JP4144569B2 - 部品接合装置および部品接合ツール - Google Patents

Description

本発明は、電子部品などの部品を基板の電極などの被接合面に接合する部品接合装置および部品接合ツールに関するものである。

電子部品を基板の電極などの被接合面に接合方法として、超音波圧接を用いる方法が知られている。この方法は、電子部品を被接合面に対して押圧しながら電子部品に超音波振動を与え、荷重と振動により接合面を密着させるものである。この方法に用いられる部品接合ツールは、振動発生源である超音波振動子の振動を電子部品に伝達させる細長形状の棒体であるホーンを有しており、このホーンに備えられた接合作用部によって電子部品に荷重と振動を作用させながら、電子部品を被接合面に圧着して接合するようになっている。この接合作用部には接合時の負荷が作用するため、繰り返し使用によって電子部品との当接面が摩耗しやすい。このため、接合作用部をホーンに対して着脱自在な接合子として別部品で構成し、摩耗によって部品が損耗した場合には接合子のみを交換することが行われる（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−２６０７８号公報

しかしながら、上述の特許文献例に示す部品接合ツールにおいては、接合子をホーンに締結する方式に起因して、接合子のホーンへの固定状態が不安定になる場合があった。すなわち上述例では、接合子はホーンの下面に円錐テーパ形状に設けられた装着孔に挿入され、ねじ締結によってホーンに固定されるが、この接合子の固定においてはテーパ面の加工誤差などによって良好な面当たり状態を常に確保することが難しく、強固な締結状態を全ての接合子について再現性よく実現することが困難であった。このため部品接合動作における電子部品への振動伝達が不安定になる傾向にあり、安定した接合品質が確保されない場合があった。

そこで本発明は、接合対象の部品への振動伝達を安定させて接合品質を確保することができる部品接合装置および部品接合ツールを実現することを目的とする。

本発明の部品接合装置は、部品に荷重と振動を作用させながらこの部品を被接合面に接合する部品接合装置であって、電子部品を接合する部品接合ツールと、この部品接合ツールを前記部品に押圧する押圧手段とを備え、前記部品接合ツールは、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンに該ホーンの長さ方向に直交して設けられた下方側に開いた円錐テーパ状の貫通孔と、この貫通孔に装着され先端部に前記電子部品に当接する当接面が設けられた接合子と、前記接合子を前記ホーンに固定締結する締結手段とを備え、前記接合子は前記ホーンの下面から下方に突出する接合作用部を有するとともに、この接合作用部の上側には前記貫通孔に嵌合する円錐テーパ形状の外テーパ面が設けられており、かつ前記外テーパ面は前記貫通孔のテーパ面である下側内面および上側内面に直接又は円錐スリーブを介して当接しており、前記下側内面と上側内面との間では前記内面と離隔している。

本発明の部品接合ツールは、部品に荷重と振動を作用させながらこの部品を被接合面に接合する部品接合ツールであって、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンに該ホーンの長さ方向に直交して設けられた下方側に開いた円錐テーパ状の貫通孔と、この貫通孔に装着され先端部に前記電子部品に当接する当接面が設けられた接合子と、前記接合子を前記ホーンに固定締結する締結手段とを備え、下面から下方に突出する接合作用部を有するとともに、この接合作用部の上側には前記貫通孔に嵌合する円錐テーパ形状の外テーパ面が設けられており、かつ前記外テーパ面は前記貫通孔のテーパ面である下側内面および上側内面に直接又は円錐スリーブを介して当接しており、前記下側内面と上側内面との間では前記内面と離隔している前記接合子は前記貫通孔の下側内面および上側内面に当接しており、前記下側内面と上側内面との間では前記内面と離隔している。

本発明によれば、接合子をホーンに設けられた貫通孔に挿入して固定締結する際に、ホーンの中心線より下側および上側において貫通孔の内面と当接する構成とすることにより、接合子の締結部分のレバー長を極力大きく確保して強固な固定締結を実現することができ、常に安定した振動を伝達して接合品質を確保するとともに、部品耐久性を向上させることができる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の部品接合装置の正面図、図２は本発明の実施の形態１の部品接合ツールの正面図、図３は本発明の実施の形態１の部品接合ツールの平面図、図４、図６は本発明の実施の形態１の部品接合ツールの部分断面図、図５は本発明の実施の形態１の部品接合ツールにおける荷重支持状態の説明図である。

