JP7141306B2 - Welding equipment - Google Patents

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JP7141306B2 JP2018201494A JP2018201494A JP7141306B2 JP 7141306 B2 JP7141306 B2 JP 7141306B2 JP 2018201494 A JP2018201494 A JP 2018201494A JP 2018201494 A JP2018201494 A JP 2018201494A JP 7141306 B2 JP7141306 B2 JP 7141306B2
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Description

この発明は、接合装置に関する。 The present invention relates to a joining device.

重ね合わせ超音波接合は、アンビル(作業台)とホーン(超音波工具)との間に2枚のワークを重ね合わせてセットし、ホーンを超音波振動させることによってワークを接合させる接合方法である。特許第3780637号公報(特許文献1)には、重ね合わせ超音波接合における接合品質判別方法が開示されている。 Laminated ultrasonic bonding is a bonding method in which two workpieces are overlapped and set between an anvil (workbench) and a horn (ultrasonic tool), and the workpieces are bonded by ultrasonically vibrating the horn. . Japanese Patent No. 3780637 (Patent Document 1) discloses a bonding quality determination method in superimposed ultrasonic bonding.

特許第3780637号公報Japanese Patent No. 3780637

特許第3780637号公報(特許文献1)に開示された重ね合わせ超音波接合方法では、あらかじめ定められた設定圧力、振幅、時間などの接合パラメータに従って接合を行ない、接合完了時における接合ワーク(板)間の変位量によって、接合品質を判断する。しかし、この方法では接合進行中に品質を判断していないため、接合パラメータが適切でない場合には、接合品質が悪くなったり歩留まりが低下したりする可能性がある。 In the superimposed ultrasonic bonding method disclosed in Japanese Patent No. 3780637 (Patent Document 1), bonding is performed according to predetermined bonding parameters such as set pressure, amplitude, and time, and a workpiece (plate) to be bonded when bonding is completed. The bonding quality is determined by the amount of displacement between the two. However, since this method does not judge the quality during the bonding process, if the bonding parameters are not appropriate, the bonding quality may deteriorate or the yield may decrease.

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、初期設定の接合パラメータに関わらず良好な品質の接合が得られる接合装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a welding apparatus capable of obtaining good quality welding regardless of initial setting of welding parameters.

本開示は、上板と下板とを接合する接合装置に関する。接合装置は、下板を載置するアンビルと、上板に振動を伝えるホーンと、ホーンをアンビルに向けて加圧する加圧装置と、ホーンに振動を加える加振装置と、上板と下板の少なくともいずれか一方の振動を検出する振動検出部と、加圧装置および加振装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、加圧装置によってホーンをアンビルに向けて加圧し、かつ加振装置によってホーンに振動を加えている接合時間中において、振動検出部が検出した振動の加速度の大きさがしきい値を超えないように前記加圧装置の加圧力を低下させることを繰り返すTECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a joining device that joins an upper plate and a lower plate. The joining device includes an anvil for placing the lower plate, a horn for transmitting vibration to the upper plate, a pressure device for pressing the horn toward the anvil, a vibrating device for applying vibration to the horn, the upper plate and the lower plate. and a control device for controlling the pressurizing device and the vibrating device. During the bonding time during which the horn is pressed toward the anvil by the pressurizing device and the horn is vibrated by the vibrating device, the magnitude of the acceleration of the vibration detected by the vibration detector exceeds the threshold value. Repeatedly lowering the pressure of the pressure device so as not to

の場合、制御装置が加圧装置の加圧力を調整するので、上板、下板、ホーン、アンビルを損傷することなく良好な接合が得られる。 In this case, since the control device adjusts the pressure of the pressure device, good bonding can be obtained without damaging the upper plate, lower plate, horn and anvil.

好ましくは、振動検出部は、下板の加速度を検出する加速度センサを含む。
加速度センサによって、制御装置は、下板の加速度を検出することができるため、接合の進行度合いを知ることができ、接合の進行度合いに合わせて接合パラメータを調整することができる。
Preferably, the vibration detector includes an acceleration sensor that detects acceleration of the lower plate.
With the acceleration sensor, the control device can detect the acceleration of the lower plate, so that the degree of welding progress can be known, and the welding parameters can be adjusted according to the degree of welding progress.

好ましくは、振動検出部は、上板の加速度を検出する加速度センサを含む。
加速度センサによって、制御装置は、上板の加速度を検出することができるため、接合の進行度合いを知ることができ、接合の進行度合いに合わせて接合パラメータを調整することができる。
Preferably, the vibration detector includes an acceleration sensor that detects acceleration of the upper plate.
With the acceleration sensor, the control device can detect the acceleration of the upper plate, so that the degree of progress of welding can be known, and the welding parameters can be adjusted according to the degree of progress of welding.

