KR102314443B1

KR102314443B1 - 클램프 기구, 접합 부재 제조 장치 및 접합 부재의 제조 방법

Info

Publication number: KR102314443B1
Application number: KR1020217007357A
Authority: KR
Inventors: 히로노부 니시무라; 슈이치 노자키
Original assignee: 가부시키가이샤 오리진
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-10-19
Also published as: US20210308810A1; TW202033298A; TWI700140B; WO2020153263A1; CN112689548A; JP2020116596A; CN112689548B; KR20210032005A; JP6692943B1; US11179814B2

Abstract

크기가 다른 클램프 대상물을 간편하게 또한 안정적으로 중심 위치에서 클램프하는 클램프 기구, 접합 부재 제조 장치 및 접합 부재의 제조 방법을 제공한다. 클램프 기구(10)는, 클램프 대상물(S)을 클램프하는 클램프 발톱(11)을 복수 구비하고, 클램프 발톱(11)이 회동함으로써 접촉부(11c)를 클램프 대상물(S)에 대해서 접근 및 멀리 떼어놓는 개폐 이동을 하도록 클램프 발톱(11)을 이동가능하게 지지하는 복수의 지지축(16)과, 클램프 발톱(11)을 개폐 이동시키는 이동 장치(12)를 더 구비한다. 접합 부재 제조 장치는, 클램프 기구(10)와, 접합 대상 부재를 보존유지하는 보존유지구와, 클램프 기구(10)에 클램프된 클램프 대상물(S)과 보존유지구에 보존유지된 접합 대상물을 접합하는 접합 장치를 구비한다. 접합 부재의 제조 방법은, 접합 부재 제조 장치를 이용하여, 클램프 기구(10)에 클램프 대상물(S)을 클램프시키고, 보존유지구에 접합 대상 부재를 보존유지시키고, 클램프 혹은 보존유지된 양자를 접합한다.

Description

클램프 기구, 접합 부재 제조 장치 및 접합 부재의 제조 방법

본 발명은 클램프 기구, 접합 부재 제조 장치 및 접합 부재의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 크기가 다른 클램프 대상물을 안정적으로 중심 위치에서 클램프할 수 있는 클램프 기구, 접합 부재 제조 장치 및 접합 부재의 제조 방법에 관한 것이다.

광반도체는, 광전 변환 소자 등이 실장된 스템에 대해, 소자 등을 덮는 렌즈 달린 캡을 부착해서 구성되어 있다. 스템과 캡을 용접하는 장치로서, 하부 전극 홀더에 스템을 클램프하고, 캡을 상부 전극의 벌룬 척으로 클램프하고, 상부 전극을 연직 방향으로 이동해서 저항 용접을 행하는 것이 있다. 이 용접 장치에서는, 하부 전극은, 기준부와 누름부의 2개로 분할된 홀더가, 접근함으로써 스템을 클램프하고, 떨어짐으로써 스템의 클램프를 해제할 수가 있다. 이 때, 스템의 착탈(着脫) 속도를 빠르게 하기 위해서, 기준부를 먼저 클램프 위치에서 고정해서, 누름부를 기준부에 대해서 가까워지게 함(가까이 댐)으로써 스템을 클램프하도록 하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.).

일본공개특허공보 특개2018－167308호(단락 0026, 도 4 등)

특허문헌 1에 기재되어 있는 용접 장치의 2분할된 홀더에서는, 스템의 클램프시에 한쪽측(기준부)이 기준으로 되기 때문에, 스템의 외경에 편차(변동)가 있었던 경우에는, 캡과의 접합시의 위치결정시에 중심 위치에도 편차가 생길 가능성이 있다. 이 때문에, 특허문헌 1에 기재된 용접 장치에서는, 스템을 클램프하기 전에 카메라로 촬영해서 스템의 윤곽을 파악해 두고, 홀더로 스템을 클램프한 후에, 파악한 윤곽에 따라, 적절한 위치로 되도록, 스템을 보존유지한 하부 전극을 이동하는 것으로 하고 있었다.

본 발명은 상술한 과제를 감안해서, 크기가 다른 클램프 대상물을 간편한 구성으로 안정적으로 중심 위치에서 클램프할 수 있는 클램프 기구, 접합 부재 제조 장치 및 접합 부재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1의 양태에 관계된 클램프 기구는, 예를 들면 도 1에 도시하는 바와 같이, 클램프 대상물(S)에 접촉하는 접촉부(11c)를 가지는 클램프 발톱(爪)(11)으로서, 접촉부(11c)를 클램프 대상물(S)에 접촉시켜서 클램프 대상물(S)을 클램프하는 클램프 발톱(11)을 복수 구비하고； 각각의 클램프 발톱(11)을 접촉부(11c)로부터 떨어진 위치에서 지지하는 지지축(16)으로서, 클램프 발톱(11)이 지지축(16) 둘레로 회동함으로써 접촉부(11c)를 클램프 대상물(S)에 대해서 접근 및 멀리 떼어놓는 개폐 이동을 하도록 클램프 발톱(11)을 이동가능하게 지지하는 복수의 지지축(16)과； 클램프 발톱(11)을 개폐 이동시키는 이동 장치(12)를 더 구비한다.

이와 같이 구성하면, 복수의 클램프 발톱이 각각 지지축 둘레로 회동함으로써 클램프 대상물을 클램프하므로, 크기가 다른 클램프 대상물을 간편한 구성으로 안정적으로 중심 위치에서 클램프할 수가 있다.

또, 본 발명의 제2의 양태에 관계된 클램프 기구는, 예를 들면 도 1을 참조하여 나타내면, 상기 본 발명의 제1의 양태에 관계된 클램프 기구(10)에 있어서, 이동 장치(12)는, 클램프 발톱(11)이 클램프 대상물(S)을 순차 클램프할 때는 접촉부(11c)와 클램프 대상물(S)과의 최대 빈틈이 제1의 소정 거리로 되도록 클램프 발톱(11)의 개폐 이동을 행하도록 구성되고； 클램프 발톱(11)이 클램프 대상물(S)을 클램프하지 않을 때에 접촉부(11c)와 클램프 대상물(S)과의 빈틈을 제1의 소정 거리보다도 큰 제2의 소정 거리로 넓힐 수 있도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성하면, 클램프 대상물을 순차 클램프할 때는 최대 빈틈을 비교적 작게 함으로써 클램프 발톱의 개폐 시간을 짧게 해서 생산성을 향상시키고, 메인터넌스시 등의 시에는 개구를 크게 함으로써 메인터넌스의 용이성을 향상시킬 수가 있다.

또, 본 발명의 제3의 양태에 관계된 클램프 기구는, 예를 들면 도 1에 도시하는 바와 같이, 상기 본 발명의 제1의 양태 또는 제2의 양태에 관계된 클램프 기구(10)에 있어서, 각각의 지지축(16)을 표면(15f)으로부터 돌출하도록 지지하는 기대(基台)(15)를 구비하고; 이동 장치(12)는, 각각의 클램프 발톱(11)에 형성된 긴구멍(11h)에 삽입관통된 막대모양 부재(13p)를 가지는 선회 링(13)과, 선회 링(13)을, 기대(15)에 대해서, 기대(15)의 표면(15f)을 따라, 상대적으로 회동시키는 액추에이터(14)를 가지고; 막대모양 부재(13p)가 긴구멍(11h)의 긴쪽 방향에 대해서 상대적으로 이동함으로써 클램프 발톱(11)이 개폐 이동하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성하면, 비교적 간편한 구성으로 클램프 발톱의 개폐 이동을 행하게 할 수가 있다.

또, 본 발명의 제4의 양태에 관계된 클램프 기구는, 예를 들면 도 1을 참조하여 나타내면, 상기 본 발명의 제3의 양태에 관계된 클램프 기구(10)에 있어서, 이동 장치(12)는, 액추에이터(14)와 선회 링(13)이 착탈가능하게 접속됨과 동시에, 선회 링(13)이 액추에이터(14)에 부착되었을 때에 액추에이터(14)가 선회 링(13)을 소정의 스트로크로 회동시키도록 구성되고； 소정의 스트로크는, 이동 장치(12)가 클램프 발톱(11)에, 클램프 발톱(11)이 클램프 대상물(S)을 순차 클램프할 때의 크기의 개폐 이동을 부여하는 크기이다.

이와 같이 구성하면, 이동 장치의 구성을 간편하게 하면서, 생산성의 향상과 메인터넌스의 용이성을 양립시킬 수가 있다.

또, 본 발명의 제5의 양태에 관계된 클램프 기구는, 예를 들면 도 1에 도시하는 바와 같이, 상기 본 발명의 제1의 양태 내지 제4의 양태 중 어느 한 양태에 관계된 클램프 기구(10)에 있어서, 각각의 클램프 발톱(11)이 제3의 소정 거리를 넘어서 상호 가까워지는 것을 직접 또는 간접적으로 제한하는 스토퍼(19)를 구비한다.

