超聲波振動(dòng)接合方法技術(shù)

一種能提高作業(yè)性能及防止連接不良和防止樹脂破壞的超聲波振動(dòng)接合方法。使被接合部３ｂ與被接合部４ｂ重合，并使基部３ａ成為共振器１的接合作用部１ａ側(cè)，基部４ａ作為承受臺(tái)２側(cè)，用共振器１和承受臺(tái)２對(duì)第１構(gòu)件３和第２構(gòu)件４有彈性地加壓，利用從振動(dòng)器１７傳遞至共振器１的超聲波振動(dòng)將被接合部３ｂ與被接合部４ｂ相接合，從而能提高作業(yè)性能及能防止連接不良和樹脂破壞。（*該技術(shù)在2019年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及利用從振動(dòng)器傳遞給共振器的超聲波振動(dòng)將第1構(gòu)件的金屬制的被接合部與第2構(gòu)件的金屬制的被接合部相接合的。眾所周知，在電路基片上表面安裝半導(dǎo)體裝置的被稱為倒裝片及裸片等的IC片及被稱為BGA的LSI組件時(shí)，歷來采用。該方法是將IC片及LSI組件表面所設(shè)的金或焊錫之類的凸頭與電路基片表面所設(shè)的金或焊錫之類的凸頭重合，IC片及LSI組件成為共振器的接合作用部側(cè)，而電路基片作為超聲波振動(dòng)接合裝置的承受臺(tái)側(cè)，IC片或LSI組件與電路基片由共振器和承受臺(tái)加壓夾持。在該狀態(tài)下，利用從振動(dòng)器傳遞到共振器的超聲波振動(dòng)，將第1構(gòu)件的被接合部與第2構(gòu)件的被接合部相接合。但是，IC片、LSI組件及電路基片等的第1、第2構(gòu)件的厚度存在公差范圍內(nèi)的誤差，由于該誤差，在接合過程中會(huì)發(fā)生第1、第2構(gòu)件的被接合部分相互接合強(qiáng)度弱的部分，接合強(qiáng)度弱的部分在接合后有時(shí)會(huì)發(fā)生剝離。因此，本專利技術(shù)的目的在于，提供一種能防止第1、第2構(gòu)件的被接合部在接合后發(fā)生剝離的。根據(jù)權(quán)利要求1的專利技術(shù)，其特征在于，使設(shè)于第1構(gòu)件基部的金屬制的被接合部與第2構(gòu)件的金屬制的被接合部相重合，并且，使所述第1構(gòu)件的基部位于共振器的接合作用部側(cè)，使所述第2構(gòu)件位于承受臺(tái)側(cè)，在該狀態(tài)下用所述共振器和所述承受臺(tái)對(duì)所述第1構(gòu)件和所述第2構(gòu)件施加彈性壓力，利用從振動(dòng)器傳遞給所述共振器的超聲波振動(dòng)使所述第1構(gòu)件的被接合部與所述第2構(gòu)件的被接合部相接合。根據(jù)權(quán)利要求2的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求1中的共振器用加壓機(jī)構(gòu)的保持架支承兩端。根據(jù)權(quán)利要求3的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求1中的第1構(gòu)件的基部是合成樹脂制成的。根據(jù)權(quán)利要求4的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求3中的合成樹脂具有撓性。根據(jù)權(quán)利要求5的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求1中的第2構(gòu)件具有設(shè)有第2構(gòu)件的被接合部的基部，該第2構(gòu)件的基部位于承受臺(tái)側(cè)。根據(jù)權(quán)利要求6的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求1中的共振器的接合作用部與第1構(gòu)件的基部之間夾有緩沖構(gòu)件。根據(jù)權(quán)利要求7的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求6中的第1構(gòu)件的基部對(duì)沖擊是脆弱的。