JP2023026474A - Ultrasonic joining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波振動により金属、プラスチック等のワークを接合する超音波接合方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic bonding method for bonding workpieces such as metals and plastics by ultrasonic vibration.
従来、食品パック等に用いられるプラスチック、電池部品等の金属を接合するため、溶接技術が利用されている。また、溶接技術の1つとして、接合用チップの先端を超音波振動させ、接合対象物に繰り返し圧力を加えることにより接合する超音波接合が知られている。 Conventionally, welding technology has been used to join plastics used in food packs and the like, and metals such as battery parts. Also, as one of the welding techniques, ultrasonic welding is known, in which the tip of a welding tip is ultrasonically vibrated and pressure is repeatedly applied to the objects to be welded.
特許文献1の電極カテーテルは、体内に挿入された金属リングをX線画像等により視認できるようにするため、造影性(X画像等による視認性)に優れた電極を有している。そして、この電極の取付けに溶接が利用されている。
The electrode catheter of
電極部において、リード線の先端部分は、被服樹脂を剥離して金属芯線を露出させ、金属芯線を金属リングの内周面に抵抗溶接されている。これにより、9個の金属リングの各々にリード線を接続している(特許文献1/段落0056、図5)。
In the electrode portion, the coating resin is removed from the tip of the lead wire to expose the metal core wire, which is resistance-welded to the inner peripheral surface of the metal ring. A lead wire is thereby connected to each of the nine metal rings (
しかしながら、特許文献1では、微小領域での溶接となるため、接合位置が視認し難く、確実な接合が難しいという問題があった。
However, in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、視認し難い局所的な接合を容易に行うことができる超音波接合方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ultrasonic bonding method capable of easily performing local bonding that is difficult to see.
第1発明は、接合用チップが押圧する方向に垂直な第1方向の振動成分と当該第1方向に直交する第2方向の振動成分とを複合させた超音波振動によって当該接合用チップを振動させることにより、ワークを接合する超音波接合方法であって、円筒状ワークの内部に、当該円筒状ワークの内径よりも直径が小なる円柱状又は円筒状のアンビルを挿入する工程と、前記円筒状ワークと前記アンビルとの隙間に、直径が当該隙間より小なる線状ワークを挿入し、当該線状ワークの先端部を当該円筒状ワークの内周面の接合位置に移動させる工程と、前記接合位置に対応する前記円筒状ワークの外周面の位置に前記接合用チップを接触させて、前記超音波振動を付与する工程と、を備え、前記アンビルの外周面に、前記線状ワークを沿わせて前記接合位置まで誘導する、長軸方向の誘導溝が設けられていることを特徴とする。 In the first invention, the bonding tip is vibrated by ultrasonic vibration that combines a vibration component in a first direction perpendicular to the direction in which the bonding tip presses and a vibration component in a second direction perpendicular to the first direction. An ultrasonic bonding method for joining workpieces by pressing, the step of inserting a cylindrical or cylindrical anvil having a diameter smaller than the inner diameter of the cylindrical workpiece into the interior of the cylindrical workpiece; a step of inserting a linear work having a diameter smaller than the gap into the gap between the shaped work and the anvil, and moving the tip of the linear work to a joining position of the inner peripheral surface of the cylindrical work; bringing the joining tip into contact with the position of the outer peripheral surface of the cylindrical work corresponding to the joining position to apply the ultrasonic vibration, wherein the linear work is placed along the outer peripheral surface of the anvil. It is characterized in that a guide groove is provided in the long axis direction to guide the joint to the joining position.
本発明の超音波接合方法では、接合用チップの先端をワークに押し当てて、ワーク上の第1方向の成分と第1方向に垂直な第2方向の成分を複合させた超音波振動(複合振動)により接合用チップを振動させる。これにより、ワーク表面の不純物を除去しつつ接合を行う。 In the ultrasonic bonding method of the present invention, the tip of the bonding tip is pressed against the workpiece, and the ultrasonic vibration (composite vibration) to vibrate the bonding tip. As a result, the bonding is performed while removing impurities from the surfaces of the workpieces.
