらの間の傾きを調整しながら接合するためのものである。この接合装置では、第１および第２の部品が、互いに対向するように第１の部品ホルダ、およびその下方に配置された第２の部品ホルダによってそれぞれ保持される。また、第２の部品ホルダはゴニオステージに搭載されている。第１の部品は、ソレノイドなどで駆動される押圧軸によって、第１の部品とともに第２の部品ホルダ側に押圧される。

それにより、第１の部品によって第２の部品が押圧されたときに、第２の部品に作用するＺ軸方向の力とＸおよびＹ軸回りのモーメントが、第２の部品ホルダに設けられた６軸力覚センサによって検出される。コンピュータで構成された制御部は、Ｚ軸方向の力が一定になるように押圧軸を駆動するとともに、Ｘ軸およびＹ軸回りのモーメントが０になるようにゴニオステージを駆動することによって、第２の部品の角度を調整する。

これにより、第１および第２の部品の接合面が互いに平行な状態になり、第１および第２の部品は、それぞれの接合面同士が密着した状態で押圧されることによって、互いに接合される。

特開２００５−１０７１６０号公報

しかし、上述した特許文献に係る接合装置では、第１および第２の部品の接合面同士を密着させるために部品間の角度調整が能動的に行われており、そのために部品間に作用する力を検出するためのセンサや、その検出結果に応じてゴニオステージを駆動するための制御装置および駆動機構などが必要になる。したがって、接合装置全体としての構成が複雑化するととともに、接合装置を構築するためのコストが高くなってしまう。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、より簡易な構成で、接合時の角度を調整しながら部材同士を接合させることのできる接合装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明に係る接合装置は、第１および第２の部材間の角度を調整しながら、当該第１および第２の部材を互いに接合するための接合装置であって、前記第１の部材を保持する第１の部材ホルダと、当該第１の部材ホルダに並設され、前記第２の部材を前記第１の部材に対向するように保持する第２の部材ホルダと、前記第１および第２の部材ホルダを互いに接近させて前記第１および第２の部材を互いに押圧することにより、前記第１および第２の部材を接合させるためのホルダ駆動機構と、を備え、前記第１の部材ホルダは、基台と、当該基台よりも前記第２の部材ホルダ側に配置され、前記第１の部材が取り付けられたテーブルと、曲面形状を有し、当該曲面形状を介して前記基台および前記テーブルの少なくとも一方に当接した状態で前記テーブルおよび前記基台の間に介在し、前記テーブルを傾動可能に支持する支持部材と、を有していることを特徴とする。

この接合装置によれば、第１の部材を保持する第１の部材ホルダと、第２の部材を第１の部材に対向するように保持する第２の部材ホルダは、ホルダ駆動機構によって互いに接近することにより、第１および第２の部材を接合する。第１の部材は第１の部材ホルダのステージに取り付けられており、このステージは、基台との間に介在する支持部材によって支持されている。ステージおよび基台の少なくとも一方には、支持部材の曲面が当接しており、したがって、第１および第２の部材が接触し、第１の部材が第２の部材によって押圧されたときに、第１および第２の部材の接触部位の形状に応じてステージが支持部材を中心として傾動する。

その結果、第１および第２の部材が互いに密着し、この状態で第２の部材が第１の部材によって押圧されるので、第１および第２の部材を確実に接合することができる。また、基台とステージの間に曲面形状を有する支持部材を介在させただけの簡易な構成で部材同士を角度調整して密着させられるので、様々な種類の部材を第１および第２の部材として接合させることができる。したがって、例えば試作品の製造ラインなど、汎用性を要求される用途にも本発明による接合装置を用いることができる。

第１実施形態に係る接合装置を示す平面図である。 図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。 図１の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。 図１の接合装置により第１および第２の部材を接合させた状態を示す断面図である。 部材の接合前においてテーブルを傾斜させた状態を示す断面図である。 図１の接合装置の第１〜第３の変形例をそれぞれ示す説明図（Ａ）〜（Ｃ）である。 第２実施形態に係る接合装置を示す断面図である。

