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JP2009190077A - Bonding quality inspection method and bonding quality inspection device - Google Patents

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JP2009190077A JP2008035543A JP2008035543A JP2009190077A JP 2009190077 A JP2009190077 A JP 2009190077A JP 2008035543 A JP2008035543 A JP 2008035543A JP 2008035543 A JP2008035543 A JP 2008035543A JP 2009190077 A JP2009190077 A JP 2009190077A
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Abstract

【課題】ワークの接合状態の良否を精度よく判定することができる接合良否検査方法および接合良否検査装置を提供する。
【解決手段】本発明の接合良否検査方法は、算出段階および判定段階を有する。算出段階は、振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置の内部データから、ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動したホーンの移動量の最大値、ホーンの振動子に供給された電力の総和、および電力の最大値のうち、少なくとも2つの特徴的数値を算出する。判定段階は、算出された少なくとも2つの特徴的数値に基づいて、超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定する。
【選択図】図5
A bonding quality inspection method and a bonding quality inspection apparatus capable of accurately determining the quality of a bonded state of workpieces are provided.
A bonding quality inspection method of the present invention includes a calculation stage and a judgment stage. The calculation step is based on the internal data of the ultrasonic welding device that presses the vibrating horn and ultrasonically welds the workpiece. The maximum value of the horn moved in the pressing direction while the workpiece is ultrasonically bonded, At least two characteristic values are calculated from the sum of the power supplied to the vibrator and the maximum value of the power. In the determination step, the quality of the bonded state of the ultrasonically bonded workpiece is determined based on the calculated at least two characteristic values.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、接合良否検査方法および接合良否検査装置に関する。特に、本発明は、超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定する接合良否検査方法および接合良否検査装置に関する。   The present invention relates to a bonding quality inspection method and a bonding quality inspection apparatus. In particular, the present invention relates to a bonding quality inspection method and a bonding quality inspection apparatus for determining the quality of a bonded state of ultrasonically bonded workpieces.

超音波接合は、たとえば、2枚の金属板をホーンとアンビルとの間に挟んで加圧しつつ、接触面に平行に超音波振動を加えることによって、これらの金属板を固相接合するものである。   In ultrasonic bonding, for example, two metal plates are sandwiched between a horn and an anvil and pressed, and ultrasonic vibrations are applied in parallel to the contact surface, thereby solid-phase bonding these metal plates. is there.

超音波接合された2枚の金属板の接合状態を評価する技術としては、下記の特許文献1に示す良否判別方法が知られている。特許文献1に開示されている良否判別方法では、接合されている金属板の温度または振幅を測定し、測定された温度または振幅データを予め定められた基準値と比較することにより接合状態の良否を判別する。
特開2000−202644号公報
As a technique for evaluating the joining state of two metal plates subjected to ultrasonic bonding, a quality determination method shown in Patent Document 1 below is known. In the quality determination method disclosed in Patent Document 1, the temperature or amplitude of the bonded metal plates is measured, and the measured temperature or amplitude data is compared with a predetermined reference value to determine the quality of the bonded state. Is determined.
JP 2000-202644 A

しかしながら、上記良否判別方法では、接合状態の良否の判別に用いられる温度または振幅データは、気温の変化および床振動といった外乱の影響を受け易いため、良否の判別精度が低いという問題がある。   However, in the above quality determination method, the temperature or amplitude data used to determine the quality of the bonded state is easily affected by disturbances such as changes in temperature and floor vibration, so that there is a problem that the quality determination accuracy is low.

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、ワークの接合状態の良否を精度よく判定することができる接合良否検査方法および接合良否検査装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Accordingly, an object of the present invention is to provide a bonding quality inspection method and a bonding quality inspection apparatus that can accurately determine the quality of a workpiece bonding state.

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following means.

本発明の接合良否検査方法は、算出段階および判定段階を有する。前記算出段階は、振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置の内部データから、前記ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動した前記ホーンの移動量の最大値、前記ホーンの振動子に供給された電力の総和、および前記電力の最大値のうち、少なくとも2つの特徴的数値を算出する。前記判定段階は、前記算出された少なくとも2つの特徴的数値に基づいて、超音波接合された前記ワークの接合状態の良否を判定する。   The bonding quality inspection method of the present invention includes a calculation stage and a determination stage. In the calculation step, from the internal data of an ultrasonic bonding apparatus that ultrasonically bonds a workpiece by pressing a vibrating horn, the maximum value of the movement amount of the horn that has moved in the pressing direction while ultrasonically bonding the workpiece Then, at least two characteristic numerical values are calculated among the sum of the electric power supplied to the vibrator of the horn and the maximum value of the electric power. In the determination step, the quality of the bonded state of the ultrasonically bonded workpiece is determined based on the calculated at least two characteristic values.

本発明の接合良否検査装置は、算出手段および判定手段を有する。前記算出手段は、振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置の内部データから、前記ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動した前記ホーンの移動量の最大値、前記ホーンの振動子に供給された電力の総和、および前記電力の最大値のうち、少なくとも2つの特徴的数値を算出する。前記判定手段は、前記算出された少なくとも2つの特徴的数値に基づいて、超音波接合された前記ワークの接合状態の良否を判定する。   The joining quality inspection device of the present invention has a calculating means and a judging means. The calculation means is based on the internal data of an ultrasonic bonding apparatus for ultrasonically bonding a workpiece by pressing a vibrating horn, and the maximum value of the moving amount of the horn that has moved in the pressing direction while ultrasonically bonding the workpiece. Then, at least two characteristic numerical values are calculated among the sum of the electric power supplied to the vibrator of the horn and the maximum value of the electric power. The determination means determines the quality of the bonded state of the ultrasonically bonded workpiece based on the calculated at least two characteristic values.

本発明の接合良否検査方法および接合良否検査装置によれば、外乱の影響を受けにくい少なくとも2つの特徴的数値に基づいてワークの接合状態の良否を判定するため、接合状態の良否を精度よく判定することができる。   According to the joining quality inspection method and the joining quality inspection device of the present invention, since the quality of the workpiece joining state is judged based on at least two characteristic values that are not easily affected by disturbance, the joining state quality is accurately determined. can do.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、図中、同様の部材には、同一の符号を用いた。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol was used for the same member in the figure.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態における接合良否検査装置が適用される超音波接合システムの概略構成を示す図である。図1に示すとおり、本実施の形態における超音波接合システムは、超音波接合装置100および接合良否検査装置200を備える。超音波接合装置100は、超音波接合機110および制御部120を有し、接合良否検査装置200は、制御部120に電気的に接続されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic bonding system to which the bonding quality inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the ultrasonic bonding system in the present embodiment includes an ultrasonic bonding apparatus 100 and a bonding quality inspection apparatus 200. The ultrasonic bonding apparatus 100 includes an ultrasonic bonding machine 110 and a control unit 120, and the bonding quality inspection apparatus 200 is electrically connected to the control unit 120.