まず、円筒状ワークの内側に円柱状又は円筒状のアンビルを挿入し、その後、それらの隙間に線状ワークを挿入する。その後、線状ワークの先端部を円筒状ワークの内周面の接合位置まで移動させる必要があるが、アンビルの外周面に誘導溝が設けられているので、当該線状ワークを当該誘導溝に沿わせて当該接合位置まで誘導する。さらに、円筒状ワークの外周面の位置に接合用チップを接触させて、超音波振動を付与して接合する。これにより、視認し難い局所的な接合を容易に行うことができる。 First, a columnar or cylindrical anvil is inserted inside the cylindrical work, and then the linear work is inserted into the gap between them. After that, it is necessary to move the tip of the linear work to the joining position of the inner peripheral surface of the cylindrical work. and guide it to the joining position. Furthermore, a joining tip is brought into contact with the position of the outer peripheral surface of the cylindrical work, and ultrasonic vibration is applied to join the work. As a result, local bonding that is difficult to see can be easily performed.
第1発明の超音波接合方法において、前記誘導溝は、前記アンビルの端部に近づくにつれて溝が浅くなるように形成されていることが好ましい。 In the ultrasonic bonding method of the first invention, it is preferable that the guide groove is formed so that the groove becomes shallower as it approaches the end of the anvil.
線状ワークを、本発明の誘導溝に沿わせて、その先端部を接合位置まで移動させると、接合位置で当該線状ワークの位置が高くなり、当該線状ワークと円筒状ワークとの隙間が減少する。これにより、円筒状ワークと線状ワークとを確実に接合することができる。 When the linear work is moved along the guide groove of the present invention and its tip is moved to the joining position, the position of the linear work rises at the joining position, and the gap between the linear work and the cylindrical work is formed. decreases. Thereby, the cylindrical work and the linear work can be reliably joined.
また、第1発明の超音波接合方法において、前記円筒状ワークを長軸方向の両端部から押圧する工程を備えることが好ましい。 Moreover, in the ultrasonic bonding method of the first invention, it is preferable to include a step of pressing the cylindrical workpiece from both ends in the longitudinal direction.
円筒状ワークを長軸方向の両端部から押圧して抑えることにより、接合時における円筒状ワークの回転を防止し、接合品質を向上させることができる。 By pressing and restraining the cylindrical work from both ends in the long axis direction, it is possible to prevent rotation of the cylindrical work during bonding and improve bonding quality.
第2発明は、接合用チップが押圧する方向に垂直な第1方向の振動成分と当該第1方向に直交する第2方向の振動成分とを複合させた超音波振動によって当該接合用チップを振動させることにより、ワークを接合する超音波接合方法であって、円筒状ワークの内部に、前記接合用チップが有する、当該円筒状ワークよりも直径が小なる突起部を挿入する工程と、前記円筒状ワークの内部に線状ワークを挿入し、当該線状ワークの先端部を当該円筒状ワークの内周面の接合位置に移動させる工程と、前記突起部を前記接合位置に移動させて、前記超音波振動を付与する工程と、を備え、前記線状ワークを挿入する工程において、当該線状ワークを案内ブロックに固定し、前記円筒状ワークに対する前記案内ブロックの相対位置を変化させることを特徴とする。 In the second invention, the bonding tip is vibrated by ultrasonic vibration that combines a vibration component in a first direction perpendicular to the direction in which the bonding tip presses and a vibration component in a second direction perpendicular to the first direction. An ultrasonic bonding method for bonding workpieces by causing a step of inserting a protrusion of the bonding tip having a diameter smaller than that of the cylindrical workpiece into the interior of the cylindrical workpiece; a step of inserting a linear work into the interior of the cylindrical work, moving the tip of the linear work to a joining position on the inner peripheral surface of the cylindrical work; and a step of applying ultrasonic vibration, wherein in the step of inserting the linear work, the linear work is fixed to a guide block and the relative position of the guide block with respect to the cylindrical work is changed. and
本発明の超音波接合方法では、接合用チップが円筒状ワークよりも直径が小なる突起部を有しており、当該突起部を円筒状ワークの内部に挿入する。その後、円筒状ワークの内部に線状ワークを挿入し、接合位置に移動させる。このとき、線状ワークを案内ブロックに固定し、案内ブロックの相対位置を変化させて、接合位置に到達するようにする。その後、接合用チップの突起部を接合位置に移動させて、超音波振動を付与して接合する。これにより、視認できないような局所的な接合を容易に行うことができる。 In the ultrasonic bonding method of the present invention, the bonding tip has a protrusion smaller in diameter than the cylindrical work, and the protrusion is inserted into the cylindrical work. After that, the linear work is inserted into the cylindrical work and moved to the joining position. At this time, the linear work is fixed to the guide block, and the relative position of the guide block is changed so as to reach the joining position. After that, the projecting portion of the bonding tip is moved to the bonding position, and ultrasonic vibration is applied for bonding. This makes it possible to easily perform local bonding that cannot be visually recognized.
