TW202033298A - 夾持機構、接合構件製造裝置及接合構件的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種簡便且穩定地將大小不同的夾持對象物夾持在中心位置之夾持機構、接合構件製造裝置及接合構件的製造方法。夾持機構10具備複數個夾持夾持對象物S之夾持爪11，更具備：複數個支持軸16，係將夾持爪11可移動地支持成藉由夾持爪11之轉動而做出使接觸部11c相對於夾持對象物S而接近及離開的開閉移動之；以及移動裝置12，係使夾持爪11做出開閉移動。接合構件製造裝置具備：夾持機構10、保持接合對象構件之保持具、以及將夾持機構10所夾持的夾持對象物S與保持具所保持的接合對象物予以接合之接合裝置。接合構件的製造方法係使用接合構件製造裝置，使夾持機構10夾持夾持對象物S，使保持具保持接合對象構件，然後將夾持著的或保持著的兩者予以接合。

Description

夾持機構、接合構件製造裝置及接合構件的製造方法

本發明係關於夾持機構、接合構件製造裝置及接合構件的製造方法，尤其關於可穩定地將大小不同的夾持對象物夾持在中心位置之夾持機構、接合構件製造裝置及接合構件的製造方法。

光半導體(optical semiconductor)為在安裝有光電轉換元件等之芯棒(stem)裝上會將該元件等覆蓋住之帶有透鏡(lens)的封蓋(cap)而構成者。進行芯棒與封蓋的熔接之裝置，有一種係將芯棒夾持在下部電極夾具(holder)，並用上部電極的氣球式夾頭(balloon chuck)夾持封蓋，再使上部電極在鉛直方向移動然後進行電阻熔接者。此熔接裝置中，下部電極其分割為基準部與壓迫部兩部分之夾具可藉由相接近而將芯棒夾住，藉由相分開而解除對芯棒的夾持。此時，為了加快夾住及放開芯棒的速度，而設計成預先將基準部固定在夾持位置，然後使壓迫部往基準部靠近來將芯棒夾住(參照例如專利文獻1)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開2018-167308號公報(段落0026、圖4等)

專利文獻1中記載的熔接裝置的分割為二的夾具，在夾持芯棒之際係以單邊(基準部)作為基準，所以在芯棒的外徑不是都很精準之情況，在與封蓋接合之際的定位時會有中心位置也會不準之可能性。因此，專利文獻1所記載的熔接裝置，係在夾持芯棒之前先用攝影機拍攝來掌握芯棒的輪廓，然後在用夾具夾住芯棒之後，依據所掌握的輪廓，使保持著芯棒之下部電極移動而使芯棒到達適切的位置。

本發明係有鑑於上述的課題而完成者，以提供可用簡單的構成穩定地將大小不同的夾持對象物夾持在中心位置之夾持機構、接合構件製造裝置及接合構件的製造方法為其目的。

為了達成上述目的，本發明的第一態樣之夾持機構係如例如第1圖所示，具備複數個夾持爪11，各夾持爪11具有與夾持對象物S接觸的接觸部11c，使接觸部11c與夾持對象物S接觸而夾持夾持對象物S，夾持機構更具備：複數個支持軸16，係在離開接觸部11c的位置支持各夾持爪11，而將夾持爪11可移動地支持成藉由夾持爪11繞著支持軸16之轉動從而做出使接觸部11c相對於夾持對象物S而接近及離開之開閉移動；以及移動裝置12，其係使夾持爪11做出開閉移動。

形成為如此的構成時，複數個夾持爪係各自繞著支持軸而轉動，藉此來夾持夾持對象物，因此可用簡單的構成穩定地將大小不同的夾持對象物夾持在中心位置。

本發明的第二態樣之夾持機構，參照例如第1圖來揭示的話，係在上述本發明的第一態樣之夾持機構10中，移動裝置12係構成為：使得夾持爪11的開閉移動以在夾持爪11依序夾持夾持對象物S之際接觸部11c與夾持對象物S的最大間隙成為第一預定距離之方式進行；且移動裝置12係構成為：在夾持爪11不夾持夾持對象物S時可使接觸部11c與夾持對象物S的間隙擴大為比第一預定距離大的第二預定距離。

形成為如此的構成時，在依序夾持夾持對象物之際使最大間隙較小而可縮短夾持爪的開閉時間使生產性提高，在維護時等之際可使開口加大而使維護的容易性提高。

本發明的第三態樣之夾持機構，係如例如第1圖所示，在上述本發明的第一態樣或第二態樣之夾持機構10中，具備將各個支持軸16支持成從表面15f突出之基台15；且移動裝置12係具有：具有插穿過形成於各個夾持爪11的長孔11h之棒狀構件13p之轉環13、以及使轉環13相對於基台15沿著基台15的表面15f而相對地轉動之致動器14；且夾持機構10構成為：藉由棒狀構件13p相對於長孔11h的長度方向相對地移動而使得夾持爪11做出開閉移動。

形成為如此的構成時，就可用比較簡單的構成使夾持爪的開閉移動進行。

本發明的第四態樣之夾持機構，參照例如第1圖來揭示的話，係 在上述本發明的第三態樣之夾持機構10中，移動裝置12係構成為致動器14與轉環13做可裝拆式的連接，而且在轉環13安裝至致動器14時致動器14使轉環13以預定的行程轉動；預定的行程為移動裝置12使夾持爪11做出夾持爪11依序夾持夾持對象物S之際的大小的開閉移動之大小。

形成為如此的構成時，就不僅可使移動裝置的構成簡單，而且可使生產性的提高及維護的容易性同時成立。

本發明的第五態樣之夾持機構，係如例如第1圖所示，在上述本發明的第一態樣至第四態樣的任一態樣之夾持機構10中，具備：直接或間接限制各夾持爪11無法相接近到超過第三預定距離之止動器(stopper)19。

