[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP6357667B2 - Ultrasonic bonding equipment - Google Patents

Ultrasonic bonding equipment Download PDF

Info

Publication number
JP6357667B2
JP6357667B2 JP2013270877A JP2013270877A JP6357667B2 JP 6357667 B2 JP6357667 B2 JP 6357667B2 JP 2013270877 A JP2013270877 A JP 2013270877A JP 2013270877 A JP2013270877 A JP 2013270877A JP 6357667 B2 JP6357667 B2 JP 6357667B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonator
tool horn
support means
tip
bonding apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013270877A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015123481A (en
Inventor
良一 細野
良一 細野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seidensha Electronics Co Ltd
Original Assignee
Seidensha Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seidensha Electronics Co Ltd filed Critical Seidensha Electronics Co Ltd
Priority to JP2013270877A priority Critical patent/JP6357667B2/en
Publication of JP2015123481A publication Critical patent/JP2015123481A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6357667B2 publication Critical patent/JP6357667B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

本発明は超音波接合装置に係り、詳しくは共振器のノーダルポイントを支持する支持手段を改良した超音波接合装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic bonding apparatus, and more particularly to an ultrasonic bonding apparatus with improved support means for supporting a nodal point of a resonator.

超音波振動を利用した装置は、一般的に振動子を有する共振器を備え、共振器の固有振動数に合わせた振動を振動子から発振し、その振動を共振器によって増幅して、対象物に効率よく超音波振動を印加するようにしている。
超音波振動を利用した装置の一つである超音波接合装置は、薄い金属板等の複数のワーク(接合対象物)を互いに重ね合わせた被接合部分に超音波振動を与えて接合する装置であり、超音波振動をワークに伝えるが、装置本体に伝えない工夫がされている。
An apparatus using ultrasonic vibration generally includes a resonator having a vibrator, oscillates from the vibrator in accordance with the natural frequency of the resonator, amplifies the vibration by the resonator, The ultrasonic vibration is efficiently applied to.
An ultrasonic bonding apparatus, which is one of the apparatuses using ultrasonic vibration, is an apparatus that applies ultrasonic vibration to a bonded portion in which a plurality of workpieces (joining objects) such as thin metal plates are superposed on each other to be bonded. Yes, there is a device that transmits ultrasonic vibrations to the work but not to the main body.

図18に、従来の超音波接合装置の断面図を示したように、共振器ユニットAの超音波振動子GとブースタFとの継目と、ブースタFと工具ホーンCとの継目を、それぞれダイヤフラムE,Eで接続している。ダイヤフラムE,Eは、振動の伝達方向(図18、紙面の水平方向)に撓んで、超音波振動子Gで発生した超音波振動をブースタF経由で工具ホーンCに伝達する。一方、ダイヤフラムE,Eは、振動の伝達方向と直交する方向に剛性を有していて、装置本体のホルダー部Dへの超音波振動の伝達を阻止する。この状態で、工具ホーンCを下降させて、アンビルB上に重ねて置かれたワークWを押圧して、ワークWに超音波振動を伝えて接合する(例えば、特許文献1参照)。   As shown in the cross-sectional view of the conventional ultrasonic bonding apparatus in FIG. 18, the joint between the ultrasonic transducer G and the booster F of the resonator unit A and the joint between the booster F and the tool horn C are respectively diaphragms. E and E are connected. The diaphragms E and E bend in the vibration transmission direction (FIG. 18, horizontal direction of the paper surface), and transmit the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator G to the tool horn C via the booster F. On the other hand, the diaphragms E and E have rigidity in a direction orthogonal to the vibration transmission direction, and prevent transmission of ultrasonic vibration to the holder portion D of the apparatus main body. In this state, the tool horn C is lowered, the workpiece W placed on the anvil B is pressed, and ultrasonic vibration is transmitted to the workpiece W to join them (for example, see Patent Document 1).