本発明の接合装置によれば、初期設定の接合パラメータに関わらず、良好な品質の接合を得ることができる。 According to the joining apparatus of the present invention, good quality joining can be obtained regardless of the initial setting of joining parameters.

本実施の形態に係る接合装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the joining apparatus which concerns on this Embodiment. 制御装置100の構成を示す機能ブロック図である。2 is a functional block diagram showing the configuration of the control device 100; FIG. 実施の形態1において制御装置100が実行する制御の内容を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining the content of control executed by the control device 100 in Embodiment 1. FIG. 接合進行中に接合パラメータを調整する場合としない場合とを比較して説明するための波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram for explaining a comparison between a case where a joining parameter is adjusted during joining and a case where the joining parameter is not adjusted. 実施の形態1の変形例に係る接合装置の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a joining device according to a modification of Embodiment 1; 実施の形態2において制御装置100が実行する制御の内容を説明するためのフローチャートである。9 is a flowchart for explaining the content of control executed by the control device 100 in Embodiment 2;

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A plurality of embodiments will be described below, but appropriate combinations of the configurations described in the respective embodiments have been planned since the filing of the application. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
図1は、本実施の形態に係る接合装置の構成を示す図である。図1を参照して、接合装置1は、電源20と、加振装置30と、支持部40と、加圧装置50と、振動センサ60と、制御装置100とを備える。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a joining apparatus according to this embodiment. With reference to FIG. 1 , the bonding apparatus 1 includes a power source 20 , a vibrating device 30 , a support portion 40 , a pressure device 50 , a vibration sensor 60 and a control device 100 .

支持部40は、第1母材である上板72と第2母材である下板71とを支持する。支持部40は、上板72に振動を与えるホーン41と、下板71を固定するアンビル42とを含む。支持部40は、加振装置30で振動が与えられることによって、上板72と下板71との間に相対運動を発生させる。加圧装置50は、上板72を下板71に向けて加圧する。振動センサ60は、上板72と下板71との間の相対運動を検出する運動検出部として用いられる。 The support portion 40 supports the upper plate 72 as the first base material and the lower plate 71 as the second base material. The support portion 40 includes a horn 41 that vibrates the upper plate 72 and an anvil 42 that fixes the lower plate 71 . The support portion 40 generates relative motion between the upper plate 72 and the lower plate 71 by being vibrated by the vibrating device 30 . The pressurizing device 50 presses the upper plate 72 toward the lower plate 71 . The vibration sensor 60 is used as a motion detector that detects relative motion between the upper plate 72 and the lower plate 71 .

制御装置100は、支持部40を振動させる加振装置30および加圧装置50を制御する。制御装置100は、加圧装置50によって上板72を下板71に向けて加圧し、かつ支持部40によって相対運動を発生させている接合形成中において、振動センサ60の出力に応じて接合パラメータを調節する。実施の形態1では、この接合パラメータは、加圧装置50の加圧力である。 The control device 100 controls the vibrating device 30 and the pressurizing device 50 that vibrate the supporting portion 40 . The controller 100 adjusts the bonding parameter according to the output of the vibration sensor 60 during bonding in which the pressure device 50 presses the upper plate 72 toward the lower plate 71 and the support portion 40 generates relative motion. adjust the In Embodiment 1, this bonding parameter is the pressure applied by the pressure device 50 .

以下、接合装置1が超音波接合装置である例について説明するが、本実施の形態の接合装置は、超音波接合に限定されない。第1母材と第2母材とを摩擦力によって発熱させ溶着する接合装置に対して、本実施の形態で開示される改良は広く適用可能である。 An example in which the bonding apparatus 1 is an ultrasonic bonding apparatus will be described below, but the bonding apparatus of this embodiment is not limited to ultrasonic bonding. The improvement disclosed in this embodiment can be widely applied to a welding apparatus that heats and welds a first base material and a second base material by frictional force.

超音波接合は、超音波帯の振動を第1部材と第2部材間に発生させこれらを接合する接合方法である。通常は、振動を発生する時間および振幅と、部材間に与える加圧力など接合パラメータをあらかじめ接合装置に設定し接合が実行される。 Ultrasonic bonding is a bonding method in which ultrasonic band vibration is generated between a first member and a second member to bond them. Normally, welding is performed by setting welding parameters such as the time and amplitude of vibration and the pressure to be applied between members in the welding apparatus in advance.