超音波接合機110は、アンビル111上に載置されるワーク(たとえば、2枚の金属板)に振動するホーン112を押付けることによってワークを超音波接合するものであり、制御部120によって制御される。接合良否検査装置200は、超音波接合装置100がワークを超音波接合している間に超音波接合装置100において時系列に生成される内部データを取得して、超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定するものである。   The ultrasonic bonding machine 110 ultrasonically bonds a workpiece by pressing a vibrating horn 112 against a workpiece (for example, two metal plates) placed on the anvil 111, and is controlled by the control unit 120. Is done. The joining quality inspection device 200 acquires internal data generated in time series in the ultrasonic joining device 100 while the ultrasonic joining device 100 ultrasonically joins the workpieces, and joins the workpieces ultrasonically joined. This is to judge whether the state is good or bad.

図2は、本実施の形態における超音波接合システムの概略構成を示すブロック図である。図2に示すとおり、超音波接合機110は、ワークが載置されるアンビル111と、アンビル111上に載置されるワークに押付けられて振動を付与するホーン112と、を有する。ホーン112は、振動子113に連結されて所定の振幅および周波数で振動されるとともに、エアシリンダなどの加圧機構114によって所定の加圧力でワークに押付けられる。ワークに押付けられるホーン112の上下方向の変位は、リニアスケール115によって検出される。   FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the ultrasonic bonding system according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the ultrasonic bonding machine 110 includes an anvil 111 on which a work is placed, and a horn 112 that is pressed against the work placed on the anvil 111 to impart vibration. The horn 112 is coupled to the vibrator 113 and vibrates with a predetermined amplitude and frequency, and is pressed against the workpiece with a predetermined pressure by a pressurizing mechanism 114 such as an air cylinder. The displacement in the vertical direction of the horn 112 pressed against the work is detected by the linear scale 115.

制御部120は、制御回路121、パワーモジュール122、および電力モニタ123を有する。制御回路121は、パワーモジュール122を介して振動子113と電気的に接続されており、パワーモジュール122の出力端は、電力モニタ123を介して制御回路121と電気的に接続されている。制御回路121は、パワーモジュール122に電力指令値を送信し、その指令値に基づいてパワーモジュール122が振動子113に指令電力を供給する。指令電力は、電力モニタ123によって検出され、制御回路121にフィードバックされている。また、制御回路121は、加圧機構114およびリニアスケール115に電気的に接続されている。制御回路121は、加圧機構114に圧力指令値を送信し、その指令値に基づいて加圧機構114がホーン112を加圧する。   The control unit 120 includes a control circuit 121, a power module 122, and a power monitor 123. The control circuit 121 is electrically connected to the vibrator 113 via the power module 122, and the output end of the power module 122 is electrically connected to the control circuit 121 via the power monitor 123. The control circuit 121 transmits a power command value to the power module 122, and the power module 122 supplies command power to the vibrator 113 based on the command value. The command power is detected by the power monitor 123 and fed back to the control circuit 121. The control circuit 121 is electrically connected to the pressurizing mechanism 114 and the linear scale 115. The control circuit 121 transmits a pressure command value to the pressurization mechanism 114, and the pressurization mechanism 114 pressurizes the horn 112 based on the command value.

接合良否検査装置200は、制御部120の制御回路121と電気的に接続されており、制御回路121を介して超音波接合機110から内部データを取得する。本実施の形態の接合良否検査装置200は、内部データから外乱の影響を受けにくい3つの特徴的数値を算出し、算出した3つの特徴的数値に基づいて、ワークの接合状態の良否を判定する。なお、本実施の形態の接合良否検査装置200は、超音波接合装置100のモニタリング端末の一機能として、モニタリング端末に組み込まれている。   The bonding quality inspection device 200 is electrically connected to the control circuit 121 of the control unit 120 and acquires internal data from the ultrasonic bonding machine 110 via the control circuit 121. The joining quality inspection device 200 according to the present embodiment calculates three characteristic numerical values that are not easily affected by disturbance from internal data, and determines the quality of the joining state of the workpieces based on the calculated three characteristic numerical values. . In addition, the joining quality inspection apparatus 200 of this Embodiment is integrated in the monitoring terminal as one function of the monitoring terminal of the ultrasonic joining apparatus 100. FIG.

次に、本実施の形態の接合良否検査装置200について詳細に説明する。図3は、本実施の形態における接合良否検査装置の概略構成を示すブロック図である。   Next, the joining quality inspection device 200 of the present embodiment will be described in detail. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the bonding quality inspection apparatus in the present embodiment.

図3に示すとおり、本実施の形態の接合良否検査装置200は、CPU210、RAM220、ROM230、ハードディスク240、入力部250、表示部260、およびインタフェース270を有する。これらの各部は、バスを介して相互に接続されている。   As shown in FIG. 3, the bonding quality inspection device 200 according to the present embodiment includes a CPU 210, a RAM 220, a ROM 230, a hard disk 240, an input unit 250, a display unit 260, and an interface 270. These units are connected to each other via a bus.

CPU210は、超音波接合装置100の内部データなどに対して種々の演算を実行するものである。CPU210は、算出部(算出手段)および判定部(判定手段)として機能する。   The CPU 210 performs various calculations on the internal data of the ultrasonic bonding apparatus 100 and the like. The CPU 210 functions as a calculation unit (calculation unit) and a determination unit (determination unit).

ここで、算出部は、超音波接合装置100の内部データから、3つの特徴的数値を算出するものであり、判定部は、算出された3つの特徴的数値に基づいて、超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定するものである。なお、各部の具体的な処理内容については後述する。   Here, the calculation unit calculates three characteristic values from the internal data of the ultrasonic bonding apparatus 100, and the determination unit is ultrasonically bonded based on the calculated three characteristic values. The quality of the joining state of the workpiece is determined. The specific processing contents of each unit will be described later.

RAM220は、上述した内部データを一時的に記憶するものであり、ROM230は、制御プログラムおよびパラメータなどを予め記憶するものである。   The RAM 220 temporarily stores the above-described internal data, and the ROM 230 stores a control program, parameters, and the like in advance.

ハードディスク240は、上述した3つの特徴的数値などを記憶するものである。また、ハードディスク240は、超音波接合装置100の内部データから3つの特徴的数値を算出する算出プログラム、および、3つの特徴的数値に基づいて超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定する判定プログラムを格納する。   The hard disk 240 stores the above-described three characteristic numerical values. The hard disk 240 also calculates a calculation program for calculating three characteristic values from the internal data of the ultrasonic bonding apparatus 100, and determines the quality of the bonded state of the workpieces ultrasonically bonded based on the three characteristic values. Stores the judgment program.

入力部250は、たとえば、キーボード、タッチパネル、およびマウスなどのポインティングデバイスであり、表示部260は、たとえば、液晶ディスプレイおよびCRTディスプレイなどである。   The input unit 250 is a pointing device such as a keyboard, a touch panel, and a mouse, for example. The display unit 260 is a liquid crystal display and a CRT display, for example.