また、図18のように工具ホーンCを片持ち支持している超音波接合装置では、ワークWを押すと、反力による回転モーメントで工具ホーンCの先端が撓むことがある。そこで、必要により工具ホーンCのノーダルポイントを加圧治具で加圧している。ただ、ノーダルポイントでは半径方向に小さい膨張・収縮が生じるため、剛性の高い加圧治具で単純に加圧しただけではエネルギー損失を生じる。そこで、エネルギー損失を低減した状態で、高い加圧力を効果的に与える方法として、例えば図19と図20に示したように、加圧子Hを工具ホーンCの共振周波数と同等程度の周波数で共振させ、撓み振動をなしうる振動共振体となし、その最大振幅点において工具ホーンCのノーダルポイントを加圧する案が提案されている。詳しい説明は省略するが、図19に、加圧子Hで工具ホーンCのノーダルポイントを加圧している超音波接合装置の側面図を示し、図20に正面図を示した。図20の波線は加圧子Hの振幅の大きさを示している(例えば、特許文献2参照)。   In addition, in the ultrasonic bonding apparatus that cantilever-supports the tool horn C as shown in FIG. 18, when the workpiece W is pressed, the tip of the tool horn C may be bent by a rotational moment due to a reaction force. Therefore, the nodal point of the tool horn C is pressurized with a pressure jig as necessary. However, since a small expansion / contraction occurs in the radial direction at the nodal point, energy loss occurs simply by pressing with a highly rigid pressing jig. Therefore, as a method for effectively applying a high pressure with reduced energy loss, for example, as shown in FIGS. 19 and 20, the pressurizer H is resonated at a frequency equivalent to the resonance frequency of the tool horn C. Thus, there is proposed a vibration resonator that can generate flexural vibration, and pressurizes the nodal point of the tool horn C at the maximum amplitude point. Although a detailed description is omitted, FIG. 19 shows a side view of an ultrasonic bonding apparatus that pressurizes the nodal point of the tool horn C with the pressurizer H, and FIG. 20 shows a front view. The wavy line in FIG. 20 indicates the magnitude of the amplitude of the pressurizer H (see, for example, Patent Document 2).

また、超音波接合装置において、ワークの接合面積が大きくなると接合面積に比例した加圧力が必要になる。大きい加圧力を得るためには、図18、19、20とは別に、図21と図22に示したように、共振器のノーダルポイントの断面上の外周に凹形状の溝を形成して、共振器の外周面より内側に埋没した外周面を有する被保持部分Iを形成し、装置本体のホルダー部D’に固定した保持手段Jと蓋Kを被保持部分Iの外周面に面接触させた状態で、固定ネジLを締めてクランプする支持方法が提案されている。   Further, in the ultrasonic bonding apparatus, when the workpiece bonding area increases, a pressing force proportional to the bonding area is required. In order to obtain a large applied pressure, a concave groove is formed on the outer periphery of the resonator at the nodal point cross section as shown in FIGS. 21 and 22, in addition to FIGS. The held portion I having the outer peripheral surface buried inside the outer peripheral surface of the resonator is formed, and the holding means J and the lid K fixed to the holder portion D ′ of the apparatus main body are in surface contact with the outer peripheral surface of the held portion I. In this state, a support method has been proposed in which the fixing screw L is tightened and clamped.

この方法によれば、ノーダルポイントは共振器に発生する定在波の節にあたるところで、できるだけノーダルポイント自身となる中心部分に近い部分を保持手段により保持すると、振動も小さく、保持することによる振動ロスや異常振動が減少するという。
しかし、ノーダルポイントの断面で考えると中央部分は停止しているが、円周上へ広がるほど膨張収縮するため、外側では振動が発生している。そこで、上記の共振器の被保持部分I(八角形の外周面)の全周又は大部分に面接触してクランプする支持手段の材質を対数減衰率が0.01より大きく1より小さいものとしたり、音速が5900m/sより大きい材質にしたり(例えば、特許文献3、4参照)、保持手段の押圧部にスプリング構造のような緩衝構造部を設けたりして、振動ロスや異常振動を減少させることが更に提案されている(例えば、特許文献5参照)。
According to this method, the nodal point corresponds to the node of the standing wave generated in the resonator, and if the portion as close to the central portion as the nodal point itself is held by the holding means, the vibration is also small and is held. It is said that vibration loss and abnormal vibration are reduced.
However, although the central portion is stopped when viewed from the cross section of the nodal point, the outer portion vibrates because it expands and contracts as it spreads on the circumference. Therefore, the material of the support means for clamping in contact with the entire circumference or most of the held portion I (octagonal outer circumferential surface) of the resonator is assumed to have a logarithmic attenuation ratio larger than 0.01 and smaller than 1. Reduce the vibration loss and abnormal vibration by using a material with a sound speed higher than 5900 m / s (for example, refer to Patent Documents 3 and 4) or providing a buffer structure such as a spring structure in the pressing part of the holding means. It has been further proposed (see, for example, Patent Document 5).

特開平9−253869号公報JP-A-9-253869 特開平10−202752号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-202752 特開2006−156970号公報JP 2006-156970 A 特開2009−272599号公報JP 2009-272599 A 特開2012−161767号公報JP 2012-161767 A

本発明の超音波接合装置は、(1)超音波振動を接合対象物(ワーク)に伝えるが装置本体に伝えないように、超音波振動を効率よく対象物へ印加することを第一の課題としている。(2)工具ホーンの先端が、接合対象物(ワーク)を押圧する反力により撓まないようにすることを第二の課題としている。(3)共振器を強固に支持し、共振器の先端に取り付けた工具ホーンを比較的大きな加圧力で接合対象物(ワーク)に押圧できる超音波接合装置を実現することを第三の課題としている。   In the ultrasonic bonding apparatus of the present invention, (1) the first problem is to efficiently apply ultrasonic vibration to an object so that the ultrasonic vibration is transmitted to a bonding target (workpiece) but not to the apparatus main body. It is said. (2) The second problem is to prevent the tip of the tool horn from being bent by a reaction force that presses the object to be joined (workpiece). (3) Third object is to realize an ultrasonic bonding apparatus that firmly supports a resonator and can press a tool horn attached to the tip of the resonator against a workpiece (workpiece) with a relatively large pressure. Yes.