まず図１を参照して、部品接合装置の構造を説明する。この部品接合装置は、接合対象物である電子部品（部品）に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面である基板に圧着して接合する機能を有するものである。図１において、位置決めテーブル１の上面に設けられた基板保持部２には、基板３が保持されている。基板３には下面に複数のバンプ４ａが設けられた電子部品４が、超音波接合により圧着される。位置決めテーブル１の上方には部品接合機構が配設されている。部品接合機構は、昇降押圧機構５によって昇降動作を行う昇降ブロック６の下面に、部品接合ツール７を装着して構成されている。

部品接合ツール７は横長の棒状部材であるホーン８を主体としており、ホーン８の１方側の端部には振動子１１が装着されている。ホーン８の下面８ａの中央部には接合子９が着脱自在に装着されている。接合子９は、後述するようにホーン８を上下に貫通して設けられた貫通孔に下面側から装着され、締結部材１０によってホーン８の上面側からねじ締結されている。

接合子９の下面は接合対象の電子部品４に当接する当接面９ａとなっており、接合子９の当接面９ａに電子部品４を保持させた状態で、昇降押圧機構５によって部品接合ツール７を下降させることにより、電子部品４は基板３に対して押圧される。この状態で振動子１１を駆動することにより電子部品４にはホーン８および接合子９を介して荷重と振動が作用し、これにより電子部品４は基板３に接合される。したがって、昇降押圧機構５は部品接合ツール７を電子部品４に押圧する押圧手段となっている。

以下、図２、図３を参照して部品接合ツール７の構造について説明する。接合ツール７のホーン８は金属材料（例えばステンレス、アルミニウム、チタン等）等から成り、矩形断面を有する棒状体となっており、図２に示すように、ホーン８の一方側の側端部には振動子１１が締結されている。振動子１１を駆動することにより、ホーン８の長手方向に沿った第１方向に縦振動が付与される。

ホーン８の中心部には上下方向に貫通する円錐テーパ形状の貫通孔２０（図４（ａ）参照）が、ホーン８の長さ方向に直交して下面側から設けられている。接合子９は貫通孔２０に下面側から装着され、ホーン８の上面に配置された締結部材１０によって固定締結される。接合子９をホーン８に固定締結した状態では、下面に当接面９ａが設けられた円柱形状の接合作用部９ｃが下面８ａから下方に突出する。すなわち接合子９はホーン８の下面側から装着され、先端部に電子部品４に当接する当接面９ａが設けられている。なお接合作用部９ｃを角柱形状にしてもよい。

ホーン８の内部には一端部が上面に開孔した吸引孔８ｂが設けられている。吸引孔８ｂ
の他端部は、後述するようにホーン８の内部に形成された内部空間を介して、接合子９の当接面９ａに開孔した吸着孔９ｂに連通している。図１に示すように、吸引孔８ｂはホーン８の上面に当接したパッド１２を介して真空吸引源１３に接続されており、真空吸引源１３を駆動することにより吸着孔９ｂから真空吸引し、当接面９ａに当接した電子部品４を真空吸着により保持する。なお図１においては吸着孔９ｂの図示は省略している。

図３に示すように、ホーン８の両側の側面８ｄには、それぞれホーン取り付け用のリブ８ｃがホーン８から外側に突出して設けられている。リブ８ｃに設けられた取付穴にボルト（図示省略）を挿入して昇降ブロック６に締結することにより、ホーン８は昇降ブロック６に両持ち支持状態で固定される。

次に図４を参照して接合子９のホーン８への装着について説明する。図４（ａ）に示すように、ホーン８の中心部に設けられた貫通孔２０の内面は、下方側に開いた円錐テーパ形状の内テーパ面２０ａとなっている。接合子９において、接合作用部９ｃの上側には、内テーパ面２０ａに嵌合する円錐テーパ形状の外テーパ面が設けられている。この外テーパ面において高さ方向の中央部には、円錐テーパ面を部分的に円柱形状に削り込むことにより肉抜きを行った肉抜き部９ｆが加工されている。肉抜き部９ｆの下側および上側は、それぞれ内テーパ面２０ａの下部側、上部側に対応した下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅとなっている。また接合子９の上部には、ボルト形状の締結部材１０に設けられた外ねじ部１０ａが螺入する内ねじ部９ｇが設けられている。