インタフェース270は、超音波接合装置100から送信される内部データなどを受信する。   The interface 270 receives internal data transmitted from the ultrasonic bonding apparatus 100.

以上のとおり構成される本実施の形態の接合良否検査装置200では、まず、超音波接合装置100の内部データから、3つの特徴的数値が算出される。次に、算出された3つの特徴的数値に基づいて、超音波接合されたワークの接合状態の良否が判定される。以下、接合良否検査装置200の処理内容について詳細に説明する。   In the joining quality inspection device 200 of the present embodiment configured as described above, first, three characteristic numerical values are calculated from the internal data of the ultrasonic joining device 100. Next, the quality of the bonded state of the ultrasonically bonded workpiece is determined based on the calculated three characteristic numerical values. Hereinafter, the processing content of the joining quality inspection apparatus 200 will be described in detail.

まず、図4を参照しつつ、本実施の形態におけるワークの接合状態の良否判定に用いられる3つの特徴的数値について説明する。本実施の形態の接合良否検査方法は、外乱の影響を受けにくい3つの特徴的数値を用いて、ワークの接合状態の良否を判定する。図4は、ワークを超音波接合している間に時系列に生成される超音波接合装置100の内部データを示す図である。図4(A)の実線は、ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動するホーン112の移動量(以下、沈込量と称する)を示しており、破線は、ホーン112の振動子113に供給される電力(電圧×電流)を示す。図4(A)に示すとおり、ホーン112の沈込量は、発振時間の増加にともなって増加したのち飽和傾向を示す。本実施の形態では、外乱の影響を受けにくい第1の特徴的数値として、ホーン112の沈込量の最大値Dmaxを用いる。 First, with reference to FIG. 4, three characteristic numerical values used for quality determination of the bonded state of the workpiece in the present embodiment will be described. The bonding quality inspection method of this embodiment determines the quality of the workpiece bonding state using three characteristic numerical values that are not easily affected by disturbance. FIG. 4 is a diagram showing internal data of the ultrasonic bonding apparatus 100 generated in time series while the workpiece is ultrasonically bonded. The solid line in FIG. 4A indicates the amount of movement of the horn 112 that moves in the pressing direction while the workpiece is ultrasonically bonded (hereinafter referred to as the amount of sinking), and the broken line indicates the vibration of the horn 112. The electric power (voltage x current) supplied to the child 113 is shown. As shown in FIG. 4A, the sinking amount of the horn 112 shows a saturation tendency after increasing as the oscillation time increases. In the present embodiment, the maximum value D max of the sink amount of the horn 112 is used as the first characteristic numerical value that is not easily affected by the disturbance.

また、図4(B)に示すとおり、ワークを超音波接合している間に振動子113に供給される電力は、発振時間の増加にともなって増加したのち飽和傾向を示す。本実施の形態では、外乱の影響を受けにくい第2および第3の特徴的数値として、ワークを超音波接合している間に振動子113に供給される電力の時間積分値E(電力の総和、エネルギー)および振動子113に供給される電力の最大値Pmax(ピークパワー)を用いる。以下、図5および図6を参照しつつ、本実施の形態における接合良否検査方法について説明する。 Further, as shown in FIG. 4B, the power supplied to the vibrator 113 while the workpiece is ultrasonically joined increases with an increase in the oscillation time and then shows a saturation tendency. In the present embodiment, as the second and third characteristic values that are not easily affected by disturbance, the time integral value E (total power) of the power supplied to the vibrator 113 while the workpiece is ultrasonically bonded is used. , Energy) and the maximum value P max (peak power) of power supplied to the vibrator 113. Hereinafter, the bonding quality inspection method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

図5は、本実施の形態における接合良否検査処理を示すフローチャートである。本実施の形態では、ホーン112の沈込量の最大値Dmax、振動子113に供給される電力の時間積分値E、および振動子113に供給される電力の最大値Pmaxに基づいて推定されるワークの接合強度から、超音波接合されたワークの接合状態の良否が判定される。また、本実施の形態では、ワークの接合状態の良否を判定する前段階として、沈込量の最大値Dmax、電力の時間積分値E、および電力の最大値Pmaxよりなる3つの特徴的数値を説明変数、かつ、接合強度を目的変数とする重回帰分析により、特徴的数値と接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式が算出されている。特徴的数値−接合強度関係式が算出される処理の詳細は後述する。 FIG. 5 is a flowchart showing the bonding quality inspection process in the present embodiment. In the present embodiment, the estimation is based on the maximum value D max of the sinking amount of the horn 112, the time integral value E of the power supplied to the vibrator 113, and the maximum value P max of the power supplied to the vibrator 113. The quality of the bonded state of the ultrasonically bonded workpiece is determined from the bonding strength of the workpiece. Further, in the present embodiment, as a pre-stage for determining whether the workpiece joining state is good or not, three characteristic features including a maximum amount D max of subsidence, a time integral value E of power, and a maximum value P max of power are used. A characteristic numerical value-joining strength relational expression indicating the relationship between the characteristic numerical value and the joining strength is calculated by multiple regression analysis using the numerical values as explanatory variables and the joining strength as an objective variable. Details of the process of calculating the characteristic numerical value-bonding strength relation will be described later.

図5に示すとおり、本実施の形態の接合良否検査処理では、まず、超音波接合装置100から内部データが取得される(ステップS101)。本実施の形態では、接合良否検査装置200が、インタフェース270を介して、超音波接合装置100のリニアスケール115および電力モニタ123の出力を内部データとして取得する。   As shown in FIG. 5, in the joining quality inspection process of the present embodiment, first, internal data is acquired from the ultrasonic joining apparatus 100 (step S101). In the present embodiment, the bonding quality inspection device 200 acquires the outputs of the linear scale 115 and the power monitor 123 of the ultrasonic bonding device 100 as internal data via the interface 270.

次に、取得された内部データから、ワークを超音波接合している間のホーン112の沈込量の最大値Dmaxが算出される(ステップS102)。本実施の形態では、ステップS101に示す処理で取得されたリニアスケール115の出力から、CPU210がホーン112の沈込量の最大値Dmaxを算出する。 Next, from the acquired internal data, the maximum value Dmax of the sinking amount of the horn 112 while the workpiece is ultrasonically bonded is calculated (step S102). In the present embodiment, the CPU 210 calculates the maximum value D max of the sink amount of the horn 112 from the output of the linear scale 115 acquired in the process shown in step S101.

次に、取得された内部データから、ワークを超音波接合している間に振動子113に供給された電力の時間積分値Eが算出される(ステップS103)。本実施の形態では、ステップS101に示す処理で取得された電力モニタ123の出力から、CPU210が電力の時間積分値Eを算出する。   Next, the time integral value E of the electric power supplied to the vibrator 113 while the workpiece is ultrasonically bonded is calculated from the acquired internal data (step S103). In the present embodiment, the CPU 210 calculates the power time integral value E from the output of the power monitor 123 acquired in the process shown in step S101.

