WO2009125748A1 - 共振器の支持装置 - Google Patents

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中居　誠也
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株式会社アドウェルズ
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Definitions

  • the present invention relates to a resonator support device that supports a resonator that resonates by ultrasonic vibration of a vibrator.
  • an ultrasonic vibration bonding apparatus that joins objects by applying ultrasonic vibration to a plurality of superimposed objects, or cutting with a cutter, etc.
  • an ultrasonic cutting apparatus that cuts an object while applying ultrasonic vibration to a tool
  • an ultrasonic polishing apparatus that polishes an object while applying ultrasonic vibration to a polishing tool such as a file.
  • Such an apparatus using ultrasonic vibration generally includes a resonator having a vibrator, oscillates from the vibrator in accordance with the natural frequency of the resonator, and amplifies the vibration by the resonator.
  • the ultrasonic vibration is efficiently applied to the object.
  • the natural frequency of the resonator easily varies depending on the support member and the support method that support the resonator. Therefore, depending on the support member and the support method, the natural frequency of the resonator may be greatly shifted, and the resonator may not vibrate at a predetermined frequency.
  • Another problem is that abnormal vibration is generated in a direction different from the vibration direction of the resonator, and it is difficult to efficiently apply ultrasonic vibration to the object.
  • various techniques have been improved for supporting the resonator so that the resonator vibrates stably at a predetermined frequency.
  • the resonator has a convex portion protruding at a position corresponding to the minimum vibration amplitude point (nodal point) on the outer periphery of the resonator on the center axis of the resonator.
  • the minimum vibration amplitude point is a node of a standing wave generated in the resonator, and is a point where expansion and contraction does not occur in the central axis direction of the resonator, which is a vibration transmission direction.
  • the convex portion is clamped with a support member and a clamping member, and mechanically and firmly clamped, thereby applying a predetermined ultrasonic vibration to the object to perform a joining operation.
  • the resonator includes a thin plate-like rib on the outer periphery of the nodal point resonator as a fixed portion of the resonator. Then, by supporting the rib, the abnormal vibration different from the vibration direction of the resonator is absorbed by the rib, and a predetermined ultrasonic vibration is applied to the object to perform the joining operation.
  • JP 11-265914 A paragraphs [0017], [0022], [0023], FIG. 3)
  • the resonator fixing portion described in Patent Document 2 is a thin plate-like rib, there is a problem that the strength is weak and it is easily broken. Therefore, it is not easy to finely adjust the support position while oscillating the vibrator. There is also a problem that it is difficult to support the resonator at an arbitrary position other than the nodal point.
  • the present invention provides a support device for a resonator that can support a resonator at an arbitrary position, can stably vibrate at a predetermined frequency, and can efficiently apply ultrasonic vibration to an object.
  • the purpose is to do.
  • a resonator support device includes a resonator that resonates by ultrasonic vibration of a vibrator, a supported portion formed on an outer peripheral surface of the resonator, and the supported device. And supporting means for supporting the resonator so that the natural frequency of the resonator does not shift by engaging with the supporting portion, and the supporting means is made of a material having a logarithmic attenuation factor larger than 0.01 and smaller than 1.
  • the support member is provided at a location where the support member comes into contact with the resonator (claim 1).
  • the resonator support device includes a resonator that resonates due to ultrasonic vibration of a vibrator, a supported portion formed on an outer peripheral surface of the resonator, and the engaged portion.
  • the resonator support device further includes a stage for placing an object to which ultrasonic vibration is applied below the resonator, and the stage places at least the object to be placed.
  • the mounting surface is provided with a vibration transmission restraining holding member made of a material having a logarithmic attenuation ratio larger than 0.01 and smaller than 1. (Claim 3).
  • the resonator support device further includes a stage on which the object is placed below the resonator, and the stage has a sound velocity of at least 5900 m on a placement surface on which the object is placed.
  • the vibration transmission restraining holding member made of a material larger than / s is provided (claim 4).
  • the abnormal vibration of the resonator is quickly dissipated, and when the material has a sound speed of more than 5900 m / s, the abnormal vibration of the resonator can be effectively suppressed. (See FIGS. 5 and 7).
  • the support means for engaging the supported portion and supporting the resonator includes the support member made of a material having a logarithmic attenuation factor larger than 0.01 and smaller than 1, so that resonance occurs.
  • the vibration absorption speed is fast at the location in contact with the resonator, and the resonator can be stably vibrated with the desired vibration while the abnormal vibration different from the vibration direction of the resonator is accurately absorbed by the support member. Therefore, ultrasonic vibration can be efficiently applied to the object.
  • the position where the resonator is supported is not limited to the nodal point and can be supported at any position, so that the device configuration can be changed. Furthermore, since the size of the support means can be reduced or the number of support means can be reduced, the apparatus can be reduced in size and simplified.
  • the support means for engaging the supported portion and supporting the resonator includes the support member made of a material having a sound velocity of more than 5900 m / s, and therefore, the portion in contact with the resonator. Therefore, the resonator can be stably oscillated with a desired vibration while the vibration transmission speed is fast and abnormal vibration different from the vibration direction of the resonator is accurately dissipated by the support member. Therefore, ultrasonic vibration can be efficiently applied to the object. Further, the position where the resonator is supported is not limited to the nodal point and can be supported at any position, so that the device configuration can be changed. Furthermore, since the size of the support means can be reduced or the number of support means can be reduced, the apparatus can be reduced in size and simplified.
  • the stage on which the object is placed is for suppressing vibration transmission made of a material having a logarithmic attenuation ratio larger than 0.01 and smaller than 1 on at least the placement surface on which the object is placed. Since the holding member is provided, the resonator can be stably vibrated with the desired vibration by the support member on the support means side, and the ultrasonic vibration transmitted from the resonator to the stage via the object is vibrated. It can be quickly absorbed by the transmission restraining holding member. Accordingly, the vibration of the stage is suppressed, and the relative vibration amplitude of the object held on the stage and the resonator, or the object held on the stage and the object held on the resonator is increased. It is possible to efficiently apply ultrasonic vibration.
  • the stage on which the object is placed includes at least a vibration transmission restraining holding member made of a material having a sound speed greater than 5900 m / s on the placement surface on which the object is placed.
  • the resonator can be stably vibrated with a desired vibration by the support member on the support means described above, and the ultrasonic vibration transmitted from the resonator to the stage through the object can be suppressed by the vibration suppression holding member. Can dissipate quickly. Therefore, the vibration of the stage is suppressed, and the relative vibration amplitude of the object held on the stage and the resonator or the object held on the stage and the object held on the resonator is increased. It is possible to efficiently apply ultrasonic vibration to the object.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic vibration bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is the schematic of the resonator in 1st Embodiment.
  • FIGS. 3A and 3B are schematic views showing a state in which the resonator shown in FIG. 2 is supported by support means, where FIG. 3A is a front view and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • It is a schematic block diagram of the experimental apparatus for measuring the vibration amplitude of a support means. It is a measurement result of the vibration amplitude in the predetermined position of a support means. It is a figure which shows the logarithmic attenuation factor of each material.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an ultrasonic vibration bonding apparatus incorporating a resonator support device according to the present invention
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a resonator included in the ultrasonic vibration bonding apparatus shown in FIG. .
  • 3 is a configuration diagram of the resonator supported by the supporting means, where (a) is a front view, (b) is a right side view of (a), and is a view taken along line AA of the resonator.
  • 4 is a schematic configuration diagram of an experimental apparatus for measuring the vibration amplitude of the support means
  • FIG. 5 is a measurement result of vibration amplitude at a predetermined position of the support means
  • FIG. 6 is a graph showing the logarithmic attenuation factor of each material.
  • FIG. 7 is a diagram showing the sound speed of each material.
  • an ultrasonic vibration bonding apparatus incorporating a resonator support apparatus according to the present invention will be described as an example.
  • the chip 23 having the metal fusion bumps 23a made of lead-tin solder on the joining surface of the semiconductor that is one of the joining objects, and the substrate 24 having the metal fusion bumps 24a that are the other joining objects. Are joined by ultrasonic vibration.
  • the chip 23 is held by the holding means 40 of the resonator 7 described later, and the substrate 24 is placed on the stage 10 described later.
  • the ultrasonic vibration bonding apparatus includes a bonding mechanism 27, a mounting mechanism 28 having a stage 10 and a stage table 12, a position recognition unit 29, a transport unit 30, and a control device. 31.
  • the joining mechanism 27 includes a vertical drive mechanism 25 and a head portion 26.
  • the vertical drive mechanism 25 is vertically moved while the resonator support portion 6 is guided by the vertical guide 3 by the vertical drive motor 1 and the bolt / nut mechanism 2. It is configured to be able to move.
  • the joining mechanism 27 is coupled to the frame 34, and the frame 34 is connected to the gantry 35 by the four support columns 13 disposed so as to surround the periphery of the pressure center of the head portion 26. A part of the support column 13 and the frame 34 is not shown.
  • the resonator support section 6 is guided in the vertical direction by the head escape guide 5 and is connected to the bolt / nut mechanism 2 while being pulled by the own weight counter 4 for canceling the own weight.
  • a head portion 26 having a resonator 7 is coupled to the resonator support portion 6.
  • a pressure sensor 32 is disposed on the resonator support 6 so that the pressure applied to the object (chip 23, substrate 24, etc.) sandwiched between the resonator 7 and the stage 10 can be detected. It is configured. Therefore, by feeding back the pressure applied to the object detected by the pressure sensor 32 to the control device 31, the vertical drive mechanism 25 is controlled based on the feedback value, thereby controlling the pressure applied to the object. it can. Further, the resonator support section 6 is provided with a resonator section height detecting means 36 and can detect the height of the head section 26.
  • the head unit 26 disposed on the resonator support 6 includes a resonator 7, a vibrator 8, a holding unit 40 that holds the chip 23 by suction, a base 20, a first clamping unit 21, and a second clamping unit 22.
  • the support means 44 which consists of is provided.
  • the resonator 7 is configured with a length of one wavelength of the resonance frequency so that the substantially center position f2 of the resonator 7 and both end positions f0 and f4 are the maximum amplitude points. Yes.
  • the positions f3 and f1 that are a quarter wavelength away from the maximum amplitude point correspond to the first and second minimum amplitude points, respectively.
  • the resonator 7 has a cylindrical shape with a circular cross section viewed from the position f4.
  • a vibrator 8 is disposed at a position f0 of the resonator 7 so as to be coaxial with the central axis of the resonator 7, and the vibrator 8 is controlled by the control device 31 to generate ultrasonic vibrations. Thereby, the resonator 7 vibrates in the central axis direction.
  • a holding means 40 for holding the chip 23 as an object is disposed on the lower surface of the outer periphery of the resonator 7 at the position f2, which is the maximum amplitude point of the resonator 7.
  • the holding means 40 is made of, for example, a material such as Ni, Cu, or Ag, and is bonded to the resonator 7 with a thermosetting resin or the like. Further, it may be formed by cutting directly from the resonator 7. Furthermore, the holding means 40 may be made of a material other than metal, such as cemented carbide tungsten carbide, ceramics, diamond, or the like, and may be bonded to the resonator 7 with a metal brazing material such as Ni, Cu, or Ag.
  • the holding means 40 is provided with a holding mechanism (not shown) by vacuum suction as an example in order to hold the chip 23 which is an object.
  • the holding mechanism may be configured to hold an object by electrostatic adsorption, a mechanical chuck, or the like, and is not limited to this, and is configured to directly attach the object to the holding means 40 and hold it. May be.
  • the outer periphery of the resonator 7 is formed in a concave shape to support the resonator 7.
  • the 1st supported part 41 and the 2nd supported part 42 for doing are comprised.
  • the first supported portion 41 and the second supported portion 42 have an octagonal cross-sectional shape when cut in a cross section perpendicular to the central axis of the resonator 7.
  • the cross-sectional shapes of the first supported portion 41 and the second supported portion 42 are not limited to octagons, and may be circular or other polygonal shapes.
  • the resonator 7 is supported by the support means 44 in the first supported portion 41 and the second supported portion 42.
  • the support means 44 includes a base 20, a first clamp means 21 and a second clamp means 22, and the first clamp means 21 and the second clamp means 22 are formed by a support member.
  • the first clamp means 21 includes a support member at least at a portion where the first clamp means 21 contacts the first supported portion 41 and at least a portion where the second clamp means 22 contacts the second supported portion 42.
  • the entirety of the first clamp means 21 and the second clamp means 22 may be formed of the same material as the support member. The material of this support member will be described in detail later.
  • the upper member 22 a and the lower member 22 b of the second clamping means 22 supported by the base 20 are fitted into the second supported portion 42, and the upper member 22 a and the lower member 22 are The member 22b is fixed and the second supported portion 42 is sandwiched.
  • the upper member 21a and the lower member 21b of the first clamp means 21 supported by the base 20 are fitted into the first supported portion 41, and the upper member 21a and the lower member 21b are fixed by bolts 43.
  • the first supported portion 41 is sandwiched.
  • the base 20 is fixed to the resonator support 6 and is configured to apply a pressing force by the vertical drive mechanism 25 to the chip 23 and the substrate 24.
  • the resonator 7 is configured to be rotatable about the central axis of the resonator 7 by loosening the bolt 43.
  • the holding means 40 is replaced by loosening the bolt 43 and rotating the resonator 7 about the central axis of the resonator 7. can do.
  • the method for fixing the resonator 7 to the first clamp means 21 and the second clamp means 22 is not limited to the bolt 43, and any method may be used. It may be a clamp mechanism or a clamp mechanism that can be attached with one touch.
  • the position for supporting the resonator 7 is not limited to the minimum amplitude points f1 and f3, and may be an arbitrary position of the resonator 7.
  • the 1st to-be-supported part 41 and the 2nd to-be-supported part 42 may be formed not only in a concave shape but in convex shape, The shape is arbitrary.
  • the arrangement position of the holding means 40 is not limited to the maximum amplitude point f2, but may be another maximum amplitude point or any position other than the maximum amplitude point.
  • the mounting mechanism 28 includes a stage 10 and a stage table 12.
  • the stage 10 includes a holding mechanism (not shown) for holding the substrate 24.
  • a holding mechanism of the stage 10 a mechanism using a holding mechanism by vacuum suction is used.
  • the holding mechanism may be one that utilizes electrostatic attraction, or the substrate 24 may be simply placed on another holding mechanism or the stage 10.
  • stage table 12 includes a moving shaft that can be moved in parallel and rotationally, and is configured to move so as to adjust the position of the substrate 24 relative to the chip 23.
  • the position recognition unit 29 is inserted between the chip 23 and the substrate 24 arranged to face each other, and the upper and lower mark recognition means 14 for recognizing the alignment marks for position recognition of the upper and lower chips 23 and the substrate 24, the chip 23, An amplitude detector 33 for detecting the amplitude of the substrate 24 and the resonator 7 and a recognition means moving table 15 for moving the recognition means 14 and the amplitude detector 33 horizontally and / or up and down are provided.
  • the transport unit 30 includes a chip supply device 16 and a chip tray 17 that transport the chips 23, and a substrate transport device 18 and a substrate transport conveyor 19 that transport the substrate 24.
  • the control device 31 controls the ultrasonic vibration energy obtained from the pressure applied to the head unit 26 and the voltage value and / or current value applied to the vibrator 8. Further, the control device 31 includes an operation panel (not shown) for controlling the entire ultrasonic vibration bonding apparatus, and is based on a detection signal of the height position of the head portion 26 by the resonator height detection means 36. The vertical drive mechanism 25 can be controlled to adjust the height of the head portion 26 in the direction of arrow Z in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the experimental apparatus used in this experiment.
