JP4270729B2 - ボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、金属や合成樹脂等の接合対象物と被接合物材とを超音波振動により接合する超音波溶接装置としては、例えば、実公昭40−3631号公報に開示されている。この超音波溶接装置は、両端に設けられた振動子と、この振動子に結合された2つの超音波ホーンと、2つの超音波ホーンに挟まれて結合された1つの超音波溶接用つづみ型チップと、この溶接用チップに一体に取り付けられた支持具などを備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の超音波溶接装置は、2つの超音波ホーンを支持体がそれぞれ支持するので安定はしているものの、振動子、超音波ホーン、超音波溶接用つづみ型チップなどの個々の構成部品が多く、また、一体に加工することができないので作業工数も多くなり、また、装置全体が大型化してしまうため小型化を図ることが望まれている。
【0004】
そこで、本発明によるボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置は、従来の超音波溶接装置に数々の改良を試みてなされたものであって、接合対象物に対して超音波振動を高効率で伝達可能な振動伝達部材を2箇所以上の支持位置で設定して高荷重の場合でも安定して振動伝達がなされ、しかも、接合対象物と被接合部材との接合が確実で装置全体の小型化が可能なボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλ/2の長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材でなり、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第3の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有するものである。
【0007】
また、本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλ/2の長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の一端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端であって該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向における3λ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材でなり、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第1の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有し、前記第3の振動伝達部は、前記第2の振動伝達部の長さを越える長さとなるようにしたものである。
【0008】
また、本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλの長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の一端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端であって該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材でなり、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第1の振動伝達部における前記第2の振動伝達部側の超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有するものである。
【0009】
また、本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλの長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材と、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材との間の超音波振動の節の位置に設けられた第3の支持部材とでなり、前記第3の支持部材を前記第1の支持部材及び第2の支持部材に対して各々前記進行方向におけるλ/2の距離を隔てて設け、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第3の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有するものである。
【0011】
また、本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向における3λ/2の長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材でなり、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第1の振動伝達部における前記第3の振動伝達部側の超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有するものである。
【0012】
また、本発明は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向における3λ/2の長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向における3λ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材でなり、前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第1の振動伝達部における中央に位置する超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有するものである。
【0016】
また、前記押圧部材は、前記接合対象物を吸引して吸着する吸着口を有するものである。
【0018】
また、本発明によるボンディング装置は、超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドを保持し前記ボンディングヘッドと前記接合対象物とを互いに圧接して押圧力を付与する圧接機構とを有するものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置の実施の形態について、図1乃至図13を参照して説明する。
【0020】
本発明の第1の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図1(a)、(b)及び図2(a)乃至(c)を参照して説明する。図1(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第1の実施の形態を示す正面図、図1(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図、図2(a)は、図1(a)に示すボンディングヘッドが備える押圧部材を示す斜視図、図2(b)は、図2(a)に示す押圧部材を前面から見た側面図、図2(c)は、図2(a)に示す押圧部材を後面から見た側面図である。
【0021】
