WO2018029983A1 - 接合装置 - Google Patents

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pressing
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substrate
pressing element
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克昭 菅沼
至成 長尾
章夫 下山
伸弥 関
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Osaka University NUC
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Definitions

  • the present invention relates to a joining apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a method of joining members using a paste.
  • the paste includes a dispersion medium, and metal nanoparticles (metal material) are dispersed in the dispersion medium.
  • the joining method of Patent Document 1 employs a spacer to increase the thickness of the joining layer as much as necessary and pressurize with a large applied pressure, thereby increasing the joining strength after sintering.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a joining apparatus capable of applying an equal pressure to the entire surface of the parts.
  • the joining apparatus joins parts to a substrate via a metal material.
  • the joining device includes a wall portion, at least one pressing portion, and a rotation shaft.
  • the pivot shaft is fixed to the wall portion.
  • Each of the at least one pressing portion includes an arm and a pressing element or a substrate support member.
  • the arm extends from the pivot shaft.
  • the arm rotates about the rotation shaft.
  • the pressing element presses the component.
  • the substrate support member is disposed on a reference plane.
  • the substrate support member supports the substrate.
  • the component is joined to the substrate by the point of contact of the pressing element with the component or the point of contact of the substrate support member with the reference surface.
  • the pressing element has a pressing surface that presses the component.
  • the pressing surface is convex downward.
  • the pressing surface is a part of a spherical surface.
  • the pressing member joins the component to the substrate by making point contact with a central portion of the component.
  • each of the at least one pressing portion further includes a weight attached to the arm.
  • the pressing element is located between the rotating shaft and the weight.
  • the arm is detachable from the rotating shaft.
  • the pivot shaft has an arm attachment portion to which the arm is attached.
  • the arm mounting portion has a shape in which a column is partially cut away.
  • the arm is attached to the arm attachment portion.
  • the peripheral surface of the arm attachment part has an arcuate part and a flat part.
  • the arcuate portion is arcuate.
  • the planar portion is connected to the arc-shaped portion.
  • the planar portion is planar.
  • the arm has a rotating shaft holding part.
  • the rotating shaft holding part has an arcuate part, a first flat part, and a second flat part.
  • the arcuate portion is arcuate.
  • the first plane portion is connected to one end of the arc-shaped portion.
  • the first planar portion is planar.
  • the second plane portion is connected to the other end of the arc-shaped portion.
  • the second planar portion is planar.
  • a diameter of a circle defining the arc-shaped portion of the arm attachment portion is larger than a distance between the first flat portion of the rotating shaft holding portion and the second flat portion of the rotating shaft holding portion.
  • the pivot shaft further includes a pair of arm movement restricting portions.
  • the pair of arm movement restricting portions restricts the movement of the arm in the axial direction of the rotation shaft.
  • the arm attachment portion is defined by the pair of arm movement restriction portions.
  • a support base for supporting the substrate is further provided.
  • the support base fixes the position of the substrate.
  • the support base has a thermal conductivity higher than that of the arm.
  • the extending direction of the arm is parallel to the horizontal direction.
  • the pressing element is an elastic body.
  • the elastic body includes a fluororesin.
  • the part is plural.
  • the at least one pressing part is plural.
  • Each of the plurality of pressing portions presses the corresponding part among the plurality of parts.
  • the at least one pressing part has a first pressing part and a second pressing part.
  • the arm of the second pressing part is formed with an opening through which the pressing element of the first pressing part can pass.
  • the arm further includes a contact portion that contacts the pressing element.
  • the contact portion has a movable portion.
  • the movable part is movable around a fixed point.
  • the component is joined to the substrate by the presser being in point contact with the movable part.
  • uniform pressure can be applied to the entire surface of the part.
  • FIG. 1 It is a typical side view of the joining apparatus concerning the embodiment of the present invention. It is a typical side view showing the joining method of the joining device concerning the embodiment of the present invention. It is a perspective view of the joining device concerning the embodiment of the present invention. It is a perspective view which shows a board
  • (A) is a perspective view of the press part which concerns on embodiment of this invention.
  • (B) is a side view which shows a rotating shaft holding
  • (A) is a side view which shows a rotating shaft.
  • (B) is sectional drawing which shows an arm attachment part. It is a perspective view which shows the rotating shaft of a wall part vicinity. It is sectional drawing which shows an arm attaching part and a rotating shaft holding
  • (A) is a figure which shows the board
  • (B) is a graph which shows the result of the shear strength of the board
  • (C) is a graph which shows the result of the shear strength of the components joined by the joining apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • (A) is a typical side view of the joining apparatus concerning the embodiment of the present invention.
  • (B) is a typical perspective view of the joining device concerning the embodiment of the present invention. It is a typical perspective view of the joining device concerning the embodiment of the present invention.
  • (A) is a typical side view of the joining apparatus concerning the embodiment of the present invention.
  • (B) is a typical enlarged view of the vicinity of a contact part.
  • (A) is a typical top view of the joining device concerning the embodiment of the present invention.
  • (B) is a typical side view of the joining apparatus concerning the embodiment of the present invention. It is a typical side view of the press part which concerns on embodiment of this invention. It is a typical side view of the press part which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a bonding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic side view showing a bonding method of the bonding apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of the joining apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the joining device 100 includes a frame body 10, a wall portion 20, a rotating shaft 30, and a plurality of pressing portions 40.
  • the joining apparatus 100 joins the component C to the substrate B through the metal material M.
  • metal particles of silver, copper or nickel are dispersed.
  • the metal material M is produced by mixing metal particles and a solvent such as alcohol to make a paste.
  • the substrate B is, for example, a lead frame.
  • the part C is, for example, a semiconductor chip.
  • the part C may be a wire, for example.
  • the frame body 10 supports the wall portion 20.
  • the frame 10 is made of, for example, stainless steel.
  • a support base 14 (FIG. 3) is attached to the frame body 10.
  • the support base 14 supports the substrate B.
  • the support base 14 is made of copper, for example.
  • the wall portion 20 extends in the vertical direction.
  • the wall portion 20 is made of, for example, stainless steel.
  • Rotating shaft 30 is fixed to wall portion 20.
  • the rotation shaft 30 extends in the longitudinal direction.
  • the rotating shaft 30 is made of stainless steel, for example.
  • the pressing unit 40 includes an arm 42, a pressing element 43, and a weight 45.
  • the arm 42 extends from the rotating shaft 30.
  • the arm 42 is made of stainless steel, for example.
  • the arm 42 rotates around the rotation shaft 30.
  • the shape of the pressing element 43 is, for example, spherical.
  • the pressing element 43 has a diameter of 5 mm, for example.
  • the pressing element 43 is attached to the arm 42. Specifically, half of the pressing element 43 is fitted into the arm 42, and half is exposed from the arm 42.
  • the pressing element 43 presses the component C.
  • the pressing element 43 has a pressing surface 44.
  • the pressing surface 44 is preferably convex downward. More preferably, the pressing surface 44 is preferably a part of a spherical surface.
  • the component C is joined to the substrate B by the point contact of the pressing element 43 with the component C.
  • the pressing element 43 preferably joins the component C to the substrate B by making point contact with the center of the component C. Since the pressing element 43 makes point contact with the central part of the component C, the component C can be prevented from being tilted during the joining, and the entire surface of the component C can be evenly pressurized.
  • the pressing element 43 is an elastic body.
  • the pressing element 43 is made of, for example, Teflon (registered trademark). Since the pressing element 43 is an elastic body, it is possible to prevent the pressing element 43 from damaging the component C when the pressing element 43 presses the component C.
  • the weight 45 is attached to the arm 42.
  • the weight 45 is made of, for example, copper.
  • the shape of the weight 45 is a rectangular parallelepiped, for example.
  • a through hole 451 and a screw hole 452 are formed in the weight 45.
  • the diameter of the through hole 451 is substantially equal to the diameter of the arm 42.
  • the weight 45 is attached to a predetermined position of the arm 42 by inserting the arm 42 into the through hole 451 and inserting the screw 453 into the screw hole 452.
  • the size of the weight 45 is set to a size that does not contact other members (for example, the frame 10) when the pressing element 43 makes point contact with the component C. Therefore, since only the pressing element 43 makes point contact with the component C, it is possible to effectively apply pressure to the component C.
  • the pressing element 43 is located between the rotating shaft 30 and the weight 45.
  • the lever principle works with the rotating shaft 30 as a fulcrum, the weight 45 as a force point, and the pressing element 43 as an action point. Therefore, a high pressure can be obtained even in a small space. Furthermore, by adjusting the distance from the pressing element 43 to the weight 45, the load applied to the pressing element 43 can be easily adjusted. In addition, by replacing the weight 45 with a weight 45 having a different weight, the load applied to the pressing element 43 can be easily adjusted. Furthermore, if a mechanism for changing the position of the pressing element 43 is added, the load can be adjusted even if the distance from the pressing element 43 to the rotating shaft 30 is changed.
  • the substrate B and the component C are joined via the metal material M by performing the processes of FIGS.
  • a bonding apparatus 100 is prepared.
  • the pressing surface 44 faces upward.
  • the substrate B is placed on the upper surface of the support base 14 (FIG. 3). Then, a metal material M is formed on the upper surface of the substrate B. Then, the component C is disposed on the metal material M. That is, the component C is laminated on the substrate B via the metal material M.
  • the arm 42 is rotated clockwise so that the pressing element 43 makes point contact with the part C.
  • the joining apparatus 100 joins the component C to the substrate B by the point contact of the pressing element 43 with the component C.
  • the bonding apparatus 100 is installed in a heating furnace to sinter the metal material M and bond the component C to the substrate B.
  • the component C is pressurized by stacking weights on the component C via a component pressing plate such as a glass substrate. Therefore, in order to increase the pressure, it was necessary to pile up the weights.
  • the joining device 100 since the joining device 100 uses the lever principle, the height of the joining device 100 can be reduced. Therefore, the height of the heating furnace in which the bonding apparatus 100 is installed can be reduced. As a result, the metal material M can be efficiently heated to sinter the metal material.
  • the thermal conductivity of the support base 14 is higher than the thermal conductivity of the arm 42. Therefore, when the metal material M is sintered, the support base 14 can easily transfer heat from below to the substrate B and the component C, and the arm 42 can hardly release heat above the substrate B and the component C. As a result, the metal material M can be efficiently heated.
  • the pressing element 43 makes point contact with the part C
  • the direction in which the arm 42 extends is parallel to the horizontal direction. Therefore, the height of the bonding apparatus 100 can be reduced. As a result, the height of the heating furnace in which the bonding apparatus 100 is installed can be reduced. For this reason, the metal material M can be efficiently heated to sinter the metal material.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the board B and the component C.
  • FIG. Fig.5 (a) is a perspective view of the press part 40 which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 5B is a side view showing the rotating shaft holding part 46.
  • FIG. 6A is a side view showing the rotation shaft 30.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing the arm attachment portion 32.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the rotation shaft 30 in the vicinity of the wall portion 20.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are cross-sectional views showing the arm attachment portion 32 and the rotating shaft holding portion 46.
  • the joining apparatus 100 includes ten pressing portions 40.
  • Each of the ten pressing portions 40 presses the corresponding part C among the plurality of parts C. Therefore, the joining apparatus 100 can pressurize each part C individually. For this reason, the joining apparatus 100 can set the pressure applied to the component C for each component C.
  • the arm 42 has a rotating shaft holding part 46 and a weight attaching part 47.
  • the rotation shaft holding unit 46 holds the rotation shaft 30.
  • a weight 45 is attached to the weight attachment portion 47.
  • the support base 14 is a plate-like member.
  • the shape of the support base 14 is a rectangular shape.
  • the support base 14 is detachable from the frame body 10.
  • the support base 14 has a pair of positioning pins 16. The pair of positioning pins 16 can fix the position of the substrate B placed on the support base 14.
  • positioned at the joining apparatus 100 are demonstrated.
  • the unit substrates Ba are arranged in parallel in a strip shape.