また本発明は、(4)共振器に発生する定在波の節にあたるノーダルポイントを支持する構造において、従来のように共振器の外周面より内側に埋没した外周面を設け、最大振幅点に比べ応力の高いノーダルポイントの断面を減らすことなく、つまり共振器の外周面に溝を掘らずに、振動ロスや異常振動を減少させる共振器の支持手段を実現することを第四の課題としている。   Further, the present invention provides (4) a structure that supports a nodal point corresponding to a node of a standing wave generated in the resonator, and provides a peripheral surface buried inside the peripheral surface of the resonator as in the prior art, and has a maximum amplitude point. A fourth problem is to realize a resonator support means that reduces vibration loss and abnormal vibration without reducing the cross section of the nodal point where stress is higher than that of the resonator, that is, without digging a groove in the outer peripheral surface of the resonator. It is said.

また本発明は、(5)共振器の外周面を保持する保持部材にスプリング構造のような特殊な緩衝構造部を設けずに、共振器を安定的に支持することを第五の課題としている。
また本発明は、(6)高価な制振金属を複雑な形状に加工して共振器の被保持部分の外周の全周をクランプすることなく、簡単な形状部品で支持手段を構成でき、コストダウンの実現や、硬度の高い材質など自由に支持手段の材質を選択できるようにすることを第六の課題としている。
The fifth object of the present invention is to (5) stably support the resonator without providing a special buffer structure such as a spring structure on the holding member that holds the outer peripheral surface of the resonator. .
In addition, the present invention can construct a supporting means with simple shaped parts without (6) processing expensive damping metal into a complicated shape and clamping the entire circumference of the held portion of the resonator. The sixth problem is to realize the down and allow the material of the supporting means to be freely selected such as a material having high hardness.

また本発明は、(7)樹脂チップ又は金属チップというチップ材の加圧方向と直交する方向にOリングなどの緩衝部材を被せることにより、直接チップ材と部品、金属部品どうしの接触を防ぎ、装置側に伝わる超音波振動を減衰させることを第七の課題としている。   Further, the present invention (7) by covering a buffer member such as an O-ring in a direction perpendicular to the pressure direction of the chip material called resin chip or metal chip, directly preventing the chip material and the component, metal parts from contacting each other, A seventh problem is to attenuate the ultrasonic vibration transmitted to the apparatus side.

上記した目的を達成するために、本発明に係る超音波接合装置では、先端にチップ材を有する共振器支持手段を有し、前記チップ材の外周に緩衝部材を被せ、共振器支持手段のチップ材で、共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物の反対側を押圧支持している。
また本発明に係る超音波接合装置では、先端にチップ材を有する共振器支持手段を二以上有し、前記チップ材の外周に緩衝部材を被せ、前記共振器支持手段の一部のチップ材で、共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物の反対側を押圧支持し、前記共振器支持手段の他のチップ材で、前記共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物側を押圧支持している。
In order to achieve the above-described object, the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention has a resonator support means having a tip material at the tip, and a buffer member is placed on the outer periphery of the tip material, so that the tip of the resonator support means is provided. The opposite side of the object to be joined is pressed and supported with respect to the axial center of the outer peripheral surface of the nodal point of the resonator.
Further, in the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, there are two or more resonator support means having a tip material at a tip , a buffer member is covered on the outer periphery of the tip material, and a part of the tip material of the resonator support means is used. , Pressing and supporting the opposite side of the object to be bonded to the axial center of the outer peripheral surface of the resonator nodal point, and using the other tip material of the resonator supporting means, the outer peripheral surface of the resonator nodal point The side to be joined is pressed and supported with respect to the shaft center.

