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Abstract
Description
本発明は、重ね合わされた複数の被接合物を接合する超音波振動接合装置などの接合装置に関するものである。 The present invention relates to a joining apparatus such as an ultrasonic vibration joining apparatus that joins a plurality of objects to be joined.
従来、重ね合わされた複数の被接合物を接合する際、被接合物同士の所望の位置を高精度に接合するために、被接合物同士の接合面を均一の荷重で加圧して接合できるように、接合前に被接合物同士の接合面や被接合物を保持するステージの上面の平行度の倣い調整が行われている。 Conventionally, when joining a plurality of stacked objects to be joined, in order to join the desired positions of the objects to be joined with high accuracy, the joining surfaces of the objects to be joined can be pressurized and joined with a uniform load. In addition, copying adjustment of the parallelism of the bonding surfaces of the objects to be bonded and the upper surface of the stage holding the objects to be bonded is performed before bonding.
一般的には、接合装置に倣い調整機構が備えられ、被接合物を保持するステージの位置や傾きを変えて倣い調整が行われる。 Generally, a copying apparatus is provided with a copying adjustment mechanism, and copying adjustment is performed by changing the position and inclination of a stage that holds an object to be bonded.
例えば、特許文献1の平面調整機構では、下面に球面状外形部を有するステージが支持部を介して基台部に備えられている。前記支持部は、ステージ下面の球面状外形部の水平接線方向への水平移動と、球面状外形部の水平接線を軸とする回転移動とが可能なロール状支持部で構成されており、被接合物をステージ上面に保持した状態で加圧機構により被接合物を加圧すると、ステージが水平面内の全ての方向に対して、いずれの方向でも振り子のように自在に傾きを変えるように移動し、被接合物の傾きを任意に変更することができる。
For example, in the planar adjustment mechanism of
また、ステージは水平移動機構に連結されており、ステージ上面に力を加えることによりステージは球面外形部に沿って倣い動作をし、それに追従してステージは水平移動機構により水平移動する。また、反対に水平移動機構によってステージを水平移動させ、球面外形部に沿ってステージの傾きを変化させることもできる。したがって、被接合物をステージ上面に保持した状態で被接合物を加圧し、被接合物同士の接合面が倣うように水平移動機構を水平移動させ、被接合物同士の接合面を倣い調整している。 The stage is connected to a horizontal movement mechanism. When a force is applied to the upper surface of the stage, the stage follows the spherical outer shape, and the stage moves horizontally by the horizontal movement mechanism following the movement. Conversely, the stage can be moved horizontally by a horizontal movement mechanism to change the inclination of the stage along the spherical outer shape. Therefore, pressurize the workpiece while holding the workpiece on the top of the stage, move the horizontal movement mechanism so that the bonding surface of the workpieces follows, and adjust the copying of the bonding surfaces of the workpieces. ing.
また、特許文献1の平面調整機構では、ステージの傾きが変化することにより、被接合物の位置は垂直方向に対しても変化する。そこで、ステージの下に垂直方向へ付勢力を発生する板バネ状部材を備えることにより、被接合物を加圧した状態でステージを水平方向に移動させたときのステージの垂直方向の変位を板バネ状部材の弾性力により吸収してステージの傾きと位置を調整している。したがって、被接合物への加圧と平面移動機構の水平移動により被接合物同士の接合面を概ね倣わせた後は、板バネ状部材の弾性を利用して倣い調整を行っている。
Moreover, in the plane adjustment mechanism of
しかし、特許文献1に記載の発明では、平面調整を行うときに加圧機構の上下動の制御と水平移動機構の移動制御を繰り返して調整を行わなければならないため煩雑であり、また、加圧力やステージの移動方向や移動距離などの調整が複雑である。したがって、高精度に平面調整を行うことは容易ではない。
However, the invention described in
また、上記した板バネ状部材により、加圧した状態でステージの水平移動を行うことも可能であるが、上記した板バネ状部材は厚さが薄く破損し易いため、加圧した状態でステージの水平移動を大きく行った場合には板バネ状部材が破壊するおそれもある。したがって、加圧した状態でステージを所定の範囲を超えて移動させることができず、倣い調整を高精度に安定して行うことが難しいという問題がある。 In addition, it is possible to perform horizontal movement of the stage in a pressurized state by the above-described leaf spring-like member. However, since the above-described leaf spring-like member is thin and easily damaged, the stage is in a pressurized state. If the horizontal movement is greatly performed, the leaf spring-shaped member may be destroyed. Therefore, there is a problem that the stage cannot be moved beyond a predetermined range in a pressurized state, and it is difficult to stably perform the copying adjustment with high accuracy.
また、特許文献1に記載の発明では、倣い調整が高精度に行われているかどうかを監視する機構を備えていないため、例えば接合面を拡大した画像モニタに取り込んでを確認することにより、倣い調整を行っている。したがって、厳密に倣い調整が行われているかどうかを判断することも容易ではない。
Further, since the invention described in
そこで、本発明は、被接合物同士の接合面または被接合物を保持するステージの倣い調整を高精度にかつ容易に行うことができ、良好な接合を可能にする接合装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a joining apparatus that can easily and accurately perform the copying adjustment of the joining surfaces of the objects to be joined or the stage that holds the objects to be joined, and enables good joining. Objective.
上記課題を解決するために、本発明にかかる接合装置は、複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、上面に被接合物が載置され前記球面状基部の上面に設置された倣い基準部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する2方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する搭載手段と、倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段と、前記倣い基準部の上面に前記基準体の倣い基準面を当接した状態で前記加圧手段により前記基準体と前記搭載手段を加圧することによって倣い移動した前記球面状基部にかかる荷重バランスを検出する検出手段と、前記荷重バランスが均一になるように前記移動機構を制御する制御手段とを備え、前記連結機構は、前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された円筒部と、球体を摺動自在に保持する球面凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された受部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴としている(請求項1)。 In order to solve the above-described problems, a joining apparatus according to the present invention is a joining apparatus that joins a plurality of stacked objects to be joined, and a support base installed on a base and the support base. A support base, a spherical base having a spherical surface on the lower surface and disposed slidably with respect to the support; and a copying reference in which an object to be joined is placed on the upper surface and installed on the upper surface of the spherical base. And a connecting mechanism disposed on the lower surface side of the spherical base, and connected to the spherical base by the connecting mechanism and moved in two directions perpendicular to each other in a horizontal plane to support the spherical base A mounting means having a moving mechanism for slidingly moving the spherical base by following the reference, a pressing means having a reference body having a copying reference surface, and the reference body on the upper surface of the copying reference portion With the pressurizing means in a state where the copying reference surface is in contact Comprising a detection means for detecting a load balance according to the mounting means and the serial reference body to said spherical base portion which is the scanning movement by pressurizing, and control means for the load balance controls the moving mechanism so as to be uniform The coupling mechanism has a cylindrical portion fixed to one of the spherical base and the moving mechanism, and a spherical concave portion for holding a spherical body slidably, and is fixed to the other of the spherical base and the moving mechanism. and receiving the one end is characterized in Rukoto and a shaft portion to which the other end is fixed to the sphere to slide internally fitted to the cylindrical portion in the axial direction and the axial direction around the cylindrical portion (claim 1).
また、本発明にかかる接合装置は、複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、上面に被接合物が載置される載置台と、基台の下面側に設置された支持台と、前記支持台下に設置された支持部と、球面を上面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、倣い基準面を有する基準体を備えた倣い基準部と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する2方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する加圧手段と、前記載置台の上面に前記基準体の倣い基準面を当接した状態で前記加圧手段により前記基準体と前記載置台を加圧することによって倣い移動した前記球面状基部にかかる荷重バランスを検出する検出手段と、前記荷重バランスが均一になるように前記移動機構を制御する制御手段とを備え、前記連結機構は、前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された円筒部と、球体を摺動自在に保持する球面凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された受部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴としている(請求項2)。 Moreover, the joining apparatus concerning this invention is a joining apparatus which joins the several to-be-joined to-be-joined object, The mounting base by which a to-be-joined object is mounted in the upper surface, and the support stand installed in the lower surface side of the base A copying apparatus comprising: a supporting portion installed under the supporting base; a spherical base portion having a spherical surface on an upper surface thereof; and a slidable arrangement with respect to the supporting portion; and a reference body having a copying reference surface. A reference portion; a connection mechanism disposed on the upper surface side of the spherical base; and the connection mechanism connected to the spherical base by the connection mechanism and moving in two directions perpendicular to each other in a horizontal plane to move the spherical base A pressurizing means having a moving mechanism for slidingly moving the spherical base portion by sliding with respect to the support portion; and the pressurizing means in a state where the scanning reference surface of the reference body is in contact with the upper surface of the mounting table. By applying pressure to the reference body and the mounting table. Detecting means for detecting a load balance according to the spherical base was, and control means for controlling the moving mechanism so that the load balance is uniform, wherein the connecting mechanism, the spherical base and the moving mechanism A cylindrical portion fixed to one of the two, a spherical concave portion holding the spherical body slidably, a receiving portion fixed to the other of the spherical base and the moving mechanism, and one end fixed to the spherical body There has been characterized Rukoto and a shaft portion to slide internally fitted to the cylindrical portion in the axial direction and the axial direction around the cylindrical portion (claim 2).