  • the substrate B has ten unit substrates Ba.
  • a component C is disposed on each of the unit substrates Ba.
  • the substrate B is provided with a plurality of guide holes H.
  • the substrate B may have at least a pair of guide holes H.
  • the substrate B is fixed at a predetermined position by passing each of the pair of guide holes Ha and Hb through the pair of positioning pins 16 (FIG. 3).
  • the bonding apparatus 100 includes a pressing unit 40.
  • the joining apparatus 100 can pressurize each part C individually. Therefore, it is possible to suppress the pressure variation for each component C.
  • the thickness d ⁇ b> 1 indicates the thickness of the rotating shaft holding part 46.
  • the pressing unit 40 includes an arm 42 and a pressing element 43.
  • the arm 42 has a rotating shaft holding part 46 and a weight attaching part 47.
  • Rotating shaft holder 46 is plate-shaped.
  • the thickness d1 of the rotating shaft holding part 46 is 6 mm, for example.
  • One end of the rotating shaft holding part 46 is connected to the weight attaching part 47.
  • a C-shaped notch 48 is formed at the other end of the rotating shaft holding portion 46.
  • a pressing element 43 is attached to the rotating shaft holding part 46.
  • the weight attaching portion 47 is rod-shaped.
  • the weight attaching portion 47 is cylindrical.
  • a weight 45 is attached to the weight attachment portion 47.
  • the center c1 indicates the center of a circle defining the arcuate portion 492.
  • the radius r1 indicates the radius of a circle that defines the arcuate portion 492.
  • the interval d6 indicates the interval between the first plane part 494 and the second plane part 496.
  • the diameter d7 indicates the diameter of a circle that defines the arcuate portion 492.
  • the length d8 indicates the length of the first plane portion 494.
  • the length d9 indicates the length of the second plane portion 496.
  • the rotation shaft holding part 46 has an arcuate part 492, a first flat part 494, and a second flat part 496.
  • the notch 48 is defined by the arc-shaped portion 492, the first plane portion 494, and the second plane portion 496.
  • the arcuate portion 492 is arcuate.
  • the arcuate portion 492 is a part of a circle having a radius r1 centered on the center c1.
  • the radius r1 is 5 mm, for example.
  • the first flat surface portion 494 is connected to one end 493 of the arc-shaped portion 492.
  • the 1st plane part 494 is planar shape.
  • the second flat surface portion 496 is connected to the other end 495 of the arc-shaped portion 492.
  • the 2nd plane part 496 is planar.
  • Interval d6 is smaller than diameter d7.
  • the interval d6 is 9 mm, for example.
  • the diameter d7 is, for example, 10 mm.
  • the length d8 of the first plane portion 494 is longer than the length d9 of the second plane portion 496.
  • the interval d ⁇ b> 11 indicates the interval between the pair of arm movement restricting portions 70.
  • the center c ⁇ b> 2 indicates the center of a circle that defines the arcuate portion 322.
  • the radius r ⁇ b> 2 indicates the radius of a circle that defines the arc-shaped portion 322.
  • the shortest distance d16 indicates the shortest distance from the center c2 to the plane portion 324.
  • the length d17 indicates a length obtained by adding the radius r2 and the shortest distance d16.
  • the diameter d18 indicates the diameter of a circle that defines the arc-shaped portion 322.
  • the rotation shaft 30 includes a plurality of arm attachment portions 32, a plurality of main body portions 34, and a plurality of arm movement restriction portions 70.
  • the arm attachment portion 32 has a shape in which a cylinder is partially cut away.
  • An arm 42 is attached to the arm attachment portion 32.
  • the main body 34 is cylindrical.
  • the main body portion 34 is connected to the arm attachment portion 32 via the arm movement restriction portion 70.
  • the arm movement restricting portion 70 has an annular portion 72, a protruding portion 74, and a notch 76.
  • the annular portion 72 is annular.
  • the protruding part 74 protrudes from the annular part 72.
  • the annular portion 72 has a notch 76.
  • a pair of adjacent arm movement restricting portions 70 restricts the movement of the arm 42 in the axial direction D1 of the rotating shaft 30.
  • the arm attachment portion 32 is defined by a pair of arm movement restriction portions 70. That is, the pair of arm movement restricting portions 70 are provided corresponding to the arms 42.
  • the distance d11 (FIG. 6A) between the pair of arm movement restricting portions 70 is substantially the same as the thickness d1 (FIG. 5A) of the rotating shaft holding portion 46.
  • the peripheral surface of the arm attachment portion 32 has an arc-shaped portion 322 and a flat portion 324.
  • the arc-shaped portion 322 has an arc shape.
  • the arc-shaped portion 322 is a part of a circle having a radius r2 centered on the center c2.
  • the radius r2 is 5 mm, for example. In the present embodiment, the radius r2 is equal to the radius r1 (FIG. 5B).
  • the plane part 324 is connected to the arcuate part 322.
  • the plane part 324 is planar.
  • the length d17 is equal to or less than the interval d6 (FIG. 5B). In the present embodiment, the length d17 is equal to the interval d6.
  • the length d17 is 9 mm, for example.
  • the radius r2 is 5 mm, for example.
  • the shortest distance d16 is 4 mm, for example.
  • the diameter d18 is larger than the distance d6 (FIG. 5B).
  • the arm 42 is preferably detachable from the rotating shaft 30.
  • the diameter d18 is larger than the interval d6.
  • the length d17 is not more than the interval d6.
  • the length d17 and the interval d6 are substantially the same. Therefore, as shown in FIG. 8A, the rotation axis is in the direction D2 in which the plane portion 324 of the arm attachment portion 32 and the first plane portion 494 and the second plane portion 496 of the rotation axis holding portion 46 are parallel to each other. When the angle of the holding portion 46 is adjusted, the rotating shaft holding portion 46 can be attached from the arm attachment portion 32.
  • the arm attachment portion 32 is passed between the first flat surface portion 494 and the second flat surface portion 496 to attach the rotation shaft holding portion 46 to the arm. It can be attached to the part 32. That is, the arm 42 can be attached to the rotation shaft 30.
  • the rotation shaft holding portion 46 is rotated by turning the rotation shaft holding portion 46 so that the angle of the rotation shaft holding portion 46 is an angle other than the direction D2. It is held by the attachment portion 32. Since the diameter d18 is larger than the interval d6, it is possible to prevent the second flat surface portion 496 from being caught by the arm attachment portion 32 and the rotation shaft holding portion 46 from coming out of the arm attachment portion 32. In the present embodiment, the radius r1 and the radius r2 are equal. Therefore, the rotation shaft holding portion 46 can be smoothly rotated so that the arc-shaped portion 492 of the rotation shaft holding portion 46 follows the arc-shaped portion 322 of the arm attachment portion 32.
  • the rotating shaft holding portion 46 is held by the arm mounting portion 32, and the rotating shaft is held as shown in FIG. 8A.
  • the arm mounting portion 32 can be removed from the rotating shaft holding portion 46 by passing the arm mounting portion 32 between the first flat surface portion 494 and the second flat surface portion 496. . That is, the arm 42 can be detached from the rotating shaft 30.
  • the arm 42 is detachable from the rotating shaft 30. Therefore, by removing the arm 42 from the rotating shaft 30, it is possible to select a joining component and join only the component C to be joined.
  • the diameter d18 of the circle defining the arc-shaped portion 322 of the arm attachment portion 32 is larger than the distance d6 between the first flat portion 494 of the rotating shaft holding portion 46 and the second flat portion 496 of the rotating shaft holding portion 46. .
  • the added length d17 is equal to or less than the distance d6 between the first flat surface portion 494 of the rotation shaft holding portion 46 and the second flat surface portion 496 of the rotation shaft holding portion 46.
  • the rotation shaft holding portion 46 can be attached to and detached from the arm attachment portion 32 only when the rotation shaft holding portion 46 has a predetermined angle. Except for the case where the rotation shaft holding portion 46 has a predetermined angle, the rotation shaft holding portion 46 is held by the arm attachment portion 32.
  • the pressing element 43 joins the component C to the substrate B through the metal material M by point contact with the component C. Therefore, a uniform pressure can be applied to the entire surface of the component C. As a result, highly reproducible bonding is possible in which variation in shear strength between the substrate B and the component C is suppressed.
  • the pressing surface 44 is convex downward. Therefore, when the pressing element 43 comes into contact with the component C, a point contact can be made. As a result, a uniform pressure can be applied to the entire surface of the component C.
  • the pressing element 43 joins the component C to the board B by making point contact with the central portion of the component C. Therefore, a uniform pressure can be applied to the entire surface of the component C.
  • each of the at least one pressing portion 40 has a weight 45 attached to the arm.
  • the pressing element 43 is located between the rotating shaft 30 and the weight 45. Therefore, in the joining apparatus 100, the lever principle works with the rotating shaft 30 as a fulcrum, the weight 45 as a force point, and the pressing element 43 as an action point. As a result, a high pressure can be obtained even in a small space. Furthermore, by adjusting the distance from the pressing element 43 to the weight 45, the load applied to the pressing element 43 can be easily adjusted. In addition, by replacing the weight 45 with a weight 45 having a different weight, the load applied to the pressing element 43 can be easily adjusted. Furthermore, if a mechanism for changing the position of the pressing element 43 is added, the load can be adjusted even if the distance from the pressing element 43 to the rotating shaft 30 is changed.
  • the arm 42 is detachable from the rotating shaft 30. Therefore, by removing the arm 42 from the rotating shaft 30, it is possible to select a joining component and join only the component C to be joined.
  • the bonding apparatus 100 includes the support base 14 that supports the substrate B. Further, the support base 14 fixes the position of the substrate B. Therefore, the position of the substrate B can be fixed so that the pressing element 43 makes point contact with the center of the component C. Therefore, a uniform pressure can be applied to the entire surface of the component C.
  • the thermal conductivity of the support base 14 is higher than the thermal conductivity of the arm 42. Therefore, when the metal material M is sintered, the support base 14 can easily transfer heat from below to the substrate B and the component C, and the arm 42 can hardly release heat above the substrate B and the component C. As a result, the metal material M can be efficiently heated. Moreover, even if the pressing element 43 is made of a fluororesin having heat resistance and low thermal conductivity, even if the pressing element 43 is in direct contact with the component C, it is difficult for heat to escape, and heating can be performed more efficiently.
  • the extending direction of the arm 42 is parallel to the horizontal direction. Therefore, the height of the bonding apparatus 100 can be reduced. As a result, the height of the heating furnace in which the bonding apparatus 100 is installed can be reduced. For this reason, the metal material M can be efficiently heated to sinter the metal material.
  • the pressing element 43 is an elastic body. Therefore, when the pressing element 43 presses the component C, it can be suppressed that the pressing element 43 damages the component C.
  • the joining apparatus 100 includes at least a plurality of pressing portions 40.
  • Each of the plurality of pressing portions 40 presses the corresponding part C among the plurality of parts C. Therefore, the joining apparatus 100 can pressurize each part C individually. For this reason, the joining apparatus 100 can set the pressure applied to the component C for each component C.
  • FIG. 9A is a diagram showing the substrate B and the component C joined by the joining apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a graph showing the result of the shear strength between the substrate B and the component C bonded by the conventional method.
  • FIG.9 (c) is a graph which shows the result of the shear strength of the components C joined by the joining apparatus 100 which concerns on embodiment of this invention.
  • 9 (b) and 9 (c) the horizontal axis indicates the number of the part C, and the vertical axis indicates the shear strength.
  • the joining apparatus 100 adjusted the weight and position of the weight 45 using the joining apparatus 100 shown in FIG. As shown in FIG. 9A, ten 1.85 mm ⁇ SiC Schottky barrier diodes (component C) were joined to the TO247 lead frame (substrate B).
  • the joining apparatus 100 was installed in a vacuum furnace (RSS-450-210) manufactured by UNITEMP. Since the distance between the chips was 17.5 mm, ten arms 42 were arranged according to this pitch. A silver paste was used as the die attach material (metal material M).