また本発明に係る超音波接合装置では、接合対象物を押圧して接合する第一共振器(工具ホーン)と、当該第一共振器(工具ホーン)と接続された第二共振器(ブースタ)を有する超音波接合装置において、先端にチップ材を有する第一共振器(工具ホーン)支持手段と、第二共振器(ブースタ)支持手段と、を有し、前記チップ材の外周に緩衝部材を被せ、第一共振器(工具ホーン)の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面で、軸心に対して接合対象物の反対側を第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材で押圧支持し、第二共振器(ブースタ)支持手段により、前記ノーダルポイントの隣に位置するノーダルポイントで第二共振器(ブースタ)を支持している。
また本発明に係る超音波接合装置では、先端にチップ材を有する共振器支持手段を有し、前記チップ材に制振材を重ね、前記共振器支持手段のチップ材で、共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物の反対側を押圧支持している。
また本発明に係る超音波接合装置では、先端にチップ材を有する共振器支持手段を二以上有し、前記チップ材に制振材を重ね、前記共振器支持手段の一部のチップ材で、共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物の反対側を押圧支持し、前記共振器支持手段の他のチップ材で、前記共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物側を押圧支持している。
また本発明に係る超音波接合装置では、接合対象物を押圧して接合する第一共振器(工具ホーン)と、当該第一共振器(工具ホーン)と接続された第二共振器(ブースタ)を有する超音波接合装置において、先端にチップ材を有する第一共振器(工具ホーン)支持手段と、第二共振器(ブースタ)支持手段と、を有し、前記チップ材に制振材を重ね、前記第一共振器(工具ホーン)の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面で、軸心に対して前記接合対象物の反対側を前記第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材で押圧支持し、前記第二共振器(ブースタ)支持手段により、前記ノーダルポイントの隣に位置するノーダルポイントで第二共振器(ブースタ)を支持している。
Moreover, in the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, a first resonator (tool horn) that presses and bonds an object to be bonded, and a second resonator (booster) connected to the first resonator (tool horn). The first resonator (tool horn) support means having a tip material at the tip and the second resonator (booster) support means, and a buffer member on the outer periphery of the tip material Cover the outer surface of the nodal point closest to the joining position of the first resonator (tool horn) and the tip of the first resonator (tool horn) support means on the opposite side of the object to be joined with respect to the axis. The second resonator (booster) is supported by a nodal point located next to the nodal point by a second resonator (booster) support means.
The ultrasonic bonding apparatus according to the present invention further includes a resonator support means having a tip material at a tip thereof, and a damping material is stacked on the tip material, and the tip material of the resonator support means is used to connect the nodal of the resonator. The opposite side of the object to be joined is pressed and supported against the axis of the outer peripheral surface of the point.
Further, in the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, it has two or more resonator support means having a tip material at the tip, a damping material is stacked on the tip material, and a part of the tip material of the resonator support means, The opposite side of the object to be joined is pressed and supported with respect to the axial center of the outer peripheral surface of the resonator nodal point, and the tip of the outer peripheral surface of the nodal point of the resonator is supported by another chip material of the resonator supporting means. The object to be joined is pressed and supported against the heart.
Moreover, in the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, a first resonator (tool horn) that presses and bonds an object to be bonded, and a second resonator (booster) connected to the first resonator (tool horn). The first resonator (tool horn) support means having a tip material at the tip and the second resonator (booster) support means, and the damping material is stacked on the tip material. The tip of the first resonator (tool horn) supporting means is located on the outer peripheral surface of the nodal point closest to the joining position of the first resonator (tool horn) on the opposite side of the object to be joined with respect to the axis. The second resonator (booster) is supported by a material, and the second resonator (booster) is supported at a nodal point located next to the nodal point by the second resonator (booster) support means.

また本発明に係る超音波接合装置では、第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材を、第一共振器(工具ホーン)の軸心に対して直角方向にスライド自在かつ固定自在に支持して、第一共振器(工具ホーン)の外周面を押す押圧力を調整可能に構成している。
本発明に係る超音波接合装置では、先端にチップ材を有する第一共振器(工具ホーン)支持手段を二以上有し、第一共振器(工具ホーン)支持手段の一部のチップ材で、第一共振器(工具ホーン)の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物の反対側を押圧支持し、第一共振器(工具ホーン)支持手段の他のチップ材で、前記第一共振器(工具ホーン)の前記ノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物側の外周面を押圧支持している。
Further, in the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, the tip material of the first resonator (tool horn) support means is slidably and fixedly supported in a direction perpendicular to the axis of the first resonator (tool horn). And it is comprised so that adjustment of the pressing force which pushes the outer peripheral surface of a 1st resonator (tool horn) is possible.
In the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, there are two or more first resonator (tool horn) support means having a tip material at the tip, and a part of the tip material of the first resonator (tool horn) support means, The other side of the object to be joined is pressed and supported against the axis of the outer peripheral surface of the nodal point closest to the joining position of the first resonator (tool horn), and the other means for supporting the first resonator (tool horn) A tip material presses and supports the outer peripheral surface of the first resonator (tool horn) on the side to be joined against the axis of the outer peripheral surface of the nodal point.

また本発明に係る超音波接合装置では、チップ材の外周に緩衝部材を被せている Moreover, in the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, a buffer member is placed on the outer periphery of the chip material .