次に、取得された内部データから、ワークを超音波接合している間に振動子113に供給された電力の最大値Pmaxが算出される(ステップS104)。本実施の形態では、ステップS101に示す処理で取得された電力モニタ123の出力から、CPU210が電力の最大値Pmaxを算出する。 Next, from the acquired internal data, the maximum value P max of the power supplied to the vibrator 113 while the workpiece is ultrasonically bonded is calculated (step S104). In the present embodiment, the CPU 210 calculates the maximum power value P max from the output of the power monitor 123 acquired in the process shown in step S101.

次に、算出された3つの特徴的数値から、超音波接合されたワークの接合強度の推定値が算出される(ステップS105)。本実施の形態では、事前評価処理によって予め求められている特徴的数値と接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式に、ステップS102〜S104に示す処理で算出された3つの特徴的数値を代入することによって、CPU210が接合強度の推定値を算出する。   Next, an estimated value of the bonding strength of the ultrasonically bonded workpiece is calculated from the calculated three characteristic numerical values (step S105). In the present embodiment, three characteristics calculated by the processes shown in steps S102 to S104 are added to the characteristic numerical value-joint strength relational expression indicating the relation between the characteristic numerical value and the joint strength obtained in advance by the pre-evaluation process. By substituting the target numerical value, the CPU 210 calculates the estimated value of the bonding strength.

次に、接合強度の推定値が下限基準値以上か否かが判断される(ステップS106)。本実施の形態では、CPU210が、ステップS105に示す処理で算出された接合強度の推定値を、予め設定されている接合強度の下限基準値(たとえば、5kgf)と比較する。   Next, it is determined whether or not the estimated value of the bonding strength is greater than or equal to a lower limit reference value (step S106). In the present embodiment, CPU 210 compares the joint strength estimated value calculated in the process shown in step S105 with a preset lower limit reference value (for example, 5 kgf).

接合強度の推定値が下限基準値未満の場合(ステップS106:NO)、超音波接合されたワークの接合状態は不良であると判断され(ステップS107)、処理が終了される。一方、接合強度の推定値が下限基準値以上の場合(ステップS106:YES)、超音波接合されたワークの接合状態は良好であると判断され(ステップS108)、処理が終了される。良否の判定結果は、接合良否検査装置200の表示部260に表示される。   If the estimated value of the bonding strength is less than the lower limit reference value (step S106: NO), it is determined that the bonded state of the ultrasonically bonded workpiece is defective (step S107), and the process is terminated. On the other hand, when the estimated value of the bonding strength is equal to or greater than the lower limit reference value (step S106: YES), it is determined that the bonded state of the ultrasonically bonded workpiece is good (step S108), and the process is terminated. The determination result of pass / fail is displayed on the display unit 260 of the bonding pass / fail inspection apparatus 200.

以上のとおり、図5に示すフローチャートの処理によれば、超音波接合中にホーン112が降下した沈込量の最大値Dmax、振動子113に供給された電力の時間積分値E、および振動子113に供給された電力の最大値Pmaxに基づいて、ワークの接合強度が推定される。そして、推定された接合強度に基づいて、ワークの接合状態の良否が判定される。以下、図6を参照しつつ、接合強度の推定値を算出するための特徴的数値−接合強度関係式を算出する事前評価処理について説明する。 As described above, according to the process of the flowchart shown in FIG. 5, the maximum value D max of the amount of subsidence that the horn 112 descends during ultrasonic bonding, the time integral value E of the power supplied to the vibrator 113, and the vibration Based on the maximum value P max of the electric power supplied to the child 113, the joint strength of the workpiece is estimated. Then, based on the estimated joining strength, the quality of the joining state of the workpiece is determined. Hereinafter, a pre-evaluation process for calculating a characteristic numerical value-joining strength relational expression for calculating an estimated value of the joining strength will be described with reference to FIG.

図6は、本実施の形態における事前評価処理を説明するためのフローチャートである。本実施の形態の事前評価処理では、生産で発生しうる範囲で接合条件を変更しつつ、複数のワークサンプルを超音波接合することによって、接合強度を推定するための特徴的数値−接合強度関係式を算出する。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the pre-evaluation processing in the present embodiment. In the pre-evaluation process of the present embodiment, a characteristic value-joining strength relationship for estimating joining strength by ultrasonic joining a plurality of work samples while changing joining conditions within a range that can occur in production. Calculate the formula.

図6に示すとおり、本実施の形態における事前評価処理では、まず、ワークを超音波接合する際の接合条件が設定される(ステップS201)。本実施の形態では、振動子113の振幅、加圧力、および発振時間などの接合条件が制御部120を通じて設定される。   As shown in FIG. 6, in the pre-evaluation process in the present embodiment, first, joining conditions for ultrasonically joining the workpieces are set (step S201). In the present embodiment, the joining conditions such as the amplitude of the vibrator 113, the applied pressure, and the oscillation time are set through the control unit 120.

次に、設定された接合条件で、ワークが超音波接合される(ステップS202)。本実施の形態では、ステップS201に示す処理で設定された加圧力でワークに押付けられるホーン112が、設定された振幅で振動してワークに振動を付与することにより、ワークを超音波接合する。   Next, the workpiece is ultrasonically bonded under the set bonding conditions (step S202). In the present embodiment, the horn 112 pressed against the workpiece with the pressure set in the process shown in step S201 vibrates with the set amplitude to impart vibration to the workpiece, thereby ultrasonically joining the workpiece.

次に、ワークを超音波接合している間のホーン112の沈込量の最大値Dmax、振動子113に供給された電力の時間積分値E、および電力の最大値Pmaxよりなる3つの特徴的数値がそれぞれ算出される(ステップS203〜S205)。本実施の形態では、超音波接合装置100のリニアスケール115および電力モニタ123の出力から、CPU210が上記3つの特徴的数値を算出する。算出された3つの特徴的数値は、ハードディスク240に格納される。 Next, three values consisting of the maximum value D max of the sinking amount of the horn 112 during the ultrasonic bonding of the workpiece, the time integral value E of the power supplied to the vibrator 113, and the maximum value P max of the power. Characteristic numerical values are respectively calculated (steps S203 to S205). In the present embodiment, the CPU 210 calculates the three characteristic numerical values from the outputs of the linear scale 115 and the power monitor 123 of the ultrasonic bonding apparatus 100. The calculated three characteristic values are stored in the hard disk 240.

次に、超音波接合されたワークの接合強度が測定される(ステップS206)。本実施の形態では、超音波接合されたワークの接合強度を、引張試験機(不図示)によって測定する。測定されたワークの接合強度は、ハードディスク240に格納される。   Next, the bonding strength of the ultrasonically bonded workpiece is measured (step S206). In the present embodiment, the bonding strength of the ultrasonically bonded workpiece is measured by a tensile tester (not shown). The measured joint strength of the workpiece is stored in the hard disk 240.