形成為如此的構成時，就可防止施加過度的力於夾持對象物。

本發明的第六態樣之接合構件製造裝置，係如例如第3圖所示，具備：上述本發明的第一態樣至第五態樣的任一態樣之夾持機構10；保持要接合至夾持對象物S的接合對象構件C之保持具20；以及將夾持機構10所夾持的夾持對象物S與保持具20所保持的接合對象物C相接觸的部分予以接合之接合裝置17S、20、50。

形成為如此的構成時，因為具備夾持機構，因此可製造以良好的精度接合之接合構件。

本發明的第七態樣之接合構件的製造方法，參照例如第1圖、第3圖及第5圖來揭示的話，係為使用上述本發明的第六態樣之接合構件製造裝置1來製造將夾持對象物S與接合對象構件C相接合而成的接合構件D(參照例如第4圖(A))之方法，具備：使夾持機構10夾持夾持對象物S之夾持步驟(S1)；使保持具20保持接合對象構件C之保持步驟(S2)；以及將夾持機構10所夾持的夾 持對象物S與保持具20所保持的接合對象物C予以接合之接合步驟(S4)。

形成為如此的構成，就可製造以良好的精度接合之接合構件。

根據本發明，複數個夾持爪係分別繞著支持軸而轉動，藉此來夾持夾持對象物，所以可用簡單的構成穩定地將大小不同的夾持對象物夾持在中心位置。

1:熔接裝置、接合構件製造裝置

10:夾持部、夾持機構

11:夾持爪

11c:接觸部

11h:長孔

12:移動裝置

13:轉環

13r:環本體

13rc:缺口

13re:外周孔

13rh:中央孔

13rs:突部

13p:螺栓、棒狀構件

14:致動器

14p:突起

15:基台

15f:表面

15h:中心孔

15p:隆起部

15t:銷孔

16:銷、支持軸

16f:鍔部

16g:嵌部

16h:頭部

17B:載台

17Bf:載置面

17S:下部電極

17Sh:插入孔

18:感測器部

18a:感測用片

18b:感測器

18c:托架

19:止動器

20:上部電極、保持具

21:基片

21h:貫通孔

23:本體

26:夾頭

29:螺帽

50:電源

59:電線

C:封蓋、接合對象構件

Ce:口緣

Cn:透鏡

Cp:外周部

D:器件、接合構件

S:芯棒、夾持對象物

Sb:基座

Sd:引線

St:安裝部

T:接觸部

第1圖係顯示本發明的第一實施型態之夾持部的概略構成之斜視圖。

第2圖係本發明的第一實施型態之夾持部的分解斜視圖。

第3圖係顯示本發明的第二實施型態之熔接裝置的概略構成之縱斷面圖。

第4圖係顯示接合構件的一例之圖，(A)為斜視圖，(B)為分解的局部斷面側面圖。

第5圖係顯示製造器件的步驟之流程圖。

本案係根據2019年1月22日在日本提出申請之特願2019-008540號而提出，該日本案的內容係作為本案的內容而形成本案內容的一部分。

另外，通過以下的詳細的說明應該能夠更完全理解本發明。本發明的進一步的應用範圍經過以下的詳細的說明也應該會變得更明瞭。然而，詳細的說明及特定的實例係本發明的較佳的實施型態，係只為了說明的目的而揭示的。因為在本 發明的精神及範圍內的其他的各種變更、改變，對於本技術領域的業者而言都可從此詳細的說明而輕易想到。

本案申請人並不想將揭示的實施型態的任何一點奉獻給大眾，所揭示的改變、替代方案之中或許有的是在文字界定上並未包含在申請專利範圍內的，本案申請人將這些也都當作是均等論下的發明的一部分。

以下，參照圖來說明本發明的實施型態。各圖中相同或相當的構件都標以相同或類似的符號，而不進行重複的說明。

首先參照第1圖及第2圖，說明作為本發明的第一實施型態的夾持機構的一例之夾持部10。第1圖係顯示夾持部10的概略構成之斜視圖。第2圖係夾持部10的分解斜視圖。夾持部10典型的是屬於第3圖所示的作為本發明的第二實施型態之接合構件製造裝置的一例之熔接裝置1的構成要素之一之裝置。熔接裝置1在本實施型態中，係進行封蓋C與芯棒S的熔接之裝置。此處，在進行夾持部10及熔接裝置1的說明之前，先說明由封蓋C與芯棒S相熔接而製成的接合構件。

第4圖(A)係作為接合構件之器件(device)D的斜視圖，第4圖(B)係器件D的分解的局部斷面側面圖。在此設想本實施型態之器件D為光半導體來進行說明。器件D係由封蓋C與芯棒S相接合而構成。第4圖(B)顯示在成為器件D之前的封蓋C與芯棒S相分離的狀態，其中以斷面顯示封蓋C，以側面顯示芯棒S。芯棒S係構成為在基座Sb上安裝有構成光電轉換元件之電極及電晶體等(以下稱為「安裝部St」)，且有引線(lead)Sd從基座Sb延伸出。基座Sb在本實施型態中係形成為圓板狀。引線Sd係從基座Sb往與安裝部St相反的一側延伸出。基座Sb及引線Sd係以金屬形成。封蓋C係構成為可蓋住芯棒S的 安裝部St而安裝於基座Sb。封蓋C係構成為具有大致為圓筒狀的外觀，可將安裝部St收容在其圓筒狀的內部。封蓋C其在相當於圓筒狀的側面之外周部Cp的一方的端面係開口，另一方的端面係封閉。本實施型態中，外周部Cp之在與軸垂直的斷面上的直徑係構成為約5mm。封蓋C在其頂面(亦即封閉的那一方的端面)設有雷射光可透射之透鏡Cn。封蓋C其開口的那一方的端面的口緣Ce，係為了確保有在熔接時承受加壓的面而略微向外側擴張。口緣Ce的外周在本實施型態中，係形成為小於等於基座Sb的外周之大小的圓形。封蓋C之除了透鏡Cn以外的部分係以金屬形成。芯棒S及封蓋C之金屬的部分，典型的係以不銹鋼或鐵鎳鉻合金(Kovar)等形成，但亦可用此等以外的金屬形成。芯棒S與封蓋C的金屬的部分，典型的係為不同種類的金屬，但亦可為同種類的金屬。器件D係在用封蓋C蓋住安裝部St後將口緣Ce熔接至基座Sb而構成。本實施型態中，芯棒S係相當於夾持對象物，封蓋C係相當於接合對象構件。

