超声波接合装置、控制装置以及控制方法制造方法及图纸

提供一种在基于超声波接合的接合中能够抑制被接合部件的接合强度的降低的超声波接合装置、控制装置以及控制方法。根据实施方式，超声波接合装置具备工作台、接合工具、传感器以及控制装置。工作台能够在高度方向的上侧配置被接合部件。接合工具相对于被接合部件配置于高度方向的上侧，通过加压力将被接合部件向高度方向的下侧按压，并且以向被接合部件传递沿与高度方向交叉的方向振动的超声波振动的状态被驱动，从而将被接合部件接合。传感器，检测通过超声波振动而振动的被接合部件中的沿着高度方向的振动。控制装置基于与由传感器检测出的沿着高度方向的振动相关的信息，变更与接合工具的驱动相关的控制参数。接合工具的驱动相关的控制参数。接合工具的驱动相关的控制参数。

【技术实现步骤摘要】
超声波接合装置、控制装置以及控制方法


[0001]本专利技术的实施方式涉及超声波接合装置、控制装置以及控制方法。

技术介绍

[0002]在超声波接合中，在工作台与接合工具之间配置被接合部件，在接合工具按压被接合部件的状态下从接合工具向被接合部件传递超声波振动，从而将被接合部件接合。在超声波接合中，要求例如即使所使用的被接合部件存在形状的差异等，在基于超声波接合的接合中被接合部件的接合强度也不会降低。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的课题是提供在基于超声波接合的接合中，能够抑制被接合部件的接合强度的降低的超声波接合装置、控制装置以及控制方法。
[0004]根据实施方式，超声波接合装置具备工作台、接合工具、传感器以及控制装置。工作台能够在高度方向的上侧配置被接合部件。接合工具相对于被接合部件配置于高度方向的上侧，通过加压力将被接合部件向高度方向的下侧按压，并且以向被接合部件传递沿与高度方向交叉的方向振动的超声波振动的状态被驱动，从而将被接合部件接合。传感器检测通过超声波振动而振动的被接合部件中的沿着高度方向的振动。控制装置，基于与由传感器检测出的沿着高度方向的振动相关的信息，变更与接合工具的驱动相关的控制参数。
[0005]根据上述超声波接合装置，在基于超声波接合的接合中，能够抑制被接合部件的接合强度的降低。
附图说明
[0006]图1是表示第一实施方式的超声波接合装置的一例的概略图。
[0007]图2是表示通过第一实施方式的超声波接合装置被超声波接合的被接合部件的一例的概略图。
[0008]图3是概略地表示第一实施方式的超声波接合装置的一例的框图。
[0009]图4是在使用第一实施方式的超声波接合装置将被接合部件超声波接合的情况下，表示良品以及劣品的接合强度的一例的概略图。
[0010]图5是在使用第一实施方式的超声波接合装置将被接合部件超声波接合的情况下，表示良品或者劣品的被接合部件的沿着高度方向的振动的振幅随时间变化的一例的概略图。
[0011]图6是在第一实施方式的超声波接合装置中表示由控制装置执行的处理的流程图的一例。
[0012]图7是表示第一实施方式的超声波接合装置的变形例的概略图。
[0013]图8是表示第一实施方式的超声波接合装置的不同于图7的变形例的概略图。
[0014]图9是表示第二实施方式的超声波接合装置的一例的概略图。
具体实施方式
[0015]以下，参照附图对实施方式进行说明。
[0016](第一实施方式)
[0017]图1示出实施方式的超声波接合装置的一例。如图1所示，在超声波接合装置1中，规定了高度方向(由箭头Z1以及箭头Z2所示的方向)、与高度方向交叉的(垂直或者大致垂直的)第一方向(由箭头X1以及箭头X2所示的方向)、以及与高度方向以及第一方向双方交叉的(垂直或者大致垂直的)第二方向。在某一例中，高度方向与铅垂方向一致或者大致一致。在该情况下，第一方向和与铅垂方向交叉的(垂直或者大致垂直的)第一水平方向一致或者大致一致，第二方向和与铅垂方向以及第一水平方向双方交叉的(垂直或者大致垂直的)第二水平方向一致或者大致一致。
[0018]在超声波接合装置1中，被接合部件2、3在高度方向上能够配置于工作台4的上表面。工作台4在高度方向上从下侧支承被接合部件2、3。在使用超声波接合装置1将被接合部件2、3超声波接合的情况下，被接合部件2、3在工作台4的上表面以相互重叠的状态配置。
