KR20040031595A - 초음파 접합 장치 - Google Patents

Abstract

장착구를 이완(弛緩) 조작하여 장착구에 의한 홀더에 대한 각도 분할체의 고정을 해제한 후, 각도 분할체를 조작하여 공진기를 진동 전달 방향 축심을 회전 중심으로 하여 회전하고, 접합 작용면이 다른 접합 작용면으로 변환된 후, 장착구가 각도 분할체를 홀더에 고정함으로써, 새로운 접합 작용면이 탑재대의 상면과 평행으로 대향하므로, 사용하는 접합 작용면 변환의 간단화가 도모되는 한편, 공진기의 접합 작용면과 탑재대가 그들 사이에 중첩된 가공 대상 물품을 끼움으로써, 구형(球形) 볼록부와 구형 오목부의 쌍으로 구성되는 베어링에 의해 탑재대가 접합 작용면과 탑재대의 상면이 평행으로 되도록 추종(追從) 동작하므로, 가공 대상 물품을 끼워 넣은 자세 유지의 적절화가 도모된다

Description

초음파 접합 장치 {ULTRASONIC BONDING MACHINE}

본 발명은 복수의 가공 대상 물품이 중첩된 부분을 초음파 진동으로 접합하는 초음파 접합 장치에 관한 것이다.

일본국 특허 제2934602호의 명세서에는 공진기(共振器) 지지 장치가 개시되어 있다. 이 공진기 지지 구조는 너트가 세게 조여지면, 쐐기 외통이 홀더로부터의 압축력과, 쐐기 내통과 쐐기 외통에 의한 쐐기 작용으로, 공진기를 고정적으로 지지하여, 공진기의 가공 대상 물품과 접촉하는 접합 작용면과, 탑재대의 가공 대상 물품과 접촉하는 면과의 평행도를 내게 되어 있다. 그리고, 초음파 접합 장치에 의한 가공 동작이 반복됨으로써, 공진기의 가공 대상 물품과 접촉하는 접합 작용면이 서서히 마모되거나 가공 대상 물품과 접합 작용면 사이에 끼워진 미세한 이물(異物)로 접합 작용면이 손상을 받거나 한 경우, 접합 불량이나 가공 대상 물품 손상 등의 문제가 발생한다. 이것을 방지하기 위해, 접합 작용면이 손상되면 공진기를 신품으로 교환해도 되지만, 비경제적이다. 그러므로, 하나의 접합 작용면이 손상되면 다른 접합 작용면을 사용할 수 있도록, 하나의 공진기에는 복수의 접합 작용면이 진동 전달 방향 축심을 중심으로 하는 둘레 방향으로 할당되어 있다.

일본국 특허 제2712592호의 명세서에는 탑재 장치가 개시되어 있다. 이 탑재 장치는 탑재대를 구형(球形) 볼록부와 구형 오목부의 끼워맞춤으로 구성되는 베어링으로 조합하는 한편, 가압 공기를 구형 볼록부와 구형 오목부의 맞춤면 사이에 공급하여 윤활 공기층을 형성한 상태에 있어서, 탑재대의 상면에 가공 툴의 가공 작업면을 가압하고, 탑재대를 본딩 툴의 가공 작업면으로 추종(追從) 이동시킨 후,상기 구형 볼록부와 구형 오목부의 맞춤면 사이로부터 윤활 공기층의 가압 공기를 흡인하여, 상기 추종 동작한 탑재대를 토대에 고정하고, 추종 동작한 탑재대의 자세를 유지하고 있다.

일본국 특허 제2841334호의 명세서에는, 상기 특허 제2712592호의 탑재 장치와 유사한 추종 기구를 본딩 툴에 설치한 것이 개시되어 있다.

일본국 특허 제2934602호에 기재된 공진기 지지 장치는 홀더에 공진기를 고정적으로 지지하는 구조이기 때문에, 하나의 접합 작용면으로부터 다른 접합 작용면을 사용하는 경우에는, 너트를 느슨하게 하여 홀더에 대한 공진기의 고정적인 지지를 해제한 상태에서, 진동 전달 방향 축심을 회전 중심으로 하는 둘레 방향으로 공진기를 회전시켜, 새로 사용하는 접합 작용면과 탑재대의 가공 대상 물품과 접촉하는 면과의 평행도를 낸다. 그 후, 너트를 다시 단단히 조여 홀더에 공진기를 고정적으로 지지할 필요가 있어, 너트를 다시 단단히 조이는 경우의 체결력이 변화되면 공진기의 진동 밸런스가 변화되므로, 사용하는 접합 작용면을 하나의 접합 작용면으로부터 다른 접합 작용면으로 변환하는 작업에 많은 노력과 시간을 필요로 한다고 하는 문제점이 있었다.

일본국 특허 제2712592호에 기재된 탑재 장치는 구형 볼록부와 구형 오목부의 맞춤면 사이에 동일 통로에서 가압 공기를 공급하거나 구형 볼록부와 구형 오목부의 맞춤면 사이로부터 흡인하는 구조이므로, 공기 공급 계통과 공기 흡인 계통을 동일 통로에 접속하거나 분리하거나 하는 개폐 밸브가 가압과 진공의 양쪽에 대응하는 기능을 필요로 하기 때문에, 개폐 밸브의 구조가 복잡해진다고 하는 문제점이 있었다. 또한 이 탑재 장치는 추종 동작한 탑재대를 공기의 흡인으로 토대에 고정하는 구조이기 때문에, 가공 중에 본딩 툴로부터 탑재대에 예를 들면 초음파 진동과 같은 진동이 전달된 경우, 구형 볼록부와 구형 오목부의 맞춤면 사이의 흡인력이 저하되어, 추종 동작한 탑재대의 자세가 미묘하게 잘못되어, 가공에 악영향이 나타난다고 하는 문제점도 있었다.

일본국 특허 제2841334호에 기재된 것은 상기 특허 제2712592호에 기재된 탑재 장치에서의 문제점에 더하여, 본딩 툴에 추종 기구를 설치한 구조이므로, 본딩 툴을 예를 들면 초음파 진동으로 가공 대상 물품을 접합하는 툴로서 사용한 경우, 추종 기구에 의한 질량의 언밸런스가 본딩 툴에서의 초음파 진동의 진동에 악영향을 미치기 때문에 갑자기 채용하기 어려운 것이었다.

본 발명의 하나의 목적은 초음파 접합 장치에 있어서, 사용하는 접합 작용면의 변환의 간단화를 도모하는 것이다. 본 발명에서의 다른 하나의 목적은 초음파 접합 장치에 있어서, 공진기의 접합 작용면과 탑재대의 상면이 평행으로 추종 동작한 탑재대의 자세 유지의 적절화를 도모하는 것이다.

도 1은 실시예 1에서의 공진기 지지 장치의 세로 방향의 단면도이다.

도 2는 실시예 1의 공진기 지지 장치의 각도 분할 동작을 나타낸 도면이다.

도 3은 실시예 1의 회전 지시 기구를 분해한 외관도이다.

도 4는 실시예 1의 각도 분할 기구를 분해한 외관도이다.

도 5는 실시예 1의 초음파 접합 장치의 외관도이다.

도 6은 실시예 2의 각도 분할 기구의 측면도이다.

도 7은 실시예 2에서의 각도 분할 기구의 내부 구조의 단면도이다.

도 8은 실시예 3의 탑재 장치의 단면도이다.

도 9는 실시예 3의 초음파 접합 장치의 모식도이다.

도 10은 실시예 4의 캔슬 기구를 나타내는 단면도이다.

도 11은 실시예 5의 공진기 장착 부분에 설치한 추종(追從) 기구의 단면도이다.

도 12는 실시예 6의 공진기의 정면도이다.

도 13은 실시예 6의 공진기를 세로 방향으로 절단한 단면도이다.

본 발명의 초음파 접합 장치는 공진기 지지 장치가, 가압 기구에 설치된 홀더가 회전 지지 기구와 각도 분할 기구를 구비하며, 회전 지지 기구가 회전 가능하게 장착된 공진기를 진동 전달 방향 축심을 회전 중심으로 하여 회전시키고, 각도 분할 기구가 상기 회전 지지 기구로 회전된 공진기에서의 복수의 접합 작용면의 진동 전달 방향 축심을 중심으로 하는 둘레 방향의 할당 각도에서 고정됨으로써, 사용하는 접합 작용면의 변환을 간단하게 실행할 수 있다. 각도 분할 기구가 홀더에 진동 전달 방향 축심과 교차되는 방향으로 이동 가능하게 설치된 각도 분할체와, 각도 분할체에 설치된 스토퍼와, 회전 지지 기구에 설치되어 복수의 접합 작용면의 할당 각도에서 스토퍼에 끼워 맞추는 걸쇠부를 구비하면, 각도 분할을 수동으로 조작할 수있다. 각도 분할 기구가 홀더에 회전 조작 가능하게 설치된 조작체와, 조작체에 고정된 캠과, 각도 분할체를 홀더에 미끄럼 접촉 맞물림하는 가이드를 구비하면, 각도 분할의 작업이 간단해진다. 각도 분할 기구가 홀더에 장착된 스텝 모터와, 스텝 모터의 회전을 회전 지지 기구에 전달하는 기어열을 구비하면, 각도 분할을 전동으로 조작할 수있다. 기어열이 스텝 모터에 설치된 소경(小徑) 기어와 회전 지지 기구에 설치된 대경(大徑) 기어를 구비하면, 전동에 의한 각도 분할이 한층 정확하게 된다. 본 발명의 초음파 접합 장치는 탑재 장치가 토대와, 탑재대와, 토대 위에 탑재대를 추종 동작 가능하게 조합하는 구형 볼록부와 구형 오목부의 쌍으로 구성되는 베어링과, 구형 볼록부와 구형 오목부의 맞춤면 사이에 윤활 공기층을 형성하는 공기 공급 수단과, 이 공기 공급 수단과 별도로 추종 동작한 탑재대를 토대에 고정하는 기계적 록을 포함하는 고정 수단을 구비하거나, 또는 가압 기구에 공진기를 장착하는 부분에 추종 기구를 구비하며, 추종 기구가 공진기를 탑재대에 추종 동작 가능하게 조합하는 구형 볼록부와 구형 오목부의 쌍으로 구성되는 베어링과, 구형 볼록부와 구형 오목부의 맞춤면 사이에 윤활 공기층을 형성하는 공기 공급 수단과, 이 공기 공급 수단과 별도로 추종 동작한 탑재대를 토대에 고정하는 기계적 록을 포함하는 고정 수단을 구비함으로써, 가압 공기 공급 계통으로부터 가압 공기를 구형 볼록부와 구형 오목부의 맞춤면 사이에 공급하여 윤활 공기층을 형성한 후, 홀더가 가압 기구로 직선 상을 하강하고, 공진기의 가공 대상 물품이 없는 접합 작용면이 탑재대의 상면에 접촉하는데 따라, 가공 대상 물품이 없는 탑재대의 상면이 접합 작용면과 평행이 되도록, 탑재대가 구형 볼록부와 구형 오목부의 쌍으로 구성된 베어링을 통해 토대에 대하여 적당히 임의의 방향으로 추종 동작하고, 그 상태에서, 기계적 록이 구형 오목부에 대하여 구형 볼록부를 클램프 동작하고, 상기 상면과 접합 작용면이 서로 평행이 된 채, 탑재대의 자세를 유지할 수 있다. 고정 수단이 기계적 록을 공기로 클램프·언클램프 동작시키는 공기 동작 기구를 구비하면, 기계적 록을 기계 요소로 클램프·언클램프 동작시키는 경우와 비교하여 구조를 간단하게 할 수있다. 고정 수단이 기계적 록을 클램프 동작시키는 스프링을 구비하면, 기계적 록을 클램프·언클램프 동작시키는 공기가 차단된 경우에도 스프링이 기계적 록의 클램프 동작을 확보할 수있다.

