JP4292277B2

JP4292277B2 - 超音波接合装置

Info

Publication number: JP4292277B2
Application number: JP2006199696A
Authority: JP
Inventors: 浩太郎神谷
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp; Athlete FA Corp; ESB Inc
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp; Athlete FA Corp; ESB Inc
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2023-05-06
Also published as: JP2006315002A

Description

本発明は、横振動方式の超音波ホーンを使用し、例えば、集積回路のベアチップのバンプを直接プリント基板のランド部に超音波で接合する超音波接合装置に関し、特に、超音波ホーンの保持構造を改良した超音波接合装置に関するものである。

従来の超音波接合装置は、図６および図７に示すように、超音波の予め定めた少なくとも周波数の１波長の長さを有し、この周波数における共振時に、少なくとも両端および中央に、長手方向へ３つの最大振動振幅点を有する超音波ホーン５０と、この超音波ホーン５０の中央の最大振動振幅点に超音波ホーンの外側に突出し被接合部材Ｗ１、Ｗ２と係合する係合用チップ５１と、超音波ホーン５０の両端の最大振動振幅点に同軸上に連結され、超音波の周波数の半波調の長さを有し、その両端に最大振動振幅点を、外部中央にノーダルポイント（波長の振動振幅のゼロ点）Ｐｎ、Ｐｎを有するブースタ５２、５３と、これらブースタ５２、５３の一方に同軸上に連結された超音波振動子５４と、各ブースタ５２、５３における外部ノーダルポイントＰｎ、Ｐｎを機械的なクランプ手段でクランプした支持部材５５Ｒ、５５Ｌと、これらの支持部材５５Ｒ、５５Ｌと被接合部材Ｗ１、Ｗ２を載置した受台５６とを相対的に移動せしめて被接合部材Ｗ１、Ｗ２に係合用チップ５１を加圧せしめる加圧手段とを備えている。

支持部材５５Ｒ、５５Ｌには段付穴５７Ｒ、５７Ｌが形成されていると共に、この段付穴５７Ｒ、５７Ｌの大径部の内周面には雌ねじ５８、５８が形成されている。そして、支持部材５２、５３の段付穴５７Ｒ、５７Ｌにブースタ５２、５３を挿入し、外周面に雄ねじ５９、５９が形成された締付部材６０Ｒ、６０Ｌを螺合して締付けることにより、ブースタ５２、５３の凸部５２Ｆ、５３Ｆが支持部材５５Ｒ、５５Ｌに強固にクランプされている。

ここで、ブースタ５２、５３が支持された支持部材５５Ｒ、５５Ｌを加圧手段で振動方向と直交した方向へ移動させて超音波ホーン５０に配設された係合用チップ５１を被接合部材Ｗ１、Ｗ２に接触させると共に、加圧しながら加振して超音波接合が行なわれる。この時、超音波ホーン５０を挟持する各ブースタ５２、５３は、ノーダルポイントＰｎ、Ｐｎで支持部材５５Ｒ、５５Ｌに機械的に強固に連結されているから、接合時に被接合部材Ｗ１、Ｗ２と超音波ホーン５０の付着が抑制される。したがって、超音波ホーン５０の寿命が伸び、超音波のエネルギーロスが低減される（例えば、特許文献１参照。）。
特許第２５８３３９８号公報（第３、４頁、第２、３図）

しかしながら、こうした従来の超音波接合装置では、予め定めた超音波の周波数における１波長の長さを有する超音波ホーン５０を、超音波の周波数の半波調の長さを有する一対のブースタ５２、５３で挟持し、これら各ブースタ５２、５３におけるノーダルポイントＰｎ、Ｐｎで支持部材５５Ｒ、５５Ｌに対して機械的に連結しているから、超音波振動子５４で加振する振動体（超音波ホーン５０とブースタ５２、５３）は、予め定めた超音波の周波数の少なくとも２波長の長さとなる。これでは振動体の重量が嵩み、ひいてはこの振動体を含む可動体の重量が嵩んで位置決め精度が低下すると共に、位置決め制御に時間がかかり、接合するための作業時間を短縮してチップ部品を低コスト化するには限界があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、超音波振動を利用した半導体部品等の超音波接合装置において、超音波ホーンを含む振動体の重量を低減し、位置決め精度を向上させると共に、位置決め制御を容易にして接合作業時間を抑制した超音波接合装置を提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明の内請求項１に記載の発明は、横振動方式の超音波ホーンを利用して電子部品に水平方向の超音波振動を付与することで溶融接合し実装する超音波接合装置において、
超音波の周波数の１波長分の長さに予め設定され、その両端部および長手方向中央部に最大振動振幅点を有する超音波ホーンと、
この超音波ホーンの長手方向中央の最大振動振幅点に設けられた接合作用部と、
前記超音波ホーンの一端部に同軸上に連結され、当該超音波ホーンを横振動させる超音波振動子と、
前記超音波ホーンの２つのノーダルポイントを固定ボルトを介して着脱自在に固定した支持部材と、
前記超音波ホーンを加圧する加圧手段を備え、
前記超音波ホーンの２つのノーダルポイント位置には上下方向に延びる挿入孔が形成され、該挿入孔の中央であって当該超音波ホーンの断面中央に前記固定ボルトを締結して前記超音波ホーンを支持させる固定部が設けられていることを特徴とする超音波接合装置にある。

