JP4675727B2 - 電子部品の接合ヘッドおよび電子部品の接合装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板と電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッド、その電子部品の接合ヘッドを備えた電子部品の接合装置、および振動部の結合方法に関する。

従来から、基板に形成された端子部と電子部品に形成された電極部とを電気的に接続させた状態で、基板と電子部品とを接合する方法として、超音波振動等の振動を電子部品に与えながら基板に電子部品を圧接して接合する接合方法が知られている。かかる接合方法で基板と電子部品とを接合する電子部品の接合装置は、所定の振動を発生させる振動発生部と、振動発生部で発生させた振動を増幅する振動増幅部と、振動増幅部で増幅させた振動を電子部品に与えながら基板に電子部品を圧接する圧接部とを有する接合ヘッドを備えている。また、振動発生部と振動増幅部とによって振動部が構成されている。

この種の接合ヘッドでは、基板と電子部品とを接合する際に、電子部品を吸着するとともに基板に電子部品を圧接する圧接部の吸着面（圧接面）に荷重と振動とがかかる。そのため、基板と電子部品との接合を繰り返して行うと、吸着面に摩耗が生じる。この吸着面の摩耗が激しくなると、基板と電子部品とを適切に接合することができなくなり、圧接部の交換が必要となる。そのため、この種の接合ヘッドとして、圧接部が振動増幅部に着脱可能に構成され、振動増幅部全体ではなく圧接部のみの交換が可能とされた接合ヘッドが提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。

これらの特許文献１および特許文献２には、ネジを利用して振動増幅部に圧接部を結合することで、圧接部が振動増幅部に着脱可能に構成された接合ヘッドが開示されている。たとえば、特許文献１には、ブロック状の圧接部に形成されたメネジ部に、振動増幅部に挿通されたボルトのオネジ部を螺合することで、圧接部が振動増幅部に着脱可能に構成された接合ヘッドが開示されている。また、特許文献２には、たとえば、圧接部自体をボルトで構成し、振動増幅部に形成されたメネジ部にボルトのオネジ部を螺合することで、圧接部が振動増幅部に着脱可能に構成された接合ヘッド等が開示されている。

特開２００４−１４７７５号公報 特開平１０−５２７６８号公報

基板と電子部品とを適切に接合するためには、振動増幅部で増幅させた振動を圧接部に効率良く伝達する必要がある。特に、圧接部が振動増幅部と別体で形成され、圧接部が振動増幅部と着脱可能に構成された接合ヘッドでは、振動増幅部からの圧接部への振動の伝達効率が問題となる。たとえば、圧接部が振動増幅部に傾いて取り付けられると、圧接部と振動増幅部との間に隙間が生じ、圧接部への振動の伝達効率は悪化する。

そのため、たとえば、特許文献１に開示された接合ヘッドでは、振動増幅部の下面に、垂直面と傾斜面とを有する凹部が形成されている。また、ブロック状に形成された圧接部には、垂直面と傾斜面とが形成されている。そして、圧接部に形成された傾斜面と振動増幅部の下面に形成された傾斜面とをすべらせながら、圧接部に形成された垂直面と振動増幅部の下面に形成された垂直面とが当接するまで、振動増幅部の上側から振動増幅部に挿通されたボルトのオネジ部を圧接部に形成されたメネジに螺合している。こうすることで、振動増幅部と圧接部とを密着させ、振動増幅部の振動を圧接部に効率良く伝達している。

しかしながら、特許文献１に開示された接合ヘッドでは、上述のように、振動増幅部の振動を圧接部に効率良く伝達するための構成が複雑である。そのため、接合ヘッドの製造が困難で、接合ヘッドのコストが嵩むといった問題が生じる。また、特許文献２に開示された接合ヘッドでは、振動増幅部の振動を圧接部に効率良く伝達するための具体的な構成が採用されていなかったり、振動増幅部の振動を圧接部に効率良く伝達するための構成が採用されている場合であっても、特許文献１に開示された接合ヘッドと同様に、その構成は複雑である。

そこで、本発明の課題は、振動増幅部（または、振動部）への圧接部の着脱が可能であっても、簡易な構成で、振動増幅部（または、振動部）の振動を圧接部に効率良く伝達することができる電子部品の接合ヘッド、および、この電子部品の接合ヘッドを備えた電子部品の接合装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、所定の振動を発生させる振動発生部と、振動発生部で発生させた振動を増幅する振動増幅部と、振動増幅部で増幅させた振動を電子部品に与えながら基板に電子部品を圧接する圧接部とを備え、基板と電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッドにおいて、圧接部よりも硬度の低い金属部材で形成され、圧接部と振動増幅部との間に介在する介在部材が備えられ、振動増幅部は、圧接部を振動増幅部に着脱可能に結合するオネジ部またはメネジ部を備え、圧接部は、オネジ部またはメネジ部に結合するメネジ部またはオネジ部を備え、介在部材は、オネジ部とメネジ部とのネジ結合時に変形して、圧接部および振動増幅部に密着していることを特徴とする。