各材料の接合パラメータを記憶させた接合データベースがあれば、それに従って接合が可能であるが、新しい組み合わせや材料の接合では、数多くの基礎実験を行って接合パラメータを決めることが必要である。 If there is a bonding database that stores the bonding parameters of each material, bonding can be performed according to the database.

本実施の形態では、超音波重ね合わせ接合において、設定した圧力、振幅、時間に対して、接合開始から接合完了までの間において、接合ワークの下板とアンビルの加速度差に基づいて圧力を自動で調整する。これにより、超音波接合の接合品質を確保することができる。 In the present embodiment, in ultrasonic lap welding, the pressure is automatically adjusted based on the difference in acceleration between the bottom plate and the anvil of the workpiece to be welded from the start of welding to the completion of welding with respect to the set pressure, amplitude, and time. to adjust. Thereby, the bonding quality of ultrasonic bonding can be ensured.

再び図1を参照して、接合装置1は、下板71を載置するアンビル42と、上板72に振動を伝えるホーン41と、ホーン41をアンビル42に向けて加圧する加圧装置50と、ホーン41に振動を加える加振装置30と、上板72と下板71の少なくともいずれか一方の振動を検出する振動センサ60と、加圧装置50および加振装置30を制御する制御装置100とを備える。 Referring to FIG. 1 again, the bonding apparatus 1 includes an anvil 42 on which a lower plate 71 is placed, a horn 41 that transmits vibration to the upper plate 72, and a pressurizing device 50 that presses the horn 41 toward the anvil 42. , a vibrating device 30 for vibrating the horn 41, a vibration sensor 60 for detecting vibration of at least one of the upper plate 72 and the lower plate 71, and a control device 100 for controlling the pressure device 50 and the vibrating device 30. and

加振装置30は、商用電源10から接合用の高周波交流電圧を発生させる電源20から高周波を受けて振動する振動子31と、振動子31の振動を増幅させる増幅器32とを含む。 The vibrating device 30 includes a vibrator 31 that vibrates by receiving a high frequency from a power supply 20 that generates a high-frequency AC voltage for joining from a commercial power supply 10 , and an amplifier 32 that amplifies the vibration of the vibrator 31 .

制御装置100は、加圧装置50によってホーン41をアンビル42に向けて加圧し、かつ加振装置30によってホーン41に振動を加えている接合形成中において、振動センサ60の出力に応じて接合パラメータを調節する。 The control device 100 adjusts the bonding parameter according to the output of the vibration sensor 60 during bonding in which the pressure device 50 presses the horn 41 toward the anvil 42 and the vibrating device 30 vibrates the horn 41 . adjust the

このように制御装置100が接合パラメータを調節するので、初期設定の接合パラメータの値に係わらず、品質が良好な接合が得られる。 Since the control device 100 adjusts the bonding parameters in this manner, good quality bonding can be obtained regardless of the values of the initially set bonding parameters.

実施の形態1においては、接合パラメータは、加圧装置50の加圧力である。この場合、制御装置100が加圧装置50の加圧力を調整するので、上板72、下板71、ホーン41、アンビル42を損傷することなく良好な接合が得られる。 In Embodiment 1, the bonding parameter is the pressure applied by the pressure device 50 . In this case, since the control device 100 adjusts the pressure applied by the pressure device 50, good bonding can be obtained without damaging the upper plate 72, the lower plate 71, the horn 41, and the anvil .

好ましくは、振動センサ60として、下板71の加速度を検出する加速度センサを用いることができる。下板71とアンビル42との接触面積は、上板72とホーン41との接触面積よりも広いため、下板71とアンビル42との間に作用する摩擦力は上板72とホーン41との間に作用する摩擦力よりも大きい。また、アンビル42は静止しており、下板71はアンビル42とともに静止するように摩擦力が働く。一方、ホーン41は振動しており、上板72にはホーン41とともに振動するように摩擦力が働く。この場合上板72の重量が大きい場合や上板72の材質が柔らかい場合には、上板72がホーン41の振動に追従できない場合も考えられる。したがって、上板72と下板71が未接合である間、下板71とアンビル42との間の相対速度および相対加速度は上板72とホーン41との間の相対速度および相対加速度よりもゼロに近いと考えられる。接合が進むと、ホーン41の振動が下板71に伝わりやすくなるので、ゼロに近かった相対速度および相対加速度が増加する。 Preferably, an acceleration sensor that detects acceleration of the lower plate 71 can be used as the vibration sensor 60 . Since the contact area between the lower plate 71 and the anvil 42 is larger than the contact area between the upper plate 72 and the horn 41 , the frictional force acting between the lower plate 71 and the anvil 42 is greater than the frictional force acting between them. Further, the anvil 42 is stationary, and a frictional force works so that the lower plate 71 is stationary together with the anvil 42 . On the other hand, the horn 41 is vibrating, and a frictional force acts on the upper plate 72 so that it vibrates together with the horn 41 . In this case, if the weight of the top plate 72 is large or the material of the top plate 72 is soft, the top plate 72 may not be able to follow the vibration of the horn 41 . Therefore, while the top plate 72 and the bottom plate 71 are unbonded, the relative velocity and relative acceleration between the bottom plate 71 and the anvil 42 are zero relative to the relative velocity and relative acceleration between the top plate 72 and the horn 41. is considered to be close to As the bonding progresses, the vibration of the horn 41 is more likely to be transmitted to the lower plate 71, so the relative velocity and relative acceleration, which were close to zero, increase.