以下、本発明の第１実施形態に係る接合装置１について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、接合装置１は、半導体基板Ｋ（第２の部材）にヒートシンクＨ（第１の部材）を貼り付けるために用いられる。図１は接合装置１の平面図であり、以下、同図の上側および下側を、それぞれ接合装置１の前側および後側として、また、同図の左側および右側を、それぞれ半導体装置１の左側および右側として、説明する。図１〜図３に示すように、接合装置１は、ヒートシンクＨを取り付けた第１の部材ホルダ１０と、その上方に並設され、半導体基板（以下、単に「基板」という）Ｋを取り付けた第２の部材ホルダ２０を有している。

基板Ｋはシリコンを主体に構成されており、この基板Ｋには、所定の半導体プロセスなどを用いて素子や配線（図示せず）が形成されている。また、ヒートシンクＨは、セラミックスで板状に形成されており、基板Ｋを駆動させたときに放熱を行うために設けられるものである。

第１の部材ホルダ１０は、ベース１２、ハウジング１４（基台）およびテーブル１６などを有しており、これらは例えばアルミニウムで構成されている。ベース１２は図示しない治具などによって固定されている。ベース１２およびハウジング１４は、互いにほぼ同じサイズで方形の板状に形成されており、ハウジング１４は、ベース１２の上側に配置されている。また、ベース１２とハウジング１４の間には、計４つの圧縮ばね１８（弾性体）が設けられている。ベース１２には、上方に開口する計４つの凹部１２ａが形成されており、ハウジング１４には、凹部１２ａにそれぞれ対向するように、下方に開口する計４つの凹部１４ａが形成されている。各圧縮ばね１８は、コイルばねによって構成されており、上下の凹部１２ａ、１４ａに取り付けられ、ベース１２およびハウジング１４によって狭持された状態で、ハウジング１４などを支持している。なお、コイルばねに代えて、所要の弾性を有するゴムブロックや空気ばねを圧縮ばね１８として用いてもよい。

ハウジング１４の前端部および後端部の下面側には、左右方向にわたって延びる切欠き１４ｂ、１４ｂがそれぞれ形成されており、このようなハウジング１４、およびベース１２の前端部および後端部の角部に、計４つのガイド機構４０が設けられている。各ガイド機構４０は、リニアガイド４２、支持ロッド４４などを有している。リニアガイド４２は断面円形の管状に形成され、その下端部には径のより大きなつば部４２ａが形成されている。リニアガイド４２は、ハウジング１４を上下方向に貫通する貫通孔１４ｃにハウジング１４の下側から通され、つば部４２ａをハウジング１４に当接させた状態で、ハウジング１４にねじなど（図示せず）によって固定されている。

また、支持ロッド４４は、円柱状に形成され、ベース１２の四隅にそれぞれ取り付けられている。各支持ロッドは４４は、ベース１２に対して垂直に上下方向に延びており、ベース１２の下面側から通されたねじ４８によって、ベース１２に固定されている。また、支持ロッド４４は、リニアガイド４２を上下方向に貫通する貫通孔４２ｂとほぼ同じ径を有し、その高さはリニアガイド４２よりも大きく、貫通孔４２ｂに通されている。さらに、リニアガイド４２の上端から突出する支持ロッド４４の上端部には、上方からねじ４６がねじ込まれており、このねじ４６の座面には、リニアガイド４２よりも径の大きなつば部４６ａが設けられている。

以上の構成により、ハウジング１４は、上方から押圧されると、４つの圧縮ばね１８の弾性力に抗して下方のベース１２側にリニアガイド４２とともに移動する。その際、ハウジング１４の移動方向は、リニアガイド４２および支持ロッド４４によって垂直方向に規制され、ハウジング１４とベース１２の間の角度は一定に維持される。