接合子９の装着時には、図４（ｂ）に示すように、貫通孔２０内に下方から接合子９を挿入し、内ねじ部９ｇに締結部材１０の外ねじ部９ｇを螺合させて締め付ける。これにより、下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅはそれぞれ内テーパ面２０ａの下側、上側に当接する。このとき、締結部材１０の締め付けトルクを調整することにより、下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅと内テーパ面２０ａとを所定の面圧で面接触させることができ、これにより接合子９はホーン８に固定締結される。したがって内ねじ部９ｇに螺合する外ねじ部１０ａが設けられた締結部材１０は、接合子９をホーン８に固定締結する締結手段となっている。

この締結状態において、接合子９はホーン８の高さ中心を示す中心線（図５に示す中心線ＣＬ参照）より下側および上側において、貫通孔２０の内面と当接する。そして接合子９の円錐形状の外テーパ面である下側テーパ面９ｄと上側外テーパ面９ｅはテーパ面２０ａの下側および上側、すなわち貫通孔２０の下側内面および上側内面に直接当接しており、これら下側内面および上側内面との間では、肉抜き部９ｆの存在により接合子９は貫通孔２０の内面とは離隔した状態にある。

そして接合子９の外面と内テーパ面２０ａとの間には、下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅが内テーパ面２０ａに密着することにより上下を密封された内部空間２１が形成される。この内部空間２１には、ホーン８に設けられた吸引孔８ｂが開孔しており、接合子９に設けられた吸着孔９ｂは内部空間２１を介して吸引孔８ｂに連通する。これにより、固定部品であるホーン８とこのホーン８に着脱自在に装着される接合子９との間を連通させる真空吸引系の構成において、別部品に形成される吸引孔相互の位置を精密に一致させる必要がなく、自由度の高い吸引孔配置が可能となっている。

上記のような締結方法を採用することにより、以下に説明するような優れた効果を得ることができる。まず、接合子９の締結状態において内テーパ面２０ａと接触する外テーパ面の中間に肉抜き部９ｆを設けることにより、接合子９はホーン８の中心線の下側および上側にそれぞれ配置された下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅの部分のみが内テーパ面２０ａに当接する。したがって接合子９は、肉抜き部９ｆを設けない場合と比較して、少ない接触面積でホーン８本体と接触する。これにより、締結部材１０を締め付けるこ
とによって生じる接触面圧は、肉抜き部９ｆを設けない場合と比較して増大し、ホーン８から接合子９への振動伝達を安定させることができる。

また部品接合ツール７によって電子部品４を超音波振動と荷重により基板３に接合する部品接合動作においては、図５に示すように、接合子９にはホーン８から下方に突出した接合作用部９ｃの先端部をホーン８本体に対して水平方向に周期的に変位させるような交番荷重Ｆ１が作用する。このため接合子９にはこの交番荷重Ｆ１による交番曲げモーメントＭが作用し、交番曲げモーメントＭは接合子９とホーン８との締結部分によって支持される。すなわち内テーパ面２０ａと下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅとの当接部に、レバー長Ｌの偶力Ｆ２が正逆方向を換えて交互に作用することにより、交番曲げモーメントＭが支持される。

ここで前述のように、本実施の形態においては下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅをホーン８の長さ方向の中心線の下側および上側に配置していることから、レバー長Ｌはホーン８の高さ寸法Ｈとオーダー的に等しくなる。すなわち前述の特許文献例のようにホーン下面側にホーン高さの略半分の深さで装着孔を設ける場合と比較して、レバー長を格段に大きく設定することができる。したがって、部品接合動作時に生じる交番曲げモーメントＭを支持する際の偶力Ｆ２の大きさを極力小さくすることができ、交番曲げモーメントＭによって下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅと内テーパ面２０ａとの当接部に生じる接触面圧の変動を極力低減することが可能となる。

このため、前述のように下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅと内テーパ面２０ａとの当接部は高い接触面圧に設定されていることと相俟って、部品接合動作時の交番曲げモーメントＭの作用時においても、接合子９は十分な接触面圧でホーン８に締結され、安定した締結状態が保たれる。これにより、接合作用部９ｃを介して電子部品４に常に安定した振動を伝達して接合品質を確保するとともに、接合子９とホーン８との接触面の面接触状態が安定することによって接触面の劣化が防止され、部品耐久性を向上させることができる。