図1(a)及び図1(b)に示すように、ボンディングヘッド10aは、所定の周波数の超音波振動を発生する1つの振動子2と、振動子2と結合されて、この振動子2が発生する超音波振動を接合対象物22(図13に図示)に伝達する振動伝達部材1と、振動伝達部材1を2ヶ所支持固定する支持部材3(第1の支持部材3a及び第2の支持部材3b)と、接合対象物22(図13に図示)を押圧して振動子2からの超音波振動を印加し、接合対象物22と被接合部材23(図13に図示)との接合を行う押圧部材4とを有する。
【0022】
図1及び図13に示すように、振動子2は、例えばPZT(piezoelectric:圧電)素子等からなり、ケーブル14を介して発振器18から所定の周波数の電圧が印加されて超音波振動を発生する。また、振動子2の超音波振動の進行方向uにおける全長は、超音波振動の1波長λに対してλ/2で設定されている。なお、ボンディングヘッド10aは、広義には発振器18及びケーブル14をその構成に含むものとして説明する。また、発振器18から印加される電圧の周波数は、60kHzに設定されており、通常20kHz程度の周波数が使用されるこの種のボンディング装置において高い周波数になっている。
【0023】
振動伝達部材1は、ジュラルミン、ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム等の金属からなり、中実で長手状に形成され、断面形状が円形である。
【0024】
振動伝達部材1の全長は、振動子2が発生する超音波振動の進行方向uの共振長、すなわち超音波振動の半波長(λ/2)の整数倍に設定されている。本実施の形態では、振動伝達部材1は、全長がλ/2の2倍、すなわちλに設定され、振動伝達部材1全体が小型化されている。なお、振動伝達部材1の形状は、超音波の振動方向uにおける全長を共振長である超音波振動の半波長(λ/2)の整数倍の長さに設定すれば、断面形状については矩形状や三角形状等、種々の形状に形成可能である。
【0025】
図1(a)に示すように、支持部材3により振動伝達部材1は、超音波振動の進行方向uにおけるλ/2の長さの位置で支持される第1の振動伝達部1aと、第1の振動伝達部1aと振動子2との間に結合されて超音波振動の進行方向uにおける長さがλ/4である第2の振動伝達部1bと、第1の振動伝達部1aの他端、すなわち振動子2と対向する側の端部に結合されて超音波振動の進行方向uにおける長さがλ/4である第3の振動伝達部1cとを有し、全体が一体に形成され、振動子2が発生する超音波振動に共振可能である。
【0026】
図13にも示すように、支持部材3は、固定部材19を介して振動伝達部材1を圧接機構15に対して支持固定する部材であり、ジュラルミン、ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム等の金属で形成されている。また、支持部材3は、第1の振動伝達部1aの両端を支持する状態に複数、すなわち、第1の実施の形態では2ヶ所に設けられており、第1の振動伝達部1aと第2の振動伝達部1bとの境界部近傍に設けられた第1の支持部材3aと、第1の振動伝達部1aと第3の振動伝達部1cとの境界部近傍に設けられた第2の支持部材3bとからなる。図1(b)に示すように、第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bは、振動子2が発生する超音波振動の振幅が0となる節の位置、いわゆるノーダル・ポイントに設けられており、振動伝達部材1が伝達する超音波振動の伝播に影響を及ぼさない。
【0027】
押圧部材4は、略直方体状に形成され、超硬、ステンレス鋼(SUS)、チタン等の金属でなり、図13に示すように、接合対象物22と対向する位置に設けられており、振動伝達部材1の外部から突出して垂下状に設けられている。押圧部材4は、第1の振動伝達部1aにおける振動子2が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大(又は最小)になる位置に設けられ、接合対象物22に当接して押圧可能で、超音波振動を高効率で印加する。
【0028】
また、図2(a)乃至(c)に示すように、押圧部材4は、接合対象物22に当接する下面側に形成され接合対象物22を吸引して吸着する吸着口4aと、押圧部材4の一側面(この場合、前面)上に開口する吸引口4cと、吸着口4a及び吸引口4cを連通するダクト4bとを有し、吸引機構(図示せず)により吸引口4cから吸引すれば接合対象物22を押圧部材4の下面に対して吸引しながら押圧することが可能であり、接合対象物22の位置ずれを防止して接合対象物22と被接合部材23との接合を高精度に行うことができる。
【0029】
また、押圧部材4は、接合対象物22を加熱する加熱機構を有する。加熱機構は、押圧部材4の側面上に設けられた複数のヒータ(シートヒータ)5からなる。本実施の形態では、ヒータ(シートヒータ)5は、押圧部材4の前面及び後面に互いに対向して設けられており、一対の電極5aから給電されて発熱する。なお、押圧部材4の前面側に設けられたヒータ(シートヒータ)5には、切り欠き5bが形成されており、吸引口4cを避けて取り付けられている。
【0030】
押圧部材4をヒータ(シートヒータ)5により加熱した状態で接合対象物22に当接させることにより、接合対象物22を加熱して軟化させることが可能であり、接合対象物22と被接合部材23との接合効率を向上することができる。
【0031】
なお、第1の振動伝達部1a、第2の振動伝達部1b、第3の振動伝達部1c、第1の支持部材3a、第2の支持部材3b及び押圧部材4は、各々別体として形成したものを溶接、螺子及び接着剤等により互いに結合して一体化してもよく、各部材の一部又は全てを一体の部材として形成する構成としてもよい。
【0032】
本発明による第1の実施の形態としてのボンディングヘッド10aは、以下のような効果を奏する。
【0033】
▲1▼振動伝達部材1の超音波振動の進行方向uにおける全長がλに設定されており、全体が小型化されている。
【0034】
▲2▼振動伝達部材1を支持固定する支持部材3及び押圧部材4は、振動伝達部材1の全長(λ)の範囲内に配置され、押圧部材4は、互いにλ/2の距離を隔てて設けられた第1の支持部材3aと第2の支持部材3bとの間に位置しているため、接合対象物22に付与する押圧力が均一化される。また、振動伝達部材1に高荷重が付加された場合であっても、振動伝達部材1のたわみや変形が抑止可能で超音波振動を高効率で印加することができる。
【0035】
▲3▼第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bは、超音波振動の伝播に影響を及ぼさないノーダル・ポイントに設けられ、それぞれ振動伝達部材1の両端から均等な距離(λ/4)を隔てた位置に設けられ、一方の側に振動子2が設けられているものの、振動伝達部材1が片持支持とならないのでバランスよく保持され、接合対象物22への押圧力を均一にすることができる。
【0036】
次に、本発明の第2の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図3(a)及び図3(b)を参照して説明する。図3(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第2の実施の形態を示す正面図、図3(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。なお、本発明による第2の実施の形態乃至第11の実施の形態は、第1の実施の形態と構成及び機能が同一である点については詳細な説明を省略し、以下の説明では相違点を中心に説明する。また、図3乃至図13に示す本発明による第2の実施の形態乃至第11の実施の形態において、図1(a)及び(b)に示す第1の実施の形態としてのボンディングヘッドと同一の構成又は機能を有する部分には同一の符号を付している。