도 1 내지 도 5는 초음파 접합 장치의 공진기 지지 장치에 관한 제1 실시예이다. 도 1은 공진기 지지 장치를 세로 방향으로 절단한 단면을 나타낸다. 도 2는 공진기 지지 장치의 각도 분할 동작을 나타낸다. 도 3은 공진기 지지 장치에서의 회전 지지 기구(5)를 분해한 외관을 나타낸다. 도 4는 공진기 지지 장치에서의 각도 분할 기구(12)를 분해한 외관을 나타낸다. 도 5는 초음파 접합 장치의 외관을 나타낸다.

도 5를 참조하여, 공진기 지지 장치를 사용하는 초음파 접합 장치에 대하여설명한다. 초음파 접합 장치는 장치 본체(1)에 전방 및 좌우로 개방하는 작업 공간(2)을 형성하고, 작업 공간(2)에 홀더(3)를 배치하고, 홀더(3)에 공진기(4)를 좌우에 배치된 동일 형태의 회전 지지 기구(5)로 양(兩) 지지하고 또한 회전 가능하게 장착하며, 공진기(4)의 일단에 도면 밖의 초음파 발생기로부터 공급된 전력에 의해 소정 주파수의 초음파 진동을 발생하여 출력하는 진동자(6)를 결합하고, 작업 공간(2)의 저부에 탑재대(7)를 설치하고, 탑재대(7)에 복수의 가공 대상 물품이 중첩된 피접합 부분 W를 탑재하고, 홀더(3)를 장치 본체(1)의 내부에 설치된 도면 밖의 에어 실린더와 같은 가압 기능을 가지는 액츄에이터로 하강함으로써, 피접합 부분 W를 공진기(4)의 중앙에 있는 접합 작용면(8)과 탑재대(7)에서 그들 사이에 가압 유지하고, 공진기(4)가 진동자(6)에서 발생한 초음파 진동에 공진하여 가공 대상 물품의 중첩면을 접합한 후, 홀더(3)를 액츄에이터로 상승시켜 정지하도록 되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 공진기 지지 장치에 대하여, 홀더(3)가 복수의 암부(11)를 좌우에 소정 간격으로 서로 대치하도록 연접(連接)하고, 복수의 접합 작용면(8)이 공진기(4)의 진동 전달 방향 축심 L1을 중심으로 하는 둘레 방향으로 할당되고, 공진기(4)가 암부(11)에 양 지지된 형태를 예로서 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수의 접합 작용면(8)은 홀더(3)의 승강 중심선 L2와 동축이 되는 원주 상에 위치하여 공진기(4)의 둘레 방향으로 할당되어 있다. 공진기 지지 장치는 홀더(3)에 회전 지지 기구(5)와 각도 분할 기구(12)를 구비하며, 회전 지지 기구(5)가 암부(11)에 공진기(4)를 진동 전달 방향 축심 L1을 회전 중심으로 하여 회전 가능하게 장착하고, 각도 분할 기구(12)가 암부(11)에 공진기(4)를 복수의 접합 작용면(8)의 진동 전달 방향 축심 L1을 중심으로 하는 둘레 방향의 할당 각도에서 고정한다. 공진기(4)의 하방을 향한 하나의 접합 작용면(8)과 탑재대(7)의 피접합 부분 W(도 5 참조)를 탑재하는 상면(13)과는 서로 평행으로 대치하고 있는 동시에 홀더(3)의 승강 중심선 L2와 직교하는 평탄면이다. 탑재대(7)에는 그 좌우 방향의 중심을 나타낸 도면 밖의 표적이 홀더(3)의 승강 중심선 L2와 동축형으로 배치된다.

공진기(4)는 혼(14)의 양측에 부스터(15)를 도면 밖의 나사 구멍(암나사가 형성된 구멍)과 도면 밖의 무두(無頭) 볼트로 동축형으로 결합한 형태이다. 한쪽의 부스터(15)의 일단면에는 진동자(6)가 도면 밖의 나사 구멍과 도면 밖의 무두 볼트로 동축형으로 결합된다. 혼(14)은 예를 들면 진동자(6)로부터 전달된 초음파 진동에 공진하는 최대 진동 진폭점 f3으로부터 최대 진동 진폭점 f7까지의 1 파장의 길이를 가지며, 그 중앙의 최대 진동 진폭점 f5에 위치하는 혼(14)의 외측면에 접합 작용면(8)을 구비한다. 한쪽의 부스터(15)는 진동자(6)로부터 전달된 초음파 진동에 공진하는 최대 진동 진폭점 f1로부터 최대 진동 진폭점 f3까지의 1/2 파장의 길이를 가지며, 그 중앙의 최소 진동 진폭점 f2의 부분으로부터 외측으로 굴곡되어 환형으로 돌출되는 지지부(16)를 구비한다. 다른 쪽의 부스터(15)는 진동자(6)로부터 전달된 초음파 진동에 공진하는 최대 진동 진폭점 f7로부터 최대 진동 진폭점 f9까지의 1/2 파장의 길이를 가지며, 그 중앙의 최소 진동 진폭점 f8의 부분으로부터 외측으로 굴곡되어 환형으로 돌출되는 지지부(16)를 구비한다.지지부(16)의 외측면은 진동 전달 방향 축심을 중심으로 하는 하나의 원주 상에 위치하는 진원(眞圓)의 면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 접합 작용면(8a; 8b; 8c; 8d)은 진동 전달 방향 축심 L1을 통과하는 2개의 서로 직교하는 직선 상에 위치하도록 공진기(4)의 둘레면을 90도로 4등분한 위치에 형성되는 동시에 2개의 직선과 직교하는 평탄면이지만, 접합 작용면(8a-8d)이 공진기(4)의 둘레면으로부터 돌출되어 있어도 움푹 패어 있어도 되며, 또 공진기(4)의 접합 작용면(8a-8d)을 형성하는 부분이 단면 사각형인 경우에는 접합 작용면(8a-8d)이 공진기(4)의 둘레면과 동일면이라도 실시 가능하다. 그리고, 예를 들면, 도 2 (A)-(D)에 나타낸 바와 같이, 접합에 사용하는 접합 작용면(8a-8d) 중 하나의 접합 작용면(8a)을 다른 접합 작용면(8b)으로 변환하는 경우에는 다음과 같이 동작한다. 먼저, 도 2 (A)에 나타낸 바와 같이 각도 분할 기구(12)와 회전 지지 기구(5)가 서로 결합되어 있고, 하나의 접합 작용면(8a)이 하부에 위치하고 있는 상태에서, 도 2 (B)에 나타낸 바와 같이 각도 분할 기구(12)가 인위 조작으로 상방으로 이동되어 각도 분할 기구(12)와 회전 지지 기구(5)의 결합을 해제한다. 그 후, 도 2 (C)에 나타낸 바와 같이 회전 지지 기구(5)가 진동 전달 방향 축심 L1을 회전 중심으로 하여 우측 방향으로 인위 조작으로 회전된다. 그리고, 도 2 (D)에 나타낸 바와 같이 회전 지지 기구(5)가 도 2 (A)를 기준으로 한 경우에 90도 우회전되면, 각도 분할 기구(12)가 인위 조작으로 하방으로 이동되어 각도 분할 기구(12)와 회전 지지 기구(5)가 서로 결합된다. 이에 따라, 다른 접합 작용면(8b)이 접합 작용면(8a)으로 대체되고 아래로 향해 접합에 사용되는 접합 작용면(8)이 된다.

도 3을 참조하여, 홀더(3) 암부(11)의 내부 구조 및 회전 지지 기구(5)의 내부 구조에 대하여 설명한다. 암부(11)에는 그 외측면에 개구되는 진원형의 오목부(21)가 형성되고, 각 오목부(21)의 저부에는 오목부(21)보다 소경의 관통 구멍(22)이 형성되고, 관통 구멍(22)과 오목부(21)의 경계에는 환형의 단차부(23)가 형성되고, 관통 구멍(22) 둘레의 에지에 멈춤 나사 B를 체결하기 위한 나사 구멍 D를 구비한다. 단차부(23)는 베어링 A의 내측 링을 누르기 위한 환형이다. 이들 오목부(21), 관통 구멍(22), 단차부(23)는 홀더(3)의 승강 중심선 L2와 직교하는 수평인 하나의 직선[공진기(4)에서의 진동을 전달하는 방향의 축심(진동 전달 방향 축심 L1)과 동일 직선]을 중심으로 한 동축형으로 형성된다. 홀더(3)의 한쪽 암부(11)보다 상부에는 진동 전달 방향 축심 L1과 평행한 방향의 외측으로 돌출되는 대좌(臺座)(24)를 전후에 위치하도록 구비한다. 전후에 위치하는 대좌(24) 사이는 상하 방향으로 연장되는 가이드인 가이드 홈(26)이며, 가이드 홈(26)에는 도 4에 나타내는 각도 분할 기구(12)의 캠축(75)을 장착하기 위한 나사 구멍(27)을 구비한다.