図６は、図４に示す部品接合ツールにおいて、接合子９をホーン８に締結する締結手段の構成を変更した例を示しており、それ以外の構成および効果は、図４に示す例と同様である。図６（ａ）において、接合子９Ａは、図４に示す接合子９の内ねじ部９ｇの替わりに、外ねじ部９ｈを設けた構成となっている。そして接合子９Ａをホーン８に締結する締結手段として、外ねじ部１０ａが設けられたボルト形状の締結部材１０の替わりに、外ねじ部９ｈに螺合する内ねじ部１０ｂが設けられたナット形状の締結部材１０Ａを用いている。

接合子９Ａの装着時には、図６（ｂ）に示すように、貫通孔２０内に下方から接合子９Ａを挿入し、外ねじ部９ｈに締結部材１０Ａの内ねじ部１０ｂを螺合させて締め付ける。これにより、図４に示す例と同様に、下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅはそれぞれ内テーパ面２０ａの下側、上側に当接する。このとき、締結部材１０の締め付けトルクを調整することにより、下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅと内テーパ面２０ａとを所定の面圧で面接触させることができ、これにより接合子９はホーン８に固定締結される。したがって外ねじ部９ｈに螺合する内ねじ部１０ｂが設けられた締結部材１０Ａは、接合子９Ａをホーン８に固定締結する締結手段となっている。

（実施の形態２）
図７，図８は、本発明の実施の形態２の部品接合ツールの部分断面図である。本実施の形態２は、実施の形態１において内部空間２１を形成するために接合子９に肉抜き部９ｆを設ける替わりに、ホーン側に同様機能を目的として中グリ加工を行った例を示している
。

図７（ａ）において、ホーン１８は実施の形態１に示すホーン８と同様の外形・機能を有するものであり、ホーン１８の中心部にはホーン８における貫通孔２０と同様の円錐テーパ形状の内テーパ面を有する貫通孔２２が下面側から設けられている。貫通孔２２の内テーパ面においてホーン１８の高さ方向の中央部には、内テーパ面を円筒隙間形状に削り込んだ中グリ部２２ａが加工されており、中グリ部２２ａにはホーン１８に設けられた吸引孔１８ｂが開孔している。中グリ部２２ａの下側および上側はそれぞれ下側内テーパ面２２ｂ、上側内テーパ面２２ｃとなっている。

接合子１９は、実施の形態１の接合子９において、肉抜き部９ｆを設けることなく外テーパ面を連続させた形状となっており、吸着孔１９ｂが開口した接合作用部１９ｃの上側は、貫通孔２２の内テーパ面に嵌合する外テーパ面１９ｄとなっている。接合子１９の上部には、実施の形態１と同様の締結部材１０の外ねじ部１０ａが螺入する内ねじ部１９ｅが設けられている。

接合子１９の装着時には、図７（ｂ）に示すように、貫通孔２２内に下方から接合子１９を挿入し、内ねじ部１９ｅに締結部材１０の外ねじ部１０ａを螺合させて締め付ける。これにより、下側内テーパ面２２ｂ、上側内テーパ面２２ｃはそれぞれ外テーパ面１９ｄの下側、上側に当接する。このとき、締結部材１０の締め付けトルクを調整することにより、下側内テーパ面２２ｂ、上側内テーパ面２２ｃと外テーパ面１９ｄとを所定の面圧で面接触させることができ、これにより接合子１９はホーン１８に固定締結される。したがって内ねじ部１９ｅに螺合する外ねじ部１０ａが設けられた締結部材１０は、接合子１９をホーン１８に固定締結する締結手段となっている。

この締結状態において、実施の形態１と同様に、接合子１９はホーン１８の高さ中心を示す中心線より下側および上側において貫通孔２２の内面と当接する。そして接合子１９は下側内テーパ面２２ｂ、上側内テーパ面２２ｃ、すなわち貫通孔２２の下側内面および上側内面に当接しており、下側内面および上側内面との間では、中グリ部２２ａの存在により接合子１９は貫通孔２２の内面とは離隔した状態にある。

そして接合子１９の外面と貫通孔２２の内面との間には、下側内テーパ面２２ｂ、上側内テーパ面２２ｃが外テーパ面１９ｄに密着することにより上下を密封された内部空間２３が形成される。この内部空間２３には、ホーン１８に設けられた吸引孔１８ｂが開孔しており、接合子１９に設けられた吸着孔１９ｂは内部空間２３を介して吸引孔１８ｂに連通する。この構成によっても、実施の形態１に示す例と同様の効果を得る。

