JP2018122348A - Ultrasonic bonding apparatus and horn replacement informing device for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波接合装置及びそのホーン交換報知装置に関し、詳しくは、接合対象部位からの熱流を熱流センサでモニタしてホーンの劣化による交換を報知するようにした超音波接合装置及びそのホーン交換報知装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic bonding apparatus and a horn exchange notification device thereof, and more specifically, an ultrasonic bonding apparatus and a horn thereof in which a heat flow from a bonding target portion is monitored by a heat flow sensor to notify a replacement due to deterioration of the horn. The present invention relates to an exchange notification device.
超音波接合装置は、接合対象部位に超音波振動と加重を与えることにより接合対象部位の接合を行うものである。 The ultrasonic bonding apparatus performs bonding of bonding target portions by applying ultrasonic vibration and weight to the bonding target portions.
従来、超音波接合装置による接合対象部位の接合の良否を判定するために、接合対象部位の温度をモニタする超音波接合装置としては特許文献1に開示されたものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic bonding apparatus disclosed in
特許文献1に開示された超音波接合装置は、超音波接合された電極タブの温度分布を測定するサーモカメラと、温度分布が測定される電極タブの未接合領域と超音波接合領域との温度差を利用して、当該電極タブの超音波接合領域を算出する算出部と、を有し、超音波接合された電極タブの温度分布から当該電極タブの超音波接合領域を算出して電極タブの接合状態を検査するように構成されている。
The ultrasonic bonding apparatus disclosed in
また、特許文献1には、サーモカメラに代えて熱電対からなる温度センサを用いて電極タブの一箇所の温度を測定することにより、電極タブの温度分布を離散的に測定して、簡易的に超音波接合の良否を判断することもできるという記載がある。
Further, in
ところで、従来の超音波接合装置においては、ホーン先端のローレット磨耗にともない、超音波接合装置による接合性(接合強度)が徐々に低下するという問題があり、これを回避するために、従来、製品の抜き取りで破壊試験(強度測定)を行い、製品が所定の要求強度になくように人による判断で超音波振動の設定振幅%を適当に上げる方法がとられてた。しかし、この方法は非常に手間がかかり、信頼性に欠けるという問題があった。 By the way, in the conventional ultrasonic bonding apparatus, there is a problem that the bondability (bonding strength) by the ultrasonic bonding apparatus gradually decreases with the knurl wear of the horn tip. A destructive test (strength measurement) was carried out by sampling, and a method of appropriately increasing the set amplitude% of the ultrasonic vibration by human judgment so that the product did not have a predetermined required strength was taken. However, this method is very time-consuming and has a problem of lack of reliability.
そこで、本発明は、接合対象部位からの熱流を熱流センサでモニタすることによりホーンの劣化による交換を容易かつ確実に報知することができるようにした超音波接合装置及びそのホーン交換報知装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an ultrasonic bonding apparatus and a horn replacement notification apparatus that can easily and reliably notify replacement due to deterioration of the horn by monitoring the heat flow from the bonding target portion with a heat flow sensor. The purpose is to do.
上記の目的を達成するため、請求項1の発明は、接合対象部位を含むワークをアンビル上に載置し、前記接合対象部位に加重を与えるとともに超音波ホーンから超音波振動を印加し、前記接合対象部位を接合する超音波接合装置であって、前記アンビルの前記接合対象部位に近接した位置に設けられ、前記接合対象部位の接合に際して前記接合対象部位からの熱流を検知する熱流センサと、前記熱流センサの検知出力を監視し、前記熱流センサの検知出力からピーク熱流値を検出するピーク値検出手段と、前記ピーク値検出手段により検出した前記ピーク熱流値が予め設定したピーク熱流値の設定範囲から外れた場合は、前記超音波ホーンの交換を報知する報知手段と、を具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記ピーク値検出手段により検出した前記ピーク熱流値が予め設定した閾値を下回った場合は、該ピーク熱流値が初期のピーク熱流値に戻るように前記超音波振動の設定振幅値を補正する設定振幅補正手段と、を具備し、前記報知手段は、前記設定振幅補正手段により補正した前記設定振幅値が予め設定した上限値を超えた場合に、前記超音波ホーンの交換を報知する、ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the peak heat flow value detected by the peak value detecting means falls below a preset threshold value, the peak heat flow value returns to the initial peak heat flow value. And a setting amplitude correction means for correcting the setting amplitude value of the ultrasonic vibration, and the notification means when the setting amplitude value corrected by the setting amplitude correction means exceeds a preset upper limit value. The replacement of the ultrasonic horn is notified.
