JP6752536B2 - 超音波接合用ツール及び超音波接合装置 - Google Patents
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Description
(全体構成)
図1は基板テーブル10上にガラス基板11が配置され、ガラス基板11の最上層である太陽電池薄膜11g上に導電性を有するリード線12が接合された状態を示す斜視図である。図2はこの発明における実施の形態であるボンディングツール4が用いられる、加圧式の超音波接合装置100の全体構成を示す説明図であり、超音波接合装置100を斜め上方から視た斜視図である。なお、図1及び図2並びに以降に示す図3〜図5にXYZ直交座標系を適宜示している。
図3は本実施の形態であるボンディングツール4における先端把持部4h及び当接先端部4tの詳細を示す説明図である。同図において、(a) は正面図、(b) は側面図、(c) は底面図を示している。
(2) 第2の配置条件{0.349≦EY/DY≦0.510}
図1に示すように、基板テーブル10上には、表面に太陽電池薄膜11gが形成されたガラス基板11が設置され、ガラス基板11の太陽電池薄膜11g上にX方向に沿ってリード線12が設けられる。すなわち、リード線12の形成長方向がX方向(第1の方向)となり、形成幅方向がY方向(第2の方向)となる。
以下、図1及び図2を参照して、本実施の形態の超音波接合装置100を用いた、加圧式の超音波振動処理の動作内容について説明する。
図6は超音波接合装置100の制御系を模式的に示すブロック図である。同図に示すように、超音波接合装置100は制御部15をさらに有しており、制御部15において、シリンダ1、21及び31、駆動部16並びに超音波振動子17の駆動を制御している。なお、駆動部16は超音波接合装置100全体を装置操作方向DR100方向に移動させる移動処理を実行し、超音波振動子17は振動ホーン部6を介してボンディングツール4に超音波振動UVを与える超音波振動処理を実行する。
(第1の実験結果)
図7〜図9は張り出し率HRが第1の配置条件を満足する場合の第1の実験結果(シミュレーション結果)を示すグラフであり、具体的には、EX/DXを張り出し率HRとして、N=17の場合の17個の突起部80の荷重分布を示すグラフ(その1〜その3)である。図7は張り出し率HRが理想基準STの「0.425」の場合、図8は張り出し率HRが理想基準STの上限値である「0.510」の場合、図9は張り出し率HRが理想基準STの下限値である「0.349」の場合を示している。
図10〜図12は張り出し率HRが第1の配置条件を満足する場合の第2の実験結果(シミュレーション結果)を示すグラフであり、具体的には、EX/DXを張り出し率HRとして、張り出し率HRが理想基準STの「0.425」の場合の突起部80の荷重分布を示すグラフ(その1〜その3)である。ただし、第2の実験結果では、X方向に沿って配置される個数であるNを変化させ、図10はN=17の場合、図11はN=7の場合、図12はN=75の場合を示している。
図13〜図15は張り出し率HRが第1の配置条件を満足しない場合の第3の実験結果(シミュレーション結果)を示すグラフであり、具体的には、EX/DXを張り出し率HRとして突起部80の荷重分布を示すグラフ(その1〜その3)である。図13はN=7の場合、図14はN=17の場合、図15はN=50の場合を示している。
図16〜図19は張り出し率HRが第1の配置条件を満足する場合の第4の実験結果(シミュレーション結果)を示すグラフであり、具体的には、EX/DXを張り出し率HRとして、張り出し率HRが第1の配置条件を満足する場合の突起部80の荷重分布を示すグラフ(その1〜その4)である。図16及び図18はN=7の場合、図17及び図19はN=75の場合を示している。
上述した実施の形態では、リード線12が形成される基板としてガラス基板11を示したが、ガラス基板11に代えて、セラミック、シリコン、エポキシなどの薄厚の部材で基板を構成しても良い。また、導電性を有するリード線12の構成材料としてアルミニウムを示したが、他の導電性を有する材料を構成材料として採用しても良い。
4t 当接先端部
8 突出領域
6 振動ホーン部
10 基板テーブル
11 ガラス基板
11g 太陽電池薄膜
12 リード線
15 制御部
16 駆動部
17 超音波振動子
80 突起部
100 超音波接合装置
Claims (4)
- 基板(11)の表面上に配置された被接合材(12)に対し、上方から加圧するとともに超音波振動を印加して、前記基板の表面上に前記被接合材を接合する超音波振動接合装置に用いられる超音波接合用ツール(4)であって、
前記超音波接合用ツールの先端部(4t)には超音波振動の印加時に前記被接合材に接する突出領域(8)が設けられ、
前記突出領域は互いに接触することなく分離形成された複数の凸部(80)を有し、前記複数の凸部は第1の方向に沿って第1の間隔毎に均等に形成され、前記第1の方向は前記突出領域の長手方向であり、前記突出領域は前記複数の凸部以外の凸部は有さず、
前記複数の凸部のうち、前記第1の方向において最外に位置する第1方向最外凸部は、前記第1の方向における前記突出領域の端部から第1方向端部距離を隔てて配置され、
前記複数の凸部は、前記第1の間隔をDX、前記第1方向端部距離をEXとしたとき、第1の配置条件{0.349≦EX/DX≦0.510}を満足するように配置される、
超音波接合用ツール。 - 請求項1記載の超音波接合用ツールであって、
前記複数の凸部は、前記突出領域上に第1の方向に沿ってN(≧2)個、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿ってM(≧2)個のN×Mのマトリクス状に形成され、
前記複数の凸部は前記第2の方向に沿って第2の間隔毎に均等に形成され、前記複数の凸部のうち、前記第2の方向において最外に位置する第2方向最外凸部は、前記第2の方向における前記突出領域の端部から第2方向端部距離を隔てて配置され、
前記複数の凸部は、前記第2の間隔をDY、前記第2方向端部距離をEYとしたとき、第2の配置条件{0.349≦EY/DY≦0.510}をさらに満足するように配置される、
超音波接合用ツール。 - 請求項2記載の超音波接合用ツールであって、
前記被接合材は、前記第1の方向に沿って前記基板上に配置され導電性を有するリード線を含み、前記リード線の形成長方向が前記第1の方向となり、形成幅方向が前記第2の方向となり、
前記複数の凸部におけるN×Mのマトリクスは{N>M}を満足する、
超音波接合用ツール。 - 請求項3記載の超音波接合用ツールと、
前記基板を載置する基板テーブル(10)と、
前記基板上に前記リード線を配置した状態で、前記突出領域から前記リード線上の印加部(12p)に超音波振動が印加されるように前記超音波接合用ツールを駆動する超音波伝達部(6,17)とを備える、
超音波接合装置。
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