JP6882757B2 - Ultrasonic bonding device - Google Patents

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Description

本発明は、重ね合わせた2つの被接合体を超音波振動により接合する超音波接合装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic bonding apparatus that bonds two superposed objects to be bonded by ultrasonic vibration.

従来より、一般的な超音波接合装置は、接合用のチップが下側に取り付けられたホーンと、該ホーンの下方に設けられ、金属材からなる2つのパネル状被接合体を重ねた状態で載置可能なアンブルとを備え、上記ホーンを下降させて上記両被接合体をアンブルとチップとで挟み込むとともに、上記ホーンを水平方向に振動させて超音波接合を行うよう構成されている。 Conventionally, a general ultrasonic bonding device is a state in which a horn having a bonding tip attached to the lower side and two panel-shaped bonded bodies made of a metal material, which are provided below the horn, are overlapped with each other. The horn is provided with a mountable amble, and the horn is lowered to sandwich the two objects to be bonded between the amble and the chip, and the horn is vibrated in the horizontal direction to perform ultrasonic bonding.

ところで、上述の如き超音波接合装置は、超音波接合を繰り返し行うとチップ表面に被接合体の一部が粉状になって付着する現象が起こる。そして、チップ表面に被接合体の一部が粉状になって付着した状態のままで超音波接合を行うと、最悪の場合、被接合体がチップに固着してしまい、接合後に上昇するチップとともに当該チップに固着した被接合体が引き上げられてしまうので、接合作業を継続できなくなってしまうという問題があった。 By the way, in the ultrasonic bonding apparatus as described above, when ultrasonic bonding is repeatedly performed, a phenomenon occurs in which a part of the object to be bonded becomes powdery and adheres to the chip surface. Then, if ultrasonic bonding is performed while a part of the object to be bonded is powdered and adhered to the surface of the chip, in the worst case, the object to be bonded is stuck to the chip and the chip rises after bonding. At the same time, the object to be bonded to the chip is pulled up, so that there is a problem that the bonding work cannot be continued.

これを回避するために、例えば、特許文献1では、ホーン及びチップの内側にエアを流通させることが可能なエア流通路を形成している。該エア流通路は、上記チップの下面に開口しており、もし仮に、被接合体がチップに固着したとしても、上記エア流通路の開口部分から吐出するエアの吐出力によって被接合体をチップから切り離すことができるようになっている。 In order to avoid this, for example, in Patent Document 1, an air flow passage through which air can flow is formed inside the horn and the chip. The air flow passage is open on the lower surface of the chip, and even if the material to be joined is stuck to the chip, the material to be bonded is chipped by the ejection force of air discharged from the opening of the air flow passage. It can be separated from.

特開2008−142738号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-142738

しかし、特許文献1に開示されている超音波接合装置では、超音波接合を繰り返し行うと、粉状になった被接合体の一部がチップの振動動作により次第に移動してエア流通路の開口部分に入り込むおそれがある。そうすると、エア流通路が狭くなったり、或いは、塞がってしまい、もし仮に、被接合体がチップに固着したとしても、被接合体をチップから切り離せなくなってしまう。 However, in the ultrasonic bonding apparatus disclosed in Patent Document 1, when ultrasonic bonding is repeatedly performed, a part of the powdered object to be bonded gradually moves due to the vibration operation of the chip to open an air flow passage. There is a risk of getting into the part. Then, the air flow passage is narrowed or blocked, and even if the bonded body is fixed to the chip, the bonded body cannot be separated from the chip.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接合作業を繰り返し行っても、接合後に被接合体をチップから確実に切り離すことができる超音波接合装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic bonding apparatus capable of reliably separating an object to be bonded from a chip after bonding even if the bonding operation is repeated. To provide.

上記の目的を達成するために、本発明は、上下にスライド可能なスライド部材をチップの内側又は外側に設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a slide member that can slide up and down is provided inside or outside the chip.

具体的には、接合用のチップが下側に位置するホーンと、該ホーンを水平方向に振動させる振動手段と、上記ホーンを昇降させる昇降手段と、上記ホーンの下方に設けられ、2つの被接合体を重ねて載置可能なアンブルとを備え、上記昇降手段により上記ホーンを下降させて上記両被接合体を上記アンブルと上記チップとで挟み込むとともに、上記振動手段により上記ホーンを振動させて超音波接合を行うよう構成された超音波接合装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。 Specifically, a horn in which a bonding tip is located on the lower side, a vibrating means for vibrating the horn in the horizontal direction, an elevating means for raising and lowering the horn, and two coverings provided below the horn. It is provided with an amble on which the bonded bodies can be stacked and placed, and the horn is lowered by the elevating means to sandwich the two bonded bodies between the amble and the chip, and the horn is vibrated by the vibrating means. The following solutions were taken for ultrasonic bonding devices configured to perform ultrasonic bonding.

