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JP2012024771A - Ultrasonic vibration joining device and ultrasonic vibration joining method - Google Patents

Ultrasonic vibration joining device and ultrasonic vibration joining method Download PDF

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JP2012024771A
JP2012024771A JP2010162624A JP2010162624A JP2012024771A JP 2012024771 A JP2012024771 A JP 2012024771A JP 2010162624 A JP2010162624 A JP 2010162624A JP 2010162624 A JP2010162624 A JP 2010162624A JP 2012024771 A JP2012024771 A JP 2012024771A
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JP
Japan
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resonator
ultrasonic vibration
bonding
joining
bonded
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2010162624A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiya Nakai
誠也 中居
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Adwelds Corp
Original Assignee
Adwelds Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for readily applying ultrasonic vibrations in a plurality of different directions continuously by a simple structure without greatly changing an arranging direction of a joined object.SOLUTION: Since the ultrasonic vibration is applied to a substrate 5a and a joining part by abutment of a joining tool 36a at a first joining position with upward (a first direction) movement of a resonator 32 by a drive unit 11, and the ultrasonic vibration is applied to a substrate 5b and a joining part by abutment of a joining tool 36b with downward (a second direction) movement of the resonator 32 by the drive unit 11, the ultrasonic vibrations can be readily applied in the plurality of different directions continuously by the simple structure in which the drive unit 11 for vertically moving the resonator 32 is provided even not altering greatly the orientation of the substrates 5a and 5b and a fin 6.

Description

本発明は、重ね合わされた被接合物を超音波振動により接合する超音波振動接合技術に関する。   The present invention relates to an ultrasonic vibration bonding technique for bonding superposed objects by ultrasonic vibration.

従来、振動子が連結された共振器を備える超音波振動接合装置が知られており、一般的に、共振器には、被接合物に当接して超音波振動を印加するための接合作用部が設けられている。そして、共振器の固有振動数に合わせて振動子から発振される振動が共振器により増幅され、増幅された超音波振動が接合作用部により被接合物に印加される。   2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic vibration bonding apparatus including a resonator to which a vibrator is connected is known. Generally, a bonding action unit for applying ultrasonic vibration in contact with an object to be bonded is connected to the resonator. Is provided. Then, the vibration oscillated from the vibrator in accordance with the natural frequency of the resonator is amplified by the resonator, and the amplified ultrasonic vibration is applied to the object to be joined by the joining action portion.

例えば、特許文献1に記載の超音波振動接合装置は、支持部材により支持固定される共振器と、共振器の一端に連結され、圧電素子などにより形成されて超音波振動を発振する振動子と、共振器の他端に取り付け固定されたボンディングツールとを備えている。そして、振動子から発振される超音波振動が共振器により増幅されてボンディングツールに伝達され、ボンディングツールに伝達された超音波振動が被接合物に印加されて被接合物が接合される。   For example, an ultrasonic vibration bonding apparatus described in Patent Document 1 includes a resonator that is supported and fixed by a support member, and a vibrator that is connected to one end of the resonator and that is formed by a piezoelectric element or the like to oscillate ultrasonic vibration. And a bonding tool attached and fixed to the other end of the resonator. Then, the ultrasonic vibration oscillated from the vibrator is amplified by the resonator and transmitted to the bonding tool, and the ultrasonic vibration transmitted to the bonding tool is applied to the object to be bonded to bond the object to be bonded.

特開2007−142049号公報(段落0034〜0037、図1等)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-142049 (paragraphs 0034 to 0037, FIG. 1, etc.)

上記特許文献1の超音波振動接合装置では、被接合物の接合部に超音波振動を印加するボンディングツールは共振器から下向きに突出して形成されており、ボンディングツールと対向する共振器下方の接合位置に配置された被接合物の接合部に対して超音波振動が印加される。すなわち、被接合物の接合部に対して超音波振動を一方向のみからしか与えることができないため、接合の際には被接合物の接合部を必ず接合位置に配置する必要がある。   In the ultrasonic vibration bonding apparatus of Patent Document 1, a bonding tool that applies ultrasonic vibration to a bonded portion of an object to be bonded is formed to protrude downward from the resonator, and is bonded below the resonator facing the bonding tool. Ultrasonic vibration is applied to the joint portion of the article to be joined disposed at the position. In other words, since ultrasonic vibration can be applied only from one direction to the joint portion of the article to be joined, it is necessary to always place the joint portion of the article to be joined at the joining position.

したがって、被接合物として略L字状に屈曲された板状部材の内側の互いにほぼ直交する2つの面それぞれに接合部が設けられているときや、被接合物として箱型部材の複数の内側面それぞれに接合部が設けられているときなど、複数の異なる方向に配置された接合部に対して超音波振動を印加する必要があるときには、従来の装置では、前記一方向と異なる方向へ超音波振動を印加することができないため、各接合部それぞれに超音波振動を印加するために、各接合部がボンディングツールと対向する接合位置に配置されるように、その都度被接合物の配置方向を大きく変更しなければならず、非常に煩雑であった。   Therefore, when a joining portion is provided on each of two surfaces substantially orthogonal to each other inside a plate-like member bent in a substantially L shape as an object to be joined, When it is necessary to apply ultrasonic vibrations to a plurality of joints arranged in different directions, such as when joints are provided on each side surface, in conventional devices, the ultrasonic waves are Since the ultrasonic vibration cannot be applied, in order to apply the ultrasonic vibration to each joint part, each joint part is arranged at the joining position facing the bonding tool. Has to be changed greatly, which is very complicated.

この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、被接合物の配置方向を大きく変更しなくとも、簡易な構成で簡単に複数の異なる方向に連続して超音波振動を印加することができる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and can easily apply ultrasonic vibration continuously in a plurality of different directions with a simple configuration without greatly changing the arrangement direction of the objects to be joined. It aims at providing the technology that can do.

上記した課題を解決するために、本発明にかかる超音波振動接合装置は、互いに重ね合わされた複数の被接合物の接合部に超音波振動を印加して前記被接合物の接合を行う超音波振動接合装置において、一端に振動子が連結されて前記振動子の超音波振動に共振する共振器と、前記共振器の他端に設けられて前記被接合物に当接することにより前記共振器の超音波振動を前記接合部に印加する接合手段と、前記共振器を少なくとも異なる2方向に移動する移動手段とを備え、前記接合手段は、前記移動手段による前記共振器の第1の方向への移動により、第1の接合位置において超音波振動を前記接合部に印加し、前記移動手段による前記共振器の第2の方向への移動により、第2の接合位置において超音波振動を前記接合部に印加することを特徴としている(請求項1)。   In order to solve the above-described problem, an ultrasonic vibration bonding apparatus according to the present invention applies ultrasonic vibration to bonding portions of a plurality of objects to be bonded to each other to bond the objects to be bonded. In the vibration bonding apparatus, a resonator is connected to one end of the resonator and resonates with ultrasonic vibration of the resonator, and provided at the other end of the resonator to contact the object to be bonded. A joining means for applying ultrasonic vibrations to the joining portion; and a moving means for moving the resonator in at least two different directions, the joining means moving the resonator in the first direction by the moving means. The ultrasonic vibration is applied to the joint at the first joint position by the movement, and the ultrasonic vibration is applied to the joint at the second joint position by the movement of the resonator in the second direction by the moving means. Applying to Is characterized (claim 1).

また、本発明にかかる超音波振動接合装置は、前記移動手段による前記共振器の前記第1の方向への移動の際に、前記第1の接合位置に配置された前記被接合物の前記接合部の周辺を押さえて保持し、前記移動手段による前記共振器の前記第2の方向への移動の際に、前記第2の接合位置に配置された前記被接合物の前記接合部の周辺を押さえて保持する固定手段をさらに備えることを特徴としている(請求項2)。   Moreover, the ultrasonic vibration welding apparatus according to the present invention includes the bonding of the objects to be bonded arranged at the first bonding position when the resonator is moved in the first direction by the moving unit. Holding the periphery of the part and holding the periphery of the joined part of the article to be joined disposed at the second joining position when the resonator is moved in the second direction by the moving means. Further, it is characterized by further comprising a fixing means for pressing and holding (Claim 2).

また、本発明にかかる超音波振動接合装置は、前記移動手段は、前記共振器を支持する支持部と、前記支持部を前記第1の方向または前記第2の方向に切換え駆動する駆動機構と、前記共振器を前記第1の方向または第2の方向に加圧する加圧機構とを有することを特徴としている(請求項3)。   Further, in the ultrasonic vibration welding apparatus according to the present invention, the moving means includes a support portion that supports the resonator, and a drive mechanism that switches the support portion to the first direction or the second direction. And a pressurizing mechanism that pressurizes the resonator in the first direction or the second direction (Claim 3).

また、本発明にかかる超音波振動接合方法は、互いに重ね合わされた複数の被接合物の接合部に超音波振動を印加して前記被接合物の接合を行う超音波振動接合方法において、共振器を少なくとも異なる2方向に移動する移動手段により共振器を第1の方向に移動して第1の接合位置において前記共振器に設けられた接合手段を前記被接合物に当接させることで超音波振動を前記接合部に印加し、前記移動手段により前記共振器を第2の方向へ移動して第2の接合位置において前記接合手段を前記被接合物に当接させることで超音波振動を前記接合部に印加することを特徴とすることを特徴としている(請求項4)。   Further, an ultrasonic vibration bonding method according to the present invention is an ultrasonic vibration bonding method in which ultrasonic vibration is applied to bonding portions of a plurality of objects to be bonded to each other to bond the objects to be bonded. Ultrasonic wave by moving the resonator in the first direction by moving means that moves at least in two different directions and bringing the joining means provided in the resonator into contact with the object to be joined at the first joining position. Applying vibration to the joint, moving the resonator in the second direction by the moving means, and bringing the joining means into contact with the object to be joined at a second joining position causes the ultrasonic vibration to It applies to a junction part, It is characterized by the above-mentioned (Claim 4).

請求項1,4の発明によれば、移動手段による共振器の第1の方向への移動により、第1の接合位置において超音波振動が接合手段が被接合物に当接することにより前記接合部に印加され、移動手段による共振器の第2の方向への移動により、第2の接合位置において超音波振動が接合手段が被接合物に当接することにより印加されるため、被接合物の配置方向を大きく変更しなくとも、共振器を少なくとも異なる2方向に移動する移動手段を設けるという簡易な構成で簡単に複数の異なる方向に連続して超音波振動を印加することができる。   According to the first and fourth aspects of the invention, due to the movement of the resonator in the first direction by the moving means, the ultrasonic vibration causes the joining means to contact the object to be joined at the first joining position. Since the ultrasonic vibration is applied when the joining means comes into contact with the article to be joined at the second joining position due to the movement of the resonator in the second direction by the moving means, the arrangement of the article to be joined Even if the direction is not largely changed, ultrasonic vibration can be applied continuously in a plurality of different directions with a simple configuration in which a moving means for moving the resonator in at least two different directions is provided.

請求項2の発明によれば、固定手段により、移動手段による共振器の第1の方向への移動の際に、第1の接合位置に配置された被接合物の接合部の周辺が押さえられて保持され、移動手段による共振器の第2の方向への移動の際に、第2の接合位置に配置された被接合物の接合部の周辺が押さえられて保持されるため、超音波振動が接合部に印加される際に重ね合わされた複数の被接合物に位置ずれが生じるのを防止することができる。   According to the second aspect of the present invention, when the resonator moves in the first direction by the moving means, the periphery of the joint portion of the object to be joined disposed at the first joining position is pressed by the fixing means. When the resonator is moved in the second direction by the moving means, the periphery of the joint portion of the object to be joined disposed at the second joint position is pressed and held. It is possible to prevent positional deviation from occurring in a plurality of objects to be joined that are overlapped when is applied to the joint.

また、固定手段により接合部の周辺が押さえられた状態で接合部に対して超音波振動が印加されるため、接合対象である接合部に印加するための超音波振動が周辺の接合済みの他の接合部に伝達されることが防止されるため、既に接合が完了した接合部にはがれなどが生じることを防止することができる。   In addition, since the ultrasonic vibration is applied to the bonded portion in a state where the periphery of the bonded portion is pressed by the fixing means, the ultrasonic vibration to be applied to the bonded portion to be bonded is not the other of the peripheral bonded. Therefore, it is possible to prevent peeling or the like from occurring in the joint that has already been joined.

請求項3の発明によれば、共振器を支持する支持部が第1の方向または第2の方向に駆動機構により切換え駆動され、共振器が第1の方向または第2の方向に加圧機構により加圧されるため、共振器の移動位置と、共振器に設けられて被接合物に当接する接合手段による被接合物への加圧力とを制御することができ実用的である。   According to invention of Claim 3, the support part which supports a resonator is switched and driven by the drive mechanism in the 1st direction or the 2nd direction, and the resonator is a pressurizing mechanism in the 1st direction or the 2nd direction. Therefore, the moving position of the resonator and the pressure applied to the object to be bonded by the bonding means provided in the resonator and contacting the object to be bonded can be controlled.