また、本発明にかかる接合装置は、複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、球面を上面に有し基台上に設置された球面状基部と、前記球面状基部上に摺動自在に配設された支持部と、前記支持部上に設置された支持台と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する2方向に移動して前記支持部を前記球面状基部に対して摺動させて前記支持部を倣い移動させる移動機構と、前記支持台に設置され上面に被接合物が載置される載置台とを有する搭載手段と、倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段と、前記載置台の上面に前記基準体の倣い基準面を当接した状態で前記加圧手段により前記基準体と搭載手段を加圧することによって倣い移動した前記球面状基部にかかる荷重バランスを検出する検出手段と、前記荷重バランスが均一になるように前記移動機構を制御する制御手段とを備え、前記連結機構は、前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された円筒部と、球体を摺動自在に保持する球面凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された受部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴としている(請求項3)。 Further, the joining device according to the present invention is a joining device for joining a plurality of stacked objects to be joined, a spherical base portion having a spherical surface on the upper surface and installed on a base, and a slide on the spherical base portion. A support portion disposed movably, a support base installed on the support portion, a coupling mechanism disposed on the upper surface side of the spherical base portion, and the spherical base portion coupled by the coupling mechanism And a moving mechanism that moves in two directions orthogonal to each other and slides the support portion with respect to the spherical base to move the support portion, and an object to be joined is placed on the upper surface of the support base. A mounting means having a mounting table, a pressing means having a reference body having a copying reference surface, and the pressing means in a state where the copying reference surface of the reference body is in contact with the upper surface of the mounting table. The reference body and the mounting means are moved by applying pressure. Comprising a detection means for detecting a load balance according to the spherical base and a control means for the load balance controls the moving mechanism to be uniform, wherein the connecting mechanism, the spherical base and the moving mechanism A cylindrical portion fixed to one side, a spherical concave portion that holds the sphere slidably, a receiving portion fixed to the other of the spherical base and the moving mechanism, one end fixed to the sphere and the other end It is characterized in Rukoto and a shaft portion for internally fitted to slide on said cylindrical portion and the shaft and axial direction around the cylindrical portion (claim 3).
また、本発明にかかる接合装置は、複数の重ね合わされた被接合物を接合する接合装置において、上面に被接合物が載置される載置台と、基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する2方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有し、前記基台下に倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段と、前記載置台の上面に前記基準体の倣い基準面を当接した状態で前記加圧手段により前記基準体と前記載置台を加圧することによって倣い移動した前記球面状基部にかかる荷重バランスを検出する検出手段と、前記荷重バランスが均一になるように前記移動機構を制御する制御手段とを備え、前記連結機構は、前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された円筒部と、球体を摺動自在に保持する球面凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された受部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備えることを特徴としている(請求項4)。 Further, the bonding apparatus according to the present invention is a bonding apparatus for bonding a plurality of stacked objects to be bonded, a mounting table on which an object to be bonded is mounted on an upper surface, a support table installed on a base, A support portion installed on the support base, a spherical base portion having a spherical surface on the bottom surface and slidably disposed with respect to the support portion; and a lower surface side of the spherical base portion. A connecting mechanism, and a moving mechanism that is connected to the spherical base portion by the connecting mechanism and moves in two directions orthogonal to each other and slides the spherical base portion with respect to the support portion so as to follow the spherical base portion. And a pressing means having a reference body having a copying reference surface under the base, and the reference means by the pressing means with the copying reference surface of the reference body in contact with the upper surface of the mounting table. The spherical base moved by copying the body and the mounting table Comprising a detection means for detecting a load balance according, and a control means for the load balance controls the moving mechanism so as to uniformly, the connecting mechanism is secured to one of said spherical base portion and said moving mechanism A cylindrical portion, a spherical concave portion that holds the spherical body slidably, a receiving portion fixed to the other of the spherical base and the moving mechanism, one end fixed to the spherical body, and the other end to the cylindrical portion. and a shaft portion to slide internally fitted to the cylindrical portion in the axial direction and the direction around the axis is characterized in Rukoto (claim 4).
また、請求項1に記載の接合装置は、前記球面状基部の球面の曲率中心が、前記倣い基準部の上面側に位置し、前記倣い基準部の上面の中心が前記球面状基部の球面の曲率中心を通り前記倣い基準部の上面に対して垂直方向の線上にあることを特徴としている(請求項5)。
In the bonding apparatus according to
また、請求項2に記載の接合装置は、前記球面状基部の球面の曲率中心が、前記倣い基準面を備えた基準体の下面側に位置し、前記基準体の下面の中心が前記球面状基部の球面の曲率中心を通り前記倣い基準面に対して垂直方向の線上にあることを特徴としている(請求項6)。
Further, in the joining device according to
また、請求項1ないし6のいずれかに記載の接合装置は、前記検出手段が、正三角形の頂点位置にそれぞれ配置された荷重センサを備え、前記正三角形の重心が、前記球面状基部の前記球面の曲率中心を通り前記正三角形の頂点が作る面に対して垂直方向の線上にあることを特徴としている(請求項7)。
Further, in the joining device according to any one of
請求項1の発明によれば、検出手段で検出した荷重バランスを監視しながら移動機構の移動制御を行うので、倣い基準部の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および搭載手段を加圧して倣い調整を行った後、検出手段により球面状基部にかかる荷重バランスを検出して荷重バランスが均一になるように移動機構を制御して精度よく微調整を行うことができる。したがって、倣い基準部の上面と基準体の倣い基準面を高精度にかつ容易に倣わせることができる。 According to the first aspect of the invention, since the movement control of the moving mechanism is performed while monitoring the load balance detected by the detecting means, the reference reference surface of the reference object is brought into contact with the upper surface of the reference reference portion and the mounting means. After performing the copy adjustment by applying pressure, the load balance applied to the spherical base can be detected by the detecting means, and the moving mechanism can be controlled so as to make the load balance uniform and fine adjustment can be performed with high accuracy. Therefore, the upper surface of the scanning reference portion and the scanning reference surface of the reference body can be easily copied with high accuracy.
請求項2の発明によれば、検出手段で検出した荷重バランスを監視しながら移動機構の移動制御を行うので、載置台の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および載置台を加圧して倣い調整を行った後、検出手段により球面状基部にかかる荷重バランスを検出して荷重バランスが均一になるように移動機構を制御して精度よく微調整を行うことができる。したがって、載置台の上面と基準体の倣い基準面を高精度にかつ容易に倣わせることができる。 According to the second aspect of the invention, since the movement mechanism is controlled while monitoring the load balance detected by the detecting means, the reference reference surface of the reference body and the mounting table are brought into contact with the upper surface of the mounting table. After pressurizing and performing copying adjustment, the load balance applied to the spherical base can be detected by the detecting means, and the moving mechanism can be controlled to make fine adjustment with high accuracy so that the load balance becomes uniform. Therefore, the upper surface of the mounting table and the copying reference surface of the reference body can be easily copied with high accuracy.
請求項3の発明によれば、検出手段で検出した荷重バランスを監視しながら移動機構の移動制御を行うので、載置台の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および搭載手段を加圧して倣い調整を行った後、検出手段により球面状基部にかかる荷重バランスを検出して荷重バランスが均一になるように移動機構を制御して精度よく微調整を行うことができる。したがって、載置台の上面と基準体の倣い基準面を高精度にかつ容易に倣わせることができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、検出手段で検出した荷重バランスを監視しながら移動機構の移動制御を行うので、載置台の上面に基準体の倣い基準面を当接して基準体および載置台を加圧して倣い調整を行った後、検出手段により球面状基部にかかる荷重バランスを検出して荷重バランスが均一になるように移動機構を制御して精度よく微調整を行うことができる。したがって、載置台の上面と基準体の倣い基準面を高精度にかつ容易に倣わせることができる。 According to the invention of claim 4, since the movement control of the moving mechanism is performed while monitoring the load balance detected by the detection means, the reference reference surface of the reference body is brought into contact with the upper surface of the mounting table so that the reference body and the mounting table are After pressurizing and performing copying adjustment, the load balance applied to the spherical base can be detected by the detecting means, and the moving mechanism can be controlled to make fine adjustment with high accuracy so that the load balance becomes uniform. Therefore, the upper surface of the mounting table and the copying reference surface of the reference body can be easily copied with high accuracy.
請求項5の発明によれば、球面状基部が支持部に摺動して移動しても、球面状基部の球面の曲率中心の位置は変わらず、倣い基準部の上面の中心が球面状基部の球面の曲率中心を通り倣い基準部の上面に対して垂直方向の線上にあるため、倣い基準部の上面の中心を含む位置に倣い基準面を当接することにより、球面状基部にかかる荷重バランスを安定して精度よく検出することができる。また、球面状基部にかかる荷重バランスが均一になるように移動機構を制御することにより、容易に倣い調整することが可能である。 According to the invention of claim 5, even if the spherical base portion slides and moves on the support portion, the position of the center of curvature of the spherical surface of the spherical base portion does not change, and the center of the upper surface of the scanning reference portion is the spherical base portion. The load balance is applied to the spherical base by contacting the reference surface with a position that includes the center of the upper surface of the reference surface. Can be detected stably and accurately. In addition, it is possible to easily adjust the copying by controlling the moving mechanism so that the load balance applied to the spherical base is uniform.