회전 지지 기구(5)는 쐐기 내통(31), 쐐기 외통(32), 쐐기측 너트(33), 베어링 A, 쐐기 피복체(34), 걸쇠부(35), 베어링 지지체(36), 베어링 받이체(37), 베어링측 너트(38)를 구비한다. 쐐기 내통(31)은 외주면의 절반에 수나사부(39)를 구비하며, 다른 절반에 수나사부(39)측으로부터 반대측으로 감에 따라 외경이 서서히 커지는 쐐기부(40)를 구비하며, 쐐기부(40)의 대경측단에 칼라부(41)를 구비한다.쐐기 내통(31)은 도 1에 나타내는 부스터(15)의 지지부(16) 외경과 대략 동일 직경의 진원형 내측 구멍(42)을 구비하며, 슬릿(43)이 형성되어 둘레벽을 1개소 분리함으로써, 그 쐐기 내통(31)의 탄성 작용으로, 내측 구멍(42)의 직경이 그 내부에 지지부(16)를 접촉하여 수용할 수 있을 정도로 열려 있는 동시에, 쐐기부(40)의 대경 개구측 단부의 외경 치수가 베어링 지지체(36)의 내경보다 작은 치수로 열려 있는 양태이다. 수나사부(39), 쐐기부(40), 내측 구멍(42)은 동축형이다.

쐐기 외통(32)은 쐐기 피복체(34)에서의 쐐기 지지부(49)의 내경과 대략 동일 직경의 진원형으로 형성된 외주면의 일단에 환형의 칼라부(44)를 직경 방향 외측으로 돌출시키고, 내주면에 칼라부(44)측으로부터 반대측으로 감에 따라 내경이 서서히 커지는 쐐기부(45)를 구비한다. 쐐기 외통(32)은 쐐기부(45)를 쐐기 내통(31)의 쐐기부(40)와 동일한 경사 각도를 가지도록 관통 형성한 양태이며, 그 직경 부분에서 2등분으로 분할된 형태로 했지만, 쐐기 외통(32)은 쐐기 내통(31)과 유사하도록 슬릿에서 둘레벽을 1개소 분리함으로써 내경을 작게 하도록 형성해도 된다. 칼라부(44), 쐐기부(45)는 동축형으로 되어 있다. 쐐기측 너트(33)는 내부에 쐐기 내통(31)의 수나사부(39)에 나사 결합하는 암나사부(46)를 가지며, 타단부에 쐐기 외통(32)의 칼라부(44) 이외의 외주부를 삽입 가능한 삽입 구멍(47)을 구비하며, 삽입 구멍(47)과 암나사부(46) 사이에 쐐기 외통(32)의 칼라부(44)를 수용하는 환형의 홈부(48)를 구비한다. 쐐기 피복체(34)는 절반의 내부에 쐐기 외통(32)의 쐐기부(45)를 내접(內接) 결합하는 쐐기 지지부(49)를 구비하며, 타단부에 베어링 지지체(36)의 암나사부(52)에 나사 결합하는 수나사부(50)를 구비한다. 걸쇠부(35)는 각도 분할 기구(12)의 스토퍼(72)와 공동으로 공진기(4)를 복수의 접합 작용면(8)의 진동 전달 방향 축심 L1을 중심으로 하는 둘레 방향의 할당 각도(제1 실시예에서는 90도)에서 고정하는 요소이며, 쐐기 피복체(34)의 외주면에 90도로 4등분한 위치에 형성된 오목부이다.

베어링 지지체(36)는 일단부에 쐐기 내통(31)의 칼라부(41) 외경과 대략 동일 직경의 진원형으로 형성된 오목부(51)를 구비하며, 오목부(51)의 내주면에 쐐기 피복체(34)의 수나사부(50)와 나사 결합하는 암나사부(52)를 구비하며, 타반부에 베어링 A의 외측 링의 외주면에 내접 결합되는 통형의 베어링 지지부(53)를 구비하며, 오목부(51)를 둘러싸는 둘레벽과 베어링 지지부(53)를 둘러싸는 둘레벽과의 연접 부분에 돌기(54)를 구비하며, 베어링 지지부(53)외에 타단부에 베어링측 너트(38)의 암나사부(58)에 결합하는 수나사부(55)를 구비한다. 베어링 받이체(37)는 베어링 A의 내측 링보다 크고, 또한 외측 링보다 작은 직경의 관통 구멍(56)과 외측 링보다 큰 외경을 가지는 환형이며, 둘레 에지부에 베어링 받이체(37)를 암부(11)에 장착하기 위한 멈춤 나사 B를 삽입하는 관통 구멍 C를 구비한다. 베어링측 너트(38)는 홀더(3)의 관통 구멍(22)보다 작은 외경을 가지는 환형이며, 내부에 베어링 지지체(36)의 수나사부(55)에 결합하는 암나사부(58)를 구비하며, 일단면에 베어링 A의 내측 링을 누르기 위한 환형의 돌기(59)를 구비하며, 타단면에 베어링측 너트(38)를 체결·이완 조작하는 공구를 삽입하기 위한 공구용 오목부(60)(도 1 참조)를 구비한다.

도 1 및 도 3을 참조하여, 회전 지지 기구(5)로 공진기(4)를 홀더(3)에 장착하는 경우에 대하여 설명한다. 베어링 A가 홀더(3)에서의 암부(11)의 오목부(21)에 외측으로부터 삽입되고, 베어링 받이체(37)가 암부(11)에서의 오목부(21)의 개구 둘레의 단면 및 베어링 A의 외측 링의 단면에 접촉하도록 할당된 후, 멈춤 나사 B가 베어링 받이체(37)의 관통 구멍 C로부터 암부(11)의 나사 구멍 D에 체결되고, 베어링 A가 암부(11)에 장착된 상태에서, 베어링 지지체(36)의 베어링 지지부(53)가 암부(11)의 진동 전달 방향 외측으로부터 베어링 A의 내부에 삽입되고, 베어링 지지체(36)의 베어링 A로부터 진동 전달 방향 내측으로 돌출된 수나사부(55)에는 베어링측 너트(38)의 암나사부(58)가 나사 결합되고, 베어링측 너트(38)가 공구용 오목부(60)에 장착된 도면 밖의 체결 공구로 체결 조작됨으로써, 암부(11)의 단차부(23)와 베어링 받이체(37)가 베어링 A의 외측 링을 진동 전달 방향 양측으로부터 끼워 넣은 모양으로 지지하고, 베어링 지지체(36)의 돌기(54)와 베어링측 너트(38)의 돌기(59)가 베어링 A의 내측 링을 진동 전달 방향 양측으로부터 끼워 넣은 모양으로 지지하여, 베어링 A가 홀더(3)의 암부(11)에 개별적으로 장착된다.

또 쐐기 외통(32)의 칼라부(44)가 쐐기측 너트(33)의 홈부(48)에 장착되고, 쐐기측 너트(33)로부터 돌출된 쐐기 외통(32)의 쐐기부(45)와 쐐기 피복체(34)의 쐐기 지지부(49)가 서로 결합되고, 쐐기 외통(32)의 쐐기부(45)와 쐐기 내통(31)의 쐐기부(40)가 서로 결합되고, 쐐기 피복체(34)의 수나사부(50)로부터 돌출된 쐐기 내통(31)의 칼라부(41)가 베어링 지지체(36)의 암나사부(52)를 경유하여 오목부(51)의 저부에 장착되는 한편, 쐐기 피복체(34)의 수나사부(50)가 베어링 지지체(36)의 암나사부(52)에 나사 결합되고, 쐐기측 너트(33)의 암나사부(46)가 쐐기 내통(31)의 수나사부(39)에 나사 결합됨으로써, 쐐기 내통(31), 쐐기 외통(32), 쐐기측 너트(33), 베어링 A, 베어링 받이체(37), 베어링 지지체(36), 쐐기 피복체(34), 걸쇠부(35), 베어링측 너트(38)로 이루어지는 2조의 회전 지지 기구(5)가 홀더(3)의 각 암부(11)에 조립된다.

그 후, 쐐기측 너트(33)가 체결됨으로써, 쐐기 내통(31)의 쐐기부(40)와 쐐기 외통(32)의 쐐기부(45)가 서로 접촉하고, 쐐기 외통(32)의 외주면과 쐐기 피복체(34)의 관통 구멍의 내주면이 서로 접촉하고, 쐐기 외통(32)이 쐐기 피복체(34)로부터 받는 압축 방향의 외력과, 쌍방의 쐐기부(40; 45)에 의한 쐐기 작용에 의해, 쐐기 내통(31)의 내측 구멍(42) 직경이 그 내부에 부스터(15)의 지지부(16)를 접촉하여 수용할 수 있을 정도로 열려 있는 상태로 한다. 그 상태에서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 쐐기 외통(32)의 대경 개구측의 단부와 쐐기 내통(31)의 칼라부(41) 사이에는 간극(61)이 형성되고, 쐐기부측 너트(33)는 쐐기 피복체(34)로부터 떨어져 있다.