このように、例えば、チップ部品等の電子部品のバンプに相手部品となる回路基板側のランド部に対して水平方向の超音波振動を付与することで溶融接合し実装する超音波接合において、超音波ホーンの長手方向中央の最大振動振幅点を加圧すると共に、超音波ホーンの２つのノーダルポイントを、固定ボルトを介して支持部材に着脱自在に固定したので、従来のような半波長分の長さをもつ一対のブースタは不要となり、超音波振動子で加振する振動体は、実質的に１波長分の長さの超音波ホーンのみとなり、振動体の重量が格段に低減されるので、超音波のエネルギーロスを抑制することができる。さらに、従来、チップ部品が回路基板に衝突してダメージを与えないように、超音波ホーンを下降させて両者が接触する寸前で、下降速度を減速させる必要があったが、超音波ホーンを含む振動体の重量が低減されたことにより、こうした位置決め制御が容易となり接合作業時間を短縮することができる。

また、請求項２に記載の発明は、前記超音波ホーンの長手方向中央部の最大振動振幅点で、その上面に突出した摺動部を設けると共に、ガイドバーで軸方向に移動自在に案内されＺスライドによって進退自在に位置決めされるＺステージを設け、前記Ｚステージの下端部にドグを突設し、このドグに対峙する圧力検出器を介して前記摺動部を加圧したので、加圧力の精度を向上させると共に、接合強度を低下させることなく安定した超音波接合を行うことができ、接合部の品質向上を図ることができる。

好ましくは、請求項３に記載の発明のように、前記支持部材が前記Ｚステージに対してばねで吊下げられていれば、支持部材等の重量が超音波ホーンにかかることはなく、超音波ホーンを含む振動体の重量をさらに低減することができるので、位置決め制御が容易となり接合作業時間を短縮することができる。

以上詳述したように、本発明に係る超音波接合装置は、横振動方式の超音波ホーンを利用して電子部品に水平方向の超音波振動を付与することで溶融接合し実装する超音波接合装置において、超音波の周波数の１波長分の長さに予め設定され、その両端部および長手方向中央部に最大振動振幅点を有する超音波ホーンと、この超音波ホーンの長手方向中央の最大振動振幅点に設けられた接合作用部と、前記超音波ホーンの一端部に同軸上に連結され、当該超音波ホーンを横振動させる超音波振動子と、前記超音波ホーンの２つのノーダルポイントを固定ボルトを介して着脱自在に固定した支持部材と、前記超音波ホーンを加圧する加圧手段とを備えるとともに、前記超音波ホーンの２つのノーダルポイント位置には上下方向に延びる挿入孔が形成され、該挿入孔の中央であって当該超音波ホーンの断面中央に前記固定ボルトを締結して前記超音波ホーンを支持させたので、従来のような半波長分の長さをもつ一対のブースタは不要となり、超音波振動子で加振する振動体は、実質的に１波長分の長さの超音波ホーンのみとなり、振動体の重量が格段に低減されるので、超音波のエネルギーロスを抑制することができる。さらに、従来、チップ部品が回路基板に衝突してダメージを与えないように、超音波ホーンを下降させて両者が接触する寸前で、下降速度を減速させる必要があったが、超音波ホーンを含む振動体の重量が低減されたことにより、こうした位置決め制御が容易となり接合作業時間を短縮することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る超音波接合装置の実施形態を示す概略図である。本実施形態では、プリント基板１５にベアチップ（半導体チップ）１４を実装するフリップチップボンダーを例として説明する。このフリップチップボンダー１は、基台上に配設されたＹ１スライド２、このＹ１スライド２に載置されたＸ１スライド３、このＸ１スライド３に設けられた基板ステージ４、Ｙ２スライド５とＸ２スライド６とで支持されたベアチップ用カメラ７、Ｙ３スライド８で支持されたボンディングコレット９、Ｘ３スライド１０、Ｚスライド１１で支持された超音波ホーン１２、ベアチップ位置決めステージ１３、および図示しないトレーステージと制御用コンピュータを備えている。トレーステージは上下動自在に配設され、ベアチップ１４がその電極形成面を上に向けて多数収容されている。