【0037】
図3(a)及び図3(b)に示すように、本発明による第2の実施の形態としてのボンディングヘッド10bは、図1(a)及び図1(b)に示すボンディングヘッド10aと押圧部材4を設ける位置のみが異なるものであり、他の部分については同一になっている。
【0038】
ボンディングヘッド10bは、第3の振動伝達部1cにおける振動子2が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大(又は最小)になる位置に押圧部材4が設けられ、接合対象物22(図13に図示)に当接して押圧可能である。
【0039】
本発明による第2の実施の形態としてのボンディングヘッド10bにおいても、第1の実施の形態としてのボンディングヘッド10aと同一の作用効果を得ることができる。
【0040】
すなわち、
▲1▼振動伝達部材1の超音波振動の進行方向uにおける全長がλに設定されており、全体が小型である。
【0041】
▲2▼振動伝達部材1を支持固定する支持部材3及び押圧部材4は、振動伝達部材1の全長(λ)の範囲内に配置され、押圧部材4は、互いにλ/2の距離を隔てて設けられた第1の支持部材3aと第2の支持部材3bのうち、第2の支持部材3bとλ/4の距離を隔てて配置されているため、接合対象物22に付与する押圧力が均一化される。また、振動伝達部材1に高荷重が付加された場合であっても、振動伝達部材1のたわみや変形が抑止可能で超音波振動を高効率で印加することができる。
【0042】
▲3▼第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bは、超音波振動の伝播に影響を及ぼさないノーダル・ポイントに設けられ、それぞれ振動伝達部材1の両端から均等な距離(λ/4)を隔てた位置に設けられ、一方の側に振動子2が設けられているものの、振動伝達部材1が片持支持とならないのでバランスよく保持され、接合対象物22への押圧力を均一にすることができる。
【0043】
次に、本発明の第3の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図4(a)及び図4(b)を参照して説明する。図4(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第3の実施の形態を示す正面図、図4(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【0044】
図4(a)及び図4(b)に示すように、本発明による第3の実施の形態としてのボンディングヘッド10cは、図1(a)及び図1(b)に示すボンディングヘッド10aと第3の振動伝達部1cの振動子2が発生する超音波振動の進行方向uにおける長さ及び振動子2を設ける位置が異なるものであり、他の部分は同一である。
【0045】
ボンディングヘッド10cの振動伝達部材1は、振動子2が発生する超音波振動の進行方向uにおける全長がλ/2の3倍、すなわち3λ/2に設定されている。また、振動伝達部材1は、超音波振動の進行方向uにおけるλ/2の長さを有する第1の振動伝達部1aと、第1の振動伝達部1aの一端に結合され超音波振動の進行方向uにおけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部1bと、第1の振動伝達部1aの他端、すなわち第2の振動伝達部1bと対向する側の端部であって第1の振動伝達部1aと振動子2との間に結合され、超音波振動の進行方向uにおける3λ/4の長さを有する第3の振動伝達部1cとを有する。したがって、ボンディングヘッド10cは、超音波振動の進行方向uにおける長さを大きく設定した第3の振動伝達部1c側に振動子2を設けて、加熱機構としてのヒータ(シートヒータ)5(図2(a)乃至(c)参照)によって加熱される押圧部材4の余熱が伝播して振動子2に悪影響を与えることを防止可能なものである。
【0046】
ボンディングヘッド10cにおいても、振動伝達部材1を支持固定する支持部材3及び押圧部材4は、振動伝達部材1の全長(3λ/2)の範囲内に配置され、押圧部材4は、互いにλ/2の距離を隔てて設けられた第1の支持部材3aと第2の支持部材3bとの間に配置されている。したがって、振動伝達部材1は、接合対象物22に当接して押圧する押圧部材4の極めて近傍で圧接機構15に対して設けられているため、第3の振動伝達部1cが3/4λの長さを有していても押圧部材4へのたわみなどの影響を及ぼすものではなく、確実に保持されているので、押圧部材4が接合対象物22に付与する押圧力を均一化することが可能である。また、接合対象物22に比較的大きな押圧力を付与しても振動伝達部材1のたわみや変形を抑止可能であり、超音波振動を高効率で印加することができる。
【0047】
次に、本発明による第4の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図5(a)及び図5(b)を参照して説明する。図5(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第4の実施の形態を示す正面図、図5(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【0048】
図5(a)及び図5(b)に示すように、本発明による第4の実施の形態としてのボンディングヘッド10dは、図1(a)及び図1(b)に示すボンディングヘッド10aと第1の振動伝達部1aの振動子2が発生する超音波振動の進行方向uにおける長さ及び振動子2を設ける位置が異なるものであり、他の部分については同一である。
【0049】
ボンディングヘッド10dの振動伝達部材1は、振動子2が発生する超音波振動の進行方向uにおける全長がλ/2の3倍、すなわち3λ/2に設定されている。また、振動伝達部材1は、超音波振動の進行方向uにおけるλの長さを有する第1の振動伝達部1aと、第1の振動伝達部1aの一端に結合され超音波振動の進行方向uにおけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部1bと、第1の振動伝達部1aの他端、すなわち第2の振動伝達部1bと対向する側の端部であって第1の振動伝達部1aと振動子2との間に結合され、超音波振動の進行方向uにおけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部1cとを有する。
【0050】
図5に示すように、振動伝達部材1を支持固定する支持部材3及び押圧部材4は、振動伝達部材1の全長(3λ/2)の範囲内に配置され、押圧部材4は、互いにλの距離を隔てて設けられた第1の支持部材3aと第2の支持部材3bとの間に配置され、第1の振動伝達部1aにおける振動子2が発生する超音波振動の腹の位置(超音波振動の振幅が最大(又は最小)になる位置)のうち、第1の支持部材3a側に押圧部材4が設けられており、第1の支持部材3aとλ/4の距離を隔てて設けられている。したがって、振動伝達部材1は、接合対象物22に当接して押圧する押圧部材4の極めて近傍で圧接機構15に対して設けられており、押圧部材4が接合対象物22に付与する押圧力を均一化することが可能である。また、接合対象物22に比較的大きな押圧力を付与しても振動伝達部材1のたわみや変形を抑止して超音波振動を高効率で印加可能である。また、振動子2は、第3の振動伝達部1c側に設けられ、超音波振動の進行方向uにおける長さを大きく設定した第1の振動伝達部1a上であって、第1の支持部材3a側に設けられた押圧部材4との距離が大であることから、加熱機構としてのヒータ(シートヒータ)5(図2(a)乃至(c)参照)によって加熱される押圧部材4の余熱が伝播して振動子2に悪影響を与えることを防止することができる。