本発明の第1実施形態における超音波振動接合装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic vibration bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1の共振器の概略図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。It is the schematic of the resonator of FIG. 1, (a) is a top view, (b) is a front view. 本発明の第1実施形態における被接合物の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the to-be-joined object in 1st Embodiment of this invention. 図3の被接合物の接合手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the joining procedure of the to-be-joined object of FIG. 図3の被接合物の接合手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the joining procedure of the to-be-joined object of FIG. 図3の被接合物の接合手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the joining procedure of the to-be-joined object of FIG. 図3の被接合物の接合手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the joining procedure of the to-be-joined object of FIG. 図3の被接合物の接合手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the joining procedure of the to-be-joined object of FIG. 図3の被接合物の接合手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the joining procedure of the to-be-joined object of FIG. 本発明の第2実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図である。It is a partial schematic block diagram of the ultrasonic vibration joining apparatus in 2nd Embodiment of this invention. 図10に示す共振器の部分概略構成図である。It is a partial schematic block diagram of the resonator shown in FIG. 本発明の第3実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図である。It is a partial schematic block diagram of the ultrasonic vibration joining apparatus in 3rd Embodiment of this invention. 図12の超音波振動接合装置の変形例である。It is a modification of the ultrasonic vibration joining apparatus of FIG. 被接合物の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a to-be-joined object. 本発明の第4実施形態における超音波振動接合装置の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the ultrasonic vibration joining apparatus in 4th Embodiment of this invention.

<第1実施形態>
この発明の第1実施形態について図1ないし図9を参照して説明する。図1はこの発明にかかる超音波振動接合装置の概略構成図である。図2は図1に示す超音波振動接合装置が備える共振器の概略図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。また、図3は被接合物の概略構成図である。図4ないし図9は被接合物の接合手順を示す説明図である。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic vibration bonding apparatus according to the present invention. 2A and 2B are schematic views of a resonator provided in the ultrasonic vibration bonding apparatus shown in FIG. 1, wherein FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a front view. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the object to be joined. 4 to 9 are explanatory views showing the joining procedure of the objects to be joined.

1.装置構成
図1に示す超音波振動接合装置1は、互いに重ね合わされた被接合物の接合部に超音波振動を印加して被接合物の接合を行うものであって、この実施形態では、対向配置された一方の被接合物である基板5aと基板5bとの間に他方の被接合物であるフィン6が配置されて、フィン6の接合部6aに超音波振動が印加されることにより基板5a,5bの接合面50a,50bそれぞれに、フィン6の接合部6a,6bが接合される。
1. 1. Apparatus Configuration The ultrasonic vibration bonding apparatus 1 shown in FIG. 1 applies ultrasonic vibration to the bonded portions of the objects to be bonded to each other and bonds the objects to be bonded. The fin 6 as the other object to be bonded is disposed between the substrate 5a and the substrate 5b as one of the objects to be bonded, and ultrasonic vibration is applied to the bonding part 6a of the fin 6 to thereby form the substrate. The joining portions 6a and 6b of the fin 6 are joined to the joining surfaces 50a and 50b of 5a and 5b, respectively.

超音波振動接合装置1は、基台10と、基台10上に設けられた駆動部11と、駆動部11に結合されたヘッド部12と、被接合物が配置される実装部13と、超音波振動接合装置1全体の制御を行う制御装置14とを備えている。   The ultrasonic vibration bonding apparatus 1 includes a base 10, a drive unit 11 provided on the base 10, a head unit 12 coupled to the drive unit 11, a mounting unit 13 in which an object to be bonded is disposed, And a control device 14 that controls the entire ultrasonic vibration bonding apparatus 1.

駆動部11は、基台10に設けられた支柱15と、駆動機構18と、駆動機構18に結合されて基台10の上方に配置された支持台16とを備えている。基台10には、駆動機構18を囲むように駆動機構18の周囲に4本の支柱15が配設されており、支持台16には、ガイド孔(図示省略)を有するガイド部17が支柱15に対応する4箇所に形成されている。そして、支持台16は、ガイド部17のガイド孔それぞれに支柱15が挿通されて基台10の上方に配置されており、駆動機構18が駆動されると、支持台16は、ガイド孔の内周面が支柱15の外周面に摺接するガイド部17によりガイドされて、基台10の上方を上下方向に移動する。   The drive unit 11 includes a support column 15 provided on the base 10, a drive mechanism 18, and a support base 16 that is coupled to the drive mechanism 18 and disposed above the base 10. The base 10 is provided with four support columns 15 around the drive mechanism 18 so as to surround the drive mechanism 18. The support table 16 has a guide portion 17 having a guide hole (not shown). 15 are formed at four locations corresponding to 15. The support base 16 is disposed above the base 10 with the support column 15 inserted through the guide holes of the guide portion 17. When the drive mechanism 18 is driven, the support base 16 The peripheral surface is guided by the guide portion 17 that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the support column 15, and moves above the base 10 in the vertical direction.

駆動機構18は、駆動モータ20と、駆動モータ20の回転軸に連結されたボールねじ21と、ボール21に螺合するガイド22と、ガイド22に設けられたカムフォロワ23とを備えている。また、ガイド22は、ボールねじ21に平行な水平方向への移動をガイドするLMガイド22a(Linear Motion ガイド)にガイドされて設けられている。したがって、駆動モータ20が励磁されて一方向に回転すると、ボールねじ21に螺合するガイド22はLMガイド22aに沿って駆動モータ10から離れる方向である前方に水平移動し、駆動モータ20の励磁電流が反転されて駆動モータ20が他方向に回転すると、ボールねじ21に螺合するガイド22はLMガイド22aに沿って駆動モータ10に近づく方向である後方に水平移動する。   The drive mechanism 18 includes a drive motor 20, a ball screw 21 connected to the rotation shaft of the drive motor 20, a guide 22 that is screwed to the ball 21, and a cam follower 23 provided on the guide 22. The guide 22 is provided by being guided by an LM guide 22 a (Linear Motion Guide) that guides the movement in the horizontal direction parallel to the ball screw 21. Therefore, when the drive motor 20 is excited and rotated in one direction, the guide 22 screwed into the ball screw 21 moves horizontally along the LM guide 22a in the direction away from the drive motor 10, and the drive motor 20 is excited. When the current is reversed and the drive motor 20 rotates in the other direction, the guide 22 screwed into the ball screw 21 moves horizontally along the LM guide 22a, which is the direction approaching the drive motor 10.

また、駆動機構18は、ガイド22に設けられたカムフォロワ23の前方側に配設される板カム24aと、カムフォロワ23の後方側に配設される板カム24bとを備えている。また、板カム24aの後方側にはカムフォロワ23に前側上方からから当接する傾斜面が形成されており、板カム24bの前方側にはカムフォロワ23に後側下方から当接する傾斜面が形成されている。   The drive mechanism 18 includes a plate cam 24 a disposed on the front side of the cam follower 23 provided on the guide 22 and a plate cam 24 b disposed on the rear side of the cam follower 23. An inclined surface that abuts the cam follower 23 from the upper front side is formed on the rear side of the plate cam 24a, and an inclined surface that abuts the cam follower 23 from the lower rear side is formed on the front side of the plate cam 24b. Yes.

また、板カム24aの前方側に形成された舌状面には上方への加圧を行うための上向きエアシリンダ25aが配設されており、支持台16の前側の下面と板カム24aとが上向きエアシリンダ25aを介して連結されている。   Further, an upward air cylinder 25a is provided on the tongue-like surface formed on the front side of the plate cam 24a so as to pressurize upward, and the lower surface on the front side of the support base 16 and the plate cam 24a are arranged. It is connected via an upward air cylinder 25a.

また、支持台16の後側の略中央部分が下方に折り曲げられることにより断面視略L字状の凹部26が形成され、板カム24bの後方側には断面視略コ字状の延長部27が形成されている。そして、断面視略ロ字状の空間が形成されるように、支持台16の略L字状の凹部26の上面と、板カム24bの略コ字状の延長部27の下面とが対向配置されて、延長部27の下面に配設された下方への加圧を行うための下向きエアシリンダ25bを介して、支持台16の凹部26と板カム24bの延長部27とが連結されている。   Further, a substantially central portion on the rear side of the support base 16 is bent downward to form a concave portion 26 having a substantially L shape in cross section, and an extension portion 27 having a substantially U shape in cross section on the rear side of the plate cam 24b. Is formed. Then, the upper surface of the substantially L-shaped recess 26 of the support base 16 and the lower surface of the substantially U-shaped extension 27 of the plate cam 24b are arranged to face each other so that a substantially letter-shaped space in cross section is formed. Then, the concave portion 26 of the support base 16 and the extension portion 27 of the plate cam 24b are connected to each other via a downward air cylinder 25b disposed on the lower surface of the extension portion 27 to pressurize downward. .

したがって、駆動モータ20が駆動されてカムフォロワ23(ガイド22)が前方に移動すると、板カム24aの傾斜面がカムフォロワ23に押圧されることにより板カム24aが上方に移動して、板カム24aと板カム24aに連結されている支持台16と支持台16に連結されている板カム24bとが一体的に上方に移動する。   Therefore, when the drive motor 20 is driven and the cam follower 23 (guide 22) moves forward, the inclined surface of the plate cam 24a is pressed by the cam follower 23, whereby the plate cam 24a moves upward, and the plate cam 24a The support base 16 connected to the plate cam 24a and the plate cam 24b connected to the support base 16 move upward integrally.

また、駆動モータ20が駆動されてカムフォロワ23(ガイド22)が後方に移動すると、板カム24bの傾斜面がカムフォロワ23に押圧されることにより板カム24bが下方に移動して、板カム24bと、板カム24bに連結されている支持台16と、支持台16に連結されている板カム24aとが一体的に下方に移動する。   When the drive motor 20 is driven and the cam follower 23 (guide 22) moves backward, the inclined surface of the plate cam 24b is pressed by the cam follower 23, whereby the plate cam 24b moves downward, and the plate cam 24b The support base 16 connected to the plate cam 24b and the plate cam 24a connected to the support base 16 move downward integrally.

すなわち、ガイド22の前後方向への移動が、ガイド22に形成されたカムフォロワ23と板カム24a,24bとにより支持台16の上下方向への移動に変換されることにより、支持台16は駆動機構18により上方向また下方向に切換え駆動される。   That is, the movement of the guide 22 in the front-rear direction is converted into the movement of the support base 16 in the vertical direction by the cam follower 23 and the plate cams 24a, 24b formed in the guide 22, whereby the support base 16 is driven by a drive mechanism. 18 is driven to switch upward or downward.

なお、支持台16にはリニアエンコーダなどにより形成される高さ検出手段28が設けられており、高さ検出手段28により、支持台16の高さを検出することができる。   The support base 16 is provided with a height detection means 28 formed by a linear encoder or the like, and the height detection means 28 can detect the height of the support base 16.

ヘッド部12は、支持台16の前方側の上面に設けられた共振器支持台30と、共振器支持台30上に形成された共振器支持部31と、共振器支持部31により支持される共振器32と、共振器32の後方側の一端に連結された振動子33と、共振器32の前方側の他端に並設されたストリッパーユニット34,35とを備えている。   The head unit 12 is supported by the resonator support 30 provided on the upper surface on the front side of the support 16, the resonator support 31 formed on the resonator support 30, and the resonator support 31. A resonator 32, a vibrator 33 connected to one end on the rear side of the resonator 32, and stripper units 34 and 35 arranged in parallel on the other end on the front side of the resonator 32 are provided.

図2(a)に示すように、共振器32は、共振器32のほぼ中央の位置f2と、両端位置f0およびf4とが最大振幅点となるように、共振周波数の一波長の長さで形成されている。このとき、最大振幅点から1/4波長離れた位置f3およびf1は、最小振幅点に相当する。また、共振器32は、前方から見た断面形状がほぼ円形状である円柱状に形成されている。また、共振器32の位置f3よりも前方側では上方視において先細りとなるように他端側に向かって両側面がテーパ状に削られており、共振器32の位置f4における前方視形状が上下に細長い略長方形状に形成されている。   As shown in FIG. 2A, the resonator 32 has a length of one wavelength of the resonance frequency so that the position f2 at the substantially center of the resonator 32 and the both end positions f0 and f4 are the maximum amplitude points. Is formed. At this time, the positions f3 and f1 that are 1/4 wavelength away from the maximum amplitude point correspond to the minimum amplitude point. The resonator 32 is formed in a cylindrical shape having a substantially circular cross-sectional shape when viewed from the front. Further, both side surfaces are tapered toward the other end side so as to be tapered in front view from the position f3 of the resonator 32, and the shape of the front view at the position f4 of the resonator 32 is up and down. It is formed in a substantially elongated rectangular shape.