また本発明に係る超音波接合装置では、制振材を、対数減衰率が0.01より大きく1より小さいものとしている。   Further, in the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, the damping material has a logarithmic attenuation factor larger than 0.01 and smaller than 1.

また本発明に係る超音波接合装置では、接合対象物を押圧して接合する第一共振器(工具ホーン)と、当該第一共振器(工具ホーン)と接続された第二共振器(ブースタ)を有する超音波接合装置において、先端にチップ材を有する第一共振器(工具ホーン)支持手段と、第二共振器(ブースタ)支持手段と、を有し、第二共振器(ブースタ)支持手段は、第二共振器(ブースタ)のノーダルポイントにおいて半径方向に張り出したフランジの複数か所でフランジ取付板に固定するようにし、前記第一共振器(工具ホーン)の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面で、軸心に対して前記接合対象物の反対側を前記第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材で押圧支持し、前記第二共振器(ブースタ)支持手段により、前記ノーダルポイントの隣に位置するノーダルポイントで第二共振器(ブースタ)を支持している。
また本発明に係る超音波接合装置では、前記フランジ取付板の材質を合成樹脂(プラスチック)または制振材としている。
Moreover, in the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, a first resonator (tool horn) that presses and bonds an object to be bonded, and a second resonator (booster) connected to the first resonator (tool horn). The first resonator (tool horn) support means having a tip material at the tip and the second resonator (booster) support means, and the second resonator (booster) support means Is fixed to the flange mounting plate at a plurality of radially projecting flanges at the nodal point of the second resonator (booster), and the nose closest to the joining position of the first resonator (tool horn). On the outer peripheral surface of the dull point, the opposite side of the object to be joined with respect to the axis is pressed and supported by the tip material of the first resonator (tool horn) support means, and the second resonator (booster) support means The noda It supports the second resonator in nodal points (booster) located next to the point.
In the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, the flange mounting plate is made of a synthetic resin (plastic) or a damping material.

また本発明に係る超音波接合装置では、第二共振器(ブースタ)支持手段は、前記第二共振器(ブースタ)のノーダルポイントにて半径方向に張り出したフランジの複数か所において、フランジ取付板との間に合成樹脂(プラスチック)または制振部材の座金(スペーサ)を入れて固定している。   In the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, the second resonator (booster) support means may be flange-attached at a plurality of flanges projecting radially at the nodal point of the second resonator (booster). A synthetic resin (plastic) or a washer (spacer) of a damping member is inserted between the plates and fixed.

また本発明に係る超音波接合装置では、第二共振器(ブースタ)支持手段は、第二共振器(ブースタ)のノーダルポイントにて半径方向に張り出したフランジの複数か所において、フランジ取付板に、合成樹脂(プラスチック)または制振材の締結部材で固定している。   In the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, the second resonator (booster) support means includes a flange mounting plate at a plurality of flanges projecting radially at the nodal point of the second resonator (booster). Further, it is fixed with a fastening member of a synthetic resin (plastic) or a damping material.

また本発明に係る超音波接合装置では、第二共振器(ブースタ)支持手段は、前記フランジ取付板を第二共振器(ブースタ)の振動方向にスライド自在に支持している In the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, the second resonator (booster) support means supports the flange mounting plate so as to be slidable in the vibration direction of the second resonator (booster) .

本発明に係る超音波接合装置によれば、(1)超音波振動を接合対象物(ワーク)に伝えるが装置本体に伝えないことができ、超音波振動を効率よく対象物へ印加することができる。(2)工具ホーンの先端が、接合対象物(ワーク)を押圧する反力により撓まない。(3)被接合部分が広い面積であっても接合に必要な加圧力で押圧することができる。   According to the ultrasonic bonding apparatus according to the present invention, (1) ultrasonic vibration can be transmitted to a bonding target (work) but not transmitted to the apparatus main body, and ultrasonic vibration can be efficiently applied to the target. it can. (2) The tip of the tool horn does not bend by the reaction force that presses the object to be joined (workpiece). (3) Even if a to-be-joined part is a wide area, it can press with the pressurization force required for joining.

また、(4)従来のように共振器の外周面に溝を掘らずに、振動ロスや異常振動を減少させることができる。(5)従来のように共振器の外周面を保持する保持部材に特殊な緩衝構造部を設けずに、共振器を安定的に支持することができる。(6)簡単な形状の部品で支持手段を構成することができ、コストダウンの実現や、硬度の高い材質など自由に支持手段の材質を選択できる。(7)直接金属部品どうしの接触を防ぎ、装置側に伝わる超音波振動を減衰させる、という効果がある。   Also, (4) vibration loss and abnormal vibration can be reduced without digging a groove in the outer peripheral surface of the resonator as in the prior art. (5) The resonator can be stably supported without providing a special buffer structure on the holding member that holds the outer peripheral surface of the resonator as in the prior art. (6) The support means can be configured with simple shaped parts, and the material of the support means can be freely selected such as cost reduction and a material with high hardness. (7) It has the effect of preventing direct contact between metal parts and attenuating ultrasonic vibration transmitted to the apparatus side.