加速度センサによって、制御装置100は、下板71の加速度Aspを検出することができるため、接合の進行度合いを知ることができ、接合の進行度合いに合わせて接合パラメータを調整することができる。 With the acceleration sensor, the control device 100 can detect the acceleration Asp of the lower plate 71, so that the degree of welding progress can be known, and the welding parameters can be adjusted according to the degree of welding progress.

図2は、制御装置100の構成を示す機能ブロック図である。図2を参照して、制御装置100は、加速度算出部101と、圧力計算部102と、圧力制御部103と、振動制御部104と、タイマー105と、設定パネル106とを含む。 FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the control device 100. As shown in FIG. Referring to FIG. 2 , control device 100 includes an acceleration calculator 101 , a pressure calculator 102 , a pressure controller 103 , a vibration controller 104 , a timer 105 and a setting panel 106 .

設定パネル106を経由して、作業者が初期の接合パラメータである設定時間St、設定振幅Svw、設定圧力Spを制御装置100に入力する。 Via the setting panel 106, the operator inputs initial welding parameters such as a set time St, a set amplitude Svw, and a set pressure Sp to the control device 100. FIG.

加速度算出部101は、振動センサ60から下板71の加速度Aspを受ける。圧力計算部102は、加速度算出部101が算出した加速度Auに基づいて加圧装置50で発生させる圧力を示す圧力補正指令値Pcaを計算する。 The acceleration calculator 101 receives the acceleration Asp of the lower plate 71 from the vibration sensor 60 . The pressure calculator 102 calculates a pressure correction command value Pca indicating the pressure generated by the pressurizing device 50 based on the acceleration Au calculated by the acceleration calculator 101 .

タイマー105は、設定時間Stに基づいて、圧力制御部103の作動時間Tpおよび振動制御部104の作動時間Tvを算出する。 The timer 105 calculates the operating time Tp of the pressure control section 103 and the operating time Tv of the vibration control section 104 based on the set time St.

圧力制御部103は、初期値である設定圧力Spおよび圧力補正指令値Pcaに基づいて、作動時間Tpの間、加圧装置50に対して圧力Psetを印加させる。 The pressure control unit 103 applies the pressure Pset to the pressurizing device 50 during the operation time Tp based on the set pressure Sp, which is the initial value, and the pressure correction command value Pca.

振動制御部104は、初期値である設定振幅Svwおよび加速度Auに基づいて、作動時間Tvの間、加振装置30に対して振幅Vsetの振動を印加させる。 The vibration control unit 104 causes the vibrating device 30 to vibrate with the amplitude Vset during the operation time Tv based on the initial values of the set amplitude Svw and the acceleration Au.

制御装置100は、プロセッサとメモリとを内蔵したマイクロコンピュータで実現することができる。メモリに記憶されたプログラムがプロセッサに読み込まれ、プロセッサを図2に示した各機能ブロックとして動作させる。 The control device 100 can be realized by a microcomputer containing a processor and memory. A program stored in the memory is read into the processor and causes the processor to operate as each functional block shown in FIG.

図3は、実施の形態1において制御装置100が実行する制御の内容を説明するためのフローチャートである。図1~図3を参照して、ステップS1において、設定パネル106から圧力、時間、振幅などの接合パラメータの初期値が設定される。制御装置100は、ステップS2において接合開始入力の有無を判断する。例えば接合装置に設けられた操作ボタンが押されることによって接合開始入力が与えられる。 FIG. 3 is a flowchart for explaining the content of control executed by control device 100 in the first embodiment. 1 to 3, initial values of welding parameters such as pressure, time and amplitude are set from the setting panel 106 in step S1. The control device 100 determines whether or not there is a welding start input in step S2. For example, a welding start input is given by pressing an operation button provided on the welding device.