すなわち、第1の発明では、上記チップの内側又は外側に設けられ、上下方向にスライド可能なスライド部材と、該スライド部材を押圧することにより下方にスライドさせてその下端部分を上記チップの下端部分から飛び出させる押圧手段とを備えており、上記ホーンは、上記チップを複数有し、上記各チップに上記スライド部材と上記押圧手段とがそれぞれ設けられ、上記ホーンは超音波接合毎に上記チップを切り替えるように構成されていることを特徴とする。 That is, in the first invention, a slide member provided inside or outside the chip and slidable in the vertical direction, and the lower end portion of the slide member is slid downward by pressing the slide member to form the lower end portion of the chip. The horn is provided with a pressing means for popping out from, and the horn has a plurality of the chips, and each of the chips is provided with the slide member and the pressing means, respectively. It is characterized in that it is configured to switch.

第2の発明では、第1の発明において、上記チップには、下面に開口し、且つ、上記スライド部材及び上記押圧手段を収容する収容凹部が形成され、上記スライド部材の下端部分は、当該スライド部材が下方にスライドした際、上記収容凹部の開口部分から飛び出すよう構成されていることを特徴とする。 In the second invention, in the first invention, the chip is formed with an accommodating recess that opens on the lower surface and accommodates the slide member and the pressing means, and the lower end portion of the slide member is the slide. When the member slides downward, it is configured to pop out from the opening portion of the accommodating recess.

第3の発明では、第2の発明において、上記押圧手段は、上記スライド部材を常時下方に付勢するコイルバネであり、上記収容凹部の開口側内周面には、当該収容凹部の奥端側内周面より小径となるように張り出した環状張出部が形成されており、上記スライド部材は、上記収容凹部の奥端側に位置する頭部と、該頭部に連続して形成されかつ上記収容凹部の上記環状張出部の内側に位置する軸部と、を有し、さらに上記スライド部材は、下方にスライドしたときに、上記頭部が上記環状張出部に接触した状態で上記軸部の下端部分が上記チップの下端部分よりも下方に飛び出すよう構成されていることを特徴とする。 In the third invention, in the second invention, the pressing means is a coil spring that constantly urges the slide member downward, and the inner peripheral surface on the opening side of the accommodating recess is on the back end side of the accommodating recess. An annular overhanging portion is formed so as to have a smaller diameter than the inner peripheral surface, and the slide member is formed continuously with a head located on the inner end side of the accommodating recess and the head. The sliding member has a shaft portion located inside the annular overhanging portion of the accommodating recess, and the slide member is in a state where the head is in contact with the annular overhanging portion when sliding downward. The lower end portion of the shaft portion is configured to protrude below the lower end portion of the chip .

第1の発明では、もし仮に、超音波接合作業が終了した後、ホーンを上昇させる際に、チップに被接合体が固着していたとしても、押圧手段に押圧されて下方にスライドするスライド部材の下端部分がチップの下端部分よりも飛び出す分だけ被接合体を下方に押圧するので、被接合体をチップから切り離すことができる。また、特許文献1の如きエア流通路をチップに設ける必要が無いので、超音波接合作業を繰り返し行っても、被接合体の一部がエア流通路に入り込むことでエア流通路が狭くなったり、或いは、塞がって被接合体を下方に押圧できなくなってしまうといったことを回避することができ、被接合体をチップから確実に切り離すことができる。 In the first invention, even if the object to be bonded is stuck to the tip when the horn is raised after the ultrasonic bonding work is completed, the slide member is pressed by the pressing means and slides downward. Since the lower end portion of the chip is pressed downward by the amount that the lower end portion of the chip protrudes from the lower end portion of the chip, the object to be bonded can be separated from the chip. Further, since it is not necessary to provide an air flow passage in the chip as in Patent Document 1, even if ultrasonic bonding work is repeated, a part of the object to be bonded enters the air flow passage and the air flow passage becomes narrow. Alternatively, it is possible to avoid being blocked and unable to press the bonded body downward, and the bonded body can be reliably separated from the chip.