이와 같이 구성하면, 클램프 대상물에 과도한 힘이 가해지는 것을 방지할 수가 있다.

또, 본 발명의 제6의 양태에 관계된 접합 부재 제조 장치는, 예를 들면 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 본 발명의 제1의 양태 내지 제5의 양태 중 어느 한 양태에 관계된 클램프 기구(10)와； 클램프 대상물(S)에 접합되는 접합 대상 부재(C)를 보존유지하는 보존유지구(20)와； 클램프 기구(10)에 클램프된 클램프 대상물(S)과 보존유지구(20)에 보존유지된 접합 대상 부재(C)가 접촉한 부분을 접합하는 접합 장치(17S, 20, 50)를 구비한다.

이와 같이 구성하면, 클램프 기구를 구비하므로, 정밀도 좋게 접합된 접합 부재를 제조할 수가 있다.

또, 본 발명의 제7의 양태에 관계된 접합 부재의 제조 방법은, 예를 들면 도 1, 도 3 및 도 5를 참조하여 나타내면, 상기 본 발명의 제6의 양태에 관계된 접합 부재 제조 장치(1)를 이용하여 클램프 대상물(S)과 접합 대상 부재(C)가 접합된 접합 부재(D)(예를 들면 도 4의 (A) 참조)를 제조하는 방법으로서； 클램프 기구(10)에 클램프 대상물(S)을 클램프시키는 클램프 공정(S1)과； 보존유지구(20)에 접합 대상 부재(C)를 보존유지시키는 보존유지 공정(S2)과； 클램프 기구(10)에 클램프된 클램프 대상물(S)과 보존유지구(20)에 보존유지된 접합 대상 부재(C)를 접합하는 접합 공정(S4)을 구비한다.

이와 같이 구성하면, 정밀도 좋게 접합된 접합 부재를 제조할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 복수의 클램프 발톱이 각각 지지축 둘레로 회동함으로써 클램프 대상물을 클램프하므로, 크기가 다른 클램프 대상물을 간편한 구성으로 안정적으로 중심 위치에서 클램프할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시 형태에 관계된 클램프부의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1의 실시 형태에 관계된 클램프부의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2의 실시 형태에 관계된 용접 장치의 개략 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 4는 접합 부재의 일례를 도시하는 도면으로, 도 4의 (A)는 사시도, 도 4의 (B)는 분해 부분 단면 측면도이다.
도 5는 디바이스를 제조하는 순서를 도시하는 흐름도이다.

본 출원은, 일본에서 2019년 1월 22일에 출원된 일본특허출원 특원2019－008540호에 기초하고 있으며, 그 내용은 본 출원의 내용으로서 그 일부를 형성한다.

또, 본 발명은 이하의 상세한 설명에 의해 더욱더 완전하게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 또다른 응용 범위는, 이하의 상세한 설명에 의해 명확해질 것이다. 그렇지만, 상세한 설명 및 특정의 실례는, 본 발명의 바람직한 실시 형태이고, 설명의 목적을 위해서만 기재되어 있는 것이다. 이 상세한 설명으로부터, 갖가지 변경, 개변이, 본 발명의 정신과 범위 내에서, 당업자에게 있어 명확하기 때문이다.

출원인은, 기재된 실시 형태의 어느것도 공중에 헌상(獻上)할 의도는 없고, 개시된 개변, 대체안 중, 특허청구범위 내에 문언 상 포함되지 않을지도 모르는 것도, 균등론 하에서의 발명의 일부로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 서로 동일 또는 상당하는 부재에는 동일 혹은 유사한 부호를 붙이고, 중복된 설명은 생략한다.

우선 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1의 실시 형태에 관계된 클램프 기구로서의 클램프부(10)를 설명한다. 도 1은, 클램프부(10)의 개략 구성을 도시하는 사시도이다. 도 2는, 클램프부(10)의 분해 사시도이다. 클램프부(10)는, 전형적으로는, 도 3에 도시하는, 본 발명의 제2의 실시 형태에 관계된 접합 부재 제조 장치로서의 용접 장치(1)의 요소중 1개를 구성하는 장치이다. 용접 장치(1)는, 본 실시 형태에서는, 캡(C)과 스템(S)을 용접하는 장치이다. 여기서, 클램프부(10) 및 용접 장치(1)의 설명에 앞서, 캡(C)과 스템(S)을 용접하는 것에 의해서 제조되는 접합 부재를 설명한다.

도 4의 (A)는 접합 부재로서의 디바이스(D)의 사시도이며, 도 4의 (B)는 디바이스(D)의 분해 부분 단면 측면도이다. 본 실시 형태에 있어서의 디바이스(D)는, 광반도체라고 해서 설명한다. 디바이스(D)는, 캡(C)과 스템(S)이 접합되어 구성되어 있다. 도 4의 (B)에서는, 디바이스(D)로 되기 전의 캡(C)과 스템(S)이 분리된 상태를 도시하고 있으며, 캡(C)을 단면(斷面)에서, 스템(S)을 측면에서, 각각 도시하고 있다. 스템(S)은, 광전 변환 소자를 구성하는 전극이나 트랜지스터 등(이하 「실장부(St)」라고 한다.)이 베이스(Sb)에 실장되고, 베이스(Sb)로부터 리드(Sd)가 연장해서 구성되어 있다. 베이스(Sb)는, 본 실시 형태에서는 원판모양(圓板狀)으로 형성되어 있다. 리드(Sd)는, 베이스(Sb)로부터, 실장부(St)의 반대측으로 연장하고 있다. 베이스(Sb) 및 리드(Sd)는, 금속으로 형성되어 있다. 캡(C)은, 스템(S)의 실장부(St)를 덮어서 베이스(Sb)에 부착할 수 있도록 구성되어 있다. 캡(C)은, 대략 원통모양의 외관을 보이고 있으며, 원통모양의 내부에 실장부(St)를 수용할 수 있도록 구성되어 있다. 캡(C)은, 원통모양의 측면에 상당하는 외주부(Cp)에 대해, 한쪽 끝단면이 개구되고, 다른쪽 끝단면이 막혀(폐색되어) 있다. 본 실시 형태에서는, 외주부(Cp)의 축 직각 단면에 있어서의 직경이 약 5㎜로 구성되어 있다. 캡(C)은, 레이저광을 투과시키는 렌즈(Cn)가, 막혀 있는 쪽의 끝단면인 꼭대기면(頂面)에 마련되어 있다. 캡(C)은, 개구되어 있는 쪽의 끝단면의 가장자리(Ce)가, 용접시에 가압을 받는 면을 확보하기 위해서, 약간 외측으로 확장되어 있다. 가장자리(Ce)의 외주는, 본 실시 형태에서는, 베이스(Sb)의 외주 이하로 되는 크기의 원형으로 형성되어 있다. 캡(C)은, 렌즈(Cn) 이외의 부분이 금속으로 형성되어 있다. 스템(S) 및 캡(C)의 금속 부분은, 전형적으로는 스테인리스강이나 코발 등으로 형성되어 있지만, 이들 이외의 금속으로 형성되어 있어도 좋다. 스템(S) 및 캡(C)의 금속 부분은, 전형적으로는 이종의 금속이지만, 동종의 금속이더라도 좋다. 디바이스(D)는, 실장부(St)를 캡(C)으로 덮은 다음에 가장자리(Ce)를 베이스(Sb)에 용접해서 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 스템(S)이 클램프 대상물에 상당하고, 캡(C)이 접합 대상 부재에 상당한다.

도 1 및 도 2로 되돌아가서, 클램프부(10)의 구성을 설명한다. 클램프부(10)는, 복수의 클램프 발톱(11)과, 각 클램프 발톱(11)을 개폐 이동시키는 이동 장치(12)와, 기대(15)와, 각 클램프 발톱(11)을 기대(15)에 대해서 회동가능하게 지지하는 핀(16)과, 클램프 발톱(11)의 개폐 이동을 제한하는 스토퍼(19)를 구비하고 있다.