【0051】
次に、本発明による第5の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図6(a)及び図6(b)を参照して説明する。図6(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第5の実施の形態を示す正面図、図6(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【0052】
図6(a)及び図6(b)に示すように、本発明による第5の実施の形態としてのボンディングヘッド10eは、振動子2が発生する超音波振動の進行方向uにおける全長がλ/2の3倍、すなわち3λ/2に設定された振動伝達部材1を有する。また、振動伝達部材1は、超音波振動の進行方向uにおけるλの長さを有する第1の振動伝達部1aと、第1の振動伝達部1aと振動子2との間に結合され、超音波振動の進行方向uにおけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部1bと、第1の振動伝達部1aの他端、すなわち振動子2と対向する側の端部に結合され超音波振動の進行方向uにおけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部1cとを有する。
【0053】
また、図6に示すように、支持部材3は、第1乃至第3の支持部材3a〜3cを有しており、高荷重のものであってもたわみ等を生ずることがなく、安定して確実に保持することができるものである。この支持部材3は、図5に示す第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bとの間でλ/2の位置に第3の支持部材3cを設けたものである。したがって、振動伝達材1は、全長(3λ/2)の範囲内に設けられた第1の支持部材3a乃至第3の支持部材3cによって3点で堅固に支持固定が可能である。第1の支持部材3a、第2の支持部材3b及び第3の支持部材3cは、それぞれ振動子2が発生する超音波振動の振幅が0となる節の位置、いわゆるノーダル・ポイントに設けられており、振動伝達部材1が伝達する超音波振動を減衰させることがない。
【0054】
押圧部材4は、第3の振動伝達部1cにおける振動子2が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大(又は最小)になる位置に固着され、接合対象物22(図13に図示)に当接して押圧可能になっている。したがって、ボンディングヘッド10eは、振動伝達部材1の先端部(振動子2と対向する側の端部)に押圧部材4が配置されて加熱機構としてのヒータ(シートヒータ)5(図2(a)乃至(c)参照)によって加熱される押圧部材4の余熱が伝播して振動子2に悪影響を与えることを防止可能である。
【0055】
また、振動伝達部材1は、第1の支持部材3a乃至第3の支持部材3cによって堅固に支持固定されることから、接合対象物22に比較的大きな押圧力が付与された場合でも振動伝達部材1のたわみや変形を抑止する効果が高く、超音波振動をより安定な状態で印加することができる。
【0056】
次に、本発明による第6の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図7(a)及び図7(b)を参照して説明する。図7(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第6の実施の形態を示す正面図、図7(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【0057】
図7(a)及び図7(b)に示すように、本発明による第6の実施の形態としてのボンディングヘッド10fは、発生する超音波振動の進行方向uにおける全長がλ/2に設定された振動子2と、この超音波振動の進行方向uにおける全長がλ/2の3倍、すなわち3λ/2に設定された振動伝達部材1とを有する。また、振動伝達部材1は、超音波振動の進行方向uにおける5λ/4の長さを有する第1の振動伝達部1aと、第1の振動伝達部1aの振動子2と対向する側の端部に結合され超音波振動の進行方向uにおけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部1dとを有し、振動子2は、振動伝達部材1(第1の振動伝達部1a)の一端に結合されている。
【0058】
また、振動伝達部材1を支持固定する支持部材3は、振動子2を支持する状態に設けられた第1の支持部材3aと、第1の振動伝達部1aの振動子2と対向する側の端部を支持する状態、すなわち第1の振動伝達部1aと第2の振動伝達部1dとの境界部近傍に設けられた第2の支持部材3bとからなる。第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bは、それぞれ振動子2が発生する超音波振動の振幅が0となる節の位置、いわゆるノーダル・ポイントに固着されており、振動子2の後端部及び振動伝達部材1(第2の振動伝達部1d)の先端部から各々均等な距離(λ/4)を隔てた位置に設けられている。
【0059】
また、押圧部材4は、第1の振動伝達部1aにおける振動子2が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大(又は最小)になる位置に設けられ、接合対象物22(図13に図示)に当接して押圧可能である。また、押圧部材4は、第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bから各々均等な距離(3λ/4)を隔てた位置に設けられている。
【0060】
したがって、ボンディングヘッド10fは、第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bによって、振動伝達部材1及び振動子2を含めた全長が均一に保持され、この全長の中央部に配置された押圧部材4によって接合対象物22(図13に図示)を均一に押圧することができる。
【0061】
次に、本発明による第7の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図8(a)及び図8(b)を参照して説明する。図8(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第7の実施の形態を示す正面図、図8(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【0062】
図8(a)及び図8(b)に示すように、本発明による第7の実施の形態としてのボンディングヘッド10gは、図1(a)及び図1(b)に示すボンディングヘッド10aと第1の振動伝達部1aの振動子2が発生する超音波振動の進行方向uにおける長さが異なるものであり、他の部分は同一である。この第7の実施の形態は、振動伝達部材1の全長を2λとしているのでボンディングヘッド10gが大型化するけれども、加熱機構としてのヒータ(シートヒータ)5(図2(a)乃至(c)参照)によって加熱される押圧部材4の余熱が伝播して振動子2に悪影響を与えることを防止可能なものである。
【0063】