  • a weight 45 was fixed to the arm 42 so that a load of 140 g (0.4 MPa) was applied to the chip center during sintering.
  • the TO247 frame was inserted into the two positioning pins 16 provided on the support base 14 for positioning and fixing.
  • the arm 42 has one pressing element 43, but the present invention is not limited to this.
  • the arm 42 may have two or more pressing elements 43.
  • FIG. 10 is a perspective view of the joining apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • Each of the arms 42 has two pressing elements 43.
  • the two pressing elements 43 are in point contact with different parts C, respectively. Therefore, pressure can be applied to the components C in various arrangements on the substrate B.
  • each of the arms 42 includes a plurality of pressing elements 43, it is preferable that the pressing elements 43 be configured to be flexible.
  • FIG. 11 is a schematic side view of the arm 42. As shown in FIG. 11, the arm 42 further includes a presser holding portion 462.
  • the presser holding part 462 includes a movable part 464 and a presser attaching part 466.
  • the movable part 464 is attached to the rotating shaft holding part 46.
  • the movable portion 464 is movable back and forth and left and right around a fixed point fixed to the rotating shaft holding portion 46.
  • the presser attachment portion 466 is attached to the movable portion 464.
  • Two pressing elements 43 are attached to the pressing element mounting portion 466.
  • the pusher mounting portion 466 moves corresponding to the movement of the movable portion 464. Accordingly, the plurality of parts C can be evenly pressed by the plurality of pressing elements 43 provided on one arm 42.
  • the three pressing elements 43 are arrange
  • the pressing portion 40 has one arm 42 or one pressing member holding portion 462, but the present invention is not limited to this.
  • the pressing unit 40 may have two or more arms 42.
  • FIG. 12 is a perspective view of the joining apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • Each of the pressing portions 40 includes two arms 42 and two pressing elements 43.
  • Each of the pressing portions 40 is partially connected to the arm 42. Therefore, two pressing elements 43 can be brought into point contact with the component C at a time by rotating the arm 42.
  • the pressing element 43 similarly to the bonding apparatus 100 described with reference to FIG. 10, it is preferable that the pressing element 43 be flexibly movable as described with reference to FIG. 11. Accordingly, it is possible to apply pressure evenly to the plurality of components C.
  • FIG. 13 is a schematic side view of the pressing portion 40 according to the embodiment of the present invention.
  • the presser 43 shown in FIG. 13B is arranged so as to be shifted in the direction in which the arm 42 extends (hereinafter referred to as the arm direction) from the presser 43 shown in FIG. Therefore, even if the component C is displaced in the arm direction with respect to the substrate B, the component C can be joined to the substrate B by disposing the pressing element 43 in the arm direction.
  • the pressing element 43 shown in FIG. 13 (c) is longer in the height direction than the pressing element 43 shown in FIG. 13 (a). That is, the pressing surface 44 of the pressing element 43 shown in FIG. 13C is positioned lower than the pressing surface 44 of the pressing element 43 shown in FIG. Therefore, even if the thickness of the substrate B or the component C is different, the component C can be joined to the substrate B by changing the length of the pressing element 43 in the height direction.
  • the length in the height direction of the rotation shaft holding portion 46 shown in FIG. 13 (d) is longer than the length in the height direction of the rotation shaft holding portion 46 shown in FIG. 13 (a). Therefore, even if the substrate B or the component C is thin, the component C can be joined to the substrate B by changing the length in the height direction of the rotation shaft holding portion 46.
  • FIG. 14 is a typical side view of the joining apparatus 100 which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 14B is a schematic perspective view of the bonding apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. The description of the overlapping parts with the bonding apparatus 100 described with reference to FIGS. 1 to 13 is omitted.
  • the joining device 100 includes a frame 10, a wall 20, a first rotating shaft 30a, a second rotating shaft 30b, and a third time.
  • the moving shaft 30c, the 1st press part 40a, the 2nd press part 40b, and the 3rd press part 40c are provided.
  • the frame body 10 supports the wall portion 20.
  • the wall portion 20 extends in the vertical direction.
  • the first rotation shaft 30a, the second rotation shaft 30b, and the third rotation shaft 30c are fixed to the wall portion 20.
  • the positions of the first rotation shaft 30a, the second rotation shaft 30b, and the third rotation shaft 30c in the height direction are different.
  • the positions of the first rotation shaft 30a, the second rotation shaft 30b, and the third rotation shaft 30c in the arm direction are different.
  • the first pressing portion 40a extends from the first rotating shaft 30a.
  • the second pressing portion 40b extends from the second rotation shaft 30b.
  • the third pressing portion 40c extends from the third rotation shaft 30c.
  • the first pressing portion 40a has a first arm 42a, a first pressing element 43a, and a weight 45a.
  • the second pressing portion 40b includes a second arm 42b, a second pressing element 43b, and a weight 45b.
  • the third pressing part 40c includes a third arm 42c, a third pressing element 43c, and a weight 45c.
  • the first pressing element 43a, the second pressing element 43b, and the third pressing element 43c have different lengths in the height direction. Specifically, the length in the height direction becomes longer in the order of the first pressing element 43a, the second pressing element 43b, and the third pressing element 43c.
  • the pressing surface 44a of the first pressing element 43a, the pressing surface 44b of the second pressing element 43b, The length in the height direction of the first pressing element 43a, the second pressing element 43b, and the third pressing element 43c is set so that the position in the height direction with the pressing surface 44c of the third pressing element 43c is the same. ing.
  • An opening 49b is formed in the second arm 42b.
  • the first pressing element 43a can pass through the opening 49b.
  • An opening 49c is formed in the third arm 42c.
  • the first pressing element 43a and the second pressing element 43b can pass through the opening 49c. Therefore, after the third arm 42c is rotated, the second arm 42b can be rotated so that the second pressing element 43b passes through the opening 49c. Then, after the second arm 42b is rotated, the first arm 42a can be rotated so that the first pressing element 43a passes through the opening 49b and the opening 49c.
  • the pressing surface 44a of the first pressing element 43a, the pressing surface 44b of the second pressing element 43b, The height direction position of the third pressing element 43c and the pressing surface 44c is the same. Further, the pressing surface 44a of the first pressing element 43a, the pressing surface 44b of the second pressing element 43b, and the pressing surface 44c of the third pressing element 43c are arranged side by side in the arm direction. Therefore, a plurality of components C arranged in the arm direction can be bonded to the substrate B.
  • first pressing portion 40a, the second pressing portion 40b, the third pressing portion 40c the direction in which the first rotating shaft 30a, the second rotating shaft 30b, and the third rotating shaft 30c extend.
  • the components C arranged in a matrix on the substrate B can be joined.
  • three each of the first pressing part 40a, the second pressing part 40b, and the third pressing part 40c three in the vertical direction and three in the horizontal direction on the substrate B.
  • the arranged components C (a total of nine components C) can be bonded to the substrate B.
  • the second arm 42b of the second pressing portion 40b is formed with an opening 49b through which the first pressing element 43a of the first pressing portion 40a can pass. Therefore, when the first arm 42a is rotated, the first pressing element 43a can be passed through the opening 49b. As a result, a plurality of components C arranged in the arm direction can be bonded to the substrate B.
  • the pressing element 43 attached to the pressing portion 40 comes into contact with the component C to join the component C to the board B.
  • the component C may be joined to the board B by the arm 42 rotating from the state where the arm 42 and the pressing element 43 are separated, and the pressing element 43 coming into contact with the arm 42.
  • FIG. 15 is a schematic perspective view of the joining apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 16A is a schematic side view of the bonding apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 16B is a schematic enlarged view in the vicinity of the contact portion 50.
  • the contact point P1 shows the point where the 1st end movable part 54a and the presser 43a contact
  • the contact point P2 is the point where the 1st end movable part 54a and the presser 43b contact.
  • the contact point P3 indicates a point where the second end movable part 54b and the pressing element 43b contact each other
  • the contact point P4 indicates a point where the second end movable part 54b and the pressing element 43c contact each other.
  • the joining device 100 includes a frame 10, a wall 20, a rotating shaft 30, a first pressing part 40a, a second pressing part 40b, and a third.
  • the pressing part 40c, the support base 14, and the plate-shaped member 18 are provided.
  • Each of the arm 42 of the first pressing portion 40a, the arm 42 of the second pressing portion 40b, and the arm 42 of the third pressing portion 40c has a contact portion 50.
  • Each of the first pressing portion 40a, the second pressing portion 40b, and the third pressing portion 40c has three pressing elements 43.
  • the pressing element 43 is disposed on the plate-like member 18.
  • the contact part 50 includes a connection movable part 52, a first end movable part 54a, and a second end movable part 54b.
  • the connection movable part 52 is attached to the rotating shaft holding part 46.
  • the connection movable part 52 has a shaft 522.
  • the connection movable part 52 is movable around the shaft 522.
  • the first end movable portion 54a has a shaft 542a (fixed point).
  • the first end movable portion 54a is movable around the shaft 542a.
  • the second end movable portion 54b has a shaft 542b (fixed point).
  • the second end movable portion 54b is movable around the shaft 542b.
  • the contact part 50 is in contact with the pressing element 43.
  • the first end movable part 54 a and the second end movable part 54 b are in contact with the pressing element 43.
  • the pressing element 43 is in point contact with the movable parts 54a and 54b, whereby the pressing element 43 and the component C are in contact with each other, and the component C is bonded to the substrate B.
  • one end of the first end movable portion 54a makes point contact with the pressing element 43a at the contact point P1.
  • the other end of the first end movable portion 54a makes point contact with the pressing element 43b at the contact point P2.
  • one end of the second end movable portion 54b makes point contact with the pressing element 43c at the contact point P4.
  • the other end of the second end movable portion 54b makes point contact with the pressing element 43b at the contact point P3. Accordingly, a load is evenly applied to the pressing surface 44a, the pressing surface 44b, and the pressing surface 44c. As a result, a plurality of components C arranged in the arm direction can be bonded to the substrate B. In the present embodiment, since three pressing portions 40 are arranged in the axial direction of the rotation shaft 30, the components C arranged in a matrix on the substrate B can be joined.
  • Each of the pressing element 43a, the pressing element 43b, and the pressing element 43c has a large diameter part 412 and a small diameter part 414.
  • the diameter of the large diameter portion 412 is larger than the diameter of the small diameter portion 414.
  • the large diameter portion 412 and the small diameter portion 414 are, for example, cylindrical.
  • the height of the small diameter portion 414 is higher than the height of the large diameter portion 412.
  • the pressing surface 44 is planar.
  • the pressing surface 44 may be a part of a spherical surface.
  • the plate-like member 18 is attached to the frame body 10.
  • the plate-like member 18 is disposed above the support base 14.
  • a through hole 182 is formed in the plate member 18.
  • the diameter of the through hole 182 is larger than the diameter of the small diameter portion 414. Therefore, the small diameter portion 414 can pass through the through hole 182.
  • the diameter of the through hole 182 is smaller than the diameter of the large diameter portion 412.
  • the elastic member 60a, the elastic member 60b, and the elastic member 60c are, for example, springs.
  • An elastic member 60a is attached to the pressing element 43a.
  • An elastic member 60b is attached to the pressing element 43b.
  • An elastic member 60c is attached to the pressing element 43c.
  • one end of the elastic member 60 a is attached to the large-diameter portion 412 and is arranged so as to surround a part of the small-diameter portion 414.
  • the diameter of the elastic member 60a, the diameter of the elastic member 60b, and the diameter of the elastic member 60c are larger than the diameter of the small diameter portion 414.
  • the diameter of the elastic member 60a, the diameter of the elastic member 60b, and the diameter of the elastic member 60c are larger than the diameter of the through hole 182. Therefore, the elastic member 60a, the elastic member 60b, and the elastic member 60c cannot pass through the through hole 182.
  • the contact of the contact portion 50 with the pressing element 43 is lost by rotating the arm 42, that is, when the load applied to the pressing element 43 by the contact portion 50 is lost, the pressing is performed by the elastic member 60.