また、共振器32の最小振幅点である位置f3およびf1は、他の箇所よりも直径が小さく形成されており、これにより、共振器32の位置f3およびf1に、外周面に沿った凹状の被支持部(図示省略)が形成されている。なお、この実施形態では、前記被支持部は、共振器32の中心軸に直交する断面形状が八角形となるように形成されているが、前記被支持部の断面形状としては、八角形に限られず、円形状やその他の多角形状に形成してもよい。   Further, the positions f3 and f1, which are the minimum amplitude points of the resonator 32, are formed to have a smaller diameter than the other portions, and thereby, the positions f3 and f1 of the resonator 32 have a concave shape along the outer peripheral surface. A supported portion (not shown) is formed. In this embodiment, the supported portion is formed so that the cross-sectional shape orthogonal to the central axis of the resonator 32 is an octagon, but the cross-sectional shape of the supported portion is an octagon. The shape is not limited, and it may be formed in a circular shape or other polygonal shapes.

そして、共振器32の他端(位置f4)の前方視形状である長方形の長軸が前方視で上下方向に配置されるように、前記被支持部が共振器支持部31によりクランプされて共振器32が支持される。なお、共振器32を共振器支持部31に固定する方法は、クランプ部材で前記被支持部をクランプしてボルトで固定したり、電気制御可能に構成された機械的なクランプ機構やワンタッチで取り付け可能なクランプ機構などにより前記被支持部をクランプするなど、共振器32を確実に支持固定することができればどのようなものであってもよい。   Then, the supported part is clamped by the resonator support part 31 so as to resonate so that the long axis of the rectangle that is the forward view shape of the other end (position f4) of the resonator 32 is disposed in the forward direction. A vessel 32 is supported. The resonator 32 is fixed to the resonator support 31 by clamping the supported portion with a clamp member and fixing it with a bolt, or a mechanical clamp mechanism configured to be electrically controllable or attached with one touch. Any device may be used as long as the resonator 32 can be securely supported and fixed, for example, by clamping the supported portion with a possible clamping mechanism.

そして、共振器32の一端(位置f0)には、共振器32の中心軸と同軸になるように振動子33が連結されており、共振器32は、制御装置14に制御された振動子33から発振される超音波振動に共振して中心軸方向に振動する。   A resonator 33 is connected to one end (position f0) of the resonator 32 so as to be coaxial with the central axis of the resonator 32. The resonator 32 is controlled by the control device 14. Resonates with ultrasonic vibrations oscillated from the center and vibrates in the central axis direction.

また、共振器32の他端(位置f4)の上側および下側には、被接合物に当接することにより共振器32の超音波振動を被接合物の接合部に印加する接合ツール36a,36b(本発明の「接合手段」に相当)が設けられている。   Further, on the upper side and the lower side of the other end (position f4) of the resonator 32, bonding tools 36a and 36b that apply ultrasonic vibration of the resonator 32 to the bonded portion of the bonded object by contacting the bonded object. (Corresponding to the “joining means” of the present invention).

接合ツール36a,36bは、この実施形態では、共振器32と同じ材質の金属により形成されて、熱硬化型樹脂等によって共振器32に接着されているが、共振器32から直接削り出して形成してもよい。また、接合ツール36a,36bを超硬タングステンカーバイト、セラミックス、ダイヤモンド等、金属以外の材質により形成してもよく、形成された接合ツール36a,36bを、Ni、Cu、Ag等の金属ろうによって共振器32に接着してもよい。   In this embodiment, the bonding tools 36a and 36b are made of the same metal as that of the resonator 32, and are bonded to the resonator 32 with a thermosetting resin or the like, but are formed by cutting directly from the resonator 32. May be. Further, the joining tools 36a and 36b may be formed of a material other than metal such as cemented carbide tungsten carbide, ceramics, diamond or the like, and the formed joining tools 36a and 36b may be formed of metal brazing such as Ni, Cu or Ag. It may be adhered to the resonator 32.

そして、接合ツール36aは、駆動部11による共振器32(支持台16)の上方への移動により、第1の接合位置において超音波振動をフィン6の接合部6aに印加し、接合ツール36bは、駆動部11による共振器32(支持台16)の下方への移動により、第2の接合位置において超音波振動をフィン6の接合部6bに印加する。   The joining tool 36a applies ultrasonic vibration to the joining portion 6a of the fin 6 at the first joining position by the upward movement of the resonator 32 (support 16) by the driving unit 11, and the joining tool 36b The ultrasonic vibration is applied to the joint 6 b of the fin 6 at the second joint position by the downward movement of the resonator 32 (support 16) by the drive unit 11.

なお、駆動部11による支持台16の上下移動により、共振器32の軸の位置の高さは、所定の待機位置から上下方向に30mm程度の幅で移動することができ、駆動部11および支持台16が本発明における移動手段、支持部にそれぞれ相当する。   In addition, by the vertical movement of the support base 16 by the drive unit 11, the height of the axis of the resonator 32 can be moved from the predetermined standby position in the vertical direction with a width of about 30 mm. The stand 16 corresponds to the moving means and the support portion in the present invention.

また、駆動モータ20が駆動されることによりガイド22が前方に移動して支持台16が上方に移動することにより、接合ツール36aが上方の被接合物に接触すると、支持台16の上方への移動は停止するが、板カム24aはガイド22の前方への移動に伴いさらに上方に移動する。したがって、上向きエアシリンダ25aが支持台16の下面と板カム24aの舌状面とに狭持されて、上向きエアシリンダ25aのピストンシャフトが上向きエアシリンダ25a内に没入するため、このピストンシャフトの上向きエアシリンダ25a内への没入量をフォトインタラプタなどのセンサにより監視することにより、接合ツール36aの上方の被接合物への接触を検出することができる。   Further, when the drive motor 20 is driven, the guide 22 moves forward and the support base 16 moves upward, so that when the welding tool 36a comes into contact with the upper workpiece, the guide base 22 moves upward. Although the movement stops, the plate cam 24a moves further upward as the guide 22 moves forward. Accordingly, the upward air cylinder 25a is held between the lower surface of the support 16 and the tongue-like surface of the plate cam 24a, and the piston shaft of the upward air cylinder 25a is immersed in the upward air cylinder 25a. By monitoring the amount of immersion in the air cylinder 25a with a sensor such as a photo interrupter, it is possible to detect contact with an object to be joined above the joining tool 36a.

また、駆動モータ20が駆動されることによりガイド22が後方に移動して支持台16が下方に移動することにより、接合ツール36bが下方の被接合物に接触すると、支持台16の下方への移動は停止するが、板カム24bはガイド22の後方への移動に伴いさらに下方に移動する。したがって、下向きエアシリンダ25bが支持台16の凹部26と板カム24bの延長部27とに狭持されて、下向きエアシリンダ25bのピストンシャフトが下向きエアシリンダ25b内に没入するため、このピストンシャフトの下向きエアシリンダ25b内への没入量をフォトインタラプタなどのセンサにより監視することにより、接合ツール36bの下方の被接合物への接触を検出することができる。   Further, when the drive motor 20 is driven, the guide 22 moves rearward and the support base 16 moves downward, so that when the welding tool 36b comes into contact with the lower workpiece, the support base 16 is moved downward. Although the movement stops, the plate cam 24b moves further downward as the guide 22 moves rearward. Accordingly, the downward air cylinder 25b is held between the recess 26 of the support 16 and the extension 27 of the plate cam 24b, and the piston shaft of the downward air cylinder 25b is immersed in the downward air cylinder 25b. By monitoring the amount of immersion in the downward air cylinder 25b with a sensor such as a photo interrupter, it is possible to detect contact with an object to be joined below the joining tool 36b.

また、図2(a)に示すように、共振器32を挟んだ両側にストッパーユニット34,35が配設されている。ストリッパーユニット34は、接合ツール36a,36bと並設する先端位置にウレタンゴムなどにより形成される固定ツール37a,37bを備え、同様に、ストリッパーユニット35は、接合ツール36a,36bと並設する先端位置にウレタンゴムなどにより形成される固定ツール38a,38bを備えている。   Further, as shown in FIG. 2A, stopper units 34 and 35 are disposed on both sides of the resonator 32. The stripper unit 34 includes fixed tools 37a and 37b formed of urethane rubber or the like at the tip positions where the stripping units 36a and 36b are juxtaposed. Similarly, the stripper unit 35 has the tip that is juxtaposed with the joint tools 36a and 36b. Fixing tools 38a and 38b formed of urethane rubber or the like are provided at positions.

また、ストリッパーユニット34,35はそれぞれエアシリンダ(図示省略)を備えており、ストリッパーユニット34,35は、エアシリンダが駆動されることにより共振器32の上下移動とは独立して上下移動する。そして、ストリッパーユニット34,35は、駆動部11による共振器32の上方への移動の際に、上方の第1の接合位置に配置されたフィン6の接合部6aの周辺を固定ツール37a,38aにより押さえて保持し、ストリッパーユニット34,35により接合部6aが保持された状態で、接合ツール36aが接合部6aに当接することにより接合部6aに超音波振動が印加されて、接合部6aが基板5aの接合面50aに接合される。   Each of the stripper units 34 and 35 includes an air cylinder (not shown), and the stripper units 34 and 35 move up and down independently of the vertical movement of the resonator 32 when the air cylinder is driven. When the drive unit 11 moves the resonator 32 upward, the stripper units 34 and 35 fix the periphery of the joint 6a of the fin 6 disposed at the upper first joint position to the fixing tools 37a and 38a. In the state in which the joint portion 6a is held by the stripper units 34 and 35, the joining tool 36a comes into contact with the joint portion 6a, so that ultrasonic vibration is applied to the joint portion 6a. Bonded to the bonding surface 50a of the substrate 5a.

また、ストリッパーユニット34,35は、駆動部11による共振器32の下方への移動の際に、下方の第2の接合位置に配置されたフィン6の接合部6bの周辺を固定ツール37b,38bにより押さえて保持し、ストリッパーユニット34,35により接合部6bが保持された状態で、接合ツール36bが接合部6bに当接することにより接合部6bに超音波振動が印加されて、接合部6bが基板5bの接合面50bに接合される。なお、ストリッパーユニット34、35が本発明における固定手段に相当する。   Further, when the drive unit 11 moves the resonator 32 downward, the stripper units 34 and 35 fix the periphery of the joint 6b of the fin 6 arranged at the second joint position below the fixing tools 37b and 38b. In the state where the joint portion 6b is held by the stripper units 34 and 35, the joining tool 36b comes into contact with the joint portion 6b so that ultrasonic vibration is applied to the joint portion 6b. Bonded to the bonding surface 50b of the substrate 5b. The stripper units 34 and 35 correspond to the fixing means in the present invention.

実装部13は、基台10上に、下ステージ40と、下ステージテーブル41と、上ステージ45と、上ステージテーブル46とを備えている。下ステージ40および上ステージ45それぞれは、被接合物である基板5b、5aを保持する保持機構(図示省略)を備えている。この実施形態では、下ステージ40および上ステージ45には、真空吸着による保持機構が設けられているが、保持機構は静電吸着を利用したものや、その他の保持機構等でもよい。   The mounting unit 13 includes a lower stage 40, a lower stage table 41, an upper stage 45, and an upper stage table 46 on the base 10. Each of the lower stage 40 and the upper stage 45 includes a holding mechanism (not shown) that holds the substrates 5b and 5a, which are objects to be bonded. In this embodiment, the lower stage 40 and the upper stage 45 are provided with a holding mechanism by vacuum suction. However, the holding mechanism may be one using electrostatic suction or another holding mechanism.

また、下ステージテーブル41および上ステージテーブル46は、平行・回転移動自在な移動軸を備え、下ステージ40および上ステージ45を平行・回転移動することにより共振器32の接合ツール36a,36bに対する基板5a,5bの位置を調整する。   Further, the lower stage table 41 and the upper stage table 46 are provided with moving axes that can be moved in parallel and rotationally, and the substrates for the bonding tools 36a and 36b of the resonator 32 by moving the lower stage 40 and the upper stage 45 in parallel and rotating. The positions of 5a and 5b are adjusted.