Ｙ１スライド２、Ｘ１スライド３は、２つのＡＣサーボモータの回転をボールねじ機構（図示せず）で直線方向に変換し、水平面内で直交する２方向に移動可能である。Ｘ１スライド３上には基板ステージ４が設けられ、図示しない移載手段によりプリント基板１５が１枚ずつ移載される。移載されたプリント基板１５は、基板ステージ４上で反りや歪みが矯正され、図示しないヒータにて予加熱される。

ベアチップ用カメラ７は、例えばＣＣＤカメラ等の上下２視野小型カメラからなり、基板ステージ４の上方で進退自在に配設されている。ベアチップ１４をプリント基板１５の手前でベアチップ位置決めステージ１３に表裏を反転させて降ろし、Ｙ３スライド８とＸ３スライド１０で位置決めした後に、Ｙ３スライド８に設けられたボンディングコレット９でベアチップ１４を保持してプリント基板１５上に載置する。このボンディングコレット９は、ベアチップ１４をエアで吸着保持する吸着ノズル９ａを有し、ベアチップ１４の形状やサイズに応じて適宜交換自在となっている。Ｙ２スライド５、Ｘ２スライド６、Ｙ３スライド８、Ｘ３スライド１０は、それぞれ２つのＡＣサーボモータの回転をボールねじ機構（図示せず）で直線方向に変換し、水平面内で直交する２方向に移動可能である。

基板ステージ４上に位置決めされたプリント基板１５と、このプリント基板１５に位置決めされたベアチップ１４の上方に超音波ホーン１２がＺスライド１１に支持されて下降し、所定の位置で停止する。この超音波ホーン１２の先端部に、ヘッド回転中心と同軸芯になるようにバキューム孔（図示せず）を形成し、ベアチップ１４を吸着保持する。バキューム孔はここで、キーボード、ＣＲＴを備えた制御用コンピュータは、このＣＲＴの表示画面を見ながらキーボードから入力されるベアチップ１４の種類等の情報パラメータと、その制御用コンピュータに内蔵されたプログラムにしたがって、フリップチップボンダー１の各部の動作を制御する。また、ベアチップ用カメラ７の撮影画像を画像処理し、その結果からボンディングコレット９で移送中のベアチップ１４とプリント基板１５との相対位置を確認する。

図２は、本発明に係るフリップチップボンダー１におけるＺスライドの実施形態を示す一部を断面した正面図である。このＺスライド１１は、ＡＣサーボモータ１６と、このモータ１６のモータ軸１６ａにカップリング１７を介して連結されたボールねじ軸１８ａと、このボールねじ軸１８ａに外嵌されたナット１８ｂと、ナット１８ｂを固着するＺステージ１９とを備えている。ボールねじ軸１８ａの外周面およびナット１８ｂの内周面には螺旋状のねじ溝（図示せず）が形成され、これらねじ溝で形成されるボール転走路に多数のボール（図示せず）を転動自在に収容した、所謂ボールねじ１８を構成している。このボールねじ１８によってモータ１６の回転をＺ軸方向の直線運動に変換している。

ボールねじ軸１８ａは、ハウジング２０に対して転がり軸受２１を介して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。一方、ナット１８ｂはＺステージ１９に固着され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に配設されている。

Ｚステージ１９は後述する静圧軸受２４を介して一対のガイドバー２５に対して軸方向移動自在に支持されている。このＺステージ１９の下端部には、支持部材２６が配設されている。この支持部材２６は、静圧軸受２４を介して一対のガイドバー２５に対して軸方向移動自在に支持されている。これにより、超音波ホーン１２を傾き等なく、安定して精度良く支持することができ、加圧力の精度を向上させることができる。