図８は、図７に示す部品接合ツールにおいて、接合子１９をホーン１８に締結する締結手段の構成を変更した例を示しており、それ以外の構成および効果は、図７に示す例と同様である。図８（ａ）において、接合子１９Ａは、図７に示す接合子１９の内ねじ部１９ｅの替わりに、外ねじ部１９ｆを設けた構成となっている。そして接合子１９Ａをホーン１８に締結する締結手段として、外ねじ部１０ａが設けられたボルト形状の締結部材１０の替わりに、外ねじ部１９ｆに螺合する内ねじ部１０ｂが設けられたナット形状の締結部材１０Ａを用いている。

接合子１９Ａの装着時には、図８（ｂ）に示すように、貫通孔２２内に下方から接合子１９Ａを挿入し、外ねじ部１９ｆに締結部材１０Ａの内ねじ部１０ｂを螺合させて締め付ける。これにより、図７に示す例と同様に、下側内テーパ面２２ｂ、上側内テーパ面２２ｃはそれぞれ外テーパ面１９ｄの下側、上側に当接し、接合子１９Ａはホーン１８に固定締結される。したがって外ねじ部１９ｆに螺合する内ねじ部１０ｂが設けられた締結部材
１０Ａは、接合子１９Ａをホーン１８に固定締結する締結手段となっている。

（実施の形態３）
図９，図１０は、本発明の実施の形態３の部品接合ツールの部分断面図である。本実施の形態３は、接合子とホーンとの間にホーンよりも硬い硬質材よりなるスリーブを介在させて、ホーンにおいて接合子と当接する接触面の耐摩耗性を向上させるようにしたものである。

図９（ａ）において、ホーン２８は実施の形態１に示すホーン８と同様の外形・機能を有するものであり、ホーン２８の中心部には円推テーパ形状の貫通孔２４が下面側から設けられている。貫通孔２４の内面には、超硬合金などの硬質材で製作された円錐スリーブ２５が固着される。円錐スリーブ２５は実施の形態１におけるホーン８の内テーパ面２０ａと同様の円錐テーパ形状の内テーパ面２５ａを有する形状となっており、貫通孔２４に固着した状態においてホーン２８に設けられた吸引孔２８ｂと連通する位置に吸引孔２５ｂが設けられている。

図９（ｂ）は、貫通孔２４の内面に円錐スリーブ２５をロウ付けなどの固定手段によって固着した状態を示している。この状態においてホーン２８の中央部には、実施の形態１におけるホーン８に設けられた貫通孔２０と同様の円錐テーパ形状の貫通孔２４ａが形成される。そして貫通孔２４ａには、図６に示す接合子９Ａがナット形状の締結部材１０Ａによって締結される。

接合子９Ａの装着時には、図９（ｃ）に示すように、貫通孔２４ａ内に下方から接合子９Ａを挿入し、外ねじ部９ｈに締結部材１０Ａの内ねじ部１０ｂを螺合させて締め付ける。これにより、図６に示す例と同様に、下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅはそれぞれ内テーパ面２５ａの下側、上側に当接し、接合子９Ａはホーン２８に固定締結される。したがって外ねじ部９ｈに螺合する内ねじ部１０ｂが設けられた締結部材１０Ａは、接合子９Ａをホーン２８に固定締結する締結手段となっている。

そして接合子９Ａの外面と内テーパ面２５ａとの間には、下側外テーパ面９ｄ、上側外テーパ面９ｅが内テーパ面２５ａに密着することにより上下を密封された内部空間２６が形成される。この内部空間２６には、ホーン２８に設けられた吸引孔２８ｂが開孔しており、接合子９Ａに設けられた吸着孔９ｂは内部空間２６を介して吸引孔２８ｂに連通する。

このようにホーン２８に硬質材よりなる円錐スリーブ２５を固着することにより、ホーン本体の部品寿命を延長させることができる。すなわち、接合子を交換自在に装着する形式の部品接合ツールにおいて、前述のように接合子を高い接触面圧で押しつけてホーンに締結する構成を採用した場合には、使用時間の経過により接合子のみならずホーン本体にも接触面の摩耗による劣化が生じる。このような場合にあっても、本実施の形態３に示すような構成を採用することにより、部品接合ツールにおいて接合子との接触面の摩耗を低減させることができる。