テーブル１６はほぼ正方形の板状に形成されており、ハウジング１４よりも上方の第２の部材ホルダ２０側に配置されている。また、ハウジング１４の上面側の中央には、円柱状の下球体受け３２が埋め込まれている。この下球体受け３２は、ハウジング１４よりも硬質の焼入れ鋼で構成されており、下球体受け３２には、上方に開口する円錐状の凹部３２ａが形成されている。また、テーブル１６の下面側の中央には、下球体受け３２と同じ構成の上球体受け３４が埋め込まれており、その凹部３４ａは下方に開口し、下方の凹部４２ａに対向している。

また、テーブル１６とハウジング１４の間には支持球体３０が介在しており、支持球体３０の球面が凹部３４ａ、３２ａの内周面にそれぞれ当接した状態で、テーブル１６などが支持球体３０によって支持されている。また、支持球体３０の直径は、このような状態において、テーブル１６とハウジング１４の間に若干の隙間が生じるように設定されている。

また、テーブル１６の周縁部の上面側には、計４つの切欠き１６ａが形成されており、各切欠き１６ａは、テーブル１６の各辺の中央付近に配置されている。また、各切欠き１６ａにはストッパ機構５０が設けられおり、ストッパ機構５０は、支持ロッド５２およびテーブルストッパ５４などを有している。

支持ロッド５２は、円柱状に形成され、切欠き１６ａの直下において、基板１２に対して垂直に上下方向に延びており、基板１２の下面側から通されたねじ５８によって、基板５２に固定されている。また、テーブル１６の切欠き１６ａの底部、およびその直下に相当するハウジング１４の部位には、これらを上下方向に貫通するとともに、支持ロッド５２よりも径の大きな貫通孔１６ｂ、１４ｄがそれぞれ形成されている。支持ロッド５２は、貫通孔１４ｄに通されるとともに、その上端部が貫通孔１６ｂに挿入されている。

また、支持ロッド５２の上端部には、ねじ５６が、テーブルストッパ５４を介して上方からねじ込まれている。テーブルストッパ５４は、リング状に形成されており、ねじ５６の座面に取り付けられている。また、テーブルストッパ５４は、テーブル１６の貫通孔１６ｂよりも大きな外径を有していて、ねじ５６の頭部とテーブル１６によって狭持されている。これにより、支持球体３０は、テーブル１６およびハウジング１４によって狭持されている。

また、テーブル１６の下面にはガイドピン６０が設けられており、このガイドピン６０は、テーブル１６の右側の切欠き１６ａよりも若干、中央寄りに配置されている。また、ガイドピン６０は、テーブル１６の上面側から通されたねじ６２によってテーブル１６に固定されており、ガイドピン６０の下端部が下方のハウジング１４側に突出している。また、ガイドピン６０の下端部の外周面は、外側に向かって凸の曲面状に形成されている。

また、ガイドピン６０の直下にはブロック状のピン受け６４が設けられている。このピン受け６４はハウジング１４の上面側に埋め込まれ、図示しないねじなどによってハウジング１４に固定されている。また、ピン受け６４は、ハウジング１４よりも硬質の焼入れ鋼で構成されており、その上面側の中央にはガイド溝６４ａが形成されている。ガイド溝６４ａは、支持球体３０の中心を通る直線に沿って左右方向に延び、上方のテーブル１６側に開放している。このガイド溝６４ａの幅は、ガイドピン６０の前後方向の幅とほぼ同じに設定されており、ガイドピン６０の下端部がガイド溝６４ａに係合している。また、この状態では、ガイドピン６０の曲面状の外周面が、ガイド溝６４ａの前後の壁面に接しており、ガイドピン６０の下端部と支持球体３０は、ほぼ同じ高さに位置している。