第2発明の超音波接合方法において、前記突起部は、前記接合用チップに着脱可能であることが好ましい。 In the ultrasonic bonding method of the second aspect of the invention, it is preferable that the protrusion is detachable from the bonding tip.
この構成によれば、突起部を既存の接合用チップに取り付けて使用することができるため、接合用途に応じて突起部の形状を変更することができる。 According to this configuration, the projection can be used by being attached to an existing bonding chip, so that the shape of the projection can be changed according to the bonding application.
以下では、本発明の超音波接合装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 An embodiment of the ultrasonic bonding apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第1実施形態]
初めに、図1を参照して、本発明の超音波接合方法に用いる超音波接合装置1の全体構成を説明する。超音波接合装置1は、金属板等の接合対象物(ワーク)を後述する超音波複合振動を利用して接合(溶接)する装置である。超音波接合装置1は、主にリチウムイオン電池や半導体素子の電極、同種又は異種の金属の接合に用いられる。
[First embodiment]
First, referring to FIG. 1, the overall configuration of an
超音波接合装置1は、超音波振動子2と、超音波拡大ホーン3と、超音波LT(Langevin Type)ホーン4と、ホーンチップ6と、アンビル7とで構成されている。また、発振装置8、加圧装置10、センサ12、制御装置13、表示装置14も超音波接合装置1の一部である。
The
電源(図示省略)から発振装置8に電源電圧を印加すると、超音波振動子2の+電極及び-電極に電圧信号が伝達され、超音波振動子2が振動し、超音波振動(約20KHz)が発生する。超音波振動子2で発生した超音波振動は、超音波振動子2の一端部に取り付けられた円筒状の超音波拡大ホーン3に伝達され、振動振幅が拡大される。さらに、超音波振動は、超音波拡大ホーン3の一端部(超音波振動子2のない側の端部)に取り付けられた円筒状の超音波LTホーン4に伝達される。
When a power supply voltage (not shown) is applied to the
ここまで、超音波振動子2で発生した超音波振動は、超音波拡大ホーン3と超音波LTホーン4の長軸方向に伝達されたが(超音波の縦振動)、超音波LTホーン4の複数の斜めスリット4aにより、縦振動から横振動に変換した振動成分が生じる。そして、超音波振動(複合振動)は、超音波LTホーン4の一端部(超音波拡大ホーン3のない側の端部)にネジ止めされたホーンチップ6(本発明の「接合用チップ」に相当)に伝達される。
Up to this point, the ultrasonic vibration generated by the
ホーンチップ6は、円錐台状の基体部6aと、接合時にワークと接触する先端部6bとからなる。すなわち、発振装置8で超音波振動の位相を調整することにより、超音波LTホーン4の一端部で複合振動(例えば、楕円振動)が生じ、ホーンチップ6の先端部6bがワークの表面を楕円軌道を描いて振動する。この振動はワークの表面の不純物を排除し、さらにワークの表面の塑性変形を促進する。なお、ホーンチップ6は様々な形状があり、ワークの種類に応じて交換して使用することができる。
The
複合振動について補足すると、これは、ホーンチップ6の先端部6b(端面6c)がワークを押圧したとき、押圧の方向に垂直な第1方向の振動成分と、第1方向に直交する第2方向の振動成分とを複合させた振動である。第1方向の振動成分と第2方向の振動成分が1:1であれば円形振動、2:1ならば楕円振動となる。
Supplementing the compound vibration, when the
また、超音波拡大ホーン3のフランジ部3aに剛性の高い加圧用ブロック(図示省略)が接触している。このため、制御装置13により加圧装置10を制御し、昇降動作する加圧用ブロックを介して超音波接合装置1を垂直方向に移動させることができる。
A pressurizing block (not shown) having high rigidity is in contact with the flange portion 3a of the ultrasonic
本実施形態では、金属製の円筒状ワークWaの内周面に、金属細線である線状ワークWbを接合する。このため、円筒状ワークWaの内径よりも直径の小さい円柱状又は円筒状のアンビル7を使用する。
In this embodiment, a linear work Wb, which is a thin metal wire, is joined to the inner peripheral surface of a metal cylindrical work Wa. Therefore, a columnar or