接合開始入力があった場合(S2でYES)、ステップS3において、制御装置100は、加圧装置50に初期設定圧力での圧力印加を開始させる。続いてステップS4において、制御装置100は、加振装置30を作動させタイマーによる計時を開始させる。 When there is a joining start input (YES in S2), in step S3, the control device 100 causes the pressurizing device 50 to start applying pressure at the initial set pressure. Subsequently, in step S4, the control device 100 activates the vibrating device 30 to start time measurement by the timer.

続くステップS5においては、制御装置100は、振動センサ60から加速度Aspを得る。加速度Aspの大きさがしきい値よりも小さい間(S6でYES)は接合が進行しておらずタイマー停止時間になるまでは、圧力を低下させずにステップS5に処理が戻される。 In subsequent step S<b>5 , control device 100 obtains acceleration Asp from vibration sensor 60 . While the magnitude of the acceleration Asp is smaller than the threshold value (YES in S6), welding is not progressing, and the process returns to step S5 without lowering the pressure until the timer stops.

加速度Aspの大きさがしきい値よりも大きくなると(S6でNO)は接合が進行し、上板72と接合されつつある下板71にもホーンの振動が伝わり始めている。この場合、ステップS7に処理が進められ、制御装置100は、加圧装置50に対して加圧力を低下させるように指示を行なう。 When the magnitude of the acceleration Asp exceeds the threshold value (NO in S6), bonding progresses, and the vibration of the horn begins to be transmitted to the lower plate 71 which is being bonded to the upper plate 72 as well. In this case, the process proceeds to step S7, and control device 100 instructs pressure device 50 to reduce the pressure.

ステップS8において、タイマーに設定された停止時間が到来すると、ステップS9に処理が進められ制御装置100は加振装置30を停止させ、ステップS10において加圧装置50の加圧を停止させ、ステップS11において接合処理を終了する。 In step S8, when the stop time set in the timer arrives, the process proceeds to step S9, where the control device 100 stops the vibrating device 30, stops pressurization of the pressurizing device 50 in step S10, and step S11. ends the joining process.

図4は、接合進行中に接合パラメータを調整する場合としない場合とを比較して説明するための波形図である。図4の上段には、下板71の加速度Aspが示される。図4の下段には、加圧装置50によって印加される加圧力Pが示される。 FIG. 4 is a waveform diagram for explaining a comparison between the case where the welding parameters are adjusted while the welding is in progress and the case where the welding parameters are not adjusted. The upper part of FIG. 4 shows the acceleration Asp of the lower plate 71 . The lower part of FIG. 4 shows the pressure P applied by the pressure device 50 .

図4において加速度A1および加圧力P1(実線)は、本実施の形態の接合装置1を用いた場合を示し、加速度A0および加圧力P0(破線)は、接合パラメータの調整機能がない接合装置を用いた場合を示す。 In FIG. 4, the acceleration A1 and the pressure P1 (solid line) indicate the case where the bonding apparatus 1 of the present embodiment is used, and the acceleration A0 and the pressure P0 (broken line) indicate the case of using the bonding apparatus without the adjustment function of the bonding parameters. The case of using

時刻t1においては加圧装置50による加圧が開始される。このときの加圧力は初期設定値である。時刻t2においては、加振装置30による振動の印加が開始される。 Pressurization by the pressurizing device 50 is started at time t1. The applied pressure at this time is the initial set value. At time t2, application of vibration by the vibrating device 30 is started.

加圧力P0に示すように、加圧力を接合進行中も一定に保った場合には、接合が進行するにつれて、下板71が上板72とともに振動するようになる。このため加速度A0に示すように加速度が次第に上昇してしまう。これは、アンビル42に対して下板71が移動することを示し、アンビル42の突起が下板71を損傷させるので好ましくない。 As indicated by the applied pressure P0, if the applied pressure is kept constant during the welding process, the lower plate 71 vibrates together with the upper plate 72 as the welding progresses. Therefore, the acceleration gradually increases as indicated by the acceleration A0. This is undesirable because it indicates that the lower plate 71 moves relative to the anvil 42 and the projections of the anvil 42 damage the lower plate 71 .

これに対し、加圧力P1に示すように、加速度A1が増大しない範囲内で加圧力を調整した場合は、アンビル42の突起が下板71を損傷させることを抑制することができる。 On the other hand, as indicated by the applied pressure P1, when the applied pressure is adjusted within a range in which the acceleration A1 does not increase, it is possible to prevent the protrusion of the anvil 42 from damaging the lower plate 71 .