本発明の接合ヘッドは、圧接部を振動増幅部に着脱可能に結合するオネジ部およびメネジ部を備えている。すなわち、本発明の接合ヘッドでは、ネジ結合によって、圧接部が振動増幅部に着脱可能に構成されている。そのため、振動増幅部への圧接部の着脱が容易になる。

また、本発明の接合ヘッドでは、圧接部よりも硬度の低い金属部材で形成され、圧接部と振動増幅部との間に介在する介在部材が、オネジ部とメネジ部とのネジ結合時に変形して、圧接部および振動増幅部に密着している。そのため、圧接部および振動増幅部に密着した介在部材によって、圧接部と振動増幅部とを間接的に密着させることができる。したがって、振動増幅部の振動時における圧接部の固有振動の発生を抑制し、振動増幅部の振動を圧接部に効率良く伝達することができる。すなわち、本発明の接合ヘッドでは、振動増幅部への圧接部の着脱が可能であっても、介在部材を圧接部と振動増幅部との間に介在させるといった簡易な構成で、振動増幅部の振動を圧接部に効率良く伝達することができる。

本発明において、介在部材は平板状に形成され、その厚さは０．５ｍｍ以下であることが好ましい。また、本発明において、介在部材の厚さは０．３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。介在部材の厚さが０．５ｍｍ以下であると、振動増幅部の振動を効率良く、かつ、適切に圧接部に伝達することが可能となる。また、介在部材の厚さが０．３ｍｍ以下であると、振動増幅部の振動をさらに効率良く、かつ、さらに適切に圧接部に伝達することが可能となる。

本発明において、圧接部は、一端に頭部を備えるとともにオネジ部が形成されたボルトまたは、メネジ部が形成されたナットで構成されていることが好ましい。このように構成すると、圧接部の構成を簡素化することができる。

本発明において、ボルトの頭部または、ナットは多角形に形成されていることが好ましい。このように構成すると、オネジ部とメネジ部との締結作業が容易になる。また、六角ボルトや六角ナットのように、汎用性のあるボルトやナットの使用が可能となり、接合ヘッドのコストを低減することができる。

また、上記の課題を解決するため、本発明は、振動部と、振動部の振動が伝達される圧接部とを備え、圧接部の振動を電子部品に与えながら基板に電子部品を圧接して、基板と電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッドにおいて、圧接部の硬度以下の硬度を有する金属部材で形成され、圧接部と振動部との間に介在する介在部材を備えるとともに、振動部と圧接部とは着脱可能に構成され、介在部材は、圧接部の振動部への取付時に変形して、圧接部および振動部に密着していることを特徴とする。

本発明の接合ヘッドでは、圧接部の硬度以下の硬度を有する金属部材で形成され、圧接部と振動部との間に介在する介在部材が、圧接部の振動部への取付時に変形して、圧接部および振動部に密着している。そのため、圧接部および振動部に密着した介在部材によって、圧接部と振動部とを間接的に密着させることができる。したがって、振動部の振動時における圧接部の固有振動の発生を抑制し、振動部の振動を圧接部に効率良く伝達することができる。すなわち、本発明の接合ヘッドでは、振動部への圧接部の着脱が可能であっても、介在部材を圧接部と振動部との間に介在させるといった簡易な構成で、振動部の振動を圧接部に効率良く伝達することができる。

本発明の電子部品の接合ヘッドは、電子部品の接合装置に用いることができる。本発明の電子部品の接合ヘッドを用いた電子部品の接合装置では、振動増幅部（または、振動部）への圧接部の着脱が可能であっても、介在部材を圧接部と振動増幅部（または、振動部）との間に介在させるといった簡易な構成で、振動増幅部（または、振動部）の振動を圧接部に効率良く伝達することができる。

以上説明したように、本発明にかかる電子部品の接合ヘッド、電子部品の接合装置、および振動部の結合方法では、振動増幅部（または、振動部）への圧接部の着脱が可能であっても、簡易な構成で、振動増幅部（または、振動部）の振動を圧接部に効率良く伝達することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