클램프 발톱(11)은, 복수개가 협력작동해서 스템(S)을 클램프하기(잡기) 위한 것이다. 각 클램프 발톱(11)은, 본 실시 형태에서는, 판모양의 재료가 이하에 기술하는 바와 같은 형상으로 가공되어 구성되어 있다. 클램프 발톱(11)은, 평면 형상이, 전체적으로 활모양으로 약간 가늘고 길게 형성되어 있다. 전체적으로 활모양이란, 엄밀하게는 원호모양은 아니지만, 모따기(面取) 등을 행하는 것에 의해서 대략적으로 보면 대략 활이라고 볼 수 있는 상태이다. 여기서의 클램프 발톱(11)의 평면 형상은, 최대 길이가, 이 최대 길이의 방향과 직교하는 방향의 길이에 대해서, 대략 1.8배∼2.0배 정도로 되어 있다. 클램프 발톱(11)은, 긴쪽 방향의 한 끝단에 접촉부(11c)가 형성되고, 다른 끝단에 지지구멍(11s)(도 2 참조)이 형성되어 있다. 접촉부(11c)는, 스템(S)을 클램프할 때에 스템(S)에 접촉하는 측면을 포함하는 부분이다. 전형적으로는, 접촉부(11c)는, 원판모양으로 형성되어 있는 베이스(Sb)(도 4의 (B) 참조)의 측면을 클램프하도록 되어 있다. 접촉부(11c)는, 스템(S)이 비교적 작은 부품인 것으로 인해, 캡(C)(도 4 참조)을 접합할 때에 저해하지 않도록, 비교적 얇게(여기에서는 약 0.5∼1.0㎜) 형성되어 있다. 접촉부(11c) 이외의 클램프 발톱(11)의 두께는, 강성을 높이는 관점에서 접촉부(11c)보다도 두껍게(예를 들면 접촉부(11c)의 두께의 2.5∼3.0배의 두께로) 형성되어 있다. 접촉부(11c)가 스템(S)을 클램프할 때에, 스템(S)에 접촉하는 접촉부(11c)의 면(접촉부(11c)의 측면)은, 활모양(전형적으로는 원호모양)으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 접촉부(11c)의 스템(S)에 접촉하는 면의 평면에서 보았을 때에 있어서의 윤곽을 원호로 할 때의 곡률은, 스템(S)의 사이즈에 관계없이 안정된 클램프를 가능하게 하는 관점에서, 스템(S)의 상정되는 원형의 최소 곡률(원형의 반경의 역수)로 하는 것이 바람직하다. 클램프 발톱(11)의 접촉부(11c)와 접촉부(11c) 이외의 부분과의 경계(얇은 부분과 두꺼운 부분과의 경계)는, 접촉부(11c)의 스템(S)에 접촉하는 면의 원호와 공통의 중심을 가지는 원호모양으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 접촉부(11c)의 하면(클램프 발톱(11)의 얇은 부분과 두꺼운 부분과의 경계까지 넓어지는 면)은, 클램프 발톱(11)의 강성 저하를 억제하는 관점에서, 스템(S)의 클램프에 간섭하지 않는 범위에서 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다. 클램프 발톱(11)의 상면은, 접촉부(11c)와 그 이외의 부분으로 같은 높이로(평평하게) 되어 있는 것이 바람직하다. 지지구멍(11s)은, 핀(16)이 삽입관통되는 구멍이다. 지지구멍(11s)은, 접촉부(11c)로부터 떨어진 위치에 형성되어 있다. 지지구멍(11s)은, 클램프 발톱(11)의 두께 방향으로 관통하고 있다. 지지구멍(11s) 주위 부분의 클램프 발톱(11)은, 보강을 위해서 단면 계수를 높게 하는 관점에서, 그의 또다른 주변 부분보다도 두껍게 형성되어 있어도 좋다.

또, 클램프 발톱(11)은, 접촉부(11c)와 지지구멍(11s) 사이에, 긴구멍(11h)이 형성되어 있다. 긴구멍(11h)은, 클램프 발톱(11)의 두께 방향으로 관통하고 있다. 또, 긴구멍(11h)은, 평면에서 보았을 때에 있어서, 클램프 발톱(11)의 긴쪽 방향에 긴 원호모양으로 형성되어 있다. 긴구멍(11h)은, 클램프 발톱(11) 자체의 전체적인 활모양과 동일한 방향으로 커브(만곡)되어 있다. 이와 같이 구성된 클램프 발톱(11)은, 전형적으로는, 클램프되는 스템(S)을 소정 위치(하부 전극(17S))에 배치했을 때의 그 스템(S)의 주위에, 등각도(등간격)로 홀수개가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 클램프 발톱(11)의 배치를 홀수개로 하면, 스템(S)을 클램프해서 위치결정을 할 때에, 클램프할 때마다 스템(S)의 중심 위치에 편차가 생기는(중심 위치가 변동하는) 것을 억제할 수가 있다. 또, 클램프 발톱(11)을 3개 배치하는 것으로 하면, 긴구멍(11h)의 긴쪽 방향의 길이를 확보하면서, 간편한 구성으로, 스템(S)을 클램프했을 때에 그 중심 위치를 안정되게 결정할 수가 있다.

이동 장치(12)는, 복수가 배치된 클램프 발톱(11)을 개폐 이동시키는 것이다. 여기서 말하는 개폐 이동은, 소정 위치(클램프되는 위치에서 전형적으로는 하부 전극(17S))에 배치된 스템(S)에 대해서, 각 클램프 발톱(11)의 접촉부(11c)가 접근 및 멀리 떼어놓아지도록(멀어지도록) 왕복하는 이동이다. 또한, 각 클램프 발톱(11)이 스템(S)을 클램프하고 있는(스템(S)에 접촉해 있는) 상태를 닫힘, 각 클램프 발톱(11)이 스템(S)에 접촉해 있지 않은 상태를 열림이라고 하기로 한다. 이동 장치(12)는, 선회 링(13)과, 액추에이터(14)를 가지고 있다. 선회 링(13)은, 또, 링 본체(13r)와, 볼트(13p)를 포함하고 있다.

링 본체(13r)는, 본 실시 형태에서는, 기본 형상이 원판모양인 부재(예를 들면 두께는 약 3㎜)가, 이하에 기술하는 바와 같이 가공되어 형성되어 있다. 링 본체(13r)는, 중심에 중앙구멍(13rh)(도 2 참조)이 형성되어 있다. 중앙구멍(13rh)은, 원형으로, 스템(S)이 접하는 하부 전극(17S)을 넣고 빼낼 수 있는 크기로 형성되어 있고, 전형적으로는 링 본체(13r)의 외경의 0.5배 정도의 직경으로 형성되어 있다. 중앙구멍(13rh)의 외측에는, 2개의 외주구멍(13re)과, 1개의 절결(切缺)(13rc)이 형성되어 있다. 각 외주구멍(13re) 및 절결(13rc)은, 링 본체(13r)를 둘레방향으로 3등분했을 때의 2군데에 외주구멍(13re)이 형성되고, 나머지 1군데에 절결(13rc)이 형성되어 있다. 각 외주구멍(13re)은, 링 본체(13r)의 둘레를 따라 가늘고 길게 형성되어 있다. 절결(13rc)은, 링 본체(13r)의 외주가 움푹 들어가게(오목하게) 형성되어 있다. 각 외주구멍(13re) 및 절결(13rc)의 최내부(링 본체(13r)의 중심에 가장 가까운 부분)의 윤곽은, 동일 가상 원주 상에 위치해 있다. 양외주구멍(13re) 사이 및 각 외주구멍(13re)과 절결(13rc) 사이는, 공간(공동(空洞))이 형성되어 있지 않은 부분이 잔존하고 있다. 각 외주구멍(13re) 및 절결의 최내부의 윤곽을 겸하는 가상 원주와 중앙구멍(13rh) 사이에는, 볼트(13p)가 체결되는 나사구멍(13rt)이 형성되어 있다. 나사구멍(13rt)은, 클램프 발톱(11)의 수(본 실시 형태에서는 3개) 만큼(分)이 둘레방향에 등간격으로 태핑(나사내기)되어 형성되어 있다. 링 본체(13r)는, 각 나사구멍(13rt)보다도 내측에서 중앙구멍(13rh)의 주위에 있어서, 한쪽 면(이하 「이면」이라고 한다.)의 두께가 얇게(예를 들면 약 1㎜) 되어 있다(도 2중, 파선으로 둘러싸인 부분). 바꾸어 말하면, 링 본체(13r)의 이면의 중앙구멍(13rh) 주위에는 단차가 형성되어 있다. 링 본체(13r)의 외주의 1군데에는, 외측으로 튀어나온 돌출부(13rs)가 마련되어 있다. 돌출부(13rs)는, 액추에이터(14)와 끼워맞추는 부분으로 되어 있다. 돌출부(13rs)에는, 액추에이터(14)의 돌기(14p)가 끼워지는 끼움구멍(13rf)이 형성되어 있다. 끼움구멍(13rf)은, 링 본체(13r)의 반경 방향으로 길게 형성되어 있다.