回到第1圖及第2圖，說明夾持部10的構成。夾持部10係具備有：複數個夾持爪11、使各夾持爪11開閉移動之移動裝置12、基台15、將各夾持爪11支持成使之可相對於基台15而轉動之銷16、以及限制夾持爪11過度地開閉移動之止動器19。

夾持爪11係複數個一起動作而夾持(抓住)芯棒S之構件。各夾持爪11在本實施型態中，係將板狀的材料加工成如以下所述的形狀而構成。夾持爪11其平面形狀係形成為整體而言為弧狀且稍呈細長狀。所謂的整體而言為弧狀，係指雖然嚴格說來並非圓弧狀，但藉由進行倒角等而概略來看的話大致可視為弧形之狀態。此處之夾持爪11的平面形狀其最大長度相對於在與該最大長度的方向正交之方向的長度的比率係在大致1.8倍~2.0倍程度。夾持爪11其長度 方向之一端係形成有接觸部11c，另一端則是形成有支持孔11s(參照第2圖)。接觸部11c係包含在夾持芯棒S之際與芯棒S接觸的側面之部分。典型的情況，接觸部11c夾持的是形成為圓板狀之基座Sb(參照第4圖(B))的側面。接觸部11c係因為芯棒S為比較小的零件，為了不在要接合封蓋C(參照第4圖)之際造成阻礙，而形成得較薄(此處為約0.5~1.0mm)。接觸部11c以外的夾持爪11的厚度，則是基於提高剛性的觀點而形成得比接觸部11c厚(例如接觸部11c的厚度的2.5~3.0倍的厚度)。在接觸部11c夾持芯棒S之際與芯棒S接觸之接觸部11c的面(接觸部11c的側面)，較宜形成為弧狀(典型的係圓弧狀)。接觸部11c之與芯棒S接觸的面的從平面圖看的輪廓形成為圓弧時之曲率，從不論芯棒S的尺寸大小都能穩定地夾持之觀點來說，較宜設定為芯棒S的可想到的圓形形狀的最小的曲率(圓形的半徑的倒數)。夾持爪11的接觸部11c與接觸部11c以外的部分之交界(薄的部分與厚的部分之交界)，較宜形成為與接觸部11c之與芯棒S接觸的面的圓弧具有共同的中心之圓弧狀。接觸部11c的下表面(擴展到夾持爪11的薄的部分與厚的部分的交界之面)，從抑制夾持爪11的剛性降低的觀點來說，較宜在不會干涉到芯棒S的夾持之範圍內儘可能地小。夾持爪11的上表面，較宜使接觸部11c與之外的部分齊平。支持孔11s係供銷16插穿過之孔。支持孔11s係形成於離開接觸部11c之位置。支持孔11s在夾持爪11的厚度方向貫通。夾持爪11之在支持孔11s周圍的部分，從為了補強而提高斷面係數的觀點來說，可形成得比其更周邊的部分厚。

另外，夾持爪11在接觸部11c與支持孔11s之間形成有長孔11h。長孔11h係在夾持爪11的厚度方向貫通。長孔11h係形成為從平面圖看呈沿著夾持爪11的長度方向之長圓弧狀。長孔11h的弧形彎曲方向係與夾持爪11本身 的整體的弧形的方向相同。如此構成的夾持爪11，典型的情況係較宜在將所要夾持的芯棒S配置在預定的位置(下部電極17S)時之該芯棒S的周圍等角度(等間隔)地配置有奇數個。當配置奇數個夾持爪11時，就可在夾持芯棒S進行定位之際，抑制每次進行夾持之芯棒S的中心位置的參差變動。另外，配置三個夾持爪11的話，不僅可確保長孔11h的長度方向的長度，而且可用簡單的構成在夾持芯棒S時穩定地決定其中心位置。

移動裝置12係使配置複數個之夾持爪11開閉移動之裝置。此處所謂的開閉移動，係指相對於配置在預定的位置(接受夾持的位置，典型的係配置於下部電極17S)之芯棒S，各夾持爪11的接觸部11c相接近及相分開之形態的往復的移動。另外，將各夾持爪11夾持著芯棒S(與芯棒S接觸著)的狀態稱為閉，將各夾持爪11並未與芯棒S接觸的狀態稱為開。移動裝置12係具有轉環13、及致動器14。轉環13係包含環本體13r、及螺栓13p。

環本體13r在本實施型態中，係用如以下所述的方式對基本形狀為圓板狀之構件(例如厚度約3mm之構件)進行加工而形成。環本體13r在中心形成有中央孔13rh(參照第2圖)。中央孔13rh係形成為圓形，且形成為可讓下部電極17S(將與芯棒S接觸之下部電極17S)穿入退出之大小，典型的係形成為環本體13r的外徑的0.5倍程度之直徑。在中央孔13rh的外側，形成有兩個外周孔13re、及一個缺口13rc。各外周孔13re及缺口13rc係：外周孔13re形成於將環本體13r在周方向分為三等分時之其中兩處，缺口13rc形成於剩下的一處。各外周孔13re係沿著環本體13r的周方向形成為細長形。缺口13rc係環本體13r的外周向內凹入而形成。各外周孔13re及缺口13rc的最內部(最接近環本體13r的中心之部分)的輪廓，係位於同一個假想的圓周上。兩外周孔13re之間及各外 周孔13re與缺口13rc之間，係殘存有未形成空間(空洞)之部分。各外周孔13re及缺口的最內部的輪廓所在的假想圓周與中央孔13rh之間，形成有供螺栓13p鎖上去之螺絲孔13rt。螺絲孔13rt係在周方向等間隔地攻出(tapping)與夾持爪11的數目(本實施型態中為3個)相同個數的孔而形成。環本體13r其在中央孔13rh的周圍比各螺絲孔13rt要為內側的部分，一方的面(以下稱為「背面」)的厚度係形成得較薄(例如約1mm)(第2圖中以虛線圈起來的部分)。換言之，在環本體13r的背面的中央孔13rh的周圍形成有段差。在環本體13r的外周的一處，設有向外側突伸出之突部13rs。突部13rs係與致動器14嵌合的部分。在突部13rs形成有供致動器14的突起14p嵌入之嵌孔13rf。嵌孔13rf係形成為沿著環本體13r的半徑方向之長形孔。