계속해서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 공진기(4)의 진동자(6) 반대측에 위치하는 부스터(15)를 좌측의 회전 지지 기구(5)에서의 쐐기 내통(31)의 내측 구멍(42)을 경유하여 우측의 회전 지지 기구(5)의 내측 구멍(42)에 삽입하는 동시에, 진동자(6)측에 위치하는 부스터(15)를 좌측의 회전 지지 기구(5)의 내측 구멍(42)에 삽입한다. 그 후, 탑재대(7)에 가공 대상 물품의 피접합 부분 W와 같은 두께를 가진 부재를 탑재하거나 또는 해당 부재를 탑재대(7)에 탑재하지 않고, 홀더(3)를 하강하여 공진기(4)의 하방으로 향한 하나의 접합 작용면(8)을탑재대(7) 위의 부재 또는 탑재대(7)에 맞닿게함으로써, 공진기(4)의 하방으로 향한 하나의 접합 작용면(8)과 탑재대(7)의 상면(13)과의 평행도를 취한다. 이 경우, 홀더(3)를 승강하는 에어 실린더의 공기압은 공진기(4), 진동자(6) 등을 포함하는 무게를 가지는 홀더(3)가 자중(自重) 낙하하지 않을 정도로 낮게 해둔다. 그리고, 공진기(4)를 손으로 좌우로 이동하여, 공진기(4)의 하방으로 향한 하나의 접합 작용면(8)을 탑재대(7)의 도면 밖의 표적에 맞춤으로써, 이 접합 작용면(8)을 홀더(3)의 승강 중심선 L2 상에 위치하도록 위치 맞춤을 한다.

또한 상기 공진기(4)의 하방으로 향한 하나의 접합 작용면(8)을 탑재대(7) 상의 부재 또는 탑재대(7)의 상면(13)에 접촉시키고, 공진기(4)의 하방으로 향한 하나의 접합 작용면(8)과 탑재대(7)의 상면(13)과의 평행도를 유지한 채, 쐐기측 너트(33)를 체결함으로써, 쐐기측 너트(33)가 쐐기 외통(32)을 홀더(3)의 단차부(23)측으로 가압하고, 쐐기 외통(32)이 홀더(3)의 오목부(21)로부터 받는 압축 방향의 외력과, 쌍방의 쐐기부(40; 45)에 의한 쐐기 작용에 의해, 쐐기 내통(31)의 슬릿(43) 간격이 좁아지는 동시에, 쐐기 내통(31)의 내측 구멍(42)이 축소되어 진원으로 되어 공진기(4)의 지지부(16) 외주면을 직경 방향 외측으로부터 단단히 조인다. 이에 따라, 홀더(3)에는 회전 지지 기구(5)로 복수의 접합 작용면(8)을 가지는 공진기(4)가 진동 전달 방향 축심 L1을 회전 중심으로 하여 회전 가능하게 장착된다.

도 4를 참조하여, 각도 분할 기구(12)의 내부 구조에 대하여 설명한다. 각도 분할 기구(12)는 각도 분할체(71), 스토퍼(72), 조작체(73), 캠(74), 캠축(75),가이드인 가이드 돌기(76), 커넥터(77), 핀(78), 세트 스크류와 같은 멈춤 나사(79), 도 3에 나타내는 걸쇠부(35)를 구비한다. 각도 분할체(71)는 홀더(3)에 도 1의 진동 전달 방향 축심 L1과 교차하는 방향[홀더(3)의 승강 방향과 동일 방향; 상하 방향]으로 이동 가능하게 설치되는 가로로 긴 판형이며, 좌우 방향 중앙부에 진동 전달 방향 축심 L1과 평행한 방향으로 관통하는 개구부(81), 홀더(3)의 가이드 홈(26)에 미끄럼 접촉 맞물림하는 가이드 돌기(76), 가이드 돌기(76)로부터 좌우 외측의 양 측부에 세로로 긴 구멍(82)을 구비한다. 그리고, 가이드 돌기(76)가 홀더(3)의 가이드 홈(26)에 결합된 상태에서, 단(段)붙임 나사와 같은 장착구(83)의 나사부(84)가 각도 분할체(71)의 외측으로부터 세로로 긴 구멍(82)을 경유하여 홀더(3)의 나사 구멍(25)에 체결되고, 장착구(83)가 나사 구멍(25) 둘레의 홀더(3) 대좌(24)에 맞부딪치기 이전에, 장착구(83)의 헤드부(85)가 각도 분할체(71)의 세로로 긴 구멍(82) 둘레를 대좌(24)와의 공동으로 진동 전달 방향 축심 L1과 동일 방향인 좌우 방향에서 끼워지는 모양이 되어, 장착구(83)가 각도 분할체(71)를 홀더(3)에 상하 방향으로 이동하지 않도록 고정한다. 그 고정 상태에서, 장착구(83)에서의 수나사부(84)의 나사 구멍(25)에 대한 체결이 느슨해짐으로써, 장착구(83)의 헤드부(85)가 각도 분할체(71)의 세로로 긴 구멍(82) 둘레와 비접촉으로 대향 배치되고, 장착구(83)가 각도 분할체(71)를 홀더(3)에 대하여 승강 가능하게 되는 동시에 탈락하지 않게 된다.

가이드 돌기(76)는 개구부(81)보다 큰 전후 방향의 폭을 가지는 형태로 각도 분할체(71)의 배면에 형성된다. 개구부(81)는 각도 분할체(71)와 가이드 돌기(76)에 걸쳐 형성된다. 스토퍼(72)는 각도 분할체(71)의 좌우 양단부로부터 하방으로 돌출된 돌출부(86)에 회전 가능하게 장착된다. 스토퍼(72)가 돌출부(86)에 장착된 상태에서, 스토퍼(72)의 외주부 일부가 돌출부(86)로부터 돌출된다. 걸쇠부(35)는 회전 지지 기구(5)의 쐐기 피복체(34)에 형성되어 복수의 접합 작용면(8)의 할당 각도에서 스토퍼(72)의 돌출부(86)로부터 돌출된 외주부의 일부에 결합되는 부분이다. 조작체(73)는 홀더(3)에 회전 조작 가능하게 설치되고, 캠(74)은 조작체(73)에 고정된다. 제1 실시예의 경우, 조작체(73)와 캠(74)의 결합 구조는 다음과 같이 되어 있다. 조작체(73)는 일단부에 평면 사각형과 같은 이형(異形) 구멍(89), 이형 구멍(89)과 일단부의 외주면을 관통되는 나사 구멍(90)을 구비한다. 캠(74)은 원형 베이스부(91)의 외주부로부터 직경 방향 한쪽에 캠부(92)를 돌출한 형상이며, 베이스부(91)의 일단부에 개구되는 진원형의 오목부(93)가 형성되고, 오목부(93)의 저부에 오목부(93)보다 소경의 베어링 구멍(94)이 형성되고, 베어링 구멍(94)과 일단부의 외주면을 관통되는 핀 삽입 구멍(95)이 형성된다.

그리고, 캠(74)이 홀더(3)에 장착된 각도 분할체(71)의 외측으로부터 개구부(81)를 경유하여 홀더(3)의 가이드 홈(26)에 배치되고, 캠축(75)의 수나사부(96)가 캠(74)의 오목부(93)로부터 베어링 구멍(94)을 경유하여 홀더(3)의 나사 구멍(27)에 나사 결합되고, 캠축(75)이 헤드부(97)의 공구용 오목부(98)에 장착된 도면 밖의 체결 공구로 체결 조작됨으로써, 캠축(75)이 나사 구멍(27) 둘레의 가이드 홈(26)면에 접촉하여 홀더(3)에 고정되고, 캠축(75)과 베어링 구멍(94)이 서로 회전 가능하게 결합되고, 캠축(75)의 헤드부(97)가 오목부(93)의 베어링구멍(94)측에 배치되어, 캠(74)이 홀더(3)에 회전 가능하게 장착된다. 한편, 조작체(73)의 이형 구멍(89)에는 커넥터(77)의 각봉부(角棒部)(99)가 삽입되고, 멈춤 나사(79)가 조작체(73)의 외측으로부터 나사 구멍(90)에 체결되어 각봉부(99)에 맞부딪침으로써, 커넥터(77)와 조작체(73)가 서로 조합된다. 또 커넥터(77)의 원판부(100)가 캠(74)의 오목부(93)에 결합되고, 핀(78)이 캠(74)의 외측으로부터 캠(74)의 핀 삽입 구멍(95)을 경유하여 커넥터(77)의 원판부(100)의 핀 삽입 구멍(101)에 밀어 넣어짐으로써, 커넥터(77)와 캠(74)이 서로 조합된다. 이에 따라, 조작체(73)와 캠(74)이 커넥터(77)를 통해 함께 회전할 수 있도록 결합된다.

그리고, 조작체(73)를 조작하면, 캠(74)이 홀더(3)에 대하여 캠축(75)을 중심으로 하여 회전시키고, 캠(74)의 캠부(92)가 각도 분할체(71)의 개구부(81)를 둘러싸는 상 내면에 접촉하는데 따라 각도 분할체(71)를 홀더(3)에 대하여 상승시키고, 이 각도 분할체(71)의 상승에 따라 스토퍼(72)가 도 2 (B)에 나타낸 바와 같이 걸쇠부(35)로부터 상방으로 이동하여 해방된다.

도 2를 참조하여, 접합에 사용하는 접합 작용면(8) 중의 아래를 향한 접합 작용면(8a)을 다른 접합 작용면(8b)으로 변환하는 경우에 대하여 상술한다. 도 2 (A)에서는 각도 분할 기구(12)에서의 캠(74)의 캠부(92)(도 4 참조)가 캠축(75)으로부터 좌측으로 향하도록 위치되어 각도 분할체(71)의 개구부(81) 내주면으로부터 떨어져 있고, 각도 분할 기구(12)의 스토퍼(72)와 회전 지지 기구(5)의 걸쇠부(35)가 서로 결합되어 있어, 하나의 접합 작용면(8a)이 하부에 위치하고 있는 상태이다. 그 상태에서, 작업자가 도 2 (A)에 나타내는 장착구(83)를 이완 조작하여 장착구(83)에 의한 홀더(3)에 대한 각도 분할체(71)의 고정을 해제한 후, 작업자가 도 4의 조작체(73)를 손으로 우측 방향으로 회전 조작하면, 도 2 (B)에 나타낸 바와 같이, 각도 분할 기구(12)의 캠(74)이 캠축(75)을 회전 중심으로 하여 우측 방향으로 회전하고, 캠부(92)가 캠축(75)으로부터 상측으로 향하도록 위치하고, 캠부(92)가 상측을 향하면, 작업자가 상기 조작체(73)에 대한 우측 방향으로의 회전 조작을 정지한다.