第2の発明では、スライド部材及び押圧手段がチップに囲まれるので、スライド部材及び押圧手段にゴミや埃等が付着することによる装置の故障を少なくすることができる。 In the second invention, since the slide member and the pressing means are surrounded by the chips, it is possible to reduce the failure of the device due to the adhesion of dust, dirt, etc. to the slide member and the pressing means.

第3の発明では、超音波接合を行う際、両被接合体は当該両被接合体のスライド部材に対応する部分がコイルバネの付勢力によってスライド部材に押圧された状態で超音波振動するようになる。したがって、チップの内側に当該チップから被接合体を切り離すための機構を設けたとしても、チップの被接合体に接触する全領域において両被接合体をアンブルとの間で偏り無く加圧することができ、被接合体の間に良好な接合部を形成することができる。 In the third invention, when ultrasonically bonding is performed, the two bonded bodies are ultrasonically vibrated in a state where the portion corresponding to the slide member of the double bonded body is pressed against the slide member by the urging force of the coil spring. Become. Therefore, even if a mechanism for separating the object to be joined from the chip is provided inside the chip, it is possible to pressurize both the objects to be joined evenly with the amble in the entire region of contact with the object to be joined of the chip. It is possible to form a good joint between the objects to be joined.

本発明の実施形態に係る超音波接合装置の斜視図である。It is a perspective view of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1のII−II線における断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 図2のIII矢視図である。FIG. 3 is a view taken along the line III of FIG. 図2の後、超音波接合を行う直前の状態を示す図である。It is a figure which shows the state just before performing ultrasonic bonding after FIG. 図4の後、超音波接合を行っている途中の状態を示す図である。After FIG. 4, it is a figure which shows the state in the process of ultrasonic bonding. 図5の後、超音波接合が終了した直後の状態を示す図である。After FIG. 5, it is a figure which shows the state immediately after the ultrasonic bonding is completed.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is essentially merely an example.

図1は、本発明の実施形態に係る超音波接合装置1を示す。該超音波接合装置1は、重ね合わせた2つのアルミニウム合金板W1(被接合体)を超音波接合で一体にするものであり、フロアに設置された装置本体2と、該装置本体2の側方に配置され、上記2つのアルミニウム合金板W1を重ねた状態で載置可能なアンブル3とを備え、該アンブル3の上面には、凹凸状をなす滑り止め部3aが形成されている(図2参照)。 FIG. 1 shows an ultrasonic bonding device 1 according to an embodiment of the present invention. The ultrasonic bonding device 1 integrates two superposed aluminum alloy plates W1 (bonded bodies) by ultrasonic bonding, and is a device body 2 installed on the floor and a side of the device body 2. It is provided with an amble 3 which is arranged on the side and can be placed in a state where the two aluminum alloy plates W1 are overlapped with each other, and an uneven non-slip portion 3a is formed on the upper surface of the amble 3 (FIG. 2).

上記装置本体2は、上記アンブル3の上方の位置に向かって水平方向に延びる加工ユニット4と、該加工ユニット4を昇降させる昇降機5(昇降手段)とを備え、上記アンブル3は、上記加工ユニット4における延出端側の下方に位置している。 The apparatus main body 2 includes a processing unit 4 extending in the horizontal direction toward a position above the amble 3 and an elevator 5 (elevating means) for raising and lowering the processing unit 4. The amble 3 is the processing unit. It is located below the extension end side in 4.

上記加工ユニット4は、内部に収容空間6aを有する細長い略直方体形状の収容ケース6を備え、上記収容空間6aには、略円筒状の振動ユニット7(振動手段)と、回転モータ8とが収容されている。 The processing unit 4 includes an elongated rectangular parallelepiped storage case 6 having a storage space 6a inside, and the storage space 6a houses a substantially cylindrical vibration unit 7 (vibration means) and a rotary motor 8. Has been done.

上記振動ユニット7は、その筒中心線C1が上記加工ユニット4の長手方向に沿う姿勢となっていて、上記振動ユニット7の一端側は、上記収容ケース6の外側に臨んでいる。 The vibration unit 7 has a cylinder center line C1 in a posture along the longitudinal direction of the processing unit 4, and one end side of the vibration unit 7 faces the outside of the accommodation case 6.

上記回転モータ8は、上記振動ユニット7の他端側に配置され、その回転軸8aは、上記振動ユニットの筒中心線C1上に位置するとともに上記振動ユニット7の内方に向かって突出している。 The rotary motor 8 is arranged on the other end side of the vibration unit 7, and its rotation shaft 8a is located on the cylinder center line C1 of the vibration unit and protrudes inward of the vibration unit 7. ..