（電子部品の接合装置の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる電子部品の接合装置１の主要部の概略構成を示す平面図である。図２は、図１のＥ−Ｅ方向から接合装置１の主要部の概略構成を示す図である。図３は、図１のＦ−Ｆ方向から接合装置１の主要部の概略構成を示す図である。

本形態の電子部品の接合装置１（以下、「接合装置１」と表記する。）は、基板２上に形成された端子部３（図１参照）と、電子部品４に形成された電極部（図示省略）とを接触させた状態で、電子部品４に超音波振動を与えながら基板２に電子部品４を圧接して接合するように構成されている。この接合装置１は、図１から図３に示すように、基板２と電子部品４との接合を行う接合ヘッド５を有する接合機構部６と、基板２を所定方向へ搬送する搬送機構部７と、接合前の電子部品４が網目状に分割された状態で複数形成された半導体ウェハ８を載置する載置機構部９と、半導体ウェハ８から電子部品４を取り出して接合ヘッド５へ電子部品４を供給する部品供給機構部１０と、基板２へ電子部品４を接合する際に基板２が載置される載置台１１と、基板２上の端子部３と電子部品４との位置合わせを行うための撮像機構部（図示省略）とを備えている。

なお、以下では、図１における左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向と表記し、Ｘ方向とＹ方向とから構成される平面をＸＹ平面と表記する。また、図１の紙面垂直方向を高さ方向と表記する。

本形態における基板２は、たとえば、フレキシブルな樹脂基板であるＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ ｏｒ Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）テープである。また、本形態における電子部品４は、たとえば、小型のＩＣチップである。より具体的には、電子部品４は、たとえば、５．８ｍｍ角以下の正方形に形成された小型のＩＣチップである。なお、基板２は、ＣＯＦテープ以外のフレキシブルな樹脂基板やセラミックス等の硬度の高い基板であっても良い。また、基板２に接続固定される電子部品４は、ＩＣチップには限定されず、表面弾性波素子、抵抗素子等の他の電子部品であっても良い。

基板２は、図１に示すように、長尺状に形成され、その表面に、端子部３が所定の間隔で配設されている。電子部品４と基板２との接合（より具体的には、電子部品４の電極部と端子部３との接合）は、Ｘ方向（本形態では、図１の右方向）へ基板２を所定間隔分だけ搬送して停止させた状態で行われるようになっている。具体的には、基板２の搬送と停止とは繰り返しで行われ、基板２と電子部品４との接合が次々と行われるようになっている。また、基板２は、電子部品４が接合された後の所定の工程を経て、所定位置で分割されるようになっている。

接合機構部６は、接合ヘッド５が高さ方向、Ｘ方向およびＹ方向へ移動できるように構成されている。具体的には、接合機構部６は、接合ヘッド５を高さ方向へ昇降させる昇降機構部１３（図３参照）と、昇降機構部１３をＸ方向およびＹ方向へ移動させる移動機構部（図示省略）とを備えている。昇降機構部１３は、図３に示すように、モータ１４やボールネジ（図示省略）、リニアガイド（図示省略）、および、これらが固定されるフレーム１５を備えている。また、昇降機構部１３は、接合ヘッド５とともに昇降するヘッド固定部１６を備えている。図示を省略する移動機構部も同様に、モータやボールネジ、リニアガイド、および、これらが固定されるフレーム等を備えている。なお、図１および図２では、便宜上、昇降機構部１３の図示を省略している。また、接合ヘッド５の詳細な構成については後述する。

搬送機構部７は、基板２のＹ方向両端を搬送方向（Ｘ方向）へ案内する搬送ガイド１７（図１および図３参照）と、基板２を搬送する基板搬送機構（図示省略）とを備えている。基板搬送機構は、基板２のＹ方向両端側に形成された係合孔（図示省略）に係合して基板２をＸ方向へ搬送する係合突起（図示省略）やこの係合突起を駆動するモータ（図示省略）等を備え、Ｘ方向へ所定間隔で基板２を搬送するように構成されている。

載置機構部９は、半導体ウェハ８がＸ方向およびＹ方向へ移動できるように構成されている。より具体的には、載置機構部９は図示を省略する移動機構部を備え、この移動機構部によって、半導体ウェハ８がＸ方向およびＹ方向へ移動できるようになっている。

部品供給機構部１０は、図１から図３に示すように、電子部品４を吸着する吸着部１８と、接合機構部６と載置機構部９との間で吸着部１８を移動させる移動機構部１９と、移動機構部１９を高さ方向へ昇降させる昇降機構部２０とを備えている。