また、前述したヒートシンクＨは、テーブル１６の上面の中央に設けられた台座１１に、位置決め用の治具（図示せず）によって位置決めされた状態で載置されている。

以上の構成の第１の部材ホルダ１０によれば、ストッパ機構５０によって、ステージ１６とハウジング１４との間の角度を調整することができる。すなわち、ねじ５６のねじ込み量に応じてステージ１６が傾動し、ステージ１６のハウジング１４に対する傾斜角度が調整される。具体的には、右側のねじ５６をねじ込むと、支持球体３０の中心を通り、前後方向に水平に延びるＹ軸を中心として、ステージ１４が右下がりに傾斜する。その際、ガイドピン６０は下方に移動し、ガイド溝６４ａの前後の壁面でガイドピン６０の前後方向への移動が規制されることによって、支持球体３０の中心を通る垂直なＺ軸を中心とする、テーブル１６の回動が阻止される。同様に、左側のねじ５６をねじ込むことにより、ステージ１６はＹ軸を中心として左下がりに傾斜する。

また、ガイドピン６０がその曲面状の外周面を介してガイド溝６４ａに係合しているので、前側および後側のねじ５６のねじ込み量を調整することにより、ステージ１６を、Ｘ軸を中心として前下がりまたは後下がりに、若干、傾斜させることができる。このＸ軸は、ガイドピン６０の下端部と支持球体３０の中心を通り、Ｙ軸に直交するように左右方向に延びる軸である。以上のように、各ストッパ機構５６のねじ込み量を調整することにより、ステージ１４およびこれに載置されたヒートシンクＨの傾斜角度が調整される。

第２の部材ホルダ２０は、基板Ｋを保持するための基板保持部２２、およびこれを上下方向に移動させるためのホルダ駆動機構２４を有している。基板Ｋは、ヒートシンクＨに接合するための平坦な接合面を、第１のホルダ側のヒートシンクＨに対向させるように、基板保持部２２に吸引されることで取り付けられている。また、ホルダ駆動機構２４は、エアシリンダ（図示せず）などを有しており、それによって、基板保持部２２を基板ＫとともにＺ軸に沿って上下方向に移動させる。

以上の構成の接合装置１を用いて基板ＫにヒートシンクＨを貼り付けるときには、水平に調整したテーブル１６の座台１１に、基板Ｋとの平坦な接合面を上方の第２の部品ホルダ２０に対向させるようにヒートシンクＨを載置して位置決めする。ヒートシンクＨの接合面には、基板Ｋとの接着のために接着剤が塗布される。そして、ホルダ駆動機構２４によって基板保持部２２をＺ軸に沿って下降させ、基板Ｋの接合面をヒートシンクＨの接合面に接触させ、基板保持部２２をさらに下降させることによって、ヒートシンクＨを基板Ｋで下方に押圧する。それにより、図４に示すように、ヒートシンクＨを介して、テーブル１６、支持球体３０およびハウジング１４が、押圧されるとともに４つの圧縮ばね１８の弾性力に抗してＺ軸に沿って下方に押し下げられ、テーブル１６とテーブルストッパ５４の間に隙間が生じる。このとき、ハウジング１４は、ガイド機構４０により、ベース１２との間の角度を一定に保ったまま下降する一方、テーブル１６は、支持球体３０を中心として傾動可能に構成されているので、基板ＫおよびヒートシンクＨの接合面に応じ、支持球体３０を中心として傾動する。

具体的には、基板ＫおよびヒートシンクＨに微細な反りや歪みが存在し、両者Ｋ、Ｈの接合面が完全な平面ではない場合、ヒートシンクＨが押圧されるのに伴って、反りや歪みにより両者Ｋ、Ｈ間に生じる応力の偏りを是正するようにテーブル１６が受動的に傾動する。これにより、基板ＫおよびヒートシンクＨの接合面同士が面接触することによって、両者Ｋ、Ｈは接合面を介して密着した状態で接合される。