上記振動ユニット7の一端側には、中心線C2が上記振動ユニット7の筒中心線C1に一致するホーン9が設けられている。 A horn 9 whose center line C2 coincides with the cylinder center line C1 of the vibration unit 7 is provided on one end side of the vibration unit 7.

該ホーン9は、細長い丸棒状をなすホーン本体9aと、該ホーン本体9aの一端に取り付けられた厚みを有する正方形板状の加工ヘッド9bとを備え、上記ホーン本体9aの他端側は、上記振動ユニット7の内方に嵌挿されている。 The horn 9 includes a horn body 9a having an elongated round bar shape and a square plate-shaped processing head 9b having a thickness attached to one end of the horn body 9a, and the other end side of the horn body 9a is described above. It is fitted inside the vibration unit 7.

上記ホーン本体9aの他端は、上記回転モータ8の回転軸8aに連結され、上記ホーン9は、上記回転モータ8における上記回転軸8aの回転動作により、上記中心線C2周りに回転可能となっている。 The other end of the horn body 9a is connected to the rotation shaft 8a of the rotation motor 8, and the horn 9 can rotate around the center line C2 by the rotation operation of the rotation shaft 8a in the rotation motor 8. ing.

また、上記ホーン本体9aの他端側は、上記振動ユニット7の内方に設けられた振動機構(図示せず)に繋がっていて、上記ホーン9は、上記振動ユニット7によって上記中心線C2と直交する水平方向(図5の矢印X1方向)に振動可能となっている。 Further, the other end side of the horn body 9a is connected to a vibration mechanism (not shown) provided inside the vibration unit 7, and the horn 9 is connected to the center line C2 by the vibration unit 7. It is possible to vibrate in the orthogonal horizontal direction (direction of arrow X1 in FIG. 5).

上記加工ヘッド9bには、長方形板状をなす接合用チップ10が上記中心線C2周りに等間隔に4つ設けられ、上記回転モータ8によりホーン9を回転させると、上記ホーン9の下側に位置するチップ10が順番に切り替わるようになっている。 The processing head 9b is provided with four joining chips 10 having a rectangular plate shape at equal intervals around the center line C2, and when the horn 9 is rotated by the rotary motor 8, it is placed on the lower side of the horn 9. The positioned chips 10 are switched in order.

上記チップ10下面には、図2乃至図6に示すように、凹凸面部10aが振動方向両側に離間して一対形成されている。 As shown in FIGS. 2 to 6, a pair of uneven surface portions 10a are formed on the lower surface of the chip 10 so as to be separated from each other on both sides in the vibration direction.

上記チップ10の中央部分には、チップ10の下面に開口する収容凹部10bが形成され、該収容凹部10bの開口部分は、上記両凹凸面部10aの間に位置している。 An accommodating recess 10b that opens on the lower surface of the chip 10 is formed in the central portion of the chip 10, and the opening portion of the accommodating recess 10b is located between the two uneven surface portions 10a.

上記収容凹部10bの開口側内周面には、当該収容凹部10bの奥端側内周面より小径となるように張り出した環状張出部10cが形成されていて、上記収容凹部10bは、側面視で略T字状をなしている。 An annular overhanging portion 10c is formed on the inner peripheral surface on the opening side of the accommodating recess 10b so as to have a smaller diameter than the inner peripheral surface on the inner end side of the accommodating recess 10b. It is visually T-shaped.

上記収容凹部10bには、中心軸が上下方向に向くスライド部材11が上下方向にスライド可能に収容されている。 In the accommodation recess 10b, a slide member 11 whose central axis faces in the vertical direction is accommodated so as to be slidable in the vertical direction.

上記スライド部材11は、上記収容凹部10bの奥端側に位置する円板状の頭部11aと、該頭部11aに連続して形成され、上記収容凹部10bの上記環状張出部10cの内側に位置する軸部11bとからなっている。 The slide member 11 is formed continuously with a disk-shaped head portion 11a located on the back end side of the accommodating recess 10b and the head portion 11a, and is inside the annular overhanging portion 10c of the accommodating recess 10b. It is composed of a shaft portion 11b located at.

上記スライド部材11は、下方にスライドすると、上記頭部11aが上記環状張出部10cに接触してそれ以上下方にスライドしないようになっていて、上記頭部11aが上記環状張出部10cに接触した状態で上記軸部11bの下端部分が上記チップ10の下端部分よりも下方に飛び出すよう構成されている。 When the slide member 11 slides downward, the head portion 11a comes into contact with the annular overhanging portion 10c and does not slide further downward, and the head portion 11a becomes the annular overhanging portion 10c. The lower end portion of the shaft portion 11b is configured to protrude below the lower end portion of the chip 10 in a state of contact.