また、請求項6の発明によれば、倣い基準面を備えた基準体の下面の中心が球面状基部の球面の曲率中心を通り倣い基準面に対して垂直方向の線上にあるため、倣い基準面の下面の中心を含む位置を載置台の上面に当接することにより、球面状基部にかかる荷重バランスを安定して精度よく検出することができる。また、球面状基部にかかる荷重バランスが均一になるように移動機構を制御することにより、容易に倣い調整することが可能である。 According to the invention of claim 6, since the center of the lower surface of the reference body provided with the copying reference surface passes through the center of curvature of the spherical surface of the spherical base and is on a line perpendicular to the copying reference surface, the copying reference surface By bringing the position including the center of the lower surface of the surface into contact with the upper surface of the mounting table, the load balance applied to the spherical base can be detected stably and accurately. In addition, it is possible to easily adjust the copying by controlling the moving mechanism so that the load balance applied to the spherical base is uniform.
請求項7の発明によれば、頂点位置に荷重センサが配置された正三角形の重心が、球面状基部の球面の曲率中心を通り正三角形の頂点が作る面に対して垂直方向の線上にあるので、各荷重センサにより検出された荷重の重心が正三角形の重心に重なるように移動機構を制御して球面状基部または支持部の倣い調整を行うことができる。また、正三角形の各頂点位置に備えられた荷重センサの各検出値が等しいときに荷重の重心と正三角形の位置が一致するので、荷重センサの各検出値が等しくなるように移動機構の制御を行うことができる。したがって、より簡便に倣い調整することが可能である。 According to the invention of claim 7, the center of gravity of the equilateral triangle having the load sensor disposed at the vertex position is on a line perpendicular to the plane formed by the apex of the equilateral triangle through the center of curvature of the spherical surface of the spherical base. Therefore, the scanning mechanism of the spherical base portion or the support portion can be adjusted by controlling the moving mechanism so that the center of gravity of the load detected by each load sensor overlaps the center of gravity of the equilateral triangle. In addition, when the detected values of the load sensors provided at the vertex positions of the equilateral triangle are equal, the center of gravity of the load and the position of the equilateral triangle match, so the control of the moving mechanism is performed so that the detected values of the load sensor are equal. It can be performed. Therefore, it is possible to adjust the copying more simply.
(第1実施形態)
本発明における接合装置として、超音波振動接合装置を例とした場合の第1実施形態について、図1ないし図6を参照して説明する。なお、図1は本発明の一実施形態における接合装置の概略構成図、図2は第1の被接合物を搭載する搭載手段の斜視図、図3は搭載手段の上面図、図4は第1および第2の被接合物を搭載した搭載手段の部分概略構成図、図5および図6は変形例における搭載手段の概略構成図である。本実施形態では、被接合物同士を超音波振動により接合するための装置について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment in which an ultrasonic vibration bonding apparatus is taken as an example of a bonding apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. 1 is a schematic configuration diagram of a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of mounting means for mounting a first object to be bonded, FIG. 3 is a top view of the mounting means, and FIG. FIG. 5 and FIG. 6 are schematic configuration diagrams of the mounting means in the modified example. In this embodiment, an apparatus for joining objects to be joined by ultrasonic vibration will be described.
1.装置構成
本実施形態における接合装置は、図1に示すように、第1の被接合物を保持するための搭載手段1と、被接合物を加圧するための加圧手段2と、装置全体の動作の監視および制御を行う制御装置3とを備えている。
1. Apparatus Configuration As shown in FIG. 1, the bonding apparatus according to the present embodiment includes a mounting means 1 for holding a first object to be bonded, a
搭載手段1は、図1ないし4に示すように、基台10上に本発明における移動機構としてのX−Yテーブル機構11と、支柱12と、支持台13とを備え、ローラー14a、14b、14cと、ステージ部15、連結機構16によって構成されている。なお、基台10、支柱12および支持台13は固着され、一体となって動作をするようになっている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the mounting means 1 includes an
X−Yテーブル機構11は、サーボモーターからなる駆動モーター20a、20bとボールねじ(図示せず)と、それぞれX−Y方向に移動可能に構成される水平移動テーブル11a、11bとにより構成されている。上記水平移動テーブル11a、11bでは、駆動モーター20a、20bを励磁して動作させると、駆動モーター20a、20bの回転がボールねじに伝達されてボールねじが回転し、両テーブル11a、11bがボールねじに沿ってそれぞれX方向、Y方向に移動する。また、駆動モーター20a、20bに流す電流を逆にすることにより、駆動モーター20a、20bの回転が逆回転となり、両テーブル11a、11bはそれぞれX、Y方向へ逆方向に移動する。
The
また、駆動モーター20a、20bの励磁を解除した場合には、両テーブル11a、11bは駆動モーター20a、20bの動作とは関係なく自由に移動し、駆動モーター20a、20bを励磁して回転のためのサーボ制御信号を与えた状態では、両テーブル11a、11bは駆動モーター20a、20bの回転に連動して移動する。また、駆動モーター20a、20bを励磁した状態で停止すると、両テーブル11a、11bは所定の位置に固定された状態となる。
When the excitation of the
ステージ部15は、円柱の下周面が球面状に加工されて下面に球面を有する球面状基部25と、平面視が球面状基部25と同じ形状を成し上面に第1の被接合物を保持する倣い基準部26によって構成される。倣い基準部26は、球面状基部25の上面に、断熱部27およびヒーター部28を介して被接合物を保持する保持部29が順次積層されて形成されている。また、倣い基準部26は、球面状基部25の下面の球面の曲率中心P(ここで、図1以下の点Pが曲率中心に相当)の位置に、倣い基準部26の上面の中心がほぼ一致するように配置されている。このように配置することにより、倣い基準部26の上面の中心を基準に倣い調整を行うと、精度よく倣い調整することができる。また、被接合物を上記した倣い基準部26の上面の中心を含む位置に保持することにより、安定した接合動作を行うことができる。
The
また、第1の被接合物を保持する保持部29には、被接合物を真空吸着により保持するための吸着機構(図示せず)が備えられている。なお、被接合物の保持方法は前記した真空吸着法に限らず、その他の方法でもよい。また、倣い基準部26は、本実施形態のように被接合物を加熱するためのヒーター部28を必ずしも備えている必要はない。
The holding
そして、球面状基部25は連結機構16を介してX−Yテーブル機構11に連結されている。連結機構16は、図1に示すように、上端が球面状基部25の下面中央に配設された丸棒状の軸体および該軸体の下端に一体形成された球体からなる軸部30と、軸部30の軸体に外嵌され軸部30を軸方向および軸周り方向に摺動自在に支持する円筒部31と、上側の水平移動テーブル11aの上面に固着され上面に軸部30の球体を摺動自在に保持する球面凹部を有する受部32とを備えている。
The
ここで、軸部30の軸体は、ステージ部15の球面状基部25の球面の曲率中心Pを通る線上に配設されている。
Here, the shaft body of the
このような構成により、連結機構16の軸部30の球体と受部32によってX−Yテーブル機構11の両テーブル11a、11bの動作に対応してステージ部15の傾きを自在に変えることができる。また、X−Yテーブル機構11の移動によりステージ部15の傾きが変化すると、ステージ部15およびX−Yテーブル機構11の移動に伴い、連結機構16の円筒部31に対して軸部30が軸部30の軸方向および軸周り方向に摺動し、ステージ部15とX−Yテーブル機構11との間の距離変動が吸収調整されるため、ステージ部15の倣い基準部26の上面の傾き角度を可変できるようになっている。
With such a configuration, the inclination of the
また、支持台13の上面には、正三角形の各頂点に相当する位置にそれぞれ配設された3個のローラー14a、14b、14cを介して、ステージ部15が支持されている。また、各ローラー14a、14b、14cに対し、次のような構成により、球面状基部25の球面が摺動可能に支持されている。
In addition, the
図3に示すように、各ローラー14a、14b、14cは、それぞれ水平方向に配設された軸33と軸33に外嵌されたストローク部34によって構成され、ストローク部34は軸33の軸方向に所定量移動可能で、かつ軸33の周りを自由に回転可能に設けられている。したがって、各ローラー14a、14b、14cの動作により、ステージ部15の倣い基準部26の上面の傾き角度を可変でき、ステージ部15を基準体(図1中の符号45)に対し安定して倣い移動させることができる。
As shown in FIG. 3, each of the
そして、X−Yテーブル機構11の駆動モーター20a、20bの励磁を解除した状態では、倣い基準部26の上面が所定の傾きに加圧されると、X−Yテーブル機構11はステージ部15の傾きに連動して移動する。また、X−Yテーブル機構11の駆動モーター20a、20bを励磁した状態でX−Yテーブル機構11が所定の位置に停止すると、X−Yテーブル機構11が固定された状態となり、ステージ部15の傾きも固定される。よって、駆動モーター20a、20bの励磁を制御する手段が、本発明における固定機構に相当する。
In the state in which the excitation of the
さらに、各ローラー14a、14b、14cと支持台13の間にはステージ部15にかかる荷重を検出するためのひずみゲージや半導体圧力センサなどの荷重センサからなるロードセル35a、35b、35cの3個がそれぞれ配設されている。このとき、各ロードセル35a、35b、35cは正三角形の各頂点位置に配設され、各ロードセル35a、35b、35cによって形成される正三角形の重心位置が、球面状基部25の球面の曲率中心Pを通る垂直方向の線上に位置するように各ロードセル35a、35b、35cが配設されている。
Furthermore, between each
なお、各ロードセル35a、35b、35cは、上記したように正三角形の頂点の位置にそれぞれに配設され、正三角形の重心位置が上記した球面状基部25の球面の曲率中心Pを通る垂直方向の線上にさえ位置していれば、各ローラー14a、14b、14cの下に限らず、例えば基台10や支持台13の下などに配設されてもよい。また、各ロードセル35a、35b、35cが上記した位置に配設されていれば、各ローラー14a、14b、14cは、正三角形の頂点に配設されなくてもよい。
Each
加圧手段2は、第2の被接合物が保持されるヘッド部39と、第2の被接合物を第1の被接合物に当接するための上下駆動機構40によって構成されている。
The pressurizing means 2 includes a head portion 39 that holds the second object to be bonded, and a
ヘッド部39には、図1に示すように、振動子41を有する共振器42が備えられている。共振器42は最小振動振幅点の位置を共振器支持部43により支持されてヘッド部39に配設されている。そして、共振器42の最大振動振幅点の位置に相当する共振器の中央部分には、下面に第2の被接合物を保持するための保持部44が備えられている。第2の被接合物の保持方法には、真空吸着法が用いられ、保持部44には吸着機構(図示せず)が配設されている。なお、被接合物の保持方法は、真空吸着法に限らず、機械的に保持する方法などでもよい。また、保持部44は、共振器42の両端に位置する最大振動振幅点のいずれかの位置や、その他の位置に形成されるとしてもよい。
As shown in FIG. 1, the head unit 39 includes a
また、被接合物同士の接合が加熱により行われる場合には、ヘッド部39にヒーターなどの加熱機構を備えるとしてもよい。 Moreover, when joining of to-be-joined objects is performed by a heating, you may provide the heating mechanism, such as a heater, in the head part 39. FIG.