  • the child 43 is pushed up.
  • the board B and the component C can be easily arranged on the support base 14.
  • the component 43 is joined to the substrate B by the presser 43 making point contact with the movable parts 54 a and 54 b. Accordingly, the plurality of parts C can be evenly pressed by the plurality of pressing elements 43 provided on one arm 42.
  • the contact portion 50 has a plurality of movable portions (a connection movable portion 52, a first end movable portion 54a, and a second end movable portion 54b).
  • the present invention is not limited to this as long as the movable part can contact the pressing element 43.
  • the contact part 50 may have only one movable part.
  • FIG. 17A is a schematic top view of the bonding apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 17B is a schematic side view of the bonding apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the axial direction D ⁇ b> 1 indicates the axial direction of the rotating shaft 30.
  • the direction D2 indicates the arm direction.
  • a direction D3 indicates a vertical direction.
  • the joining apparatus 100 preferably includes a position adjustment mechanism that enables the pressing portion 40 to move in the axial direction D1. Moreover, it is preferable that the joining apparatus 100 is provided with the position adjustment mechanism which enables the movement of the press part 40 to the direction D2. Therefore, the position where the pressing unit 40 presses the component C can be changed. As a result, the degree of freedom of arrangement of the component C arranged on the board B is improved.
  • the joining apparatus 100 preferably includes a position adjustment mechanism that enables the pressing portion 40 to move in the direction D3. Therefore, the substrate B and the component C can be joined even when the heights of the substrate B and the component C are different without changing the shape of the support base 14.
  • FIG. 18 is a schematic side view of the pressing portion 40 according to the embodiment of the present invention.
  • a contact point P ⁇ b> 11 indicates a point where the arm 42 and the pressing element 43 come into contact.
  • the description of the overlapping parts with the joining apparatus 100 described with reference to FIGS. 1 to 17 is omitted.
  • the pressing element 43 is not attached to the arm 42. That is, the arm 42 and the pressing element 43 can be separated. In this embodiment, it is preferable that the pressing element 43 has rigidity. In the present embodiment, the pressing surface 44 is a flat surface.
  • the pressing element 43 When joining the component C to the board B, first, the pressing element 43 is arranged on the board B. Then, by rotating the arm 42, the pressing element 43 and the arm 42 are brought into point contact at the contact point P11. In this embodiment, the point contact portion is convex upward. Therefore, the entire surface of the component C can be evenly pressurized via the pressing element 43. In the present embodiment, the pressing element 43 has rigidity. Therefore, even a component C with low rigidity such as a thin layer chip can be bonded to the substrate B.
  • FIG. 19 is a schematic side view of the pressing portion 40 according to the embodiment of the present invention.
  • the contact point P ⁇ b> 21 indicates a point where the substrate support member 90 and the reference surface 142 are in contact with each other. The description of the overlapping parts with the bonding apparatus 100 described with reference to FIGS. 1 to 18 is omitted.
  • the pressing portion 40 includes an arm 42 and a substrate support member 90.
  • the substrate support member 90 supports the substrate B.
  • the substrate support member 90 has a flat portion 92 and a hemispherical portion 94.
  • the flat part 92 is flat.
  • the hemispherical portion 94 is hemispherical.
  • the support base 14 has a reference surface 142.
  • a recess 144 is formed in the reference surface 142.
  • the substrate support member 90 is disposed on the reference surface 142. Specifically, a part of the hemispherical portion 94 is disposed in the concave portion 144.
  • the substrate support member 90 is movably supported by the recess 144.
  • a suction hole is formed in the recess 144.
  • the substrate support member 90 can be fixed by sucking the substrate support member 90 from the suction hole by the suction mechanism.
  • the substrate B and the component C are arranged on the substrate support member 90. Then, the arm 42 presses the component C by rotating the arm 42. At this time, the substrate support member 90 is stabilized at a position where a load is evenly applied to the entire surface of the component C. Here, the substrate support member 90 makes point contact with the reference surface 142 at the contact point P21. After the position of the substrate support member 90 is stabilized, the substrate support member 90 is fixed by sucking the substrate support member 90 from the suction hole by the suction mechanism.
  • the component C is joined to the substrate B when the substrate support member 90 makes point contact with the reference surface 142. Accordingly, the entire surface of the component C can be evenly pressurized.
  • the pressing element 43 is formed of a fluorine-based resin such as Teflon (registered trademark).
  • Teflon registered trademark
  • the present invention is not limited to this.
  • the pressing element 43 may be formed of a ceramic or a metal material.
  • the pressing element 43 is formed of a ceramic or a metal material, it can be sintered and bonded at a higher temperature than when the pressing element 43 is formed of Teflon (registered trademark).
  • the pressing portion 40 has the weight 45, but the present invention is not limited to this.
  • the pressing part 40 may not have the weight 45.
  • pressure can be applied to the component C by the weight of the arm 42.