볼트(13p)는, 클램프 발톱(11)의 긴구멍(11h)에 삽입관통함으로써 클램프 발톱(11)의 움직임을 규제하는 부재이고, 막대모양 부재에 상당한다. 볼트(13p)의 클램프 발톱(11)에 삽입관통되는 부분의 지름과 클램프 발톱(11)의 긴구멍(11h)의 폭과의 관계는, 볼트(13p)가 긴구멍(11h)의 긴쪽 방향으로 이동했을 때에, 원활하게 이동할 수 있으면서 극력(極力) 여유가 적어지는 바와 같은 크기로 되어 있다. 볼트(13p)는, 전형적으로는, 긴구멍(11h)에 삽입관통되는 부분의 나사산의 외주를 둘러싸는 금속 칼라(도시하지 않음)를 가지고 있으며, 이 금속 칼라(도시하지 않음)가 나사산의 주위 및 클램프 발톱(11)에 대해서 고정되지 않고 (이동가능하게) 배치되어 있는 것에 의해서, 볼트(13p)가 긴구멍(11h)의 긴쪽 방향으로 원활하게 이동할 수 있도록 되어 있다. 볼트(13p)는, 클램프 발톱(11)의 긴구멍(11h)을 관통한 다음에 링 본체(13r)의 나사구멍(13rt)에 나사끼워짐으로써, 링 본체(13r)에 고정되어 있다.

액추에이터(14)는, 선회 링(13)을 그의 둘레방향으로 회동시키는 것이다. 액추에이터(14)는, 본 실시 형태에서는 대략 직방체모양으로 형성되어 있고, 천정면(天面)에 돌기(14p)가 마련되어 있다. 액추에이터(14)는, 돌기(14p)가 선회 링(13)의 끼움구멍(13rf)에 끼워지는 위치에 배치되어 있다. 액추에이터(14)의 돌기(14p)는, 직방체모양의 내부에 밀어넣을 수 있도록 구성되어 있고, 선회 링(13)을 착탈할 수 있도록 되어 있다. 액추에이터(14)는, 링 본체(13r) 외주의 돌출부(13rs) 부분에 있어서의 접선 방향으로 왕복 직선 이동을 할 수 있도록 구성되어 있다. 액추에이터(14)가 왕복 직선 이동을 하는 동안에, 선회 링(13)은, 돌기(14p)가 끼움구멍(13rf) 내를 이동할 수 있는 범위 내에서, 링 본체(13r)의 둘레방향으로 회동하게 된다. 여기서, 회동이란, 정역(正逆) 양방향으로 원주를 따라 이동할 수 있다는 의미이고, 선회이동이라고 말해지는 경우도 있다. 액추에이터(14)는, 돌기(14p)가 끼움구멍(13rf) 내를 이동할 수 있는 범위 내에서 왕복 이동하기 때문에, 이동 거리는 비교적 작아진다. 이와 같이, 액추에이터(14)는, 비교적 간편한 기구로 되어 있으므로, 저렴하게 구축할 수가 있다. 또, 돌기(14p)가 끼움구멍(13rf) 내를 이동할 수 있는 범위 내에서의 선회 링(13)의 회동하는 거리는, 소정의 스트로크에 상당한다. 액추에이터(14)는, 전형적으로는, 제어 장치(도시하지 않음)에 의해서 작동이 제어되도록 되어 있다.

기대(15)는, 선회 링(13)이 재치(載置)됨과 동시에 각 클램프 발톱(11)이 부착되는 대(台)이다. 기대(15)는, 대략 원기둥모양으로 형성되어 있고, 그의 외경은, 본 실시 형태에서는, 링 본체(13r)의 긴구멍(11h)의 최외부(링 본체(13r)의 중심에서 가장 먼 부분)의 윤곽보다도 크고, 링 본체(13r)의 외경보다도 작게 형성되어 있다. 기대(15)는, 대략 원기둥모양으로 형성된 형상의 한쪽 끝단면에 대응하는 부분의 중심부분에, 중심구멍(15h)이 형성되어 있다. 중심구멍(15h)은, 원형으로, 스템(S)이 접하는 하부 전극(17S)을 넣고 빼낼 수 있는 크기로 형성되어 있고, 전형적으로는 링 본체(13r)의 중앙구멍(13rh)의 직경보다도 한결(一回) 작은 직경으로 형성되어 있다. 중심구멍(15h)이 형성된 측의 기대(15)의 면의 중심구멍(15h)보다도 외측 부분의 대부분은, 평평하게 형성된 표면(15f)으로 되어 있다. 표면(15f)의 최내부의, 중심구멍(15h)을 둘러싸는 부분은, 표면(15f)으로부터 한층 높게 된 융기부(15p)로 되어 있다. 융기부(15p)의 외경은, 링 본체(13r)의 이면의 중앙구멍(13rh) 둘레에 형성된 단차(두께가 얇아진 부분)가 끼워지도록, 이 링 본체(13r)의 단차의 직경보다도 약간 작은 직경으로 되어 있다. 기대(15)의 표면(15f)에는, 핀(16)이 끼워넣어지는 핀구멍(15t)이 형성되어 있다. 핀구멍(15t)은, 클램프 발톱(11)의 수(본 실시 형태에서는 3개) 만큼이 둘레방향에 등간격으로 형성되어 있다. 또, 핀구멍(15t)은, 링 본체(13r)의 단차 부분이 융기부(15p)에 끼워지도록 링 본체(13r)를 기대(15)에 재치했을 때에, 외주구멍(13re)의 폭을 2등분하도록 그린 가상 원주 상에 위치하도록 형성되어 있다.

기대(15)는, 본 실시 형태에서는 가대(架台)(17B)에 재치되어 있다. 가대(17B)는, 대략 직방체모양으로 형성되어 있다. 가대(17B)는, 기대(15)가 재치되는 재치면(載置面)(17Bf)이, 한 변의 길이가 기대(15)의 직경보다도 큰 정방형으로 형성되어 있다. 가대(17B)에는, 재치면(17Bf)의 중앙 부분에, 재치면(17Bf)에 대해서 수직으로 연장하도록, 공동(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 가대(17B)의 공동(도시하지 않음)은, 기대(15)의 중심구멍(15h)보다도 조금 큰 직경의 원통모양으로 형성되어 있다. 가대(17B)의 공동(도시하지 않음) 내에는, 스템(S)이 재치되는 하부 전극(17S)이 배치되어 있다. 하부 전극(17S)은, 전류를 흘리는 금속　재료로 원기둥모양으로 형성되어 있고, 이 원기둥모양의 축선이 기대(15)의 축선과 일치하는 방향에서 가대(17B)의 공동(도시하지 않음) 내에 배치되어 있다. 하부 전극(17S)은, 기대(15)의 융기부(15p)에 근접해서 나타나는 원기둥모양의 한 끝단면이, 스템(S)이 재치되는 면으로 되어 있다. 하부 전극(17S)의 스템(S)이 재치되는 면의 중앙부에는, 스템(S)의 리드(Sd)(도 4 참조)를 수용할 수 있는 꽂아넣음 구멍(17Sh)이 형성되어 있다. 하부 전극(17S)의 꽂아넣음 구멍(17Sh)은, 스템(S)의 베이스(Sb)(도 4의 (B) 참조)의 직경보다도 작지만 모든 리드(Sd)를 수용할 수 있는 크기로 형성되어 있다.

핀(16)은, 전술한 바와 같이 기대(15)에 대해서 각 클램프 발톱(11)을 개폐 이동가능하게 지지하는 부재이고, 지지축에 상당한다. 핀(16)은, 둥근 막대모양의 끼움부(16g)와, 끼움부(16g)의 한 끝단에 마련된 플랜지부(16f)와, 플랜지부(16f)에 대해서 끼움부(16g)와는 반대측에 마련된 머리부(16h)를 가지고 있다. 끼움부(16g)는, 클램프 발톱(11)의 지지구멍(11s)을 통과할 수 있음과 동시에 기대(15)의 핀구멍(15t)에 끼워맞추도록 형성되어 있다. 끼움부(16g)에는, 전형적으로는, 지지구멍(11s)에 삽입관통될 때에 금속 칼라(도시하지 않음)가 부착된다. 플랜지부(16f)는, 클램프 발톱(11)의 지지구멍(11s)보다도 큰 외경을 가지면서 클램프 발톱(11) 밖으로 비어져 나오지 않는 크기의 박판 원판모양으로 형성되어 있다. 머리부(16h)는, 전형적으로는 플랜지부(16f)보다도 작은 외경의 원통모양으로 형성되어 있지만, 플랜지부(16f)와 동일한 외경으로 플랜지부(16f)와 혼연 일체로 형성되어 있어도 좋다. 핀(16)은, 복수의 클램프 발톱(11)의 각각을 기대(15)에 지지할 수 있도록, 클램프 발톱(11)과 동일수가 마련되어 있다.