  • the vibration amplitude was measured.
  • support members 51 and 52 corresponding to the first and second clamp means 21 and 22 are installed on the upper surface of the base 50, and the first supported portion 41 of the resonator 7.
  • the support members 51 and 52 were inserted into the second supported portion 42 and the resonator 7 was supported.
  • the first supported portion 41 and the second supported portion are arranged at the minimum vibration amplitude point of the resonator 7 (corresponding to the positions f1 and f3 in FIG. 2) so as to absorb abnormal vibration different from the vibration direction of the resonator 7.
  • the length measuring means 55 is installed so as to be movable in the vertical direction by a drive mechanism (not shown), and moved to a desired measurement position so that the vibration amplitude of the support member 51 can be measured.
  • the resonator 7 is supported by using various materials as the support members 51 and 52, and the resonator 7 is resonated, as shown in FIG.
  • the vibration amplitude of the support member 51 at the position E close to the part D and the base was measured.
  • FIG. 5 shows, as an example of the experimental results described above, an austenitic stainless steel (SUS304), pure Ti, a Ti alloy (6Al-4V), an Al alloy (duralumin), and a Mn—Cu alloy that is a type of twin type damping alloy.
  • FIG. 6 is a diagram showing the vibration amplitude when Daido Special Steel Co., Ltd. product D2052 which is a Mn—Cu—Ni—Fe alloy further added with Ni, Fe or the like is used as the supporting means 51, 52.
  • the support member 51 when the support member 51 is SUS304, the support member 51 vibrates with the vibration of the resonator 7 at a position C close to the resonator 7, so that the vibration amplitude is large.
  • the vibration amplitude is small at a position E close to.
  • Pure Ti and Ti alloy show the same tendency as SUS304, but the vibration amplitude at the position C near the resonator 7 is smaller than that of SUS304.
  • the vibration amplitude is small at the position C near the resonator 7 despite being close to the resonator 7. It can also be seen that the vibration amplitude hardly changes through the positions C, D, and E. Therefore, it can be seen that duralumin and the Mn—Cu alloy have a very large effect of suppressing the abnormal vibration of the resonator 7.
  • the material shown in FIG. 5 is pure Ti due to the feeling of use such as the change in the resonance frequency of the resonator and the presence or absence of abnormal noise.
  • Ti alloy, duralumin, and Mn—Cu alloy were usable materials.
  • the logarithmic attenuation rate is a characteristic indicating the absorption rate of vibration. A material having a higher logarithmic attenuation rate is less likely to transmit vibration and is quickly absorbed.
  • FIG. 6 shows logarithmic decay rates for various materials.
  • the Mn—Cu alloy obtained with the smallest vibration amplitude in FIG. 5 corresponds to the silencer in FIG. 6 and has a logarithmic attenuation factor of 0.7 to 0.8. Therefore, it is considered that the abnormal vibration generated in the resonator 7 is quickly absorbed by the Mn—Cu alloy, so that the abnormal vibration of the resonator 7 is effectively suppressed.
  • flake graphite cast iron when comparing flake graphite cast iron and spheroidal graphite cast iron, it is generally known that flake graphite cast iron is superior to spheroidal graphite cast iron as a vibration suppressing material. Further, the ferritic stainless steel shown in FIG. 6 has a vibration suppression effect 50 times that of austenitic stainless steel, and is also known to be excellent as a vibration suppression material.
  • a material having a logarithmic attenuation rate larger than 0.01 and smaller than 1 is suitable as a material for the support member.
  • the material is preferably 0.1 or more.
  • the duralumin and Ti alloys which are Al alloys, are excellent as vibration suppression materials in the experimental results shown in FIG. The result is obtained. Therefore, next, focusing on the sound speed of each material, the selection criteria for the material of the support member of the resonator 7 will be considered.
  • the speed of sound is the speed at which vibration is transmitted, and the greater the speed of sound, the faster the vibration is transmitted through the material and is dissipated.
  • FIG. 7 shows the speed of sound for various materials. As shown in FIG. 7, the sound speed of duralumin obtained as a result of the small vibration amplitude in FIG. 5 is 6320 m / s, and the Ti alloy is 6500 m / s. The sound speed of austenitic stainless steel is 5790 m / s. Therefore, it is considered that the abnormal vibration of the resonator 7 is effectively suppressed since the abnormal vibration of the resonator 7 is quickly dissipated as the sound speed increases.
  • pure Ti with a sound speed of 5990 m / s and iron with a 5950 m / s can be used as vibration suppression materials from the actual feeling of use, etc. Therefore, a material with a sound speed greater than 5900 m / s is used for the support member. It is considered suitable as a material. In practice, the material is preferably 6000 m / s or more.
  • the first clamping means 21 and the second clamping means 22 are made of a twin-type vibration damping alloy (for example, the above-described Mn—Cu alloy) whose logarithmic attenuation rate and sound velocity both satisfy the above-described conditions.
  • the resonator 7 is supported by forming the whole and inserting these into the first supported portion 41 and the second supported portion 42 of the resonator 7.
  • a twin-type vibration damping alloy is a material in which twins are generated inside the material when a load is applied, and the size of the twins changes or moves according to the magnitude of the load.
  • the kinetic energy is converted into thermal energy by the generation and movement of twins and the load is absorbed
  • the vibration is absorbed inside the material and the vibration is transmitted. Is suppressed. Therefore, it is used in various fields as a material for suppressing vibration.
  • the ultrasonic vibration bonding apparatus uses the ultrasonic vibration of the resonator, it is desired to suppress abnormal vibration or the like different from the vibration direction of the resonator 7, but the resonator 7 itself is predetermined. It is necessary to vibrate stably at a frequency of. Therefore, since it is presumed that the vibration of the resonator 7 itself is suppressed when the twin type vibration damping alloy is used as the support member of the resonator 7, the twin type vibration damping alloy has conventionally been supported by the resonator 7. It was not used as a member.
  • twin type damping alloy when used as a support member for the resonator 7, the vibration of the resonator 7 itself is suppressed while suppressing the abnormal vibration of the resonator 7 and the like. It was found that it can be stabilized at a predetermined frequency. This is presumably because twin-type vibration-damping alloys generate minute twins one after another in the material following the frequency of vibration in the so-called ultrasonic frequency band. Therefore, it can be said that the twin-type damping alloy is suitable as a support member for the resonator 7 using ultrasonic waves.
  • the first clamping means 21 and the second clamping means 22 are made of a Mn—Cu alloy, which is a kind of twin-type damping alloy, and a Mn—Cu—Ni—Fe alloy further added with Ni, Fe or the like. It is good to form.
  • the material of the support member is not limited to the twin type damping alloy, and any material may be used as long as the material has a logarithmic attenuation ratio in the range of 0.01 to 1 or a sound speed greater than 5900 m / s. May be used. Moreover, as long as the support means 44 of the above-mentioned material is contacting the both supported parts 41 and 42 of the resonator 7, any shape and size of the support means 44 may be used.
  • the chip 23 and the substrate 24, which are objects, are installed.
  • the chip 23 is supplied from the chip tray 17 to the holding means 40 of the resonator 7 by the chip supply device 16 and is sucked and held.
  • the substrate 24 is supplied from the substrate transfer conveyor 19 to the stage 10 by the substrate transfer device 18 and held by suction.
  • the upper and lower mark recognizing means 14 is inserted between the chip 23 and the substrate 24, which are held facing each other so that the respective bonding surfaces face each other, by the recognition means moving table 15, and each of the chips 23 and the substrate 24 held facing each other.
  • the position of the alignment mark for alignment is detected by the upper and lower mark recognition means 14. Thereafter, the position of the chip 23 and the substrate 24 is adjusted by moving the stage table 12 in parallel and rotating with the position of the chip 23 as a reference, thereby moving the position of the substrate 24.
  • the upper / lower mark recognizing means 14 is retracted by the recognizing means moving table 15 in a state where the joining positions of the chip 23 and the substrate 24 are aligned (the positions of the metal fusion bumps 23a, 24a are aligned).
  • the head unit 26 starts to descend by the vertical drive mechanism 25, and the chip 23 and the substrate 24 are brought close to each other.
  • the metal melt bumps 23 a of the chip 23 and the metal melt bumps 24 a of the substrate 24 come into contact with each other, the chip 23 and the substrate 24 are sandwiched between the resonator 7 and the stage 10 based on a detection signal from the pressure sensor 32. Detected.
  • the vertical drive motor 1 installed in the vertical drive mechanism 25 is controlled by the control device 31, a predetermined pressure is applied to the chip 23 and the substrate 24, and ultrasonic vibration bonding is started.
  • control device 31 monitors and controls the ultrasonic vibration energy obtained from the current value and the voltage value applied to the vibrator 8, the resonance amplitude of the resonator 7, and the applied pressure, for example.
  • the bonding surface of the chip 23 and the substrate 24 has small unevenness and a difference in the height of the plurality of metal fusion bumps 23a and 24a. Therefore, when the bonding area gradually increases in the process of bonding, The bonding force of the substrate 24 gradually increases, and the magnitude of the relative vibration amplitude of the chip 23 and the substrate 24 gradually decreases.
  • the bonding force between the chip 23 and the substrate 24 becomes larger than the frictional force between the holding means 40 and the chip 23 holding the chip 23 or between the substrate 24 and the stage 10, and the holding means 40 and the chip 23, or between the substrate 24 and the stage 10, when a force greater than the maximum static frictional force acting between the holding means 40 and the chip 23 or between the substrate 24 and the stage 10 is applied, the holding means 40 and The frictional force acting between the chips 23 or between the substrate 24 and the stage 10 shifts from the static frictional force to the dynamic frictional force, and the holding means 40 and the chip 23 or the substrate 24 and the stage 10 are relatively vibrated. Therefore, the ultrasonic vibration transmitted from the resonator 7 (vibrator 8) is not sufficiently transmitted to the chip 23 and the substrate 24, and the bonding does not proceed.
  • the relative vibration amplitude of the chip 23 and the substrate 24 decreases, so that the applied pressure is increased and the ultrasonic vibration energy is increased, and the relative relationship between the chip 23 and the substrate 24 is increased. Control is performed so that the magnitude of the vibration amplitude is maintained at a predetermined value.
  • the controller 31 applies a predetermined pressure p and ultrasonic vibration energy e to advance the joining operation
  • the amplitude detector 33 detects the relative vibration amplitude of the chip 23 and the substrate 24.
  • the control device 31 performs control to increase the pressure and the ultrasonic vibration energy by ⁇ p and ⁇ e, respectively.
  • ⁇ p and ⁇ e optimum values depending on the types of the chip 23 and the substrate 24 may be obtained in advance.
  • control of the ultrasonic vibration energy includes, for example, the phase of the voltage and the current applied to the vibrator 8 being matched, and the magnitude of the vibration amplitude of the resonator 7 and the relative vibration amplitude of the chip 23 and the substrate 24.
  • the current may be adjusted while holding the voltage of the vibrator 8 at a predetermined value so that the voltage is held at a predetermined value.
  • the oscillation frequency of the vibrator 8 is set to 40 kHz, and the voltage applied to the vibrator 8 is set within the range of 0V to 10V. Further, although there are differences depending on the member, area, etc., as an example, the magnitude of the relative vibration amplitude between the chip 23 and the substrate 24 is about 0.1 ⁇ m to 0.5 ⁇ m.
  • the joining area reaches the target value
  • the joining is finished.
  • the pressure, ultrasonic vibration energy and joining time necessary for joining the intended joining area are obtained in advance, and the time when the target value is reached is regarded as the end of joining.
  • the adsorption of the chip 23 by the resonator 7 is released, and the return movement of the head unit 26 is performed. Thereafter, in a state where the chip 23 is mounted, the substrate 24 held on the stage 10 is discharged to the substrate transport conveyor 19 by the substrate transport device 18, and a series of joining operations is completed.
  • both the first and second clamping means 21 and 22 of the supporting means 44 that engages with the first supported part 41 and the second supported part 42 to support the resonator 7.
  • a support member made of a material having a logarithmic attenuation ratio larger than 0.01 and smaller than 1 at a portion in contact with the supported portions 41 and 42 the vibration absorption speed is high at a location in contact with the resonator 7, Abnormal vibration different from the vibration direction of the resonator 7 can be accurately absorbed by the support member.
  • the resonator 7 can be stably vibrated with a desired vibration without shifting the natural frequency of the resonator.
  • the logarithmic attenuation factor of the material of the support member is desirably 0.1 or more.
  • first and second clamp means 21 and 22 of the support means 44 that engages with the first supported part 41 and the second supported part 42 to support the resonator 7 are in contact with the supported parts 41 and 42.
  • the vibration transmission speed is high at a location in contact with the resonator 7 and abnormal vibration different from the vibration direction of the resonator is caused by the support member. It can be dissipated with high accuracy.
  • the resonator 7 can be stably vibrated with a desired vibration without shifting the natural frequency of the resonator.
  • the sound speed of the material of the support member is preferably 6000 m / s or more.
  • the entire first and second clamping means 21 and 22 may be formed of the above-described materials.
  • the ultrasonic vibration can be efficiently applied to the chip 23 and the substrate 24 by forming the support member with the above-described material, the position where the resonator 7 is supported is not limited to the nodal point, and any position But it becomes possible to support. Therefore, the position and shape of the support means 44 can be changed according to the size and shape of the chip 23 and the substrate 24, and the apparatus configuration can be changed. Further, since the size of the support means 44 can be reduced or the number of the support means 44 can be reduced, the apparatus can be reduced in size and simplified.
  • FIG. 8 is a partial schematic configuration diagram of an ultrasonic vibration bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention, where (a) is a front view and (b) is a partial cross-sectional view.
  • FIG. 9 is a partial schematic configuration diagram of another example of the ultrasonic vibration bonding apparatus shown in FIG. 8, wherein (a) is a front view and (b) is a partial cross-sectional view.
  • FIGS. 1 to 4 denote the same or corresponding elements.
  • the ultrasonic vibration bonding apparatus shown in the present embodiment is different from the first embodiment in that the resonator 61 having the vibrator 60 rotates in a predetermined direction while vibrating, and the pressurization provided in the resonator 61.
  • the point is that the substrates 63 and 64 as the objects are joined by the part 62.
  • the head unit 26 of this embodiment includes a resonator 61 having a vibrator 60, a pressurizing unit 62, a base 65, a first clamping unit 66, and a second clamping unit 67.
  • the support means 68 is provided.
  • the support means 68 is the same as the support means 44 shown in 1st Embodiment, description is abbreviate
  • the stage 70 is the same as the stage 10 of 1st Embodiment, description is abbreviate
  • the resonator 61 has a first supported portion 71 and a second supported portion 72 formed on the outer periphery of the resonator 61, and the first and second clamping means 66 and 67 are respectively provided.
  • Support members 73 and 74 are provided at portions that come into contact with the supported portions 71 and 72, and the supported portions 71 and 72 are supported by the support members 73 and 74.
  • a ball bearing 78 including a spherical body 77 is provided between the inner peripheral portion 76a and the outer peripheral portion 76b. And the inner peripheral part 76a, the outer peripheral part 76b, and the spherical body 77 are configured to slide.