以上のように、第１実施形態に係る接合装置１によれば、テーブル１６に載置されたヒートシンクＨが押圧されるのに伴って、ヒートシンクＨおよび基板Ｋの接合面が密着するようにテーブル１６が傾動するので、ヒートシンクＨおよび基板Ｋを、面接触させた状態で確実に接合することができる。また、ハウジング１４とテーブル１６にそれぞれ設けられた下球体受け３２および上球体受け３４には、凹部３２ａ、３４ａが形成され、これらに支持球体３０が当接しているので、テーブル１６が支持球体３０を中心として容易に傾動する。したがって、ヒートシンクＨが押圧された際のテーブル１６の応答性を向上でき、ヒートシンクＨと基板Ｋの接合面同士を確実に面接触させることができる。また、同じ理由により、ハウジング１４およびテーブル１６を互いに近接させて配置でき、それにより接合装置１をよりコンパクトに構成することができる。特に、第１の部材ホルダ１０の高さをより小さく構成することができる。

また、ヒートシンクＨを基板Ｋで押圧するだけで、テーブル１６が受動的に傾動し、両者Ｈ、Ｋの接合面同士が面接触するので、従来の接合装置のように、両者Ｈ、Ｋの角度調整をセンサやステージの駆動機構を用いて能動的に実行する必要がないため、接合装置１を比較的、安価に構築することができる。また、ガイド溝６４ａおよびこれに係合するガイドピン６０によって、テーブル１６のＺ軸を中心とした回動が阻止されるので、テーブル１６を安定して傾動させることができる。

また、ハウジング１４およびテーブル１６は、ベース１２との間に設けられた４つの圧縮ばね１８によって支持されるとともに、ガイド機構４０によって、ベース１２の移動方向が上下方向に規制される。したがって、ヒートシンクＨが押圧され、テーブル１６およびハウジング１４が押し下げられる際、テーブル１６の傾斜方向に影響を及ぼすことなく、テーブル１６およびハウジング１４を安定して支持することができる。また、下球体受け３２、上球体受け３４およびピン受け６４がより硬質の焼入れ鋼で構成されているので、これらとの間で、支持球体３０やガイドピン６０がテーブル１６の傾動に伴って摺動しても、３者３２、３４および６４の摩耗が抑制される。したがって、支持装置１の耐久性を向上させることができる。

一方、ヒートシンクＨおよび基板Ｋの接合面を互いに平行に維持したまま、両者Ｈ、Ｋを接合させた場合、気泡の混入などにより、ヒートシンクＨに塗布された接着剤が接合面全体に行き渡らないおそれがある。これに対し、第２の部材ホルダ２０を下降させる前に、テーブル１６をあらかじめ傾斜させておくことによって、基板ＫおよびヒートシンクＨをより確実に接合させることができる。

例えば、図５に示すように、左側のねじ５６を、他のねじ５６よりも支持ロッド５２に大きくねじ込むことによって、テーブル１６をハウジング１４に対して若干、傾斜させ、両者１６、１４間に所定の角度（例えば１°）をつける。この状態で第２の部材ホルダ２０を下降させると、基板Ｋの右端部がヒートシンクＨの右端部に接触し、これを押圧する。

そして、基板Ｋが下降するのに従い、軸線Ｙを中心としてテーブル１６が傾動することによって、テーブル１６とハウジング１４とは互いに平行な状態に復元する。また、それに伴って、ヒートシンクＨおよび基板Ｋの間の角度もまた、次第に小さくなり、両者Ｈ、Ｋの接合面同士が接合される。その際、ヒートシンクＨに塗布された接着剤は、その右端部から左端部に向かって、両者Ｈ、Ｋ間に存在する気体とともに徐々に押し出されるようにして基板Ｋに接触するので、接着剤に気泡などが混入することなく、接合面全体に接着剤が行き渡る。したがって、両者Ｋ、Ｈを、接着剤によってより確実に接合することができる。