根據(jù)權(quán)利要求8的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求6中的第2構(gòu)件具有設(shè)有第2構(gòu)件的被接合部的基部，該第2構(gòu)件的基部位于承受臺(tái)側(cè)。根據(jù)權(quán)利要求9的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求6中的緩沖構(gòu)件呈至少能與共振器的接合作用部的整個(gè)面及第1構(gòu)件的基部的整個(gè)面接觸的層狀。根據(jù)權(quán)利要求10的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求6中的緩沖構(gòu)件設(shè)于共振器的接合作用部。根據(jù)權(quán)利要求11的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求6中的緩沖構(gòu)件設(shè)于第1構(gòu)件的基部。根據(jù)權(quán)利要求12的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求1中的第2構(gòu)件具有設(shè)有第2構(gòu)件的被接合部的基部，該第2構(gòu)件的基部位于承受臺(tái)側(cè)，第1構(gòu)件與第2構(gòu)件中間夾著電氣絕緣性的粘接劑重合，當(dāng)所述第1構(gòu)件的被接合部與所述第2構(gòu)件的被接合部因來自共振器的超聲波振動(dòng)而接合時(shí)，所述粘接劑由于超聲波振動(dòng)而從第1構(gòu)件的被接合部與第2構(gòu)件的被接合部之間被擠壓到所述第1構(gòu)件的基部與所述第2構(gòu)件的基部之間，該粘接劑將所述第1構(gòu)件的基部與所述第2構(gòu)件的基部相粘接。根據(jù)權(quán)利要求13的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求2中的粘接劑是熱硬化性的。根據(jù)權(quán)利要求14的專利技術(shù)，其特征在于，權(quán)利要求12中的粘接劑是非熱硬化性的。附圖中，附圖說明圖1為本專利技術(shù)實(shí)施形態(tài)1的超聲波振動(dòng)接合裝置的縱剖視圖。圖2為示出本專利技術(shù)實(shí)施形態(tài)1的接合方法的工序圖。圖3為示出本專利技術(shù)實(shí)施形態(tài)2的接合方法的工序圖。圖4為示出本專利技術(shù)實(shí)施形態(tài)3的接合方法的工序圖。圖5為示出本專利技術(shù)實(shí)施形態(tài)4的接合方法的工序圖。圖6為示出本專利技術(shù)實(shí)施形態(tài)5的接合方法的工序圖。以下說明實(shí)施形態(tài)1。圖1示出了將使用于接合方法的超聲波振動(dòng)接合裝置縱向剖切后的剖面。在該圖1中，裝置本體11在其前側(cè)下部設(shè)有向前方和左右敞開的作業(yè)空間12。在區(qū)劃作業(yè)空間12上部的裝置本體11的內(nèi)部設(shè)有作為加壓機(jī)構(gòu)的氣缸13。在向氣缸13的下方伸出的活塞桿13a的下端，通過連接構(gòu)件15安裝有保持架14。在氣缸13兩側(cè)的裝置本體11的內(nèi)部有一對(duì)彈簧片16，彈簧片16和保持架14上連接著類似螺旋彈簧的彈性構(gòu)件20。彈性構(gòu)件20的作用是對(duì)保持架14施加向上的彈性力，尤其是在氣缸13未從圖之外的壓力空氣供給回路得到上升動(dòng)作用的壓力空氣的狀態(tài)下，利用上述彈性力防止保持架14因自重而下落，將保持架14保持在上升極限位置。保持架14在作業(yè)空間12的上側(cè)內(nèi)部，以兩端支承的橫置狀態(tài)保持由鈦等有良好聲學(xué)特性材料構(gòu)成的棒狀共振器1。在共振器1的一端同軸狀結(jié)合著聲學(xué)變換器或磁致伸縮變換器之類的振動(dòng)器17。在該狀態(tài)下，振動(dòng)器因從超聲波振蕩器18經(jīng)電線19收到的電能而發(fā)生超聲波振動(dòng)。共振器1做成與從振動(dòng)器17傳遞來的頻率所決定的共振頻率匹配的形狀。