  • a ball bearing 82 including a sphere 81 is provided between the inner peripheral portion 80a and the outer peripheral portion 80b.
  • the inner peripheral portion 80a, the outer peripheral portion 80b, and the sphere 81 are configured to slide. Therefore, the resonator 61, the pressurizing part 62, the supporting members 73 and 74, and the inner peripheral parts 76a and 80a are integrally rotated freely.
  • a substrate 63 that is one object is placed on the upper surface of the stage 70, and the substrate that is the other object is placed at a predetermined position on the upper surface of the substrate 63. 64 is placed.
  • the pressurizing unit 62 is lowered so as to come into contact with a predetermined position on the upper surface of the substrate 64, and the substrate 63 and the substrate 64 are superposed and pressurized, and ultrasonic vibration is applied. Apply.
  • the stage 70 since the stage 70 is moved in the Y direction shown in FIG. 8 by the stage table 12 (see FIG. 1) of the mounting mechanism 28, the pressurizing unit 62 that pressurizes the substrates 63 and 64, which are the objects, As the stage 70 moves, it rotates in a driven manner. Therefore, the resonator 61 integrated with the pressurizing unit 62, the support members 73 and 74, and the inner peripheral portions 76a and 80a also rotate. Therefore, the bonding portion between the substrate 63 and the substrate 64 is bonded by being pressed by the pressing portion 62 while being moved by the stage table 12.
  • the ultrasonic vibration bonding apparatus shown in FIG. 9 is different from the ultrasonic vibration bonding apparatus shown in FIG. 8 in that the pressing portion 62 is provided on the outer peripheral surface of the resonator 61 outside the support means 67.
  • the other configurations and operations are the same as the configurations and operations of the ultrasonic vibration bonding apparatus shown in FIG. Even if comprised in this way, the board
  • the bonding operation can be performed continuously and efficiently while moving the bonding portion between the substrate 63 and the substrate 64. it can.
  • the ball bearings 78 and 82 may be configured to include a drive mechanism such as a rotary motor and to rotate spontaneously by the drive mechanism instead of the above-described driven movement. Further, in this case, the stage 70 may be configured to move in a passive manner. Further, the ball bearings 78 and 82 themselves may be formed of the same material as the support members 73 and 74.
  • FIG. 10 is a partial schematic configuration diagram of the head unit and the stage unit of the ultrasonic vibration bonding apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a measurement result of the vibration amplitude of the resonator and the stage of the ultrasonic vibration bonding apparatus according to the third embodiment. It is.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 9 denote the same or corresponding elements.
  • the ultrasonic vibration bonding apparatus shown in this embodiment is different from the first embodiment in that the substrate 24 is held in addition to the first clamp means 21 and the second clamp means 22 formed by support members.
  • the entire stage 90 is formed by a vibration transmission restraining holding member.
  • the entire stage 90 is formed by using the above-described twin-type damping alloy (for example, the above-described Mn—Cu alloy) as the vibration transmission restraining holding member.
  • the laser beam is irradiated in the central axis direction of the resonator 7 by the length measuring means 95, and the vibration amplitude of the stage 90 when the stage 90 is made of iron, and the stage 90 The vibration amplitude of the stage 90 when it was formed by the vibration transmission restraining holding member was measured.
  • FIG. 11 shows the measurement results. Note that the vibration amplitude of the resonator 7 was also measured, and the measurement results are also shown in FIG.
  • the length measuring means 95 is installed so as to be movable in the vertical direction by a drive mechanism (not shown), and moved to a desired measurement position so that the vibration amplitude of the stage 90 and the resonator 7 can be measured. Further, in this experiment, with the resonator 7 resonated, the vibration amplitude of the stage 90 is measured at a position F where the laser beam can be applied to the stage 90 as shown in FIG. 10, and the laser beam is applied to the resonator 7. The vibration amplitude of the resonator 7 was measured at a possible position G.
  • the vibration amplitude of the stage 90 when the stage 90 is made of iron was 3 ⁇ m. Further, the vibration amplitude of the resonator 7 at this time was 10 ⁇ m. Therefore, in this case, the relative vibration amplitude of the chip 23 held by the resonator 7 and the substrate 24 held by the stage 90 is 7 ⁇ m, and the chip 23 and the substrate 24 are slid with a vibration amplitude of 7 ⁇ m. Become.
  • the stage 90 is formed of a vibration transmission restraining holding member, as shown in FIG. 11, when the output of the ultrasonic vibration energy applied to the resonator 7 is 100%, the vibration amplitude of the stage 90 is Was 0.2 ⁇ m. Therefore, in this case, the relative vibration amplitude between the chip 23 held by the resonator 7 and the substrate 24 held by the stage 20 is 9.8 ⁇ m, and the chip 23 and the substrate 24 slide with a vibration amplitude of 9.8 ⁇ m. Will be. Therefore, when the stage 90 is formed by the vibration transmission suppressing holding member, the ultrasonic vibration transmitted from the resonator 7 to the stage 90 via the chip 23 and the substrate 24 is suppressed by the vibration transmission suppressing holding member. In addition, the relative vibration amplitude of the chip 23 and the substrate 24 can be increased, and the chip 23 and the substrate 24 can be bonded efficiently.
  • the stage 90 on which the substrate 24 is placed is formed by the vibration transmission restraining holding member, the ultrasonic wave transmitted from the resonator 7 to the stage 90 via the chip 23 and the substrate 24. Vibration can be accurately suppressed by the vibration transmission restraining holding member. Therefore, it is possible to suppress the vibration of the stage 90 and increase the relative vibration amplitude of the chip 23 and the substrate 24 and efficiently apply ultrasonic vibration to the chip 23 and the substrate 24 for bonding.
  • the vibration transmission inhibiting holding member If a material having a logarithmic attenuation ratio larger than 0.01 and smaller than 1 is used as the vibration transmission inhibiting holding member, the ultrasonic vibration transmitted to the stage 90 is accurately absorbed by the vibration transmission inhibiting holding member. The vibration of the stage 90 is suppressed.
  • the logarithmic attenuation factor of the material of the vibration transmission restraining holding member is desirably 0.1 or more.
  • the vibration transmission suppression holding member when a material having a sound velocity greater than 5900 m / s is used as the vibration transmission suppression holding member, the ultrasonic vibration transmitted to the stage 90 is accurately dissipated by the vibration transmission suppression holding member, and the vibration of the stage 90 is Is suppressed.
  • the sound speed of the material of the vibration transmission restraining holding member is preferably 6000 m / s or more.
  • the material of the holding member for suppressing vibration transmission of the stage 90 is not limited to the twin-type damping alloy shown in the present embodiment, and the material having a logarithmic damping ratio in the range of 0.01 to 1 or the sound speed is 5900 m. Any material may be used as long as the material is larger than / s. Even if the entire stage 90 is not formed by the vibration transmission restraining holding member, it is sufficient that at least the mounting surface of the stage 90 has the vibration transmission restraining holding member.
  • FIG. 12 is a partial schematic configuration diagram of an ultrasonic vibration bonding apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 11 denote the same or corresponding parts.
  • the ultrasonic vibration bonding apparatus shown in this embodiment is different from the first embodiment in that the resonator 7 is supported at a position other than the nodal point, and the holding means 100 is arranged with the vibrator 8 of the resonator 7. It is a point formed at the other end opposite to the one end. Since the stage 107 is the same as the stage 10 of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the holding means 100 that holds the chip 104 that is the object is on the outer periphery near the other end (left end) opposite to one end (right side) where the vibrator 8 of the resonator 7 is disposed. It is formed in two places, upper and lower. Further, supported portions (not shown) having a concave shape are formed at two locations closer to one end and the other end of the resonator 7 than the nodal points f1 and f3 on the outer periphery of the resonator 7. . And the 1st clamp means 102 and the 2nd clamp means 103 which were each formed in the to-be-supported part by the supporting member are inserted, and the resonator 7 is supported.
  • the first clamping means 102 and the second clamping means 103 are further supported by the support base 101, and the moving mechanism (not shown) disposed on the support base 101 is used to indicate the X together with the support base 101 in FIG. It moves to a direction, a Y direction, and a Z direction, and the position of the holding means 100 of the resonator 7 is moved to a predetermined position.
  • a substrate 105 as one object is placed on the upper surface of the stage 107. Then, by the moving mechanism described above, the support base 101 is lowered so that the predetermined metal molten bump 104a of the chip 104 and the predetermined metal molten bump 105a of the substrate 105 come into contact with each other, and the chip 104 and the substrate 105 are superposed to each other. Joined by sonic vibration.
  • the interval between the first clamp means 102 and the second clamp means 103 is formed wide, and the first clamp means 102 and the second clamp means 103 that support the resonator 7 are the nodal points f1
  • the first clamp means 102 is disposed closer to both ends of the resonator 7 than f3, and is positioned closer to the holding means 100, the abnormal vibration of the resonator 7 is supported while supporting the resonator 7 with high rigidity.
  • the resonator 7 can be stably vibrated with a desired vibration without deviating the natural frequency of the resonator 7. Therefore, the chip 104 and the substrate 105 can be pressurized with a higher pressing force.
  • the holding means 100 is formed near the other end of the resonator 7, for example, it is possible to perform a joining operation inside the object having a box shape. Furthermore, since the holding means 100 is formed at two locations on the upper and lower sides of the outer periphery on the other end side of the resonator 7, the resonator 7 is rotated 180 degrees with respect to the axis of the resonator to replace the holding means 100. Is also possible.
  • the supporting member is provided in the part which contacts the to-be-supported part of the 1st and 2nd clamping means 102 and 103, a part of 1st and 2nd clamping means 102 and 103 will be formed with the supporting member.
  • the entire first and second clamping means 102 and 103 may be constituted by a support member.
  • the shape of the supported portion formed on the outer periphery of the resonator is not limited to the concave shape, and may be other shapes.
  • the stage 107 may be formed of a vibration transmission restraining holding member, and is configured to efficiently apply ultrasonic vibrations to the chip 104 and the substrate 105 by suppressing the vibration of the stage 107 by the vibration transmission restraining holding member. May be.
  • FIGS. 13 is a schematic configuration diagram of a longitudinal vibration type ultrasonic vibration welding apparatus according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a conventional longitudinal vibration type ultrasonic vibration bonding apparatus for comparison
  • FIG. It is a schematic block diagram of the other example of the longitudinal-vibration type ultrasonic vibration joining apparatus in 5th Embodiment of invention.
  • 13 to 15 the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 12 denote the same or corresponding components.
  • the ultrasonic vibration bonding apparatus shown in the present embodiment is different from the first embodiment in that the vibration direction of ultrasonic waves applied to the target chip 110 and the substrate 111 is relative to the surfaces of the chip 110 and the substrate 111.
  • This is a longitudinal vibration type ultrasonic vibration bonding apparatus in the vertical direction, and this is a point in which the resonator supporting device according to the present invention is used for this vertical vibration type ultrasonic vibration bonding apparatus.
  • the longitudinal vibration type ultrasonic vibration bonding apparatus 112 includes a stage unit 113, a vertical drive unit 114, and a head unit 115.
  • the stage unit 113 includes a stage 117 on which the chip 110 and the substrate 111 that are objects are placed. Since the stage 117 is the same as the stage 10 of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the vertical drive unit 114 includes a support column 119, a support base 120, a spring 121, a load cell 122 for detecting pressure, a cylinder joint 123, an air cylinder 124, and a trigger unit 125 on the upper surface of the stand 118. Yes. Further, a guide 126 is disposed on the support base 120, and when the air cylinder 124 is pressurized or depressurized, the support base 120 moves up and down via the cylinder joint 123, the load cell 122, and the spring 121. With the vertical movement of the guide 126, the guide 126 slides up and down along the support column 119, so that the head part 115 moves up and down.
  • the trigger unit 125 includes a sensor unit 127 and a dog 128.
  • the sensor unit 127 is disposed at an end portion of the support base 120, has a recess, and includes a photomicrosensor inside thereof.
  • the dog 128 is disposed at a position facing the sensor unit 127 so as to be able to enter and leave the concave portion of the sensor unit 127.
  • the spring 121 is pressurized and contracted by the air cylinder 124, the dog 128 is inserted into the recess of the sensor unit 127, and when the dog 128 is detected by the photomicrosensor of the sensor unit 127, the head unit 115 described later.
  • a voltage is applied to the vibrator 131, and the vibrator 131 vibrates to resonate the resonator 130.
  • the trigger part 125 may be comprised by the other switch mechanism.
  • the pressure applied by the air cylinder 124 may be detected by the load cell 122, and a voltage may be applied to the vibrator 131 when a predetermined amount of pressure is detected.
  • a linear encoder 129 is disposed on the support column 119, and is configured to detect the height of the head unit 115 as the guide 126 moves up and down.
  • the head unit 115 includes a resonator 130 and a vibrator 131.
  • the resonator 130 is formed such that its axial length is 1 ⁇ 2 wavelength of the resonance frequency of the resonator, and both ends of the resonator 130 have a maximum vibration amplitude point and a quarter wavelength from the maximum vibration amplitude point.
  • the position is the minimum vibration amplitude point (nodal point).
  • the resonator 130 includes a horn 132 and an intermediate booster 133, and a vibrator 131 is disposed at one end of the intermediate booster 133 and the horn 132 is disposed at the other end.
  • the junction part 134 which contact
  • the resonator 130 is supported by the support means 135 and is arranged on the support stand 120.
  • the support means 135 includes a first clamp means 136, a second clamp means 137, and a base 138, and the first clamp means 136 is attached to a concave supported portion (not shown) formed on the outer periphery of the intermediate booster 133.
  • the second clamp means 137 is inserted into a concave supported portion (not shown) formed on the outer periphery of the vibrator 131 to support the resonator 130.
  • a support member is provided at a portion of the first and second clamp means 136 and 137 that contacts the supported portion, and the resonator 130 is supported by these support members.
  • the 1st, 2nd clamp means 136,137 may comprise the whole with the support member.
  • the head portion 115 of the conventional longitudinal vibration type ultrasonic vibration bonding apparatus cited as a comparative example with the fifth embodiment has a convex portion 144 on the outer periphery of the intermediate booster 133 of the resonator 130.
  • Two O-rings 145 made of silicon rubber are arranged on the outer periphery of the intermediate booster so as to sandwich the convex portion 144, and the O-ring 145 and the convex portion 144 are inserted into the concave portion of the support portion 146 having a concave portion. And is housed in a cylindrical portion 147 disposed on the support stand 120.
  • the O-ring 145 is made of silicon rubber and is soft.
  • the configuration of the support device becomes large and complicated, and the size and simplification of the device can be reduced. It is difficult to realize.
  • the resonator 130 is stably supported at a position other than the nodal point, and the resonator 130 is resonated. It is possible to stably vibrate at a desired vibration without shifting the natural frequency of the vessel 130, and it is possible to bond the chip 110 and the substrate 111 with high accuracy by preventing the object from being damaged. In addition, the entire apparatus can be reduced in size and simplified.
  • the resonator 150 shown in FIG. 15 is formed such that the axial length is one wavelength of the resonance frequency of the resonator, and both ends and the center of the resonator 150 are from the maximum vibration amplitude point and the maximum vibration amplitude point.
  • the position of the quarter wavelength is the minimum vibration amplitude point (nodal point).
  • the resonator 150 includes a horn 152 and an intermediate booster 153, and a vibrator 131 is disposed at one end of the intermediate booster 153 and the horn 152 is disposed at the other end.