吸着部１８には、吸引装置（図示省略）に連通する吸着孔（図示省略）が形成されており、この吸着孔に１つの電子部品４が吸着されるようになっている。

移動機構部１９は、吸着部１８が先端側に固定された長尺状のアーム２１と、アーム２１を駆動するモータ２２と、モータ２２の駆動力をアーム２１の基端側に伝達するギア（図示省略）が配設されたフレーム２３とを備えている。アーム２１は、図１に示すように、モータ２２の回転軸を揺動中心として、接合機構部６と載置機構部９との間で吸着部１８がＸＹ平面と平行に約９０°揺動するように構成されている。また、このアーム２１は、回動しながらアーム２１を回転中心に１８０°回転して吸着部１８を上下反転させるように構成されている。すなわち、アーム２１は、回動しながら吸着部１８に吸着された電子部品４の表裏を反転させるように構成されている。このアーム２１の揺動動作および反転動作が１台のモータ２２で行われるように、フレーム２３に配設されたギアが構成されている。

昇降機構部２０は、モータ２５やボールネジ（図示省略）、リニアガイド（図示省略）、および、これらが固定されるフレーム２６を備えている。また、移動機構部１９とともに昇降する移動機構固定部２７を備えている。

撮像機構部（図示省略）は、所定の光学系や撮像部を有するカメラユニットや、カメラユニットで撮影された画像を処理する画像処理装置等を備えている。そして、接合機構部６は、画像処理装置での処理結果に基づいて、電子部品４を保持した接合ヘッド５の位置の微調整を行うことで、基板２上の端子部３と電子部品４との位置合わせを行うようになっている。

（電子部品の接合ヘッドの構成）
図４は、図１に示す電子部品の接合ヘッド５を示す部分断面側面図である。図５は、図４のＧ−Ｇ方向から電子部品の接合ヘッド５を示す底面図である。図６は、図４に示す振動増幅部３１への圧接部３２の取付時の状態を示す拡大側面図である。

接合ヘッド５は、超音波振動を発生させて基板２と電子部品４との接合を行うように構成されている。この接合ヘッド５は、超音波振動の発生源となる圧電素子等の振動子からなる振動発生部３０と、振動発生部３０で発生させた超音波振動を増幅する振動ホーンからなる振動増幅部３１と、振動増幅部３１で増幅させた振動を電子部品４に与えながら基板２に電子部品４を圧接する圧接部３２と、振動発生部３０と振動増幅部３１とを連結し、振動発生部３０で発生させた振動を振動増幅部３１へ伝達する振動コーンからなる振動伝達部３３とを備えている。また、接合ヘッド５は、圧接部３２を構成する後述の頭部３２ａと振動増幅部３１との間に介在する介在部材としての座金３４を備えている。なお、本形態では、振動発生部３０と振動増幅部３１とによって振動部が構成されている。

図４等に示すように、振動発生部３０および振動伝達部３３はともに、略直方体状に形成されており、振動発生部３０の図示右側面に振動伝達部３３が固定されている。

振動増幅部３１は、粉末高速度鋼、合金工具鋼、あるいは、ベリリューム銅等の材質で形成されている。この振動増幅部３１は、図４および図５に示すように、振動伝達部３３の図示右側面に固定された略直方体状の第１振動増幅部３１ａと、第１振動増幅部３１ａの図示右側面から図示右方向に伸びる略直方体状の第２振動増幅部３１ｂとから構成されている。この第１振動増幅部３１ａと第２振動増幅部３１ｂとは一体で形成されている。

図４に示すように、第１振動増幅部３１ａの高さは、第２振動増幅部３１ｂの高さよりも高くなっている。また、図５に示すように、第１振動増幅部３１ａのＹ方向の幅は、第２振動増幅部３１ｂのＹ方向の幅よりも広くなっている。たとえば、第１振動増幅部３１ａの高さまたはＹ方向の幅は、第２振動増幅部３１ｂの高さまたはＹ方向の幅の１．２倍になっている。

第１振動増幅部３１ａの略中心位置には、高さ方向に貫通する貫通孔３１ｃが形成されている。貫通孔３１ｃの内周面には、高さ方向の全域でメネジが形成されており、貫通孔３１ｃの内周面はメネジ部３１ｄとなっている。また、貫通孔３１ｃの図４の上端は、所定の配管を介して、真空ポンプ等からなる吸引装置（図示省略）に接続されている。