超音波ホーン１２はこの支持部材２６に脱着可能に装着され、支持部材２６は、一対のコイルばね２７によりＺステージ１９に吊下げられている。したがって、支持部材２６の自重はキャンセルされ、超音波振動子３２で加振する振動体は、実質的に超音波ホーン１２のみとなり、振動体の重量が格段に低減される。

Ｚステージ１９の下端部にはドグ２８が突設され、このドグ２８に対峙してロードセル２９が配設されている。このロードセル２９によって、超音波ホーン１２の加圧力を検出することができる。そして、このロードセル２９の出力信号に基き荷重制御が行なわれる。

超音波ホーン１２は矩形断面に形成され、その両端部および長手方向中央部に最大振動振幅点を有し、両端から略１／４の内部の点にノーダルポイントＰｎを有すると共に、超音波の周波数の１波長分の長さに予め設定されている（図４参照）。また、超音波ホーン１２は、その中央部の最大振動振幅点で、上面に突出した摺動部１２ａ、下面に突出した接合作用部１２ｂを有している。そして、前述したドグ２８に対峙する圧力検出器２９を介して摺動部１２ａ、すなわち超音波ホーン１２の長手方向中央部を加圧する。これにより、加圧力の精度を向上させると共に、接合強度を低下させることなく安定した超音波接合を行うことができ、接合部の品質向上を図ることができる。なお、摺動部１２ａおよび接合作用部１２ｂの少なくとも表面は、超硬合金や超硬材をバインダとするダイヤ合金等の耐摩耗性に富み、摩擦係数の小さい材質で形成されている。これにより、耐久性を向上させると共に、接合性を向上させてことができる。また、接合作用部１２ｂにはベアチップ１４を吸着するための吸引孔（図示せず）が形成されている。

超音波ホーン１２は一対の固定ボルト３０を介して支持部材２６に締結されているが、図３に示すように、その固定部はノーダルポイントＰｎに設定されている。この超音波ホーン１２の内部のノーダルポイントＰｎ位置には上下方向に固定ボルト３０の外径より大径に挿入孔３１形成されている。この挿入孔３１の中央、すなわち、超音波ホーン１２の断面中央のノーダルポイントＰｎには雌ねじ３１ａが形成され、この雌ねじ３１に固定ボルト３０を螺合することにより、超音波ホーン１２は着脱可能に支持部材２６に締結することができる。なお、雌ねじ３１に変え、内部のノーダルポイントＰｎに固定ボルト３０を嵌挿し、固定ナット（図示せず）で締結しても良い。ここで、超音波ホーン１２の材質としては、アルミ合金、黄銅、ステンレス鋼、チタン合金等を例示することができる。

超音波ホーン１２の一端部には同軸上に超音波振動子３２が連結されている。この超音波振動子３２は、図示しない超音波発生器より電力が供給され、所定の周波数からなる縦波の超音波を発生して出力する電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子あるいは磁歪素子等のようなエネルギー変換器である。前述したように、超音波ホーン１２のノーダルポイントＰｎを固定ボルト３０を介して支持部材２６に固定し、超音波ホーン１２の接合作用部１２ｂにベアチップ１４を吸着した状態で、超音波ホーン１２の長手方向に超音波振動を付与すると共に、モータ１６を駆動させてボールねじ１８を介してＺステージ１９を下降させて超音波ホーン１２を下方に移動させる。すると、受台３３上に載置されたプリント基板１５とベアチップ１４とが接触し、両者が加圧される。このように、プリント基板１５とベアチップ１４を加圧させながら超音波振動を付与することにより、接触面の酸化膜が排除されて活性化した金属面が露出し、摩擦による境界部での局部温度上昇が加わって、活性原子間の距離が近付き金属接合が行なわれる。

図５は静圧軸受２４の実施形態を示す断面斜視図である。この静圧軸受２４は、多孔質燒結合金からなる軸受部３６と、この軸受部３６に外嵌されたバックメタル３７とから構成されている。このバックメタル３７の内周面には、環状の吸気溝３７ａが形成され、この吸気溝３７ａを連通する吸気室３７ｂを通して吸気口３７ｃに開口している。吸気口３７ｃは図示しない吸気管を介してエア供給源に連通している。