制御装置14は、高さ検出手段28によるヘッド部12の高さ位置の検出信号によって駆動部11の駆動モータ20を制御して、ヘッド部12の高さをフィードバック制御する。すなわち、高さ検出手段28の検出信号に基づいて制御装置14により駆動モータ20が駆動されてガイド22が前方に移動すると、板カム24aの傾斜面がカムフォロワ23により前方に押圧されてカムフォロワ23と傾斜面とが摺接することによりヘッド部12が上方に移動し、ガイド22が後方に移動すると、板カム24bの傾斜面が後方に押圧されてカムフォロワ23と傾斜面とが摺接することによりヘッド部12が下方に移動する。   The control device 14 controls the drive motor 20 of the drive unit 11 based on the detection signal of the height position of the head unit 12 by the height detection unit 28, and feedback-controls the height of the head unit 12. That is, when the drive motor 20 is driven by the control device 14 based on the detection signal of the height detection means 28 and the guide 22 moves forward, the inclined surface of the plate cam 24a is pressed forward by the cam follower 23 and the cam follower 23 When the head portion 12 moves upward due to sliding contact with the inclined surface and the guide 22 moves rearward, the inclined surface of the plate cam 24b is pressed rearward, and the cam follower 23 and the inclined surface come into sliding contact with each other. 12 moves downward.

また、制御装置14は、上向きエアシリンダ25a、下向きエアシリンダ25bに配設された電空変換器(図示せず)を制御して、上向きエアシリンダ25a、下向きエアシリンダ25bにエアを供給して、共振器32を上方または下方に加圧することにより、接合ツール36a,36bによる基板5a,5bおよびフィン6の接合部6a,6bに対する加圧力を調整する。すなわち、共振器32の接合ツール36a,36bとフィン6の接合部6a,6bとが接触した後、上向きエアシリンダ25a、下向きエアシリンダ25bに配設された電空変換機(図示せず)によって上向きエアシリンダ25a、下向きエアシリンダ25bにエアが供給され、支持台16がさらに上昇または下降されて、フィン6の接合部6a、6bに所定の加圧力が加えられる。   Further, the control device 14 controls an electropneumatic converter (not shown) disposed in the upward air cylinder 25a and the downward air cylinder 25b to supply air to the upward air cylinder 25a and the downward air cylinder 25b. The pressure applied to the substrates 5a and 5b and the bonding portions 6a and 6b of the fins 6 by the bonding tools 36a and 36b is adjusted by pressing the resonator 32 upward or downward. That is, after the joining tools 36a and 36b of the resonator 32 and the joining portions 6a and 6b of the fin 6 come into contact with each other, an electropneumatic converter (not shown) disposed in the upward air cylinder 25a and the downward air cylinder 25b. Air is supplied to the upward air cylinder 25a and the downward air cylinder 25b, the support 16 is further raised or lowered, and a predetermined pressure is applied to the joints 6a and 6b of the fin 6.

また、制御手段14は、下向きエアシリンダ25bによる共振器32の下方への加圧の際に、支持台16およびヘッド部12の自重をキャンセルするために上向きエアシリンダ25aにエアを供給する。このようにすれば、共振器32による下方への加圧の際、支持台16およびヘッド部12の自重は上向きエアシリンダ25aによる上向きの加圧力によりキャンセルされるため、共振器32には下向きエアシリンダ25bにエア供給が行われることによる加圧力のみが加えられるので、共振器32による被接合物(接合部6b)への加圧力を精度よく制御することができる。   Further, the control means 14 supplies air to the upward air cylinder 25a in order to cancel the weight of the support base 16 and the head unit 12 when the downward air cylinder 25b pressurizes the resonator 32 downward. In this way, when the resonator 32 is pressed downward, the weight of the support base 16 and the head portion 12 is canceled by the upward pressure applied by the upward air cylinder 25a. Since only the pressurizing force due to the air supply to the cylinder 25b is applied, the pressurizing force applied to the object to be joined (joined portion 6b) by the resonator 32 can be accurately controlled.

また、制御装置14は、超音波振動接合装置全体の制御を行うための操作パネル(図示省略)を備えており、振動子33へ印加される電圧値および/または電流値より求められる超音波振動エネルギーや、ストリッパーユニット34,35に配設されたエアシリンダの動作等を制御する。以上のように、上向きエアシリンダ25aおよび下向きエアシリンダ25bは本発明の加圧機構に相当する。   Further, the control device 14 includes an operation panel (not shown) for controlling the entire ultrasonic vibration bonding apparatus, and ultrasonic vibration obtained from the voltage value and / or current value applied to the vibrator 33. Controls energy, operation of air cylinders disposed in the stripper units 34 and 35, and the like. As described above, the upward air cylinder 25a and the downward air cylinder 25b correspond to the pressurizing mechanism of the present invention.

2.被接合物の構成
次に、被接合物について説明する。図3に一方の被接合物である基板5a,5bおよび他方の被接合物であるフィン6の概略構成図を示す。なお、被接合物は、接合後、ヒートシンクとして使用されるものである。
2. Next, a structure to be bonded will be described. FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of the substrates 5a and 5b which are one object to be bonded and the fins 6 which are the other objects to be bonded. In addition, a to-be-joined object is used as a heat sink after joining.

基板5a,5bおよびフィン6は、鉄やアルミニウムなどの金属により形成されており、図3に示すように、基板5a,5bはそれぞれの接合面50a,50b同士が対向するように配置され、基板5a,5bの間に、被接合物であるフィン6が複数個配置される。そして、基板5aの接合面50aに各フィン6の接合部6aが順に所定の位置に接合され、基板5bの接合面50bに各フィン6の接合部6bが順に所定の位置に接合される。   The substrates 5a and 5b and the fins 6 are made of metal such as iron or aluminum, and as shown in FIG. 3, the substrates 5a and 5b are arranged so that the bonding surfaces 50a and 50b face each other. A plurality of fins 6 that are objects to be joined are arranged between 5a and 5b. And the junction part 6a of each fin 6 is joined to the junction surface 50a of the board | substrate 5a in a predetermined position in order, and the junction part 6b of each fin 6 is joined to the junction surface 50b of the board | substrate 5b in order to a predetermined position.

3.接合動作
次に、基板5aの接合面50aおよびフィン6の接合部6a、基板5bの接合面50bおよびフィン6の接合部6bを超音波振動により接合する一連の動作について説明する。なお、図4ないし図9では、基板5a,5b、フィン6、共振器32の位置関係のみを示し、装置のその他の部分は図示を省略している。
3. Next, a series of operations for bonding the bonding surface 50a of the substrate 5a and the bonding portion 6a of the fin 6, the bonding surface 50b of the substrate 5b, and the bonding portion 6b of the fin 6 by ultrasonic vibration will be described. 4 to 9, only the positional relationship among the substrates 5a and 5b, the fins 6, and the resonator 32 is shown, and the other parts of the apparatus are not shown.

まず、被接合物である基板5aおよびフィン6が実装部13に設置される。基板5aは、図示を省略した搬送装置により上ステージ45に供給され、吸着保持される。そして、接合部分が共振器32の接合ツール36aの位置に対応するように、基板5aが接合ツール36aの上方の第1の接合位置に配置される。なお、基板5aと接合ツール36aとの位置合わせは、基板5aと接合ツール36aとの間に2視野光学系レンズを備えたカメラなどにより形成される位置検出手段(図示せず)が導入されることによる基板5aおよび接合ツール36aの相対的な位置に基づいて、上ステージ45が上ステージテーブル46により平行・回転移動されることで基板5aの位置が調整される。   First, the substrate 5a and the fins 6, which are objects to be joined, are installed on the mounting portion 13. The substrate 5a is supplied to the upper stage 45 by a transfer device (not shown) and is sucked and held. And the board | substrate 5a is arrange | positioned in the 1st joining position above the joining tool 36a so that a joining part may correspond to the position of the joining tool 36a of the resonator 32. FIG. For the alignment between the substrate 5a and the bonding tool 36a, a position detection means (not shown) formed by a camera or the like provided with a two-field optical system lens is introduced between the substrate 5a and the bonding tool 36a. Based on the relative position of the substrate 5a and the joining tool 36a, the upper stage 45 is translated and rotated by the upper stage table 46, thereby adjusting the position of the substrate 5a.

次に、図4に示すように、基板5aの下方に、図示を省略した搬送装置によりフィン6が搬送され、フィン6の接合部6aが基板5aの接合面50aの所定位置に配置される。そして、図5に示すように、図示を省略したエアシリンダによりストリッパーユニット34,35が上昇されて、固定ツール37a,38aが図5におけるフィン6の接合部6aの下面に接触する。このとき、固定ツール37a,38aは、接合ツール36aにより超音波振動が印加される位置を両側から挟むように接合部6aの下面に接触して、フィン6の接合部6aと基板5aとを下方から上方に向けて押さえて固定する。なお、このときのストリッパーユニット34,35によるフィン6および基板5aへの加圧力は、一例として50N程度である。   Next, as shown in FIG. 4, the fins 6 are transported below the substrate 5a by a transport device (not shown), and the joint portions 6a of the fins 6 are arranged at predetermined positions on the joint surface 50a of the substrate 5a. Then, as shown in FIG. 5, the stripper units 34 and 35 are lifted by an air cylinder (not shown), and the fixing tools 37a and 38a come into contact with the lower surface of the joint 6a of the fin 6 in FIG. At this time, the fixing tools 37a and 38a are in contact with the lower surface of the bonding portion 6a so as to sandwich the position to which ultrasonic vibration is applied by the bonding tool 36a from both sides, and the bonding portion 6a of the fin 6 and the substrate 5a are moved downward. Press upward from the top and fix. In addition, the applied pressure to the fin 6 and the board | substrate 5a by the stripper units 34 and 35 at this time is about 50 N as an example.

その後、図6に示すように、駆動部11に設置された駆動モータ20が制御装置14により制御されることにより共振器32が上昇する。そして、共振器32の接合ツール36aがフィン6の接合部6aに当接すると、制御装置14により駆動モーター20の動作が停止される。   Thereafter, as shown in FIG. 6, the drive motor 20 installed in the drive unit 11 is controlled by the control device 14, thereby raising the resonator 32. When the joining tool 36a of the resonator 32 comes into contact with the joining portion 6a of the fin 6, the operation of the drive motor 20 is stopped by the control device 14.

さらに、制御装置14により電空変換器(図示せず)が制御されて上向きエアシリンダ25aにエアが供給され、基板5aの接合面50aおよびフィン6の接合部6aが所定の加圧力で加圧される。このときの共振器32によるフィン6の接合部6aと基板5aへの加圧力は、接合箇所の面積の大きさに応じて200N〜2000Nの間で調整され、接合箇所の面積が小さければ例えば200N程度の加圧力に調整され、接合箇所の面積が大きければ例えば1500N程度の加圧力に調整される。なお、図6では、ストリッパーユニット34は図示を省略している。   Further, an electropneumatic converter (not shown) is controlled by the control device 14 so that air is supplied to the upward air cylinder 25a, and the bonding surface 50a of the substrate 5a and the bonding portion 6a of the fin 6 are pressurized with a predetermined pressure. Is done. At this time, the pressure applied to the bonding portion 6a of the fin 6 and the substrate 5a by the resonator 32 is adjusted between 200 N and 2000 N according to the size of the area of the bonding portion. If the area of the bonding portion is small, for example, 200 N For example, if the area of the joint portion is large, the pressure is adjusted to about 1500 N. In FIG. 6, the stripper unit 34 is not shown.

その後、制御装置14により振動子33が制御されて、基板5aおよび接合部6aへの超音波振動の印加が開始され、接合中は、制御装置14により、例えば、振動子33に印加される電流値および電圧値から求められる超音波振動エネルギー、共振器32の振動振幅および加圧力の監視と制御が行われる。   Thereafter, the vibrator 33 is controlled by the control device 14 to start application of ultrasonic vibration to the substrate 5a and the bonding portion 6a. During bonding, for example, the current applied to the vibrator 33 by the control device 14 The ultrasonic vibration energy obtained from the value and the voltage value, the vibration amplitude of the resonator 32, and the applied pressure are monitored and controlled.

接合が終了すると、上向きエアシリンダ25aによる加圧が解除され、図7に示すように、共振器32およびストリッパーユニット34,35が所定の位置に下降される。そして、次の接合位置が共振器32の接合ツール36aの上方に配置されるように、実装部13により基板5aおよびフィン6が移動される。その後、再びストリッパーユニット34,35が上昇されて基板5aとフィン6の接合部6aとが固定される。そして、制御装置14により駆動部11の駆動モータ20が制御され、共振器32が上昇されて、上記したのと同様の接合動作が行われる。   When the joining is completed, the pressurization by the upward air cylinder 25a is released, and the resonator 32 and the stripper units 34 and 35 are lowered to predetermined positions as shown in FIG. And the board | substrate 5a and the fin 6 are moved by the mounting part 13 so that the next joining position may be arrange | positioned above the joining tool 36a of the resonator 32. FIG. Thereafter, the stripper units 34 and 35 are raised again, and the substrate 5a and the joint 6a of the fin 6 are fixed. And the drive motor 20 of the drive part 11 is controlled by the control apparatus 14, the resonator 32 is raised, and joining operation similar to the above-mentioned is performed.