本形態の圧接部３２は、熱処理が施されたステンレス鋼やクロムモリブデン鋼等で形成されている。また、圧接部３２は、図４に示すように、頭部３２ａとオネジ部３２ｂとから構成されたボルトである。より具体的には、圧接部３２は、図５に示すように、頭部３２ａが六角形に形成された六角ボルトである。本形態では、頭部３２ａの平行な２つの側面間の距離Ｈは、たとえば、５．５ｍｍとなっている（図５参照）。

この圧接部３２には、電子部品４を吸着するため、高さ方向（圧接部３２の長手方向）に貫通する円形孔である吸着孔３２ｃが形成されている。そして、図４における頭部３２ａの下面が電子部品４を吸着する吸着面３２ｄとなっている。また、吸着孔３２ｃは、図４に示すように、吸引装置（図示省略）に接続された貫通孔３１ｃに連通している。

本形態では、図４の下側からメネジ部３１ｄにオネジ部３２ｂが螺合されることで、圧接部３２が、第１振動増幅部３１ａに対して着脱可能となっている。すなわち、メネジ部３１ｄとオネジ部３２ｂとのネジ結合によって、圧接部３２が、第１振動増幅部３１ａに着脱可能に結合されている。図４に示すように、メネジ部３１ｄとオネジ部３２ｂとの結合長さＬは、たとえば、８ｍｍとなっている。

座金３４は、圧接部３２よりも硬度の低い金属材料で形成されている。より具体的には、座金３４はたとえば、黄銅で形成されている。この座金３４は、薄い平板のリング状に形成されている。この座金３４の厚さは、たとえば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとなっている。そして、図６に示すように、圧接部３２のオネジ部３２ｂが座金３４の内周側に挿通された状態で、メネジ部３１ｄとオネジ部３２ｂとがネジ結合されるようになっている。また、座金３４は、メネジ部３１ｄとオネジ部３２ｂとのネジ結合時に変形（塑性変形および／または弾性変形）して、第１振動増幅部３１ａの下面および圧接部３２の上面に密着している。

なお、座金３４の径は、図４に示すように、頭部３２ａの外形より小さくても良いし、図６に示すように、頭部３２ａの外形より大きくても良い。また、座金３４の径は、頭部３２ａの外形と同じであっても良い。

（電子部品の接合装置の概略動作）
以上のように構成された接合装置１は、以下のように、基板２と電子部品４との接合を行う。

まず、部品供給機構部１０は、網目状に分割された状態の電子部品４が複数形成された半導体ウェハ８から１つの電子部品４を取り出して、接合ヘッド５へ取り出した電子部品４を供給する。より具体的には、まず、昇降機構部２０によって半導体ウェハ８上まで下降した吸着部１８が１つの電子部品４を吸着する。その後、吸着部１８が、昇降機構部２０によって上昇するとともに、移動機構部１９によって、ＸＹ平面と平行に回動しながら上下反転して、接合ヘッド５の下方まで移動する。その状態で、吸着部１８が昇降機構部２０によってさらに上昇し、圧接部３２の吸着面３２ｄが電子部品４を吸着することで、接合ヘッド５が吸着部１８から電子部品４を受け取って、吸着面３２ｄに電子部品４を保持する。

一方、搬送機構部７は、基板２を所定位置まで搬送する。すなわち、搬送機構部７は、接合ヘッド５の吸着面３２ｄに吸着保持された電子部品４の電極部（図示省略）の位置と、基板２上の端子部３とがほぼ一致する位置に、基板２を搬送する。この状態で、撮像機構部が撮影および画像処理を行う。この撮像機構部の撮像結果に基づいて、接合機構部６は電子部品４の位置の微調整を行って、電子部品４の電極部（図示省略）と、基板２上の端子部３とを位置合わせする。

電子部品４と端子部３との位置合わせが終了すると、撮像機構部を構成するカメラユニットが退避する。その後、昇降機構部１３によって、接合ヘッド５が下降して、吸着面３２ｄに保持された電子部品４を端子部３に押し当て加圧しながら（圧接しながら）、電子部品４に超音波振動を与え、基板２と電子部品４とを接合する。この接合時には、たとえば、１０ｋＨｚから６０ｋＨｚの周波数の超音波振動が電子部品４に加えられる。なお、基板２と電子部品４との接合時には、基板２は載置台１１に載置されており、この載置台１１が接合ヘッド５の加圧力を受けている。