本発明の第一の実施形態に係る超音波接合装置の共振器とその支持手段の構成と振幅について位置を対比して示した、一部を断面で示した側面図。The side view which showed a part with a cross section which showed the position of the structure and amplitude of the resonator of the ultrasonic bonding apparatus which concern on 1st embodiment of this invention, and its support means. 本発明の第一の実施形態に係る超音波接合装置の共振器とその支持手段の構成を、一部を断面で示した正面図。The front view which showed the structure of the resonator of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention, and its support means in part in cross section. (a)本発明の第一の実施形態に係る超音波接合装置の第一共振器(工具ホーン)の外周面を樹脂チップ又は金属チップというチップ材で押圧している状態を示した部分断面図、(b)本発明の第一の実施形態に係る超音波接合装置の第一共振器(工具ホーン)の外周面を、制振材とチップ材で押圧している状態を示した部分断面図、(c)本発明の第一の実施形態に係る超音波接合装置の外形の違う他の第一共振器(工具ホーン)の外周面をチップ材で押圧している状態を示した部分断面図。(A) The fragmentary sectional view which showed the state which has pressed the outer peripheral surface of the 1st resonator (tool horn) of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention with the chip material called a resin chip or a metal chip. (B) The fragmentary sectional view which showed the state which is pressing the outer peripheral surface of the 1st resonator (tool horn) of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention with the damping material and the chip material. (C) The fragmentary sectional view which showed the state which is pressing the outer peripheral surface of the other 1st resonator (tool horn) from which the external shape of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention differs in the chip material . 本発明の第一の実施形態の変形例として他の第二共振器(ブースタ)支持手段で第二共振器(ブースタ)を支持した状態を示す、一部を断面で示した側面図。The side view which showed the state which supported the 2nd resonator (booster) with the other 2nd resonator (booster) support means as a modification of 1st embodiment of this invention, and showed a part in cross section. 本発明の第一の実施形態の変形例として他の第二共振器(ブースタ)支持手段で第二共振器(ブースタ)を支持した状態を示す、一部を断面で示した拡大側面図。The expanded side view which showed the state which supported the 2nd resonator (booster) with the other 2nd resonator (booster) support means as a modification of 1st embodiment of this invention, and showed a part in cross section. 本発明の第一の実施形態の変形例として他の第一共振器(工具ホーン)支持手段で第一共振器(工具ホーン)を押圧した状態を示す、一部を断面で示した正面図。The front view which showed the state which pressed the 1st resonator (tool horn) with the other 1st resonator (tool horn) support means as a modification of 1st embodiment of this invention, and showed a part in cross section. 本発明の第一の実施形態の変形例の他の第一共振器(工具ホーン)支持手段を分解して示した図。The figure which decomposed | disassembled and showed the other 1st resonator (tool horn) support means of the modification of 1st embodiment of this invention. 本発明の第一の実施形態の変形例として更に他の第一共振器(工具ホーン)支持手段で第一共振器(工具ホーン)を押圧した状態を示す、一部を断面で示した正面図。The front view which showed the state which pressed the 1st resonator (tool horn) with the further other 1st resonator (tool horn) support means as a modification of 1st embodiment of this invention, and showed a part in cross section . 本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置の共振器とその支持手段の構成と振幅について位置を対比して示した側面図。The side view which showed the position and contrast of the structure and amplitude of the resonator of the ultrasonic bonding apparatus which concern on 2nd embodiment of this invention, and its support means. 本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置の第一共振器(工具ホーン)の支持手段による支持状態を、一部を断面で示した正面図。The front view which showed the support state by the support means of the 1st resonator (tool horn) of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention in part in cross section. 本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置の変形例の第一共振器(工具ホーン)支持手段による支持状態を、一部を断面で示した正面図。The front view which showed the support state by the 1st resonator (tool horn) support means of the modification of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention in part in cross section. 本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置の変形例の第一共振器(工具ホーン)支持手段を分解して示した図。The figure which decomposed | disassembled and showed the 1st resonator (tool horn) support means of the modification of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置の他の変形例の第一共振器(工具ホーン)支持手段による支持状態を、一部を断面で示した正面図。The front view which showed the support state by the 1st resonator (tool horn) support means of the other modification of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention, and showed a part in cross section. 本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置の第二共振器(ブースタ)支持手段による支持状態を、一部を断面で示した側面図。The side view which showed the support state by the 2nd resonator (booster) support means of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention in part in cross section. 本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置の第二共振器(ブースタ)支持手段を分解して示した側面図。The side view which decomposed | disassembled and showed the 2nd resonator (booster) support means of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置の他の共振器とその支持手段の側面図。The side view of the other resonator of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention, and its support means. 本発明の第三の実施形態に係る超音波接合装置の共振器とその支持手段の構成と振幅について位置を対比して示した側面図。The side view which contrasted and showed the position and the structure and amplitude of the resonator of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 3rd embodiment of this invention, and its support means. 従来の超音波接合装置の共振器とその支持手段の構成と振幅について位置を対比して示した断面図。Sectional drawing which showed the position and contrast of the structure and amplitude of the resonator of the conventional ultrasonic bonding apparatus and its support means. 従来の他の超音波接合装置の共振器とその支持手段の側面図Side view of resonator and supporting means of other conventional ultrasonic bonding apparatus 従来の他の超音波接合装置の共振器とその支持手段の正面図。The front view of the resonator of the other conventional ultrasonic bonding apparatus and its support means. 従来の更に他の超音波接合装置の共振器の側面図と振幅について位置を対応して示した図。The figure which showed the position corresponding to the side view and amplitude of the resonator of other conventional ultrasonic bonding apparatus. (a)従来の更に他の超音波接合装置の共振器と支持手段の側面図(b)従来の更に他の超音波接合装置の共振器と支持手段の正面図。(A) Side view of resonator and supporting means of still another conventional ultrasonic bonding apparatus (b) Front view of resonator and supporting means of still another conventional ultrasonic bonding apparatus.