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記設定振幅補正手段は、所定回数の接合に関するピーク熱流値の平均値が前記閾値を下回った場合は、前記設定振幅値の増加分とこの設定振幅値の増加により増加した前記ピーク熱流値の平均値との割合に基づき前記初期のピーク熱流値に戻る設定振幅値を決定し、該決定した設定振幅値で前記設定振幅値を補正することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, when the average value of the peak heat flow value relating to the predetermined number of times of bonding is less than the threshold value, the set amplitude correcting means detects the increase in the set amplitude value and Determining a setting amplitude value to return to the initial peak heat flow value based on a ratio with an average value of the peak heat flow value increased by an increase in the setting amplitude value, and correcting the setting amplitude value with the determined setting amplitude value; It is characterized by.
請求項4の発明は、請求項2又は3の発明において、前記設定振幅補正手段による前記設定振幅値の補正により前記ピーク熱流値が初期のピーク熱流値に戻った場合は、接合を継続し、前記設定振幅補正手段による前記設定振幅値の補正により前記ピーク熱流値が初期のピーク熱流値に戻らない場合は、前記報知手段による前記超音波ホーンの交換を報知を行う、ことを特徴とする。
The invention of claim 4 is the invention of
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項の発明において、前記超音波ホーンは、前記接合対象部位に対して平行な横方向の超音波振動を印加することを特徴とする。
The invention of
請求項6の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項の発明において、前記超音波ホーンは、前記接合対象部位に対して垂直な縦方向の超音波振動を印加することを特徴とする。
The invention of
請求項7の発明は、接合対象部位を含むワークをアンビル上に載置し、前記接合対象部位に加重を与えるとともに超音波ホーンから超音波振動を印加し、前記接合対象部位を接合する超音波接合装置のホーン交換報知装置であって、前記アンビルの前記接合対象部位に近接した位置に設けられ、前記接合対象部位の接合に際して前記接合対象部位からの熱流を検知する熱流センサと、前記熱流センサの検知出力を監視し、前記熱流センサの検知出力からピーク熱流値を検出するピーク値検出手段と、前記ピーク値検出手段により検出した前記ピーク熱流値が予め設定したピーク熱流値の設定範囲から外れた場合は、前記超音波ホーンの交換を報知する報知手段と、を具備することを特徴とする。 According to the seventh aspect of the present invention, an ultrasonic wave is placed on a workpiece including a bonding target part, applies weight to the bonding target part, applies ultrasonic vibration from an ultrasonic horn, and bonds the bonding target part. A horn exchange notification device for a joining device, the heat flow sensor being provided at a position close to the joining target part of the anvil and detecting a heat flow from the joining target part when joining the joining target part, and the heat flow sensor And detecting a peak heat flow value from the detection output of the heat flow sensor, and the peak heat flow value detected by the peak value detection means deviates from a preset peak heat flow value setting range. In this case, it is characterized by comprising notifying means for notifying the replacement of the ultrasonic horn.