上記収容凹部10bの奥端側には、上記スライド部材11を常時下方に付勢するコイルバネ12(押圧手段)が収容され、該コイルバネ12は、上記スライド部材11を下方に押圧して当該スライド部材11の下端部分を上記チップ10の下端部分から飛び出させている。 A coil spring 12 (pressing means) that constantly urges the slide member 11 downward is accommodated in the inner end side of the accommodating recess 10b, and the coil spring 12 presses the slide member 11 downward to cause the slide member 11. The lower end portion of 11 is projected from the lower end portion of the chip 10.

そして、上記超音波接合装置1は、図2乃至図6に示すように、上記昇降機5により上記ホーン9を下降させて上記アンブル3に重ね合わされた2つのアルミニウム合金板W1をアンブル3とチップ10とで挟み込むとともに、上記振動ユニット7により上記ホーン9を振動させて超音波接合を行うよう構成され、上記両アルミニウム合金板W1の間には、固相接合部J1が形成されるようになっている。 Then, as shown in FIGS. 2 to 6, the ultrasonic bonding device 1 lowers the horn 9 by the elevator 5 and superimposes the two aluminum alloy plates W1 on the amble 3 with the amble 3 and the chip 10. The horn 9 is vibrated by the vibration unit 7 to perform ultrasonic bonding, and a solid phase bonding portion J1 is formed between the two aluminum alloy plates W1. There is.

次に、本発明の実施形態に係る超音波接合装置1を用いた超音波接合作業について詳述する。 Next, the ultrasonic bonding operation using the ultrasonic bonding device 1 according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

まず、図示しない産業用ロボットが、図2に示すように、接合前の2つのアルミニウム合金板W1をアンブル3に重ねて載置する。 First, as shown in FIG. 2, an industrial robot (not shown) superimposes two aluminum alloy plates W1 before joining on the amble 3.

産業用ロボットによる両アルミニウム合金板W1のアンブル3への載置作業が終了すると、超音波接合装置1が起動する。すると、昇降機5によってホーン9が下降し始める。 When the work of placing the two aluminum alloy plates W1 on the amble 3 by the industrial robot is completed, the ultrasonic bonding device 1 is activated. Then, the elevator 5 starts lowering the horn 9.

しかる後、チップ10の下端部分から下方に飛び出すスライド部材11の下端部分がアンブル3に載置された2つのアルミニウム合金板W1の上面に接触し、スライド部材11がコイルバネ12の付勢力に抗して上方にスライドし始める。すると、図4に示すように、チップ10の両凹凸面部10aがアンブル3に載置された2つのアルミニウム合金板W1の上面に接触するとともに、上記アンブル3との間で上記両アルミニウム合金板W1を挟み込んで加圧する。 After that, the lower end portion of the slide member 11 protruding downward from the lower end portion of the tip 10 comes into contact with the upper surface of the two aluminum alloy plates W1 placed on the amble 3, and the slide member 11 resists the urging force of the coil spring 12. And start sliding upwards. Then, as shown in FIG. 4, both uneven surface portions 10a of the chip 10 come into contact with the upper surfaces of the two aluminum alloy plates W1 placed on the amble 3, and the two aluminum alloy plates W1 are brought into contact with the amble 3. Pressurize by sandwiching.

その後、振動ユニット7によってホーン9が振動し始める。すると、図5に示すように、両凹凸面部10aが上側のアルミニウム合金板W1に食い込むとともに滑り止め部3aが下側のアルミニウム合金板W1に食い込みながら両アルミニウム合金板W1が超音波振動し、両アルミニウム合金板W1の間に固相接合部J1が形成されて両アルミニウム合金板W1が一体になる。このとき、スライド部材11は、コイルバネ12の付勢力によって両アルミニウム合金板W1を下方に押圧することにより、両アルミニウム合金板W1をアンブル3との間で挟み込んで加圧するようになっている。 After that, the vibration unit 7 starts to vibrate the horn 9. Then, as shown in FIG. 5, both the aluminum alloy plates W1 vibrate ultrasonically while the uneven surface portions 10a bite into the upper aluminum alloy plate W1 and the non-slip portion 3a bites into the lower aluminum alloy plate W1. A solid phase joint J1 is formed between the aluminum alloy plates W1 to integrate the two aluminum alloy plates W1. At this time, the slide member 11 presses both aluminum alloy plates W1 downward by the urging force of the coil spring 12, so that both aluminum alloy plates W1 are sandwiched between the ambles 3 and pressed.