(本発明の第一の実施形態)
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。まず、第一の実施形態について説明する。図1は、本発明の第一の実施形態に係る超音波接合装置の共振器とその支持手段近傍の構成を示した側面図であり、図2は、本発明の第一の実施形態に係る超音波接合装置の共振器とその支持手段近傍の構成を、一部を断面で示した正面図である。
(First embodiment of the present invention)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the first embodiment will be described. FIG. 1 is a side view showing the configuration of the resonator of the ultrasonic bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention and the vicinity of the supporting means, and FIG. 2 is related to the first embodiment of the present invention. It is the front view which showed the structure of the resonator of an ultrasonic bonding apparatus, and its support means vicinity, with a part in cross section.

本発明の第一の実施形態に係る超音波接合装置では、超音波振動子1aにブースタ1bを一体に結合し、ブースタ1bに工具ホーン2をネジ2aで結合している。超音波振動子1aとブースタ1bはそれぞれ円柱状をなしており、工具ホーン2はブースタ1bと結合している根元側は円柱状をなし、中央部分から先端側に向かうにつれて上下方向に長い矩形断面をなしている。そして、先端の下面2bで接合対象物を押圧する。   In the ultrasonic bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention, a booster 1b is integrally coupled to the ultrasonic transducer 1a, and a tool horn 2 is coupled to the booster 1b with a screw 2a. The ultrasonic transducer 1a and the booster 1b each have a cylindrical shape, and the tool horn 2 has a cylindrical shape at the base side coupled to the booster 1b, and has a rectangular cross section that is longer in the vertical direction from the central portion toward the tip side. I am doing. And a joining target object is pressed with the lower surface 2b of a front-end | tip.

超音波振動子1aは軸方向に振動し、当該超音波振動子1aの振動を増幅して接合対象物に効率よく印加するブースタ1bと工具ホーン2は共振器であり、本明細書では場合により、両者を総括して説明するときは共振器と称して説明し、個々に説明するときは、接合対象物から見て近い方から工具ホーン2を第一共振器、ブースタ1bを第二共振器と称して説明する。   The ultrasonic vibrator 1a vibrates in the axial direction, and the booster 1b and the tool horn 2 that amplify the vibration of the ultrasonic vibrator 1a and efficiently apply them to the object to be joined are resonators. When describing both of them together, they will be referred to as resonators, and when describing them individually, the tool horn 2 will be the first resonator and the booster 1b will be the second resonator as viewed from the object to be joined. Will be described.