ここで、線状ワークWbは、その直径が円筒状ワークWaとアンビル7との隙間より小さく、円筒状ワークWaの端部から線状ワークWbを挿入し、その先端部を接合位置まで移動させる。そして、ホーンチップ6の先端部6bを接合位置で円筒状ワークWaの外周面に接触させて、静圧力(接合時は200~800N)を加える。
The diameter of the linear work Wb is smaller than the gap between the cylindrical work Wa and the
超音波接合装置1は、加圧用ブロックの変位を検出するセンサ(ストロークセンサ)12を備え、当該センサ12は、ホーンチップ6のワーク(円筒状ワークWa)の押し込み量を取得する。また、センサ12は、接合時のホーンチップ6の垂直方向の座標変化を制御装置13にフィードバック(破線は帰還信号)することで、押し込み量が一定に保持される。このため、加圧装置10には、応答速度が速いアクチュエータが用いられている。
The
押し込み量は、表示装置14から作業者が設定することができる。また、センサ12に加えて圧力センサを備え、静圧力を一定に保持するように制御してもよい。このように、ワークの接合時には、押し込み量や静圧力を調整しながら複合振動を与えることで確実に接合(固相接合)が促進される。
The pushing amount can be set by the operator from the
固相接合について補足すると、例えば、金属原子は、その表面が油脂や酸化被膜で覆われ、原子同士の接近が妨げられた状態となっている。超音波接合では、金属に超音波振動を与えて、金属表面に強力な摩擦力を発生させる。これにより、金属表面の酸化被膜等が除去され、接合面に清浄かつ活性化した金属原子が現れる。 As a supplement to solid-phase bonding, for example, the surfaces of metal atoms are covered with oil or oxide film, which prevents the atoms from approaching each other. In ultrasonic bonding, ultrasonic vibration is applied to metal to generate a strong frictional force on the metal surface. As a result, oxide films and the like on the metal surface are removed, and clean and activated metal atoms appear on the joint surface.
この状態で、さらにワーク(円筒状ワークWaの外周面)の金属表面に超音波振動を付与することにより、摩擦熱による温度上昇で原子の運動が活発となり、原子間の相互引力が発生し、固相接合の状態が生成される。 In this state, by further applying ultrasonic vibration to the metal surface of the workpiece (the outer peripheral surface of the cylindrical workpiece Wa), the temperature rise due to the frictional heat activates the movement of the atoms, generating a mutual attraction force between the atoms. A state of solid phase bonding is produced.
次に、図2A、図2Bを参照して、本発明の第1実施形態(第1の超音波接合方法)の具体例を説明する。 Next, a specific example of the first embodiment (first ultrasonic bonding method) of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A and 2B.
まず、図2Aは、接合位置X付近の断面図を示している。円筒状ワークWaは直径がa、肉厚がb(内径a-2b)の金属パイプである。なお、直径aは2.0~3.0[mm]程度、肉厚bは0.05~0.08[mm]程度である。また、線状ワークWbは直径d(0.05~0.10[mm]程度)の金属細線であり、先端部は被覆樹脂を剥離して芯線を露出させている。 First, FIG. 2A shows a cross-sectional view near the joining position X. FIG. The cylindrical work Wa is a metal pipe having a diameter of a and a wall thickness of b (inner diameter a-2b). The diameter a is approximately 2.0 to 3.0 [mm], and the thickness b is approximately 0.05 to 0.08 [mm]. The linear work Wb is a thin metal wire having a diameter d (approximately 0.05 to 0.10 [mm]), and the core wire is exposed by peeling off the coating resin at the tip.