本発明によれば、接合対象部位を含むワークをアンビル上に載置し、前記接合対象部位に加重を与えるとともに超音波ホーンから超音波振動を印加し、前記接合対象部位を接合する超音波接合装置であって、前記アンビルの前記接合対象部位に近接した位置に設けられ、前記接合対象部位の接合に際して前記接合対象部位からの熱流を検知する熱流センサと、前記熱流センサの検知出力を監視し、前記熱流センサの検知出力からピーク熱流値を検出するピーク値検出手段と、前記ピーク値検出手段により検出した前記ピーク熱流値が予め設定したピーク熱流値の設定範囲から外れた場合は、前記超音波ホーンの交換を報知する報知手段と、を具備して構成したので、簡単な構成によりホーンの劣化を容易かつ確実に報知することが可能になるという効果を奏する。 According to the present invention, a workpiece including a bonding target portion is placed on an anvil, weight is applied to the bonding target portion, and ultrasonic vibration is applied from an ultrasonic horn to bond the bonding target portion. A heat flow sensor that is provided at a position near the joining target portion of the anvil and detects a heat flow from the joining target portion when joining the joining target portion; and a detection output of the heat flow sensor is monitored. A peak value detecting means for detecting a peak heat flow value from the detection output of the heat flow sensor, and if the peak heat flow value detected by the peak value detecting means is out of a preset peak heat flow value setting range, And a notification means for notifying the replacement of the sonic horn, so that the deterioration of the horn can be easily and reliably notified with a simple configuration. The effect say.
以下、本発明を実施するための実施例について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る超音波接合装置の実施例1の概略を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an outline of a first embodiment of an ultrasonic bonding apparatus according to the present invention.
図1において、本発明に係る実施例1の超音波接合装置100は、台座10に固定されたアンビル20上に接合対象部位33を含むワーク30を載置し、このワーク30の接合対象部位33に図示しない加重装置から加重を与えるとともに、超音波ホーン(以下、単にホーンという)40の先端のヘッド41から超音波振動を印加することにより、ワーク30の接合対象部位33、すなわち、ワーク31とワーク32とが接する面でワーク31とワーク32とを接合するものである。
In FIG. 1, the
ホーン40は、コーン50を介して超音波振動子(以下、単に振動子という)60に接続され、振動子60は、超音波発振機70によりその超音波振動が制御される。ここで、ワーク30の接合対象部位33に対してホーン40のヘッド41から印加される超音波振動は、接合対象部位33に対して平行な横方向Xの振動である。この横方向Xの超音波振動を用いた超音波接合は、例えば、金属同士の接合、プラスチック溶着接合、特に、薄いプラスチックシートやフィルムの溶着接合等に適している。
The
なお、この実施例1の超音波接合装置100においては、後に説明するホーン40のヘッド41のローレット劣化によるホーン交換を容易にするために、ホーン40の先端の周囲4箇所にヘッド41が設けられており、ホーン40を90度ずつ回転させることにより、4回のホーン交換に対応できるように構成されている。
In the
さて、この実施例1の超音波接合装置100においては、ワーク30の接合対象部位33の接合状態の可否を熱流センサ83によりモニタして、ホーン40のヘッド41のローレット劣化を検知する。