  • joining without pressure can be performed.

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Abstract

接合装置（１００）は、金属材料（Ｍ）を介して基板（Ｂ）に部品（Ｃ）を接合する。接合装置（１００）は、壁部（２０）と、少なくとも１つの押圧部（４０）と、回動軸（３０）とを備える。回動軸（３０）は、壁部（２０）に固定される。少なくとも１つの押圧部（４０）の各々は、アーム（４２）と、押圧子（４３）または基板支持部材（９０）とを有する。アーム（４２）は、回動軸（３０）から延びている。アーム（４２）は、回動軸（３０）の回りに回動する。押圧子（４３）は、部品（Ｃ）を押圧する。基板支持部材（９０）は、基準面（１４２）に配置される。基板支持部材（９０）は、基板（Ｂ）を支持する。押圧子（４３）が部品（Ｃ）と点接触すること、または基板支持部材（９０）が基準面（１４２）と点接触することによって、基板（Ｂ）に部品（Ｃ）を接合する。

Description

接合装置
　本発明は、接合装置に関する。
　特許文献１には、ペーストを用いて部材を接合する方法が開示されている。ペーストは分散媒を含み、分散媒には金属ナノ粒子（金属材料）が分散されている。特許文献１の接合方法は、スペーサを採用することによって、接合層の膜厚を必要なだけ厚くさせ、大きな加圧力で加圧することができ、焼結後の接合強度を高めている。
特開２０１１－７１３０１号公報
　しかしながら、特許文献１の接合装置では、部材を加圧する際、プレスの板と部材が面接触しており、プレスの板が反る可能性があった。その結果、部材の全面に均一に圧力をかけることが困難であった。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は部品の全面に対して均等な圧力を加えることができる接合装置を提供することにある。
　本発明による接合装置は、金属材料を介して基板に部品を接合する。前記接合装置は、壁部と、少なくとも１つの押圧部と、回動軸とを備える。前記回動軸は、前記壁部に固定される。前記少なくとも１つの押圧部の各々は、アームと、押圧子または基板支持部材とを有する。前記アームは、前記回動軸から延びている。前記アームは、前記回動軸の回りに回動する。前記押圧子は、前記部品を押圧する。前記基板支持部材は、基準面に配置される。前記基板支持部材は、前記基板を支持する。前記押圧子が前記部品と点接触すること、または前記基板支持部材が前記基準面と点接触することによって、前記基板に前記部品を接合する。
　ある実施形態において、前記押圧子は、前記部品を押圧する押圧面を有する。前記押圧面は下に凸である。
　ある実施形態において、前記押圧面は球面の一部である。
　ある実施形態において、前記押圧子は、前記部品の中心部と点接触することによって、前記基板に前記部品を接合する。
　ある実施形態において、前記少なくとも１つの押圧部の各々は、前記アームに取り付けられる重りをさらに有する。前記押圧子は、前記回動軸と前記重りとの間に位置する。
　ある実施形態において、前記アームは、前記回動軸から着脱可能である。
　ある実施形態において、前記回動軸は、前記アームが取り付けられるアーム取付部を有する。前記アーム取付部は、円柱が一部切り欠かれた形状を有する。前記アーム取付部には、前記アームが取り付けられる。前記アーム取付部の周面は、円弧状部と、平面部とを有する。前記円弧状部は、円弧状である。前記平面部は、前記円弧状部と接続する。前記平面部は、平面状である。前記アームは、回動軸保持部を有する。前記回動軸保持部は、円弧状部と、第１平面部と、第２平面部とを有する。前記円弧状部は、円弧状である。前記第１平面部は、前記円弧状部の一端と接続する。前記第１平面部は、平面状である。前記第２平面部は、前記円弧状部の他端と接続する。前記第２平面部は、平面状である。前記アーム取付部の前記円弧状部を規定する円の直径は、前記回動軸保持部の前記第１平面部と前記回動軸保持部の前記第２平面部との間隔よりも大きい。前記アーム取付部の前記円弧状部を規定する円の半径と前記アーム取付部の前記円弧状部を規定する円の中心から前記アーム取付部の前記平面部までの最短距離とを加えた長さは、前記回動軸保持部の前記第１平面部と前記回動軸保持部の前記第２平面部との間隔以下である。
　ある実施形態において、前記回動軸は、一対のアーム移動規制部をさらに有する。前記一対のアーム移動規制部は、前記回動軸の軸方向への前記アームの移動を規制する。前記アーム取付部は、前記一対のアーム移動規制部によって規定される。
　ある実施形態において、前記基板を支持する支持台をさらに備える。前記支持台は、前記基板の位置を固定する。前記支持台の熱伝導率は、前記アームの熱伝導率よりも高い。
　ある実施形態において、前記押圧子が前記部品と点接触する際、前記アームが延びる方向は、水平方向に平行である。
　ある実施形態において、前記押圧子は弾性体である。
　ある実施形態において、前記弾性体は、フッ素系樹脂を含む。
　ある実施形態において、前記部品は複数である。前記少なくとも１つの押圧部は複数である。複数の前記押圧部の各々は、複数の前記部品のうち対応する前記部品を押圧する。
　ある実施形態において、少なくとも１つの押圧部は第１押圧部と第２押圧部とを有する。前記第２押圧部の前記アームには、前記第１押圧部の前記押圧子が通過可能な開口が形成されている。
　ある実施形態において、前記アームは、前記押圧子と接触する接触部をさらに有する。前記接触部は可動部を有する。前記可動部は、固定点を中心にして可動である。前記押圧子が前記可動部と点接触することによって、前記基板に前記部品を接合する。
　本発明によれば、部品の全面に対して均等な圧力を加えることができる。
本発明の実施形態に係る接合装置の模式的な側面図である。 本発明の実施形態に係る接合装置の接合方法を示す模式的な側面図である。 本発明の実施形態に係る接合装置の斜視図である。 基板および部品を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る押圧部の斜視図である。（ｂ）は、回動軸保持部を示す側面図である。 （ａ）は、回動軸を示す側面図である。（ｂ）は、アーム取付部を示す断面図である。 壁部近傍の回動軸を示す斜視図である。 アーム取付部と回動軸保持部とを示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る接合装置によって接合した基板および部品を示す図である。（ｂ）は、従来の方法で接合した基板と部品の剪断強度の結果を示すグラフである。（ｃ）は、本発明の実施形態に係る接合装置によって接合した部品の剪断強度の結果を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る接合装置の斜視図である。 アームの模式的な側面図である。 本発明の実施形態に係る接合装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係る押圧部の模式的な側面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る接合装置の模式的な側面図である。（ｂ）は、本発明の実施形態に係る接合装置の模式的な斜視図である。 本発明の実施形態に係る接合装置の模式的な斜視図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る接合装置の模式的な側面図である。（ｂ）は、接触部の近傍の模式的な拡大図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る接合装置の模式的な上面図である。（ｂ）は、本発明の実施形態に係る接合装置の模式的な側面図である。 本発明の実施形態に係る押圧部の模式的な側面図である。 本発明の実施形態に係る押圧部の模式的な側面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
　図１～図３を参照して、本発明の実施形態に係る接合装置１００について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る接合装置１００の模式的な側面図である。図２は、本発明の実施形態に係る接合装置１００の接合方法を示す模式的な側面図である。図３は、本発明の実施形態に係る接合装置１００の斜視図である。
　図１に示すように、接合装置１００は、枠体１０と、壁部２０と、回動軸３０と、複数の押圧部４０とを備える。接合装置１００は、金属材料Ｍを介して基板Ｂに部品Ｃを接合する。
　金属材料Ｍには、銀、銅またはニッケルの金属粒子が分散されている。金属材料Ｍは、金属粒子とアルコールのような溶媒とを混合してペースト化することによって作製される。
　基板Ｂは、例えば、リードフレームである。
　部品Ｃは、例えば、半導体チップである。部品Ｃは、例えば、ワイヤーであってもよい。
　枠体１０は、壁部２０を支持する。枠体１０は、例えば、ステンレスで形成される。枠体１０には、支持台１４（図３）が取り付けられる。
　図３に示すように、支持台１４は、基板Ｂを支持する。支持台１４は、例えば、銅で形成される。
　再び、図１を参照する。壁部２０は、鉛直方向に延びている。壁部２０は、例えば、ステンレスで形成される。
　回動軸３０は、壁部２０に固定される。回動軸３０は、長手方向に延びる。回動軸３０は、例えば、ステンレスで形成される。
　押圧部４０は、アーム４２と、押圧子４３と、重り４５とを有する。
　アーム４２は、回動軸３０から延びている。アーム４２は、例えば、ステンレスで形成される。アーム４２は、回動軸３０の回りに回動する。
　押圧子４３の形状は、例えば、球状である。押圧子４３は、例えば、直径５ｍｍである。押圧子４３は、アーム４２に取り付けられている。詳しくは、押圧子４３は、半分がアーム４２にはめ込まれており、半分がアーム４２から露出している。押圧子４３は、部品Ｃを押圧する。押圧子４３は、押圧面４４を有する。押圧面４４は、下に凸であることが好ましい。さらに好ましくは、押圧面４４は、球面の一部であることが好ましい。
　押圧子４３が部品Ｃと点接触することによって、基板Ｂに部品Ｃを接合する。押圧子４３は、部品Ｃの中心部と点接触することによって、基板Ｂに部品Ｃを接合することが好ましい。押圧子４３が部品Ｃの中心部と点接触するため、接合時に、部品Ｃが傾くことを抑制し、部品Ｃの全面に均等に加圧することができる。押圧子４３は、弾性体である。押圧子４３は、例えば、テフロン（登録商標）で形成される。押圧子４３が、弾性体であるため、押圧子４３が部品Ｃを押圧した際、押圧子４３が部品Ｃを傷つけることを抑制することができる。
　重り４５は、アーム４２に取り付けられている。重り４５は、例えば、銅で形成される。重り４５の形状は、例えば、直方体である。重り４５には、貫通孔４５１とネジ孔４５２とが形成されている。貫通孔４５１の径は、アーム４２の径と略等しい。貫通孔４５１にアーム４２を挿入し、ネジ孔４５２にネジ４５３を挿入することによって、重り４５は、アーム４２の所定の位置に取り付けられる。重り４５の大きさは、押圧子４３が部品Ｃと点接触した際に、他の部材（例えば、枠体１０）に接触しない大きさに設定される。したがって、押圧子４３のみが部品Ｃと点接触するため、効果的に部品Ｃに圧力を加えることができる。押圧子４３は、回動軸３０と重り４５との間に位置する。接合装置１００には、回動軸３０を支点、重り４５を力点、押圧子４３を作用点として、てこの原理が働く。したがって、少スペースでも高い圧力を得ることができる。さらに、押圧子４３から重り４５までの距離を調整することによって、押圧子４３に付与される荷重を容易に調整することができる。また、重り４５を重量の異なる重り４５に取り換えることによって、押圧子４３に付与される荷重を容易に調整することができる。そしてさらには、押圧子４３の位置可変機構も加えれば、押圧子４３から回動軸３０までの距離を変えても荷重調整が可能となる。
　図２を参照して、接合装置１００の接合方法について説明する。図２（ａ）～図２（ｄ）の工程を行うことによって、金属材料Ｍを介して基板Ｂと部品Ｃとが接合される。
　図２（ａ）に示すように、接合装置１００を用意する。図２（ａ）に示す状態において、押圧面４４は、上方を向いている。
　図２（ｂ）に示すように、支持台１４（図３）の上面に基板Ｂを配置する。そして、基板Ｂの上面に金属材料Ｍを形成する。そして、部品Ｃを金属材料Ｍの上に配置する。すなわち、金属材料Ｍを介して、基板Ｂに部品Ｃを積層する。
　図２（ｃ）に示すように、アーム４２を時計回りに回動させる。
　図２（ｄ）に示すように、押圧子４３が部品Ｃと点接触するように、アーム４２を時計回りに回動させる。接合装置１００は、押圧子４３が部品Ｃと点接触することによって基板Ｂに部品Ｃを接合する。典型的に、金属材料Ｍを介して基板Ｂに部品Ｃを接合する際、接合装置１００を加熱炉に設置し金属材料Ｍを焼結させて基板Ｂに部品Ｃを接合する。
　一般的には、部品Ｃの上にガラス基板などの部品押さえ板を介して重りを積み上げることによって、部品Ｃを加圧することが行われている。したがって、圧力を大きくするためには、重りを高く積み上げる必要があった。一方、接合装置１００は、てこの原理を利用しているため、接合装置１００の高さを低くすることができる。したがって、接合装置１００が設置される加熱炉の高さを低くすることができる。その結果、金属材料Ｍを効率的に加熱して金属材料を焼結することができる。