また、保持部44は被接合物を保持するだけでなく、後述するように倣い調整を行うときに倣い調整のための基準面を有する基準体45を保持し、この基準面を基準として倣い調整を行う。なお、倣い調整を行うときには、基準体45を保持する代わりに、保持部44の下面自体を倣い基準面としてもよい。
Further, the holding
制御手段3は、荷重検出部50、加圧制御部51、X−Yテーブル制御部52、超音波振動制御部53を備えている。上記した各ロードセル35a、35b、35cにかかるステージ部15の荷重は、制御装置3の荷重検出部50によって検出され、検出された各ロードセル35a、35b、35cの荷重バランスが均一になる(ただし、各セルの荷重ゼロ時のオフセット量は無視するものとする)ように加圧制御部51とX−Yテーブル制御部52によってステージ部15の倣い制御が行われる。また、超音波振動制御部53では、振動子41の振動の制御が行われ、接合時に被接合物に加える超音波振動の制御が行われる。ここで、荷重検出部50、X−Yテーブル制御部52が本発明における「制御手段」に相当する。
The control means 3 includes a
2.倣い調整動作
次に倣い調整の動作について説明する。倣い調整は、第1および第2の被接合物の接合に先立って行われるもので、両被接合物を保持しない状態で、第1の被接合物を搭載する倣い基準部26の上面中心に、ヘッド部39の基準体45の倣い基準面を当接した状態で行う。
2. Scanning Adjustment Operation Next, the scanning adjustment operation will be described. The scanning adjustment is performed prior to the joining of the first and second objects to be bonded, and the center of the upper surface of the copying
はじめに、倣い調整を行う。まず、ステージ部15の倣い基準部26の上面を加圧したときにX−Yテーブル機構11が自在に移動するように、X−Yテーブル機構11の駆動モーター20a、20bの励磁を解除した状態にする。そして、倣い基準部26の上面の中心を含む所定位置にヘッド部39の保持部44に保持された基準体45の倣い基準面が当接するように、上下駆動機構40によりヘッド部39を下降させる。
First, copy adjustment is performed. First, the excitation of the
基準体45の倣い基準面が倣い基準部26の上面に当接した状態で、加圧制御部51により所定圧力が加えられると、倣い基準部26の上面は基準体45の倣い基準面の傾きに従って所定の傾きに倣い調整される。このとき、ステージ部15の球面状基部25の球面は各ローラー14a、14b、14cを摺動し、前記球面の曲率中心Pを中心にして回転移動する。
When a predetermined pressure is applied by the
各ローラー14a、14b、14cは、球面状基部25の球面の摺動に伴い、各ローラー14a、14b、14cのストローク部34が軸33の軸方向および軸周りにそれぞれ移動するため、倣い基準部26の上面が倣い基準面に一致するように、ステージ部15が倣い調整される。このとき、ステージ部15が球面状基部25の球面の曲率中心Pを中心にして倣い調整されるため、球面状基部25の下面に配設された連結機構16も前記曲率中心Pを通る線、つまり軸部30の軸周りに回転するとともに、ステージ部15の上下方向への移動があれば連結機構16の円筒部31が軸部30の方向に摺動する。
Each
そして、X−Yテーブル機構11の駆動モーター20a、20bの励磁が解除されて両テーブル11a、11bが自由に動ける状態にあるため、両テーブル11a、11bは連結機構16の移動に連動して所定の倣い位置に移動する。
Since the excitation of the
そして、倣い基準部26の上面が基準体45の倣い基準面に合う所定の傾きに倣ったところで、X−Yテーブル機構11の駆動モーター20a、20bを励磁させることにより、X−Yテーブル機構11の位置が固定されるため、ステージ部15は倣い状態における所定の傾きで固定される。
Then, when the upper surface of the
続いて、このようにステージ部15をほぼ倣い移動させ、X−Yテーブル機構11の駆動モーター20a、20bを励磁した状態において、倣いの微調整が行われる。ステージ部15は上記したようにしてほぼ倣い調整が終了した状態では、加圧手段2により倣い基準部26の上面が加圧された状態のままである。この状態でステージ部15にかかる荷重バランスが検出される。ステージ部15にかかる荷重バランスの検出は、制御機構3の荷重検出部50により、各ロードセル35a、35b、35cにかかる荷重バランスを検出して行われる。
Subsequently, in the state in which the
各ロードセル35a、35b、35cによって形成される正三角形の重心位置は、球面状基部25の球面の曲率中心Pを通る垂直方向の線上に位置しているので、各ロードセル35a、35b、35cで検出される荷重が同じであれば、加圧制御部51により加えられる荷重(圧力)は正三角形の重心に集中することとなる。したがって、各ロードセル35a、35b、35cによる検出荷重が等しくなるように、ステージ部15の倣いの微調整が行われる。
Since the center of gravity of the equilateral triangle formed by each
すなわち、倣いの微調整は、制御装置3の荷重検出部50、加圧制御部51、X−Yテーブル制御部52によりフィードバック制御によって行われ、加圧制御部51により上下駆動機構40が制御され、ヘッド部39により倣い基準部26の上面に所定圧力を加えた状態に保持されつつ、各ロードセル35a、35b、35cの検出荷重が等しくなるように、X−Yテーブル制御部52によりX−Yテーブル機構11の駆動モーター20a、20bが駆動されて両テーブル11a、11bがX方向、Y方向に移動され、各ロードセル35a、35b、35cの検出荷重が等しくなったときに、駆動モーター20a、20bが励磁状態のまま回転が停止され、ステージ部15が倣い位置に高精度に微調整されることとなる。
That is, fine adjustment of copying is performed by feedback control by the
こうして、倣いの微調整が終了すると、ヘッド部39は上下駆動機構40によって上昇され、その後、第1および第2の被接合物がそれぞれ倣い基準部26および保持部44に保持され、所定圧力の加圧下、超音波振動が与えられて接合動作が行われる。
When the fine adjustment of copying is thus completed, the head unit 39 is raised by the
3.接合動作
次に超音波振動による接合動作について説明する。本実施形態の第1の被接合物である基板55は、例えば図4に示すように基板表面に回路電極56を備えている。また、第2の被接合物であるチップ57は、金属バンプ58を備えており、基板55の回路電極56とチップ57の金属バンプ58の接合を行う。
3. Next, the joining operation by ultrasonic vibration will be described. The
基板55は、上記したように倣い基準部26の上面の中心を含む位置に、回路電極56を上に向けた状態で吸着保持される。また、チップ57は、金属バンプ58が基板55の回路電極56の所定の接合位置に対応するように、ヘッド部39の保持部44に吸着保持される。そして、上下駆動機構40により、チップ57の金属バンプ58が基板55の回路電極56の所定の位置に当接するようにヘッド部39が下降され、当接された基板55およびチップ57に超音波振動が印加されて接合動作が行われる。
As described above, the
超音波振動は、制御装置3の超音波振動制御部53によって、振動子41に所定の電圧を印加することにより発生する。振動子41は印加された電圧により振動を発生し、振動子41の振動は共振器42によってヘッド部39の保持部44に配設されたチップ57に伝達される。そして、伝達された超音波振動によりチップ57が振動し、チップ57の金属バンプ58と当接された基板55の回路電極56が摺動される。この摺動により、回路電極56と金属バンプ58の接合面では、不純物による膜や酸化膜などが除去されて新生面が露出する。そして、新生面が露出した両被接合物の表面では、原子同士が引き合うことによって、両被接合物が接合される。
The ultrasonic vibration is generated by applying a predetermined voltage to the
なお、接合動作を行う前のみではなく、接合動作中にも各ロードセル35a、35b、35cによってステージ部15にかかる荷重バランスを検出し、フィードバック制御によって前記した荷重バランスが均一になるようにステージ部15の倣い調整を行ってもよい。
Note that the load balance applied to the
接合が終了すると、振動子41の振動を停止し、基板55およびチップ57の吸着が解除される。そして、上下駆動機構40によりヘッド部39が上昇し、接合の終了した被接合物(基板55、チップ57)が取り出されて一連の接合動作が終了する。
When the joining is completed, the vibration of the
したがって、本実施形態によると、各ロードセル35a、35b、35cにより、ステージ部15にかかる荷重を検出しながらフィードバック制御により倣いの微調整を行うことができるため、倣い調整を高精度にかつ容易に行うことができる。
Therefore, according to the present embodiment, since each
なお、接合の終了は加圧力や超音波振動の印加時間などにより判断してもよく、接合終了時を判断するためのセンサーなどを備えてもよい。また、超音波振動接合中に被接合物を加熱しながら接合を行ってもよい。被接合物を加熱しながら超音波振動接合を行うことにより、被接合物に与える超音波振動振幅を小さくしたり、接合時間を短縮することが可能となる。したがって、超音波振動による被接合物へのダメージを防止することができる。 Note that the end of the bonding may be determined based on the applied pressure, the application time of ultrasonic vibration, or the like, and a sensor for determining the end of the bonding may be provided. Moreover, you may join, heating a to-be-joined object during ultrasonic vibration joining. By performing ultrasonic vibration bonding while heating the object to be bonded, it is possible to reduce the ultrasonic vibration amplitude applied to the object to be bonded or to shorten the bonding time. Therefore, damage to the object to be bonded due to ultrasonic vibration can be prevented.