[0019]超声波振荡器5将输入的电信号转换为高频率(例如20kHz或者40kHz)且高电压(例如1000V左右)的电信号，将转换后的电信号向振子6传递。振子6将从超声波振荡器5传递来的电信号转换为振动，从而产生超声波。从振子6发出的振动向超声波喇叭7传递。超声波喇叭7将从振子6传递来的超声波振动向接合工具8传递。接合工具8将从超声波喇叭7传递来的超声波振动向被接合部件2、3传递。在本实施方式中，接合工具8沿第一方向振动。加压机构9通过对超声波喇叭7以及接合工具8施加加压力，从而将接合工具8向被接合部件2、3按压。由此，被接合部件2、3沿第一方向振动，并且被接合部件2、3被接合。
[0020]从接合工具8向被接合部件2、3的振动的传递方向相对于接合工具8的振动方向垂直或者大致垂直。由于为上述那样的构成，因此接合工具8通过加压力将被接合部件2、3向高度方向的下侧按压，并且在将沿与高度方向交叉的第一方向振动的超声波振动向被接合部件2、3传递的状态下，被驱动。然后，通过驱动接合工具8使被接合部件2、3接合。另外，虽然从接合工具8向被接合部件2、3传递沿第一方向振动的超声波振动，但根据被接合部件2、3的形状等，在被接合部件2、3中可能产生沿着高度方向的振动等、振动方向与第一方向不同的振动。沿着高度方向的振动是振动的传递方向与振动方向一致或者大致一致的振动。
[0021]控制装置30控制超声波振荡器5以及加压机构9。此外，控制装置30连接有负荷传感器10以及传感器11。在本实施方式中，负荷传感器10将从加压机构9向超声波喇叭7以及接合工具8施加的加压力计测为计测参数。传感器11检测与被接合部件2、3的沿着高度方向的振动相关的信息。在本实施方式中，传感器11将沿着高度方向的振动的振幅以及/或者位移计测为计测参数。在负荷传感器10以及传感器11中，以规定的定时定期地检测上述的计测参数等。在本实施方式中，传感器11在高度方向上配置于被接合部件2、3的上侧。
[0022]在某一例中，传感器11为涡电流(eddy current)式位移传感器。涡电流式位移传感器用于传感器的测定对象物(在本实施方式中为被接合部件2、3)为导电体的情况。导电体例如为金属。涡电流式位移传感器通过传感器内部的线圈产生高频磁场。若在该高频磁场内存在测定对象物，则通过电磁感应作用，在测定对象物产生涡电流。涡电流式位移传感器利用该涡电流引起的线圈的阻抗的变化，测定传感器与对象物的距离。在本实施方式的超声波接合装置1中，涡电流式位移传感器沿高度方向设置。即，涡电流式位移传感器相对
于被接合部件2与被接合部件3在高度方向上相接的面(接合面)垂直或者大致垂直地设置。由此，能够检测出涡电流式位移传感器与被接合部件2、3接近或者分离的方向的振动，换言之，能够检测出沿相对于接合面垂直或者大致垂直的方向(高度方向)振动的振动。
[0023]在另一例中，传感器11为激光位移传感器。激光位移传感器从传感器头向测定对象物照射激光，并由传感器头接收从对象物反射的光。激光位移传感器基于反射光的状态的变化以及/或者从激光的照射至受光的时间变化，测定测定对象物相对于传感器头的距离。在本实施方式的超声波接合装置1中，激光位移传感器沿高度方向设置。即，激光位移传感器以从传感器头照射的激光相对于被接合部件2、3的接合面垂直或者大致垂直的状态设置。由此，能够检测出激光位移传感器与被接合部件2、3接近或者分离的方向的振动，换言之，能够检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波接合装置，具备：工作台，能够在高度方向的上侧配置被接合部件；接合工具，相对于所述被接合部件配置于所述高度方向的上侧，通过加压力将所述被接合部件向所述高度方向的下侧按压，并且以向所述被接合部件传递沿与所述高度方向交叉的方向振动的超声波振动的状态被驱动，从而将所述被接合部件接合；传感器，检测通过所述超声波振动而振动的所述被接合部件中的沿着所述高度方向的振动；以及控制装置，基于与由所述传感器检测出的沿着所述高度方向的振动相关的信息，变更与所述接合工具的驱动相关联的控制参数。2.如权利要求1所述的超声波接合装置，与沿着所述高度方向的振动相关的信息包括：沿着所述高度方向的振动的振幅，所述控制参数包括：所述加压力的目标值、所述超声波振动的振幅的目标值、以及使所述超声波振动振荡的时间的目标值，所述控制装置在沿着所述高度方向的振动的所述振幅比第一规定值大的情况下，变更所述控制参数中的至少一个。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：相泽隆博，伊藤宜司，田边成俊，山本悠，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：