  • abuts to a target object and applies an ultrasonic vibration is formed in the other end opposite to the end where the intermediate
  • the resonator 150 is supported by the support means 155 and is arranged on the support table 120.
  • the support unit 155 includes a first clamp unit 156, a second clamp unit 157, and a base portion 158.
  • the support unit 155 includes first and second concave supported portions (not shown) formed on the outer periphery of the intermediate booster 153.
  • the two clamp means 156 and 157 are fitted and inserted to support the resonator 150. With this configuration, the resonator 150 can be vibrated more stably with a desired vibration without shifting the natural frequency of the resonator.
  • portions of the first and second clamp means 156 and 157 contacting the supported portions are provided with support members.
  • the shape of the supported portion formed on the outer periphery of the intermediate booster 153 is not limited to the concave shape, and the first and second clamping means 156 and 157 may be entirely constituted by a supporting member.
  • the resonators 130 and 150 can be vibrated stably with a desired vibration without the natural frequencies of the resonators 130 and 150 being shifted. It is possible to prevent the object from being damaged and to perform the joining with high accuracy. In addition, the entire apparatus can be reduced in size and simplified.
  • FIG. 16 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic vibration cutting device according to the sixth embodiment
  • FIG. 17 is a partial schematic configuration diagram of a resonator of the ultrasonic vibration cutting device shown in FIG.
  • 16 and 17 the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 15 denote the same or corresponding components.
  • the sixth embodiment is different from the fifth embodiment in an ultrasonic vibration cutting device in which the support device 160 according to the present embodiment is disposed.
  • the resonator 163 vibrates longitudinally.
  • the substrate 165 that is the object to be cut is cut by the blade 164 that is rotated in a predetermined direction and disposed on the resonator 163.
  • the head portion 161 of this embodiment includes a resonator 163 having a vibrator 162 and a blade 164, and includes a first clamp unit 166, a second clamp unit 167, and a base 168.
  • the resonator 163 is supported by the means 169.
  • the resonator 163 is supported by the vertical drive unit 116 by screwing a screw hole (not shown) provided in the base 168 and the ball screw 225.
  • the vertical drive unit 116 includes a vertical drive motor 224 and a ball screw 225.
  • the vertical drive motor 224 rotates, the base 168 screwed into the ball screw 225 moves up and down. .
  • the head portion 161 moves up and down while the guide 126 provided on the base portion 168 slides on the convex portion provided on the support column 119.
  • a linear encoder 129 is disposed on the support column 119, and thereby the height of the head unit 116 is detected. Since the stage unit 113 is the same as the stage unit 113 of the fifth embodiment, the description thereof is omitted.
  • the resonator 163 has a first supported portion 171 and a second supported portion 172 formed on the outer periphery of the resonator 163 and is supported by first and second clamping means 166 and 167, respectively.
  • first and second clamping means 166 and 167 include support members 173 and 174 at portions contacting the supported parts 171 and 172, respectively, and ball bearings 175 and 176 on the outer periphery of the support member. .
  • the ball bearing 175 includes an inner peripheral portion 177a, an outer peripheral portion 177b, and a sphere 178 between the inner peripheral portion 177a and the outer peripheral portion 177b, and the inner peripheral portion 177a, the outer peripheral portion 177b, and the sphere 178 slide. It has become.
  • the ball bearing 176 includes an inner peripheral portion 180a, an outer peripheral portion 180b, and a sphere 181 between the inner peripheral portion 180a and the outer peripheral portion 180, and the inner peripheral portion 180a, the outer peripheral portion 180b, and the sphere 181 are slid. It is configured to move.
  • the resonator 163 includes a drive mechanism such as a rotary motor (not shown), and the resonator 163, the blade 164, the support members 173 and 174, and the inner peripheral portions 177a and 180a rotate together by the drive mechanism. It has a configuration.
  • a substrate 165 as an object is placed on the upper surface of the stage 117, and the blade 164 is lowered by the vertical drive unit 116 so as to contact a predetermined position on the upper surface of the substrate 165.
  • the ultrasonic vibration (longitudinal vibration) in the vertical direction is applied to the upper surface of the substrate 165 to cut the substrate 165.
  • the resonator support device 160 according to the present invention can be used in an ultrasonic vibration cutting device, and the substrate 165 can be efficiently cut while stably vibrating the resonator.
  • the stage 117 may be formed of a vibration transmission suppression holding member, and may be configured to efficiently apply ultrasonic vibration to the substrate 165 by suppressing the vibration of the stage 117 by the vibration transmission suppression holding member. .
  • the resonator support device according to the present invention is not limited to the ultrasonic vibration bonding device and the ultrasonic vibration cutting device, and may be incorporated into various processing devices and other devices as long as the ultrasonic vibration is used.
  • the ultrasonic vibration applied to the substrate or the like may be parallel or perpendicular to the surface of the substrate or the like.
  • the support means is not limited to the configuration in which the resonator is cantilevered at one location, and may be configured to support at two locations or more. Moreover, as long as the support member is provided in the part which contacts the to-be-supported part of a clamp means, a part of clamp means may be formed with the support member, and the whole clamp means may be comprised with the support member. Good.
  • the shape, material, size and the like of the resonator are not limited to those shown in the above-described embodiment, and may be anything.
  • the shape of the supported portion formed on the outer periphery of the resonator is not limited to the concave shape, and may be other shapes.
  • the size of the resonator in the central axis direction is not limited to the length of one wavelength of the resonance frequency of the resonator, and may be any length.
  • the holding means 40 is directly bonded and fixed to the resonator 7 with a thermosetting adhesive.
  • the bonding method is not limited to the thermosetting adhesive. After performing Ni plating or the like on the bonding surface, a brazing metal such as Ag, Cu, or Ni may be brazed as an adhesive.
  • the fixing method is not limited to adhesion, and the holding means 40 may be directly attached to the resonator 7 with a bolt or the like. Further, it may be formed by cutting out from the resonator 7 and integrated with the resonator 7.
  • the voltage value, current value, applied pressure, time, and the like necessary for achieving the target bonding area are determined and set in advance.
  • the ultrasonic vibration energy of the vibrator 8 may be monitored, and the time when the ultrasonic vibration energy decreases may be set as the end of bonding.
  • pressure and ultrasonic vibration energy are applied to the chip 23 and the substrate 24 even after the bonding is completed. It is possible to prevent the chip 23 and the substrate 24 from being broken.
  • a plurality of amplitude detectors 33 may be provided, and the amplitude of the chip 23 and the substrate 24 may be measured simultaneously. After the amplitudes of the chip 23 and the substrate 24 are measured in order by the two amplitude detectors 33, the relative vibration amplitude of the chip 23 and the substrate 24 is calculated by calculating the amplitude difference in a state where the time axes are shifted and the time axes are overlapped. It can also be measured. If the chip 23 and the substrate 24 are securely held by the resonator 7 and the stage 10, it is only necessary to detect the amplitude of either the chip 10 or the substrate 24.
  • any known detector such as an eddy current type, a capacitance type, a light irradiation type, or a sound wave detection type may be used. By using these means, for example, cost reduction can be achieved as compared with the case of using a laser Doppler measuring device.
  • the position recognition unit 29 is configured to emit light by causing the light emitting element to function electrically when the light emitting element is joined as an object. It is good also as providing the light emission point recognition means utilized when performing position adjustment between.
  • ultrasonic vibration bonding may be performed while heating the chip 23 and the substrate 24 by the heaters 9 and 11 disposed on the base 20 of the support means and the stage 10.
  • the heaters 9 and 11 may be of any system such as a constant heat system or a pulse heat system.
  • the heater 9 for heating the chip 23 may be disposed in the first and second clamping means 21 and 22, the holding means 40, or the resonator 7 instead of the base 20.
  • the chip 23 and the substrate 24 can be bonded by the bonding energy generated efficiently.
  • the control device 31 controls the heating temperature and timing as well as the pressing force and the ultrasonic vibration energy, so that the chip 23 and the substrate 24 can be moved in a short time with less pressing force and ultrasonic vibration energy.
  • the devices can be formed by bonding. Therefore, it is possible to prevent the chip 23 and the substrate 24 from being damaged by applying excessive pressure or ultrasonic vibration energy to the chip 23 and the substrate 24 at the time of device creation, and to provide a highly accurate device. .
  • the holding mechanism installed in the holding means 40 and the stage 10 for holding the chip 23 and the substrate 24 is not limited to the holding mechanism based on vacuum suction, but is also based on a holding mechanism using an electrostatic chuck, a mechanical chuck mechanism, or a magnetic suction mechanism.
  • a well-known holding mechanism may be employed.
  • the holding means 40 and the stage 10 are provided with an electrostatic chuck means to adsorb the chip 23 and the substrate 24, the chip 23 can be held in a vacuum, so the chip 23 and the substrate 24 in a vacuum. And impurities such as organic substances and oxide films are prevented from adhering to the chip 23 and the substrate 24, so that the chip 23 and the substrate 24 can be bonded satisfactorily.
  • the stage 10 side is configured to have a horizontal position adjustment function and the head unit 26 side has a vertical drive mechanism.
  • the horizontal position adjustment function, the vertical drive mechanism is the stage 10 side, It may be combined in any way on the head portion 26 side, and may be configured to overlap.
  • the head unit 26 and the stage 10 are arranged in the vertical direction (the direction of the arrow Z shown in FIG. 1), and the chip 23 and the substrate 24 that are objects are overlapped in the vertical direction and joined.
  • the arrangement direction is not limited to this, and a configuration may be employed in which they are overlapped and joined in the horizontal direction substantially orthogonal to the vertical direction. Three or more objects may be polymerized and joined.
  • the method by torque control of the vertical drive motor 1 is shown as the pressurizing means, but a pressurizing means using fluid pressure by an air cylinder may be used.
  • the object may be a material other than a semiconductor (a resin substrate, a film substrate, a chip obtained by dicing these substrates, or the like). Further, the object may be any object as long as it can be joined by transmitting ultrasonic vibration.
  • a metal melt bump or wiring pattern is formed on a wafer or chip formed of a metal such as Si, SiO 2 , glass, lithium ionic acid, oxide single crystal (LT), or an oxide containing a ceramic system. Can be joined together.
  • the material for forming the metal melt bump is not limited to lead-tin solder, but may be any other metal or other metal as long as it can be joined by applying ultrasonic vibration.
  • the form of the object may be any form such as a substrate, a wafer, a chip obtained by dicing the substrate, and the wafer.
  • the form of the metal melt bump may be a plurality of individual bump shapes, or a shape in which a certain region between the objects is connected in a contour so that the objects can be sealed with each other. Also good. Moreover, you may join the whole surface of one side of a target object instead of joining metal fusion bumps.
  • the member that has been used for the purpose of suppressing the vibration of the vibrating body itself by attenuating or radiating the vibration of the vibrating body is used as the vibration of the resonator that is the vibrating body.
  • the most characteristic feature is that it is adopted as a support member that supports without obstructing.
  • This technical idea is a technical idea that is completely different from the conventional technical idea of using the above-described member to suppress the vibration of the vibrating body itself, and was first conceived by the present inventor through various experiments. This is the technical idea that was first conceived.
  • the present invention can be applied to a resonator support device that resonates by ultrasonic vibration of a vibrator.