図１０は、図９に示すホーン２８と接合子との間に円錐スリーブを介在させる構成において、肉抜き部９ｆを設けた接合子９Ａに替えて、図８に示す接合子１９Ａを用いる例を示している。

図１０（ａ）において、ホーン２８の中心部には図９と同様の貫通孔２４が下面側から設けられている。貫通孔２４の内面には、超硬合金などの硬質材で製作された円錐スリーブ２７が固着される。円錐スリーブ２７は図９と同様の円錐テーパ形状の内テーパ面２７
ａを有する形状となっており、内テーパ面２７ａの高さ方向の中央部には、内テーパ面２７ａを外側に削り込んだ中グリ部２７ｃが設けられている。中グリ部２７ｃには、貫通孔２４に固着した状態においてホーン２８に設けられた吸引孔２８ｂと連通する位置に設けられた吸引孔２７ｂが開孔している。

図１０（ｂ）は、貫通孔２４の内面に円錐スリーブ２５をロウ付けなどの固定手段によって固着した状態を示している。この状態においては、ホーン２８の中央部には図８に示す貫通孔２２と類似形状の貫通孔２４ｂが形成される。そして貫通孔２４ｂには、図８に示す接合子１９Ａがナット形状の締結部材１０Ａによって締結される。

接合子１９Ａの装着時には、図１０（ｃ）に示すように、貫通孔２４ｂ内に下方から接合子１９Ａを挿入し、外ねじ部１９ｆに締結部材１０Ａの内ねじ部１０ｂを螺合させて締め付ける。これにより、図８に示す例と同様に、下側内テーパ面２７ｅ、上側内テーパ面２７ｄはそれぞれ外テーパ面１９ｄの下側、上側に当接し、接合子１９Ａは円錐スリーブ２７を介してホーン２８の貫通孔２４に固定締結される。したがって外ねじ部１９ｆに螺合する内ねじ部１０ｂが設けられた締結部材１０Ａは、接合子１９Ａをホーン１８に固定締結する締結手段となっている。

そして接合子１９Ａの外面と円錐スリーブ２７との間には、下側内テーパ面２７ｅ、上側内テーパ面２７ｄが外テーパ面１９ｄに密着することにより中グリ部２７ｃが上下を密封された内部空間が形成される。中グリ部２７ｃにはホーン２８に設けられた吸引孔２８ｂが開孔しており、接合子１９Ａに設けられた吸着孔１９ｂは前従ｔの内部空間を介して吸引孔２８ｂに連通する。

このように本実施の形態３に示す例においても、接合子９Ａ、１９Ａはホーン２８の高さ中心を示す中心線より下側および上側において貫通孔の内面と当接する。そして接合子９Ａ，１９Ａは貫通孔２４ａ，２４ｂの下側内面および上側内面に当接しており、下側内面および上側内面との間では、接合子９Ａ，１９Ａは貫通孔２４ａ，２４ｂの内面とは離隔した状態にある。そして接合子９Ａ，１９Ａの外面と貫通孔２４ａ，２４ｂの内面との間には上下を密封された内部空間が形成される。これらの内部空間には、ホーン２８に設けられた吸引孔２８ｂが開孔しており、接合子９Ａ，１９Ａに設けられた吸着孔９ｂ、１９ｂは、これらの内部空間を介して吸引孔２８ｂに連通する。そして図９，図１０に示す構成によっても、実施の形態１に示す例と同様の効果を得る。

なお図９，図１０に示す例において、ナット形状の締結部材１０Ａを用いる替わりに、図４，図７に示すボルト形状の締結部材１０を用いてもよい。この場合には、接合子９Ａ，１９Ａの替わりに内ねじ部９ｇ、１９ｅが設けられた接合子９，１９を用いる。

また各実施の形態１，２，３においては部品接合ツールの保持形式として２点支持（両持ち支持）構造の例を示したが、片持ち支持構造の部品接合ツールにも本発明を適用することができる。さらに各実施の形態１，２，３においては、吸着孔によって部品を吸着保持する機能を備えた接合子の例を示したが、既に基板に搭載された部品を対象として単に押圧と振動付与のみを行う機能の接合子を備えた部品接合ツールにも、本発明を適用することができる。