In the
熱流センサ83は、熱エネルギの流量と方向を検知するセンサで、従来の製品開発や評価に広く使用されている熱電対に比較して温度変化に対する感度が格段に高精度であり、放熱、吸熱の方向である熱の流れを検知することが可能である。
The
この熱流センサ83としては、単位時間当たり、単位面積を通過する熱エネルギに対応する電圧信号を出力し、その電圧信号の極性が熱エネルギの通過する方向に対応する周知の半導体式熱流センサ、例えば、ビスマス−テルル系熱流センサを用いることができる。
As this
実施例1の超音波接合装置100において、ワーク30の接合対象部位33の接合に際して該接合対象部位33から発生する熱流は、アンビル20に埋設された図2に詳細を示す熱流センサ固定構造体80により固定された熱流センサ83によりモニタされる。
In the
熱流センサ固定構造体80は、図2(A)に示すように、板薄の第1の高熱伝導率材料体81と板厚の第2の高熱伝導率材料体82との間に熱流センサ83を挟んで固定した構造を有する。
As shown in FIG. 2A, the heat flow
この熱流センサ固定構造体80は、アンビル20内のワーク30の接合対象部位33に近接する箇所に配設され、周縁に第1の段差部81aを有する板薄の第1の高熱伝導率材料体81と、熱流センサ83と、熱流センサ83を第1の高熱伝導率材料体81の第1の段差部81aを除く部位との間に挟み、第1の段差81aより周縁に延びる第2の段差部82aを有する板厚の第2の高熱伝導率材料体82と、第2の高熱伝導率材料体82の第2の段差部82a上で、第1の高熱伝導率材料体81の周縁に設けられた断熱材料体84と、を具備し、断熱材料体84を第2の高熱伝導率材料体82の第2の段差部82aに螺子85で螺子止めすることにより熱流センサ83を第1の高熱伝導率材料体81と第2の高熱伝導率材料体82との間に固定した構造を有する。
The heat flow
ここで、断熱材料体84と熱流センサ83との間及び断熱材料体84と第1の高熱伝導率材料体81の第1の段差部81aの直立面との間には、図2(A)に示すように、空隙が設けられている。この空隙は、断熱材料体84への熱拡散を少しでも小さくするために設けられたものである。
Here, between the heat insulating
なお、第1の高熱伝導率材料体81及び第2の高熱伝導率材料体82は、銅、アルミニウム、グラファイト等の高熱伝導率材料体を用いて形成することができ、断熱材料体84は樹脂系の断熱材料を用いて形成することができる。
Note that the first high thermal
また、螺子85は、図2(B)に示すように、この熱流センサ固定構造体80の4隅に設けられ、この4隅に設けられた4本の螺子85により熱流センサ83を断熱材料体84を介して第1の高熱伝導率材料体81と第2の高熱伝導率材料体82との間に挟んで固定する。なお、端子83aは、熱流センサ83から出力される電圧信号を取り出すためのものである。
Further, as shown in FIG. 2B, the
このような構成によると、熱流センサ83は、板薄の第1の高熱伝導率材料体81と板厚の第2の高熱伝導率材料体82との間に挟まれて固定され、第1の高熱伝導率材料体81と第2の高熱伝導率材料体82との間は、断熱材料体84により断熱されているので、
熱流センサ83の外部からの加圧による損傷を防ぐことができ、また、第1の高熱伝導率材料体81側からの熱流を高精度で検知することができる。
According to such a configuration, the
Damage due to pressurization from the outside of the
上記構成からなる熱流センサ固定構造体80は、熱流センサ83の表裏での温度差を大きくして、熱流センサ83により検出される熱流量Q(W/m2)の検出値を大きくすることができる。
The heat flow
すなわち、上記熱流センサ固定構造体80の第1の高熱伝導率材料体81は、体積が小さく、厚さも小さいので、接合対象部位33で発生した熱を周囲に拡散することなく、熱流センサ83の表面に効率よく集熱することができる。また、第2の高熱伝導率材料体82は、体積が大きく、厚さも大きいので、熱流センサ83を通過した熱量を直ちに周囲に放熱拡散させ、熱流センサ83の裏面側の温度上昇を防ぐように作用する。
That is, since the first high thermal
図3は、図1に示した超音波接合装置で用いるアンビルの他の構成の詳細を示す上面図及びそのA-A断面図である。また、図4は、図3に示した第2の部材22を外した状態のアンビル20の正面図である。
FIG. 3 is a top view showing the details of another configuration of the anvil used in the ultrasonic bonding apparatus shown in FIG. FIG. 4 is a front view of the