基板２と電子部品４との接合が終了すると、接合ヘッド５が上昇し、搬送機構部７は、基板２を所定の間隔だけ搬送する。また、部品供給機構部１０は、接合ヘッド５へ次の電子部品４を供給して、上記と同様に、接合機構部６は、基板２と次の電子部品４との接合を行う。なお、部品供給機構部１０が半導体ウェハ８から次の電子部品４を取り出す前には、載置機構部９が半導体ウェハ８をＸ方向および／またはＹ方向へ移動させ、吸着部１８が次の電子部品４を吸着できるようになっている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の接合装置１は、圧接部３２を第１振動増幅部３１ａに着脱可能に結合するオネジ部３２ｂおよびメネジ部３１ｄを備えている。すなわち、本形態の接合装置１では、オネジ部３２ｂとメネジ部３１ｄとのネジ結合によって、圧接部３２が第１振動増幅部３１ａに着脱可能に構成されている。そのため、振動増幅部３１への圧接部３２の着脱が容易になる。

また、本形態の接合装置１では、圧接部３２よりも硬度の低い金属部材で形成され、圧接部３２と振動増幅部３１の間（より具体的には、第１振動増幅部３１ａの下面と圧接部３２の上面との間）に介在する座金３４が、メネジ部３１ｄとオネジ部３２ｂとのネジ結合時に変形して、圧接部３２の上面および第１振動増幅部３１ａの下面に密着している。そのため、圧接部３２および第１振動増幅部３１ａに密着した座金３４によって、圧接部３２と第１振動増幅部３１ａとを間接的に密着させることができる。したがって、第１振動増幅部３１ａの振動時における圧接部３２の固有振動の発生を抑制し、第１振動増幅部３１ａの振動を圧接部３２に効率良く伝達することができる。すなわち、本形態の接合装置１では、座金３４を圧接部３２と第１振動増幅部３１ａとの間に介在させるといった簡易な構成で、第１振動増幅部３１ａの振動を圧接部３２に効率良く伝達することができる。

なお、座金３４の材質としてプラスチックのような剛性の小さな材料を用いると圧接部３２に固有の振動が生じてしまう。本形態では、座金３４の材質として金属材料を用いているため、このような圧接部３２の固有の振動を抑制することができる。

さらに、本形態では、圧接部３２と振動増幅部３１の間に介在する座金３４が、圧接部３２の上面および第１振動増幅部３１ａの下面に密着している。そのため、接合ヘッド５が吸着面３２ｄで電子部品４を吸着する際の空気の漏れを低減することができる。

本形態では、座金３４は平板状に形成されるとともに、その厚さが０．１〜０．５ｍｍとなっている。そのため、第１振動増幅部３１ａの振動を効率良く、かつ、適切に圧接部３２に伝達することができる。以下、第１振動増幅部３１ａの振動を効率良く、かつ、適切に圧接部３２に伝達できるという本形態の効果を図７を用いてより詳細に説明する。

図７は、振動発生部３０で振動を発生させたときの圧接部３２の吸着面３２ｄでの振幅と、介在部材（座金３４）の厚さとの関係をまとめた表である。なお、図７の中の横振動とは、吸着面３２ｄのＸ方向の振動をいい、図７の中の縦振動とは、吸着面３２ｄの高さ方向の振動をいう。また、横振動の値が大きい程、振動増幅部３１の振動を効率良く圧接部３２に伝達していることになり、縦振動の値が小さい程、振動増幅部３１の振動を適切に圧接部３２に伝達していることになる。なお、縦振動の値が大きくなると電子部品４を破壊することがある。

振動発生部３０で振動を振動させ、第１振動増幅部３１ａでの縦振動と横振動との各振幅と、圧接部３２の吸着面３２ｄでの縦振動と横振動との各振幅とを測定した。このとき、第１振動増幅部３１ａ（具体的には、第１振動増幅部３１ａの下端側）の縦振動の振幅は０．２５μｍであり、横振動の振幅は３．６μｍであった。これに対し、座金３４の厚さを０．１ｍｍ、０．２ｍｍまたは０．３ｍｍとしたときの吸着面３２ｄでの縦振動の振幅はいずれも０．２５μｍであり、横振動の振幅はいずれも３．４μｍであった。また、座金３４の厚さを０．５ｍｍとしたときの吸着面３２ｄでの縦振動の振幅は０．５μｍであり、横振動の振幅は３．１μｍであった。参考として、座金３４の厚さを１．０ｍｍとしたときの吸着面３２ｄでの縦振動の振幅は１．０μｍであり、横振動の振幅は２．８μｍであった。なお、座金３４の厚さをたとえば、０．０１ｍｍとしたときの振幅は測定していないが、この測定結果から縦振動に振幅は０．２５μｍになり、横振動の振幅は３．６μｍに近い値になると考えられる。また、この場合には、圧接部３２と第１振動増幅部３１ａとの密着性を高めることが可能と考えられる。