(変形例)
また、図1に示した連結機構16では、X−Yテーブル機構11上に受部32が配設され、球面状基部25に円筒部31が配設されているが、これらの配置は逆であってもよい。つまり、図5に示すように、受部32を球面状基部25側に固着し、円筒部31をX−Yテーブル機構11側に固着して配設してもよい。このような構成により、X−Yテーブル機構11の移動距離が小さい場合であってもステージ部15の傾きを大きくすることができる。したがって、ステージ部15の上面の傾きを大きく変化させるような場合には、このような配置が効果的である。
(Modification)
Further, in the
また、前記した連結機構16は、図6に示すような構成であってもよい。同図に示すように、X−Yテーブル機構11の上面と球面状基部25の下面にそれぞれ円錐の周面状の凹部を有する受部36、37を配設し、それらの受部36、37の間にボール状の球体38を配設してなる構成でもよい。このような構成により、X−Yテーブル機構11の移動によりステージ部15の傾きが調整されるので、ステージ部15をより滑らかに倣わせることができる。
Further, the connecting
また、本実施形態では、X−Yテーブル機構11の駆動モーター20a、20bの励磁によりX−Yテーブル機構11の位置固定が行われているが、ブレーキ板などの固定機構を備えることにより、X−Yテーブル機構11を所定の倣い位置に固定するようにしてもよい。
In the present embodiment, the position of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、図7を参照して説明する。図7は本実施形態における接合装置の概略構成図であり、以下に、第1実施形態との相違点について説明する。なお、図7において、図1ないし図4と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the bonding apparatus according to this embodiment, and differences from the first embodiment will be described below. In FIG. 7, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 denote the same or corresponding elements.
本実施形態に示す接合装置は、第1の被接合物が載置される載置台70と、加圧手段2に、第1実施形態で示した搭載手段1に相当する手段が、第1実施形態と上下逆の配置で組み込まれて構成されている。 In the joining apparatus shown in the present embodiment, the mounting table 70 on which the first object to be joined is placed, the pressurizing means 2, and the means corresponding to the mounting means 1 shown in the first embodiment are the first implementation. It is built in and arranged upside down from the form.
つまり、図7に示すように、加圧手段2に、基台10と、X−Yテーブル11と、支柱12と、支持台13と、ローラー14a、14b、14cと、球面状基部25と、倣い基準部26と、連結機構16と、ロードセル35a、35b、35cが備えられている。また、基台10は加圧手段2の上下駆動機構40に設置されている。なお、基台10、支柱12および支持台13は固定して連結され、一体的に可動するようになっている。
That is, as shown in FIG. 7, the
また、球面状基部25の下面には、振動子41を有する共振器42が共振器支持部43により支持されて取り付けられ、共振器42の中央部分に備えられた保持部44には、倣い基準面を有する基準体45が備えられており、基準体45の下面の中央に球面状基部25の球面の曲率中心Pが位置している。したがって、振動子41を有する共振器42、共振器支持部43、保持部44、基準体45が、本実施形態では倣い基準部26に相当する。
Further, a
したがって、基準体45の倣い基準面が載置台70に当接されて加圧されると、加圧手段2に備えられた球面状基部25およびローラー14a、14b、14cが摺動して倣い調整する構成である。
Accordingly, when the copying reference surface of the
なお、本実施形態のその他の装置構成は第1実施形態と同様であり、各機構、各部の個々の動作もそれぞれ第1実施形態と同様である。したがって、倣い動作(微調整も含む)および接合動作も第1実施形態と同様であるため、動作の詳細な説明は省略する。 In addition, the other apparatus structure of this embodiment is the same as that of 1st Embodiment, and each operation | movement of each mechanism and each part is also the same as that of 1st Embodiment, respectively. Therefore, since the copying operation (including fine adjustment) and the joining operation are the same as those in the first embodiment, detailed description of the operation is omitted.
したがって、第2実施形態によると、加圧手段2側に備えられた各ロードセル35a、35b、35cにより、球面状基部25にかかる荷重を検出しながらフィードバック制御により倣いの微調整を行うことができるため、倣い調整を高精度にかつ容易に行うことができる。
Therefore, according to the second embodiment, each
なお、本実施形態では超音波振動接合により被接合物の接合を行うため、倣い基準部26に振動子41を有する共振器42を備えているが、共振器42に限らず、例えばヒーター等を備えることとしてもよい。
In this embodiment, since the object to be joined is joined by ultrasonic vibration joining, the
また、本実施形態においても、第1実施形態と同様に図5および図6に示した変形例を使用してもよい。 Also in the present embodiment, the modifications shown in FIGS. 5 and 6 may be used as in the first embodiment.
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について、図8を参照して説明する。図8は本実施形態における接合装置の概略構成図であり、以下に、第1実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図8において、図1ないし図4と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the bonding apparatus according to the present embodiment, and differences from the first embodiment will be described in detail below. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 denote the same or corresponding elements.
本実施形態に示す接合装置は、第1実施形態に示した接合装置とほぼ同様であるが、第1実施形態と相違する点は、搭載手段1が第1実施形態と上下逆の配置となるように構成されている点である。 The joining apparatus shown in the present embodiment is substantially the same as the joining apparatus shown in the first embodiment, except that the mounting means 1 is disposed upside down from the first embodiment. It is the point comprised as follows.
つまり、図8に示すように搭載手段1の基台10上に球面状基部25が設置され、ローラー14a、14b、14cと、支持台13と、支柱12と、上面に第1の被接合物が載置される載置台80と、X−Yテーブル11と、連結機構16と、ロードセル35a、35b、35cとが備えられている。また、支柱12、支持台13および載置台80は固定して連結され、一体可動するようになっている。なお、球面状基部25の球面の曲率中心Pは球面状基部25の下面側の任意の位置である。
That is, as shown in FIG. 8, the
したがって、基準体45の倣い基準面が載置台80に当接されて加圧されると、搭載手段1に備えられた球面状基部25に対してローラー14a、14b、14cが相対的に摺動することとなり、これによって、支持台13、支柱12、載置台80が一体となって移動し、倣い調整が行われる。
Accordingly, when the copying reference surface of the
なお、本実施形態のその他の装置構成は第1実施形態と同様であり、各機構、各部の個々の動作もそれぞれ第1実施形態と同様である。したがって、倣い動作(微調整も含む)および接合動作も第1実施形態と同様であるため、動作の詳細な説明は省略する。 In addition, the other apparatus structure of this embodiment is the same as that of 1st Embodiment, and each operation | movement of each mechanism and each part is also the same as that of 1st Embodiment, respectively. Therefore, since the copying operation (including fine adjustment) and the joining operation are the same as those in the first embodiment, detailed description of the operation is omitted.
したがって、第3実施形態によると、搭載手段1を上下逆に配置しても、各ロードセル35a、35b、35cにより、球面状基部25にかかる荷重を検出しながらフィードバック制御により倣いの微調整を行うことができるため、倣い調整を高精度にかつ容易に行うことができる。
Therefore, according to the third embodiment, even if the mounting means 1 is arranged upside down, the
なお、本実施形態においても、第1実施形態と同様に図5および図6に示した変形例を使用してもよい。 In the present embodiment, similar to the first embodiment, the modifications shown in FIGS. 5 and 6 may be used.
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について、図9を参照して説明する。図9は本実施形態における接合装置の概略構成図であり、以下に、第1実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図9において、図1ないし図4と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the bonding apparatus according to the present embodiment, and differences from the first embodiment will be described in detail below. In FIG. 9, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 denote the same or corresponding parts.