이와 같이 캠부(92)가 도 2 (A)에 나타내는 우측을 향하는 자세로부터 도 2 (B)에 나타내는 상측을 향하는 자세로 변화되는 과정에서, 캠부(92)가 개구부(81)의 상측 내주면에 접촉한 후에 각도 분할체(71)를 상방으로 이동시키고, 이 각도 분할체(71)의 상방으로의 이동(승강)에 따라 상기 스토퍼(72)와 걸쇠부(35)의 결합이 해제된다. 그 후, 도 2 (C)에서, 작업자가 예를 들면 쐐기 피복체(34)를 손으로 쥐고 우측 방향으로 회전 조작하면, 공진기(4)가 진동 전달 방향 축심 L1을 회전 중심으로 하여 우측 방향으로 회전된다. 그리고, 도 2 (D)에 나타낸 바와 같이, 공진기(4)가 도 2 (A)를 기준으로 한 경우에 90도 우회전되면 , 작업자가 도 4의 조작체(73)를 손으로 좌측 방향으로 회전 조작하고, 각도 분할 기구(12)의 캠(74)이 캠축(75)를 회전 중심으로 하여 좌측 방향으로 회전시키고, 캠부(92)가 캠축(75)으로부터 좌측으로 향하도록 위치하고, 캠부(92)가 좌측을 향하면, 작업자가 상기 조작체(73)에 대한 좌측 방향으로의 회전 조작을 정지한다.

이와 같이 캠부(92)가 도 2 (C)에 나타내는 상측을 향하는 자세로부터 도 2 (D)에 나타내는 좌측을 향하는 자세로 변화되는 과정에서, 캠부(92)가 개구부(81)의 상측 내주면으로부터 떨어지는데 따라 각도 분할체(71)가 자중으로 하방으로 이동한다. 이 각도 분할체(71)의 자중에 의한 하강이 적절하지 않은 경우에는 작업자가 예를 들면 각도 분할체(71)에서의 걸쇠부(35)의 둘레 부분을 손으로 눌러 내린다. 이 각도 분할체(71)의 하방으로의 이동(하강)에 따라 스토퍼(72)와 걸쇠부(35)가 서로 결합된다. 이에 따라, 다른 접합 작용면(8b)이 상기 접합 작용면(8a)으로 대체되어 접합에 사용하는 접합 작용면(8)이 된다. 이 하나의 접합 작용면(8a)이 다른 접합 작용면(8b)으로 변환된 후, 작업자가 장착구(83)를 체결 조작하고, 장착구(83)가 각도 분할체(71)를 홀더(3)에 고정하여 상기 스토퍼(72)와 걸쇠부(35)의 결합을 유지함으로써, 새로운 접합 작용면(8b)이 도 1의 탑재대(7)의 상면(13)과 평행으로 대향한다.

도 6 및 도 7은 초음파 접합 장치의 공진기 지지 장치에 관한 제2 실시예이다. 도 6은 각도 분할 기구(111)의 측면을 나타낸다. 도 7은 각도 분할 기구(111)의 내부 구조의 단면을 나타낸다. 제1 실시예가 각도 분할 기구(12)를 수동식으로 형성한 것에 대하여, 제2 실시예는 각도 분할 기구(111)를 구동식(驅動式)으로 형성한 것이다. 도 6 및 도 7에서, 각도 분할 기구(111)는 홀더(3)에 장착된 스텝 모터(112)와, 스텝 모터(112)의 회전을 회전 지지 기구(5)에 전달하는 기어열(113)을 구비한다. 기어열(113)은 스텝 모터(112)의 출력축(114)에 함께 회전하도록 장착된 소경 기어(115)와 회전 지지 기구(5)의 쐐기 피복체(34)에 함께 회전하도록 장착된 대경 기어(116)를 구비한다. 제2 실시예에서는 대경 기어(116)는 도 3에서의 쐐기 피복체(34)로부터 걸쇠부(35)를 삭제한 상태의 쐐기부(45)를둘러싸 형성하는 통부에 함께 회전하도록 장착된다.

따라서, 도 2에 나타낸 바와 같이 접합에 사용하는 접합 작용면(8a)으로부터 접합 작용면(8b)으로 변환하는 경우, 작업자가 도 6에 나타내는 각도 변환 조작부(121)에서의 버튼과 같은 조작 부재(122)를 조작하면, 각도 변환 조작부(121)의 스위치(123)가 각도 변환 개시 신호를 제어 장치(124)에 출력하고, 제어 장치(124)가 스텝 모터(112)를 90도의 회전 각도 운동 범위에서 회전 구동한다. 이 스텝 모터(112)의 회전 구동에 따라 회전 지지 기구(5)가 기어열(113)을 통해 90도의 회전 각도 운동 범위에서 회전되고, 이 회전 지지 기구(5)의 회전에 따라, 공진기(4)가 진동 전달 방향 축심 L1을 회전 중심으로 하여 회전되고 접합 작용면(8a)이 접합 작용면(8b)으로 대체되어 접합에 사용하는 접합 작용면(8)이 된다. 이 접합 작용면(8a)이 접합 작용면(8b)으로 변환됨으로써, 상기 제어 장치(124)에 의한 스텝 모터(112)에 대한 회전 구동이 정지된다. 이 제어 장치(124)에 의한 스텝 모터(112)에 대한 회전 구동의 정지 후에는, 스텝 모터(112)에서의 영구 자석에 의한 회전 위치를 유지하는 기능으로, 회전 지지 기구(5)가 회전되지 않도록 위치 유지되고, 공진기(4)가 진동 전달 방향 축심 L1을 회전 중심으로 하여 회전되지 않게 되므로, 접합 작용면(8b)이 아래를 향한 자세를 확보할 수 있다.

도 8 및 도 9는 초음파 접합 장치의 탑재 장치(132)에 관한 제3 실시예이다. 도 8은 탑재 장치(132)의 단면을 나타낸다. 도 9는 초음파 접합 장치를 모식적으로 나타낸다.

도 9를 참조하여, 초음파 접합 장치에 대하여 설명한다. 초음파 접합 장치는 장치 본체(1)의 하부에 탑재 장치(132)를 구비하며, 장치 본체(1)의 상부에 가압 기구(133)를 구비하며, 가압 기구(133)의 출력단에 홀더(3)를 구비한다. 홀더(3)는 복수의 암부(11)를 좌우에 소정 간격으로 서로 대치하도록 구비한다. 그리고, 홀더(3)에는 공진기(4)가 장착된다. 그 장착 형태는 홀더(3)의 암부(11)가 공진기(4)의 접합 작용면(8)의 양측에서 지지되는 모양이다. 공진기(4)의 일단에는 초음파 발생기(146)로부터 공급된 전력에 의해 초음파 진동을 발생하여 출력하는 진동자(6)가 결합된다. 공진기(4)가 진동자(6)로부터 전달된 초음파 진동으로 공진한 경우에 있어서, 접합 작용면(8)은 공진기(4)에서의 초음파 진동의 최대 진동 진폭점(중간의 볼록한 부분)에 위치하고 있으며, 화살표 X로 나타내는 방향으로 초음파 진동한다. 공진기(4)가 진동자(6)로부터 전달된 초음파 진동으로 공진한 경우에 있어서, 홀더(3)에 대한 공진기(4)의 지지부는 공진기(4)에서의 초음파 진동의 최소 진동 진폭점[절점(節點)(nodal point)]에 위치하고 있어, 초음파 진동이 공진기(4)로부터 홀더(3)에 전달되지 않는다. 초음파 접합 장치로 복수의 가공 대상 물품의 한쪽인 반도체 칩과 같은 반도체 장치(138)를 복수의 가공 대상 물품의 다른 쪽인 회로 기판(139)에 접합하는 경우를 예로서 설명하면, 공진기(4)는 접합 작용면(8)과 공진기(4)의 외측면을 관통하는 흡인 통로(140)를 내부에 구비하며, 흡인 통로(140)에서의 공진기(4)의 외측면 부분에는 흡인 계통(141)이 접속된다.

그리고, 흡인 계통(141)의 진공 펌프와 같은 흡인원(142)이 동작하고 있는상태에서, 흡인 계통(141)의 밸브(143)가 개방됨으로써, 반도체 장치(138)가 반도체 장치(138)의 전극(144)을 아래로 향한 형태로 공진기(4)의 접합 작용면(8)에 흡착된다. 또 탑재 장치(132) 상에는 회로 기판(139)이 회로 기판(139)의 전극(145)을 위로 향한 형태로 탑재된다. 그 후, 홀더(3)가 가압 기구(133)로 하강됨으로써, 전극(144)과 전극(145)이 접합 작용면(8)과 탑재 장치(132)로 가압 유지되고, 공진기(4)가 진동자(6)로 발생한 초음파 진동에 공진하는데 따라, 접합 작용면(8)이 화살표 X 방향으로 진동하고, 복수의 가공 대상 물품이 중첩된 피접합 부분 W를 구성하는 전극(144)과 전극(145)의 맞춤면이 그들 맞춤면에 발생하는 마찰열로 용융되면서 일체 불가분으로 접합된다. 그리고 나서, 홀더(3)가 가압 기구(133)로 상승되어 원래의 위치에 정지한다.