そして、基板5aおよびフィン6の接合部6aに設定された複数の接合位置の全てが接合されると、図7に示すように、共振器32およびストリッパーユニット34,35が所定の位置に再び下降される。   Then, when all of the plurality of joining positions set in the joining portion 6a of the substrate 5a and the fin 6 are joined, as shown in FIG. 7, the resonator 32 and the stripper units 34 and 35 are lowered again to predetermined positions. Is done.

次に、被接合物である基板5bが実装部13に設置される。基板5bは、図示を省略した搬送装置により下ステージ40に供給され、基板5bの所定の接合位置とフィン6の接合部6bの所定の接合位置とが対応するように、下ステージ40に吸着保持される。なお、下ステージ40の下ステージテーブル41が平行・回転移動することにより、基板5bの位置調整が行われる。   Next, the substrate 5b, which is an object to be bonded, is placed on the mounting portion 13. The substrate 5b is supplied to the lower stage 40 by a transfer device (not shown), and is sucked and held on the lower stage 40 so that a predetermined bonding position of the substrate 5b and a predetermined bonding position of the bonding portion 6b of the fin 6 correspond to each other. Is done. Note that the position adjustment of the substrate 5b is performed by the parallel movement of the lower stage table 41 of the lower stage 40.

そして、図8に示すように、図示を省略したエアシリンダによりストリッパーユニット34,35が下降され、固定ツール37b,38bがフィン6の接合部6bの上面に接触される。このとき、固定ツール37b,38bは、接合ツール36bにより超音波振動が印加される位置を両側から挟むようにフィン6の接合部6bの上面に接触する。そして、フィン6の接合部6bと基板5bとが上方から下方に向けて押さえて固定される。なお、このときのストリッパーユニット34,35によるフィン6および基板5bへの加圧力は、一例として50N程度である。   As shown in FIG. 8, the stripper units 34 and 35 are lowered by an air cylinder (not shown), and the fixing tools 37 b and 38 b are brought into contact with the upper surface of the joint 6 b of the fin 6. At this time, the fixing tools 37b and 38b are in contact with the upper surface of the joint portion 6b of the fin 6 so as to sandwich the position where the ultrasonic vibration is applied by the joining tool 36b from both sides. And the junction part 6b of the fin 6 and the board | substrate 5b are pressed and fixed toward upper direction from the downward direction. In addition, the applied pressure to the fin 6 and the board | substrate 5b by the stripper units 34 and 35 at this time is about 50 N as an example.

その後、図9に示すように、駆動部11に設置された駆動モータ20が制御装置14により制御されることにより共振器32が下降する。そして、共振器32の接合ツール36bがフィン6の接合部6bに当接すると、制御装置14により駆動モーター20の動作が停止される。   Thereafter, as shown in FIG. 9, the resonator 32 is lowered by controlling the drive motor 20 installed in the drive unit 11 by the control device 14. When the joining tool 36b of the resonator 32 comes into contact with the joining portion 6b of the fin 6, the operation of the drive motor 20 is stopped by the control device 14.

次に、制御装置14により電空変換器(図示せず)が制御されて下向きエアシリンダ25bにエアが供給され、基板5bの接合面50bおよびフィン6の接合部6bが所定の加圧力で加圧される。このときの共振器32によるフィン6の接合部6bおよび基板5bへの加圧力は、接合箇所の面積の大きさに応じて200N〜2000Nの間で調整され、接合箇所の面積が小さければ例えば200N程度の加圧力に調整され、接合箇所の面積が大きければ例えば1500N程度の加圧力に調整される。なお、図6では、ストリッパーユニット34は図示を省略している。   Next, an electropneumatic converter (not shown) is controlled by the control device 14 so that air is supplied to the downward air cylinder 25b, and the bonding surface 50b of the substrate 5b and the bonding portion 6b of the fin 6 are applied with a predetermined pressure. Pressed. At this time, the pressure applied to the bonding portion 6b and the substrate 5b of the fin 6 by the resonator 32 is adjusted between 200 N and 2000 N according to the size of the area of the bonding portion. If the area of the bonding portion is small, for example, 200 N For example, if the area of the joint portion is large, the pressure is adjusted to about 1500 N. In FIG. 6, the stripper unit 34 is not shown.

その後、制御装置14により、振動子33が制御されて超音波振動接合が開始される。そして、基板5bおよびフィン6の接合部6bが全ての接合位置において接合されると、図7に示すように、共振器32およびストリッパーユニット34,35が所定の位置に下降される。   Thereafter, the control device 14 controls the vibrator 33 to start ultrasonic vibration bonding. When the substrate 5b and the joint portion 6b of the fin 6 are joined at all joining positions, the resonator 32 and the stripper units 34 and 35 are lowered to a predetermined position as shown in FIG.

さらに、基板5a,5bに接合される新たなフィン6が搬送装置(図示せず)により基板5aおよび基板5bの間の所定位置に搬送され、上記したのと同様にフィン6の接合が繰り返され、複数個のフィン6が基板5a,5bに接合される。   Further, new fins 6 to be bonded to the substrates 5a and 5b are transferred to a predetermined position between the substrate 5a and the substrate 5b by a transfer device (not shown), and the bonding of the fins 6 is repeated in the same manner as described above. The plurality of fins 6 are bonded to the substrates 5a and 5b.

そして、所定数のフィン6が基板5a,5bに接合されると、下ステージ40および上ステージ45の吸着が解除され、図示を省略した搬送装置(図示せず)により基板5a,基板5bおよびフィン6が実装された状態で排出されて、一連の接合動作が終了する。   When the predetermined number of fins 6 are joined to the substrates 5a and 5b, the lower stage 40 and the upper stage 45 are released from suction, and the substrate 5a, the substrate 5b and the fins are removed by a transfer device (not shown). 6 is discharged in a mounted state, and a series of joining operations are completed.

以上のように、上記した実施形態によれば、駆動部11による共振器32の上方(第1の方向)への移動により、第1の接合位置において超音波振動が接合ツール36aが当接することにより基板5aおよび接合部6aに印加され、駆動部11による共振器32の下方(第2の方向)への移動により、第2の接合位置において超音波振動が接合ツール36bが当接することにより基板5bおよび接合部6bに印加されるため、基板5a,5bおよびフィン6の配置方向を大きく変更しなくとも、共振器32を上下方向に移動する駆動部11を設けるという簡易な構成で簡単に複数の異なる方向に連続して超音波振動を印加することができる。   As described above, according to the embodiment described above, the ultrasonic vibration is brought into contact with the bonding tool 36a at the first bonding position by the movement of the resonator 32 upward (first direction) by the driving unit 11. Is applied to the substrate 5a and the bonding portion 6a, and the ultrasonic vibration is brought into contact with the bonding tool 36b at the second bonding position by the downward movement (second direction) of the resonator 32 by the driving unit 11, whereby the substrate Since it is applied to 5b and the joining part 6b, a plurality of parts can be easily arranged with a simple configuration in which the driving part 11 that moves the resonator 32 in the vertical direction is provided without greatly changing the arrangement direction of the substrates 5a, 5b and the fins 6. It is possible to apply ultrasonic vibration continuously in different directions.

したがって、基板5a,5bおよびフィン6の配置方向を大きく変更することなく、共振器32の上方向への移動時に第1の接合位置に配置された基板5aおよびフィン6の接合部6aを接合し、共振器32の下方向への移動時に第2の接合位置に配置された基板5bおよびフィン6の接合部6bを接合することができるので、簡単に上下連続して基板5a,5bおよびフィン6を接合することができ、被接合物の接合部が共振器32を挟んで上下に配置された場合であっても、簡単に被接合物を接合することができる。   Therefore, the substrate 6a and the joint 6a of the fin 6 arranged at the first joining position are joined when the resonator 32 is moved upward without largely changing the arrangement direction of the substrates 5a and 5b and the fin 6. Since the substrate 5b and the joint 6b of the fin 6 disposed at the second joining position can be joined at the time of the downward movement of the resonator 32, the substrates 5a, 5b and the fin 6 can be easily and continuously connected. Even when the bonded portions of the objects to be bonded are arranged above and below the resonator 32, the objects to be bonded can be easily bonded.

また、ストリッパーユニット34,35の固定ツール37a,38aにより、駆動部11による共振器32の上方への移動の際に、第1の接合位置に配置されたフィン6の接合部6aの周辺が押えられて保持され、ストリッパーユニット34,35の固定ツール37b,38bにより、駆動部11による共振器32の第2の方向への移動の際に、第2の接合位置に配置されたフィン6の接合部6bの周辺が押えられて保持されるため、超音波振動が接合部6a,6bに印加される際に重ね合わされた複数の基板5a,5bおよびフィン6に位置ずれが生じるのを防止することができる。   Further, when the driving unit 11 moves the resonator 32 upward by the fixing tools 37a and 38a of the stripper units 34 and 35, the periphery of the joint 6a of the fin 6 arranged at the first joint position is pressed down. When the resonator 32 is moved in the second direction by the drive unit 11 by the fixing tools 37b and 38b of the stripper units 34 and 35, the fins 6 arranged at the second joining position are joined. Since the periphery of the portion 6b is pressed and held, it is possible to prevent a positional shift from occurring in the plurality of substrates 5a and 5b and the fins 6 that are superimposed when ultrasonic vibration is applied to the bonding portions 6a and 6b. Can do.

また、ストリッパーユニット34,35により接合部6a,6bの接合位置周辺が押さえられた状態で接合部6a,6bに対して超音波振動が印加されるため、接合対象である接合部6a,6bに印加するための超音波振動が周辺の接合済みの箇所に伝達されることが防止されるため、既に接合が完了した箇所にはがれなどが生じることを防止することができる。   In addition, since ultrasonic vibration is applied to the joints 6a and 6b while the periphery of the joint position of the joints 6a and 6b is pressed by the stripper units 34 and 35, the joints 6a and 6b to be joined are applied. Since the ultrasonic vibration to be applied is prevented from being transmitted to the peripheral bonded portions, it is possible to prevent peeling or the like from occurring at the portions where the bonding has already been completed.

また、共振器32を支持する支持台16が上方または下方に駆動機構18により切換え駆動され、共振器32が上方に上向きシリンダ25aにより加圧され、共振器32が下方に下向きシリンダ25bにより加圧されるため、駆動機構18により共振器32が支持台16ごと高さ調整されて被接合物と共振器32の接合ツール36a,36bとが接触した後、上向きシリンダ25aまたは下向きシリンダ25bにより、接合ツール36a,36bにより被接合物に加えられる加圧力を簡便に調整することができる。したがって、共振器32の移動位置と、共振器32に設けられて被接合物に当接する接合ツール36a,36bによる被接合物への加圧力とを精度よく制御することができ実用的である。   Further, the support base 16 that supports the resonator 32 is driven to be switched upward or downward by the drive mechanism 18, the resonator 32 is pressurized upward by the upward cylinder 25a, and the resonator 32 is pressurized downward by the downward cylinder 25b. Therefore, the height of the resonator 32 is adjusted by the drive mechanism 18 together with the support 16 so that the object to be joined and the joining tools 36a and 36b of the resonator 32 come into contact with each other, and then joined by the upward cylinder 25a or the downward cylinder 25b. The applied pressure applied to the objects to be joined by the tools 36a and 36b can be easily adjusted. Therefore, the moving position of the resonator 32 and the pressure applied to the object to be bonded by the bonding tools 36a and 36b provided in the resonator 32 and contacting the object to be bonded can be accurately controlled.

なお、接合ツール36a,36bは共振器32の上下2箇所に限らず、共振器32の外周上に形成されていれば、位置や個数は適宜変更してもよい。   The bonding tools 36a and 36b are not limited to the two upper and lower portions of the resonator 32, and the positions and the number of the bonding tools 36a and 36b may be appropriately changed as long as they are formed on the outer periphery of the resonator 32.

また、上方の第1の接合位置に配置された基板5aおよびフィン6の接合部6aの接合に先立って、下方の第2の接合位置に配置された基板5bおよびフィン6の接合部6bを先に接合してもよい。また、第1の接合位置に配置された基板5aおよびフィン6の接合部6aと第2の接合位置に配置された基板5bおよびフィン6の接合部6bとを交互に接合してもよい。   Further, prior to the bonding of the substrate 5a disposed at the upper first bonding position and the bonding portion 6a of the fin 6, the bonding of the substrate 5b and fin 6 disposed at the lower second bonding position is performed first. You may join to. Further, the substrate 5a and the bonding portion 6a of the fin 6 arranged at the first bonding position and the substrate 5b and the bonding portion 6b of the fin 6 arranged at the second bonding position may be alternately bonded.