そして、すべての接合条件において超音波接合が完了したか否かが判断される(ステップS207)。すべての接合条件において超音波接合が完了していない場合(ステップS207:NO)、すべての接合条件で特徴的数値およびワークの接合強度が取得されるまで、ステップS207以下の処理が繰り返される。   Then, it is determined whether or not ultrasonic bonding is completed under all bonding conditions (step S207). When the ultrasonic bonding is not completed in all the bonding conditions (step S207: NO), the processes in and after step S207 are repeated until the characteristic numerical values and the workpiece bonding strength are acquired in all the bonding conditions.

一方、すべての接合条件において、超音波接合が完了した場合(ステップS207:YES)、ステップS203〜S206に示す処理で取得された特徴的数値および接合強度に基づいて、特徴的数値と接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式が算出され(ステップS208)、処理が終了される。本実施の形態では、種々の接合条件で超音波接合された複数のワークサンプルに対して算出された特徴的数値および接合強度から、CPU210が重回帰分析により特徴的数値−接合強度関係式を算出する。具体的には、沈込量の最大値Dmax、電力の時間積分値E、および電力の最大値Pmaxよりなる3つの特徴的数値を説明変数、かつ接合強度を目的変数とする重回帰分析が実行され、Y=A+BX+CX+DX(ここで、Y:接合強度、X:沈込量の最大値Dmax、X:電力の時間積分値E、X:電力の最大値Pmax)で表される重回帰式が算出される。なお、複数のデータから重回帰式を算出する重回帰分析自体は、一般的な統計的手法であるため、詳細な説明は省略する。また、算出された重回帰式は、ハードディスク240に格納される。 On the other hand, when ultrasonic bonding is completed under all bonding conditions (step S207: YES), based on the characteristic values and bonding strength acquired in the processes shown in steps S203 to S206, Is calculated (step S208), and the process ends. In the present embodiment, the CPU 210 calculates a characteristic numerical value-bonding strength relational expression by multiple regression analysis from characteristic values and bonding strengths calculated for a plurality of workpiece samples ultrasonically bonded under various bonding conditions. To do. Specifically, a multiple regression analysis with three characteristic values consisting of the maximum value D max of the subsidence amount, the time integral value E of power, and the maximum value P max of power as explanatory variables and the joint strength as an objective variable And Y = A + BX 1 + CX 2 + DX 3 (where Y: junction strength, X 1 : maximum amount of subtraction D max , X 2 : time integration value E of power, X 3 : maximum value of power A multiple regression equation represented by P max ) is calculated. Note that the multiple regression analysis itself for calculating a multiple regression equation from a plurality of data is a general statistical method, and thus detailed description thereof is omitted. The calculated multiple regression equation is stored in the hard disk 240.

以上のとおり、図6のフローチャートに示す事前評価処理によれば、複数のワークに対して算出された沈込量の最大値Dmax、電力の時間積分値E、および電力の最大値Pmaxと、ワークの接合強度の実測値とに基づいて、特徴的数値−接合強度関係式が算出される。そして、図6に示すフローチャートの処理において算出された特徴的数値−接合強度関係式(Y=A+BX+CX+DX)に基づいて、図5に示すフローチャートの処理において3つの特徴的数値からワークの接合強度の推定値が算出される。 As described above, according to the pre-evaluation process shown in the flowchart of FIG. 6, the maximum subsidence value D max calculated for a plurality of works, the time integral value E of power, and the maximum value P max of power Based on the measured value of the joint strength of the workpiece, a characteristic numerical value-joint strength relational expression is calculated. Then, based on the characteristic numerical value-joining strength relational expression (Y = A + BX 1 + CX 2 + DX 3 ) calculated in the process of the flowchart shown in FIG. 6, the work from the three characteristic values in the process of the flowchart shown in FIG. An estimated value of the bonding strength is calculated.

図7は、本実施の形態の接合良否検査処理における作用効果を説明するための図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining the operational effects in the bonding quality inspection process of the present embodiment.

図7(A)は、接合強度の推定値と接合強度の実測値との相関関係を示す図であり、図7(B)〜図7(D)は、各特徴的数値と接合強度の実測値との相関関係をそれぞれ示す図である。   FIG. 7A is a diagram showing a correlation between the estimated value of the bonding strength and the actual measurement value of the bonding strength, and FIGS. 7B to 7D show the characteristic values and the actual measurement of the bonding strength. It is a figure which shows the correlation with a value, respectively.

図7(A)に示すとおり、本実施の形態において算出される接合強度の推定値と、接合強度の実測値との間には、非常に高い相関性が見られる。また、図7(A)と図7(B)〜図7(D)とを比較すれば、本実施の形態において算出される接合強度の推定値と接合強度の実測値との相関関係は、特徴的数値単体と接合強度の実測値との相関関係よりも高い相関性を示すことが分かる。したがって、本実施の形態の接合良否検査方法によれば、超音波接合されたワークの接合強度が高い精度で推定されるため、ワークの接合状態の良否を精度よく判定することができる。   As shown in FIG. 7A, a very high correlation is seen between the estimated value of the bonding strength calculated in the present embodiment and the measured value of the bonding strength. Moreover, if FIG. 7 (A) is compared with FIG. 7 (B) to FIG. 7 (D), the correlation between the estimated value of the bonding strength calculated in the present embodiment and the actual measured value of the bonding strength is It can be seen that the correlation is higher than the correlation between the characteristic numerical value alone and the actual measurement value of the bonding strength. Therefore, according to the bonding quality inspection method of the present embodiment, since the bonding strength of the ultrasonically bonded work is estimated with high accuracy, it is possible to accurately determine the quality of the bonded state of the work.

以上のとおり、説明された本実施の形態は、以下の効果を奏する。   As described above, the described embodiment has the following effects.

(a)本実施の形態の接合良否検査方法は、振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置の内部データから、ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動するホーンの沈込量の最大値、ホーンの振動子に供給される電力の時間積分値、および電力の最大値よりなる3つの特徴的数値を算出する段階と、算出された3つの特徴的数値に基づいて、超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定する段階と、を有する。したがって、外乱の影響を受けにくい3つの特徴的数値に基づいてワークの接合状態の良否を判定するため、接合状態の良否を精度よく判定することができる。   (A) The bonding quality inspection method of the present embodiment moves from the internal data of an ultrasonic bonding apparatus that presses a vibrating horn to ultrasonically bond a workpiece in the pressing direction while the workpiece is ultrasonically bonded. A stage for calculating three characteristic values consisting of a maximum value of the horn sinking amount, a time integral value of the power supplied to the horn vibrator, and a maximum value of the power, and the calculated three characteristic values And determining whether or not the joining state of the ultrasonically joined workpiece is good. Therefore, since the quality of the workpiece joining state is determined based on the three characteristic values that are not easily affected by the disturbance, it is possible to accurately determine the quality of the joining state.