なお、部材同士が確実に接合されるように、基板ＫやヒートシンクＨなどの部材の形状やサイズに応じて、テーブル１６の接合前の傾斜方向や角度を任意に設定してもよい。また、本実施形態では、ハウジング１４側にガイド溝６４ａを、テーブル１６側にガイドピン６０を設けた例を説明したが、テーブル１６側にピン受け６４を取り付けてガイド溝６４ａを形成する一方、ハウジング１４側にガイドピン６０を取り付けてもよい。

図６（Ａ）〜（Ｃ）は、上述した第１実施形態に係る接合装置１の第１〜第３の変形例をそれぞれ示している。以下、各変形例について、接合装置１と同一の構成には同じ符号を付し、接合装置１との差異を中心として説明する。

第１実施形態の接合装置１では、ハウジング１４とテーブル１６の間に支持球体３０が介在しているのに対し、第１の変形例では、同図（Ａ）に示すように、支持球体３０に代えて、支持ピン７０（支持部材）が設けられている。この支持ピン７０の上端部は半球状に形成されており、その球面が上球体受け３４の凹部３４ａに当接している。また、下球体受け３２は省略されており、支持ピン７０の下端部から下方に突出する固定部７０ａがハウジング１４に埋め込まれることにより、支持ピン７０はハウジング１４に固定されている。ハウジング１４とテーブル１６の間の間隔は、支持ピン７０の高さに応じて設定される。他の構成は、前述した第１実施形態と同様である。

以上のように第１の変形例に係る接合装置においても、テーブル１６が支持ピン７０の球面によって支持され、この球面を介して傾動可能に構成されているので、第１実施形態に係る接合装置１と同様の効果を得ることができる。なお、上球体受け３４を省略する一方、下球体受け３２を残すとともに、支持ピン７０の上下方向の向きを第１の変形例とは逆にして支持ピン７０をテーブル１６に固定し、その球面を下球体受け３２に当接するように構成してもよい。

また、図６（Ｂ）に示す第２の変形例では、下球体受け３２、上球体受け３４および支持球体３０が、Ｘ軸に沿って、ステージ１６の周縁部により近い位置に移動している。これにより、Ｙ軸もまた、ステージ１６の中央から、その周縁部により近い位置に移動している。それにより、ステージ１６をＹ軸を中心として左下がりに傾斜させる場合、その傾斜角度をより大きくすることができる。他の構成は、前述した第１実施形態と同様である。

以上のように、第２の変形例に係る接合装置では、ステージ１６のより大きな傾斜角度を確保することができる。それにより、接合の際に、第２の部材ホルダ２０側の部材との間により大きな角度をつける必要のある部材にも対応でき、接合装置をより多様な部材の接合に用いることができる。

また、図６（Ｃ）に示す第３の変形例では、例えば２つの下球体受け３２、上球体受け３４および支持球体３０が、Ｙ軸上においてテーブル１６の中央から前後に偏った位置にそれぞれ配置されている。これにより、テーブル１６は、Ｙ軸のみを中心として傾動する。また、本変形例では、ガイドピン６０およびピン受け６２が省略されている。他の構成は、前述した第１実施形態と同様である。

以上のように、第３の変形例では、ステージ１６が２つの支持球体３０によって支持されるので、Ｙ軸を中心として、ステージ１６をより安定して傾動させることができる。それにより、ヒートシンクＨおよび基板Ｋをより確実に面接触させ、両者Ｈ、Ｋを安定して接合することができる。

図７は、第２実施形態に係る接合装置２を示している。以下、本実施形態の接合装置２について、第１実施形態の接合装置１と同一の構成には同じ符号を付し、接合装置１との差異を中心として説明する。