[実施の形態1の変形例]
実施の形態1では、アンビル42に固定されていた下板71が、接合の進行に伴い上板72と一緒に振動することを捉えて加圧力を調整した。実施の形態1では、上板72と下板71が未接合である場合には、下板71とアンビル42との間の相対速度または相対加速度を検出する方が上板72とホーン41との間の相対速度または相対加速度を検出するよりも精度良く未接合状態を検出することを述べた。しかし、上板72と下板71が接合状態となった後については、アンビル42と下板71との間の固定が強力である場合には、上板72が下板71と一緒にアンビル42に固定され、ホーン41の振動が上板72に伝わらなくなることを検出する方が良い場合も考えられる。実施の形態1の変形例では、このような場合に加圧力を調整可能な構成を示す。
[Modification of Embodiment 1]
In the first embodiment, the pressing force is adjusted considering that the lower plate 71 fixed to the anvil 42 vibrates together with the upper plate 72 as the bonding progresses. In the first embodiment, when the upper plate 72 and the lower plate 71 are not joined, it is better to detect the relative velocity or relative acceleration between the lower plate 71 and the anvil 42 than the contact between the upper plate 72 and the horn 41 . It has been described that detecting the unbonded state is more accurate than detecting the relative velocity or relative acceleration between. However, after the upper plate 72 and the lower plate 71 are in a joined state, if the fixation between the anvil 42 and the lower plate 71 is strong, the upper plate 72 and the lower plate 71 may be attached to the anvil 42 together with the lower plate 71 . , and it may be better to detect when the vibration of the horn 41 is no longer transmitted to the upper plate 72 . A modified example of the first embodiment shows a configuration in which the pressure can be adjusted in such a case.

図5は、実施の形態1の変形例に係る接合装置の構成を示す図である。図5に示す接合装置100Aは、下板71を載置するアンビル42と、上板72に振動を伝えるホーン41と、ホーン41をアンビル42に向けて加圧する加圧装置50と、ホーン41に振動を加える加振装置30と、上板72と下板71の少なくとも一方の振動を検出する振動検出部と、加圧装置50および加振装置30を制御する制御装置100とを備える。この変形例では、振動検出部は、上板の加速度を検出する加速度センサ160と、ホーン41の加速度を検出する加速度センサ161とを含む。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a joining device according to a modification of Embodiment 1. FIG. The bonding apparatus 100A shown in FIG. It includes a vibrating device 30 that applies vibration, a vibration detection unit that detects vibration of at least one of the upper plate 72 and the lower plate 71 , and a control device 100 that controls the pressing device 50 and the vibrating device 30 . In this modification, the vibration detector includes an acceleration sensor 160 that detects acceleration of the upper plate and an acceleration sensor 161 that detects acceleration of the horn 41 .

振動検出部以外については、図5に示す接合装置100Aは図1に示す接合装置1と同様な構成を有するので、ここでは説明は繰り返さない。 Except for the vibration detection section, the bonding apparatus 100A shown in FIG. 5 has the same configuration as the bonding apparatus 1 shown in FIG. 1, so the description will not be repeated here.

加速度センサ160によって、制御装置100は、上板72の加速度Aspを検出することができる。また加速度センサ161によって制御装置100はホーン41の加速度Ashを検出することができる。制御装置100は、加速度Ashと加速度Aspとの差を算出し、算出した加速度差に基づいて接合の進行度合いを知ることができる。したがって、実施の形態1と同様に、接合の進行度合いに合わせて接合パラメータを調整することができる。 The acceleration sensor 160 allows the control device 100 to detect the acceleration Asp of the top plate 72 . Further, the acceleration sensor 161 allows the controller 100 to detect the acceleration Ash of the horn 41 . The control device 100 can calculate the difference between the acceleration Ash and the acceleration Asp, and know the degree of progress of bonding based on the calculated acceleration difference. Therefore, as in the first embodiment, the bonding parameters can be adjusted according to the progress of bonding.

以上説明したように、実施の形態1では、接合の進行度合いに合わせて接合パラメータを調整するため、接合不良を低減するとともに、ホーン41、アンビル42、上板72、下板71の損傷を防ぐことができる。 As described above, in Embodiment 1, since the bonding parameters are adjusted according to the degree of progress of bonding, defective bonding is reduced, and damage to the horn 41, the anvil 42, the upper plate 72, and the lower plate 71 is prevented. be able to.