両アルミニウム合金板W1の超音波接合が終了すると、ホーン9は昇降機5によって上昇する。このとき、図6に示すように、コイルバネ12の付勢力によって下方にスライドするスライド部材11の下端部分がチップ10の下端部分から飛び出すことにより、スライド部材11が両アルミニウム合金板W1を下方に押圧してチップ10から切り離す。 When the ultrasonic bonding of both aluminum alloy plates W1 is completed, the horn 9 is raised by the elevator 5. At this time, as shown in FIG. 6, the lower end portion of the slide member 11 that slides downward due to the urging force of the coil spring 12 protrudes from the lower end portion of the tip 10, so that the slide member 11 presses both aluminum alloy plates W1 downward. Then, it is separated from the chip 10.

その後、昇降機5によって上昇するホーン9は、所定の距離だけ上昇すると停止する。 After that, the horn 9 raised by the elevator 5 stops when it rises by a predetermined distance.

しかる後、ホーン9は、回転モータ8における回転軸8aの回転動作によって中心線C2周りに回転してホーン9の下側に位置するチップ10を中心線C2周りに隣り合うチップ10に切り替える。 After that, the horn 9 rotates around the center line C2 by the rotational operation of the rotation shaft 8a in the rotary motor 8 and switches the chip 10 located below the horn 9 to the chips 10 adjacent to each other around the center line C2.

そして、アンブル3に載置された接合済みの両アルミニウム合金板W1が産業用ロボットによって取り出された後、接合前の2つのアルミニウム合金板W1が産業用ロボットによってアンブル3に載置されて再び超音波接合を行うことができる状態になる。 Then, after both the bonded aluminum alloy plates W1 placed on the amble 3 are taken out by the industrial robot, the two aluminum alloy plates W1 before bonding are placed on the amble 3 by the industrial robot and super-superior again. It is ready for ultrasonic bonding.

以上より、本発明の実施形態によると、もし仮に、超音波接合作業が終了した後、ホーン9を上昇させる際に、チップ10に両アルミニウム合金板W1が固着していたとしても、コイルバネ12に押圧されて下方にスライドするスライド部材11の下端部分がチップ10の下端部分よりも飛び出す分だけ両アルミニウム合金板W1を下方に押圧するので、当該両アルミニウム合金板W1をチップ10から切り離すことができる。 From the above, according to the embodiment of the present invention, even if both aluminum alloy plates W1 are fixed to the chip 10 when the horn 9 is raised after the ultrasonic bonding work is completed, the coil spring 12 is attached. Since both aluminum alloy plates W1 are pressed downward by the amount that the lower end portion of the slide member 11 that is pressed and slides downward protrudes from the lower end portion of the chip 10, the two aluminum alloy plates W1 can be separated from the chip 10. ..

また、特許文献1の如きエア流通路をチップ10に設ける必要が無いので、超音波接合作業を繰り返し行っても、アルミニウム合金板W1から発生するアルミニウム粉末がエア流通路に入り込むことでエア流通路が狭くなったり、或いは、塞がってアルミニウム合金板W1を下方に押圧できなくなってしまうといったことを回避することができ、両アルミニウム合金板W1をチップ10から確実に切り離すことができる。 Further, since it is not necessary to provide the air flow passage in the chip 10 as in Patent Document 1, even if the ultrasonic joining work is repeated, the aluminum powder generated from the aluminum alloy plate W1 enters the air flow passage, so that the air flow passage is formed. It is possible to prevent the aluminum alloy plate W1 from being narrowed or blocked so that the aluminum alloy plate W1 cannot be pressed downward, and both aluminum alloy plates W1 can be reliably separated from the chip 10.

また、スライド部材11及びコイルバネ12は、チップ10の収容凹部10bに収容されており、チップ10に囲まれた状態であるので、スライド部材11及びコイルバネ12にゴミや埃等が付着することによる超音波接合装置1の故障を少なくすることができる。 Further, since the slide member 11 and the coil spring 12 are housed in the accommodating recess 10b of the chip 10 and are surrounded by the chip 10, the slide member 11 and the coil spring 12 are super-adhered to dust and dirt. It is possible to reduce the failure of the ultrasonic bonding device 1.