<第2実施形態>
この発明の第2実施形態について図10および図11を参照して説明する。図10は第2実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図である。図11は図10に示す共振器の部分概略構成図である。以下、第1実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図10および図11において、図1ないし図9と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a partial schematic configuration diagram of the ultrasonic vibration bonding apparatus according to the second embodiment. FIG. 11 is a partial schematic configuration diagram of the resonator shown in FIG. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described in detail. 10 and 11, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 9 denote the same or corresponding elements.

この実施形態に示す超音波振動接合装置が第1実施形態と相違する点は、この実施形態のヘッド部50に設けられた共振器52が振動しながら中心軸を回転中心として所定の方向に回転することにより、共振器52に配設された接合ツール53により被接合物である基板55a,55bおよびフィン56の接合が行われる点である。   The ultrasonic vibration bonding apparatus shown in this embodiment is different from the first embodiment in that the resonator 52 provided in the head unit 50 of this embodiment rotates in a predetermined direction with the central axis as a rotation center while vibrating. As a result, the substrates 55a and 55b and the fins 56 as the objects to be bonded are bonded by the bonding tool 53 disposed in the resonator 52.

図10に示すように、この実施形態のヘッド部50は、共振器52と、接合ツール53と、共振器支持部60を備えている。   As shown in FIG. 10, the head unit 50 of this embodiment includes a resonator 52, a joining tool 53, and a resonator support unit 60.

そして、図11に示すように、共振器52の外周には被支持部71が凹状に形成され、この被支持部71に共振器支持部60が嵌挿されて、共振器52が支持されている。すなわち、共振器支持部60は、2つに分割されて被支持部71に嵌挿されることで共振器52を狭持する嵌挿体75と、被支持部71に嵌挿された嵌挿体75の外周に嵌め込まれるボールベアリング78とを備えいる。そして、ボールベアリング78は、内周部76aと外周部76bと内周部76aおよび外周部76bの間に配置される球体77とを有し、内周部76a、外周部76b、球体77がそれぞれ摺接する。   As shown in FIG. 11, a supported portion 71 is formed in a concave shape on the outer periphery of the resonator 52, and the resonator support portion 60 is fitted into the supported portion 71 so that the resonator 52 is supported. Yes. That is, the resonator support part 60 is divided into two parts and is inserted into the supported part 71 so as to sandwich the resonator 52, and the inserted object inserted into the supported part 71. And a ball bearing 78 fitted to the outer periphery of 75. The ball bearing 78 includes an inner peripheral portion 76a, an outer peripheral portion 76b, and a sphere 77 disposed between the inner peripheral portion 76a and the outer peripheral portion 76b. The inner peripheral portion 76a, the outer peripheral portion 76b, and the sphere 77 are respectively provided. Make sliding contact.

そして、図10に示すように、駆動部11(図1参照)により、接合ツール53が重ね合わされた基板55bおよびフィン56の接合部56b上面における所定位置に接触するように下降され、基板55bとフィン56とが重ね合わされた状態で所定の加圧力で加圧され、超音波振動が印加される。   Then, as shown in FIG. 10, the drive unit 11 (see FIG. 1) is lowered so as to contact a predetermined position on the upper surface of the bonding portion 56 b of the substrate 55 b and the fin 56 on which the bonding tool 53 is overlaid. In a state where the fins 56 are overlapped with each other, the pressure is applied with a predetermined pressure, and ultrasonic vibration is applied.

このとき、下ステージ40および上ステージ45は、図1に示す矢印Y方向に移動されるため、基板55bおよびフィン56の接合部56bを加圧する接合ツール53は、下ステージ40および上ステージ45の移動に伴い従動的に回転し、これにより、共振器52、嵌挿体75および内周部76aが接合ツール53と一緒に一体的に回転する。そして、下ステージ40および上ステージ45の移動に伴う基板55a,55bおよびフィン56の移動により、基板55bとフィン56の接合部56bの矢印Y方向に渡る接合箇所に回転する接合ツール53から連続的に超音波振動が印加されて、基板55bとフィン56の接合部56bとが接合される。   At this time, since the lower stage 40 and the upper stage 45 are moved in the direction of the arrow Y shown in FIG. 1, the bonding tool 53 that pressurizes the bonding portion 56 b of the substrate 55 b and the fin 56 is used for the lower stage 40 and the upper stage 45. As it moves, it rotates in a driven manner, whereby the resonator 52, the fitting insert 75 and the inner peripheral part 76 a rotate together with the welding tool 53. Then, by the movement of the substrates 55 a and 55 b and the fins 56 accompanying the movement of the lower stage 40 and the upper stage 45, the bonding tool 53 is rotated continuously from the bonding tool 53 that rotates to the bonding position in the arrow Y direction of the bonding portion 56 b of the substrate 55 b and the fins 56. Ultrasonic vibration is applied to the substrate 55b, and the substrate 55b and the joint 56b of the fin 56 are joined.

また、同様に、駆動部11(図1参照)により、接合ツール53が重ね合わされた基板55aおよびフィン56の接合部56a下面における所定位置に接触するように上昇され、基板55bとフィン56とが重ね合わされた状態で所定の加圧力で加圧され、超音波振動が印加される。   Similarly, the drive unit 11 (see FIG. 1) raises the substrate 55a and the fins 56 so as to come into contact with a predetermined position on the lower surface of the substrate 56a and the fin 56 on which the bonding tool 53 is superimposed. In a superposed state, the pressure is applied with a predetermined pressure, and ultrasonic vibration is applied.

このとき、下ステージ40および上ステージ45は、図1に示す矢印Y方向に移動されるため、基板55aおよびフィン56の接合部56aを加圧する接合ツール53は、下ステージ40および上ステージ45の移動に伴い従動的に回転し、これにより、共振器52、嵌挿体75および内周部76aが接合ツール53と一緒に一体的に回転する。そして、下ステージ40および上ステージ45の移動に伴う基板55a,55bおよびフィン56の移動により、基板55aとフィン56の接合部56aの矢印Y方向に渡る接合箇所に回転する接合ツール53から連続的に超音波振動が印加されて、基板55baとフィン56の接合部56aとが接合される。   At this time, since the lower stage 40 and the upper stage 45 are moved in the direction of arrow Y shown in FIG. 1, the bonding tool 53 that pressurizes the bonding portions 56 a of the substrate 55 a and the fins 56 is used for the lower stage 40 and the upper stage 45. As it moves, it rotates in a driven manner, whereby the resonator 52, the fitting insert 75 and the inner peripheral part 76 a rotate together with the welding tool 53. Then, by the movement of the substrates 55a and 55b and the fins 56 accompanying the movement of the lower stage 40 and the upper stage 45, the bonding tool 53 is rotated continuously from the bonding tool 53 that rotates to the bonding position in the arrow Y direction of the bonding portion 56a of the substrate 55a and the fins 56. Ultrasonic vibration is applied to the substrate 55ba, and the joint portion 56a of the fin 56 is joined.

したがって、第2実施形態では、被接合物を所定位置で接合するごとに共振器52を被接合物に接触したり被接合物から離したりすることなく、接合ツール53の回転により、基板55a、55bとフィン56の接合部56a、56bとを連続的に効率よく接合することができる。   Therefore, in the second embodiment, every time the objects to be bonded are bonded at a predetermined position, the substrate 55a, 55b and the joining portions 56a and 56b of the fin 56 can be continuously and efficiently joined.

<第3実施形態>
この発明の第3実施形態について図12を参照して説明する。図12は第3実施形態における超音波振動接合装置の部分概略構成図である。以下、第1および第2実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図12において、図1ないし図9と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
<Third Embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a partial schematic configuration diagram of an ultrasonic vibration bonding apparatus according to the third embodiment. Hereinafter, differences from the first and second embodiments will be described in detail. In FIG. 12, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 9 denote the same or corresponding elements.

図12に示すように、この実施形態における駆動部111は、ヘッド部150を上下方向に移動して共振器152の接合ツール153a,153bによる被接合物への加圧力を調整すると共に、ヘッド部150を左右方向に移動する駆動部118を備えている。   As shown in FIG. 12, the drive unit 111 in this embodiment adjusts the pressure applied to the object to be joined by the joining tools 153a and 153b of the resonator 152 by moving the head unit 150 in the vertical direction, and at the same time, the head unit. The drive part 118 which moves 150 to the left-right direction is provided.

駆動部118は、ヘッド部150を挟んで上下に配置されるシャフトモータ120と、ヘッド部150を支持する支持部140連結されたシャフトモータ130とを備えている。シャフトモータ120は、水平方向に設けれたマグネットモータシャフト121と、マグネットモータシャフト121が挿通された筒状のモータコイル122とを有している。シャフトモータ130は、上下方向に設けられたマグネットモータシャフト131と、マグネットモータシャフト131が挿通された筒状のモータコイル132とを有している。また、シャフトモータ130のマグネットモータシャフト131の上下端を支持する基部133はそれぞれ上下に配置されたシャフトモータ120のモータコイル122に結合されている。   The drive unit 118 includes a shaft motor 120 disposed above and below the head unit 150 and a shaft motor 130 coupled to a support unit 140 that supports the head unit 150. The shaft motor 120 has a magnet motor shaft 121 provided in the horizontal direction and a cylindrical motor coil 122 through which the magnet motor shaft 121 is inserted. The shaft motor 130 includes a magnet motor shaft 131 provided in the vertical direction and a cylindrical motor coil 132 through which the magnet motor shaft 131 is inserted. In addition, the bases 133 that support the upper and lower ends of the magnet motor shaft 131 of the shaft motor 130 are coupled to the motor coils 122 of the shaft motor 120 that are arranged vertically.

また、この実施形態では、マグネットモータシャフト121,131は、円筒状のステンレス筒内に磁石が配設されて形成されており、モータコイル122に制御装置14による制御により3相交流を通電することにより、モータコイル122を任意に左右方向に移動し、モータコイル132に3相交流を通電することにより、モータコイル132を任意に上下方向に移動することができる。   In this embodiment, the magnet motor shafts 121 and 131 are formed by arranging magnets in a cylindrical stainless steel cylinder, and energize the motor coil 122 with a three-phase alternating current under the control of the control device 14. Accordingly, the motor coil 122 can be arbitrarily moved in the left-right direction, and the motor coil 132 can be arbitrarily moved in the vertical direction by energizing the motor coil 132 with three-phase alternating current.

また、支持部140は、シャフトモータ130のモータコイル132に結合される基部141と、挿通孔(図示省略)にマグネットモータシャフト131が挿通されると共に、ロードセルなどにより形成される圧力検出手段143を介して基部141に連結された基部142とを備えている。   The support unit 140 includes a base 141 coupled to the motor coil 132 of the shaft motor 130, and a pressure detection unit 143 formed by a load cell or the like while the magnet motor shaft 131 is inserted through an insertion hole (not shown). And a base portion 142 connected to the base portion 141.

また、支持部140は、シャフトモータ130の上方の基部133と支持部140の基部142とを連結するエアシリンダ144を備えている。エアシリンダ144は、常に一定の力で基部142を上方に牽引するようにエア供給制御が行われることにより、基部142およびヘッド部150の自重をキャンセルする機能を有している。したがって、共振器152(基部142)はエアシリンダ144により上方に牽引された状態で支持部140に支持される。   In addition, the support part 140 includes an air cylinder 144 that connects the base part 133 above the shaft motor 130 and the base part 142 of the support part 140. The air cylinder 144 has a function of canceling the weights of the base portion 142 and the head portion 150 by performing air supply control so that the base portion 142 is always pulled upward with a constant force. Therefore, the resonator 152 (base 142) is supported by the support 140 while being pulled upward by the air cylinder 144.

また、圧力検出手段143は、圧縮方向および伸長方向の両方向への力を検出することができるものであって、これにより、接合ツール153aによる下方の被接合物への加圧力と、接合ツール153bによる上方の被接合物への加圧力とを圧力検出手段143により検出することができる。   Further, the pressure detection means 143 can detect forces in both the compression direction and the extension direction, whereby the pressure applied to the object to be joined by the joining tool 153a and the joining tool 153b. The pressure detecting means 143 can detect the pressure applied to the upper object to be joined.

また、駆動機構118は、モータコイル122,132のマグネットモータシャフト121,131に対する相対的な位置を検出して、モータコイル122,132の位置検出信号を制御装置14に出力する位置センサ(図示省略)を備えている。このような位置センサとしては、種々のリニアセンサを採用することができるが、例えば、位置センサとして磁気センサを採用すれば、位置センサは、モータコイル122,132の移動に伴う磁気の変化を計測することで、モータコイル122,132の位置を検出できる。   The drive mechanism 118 detects a relative position of the motor coils 122 and 132 with respect to the magnet motor shafts 121 and 131 and outputs a position detection signal of the motor coils 122 and 132 to the control device 14 (not shown). ). As such a position sensor, various linear sensors can be employed. For example, if a magnetic sensor is employed as the position sensor, the position sensor measures a change in magnetism accompanying the movement of the motor coils 122 and 132. Thus, the positions of the motor coils 122 and 132 can be detected.