[実施の形態2]
実施の形態1については、接合進行中に制御装置100が調整する接合パラメータは、加圧装置50の加圧力であった。これに対して、実施の形態2においては、接合進行中に制御装置100が調整する接合パラメータは、加振装置30がホーン41を振動させる振幅である。この場合、制御装置100が加振装置30の振動の振幅を調整するので、上板72、下板71、ホーン41、アンビル42を損傷することなく良好な接合が得られる。
[Embodiment 2]
In Embodiment 1, the welding parameter adjusted by the controller 100 during welding was the pressure applied by the pressure device 50 . On the other hand, in the second embodiment, the welding parameter adjusted by the controller 100 during welding is the amplitude with which the vibrating device 30 vibrates the horn 41 . In this case, since the control device 100 adjusts the amplitude of vibration of the vibrating device 30, good bonding can be obtained without damaging the upper plate 72, the lower plate 71, the horn 41, and the anvil 42. FIG.

実施の形態2の接合装置の構成は、図1で説明した接合装置1と同様であるため、ここでは説明は繰り返さない。 Since the configuration of the bonding apparatus of Embodiment 2 is the same as that of the bonding apparatus 1 described with reference to FIG. 1, the description will not be repeated here.

図6は、実施の形態2において制御装置100が実行する制御の内容を説明するためのフローチャートである。図6のフローチャートの処理は、図3のフローチャートの処理においてステップS7に変えてステップS7Aが実行される。 FIG. 6 is a flowchart for explaining the content of control executed by control device 100 in the second embodiment. In the process of the flowchart of FIG. 6, step S7A is executed instead of step S7 in the process of the flowchart of FIG.

図6を参照して、ステップS1において、設定パネル106から圧力、時間、振幅などの接合パラメータの初期値が設定される。制御装置100は、ステップS2において接合開始入力の有無を判断する。例えば接合装置に設けられた操作ボタンが押されることによって接合開始入力が与えられる。 Referring to FIG. 6, initial values of welding parameters such as pressure, time and amplitude are set from setting panel 106 in step S1. The control device 100 determines whether or not there is a welding start input in step S2. For example, a welding start input is given by pressing an operation button provided on the welding device.

接合開始入力があった場合(S2でYES)、ステップS3において、制御装置100は、加圧装置50に初期設定圧力での圧力印加を開始させる。続いてステップS4において、制御装置100は、加振装置30を作動させタイマーによる計時を開始させる。 When there is a joining start input (YES in S2), in step S3, the control device 100 causes the pressurizing device 50 to start applying pressure at the initial set pressure. Subsequently, in step S4, the control device 100 activates the vibrating device 30 to start time measurement by the timer.

続くステップS5においては、制御装置100は、振動センサ60から加速度Aspを得る。加速度Aspの大きさがしきい値よりも小さい間(S6でYES)は接合が進行しておらずタイマー停止時間になるまでは、圧力を低下させずにステップS5に処理が戻される。 In subsequent step S<b>5 , control device 100 obtains acceleration Asp from vibration sensor 60 . While the magnitude of the acceleration Asp is smaller than the threshold value (YES in S6), welding is not progressing, and the process returns to step S5 without lowering the pressure until the timer stops.

加速度Aspの大きさがしきい値よりも大きくなると(S6でNO)は接合が進行し、上板72と接合されつつある下板71にもホーンの振動が伝わり始めている。この場合、ステップS7Aに処理が進められ、制御装置100は、加振装置30対して振動の振幅を低下させるように指示を行なう。 When the magnitude of the acceleration Asp exceeds the threshold value (NO in S6), bonding progresses, and the vibration of the horn begins to be transmitted to the lower plate 71 which is being bonded to the upper plate 72 as well. In this case, the process proceeds to step S7A, and control device 100 instructs vibrating device 30 to reduce the amplitude of vibration.

ステップS8において、タイマーに設定された停止時間が到来すると、ステップS9に処理が進められ制御装置100は加振装置30を停止させ、ステップS10において加圧装置50の加圧を停止させ、ステップS11において接合処理を終了する。 In step S8, when the stop time set in the timer arrives, the process proceeds to step S9, where the control device 100 stops the vibrating device 30, stops pressurization of the pressurizing device 50 in step S10, and step S11. ends the joining process.

なお、実施の形態2においても、図5に示した変形例の構成を適用することも可能である。 Note that the configuration of the modification shown in FIG. 5 can also be applied to the second embodiment.