また、アンビル7は直径がc(c<a-2b)の円柱形状を有し、円筒状ワークWaの内部に挿入すると、接合時に台座となる。円筒状ワークWaとアンビル7の隙間(=a-2b-c)は、0.20~0.25[mm]程度であるため、この隙間に線状ワークWbを通過させ、線状ワークWbの先端部が接合位置Xにセットされるようにする。
The
アンビル7の外周面(接合位置Xと対向する位置)には、線状ワークWbを誘導するための誘導溝7aが形成されている(図2B(b)参照)。線状ワークWbを誘導溝7aに沿わせて接合位置Xまで移動させるか、又は線状ワークWbを誘導溝7aに嵌合させた状態で、線状ワークWbの先端部が接合位置Xに到達するようにアンビル7を移動させる。
A
その後、円筒状ワークWaの接合位置Xの外周面にホーンチップ6の先端部を接触させて超音波振動を付与し、接合する。なお、超音波振動の振幅は、最大で5.0[μm]程度である。作業者は、外側から接合部を視認することはできないが、線状ワークWbを円筒状ワークWaの内周面側に確実に接合することができる。
After that, the front end of the
図2B(a)は、接合位置X付近を正面側から見た断面図である。図示するように、線状ワークWbは誘導溝7aに少なくともその一部分が嵌合した状態であり、接合位置Xにおいて、円筒状ワークWaの内周面にほぼ隙間なくセットされる。なお、ホーンチップ6の先端部6bは、接合位置Xの外側に位置する。
FIG. 2B(a) is a cross-sectional view of the vicinity of the joining position X viewed from the front side. As shown in the figure, the linear work Wb is in a state in which at least a portion thereof is fitted in the
図2B(b)は、アンビル7のみを側面側から見た図である。アンビル7には、誘導溝7aと最浅部7bとからなる、左端部に近づくにつれて溝が浅くなる2段溝が形成されている。アンビル7の左端部を接合位置X付近に移動させ、後にアンビル7の右端側から線状ワークWbを挿入すれば、接合位置Xで線状ワークWbの位置が高くなり、隙間が減少する(或いは、線状ワークWbが円筒状ワークWaの内周面に当接する)。
FIG. 2B(b) is a side view of the
線状ワークWbを図中の右側から挿入すると、最浅部7bにて線状ワークWbの先端部(被覆樹脂)が引っ掛かり、止まる構造となっている。最浅部7bは、線状ワークWbの直径dの約70%がアンビル7の上方側に突出する深さである。なお、誘導溝7a及び最浅部7bを形成する肉厚があれば、アンビル7は円筒形状であってもよい。
When the linear work Wb is inserted from the right side in the drawing, the front end (coating resin) of the linear work Wb is caught and stopped at the
また、線状ワークWbが誘導溝7a(最浅部7b)に嵌合した状態のアンビル7を、接合位置Xまで(図中の左方向に)移動させるようにしてもよい。この方法によっても、円筒状ワークWaと線状ワークWbとを確実に接合することができる。
Alternatively, the
次に、図3を参照して、第1の超音波接合方法のフローチャートを説明する。 Next, a flowchart of the first ultrasonic bonding method will be described with reference to FIG.
まず、円筒状ワークWaを固定する(ステップS01)。具体的には、円筒状ワークWaを両端部から押圧し、固定する。これにより、線状ワークWbを接合位置Xまで移動させるとき位置ズレが生じず、さらに、接合時に円筒状ワークWaの回転を防止することができる。 First, a cylindrical work Wa is fixed (step S01). Specifically, the cylindrical work Wa is pressed from both ends and fixed. As a result, when the linear work Wb is moved to the joining position X, positional deviation does not occur, and furthermore, rotation of the cylindrical work Wa can be prevented during joining.