共振器1在兩端有共振頻率的最小振動(dòng)振幅點(diǎn)，至少在中央有共振頻率的最大振動(dòng)振幅點(diǎn)，并有從其中央的外周面凸出的接合作用部1a。接合作用部1a至少具有與圖2的步驟201所示的第1構(gòu)件3的基部3a大致相同形狀的平坦的表面。共振器1以其存在于中央的最大振動(dòng)振幅點(diǎn)與兩端的最小振動(dòng)振幅點(diǎn)之間的、凸出于最小振動(dòng)振幅點(diǎn)外周面的兩個(gè)環(huán)狀支承部1b插入安裝在保持架14的相對(duì)峙的頂端部的形態(tài)，被安裝在保持架14上。共振器1也有做成單一體的，但也可以做成在設(shè)有接合作用部1a的棒(horn)的兩端通過無頭螺栓同軸狀連接設(shè)有支承部1b的兩個(gè)增強(qiáng)器的復(fù)合體。保持架14在氣缸13作用下向承受臺(tái)2作下降動(dòng)作，共振器1就在下側(cè)面與承受臺(tái)2的平坦的上側(cè)面保持平行的情況下向承受臺(tái)2側(cè)下降。承受臺(tái)2設(shè)置在區(qū)劃作業(yè)空間12的背部的裝置本體11的下側(cè)部分之上。超聲波振動(dòng)接合裝置例如組裝在半導(dǎo)體裝置的表面安裝等的制造流水線上時(shí)，所述下側(cè)部分設(shè)置在構(gòu)成所述制造流水線的基座的底板上。圖2為示出本專利技術(shù)實(shí)施形態(tài)1的接合方法的工序圖。在圖2中，第1構(gòu)件3例如在IC片或LSI組件之類對(duì)沖擊脆弱的陶瓷等的基部3a的表面，設(shè)有由金或焊錫構(gòu)成的凸頭即金屬制的被接合部3b。第2構(gòu)件4在表面安裝第1構(gòu)件3用的、例如作為印刷基片之類的電路基片的基部4a的表面，設(shè)有金或焊錫構(gòu)成的凸頭即金屬制的被接合部4b。如同被接合部3b是金時(shí)被接合部4b也是金的，被接合部3b是焊錫時(shí)被接合部4b也是焊錫的那樣，被接合部3b與被接合部4b用相同材料形成時(shí)接合強(qiáng)度最好，但在利用超聲波振動(dòng)可以互相接合的范圍，也可以是不同的材料。在該實(shí)施形態(tài)1下實(shí)施接合方法，首先如圖2的步驟201所示，在接合作用部1a的下表面與承受臺(tái)2的上表面之間形成規(guī)定的空間。該規(guī)定空間具有夾著粘接劑重合的第1、第2構(gòu)件3、4可出入的寬度。即，通過切換圖外的壓力空氣供給回路的空氣供給路徑，驅(qū)使圖1所示的氣缸13的活塞桿13a向內(nèi)縮，接合作用部1a在與從振動(dòng)器17向共振器1傳遞超聲波振動(dòng)的傳遞方向正交的方向向上方離開承受臺(tái)2的方向移動(dòng)規(guī)定距離之后，活塞桿13a停止，接合作用部1a停止在上升極限，從而形成上述規(guī)定空間。在設(shè)定了該規(guī)定空間的狀態(tài)下，在承受臺(tái)2上放置夾有粘接劑的第1、第2構(gòu)件3、4。此時(shí)，被接合部3b、4b夾著粘接劑5相互對(duì)應(yīng)，并且基部3a成為共振器1的接合作用部1a側(cè)，而基部4a為承受臺(tái)2側(cè)。此外，在被接合部3b、4b的周圍存本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種超聲波振動(dòng)接合方法，其特征在于，使設(shè)于第１構(gòu)件基部的金屬制的被接合部與第２構(gòu)件的金屬制的被接合部相重合，并且，使所述第１構(gòu)件的基部位于共振器的接合作用部側(cè)，使所述第２構(gòu)件位于承受臺(tái)側(cè)，在該狀態(tài)下用所述共振器和所述承受臺(tái)對(duì)所述第１構(gòu)件和所述第２構(gòu)件有彈性地施加壓力，利用從振動(dòng)器傳遞至所述共振器的超聲波振動(dòng)使所述第１構(gòu)件的被接合部與所述第２構(gòu)件的被接合部相接合。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：佐藤茂，
申請(專利權(quán))人：株式會(huì)社厄泰克斯，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]