図3及び図4において、この場合のアンビル20は、第1の部材21と第2の部材22とからなり、第1の部材21の上面には、ローレット加工されたワーク載置面21aを有するワーク載置ブロック21bが着脱自在に取り付けられている。ここで、ワーク載置ブロック21bは、ワーク載置面21aのローレット加工部が劣化した場合に交換される。
3 and 4, the
また、第1の部材21のワーク載置面21aの近傍であって該ワーク載置面21aと垂直な取付面には、熱流センサ83が取り付けられる。ここで、第1の部材21の取付面に対する熱流センサ83の取付は、熱流センサ83を押さえ板24で押さえ、この押さえ板24を螺子25a及び25bで第1の部材21の取付面に固定することにより行われる。
Further, a
熱流センサ33を押さえる押さえ板24としては、高断熱、高耐熱材料の樹脂板を用いることができる。なお、第2の部材22の下部にはスリット22aが形成されており、熱流センサ83の出力配線は、このスリット22aを通って外部に導出される。
As the
さて、この実施例1の超音波接合装置100で用いられるホーン40のヘッド41の下面には、図4(A)に示すようにローレット41aが形成されており、このローレット41aは、超音波接合装置100による接合を繰り返すことにより、図4(B)に示すように磨耗し、その結果、この超音波接合装置100による接合の接合性が低下することが知られている。
As shown in FIG. 4A, a
図6は、ホーンが正常な場合とローレット劣化した場合の熱流センサ83の出力例を示すグラフである。図6(A)に示すように、ホーン40のヘッド41のローレットが初期状態では、熱流センサ83により検出されるピーク熱流値は、略12Vとなるが、ホーン40のヘッド41のローレットが磨耗すると、図6(B)に示しように、熱流センサ83により検出されるピーク熱流値略9Vまで低下し、これによりこの超音波接合装置100による接合の接合性が低下する。なお、図6においては、熱流センサ83から出力されるmVの電圧を増幅した値が用いられている。
FIG. 6 is a graph showing an output example of the
そこで、この実施例1の超音波接合装置100においては、この超音波接合装置100による接合に際して、熱流センサ83の出力をモニタし、熱流センサ83により検出されるピーク熱流値が予め設定した閾値を下回った場合は、超音波振動の設定振幅%(以下、設定振幅値という)を大きくなる方向にシフトし、熱流センサ83により検出されるピーク熱流値が初期のピーク熱流値に戻るように自動制御して、接合不良を起こさないようにしている。例えば、初期状態と比較しピーク熱流値が小さくなった場合は、接合エネルギも小さく、接合強度も低下する相関があるので、その場合は、設定振幅値を上げて、接合エネルギを大きくし、ピーク熱流値を元の値にシフトさせる。
Therefore, in the
そして、この設定振幅値によるシフトにより、設定振幅値が予め設定した上限値を超えた場合は、ホーン40のヘッド41のローレット41aの磨耗が進んでホーン40の交換時期になったとしてホーン40の交換を報知するように構成されている。
If the set amplitude value exceeds the preset upper limit value due to the shift by the set amplitude value, the
このような構成によると、ホーン40の交換を容易かつ確実に報知することができるので、この超音波接合装置100による接合性低下を確実に防止することができる。
According to such a configuration, since the replacement of the
ここで、この設定振幅値のシフトは、超音波接合装置100の1回の接合(1ショット)毎に行うのではなく、ある程度まとまった任意のショット数毎、例えば、100ショット毎にその100ショット分の平均値に基づき行われる。
Here, the shift of the set amplitude value is not performed for each joining (one shot) of the
設定振幅値のシフト量は任意値を設定できるように構成されており、設定振幅値をシフトさせるかの判断は、予め閾値を決めておき、ピーク熱流値の平均値が閾値を下回ったら、シフトを行う。 The shift amount of the set amplitude value is configured so that an arbitrary value can be set, and whether to shift the set amplitude value is determined in advance by determining a threshold value, and if the average value of the peak heat flow value falls below the threshold value, the shift is performed. I do.