螺栓13p係插穿過夾持爪11的長孔11h而限制夾持爪11的動作範圍之構件，相當於棒狀構件。螺栓13p之插穿過夾持爪11的部分的直徑與夾持爪11的長孔11h的寬度的關係為：螺栓13p在長孔11h的長度方向移動時，不僅可圓滑地移動而且游隙會很小。螺栓13p典型的係具有包圍在插穿於長孔11h的部分的螺牙的外周之金屬套管(未圖示)，此金屬套管(未圖示)配置成並未相對於螺牙的周圍及夾持爪11而固定(可移動的)，使得螺栓13p可在長孔11h的長度方向圓滑地移動。螺栓13p前端穿過夾持爪11的長孔11h後鎖入環本體13r的螺絲孔13rt而固定至環本體13r。

致動器14係使轉環13在其周方向轉動。致動器14在本實施型態中係形成為大致呈立方體狀，其頂面設有突起14p。致動器14係配置於其突起14p會嵌入轉環13的嵌孔13rf之位置。致動器14的突起14p係構成為可壓入立方體狀本體的內部，而可裝拆轉環13。致動器14係構成為可在環本體13r 的外周的突部13rs的部分的切線方向往復直線移動。在致動器14往復直線移動的期間，轉環13會在突起14p可在嵌孔13rf內移動的範圍內，在環本體13r的周方向轉動。此處所謂的轉動，係指可在正反兩方向沿著圓周移動之意，也稱為樞轉(以樞軸為中心而轉動)。致動器14因為是在突起14p可在嵌孔13rf內移動之範圍內往復移動，所以移動距離會較小。因此，致動器14會為較簡單的機構，所以可低成本地構築。另外，在突起14p可於嵌孔13rf內移動之範圍內之轉環13轉動的距離係相當於預定的行程。致動器14典型的係由控制裝置(未圖示)控制其作動。

基台15係供載置轉環13及供各夾持爪11安裝於其上之台。基台15係形成為大致呈圓柱狀，其外徑在本實施型態中，係形成得比環本體13r的長孔11h的最外部(離環本體13r的中心最遠的部分)的輪廓大，比環本體13r的外徑小。基台15在與形成為大致呈圓柱狀之形狀的一方的端面對應的部分的中心部分形成有中心孔15h。中心孔15h係形成為圓形，且形成為可裝入及取出會與芯棒S接觸的下部電極17S之大小，典型的係形成為比環本體13r的中央孔13rh的直徑小一圈之直徑。形成有中心孔15h之側的基台15的面之在中心孔15h的外側的部分的大部分，係為形成得平坦之表面15f。表面15f的最內部之包圍中心孔15h的部分，則是比表面15f高出一段之隆起部15p。隆起部15p的外徑，係為比形成於環本體13r的背面的中央孔13rh周圍之段差(厚度做得較薄的部分)的直徑略小之直徑，以嵌入該段差。在基台15的表面15f，形成有銷16可嵌入之銷孔15t。銷孔15t係在周方向等間隔地形成有與夾持爪11的數目(本實施型態中為3個)相同的個數。另外，銷孔15t係形成為位在當讓隆起部15p嵌入環本體13r的段差部分而將環本體13r載置於基台15時一個假想而畫出的將外周 孔13re的寬度二等分之圓的圓周上。

基台15在本實施型態中係載置於載台17B上。載台17B係形成為大致呈立方體狀。載台17B之供基台15載置於其上之載置面17Bf，係形成為一邊的長度為比基台15的直徑大之正方形。在載台17B的載置面17Bf的中央部分，形成有相對於載置面17Bf垂直延伸之空洞(未圖示)。載台17B的空洞(未圖示)係形成為直徑比基台15的中心孔15h略大之圓筒狀。在載台17B的空洞(未圖示)內，配置有供芯棒S載置於其上之下部電極17S。下部電極17S係以電流可流通的金屬材料形成為圓柱體狀，且係以該圓柱體的軸線與基台15的軸線一致之姿態配置在載台17B的空洞(未圖示)內。下部電極17S其接近基台15的隆起部15p而露出的圓柱體的一端面成為供芯棒S載置於其上之面。在下部電極17S之供芯棒S載置於其上之面的中央部，形成有可收容芯棒S的引線Sd(參照第4圖)之插入孔17Sh。下部電極17S的插入孔17Sh係形成為雖然比芯棒S的基座Sb(參照第4圖(B))的直徑小但可收容整個引線Sd之大小。

銷16係如前述將各夾持爪11支持成可相對於基台15而開閉移動之構件，係相當於支持軸。銷16具有圓棒狀的嵌部16g、設於嵌部16g的一端之鍔部16f、以及相對於鍔部16f而言設於與嵌部16g相反側之頭部16h。嵌部16g係形成為可通過夾持爪11的支持孔11s而且嵌合於基台15的銷孔15t。在嵌部16g，典型的係在插穿過支持孔11s之際安裝上金屬套管(未圖示)。鍔部16f係形成為具有比夾持爪11的支持孔11s大的外徑而且不會超出到夾持爪11之外的大小之薄板圓板狀。頭部16h典型的係形成為比鍔部16f小的外徑之圓筒狀，但亦可形成為與鍔部16f相同的外徑而形成為與鍔部16f渾然一體。銷16係設有與夾持爪11相同的個數，而可將複數個夾持爪11分別支持於基台15。