클램프부(10)를 구성하는 상술한 각 부품은, 전형적으로는 이하의 순서로 조립되지만, 조립 순서는 이하에 나타내는 것에 한하지 않는다. 전형적으로는, 우선, 표면(15f)을 위쪽으로 향하게 해서 가대(17B)의 재치면(17Bf) 위에 기대(15)를 배치한다. 융기부(15p)에 링 본체(13r)의 중앙구멍(13rh) 주변의 얇은 부분이 끼워지도록 해서, 기대(15) 위에 링 본체(13r)를 재치한다. 각 클램프 발톱(11)을, 긴구멍(11h)의 만곡하는 방향을 외주구멍(13re)의 만곡하는 방향에 맞추면서 지지구멍(11s)으로부터 접촉부(11c)를 보았을 때의 가상 원주 상의 방향(회전 방향)을 맞춘 다음에, 링 본체(13r) 위에 재치한다. 핀(16)의 끼움부(16g)를, 지지구멍(11s), 외주구멍(13re) 또는 절결(13rc) 부분의 순으로 통과시킨 후에 핀구멍(15t)에 꽂아넣는다(찔러넣는다). 이 때, 끼움부(16g)에 금속 칼라(도시하지 않음)를 장착한 다음에 지지구멍(11s)을 통과시키는 것이 바람직하다. 또, 플랜지부(16f)가 클램프 발톱(11)에 가볍게 접촉하도록 끼움부(16g)를 핀구멍(15t)에 꽂아넣으면 좋다. 또, 볼트(13p)를, 긴구멍(11h)을 통과시킨 후에 나사구멍(13rt)에 나사끼움한다. 이와 같이 해서 각 부품이 부착된 기대(15)가, 가대(17B)의 재치면(17Bf)에 부착되어 있을 때, 링 본체(13r)의 돌출부(13rs)가, 가대(17B)의 직방체의 한 측면에 근접하도록 한다. 액추에이터(14)는, 돌출부(13rs)가 근접하는 가대(17B)의 한 측면을 따라 부착되고, 돌기(14p)가 끼움구멍(13rf) 내에 끼워넣어진다. 클램프부(10)는, 액추에이터(14)가 가대(17B)의 한 측면을 따라 작게 직선 왕복 이동하는 것에 의해, 돌기(14p)에 끼워져 있는 링 본체(13r)가 기대(15)의 표면(15f)을 따라 회동하고, 이것에 수반하여 볼트(13p)가 긴구멍(11h) 내를 왕복 이동해서, 클램프 발톱(11)이 핀(16) 둘레로 회동하고, 클램프 발톱(11)이 개폐 이동을 하도록 구성되어 있다.

스토퍼(19)(도 1 참조)는, 클램프 발톱(11)의 닫힘 방향의 이동을 규제하기 위해서, 링 본체(13r)의 과도한 회동을 저지하기 위한 부재이다. 도 1에 있어서, 링 본체(13r)는, 반시계 방향으로 이동하면 볼트(13p)가 긴구멍(11h) 내에서 지지구멍(11s) 측으로부터 접촉부(11c) 측으로 이동해서 클램프 발톱(11)이 열림 방향으로 이동하고, 시계 방향으로 이동하면 볼트(13p)가 긴구멍(11h) 내에서 접촉부(11c) 측으로부터 지지구멍(11s) 측으로 이동해서 클램프 발톱(11)이 닫힘 방향으로 이동한다. 스템(S)을 클램프할 때, 클램프 발톱(11)이 닫힘 방향으로 과도하게 이동하면, 스템(S)에 과도한 외력이 작용해서 스템(S)을 손상시킬 우려가 있다. 본 실시 형태에서는, 시계 방향으로 보아 돌출부(13rs)의 하류측에 스토퍼(19)를 마련해서, 링 본체(13r)가 스토퍼(19)보다도 하류측으로 이동하는 것을 저지하는 것으로 하고 있다. 스토퍼(19)가 마련되는 위치는, 각 클램프 발톱(11)이 소정 거리를 넘어서 상호 가까워지는 것을 제한하는 위치로 하고 있다. 여기서의 소정 거리는, 스템(S)을 손상시키는 일 없이 각 클램프 발톱(11)으로 스템(S)을 꽉 쥘(파지할 수 있는 거리이고, 제3의 소정 거리에 상당한다. 또한, 클램프 대상물(본 실시 형태에서는 스템(S)이 이것에 상당)이 변형하기 쉬운 것 등으로서 클램프 대상물에 클램프 발톱(11)의 힘이 가해지지 않는 상태로 조정하고 싶은 경우, 제3의 소정 거리를, 클램프 발톱(11)이 클램프 대상물에 접촉하지만 외력을 미치지 않는 「슨도메(가라테에서 상대방을 보호한다는 원칙에서 공격하는 주먹이나 다리가 상대편에 닿기 직전에 정지하는 것을 말하며, 영어로는 Non-Contact라고 함)」의 거리로 해도 좋다. 이 슨도메의 경우도, 클램프 대상물을 각 클램프 발톱(11)에 의해서 위치결정한다고 하는 점에 있어서 각 클램프 발톱(11)으로 클램프 대상물을 꽉 쥐는 경우와 마찬가지로 기능하고 있기 때문에, 클램프 대상물이 각 클램프 발톱(11)에 의해서 클램프되고 있는 양태로 포함된다.

클램프부(10)는, 상기의 구성 외에, 센서부(18)를 가지고 있다. 센서부(18)는, 클램프 발톱(11)이 스템(S)을 클램프가능한 위치에 있는 것을 검지하는 것이고, 검지편(檢知片)(18a)과, 센서(18b)와, 받침대(受台)(18c)를 가지고 있다. 또한, 설명의 편의상, 도 2에서는 센서(18b)와 받침대(18c)를 생략하고 있다. 검지편(18a)은, 링 본체(13r)의, 돌출부(13rs)에 대해서 중심을 사이에 둔 반대측의 외주에 부착되어 있다. 센서(18b)는, 검지편(18a)을 사이에 끼우는 작은 2개의 블록을 가지고 있고, 이 작은 2개의 블록 사이에 검지편(18a)이 있을 때는 스템(S)을 클램프가능한 위치에 클램프 발톱(11)이 있게 되고, 작은 2개의 블록 사이에 검지편(18a)이 없을 때는 스템(S)을 클램프가능한 위치에 클램프 발톱(11)이 없는 것을 나타내게 되어 있다. 전형적으로는, 액추에이터(14)의 돌기(14p)가 링의 끼움구멍(13rf)에 끼워져 있을 때의 링 본체(13r)의 움직임의 범위에서는 검지편(18a)을 센서(18b)가 검지하고 있는 상태인 채이고, 돌기(14p)가 끼움구멍(13rf)으로부터 빠져 있을 때는 검지편(18a)을 센서(18b)가 검지하고 있지 않는 상태로 된다. 다시 말해, 센서(18b)가 검지편(18a)을 검지하고 있지 않을 때는, 액추에이터(14)를 작동시켜도 링 본체(13r)가 회동하지 않기 때문에, 액추에이터(14)를 작동시키지 않도록 해도 좋다. 받침대(18c)는, 센서(18b)를 부착하는 대(台)를 제공하고 있다. 받침대(18c)는, 가대(17B)의 측면에 부착되어 있다.

계속해서 주로 도 3을 참조하여, 용접 장치(1)의 구성을 설명한다. 용접 장치(1)는, 지금까지 설명한 클램프부(10) 외에, 상부 전극(20)과, 전원(50)을 구비하고 있다. 이하의 용접 장치(1)의 설명에서는, 통상, 채용되는 일이 많은, 상부 전극(20)이 클램프부(10)의 연직 위쪽에 배치되어 있는 구성으로 설명하고, 상부 전극(20)이 배치된 방향을 「위쪽」이라고 하고, 위쪽을 향한 면을 「천정면」이라고 하는 경우가 있다. 여기에서는, 도 3의 지면의 상하는 실제의 상하에 대응하게 된다. 그렇지만, 각 구성요소의 배치는, 이하에 설명하는 예의 경우에 한하지 않고, 상부 전극(20)과 클램프부(10)가 수평으로 배치되는 등, 상부 전극(20)이 클램프부(10)의 연직 위쪽에 배치된 것과는 다른 배치로 구성되어 있어도 좋다. 이하의 용접 장치(1)의 설명에 있어서, 클램프부(10)의 구성에 대해 언급하고 있을 때는 적당히 도 1 및 도 2를 참조하기로 한다. 클램프부(10)의 구성에 대해서는 이미 설명했으므로, 여기에서는 클램프부(10) 이외의 구성을 설명한다.