以上のように、座金３４の厚さが０．５ｍｍ以下であると、第１振動増幅部３１ａの振動を効率良く、かつ、適切に圧接部３２に伝達することが可能となる。また、座金３４の厚さが０．３ｍｍ以下であると、第１振動増幅部３１ａの振動をさらに効率良く、かつ、さらに適切に圧接部３２に伝達することが可能となる。

本形態では、圧接部３２は、頭部３２ａとオネジ部３２ｂとを備えるボルトである。そのため、圧接部３２の構成を簡素化することができる。特に、本形態では、頭部３２ａが六角形に形成されているため、オネジ部３２ｂとメネジ部３１ｄとを容易に螺合することができる。また、六角ボルトは汎用性のあるボルトであるため、圧接部３２を六角ボルトで構成することで、接合ヘッド５のコストを低減することができる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。たとえば、上述した形態では、第１振動増幅部３１ａに形成された貫通孔３１ｃの内周面がメネジ部３１ｄとなっている。この他にもたとえば、図８に示すように、貫通孔３１ｃの内周面にメネジを形成せずに、第１振動増幅部３１ａの上面側にナット４１を配設し、貫通孔３１ｃに挿通された圧接部３２のオネジ部３２ｂの先端側部分と、ナット４１の内周面に形成されたメネジ部４１ｄとのネジ結合によって、圧接部３２を第１振動増幅部３１ａに着脱可能に結合しても良い。

また、上述した形態では、圧接部３２は六角ボルトであるが、図９に示すように、たとえば、六角ナットで圧接部４２を構成しても良い。この圧接部４２の内周側では、図９の上端から所定の深さで形成された凹部の壁面にメネジが形成されており、このメネジが形成された部分がメネジ部４２ｄとなっている。また、圧接部４２には、図９の下端から凹部まで連通する吸着孔４２ｃが形成されている。この場合には、上述した形態で圧接部３２を構成した六角ボルトと同様に頭部４３ａとオネジ部４３ｂとを備えるとともに吸着孔４３ｃが形成されたボルト４３を、第１振動増幅部３１ａの上面側からメネジが形成されていない貫通孔３１ｃに挿通し、ボルト４３のオネジ部４３ｂの先端側部分と、圧接部４２のメネジ部４２ｄとのネジ結合によって、圧接部４２を第１振動増幅部３１ａに着脱可能に結合すれば良い。

さらに、図１０に示すように、第１振動増幅部３１ａの下面から下側に突出するようにオネジ部３１ｅを形成して、上述した圧接部４２のメネジ部４２ｄとオネジ部３１ｅとのネジ結合によって、圧接部４２を第１振動増幅部３１ａに着脱可能に結合しても良い。この場合、図１０に示すように、吸着面４２ｃに電子部品４を吸着するため、第１振動増幅部３１ａおよびオネジ部３１ｅに高さ方向に貫通する吸着孔３１ｆを形成すれば良い。

さらにまた、振動増幅部３１の形状は上述した形態で説明した形状には限定されず、たとえば、図１１に示すような形状であっても良い。すなわち、振動増幅部は、上述した第１振動増幅部３１ａと、第１振動増幅部３１ａのＸ方向の両側面からＸ方向外側に伸びる２つの略直方体状の第２振動増幅部５１ｂ、５１ｂとが一体で形成された振動増幅部５１であっても良い。

また、上述した形態では、圧接部３２の頭部３２ａは六角形に形成されている。この他にもたとえば、圧接部３２の頭部は、図１２（Ａ）に示すように、八角形の頭部５２ａであっても良い。なお、この頭部５２ａには、電子部品４を吸着するための円形の吸着孔５２ｃが、吸着面５２ｄまで貫通するように形成されている。さらに、圧接部３２の頭部は、六角形や八角形以外の多角形に形成されても良い。さらにまた、圧接部３２の頭部は、図１２（Ｂ）に示すように、扁平な円柱を平行な２つの面で切り欠いて形成された２つの平行なトルク伝達面６２ｂ、６２ｂを有する形状の頭部６２ａとしても良い。なお、この頭部６２ａには、電子部品４を吸着するための円形の吸着孔６２ｃが、吸着面６２ｄまで貫通するように形成されている。同様に図９および図１０に示す圧接部４２の形状も、八角形やその他の多角形であっても良いし、図１２（Ｂ）に示す形状であっても良い。また、吸着孔の断面形状は円形でなくても良く、三角形や四角径等の多角形であっても良い。