(b)ワークの接合状態の良否を判定する段階は、算出された3つの特徴的数値から、超音波接合されたワークの接合強度の推定値を算出する段階と、算出された接合強度の推定値と接合強度の下限基準値とを比較する段階と、接合強度の推定値が下限基準値以上の場合、ワークの接合状態が良好であると判定する段階と、を有する。したがって、予め設定される下限基準値と接合強度の推定値とを比較することによって、ワークの接合状態の良否を判定することができる。また、超音波接合したワークの接合強度の推定値が下限基準値からどの程度離れているかを知ることができるため、良品/不良品の度合いを知ることができる。   (B) The step of determining the quality of the bonded state of the workpiece includes calculating an estimated value of the bonding strength of the ultrasonically bonded workpiece from the calculated three characteristic values, and estimating the calculated bonding strength. A step of comparing the value with a lower limit reference value of the bonding strength, and a step of determining that the bonded state of the workpiece is good when the estimated value of the bonding strength is equal to or greater than the lower limit reference value. Therefore, the quality of the joining state of the workpieces can be determined by comparing the preset lower limit reference value with the estimated value of the joining strength. Further, since it is possible to know how far the estimated value of the bonding strength of the ultrasonically bonded workpiece is from the lower limit reference value, it is possible to know the degree of non-defective / defective products.

(c)本実施の形態の接合良否検査方法は、複数のワークに対して、3つの特徴的数値を算出する段階と、複数のワークに対して算出された3つの特徴的数値と、対応する複数のワークの接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式を算出する段階と、をさらに有し、ワークの接合強度の推定値を算出する段階は、特徴的数値−接合強度関係式に基づいて、3つの特徴的数値から前記ワークの接合強度の推定値を算出する。したがって、3つの特徴的数値からワークの接合強度の推定値を算出することができる。   (C) The joining quality inspection method of the present embodiment corresponds to the step of calculating three characteristic values for a plurality of workpieces, and the three characteristic values calculated for the plurality of workpieces. A step of calculating a characteristic numerical value-joint strength relational expression indicating a relationship with the joint strength of a plurality of workpieces, and the step of calculating an estimated value of the joint strength of the workpiece is characterized by a characteristic value-joint strength relationship Based on the equation, an estimated value of the joint strength of the workpiece is calculated from three characteristic numerical values. Therefore, the estimated value of the joint strength of the workpiece can be calculated from the three characteristic numerical values.

(d)特徴的数値−接合強度関係式を算出する段階は、3つの特徴的数値を説明変数、かつ、接合強度を目的変数とする重回帰分析によって関係式を算出する。したがって、3つの特徴的数値を最適に組み合わせて、特徴的数値−接合強度関係式を算出することができる。その結果、ワークの接合状態を高精度に判定することができる。   (D) The step of calculating the characteristic numerical value-joint strength relational expression calculates the relational expression by multiple regression analysis using the three characteristic numerical values as explanatory variables and the joint strength as an objective variable. Therefore, the characteristic value-joining strength relational expression can be calculated by optimally combining the three characteristic values. As a result, the joining state of the workpieces can be determined with high accuracy.

(e)本実施の形態の接合良否検査装置は、振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置から取得される内部データから、ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動するホーンの沈込量の最大値、ホーンを振動させる振動子に供給される電力の時間積分値、および振動子に供給される電力の最大値のうち、少なくとも2つの特徴的数値を算出する算出部と、算出された少なくとも2つの特徴的数値に基づいて、超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定する判定部と、を有する。したがって、外乱の影響を受けにくい3つの特徴的数値に基づいてワークの接合状態の良否を判定するため、接合状態の良否を精度よく判定することができる。   (E) The joining quality inspection device according to the present embodiment is a pressing direction while ultrasonically joining a workpiece from internal data acquired from an ultrasonic joining device that ultrasonically joins the workpiece by pressing a vibrating horn. Calculate at least two characteristic values among the maximum value of the sinking amount of the horn moving to the time, the time integral value of the power supplied to the vibrator that vibrates the horn, and the maximum value of the power supplied to the vibrator. And a determination unit that determines the quality of the bonded state of the ultrasonically bonded workpiece based on the calculated at least two characteristic values. Therefore, since the quality of the workpiece joining state is determined based on the three characteristic values that are not easily affected by the disturbance, it is possible to accurately determine the quality of the joining state.

(第2の実施の形態)
次に、図8を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第2の実施の形態は、第1の実施の形態において接合良否の判定に用いられた3つの特徴的数値に、他の特徴的数値を加えて接合状態の良否を判定する実施の形態である。   In the second embodiment, another characteristic value is added to the three characteristic values used for determining the bonding quality in the first embodiment to determine the bonding state. .

図8の破線で示すとおり、超音波接合装置100の内部データにおいて、振動子113に供給される電力と時間との関係を示す電力−時間曲線は、発振時間の増加にともなって増加する電力が飽和傾向を示すときに極大点を有する。このような極大点は、ワークの固相接合が開始される時点と考えられる。本実施の形態では、振動子113に供給される電力が極大点に達するまでの間の内部データから、外乱の影響を受けにくい他の特徴的数値を算出する。なお、4つの特徴的数値を用いて超音波接合されたワークの接合状態の良否を判定することを除いては、第1の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。   As indicated by a broken line in FIG. 8, in the internal data of the ultrasonic bonding apparatus 100, the power-time curve indicating the relationship between the power supplied to the transducer 113 and time indicates that the power that increases as the oscillation time increases. It has a maximum when it shows a saturation tendency. Such a maximum point is considered to be a point in time when the solid-phase bonding of the workpiece is started. In the present embodiment, other characteristic numerical values that are not easily affected by the disturbance are calculated from the internal data until the power supplied to the vibrator 113 reaches the maximum point. Since it is the same as that of the first embodiment except that the quality of the bonded state of the workpieces ultrasonically bonded is determined using four characteristic numerical values, detailed description is omitted.

図8に示すとおり、本実施の形態の接合良否検査方法では、電力が極大点に達するまでの時間T1、電力が極大点に達したときの電力の値P1、電力が極大点に達するまでのホーン112の沈込量D1、または電力が極大点に達するまでのホーン112の沈込量と時間との関係を示す沈込量−時間曲線の傾きθを、外乱の影響を受けにくい第4の特徴的数値として算出する。ここで、沈込量−時間曲線の傾きθは、たとえば、電力が極大点に達するまでの間の所定時間における沈込量−時間曲線の近似直線の傾きとして算出される。   As shown in FIG. 8, in the joining quality inspection method of the present embodiment, the time T1 until the power reaches the maximum point, the power value P1 when the power reaches the maximum point, and the time until the power reaches the maximum point. The inclination θ of the subtraction amount-time curve indicating the relationship between the subsidence amount D1 of the horn 112 or the subsidence amount of the horn 112 and the time until the electric power reaches the maximum point is set to be the fourth less susceptible to the influence of the disturbance. Calculated as a characteristic value. Here, the slope θ of the subsidence amount-time curve is calculated as, for example, the slope of the approximate straight line of the subsidence amount-time curve during a predetermined time until the power reaches the maximum point.