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Abstract

　共振器を任意の位置で支持でき、所定の振動数で安定して共振器を振動して、対象物に効率よく超音波振動を与えることができる共振器の保持装置を提供するために、共振器７の第１被支持部および第２被支持部に、少なくともこれらとそれぞれ接触する部分が支持部材により形成された第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２をそれぞれ嵌挿して、共振器７を支持し、前記支持部材の材質として、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質、または、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質を用いる。

Description

共振器の支持装置
　本発明は、振動子の超音波振動により共振する共振器を支持する、共振器の支持装置に関するものである。
　従来、超音波振動を利用して対象物を加工する技術として、重畳された複数の対象物に超音波振動を印加することで対象物同士を接合する超音波振動接合装置や、カッター等の切断工具に超音波振動を印加しながら対象物を切断する超音波切断装置、ヤスリ等の研磨工具に超音波振動を印加しながら対象物を研磨する超音波研磨装置等がある。
　このような超音波振動を利用した装置は、一般的に振動子を有する共振器を備え、共振器の固有振動数に合わせた振動を振動子から発振し、その振動を共振器によって増幅して、対象物に効率よく超音波振動を印加するようになっている。
　しかし、共振器は、共振器を支持する支持部材と一体となって振動するため、共振器の固有振動数は、共振器を支持する支持部材や支持方法により容易に変化する。したがって、支持部材や支持方法によっては、共振器の固有振動数が大きくずれて、共振器が所定の周波数で振動しなくなるおそれがある。また、共振器の振動方向と異なる方向に異常振動を発生し、対象物に効率よく超音波振動を与えることが難しいという問題もある。そこで、これまでに共振器が所定の振動数で安定して振動するように、共振器を支持する方法について様々な技術の改善が行われてきた。
　例えば、特許文献１に記載の超音波振動接合装置では、共振器は、共振器の中心軸上で共振器の外周における最小振動振幅点（ノーダルポイント）に相当する位置に突出した凸部を備えている。ここで、最小振動振幅点とは、共振器に発生する定在波の節であり、振動の伝達方向である共振器の中心軸方向には膨張収縮が起こらない点である。そして、前記凸部を支持部材と締付部材で締め付けて機械的に強靭にクランプすることにより、対象物に所定の超音波振動を与えて接合動作を行っている。
　また、特許文献２では、共振器は、共振器の固定部として、ノーダルポイントの共振器の外周上に薄い板状のリブを備えている。そして、前記リブを支持することにより共振器の振動方向と異なる異常振動を前記リブにより吸収して、対象物に所定の超音波振動を与えて接合動作を行っている。
特２５８３３９８号公報（段落［００１８］、［００１９］、［００２１］、［００２２］、［００２４］、図２、図３） 特開平１１－２６５９１４号公報（段落［００１７］、［００２２］、［００２３］、図３）
　上記特許文献１の超音波振動接合装置では、共振器の外周を直接機械的に強靭にクランプしているため、振動のロスや別の異常振動が発生する原因となっていた。また、共振器を機械的にクランプしているため、共振器の凸部、支持部材、締付部材との間で摩擦による各部材の磨耗が生じ易く、頻繁にこれらの部材の清掃や交換を行う必要があった。また、上記した摩擦により熱が発生し、共振器の凸部、支持部材、締付部材が接着するという問題も生じていた。さらに、異常振動を抑えるために、共振器の支持位置を移動して調整することは容易ではなかった。
　また、特許文献２に記載された共振器の固定部は、薄い板状のリブであるため、強度が弱く壊れやすいという問題があった。したがって、振動子を発振させながら支持位置の微調整を行うことは容易でなかった。また、ノーダルポイント以外の任意の位置で共振器を支持することは難しいという問題もあった。
　そこで、本発明は、任意の位置で共振器を支持でき、共振器が所定の振動数で安定して振動し、対象物に効率よく超音波振動を与えることができる共振器の支持装置を提供することを目的とする。
　上記した課題を解決するために、本発明にかかる共振器の支持装置は、振動子の超音波振動により共振する共振器と、前記共振器の外周面に形成された被支持部と、前記被支持部に係合して前記共振器の固有振動数がずれないように前記共振器を支持する支持手段とを備え、前記支持手段は、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる支持部材を、前記共振器と接触する箇所に備えることを特徴としている（請求項１）。
　また、本発明にかかる共振器の支持装置は、振動子の超音波振動により共振する共振器と、前記共振器の外周面に形成された被支持部と、前記被支持部に係合して前記共振器の固有振動数がずれないように前記共振器を支持する支持手段とを備え、前記支持手段は、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる支持部材を、前記共振器と接触する箇所に備えることを特徴としている（請求項２）。
　また、本発明にかかる共振器の支持装置は、前記共振器の下方に、超音波振動を印加する対象物を載置するステージをさらに備え、前記ステージは、少なくとも前記対象物を載置する載置面に対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えることを特徴としている（請求項３）。
　また、本発明にかかる共振器の支持装置は、前記共振器の下方に前記対象物を載置するステージをさらに備え、前記ステージは、少なくとも前記対象物を載置する載置面に音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えることを特徴としている（請求項４）。
　共振器を支持する支持部材の材質は、本発明者が実施した実験の結果、対数減衰率が大きい材質、または、音速が大きい材質が適していることを確認した。その実験結果によれば、対数減衰率が大きい材質は振動を伝達しにくいため、共振器の異常振動を素早く吸収し、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質のときに、共振器の異常振動を効果的に抑制できると考えられる（図５、６参照）。また、音速が大きい材質は振動の伝達速度が速いため、共振器の異常振動を素早く放散し、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質のときに、共振器の異常振動を効果的に抑制できると考えられる（図５、７参照）。
　したがって、請求項１の発明によれば、被支持部に係合して共振器を支持する支持手段は、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる支持部材を備えるため、共振器と接触する箇所において、振動の吸収速度が速く、共振器の振動方向と異なる異常振動を支持部材により精度よく吸収しつつ、共振器を所望の振動で安定して振動させることができる。よって、対象物に効率よく超音波振動を与えることができる。また、共振器を支持する位置は、ノーダルポイントに限らずどの位置でも支持することが可能であるため、装置構成を変更することができる。さらに、支持手段の大きさを小さくしたり支持手段の個数を減少できるため、装置の小型化や簡略化も可能である。
　また、請求項２の発明によれば、被支持部に係合して共振器を支持する支持手段は、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる支持部材を備えるため、共振器と接触する箇所において、振動の伝達速度が速く、共振器の振動方向と異なる異常振動を支持部材により精度よく放散しつつ、共振器を所望の振動で安定して振動させることができる。よって、対象物に効率よく超音波振動を与えることができる。また、共振器を支持する位置は、ノーダルポイントに限らずどの位置でも支持することが可能であるため、装置構成を変更することができる。さらに、支持手段の大きさを小さくしたり支持手段の個数を減少できるため、装置の小型化や簡略化も可能である。
　また、請求項３の発明によれば、対象物を載置するステージが、少なくとも対象物を載置する載置面に対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えるため、上記した支持手段側の支持部材により共振器を所望の振動で安定して振動させることができる上、共振器から対象物を介してステージに伝達された超音波振動を振動伝達抑止用保持部材により素早く吸収することができる。したがって、ステージの振動を抑制して、ステージに保持された対象物と共振器、またはステージに保持された対象物と共振器に保持された対象物の相対的な振動振幅を大きくし、対象物に効率よく超音波振動を印加することが可能となる。
　また、請求項４の発明によれば、対象物を載置するステージが、少なくとも対象物を載置する載置面に音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えるため、上記した支持手段側の支持部材により共振器を所望の振動で安定して振動させることができる上、共振器から対象物を介してステージに伝達された超音波振動を振動抑止用保持部材により素早く放散することができる。したがって、ステージの振動を抑制して、ステージに保持された対象物と共振器、または、ステージに保持された対象物と共振器に保持された対象物の相対的な振動振幅を大きくし、対象物に効率よく超音波振動を印加することが可能となる。
本発明の第１実施形態における超音波振動接合装置の概略構成図である。 第１実施形態における共振器の概略図である。 図２に示す共振器を支持手段により支持した状態の概略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ－Ａ線矢視断面図である。 支持手段の振動振幅を測定するための実験装置の概略構成図である。 支持手段の所定位置における振動振幅の測定結果である。 各材質の対数減衰率を示す図である。 各材質の音速を示す図である。 本発明の第２実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は部分断面図である。 図８に示す超音波振動接合装置の他の例の部分概略構成図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は部分断面図である。 本発明の第３実施形態における超音波振動接合装置のヘッド部およびステージ部の部分概略構成図である。 共振器およびステージの振動振幅の測定結果である。 本発明の第４実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図である。 本発明の第５実施形態における縦振動式超音波振動接合装置の概略構成図である。 第５実施形態との比較例としての従来における縦振動式超音波振動接合装置の概略構成図である。 本発明の第５実施形態における縦振動式超音波振動接合装置の他の例の概略構成図である。 本発明の第６実施形態における超音波振動切削装置の概略構成図である。 図１６に示す共振器の部分概略構成図である。
（第１実施形態）
　この発明の第１実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１はこの発明にかかる共振器の支持装置を組み込んだ超音波振動接合装置の一実施形態の概略構成図、図２は図１に示す超音波振動接合装置が備える共振器の構成図である。また、図３は支持手段により支持された共振器の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図であって、共振器のＡ－Ａ線矢視断面図である。また、図４は支持手段の振動振幅を測定するための実験装置の概略構成図、図５は支持手段の所定位置における振動振幅の計測結果、図６は各材質の対数減衰率を示すグラフ、図７は各材質の音速を示す図である。
１．装置構成
　第１実施形態では、本発明にかかる共振器の支持装置が組み込まれた超音波振動接合装置を例として説明する。本実施形態では、一方の接合の対象物である半導体の接合面に鉛錫はんだからなる金属溶融バンプ２３ａを有するチップ２３と、他方の接合の対象物である金属溶融バンプ２４ａを有する基板２４とを超音波振動により接合する。なお、チップ２３は後に説明する共振器７の保持手段４０に保持され、基板２４は後に説明するステージ１０に載置される。
　本実施形態における超音波振動接合装置は、図１に示すように、接合機構２７と、ステージ１０とステージテーブル１２とを有する実装機構２８と、位置認識部２９と、搬送部３０と、制御装置３１とを備えている。
　接合機構２７は、上下駆動機構２５と、ヘッド部２６とを備え、上下駆動機構２５は上下駆動モータ１とボルト・ナット機構２とにより、共振器支持部６を上下ガイド３でガイドしながら上下動できるように構成されている。そして、接合機構２７はフレーム３４に結合されて、フレーム３４はヘッド部２６の加圧中心の周辺を囲むように配設された４本の支柱１３により架台３５と連結されている。なお、支柱１３およびフレーム３４の一部は図示省略している。
　共振器支持部６は、ヘッド逃がしガイド５で上下方向にガイドされ、自重をキャンセルするための自重カウンター４に牽引された状態でボルト・ナット機構２に連結されている。そして、この共振器支持部６に共振器７を有するヘッド部２６が結合されている。
　また、共振器支持部６には圧力センサ３２が配設されており、共振器７とステージ１０との間に挟持された対象物（チップ２３、基板２４等）への加圧力が検出できるように構成されている。したがって、圧力センサ３２により検出された対象物に対する加圧力を制御装置３１へフィードバックすることで、当該フィードバック値に基づいて上下駆動機構２５を制御して、対象物への加圧力を制御することができる。また、共振器支持部６には共振器部高さ検出手段３６が備えられ、ヘッド部２６の高さを検出することができる。
　共振器支持部６に配設されたヘッド部２６は、共振器７と、振動子８と、チップ２３を吸着保持する保持手段４０と、基部２０と第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２からなる支持手段４４を備えている。
　共振器７は、図２に示すように、共振器７のほぼ中央の位置ｆ２と、両端位置ｆ０およびｆ４とが最大振幅点となるように、共振周波数の一波長の長さで構成されている。この場合、最大振幅点から１／４波長離れた位置ｆ３およびｆ１は、それぞれ第１および第２最小振幅点に相当する。また、共振器７は、位置ｆ４側から見た断面が円形である円柱状をしている。
　そして、共振器７の位置ｆ０には、共振器７の中心軸と同軸になるように振動子８が配設され、この振動子８が制御装置３１に制御されて超音波振動を発生し、それによって共振器７がその中心軸方向に振動する。
　さらに、共振器７の最大振幅点である位置ｆ２における共振器７の外周下面には、対象物であるチップ２３を保持するための保持手段４０が配設されている。
　保持手段４０は、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の材質により構成され、熱硬化型樹脂等によって共振器７に接着されている。また、共振器７から直接削り出して形成されてもよい。さらに、保持手段４０は超硬タングステンカーバイト、セラミックス、ダイヤモンド等、金属以外の材質により構成されてもよく、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属ろうによって共振器７に接着されるとしてもよい。
　また、保持手段４０には、対象物であるチップ２３を保持するために、一例として真空吸着による保持機構（図示せず）が備えられている。なお、この保持機構は、静電吸着、機械式のチャック等により対象物を保持する構成であってもよいし、これに限らず対象物を保持手段４０に直接貼り付けて保持する構成であってもよい。
　また、図２に示すように、共振器７の第１最小振幅点である位置ｆ３および第２最小振幅点である位置ｆ１では、共振器７の外周が凹状に形成され、共振器７を支持するための第１被支持部４１および第２被支持部４２が構成されている。この、第１被支持部４１および第２被支持部４２は、共振器７の中心軸と垂直の断面で切断した場合、八角形の断面形状をしている。なお、前記第１被支持部４１および第２被支持部４２の断面の形状は、八角形に限らず円形やその他の多角形でもよい。
　そして、図３（ａ）に示すように、共振器７は、前記第１被支持部４１および第２被支持部４２において、支持手段４４により支持されている。支持手段４４は、基部２０と第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２からなり、第１クランプ手段２１、第２クランプ手段２２は、支持部材によって形成されている。なお、第１クランプ手段２１が少なくとも第１被支持部４１と接触する部分、および、第２クランプ手段２２が少なくとも第２被支持部４２と接触する部分に支持部材を備えていればよい。また、第１クランプ手段２１、第２クランプ手段２２の全体が支持部材と同じ材質によって形成されていてもよい。この支持部材の材質等については、後で詳しく説明する。
　図３（ｂ）に示すように、第２被支持部４２には、基部２０に支持された第２クランプ手段２２の上部部材２２ａと下部部材２２ｂが嵌挿し、ボルト４３により上部部材２２ａと下部部材２２ｂとが固定されて、第２被支持部４２が挟持されている。同様に、第１被支持部４１には、基部２０に支持された第１クランプ手段２１の上部部材２１ａと下部部材２１ｂが嵌挿し、ボルト４３により上部部材２１ａと下部部材２１ｂとが固定されて、第１被支持部４１が挟持されている。
　そして、基部２０は共振器支持部６に固定され、上下駆動機構２５による加圧力をチップ２３および基板２４へ加える構成となっている。