도 8을 참조하여, 탑재 장치(132)의 구조에 대하여 설명한다. 탑재 장치(132)는 토대(151), 탑재대(152), 베어링(153), 공기 공급 수단(154), 고정 수단(155)을 구비한다. 토대(151)는 도 9의 장치 본체(1) 하부에 설치된다. 탑재대(152)는 가공 대상 물품을 싣기 위한 상면(156)을 가지는 판형이다. 베어링(153)은 토대(151) 상에 탑재대(152)를 추종 동작 가능하게 조합하는 요소이며, 구형 볼록부(157)와 구형 오목부(158)의 쌍으로 구성된다. 제3 실시예에서는, 구형 볼록부(157)가 탑재대(152)의 하부에 형성되고, 구형 오목부(158)가 토대(151)의 상부에 형성되고, 구형 볼록부(157)와 구형 오목부(158)가 결합됨으로써, 탑재대(152)가 토대(151) 상에 추종 동작 가능하게 조합된다. 구형 볼록부(157)에서의 볼록형의 반구면과 구형 오목부(158)에서의 오목형의 반구면과의 양자의 회전 중심(159)은 탑재대(152)보다 상방에 존재하고 있지만, 이 회전 중심(159)이 탑재대(152)의 상면(156)에 존재하면, 탑재 장치(132)의 높이는 커지지만, 탑재대(152)의 추종 동작이 최량으로 된다.

공기 공급 수단(154)은 구형 볼록부(157)와 구형 오목부(158)의 맞춤면 사이에 윤활 공기층을 형성하는 요소이며, 구형 오목부(158)에 형성된 홈(161)과, 토대(151)에 형성된 가압 공기 통로(162)와, 토대(151)나 구형 오목부(158)와 별체의 가압 공기 공급 계통(163)을 구비한다. 홈(161)은 구형 오목부(158)에서의 오목형의 반구면으로부터 구형 오목부(158)의 내부로 움푹 패이는 동시에 구형 오목부(158)의 중심부를 둘러싸는 환형의 형태이다. 가압 공기 통로(162)는 토대(151)의 내부에 형성되는 동시에 홈(161)의 저면과 토대(151)의 일측면을 관통한다. 가압 공기 공급 계통(163)은 가압 공기 통로(162)에서의 토대(151)의 한 측면 부분에 접속되고, 가압 공기 공급 계통(163)의 에어 컴프레서와 같은 가압 공기 공급원(164)이 동작하여, 가압 공기 공급 계통(163)의 개폐 밸브(165)가 열림으로써, 가압 공기가 가압 공기 공급원(164)으로부터 개폐 밸브(165)와 가압 공기 통로(162) 및 홈(161)을 경유하여 구형 볼록부(157)와 구형 오목부(158)의 맞춤면 사이에 공급되어 윤활 공기층을 형성한다.

고정 수단(155)은 공기 공급 수단(154)과 별도로 구성되어, 추종 동작한 탑재대(152)를 토대(151)에 고정하는 기계적 록(171)을 포함하는 형태이다. 기계적 록(171)은 탑재대(152)의 내부에 격납된 록체(lock body)(172)를 토대(151)에 설치된 가동체(173)로 하방으로 이동하면, 록체(172)가 구형 볼록부(157)을 눌러 내려구형 볼록부(157)가 구형 볼록부(157)와 구형 오목부(158)의 맞춤면 사이로부터 공기층을 형성하고 있는 가압 공기를 밀어내 구형 오목부(158)에 클램프되고, 추종 동작한 탑재대(152)가 토대(151)에 고정되어, 그 탑재대(152)의 자세가 유지된다. 록체(172)는 록 수납실(174)에 격납된다. 록 수납실(174)은 구형 볼록부(157)의 중심부에 탑재대(152)가 결합된 구형 볼록부(157)의 상면으로부터 내부로 움푹 패인 형태이다. 록 수납실(174)에 격납된 록체(172)의 하면과 록 수납실(174)의 저면이 서로 접촉한다. 록체(172)의 하면과 록 수납실(174)은 베어링(153)의 회전 중심(159)을 중심으로 하는 구형 볼록부(157)의 볼록형 반구면과 구형 오목부(158)의 오목형 반구면보다 작은 하나의 곡률 반경의 반구면을 형성한다.

록체(172)는 중앙부에 수취부(176)와 삽입 구멍(177)을 구비한다. 수취부(176)는 록체(172)의 상면으로부터 내부로 움푹 패인 반구형이다. 록체(172)의 상면은 수취부(176)의 반구형 중심을 통하는 하나의 면 내에 위치하고 있다. 삽입 구멍(177)은 수취부(176)의 반구면과 록체(172)의 반구면을 관통한다. 구형 볼록부(157)는 중앙부에 탈출 구멍(178)을 구비한다. 탈출 구멍(178)은 록 수납실(174)의 저면과 구형 볼록부(157)의 반구면을 관통한다. 가동체(173)는 구체(球體)(179)로부터 하방으로 직선형으로 돌출되는 봉체(棒體)(180)를 구비한다. 봉체(180)는 하면으로부터 내부에 형성된 나사 구멍(암나사가 형성된 구멍)을 구비한다. 그리고, 탑재대(152)가 구형 볼록부(157)에 장착되어 있지 않은 상태에서, 가동체(173)의 봉체(180)가 록체(172)의 수취부(176)로부터 삽입 구멍(177) 및 탈출 구멍(178)에 삽입되고, 구체(179)가 수취부(176)에 회전 가능하게 결합된다.그 후, 탑재대(152)가 구형 볼록부(157)에 도면 밖의 볼트로 결합되어 록 수납실(174)의 상면을 폐쇄한다.

고정 수단(155)은 기계적 록(171)을 공기로 클램프(고정)·언클램프(해제)하는 공기 동작 기구(181)을 구비한다. 공기 동작 기구(181)는 클램프실(182)과 언클램프실(183)을 구비한다. 클램프실(182) 및 언클램프실(183)은 토대(151)의 중앙부에서 내부에 형성되는 동시에 환형의 다이어프램(184) 및 2매의 원판(186; 187)을 격벽으로 하여 상하로 나누어진다. 구체적으로는, 토대(151)의 중앙부에는 하면으로부터 내부로 오목부가 형성되고, 오목부에서의 토대(151)의 하면 둘레에 오목부 보다 직경이 큰 나사 구멍이 형성되는 한편, 구형 오목부(158)의 오목형 반구면과 오목부의 상면을 관통하는 세로 구멍(188)이 형성된다. 그리고, 구형 볼록부(157)의 탈출 구멍(178)으로부터 하방으로 돌출된 가동체(173)의 봉체(180) 하부가 구형 오목부(158)의 상방으로부터 세로 구멍(188)을 경유하여 오목부에 돌출되고, 코일 스프링과 같은 스프링(189)이 토대(151)의 하방으로부터 봉체(180)의 하부를 둘러싸도록 오목부에 삽입되고, 봉체(180)의 하면에 1매의 원판(186)이 하방으로부터 중첩된다.

그 후, 다이어프램(184)이 토대(151)의 하방으로부터 오목부에 삽입되고, 다이어프램(184)의 내주 에지부가 봉체(180)에 중첩되어 있는 1매의 원판(186)의 외주 에지부에 중첩되고, 다이어프램(184)의 외주 에지부가 나사 구멍과 오목부를 연접하는 단차면(191)에 중첩된다. 그리고 나서, 상기와 다른 1매의 원판(187)이 토대(151)의 하방으로부터 나사 구멍을 경유하여 다이어프램(184)의 내주 에지부에중첩되고, 볼트(192)가 하방으로부터 2매의 원판(186; 187) 중심부에 형성된 관통 구멍을 경유하여 봉체(180)의 나사 구멍에 체결되며, 다이어프램(184)의 내주 에지부가 2매의 원판(186; 187)으로 봉체(180)에 결합된다. 이와 같이 2매의 원판(186; 187)이 볼트로 봉체(180)에 결합되면, 스프링(189)의 상단부가 오목부의 상면에 접촉하고, 스프링(189)의 하단부가 상측의 원판(186)에 접촉하고, 스프링(189)이 상하 방향으로 압축됨으로써, 스프링(189)이 기계적 록(171)을 클램프하기 위한 스프링 힘을 가동체(173)에 부여한다. 또한 다이어프램 지지체(193)가 토대(151)의 하방으로부터 나사 구멍에 체결되고, 다이어프램(184)의 외주 에지부가 다이어프램 지지체(193)와 단차면(191)에서 토대(151)에 결합된다. 이에 따라, 다이어프램(184) 및 2매의 원판(186; 187)으로 상하로 나누어진 클램프실(182)과 언클램프실(183)이 토대(151)의 내부에 형성된다.

토대(151)의 내부에는 클램프 공기 통로(195)와 언클램프 공기 통로(196)를 구비한다. 클램프 공기 통로(195)는 클램프실(182)과 토대(151)의 다른 쪽 면을 관통하고, 언클램프 공기 통로(196)는 언클램프실(183)과 토대(151)의 다른 쪽 면을 관통한다. 공기 동작 기구(181)에서의 가압 공기 공급 계통(201)의 에어 컴프레서와 같은 가압 공기 공급원(202)이 동작하여, 가압 공기 공급 계통(201)의 통로 변환 밸브(203)가 통로 폐쇄 위치로부터 클램프 위치로 열리면, 가압 공기가 가압 공기 공급원(202)으로부터 통로 변환 밸브(203) 및 클램프 공기 통로(195)를 경유하여 클램프실(182)에 공급되어 다이어프램(184)를 눌러 내림으로써, 가동체(173)가 록체(172)를 눌러 내려 록체(172)가 구형 볼록부(157)를 구형 오목부(158)에 클램프 한다. 이 다이어프램(184)이 클램프실(182)의 가압 공기로 눌러 내려지는 경우, 언클램프실(183)의 공기는 도면 밖의 리크 밸브(leak valve)로 언클램프실(183)로부터 외부로 배출된다. 또 통로 변환 밸브(203)가 통로 폐쇄 위치로부터 언클램프 위치로 열리면, 가압 공기가 가압 공기 공급원(202)으로부터 통로 변환 밸브(203) 및 언클램프 공기 통로(196)를 경유하여 언클램프실(183)에 공급되어 다이어프램(184)을 밀어 올림으로써, 가동체(173)로부터 록체(172)에 작용되고 있던 압하력이 해제되어, 록체(172)에 의한 구형 볼록부(157)의 구형 오목부(158)에의 클램프가 언클램프된다. 이 다이어프램(184)이 언클램프실(183)의 가압 공기로 밀어 올려지는 경우, 클램프실(182)의 공기는 도면 밖의 리크 밸브로 클램프실(182)로부터 외부로 배출된다.