本実施の形態では、沈込量の最大値Dmax、電力の時間積分値E、および電力の最大値Pmaxと、上述した第4の特徴的数値と、接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式に基づいて、ワークの接合状態の良否が判定される。このような構成にすると、ワークの接合状態の良否の判定精度がさらに向上する。 In the present embodiment, the maximum value D max of the subsidence amount, the time integral value E of the power, and the maximum value P max of the power, the fourth characteristic value described above, and the characteristic indicating the relationship between the bonding strength The quality of the bonded state of the workpiece is determined based on the numerical value-bonding strength relational expression. With such a configuration, the accuracy of determining whether the workpiece is joined or not is further improved.

以上のとおり、説明された本実施の形態は、第1の実施の形態における効果に加えて、以下の効果を奏する。   As described above, the present embodiment described has the following effects in addition to the effects of the first embodiment.

(f)本実施の形態の接合良否検査方法は、電力が極大点に達するまでの間の内部データから、他の特徴的数値を算出する段階をさらに有し、ワークの接合状態の良否を判定する段階は、他の特徴的数値と3つの特徴的数値と接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式に基づいて、ワークの接合状態の良否を判定する。したがって、外乱の影響を受けにくい特徴的数値が追加されるため、ワークの接合状態の良否の判定精度がさらに向上する。   (F) The bonding quality inspection method of the present embodiment further includes a step of calculating other characteristic numerical values from internal data until the power reaches the maximum point, and determines the quality of the workpiece bonding state. In the step of performing, the quality of the joining state of the workpiece is determined based on a characteristic value-joining strength relational expression indicating the relationship between other characteristic values, the three characteristic values, and the joining strength. Therefore, since characteristic numerical values that are not easily affected by disturbance are added, the accuracy of determining whether or not the workpiece is joined is further improved.

(g)他の特徴的数値は、電力が極大点に達するまでの時間である。したがって、ワークの接合状態の良否の判定精度を向上させることができる。   (G) Another characteristic value is the time until the power reaches the maximum point. Therefore, it is possible to improve the accuracy of determining whether the workpiece is joined.

(h)他の特徴的数値は、電力が極大点に達したときの電力の値である。したがって、ワークの接合状態の良否の判定精度を向上させることができる。   (H) Another characteristic value is the value of power when the power reaches the maximum point. Therefore, it is possible to improve the accuracy of determining whether the workpiece is joined.

(i)他の特徴的数値は、電力が極大点に達するまでのホーンの沈込量である。したがって、ワークの接合状態の良否の判定精度を向上させることができる。   (I) Another characteristic numerical value is the amount of subtraction of the horn until the electric power reaches the maximum point. Therefore, it is possible to improve the accuracy of determining whether the workpiece is joined.

(j)他の特徴的数値は、電力が極大点に達するまでのホーンの沈込量と時間との関係を示す沈込量−時間曲線の傾きである。したがって、ワークの接合状態の良否の判定精度を向上させることができる。   (J) Another characteristic numerical value is the slope of the subtraction amount-time curve showing the relationship between the subsidence amount of the horn and the time until the power reaches the maximum point. Therefore, it is possible to improve the accuracy of determining whether the workpiece is joined.

以上のとおり、第1および第2の実施の形態において、本発明の接合良否検査方法および接合良否検査装置を説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。   As described above, in the first and second embodiments, the bonding quality inspection method and the bonding quality inspection apparatus of the present invention have been described. However, it goes without saying that the present invention can be appropriately added, modified, and omitted by those skilled in the art within the scope of the technical idea.

たとえば、第1および第2の実施の形態では、重回帰分析により特徴的数値−接合強度関係式を算出した。しかしながら、たとえば、少なくとも2つの特徴的数値を説明変数、かつ、接合強度を目的変数とするニューラルネットワークのような他の統計分析を用いて、関係式を算出してもよい。   For example, in the first and second embodiments, the characteristic numerical value-bond strength relational expression is calculated by multiple regression analysis. However, for example, the relational expression may be calculated using another statistical analysis such as a neural network in which at least two characteristic numerical values are explanatory variables and the joint strength is an objective variable.

また、第1および第2の実施の形態では、超音波接合装置の内部データから接合良否検査装置が複数の特徴的数値を算出した。しかしながら、超音波接合装置の制御部が複数の特徴的数値を算出してもよい。   In the first and second embodiments, the joining quality inspection device calculates a plurality of characteristic values from the internal data of the ultrasonic joining device. However, the control unit of the ultrasonic bonding apparatus may calculate a plurality of characteristic values.

また、第1および第2の実施の形態では、ホーンの沈込量の最大値、電力の時間積分値、および電力の最大値よりなる3つの特徴的数値に基づいて、ワークの接合状態の良否を判定した。しかしながら、3つの特徴的数値のうち1つの特徴的数値は省略されてもよい。   In the first and second embodiments, the quality of the bonded state of the workpiece is determined based on three characteristic values including the maximum value of the horn sinking amount, the time integral value of power, and the maximum value of power. Was judged. However, one characteristic value among the three characteristic values may be omitted.

また、第1および第2の実施の形態では、接合良否検査装置は、超音波接合装置のモニタリング端末の一機能として、モニタリング端末に組み込まれた。しかしながら、接合良否検査装置は、専用のハードウェア回路によっても実現される。   In the first and second embodiments, the bonding quality inspection device is incorporated in the monitoring terminal as one function of the monitoring terminal of the ultrasonic bonding device. However, the bonding quality inspection device is also realized by a dedicated hardware circuit.

本発明の第1の実施の形態における接合良否検査装置が適用される超音波接合システムの概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an ultrasonic bonding system to which a bonding quality inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied. 図1に示す超音波接合システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the ultrasonic bonding system shown in FIG. 図1に示す超音波接合システムにおける接合良否検査装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the joining quality inspection apparatus in the ultrasonic joining system shown in FIG. 図1に示す超音波接合システムにおける超音波接合装置がワークを超音波接合している間に取得される内部データを示す図である。It is a figure which shows the internal data acquired while the ultrasonic bonding apparatus in the ultrasonic bonding system shown in FIG. 1 is ultrasonically bonding a workpiece | work. 図1に示す超音波接合システムにおける接合良否検査装置の接合良否検査処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the joining quality inspection process of the joining quality inspection apparatus in the ultrasonic bonding system shown in FIG. 図1に示す超音波接合システムにおける事前評価処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the prior evaluation process in the ultrasonic joining system shown in FIG. 図1に示す超音波接合システムにおける接合良否検査処理の作用効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the joining quality inspection process in the ultrasonic joining system shown in FIG. 本発明の第2の実施の形態において算出される特徴的数値を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic numerical value calculated in the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 超音波接合装置、
111 アンビル、
112 ホーン、
113 振動子、
200 接合良否検査装置。
100 ultrasonic bonding equipment,
111 anvil,
112 horn,
113 vibrator,
200 Bonding quality inspection device.