상부 전극(20)은, 칩(21)과, 본체(23)와, 척(26)과, 너트(29)를 가지고 있다. 칩(21)은, 평평한 원기둥모양의 금속 부재를 두께 방향으로 가상적으로 2분할했을 때의 아래쪽 지름이 작아지도록 절삭 가공하는 것에 의해 형성되어 있다. 칩(21)은, 원기둥모양의 축선이 지나는 부분에, 캡(C)(도 4 참조)의 외주부(Cp)는 지나지만 가장자리(Ce)는 지나지 않는 크기의 관통구멍(21h)이 형성되어 있다. 칩(21)은, 형태가 작은 부분(도 3중에서는 아래쪽 부분)의 이면측에, 척(26)을 수용할 수 있는 오목부가 형성되어 있다. 본체(23)는, 칩(21)의 외경보다도 큰 직경을 가지는 세로로 긴 원기둥모양의 금속 부재이다. 본체(23)는, 원기둥모양의 한쪽 끝단면(도 3중에서는 아래쪽 끝단면)에, 본체(23)의 축선과 칩(21)의 축선을 동일 가상 직선 상에 두고 본체(23)와 칩(21)을 가까워지게 했을 때에, 칩(21)의 오목부에 끼이는 볼록부가 형성되어 있다. 본체(23)와 칩(21)을 가까워지게 했을 때에, 본체(23)의 볼록부 주위의 면은, 칩(21)의 오목부 주변의 면에 접촉하도록 구성되어 있다. 이와 같이 본체(23)와 칩(21)을 접촉시켰을 때에, 본체(23)의 볼록부와 칩(21)의 오목부 사이에는 빈틈이 형성되어 있고, 이 빈틈에 정확히(꼭) 척(26)이 수용되도록 되어 있다.

척(26)은, 고무 등의 탄성 재료로 바퀴형(원고리모양)으로 형성되어 있다. 척(26)은, 바퀴형의 중앙부를 관통하는 구멍이, 칩(21)의 관통구멍(21h)과 동일한 크기로 형성되어 있다. 척(26)은, 중앙부를 관통하는 구멍의 주위로 되는 바퀴형의 내부에, 유체(전형적으로는 공기)가 충전되는 유체 충전 공간이 형성되어 있다. 척(26)은, 중앙부를 관통하는 구멍에 캡(C)의 외주부(Cp)를 통과시킨 상태에서 유체 충전 공간에 유체를 충전하면, 캡(C) 측으로 팽창함으로써 캡(C)을 보존유지할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같이, 상부 전극(20)은, 척(26)에 의해서 캡(C)을 보존유지할 수 있으므로, 보존유지구에 상당한다. 너트(29)는, 본체(23)와 칩(21) 사이에 척(26)을 끼운 상태에서, 칩(21)이 본체(23)에 접촉한 상태를 유지하기 위한 부품이다. 너트(29)는, 칩(21)의 소경부(小徑部)를 통과시키지만 대경부(大徑部)를 통과시키지 않는 구멍이 형성되어 있음과 동시에, 외경은 본체(23)의 외경보다도 크게 되어 있다. 너트(29)는, 외주에 안나사가 형성되어 있고, 본체(23)의 하부 외주에 형성된 바깥나사에 나사결합하도록 형성되어 있다.

전원(50)은, 클램프부(10)의 하부 전극(17S)과 상부 전극(20) 사이에 전압을 인가해서 전류를 공급하는 것이다. 전원(50)은, 교류 전원으로서 도시되어 있지만, 직류 전원이더라도 좋다. 전원(50)은, 전선(59)에 의해서 하부 전극(17S) 및 상부 전극(20)과 전기적으로 접속되어 있다. 전원(50)은, 스템(S)의 베이스(Sb)와 캡(C)의 가장자리(Ce)가 접촉한 부분(접촉부(T)(도 4의 (A) 참조))에, 전형적으로는 저항 용접(프로젝션 용접)을 행하는 것이 가능한 용접 전류를 공급할 수 있는 용량을 가지고 있다. 스템(S)과 캡(C)의 용접(접합)은, 하부 전극(17S), 상부 전극(20), 전원(50)을 이용하여 행할 수 있기 때문에, 이들은 접합 장치를 구성한다.

다음에 도 5를 참조하여, 본 발명의 제3의 실시 형태에 관계된 접합 부재의 제조 방법을 설명한다. 도 5는, 접합 부재로서의 디바이스(D)를 제조하는 순서를 도시하는 흐름도이다. 이하에 설명하는 디바이스(D)의 제조 방법(디바이스(D)의 제법)은, 전형적으로는, 지금까지 설명한 클램프부(10)를 포함하는 용접 장치(1)에서 행해진다. 이하에 설명하는 디바이스(D)의 제법은, 용접 장치(1)의 작용(클램프부(10)의 작용을 포함한다)의 설명을 겸하고 있다. 이하의 디바이스(D)의 제법의 설명에 있어서, 클램프부(10)를 구비하는 용접 장치(1)의 구성 혹은 디바이스(D)의 구조에 대해 언급하고 있을 때는, 적당히 도 1 내지 도 4를 참조하기로 한다.

디바이스(D)를 제조할 때에, 용접 장치(1) 내에는, 스템(S)이 복수 배열된 스템 팔레트(도시하지 않음)와, 캡(C)이 복수 배열된 캡 팔레트(도시하지 않음)가 반입된다. 스템 팔레트(도시하지 않음)의 재치 위치는, 클램프부(10)에 스템(S)을 주고받는 스템 반송용 로봇 핸드(도시하지 않음)의 이동 범위 내에서, 클램프부(10)로부터 떨어진 위치로 되어 있다. 다른 한편, 캡 팔레트(도시하지 않음)의 재치 위치는, 상부 전극(20)에 캡(C)을 주고받는 캡 반송용 로봇 핸드(도시하지 않음)의 이동 범위 내에서, 상부 전극(20)으로부터 떨어진 위치로 되어 있다. 또한, 디바이스(D)의 제조가 개시되기 전은, 클램프부(10)의 각 클램프 발톱(11)이 열림 상태로 되어 있다.

스템 팔레트(도시하지 않음) 및 캡 팔레트(도시하지 않음)가 용접 장치(1) 내의 소정 위치에 재치되면, 스템 반송용 로봇 핸드(도시하지 않음)를 거쳐서, 스템 팔레트(도시하지 않음) 내의 스템(S)중 1개를, 클램프부(10) 내의 하부 전극(17S) 위에 재치해서, 각 클램프 발톱(11)으로 스템(S)을 클램프한다(클램프 공정：S1). 이 클램프 공정(S1)은, 상세하게는 이하의 요령으로 행해진다. 디바이스(D)의 제조가 개시될 때는, 선회 링(13)의 끼움구멍(13rf)에 액추에이터(14)의 돌기(14p)가 끼워넣어진 상태로 되어 있다. 이 때의 클램프 발톱(11)의 긴구멍(11h)에 있어서의 볼트(13p)의 위치는, 가장 접촉부(11c)측에 다가가(접근해) 있는 것이 아니라, 긴구멍(11h)의 긴쪽 방향의 대략 중간에 위치해 있다. 이 상태에서, 스템 반송용 로봇 핸드(도시하지 않음)에 의해서 스템(S)이 하부 전극(17S)의 천정면에 재치되었을 때의, 스템(S)과 접촉부(11c)와의 빈틈은, 제1의 소정 거리로 되어 있다. 제1의 소정 거리는, 전형적으로는, 하부 전극(17S)에의 스템(S)의 넣고빼냄에 지장이 없는 범위에서 극력 작은 거리로 하면 좋다. 스템(S)이 하부 전극(17S)의 천정면에 재치되면, 스템 반송용 로봇 핸드(도시하지 않음)는 스템 팔레트(도시하지 않음) 쪽으로 퇴피(퇴피)한다. 그 후, 제어 장치(도시하지 않음)는, 액추에이터(14)를 작동시킨다. 이것에 의해, 링 본체(13r)는 기대(15)의 표면(15f)을 따라 시계 방향으로 움직이고, 이 링 본체(13r)의 움직임에 수반하여 각 볼트(13p)가 각 클램프 발톱(11)의 긴구멍(11h) 내를 지지구멍(11s) 측으로 이동함으로써, 각 클램프 발톱(11)이 닫힘으로 되는 방향으로 이동해서, 각 클램프 발톱(11)이 스템(S)을 클램프한다. 이 때, 각 클램프 발톱(11)은, 기대(15)의 표면(15f)에 평행한 가상 평면 내에서, 핀(16) 둘레로 반시계 방향으로 이동해서 스템(S)의 베이스(Sb)의 측면을 클램프하므로, 안정적으로 하부 전극(17S)의 중심 위치에서 스템(S)을 클램프할 수가 있다. 또, 각 클램프 발톱(11)은, 접촉부(11c)가 그 주위의 주요부보다도 얇게 형성되어 있으므로, 비교적 높이가 작은(낮은) 베이스(Sb)를 적절히 클램프할 수 있음과 동시에, 지지구멍(11s) 둘레가 비교적 두껍게 형성되어 있으므로, 클램프 발톱(11)의 회동시의 흔들림을 억제할 수가 있다. 또, 이 때의 클램프 발톱(11)에 개폐 이동을 부여하는 선회 링(13)의 스트로크(소정의 스트로크에 상당)는, 스템(S)과 접촉부(11c)와의 최대 빈틈이 제1의 소정 거리인 것으로 인해, 비교적 작으므로, 스템(S)의 클램프에 요하는 시간을 비교적 짧게 할 수 있음과 동시에, 액추에이터(14)의 필요한 이동 거리를 짧게 할 수 있음으로써 액추에이터(14)의 구성을 간이하게 하는 것이 가능해진다.