同図に示すように、本実施形態の第１の部材ホルダ８０には、ハウジング１４とほぼ同じ平面形状を有し、ハウジング１４よりも厚さの大きなプレート１３が、テーブル１６とハウジング１４の間に配置されている。また、互いに隣接するハウジング１４とプレート１３の間、およびプレート１３とテーブル１６の間に、支持球体３０がそれぞれ配置されている。

具体的には、プレート１３の下面側の中央には、ハウジング１４の下球体受け３２に対向するように上球体受け３４が埋め込まれており、両者３２、３４の間に支持球体３０が介在している。また、プレート１３の中央の上面側には、テーブル１６側の上球体受け３４に対向するように下球体受け３２が埋め込まれており、これらの間にも支持球体３０が介在している。また、上下２つの支持球体３０、３０は、それらの中心が垂直に延びる同一のＺ軸上に位置するように、配置されている。

また、プレート１３には、ストッパ機構５０の支持ロッド５１を通すための貫通孔１３ｂが、ハウジング１４およびテーブル１６の上下の貫通孔１４ｄ、１６ｂと同軸上に形成されている。この貫通孔１３ｂもまた、支持ロッド５１の径よりも大きな径を有している。また、支持ロッド５１は、プレート１３の分、第１実施形態の支持ロッド５２よりも上下方向に長く形成されており、第１実施形態と同様に、下端部がベース１２に固定されるとともに、上端部に、テーブルストッパ５４を介してねじ６５がねじ込まれている。

また、ガイドピン６０はプレート１３に取り付けられている。プレート１３には、ピン受け６４の直上において、上方に開放する凹部１３ａが形成されており、ガイドピン６０は、この凹部１３ａを介して上方から通されたねじ６２によって、プレート１３の下面側に固定されている。また、これらと同様のガイドピンおよびピン受けが、プレート１３とテーブル１６の間にも設けられており（図示せず）、そのガイドピンは、上側の支持球体３０の中心を通るＹ軸上に配置されている。他の構成は、前述した第１実施形態と同様である。

以上の構成の接合装置２によれば、第２の部材ホルダ２０とともに下降した基板ＫによりヒートシンクＨが押圧されると、テーブル１６、プレート１３およびハウジング１４が、２つの支持球体３０とともに押し下げられる。これにより、テーブル１６およびプレート１３は、下側の支持球体３０を中心として傾動可能になるとともに、テーブル１６は、上側の支持球体３０を中心として傾動可能になる。

以上のように、第２実施形態に係る接合装置２によれば、ヒートシンクＨが押圧されるのに伴って、上下の支持球体３０の双方の中心を通る軸線を中心として、テーブル１６が傾動する。したがって、ステージ１４の傾斜方向の自由度および傾斜角度をより大きくでき、それにより、ヒートシンクＨおよび基板Ｋの接合面同士を、より確実に密着させることができる。なお、ハウジング１４とステージ１６の間に、複数のプレート１３を配置し、各プレート１３の間にも支持球体３０を介在させてもよい。それにより、ステージ１６の傾斜方向の自由度および傾斜角度をさらに大きくすることができ、より多様な部材同士を角度調整しながら接合することができる。

また、上述した各実施形態では、半導体基板ＫとセラミックスのヒートシンクＨの接合面同士を接合装置１、２で面接触させて接合する例を説明したが、これに限定されることなく、接合装置１、２を他の用途に用いてもよい。例えば、第１の部材ホルダ１０および第２の部材ホルダ２０でそれぞれ保持した部材の一方を他方に圧入する場合など、傾き調整を行いながら部材同士を組み付けるために、接合装置１、２を用いてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

１ 接合装置
１０ 第１の部材ホルダ
１４ ハウジング（基台）
１６ テーブル
３０ 支持球体（支持部材）
２０ 第２の部材ホルダ
２４ ホルダ駆動機構
７０ 支持ピン（支持部材）
Ｈ ヒートシンク（第１の部材）
Ｋ 半導体基板（第２の部材）

Claims (9)