ボンディングヘッド10gの振動伝達部材1は、振動子2が発生する超音波振動の進行方向uにおける全長がλ/2の4倍、すなわち2λに設定されている。また、振動伝達部材1は、超音波振動の進行方向uにおける3λ/2の長さを有する第1の振動伝達部1aと、第1の振動伝達部1aと振動子2との間に結合され、超音波振動の進行方向uにおけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部1bと、第1の振動伝達部1aの他端、すなわち振動子2と対向する側の端部に結合され超音波振動の進行方向uにおけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部1cとを有する。したがって、ボンディングヘッド10gは、第1の振動伝達部1aの超音波振動の進行方向uにおける長さを大きく設定することにより、加熱機構としてのヒータ(シートヒータ)5(図2(a)乃至(c)参照)により加熱される押圧部材4の余熱が振動子2に悪影響を与えることを防止可能である。
【0064】
ボンディングヘッド10gにおいては、振動伝達部材1を支持固定する支持部材3及び押圧部材4は、振動伝達部材1の全長(2λ)の範囲内に配置され、押圧部材4は、互いに3λ/2の距離を隔てて設けられた第1の支持部材3aと第2の支持部材3bとの間に配置されている。また、押圧部材4は、第1の振動伝達部1aにおける振動子2が発生する超音波振動の腹の位置(超音波振動の振幅が最大(又は最小)になる位置)のうち、第2の支持部材3b(又は第1の支持部材3a)側に設けられており、第2の支持部材3b(又は第1の支持部材3a)とλ/4の距離を隔てて設けられている。したがって、振動伝達部材1は、接合対象物22に当接して押圧する押圧部材4の極めて近傍で圧接機構15に対して固着されており、振動伝達部材1を長尺に形成しても押圧部材4が接合対象物22に付与する押圧力を均一化することが可能である。また、接合対象物22に比較的大きな押圧力を付与しても振動伝達部材1のたわみや変形を抑止して超音波振動を高効率で印加することができる。
【0065】
次に、本発明による第8の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図9(a)及び図9(b)を参照して説明する。図9(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第8の実施の形態を示す正面図、図9(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【0066】
図9(a)及び図9(b)に示すように、本発明による第8の実施の形態としてのボンディングヘッド10hは、第7の実施の形態に示す振動伝達部材1の第2の振動伝達部1bの長さを3/4λとし、また、押圧部材4の位置を変えたものである。
【0067】
ボンディングヘッド10hの振動伝達部材1は、振動子2が発生する超音波振動の進行方向uにおける全長がλ/2の5倍、すなわち5λ/2に設定されている。また、振動伝達部材1は、超音波振動の進行方向uにおける3λ/2の長さを有する第1の振動伝達部1aと、第1の振動伝達部1aと振動子2との間に結合され、超音波振動の進行方向uにおける3λ/4の長さを有する第2の振動伝達部1bと、第1の振動伝達部1aの他端、すなわち振動子2と対向する側の端部に結合され超音波振動の進行方向uにおけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部1cとを有する。したがって、ボンディングヘッド10hは、第1の振動伝達部1a、第2の振動伝達部1bの超音波振動の進行方向uにおける長さを大きく設定することにより、加熱機構としてのヒータ(シートヒータ)5(図2(a)乃至(c)参照)によって加熱される押圧部材4の余熱が伝播して振動子2に悪影響を与えることを防止可能である。
【0068】
ボンディングヘッド10hにおいては、振動伝達部材1を支持固定する支持部材3及び押圧部材4は、振動伝達部材1の全長(5λ/2)の範囲内に配置され、押圧部材4は、互いに3λ/2の距離を隔てて設けられた第1の支持部材3aと第2の支持部材3bとの間に配置されている。また、押圧部材4は、第1の振動伝達部1aにおける振動子2が発生する超音波振動の腹の位置(超音波振動の振幅が最大(又は最小)になる位置)に設けられており、第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bから各々均等な距離(3λ/4)を隔てた位置に設けられている。
【0069】
したがって、ボンディングヘッド10hは、振動伝達部材1が長尺であっても、第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bの中央部に配置された押圧部材4によって接合対象物22(図13に図示)を均一に押圧することができる。
【0070】
次に、本発明による第9の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図10(a)及び図10(b)を参照して説明する。図10(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第9の実施の形態を示す正面図、図10(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【0071】
図10(a)及び図10(b)に示すように、本発明による第9の実施の形態としてのボンディングヘッド10iは、振動子2が発生する超音波振動の進行方向uにおける全長がλ/2の4倍、すなわち2λに設定された振動伝達部材1を有する。また、振動伝達部材1は、超音波振動の進行方向uにおける3λ/2の長さを有する第1の振動伝達部1aと、第1の振動伝達部1aと振動子2との間に結合され、超音波振動の進行方向uにおけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部1bと、第1の振動伝達部1aの他端、すなわち振動子2と対向する側の端部に結合され超音波振動の進行方向uにおけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部1cとを有する。
【0072】
また、振動伝達部材1を支持固定する支持部材3は、第1の振動伝達部1aの両端を支持する状態で複数設けられており、第1の振動伝達部1aと第2の振動伝達部1bとの境界部近傍に設けられた第1の支持部材3aと、第1の振動伝達部1aと第3の振動伝達部1cとの境界部近傍に設けられた第2の支持部材3bとからなる。したがって、第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bは、振動伝達部材1の全長(2λ)の範囲内に配置され、互いに3λ/2の距離を隔てて設けられている。また、図9(b)に示すように、第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bは、振動子2が発生する超音波振動の振幅が0となる節の位置、いわゆるノーダル・ポイントに固着されており、振動伝達部材1が伝達する超音波振動を減衰させることがない。
【0073】
押圧部材4は、第1の振動伝達部1aにおける振動子2が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大(又は最小)になる位置に設けられ、接合対象物22(図13に図示)に当接して押圧可能である。したがって、押圧部材4は、第1の支持部材3aと第2の支持部材3bとの間に設けられており、本実施の形態では、第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bから各々均等な距離(3λ/4)を隔てた位置に設けられている。