軸受部３６は、銅系の燒結金属と黒鉛等の固体潤滑材およびこれらを結合させるバインダーからなり、所定の圧力で金型内で成形し、その後熱処理されている。粉体の粒子サイズや成形圧力によって所望のサイズの気孔を形成することができ、さらに軸受面となる内周面を適宜目つぶし加工により所望の多孔質絞りを形成して高剛性な軸受を構成することができる。この多孔質燒結合金からなる軸受部３６は、摩擦係数が極めて小さく、スティックスリップを可及的に抑制することができる。また、潤滑油が不要で、使用環境をクリーンに維持できると共に、メンテナンスフリーが実現できる特徴を有している。

静圧軸受２４とガイドバー２５とのラジアルすきまは、５〜１５μｍの範囲に規制し、流量を調整することにより、適宜所望の軸受剛性と負荷容量を設定することができる。通常軸受剛性は軸受のラジアルすきまに反比例するため、可能な限り小さく設定することで高精度なスライダーが得られるが、一対のガイドバー２５の平行度や直角度および真円度を考慮し、本実施形態では７〜１２μｍの範囲に設定している。

本実施形態では、静圧軸受の中で最も負荷容量を高くできる多孔質燒結合金からなる静圧軸受２４を例示したが、これに限らず、オリフィス絞りや表面絞り、あるいは自成絞り形式の静圧軸受であっても良い。また、ここではガイドバー２５は断面円形のバー材を使用したが、断面矩形の角材を使用しても良い。本出願人が実施した試験では、多孔質の燒結合金からなる静圧軸受２４をＺスライド１１の案内機構として使用すると、超音波ホーン１２のＺ軸制御精度が格段に向上し、１．０〜１．２μｍの分解能が得られ、ベアチップ１４の装着精度±５μｍ以下を達成することができた。また、加圧力を５〜１００Ｎの範囲で、±０．５Ｎ以下の加圧精度を達成することができた。したがって、従来に比べ接合強度が向上し、シェア強度は単位バンプ当たり０．５Ｎ以上を達成することができ、接合における不良率を格段に抑制することができた。

本実施形態では、超音波ホーン１２の振動振幅のないノーダルポイントＰｎを固定ボルト３０を介して支持部材２６に固定すると共に、長手方向中央部の最大振動振幅点を加圧するようにしたので、従来のような半波長分の長さをもつ一対のブースタは不要となり、超音波振動子３２で加振する振動体は、実質的に１波長分の長さの超音波ホーン１２のみとなり、振動体の重量が格段に低減されるので、超音波のエネルギーロスを抑制することができる。さらに、従来、ベアチップ１４がプリント基板１５に衝突してダメージを与えないように、超音波ホーン１２を下降させて両者１４、１５が接触する寸前で、下降速度を減速させる必要があったが、超音波ホーン１２を含む振動体の重量が低減されたことにより、こうした位置決め制御が容易となり接合作業時間を短縮することができる。超音波接合における作業時間の短縮は、チップ部品の低コスト化に大きく貢献するため、量産における効果は多大なるものがある。

また、本実施形態では、フリップチップボンダーについて説明したが、本発明に係る超音波接合装置はこれに限らず、例えばギャングボンダーやその他端子接合等半導体部品一般の超音波接合装置に適用できることは言うまでもない。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

超音波の周波数の１波長分の長さに予め設定され、その両端部および長手方向中央部に最大振動振幅点を有する超音波ホーンと、この超音波ホーンの長手方向中央の最大振動振幅点に設けられた接合作用部と、超音波ホーンの一端部に同軸上に連結され、当該超音波ホーンを横振動させる超音波振動子と、超音波ホーンの２つのノーダルポイントを固定ボルトを介して着脱自在に固定した支持部材と、超音波ホーンを加圧する加圧手段と、を備えるとともに、超音波ホーンの２つのノーダルポイント位置には上下方向に延びる挿入孔が形成され、該挿入孔の中央であって当該超音波ホーンの断面中央に固定ボルトを締結して超音波ホーンを支持させた超音波接合装置であれば、他の形態であってもよい。