本実施形態に示す接合装置は、第1実施形態に示した接合装置とほぼ同様であるが、第1実施形態と相違する点は、加圧手段2に、第1実施形態で示した搭載手段1に相当する手段が、上下同一の向きで組み込まれている点である。 The joining apparatus shown in the present embodiment is substantially the same as the joining apparatus shown in the first embodiment, but the difference from the first embodiment is that the pressurizing means 2 is equipped with the mounting means shown in the first embodiment. The means corresponding to 1 is incorporated in the same vertical direction.
つまり、図9に示すように、第1の被接合物が載置される載置台90と、加圧手段2には、基台10と、X−Yテーブル11と、支柱12と、支持台13と、ローラー14a、14b、14cと、球面状基部25と、連結機構16と、ロードセル35a、35b、35cが備えられている。また、基台10、支柱12および支持台13は固定して連結され、一体可動するようになっている。また、球面状基部25の球面の曲率中心Pは球面状基部25の上面側の任意の位置である。したがって、本実施形態では、球面状基部25の上面が加圧手段2の上下駆動機構40に設置されている点が第2実施形態と異なっている。
That is, as shown in FIG. 9, the mounting table 90 on which the first object is mounted, the pressurizing means 2, the
さらに、基台10の下面には、振動子41を有する共振器42が共振器支持部43により支持されて取り付けられ、共振器42の中央部分に備えられた保持部44には、倣い基準面を有する基準体45が備えられている。
Furthermore, a
したがって、基準体45の倣い基準面が載置台90に当接されて加圧されると、加圧手段2に備えられた球面状基部25とローラー14a、14b、14cが摺動し、支持台13、支柱12、基台10、共振器支持部43により支持された振動子41を有する共振器42、基準体45が一体となって移動して倣い調整する構成である。
Therefore, when the copying reference surface of the
なお、本実施形態のその他の装置構成は第1実施形態と同様であり、各機構、各部の個々の動作もそれぞれ第1実施形態と同様である。したがって、倣い動作(微調整も含む)および接合動作も第1実施形態と同様であるため、動作の詳細な説明は省略する。 In addition, the other apparatus structure of this embodiment is the same as that of 1st Embodiment, and each operation | movement of each mechanism and each part is also the same as that of 1st Embodiment, respectively. Therefore, since the copying operation (including fine adjustment) and the joining operation are the same as those in the first embodiment, detailed description of the operation is omitted.
したがって、第4実施形態によると、加圧手段2側に備えられた各ロードセル35a、35b、35cにより、球面状基部25にかかる荷重を検出しながらフィードバック制御により倣いの微調整を行うことができるため、倣い調整を高精度にかつ容易に行うことができる。
Therefore, according to the fourth embodiment, each
なお、本実施形態においても、第1実施形態と同様に図5および図6に示した変形例を使用してもよい。 In the present embodiment, similar to the first embodiment, the modifications shown in FIGS. 5 and 6 may be used.
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について、図10を参照して説明する。図10は本実施形態における接合装置の概略構成図であり、以下に、第1実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図10において、図1ないし図4と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the bonding apparatus according to the present embodiment, and differences from the first embodiment will be described in detail below. 10, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 denote the same or corresponding parts.
本実施形態に示す接合装置は、第1実施形態に示した接合装置とほぼ同様であるが、第1実施形態と相違する点は、駆動モーター20a、20bを備えた移動機構としてのX−Yテーブル機構11に代えて、基台10上にX方向、Y方向にそれぞれ移動可能に配設されたスライドテーブル60a、60bからなる駆動機構を有しないスライドテーブル機構60と、ピエゾアクチュエータ64a、64b,64cと、ピエゾ制御部65とを備えている点である。そして、図10に示すように、スライドテーブル機構60の上側のテーブル60aの上面のほぼ中央に連結機構16の受部32が固着されることにより、スライドテーブル機構60が連結機構16によって球面状基部25に連結されている。したがって、ステージ部15の上面が加圧されて倣い動作することによってスライドテーブル機構60は所定の位置に移動することとなる。
The joining apparatus shown in the present embodiment is substantially the same as the joining apparatus shown in the first embodiment, but is different from the first embodiment in that an XY as a moving mechanism including the
なお、スライドテーブル機構60と連結機構16の受部32の間には、厚さ1mm程度のステンレス鋼(SUS)からなる薄板62が介挿されて配置されており、スライドテーブル機構60の移動に伴って薄板62も移動するようになっている。
Note that a
そして、基部10には、直交するスライドテーブル60a、60bの移動方向の線上にほぼ位置するように、エアシリンダ61a、61bが、円周方向に約90度の角度を開けて配設されている。エアシリンダ61a、61bにエアが供給されると、エアシリンダ61a、61bのピストン部63a、63bが上動して、薄板62を支持台13の下面に押し付けることにより、薄板62の移動が規制されてスライドテーブル機構60が所定の位置に固定される。したがって、本実施形態では、エアシリンダ61a、61bと薄板62が固定機構に相当する。
In the
また、各ロードセル35a、35b、35cの下側には、電圧を印加することにより伸縮動作を行うピエゾアクチュエータ64a、64b,64cが配設されており、ピエゾ制御部65により、ピエゾアクチュエータ64a、64b,64cに印加する電圧が調整され、ピエゾアクチュエータ64a、64b,64cの伸縮の調整が行われる。
以下に、本実施形態における倣い調整動作について説明する。 Hereinafter, the copying adjustment operation in the present embodiment will be described.
まず、第1実施形態と同様に、倣い基準部26の上面の中心を含む所定位置にヘッド部39の保持部44に保持された基準体45の倣い基準面が当接するように、上下駆動機構40によりヘッド部39を下降させる。
First, similarly to the first embodiment, the vertical drive mechanism is configured so that the copying reference surface of the
そして、基準体45の倣い基準面が倣い基準部26の上面に当接した状態で、加圧制御部51により所定圧力が加えられ、倣い基準部26の上面は基準体45の倣い基準面の傾きに従って所定の傾きに倣い調整される。このとき、ステージ部15の球面状基部25の球面は各ローラー14a、14b、14cを摺動して前記球面の曲率中心Pを中心にして回転移動する。
Then, with the scanning reference surface of the
各ローラー14a、14b、14cは、球面状基部25の球面の摺動に伴い、各ローラー14a、14b、14cのストローク部34が軸33の軸方向および軸周りにそれぞれ移動するため、倣い基準部26の上面が倣い基準面に一致するように、ステージ部15が倣い調整される。このとき、ステージ部15が球面状基部25の球面の曲率中心Pを中心にして倣い調整されるため、球面状基部25の下面に配設された連結機構16も前記曲率中心Pを通る線、つまり軸部30の軸周りに回転するとともに、ステージ部15の上下方向への移動があれば連結機構16の円筒部31が軸部30の方向に摺動する。そして、スライドテーブル60a、60b自体はモーター等の駆動機構を備えていないため、連結機構16の移動に連動して所定の倣い位置に移動する。
Each
そして、倣い基準部26の上面が基準体45の倣い基準面に合う所定の傾きに倣った状態で、エアポンプ(図示せず)によりエアシリンダ61a、61bにエアを供給し、エアシリンダ61a、61bのピストン部63a、63bを上動させて、薄板62を支持台13の下面に押圧し、スライドテーブル機構60を所定の位置に固定し、ステージ部15の上面を所定の角度に傾斜して保持する。
Then, air is supplied to the
続いて、倣いの微調整を行う。第1実施形態と同様に、ステージ部15は上記したようにしてほぼ倣い調整が終了した状態では、加圧手段2により倣い基準部26の上面は加圧された状態のままであり、この状態で制御装置3の加圧制御部51により上下駆動機構40が制御され、倣い基準部26の上面は所定圧力を加えた状態に保持される。
Subsequently, fine adjustment of copying is performed. As in the first embodiment, in the state in which the scanning adjustment is almost completed as described above, the upper surface of the
そして、制御装置3の荷重検出部50により、ステージ部15にかかる荷重バランスが検出される各ロードセル35a、35b、35cの検出荷重が等しくなるように、本発明における制御手段を構成するピエゾ制御部65によりピエゾアクチュエータ64a、64b,64cにそれぞれ所定の電圧が印加され、ピエゾアクチュエータ64a、64b,64cが伸縮してステージ部が上下に移動され、倣い基準部26の上面の傾きが調整される。そして、各ロードセル35a、35b、35cの検出荷重が等しくなったときに、電圧印加の停止により、ピエゾアクチュエータ64a、64b、64cの伸縮がその位置で停止され、倣いの微調整が終了する。
And the piezo control part which comprises the control means in this invention so that the detection load of each
こうして、倣いの微調整が終了すると、ヘッド部39は上下駆動機構40によって上昇され、その後、第1の被接合物である基板55と第2の被接合物であるチップ57がそれぞれ保持機構29および保持部44に保持され、第1実施形態における接合動作と同様、所定圧力の加圧下、超音波振動が与えられて接合動作が行われる。
Thus, when fine adjustment of copying is completed, the head unit 39 is raised by the
したがって、第5実施形態によると、ピエゾアクチュエータ64a、64b,64cの制御によりステージ部15の倣いの微調整を行うため、高精度に倣いの微調整を行うことができる。このとき、ピエゾアクチュエータ64a、64b、64cは小型でありかつ駆動力が大きいため、小型の接合装置の設計上、非常に有利である。
Therefore, according to the fifth embodiment, the fine adjustment of the scanning of the
なお、本実施形態ではピエゾアクチュエータ64a、64b,64cをステージ部15の上下方向に移動させて倣い調整を行うための移動機構としてのみ使用しているが、ピエゾアクチュエータ64a、64b,64cを荷重検出手段として使用し、倣い基準部26の上面が加圧されたときのピエゾアクチュエータ64a、64b,64cの伸縮を検出することにより、ステージ部15の荷重バランスを検出することとしてもよい。このように構成すると、ロードセル35a、35b、35cの搭載を省略することができるので、接合装置をより小型化することが可能となる。