탑재 장치(132)에 있어서, 초음파 접합 장치에 의한 복수의 가공 대상 물품의 접합을 실행하는 준비 작업으로서, 탑재대(152)의 상면(156)에서의 가공 대상 물품을 탑재하는 부분과 초음파 접합 장치에 장착된 공진기(4)의 접합 작용면(8)이 서로 평행한 면으로 되도록, 탑재대(152)를 추종 동작되는 경우에 대하여, 공진기(4)의 접합 작용면(8)에는 반도체 장치(138)가 장착되어 있지 않고, 탑재대(152)에 회로 기판(139)가 탑재되어 있지 않은 형태로 실행하는 경우를 예로서 설명한다.

먼저, 공기 동작 기구(181)에서의 가압 공기 공급 계통(201)의 통로 변환 밸브(203)가 통로 폐쇄 위치로부터 언클램프 위치로 열리고, 구형 오목부(158)에 대한 구형 볼록부(157)의 기계적 록(171)이 언클램프 동작됨으로써, 기계적 록(171)에 대한 스프링(189)도 언클램프 동작시켜 두고, 가압 공기 공급 계통(163)으로부터 가압 공기를 구형 볼록부(157)와 구형 오목부(158)의 맞춤면 사이에 공급하여 윤활 공기층을 형성한다. 또 초음파 접합 장치에서는 진동자(6)가 초음파 진동을 정지하고 있는 한편, 가압 기구(133)에 의한 가압력은 상기 윤활 공기층을 파괴하지 않는 압력으로 조정되어 있다. 그 상태에서, 홀더(3)가 가압 기구(133)로 직선 L2 상을 하강하는데 따라, 공진기(4)의 접합 작용면(8)이 탑재대(152)의 상면(156)에 접촉한다. 그에 따라, 상면(156)이 접합 작용면(8)과 평행으로 되도록, 탑재대(152)가 베어링(153)을 통해 토대(151)에 대하여 적당히 임의의 방향으로 추종 동작한다.

다음에, 상기 가압 기구(133)의 하강이 정지되고, 그 정지 상태가 유지된 채, 가압 공기 공급 계통(163)의 개폐 밸브(165)를 닫아, 가압 공기 공급 계통(163)으로부터 구형 볼록부(157)와 구형 오목부(158)의 맞춤면 사이로의 가압 공기의 공급을 정지 하고, 통로 변환 밸브(203)가 언클램프 위치로부터 통로 폐쇄 위치를 경유하여 클램프 위치로 열려, 구형 오목부(158)에 대한 구형 볼록부(157)의 기계적 록(171)이 클램프 동작됨으로써, 기계적 록(171)에 대한 스프링(189)도 클램프 동작한다. 이에 따라, 구형 볼록부(157)와 구형 오목부(158)가 서로 접촉하고, 상기 추종 동작한 탑재대(152)가 토대(151)에 고정되므로, 상기 탑재대(152)의 토대(151)에 대하여 적당히 임의 방향으로 추종 동작한 자세가 유지된다.

이와 같이 탑재대(152)의 자세가 유지된 후에, 전술한 초음파 접합 장치에서의 반도체 장치(138)를 회로 기판(139)에 접합하는 가공을 실행하는 것이지만, 그경우, 탑재대(152)의 자세로 상면(156)과 접합 작용면(8)이 서로 평행이 된 상태에서, 회로 기판(139)에서의 반도체 장치(138)를 장착하기 위한 영역의 중심이 탑재대(152) 상면(156)의 직선 L2와의 교차점인 중심과 일치하도록, 회로 기판(139)이 상면(156)에 위치 결정되면서 탑재되는 한편, 반도체 장치(138)에서의 회로 기판(139)에 장착하기 위한 중심이 접합 작용면(8)의 직선 L2와의 교차점인 중심과 일치하도록, 반도체 장치(138)가 접합 작용면(8)에 흡착됨으로써, 반도체 장치(138)의 전극(144)과 회로 기판(139)의 전극(145)이 서로 대치한다. 그 후, 전술한 바와 같이, 공진기(4)가 가압 기구(133)로 하강되고, 전극(144)과 전극(145)이 서로 전면적으로 가압 접촉하여 공진기(4)에 의한 초음파 진동으로 접합되므로, 전극(144)과 전극(145)의 접합이 전면적으로 되어 최적의 상태로 된다.

이와 같은 초음파 접합에 의한 가공에 있어서, 탑재 장치(132)에서는 추종 동작한 탑재대(152)가 적어도 록체(172)와 가동체(173)로 이루어지는 기계적 록(171)을 포함하는 고정 수단(155)으로 토대(151)에 고정되는 구조이기 때문에, 가공 중에 본딩 툴로서의 공진기(4)로부터 탑재대(152)에 초음파 진동이 전달되어도, 구형 볼록부(157)와 구형 오목부(158)의 맞춤면 사이에서의 고정 지지력이 저하되지 않아, 추종 동작한 탑재대(152)의 자세가 적절히 유지되고, 복수의 가공 대상 물품이 중첩된 부분인 전극(144)과 전극(145)이 바람직하게 접합된다. 또 베어링(153)과 공기 공급 수단(154) 및 고정 수단(155)을 구비한 추종 기구가 탑재 장치(132)에 설치된 구조이므로, 추종 기구가 공진기(4)에서의 초음파 진동의 진동에 악영향을 미치지도 않는다.

도 9에서, 탑재대(152)의 가로폭, 또는 구형 볼록부(157)의 가로폭이 구형 오목부(158)의 가로폭보다 크게 형성되면, 탑재대(152) 또는 구형 볼록부(157)가 구형 오목부(158)에 이물이 낙하하지 않도록 보호할 수 있다.

도 10은 제4 실시예에 관한 탑재 장치(132)의 단면을 나타낸다. 제3 실시예에서는 구형 볼록부(157)가 탑재대(152)에 형성되고, 구형 오목부(158)가 토대(151)에 형성된 것에 대하여, 제4 실시예에서는 구형 볼록부(157)가 토대(151)에 형성되고, 구형 오목부(158)가 탑재대(152)에 형성된 구조이다. 구체적으로는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 구형 볼록부(157)측에는 록 수납실(174), 록체(172), 수취부(176), 삽입 구멍(177), 탈출 구멍(178), 구체(179)가 배치된다. 구형 오목부(158)측에는 공기 공급 수단(154)[홈(161), 가압 공기 통로(162)], 고정 수단(155)[기계적 록(171), 가동체(173), 봉체(180), 공기 동작 기구(181), 클램프실(182), 언클램프실(183), 다이어프램(184), 원판(186; 187), 세로 구멍(188), 스프링(189), 다이어프램 지지체(193), 단차면(191), 클램프 공기 통로(195), 언클램프 공기 통로(196))]이 배치된다. 가압 공기 공급 계통(163)[가압 공기 공급원(164), 개폐 밸브(165)]와 가압 공기 공급 계통(201)[가압 공기 공급원(202), 통로 변환 밸브(203)]은 구형 볼록부(157)나 구형 오목부(158)의 외부에 설치되는 것은 도 8과 유사하다.

이에 대하여, 토대(151)가 록 수납실(174)이나 록체(172) 및 구체(179) 및 탈출 구멍(178)을 포함하는 구형 볼록부(157)와 토대 본체(211)로 구성되는 사항, 구형 오목부(158)에 설치된 배관이나 배선 등의 중량이 구형 오목부(158)로부터 구형 볼록부(157)에 가해지지 않도록, 이 배관이나 배선 등의 중량을 부담하는 캔슬 기구(212)를 부가하는 사항은 도 8과 상이하다. 록 수납실(174)에 록체(172) 및 구체(179)가 수납된 후에, 구형 볼록부(157)와 토대 본체(211)가 서로 도면 밖의 볼트로 결합된다.

도 10의 경우, 캔슬 기구(212)는 코일 스프링과 같은 스프링(213), 나사봉(214), 록 너트(215), 조정 너트(216), 스프링받이 오목부(217)를 구비한다. 나사봉(214)은 탑재대(152)의 구형 오목부(158)로부터 측방으로 돌출된 돌출부에 나사 결합되어 회전하지 않도록 고정 장착된다. 탑재대(152)의 돌출부로부터 하방으로 돌출된 나사봉(214)은 구형 오목부(158)나 구형 볼록부(157) 및 토대 본체(211)로부터 떨어져 있고, 그 나사봉(214)의 하부에는 록 너트(215) 및 조정 너트(216)가 나사 결합되어 회전 가능하게 장착된다. 스프링(213)의 상단부는 조정 너트(216)로부터 하부로 돌출된 나사봉(214)의 하단부를 둘러싸도록 삽입되어 조정 너트(216)의 하면에 접촉하고, 스프링(213)의 하단부는 구형 볼록부(157)로부터 측방으로 돌출된 돌출부에 형성된 스프링받이 오목부(217)에 격납되어 스프링받이 오목부(217)의 저면에 접촉한다.

그리고, 록 너트(215)가 나사봉(214)에 대하여 상방으로 이동되어 조정 너트(216)부터 떨어진 상태에서, 조정 너트(216)가 인위적으로 회전 조작됨으로써, 조정 너트(216)와 토대 본체(211) 사이의 거리가 변화되고, 스프링(213)이 조정 너트(216)로 압축되거나 또는 신장됨으로써, 배관이나 배선 등의 중량이 구형 오목부(158)로부터 구형 볼록부(157)에 가해지지 않도록 캔슬 기구(212)로 부담된다. 이와 같이 조정된 후, 조정 너트(216)가 나사봉(214)에 대하여 회전하지 않도록 인위적으로 눌려진 상태에서, 록 너트(215)가 조정 너트(216)에 근접하는 방향으로 인위 조작되어 조정 너트(216)에 대하여 록됨으로써, 상기 조정된 스프링(213)의 스프링 힘이 유지된다. 이에 따라, 상기 캔슬 기구(212)에 의한 배관이나 배선 등의 중량을 부담하는 형태가 적절히 유지된다.