さらに、超音波接合を行う際、両アルミニウム合金板W1は当該両アルミニウム合金板W1のスライド部材11に対応する部分がコイルバネ12の付勢力によってスライド部材11に押圧された状態で超音波振動するようになる。したがって、チップ10の内側に当該チップ10から両アルミニウム合金板W1を切り離すための機構を設けたとしても、チップ10の両アルミニウム合金板W1に接触する全領域において両アルミニウム合金板W1をアンブル3との間で偏り無く加圧することができ、両アルミニウム合金板W1の間に良好な固相接合部J1を形成することができる。 Further, when ultrasonically bonding, both aluminum alloy plates W1 are ultrasonically vibrated in a state where the portion of both aluminum alloy plates W1 corresponding to the slide member 11 is pressed against the slide member 11 by the urging force of the coil spring 12. become. Therefore, even if a mechanism for separating both aluminum alloy plates W1 from the chip 10 is provided inside the chip 10, both aluminum alloy plates W1 are referred to as amble 3 in the entire region of contact with both aluminum alloy plates W1 of the chip 10. It is possible to pressurize evenly between the two aluminum alloy plates W1 and form a good solid phase joint J1 between the two aluminum alloy plates W1.

尚、本発明の実施形態では、収容凹部10bがチップ10の中央に形成されているが、これに限らず、例えば、振動方向両側に設けられていてもよい。 In the embodiment of the present invention, the accommodating recess 10b is formed in the center of the chip 10, but the present invention is not limited to this, and for example, it may be provided on both sides in the vibration direction.

また、本発明の実施形態では、スライド部材11がチップ10の内側に位置しているが、チップ10の外周面に沿って設けられていてもよい。 Further, in the embodiment of the present invention, the slide member 11 is located inside the chip 10, but it may be provided along the outer peripheral surface of the chip 10.

また、本発明の実施形態では、スライド部材11をコイルバネ12で下方にスライドさせているが、例えば、シリンダ等で下方に押圧するようにしてもよい。 Further, in the embodiment of the present invention, the slide member 11 is slid downward by the coil spring 12, but for example, it may be pressed downward by a cylinder or the like.

また、本発明の実施形態では、各チップ10がホーン9における中心線C2周りに等間隔に4つ設けられているが、ホーン9における中心線C2周りに2つや3つのチップ10を等間隔に設けるようにしてもよく、5つ以上設けるようにしてもよい。 Further, in the embodiment of the present invention, four chips 10 are provided at equal intervals around the center line C2 of the horn 9, but two or three chips 10 are provided at equal intervals around the center line C2 of the horn 9. It may be provided, or five or more may be provided.

また、本発明の超音波接合装置1は、両アルミニウム合金板W1を超音波接合により接合しているが、その他の素材を超音波接合により接合することもできる。 Further, in the ultrasonic bonding device 1 of the present invention, both aluminum alloy plates W1 are bonded by ultrasonic bonding, but other materials can also be bonded by ultrasonic bonding.

本発明は、重ね合わせた2つの被接合体を超音波振動により接合する超音波接合装置に適している。 The present invention is suitable for an ultrasonic bonding apparatus that bonds two superposed objects to be bonded by ultrasonic vibration.

1 超音波接合装置
3 アンブル
5 昇降機(昇降手段)
7 振動ユニット(振動手段)
9 ホーン
10 チップ
10b 収容凹部
11 スライド部材
12 コイルバネ(押圧手段)
W1 アルミニウム合金板(被接合体)
1 Ultrasonic bonding device 3 Amble 5 Elevator (elevator means)
7 Vibration unit (vibration means)
9 Horn 10 Tip 10b Storage recess 11 Slide member 12 Coil spring (pressing means)
W1 aluminum alloy plate (joint)

Claims (3)