また、マグネットモータシャフト121,131にリニアスケールを設け、このリニアスケールを位置センサにより読取ることで、モータコイル122,132の位置を検出するように構成することもできる。以上のように、位置センサとしては、マグネットモータシャフト121,131に対するモータコイル122,132の位置を確実に検出できるものであれば、どのようなものを採用してもよい。   Further, a linear scale may be provided on the magnet motor shafts 121 and 131, and the position of the motor coils 122 and 132 may be detected by reading the linear scale with a position sensor. As described above, any position sensor may be employed as long as it can reliably detect the positions of the motor coils 122 and 132 with respect to the magnet motor shafts 121 and 131.

このように構成すれば、駆動機構118は、位置センサによるモータコイル122の位置検出信号がフィードバックされることによる制御装置14による制御に基づいてモータコイル122が通電されることにより、支持部140に支持されたヘッド部150を左右方向において任意の位置に移動制御することができ、位置センサによるモータコイル132の位置検出信号がフィードバックされることによる制御装置14による制御に基づいてモータコイル132が通電されることにより、支持部140に支持されたヘッド部150を上下方向において任意の位置に移動制御することができる。   If comprised in this way, the drive mechanism 118 will energize the support part 140 by energizing the motor coil 122 based on control by the control apparatus 14 by feeding back the position detection signal of the motor coil 122 by a position sensor. The supported head unit 150 can be controlled to move to any position in the left-right direction, and the motor coil 132 is energized based on the control by the control device 14 by feeding back the position detection signal of the motor coil 132 by the position sensor. Thus, the head unit 150 supported by the support unit 140 can be controlled to move to an arbitrary position in the vertical direction.

また、駆動機構118は、圧力検出手段143の検出信号がフィードバックされることによる制御手段14による制御に基づいて、接合ツール153aによる下方の被接合物への加圧力を制御することができ、接合ツール153bによる上方の被接合物への加圧力を制御することができる。以上のように、駆動機構118は本発明の加圧機構として機能している。   Further, the drive mechanism 118 can control the pressure applied to the object to be joined by the joining tool 153a based on the control by the control means 14 by feeding back the detection signal of the pressure detecting means 143. The pressure applied to the upper object to be joined by the tool 153b can be controlled. As described above, the drive mechanism 118 functions as the pressure mechanism of the present invention.

次に、第3実施形態の変形例について図13を参照して説明する。図13は図12の超音波振動接合装置の変形例である。以下、第3実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図13において、図12と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。   Next, a modification of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a modification of the ultrasonic vibration bonding apparatus of FIG. Hereinafter, differences from the third embodiment will be described in detail. In FIG. 13, the same reference numerals as those in FIG. 12 denote the same or corresponding parts.

図13に示すように、この変形例におけるヘッド部250は、第2実施形態における共振器52とほぼ同様の構成を有し、前方視が円形状の接合ツール253が設けられた共振器252を備えている。そして、第2実施形態と同様に、共振器252の中心軸を回転中心として回転できるように、共振器252は支持部240により支持されている。   As shown in FIG. 13, the head portion 250 in this modification has a configuration substantially the same as that of the resonator 52 in the second embodiment, and includes a resonator 252 provided with a bonding tool 253 having a circular shape when viewed from the front. I have. And similarly to 2nd Embodiment, the resonator 252 is supported by the support part 240 so that it can rotate centering | focusing on the center axis | shaft of the resonator 252. As shown in FIG.

また、この変形例では、共振器252に並設されたストリッパーユニット145がさらに設けられている。このストリッパーユニット145が上記したストリッパーユニット34,35と異なる点は、ストリッパーユニット145先端の接合ツール253と並設する位置に設けられた固定ツール145aが、前方視で円形状を有し、共振器252の回転軸に平行な回転軸を回転中心として回転自在に形成されている点である(図13中の矢印参照)。   In this modification, a stripper unit 145 provided in parallel with the resonator 252 is further provided. The stripper unit 145 is different from the stripper units 34 and 35 described above in that a fixed tool 145a provided at a position parallel to the joining tool 253 at the tip of the stripper unit 145 has a circular shape when viewed from the front. It is a point formed so as to be rotatable about a rotation axis parallel to the rotation axis of 252 (see the arrow in FIG. 13).

このように形成されたストリッパーユニット145によれば、接合ツール253により超音波振動を印加する際に被接合物の接合部位の周囲を固定ツール145aで押圧することにより、共振器242が回転しながら左右方向に移動するときは、ストリッパーユニット145の固定ツール145aは、接合ツール253と被接合物との当接部位の周囲を回転しながら常に押圧することができる。   According to the stripper unit 145 formed in this way, when the ultrasonic vibration is applied by the bonding tool 253, the periphery of the bonded portion of the object to be bonded is pressed by the fixed tool 145a, so that the resonator 242 rotates. When moving in the left-right direction, the fixing tool 145a of the stripper unit 145 can always be pressed while rotating around the contact portion between the joining tool 253 and the object to be joined.

以上のように、第3実施形態によれば、ヘッド部150,250を上下方向に加えて左右方向にも任意に移動することができるので、被接合物の配置方向を大きく変更しなくとも、上下の複数の位置において超音波振動を被接合物に印加することができる。例えば、図14に示すように、上下面に陽極および陰極を有する太陽電池セル206を電極シート207により直列に接続する際に、まず、同図(a)に示すように、上面側の太陽電池セル206の陽極および電極シート207を接合し、同図(b)に示すように、太陽電池セル206および電極シート207と接合ツール253(接合ツール153a,153b)との上下方向における配置関係のみを入換えて、下面側の太陽電池セル206の陰極および電極シート207を容易に接合することができる。なお、図14は被接合物の一例を示す図である。   As described above, according to the third embodiment, the head portions 150 and 250 can be arbitrarily moved in the left-right direction in addition to the vertical direction. Ultrasonic vibration can be applied to the workpiece at a plurality of positions above and below. For example, as shown in FIG. 14, when solar cells 206 having an anode and a cathode on the upper and lower surfaces are connected in series by an electrode sheet 207, first, as shown in FIG. The anode of the cell 206 and the electrode sheet 207 are joined, and only the arrangement relationship in the vertical direction between the solar battery cell 206 and the electrode sheet 207 and the joining tool 253 (joining tools 153a and 153b) is shown in FIG. In other words, the cathode of the solar battery cell 206 on the lower surface side and the electrode sheet 207 can be easily joined. FIG. 14 is a view showing an example of the object to be joined.

<第4実施形態>
この発明の第4実施形態について図15を参照して説明する。図15は第4実施形態における超音波振動接合装置の要部拡大図である。以下、第1実施形態との相違点について詳細に説明する。なお、図15において、図1ないし図14と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
<Fourth embodiment>
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 is an enlarged view of a main part of the ultrasonic vibration bonding apparatus according to the fourth embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described in detail. In FIG. 15, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 14 denote the same or corresponding elements.

図15に示すように、この実施形態におけるヘッド部350は共振器352を備え、共振器352の先端には異なる2方向に超音波振動を印加できるように接合ツール353a,353bが上下に形成されている。また、矩形状の挿通窓345bが形成された固定ツール345aを有するストリッパーユニット345が、固定ツール345bの挿通窓345bに接合ツール353aが挿通されることで接合ツール353aを囲んで設けられている。なお、接合ツール353b側にもストリッパーユニットが設けられているが、その構成および動作は接合ツール353a側に設けられたストリッパーユニット345の構成および動作と同一であるため、図示省略してその構成および動作の説明は省略する。   As shown in FIG. 15, the head portion 350 in this embodiment includes a resonator 352, and joining tools 353a and 353b are formed at the top and bottom of the resonator 352 so that ultrasonic vibrations can be applied in two different directions. ing. Further, a stripper unit 345 having a fixed tool 345a in which a rectangular insertion window 345b is formed is provided so as to surround the bonding tool 353a by inserting the bonding tool 353a through the insertion window 345b of the fixed tool 345b. Although the stripper unit is also provided on the joining tool 353b side, the configuration and operation thereof are the same as the configuration and operation of the stripper unit 345 provided on the joining tool 353a side. The description of the operation is omitted.

また、ストリッパーユニット345は、エアシリンダなどにより形成される移動部(図示省略)を備えており、移動部により固定ツール345aは共振器352の上下動とは独立して上下移動する。そして、接合ツール353aにより被接合物の接合部へ超音波振動を印加するために共振器352が移動する際に、ストリッパーユニット345は、超音波振動の印加対象である接合部の周りを固定ツール345aにより囲んで押さえることにより被接合物を保持する。   The stripper unit 345 includes a moving part (not shown) formed by an air cylinder or the like, and the fixed tool 345a moves up and down independently of the vertical movement of the resonator 352 by the moving part. When the resonator 352 moves in order to apply ultrasonic vibration to the bonded portion of the object to be bonded by the bonding tool 353a, the stripper unit 345 includes a fixed tool around the bonded portion to which ultrasonic vibration is applied. The object to be joined is held by being surrounded and pressed by 345a.

また、ストリッパーユニット345の固定ツール345aの外側面と挿通窓345bの内側面とを連通する吸引穴345cが固定ツール345aに形成されている。そして、外部に設けられた吸引ユニット(図示省略)により吸引穴345cから吸引することで、接合ツール353aによる超音波振動接合の際に生じるゴミや塵などが、接合ツール353aの外側面と、挿通窓345bの内側面との間の空間を介して吸引除去される。   Further, a suction hole 345c is formed in the fixed tool 345a to communicate the outer side surface of the fixing tool 345a of the stripper unit 345 and the inner side surface of the insertion window 345b. And, by sucking from the suction hole 345c by a suction unit (not shown) provided outside, dust or dust generated during ultrasonic vibration joining by the joining tool 353a is inserted into the outer surface of the joining tool 353a. It is removed by suction through a space between the inner surface of the window 345b.

以上のように、第4実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができると共に、接合の際に生じるゴミや塵などを吸引ユニットにより吸引除去することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and dust or dust generated during joining can be sucked and removed by the suction unit.

<その他>
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、上記した構成をどのように組合わせてもよい。
<Others>
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. Also good.

例えば、上記した第1実施形態では、接合手段である接合ツール36a,36bは共振器32の上下2箇所に形成されているが、上下2箇所に限らず、共振器32の外周上に形成されていれば、位置や個数は適宜変更してもよく、共振器を少なくとも異なる2方向に移動する移動手段により共振器が移動されたときに、被接合物の接合部に超音波振動を印加できるように接合ツールを形成すればよい。   For example, in the first embodiment described above, the joining tools 36a and 36b, which are joining means, are formed at two places above and below the resonator 32. However, the joining tools 36a and 36b are not limited to two places above and below but are formed on the outer periphery of the resonator 32. If so, the position and number may be changed as appropriate, and when the resonator is moved by moving means that moves the resonator in at least two different directions, ultrasonic vibration can be applied to the joint portion of the object to be joined. The joining tool may be formed as described above.

また、固定手段であるストリッパーユニット34,35は、上記した実施形態で説明した構成に限られず、その他の機構、形状、材質であってもよい。例えば、共振器32の両側に配設された構成でなくても、重ね合わされた被接合物同士を固定するものであればよい。また、固定ツール37a,37b,38a,38bの材質はウレタンゴムに限られず、その他の材質であってもよい。また、例えばストリッパーユニット34,35全体が制振合金等によって形成されると、ストリッパーユニット34,35自体の振動を抑制して、耐久性の向上等を図ることができる。   Further, the stripper units 34 and 35 as the fixing means are not limited to the configuration described in the above embodiment, and may be other mechanisms, shapes, and materials. For example, even if it is not the structure arrange | positioned at the both sides of the resonator 32, what is necessary is just to fix the to-be-joined joined objects. Further, the material of the fixing tools 37a, 37b, 38a, 38b is not limited to urethane rubber, and other materials may be used. Further, for example, when the entire stripper units 34 and 35 are formed of a damping alloy or the like, it is possible to suppress the vibration of the stripper units 34 and 35 themselves and improve the durability.