本発明に係る超音波接合装置の実施形態を示す模式図である。本発明に係るＺスライドの実施形態を示す正面図である。同上、要部拡大断面図である。本発明に係る超音波ホーンと超音波の振動との関係を示した説明図である。本発明に係る静圧軸受を示す断面斜視図である。従来の超音波接合装置における要部拡大図である。従来の超音波の振動と超音波ホーン、ブースタとの関係を示した説明図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・・フリップチップボンダー
２・・・・・・・・・・・・・・・Ｙ１スライド
３・・・・・・・・・・・・・・・Ｘ１スライド
４・・・・・・・・・・・・・・・基板ステージ
５・・・・・・・・・・・・・・・Ｙ２スライド
６・・・・・・・・・・・・・・・Ｘ２スライド
７・・・・・・・・・・・・・・・カメラ
８・・・・・・・・・・・・・・・Ｙ３スライド
９・・・・・・・・・・・・・・・ボンディングコレット
９ａ・・・・・・・・・・・・・・吸着ノズル
１０・・・・・・・・・・・・・・Ｘ３スライド
１１・・・・・・・・・・・・・・Ｚスライド
１２・・・・・・・・・・・・・・超音波ホーン
１２ａ・・・・・・・・・・・・・摺動部
１２ｂ・・・・・・・・・・・・・接合作用部
１３・・・・・・・・・・・・・・ベアチップ位置決めステージ
１４・・・・・・・・・・・・・・ベアチップ
１５・・・・・・・・・・・・・・プリント基板
１６・・・・・・・・・・・・・・モータ
１６ａ・・・・・・・・・・・・・モータ軸
１７・・・・・・・・・・・・・・カップリング
１８・・・・・・・・・・・・・・ボールねじ
１８ａ・・・・・・・・・・・・・ボールねじ軸
１８ｂ・・・・・・・・・・・・・ナット
１９・・・・・・・・・・・・・・Ｚステージ
２０・・・・・・・・・・・・・・ハウジング
２１・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
２４・・・・・・・・・・・・・・静圧軸受
２５・・・・・・・・・・・・・・ガイドバー
２６・・・・・・・・・・・・・・支持部材
２７・・・・・・・・・・・・・・ばね
２８・・・・・・・・・・・・・・ドグ
２９・・・・・・・・・・・・・・ロードセル
３０・・・・・・・・・・・・・・固定ボルト
３１・・・・・・・・・・・・・・挿入孔
３１ａ・・・・・・・・・・・・・雌ねじ
３２・・・・・・・・・・・・・・超音波振動子
３６・・・・・・・・・・・・・・軸受部
３７・・・・・・・・・・・・・・バックアップメタル
３７ａ・・・・・・・・・・・・・吸気溝
３７ｂ・・・・・・・・・・・・・吸気室
３７ｃ・・・・・・・・・・・・・吸気口
５０・・・・・・・・・・・・・・超音波ホーン
５１・・・・・・・・・・・・・・係合用チップ
５２、５３・・・・・・・・・・・ブースタ
５２Ｆ、５３Ｆ・・・・・・・・・凸部
５４・・・・・・・・・・・・・・超音波振動子
５５Ｒ、５５Ｌ・・・・・・・・・支持部材
５６・・・・・・・・・・・・・・受台
５７Ｒ、５７Ｌ・・・・・・・・・段付孔
５８・・・・・・・・・・・・・・雌ねじ
５９・・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
６０Ｒ、６０Ｌ・・・・・・・・・締付部材
Ｐｎ・・・・・・・・・・・・・・ノーダルポイント
Ｗ１、Ｗ２・・・・・・・・・・・被接合部材

Claims

横振動方式の超音波ホーンを利用して電子部品に水平方向の超音波振動を付与することで溶融接合し実装する超音波接合装置において、
超音波の周波数の１波長分の長さに予め設定され、その両端部および長手方向中央部に最大振動振幅点を有する超音波ホーンと、
この超音波ホーンの長手方向中央の最大振動振幅点に設けられた接合作用部と、
前記超音波ホーンの一端部に同軸上に連結され、当該超音波ホーンを横振動させる超音波振動子と、
前記超音波ホーンの２つのノーダルポイントを固定ボルトを介して着脱自在に固定した支持部材と、
前記超音波ホーンを加圧する加圧手段を備え、
前記超音波ホーンの２つのノーダルポイント位置には上下方向に延びる挿入孔が形成され、該挿入孔の中央であって当該超音波ホーンの断面中央に前記固定ボルトを締結して前記超音波ホーンを支持させる固定部が設けられていることを特徴とする超音波接合装置。
前記超音波ホーンの長手方向中央部の最大振動振幅点で、その上面に突出した摺動部を設けると共に、ガイドバーで軸方向に移動自在に案内されＺスライドによって進退自在に位置決めされるＺステージを設け、前記Ｚステージの下端部にドグを突設し、このドグに対峙する圧力検出器を介して前記摺動部を加圧した請求項１に記載の超音波接合装置。
前記支持部材は、前記Ｚステージに対してばねで吊下げられている請求項２に記載の超音波接合装置。