클램프 공정(S1)이 행해지면, 캡 반송용 로봇 핸드(도시하지 않음)를 거쳐서, 캡 팔레트(도시하지 않음) 내의 캡(C) 중 1개를, 상부 전극(20) 내의 관통구멍(21h) 및 척(26)의 중앙부를 관통하는 구멍에 통과시키고 나서, 척(26)의 유체 충전 공간에 유체를 충전함으로써 척(26)을 팽창시켜서, 캡(C)을 보존유지한다(보존유지 공정：S2). 상부 전극(20)이 캡(C)을 보존유지하면, 캡 반송용 로봇 핸드(도시하지 않음)는 캡 팔레트(도시하지 않음) 쪽으로 퇴피한다. 또한, 도 5에서는, 클램프 공정(S1) 후에 보존유지 공정(S2)을 행하도록 도시하고 있지만, 클램프 공정(S1) 전에 보존유지 공정(S2)을 행하는 것으로 해도 좋고, 스템 반송용 로봇 핸드(도시하지 않음)와 캡 반송용 로봇 핸드(도시하지 않음)가 간섭하지 않는 경우는 시간 단축의 관점에서 클램프 공정(S1)과 보존유지 공정(S2)을 동시에 행하는 것으로 하면 좋다.

클램프 공정(S1) 및 보존유지 공정(S2)이 행해지면, 캡(C)을 보존유지한 상부 전극(20)을, 스템(S)의 연직 위쪽에 위치해 있는 것을 확인하고 나서 하강시켜서, 캡(C)의 가장자리(Ce)를 스템(S)의 베이스(Sb)에 접촉시킨다(S3). 가장자리(Ce)를 베이스(Sb)에 접촉시키면, 상부 전극(20)을 하부 전극(17S)을 향하게 하여 더욱더 압압함(누름)으로써, 스템(S)의 베이스(Sb)와 캡(C)의 가장자리(Ce)와의 접촉부(T)(프로젝션)를 가압하면서, 전원(50)을 투입해서 접촉부(T)에 통전시킴으로써 스템(S)과 캡(C)을 용접한다(접합 공정：S4). 이 용접은, 전원(50)을 투입해서 전압을 인가하면, 전원(50)으로부터의 전류가, 전선(59)을 거쳐서, 상부 전극(20), 캡(C), 스템(S)의 베이스(Sb), 하부 전극(17S)으로 흐름(혹은 이 역방향으로 흐름)으로써 행해지는, 접촉부(T)의 저항 용접이다. 이 때, 본 실시 형태에서는, 캡(C)의 가장자리(Ce)가 전체둘레에 걸쳐서 칩(21)의 면에 접촉한 채로 용접이 행해지므로, 접촉부(T)의 전체둘레에 걸쳐서 균등하게 용접할 수가 있다. 접촉부(T)의 저항 용접이 행해지면, 디바이스(D)가 제조된다. 디바이스(D)가 제조되면, 척(26)의 유체 충전 공간으로부터 유체가 배출되어 캡(C)의 보존유지가 해제된 후에 상부 전극(20)이 상승함과 동시에, 제어 장치(도시하지 않음)가 액추에이터(14)를 움직이게 해서 선회 링(13)을 반시계 방향으로 움직이게 함으로써 각 클램프 발톱(11)을 열림 방향으로 움직이게 하여, 스템(S)(여기에서는 캡(C)이 부착된 디바이스(D)로 되어 있다)의 클램프를 해제(언클램프)한다(S5). 캡(C) 및 스템(S)의 언클램프(S5)가 행해지면, 로봇 핸드(도시하지 않음)에 의해서, 디바이스(D)가 하부 전극(17S)으로부터 꺼내진다(취출된다)(S6). 이것으로 1개의 디바이스(D)의 제조가 종료하지만, 전형적으로는, 상술한 흐름이 반복되어 디바이스(D)의 제조가 연속적으로 행해진다.

또한, 디바이스(D)의 제조를 휴지(休止)하고 메인터넌스를 행할 때는, 액추에이터(14)의 돌기(14p)를 선회 링(13)의 끼움구멍(13rf)으로부터 뺀 다음에, 선회 링(13)을 시계 방향으로 돌리고, 볼트(13p)가 클램프 발톱(11)의 긴구멍(11h)의 가장 접촉부(11c) 가까이의 위치에 오도록 하면 좋다. 이와 같이 하면, 각 접촉부(11c) 간의 거리가, 디바이스(D)의 제조시에 있어서의 최대 거리(스템(S)과 접촉부(11c)와의 최대 거리가 제1의 소정 거리로 되는 상태)보다도 넓어지게 되고, 하부 전극(17S)에의 어프로치가 하기 쉬워져, 메인터넌스의 용이성을 향상시킬 수가 있다. 볼트(13p)가 클램프 발톱(11)의 긴구멍(11h)의 가장 접촉부(11c) 가까이의 위치에 있을 때에, 만일 하부 전극(17S)에 스템(S)을 재치한 경우, 접촉부(11c)와 스템(S)과의 빈틈은 제2의 소정 거리에 상당한다. 제2의 소정 거리는, 전형적으로는 메인터넌스에 필요한 거리로 하면 좋다. 이러한 것으로 인해, 긴구멍(11h)의 긴쪽 방향의 길이는, 클램프 발톱(11)이, 스템(S)을 클램프할 수 있는 위치로부터, 스템(S)에 대해서 제2의 소정 거리로 되는 위치까지, 클램프 발톱(11)을 이동시킬 수 있는 길이로 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관계된 클램프부(10)에 의하면, 3개의 클램프 발톱(11)이, 각각 접촉부(11c)로부터 떨어진 핀(16) 둘레로, 기대(15)의 표면(15f)에 평행한 1개의 가상 평면 내에서 회동하므로, 클램프한 스템(S)에 의해서 베이스(Sb)의 외경이 다른 경우이더라도 스템(S)을 안정적으로 중심 위치에서 클램프할 수가 있다. 또, 디바이스(D)의 제조시(스템(S)을 순차 클램프할 때)는, 각 클램프 발톱(11)의 회동이, 스템(S)과 접촉부(11c)와의 최대 빈틈이 제1의 소정 거리로 되도록 행해지므로, 클램프 발톱(11)의 개폐 시간을 짧게 해서 생산성을 향상시킬 수가 있다. 다른 한편, 메인터넌스시는, 하부 전극(17S)에 스템(S)을 재치했다고 가정한 경우의 스템(S)과 접촉부(11c)와의 빈틈을 제2의 소정 거리로 넓힐 수 있으므로, 메인터넌스의 작업성을 향상시킬 수가 있다. 또, 스토퍼(19)를 마련하고 있으므로, 스템(S)에 과도한 외력이 작용하는 것을 억제해서, 스템(S)의 손상을 방지하는 것이 가능하게 된다.

이상의 설명에서는, 접합 부재가 광반도체의 디바이스(D)이고, 클램프 대상물이 광반도체의 스템(S)이라고 했지만, 접합 부재 및 클램프 대상물은, 광반도체 및 이 구성부품이 아니어도 좋고, 예를 들면, 광반도체에 대해서, 사이즈가 크고, 및/또는, 다른 종류의, 부재 및 이 구성부품이더라도 좋다.

이상의 설명에서는, 클램프 발톱(11)을 개폐 이동시킬 때에, 고정한 기대(15)에 대해서 선회 링(13)을 움직이게 하는 것으로 했지만, 선회 링(13)을 고정해서 기대(15)를 움직이게 하는 것으로 해도 좋고, 선회 링(13) 및 기대(15)의 양쪽을 (전형적으로는 회전 방향이 역으로 되도록) 작동시키는 것으로 해도 좋다. 다시 말해, 선회 링(13)을 기대(15)에 대해서 상대적으로 이동하도록 구성하면 좋다.

이상의 설명에서는, 클램프 발톱(11)을 지지하는 핀(16)이 기대(15)의 표면(15f)으로부터 돌출하고, 긴구멍(11h)에 삽입관통된 볼트(13p)가 부착된 링 본체(13r)를 액추에이터(14)에 의해서 표면(15f)을 따라 회동시킴으로써, 클램프 발톱(11)의 개폐 이동을 행하게 하는 것으로 했지만, 각 클램프 발톱(11)에 대응하는 모터를 복수 마련해서, 모터의 축을 지지구멍(11s)에 부착해서 모터의 축을 정역 양방향으로 회동시킴으로써 클램프 발톱(11)의 개폐 이동을 행하게 하는 것으로 해도 좋다. 이 때, 모터는 이동 장치와 지지축을 겸하게 되고, 이동 장치로서의 선회 링(13) 및 액추에이터(14)와 지지축으로서의 핀(16)을 생략할 수 있고, 클램프 발톱(11)에 긴구멍(11h)을 형성하지 않아도 된다. 혹은, 지지축으로서 모터의 축을 이용하는 것 대신에, 핀(16)으로 지지된 클램프 발톱(11)의 핀(16)으로부터 떨어진 위치와 모터의 축을 링크 장치로 접속해서, 모터의 축을 한 방향으로 회전시키면서 클램프 발톱(11)의 개폐 이동을 행하게 하는 것으로 해도 좋다.