構成夾持部10之上述的各零件，典型的係以以下的步驟組裝起來，但組裝的順序並不限於以下所揭示的。典型的係首先，將表面15f朝向上方而將基台15配置在載台17B的載置面17Bf之上。以讓隆起部15p嵌入環本體13r的中央孔13rh周邊的較薄的部分而將環本體13r載置於基台15之上。使各夾持爪11的長孔11h彎曲的方向與外周孔13re彎曲的方向一致而且與從支持孔11s看接觸部11c時的假想圓周上的方向(轉動方向)一致，而將各夾持爪11載置於環本體13r之上。將銷16的嵌部16g依序穿過支持孔11s、外周孔13re或缺口13rc的部分後插入銷孔15t。此時，較宜在嵌部16g裝上金屬套管(未圖示)後才將之穿過支持孔11s。另外，將嵌部16g插入銷孔15t到鍔部16f輕輕接觸夾持爪11即可。另外，將螺栓13p穿過長孔11h後將之鎖入螺絲孔13rt。將如此安裝各零件之後的基台15安裝於載台17B的載置面17Bf之時，係使環本體13r的突部13rs接近載台17B的立方體的一側面。將致動器14沿著突部13rs所接近的載台17B的那一側面而安裝，且使突起14p嵌入嵌孔13rf內。夾持部10係構成為：藉由致動器14沿著載台17B的一側面做小幅度的直線往復移動，使與突起14p嵌合連接的環本體13r沿著基台15的表面15f而轉動，藉此使得螺栓13p在長孔11h內往復移動，使得夾持爪11繞著銷16而轉動，夾持爪11因而做出開閉移動。

止動器19(參照第1圖)係為了限制夾持爪11的閉方向的過度的移動，而阻止環本體13r的過度的轉動所用的構件。第1圖中，當環本體13r逆時針轉動，螺栓13p會在長孔11h內從支持孔11s之側往接觸部11c之側移動而使夾持爪11往開的方向移動，當環本體13r順時針轉動，螺栓13p會在長孔11h內從接觸部11c之側往支持孔11s之側移動而使夾持爪11往閉的方向移動。夾 持芯棒S之時，若夾持爪11過度地往閉的方向移動，就會有過度外力作用於芯棒S而損傷芯棒S之虞。本實施型態中，將止動器19設在從順時針方向看之突部13rs的下流側，阻止環本體13r往超過止動器19之下流側移動。止動器19設置的位置，係能夠限制各夾持爪11無法相接近到超過預定距離之位置。此處的預定距離係能夠不使芯棒S損傷而用各夾持爪11抓持住芯棒S之距離，係相當於第三預定距離。在夾持對象物(本實施型態中的芯棒S就相當於是夾持對象物)為容易變形的物品等而希望調整到夾持爪11的力不會作用於夾持對象物的狀態之情況，可將第三預定距離設定為夾持爪11會接觸但不會施力於夾持對象物之「剛好碰到」之距離。此剛好碰到之情況，在利用各夾持爪11使夾持對象物定位之點也同樣會發揮與以各夾持爪11抓持住夾持對象物的情況一樣的機能，所以也包含於利用各夾持爪11夾持夾持對象物之態樣中。

夾持部10除了上述的構成之外還具有感測器部18。感測器部18係檢測夾持爪11是否在可夾持芯棒S的位置，具有感測用片18a、感測器18b、托架18c。為了簡化圖示，第2圖中並未顯示出感測器18b及托架18c。感測用片18a係安裝於環本體13r之與突部13rs隔著中心而相對側的外周。感測器18b係具有將感測用片18a夾於其之間的兩個小感測塊，當感測用片18a在此兩個小感測塊之間時表示夾持爪11在可夾持芯棒S之位置，當感測用片18a不在此兩個小感測塊之間時表示夾持爪11並不在可夾持芯棒S之位置。典型的情況是：在致動器14的突起14p嵌合於環的嵌孔13rf時之環本體13r的動作的範圍內，感測器18b係一直為可檢測到感測用片18a之狀態，突起14p從嵌孔13rf脫離時，就成為感測器18b檢測不到感測用片18a之狀態。換言之，當感測器18b檢測不到感測用片18a時，即使使致動器14作動，環本體13r也不會轉動，所以 可不用使致動器14作動。托架18c係提供安裝感測器18b之台。托架18c係安裝於載台17B的側面。

接著主要參照第3圖來說明熔接裝置1的構成。熔接裝置1除了到此為止所說明的夾持部10之外，還具備有上部電極20、及電源50。在以下的熔接裝置1的說明中，以一般較常採用的將上部電極20配置於夾持部10的鉛直上方之構成進行說明，將上部電極20所配置的那向稱為「上方」，將朝向上方的面稱為「頂面」。此處，第3圖的紙面的上下係對應於實際的上下。然而，各構成要素的配置並不限以下說明的例子的情況，亦可採用將上部電極20及夾持部10水平地配置等之與將上部電極20配置於夾持部10的鉛直上方之配置不同的配置來構成。在以下的熔接裝置1的說明中，提到夾持部10的構成時請適當地參照第1圖及第2圖。夾持部10的構成已在上面說明過，所以此處只說明夾持部10以外的構成。