接合用のチップが下側に位置するホーンと、
該ホーンを水平方向に振動させる振動手段と、
上記ホーンを昇降させる昇降手段と、
上記ホーンの下方に設けられ、2つの被接合体を重ねて載置可能なアンブルとを備え、
上記昇降手段により上記ホーンを下降させて上記両被接合体を上記アンブルと上記チップとで挟み込むとともに、上記振動手段により上記ホーンを振動させて超音波接合を行うよう構成された超音波接合装置であって、
上記チップの内側又は外側に設けられ、上下方向にスライド可能なスライド部材と、
該スライド部材を押圧することにより下方にスライドさせてその下端部分を上記チップの下端部分から飛び出させる押圧手段とを備えており、
上記ホーンは、上記チップを複数有し、
上記各チップに上記スライド部材と上記押圧手段とがそれぞれ設けられ、
上記ホーンは超音波接合毎に上記チップを切り替えるように構成されていることを特徴とする超音波接合装置。
The horn with the bonding tip located on the lower side,
A vibrating means that vibrates the horn in the horizontal direction,
Lifting means for raising and lowering the horn and
It is provided below the horn and has an amble on which two objects to be joined can be placed on top of each other.
An ultrasonic bonding device configured to lower the horn by the elevating means to sandwich the two objects to be bonded between the amble and the chip, and to vibrate the horn by the vibrating means to perform ultrasonic bonding. There,
A slide member provided inside or outside the chip and slidable in the vertical direction,
It is provided with a pressing means for pressing the slide member to slide it downward so that the lower end portion thereof protrudes from the lower end portion of the chip.
The horn has a plurality of the chips and
Each of the chips is provided with the slide member and the pressing means, respectively.
The horn is an ultrasonic bonding device characterized in that it is configured to switch the chip for each ultrasonic bonding.
請求項1に記載の超音波接合装置において、
上記チップには、下面に開口し、且つ、上記スライド部材及び上記押圧手段を収容する収容凹部が形成され、
上記スライド部材の下端部分は、当該スライド部材が下方にスライドした際、上記収容凹部の開口部分から飛び出すよう構成されていることを特徴とする超音波接合装置。
In the ultrasonic bonding apparatus according to claim 1,
The chip is formed with an opening on the lower surface and a storage recess for accommodating the slide member and the pressing means.
An ultrasonic bonding device characterized in that a lower end portion of the slide member is configured to pop out from an opening portion of the accommodating recess when the slide member slides downward.
請求項2に記載の超音波接合装置において、
上記押圧手段は、上記スライド部材を常時下方に付勢するコイルバネであり、
上記収容凹部の開口側内周面には、当該収容凹部の奥端側内周面より小径となるように張り出した環状張出部が形成されており、
上記スライド部材は、上記収容凹部の奥端側に位置する頭部と、該頭部に連続して形成されかつ上記収容凹部の上記環状張出部の内側に位置する軸部と、を有し、
さらに上記スライド部材は、下方にスライドしたときに、上記頭部が上記環状張出部に接触した状態で上記軸部の下端部分が上記チップの下端部分よりも下方に飛び出すよう構成されていることを特徴とする超音波接合装置。
In the ultrasonic bonding apparatus according to claim 2,
The pressing means is a coil spring that constantly urges the slide member downward .
An annular overhanging portion is formed on the inner peripheral surface on the opening side of the accommodating recess so as to have a smaller diameter than the inner peripheral surface on the inner end side of the accommodating recess.
The slide member has a head located on the inner end side of the accommodating recess, and a shaft portion continuously formed on the head and located inside the annular overhanging portion of the accommodating recess. ,
Further, the slide member is configured such that when the slide member is slid downward, the lower end portion of the shaft portion protrudes below the lower end portion of the chip portion in a state where the head portion is in contact with the annular overhanging portion. An ultrasonic bonding device characterized by.
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CN109317812A (en) * 2018-12-05 2019-02-12 上海骄成机电设备有限公司 A kind of ultrasonic bonding auxiliary body
CN110948884B (en) * 2019-12-17 2022-03-29 江西润泽智慧科技协同创新有限公司 Welding equipment for filter element of water purifier
TWI792612B (en) * 2021-10-15 2023-02-11 黃雅筠 Ultrasonic welding structure of plastic sheet

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5778720A (en) * 1980-10-31 1982-05-17 Matsushita Electric Works Ltd Method of welding contact with supersonic wave
JPS63272612A (en) * 1987-04-30 1988-11-10 Kureha Chem Ind Co Ltd Package, method and apparatus for preparing the same
JP3184407B2 (en) * 1994-08-19 2001-07-09 富士通テン株式会社 Ultrasonic welding equipment
JP3455344B2 (en) * 1995-10-20 2003-10-14 株式会社オートネットワーク技術研究所 Ultrasonic welding equipment
JP2010274296A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Nissan Motor Co Ltd Ultrasonic welding apparatus
JP2012223780A (en) * 2011-04-18 2012-11-15 Mitsubishi Electric Corp Method and apparatus for ultrasonic-welding of metal
JP2017060963A (en) * 2015-09-24 2017-03-30 株式会社Gsユアサ Ultrasonic junction device and manufacturing method for power storage element

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