【0074】
また、第1の振動伝達部1aには、第2の振動伝達部1b側から押圧部材4に向けて傾斜し、絞り込まれた第1の絞り込み部11aと、第3の振動伝達部1c側から押圧部材4に向けて傾斜し、絞り込まれた第2の絞り込み部11bが形成されている。第1の絞り込み部11a及び第2の絞り込み部11bは、振動子2が発生する超音波振動を押圧部材4に向けて収束するものであり、超音波振動が進行方向uに沿って進行しながら第1の絞り込み部11a及び第2の絞り込み部11bで反射を繰り返して収束され、押圧部材4から接合対象物22(図13に図示)に対して強力な超音波振動を印加することができる。
【0075】
したがって、ボンディングヘッド10iは、振動伝達部材1が長尺であっても、振動伝達部材1を均等に支持固定することが可能であり、第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bの中央部に配置された押圧部材4によって接合対象物22(図13に図示)を均一に押圧した状態において、収束された強力な超音波振動を印加することができる。
【0076】
次に、本発明の第10の実施の形態としてのボンディングヘッドについて、図11(a)、(b)及び図12(a)乃至(c)を参照して説明する。図11(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第10の実施の形態を示す正面図、図11(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図、図12(a)は、図11(a)に示すボンディングヘッドの平面図、図12(b)は、(a)におけるA−A及びC−C断面図、図12(c)は、(a)におけるB−B断面図である。
【0077】
図11(a)、(b)及び図12(a)乃至(c)に示すように、本発明による第10の実施の形態としてのボンディングヘッド10jは、図1(a)及び図1(b)に示すボンディングヘッド10aと振動伝達部材1の形状のみが異なるものであり、他の部分については同一になっている。
【0078】
ボンディングヘッド10jの振動伝達部材1は、全体が四角柱状に形成されており、振動子2が発生する超音波振動の進行方向uにおける全長がλ/2の2倍、すなわちλに設定されている。また、振動伝達部材1は、超音波振動の進行方向uにおけるλ/2の長さを有する第1の振動伝達部1aと、第1の振動伝達部1aと振動子2との間に結合されて超音波振動の進行方向uにおける長さがλ/4である第2の振動伝達部1bと、第1の振動伝達部1aの他端、すなわち振動子2と対向する側の端部に結合されて超音波振動の進行方向uにおける長さがλ/4である第3の振動伝達部1cとを有し、第1の振動伝達部1aにおける振動子2が発生する超音波振動の腹の位置、すなわち超音波振動の振幅が最大(又は最小)になる位置に押圧部材4を有する。
【0079】
図12(b)及び(c)に示すように、第1の振動伝達部1aの超音波振動の進行方向uに垂直な方向における断面積は、第2の振動伝達部1b及び第3の振動伝達部1cの超音波振動の進行方向uに垂直な方向における断面積より小に設定されており、振動子2が発生する超音波振動の振幅は、薄肉に形成された第1の振動伝達部1aによって増幅され、押圧部材4から接合対象物22(図13に図示)に対して強力な超音波振動を印加することができる。
【0080】
また、第1の振動伝達部1aの接合対象物22を押圧する方向Pにおける大きさlは、第2の振動伝達部1b及び第3の振動伝達部1cの前記押圧する方向Pにおける大きさlに等しく、第1の振動伝達部1aの接合対象物22に対して平行な方向における大きさm’は、第2の振動伝達部1b及び第3の振動伝達部1cの接合対象物22に対して平行な方向における大きさmより小に設定されている。したがって、第1の振動伝達部1aを第2の振動伝達部1b及び第3の振動伝達部1cに対して薄肉に形成しても、第1の振動伝達部1aの接合対象物22と対向する位置、すなわち第1の振動伝達部1aの下面側に垂下状に突出して設けられた押圧部材4は、第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bより内側に埋没せず、接合対象物22に対して十分に当接することができる。
【0081】
なお、第1の振動伝達部1aの超音波振動の進行方向uに垂直な方向における断面積を第2の振動伝達部1b及び第3の振動伝達部1cの断面積より小に設定すれば、第1の振動伝達部1a、第2の振動伝達部1b及び第3の振動伝達部1cの形状については任意に設定可能であり、第1の振動伝達部1aのみを四角柱状に形成し、第2の振動伝達部1b及び第3の振動伝達部1cについては円柱状であってもよい。
【0082】
ボンディングヘッド10jにおいても、振動伝達部材1を支持固定する支持部材3及び押圧部材4は、振動伝達部材1の全長(λ)の範囲内に配置され、押圧部材4は、互いにλ/2の距離を隔てて設けられた第1の支持部材3aと第2の支持部材3bとの間に位置しているため、接合対象物22に付与する押圧力が均一化される。また、振動伝達部材1に高荷重が付加された場合であっても、振動伝達部材1のたわみや変形が抑止可能で超音波振動を高効率で印加することができる。
【0083】
次に、本発明による第11の実施の形態としてのボンディング装置について、図13を参照して説明する。図13は、本発明による第11の実施の形態としてのボンディング装置を示す模式図である。なお、本発明による第11の実施の形態としてのボンディング装置が備えるボンディングヘッドは、本発明による第1の実施の形態としてのボンディングヘッド10a乃至第10の実施の形態としてのボンディングヘッド10jのうち、いずれか1を使用可能であるが、以下の説明では、第1の実施の形態としてのボンディングヘッド10aを備えたボンディング装置について説明する。
【0084】
図13に示すように、ボンディング装置20は、接合対象物22及びこの接対象物22が接合される被接合部材23が載置される載置台としての位置決めテーブル16と、接合対象物22に超音波振動を印加して接合対象物22と被接合部材23とを接合するボンディングヘッド10aと、ボンディングヘッド10aを保持し、このボンディングヘッド10aと接合対象物22とを互いに圧接して押圧力を付与する圧接機構15と、位置決めテーブル16、圧接機構15及びボンディングヘッド10aが備える発振器18を制御する制御部17とを有する。
【0085】
載置台としての位置決めテーブル16は、テーブル上に載置される接合対象物22及び被接合部材23を所定の位置に位置決め可能であり、制御部17からの制御信号に基づいて矢印x方向及びy方向(図13の紙面に垂直な方向)に移動自在である。接合対象物22及び被接合部材23としては、ICチップ等の電子部品と基板、金属や合成樹脂製の板状部材同士等が好適である。
【0086】
圧接機構15は、モータ等を有しボンディングヘッド10aを矢印z方向に移動して位置決めする駆動部15aと、モータ、エアシリンダ及び油圧シリンダ等からなり、ロッド15cの突出量を可変してボンディングヘッド10aによる接合対象物22の押圧力を加減する荷重機構部15b等からなり、ロッド15cの先端部に固定部材19を介してボンディングヘッド10aが支持固定されている。また、ボンディングヘッド10aは、振動子2が発生する超音波振動の節の位置(ノーダル・ポイント)に設けられた第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bにより固定部材19を介して圧接機構15に固定されている。なお、駆動部15aの移動量及び荷重機構部15bによるロッド15cの突出量は、制御部17からの制御信号に基づいて動作制御されている。