上部電極20係具有基片(chip)21、本體23、夾頭(chuck)26、及螺帽29。基片21係藉由將扁平的圓柱狀的金屬構件切削加工成若假想地在厚度方向將之切成兩半時下方的直徑會較小之形狀而形成。基片21在其圓柱狀體之軸線通過的部分，形成有封蓋C(參照第4圖)的外周部Cp雖可通過但口緣Ce卻通不過之大小的貫通孔21h。基片21其直徑較小的部分(第3圖中為下方部分)的裏側，形成有可收容夾頭26之凹部。本體23係具有比基片21的外徑大的直徑之縱長的圓柱狀的金屬構件。本體23在其圓柱狀體的一方的端面(第3圖中為下方的端面)，形成有當使得本體23的軸線與基片21的軸線在同一假想直線上而使本體23與基片21相接近時會嵌入基片21的凹部之凸部。此處係構成為：使本體23與基片21相接近時，本體23的凸部的周圍的面會使基片21的凹部的周邊 的面接觸。如此使本體23與基片21接觸時，會在本體23的凸部與基片21的凹部之間形成間隙，此間隙剛好可以收容夾頭26。

夾頭26係以橡膠等之彈性材料形成為輪形(圓環狀)。夾頭26的貫通輪形的中央部之孔，係形成為與基片21的貫通孔21h相同大小。夾頭26在貫通中央部之孔的周圍之輪形體的內部，形成有供流體(典型的係空氣)充填入之流體充填空間。夾頭26係構成為在封蓋C的外周部Cp穿入其貫通中央部的孔之狀態將流體充填入流體充填空間，就可向封蓋C的側邊膨脹而保持住封蓋C。如上所述，上部電極20可利用夾頭26保持住封蓋C，因此係相當於保持具。螺帽29係用來在夾頭26夾在本體23與基片21之間的狀態，維持基片21與本體23相接觸的狀態之零件。螺帽29係形成有基片21的小徑部可通過但大徑部無法通過之孔，且外徑係比本體23的外徑大。螺帽29係形成為外周形成有內螺牙，與形成於本體23的下部外周之外螺牙相螺合。

電源50係用來施加電壓於夾持部10的下部電極17S與上部電極20之間以供給電流。電源50雖然在圖中顯示的是交流電源，但亦可為直流電源。電源50係利用電線59而與下部電極17S及上部電極20電性連接。電源50具有能夠供給可進行將芯棒S的基座Sb與封蓋C的口緣Ce相接觸的部分(接觸部T(參照第4圖(A)))予以熔接，典型的係電阻熔接(凸出熔接(projection welding))的熔接電流之容量。芯棒S與封蓋C之熔接(接合)可利用下部電極17S、上部電極20、及電源50而實施，因此三者構成接合裝置。

接著參照第5圖，說明本發明的第三實施型態之接合構件的製造方法。第5圖係顯示製造作為接合構件的一例之器件D的步驟之流程圖。以下說明的器件D的製造方法(器件D的製法)，典型的係利用包含以上說明過的夾 持部10之熔接裝置1而進行。以下進行的器件D的製法之說明，也包含有熔接裝置1的作用(包含夾持部10的作用)之說明。在以下的器件D的製法的說明中，提及具備夾持部10之熔接裝置1的構成或器件D的構造時，請適當地參照第1圖至第4圖。

製造器件D之際，將排列有複數個芯棒S之芯棒托盤(未圖示)、及排列有複數個封蓋C之封蓋托盤(未圖示)搬入熔接裝置1內。芯棒托盤(未圖示)的載置位置，係為在將芯棒S遞給夾持部10之芯棒搬送用機器手臂(未圖示)的移動範圍內之離開夾持部10的位置。封蓋托盤(未圖示)的載置位置，係為在將封蓋C遞給上部電極20之封蓋搬送用機器手臂(未圖示)的移動範圍內之離開上部電極20的位置。在開始器件D的製造之前，夾持部10的各夾持爪11係為開的狀態。

將芯棒托盤(未圖示)及封蓋托盤(未圖示)載置到熔接裝置1內的預定的位置後，通過芯棒搬送用機器手臂(未圖示)將芯棒托盤(未圖示)內的一個芯棒S載置到夾持部10內的下部電極17S之上，且利用各夾持爪11將芯棒S夾持住(夾持步驟：S1)。此夾持步驟(S1)詳言之係以以下的要領進行。在開始器件D的製造之際，致動器14的突起14p係在嵌入轉環13的嵌孔13rf之狀態。此時螺栓13p在夾持爪11的長孔11h內之位置，並不是最靠近接觸部11c側，而是位在長孔11h的長度方向的大致中間。在此狀態，利用芯棒搬送用機器手臂(未圖示)將芯棒S載置在下部電極17S的頂面時之芯棒S與接觸部11c的間隙，係為第一預定距離。第一預定距離典型的只要是在不會阻礙芯棒S之載置到下部電極17S的範圍內儘量小的距離即可。將芯棒S載置於下部電極17S的頂面後，芯棒搬送用機器手臂(未圖示)往芯棒托盤(未圖示)側退避。然後，控制裝置 (未圖示)使致動器14作動。致動器14之作動使環本體13r沿著基台15的表面15f順時針轉動，隨著此環本體13r之轉動，各螺栓13p在各夾持爪11的長孔11h內移動到支持孔11s之側，迫使各夾持爪11往閉的方向移動，各夾持爪11就將芯棒S夾持住。此時，各夾持爪11係在與基台15的表面15f平行的假想平面內繞著銷16逆時針移動而夾持芯棒S的基座Sb的側面，因此可穩定地將芯棒S夾持在下部電極17S的中心位置。此外，各夾持爪11其接觸部11c係形成得比周圍的主要部分薄，因此可適切地夾持高度較小的基座Sb，以及支持孔11s周圍係形成得較厚，因此可抑制夾持爪11轉動時的振動。以及，此時之使夾持爪11開閉移動之轉環13的行程(相當於預定的行程)，相較於芯棒S與接觸部11c的最大間隙(亦即第一預定距離)而言較小，因此可使芯棒S之夾持所需的時間相較地縮短，而且因為可使致動器14必需的移動距離縮短而可使致動器14的構成較簡單。