すなわち、設定振幅値のシフト後のある程度まとまった任意ショット数のピーク熱流値の平均値に対し、増加分の設定振幅%と増加したピーク熱流値の平均値の割合を算出し、そのデータを基にして、初期のピーク熱流値になる設定振幅値を決定する。初期のピーク熱流値(±数%)に戻ったら、その設定振幅値で固定して接合を継続する。 That is, for the average value of the peak heat flow value of the arbitrary number of shots that have been collected to some extent after the set amplitude value is shifted, the ratio of the set amplitude% of the increment and the average value of the increased peak heat flow value is calculated, and the data is used as the basis. Thus, the set amplitude value that becomes the initial peak heat flow value is determined. When it returns to the initial peak heat flow value (± several%), it is fixed at the set amplitude value and the joining is continued.
そして、シフトした設定振幅値がシフト可能な設定振幅値の上限を超えた段階で警報を発し、ホーン40の交換を報知する。
Then, when the shifted set amplitude value exceeds the upper limit of the shiftable set amplitude value, an alarm is issued to notify the replacement of the
図7は、図1に示した超音波接合装置100におけるホーン交換報知処理例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a horn replacement notification process in the
図7において、このホーン交換報知処理が開始されると、超音波接合装置100による各ショットの接合ごとに、熱流センサ83によりピーク熱流値を検出する(ステップ701)。そして、超音波接合装置100による接合回数が所定回数、例えば、100ショットに達すると、この所定回数ショットのピーク熱流値の平均値を求め、この平均値が予め設定した閾値を下回ったかを調べる(ステップ702)。
In FIG. 7, when the horn exchange notification process is started, the peak heat flow value is detected by the
ここで、所定回数ショットのピーク熱流値の平均値が予め設定した閾値を下回っていないと(ステップ702でNO)、ステップ701に戻り、ピーク熱流値の検出を続ける。 Here, if the average value of the peak heat flow values of the predetermined number of shots is not less than the preset threshold value (NO in step 702), the process returns to step 701 and the detection of the peak heat flow value is continued.
ステップ702で、所定回数ショットのピーク熱流値の平均値が予め設定した閾値を下回ったと判断されると(ステップ702でYES)、所定回数ショットのピーク熱流値の平均値に基づき所期のピーク熱流値に戻す設定振幅値の補正値を算出する(ステップ703)。ここでの所期のピーク熱流値に戻す設定振幅値の補正値の算出は、所定回数ショットのピーク熱流値の平均値に対し、増加分の設定振幅%と増加したピーク熱流値の平均値の割合を算出し、そのデータを基にして、初期のピーク熱流値になる設定振幅値を算出する。
If it is determined in
そして、それまでの設定振幅値をステップ703で算出した設定振幅値にシフトする(ステップ704)。次に、この設定振幅値のシフトにより熱流センサ83により検出するピーク熱流値が初期のピーク熱流値に戻ったかを調べる(ステップ705)。ここで、ピーク熱流値が初期のピーク熱流値に戻ったと判断されると(ステップ706)、正常な接合か可能になるので、この設定振幅値で接合を継続して(ステップ706)、この処理を終了する。
Then, the set amplitude value so far is shifted to the set amplitude value calculated in step 703 (step 704). Next, it is examined whether or not the peak heat flow value detected by the
また、ステップ705で、熱流センサ83により検出するピーク熱流値が初期のピーク熱流値に戻らないと判断されると(ステップ705でNO)、シフトした設定振幅値がシフト可能な上限値を超えたかを調べ(ステップ707)、シフト可能な上限値を超えていると、ホーン40の交換時期に達したと判断して、ホーン交換報知を行い(ステップ708)、この処理を終了する。なお、ステップ707で、シフトした設定振幅値がシフト可能な上限値を超えていないと判断された場合は(ステップ707で)、ステップ703に戻り、設定振幅値の補正値の再計算を行う。
If it is determined in
なお、上記実施例1においては、ワーク30の接合対象部位33に対してホーン40から印加される超音波振動が接合対象部位33に対して平行な横方向Xの振動である場合を示したが、ワーク30の接合対象部位33に対してホーン40から印加される超音波振動が接合対象部位33に対して垂直な縦方向Yの振動である場合にも、本発明は同様に適用することができる。
In the first embodiment, the case where the ultrasonic vibration applied from the
図8は、本発明に係る超音波接合装置の実施例2の概略を示す図である。なお、図6に示す超音波接合装置200おいて、図1に示した超音波接合装置100と同一の機能を有する部分には説明の便宜上同一の符号付してその詳細説明は省略する。
FIG. 8 is a diagram showing an outline of Example 2 of the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention. In the