　支持台１４の熱伝導率は、アーム４２の熱伝導率よりも高い。したがって、金属材料Ｍを焼結させる際、支持台１４が基板Ｂおよび部品Ｃに下方からの熱を伝えやすくし、アーム４２が基板Ｂおよび部品Ｃの上方へ熱を逃しづらくできる。その結果、金属材料Ｍを効率的に加熱することができる。
　押圧子４３が部品Ｃと点接触する際、アーム４２が延びる方向は、水平方向に平行である。したがって、接合装置１００の高さを低くすることができる。その結果、接合装置１００が設置される加熱炉の高さを低くすることができる。このため、金属材料Ｍを効率的に加熱して金属材料を焼結することができる。
　図３～図８を参照して、本発明の実施形態に係る接合装置１００についてさらに説明する。図４は、基板Ｂおよび部品Ｃを示す斜視図である。図５（ａ）は、本発明の実施形態に係る押圧部４０の斜視図である。図５（ｂ）は、回動軸保持部４６を示す側面図である。図６（ａ）は、回動軸３０を示す側面図である。図６（ｂ）は、アーム取付部３２を示す断面図である。図７は、壁部２０近傍の回動軸３０を示す斜視図である。図８（ａ）および図８（ｂ）は、アーム取付部３２と回動軸保持部４６とを示す断面図である。
　図３に示すように、接合装置１００は、１０個の押圧部４０を備える。１０個の押圧部４０の各々は、複数の部品Ｃのうち対応する部品Ｃを押圧する。したがって、接合装置１００は、部品Ｃ毎に個別に加圧することができる。このため、接合装置１００は、部品Ｃ毎に部品Ｃに付与される圧力を設定することができる。
　図３に示すように、アーム４２は、回動軸保持部４６と、重り取付部４７とを有する。回動軸保持部４６は、回動軸３０を保持する。重り取付部４７には、重り４５が取り付けられる。
　支持台１４は、板状の部材である。支持台１４の形状は、矩形状である。支持台１４は、枠体１０から着脱可能である。支持台１４は、一対の位置決めピン１６を有する。一対の位置決めピン１６は、支持台１４に載置される基板Ｂの位置を固定することができる。
　図４を参照して、接合装置１００に配置される基板Ｂおよび部品Ｃについて説明する。基板Ｂは、単位基板Ｂａが短冊状に並列に並んでいる。本実施形態では、基板Ｂは、１０個の単位基板Ｂａを有する。単位基板Ｂａの各々には、部品Ｃが配置される。基板Ｂには、複数のガイド孔Ｈが設けられている。基板Ｂには、少なくとも一対のガイド孔Ｈを有していればよい。本実施形態では、一対のガイド孔ＨａおよびＨｂのそれぞれを、一対の位置決めピン１６（図３）に通すことによって、基板Ｂは所定の位置に固定される。
　図４に示す基板Ｂに複数の部品Ｃを接合する場合、従来の接合方法では、基板Ｂの変形（反り）または部品押さえや重りの変形によって部品Ｃ毎に圧力のばらつきが生じていた。一方、接合装置１００は、押圧部４０を備える。接合装置１００は、部品Ｃ毎に個別に加圧することができる。したがって、部品Ｃ毎に圧力のばらつきを抑制することができる。
　図５（ａ）を参照して、押圧部４０についてさらに説明する。図５（ａ）において、厚さｄ１は、回動軸保持部４６の厚さを示す。図５（ａ）に示すように、押圧部４０は、アーム４２と、押圧子４３とを有する。アーム４２は、回動軸保持部４６と、重り取付部４７とを有する。
　回動軸保持部４６は、板状である。回動軸保持部４６の厚さｄ１は、例えば、６ｍｍである。回動軸保持部４６の一端は、重り取付部４７に接続する。回動軸保持部４６の他端には、Ｃ字状の切欠き４８が形成される。回動軸保持部４６には、押圧子４３が取り付けられる。
　重り取付部４７は、棒状である。重り取付部４７は、円柱状である。重り取付部４７には、重り４５が取り付けられる。
　図５（ｂ）を参照して、回動軸保持部４６についてさらに説明する。図５（ｂ）において、中心ｃ１は、円弧状部４９２を規定する円の中心を示す。半径ｒ１は、円弧状部４９２を規定する円の半径を示す。間隔ｄ６は、第１平面部４９４と第２平面部４９６との間隔を示す。直径ｄ７は、円弧状部４９２を規定する円の直径を示す。長さｄ８は、第１平面部４９４の長さを示す。長さｄ９は、第２平面部４９６の長さを示す。
　図５（ｂ）に示すように、回動軸保持部４６は、円弧状部４９２と、第１平面部４９４と、第２平面部４９６とを有する。円弧状部４９２と、第１平面部４９４と、第２平面部４９６とによって、切欠き４８が規定される。
　円弧状部４９２は、円弧状である。円弧状部４９２は、中心ｃ１を中心とする半径ｒ１の円の一部である。半径ｒ１は、例えば、５ｍｍである。
　第１平面部４９４は、円弧状部４９２の一端４９３と接続する。第１平面部４９４は、平面状である。
　第２平面部４９６は、円弧状部４９２の他端４９５と接続する。第２平面部４９６は、平面状である。
　間隔ｄ６は、直径ｄ７よりも小さい。間隔ｄ６は、例えば、９ｍｍである。直径ｄ７は、例えば、１０ｍｍである。本実施形態では、第１平面部４９４の長さｄ８は、第２平面部４９６の長さｄ９よりも長い。
　図６（ａ）および図６（ｂ）を参照して、回動軸３０についてさらに説明する。図６（ａ）において、間隔ｄ１１は、一対のアーム移動規制部７０の間隔を示す。図６（ｂ）において、中心ｃ２は、円弧状部３２２を規定する円の中心を示す。半径ｒ２は、円弧状部３２２を規定する円の半径を示す。最短距離ｄ１６は、中心ｃ２から平面部３２４までの最短距離を示す。長さｄ１７は、半径ｒ２と最短距離ｄ１６を加えた長さを示す。直径ｄ１８は、円弧状部３２２を規定する円の直径を示す。
　図６（ａ）に示すように、回動軸３０は、複数のアーム取付部３２と、複数の本体部３４と、複数のアーム移動規制部７０とを有する。
　アーム取付部３２は、円柱が一部切り欠かれた形状を有する。アーム取付部３２には、アーム４２が取り付けられる。
　本体部３４は、円柱状である。本体部３４は、アーム移動規制部７０を介してアーム取付部３２と接続する。
　図７に示すように、アーム移動規制部７０は、環状部７２と、突出部７４と、切欠き７６とを有する。環状部７２は、環状である。突出部７４は、環状部７２から突出する。環状部７２は、切欠き７６を有する。隣接する一対のアーム移動規制部７０は、回動軸３０の軸方向Ｄ１へのアーム４２の移動を規制する。アーム取付部３２は、一対のアーム移動規制部７０によって規定される。すなわち、一対のアーム移動規制部７０は、アーム４２に対応して設けられる。一対のアーム移動規制部７０の間隔ｄ１１（図６（ａ））は、回動軸保持部４６の厚さｄ１（図５（ａ））と略同一である。
　図６（ｂ）に示すように、アーム取付部３２の周面は、円弧状部３２２と、平面部３２４とを有する。
　円弧状部３２２は、円弧状である。円弧状部３２２は、中心ｃ２を中心とする半径ｒ２の円の一部である。半径ｒ２は、例えば、５ｍｍである。本実施形態では、半径ｒ２は、半径ｒ１（図５（ｂ））と等しい。
　平面部３２４は、円弧状部３２２と接続する。平面部３２４は、平面状である。
　長さｄ１７は、間隔ｄ６（図５（ｂ））以下である。本実施形態では、長さｄ１７と、間隔ｄ６は等しい。長さｄ１７は、例えば、９ｍｍである。半径ｒ２は、例えば、５ｍｍである。最短距離ｄ１６は、例えば、４ｍｍである。直径ｄ１８は、間隔ｄ６（図５（ｂ））よりも大きい。
　アーム４２は、回動軸３０から着脱可能であることが好ましい。図５、図６および図８を参照して、アーム４２の着脱可能な構成について説明する。
　図５および図６を参照して説明したように、直径ｄ１８は、間隔ｄ６よりも大きい。さらに、長さｄ１７は、間隔ｄ６以下である。本実施形態では、長さｄ１７と間隔ｄ６とは略同一である。したがって、図８（ａ）に示すようにアーム取付部３２の平面部３２４と、回動軸保持部４６の第１平面部４９４および第２平面部４９６とが平行となる方向Ｄ２に回動軸保持部４６の角度を合わせた場合に、回動軸保持部４６をアーム取付部３２から取り付けることができる。詳しくは、回動軸保持部４６の角度を方向Ｄ２に合わせることによって、第１平面部４９４と第２平面部４９６の間にアーム取付部３２を通過させて回動軸保持部４６をアーム取付部３２に取り付けることができる。すなわち、アーム４２を回動軸３０に取り付けることができる。
　また、図８（ｂ）に示すように、回動軸保持部４６を回動させて回動軸保持部４６の角度を方向Ｄ２以外の角度にすることよって、回動軸保持部４６はアーム取付部３２に保持される。直径ｄ１８が間隔ｄ６よりも大きいため、第２平面部４９６がアーム取付部３２に引っ掛かり、回動軸保持部４６がアーム取付部３２から抜けることを抑制することができる。また、本実施形態において半径ｒ１と半径ｒ２とは等しい。したがって、回動軸保持部４６の円弧状部４９２が、アーム取付部３２の円弧状部３２２に沿うように、回動軸保持部４６を滑らかに回動させることができる。
　また、図８（ｂ）に示した状態のように、回動軸保持部４６がアーム取付部３２に保持された状態から、図８（ａ）に示した状態のように、回動軸保持部４６の角度を方向Ｄ２に合わせることによって、第１平面部４９４と第２平面部４９６の間にアーム取付部３２を通過させて回動軸保持部４６からアーム取付部３２を取り外すことができる。すなわち、アーム４２を回動軸３０から取り外すことができる。
　アーム４２は、回動軸３０から着脱可能である。したがって、回動軸３０からアーム４２を取り外すことによって、接合部品の選択をし、接合したい部品Ｃのみを接合することができる。
　アーム取付部３２の円弧状部３２２を規定する円の直径ｄ１８は、回動軸保持部４６の第１平面部４９４と回動軸保持部４６の第２平面部４９６との間隔ｄ６よりも大きい。さらに、アーム取付部３２の円弧状部３２２を規定する円の半径ｒ２とアーム取付部３２の円弧状部３２２を規定する円の中心ｃ２からアーム取付部３２の平面部３２４までの最短距離ｄ１６とを加えた長さｄ１７は、回動軸保持部４６の第１平面部４９４と回動軸保持部４６の第２平面部４９６との間隔ｄ６以下である。したがって、回動軸保持部４６が所定の角度となる場合のみアーム取付部３２から回動軸保持部４６を着脱することができる。回動軸保持部４６が所定の角度となる場合以外では、回動軸保持部４６はアーム取付部３２に保持される。
　図１～図８を参照して説明したように、接合装置１００では、押圧子４３が部品Ｃと点接触によって、金属材料Ｍを介して基板Ｂに部品Ｃを接合する。したがって、部品Ｃの全面に対して均等な圧力を加えることができる。その結果、基板Ｂと部品Ｃとの剪断強度のばらつきを抑制した再現性の高い接合が可能となる。
　また、図１～図８を参照して説明したように、接合装置１００では、押圧面４４は下に凸である。したがって、押圧子４３が部品Ｃと接触する際に、点接触にすることができる。その結果、部品Ｃの全面に対して均等な圧力を加えることができる。
　また、図１～図８を参照して説明したように、接合装置１００では、押圧子４３は、部品Ｃの中心部と点接触することによって、基板Ｂに部品Ｃを接合する。したがって、部品Ｃの全面に対して均等な圧力を加えることができる。
　また、図１～図８を参照して説明したように、接合装置１００では、少なくとも１つの押圧部４０の各々は、アーム４２に取り付けられる重り４５を有する。押圧子４３は、回動軸３０と重り４５との間に位置する。したがって、接合装置１００は、回動軸３０を支点、重り４５を力点、押圧子４３を作用点として、てこの原理が働く。その結果、少スペースでも高い圧力を得ることができる。さらに、押圧子４３から重り４５までの距離を調整することによって、押圧子４３に付与される荷重を容易に調整することができる。また、重り４５を重量の異なる重り４５に取り換えることによって、押圧子４３に付与される荷重を容易に調整することができる。そしてさらには、押圧子４３の位置可変機構も加えれば、押圧子４３から回動軸３０までの距離を変えても荷重調整が可能となる。
　また、図１～図８を参照して説明したように、接合装置１００では、アーム４２は、回動軸３０から着脱可能である。したがって、回動軸３０からアーム４２を取り外すことによって、接合部品の選択をし、接合したい部品Ｃのみを接合することができる。
　また、図１～図８を参照して説明したように、接合装置１００は、基板Ｂを支持する支持台１４を備える。また、支持台１４は、基板Ｂの位置を固定する。したがって、押圧子４３が部品Ｃの中心部と点接触するように、基板Ｂの位置を固定することができる。したがって、部品Ｃの全面に対して均等な圧力を加えることができる。
　また、図１～図８を参照して説明したように、接合装置１００では、支持台１４の熱伝導率は、アーム４２の熱伝導率よりも高い。したがって、金属材料Ｍを焼結させる際、支持台１４が基板Ｂおよび部品Ｃに下方からの熱を伝えやすくし、アーム４２が基板Ｂおよび部品Ｃの上方へ熱を逃しづらくできる。その結果、金属材料Ｍを効率的に加熱することができる。また、押圧子４３を耐熱性と低熱伝導性とを有したフッ素樹脂製とすることで部品Ｃと直接接触しても熱が逃げにくく、更に効率的に加熱することができる。
　また、図１～図８を参照して説明したように、接合装置１００では、押圧子４３が部品Ｃと点接触する際、アーム４２が延びる方向は、水平方向に平行である。したがって、接合装置１００の高さを低くすることができる。その結果、接合装置１００が設置される加熱炉の高さを低くすることができる。このため、金属材料Ｍを効率的に加熱して金属材料を焼結することができる。
　また、図１～図８を参照して説明したように、接合装置１００では、押圧子４３は、弾性体である。したがって、押圧子４３が部品Ｃを押圧した際、押圧子４３が部品Ｃを傷つけることを抑制することができる。
　また、図１～図８を参照して説明したように、接合装置１００は、少なくとも複数の押圧部４０を備える。複数の押圧部４０の各々は、複数の部品Ｃのうち対応する部品Ｃを押圧する。したがって、接合装置１００は、部品Ｃ毎に個別に加圧することができる。このため、接合装置１００は、部品Ｃ毎に部品Ｃに付与される圧力を設定することができる。