進行了夾持步驟(S1)之後，通過封蓋搬送用機器手臂(未圖示)將封蓋托盤(未圖示)內的一個封蓋C插入上部電極20內的貫通孔21h及夾頭26的貫通中央部的孔，然後將流體充填入夾頭26的流體充填空間使夾頭26膨脹，將封蓋C保持住(保持步驟：S2)。上部電極20保持住封蓋C之後，封蓋搬送用機器手臂(未圖示)往封蓋托盤(未圖示)側退避。第5圖顯示的雖然是在夾持步驟(S1)之後進行保持步驟(S2)，但亦可在夾持步驟(S1)之前進行保持步驟(S2)，在芯棒搬送用機器手臂(未圖示)與封蓋搬送用機器手臂(未圖示)不會相干渉之情況基於縮短時間的觀點亦可同時進行夾持步驟(S1)及保持步驟(S2)。

進行了夾持步驟(S1)及保持步驟(S2)之後，確認保持著封蓋C之上部電極20位在芯棒S的鉛直上方然後使之下降，降到使封蓋C的口緣Ce與 芯棒S的基座Sb接觸(S3)。使口緣Ce與基座Sb接觸之後，一邊將上部電極20進一步朝向下部電極17S按壓來對於芯棒S的基座Sb與封蓋C的口緣Ce的接觸部T(突出部)進行加壓，一邊開啟電源50使接觸部T通電來將芯棒S及封蓋C予以熔接(接合步驟：S4)。此熔接係當開啟電源50而施加電壓，從電源50流出的電流就經由電線59而流經上部電極20、封蓋C、芯棒S的基座Sb、下部電極17S(或朝相反方向流動)，藉此而進行之接觸部T的電阻熔接。此時，就本實施型態而言，因為是在封蓋C的口緣Ce整個周圍都維持與基片21的面接觸的狀態進行熔接，所以可使接觸部T整個周圍都均等地熔接。進行完接觸部T的電阻熔接，就完成器件D之製造。製造出器件D之後，使流體從夾頭26的流體充填空間排出而解除對於封蓋C之保持然後使上部電極20上升，同時控制裝置(未圖示)使致動器14動作來使轉環13逆時針轉動以使各夾持爪11往開的方向移動，解除對於芯棒S(此處已成為安裝了封蓋C之器件D)之夾持(解除夾持)(S5)。進行了封蓋C及芯棒S的解除夾持(S5)之後，利用機器手臂(未圖示)將器件D從下部電極17S取出(S6)。到此一個器件D的製造就結束，不過典型的係重複上述的流程而連續地進行器件D的製造。

在停止器件D的製造而進行維護之際，可使致動器14的突起14p脫離轉環13的嵌孔13rf，然後使轉環13順時針轉動，使螺栓13p來到夾持爪11的長孔11h的最靠近接觸部11c之位置。如此一來，各接觸部11c間的距離就擴大到比在器件D的製造時的最大距離(芯棒S與接觸部11c的最大距離為第一預定距離之狀態)還大，下部電極17S的取放就會變容易，而可使維護的容易性提高。螺栓13p位於夾持爪11的長孔11h的最靠近接觸部11c之位置時，假設有芯棒S載置於下部電極17S，則接觸部11c與芯棒S的間隙即相當於第二預定距 離。第二預定距離典型的可設定為維護所需要的距離。因此緣故，長孔11h的長度方向的長度，係為可使夾持爪11從夾持爪11可夾持芯棒S的位置一直移動到相對於芯棒S達到第二預定距離的位置之長度。

如以上所說明的，根據本實施型態之夾持部10，三個夾持爪11分別繞著離開接觸部11c之銷16而在與基台15的表面15f平行之一個假想平面內轉動，因此即使在依所夾持的芯棒S而令基座Sb的外徑不同之情況也可穩定地將芯棒S夾持在中心位置。另外，在器件D的製造時(依序夾持芯棒S之際)，各夾持爪11的轉動係在芯棒S與接觸部11c的最大間隙設定為第一預定距離之條件下進行，因此可縮短夾持爪11的開閉時間而使生產性提高。另一方面，維護時可使假設有芯棒S載置於下部電極17S之情況的芯棒S與接觸部11c之間隙擴到大第二預定距離，因此可使維護的作業性提高。而且，設有止動器19，因此可抑制過度的外力作用於芯棒S，防止芯棒S之損傷。

在以上的說明中，說明的雖然是接合構件為光半導體之器件D，夾持對象物為光半導體的芯棒S之例，但接合構件及夾持對象物亦可非光半導體及其構成零件，而為例如與光半導體相比尺寸較大、及/或與光半導體不同種類的構件及其構成零件。

在以上的說明中，說明的雖然是在使夾持爪11開閉移動之際，使轉環13相對於固定的基台15而動作之例，但亦可將轉環13固定而使基台15動作，或使轉環13及基台15雙方都動作(典型的係雙方的轉動方向相反)。亦即，只要構成為使轉環13相對於基台15而相對地移動即可。

在以上的說明中，說明的雖然是支持夾持爪11之銷16係從基台15的表面15f突出，安裝有插穿過長孔11h的螺栓13p之環本體13r係由致動器 14使之沿著表面15f而轉動，來使夾持爪11的開閉移動進行之例，但亦可設置與各夾持爪11對應之複數個馬達，將馬達的軸安裝於支持孔11s使馬達的軸在正反兩方向轉動來使夾持爪11的開閉移動進行。此時，馬達兼作為移動裝置及支持軸，可將作為移動裝置之轉環13及致動器14以及作為支持軸之銷16省略，且可不用在夾持爪11形成長孔11h。或者，可不是將馬達的軸用作為支持軸，而是利用連桿裝置將以銷16加以支持之夾持爪11的離開銷16的位置與馬達的軸相連接，然後使馬達的軸在一方向轉動而使夾持爪11的開閉移動進行。