이상의 설명에서는, 각 클램프 발톱(11)의 접촉부(11c)간의 거리를, 클램프부(10)의 메인터넌스를 하기 쉬운 거리로 넓히는 데, 선회 링(13)을 수동으로 움직이게 하는 것으로 했지만, 액추에이터(14)의 이동가능 거리를 적어도 메인터넌스시의 선회 링(13)의 위치로 이동시킬 수 있도록 구성한 다음에, 액추에이터(14)의 이동 거리를 제어하는 것에 의해, 선회 링(13)의 이동을 자동으로 행하는 것으로 해도 좋다.

이상의 설명에서는, 본 발명의 실시 형태에 관계된 클램프 기구, 접합 부재 제조 장치 및 접합 부재의 제조 방법을, 일례로 해서 각 도면을 이용하여 설명했지만, 각 부의 구성, 구조, 수, 배치, 형상, 재질 등에 관해서는, 상기 구체예에 한정되지 않고, 당업자가 적당히 선택적으로 채용한 것도, 본 발명의 요지를 포함하는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.

본 명세서중에서 인용하는 간행물, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 문헌을, 각 문헌을 개개로 구체적으로 나타내고, 참조해서 첨가하는(포함시키는) 것과, 또, 그 내용 전부를 여기서 기술하는 것과 동일한 한도에서, 여기서 참조해서 첨가한다.

본 발명의 설명에 관련해서(특히 이하의 청구항에 관련해서) 이용되는 명사 및 마찬가지 지시어의 사용은, 본 명세서중에서 특별히 지적하거나, 명확하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 단수 및 복수 둘다(양쪽)에 이르는 것이라고 해석된다. 어구 「구비한다」, 「가진다」 및 「포함한다」는, 특별히 단정(특정적인 기재)가 없는 한, 오픈엔드 텀(즉 「∼를 포함하지만 한정되지 않는다」라고 하는 의미)으로서 해석된다. 본 명세서중의 수치 범위의 구체적인 진술은, 본 명세서중에서 특별히 지적하지 않는 한, 단지 그 범위 내에 해당하는 각 값을 개개로 언급하기 위한 약기법(略記法)으로서의 역할을 완수하는 것만을 의도하고 있고, 각 값은, 본 명세서중에서 개개로 열거된 바와 같이, 명세서에 첨가된다(포함시켜진다). 본 명세서중에서 설명되는 모든 방법은, 본 명세서중에서 특별히 지적하거나, 명확하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 모든 적절한 순번으로 행할 수가 있다. 본 명세서중에서 사용하는 모든 예 또는 예시적인 표현(예를 들면 「등」)은, 특별히 주장하지 않는 한, 단지 본 발명을 보다 잘 설명하는 것만을 의도하고, 본 발명의 범위에 대한 제한을 마련하는 것은 아니다. 명세서중의 어떠한 표현도, 청구항에 기재되어 있지 않은 요소를, 본 발명의 실시에 불가결한 것으로서 나타내는 것이라고는 해석되지 않는 것으로 한다.

본 명세서중에서는, 본 발명을 실시하기 위해서 본 발명자가 알고 있는 최량의 형태를 포함해서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명하고 있다. 당업자에게 있어서는, 상기 설명을 읽으면, 이들 바람직한 실시 형태의 변형이 명확하게 될 것이다. 본 발명자는, 숙련자가 적당히 이와 같은 변형을 적용하는 것을 기대하고 있으며, 본 명세서중에서 구체적으로 설명되는 것 이외의 방법으로 본 발명이 실시되는 것을 예정하고 있다. 따라서 본 발명은, 준거법에서 허용되고 있는 바와 같이, 본 명세서에 첨부된 청구항에 기재된 내용의 수정 및 균등물을 모두 포함한다. 또, 본 명세서중에서 특별히 지적하거나, 명확하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 모든 변형에 있어서의 상기 요소의 어떠한 조합도 본 발명에 포함 된다.

1: 용접 장치
10: 클램프부
11: 클램프 발톱
11c: 접촉부
11h: 긴구멍
12: 이동 장치
13: 선회 링
13p: 볼트
14: 액추에이터
15: 기대
15f: 표면
16: 핀
17S: 하부 전극
19: 스토퍼
20: 상부 전극
50: 전원
C: 캡
S: 스템

Claims

클램프 대상물에 접촉하는 접촉부를 가지는 클램프 발톱으로서, 상기 접촉부를 상기 클램프 대상물에 접촉시켜서 상기 클램프 대상물을 클램프하는 클램프 발톱을 복수 구비하고；
각각의 상기 클램프 발톱을 상기 접촉부로부터 떨어진 위치에서 지지하는 지지축으로서, 상기 클램프 발톱이 상기 지지축 둘레로 회동함으로써 상기 접촉부를 상기 클램프 대상물에 대해서 접근 및 멀리 떼어놓는 개폐 이동을 하도록 상기 클램프 발톱을 이동가능하게 지지하는 복수의 지지축과；
상기 클램프 발톱을 상기 개폐 이동시키는 이동 장치와;
각각의 상기 지지축을 표면으로부터 돌출하도록 지지하는 기대(基台)를 더 구비하고;
상기 이동 장치는,
각각의 상기 클램프 발톱에 형성된 긴구멍으로서 상기 지지축이 통과하는 지지구멍과 상기 접촉부와의 사이에 형성된 긴구멍에 삽입관통된 막대모양 부재를 가지는 선회 링과,
상기 선회 링을, 상기 기대에 대해서, 상기 기대의 상기 표면을 따라, 상대적으로 회동시키는 액추에이터를 가지고;
상기 막대모양 부재가 상기 긴구멍의 긴쪽 방향에 대해서 상대적으로 이동함으로써 상기 클램프 발톱이 상기 개폐 이동하도록 구성된, 클램프 기구.
제 1 항에 있어서,
상기 이동 장치는, 상기 클램프 발톱이 상기 클램프 대상물을 순차 클램프할 때는 상기 접촉부와 상기 클램프 대상물과의 최대 빈틈이 제1의 소정 거리로 되도록 상기 클램프 발톱의 상기 개폐 이동을 행하도록 구성되고；
상기 클램프 발톱이 상기 클램프 대상물을 클램프하지 않을 때에 상기 접촉부와 상기 클램프 대상물과의 빈틈을 상기 제1의 소정 거리보다도 큰 제2의 소정 거리로 넓힐 수 있도록 구성된, 클램프 기구.
제 1 항에 있어서,
상기 이동 장치는, 상기 액추에이터와 상기 선회 링이 착탈가능하게 접속됨과 동시에, 상기 선회 링이 상기 액추에이터에 부착되었을 때에 상기 액추에이터가 상기 선회 링을 소정의 스트로크로 회동시키도록 구성되고；
상기 소정의 스트로크는, 상기 이동 장치가 상기 클램프 발톱에, 상기 클램프 발톱이 상기 클램프 대상물을 순차 클램프할 때의 크기의 상기 개폐 이동을 부여하는 크기인, 클램프 기구.
제 1 항에 있어서,
각각의 상기 클램프 발톱이 제3의 소정 거리를 넘어서 상호 가까워지는 것을 제한하는 스토퍼를 구비하는, 클램프 기구.
제 1 항에 있어서,
상기 지지축은, 상기 클램프발톱과 동일 수가 마련되어 있는, 클램프 기구.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 클램프 기구와；
상기 클램프 대상물에 접합되는 접합 대상 부재를 보존유지하는 보존유지구와；
상기 클램프 기구에 클램프된 상기 클램프 대상물과 상기 보존유지구에 보존유지된 상기 접합 대상 부재가 접촉한 부분을 접합하는 접합 장치를 구비하는, 접합 부재 제조 장치.
제 6 항에 기재된 접합 부재 제조 장치를 이용하여 상기 클램프 대상물과 상기 접합 대상 부재가 접합한 접합 부재를 제조하는 방법으로서；
상기 클램프 기구에 상기 클램프 대상물을 클램프시키는 클램프 공정과；
상기 보존유지구에 상기 접합 대상 부재를 보존유지시키는 보존유지 공정과；
상기 클램프 기구에 클램프된 상기 클램프 대상물과 상기 보존유지구에 보존유지된 상기 접합 대상 부재를 접합하는 접합 공정을 구비하는, 접합 부재의 제조 방법.