図8に示す超音波接合装置200は、図8に示すように、台座10に固定されたアンビル20上に接合対象部位33を含むワーク30を載置し、このワーク30の接合対象部位33に図示しない加重装置から加重を与えるとともに、ホーン40の先端のヘッド41から超音波振動を印加することにより、ワーク30の接合対象部位33、すなわち、ワーク31とワーク32とが接する面でワーク31とワーク32とを接合する。
As shown in FIG. 8, the
ここで、実施例2の超音波接合装置200においては、ホーン40のヘッド41から接合対象部位33に対して垂直な縦方向Yの振動を印加する。この縦方向Yの超音波振動を用いた超音波接合は、例えば、樹脂に対する溶融接合に適している。
Here, in the
この実施例2の超音波接合装置200においても、アンビル20に埋設された図2に詳細を示す熱流センサ固定構造体80により固定された熱流センサ83によりワーク30の接合対象部位33からの熱流がモニタされる。
Also in the
その他の構成は、図1に示した超音波接合装置100と同様である。
Other configurations are the same as those of the
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内であれば、当業者の通常の創作能力によって多くの変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and many modifications can be made by the ordinary creation ability of those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.
なお、この実施例2の超音波接合装置200においても、アンビル20に対する熱流センサ83の取り付けは、図3及び図4に示したようにしてもよい。
In the
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内であれば、当業者の通常の創作能力によって多くの変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and many modifications can be made by the ordinary creation ability of those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.
10…台座
20…アンビル
21…第1の部材
21a…ワーク載置面
21b…ワーク載置ブロック
22…第2の部材
24…押さえ板
30…ワーク
40…ホーン
41…ヘッド
50…コーン
60…振動子
70…超音波発振機
80…熱流センサ固定構造体
81…第1の高熱伝導率材料体
82…第2の高熱伝導率材料体
83…熱流センサ
84…断熱材料体
100…超音波接合装置
200…超音波接合装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記アンビルの前記接合対象部位に近接した位置に設けられ、前記接合対象部位の接合に際して前記接合対象部位からの熱流を検知する熱流センサと、
前記熱流センサの検知出力を監視し、前記熱流センサの検知出力からピーク熱流値を検出するピーク値検出手段と、
前記ピーク値検出手段により検出した前記ピーク熱流値が予め設定したピーク熱流値の設定範囲から外れた場合は、前記超音波ホーンの交換を報知する報知手段と、
を具備することを特徴とする超音波接合装置。 A workpiece including a part to be joined is placed on the anvil, and an ultrasonic vibration is applied from an ultrasonic horn while applying a weight to the part to be joined, and an ultrasonic joining apparatus for joining the parts to be joined,
A heat flow sensor provided at a position close to the joining target portion of the anvil, and detecting a heat flow from the joining target portion upon joining the joining target portion;
Monitoring a detection output of the heat flow sensor, and detecting a peak heat flow value from the detection output of the heat flow sensor;
When the peak heat flow value detected by the peak value detection means is out of the preset range of the peak heat flow value, notification means for notifying the replacement of the ultrasonic horn;
An ultrasonic bonding apparatus comprising:
を具備し、
前記報知手段は、
前記設定振幅補正手段により補正した前記設定振幅値が予め設定した上限値を超えた場合に、前記超音波ホーンの交換を報知する、
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波接合装置。 A set amplitude for correcting the set amplitude value of the ultrasonic vibration so that the peak heat flow value returns to the initial peak heat flow value when the peak heat flow value detected by the peak value detecting means falls below a preset threshold value. Correction means;
Comprising
The notification means includes
When the set amplitude value corrected by the set amplitude correction means exceeds a preset upper limit value, the replacement of the ultrasonic horn is notified,
The ultrasonic bonding apparatus according to claim 1.