　また、共振器７は、ボルト４３を緩めることで、共振器７の中心軸を回転の中心として回転可能に構成されている。例えば、共振器７の外周上に保持手段４０を複数備えることとした場合、ボルト４３を緩めて、共振器７の中心軸を中心に該共振器７を回転させることによって、保持手段４０を交換することができる。
　なお、共振器７を第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２に固定する方法は、ボルト４３に限らずどのようなものであってもよく、例えば、電気制御可能に構成された機械的なクランプ機構や、ワンタッチで取り付け可能なクランプ機構であってもよい。
　また、共振器７を支持する位置は、最小振幅点ｆ１、ｆ３に限らず、共振器７の任意の位置であってよい。また、第１被支持部４１、第２被支持部４２は凹状に限らず、凸状に形成されてもよく、その形状は任意である。また、保持手段４０の配設位置は、最大振幅点ｆ２に限らず、その他の最大振幅点であってもよいし、最大振幅点以外の任意の位置であってもよい。
　実装機構２８は、ステージ１０と、ステージテーブル１２とを備えている。ステージ１０は、基板２４を保持するための保持機構（図示せず）を備えている。ここでは、ステージ１０の保持機構として、真空吸着による保持機構を利用したものを用いる。なお、保持機構は静電吸着を利用したものでもよく、その他の保持機構やステージ１０上に基板２４を置くだけとしてもよい。
　また、ステージテーブル１２は、平行・回転移動自在な移動軸を備え、チップ２３に対する基板２４の位置を調整するように移動する構成となっている。
　位置認識部２９は、対向配置されたチップ２３と基板２４の間に挿入されて、上下のチップ２３および基板２４各々の位置認識用のアライメントマークを認識する上下マーク認識手段１４と、チップ２３、基板２４および共振器７の振幅を検出する振幅検出器３３と、これらの認識手段１４および振幅検出器３３を水平および／または上下移動させる認識手段移動テーブル１５とを備えている。
　搬送部３０は、チップ２３を搬送するチップ供給装置１６およびチップトレイ１７と、基板２４を搬送する基板搬送装置１８および基板搬送コンベア１９とを備えている。
　制御装置３１は、ヘッド部２６へ加えられる加圧力や振動子８へ印加される電圧値および／または電流値より求められる超音波振動エネルギー等を制御する。さらに、制御装置３１は、超音波振動接合装置全体の制御を行うための操作パネル（図示省略）を備えており、共振器部高さ検出手段３６によるヘッド部２６の高さ位置の検出信号によって上下駆動機構２５を制御し、ヘッド部２６の図１中の矢印Ｚ方向の高さを調節することができる。
２．支持部材および異常振動の抑止効果の原理
　共振器７を支持する支持手段４４の支持部材の材質について、本発明者は以下のような実験により、支持部材として適した材質の条件を見出した。
　図４は、本実験で使用した実験装置の概略構成図であり、図３に示す支持手段４４の第１、第２クランプ手段２１、２２全体を支持部材に使用する材質で形成して、その振動振幅を測定した。図４に示すように、本実験装置は、基台５０の上面に第１、第２クランプ手段２１、２２に相当する支持部材５１、５２を設置し、共振器７の第１被支持部４１および第２被支持部４２にそれぞれ支持部材５１、５２を嵌挿して共振器７を支持した。また、共振器７の振動方向と異なる異常振動を吸収するように、共振器７の最小振動振幅点（図２の位置ｆ１、ｆ３に相当）に第１被支持部４１および第２被支持部４２を形成し、支持部材５１、５２により支持した。ここで、第１、第２クランプ手段２１、２２全体を支持部材に使用する材質で形成することにより、図４に示す各計測位置Ｃ、Ｄ、Ｅにおいて、振動振幅がどのように変化しているのか比較することができ、振動の抑制効果の検証の正当性が担保される。
　また、支持部材５１、５２に向かって共振器７の中心軸方向にレーザー光を照射して支持部材５１、５２の振動振幅を測長手段５５により測定した。測長手段５５は、駆動機構（図示せず）により上下方向に移動可能に設置され、所望の計測位置に移動して支持部材５１の振動振幅を測定できるようにした。
　本実験では、種々の材質を支持部材５１、５２として共振器７を支持し、共振器７を共振させた状態で、図４に示すように、支持部材５１の共振器に近い位置Ｃ、中央部Ｄ、基台に近い位置Ｅにおける支持部材５１の振動振幅を測定した。
　図５は、上記した実験結果の一例として、オーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０４）、純Ｔｉ、Ｔｉ合金（６Ａｌ－４Ｖ）、Ａｌ合金（ジュラルミン）、双晶型制振合金の一種であるＭｎ－Ｃｕ合金で、Ｎｉ、Ｆｅ等をさらに添加したＭｎ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｆｅ合金である大同特殊鋼（株）の製品Ｄ２０５２を支持手段５１、５２とした場合の振動振幅を示した図である。
　図５に示すように、例えば、支持部材５１がＳＵＳ３０４の場合、支持部材５１は、共振器７に近いＣの位置では共振器７の振動とともに振動しているため振動振幅が大きく、基台５０に近い位置Ｅでは振動振幅が小さくなっている。純Ｔｉ、Ｔｉ合金もＳＵＳ３０４と同じような傾向を示すが、共振器７に近いＣの位置における振動振幅は、いずれもＳＵＳ３０４よりも小さい値となっている。
　また、ジュラルミン、Ｍｎ－Ｃｕ合金の場合は、共振器７に近いＣの位置では、共振器７に近いにもかかわらず、振動振幅が小さくなっている。また、位置Ｃ、Ｄ、Ｅを通して、振動振幅がほとんど変化しないことが分かる。したがって、ジュラルミン、Ｍｎ－Ｃｕ合金では、共振器７の異常振動を抑制する効果が非常に大きいことが分かる。
　また、これらの材質を実際に超音波振動接合装置に組み込んで使用した場合、共振器の共振周波数の変化や異音の発生の有無などの使用感から、図５に示した材質では、純Ｔｉ、Ｔｉ合金、ジュラルミン、Ｍｎ－Ｃｕ合金が使用可能な材質であった。
　ここで、各材質の特性より、使用可能な材質の選定基準について考える。はじめに、各材質の対数減衰率に注目して考察する。対数減衰率とは、振動の吸収率を示す特性であり、対数減衰率が高い材質ほど振動が伝達されにくく、振動が素早く吸収される。図６に、種々の材質についての対数減衰率を示す。
　図５で最も振動振幅が小さい結果を得られたＭｎ－Ｃｕ合金は、図６におけるサイレンサーに相当し、対数減衰率が０．７～０．８という値を示している。したがって、共振器７で発生した異常振動がＭｎ－Ｃｕ合金によって素早く吸収されるため、共振器７の異常振動が効果的に抑制されると考えられる。
　また、他の材質については、例えば、片状黒鉛鋳鉄と球状黒鉛鋳鉄について比較すると、一般的に、片状黒鉛鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄よりも振動抑止材として優れていることが知られている。また、図６に示したフェライト系ステンレスは、オーステナイト系ステンレスの５０倍の振動抑止効果があり、振動抑止材として優れていることも知られている。
　したがって、図６より、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質が、支持部材の材質として適していると考えられる。また、実用的には、０．１以上の材質であることが望ましい。
　一方、Ａｌ合金であるジュラルミン、Ｔｉ合金は、図６では対数減衰率が０．０１以下であるにもかかわらず、図５に示した実験結果では、振動振幅が小さく振動抑止材として優れているという結果が得られている。そこで、次に、各材質の音速に注目して、共振器７の支持部材の材質の選定基準について考える。
　音速は振動が伝達する速さであり、音速が大きいほど振動が材質中を素早く伝達し、放散されることになる。図７に、種々の材質についての音速を示す。図７に示すように、図５で振動振幅が小さいという結果が得られたジュラルミンの音速は６３２０ｍ／ｓ、Ｔｉ合金は６５００ｍ／ｓという値を示している。また、オーステナイト系ステンレスの音速は５７９０ｍ／ｓである。したがって、音速が大きい材質であるほど、共振器７の異常振動が素早く放散されるため、共振器７の異常振動が効果的に抑制されると考えられる。
　また、実際の使用感等より、音速が５９９０ｍ／ｓである純Ｔｉ、５９５０ｍ／ｓである鉄は、振動抑止材として使用可能であるため、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質が、支持部材の材質として適していると考えられる。また、実用的には、６０００ｍ／ｓ以上の材質であることが望ましい。
　本実施形態では、対数減衰率および音速の両方が上記した条件を満足している双晶型制振合金（例えば、上記したＭｎ－Ｃｕ合金）により、第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２全体を形成し、これらを共振器７の第１被支持部４１および第２被支持部４２に嵌挿することにより、共振器７が支持されている。
　ところで、双晶型制振合金は、負荷が加えられると材料内部に双晶が発生し、負荷の大きさに応じて双晶の大きさが変化したり移動したりする材料である。また、双晶の発生と移動により運動エネルギーが熱エネルギーに変換されて負荷が吸収されるため、双晶型制振合金に振動が加えられると、材料内部において振動が吸収されて、振動の伝達が抑制される。したがって、振動を抑制する材料として種々の分野で使用されている。
　一方、本実施形態のような超音波振動接合装置は共振器の超音波振動を利用するものであるため、共振器７の振動方向と異なる異常振動等は抑制したいものの、共振器７自体は所定の周波数で安定して振動させる必要がある。したがって、双晶型制振合金を共振器７の支持部材として使用すると共振器７自体の振動も抑制されると推測されることから、従来、双晶型制振合金は、共振器７の支持部材としては使用されていなかった。
　しかし、上記した本発明者による実験の結果、双晶型制振合金を共振器７の支持部材として使用したときに、共振器７の異常振動等を抑制しつつ、共振器７自体の振動を所定の周波数で安定させ得ることが分かった。これは、双晶型制振合金は、いわゆる超音波の周波数帯域の振動に対して、その周波数に追随して微小な双晶を材料内部に次々と発生するためであるからと考えられる。したがって、双晶型制振合金は、超音波を使用する共振器７の支持部材として適していると言える。なお、最も望ましくは双晶型制振合金の一種であるＭｎ－Ｃｕ合金で、Ｎｉ、Ｆｅ等をさらに添加したＭｎ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｆｅ合金により第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２を形成するのがよい。
　なお、支持部材の材質は、双晶型制振合金に限らず、対数減衰率が０．０１～１の範囲の材質、または、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質であれば、どのようなものを使用してもよい。また、共振器７の両被支持部４１、４２に上記した材質の支持手段４４が接触していれば、支持手段４４の形状、大きさはどのようなものであってもよい。
３．接合動作
　次に、チップ２３を基板２４に面実装するために、チップ２３の金属溶融バンプ２３ａと基板２４の金属溶融バンプ２４ａとを超音波振動により接合する一連の動作について説明する。
　まず、対象物であるチップ２３および基板２４の設置を行う。チップ２３はチップ供給装置１６によりチップトレイ１７から共振器７の保持手段４０に供給され、吸着保持される。また、基板２４は、基板搬送装置１８により基板搬送コンベア１９からステージ１０に供給され、吸着保持される。
　そして、それぞれの接合面が対向するように対向保持されたチップ２３と基板２４との間に上下マーク認識手段１４が認識手段移動テーブル１５により挿入され、対向保持されたチップ２３および基板２４各々の位置合わせ用アライメントマークの位置が上下マーク認識手段１４により検出される。この後、チップ２３の位置を基準として、ステージテーブル１２を平行・回転移動することで基板２４の位置を移動させてチップ２３および基板２４の位置の調整が行われる。
　次に、前記チップ２３および基板２４の接合位置が整合された状態（金属溶融バンプ２３ａ、２４ａの位置が合わされた状態）で、上下マーク認識手段１４が認識手段移動テーブル１５により待避される。続いて、上下駆動機構２５により、ヘッド部２６の下降が開始され、チップ２３と基板２４とが接近される。そして、チップ２３の金属溶融バンプ２３ａと基板２４の金属溶融バンプ２４ａとが接触すると、圧力センサ３２からの検出信号に基づき、チップ２３および基板２４とが共振器７およびステージ１０との間に挟持されたことが検出される。
　そして、上下駆動機構２５に設置された上下駆動モータ１が、制御装置３１により制御され、所定の加圧力がチップ２３および基板２４に加えられ、超音波振動接合が開始される。
　接合中は、制御装置３１により、例えば、振動子８に印加される電流値および電圧値から求められる超音波振動エネルギー、共振器７の共振振幅および加圧力の監視と制御が行われる。
　共振器７を支持する支持手段４４の第１、第２クランプ手段２１、２２の少なくとも一部は、上記した材質の支持部材により形成されているため、共振器７の振動方向以外の異常振動等は、支持部材４４により効果的に抑制されつつ、共振器７は所定の振動数で安定して振動する。ところで、チップ２３および基板２４の接合面には、小さな凹凸や複数の金属溶融バンプ２３ａ，２４ａの高さに違いなどがあるため、接合が進む過程において接合面積が徐々に大きくなると、チップ２３と基板２４の接合力は徐々に大きくなり、チップ２３および基板２４の相対振動振幅の大きさは徐々に小さくなる。
　そして、チップ２３および基板２４の間の接合力が、チップ２３を保持している保持手段４０およびチップ２３の間または基板２４およびステージ１０の間の摩擦力よりも大きくなり、保持手段４０およびチップ２３の間または基板２４およびステージ１０の間に、保持手段４０およびチップ２３の間または基板２４およびステージ１０の間の作用する最大静止摩擦力の大きさ以上の力が加わると、保持手段４０およびチップ２３の間または基板２４およびステージ１０の間に作用する摩擦力が静止摩擦力から動摩擦力に移行し、保持手段４０およびチップ２３または基板２４およびステージ１０が相対的に振動することとなる。したがって、共振器７（振動子８）から伝達される超音波振動がチップ２３および基板２４に十分伝達されず、接合が進まないこととなる。
　そこで、接合開始から時間とともに保持手段４０およびチップ２３の間または基板２４およびステージ１０の間の摩擦力を大きくするために加圧力を増大すると、保持手段４０およびチップ２３の間または基板２４およびステージ１０の相対振動振幅が抑えられ、チップ２３に超音波振動が伝達され、チップ２３と基板２４との相対振動振幅が大きくなるため、チップ２３と基板２４の接合面に新生面が現れ、接合面積はより大きくなっていく。
　また、上記したように接合面積が増大するにつれて、チップ２３と基板２４の相対振動振幅は小さくなるので、加圧力を大きくするとともに、超音波振動エネルギーを増大し、チップ２３と基板２４との相対振動振幅の大きさが所定値に保持されるように制御が行われる。
　具体的には、制御装置３１により、所定の加圧力ｐおよび超音波振動エネルギーｅを印加して接合動作を進め、振幅検出器３３により、チップ２３および基板２４の相対振動振幅を検出したときに、前記相対振動振幅が所定値以下になったときに、制御装置３１により加圧力および超音波振動エネルギーをそれぞれΔｐ、Δｅ増加させる制御が行われる。Δｐ、Δｅの値は、チップ２３および基板２４の種類等による最適値を、予め求めておけばよい。
　また、超音波振動エネルギーの制御は、例えば、振動子８に印加した電圧と電流の位相が一致し、かつ、共振器７の振動振幅およびチップ２３と基板２４との相対振動振幅の大きさが所定の値に保持されるように、振動子８の電圧を所定値に保持しながら電流を調整して行われるようにしてもよい。
　なお、一例として、振動子８の発信周波数は４０ｋHｚ、振動子８への印加電圧は０Ｖ～１０Ｖの範囲内で設定を行っている。また、部材、面積などにより違いがあるが、一例としてチップ２３と基板２４との相対振動振幅の大きさは、０．１μｍ～０．５μｍ程度の振幅である。
　そして、接合面積が目的値に達したときに、接合を終了する。接合終了時は、予め目的とされる接合面積を接合するために必要な加圧力、超音波振動エネルギーおよび接合時間を求めておき、その目的値に達したときを接合終了時とする。
　チップ２３および基板２４の接合が終了すると、共振器７によるチップ２３の吸着が解除され、ヘッド部２６の復帰移動が行われる。この後、チップ２３が実装された状態で、ステージ１０上に保持された基板２４が基板搬送装置１８により基板搬送コンベア１９へ排出されて一連の接合動作が終了する。
　したがって、上記した実施形態によれば、第１被支持部４１および第２被支持部４２に係合して共振器７を支持する支持手段４４の第１、第２クランプ手段２１、２２の両被支持部４１、４２に接触する部分に、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる支持部材を備えることにより、共振器７と接触する箇所において、振動の吸収速度が速く、共振器７の振動方向と異なる異常振動を支持部材により精度よく吸収することができる。また、共振器７を共振器の固有振動数がずれることなく所望の振動で安定して振動させることができる。ここで、支持部材の材質の対数減衰率は、０．１以上であることが望ましい。
　また、第１被支持部４１および第２被支持部４２に係合して共振器７を支持する支持手段４４の第１、第２クランプ手段２１、２２の両被支持部４１、４２に接触する部分に、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる支持部材を備えることにより、共振器７と接触する箇所において、振動の伝達速度が速く、共振器の振動方向と異なる異常振動を支持部材により精度よく放散することができる。また、共振器７を共振器の固有振動数がずれることなく所望の振動で安定して振動させることができる。なお、支持部材の材質の音速は６０００ｍ／ｓ以上であることが望ましい。なお、第１、第２のクランプ手段２１、２２の全体を上記した材質により形成してもよいのは勿論である。