次に、円筒状ワークWaの内部にアンビル7を挿入し、接合位置Xまで移動させ(ステップS02)、線状ワークWbをアンビル7の誘導溝7aに沿って挿入する(ステップS03)。誘導溝7aの溝形状により、線状ワークWbは、接合位置Xで円筒状ワークWaの内周面にほぼ当接する。
Next, the
次に、接合位置Xの上方(円筒状ワークWaの外周面)にホーンチップ6の先端部6bがくるようにセットする(ステップS04)。ホーンチップ6は、XYテーブルを使用して位置決めする等、確実に接合位置X上に移動させることが好ましい。
Next, the
最後に、ホーンチップ6を接触させ、超音波振動を付与してワークを接合する(ステップS05)。これにより、作業者は、外側から接合位置Xが視認できない状態ではあるが、円筒状ワークWaの内周面に、線状ワークWbを接合することができる。
Finally, the
[第2実施形態]
次に、図4A、図4Bを参照して、本発明の第2実施形態(第2の超音波接合方法)の具体例を説明する。
[Second embodiment]
Next, a specific example of the second embodiment (second ultrasonic bonding method) of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
まず、図4Aは、接合位置Y付近の断面図を示している。円筒状ワークWa及び線状ワークWbは、第1実施形態を同じものを使用する。なお、線状ワークWbと後述する案内ブロック20は立体的に示した。
First, FIG. 4A shows a cross-sectional view near the bonding position Y. FIG. The same cylindrical work Wa and linear work Wb as in the first embodiment are used. A linear work Wb and a
本実施形態において、ホーンチップ16は、先端部16bに突起部16cが設けられた構造となっている。図示するように、突起部16cは直径がeの円柱形状であり、その長さがfである。なお、直径eは1.5~3.0[mm]程度、長さfは2.0~4.0[mm]程度である。ホーンチップ16を円筒状ワークWaの端部から挿入して接合位置Yに到達させるため、接合位置Yは、当該端部から比較的近い位置であることが好ましい。
In this embodiment, the
線状ワークWbの先端部を接合位置Yに移動させる場合には、線状ワークWbを円柱状の案内ブロック20にセットし、所定距離だけ移動させるようにする。線状ワークWbは、円筒状ワークWaの両端部のうち、ホーンチップ16を挿入する端部とは反対側の端部から挿入することが好ましい。
When moving the tip of the linear work Wb to the joining position Y, the linear work Wb is set on the
移動時において、線状ワークWbの先端部は、案内ブロック20の端部から0.25~0.50[mm]程度突出させた状態である。円筒状ワークWaを移動させてもよく、円筒状ワークWaと案内ブロック20の相対位置が変化すればよい。
During movement, the leading end of the linear work Wb is projected from the end of the
そして、線状ワークWbをホーンチップ16の突起部16cで上方から押さえるようにして超音波振動を付与する(振幅は、最大で5.0[μm]程度)ことで、線状ワークWbを円筒状ワークWaの内周面に接合することができる。
Then, the linear workpiece Wb is pressed from above by the
また、本実施形態では、円筒状ワークWaを上下方向から挟み込む形の治具9a,9bにより固定する。下方の治具9aは、接合位置Yの下面側に位置するため、超音波接合時のアンビルの役割も担う。
Further, in the present embodiment, the cylindrical work Wa is fixed by
突起部16cは、先端部16bに少なくとも1つ設けられる。突起部16cは極小部品であるため、ホーンチップ16と一体成型されることが好ましい。
At least one projecting
一方、図4Bに示すように、突起部16cが先端部16bに着脱自在に構成されてもよい。突起部16cをホーンチップ16の先端部16bに取り付ける場合、予め先端部16bに螺子穴を設けておく必要がある。また、突起部16cの一端に螺子山を設けておく必要がある。この方式により、接合用途やワークの材料に応じて、適切な突起部を選択することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the projecting
最後に、図5を参照して、第2の超音波接合方法のフローチャートを説明する。 Finally, a flowchart of the second ultrasonic bonding method will be described with reference to FIG.
まず、円筒状ワークWaを固定する(ステップS11)。本実施形態では、治具9a,9bにより円筒状ワークWaを固定するが、線状ワークWbを接合位置Yまで移動させるとき位置ズレが生じず、さらに、接合時に円筒状ワークWaの回転を防止することができる。
First, the cylindrical work Wa is fixed (step S11). In this embodiment, the
次に、線状ワークWbを接合位置Yまで移動させる(ステップS12)。具体的には、線状ワークWbが固定された案内ブロック20を、例えば、xyステージ装置を使用して、接合位置Yまで移動させる。
Next, the linear work Wb is moved to the joining position Y (step S12). Specifically, the
次に、ホーンチップ16の突起部16cを円筒状ワークWa内に挿入し、突起部16cが接合位置Yの上方にくるようにセットする(ステップS13)。
Next, the
さらに、ホーンチップ16を接触させ、超音波振動を付与してワークを接合する(ステップS14)。これにより、作業者は、外側から接合部が視認できない状態ではあるが、円筒状ワークWaの内周面に、線状ワークWbを接合することができる。
Further, the
上記実施形態においては、線状ワークWbを確実に接合位置X(接合位置Y)まで移動させることが重要となる。このため、例えば、xyステージ装置を利用して、精密な位置合せを行うとよい。 In the above embodiment, it is important to reliably move the linear work Wb to the joining position X (joining position Y). For this reason, it is preferable to perform precise alignment using, for example, an xy stage device.