In this embodiment, the
また、スライドテーブル機構60の固定は、本実施形態のようにエアシリンダ61a、61bと薄板62による固定機構に限らない。また、接合動作中も、ロードセル35a、35b、35cによりステージの荷重バランスを検出して、フィードバック制御により倣い調整を行うこととしてもよい。
Further, the fixing of the
また、エアシリンダ61a、61bの配置は、円周方向に約90度の角度を開けた配置に限らず、どのような位置に配置してもよい。また、エアシリンダは2個に限らず、3個以上配置してもよい。
Further, the arrangement of the
また、ピエゾアクチュエータ64a、64b,64cの配設位置は、ロードセル35a、35b、35cの下側に限らず、ロードセル35a、35b、35cの上側やその他の位置であってもよい。
In addition, the arrangement positions of the
また、変形例として連結機構16を、例えば第1実施形態の図5および図6に示す連結機構としてもよく、本実施形態のピエゾアクチュエータ64a、64b,64c、ピエゾ制御部65、エアシリンダ61a、61bを第2ないし第4実施形態に組み合わせてもよい。
Further, as a modification, the
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について、図11を参照して説明する。図11(a)はシャフトモーター68aの概略構成図の平面図、(b)は正面図である。以下に、第1実施形態との相違点について詳細に説明する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11A is a plan view of a schematic configuration diagram of the
本実施形態に示す接合装置は、第1実施形態に示した接合装置とほぼ同様であるが、第1実施形態と相違する点は、駆動モーター20a、20bにより駆動するX−Yテーブル機構11に代えてシャフトモーターをX−Y方向に移動可能に組み合わせて構成された移動機構としてのシャフトモーター式X―Yテーブル機構68を備えている点である。
The joining apparatus shown in the present embodiment is substantially the same as the joining apparatus shown in the first embodiment, but is different from the first embodiment in the
図11に示すように、シャフトモーター68aは、テーブル69上に極性の異なる磁石が交互に配設された長尺のシャフト70と、該シャフト70を支持するシャフト支持部71と、シャフト70が貫通されてシャフト70の周囲を包囲して配設されたコイルを内部に備えた可動体73と、可動体73の両端部を貫通してシャフト70に平行に配設された2本のガイド74、75と、テーブル69上に立設されガイド74、75の両端を保持する保持体77とを備えている。なお、もう一方のシャフトモーターも同様の構成であり、2つのシャフトモーターによりシャフトモーター式X−Yテーブル機構68が構成される。
As shown in FIG. 11, the
そして、前記した可動体73の内部のコイルとシャフト70の磁石によってリニアモーターが形成され、可動体73の内部のコイルに流れる電流が調整されて可動体73が移動する。したがって、リニアモーターの動作によって可動体73がボールねじを介することなくガイド74、75に沿って直接移動するので、本実施形態の移動機構としてシャフトモーター式X−Yテーブル機構68を配設することにより、高速かつ高精度で倣い調整を行うことができる。
Then, a linear motor is formed by the coil inside the
また、シャフトモーター68aは、第1実施形態に示した駆動モーター20a、20bより駆動力が大きいので、ステージ部15を加圧する加圧力が大きい場合や、ステージ部15が大型である場合でも、高精度で倣い調整を行うことが可能である。
Further, since the
本実施形態のその他の装置構成は第1実施形態と同様であり、したがって、倣い動作(微調整も含む)および接合動作も第1実施形態と同様であるため、動作の説明は省略する。 The other apparatus configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Therefore, the copying operation (including fine adjustment) and the joining operation are also the same as those of the first embodiment, and thus description of the operation is omitted.
よって、第6実施形態によると、より高精度な倣い調整を高速に行うことができ、より簡便に倣い調整を行って被接合物の接合を行うことができる。また、シャフト70の磁石と可動体73のコイルによってリニアモーターが形成されるため、装置の小型化も可能である。
Therefore, according to the sixth embodiment, more accurate scanning adjustment can be performed at high speed, and the workpiece can be joined by performing scanning adjustment more simply. Further, since the linear motor is formed by the magnet of the
なお、本実施形態においても、シャフトモーター68aを励磁させておくことによりX−Yステージを所定の位置に固定することができるが、その他の固定機構を備えることとしてもよい。また、連結機構の構成としては、例えば、図1に示すもののほか、図5、図6に示すものなどであってもよい。また、第2ないし第4実施形態のX−Yテーブル機構11に代えて、本実施形態のシャフトモーター式X−Yテーブル機構68を組み合わせてもよい。
Also in this embodiment, the XY stage can be fixed at a predetermined position by exciting the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention.
一例として、上記した実施形態では、超音波振動を利用した接合装置について記載しているため、ヘッド部39に振動子41や共振器42を備えた装置構成をしているが、加圧により被接合物の接合を行う場合には、振動子41および共振器42を備えない装置構成としてもよい。
As an example, since the above-described embodiment describes a bonding apparatus using ultrasonic vibration, the head unit 39 includes a
例えば、被接合物が金などの金属からなる場合、両被接合物の接合部を当接して押し潰すことにより、接合部の表面に付着していた不純物や酸化物の層が押し破られて新生面が現れ、被接合物同士を接合することができる。また、樹脂などの接着剤により被接合物を接合する場合にも、被接合物表面の倣い調整を行った後、被接合物同士を加圧することにより、接合することができる。 For example, when the object to be bonded is made of a metal such as gold, the layer of impurities or oxide adhering to the surface of the bonded part is crushed by abutting and crushing the bonded part of both bonded objects. A new surface appears and the objects to be joined can be joined together. Moreover, also when joining a to-be-joined object with adhesives, such as resin, after performing the copy adjustment of the to-be-joined object surface, it can join by pressurizing to-be-joined objects.
また、前記した加圧による接合のほかにも、被接合物を加熱することにより接合する接合装置としてもよい。 Further, in addition to the above-described bonding by pressurization, a bonding apparatus for bonding by heating an object to be bonded may be used.
この場合、図1に示したように、第1の被接合物を搭載する倣い基準部26にヒーター部28を備え、被接合物同士を加熱しながら加圧して接合を行うことができる。また、保持ステージに限らず、第2の被接合物を搭載するヘッド部の保持部にヒーターを備えてもよく、ヒーターは搭載手段1および加圧手段2のどちらにどのように配設してもよい。
In this case, as shown in FIG. 1, the
また、被接合物の接合方法は、上記した超音波振動接合、加圧による接合、加熱による接合を組み合わせて行ってもよく、接合装置に振動子41や共振器42、ヒーター部28などをどのように組み合わせてもよい。また、その他の接合方法を用いるとしてもよい。
Further, the bonding method of the objects to be bonded may be a combination of the above-described ultrasonic vibration bonding, pressure bonding, and heating bonding, and the bonding apparatus may include the
また、倣い調整に高精度が求められない場合などには、ロードセル35a、35b、35cや制御装置3など倣いの微調整に関する機構を省略した接合装置であってもよい。
Further, when high accuracy is not required for the copying adjustment, a joining device that omits a mechanism for fine adjustment of copying such as the
また、上記した実施形態のようにチップと基板の接合に限らず、例えば基板同士の接合など、被接合物はどのような組み合わせであってもよい。また、被接合物の材質や大きさ、形状などはどのようなものであってもよい。 Further, as in the above-described embodiment, not only the bonding of the chip and the substrate, but also any combination of the objects to be bonded such as bonding of the substrates may be used. In addition, the material, size, shape, etc. of the object to be joined may be any.
また、荷重検出手段は、上記した実施形態のようにロードセルやピエゾアクチュエータに限らず、半導体圧力センサなどその他の荷重検出手段であってもよい。 Further, the load detecting means is not limited to the load cell and the piezoelectric actuator as in the above-described embodiment, but may be other load detecting means such as a semiconductor pressure sensor.
また、被接合物同士の接合位置を高精度に合わせるためのアライメント調整機構をさらに備えるとしてもよい。 Moreover, it is good also as providing the alignment adjustment mechanism for adjusting the joining position of to-be-joined objects with high precision.
1……搭載手段
2……加圧手段
11……X−Yテーブル機構(移動機構)
14a、14b、14c……ローラー(支持部)
15……ステージ部
16……連結機構
35a、35b、35c……ロードセル(検出手段)
50……荷重検出部(制御手段)
52……X−Yテーブル制御部(制御手段)
55……基板(被接合物)
57……チップ(被接合物)
60……スライドテーブル機構(移動機構)
61a、61b……エアシリンダ(固定機構)
62……薄板(固定機構)
64a、64b、64c……ピエゾアクチュエータ(移動機構)
65……ピエゾ制御部(制御手段)
68……シャフトモーター式X−Yテーブル機構(移動機構)
70、80、90……載置台
DESCRIPTION OF
14a, 14b, 14c ... Roller (supporting part)
15...