さらに、上述した形態では、座金３４は、圧接部３２よりも硬度の低い金属材料で形成されている。この他にもたとえば、座金３４は、圧接部３２の硬度と同等の硬度を有する金属材料で形成されても良い。また、振動増幅部３１の硬度は、座金３４の硬度以上であっても良いし、座金３４の硬度以下であっても良い。振動増幅部３１の硬度が座金３４の硬度より高い場合には、オネジ部３２ｂとメネジ部３１ｄとのネジ結合時に、振動増幅部３１に傷が発生するのを抑制できる。

さらにまた、本発明の構成は、振動増幅部３１を有さず、振動発生部３０に圧接部３２が着脱可能に取り付けられた接合ヘッドにも適用可能である。

本発明の実施の形態にかかる電子部品の接合装置の主要部の概略構成を示す平面図である。 図１のＥ−Ｅ方向から接合装置の主要部の概略構成を示す図である。 図１のＦ−Ｆ方向から接合装置の主要部の概略構成を示す図である。 図１に示す電子部品の接合ヘッドを示す部分断面側面図である。 図４のＧ−Ｇ方向から電子部品の接合ヘッドを示す底面図である。 図４に示す振動増幅部への圧接部の取付時の状態を示す拡大側面図である。 図１に示す接合装置の振動発生部で振動を発生させたときの圧接部の吸着面での振幅と、介在部材（座金）の厚さとの関係をまとめた表である。 本発明の他の実施の形態にかかる接合ヘッドを示す部分断面側面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる接合ヘッドを示す部分断面側面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる接合ヘッドを示す部分断面側面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる接合ヘッドを示す部分断面側面図である。 図１に示す接合装置で使用される接合ヘッドにおける圧接部の頭部の他の形状を示す平面図である。

符号の説明

１ 接合装置（電子部品の接合装置）
２ 基板
４ 電子部品
５ 接合ヘッド（電子部品の接合ヘッド）
３０ 振動発生部（振動部の一部）
３１、５１ 振動増幅部（振動部の一部）
３１ｄ、４１ｄ、４２ｄ メネジ部
３２、４２ 圧接部
３２ａ、５２ａ 頭部
３２ｂ、４３ｂ、３１ｅ オネジ部
３４ 座金（介在部材）

Claims (7)

1. 所定の振動を発生させる振動発生部と、該振動発生部で発生させた振動を増幅する振動増幅部と、該振動増幅部で増幅させた振動を電子部品に与えながら基板に上記電子部品を圧接する圧接部とを備え、上記基板と上記電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッドにおいて、
   上記圧接部よりも硬度の低い金属部材で形成され、上記圧接部と上記振動増幅部との間に介在する介在部材が備えられ、
   上記振動増幅部は、上記圧接部を上記振動増幅部に着脱可能に結合するオネジ部またはメネジ部を備え、
   上記圧接部は、上記オネジ部または上記メネジ部に結合するメネジ部またはオネジ部を備え、
   上記介在部材は、上記オネジ部と上記メネジ部とのネジ結合時に変形して、上記圧接部および上記振動増幅部に密着している
   ことを特徴とする電子部品の接合ヘッド。
2. 前記介在部材は平板状に形成され、その厚さは０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の電子部品の接合ヘッド。
3. 前記介在部材の厚さは０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の電子部品の接合ヘッド。
4. 前記圧接部は、一端に頭部を備えるとともに前記オネジ部が形成されたボルトまたは、前記メネジ部が形成されたナットで構成されていることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の電子部品の接合ヘッド。
5. 前記ボルトの頭部または、前記ナットは多角形に形成されていることを特徴とする請求項４記載の電子部品の接合ヘッド。
6. 振動部と、該振動部の振動が伝達される圧接部とを備え、該圧接部の振動を電子部品に与えながら基板に上記電子部品を圧接して、上記基板と上記電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッドにおいて、
   上記圧接部の硬度以下の硬度を有する金属部材で形成され、上記圧接部と上記振動部との間に介在する介在部材を備えるとともに、
   上記振動部と上記圧接部とは着脱可能に構成され、
   上記介在部材は、上記圧接部の上記振動部への取付時に変形して、上記圧接部および上記振動部に密着していることを特徴とする電子部品の接合ヘッド。
7. 請求項１から６いずれかに記載の電子部品の接合ヘッドを備えることを特徴とする電子部品の接合装置。
   

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