　また、上記した材質によって支持部材を形成することにより、チップ２３と基板２４とに効率よく超音波振動を与えることができるため、共振器７を支持する位置は、ノーダルポイントに限らずどの位置でも支持することが可能になる。したがって、チップ２３と基板２４の大きさや形状等に応じて支持手段４４の位置や形状等も変化させることができ、装置構成を変更することが可能となる。さらに、支持手段４４の大きさを小さくしたり支持手段４４の個数を減少できるため、装置の小型化や簡略化も可能である。
（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について図８、図９を参照して説明する。図８は本発明の第２実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は部分断面図である。図９は図８に示す超音波振動接合装置の他の例の部分概略構成図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は部分断面図である。以下に、第１実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図８、図９において、図１ないし図４と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
　本実施形態に示す超音波振動接合装置が第１実施形態と相違する点は、振動子６０を有する共振器６１が振動しながら所定の方向に回転して、共振器６１に備えられた加圧部６２により対象物である基板６３および６４の接合を行う点である。
　図８（ａ）に示すように、本実施形態のヘッド部２６は、振動子６０を有する共振器６１と、加圧部６２と、基部６５と第１クランプ手段６６と第２クランプ手段６７からなる支持手段６８を備えている。なお、支持手段６８は、第１実施形態に示した支持手段４４と同様であるため、説明は省略する。また、ステージ７０は、第１実施形態のステージ１０と同様であるため、説明は省略する。
　図８（ｂ）に示すように、共振器６１には第１被支持部７１および第２被支持部７２が共振器６１の外周に形成され、第１、第２クランプ手段６６、６７のそれぞれ両被支持部７１、７２に接触する部分には、支持部材７３、７４が備えられ、これら支持部材７３、７４により両被支持部７１、７２が支持されている。また、支持部材７３の外周には、内周部７６ａと外周部７６ｂとの間に球体７７を備えたボールベアリング７８が備えられている。そして、内周部７６ａ、外周部７６ｂ、球体７７がそれぞれ摺動する構成となっている。
　同様に、支持部材７４の外周には、内周部８０ａと外周部８０ｂとの間に球体８１を備えたボールベアリング８２が備えられている。そして、内周部８０ａ、外周部８０ｂ、球体８１がそれぞれ摺動する構成となっている。したがって、共振器６１と加圧部６２と支持部材７３、７４と内周部７６ａ、８０ａとが一体となって自在に回転する構成となっている。
　そして、図８（ａ）に示すように、ステージ７０の上面には、一方の対象物である基板６３が載置され、さらに基板６３の上面の所定位置には、他方の対象物である基板６４が載置されている。
　そして、上下駆動機構２５（図１参照）により、加圧部６２が基板６４の上面の所定位置に当接するように下降して、基板６３と基板６４を重ね合わせて加圧し、超音波振動を印加する。
　このとき、ステージ７０は実装機構２８のステージテーブル１２（図１参照）により図８に示すＹ方向に移動されるため、対象物である基板６３、６４を加圧している加圧部６２は、ステージ７０の移動に伴い従動的に回転する。よって、加圧部６２と一体になった共振器６１と支持部材７３、７４と内周部７６ａ、８０ａも回転することとなる。したがって、基板６３および基板６４の間の接合部が、ステージテーブル１２により移動されながら加圧部６２により加圧されることにより接合される。
　次に、図８に示す超音波振動接合装置の他の例について図９を参照して説明する。図９に示す超音波振動接合装置が、図８に示す超音波振動接合装置と異なる点は、加圧部６２が支持手段６７の外側の共振器６１の外周面に設けられている点であり、その他の構成および動作は図９に示す超音波振動接合装置の構成および動作と同一であるため、その構成および動作の説明は省略する。このように構成しても、ステージテーブル１２により移動される基板６３および基板６４を加圧部６２により加圧することで、基板６３および基板６４を接合することができる。
　したがって、第２実施形態では、基板６３、６４が大基板であったり、細長い形状である場合には、基板６３と基板６４の接合部分を移動させながら連続して効率よく接合動作を行うことができる。
　また、ボールベアリング７８、８２は、上記したような従動的な移動ではなく、回転モータ等の駆動機構を備え、駆動機構によって自発的に回転する構成であってもよい。さらに、この場合ステージ７０が従動的に移動する構成であってもよい。また、ボールベアリング７８、８２自体が支持部材７３、７４と同じ材質により形成されていてもよい。
（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態について、図１０、１１を参照して説明する。図１０は、第３実施形態における超音波振動接合装置のヘッド部およびステージ部の部分概略構成図、図１１は第３実施形態における超音波振動接合装置の共振器およびステージの振動振幅の測定結果である。以下に、第１実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図１０、図１１において、図１ないし図９と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
　本実施形態に示す超音波振動接合装置が第１実施形態と相違する点は、第１クランプ手段２１および第２クランプ手段２２が支持部材により形成されていることに加えて、基板２４を保持するステージ９０全体が振動伝達抑止用保持部材によって形成されている点である。本実施形態では、図１０に示すように、振動伝達抑止用保持部材に上記した双晶型制振合金（例えば、上記したＭｎ－Ｃｕ合金）を用いてステージ９０全体を形成している。
　図１０に示すように共振器７に保持されたチップ２３とステージ９０上に保持された基板２４を接触して超音波振動を印加すると、チップ２３および基板２４だけでなく、チップ２３および基板２４を介してステージ９０にも超音波振動が伝達され、ステージ９０自体が振動することとなる。したがって、ステージ９０を振動伝達抑止用保持部材で形成することにより、上記したステージ９０の振動を抑制してチップ２３と基板２４とに効率よく超音波振動を印加することができると考えられる。
　そこで、図１０に示すように、測長手段９５により共振器７の中心軸方向にレーザ光を照射して、ステージ９０が鉄により形成されている場合のステージ９０の振動振幅と、ステージ９０が振動伝達抑止用保持部材により形成されている場合のステージ９０の振動振幅を測定した。図１１にその測定結果を示す。なお、共振器７の振動振幅も測定し、その測定結果も同図に示した。
　なお、測長手段９５は、駆動機構（図示せず）により上下方向に移動可能に設置され、所望の計測位置に移動してステージ９０および共振器７の振動振幅を測定できるようにした。また、本実験では、共振器７を共振させた状態で、図１０に示すようにステージ９０にレーザ光を照射できる位置Ｆにおいてステージ９０の振動振幅を測定し、共振器７にレーザ光を照射できる位置Ｇにおいて共振器７の振動振幅を測定した。
　図１１に示すように、共振器７に与えられる超音波振動エネルギーの出力が１００％のとき、ステージ９０が鉄により形成されている場合のステージ９０の振動振幅は３μｍであった。また、このときの共振器７の振動振幅は１０μｍであった。したがって、この場合、共振器７に保持されたチップ２３とステージ９０に保持された基板２４との相対振動振幅は７μｍとなり、チップ２３と基板２４とは７μｍの振動振幅で摺動されることとなる。
　一方、ステージ９０が振動伝達抑止用保持部材により形成されている場合には、図１１に示すように、共振器７に与えられる超音波振動エネルギーの出力が１００％のとき、ステージ９０の振動振幅は０．２μｍであった。したがって、この場合、共振器７に保持されたチップ２３とステージ２０に保持された基板２４との相対振動振幅は９．８μｍとなり、チップ２３と基板２４とは９．８μｍの振動振幅で摺動されることとなる。よって、ステージ９０が振動伝達抑止用保持部材により形成されている場合には、共振器７からチップ２３および基板２４を介してステージ９０に伝達される超音波振動が振動伝達抑止用保持部材により抑制され、チップ２３および基板２４の相対振動振幅を大きくして、チップ２３および基板２４を効率よく接合することができる。
　したがって、第３実施形態によると、基板２４を載置するステージ９０が振動伝達抑止用保持部材により形成されるため、共振器７からチップ２３および基板２４を介してステージ９０に伝達された超音波振動を、振動伝達抑止用保持部材により精度よく抑制することができる。したがって、ステージ９０の振動を抑制してチップ２３と基板２４の相対振動振幅を大きくし、チップ２３と基板２４に効率よく超音波振動を印加して接合することが可能となる。
　なお、上記した振動伝達抑止用保持部材として対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質を使用すると、ステージ９０に伝達される超音波振動が振動伝達抑止用保持部材により精度よく吸収されて、ステージ９０の振動が抑止される。ここで、振動伝達抑止用保持部材の材質の対数減衰率は、０．１以上であることが望ましい。
　また、上記した振動伝達抑止用保持部材として音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質を使用すると、ステージ９０に伝達される超音波振動が振動伝達抑止用保持部材により精度よく放散されて、ステージ９０の振動が抑止される。なお、振動伝達抑止用保持部材の材質の音速は６０００ｍ／ｓ以上であることが望ましい。
　なお、ステージ９０の振動伝達抑止用保持部材の材質は、本実施形態に示した双晶型制振合金に限らず、対数減衰率が０．０１～１の範囲の材質、または、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質であれば、どのようなものを使用してもよい。また、ステージ９０全体が振動伝達抑止用保持部材によって形成されていなくても、少なくともステージ９０の載置面に振動伝達抑止用保持部材を備えていればよい。
（第４実施形態）
　次に、本発明の第４実施形態について、図１２を参照して説明する。図１２は、第４実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図である。以下に、第１実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図１２において、図１ないし図１１と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
　本実施形態に示す超音波振動接合装置が第１実施形態と相違する点は、共振器７がノーダルポイント以外の位置で支持され、保持手段１００が、共振器７の振動子８が配置された一端とは反対側の他端に形成されている点である。なお、ステージ１０７は、第１実施形態のステージ１０と同様であるため、説明は省略する。
　図１２に示すように、対象物であるチップ１０４を保持する保持手段１００は、共振器７の振動子８が配置された一端（右側）とは反対側の他端（左端）付近の外周における上下２箇所に形成されている。また、共振器７の外周のノーダルポイントｆ１、ｆ３よりも共振器７の一端及び他端それぞれに近い２箇所には、凹状の形状を有する被支持部（図示せず）が形成されている。そして、被支持部にそれぞれ支持部材により形成された第１クランプ手段１０２および第２クランプ手段１０３が嵌挿され、共振器７が支持されている。そして、第１クランプ手段１０２および第２クランプ手段１０３はさらに支持台１０１に支持され、支持台１０１に配設された移動機構（図示せず）により、支持台１０１ごと同図中に示したＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動され、共振器７の保持手段１００の位置が所定の位置に移動される構成となっている。
　また、図１２に示すように、ステージ１０７の上面には、一方の対象物である基板１０５が載置されている。そして、上記した移動機構により、チップ１０４の所定の金属溶融バンプ１０４ａと基板１０５の所定の金属溶融バンプ１０５ａが当接するように支持台１０１が下降され、チップ１０４と基板１０５とが重ね合わされて超音波振動により接合される。
　したがって、第４実施形態によると、第１クランプ手段１０２および第２クランプ手段１０３の間隔が広く形成され、共振器７を支持する第１クランプ手段１０２および第２クランプ手段１０３がノーダルポイントｆ１、ｆ３よりも共振器７の両端寄りに形成され、しかも第１クランプ手段１０２は保持手段１００に近い位置に配置されているため、共振器７を高剛性に支持しつつ、共振器７の異常振動等を抑止して、共振器７を共振器７の固有振動数がずれることなく所望の振動で安定して振動させることができる。したがって、チップ１０４および基板１０５をより高い加圧力で加圧することができる。
　また、保持手段１００が、共振器７の他端付近に形成されているため、例えば、箱状の形状を有する対象物の内部において接合動作を行うことも可能である。さらに、保持手段１００が共振器７の他端側の外周の上下２箇所に形成されているので、共振器７を共振器の軸に対して１８０度回転して、保持手段１００を交換することも可能である。
　なお、第１および第２クランプ手段１０２、１０３の被支持部に接触する部分に支持部材が備えられていれば、第１および第２クランプ手段１０２、１０３の一部が支持部材によって形成されていてもよいし、第１および第２クランプ手段１０２、１０３全体が支持部材により構成されていてもよい。また、共振器の外周に形成された被支持部の形状は凹状に限らず、その他の形状であってもよい。
　また、ステージ１０７は振動伝達抑止用保持部材で形成されてもよく、ステージ１０７の振動を振動伝達抑止用保持部材によって抑制してチップ１０４と基板１０５に効率よく超音波振動を印加する構成であってもよい。
（第５実施形態）
　次に、本発明の第５実施形態について、図１３ないし図１５を参照して説明する。図１３は本発明の第５実施形態における縦振動式超音波振動接合装置の概略構成図、図１４は比較のための従来における縦振動式超音波振動接合装置の概略構成図、図１５は本発明の第５実施形態における縦振動式超音波振動接合装置の他の例の概略構成図である。以下に、第１実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図１３ないし図１５において、図１ないし図１２と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
　本実施形態に示す超音波振動接合装置が第１実施形態と相違する点は、対象物であるチップ１１０および基板１１１に印加する超音波の振動方向が、チップ１１０および基板１１１の面に対して垂直方向となる縦振動式の超音波振動接合装置であり、この縦振動式超音波振動接合装置に本発明にかかる共振器の支持装置を使用した点である。
　図１３に示すように、本実施形態における縦振動式超音波振動接合装置１１２は、ステージ部１１３と、上下駆動部１１４と、ヘッド部１１５とを備えている。
　ステージ部１１３は、対象物であるチップ１１０および基板１１１を載置するステージ１１７を備えている。なお、ステージ１１７は第１実施形態のステージ１０と同様であるため、説明は省略する。
　上下駆動部１１４は、スタンド１１８の上面に支柱１１９と、支持台１２０と、ばね１２１と、加圧力を検出するロードセル１２２と、シリンダジョイント１２３と、エアシリンダ１２４と、トリガー部１２５とを備えている。また、支持台１２０にはガイド１２６が配設され、エアシリンダ１２４が加圧または減圧されることにより、シリンダジョイント１２３、ロードセル１２２、ばね１２１を介して支持台１２０が上下移動し、支持台１２０の上下移動に伴ってガイド１２６が支柱１１９に沿って上下に摺動して、これにより、ヘッド部１１５が上下移動するようになっている。
　また、トリガー部１２５は、センサ部１２７と、ドグ１２８とを備えている。センサ部１２７は支持台１２０の端部に配置され、凹部を有しその内側にフォトマイクロセンサを備えている。また、ドグ１２８は、センサ部１２７と対向する位置に、センサ部１２７の凹部に出入可能に配設されている。そして、エアシリンダ１２４によってばね１２１が加圧されて縮むと、センサ部１２７の凹部にドグ１２８が挿入され、センサ部１２７のフォトマイクロセンサによりドグ１２８が検知されると、後に説明するヘッド部１１５の振動子１３１に電圧が印加され、振動子１３１が振動して共振器１３０が共振する構成となっている。なお、トリガー部１２５は、その他のスイッチ機構により構成されていてもよい。また、ロードセル１２２によりエアシリンダ１２４による加圧力を検出して、所定の大きさの加圧力を検出したときに振動子１３１に電圧が印加される構成としてもよい。
　さらに、支柱１１９にはリニアエンコーダ１２９が配置され、ガイド１２６の上下移動に従ってヘッド部１１５の高さを検出できるように構成されている。
　ヘッド部１１５は、共振器１３０と振動子１３１を備えている。共振器１３０は軸方向の長さが共振器の共振周波数の１／２波長の長さとなるように形成され、共振器１３０の両端が最大振動振幅点、最大振動振幅点から１／４波長の位置が最小振動振幅点（ノーダルポイント）となっている。また、共振器１３０は、ホーン１３２と中間ブースター１３３とを備え、中間ブースター１３３の一端に振動子１３１、他端にホーン１３２が配置されている。そして、ホーン１３２の中間ブースター１３３が配置された一端とは反対の他端に、対象物に当接して超音波振動を印加する接合部１３４が形成されている。