在以上的說明中，說明的雖然是在使各夾持爪11的接觸部11c間的距離擴大到容易進行夾持部10的維護之距離上，係手動地使轉環13轉動之例，但亦可構成為即使使致動器14的可移動距離小也可使轉環13移動到維護時的位置，然後藉由控制致動器14的移動距離來自動地進行轉環13的移動。

在以上的說明中，雖然利用各圖而說明了本發明的實施型態之夾持機構、接合構件製造裝置及接合構件的製造方法的一例，但關於各部的構成、構造、數目、配置、形狀、材質等，並不限定於上述具體例，本技術領域的業者可適當地選擇而採用的，只要是包含本發明的主旨的，都包含在本發明的範圍內。

在此將本說明書中引用的包含刊物、專利申請案及專利之文獻，以具體揭示及參照各文獻的方式將之併入本說明書，並以與在此說明其全部內容之方式相同的限度參照各文獻而將之併入本說明書。

與本發明的說明相關聯(特別是與以下的申請專利範圍相關聯)而使用的名詞及同樣的指示語之使用，除非本說明書中特別指明的，或明顯的前後矛盾的，否則都可做單數及複數兩方面的解釋。語句「具備」，「具有」，「包 含」及「包含有」，只要沒有特別指明，否則都作為開放式的語句(open end term)(亦即「不只限於包含~」之意)加以解釋。本說明書中的數值範圍的具體數字，除非本說明書中特別指明，否則都只是要該數值範圍產生作為用來涵蓋每一個該範圍內的值之略記法的作用，各值都好像是在本說明書中一一列舉一樣包含在說明書中。本說明書中說明的所有的方法，除非本說明書中特別指明，或明顯前後矛盾，否則都是可以以任何適切的順序進行。本說明書中使用的所有的列舉或例示的遣辭用句(例如「~等」)，除非特別註明，否則都只是想要更清楚地說明本發明，並非要設定對於本發明的範圍之限制。說明書中的不管什麼樣的遣辭用句，都不應做其係表示申請專利範圍未記載的要素是本發明的實施所不可欠缺的解釋。

本說明書中，針對包含實施本發明之本案發明人所知的最佳的型態在內之本發明的較佳的實施型態進行了說明。對於本技術領域的業者而言，只要讀了上述說明，應該就可思及該等較佳實施型態的變形。本案發明人預期熟習本技術者會適宜地採用如此的變形，用本說明書中具體說明的以外的方法來實施本發明。因此，本發明係如適用的法律所允許的，包含所有的本說明書中的申請專利範圍所記載的內容的修正及均等物。而且，除非本說明書中特別指出的，或明顯前後矛盾的，否則所有的變形的上述要素的任何組合都包含在本發明中。

10:夾持部

11:夾持爪

11c:接觸部

11h:長孔

12:移動裝置

13:轉環

13r:環本體

13rS:突部

13p:螺栓

14:致動器

14p:突起

15:基台

15f:表面

16:銷

17B:載台

17Bf:載置面

17S:下部電極

18:感測器部

18a:感測用片

18b:感測器

18c:托架

19:止動器

S:芯棒

Claims (7)

1. 一種夾持機構，其係具備複數個夾持爪，各夾持爪具有與夾持對象物接觸的接觸部，且係使前述接觸部與前述夾持對象物接觸而夾持前述夾持對象物，

   前述夾持機構更具備：

   複數個支持軸，係在離開前述接觸部的位置支持各個前述夾持爪，而將前述夾持爪可移動地支持成藉由前述夾持爪繞著前述支持軸之轉動而做出使前述接觸部相對於前述夾持對象物而接近及離開之開閉移動；以及

   移動裝置，係使前述夾持爪做出前述開閉移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之夾持機構，其中，

   前述移動裝置係構成為：使得前述夾持爪的前述開閉移動以在前述夾持爪依序夾持前述夾持對象物之際前述接觸部與前述夾持對象物的最大間隙成為第一預定距離之方式進行；

   且前述夾持機構係構成為：在前述夾持爪不夾持前述夾持對象物時可使前述接觸部與前述夾持對象物的間隙擴大為比前述第一預定距離大的第二預定距離。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之夾持機構，更具備將各個前述支持軸支持成從表面突出之基台，

   且前述移動裝置係具有：

   具有插穿過形成於各個前述夾持爪的長孔之棒狀構件之轉環、以及

   使前述轉環相對於前述基台沿著前述基台的前述表面相對地轉動之致動器；

   且前述夾持機構係構成為：藉由前述棒狀構件相對於前述長孔的長度方向相對地移動而使得前述夾持爪做前述開閉移動。
4. 如申請專利範圍第3項所述之夾持機構，其中，

   前述移動裝置係構成為：前述致動器與前述轉環做可裝拆式的連接，而且在前述轉環安裝至前述致動器時前述致動器使前述轉環以預定的行程轉動；

   前述預定的行程為前述移動裝置使前述夾持爪做出前述夾持爪依序夾持前述夾持對象物之際的大小的前述開閉移動之大小。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之夾持機構，具備：

   直接或間接限制各個前述夾持爪無法相接近到超過第三預定距離之止動器。
6. 一種接合構件製造裝置，具備：

   申請專利範圍第1至5項中任一項所述的夾持機構；

   保持要接合至前述夾持對象物的接合對象構件之保持具；以及

   將前述夾持機構所夾持的前述夾持對象物與前述保持具所保持的前述接合對象物相接觸的部分予以接合之接合裝置。
7. 一種接合構件的製造方法，其為使用申請專利範圍第6項所述的接合構件製造裝置製造前述夾持對象物與前述接合對象構件相接合而成的接合構件之方法，具備：

   使前述夾持機構夾持前述夾持對象物之夾持步驟；

   使前述保持具保持前述接合對象構件之保持步驟；以及

   將前述夾持機構所夾持的前述夾持對象物與前述保持具所保持的前述接合對象物予以接合之接合步驟。

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