Claims (10)

振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置の内部データから、前記ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動した前記ホーンの移動量の最大値、前記ホーンの振動子に供給された電力の総和、および前記電力の最大値のうち、少なくとも2つの特徴的数値を算出する段階と、
前記算出された少なくとも2つの特徴的数値に基づいて、超音波接合された前記ワークの接合状態の良否を判定する段階と、を有することを特徴とする接合良否検査方法。
From the internal data of the ultrasonic bonding apparatus that presses the vibrating horn and ultrasonically joins the workpiece, the maximum value of the moving amount of the horn moved in the pressing direction while the workpiece is ultrasonically bonded, the vibration of the horn Calculating at least two characteristic values among the sum of the power supplied to the child and the maximum value of the power;
And a step of determining the quality of the joining state of the ultrasonically joined workpieces based on the calculated at least two characteristic numerical values.
前記ワークの接合状態の良否を判定する段階は、
前記算出された少なくとも2つの特徴的数値から、超音波接合された前記ワークの接合強度の推定値を算出する段階と、
前記算出された接合強度の推定値と接合強度の下限基準値とを比較する段階と、
前記接合強度の推定値が前記下限基準値以上の場合、前記ワークの接合状態が良好であると判定する段階と、を有することを特徴とする請求項1に記載の接合良否検査方法。
The step of determining the quality of the joining state of the workpieces is as follows:
Calculating an estimated value of the bonding strength of the ultrasonically bonded workpiece from the calculated at least two characteristic values;
Comparing the calculated joint strength estimate with a lower reference limit of joint strength;
2. The method for inspecting bonding quality according to claim 1, further comprising: determining that the bonding state of the workpiece is good when the estimated value of the bonding strength is greater than or equal to the lower limit reference value.
複数のワークに対して、前記少なくとも2つの特徴的数値を算出する段階と、
前記複数のワークに対して算出された少なくとも2つの特徴的数値と、対応する複数のワークの接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式を算出する段階と、をさらに有し、
前記ワークの接合強度の推定値を算出する段階は、
前記特徴的数値−接合強度関係式に基づいて、前記少なくとも2つの特徴的数値から前記ワークの接合強度の推定値を算出することを特徴とする請求項2に記載の接合良否検査方法。
Calculating the at least two characteristic values for a plurality of workpieces;
Calculating at least two characteristic numerical values calculated for the plurality of workpieces and a characteristic numerical value-bonding strength relational expression indicating a relationship between the bonding strengths of the plurality of corresponding workpieces;
The step of calculating the estimated value of the joining strength of the workpieces includes:
The joint quality inspection method according to claim 2, wherein an estimated value of the joint strength of the workpiece is calculated from the at least two characteristic values based on the characteristic value-joint strength relational expression.
前記特徴的数値−接合強度関係式を算出する段階は、
前記少なくとも2つの特徴的数値を説明変数、かつ、接合強度を目的変数とする重回帰分析によって前記特徴的数値−接合強度関係式を算出することを特徴とする請求項3に記載の接合良否検査方法。
The step of calculating the characteristic numerical value-bonding strength relational expression includes:
The joint quality test according to claim 3, wherein the characteristic numerical value-joint strength relational expression is calculated by a multiple regression analysis using the at least two characteristic values as explanatory variables and a joint strength as an objective variable. Method.
前記振動子に供給された電力と時間との関係を示す電力−時間曲線は、時間の増加にともなって増加する電力が飽和傾向を示すときに極大点を有し、
前記接合良否検査方法は、
前記電力が前記極大点に達するまでの間の前記内部データから、他の特徴的数値を算出する段階をさらに有し、
前記ワークの接合状態の良否を判定する段階は、
前記他の特徴的数値と前記少なくとも2つの特徴的数値と接合強度との関係を示す特徴的数値−接合強度関係式に基づいて、前記ワークの接合状態の良否を判定することを特徴とする請求項1に記載の接合良否検査方法。
The power-time curve showing the relationship between the power supplied to the vibrator and time has a maximum point when the power increasing with time shows a saturation tendency,
The bonding quality inspection method is:
Further comprising calculating another characteristic value from the internal data until the electric power reaches the maximum point,
The step of determining the quality of the joining state of the workpieces is as follows:
The quality of the joining state of the workpiece is determined based on the other characteristic value and the characteristic value-joint strength relational expression indicating the relationship between the at least two characteristic values and the bond strength. Item 6. The bonding quality inspection method according to Item 1.
前記他の特徴的数値は、前記電力が極大点に達するまでの時間であることを特徴とする請求項5に記載の接合良否検査方法。   6. The bonding quality inspection method according to claim 5, wherein the other characteristic value is a time until the electric power reaches a maximum point. 前記他の特徴的数値は、前記電力が極大点に達したときの電力の値であることを特徴とする請求項5に記載の接合良否検査方法。   The joint quality inspection method according to claim 5, wherein the other characteristic value is a value of power when the power reaches a maximum point. 前記他の特徴的数値は、前記電力が極大点に達するまでの前記ホーンの移動量であることを特徴とする請求項5に記載の接合良否検査方法。   6. The joining quality inspection method according to claim 5, wherein the other characteristic value is a movement amount of the horn until the electric power reaches a maximum point. 前記他の特徴的数値は、前記電力が極大点に達するまでの前記ホーンの移動量と時間との関係を示す移動量−時間曲線の傾きであることを特徴とする請求項5に記載の接合良否検査方法。   6. The junction according to claim 5, wherein the other characteristic value is a slope of a movement amount-time curve indicating a relationship between a movement amount of the horn and time until the electric power reaches a maximum point. Pass / fail inspection method. 振動するホーンを押付けてワークを超音波接合する超音波接合装置の内部データから、前記ワークを超音波接合している間に押付け方向に移動した前記ホーンの移動量の最大値、前記ホーンの振動子に供給された電力の総和、および前記電力の最大値のうち、少なくとも2つの特徴的数値を算出する算出手段と、
前記算出された少なくとも2つの特徴的数値に基づいて、超音波接合された前記ワークの接合状態の良否を判定する判定手段と、を有することを特徴とする接合良否検査装置。
From the internal data of the ultrasonic bonding apparatus that presses the vibrating horn and ultrasonically joins the workpiece, the maximum value of the moving amount of the horn moved in the pressing direction while the workpiece is ultrasonically bonded, the vibration of the horn A calculating means for calculating at least two characteristic numerical values among a total sum of electric power supplied to the child and a maximum value of the electric power;
And a determination unit for determining whether the workpiece is ultrasonically bonded based on the calculated at least two characteristic values.
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