　また、共振器１３０は、支持手段１３５により支持されて、支持台１２０に配置される構成となっている。支持手段１３５は、第１クランプ手段１３６、第２クランプ手段１３７および基部１３８とを有し、中間ブースター１３３の外周に形成された凹状の被支持部（図示せず）に第１クランプ手段１３６が嵌挿し、振動子１３１の外周に形成された凹状の被支持部（図示せず）に第２クランプ手段１３７が嵌挿して、共振器１３０が支持される。また、第１および第２クランプ手段１３６，１３７の被支持部に接触する部分には支持部材が備えられ、これら支持部材により共振器１３０が支持されている。なお、中間ブースター１３３および振動子１３１の外周に形成された被支持部の形状は凹状に限らず、第１、第２クランプ手段１３６，１３７はその全体が支持部材により構成されていてもよい。
　なお、第５実施形態との比較例として挙げた従来の縦振動式超音波振動接合装置のヘッド部１１５は、図１４に示すように、共振器１３０の中間ブースター１３３の外周に凸部１４４が形成され、凸部１４４を挟むように中間ブースターの外周に２本のシリコンゴムからなるＯリング１４５が配設され、Ｏリング１４５と凸部１４４が凹部を有する支持部１４６の凹部に嵌挿されて支持され、支持台１２０に配置された筒部１４７に収納された構成となっている。このような構成では、Ｏリング１４５はシリコンゴムからなるので柔らかく、特に、ノーダルポイント以外の位置で共振器１３０を支持すると、振動子１３１に電圧を印加して超音波振動を発生させたときに共振器１３０全体に発生する異常振動等を抑えることが難しく、共振器１３０を共振器の固有振動数がずれることなく所望の振動で安定して振動させることが困難である。また、この装置では対象物の面に対して垂直方向に超音波振動が印加されるため、超音波振動が安定しなければ対象物に過度の加圧力がかかり、対象物を破損するおそれもある。また、共振器１３０を共振器の固有振動数がずれることなく所望の振動で安定して振動するように支持するには、支持装置の構成が大きく複雑になり、装置の小型化や簡略化を実現することが難しい。
　これに対し、図１３に示すような本発明の第５実施形態の装置構成を採用した場合には、ノーダルポイント以外の位置でも共振器１３０を安定して支持して、共振器１３０を共振器１３０の固有振動数がずれることなく所望の振動で安定して振動させることができ、対象物の破損を防止して精度よくチップ１１０および基板１１１を接合することが可能である。また、装置全体を小型化や簡略化することも可能である。
　次に、第５実施形態における縦振動式超音波振動接合装置の他の例について説明する。図１５に示す共振器１５０は、軸方向の長さが共振器の共振周波数の１波長の長さとなるように形成され、共振器１５０の両端および中央が最大振動振幅点、最大振動振幅点から１／４波長の位置が最小振動振幅点（ノーダルポイント）となっている。また、共振器１５０は、ホーン１５２と中間ブースター１５３とを備え、中間ブースター１５３の一端に振動子１３１、他端にホーン１５２が配置されている。そして、ホーン１５２の中間ブースター１５３の配置された一端とは反対の他端には、対象物に当接して超音波振動を印加する接合部１５４が形成されている。
　また、共振器１５０は、支持手段１５５により支持されて、支持台１２０に配置される構成となっている。支持手段１５５は、第１クランプ手段１５６と、第２クランプ手段１５７と、基部１５８とを有し、中間ブースター１５３の外周に形成された凹状の被支持部（図示せず）に第１および第２クランプ手段１５６、１５７が嵌挿して、共振器１５０が支持される構成となっている。このような構成により、共振器１５０を共振器の固有振動数がずれることなく所望の振動でより安定して振動させることができる。
　また、図１３に示す縦振動式超音波振動接合装置と同様に、第１および第２クランプ手段１５６、１５７の被支持部に接触する部分には支持部材が備えられている。また、中間ブースター１５３の外周に形成された被支持部の形状は凹状に限らず、第１および第２クランプ手段１５６、１５７はその全体が支持部材により構成されていてもよい。
　したがって、第５実施形態によると、縦振動式の超音波振動接合装置であっても、共振器１３０，１５０を共振器１３０，１５０の固有振動数がずれることなく所望の振動で安定して振動させることができ、対象物の破損を防止して精度よく接合することが可能である。また、装置全体を小型化や簡略化することも可能である。
（第６実施形態）
　次に、本発明の第６実施形態について、図１６および図１７を参照して説明する。第６実施形態では、本発明にかかる共振器の支持装置が組み込まれた超音波振動切削装置を例として説明する。図１６は、第６実施形態における超音波振動切削装置の概略構成図、図１７は図１６に示す超音波振動切削装置の共振器の部分概略構成図である。以下に、第５実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図１６および図１７において、図１ないし図１５と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
　第６実施形態が第５実施形態と相違する点は、本実施形態にかかる支持装置１６０が配設された超音波振動切削装置であり、第５実施形態と同様に共振器１６３が縦振動しながら所定の方向に回転して、共振器１６３に配置された刃１６４により切削の対象物である基板１６５の切削を行う点である。
　図１６に示すように、本実施形態のヘッド部１６１は、振動子１６２を有する共振器１６３と、刃１６４とを備え、第１クランプ手段１６６と第２クランプ手段１６７と基部１６８とからなる支持手段１６９により共振器１６３が支持されている。そして、基部１６８に設けられたねじ穴（図示省略）とボールねじ２２５とが螺合することにより、共振器１６３が上下駆動部１１６に支持されている。
　図１６に示すように、上下駆動部１１６は、上下駆動モータ２２４とボールねじ２２５とを備えており、上下駆動モータ２２４が回転することによりボールねじ２２５に螺合された基部１６８が上下動する。これにより、基部１６８に設けられたガイド１２６が支柱１１９に設けられた凸部に摺動しながらヘッド部１６１が上下移動する。また、支柱１１９にはリニアエンコーダ１２９が配置されており、これにより、ヘッド部１１６の高さが検出される。なお、ステージ部１１３は、第５実施形態のステージ部１１３と同様であるため、説明は省略する。
　図１７に示すように、共振器１６３には第１被支持部１７１および第２被支持部１７２が共振器１６３の外周に形成され、それぞれ第１、第２クランプ手段１６６、１６７により支持されている。また、第１、第２クランプ手段１６６、１６７は、それぞれ両被支持部１７１、１７２に接触する部分に支持部材１７３、１７４を備え、支持部材の外周にはボールベアリング１７５、１７６を備えている。
　ボールベアリング１７５は、内周部１７７ａと、外周部１７７ｂと、内周部１７７ａと外周部１７７ｂと間に球体１７８とを備え、内周部１７７ａ、外周部１７７ｂ、球体１７８がそれぞれ摺動する構成となっている。同様に、ボールベアリング１７６は、内周部１８０ａと、外周部１８０ｂと、内周部１８０ａと外周部１８０と間に球体１８１とを備え、内周部１８０ａ、外周部１８０ｂ、球体１８１がそれぞれ摺動する構成となっている。
　また、共振器１６３は、図示を省略した回転モータ等の駆動機構を備え、駆動機構によって共振器１６３と刃１６４と支持部材１７３、１７４と内周部１７７ａ、１８０ａとが一体となって回転する構成となっている。
　さらに、図１６に示すように、ステージ１１７の上面には、対象物である基板１６５が載置され、上下駆動部１１６により、刃１６４が基板１６５の上面の所定位置に当接するように下降され、基板１６５の上面に対して垂直方向の超音波振動（縦振動）が印加されて基板１６５が切削される。
　したがって、第６実施形態では、本発明にかかる共振器の支持装置１６０を超音波振動切削装置に使用して、共振器を安定して振動させながら効率よく基板１６５の切削を行うことができる。
　なお、ボールベアリング１７５、１７６自体が支持部材１７３、１７４と同じ材質により形成されていてもよい。また、ステージ１１７は振動伝達抑止用保持部材で形成されてもよく、ステージ１１７の振動を振動伝達抑止用保持部材によって抑制して基板１６５に効率よく超音波振動を印加する構成であってもよい。
　なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
　例えば、本発明における共振器の支持装置は、超音波振動接合装置や超音波振動切削装置に限らず、超音波振動を利用したものであれば種々の加工装置その他の装置に組み込まれてもよい。また、基板等に印加する超音波振動は、基板等の面に対して平行であっても垂直であってもよい。
　また、支持手段は、共振器を１箇所で片持ち支持する構成に限らず、２箇所やそれ以上の位置で支持する構成であってもよい。また、クランプ手段の被支持部に接触する部分に支持部材が備えられていれば、クランプ手段の一部が支持部材によって形成されていてもよいしクランプ手段全体が支持部材により構成されていてもよい。
　また、共振器の形状、材質、大きさ等は、上記した実施形態に示したものに限らず、どのようなものであってもよい。また、共振器の外周に形成された被支持部の形状は凹状に限らず、その他の形状であってもよい。さらに、共振器の中心軸方向の大きさは、共振器の共振周波数の一波長の長さに限らず、どのような長さであってもよい。
　また、上記した第１実施形態では、保持手段４０を共振器７に熱硬化型接着剤により直接接着して固着しているが、接着方法としては熱硬化型接着剤に限られず、例えば、セラミックスの接着面にＮｉめっき等を施した後に、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属ろうを接着剤としてろう付けしてもよい。また、固着方法としては、接着に限られず、保持手段４０をボルト等で強固に直接共振器７に取り付けてもよい。また、共振器７から削り出して形成し、共振器７と一体としてもよい。
　また、上記した第１実施形態の制御方法では、接合終了時を、目的の接合面積を達成するために必要な電圧値、電流値、加圧力、時間等を予め求めておき設定するとしたが、振動子８の超音波振動エネルギーを監視し、超音波振動エネルギーが下降する時点を接合終了時としてもよい。この場合には、対象物の種類や表面状態等に関わらず、対象物ごとの接合終了時を判断できるので、接合が終了した後もチップ２３や基板２４に加圧力や超音波振動エネルギーを加え続けることを防止することができ、チップ２３や基板２４の破壊などを防止することができる。
　また、装置構成に関しては、チップ２３および基板２４の相対振動振幅を求めるためには、複数の振幅検出器３３を設けて、チップ２３および基板２４の振幅を同時に測定して求めてもよく、１つの振幅検出器３３でチップ２３および基板２４の振幅を順番に測定した後、時間軸をずらして時間軸を重ねた状態で振幅差を計算することで、チップ２３および基板２４の相対振動振幅を計測することもできる。また、チップ２３および基板２４が、共振器７およびステージ１０に確実に保持されていれば、チップ１０および基板２４のいずれか一方の振幅を検出するだけでよい。
　また、振幅検出器３３としては、うず電流式、静電容量式、光照射式または音波検出式等、周知のものであればどのようなものを用いても構わない。これらの手段を用いることにより、例えば、レーザドップラー測定器を使用する場合に比べ、低コスト化を達成することができる。
　また、位置認識部２９には、上下マーク認識手段１４、振幅検出器３３の他に、対象物として発光素子を接合する際に、当該発光素子を電気的に機能させて発光させることにより対象物どうしの位置調整を行う際に利用する発光点認識手段を備えるとしてもよい。
　さらに、支持手段の基部２０およびステージ１０に配設されたヒーター９および１１により、チップ２３および基板２４を加熱しながら超音波振動接合を行ってもよい。なお、ヒーター９および１１はコンスタントヒート方式やパルスヒート方式等どのような方式のものであってもよい。また、チップ２３を加熱するためのヒーター９は、基部２０でなくても、第１および第２クランプ手段２１、２２や、保持手段４０あるいは共振器７に配設するとしてもよい。
　この場合には、超音波振動によるエネルギーと、加熱によるエネルギーとの２つのエネルギーが併用されるため、効率よく発生する接合エネルギーによってチップ２３と基板２４とを接合することができる。また、制御装置３１により、加圧力および超音波振動エネルギーとともに加熱の温度やタイミング等も制御することにより、より少ない加圧力や超音波振動エネルギーで、また、短時間でチップ２３と基板２４とを接合してデバイスを形成することができる。したがって、デバイス作成時にチップ２３と基板２４に過剰な加圧力や超音波振動エネルギーを印加することでチップ２３や基板２４に破損等が生じることを防止でき、精度のよいデバイスを提供することができる。
　また、チップ２３および基板２４を保持するために、保持手段４０やステージ１０に設置される保持機構は、真空吸着による保持機構に限らず、静電チャックによる保持機構や機械式チャック機構、磁気吸着等、周知の保持機構を採用してもよい。
　例えば、保持手段４０およびステージ１０に静電チャック手段を設けてチップ２３および基板２４を吸着する構成とすれば、真空中でチップ２３を保持することができるため、真空中でチップ２３と基板２４との接合を行うことができ、チップ２３および基板２４に有機物や酸化膜等の不純物が付着するのが防止されるので、チップ２３と基板２４とを良好に接合することができる。
　また、上記した第１実施形態では、ステージ１０側が水平方向の位置調整機能、ヘッド部２６側が上下駆動機構を有するように構成したが、水平方向の位置調整機能、上下駆動機構はステージ１０側、ヘッド部２６側にどのように組み合わせてもよく、また、重複するように構成してもよい。
　さらに、上記した第１実施形態では、ヘッド部２６およびステージ１０を上下方向（図１に示す矢印Ｚ方向）に配置し、対象物であるチップ２３と基板２４を前記上下方向で重ね合わせて接合する構成であるが、配置方向としてはこれに限定されず、前記上下方向にほぼ直交する左右方向で重ね合わせて接合する構成でもよい。また、３つ以上の対象物を重合して接合してもよい。
　また、上記した第１実施形態では、加圧手段として上下駆動モータ１のトルク制御による方式を示したが、エアシリンダによる流体圧力を利用した加圧手段でもよい。
　また、対象物は半導体以外の材料（樹脂製の基板、フィルム基板またはこれらの基板をダイシングしたチップ等）でもよい。また、対象物は、超音波振動を伝達することで接合できるものであればどのようなものであってもよい。例えば、Ｓｉのような金属、ＳｉＯ２、ガラス、イオン酸リチウム、酸化物単結晶（ＬＴ）、セラミック系を含む酸化物等により形成されるウエハーやチップ等に、金属溶融バンプあるいは配線パターンを形成したものどうしを接合することができる。
　また金属溶融バンプを形成する材料は、鉛錫はんだに限らず、超音波振動を印加することで接合できるものであればその他の金属や金属以外のものでもよい。
　また、対象物の形態は、基板、ウエハー、基板およびウエハーをダイシングしたチップ等、どのようなものであってもよい。また、金属溶融バンプの形態は、個々に独立した複数のバンプ形状であってもよいし、対象物間のある領域を、当該対象物どうしで封止可能に輪郭状につながった形状であってもよい。また、金属溶融バンプどうしの接合ではなく、対象物の一方面の全面どうしを接合してもよい。
　また、上記した実施形態では、従来、振動体の振動を減衰させたり放散させることにより、振動体そのものの振動を抑制することを目的として使用されていた部材を、振動体である共振器の振動を阻害せずに支持する支持部材として採用したことを最大の特徴としている。この技術思想は、上記した部材を振動体そのものの振動を抑制するために使用するという従来の技術思想とは全く異なる技術思想であり、種々の実験により本願発明者が初めて着想し、本願発明者により初めて想到されるに至った技術思想である。これにより、支持部材が共振器に接触するようにして共振器を支持すれば、共振器のどの箇所を支持部材により支持しても、共振器の振動を阻害せず、共振器を安定して振動させることができる。
　本発明は、振動子の超音波振動により共振する共振器の支持装置に適用することができる。
７、６１、１３０、１５０、１６３　　共振器
８、６０、１３１、１６２　　振動子
１０、７０、９０、１０７、１１７　　ステージ
２３、１０４、１１０　　チップ（対象物）
２４、６３、６４、１０５、１１１、１６５　　基板（対象物）
４１、７１、１７１　　第１被支持部
４２、７２、１７２　　第２被支持部
４４、６８、１３５、１５５、１６９　　支持手段
５１、５２、７３、７４、１７３、１７４　　支持部材

Claims (4)

  1. 　振動子の超音波振動により共振する共振器と、
    　前記共振器の外周面に形成された被支持部と、
    　前記被支持部に係合して前記共振器の固有振動数がずれないように前記共振器を支持する支持手段とを備え、
    　前記支持手段は、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる支持部材を、前記共振器と接触する箇所に備えることを特徴とする共振器の支持装置。
  2. 　振動子の超音波振動により共振する共振器と、
    　前記共振器の外周面に形成された被支持部と、
    　前記被支持部に係合して前記共振器の固有振動数がずれないように前記共振器を支持する支持手段とを備え、
    　前記支持手段は、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる支持部材を、前記共振器と接触する箇所に備えることを特徴とする共振器の支持装置。
  3. 　前記共振器の下方に、超音波振動を印加する対象物を載置するステージをさらに備え、
    　前記ステージは、少なくとも前記対象物を載置する載置面に対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の共振器の支持装置。
  4. 　前記共振器の下方に前記対象物を載置するステージをさらに備え、
    　前記ステージは、少なくとも前記対象物を載置する載置面に音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質からなる振動伝達抑止用保持部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の共振器の支持装置。
    　
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