도 10에서의 캔슬 기구(212)는 스프링(213), 나사봉(214), 록 너트(215), 조정 너트(216), 스프링받이 오목부(217) 등의 기계 요소로 구성하는데 대신하여, 가압 공기나 고무 등을 이용해도 형성하는 것은 가능하지만, 캔슬 기구(212)가 도 10에 나타낸 바와 같은 기계 요소로 구성되면, 조정 후에 있어서의 캔슬 기구(212)에 의한 배관이나 배선 등의 중량을 부담하는 형태가 장시간 확보된다.

도 10에서, 구형 볼록부(157)와 구형 오목부(158)에 대한 고정 수단(155)과 공기 공급 수단(154)의 배치를 역으로 하면, 캔슬 기구(212)를 생략할 수 있다. 이 경우, 구형 오목부(158)측에는 록 수납실(174), 록체(172), 수취부(176), 삽입 구멍(177), 탈출 구멍(178), 구체(179)가 배치된다. 구형 볼록부(157)측에는 공기 공급 수단(154)[홈(161), 가압 공기 통로(162)], 고정 수단(155)[기계적 록(171), 가동체(173), 봉체(180), 공기 동작 기구(181), 클램프실(182), 언클램프실(183), 다이어프램(184), 원판(186; 187), 세로 구멍(188), 스프링(189), 다이어프램 지지체(193), 단차면(191), 클램프 공기 통로(195), 언클램프 공기 통로(196)]이 배치된다.

도 11은 제5 실시예에 관한 가압 기구(133)에 공진기(4)를 장착하는 부분에설치한 추종 기구(221)의 단면을 나타낸다. 도 11에서의 추종 기구(221)는 도 10의 탑재 장치(132)와 유사한 구조 또는 도 10의 캔슬 기구(212)가 존재하지 않는 탑재 장치(132)와 유사한 구조로 하는 것도 가능하지만, 도 10의 탑재 장치(132)와 유사한 구조를 예로서 설명한다. 추종 기구(221)는 가압 기구(133)의 출력단과 홀더(3) 사이에 설치된다. 구체적으로는, 가압 기구(133)의 출력단과 추종 기구(221)에서의 다이어프램 지지체(193)의 중앙부가 서로 결합되어, 홀더(3)의 상면과 추종 기구(221)에서의 도 10의 토대 본체(211)에 상당하는 장착체(223)가 서로 결합된다. 이와 같이 공진기(4)가 가압 기구(133)의 출력단에 추종 기구(221) 및 홀더(3)를 통해 장착된 경우, 추종 기구(221)에서는 가동체(173)에서의 구체(179)가 록체(172)의 수취부(176)에 받아 들여져, 가압 기구(133)와 공진기(4)의 장착이 적절히 유지된다.

도 11의 탑재대(222)는 도 9에서의 탑재 장치(132)에 상당하는 부품이며, 추종 기능을 갖지 않고, 도 8의 상면(156)에 상당하는 상면을 구비한다.

상기 각 실시예는 접합 작용면(8)이 복수의 가공 대상 물품이 중첩된 부분을 서로 끼워 맞추는 방향인 도 9에 나타내는 화살표 X방향의 가로 방향으로 진동하는 금속끼리의 접합을 예로서 설명했지만, 접합 작용면(8)이 복수의 가공 대상 물품이 중첩된 부분을 서로 미는 방향으로 진동(상기 화살표 X 방향과 직교하는 세로 방향으로 진동)하는 수지끼리의 접합에 사용되는 초음파 접합 장치에도 적용 가능하다.

도 12 및 도 13은 도 8의 공진기(4)를 도 1의 회전 지지 기구(5) 및 각도 분할 기구(12)에 사용하는 경우에 있어서의 공진기(4)에 관한 제6 실시예이다. 도12는 공진기(4)의 정면을 나타낸다. 도 13은 도 12의 공진기(4) 중심을 F-F선에 따라 세로 방향으로 절단한 단면을 나타낸다. 도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 공진기(4)의 접합 작용면(8)이 공진기(4)의 상하면에 형성된다. 공진기(4)의 하면에 형성된 접합 작용면(8)에 부호 8a를 붙이고, 공진기(4)의 상면에 형성된 접합 작용면(8)에 부호 8c를 붙여 이하를 설명한다. 공진기(4)는 접합 작용면(8a)과 공진기(4)의 외측면 하나를 구성하는 전면(前面)(4a)을 관통하는 흡인 통로(140)와, 접합 작용면(8c)과 공진기(4)의 외측면 하나를 구성하는 후면(後面)(4b)을 관통하는 흡인 통로(224)를 구비한다. 흡인 통로(140)와 흡인 통로(224)는 서로 별도의 통로로서 구성되어 있다. 공진기(4)의 전면(4a)을 관통하는 흡인 통로(140)의 구멍부(140a)와 공진기(4)의 후면(4b)을 관통하는 흡인 통로(224)의 구멍부(224a)는 공진기(4)의 진동 전달 방향으로 연장되는 중심선 L1로부터 상하로 동일 치수의 간격 H만큼 떨어져 있다. 따라서, 도 1의 회전 지지 기구(5) 및 각도 분할 기구(12)로 공진기(4)를 홀더(3)에 지지하고, 공진기(4)를 중심선 L1을 중심으로 하여 180도 회전시키고, 한쪽의 접합 작용면(8a)을 다른 쪽의 접합 작용면(8c)으로 대체하여, 이 다른 쪽의 접합 작용면(8c)을 복수의 가공 대상 물품을 접합하도록 사용하는 경우, 구멍부(224a)가 공진기(4)의 전면(4a)측에서 높이가 구멍부(140a)와 동일 높이로 배치되므로, 흡인 계통(141)을 흡인 통로(140)로부터 흡인 통로(224)로 접속 대체하는 작업이 용이하다.

도 8에 나타내는 탑재 장치(132)를 도 5에 나타내는 탑재대(7)에 사용하거나, 도 11에 나타내는 추종 기구(221)를 도 1에 나타내는 홀더(3)에 사용해도 된다.

본 발명의 초음파 접합 장치에 있어서, 사용하는 접합 작용면의 변환의 간단화가 도모되며, 공진기의 접합 작용면과 탑재대의 상면이 평행으로 추종 동작한 탑재대의 자세 유지의 적절화가 도모된다.

Claims (9)

1. 가압 기구에 설치된 홀더에 장착된 공진기(共振器)와 탑재 장치에서 복수의 가공 대상 물품이 중첩된 부분을 끼우고, 상기 중첩된 부분을 공진기에 의한 초음파 진동으로 접합하는 초음파 접합 장치에 있어서,

   상기 홀더가

   복수의 접합 작용면을 가지는 상기 공진기가 진동 전달 방향 축심을 회전 중심으로 하여 회전 가능하게 장착되는 회전 지지 기구와,

   상기 공진기가 상기 복수의 접합 작용면의 진동 전달 방향 축심을 중심으로 하는 둘레 방향의 할당 각도에서 고정되는 각도 분할 기구(angle indexing unit)

   를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 접합 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 각도 분할 기구가 상기 홀더에 상기 진동 전달 방향 축심과 교차되는 방향으로 이동 가능하게 설치된 각도 분할체와, 상기 각도 분할체에 설치된 스토퍼와, 상기 회전 지지 기구에 설치되어 상기 복수의 접합 작용면의 상기 할당 각도에서 상기 스토퍼에 끼워 맞추는 걸쇠부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 접합 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 각도 분할 기구가 상기 홀더에 회전 조작 가능하게 설치된 조작체와, 상기 조작체에 고정된 캠과, 상기 각도 분할체를 상기 홀더에 미끄럼 접촉 맞물림하는 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 접합 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 각도 분할 기구가 상기 홀더에 장착된 스텝 모터와, 상기 스텝 모터의 회전을 상기 회전 지지 기구에 전달하는 기어열(列)을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 접합 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 기어열이 상기 스텝 모터에 설치된 소경(小徑) 기어와 상기 회전 지지 기구에 설치된 대경(大徑) 기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 접합 장치.
6. 가압 기구에 장착된 공진기와 탑재 장치에서 복수의 가공 대상 물품이 중첩된 부분을 끼우고, 상기 중첩된 부분을 상기 공진기에 의한 초음파 진동으로 접합하는 초음파 접합 장치에 있어서,

   상기 탑재 장치가

   토대(土臺)와,

   탑재대와,

   상기 토대 위에 상기 탑재대를 추종(追從) 동작 가능하게 조합하는 구형 볼록부와 구형 오목부의 쌍으로 구성되는 베어링과,

   상기 구형 볼록부와 상기 구형 오목부의 맞춤면 사이에 윤활 공기층을 형성하는 공기 공급 수단과,

   상기 공기 공급 수단과 별도로 추종 동작하는 상기 탑재대를 상기 토대에 고정하는 기계적 록(mechanical lock)을 포함하는 고정 수단

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 접합 장치.
7. 가압 기구에 장착된 공진기와 탑재대에서 복수의 가공 대상 물품이 중첩된 부분을 끼우고, 상기 중첩된 부분을 공진기에 의한 초음파 진동으로 접합하는 초음파 접합 장치에 있어서,

   상기 가압 기구에 상기 공진기를 장착하는 부분에 추종 기구를 구비하며, 상기 추종 기구가 상기 공진기를 상기 탑재대에 추종 동작 가능하게 조합하는 구형 볼록부와 구형 오목부의 쌍으로 구성되는 베어링과,

   상기 구형 볼록부와 상기 구형 오목부의 맞춤면 사이에 윤활 공기층을 형성하는 공기 공급 수단과,

   상기 공기 공급 수단과 별도로 추종 동작하는 상기 탑재대를 상기 토대에 고정하는 기계적 록을 포함하는 고정 수단

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 접합 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 고정 수단이 상기 기계적 록을 공기로 클램프·언클램프 동작시키는 공기 동작 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 접합 장치.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 고정 수단이 상기 기계적 록을 클램프 동작시키는 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 접합 장치.