以上説明したように、実施の形態2においても、接合の進行度合いに合わせて接合パラメータを調整するため、接合不良を低減するとともに、ホーン41、アンビル42、上板72、下板71の損傷を防ぐことができる。 As described above, in the second embodiment as well, since the bonding parameters are adjusted in accordance with the progress of bonding, defective bonding is reduced and damage to the horn 41, the anvil 42, the upper plate 72, and the lower plate 71 is prevented. can be prevented.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as examples and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the description of the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

1,100A 接合装置、10 商用電源、20 電源、30 装置、31 振動子、32 増幅器、40 支持部、41 ホーン、42 アンビル、50 加圧装置、60 振動センサ、71 下板、72 上板、100 制御装置、101 加速度算出部、102 圧力計算部、103 圧力制御部、104 振動制御部、105 タイマー、106 設定パネル、160,161 加速度センサ。 1,100A joining device, 10 commercial power source, 20 power source, 30 device, 31 vibrator, 32 amplifier, 40 support portion, 41 horn, 42 anvil, 50 pressure device, 60 vibration sensor, 71 lower plate, 72 upper plate, 100 control device, 101 acceleration calculator, 102 pressure calculator, 103 pressure controller, 104 vibration controller, 105 timer, 106 setting panel, 160, 161 acceleration sensor.

Claims (5)

上板と下板とを接合する接合装置であって、
前記下板を載置するアンビルと、
前記上板に振動を伝えるホーンと、
前記ホーンを前記アンビルに向けて加圧する加圧装置と、
前記ホーンに振動を加える加振装置と、
前記上板と前記下板の少なくともいずれか一方の振動を検出する振動検出部と、
前記加圧装置および前記加振装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記加圧装置によって前記ホーンを前記アンビルに向けて加圧し、かつ前記加振装置によって前記ホーンに振動を加えている接合時間中において、前記振動検出部が検出した振動の加速度の大きさがしきい値を超えないように前記加圧装置の加圧力を低下させることを繰り返す、接合装置。
A joining device for joining an upper plate and a lower plate,
an anvil on which the lower plate is placed;
a horn for transmitting vibration to the upper plate;
a pressure device that presses the horn toward the anvil;
a vibrating device that vibrates the horn;
a vibration detection unit that detects vibration of at least one of the upper plate and the lower plate;
A control device that controls the pressurizing device and the vibrating device,
The control device presses the horn toward the anvil by the pressurizing device and accelerates the vibration detected by the vibration detection unit during the bonding time during which the horn is vibrated by the vibrating device. The bonding device repeatedly lowers the pressure applied by the pressure device so that the magnitude of the pressure does not exceed a threshold value .
上板と下板とを接合する接合装置であって、
前記下板を載置するアンビルと、
前記上板に振動を伝えるホーンと、
前記ホーンを前記アンビルに向けて加圧する加圧装置と、
前記ホーンに振動を加える加振装置と、
前記上板と前記下板の少なくともいずれか一方の振動を検出する振動検出部と、
前記加圧装置および前記加振装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記加圧装置によって前記ホーンを前記アンビルに向けて加圧し、かつ前記加振装置によって前記ホーンに振動を加えている接合時間中において、前記振動検出部が検出した振動の加速度の大きさがしきい値を超えないように前記加振装置が前記ホーンを振動させる振幅を低下させることを繰り返す、接合装置。
A joining device for joining an upper plate and a lower plate,
an anvil on which the lower plate is placed;
a horn for transmitting vibration to the upper plate;
a pressure device that presses the horn toward the anvil;
a vibrating device that vibrates the horn;
a vibration detection unit that detects vibration of at least one of the upper plate and the lower plate;
A control device that controls the pressurizing device and the vibrating device,
The control device presses the horn toward the anvil by the pressurizing device and accelerates the vibration detected by the vibration detecting unit during the bonding time during which the horn is vibrated by the vibrating device. A bonding apparatus that repeats lowering the amplitude at which the vibrator vibrates the horn such that the amplitude does not exceed a threshold value .
前記接合時間は、予め設定されており、The bonding time is set in advance,
前記制御装置は、前記接合時間が経過すると、前記加振装置による振動と前記加圧装置による加圧を停止させる、請求項1または2に記載の接合装置。3. The bonding apparatus according to claim 1, wherein said control device stops the vibration by said vibrating device and the pressurization by said pressurizing device when said bonding time elapses.
前記振動検出部は、前記下板の加速度を検出する加速度センサを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の接合装置。 The bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the vibration detection section includes an acceleration sensor that detects acceleration of the lower plate. 前記振動検出部は、前記上板の加速度を検出する加速度センサを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の接合装置。 The bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein said vibration detection section includes an acceleration sensor that detects acceleration of said upper plate.
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