　図９を参照して、本発明の実施形態に係る接合装置１００の実施例について説明する。図９（ａ）は、本発明の実施形態に係る接合装置１００によって接合した基板Ｂおよび部品Ｃを示す図である。図９（ｂ）は、従来の方法で接合した基板Ｂと部品Ｃの剪断強度の結果を示すグラフである。図９（ｃ）は、本発明の実施形態に係る接合装置１００によって接合した部品Ｃの剪断強度の結果を示すグラフである。図９（ｂ）および図９（ｃ）において横軸は、部品Ｃの番号を示し、縦軸は、剪断強度を示す。
　接合装置１００は、図３に示した接合装置１００を用いて、重り４５の重さと位置を調整した。図９（ａ）に示すように、ＴＯ２４７リードフレーム（基板Ｂ）へ１．８５ｍｍ□のＳｉＣショットキーバリアダイオード（部品Ｃ）を１０個接合した。接合装置１００は、ＵＮＩＴＥＭＰ社製真空炉（ＲＳＳ－４５０－２１０）へ設置した。チップ間距離は１７．５ｍｍであったためアーム４２はこのピッチに合わせて１０本配置した。ダイアタッチ材（金属材料Ｍ）は、銀ペーストを使用した。焼結時にチップセンターへ１４０ｇ（０．４ＭＰａ）の荷重が加わるように、アーム４２へ重り４５を固定した。ＴＯ２４７フレームは支持台１４に設けた２本の位置決めピン１６へ挿入して位置決め、および、固定を行った。
　図９（ｂ）に示すように、従来の接合方法では、部品Ｃ毎に、剪断強度のばらつきが発生した。従来の接合方法では、一体の部品押さえ板にて複数の部品Ｃを面接触で押圧するため、各部品に対して均一な加圧が行われないことが原因と考えられる。
　一方、図９（ｃ）に示すように、本願発明の実施形態に係る接合装置１００によって接合した部品Ｃの剪断強度の結果は、剪断強度のばらつきが１／５となった。点接触かつ個別加圧で部品Ｃを押圧するため、部品に対して均一な加圧がおこなわれることが原因と考えられる。また、断面観察においては、焼結後のダイアタッチ材の厚さは一定であることが確認された。したがって、加圧時に均等に荷重が加わっていることが証明された。
　なお、図１～図９を参照して説明したように、アーム４２は、１つの押圧子４３を有していたが、本発明はこれに限定されない。アーム４２は、２つ以上の押圧子４３を有していてもよい。図１０は、本発明の実施形態に係る接合装置１００の斜視図である。アーム４２の各々は、２つの押圧子４３を有する。２つの押圧子４３はそれぞれ、異なる部品Ｃに点接触する。したがって、基板Ｂにおける様々な配置の部品Ｃに対して圧力を与えることができる。なお、アーム４２の各々が、複数の押圧子４３を有する場合、押圧子４３がフレキシブルに可動する構成とすることが好ましい。図１１は、アーム４２の模式的な側面図である。図１１に示すように、アーム４２は、押圧子保持部４６２をさらに有する。押圧子保持部４６２は、可動部４６４と押圧子取付部４６６とを有する。可動部４６４は、回動軸保持部４６に取り付けられている。可動部４６４は、回動軸保持部４６に固定された固定点を中心にして前後左右に可動である。押圧子取付部４６６は、可動部４６４に取り付けられている。押圧子取付部４６６には、２つの押圧子４３が取り付けられている。押圧子取付部４６６は、可動部４６４の動きに対応して動く。したがって、１つのアーム４２に設けた複数の押圧子４３によって複数の部品Ｃに対して均等に加圧することができる。なお、１つのアーム４２に対して複数の押圧子４３を有し複数の部品Ｃに対して加圧する場合、複数の部品Ｃに対して均等に加圧する観点から、複数の押圧子４３は３つまでとすることが好ましい。また、３つの押圧子４３によって、面積の大きい１つの部品Ｃに対して加圧する場合は、３つの押圧子４３は正三角形の頂点に配置されることが好ましい。
　また、図１～図９を参照して説明したように、押圧部４０は、１つのアーム４２または１つの押圧子保持部４６２を有していたが、本発明はこれに限定されない。押圧部４０は、２つ以上のアーム４２を有していてもよい。図１２は、本発明の実施形態に係る接合装置１００の斜視図である。押圧部４０の各々は、２つのアーム４２と２つの押圧子４３とを有する。押圧部４０の各々は、アーム４２が一部連結している。したがって、アーム４２を回動させることによって、一度に２つの押圧子４３を部品Ｃに点接触させることができる。なお、この場合、図１０を参照して説明した接合装置１００と同様に、図１１を参照して説明したように押圧子４３がフレキシブルに可動する構成とすることが好ましい。したがって、複数の部品Ｃに対して均等に加圧することができる。
　また、基板Ｂに対して部品Ｃが搭載される位置に応じて押圧子４３の位置を変更することが好ましい。図１３を参照して、部品Ｃが搭載される位置に応じて押圧子４３の位置を変更することが好ましいことについて説明する。図１３は、本発明の実施形態に係る押圧部４０の模式的な側面図である。
　図１３（ｂ）に示す押圧子４３は、図１３（ａ）に示す押圧子４３よりもアーム４２が延びる方向（以下、アーム方向と記載する）にずれて配置されている。したがって、基板Ｂに対してアーム方向にずれて部品Ｃが配置されていても、押圧子４３をアーム方向にずらして配置することによって、基板Ｂに部品Ｃを接合することができる。
　また、図１３（ｃ）に示す押圧子４３は、図１３（ａ）に示す押圧子４３よりも高さ方向に長い。すなわち、図１３（ｃ）に示す押圧子４３の押圧面４４は、図１３（ａ）に示す押圧子４３の押圧面４４よりも低い位置に位置する。したがって、基板Ｂまたは部品Ｃの厚さが異なる場合であっても、押圧子４３の高さ方向の長さを変更することによって基板Ｂに部品Ｃを接合することができる。
　また、図１３（ｄ）に示す回動軸保持部４６の高さ方向の長さは、図１３（ａ）に示す回動軸保持部４６の高さ方向の長さよりも長い。したがって、基板Ｂまたは部品Ｃが薄い場合であっても、回動軸保持部４６の高さ方向の長さを変更することによって基板Ｂに部品Ｃを接合することができる。
　アーム方向に並んだ複数の部品Ｃを基板Ｂに接合できることが好ましい。図１４を参照して、本発明の実施形態に係る接合装置１００について説明する。図１４（ａ）は、本発明の実施形態に係る接合装置１００の模式的な側面図である。図１４（ｂ）は、本発明の実施形態に係る接合装置１００の模式的な斜視図である。図１～図１３を参照して説明した接合装置１００との重複部分については説明を省略する。
　図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、接合装置１００は、枠体１０と、壁部２０と、第１回動軸３０ａと、第２回動軸３０ｂと、第３回動軸３０ｃと、第１押圧部４０ａと、第２押圧部４０ｂと、第３押圧部４０ｃとを備える。枠体１０は、壁部２０を支持する。壁部２０は、鉛直方向に延びている。
　第１回動軸３０ａと、第２回動軸３０ｂと、第３回動軸３０ｃとは壁部２０に固定される。第１回動軸３０ａと、第２回動軸３０ｂと、第３回動軸３０ｃとの高さ方向の位置は異なる。また、第１回動軸３０ａと、第２回動軸３０ｂと、第３回動軸３０ｃとのアーム方向の位置は異なる。
　第１押圧部４０ａは、第１回動軸３０ａから延びている。第２押圧部４０ｂは、第２回動軸３０ｂから延びている。第３押圧部４０ｃは、第３回動軸３０ｃから延びている。
　第１押圧部４０ａは、第１アーム４２ａと、第１押圧子４３ａと、重り４５ａとを有する。第２押圧部４０ｂは、第２アーム４２ｂと、第２押圧子４３ｂと、重り４５ｂとを有する。第３押圧部４０ｃは、第３アーム４２ｃと、第３押圧子４３ｃと、重り４５ｃとを有する。第１押圧子４３ａと、第２押圧子４３ｂと、第３押圧子４３ｃとは高さ方向の長さが異なる。詳しくは、第１押圧子４３ａ、第２押圧子４３ｂ、第３押圧子４３ｃの順に高さ方向の長さが長くなる。より詳しくは、第１アーム４２ａと、第２アーム４２ｂと、第３アーム４２ｃとを回動させた際、第１押圧子４３ａの押圧面４４ａと、第２押圧子４３ｂの押圧面４４ｂと、第３押圧子４３ｃの押圧面４４ｃとの高さ方向の位置が同じになるように、第１押圧子４３ａ、第２押圧子４３ｂ、第３押圧子４３ｃの高さ方向の長さは設定されている。
　第２アーム４２ｂには、開口４９ｂが形成されている。開口４９ｂは、第１押圧子４３ａが通過可能である。第３アーム４２ｃには、開口４９ｃが形成されている。開口４９ｃは、第１押圧子４３ａと第２押圧子４３ｂとが通過可能である。したがって、第３アーム４２ｃを回動させた後に、第２押圧子４３ｂが開口４９ｃを通過するように第２アーム４２ｂを回動させることができる。そして、第２アーム４２ｂを回動させた後に、第１押圧子４３ａが開口４９ｂと開口４９ｃとを通過するように第１アーム４２ａを回動させることができる。このように、第１アーム４２ａと、第２アーム４２ｂと、第３アーム４２ｃとを回動させることによって、第１押圧子４３ａの押圧面４４ａと、第２押圧子４３ｂの押圧面４４ｂと、第３押圧子４３ｃの押圧面４４ｃとの高さ方向の位置が同じになる。また、第１押圧子４３ａの押圧面４４ａと、第２押圧子４３ｂの押圧面４４ｂと、第３押圧子４３ｃの押圧面４４ｃとは、アーム方向に並んで配置されている。したがって、アーム方向に並んだ複数の部品Ｃを基板Ｂに接合することができる。
　なお、第１アーム４２ａと、第２アーム４２ｂと、第３アーム４２ｃとを回動させた際、重り４５ａと、重り４５ｂと、重り４５ｃとのそれぞれが干渉しない位置に、重り４５ａと、重り４５ｂと、重り４５ｃとは取り付けられている。
　また、第１押圧部４０ａと、第２押圧部４０ｂと、第３押圧部４０ｃとを、第１回動軸３０ａと、第２回動軸３０ｂと、第３回動軸３０ｃとが延びる方向に複数設けることによって、基板Ｂの上にマトリクス状に配置された部品Ｃを接合することができる。例えば、第１押圧部４０ａと、第２押圧部４０ｂと、第３押圧部４０ｃとを、それぞれ３つずつ設けることによって、基板Ｂの上に縦方向に３つずつ、横方向に３つずつ配置された部品Ｃ（合計９つの部品Ｃ）を基板Ｂに接合することができる。
　以上、図１４を参照して説明したように、第２押圧部４０ｂの第２アーム４２ｂには、第１押圧部４０ａの第１押圧子４３ａが通過可能な開口４９ｂが形成されている。したがって、第１アーム４２ａを回動させた際、第１押圧子４３ａを開口４９ｂに通過させることができる。その結果、アーム方向に並んだ複数の部品Ｃを基板Ｂに接合することができる。
　図１～図１４を参照して説明した接合装置１００では、アーム４２が回動することによって、押圧部４０に取り付けられた押圧子４３が部品Ｃと接触することによって基板Ｂに部品Ｃを接合していたが、アーム４２と押圧子４３とが分離した状態からアーム４２が回動することによって、押圧子４３がアーム４２と接触することによって基板Ｂに部品Ｃを接合してもよい。
　図１５および図１６を参照して、本発明の実施形態に係る接合装置１００について説明する。図１５は、本発明の実施形態に係る接合装置１００の模式的な斜視図である。図１６（ａ）は、本発明の実施形態に係る接合装置１００の模式的な側面図である。図１６（ｂ）は、接触部５０の近傍の模式的な拡大図である。図１６（ｂ）において、接触点Ｐ１は、第１端可動部５４ａと押圧子４３ａとが接触する点を示し、接触点Ｐ２は、第１端可動部５４ａと押圧子４３ｂとが接触する点を示し、接触点Ｐ３は、第２端可動部５４ｂと押圧子４３ｂとが接触する点を示し、接触点Ｐ４は、第２端可動部５４ｂと押圧子４３ｃとが接触する点を示す。図１～図１４を参照して説明した接合装置１００との重複部分については説明を省略する。
　図１５および図１６（ａ）に示すように、接合装置１００は、枠体１０と、壁部２０と、回動軸３０と、第１押圧部４０ａと、第２押圧部４０ｂと、第３押圧部４０ｃと、支持台１４と、板状部材１８とを備える。第１押圧部４０ａのアーム４２と、第２押圧部４０ｂのアーム４２と、第３押圧部４０ｃのアーム４２のそれぞれは、接触部５０を有する。第１押圧部４０ａと、第２押圧部４０ｂと、第３押圧部４０ｃとのそれぞれは、３つの押圧子４３を有する。図１６（ｂ）に示すように、押圧子４３は、板状部材１８に配置される。
　図１６（ｂ）に示すように、接触部５０は、接続可動部５２と、第１端可動部５４ａと、第２端可動部５４ｂとを有する。接続可動部５２は、回動軸保持部４６に取り付けられている。接続可動部５２は、軸５２２を有する。接続可動部５２は、軸５２２を中心にして可動である。第１端可動部５４ａは、軸５４２ａ（固定点）を有する。第１端可動部５４ａは、軸５４２ａを中心にして可動である。同様に、第２端可動部５４ｂは、軸５４２ｂ（固定点）を有する。第２端可動部５４ｂは、軸５４２ｂを中心にして可動である。接触部５０は、押圧子４３と接触する。本実施形態では、第１端可動部５４ａと、第２端可動部５４ｂとが、押圧子４３と接触する。
　接合装置１００では、押圧子４３が可動部５４ａ、５４ｂと点接触することによって、押圧子４３と部品Ｃとが接触し、基板Ｂに部品Ｃを接合する。詳しくは、基板Ｂに複数の部品Ｃを接合する際、第１端可動部５４ａの一端は、接触点Ｐ１において押圧子４３ａと点接触する。一方、第１端可動部５４ａの他端は、接触点Ｐ２において押圧子４３ｂと点接触する。また、第２端可動部５４ｂの一端は、接触点Ｐ４において押圧子４３ｃと点接触する。一方、第２端可動部５４ｂの他端は、接触点Ｐ３において押圧子４３ｂと点接触する。したがって、押圧面４４ａと、押圧面４４ｂと、押圧面４４ｃとに均等に荷重が加わる。その結果、アーム方向に並んだ複数の部品Ｃを基板Ｂに接合できる。本実施形態では、押圧部４０が回動軸３０の軸方向に３つ並んでいるため、基板Ｂの上にマトリクス状に配置された部品Ｃを接合することができる。