【0087】
制御部17は、マイクロコンピュータ等からなり、あらかじめ設定された情報や各種センサ(図示せず)からの情報に基づいて、位置決めテーブル16、駆動部15a、荷重機構15b及び発振器18等の動作制御を行う。
【0088】
次に、上記の構成からなるボンディング装置20の動作について説明する。ボンディング装置20は、以下の▲1▼〜▲4▼のように動作する。
【0089】
▲1▼載置台としての位置決めテーブル16上に接合対象物22及び被接合部材23が載置されると、制御部17は、位置決めテーブル16を矢印x方向及びy方向(図13における紙面に垂直な方向)に移動して、接合対象物22及び被接合部材23を所定の位置に位置決めする。
【0090】
▲2▼この状態で、駆動部15aが動作してロッド15cの先端部に固着されたボンディングヘッド10aが矢印z方向に下降して所定の高さに位置決めされる。続いて荷重機構部15bが動作し、ボンディングヘッド10aの押圧部材4が接合対象物22に当接して一定の圧力で押圧すると同時に、発振器18が動作して超音波振動が印加されて接合対象物22と被接合部材23との接合が行われる。この駆動部15a、荷重機構部15b及び発振器18の動作制御は、制御部17の制御信号に基づいて行われる。
【0091】
▲3▼駆動部15aが再び動作して、ボンディングヘッド10aが矢印z方向に上昇し、続いて載置台としての位置決めテーブル16が動作して接合対象物22及び被接合部材23を次の接合位置に位置決めし、▲2▼の動作を繰り返し行う。
【0092】
▲4▼接合対象物22と被接合部材23との接合が全て完了すると、駆動部15aが動作して、ボンディングヘッド10aが矢印z方向に上昇し、接合対象物22及び被接合部材23が外部に取り出される。
【0093】
このとき、ボンディング装置20は、本発明による第1の実施の形態としてのボンディングヘッド10aを備えていることから、振動伝達部材1が押圧部材4の極めて近傍で圧接機構15に対して設けられており、押圧部材4が接合対象物22に付与する押圧力を均一化することが可能であり、接合対象物22に比較的大きな押圧力を付与しても振動伝達部材1のたわみや変形を抑止して超音波振動を高効率で印加することができる。また、振動伝達部材1は、小型化されていることから、ボンディング装置20全体の小型化を達成することができる。
【0094】
なお、本発明は、各実施の形態の構成に限らず、第1の実施の形態乃至第11の実施の形態に記載の構成を適宜組み合わせたものであってもよい。
【0095】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置によれば、接合対象物に対して超音波振動を高効率で伝達可能な振動伝達部材の支持位置が具体的に設定され、接合対象物と被接合部材との接合を確実に行い、装置全体の小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第1の実施の形態を示す正面図、(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図2】(a)は、図1(a)に示すボンディングヘッドが備える押圧部材を示す斜視図、(b)は、(a)に示す押圧部材を前面から見た側面図、(c)は、(a)に示す押圧部材を後面から見た側面図である。
【図3】(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第2の実施の形態を示す正面図、(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図4】(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第3の実施の形態を示す正面図、(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図5】(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第4の実施の形態を示す正面図、(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図6】(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第5の実施の形態を示す正面図、(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図7】(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第6の実施の形態を示す正面図、(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図8】(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第7の実施の形態を示す正面図、(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図9】(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第8の実施の形態を示す正面図、(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図10】(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第9の実施の形態を示す正面図、(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図11】(a)は、本発明によるボンディングヘッドの第10の実施の形態を示す正面図、(b)は、(a)に示すボンディングヘッドの振動モードを示す図である。
【図12】(a)は、図11(a)に示すボンディングヘッドの平面図、(b)は、(a)におけるA−A及びC−C断面図、(c)は、(a)におけるB−B断面図である。
【図13】本発明による第11の実施の形態としてのボンディング装置を示す図である。
【符号の説明】
1 振動伝達部材
1a 第1の振動伝達部
1b 第2の振動伝達部
1c 第3の振動伝達部
1d 第2の振動伝達部(第6の実施の形態)
2 振動子
3 支持部材
3a 第1の支持部材
3b 第2の支持部材
3c 第3の支持部材
4 押圧部材
4a 吸着口
4b ダクト
4c 吸引口
5 ヒータ(シートヒータ)
5a 電極
5b 切り欠き
10a〜10j ボンディングヘッド
11a 第1の絞り込み部
11b 第2の絞り込み部
14 ケーブル
15 圧接機構
15a 駆動部
15b 荷重機構部
15c ロッド
16 位置決めテーブル(載置台)
17 制御部
18 発振器
19 固定部材
20 ボンディング装置
22 接合対象物
23 被接合部材

Claims (8)

  1. 超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
    超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
    前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλ/2の長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、
    前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材でなり、