所定回数の接合に関するピーク熱流値の平均値が前記閾値を下回った場合は、前記設定振幅値の増加分とこの設定振幅値の増加により増加した前記ピーク熱流値の平均値との割合に基づき前記初期のピーク熱流値に戻る設定振幅値を決定し、該決定した設定振幅値で前記設定振幅値を補正することを特徴とする請求項2に記載の超音波接合装置。 The set amplitude correction means includes:
When the average value of the peak heat flow value related to the predetermined number of times of bonding is less than the threshold value, based on the ratio between the increment of the set amplitude value and the average value of the peak heat flow value increased by the increase of the set amplitude value. 3. The ultrasonic bonding apparatus according to claim 2, wherein a set amplitude value that returns to an initial peak heat flow value is determined, and the set amplitude value is corrected by the determined set amplitude value.
前記設定振幅補正手段による前記設定振幅値の補正により前記ピーク熱流値が初期のピーク熱流値に戻らない場合は、前記報知手段による前記超音波ホーンの交換を報知を行う、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の超音波接合装置。 When the peak heat flow value returns to the initial peak heat flow value by correcting the set amplitude value by the set amplitude correction means, the joining is continued,
If the peak heat flow value does not return to the initial peak heat flow value due to the correction of the set amplitude value by the set amplitude correction unit, the replacement of the ultrasonic horn by the notification unit is notified,
The ultrasonic bonding apparatus according to claim 2 or 3, wherein
前記接合対象部位に対して平行な横方向の超音波振動を印加することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の超音波接合装置。 The ultrasonic horn is
The ultrasonic bonding apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein ultrasonic vibrations in a lateral direction parallel to the bonding target portions are applied.
前記接合対象部位に対して垂直な縦方向の超音波振動を印加することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の超音波接合装置。 The ultrasonic horn is
The ultrasonic bonding apparatus according to claim 1, wherein ultrasonic vibration in a vertical direction perpendicular to the bonding target portion is applied.
前記アンビルの前記接合対象部位に近接した位置に設けられ、前記接合対象部位の接合に際して前記接合対象部位からの熱流を検知する熱流センサと、
前記熱流センサの検知出力を監視し、前記熱流センサの検知出力からピーク熱流値を検出するピーク値検出手段と、
前記ピーク値検出手段により検出した前記ピーク熱流値が予め設定したピーク熱流値の設定範囲から外れた場合は、前記超音波ホーンの交換を報知する報知手段と、
を具備することを特徴とする超音波接合装置のホーン交換報知装置。 A horn exchange notification device for an ultrasonic bonding apparatus that places a workpiece including a bonding target part on an anvil, applies a weight to the bonding target part and applies ultrasonic vibration from an ultrasonic horn, and bonds the bonding target part. Because
A heat flow sensor provided at a position close to the joining target portion of the anvil, and detecting a heat flow from the joining target portion upon joining the joining target portion;
Monitoring a detection output of the heat flow sensor, and detecting a peak heat flow value from the detection output of the heat flow sensor;
When the peak heat flow value detected by the peak value detection means is out of the preset range of the peak heat flow value, notification means for notifying the replacement of the ultrasonic horn;
A horn replacement notification device for an ultrasonic bonding apparatus, comprising:
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