本発明の部品接合装置および部品接合方法は、常に安定した振動を伝達して接合品質を確保するとともに、部品耐久性を向上させることができるという効果を有し、電子部品などの部品を基板の電極などの被接合面に接合する部品接合の用途に有用である。

本発明の実施の形態１の部品接合装置の正面図 本発明の実施の形態１の部品接合ツールの正面図 本発明の実施の形態１の部品接合ツールの平面図 本発明の実施の形態１の部品接合ツールの部分断面図 本発明の実施の形態１の部品接合ツールにおける荷重支持状態の説明図 本発明の実施の形態１の電子部品の接合ツールの部分断面図 本発明の実施の形態２の電子部品の接合ツールの部分断面図 本発明の実施の形態２の電子部品の接合ツールの部分断面図 本発明の実施の形態３の電子部品の接合ツールの部分断面図 本発明の実施の形態３の電子部品の接合ツールの部分断面図

符号の説明

３ 基板
４ 電子部品
７ 部品接合ツール
８、１８、２８ ホーン
８ｂ、１８ｂ、２８ｂ 吸引孔
９、９Ａ、１９、１９Ａ 接合子
１０，１０Ａ 締結部材
１１ 振動子
２１，２３，２６ 内部空間

Claims (6)

1. 部品に荷重と振動を作用させながらこの部品を被接合面に接合する部品接合装置であって、電子部品を接合する部品接合ツールと、この部品接合ツールを前記部品に押圧する押圧手段とを備え、前記部品接合ツールは、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンに該ホーンの長さ方向に直交して設けられた下方側に開いた円錐テーパ状の貫通孔と、この貫通孔に装着され先端部に前記電子部品に当接する当接面が設けられた接合子と、前記接合子を前記ホーンに固定締結する締結手段とを備え、前記接合子は前記ホーンの下面から下方に突出する接合作用部を有するとともに、この接合作用部の上側には前記貫通孔に嵌合する円錐テーパ形状の外テーパ面が設けられており、かつ前記外テーパ面は前記貫通孔のテーパ面である下側内面および上側内面に直接又は円錐スリーブを介して当接しており、前記下側内面と上側内面との間では前記内面と離隔していることを特徴とする部品接合装置。
2. 前記接合子には前記当接面に開孔する吸着孔が設けられており、前記吸着孔は接合子の外面が前記貫通孔の内面と離隔して形成される内部空間を介して、前記ホーンに設けられた吸引孔と連通することを特徴とする請求項１記載の部品接合装置。
3. 前記離隔のための手段は、前記接合子の前記外テーパ面に加工された肉抜き部か、又は前記貫通孔の内テーパ面に加工された中グリ部か、若しくは前記円錐スリーブに設けられた中グリ部であることを特徴とする請求項１又は２記載の部品接合装置。
4. 部品に荷重と振動を作用させながらこの部品を被接合面に接合する部品接合ツールであって、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンに該ホーンの長さ方向に直交して設けられた下方側に開いた円錐テーパ状の貫通孔と、この貫通孔に装着され先端部に前記電子部品に当接する当接面が設けられた接合子と、前記接合子を前記ホーンに固定締結する締結手段とを備え、下面から下方に突出する接合作用部を有するとともに、この接合作用部の上側には前記貫通孔に嵌合する円錐テーパ形状の外テーパ面が設けられており、かつ前記外テーパ面は前記貫通孔のテーパ面である下側内面および上側内面に直接又は円錐スリーブを介して当接しており、前記下側内面と上側内面との間では前記内面と離隔している前記接合子は前記貫通孔の下側内面および上側内面に当接してお
   り、前記下側内面と上側内面との間では前記内面と離隔していることを特徴とする部品接合ツール。
5. 前記接合子には前記当接面に開孔する吸着孔が設けられており、前記吸着孔は接合子の外面が前記貫通孔の内面と離隔して形成される内部空間を介して、前記ホーンに設けられた吸引孔と連通することを特徴とする請求項４記載の部品接合ツール。
6. 前記離隔のための手段は、前記接合子の前記外テーパ面に加工された肉抜き部か、又は前記貫通孔の内テーパ面に加工された中グリ部か、若しくは前記円錐スリーブに設けられた中グリ部であることを特徴とする請求項４又は５記載の部品接合ツール。

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