第2実施形態のホーンチップ16は、突起部16cの形状が円柱状である必要はなく、例えば、接合面が平面状となっているものを用いることができる。また、接合面に凸部や凹部を形成して、接合効率を向上させるようにしてもよい。
In the
1…超音波接合装置、2…超音波振動子、3…超音波拡大ホーン、3a…フランジ部、4…超音波LTホーン、4a…斜めスリット、6,16…ホーンチップ、6a…基体部、6b,16b…先端部、6c…端面、7…アンビル、7a…誘導溝、7b…最浅部、8…発振装置、9a,9b…治具、10…加圧装置、12…センサ、13…制御装置、14…表示装置、16c…突起部、20…案内ブロック、Wa…円筒状ワーク、Wb…線状ワーク。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
円筒状ワークの内部に、当該円筒状ワークの内径よりも直径が小なる円柱状又は円筒状のアンビルを挿入する工程と、
前記円筒状ワークと前記アンビルとの隙間に、直径が当該隙間より小なる線状ワークを挿入し、当該線状ワークの先端部を当該円筒状ワークの内周面の接合位置に移動させる工程と、
前記接合位置に対応する前記円筒状ワークの外周面の位置に前記接合用チップを接触させて、前記超音波振動を付与する工程と、を備え、
前記アンビルの外周面に、前記線状ワークを沿わせて前記接合位置まで誘導する、長軸方向の誘導溝が設けられていることを特徴とする超音波接合方法。 By vibrating the bonding tip with ultrasonic vibration that combines a vibration component in a first direction perpendicular to the direction in which the bonding tip presses and a vibration component in a second direction perpendicular to the first direction, the workpiece is An ultrasonic bonding method for bonding
A step of inserting a columnar or cylindrical anvil having a diameter smaller than the inner diameter of the cylindrical work into the interior of the cylindrical work;
a step of inserting a linear work having a diameter smaller than the gap into the gap between the cylindrical work and the anvil, and moving the tip of the linear work to a joining position on the inner peripheral surface of the cylindrical work; ,
a step of bringing the joining tip into contact with a position on the outer peripheral surface of the cylindrical work corresponding to the joining position and applying the ultrasonic vibration;
An ultrasonic bonding method, wherein the outer peripheral surface of the anvil is provided with guide grooves in the longitudinal direction along which the linear workpiece is guided to the bonding position.
円筒状ワークの内部に、前記接合用チップが有する、当該円筒状ワークよりも直径が小なる突起部を挿入する工程と、
前記円筒状ワークの内部に線状ワークを挿入し、当該線状ワークの先端部を当該円筒状ワークの内周面の接合位置に移動させる工程と、
前記突起部を前記接合位置に移動させて、前記超音波振動を付与する工程と、を備え、
前記線状ワークを挿入する工程において、当該線状ワークを案内ブロックに固定し、前記円筒状ワークに対する前記案内ブロックの相対位置を変化させることを特徴とする超音波接合方法。 By vibrating the bonding tip with ultrasonic vibration that combines a vibration component in a first direction perpendicular to the direction in which the bonding tip presses and a vibration component in a second direction perpendicular to the first direction, the workpiece is An ultrasonic bonding method for bonding
a step of inserting a protrusion of the joining tip having a diameter smaller than that of the cylindrical work into the interior of the cylindrical work;
a step of inserting a linear work into the interior of the cylindrical work and moving the tip of the linear work to a joining position on the inner peripheral surface of the cylindrical work;
A step of moving the protrusion to the bonding position and applying the ultrasonic vibration,
An ultrasonic welding method, wherein in the step of inserting the linear work, the linear work is fixed to a guide block, and the relative position of the guide block with respect to the cylindrical work is changed.
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