    前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第3の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有すること
    を特徴とするボンディングヘッド。
  2. 超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
    超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
    前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλ/2の長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の一端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端であって該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向における3λ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、
    前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材でなり、
    前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第1の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有し、
    前記第3の振動伝達部は、前記第2の振動伝達部の長さを越える長さとなるようにしたことを特徴とするボンディングヘッド。
  3. 超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
    超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
    前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλの長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の一端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端であって該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、
    前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材でなり、
    前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第1の振動伝達部における前記第2の振動伝達部側の超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有すること
    を特徴とするボンディングヘッド。
  4. 超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
    超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
    前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向におけるλの長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、
    前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材と、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材との間の超音波振動の節の位置に設けられた第3の支持部材とでなり、前記第3の支持部材を前記第1の支持部材及び第2の支持部材に対して各々前記進行方向におけるλ/2の距離を隔てて設け、
    前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第3の振動伝達部における超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有すること
    を特徴とするボンディングヘッド。
  5. 超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
    超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
    前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向における3λ/2の長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、
    前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材でなり、
    前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第1の振動伝達部における前記第3の振動伝達部側の超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有すること
    を特徴とするボンディングヘッド。
  6. 超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドであって、
    超音波振動を発生する振動子と、該振動子が一端に結合されて前記超音波振動を前記接合対象物に伝達する振動伝達部材と、該振動伝達部材を支持固定する支持部材とを備え、
    前記振動伝達部材は、前記超音波振動の1波長をλとして超音波振動の進行方向における3λ/2の長さを有する第1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進行方向における3λ/4の長さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向におけるλ/4の長さを有する第3の振動伝達部とを有し、
    前記支持部材は、前記第1の振動伝達部の両端を支持して超音波振動の節の位置に設けられた第1の支持部材及び第2の支持部材でなり、
    前記接合対象物を加熱する加熱機構を備え、前記第1の振動伝達部における中央に位置する超音波振動の腹の位置に前記接合対象物に当接して押圧する押圧部材を有すること
    を特徴とするボンディングヘッド。
  7. 前記押圧部材は、前記接合対象物を吸引して吸着する吸着口を有することを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちいずれか1記載のボンディングヘッド。
  8. 超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合するボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドを保持し前記ボンディングヘッドと前記接合対象物とを互いに圧接して押圧力を付与する圧接機構とを有し、
    前記ボンディングヘッドは、請求項1乃至請求項7のうちいずれか1記載のボンディングヘッドであること
    を特徴とするボンディング装置。
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