　押圧子４３ａと、押圧子４３ｂと、押圧子４３ｃとのそれぞれは、大径部４１２と、小径部４１４とを有する。大径部４１２の径は、小径部４１４の径よりも大きい。大径部４１２と、小径部４１４とは、例えば、円柱状である。小径部４１４の高さは、大径部４１２の高さよりも高い。本実施形態では、押圧面４４は平面状である。なお、押圧面４４は、球面の一部の形状であってもよい。
　板状部材１８は、枠体１０に取り付けられている。板状部材１８は、支持台１４の上方に配置されている。板状部材１８には、貫通孔１８２が形成されている。貫通孔１８２の径の大きさは、小径部４１４の径よりも大きい。したがって、小径部４１４は、貫通孔１８２を通過可能である。また、貫通孔１８２の径は、大径部４１２の径よりも小さい。
　弾性部材６０ａと、弾性部材６０ｂと、弾性部材６０ｃとは、例えば、バネである。押圧子４３ａには、弾性部材６０ａが取り付けられている。押圧子４３ｂには、弾性部材６０ｂが取り付けられている。押圧子４３ｃには、弾性部材６０ｃが取り付けられている。詳しくは、弾性部材６０ａの一端が大径部４１２に取り付けられており、小径部４１４の一部を取り囲むように配置されている。弾性部材６０ａの径と、弾性部材６０ｂの径と、弾性部材６０ｃの径とは、小径部４１４の径よりも大きい。また、弾性部材６０ａの径と、弾性部材６０ｂの径と、弾性部材６０ｃの径とは、貫通孔１８２の径よりも大きい。したがって、弾性部材６０ａと、弾性部材６０ｂと、弾性部材６０ｃとは、貫通孔１８２を通過できない。その結果、アーム４２を回動させることによって接触部５０の押圧子４３への接触が無くなった場合、すなわち、接触部５０によって押圧子４３に付与される荷重が無くなった場合、弾性部材６０によって押圧子４３が押し上げられる。その結果、基板Ｂと部品Ｃとを容易に支持台１４に配置することができる。
　以上、図１５～図１６を参照して説明したように、接合装置１００では、押圧子４３が可動部５４ａ、５４ｂと点接触することによって、基板Ｂに部品Ｃを接合する。したがって、１つのアーム４２に設けた複数の押圧子４３によって複数の部品Ｃに対して均等に加圧することができる。
　なお、図１５～図１６を参照して説明した接合装置１００では、接触部５０は、複数の可動部（接続可動部５２、第１端可動部５４ａおよび第２端可動部５４ｂ）を有していたが、可動部が押圧子４３と接触し得る限り本発明はこれに限定されない。例えば、接触部５０は、可動部を１つのみ有していてもよい。
　なお、接合装置１００は、押圧部４０が部品Ｃを加圧する位置を変更できるように構成されることが好ましい。図１７（ａ）は、本発明の実施形態に係る接合装置１００の模式的な上面図である。図１７（ｂ）は、本発明の実施形態に係る接合装置１００の模式的な側面図である。図１７（ａ）において、軸方向Ｄ１は、回動軸３０の軸方向を示す。方向Ｄ２は、アーム方向を示す。図１７（ｂ）において、方向Ｄ３は、鉛直方向を示す。
　図１７（ａ）に示すように、接合装置１００は、軸方向Ｄ１への押圧部４０の移動を可能にする位置調整機構を備えることが好ましい。また、接合装置１００は、方向Ｄ２への押圧部４０の移動を可能にする位置調整機構を備えることが好ましい。したがって、押圧部４０が部品Ｃを加圧する位置を変更することができる。その結果、基板Ｂに配置される部品Ｃの配置の自由度が向上する。
　また、図１７（ｂ）に示すように、接合装置１００は、方向Ｄ３への押圧部４０の移動を可能にする位置調整機構を備えることが好ましい。したがって、支持台１４の形状を変えることなく、基板Ｂと部品Ｃとの高さが異なる場合であっても、基板Ｂと部品Ｃとを接合することができる。
　図１～図１７を参照して説明した接合装置１００では、点接触する部分は下に凸であったが、点接触する部分は上に凸でもよい。図１８は、本発明の実施形態に係る押圧部４０の模式的な側面図である。図１８において、接触点Ｐ１１は、アーム４２と押圧子４３とが接触する点を示す。図１～図１７を参照して説明した接合装置１００との重複部分については説明を省略する。
　図１８に示すように、押圧子４３はアーム４２に取り付けられていない。すなわち、アーム４２と押圧子４３とは分離可能である。本実施形態では、押圧子４３は、剛性を有することが好ましい。本実施形態では、押圧面４４は平面である。
　基板Ｂに部品Ｃを接合する際、まず、基板Ｂの上に押圧子４３を配置する。そして、アーム４２を回動させることによって、押圧子４３とアーム４２とが接触点Ｐ１１において点接触する。本実施形態では、点接触する部分は上に凸である。したがって、押圧子４３を介して部品Ｃの全面に均等に加圧することができる。また、本実施形態では、押圧子４３は、剛性を有する。したがって、薄層チップのような剛性の低い部品Ｃであっても基板Ｂに接合することができる。
　図１～図１８を参照して説明した接合装置１００では、押圧部４０は、点接触する押圧子４３を有していたが、押圧部４０は、点接触する押圧子４３を有していなくてもよい。図１９は、本発明の実施形態に係る押圧部４０の模式的な側面図である。図１９において、接触点Ｐ２１は、基板支持部材９０と基準面１４２とが接触する点を示す。図１～図１８を参照して説明した接合装置１００との重複部分については説明を省略する。
　図１９に示すように、押圧部４０は、アーム４２と、基板支持部材９０とを有する。基板支持部材９０は、基板Ｂを支持する。基板支持部材９０は、平坦部９２と、半球状部９４とを有する。平坦部９２は、平坦状である。半球状部９４は、半球状である。支持台１４は、基準面１４２を有する。基準面１４２には、凹部１４４が形成されている。基板支持部材９０は、基準面１４２に配置される。詳しくは、半球状部９４の一部が、凹部１４４に配置される。基板支持部材９０は、凹部１４４に可動に支持されている。凹部１４４には、吸引孔が形成されている。吸引機構によって吸引孔から基板支持部材９０を吸引し基板支持部材９０を固定することが可能である。
　基板Ｂに部品Ｃを接合する際、まず、基板支持部材９０の上に基板Ｂと部品Ｃとを配置する。そして、アーム４２を回動させることによって、アーム４２が部品Ｃを押圧する。この際、基板支持部材９０は、部品Ｃの全面に均等に荷重がかかる位置で安定する。ここで、基板支持部材９０は、接触点Ｐ２１において基準面１４２と点接触する。基板支持部材９０の位置が安定してから、基板支持部材９０を吸引機構によって吸引孔から吸引することによって、基板支持部材９０は固定される。
　以上、図１９を参照して説明したように、接合装置１００では、基板支持部材９０が基準面１４２と点接触することによって、基板Ｂに部品Ｃを接合する。したがって、部品Ｃの全面に均等に加圧することができる。
　以上、図面（図１～図１９）を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である（例えば、下記に示す（１）～（２））。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　（１）図１～図１９を参照して説明したように、接合装置１００では、押圧子４３は、テフロン（登録商標）などのフッ素系樹脂で形成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、押圧子４３は、セラミックや金属材料で形成されてもよい。押圧子４３は、セラミックや金属材料で形成された場合、押圧子４３がテフロン（登録商標）で形成される場合よりも高温での焼結接合を行うことができる。
　（２）図１～図１９を参照して説明したように、接合装置１００では、押圧部４０は、重り４５を有していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、押圧部４０は、重り４５を有していなくてもよい。この場合、アーム４２の自重によって、部品Ｃに圧力を与えることができる。さらに、アーム４２を取り外せば無加圧での接合も可能である。
１４　　支持台
２０　　壁部
３０　　回動軸
３２　　アーム取付部
４０　　押圧部
４０ａ　第１押圧部
４０ｂ　第２押圧部
４２　　アーム
４３　　押圧子
４４　　押圧面
４５　　重り
４６　　回動軸保持部
４９ｂ、４９ｃ　開口
５０　　接触部
５２　　接続可動部
５４ａ　第１端可動部（可動部）
５４ｂ　第２端可動部（可動部）
７０　　アーム移動規制部
９０　　基板支持部材
１００　接合装置
１４２　基準面
３２２　円弧状部
３２４　平面部
４９２　円弧状部
４９４　第１平面部
４９６　第２平面部
Ｂ　　　基板
Ｃ　　　部品
Ｈ　　　ガイド孔
Ｍ　　　金属材料

Claims (15)

  1. 　金属材料を介して基板に部品を接合する接合装置であって、
    　壁部と、
    　少なくとも１つの押圧部と、
    　前記壁部に固定される回動軸と
    を備え、
    　前記少なくとも１つの押圧部の各々は、
    　前記回動軸から延び、前記回動軸の回りに回動するアームと、
    　前記部品を押圧する押圧子、または、基準面に配置され前記基板を支持する基板支持部材と
    を有し、
    　前記押圧子が前記部品と点接触すること、前記押圧子が前記アームと点接触すること、または前記基板支持部材が前記基準面と点接触することによって、前記基板に前記部品を接合する、接合装置。
  2. 　前記押圧子は、前記部品を押圧する押圧面を有し、
    　前記押圧面は下に凸である、請求項１に記載の接合装置。
  3. 　前記押圧面は球面の一部である、請求項２に記載の接合装置。
  4. 　前記押圧子は、前記部品の中心部と点接触することによって、前記基板に前記部品を接合する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の接合装置。
  5. 　前記少なくとも１つの押圧部の各々は、前記アームに取り付けられる重りをさらに有し、
    　前記押圧子は、前記回動軸と前記重りとの間に位置する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の接合装置。
  6. 　前記アームは、前記回動軸から着脱可能である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の接合装置。
  7. 　前記回動軸は、前記アームが取り付けられるアーム取付部を有し、
    　前記アーム取付部は、円柱が一部切り欠かれた形状を有し、
    　前記アーム取付部には、前記アームが取り付けられ、
    　前記アーム取付部の周面は、
    　円弧状の円弧状部と、
    　前記円弧状部と接続する平面状の平面部と
    を有し
    　前記アームは、回動軸保持部を有し、
    　前記回動軸保持部は、
    　円弧状の円弧状部と、
    　前記円弧状部の一端と接続する平面状の第１平面部と、
    　前記円弧状部の他端と接続する平面状の第２平面部とを有し、
    　前記アーム取付部の前記円弧状部を規定する円の直径は、前記回動軸保持部の前記第１平面部と前記回動軸保持部の前記第２平面部との間隔よりも大きく、
    　前記アーム取付部の前記円弧状部を規定する円の半径と前記アーム取付部の前記円弧状部を規定する円の中心から前記アーム取付部の前記平面部までの最短距離とを加えた長さは、前記回動軸保持部の前記第１平面部と前記回動軸保持部の前記第２平面部との間隔以下である、請求項６に記載の接合装置。
  8. 　前記回動軸は、前記回動軸の軸方向への前記アームの移動を規制する一対のアーム移動規制部をさらに有し、
    　前記アーム取付部は、前記一対のアーム移動規制部によって規定される、請求項７に記載の接合装置。
  9. 　前記基板を支持する支持台をさらに備え、
    　前記支持台は、前記基板の位置を固定し、
    　前記支持台の熱伝導率は、前記アームの熱伝導率よりも高い、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の接合装置。
  10. 　前記押圧子が前記部品と点接触する際、前記アームが延びる方向は、水平方向に平行である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の接合装置。
  11. 　前記押圧子は弾性体である、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の接合装置。
  12. 　前記弾性体は、フッ素系樹脂を含む、請求項１１に記載の接合装置。
  13. 　前記部品は複数であり、
    　前記少なくとも１つの押圧部は複数であり、
    　複数の前記押圧部の各々は、複数の前記部品のうち対応する前記部品を押圧する、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の接合装置。
  14. 　少なくとも１つの押圧部は第１押圧部と第２押圧部とを有し、
    　前記第２押圧部の前記アームには、前記第１押圧部の前記押圧子が通過可能な開口が形成されている、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の接合装置。
  15. 　前記アームは、前記押圧子と接触する接触部をさらに有し、
    　前記接触部は固定点を中心にして可動である可動部を有し、
    　前記押圧子が前記可動部と点接触することによって、前記基板に前記部品を接合する、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の接合装置。
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