50 ...... Load detector (control means)
52 ... XY table control section (control means)
55 …… Board (Substrate)
57 …… Chip (bonded object)
60 …… Slide table mechanism (moving mechanism)
61a, 61b ...... Air cylinder (fixing mechanism)
62 …… Thin plate (fixing mechanism)
64a, 64b, 64c ... Piezo actuator (moving mechanism)
65 …… Piezo control unit (control means)
68 …… Shaft motor type XY table mechanism (moving mechanism)
70, 80, 90 ... mounting table
Claims (7)
基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、上面に被接合物が載置され前記球面状基部の上面に設置された倣い基準部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する2方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する搭載手段と、
倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段と、
前記倣い基準部の上面に前記基準体の倣い基準面を当接した状態で前記加圧手段により前記基準体と前記搭載手段を加圧することによって倣い移動した前記球面状基部にかかる荷重バランスを検出する検出手段と、
前記荷重バランスが均一になるように前記移動機構を制御する制御手段とを備え、
前記連結機構は、前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された円筒部と、球体を摺動自在に保持する球面凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された受部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備える
ことを特徴とする接合装置。 In a joining apparatus for joining a plurality of superposed objects,
A support base installed on the base; a support part installed on the support base; a spherical base part having a spherical surface on the bottom surface and slidably disposed with respect to the support part; A copying reference portion placed on the upper surface of the spherical base portion on which an object is mounted, a connection mechanism disposed on the lower surface side of the spherical base portion, and the spherical base portion are connected by the connection mechanism. A mounting mechanism having a moving mechanism that moves in two directions orthogonal to each other in a horizontal plane and slides the spherical base portion relative to the support portion to follow and move the spherical base portion;
A pressurizing means including a reference body having a copying reference surface;
The load balance applied to the spherical base portion that has been copied and moved by pressurizing the reference body and the mounting means by the pressing means in a state where the reference reference surface of the reference body is in contact with the upper surface of the copying reference portion. Detecting means for
Control means for controlling the moving mechanism so that the load balance is uniform,
The coupling mechanism has a cylindrical portion fixed to one of the spherical base and the moving mechanism, and a spherical concave portion that slidably holds a sphere, and is fixed to the other of the spherical base and the moving mechanism. A joining apparatus comprising: a receiving portion; and a shaft portion having one end fixed to the sphere and the other end internally fitted in the cylindrical portion and sliding in the axial direction and the axial direction with the cylindrical portion.
上面に被接合物が載置される載置台と、
基台の下面側に設置された支持台と、前記支持台下に設置された支持部と、球面を上面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、倣い基準面を有する基準体を備えた倣い基準部と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され水平面内の互いに直交する2方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有する加圧手段と、
前記載置台の上面に前記基準体の倣い基準面を当接した状態で前記加圧手段により前記基準体と前記載置台を加圧することによって倣い移動した前記球面状基部にかかる荷重バランスを検出する検出手段と、
前記荷重バランスが均一になるように前記移動機構を制御する制御手段とを備え、
前記連結機構は、前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された円筒部と、球体を摺動自在に保持する球面凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された受部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備える
ことを特徴とする接合装置。 In a joining apparatus for joining a plurality of superposed objects,
A mounting table on which an object to be bonded is mounted;
A support base installed on the lower surface side of the base; a support part installed under the support base; a spherical base part having a spherical surface on the upper surface and disposed slidably with respect to the support part; A scanning reference portion having a reference body having a scanning reference surface, a connecting mechanism disposed on the upper surface side of the spherical base, and two orthogonal to each other in a horizontal plane connected to the spherical base by the connecting mechanism. A pressurizing unit having a moving mechanism that moves in a direction and slides the spherical base with respect to the support to move the spherical base.
The load balance applied to the spherical base portion that has been copied and moved by pressurizing the reference body and the mounting table by the pressing means while the copying reference surface of the reference body is in contact with the upper surface of the mounting table is detected. Detection means;
Control means for controlling the moving mechanism so that the load balance is uniform,
The coupling mechanism has a cylindrical portion fixed to one of the spherical base and the moving mechanism, and a spherical concave portion that slidably holds a sphere, and is fixed to the other of the spherical base and the moving mechanism. A joining apparatus comprising: a receiving portion; and a shaft portion having one end fixed to the sphere and the other end internally fitted in the cylindrical portion and sliding in the axial direction and the axial direction with the cylindrical portion.
球面を上面に有し基台上に設置された球面状基部と、前記球面状基部上に摺動自在に配設された支持部と、前記支持部上に設置された支持台と、前記球面状基部の前記上面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する2方向に移動して前記支持部を前記球面状基部に対して摺動させて前記支持部を倣い移動させる移動機構と、前記支持台に設置され上面に被接合物が載置される載置台とを有する搭載手段と、
倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段と、
前記載置台の上面に前記基準体の倣い基準面を当接した状態で前記加圧手段により前記基準体と搭載手段を加圧することによって倣い移動した前記球面状基部にかかる荷重バランスを検出する検出手段と、
前記荷重バランスが均一になるように前記移動機構を制御する制御手段とを備え、
前記連結機構は、前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された円筒部と、球体を摺動自在に保持する球面凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された受部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備える
ことを特徴とする接合装置。 In a joining apparatus for joining a plurality of superposed objects,
A spherical base portion having a spherical surface on an upper surface and installed on a base, a support portion slidably disposed on the spherical base portion, a support base installed on the support portion, and the spherical surface A connecting mechanism disposed on the upper surface side of the base, and connected to the spherical base by the connecting mechanism and moved in two directions perpendicular to each other to slide the support part relative to the spherical base. A mounting unit having a moving mechanism that moves the supporting unit in accordance with the mounting unit, and a mounting table that is installed on the support table and on which an object to be bonded is mounted;
A pressurizing means including a reference body having a copying reference surface;
Detection for detecting a load balance applied to the spherical base moved by applying pressure to the reference body and the mounting means by the pressing means in a state where the copying reference surface of the reference body is in contact with the upper surface of the mounting table. Means,
Control means for controlling the moving mechanism so that the load balance is uniform,
The coupling mechanism has a cylindrical portion fixed to one of the spherical base and the moving mechanism, and a spherical concave portion that slidably holds a sphere, and is fixed to the other of the spherical base and the moving mechanism. A joining apparatus comprising: a receiving portion; and a shaft portion having one end fixed to the sphere and the other end internally fitted in the cylindrical portion and sliding in the axial direction and the axial direction with the cylindrical portion.
上面に被接合物が載置される載置台と、
基台上に設置された支持台と、前記支持台上に設置された支持部と、球面を下面に有し前記支持部に対して摺動自在に配設された球面状基部と、前記球面状基部の前記下面側に配設された連結機構と、前記連結機構により前記球面状基部と連結され互いに直交する2方向に移動して前記球面状基部を前記支持部に対して摺動させて前記球面状基部を倣い移動させる移動機構とを有し、前記基台下に倣い基準面を有する基準体を備えた加圧手段と、
前記載置台の上面に前記基準体の倣い基準面を当接した状態で前記加圧手段により前記基準体と前記載置台を加圧することによって倣い移動した前記球面状基部にかかる荷重バランスを検出する検出手段と、
前記荷重バランスが均一になるように前記移動機構を制御する制御手段とを備え、
前記連結機構は、前記球面状基部および前記移動機構の一方に固着された円筒部と、球体を摺動自在に保持する球面凹部を有し前記球面状基部および前記移動機構の他方に固着された受部と、一端が前記球体に固着され他端が前記円筒部に内嵌され前記円筒部と軸方向および軸周り方向に摺動する軸部とを備える
ことを特徴とする接合装置。 In a joining apparatus for joining a plurality of superposed objects,
A mounting table on which an object to be bonded is mounted;
A support base installed on a base; a support part installed on the support base; a spherical base part having a spherical surface on a lower surface and disposed slidably with respect to the support part; and the spherical surface A connecting mechanism disposed on the lower surface side of the base, and connected to the spherical base by the connecting mechanism and moved in two directions orthogonal to each other, and the spherical base is slid relative to the support. A pressure mechanism having a reference body having a reference surface to be copied under the base;
The load balance applied to the spherical base portion that has been copied and moved by pressurizing the reference body and the mounting table by the pressing means while the copying reference surface of the reference body is in contact with the upper surface of the mounting table is detected. Detection means;
Control means for controlling the moving mechanism so that the load balance is uniform,
The coupling mechanism has a cylindrical portion fixed to one of the spherical base and the moving mechanism, and a spherical concave portion that slidably holds a sphere, and is fixed to the other of the spherical base and the moving mechanism. A joining apparatus comprising: a receiving portion; and a shaft portion having one end fixed to the sphere and the other end internally fitted in the cylindrical portion and sliding in the axial direction and the axial direction with the cylindrical portion.
前記正三角形の重心が、前記球面状基部の前記球面の曲率中心を通り前記正三角形の頂点が作る面に対して垂直方向の線上にあることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の接合装置。 The detection means includes a load sensor disposed at each vertex position of an equilateral triangle,
7. The center of gravity of the equilateral triangle is on a line perpendicular to the plane that passes through the center of curvature of the spherical surface of the spherical base and is formed by the apex of the equilateral triangle. 8. The joining apparatus as described.
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