1. 第１および第２の部材（Ｈ、Ｋ）間の角度を調整しながら、当該第１および第２の部材を互いに接合するための接合装置（１、２）であって、
   前記第１の部材を保持する第１の部材ホルダ（１０）と、
   当該第１の部材ホルダに並設され、前記第２の部材を前記第１の部材に対向するように保持する第２の部材ホルダ（２０）と、
   前記第１および第２の部材ホルダを互いに接近させて前記第１および第２の部材を互いに押圧することにより、前記第１および第２の部材を接合させるためのホルダ駆動機構（２４）と、
   を備え、
   前記第１の部材ホルダは、
   基台（１４）と、
   当該基台よりも前記第２の部材ホルダ側に配置され、前記第１の部材が取り付けられたテーブル（１６）と、
   曲面形状を有し、当該曲面形状を介して前記基台および前記テーブルの少なくとも一方に当接した状態で前記テーブルおよび前記基台の間に介在し、前記テーブルを傾動可能に支持する支持部材（３０、７０）と、
   を有していることを特徴とする接合装置。
2. 前記第１および第２の部材は、平坦な接合面をそれぞれ有し、
   前記第１および第２の部材ホルダは、前記第１および第２の部材の前記接合面同士が対向するように、当該第１および第２の部材をそれぞれ保持し、
   前記ホルダ駆動機構は、前記第１および第２の部材の前記接合面同士を接合させることを特徴とする請求項１に記載の接合装置。
3. 前記第１の部材ホルダは、
   前記基台の前記テーブルと反対側に配置されたベース（１２）と、
   当該ベースと前記基台の間に介在し、当該基台を支持する弾性体（１８）と、
   前記ホルダ駆動機構によって前記第２の部材ホルダが移動することにより、前記第２の部材によって前記第１の部材が押圧され、前記テーブルおよび前記基台が前記弾性体の弾性力に抗して移動する際、当該テーブルおよび当該基台の移動方向を、前記第２のホルダと同じ移動方向に規制するガイド機構（４０）と、
   をさらに有していることを特徴とする請求項１または２に記載の接合装置。
4. 前記支持部材を前記テーブルおよび前記基台で狭持するように、当該テーブルを保持するためのストッパ機構（５０）をさらに備え、
   前記第２の部材が前記第１の部材に接触していない状態において、前記テーブルは、前記基台との間の角度を、前記ストッパ機構によって調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の接合装置。
5. 前記支持部材（３０）は、球体で構成され、当該支持部材の球面を介して前記基台および前記テーブルに当接していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の接合装置。
6. 前記支持部材は、前記テーブルの中央よりも周縁部側に偏った部位に配置され、当該テーブルを支持していることを特徴とする請求項５に記載の接合装置。
7. 前記基台と前記テーブルの間には、複数の前記支持部材が介在し、
   当該複数の支持部材の中心が一直線上に位置するように、当該複数の支持部材が並設され、
   前記テーブルは、前記複数の支持部材の中心を通る直線を中心として傾動することを特徴とする請求項５に記載の接合装置。
8. 前記基台および前記テーブルの一方には、曲面形状を有し、当該基台および当該テーブルの他方に向かって突出するガイドピン（６０）が設けられ、
   前記基台および前記テーブルの他方には、前記支持部材の中心を通る直線に沿って延びるとともに前記基台および前記テーブルの一方に向かって開放し、前記ガイドピンと同じ幅を有するガイド溝（３４ａ）が設けられ、
   前記ガイドピンは、前記曲面形状を介して前記ガイド溝（３４ａ）に係合していることをことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の接合装置。
9. 前記第１の部材ホルダは、前記基台と前記テーブルの間に配置された少なくとも１つのプレートをさらに有し、
   前記支持部材は、互いに隣接する前記基台、前記プレートおよび前記テーブルの間にそれぞれ介在していることを特徴とする請求項５に記載の接合装置。

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