また、移動手段は、上記した駆動部11,111のような構成に限られず、その他の構成であってもよく、共振器の移動手段による移動方向は、上下方向および左右方向に限られず、斜め方向に移動するように構成してももちろんよい。また、上向きシリンダ25a、下向きシリンダ25bは、上記したようなエアシリンダに限られず、その他の流体を用いるものであってもよい。また、上向きシリンダ25aおよび下向きシリンダ25bに換えて、リニアモータなどにより加圧機構を形成してもよい。   Further, the moving means is not limited to the configuration of the driving units 11 and 111 described above, and may be other configurations. The moving direction of the resonator by the moving means is not limited to the vertical direction and the horizontal direction, and is oblique. Of course, it may be configured to move in the direction. Further, the upward cylinder 25a and the downward cylinder 25b are not limited to the air cylinder as described above, and other fluids may be used. Further, instead of the upward cylinder 25a and the downward cylinder 25b, a pressure mechanism may be formed by a linear motor or the like.

また、共振器32,52,152,252の形状、材質、大きさ等は、上記した実施形態に示したものに限られず、どのようなものであってもよく、その中心軸方向の大きさは、共振周波数の1波長の長さに限られず、どのような長さであってもよい。   Further, the shape, material, size, and the like of the resonators 32, 52, 152, 252 are not limited to those shown in the above-described embodiment, and may be any size, and the size in the central axis direction. Is not limited to the length of one wavelength of the resonance frequency, and may be any length.

さらに、下ステージ40や上ステージ45にヒーターを備え、被接合物を加熱しながら被接合物同士を超音波振動接合してもよい。なお、ヒーターはコンスタントヒート方式やパルスヒート方式等どのような方式のものであってもよい。   Furthermore, the lower stage 40 and the upper stage 45 may be provided with a heater, and the objects to be bonded may be ultrasonically bonded to each other while the objects to be bonded are heated. The heater may be of any system such as a constant heat system or a pulse heat system.

この場合には、超音波振動によるエネルギーと、加熱によるエネルギーとの2つのエネルギーが併用されるため、効率よく発生する接合エネルギーによって被接合物同士を接合することができる。また、制御装置14により、加圧力および超音波振動エネルギーと共に加熱温度や加熱タイミング等を適宜制御することにより、より少ない加圧力や超音波振動エネルギーで、また、短時間で被接合物同士を接合することができる。したがって、デバイス作成時に被接合物に過剰な加圧力や超音波振動エネルギーを印加することで被接合物に破損等が生じるのを防止することが可能である。   In this case, since the energy by the ultrasonic vibration and the energy by the heating are used in combination, the objects to be joined can be joined by the joining energy generated efficiently. Further, the control device 14 appropriately controls the heating temperature, heating timing, etc. together with the pressure and ultrasonic vibration energy, thereby joining the objects to be joined with less pressure and ultrasonic vibration energy in a short time. can do. Therefore, it is possible to prevent damage or the like from occurring on the object to be bonded by applying an excessive pressure or ultrasonic vibration energy to the object to be bonded at the time of device creation.

また、上記した第3実施形態において、共振器の左右方向への移動により、左右方向に配置された被接合物の接合部に超音波振動を印加して被接合物を接合する接合ツールをさらに設けてもよい。このとき、シャフトモータ130のマグネットモータシャフト131の上下端を支持する基部133の適当な位置に支持部140,240と同様に圧力検出手段を設けることにより、接合ツールが左右に配置された被接合物に接触したことを検出するようにすればよい。   Further, in the above-described third embodiment, there is further provided a joining tool for joining the objects to be joined by applying ultrasonic vibrations to the joining parts of the objects to be joined arranged in the left-right direction by moving the resonator in the left-right direction. It may be provided. At this time, the pressure detection means is provided at an appropriate position of the base portion 133 that supports the upper and lower ends of the magnet motor shaft 131 of the shaft motor 130 in the same manner as the support portions 140 and 240, so that the welding tools are arranged on the left and right. What is necessary is just to detect that it contacted the thing.

また、上記した第3実施形態において、ヘッド部150,250を、支持部140およびシャフトモータ130と同様の構成により、左右両側から支持するようにしてもよい。このようにすれば、2つのシャフトモータ130により、被接合物に対する加圧力を増大することができる。   In the third embodiment described above, the head units 150 and 250 may be supported from both the left and right sides by the same configuration as the support unit 140 and the shaft motor 130. In this way, the pressure applied to the workpiece can be increased by the two shaft motors 130.

また、上記した第3実施形態の変形例におけるストリッパーユニット145と同様の構成を有するストリッパーユニットを、第2実施形態における超音波振動接合装置にさらに設けてもよい。   Further, a stripper unit having the same configuration as the stripper unit 145 in the modification of the above-described third embodiment may be further provided in the ultrasonic vibration bonding apparatus in the second embodiment.

また、上記した実施形態では、共振器とストリッパーユニットとが独立して駆動されるように構成されているが、ストリッパーユニットを支持部により共振器と一緒に支持することで、共振器とストリッパーユニットとが一緒に移動するように構成してもよい。このとき、ストリッパーユニットは、固定ツールが、共振器の移動方向において接合ツールの先端よりも突出する第1の位置と、接合ツールの先端とほぼ同じか接合ツールの先端よりも少し共振器寄りの第2の位置との間で共振器に対して移動自在に支持手段に支持されると共に、固定ツールは、ばねなどの付勢手段により第1の位置の方向に付勢されて第1の位置に移動している。   Further, in the above-described embodiment, the resonator and the stripper unit are configured to be driven independently. However, the resonator and the stripper unit are supported by supporting the stripper unit together with the resonator by the support portion. And may move together. At this time, the stripper unit has a first position where the fixing tool protrudes from the tip of the welding tool in the moving direction of the resonator, and is substantially the same as the tip of the welding tool or slightly closer to the resonator than the tip of the welding tool. The fixing tool is supported by the support means so as to be movable relative to the resonator between the second position and the fixed tool is biased in the direction of the first position by a biasing means such as a spring. Has moved to.

このように構成すると、共振器と一緒に支持部に支持されたストリッパーユニットの固定ツールは、被接合物の接合部に超音波振動を印加する際に共振器と一緒に接合部の方向に移動されるが、固定ツールは、付勢手段により付勢されて接合ツールの先端よりも突出する第1の位置に移動しているため、固定ツールは、被接合物の接合部の周辺に接合ツールよりも先に当接する。固定ツールが被接合物に当接した後は、共振器がさらに接合部の方向に移動されるのに連れて、固定ツールは接合部の周辺を付勢手段の付勢力により押圧しつつ、当該付勢力に抗して第2の位置の方向へ移動する。そして、接合ツールの先端が接合部に当接すれば共振器の移動が停止されると共に、付勢手段により被接合物の方向(第1の位置の方向)に付勢された固定ツールで接合部の周辺が押圧された状態で接合部に接合ツールから超音波振動が印加される。   With this configuration, the stripper unit fixing tool supported by the support portion together with the resonator moves in the direction of the joint portion together with the resonator when applying ultrasonic vibration to the joint portion of the object to be joined. However, since the fixing tool is urged by the urging means and moved to the first position protruding from the tip of the welding tool, the fixing tool is moved around the bonding portion of the workpiece. Abut first. After the fixed tool comes into contact with the object to be joined, as the resonator is further moved in the direction of the joint, the fixed tool presses the periphery of the joint with the urging force of the urging means. It moves in the direction of the second position against the biasing force. Then, when the tip of the welding tool comes into contact with the joint, the movement of the resonator is stopped, and the joint is joined by the fixed tool biased in the direction of the object to be joined (direction of the first position) by the biasing means. The ultrasonic vibration is applied from the joining tool to the joint in a state where the periphery of the joint is pressed.

1 超音波振動接合装置
5a,5b,55a,55b 基板(被接合物)
6,56 フィン(被接合物)
11,111 駆動部(移動手段)
14 制御装置
16 支持台(支持部)
18 駆動機構
25a 上向きエアシリンダ(加圧機構)
25b 下向きエアシリンダ(加圧機構)
32,52,152,252 共振器
33 振動子
34,35 ストリッパーユニット(固定手段)
36a,36b,53,153a,153b,253 接合ツール(接合手段)
118 駆動機構(加圧機構)
140,240 支持部
206 太陽電池セル(被接合物)
207 電極シート(被接合物)
1 Ultrasonic vibration bonding apparatus 5a, 5b, 55a, 55b Substrate (object to be bonded)
6,56 fins (objects to be joined)
11,111 Drive unit (moving means)
14 control device 16 support stand (support part)
18 Drive mechanism 25a Upward air cylinder (pressure mechanism)
25b Downward air cylinder (pressure mechanism)
32, 52, 152, 252 Resonator 33 Vibrator 34, 35 Stripper unit (fixing means)
36a, 36b, 53, 153a, 153b, 253 Joining tool (joining means)
118 Drive mechanism (pressure mechanism)
140,240 Supporting part 206 Solar cell (bonded object)
207 Electrode sheet (joint)

Claims (4)

互いに重ね合わされた複数の被接合物の接合部に超音波振動を印加して前記被接合物の接合を行う超音波振動接合装置において、
一端に振動子が連結されて前記振動子の超音波振動に共振する共振器と、
前記共振器の他端に設けられて前記被接合物に当接することにより前記共振器の超音波振動を前記接合部に印加する接合手段と、
前記共振器を少なくとも異なる2方向に移動する移動手段とを備え、
前記接合手段は、前記移動手段による前記共振器の第1の方向への移動により、第1の接合位置において超音波振動を前記接合部に印加し、前記移動手段による前記共振器の第2の方向への移動により、第2の接合位置において超音波振動を前記接合部に印加することを特徴とする超音波振動接合装置。
In an ultrasonic vibration bonding apparatus that applies ultrasonic vibration to a bonded portion of a plurality of objects to be bonded to each other to bond the objects to be bonded,
A resonator coupled to one end to resonate with the ultrasonic vibration of the transducer;
A joining means that is provided at the other end of the resonator and abuts against the object to be joined to apply ultrasonic vibration of the resonator to the joint;
Moving means for moving the resonator in at least two different directions,
The joining means applies ultrasonic vibration to the joining portion at a first joining position by the movement of the resonator in the first direction by the moving means, and the second means of the resonator by the moving means. An ultrasonic vibration bonding apparatus, wherein ultrasonic vibration is applied to the bonding portion at a second bonding position by movement in a direction.
前記移動手段による前記共振器の前記第1の方向への移動の際に、前記第1の接合位置に配置された前記被接合物の前記接合部の周辺を押さえて保持し、前記移動手段による前記共振器の前記第2の方向への移動の際に、前記第2の接合位置に配置された前記被接合物の前記接合部の周辺を押さえて保持する固定手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の超音波振動接合装置。   During the movement of the resonator in the first direction by the moving unit, the periphery of the bonded portion of the object to be bonded disposed at the first bonding position is held and held by the moving unit. It further comprises a fixing means for pressing and holding the periphery of the joint portion of the article to be joined disposed at the second joining position when the resonator moves in the second direction. The ultrasonic vibration bonding apparatus according to claim 1. 前記移動手段は、前記共振器を支持する支持部と、前記支持部を前記第1の方向または前記第2の方向に切換え駆動する駆動機構と、前記共振器を前記第1の方向または第2の方向に加圧する加圧機構とを有することを特徴とする請求項1または2に記載の超音波振動接合装置。   The moving means includes a support unit that supports the resonator, a drive mechanism that switches and drives the support unit in the first direction or the second direction, and the resonator in the first direction or the second direction. The ultrasonic vibration bonding apparatus according to claim 1, further comprising a pressurizing mechanism that pressurizes in the direction of. 互いに重ね合わされた複数の被接合物の接合部に超音波振動を印加して前記被接合物の接合を行う超音波振動接合方法において、
共振器を少なくとも異なる2方向に移動する移動手段により共振器を第1の方向に移動して第1の接合位置において前記共振器に設けられた接合手段を前記被接合物に当接させることで超音波振動を前記接合部に印加し、前記移動手段により前記共振器を第2の方向へ移動して第2の接合位置において前記接合手段を前記被接合物に当接させることで超音波振動を前記接合部に印加することを特徴とする超音波振動接合方法。
In the ultrasonic vibration bonding method of applying ultrasonic vibration to the bonded portions of a plurality of objects to be bonded to each other to bond the objects to be bonded,
By moving the resonator in the first direction by moving means that moves the resonator in at least two different directions, the bonding means provided in the resonator is brought into contact with the object to be bonded at the first bonding position. Ultrasonic vibration is applied by applying ultrasonic vibration to the joint, moving the resonator in the second direction by the moving means, and bringing the joining means into contact with the workpiece at a second joining position. Is applied to the bonding portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104972215A (en) * 2015-06-30 2015-10-14 柳州金茂机械有限公司 Vibration welding technology adopting exciter
JP2022523590A (en) * 2019-03-15 2022-04-25 ヘルマン ウルトラシャルテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト How to detect contact or detachment between the sonot load and the opposing element

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