本発明の第一の実施形態に係る超音波接合装置の共振器の支持手段3は超音波振動子1aとブースタ1bの横に位置している。そして、当該支持手段3は、図1の紙面手前側に張出した形状のスリット付きアーム3a、3bを有していて、スリット付きアーム3a、3bで第二共振器(ブースタ)1bのノーダルポイントで外径を拡大したフランジ1cの外周を挟み、スリット付きアーム3a、3bの両先端をボルト3cで締め付けて、第二共振器(ブースタ)1bを支持している。スリット付きアーム3a、3bの材質は、後述する第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材と同じ材料である合成樹脂(プラスチック)あるいは制振金属を用いている。   The resonator support means 3 of the ultrasonic bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention is located beside the ultrasonic transducer 1a and the booster 1b. The support means 3 includes slit-equipped arms 3a and 3b projecting toward the front side in FIG. 1, and the nodal point of the second resonator (booster) 1b by the slit-equipped arms 3a and 3b. The second resonator (booster) 1b is supported by sandwiching the outer periphery of the flange 1c whose outer diameter has been increased by tightening both ends of the arms 3a and 3b with slits with bolts 3c. As the material of the arms with slits 3a and 3b, synthetic resin (plastic) or damping metal, which is the same material as the tip material of the first resonator (tool horn) support means described later, is used.

また支持手段3には複数のボルト4aで固定され、共振器の軸方向と平行に延びるアーム4が張出している。アーム4の工具ホーン2側の先端付近にはアーム4の長手方向に長く上面から下面に向けて貫通した長孔4bを形成し、さらにアーム4の下面側には長孔4bの下端からさらに長手方向に長い長孔4cを形成している。この長孔4b、4cにネジ部を有する押圧棒5を入れている。押圧棒5の工具ホーン2側の先端5aの凹部に押圧棒5と同軸の円柱状をしたチップ材8を嵌めている。チップ材8は、工具ホーン2の接合位置である先端に最も近いノーダルポイントの外周面で、工具ホーン2の軸心に対して先端下面2bとは反対側の位置を押圧している。   An arm 4 that is fixed to the support means 3 by a plurality of bolts 4a and extends in parallel with the axial direction of the resonator projects. In the vicinity of the tip of the arm 4 on the tool horn 2 side, a long hole 4b that is long in the longitudinal direction of the arm 4 and penetrates from the upper surface to the lower surface is formed, and further on the lower surface side of the arm 4 from the lower end of the long hole 4b. A long hole 4c that is long in the direction is formed. A pressing rod 5 having a threaded portion is inserted into the long holes 4b and 4c. A tip material 8 having a columnar shape coaxial with the pressing rod 5 is fitted in a concave portion of the tip 5a of the pressing rod 5 on the tool horn 2 side. The tip material 8 presses the position opposite to the tip lower surface 2 b with respect to the axial center of the tool horn 2 on the outer peripheral surface of the nodal point closest to the tip, which is the joining position of the tool horn 2.

本発明を実施するための形態としては、チップ材8として樹脂チップを用いた場合を説明する。樹脂チップの材質としては、ガラスエポキシ、ガラス繊維強化ポリアミド(RENY)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)など、引張強度85MPa以上、連続使用温度150℃以上の樹脂を用いるとよい。発明者は、引張強度85MPa以上、連続使用温度150℃以上の樹脂であれば、問題なく継続使用できることを確認した。樹脂チップの材質にその他の制限は無く、耐摩耗性の高い材質や、硬度の硬い材質など、自由に共振子を固定、支持する材質を選択できる。またチップ材8としては、上記と同等の材料であれば他の材料に置き換えて用いても良く、チップ材8は制振金属などの金属チップを用いてもよい。チップ材8としては樹脂チップのみを用いても良いし、制振金属の金属チップのみを用いても良い。一般的な金属チップのときは、合成樹脂あるいは制振金属という制振材と重ねるなど同時に用いると良い。   As a form for implementing this invention, the case where a resin chip is used as the chip | tip material 8 is demonstrated. As a material of the resin chip, it is preferable to use a resin having a tensile strength of 85 MPa or more and a continuous use temperature of 150 ° C. or more, such as glass epoxy, glass fiber reinforced polyamide (RENY), polyether ether ketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS). . The inventor confirmed that a resin having a tensile strength of 85 MPa or more and a continuous use temperature of 150 ° C. or more can be continuously used without any problem. There are no other restrictions on the material of the resin chip, and a material for fixing and supporting the resonator can be selected freely, such as a highly wear-resistant material or a hard material. The tip material 8 may be replaced with another material as long as it is the same material as described above, and the tip material 8 may be a metal tip such as a damping metal. As the chip material 8, only a resin chip may be used, or only a metal chip of a damping metal may be used. In the case of a general metal chip, it is preferable to use it simultaneously with a damping material called a synthetic resin or a damping metal.

なお、チップ材8の外周には緩衝部材としてOリング9を被せてある。Oリング9を介して押圧棒先端5aの凹部に嵌められていることで、チップ材8が自らの半径方向に膨張・収縮する振動動作をしてもその動きを吸収して押圧棒5に伝わらないようにしている。図1のようにチップ材8が工具ホーン2の外周面を押圧した状態で、長孔4b上側の六角ナット6と長孔4cの長手方向に沿って摺動可能に設けられているスライドナット7により押圧棒5がアーム4に対して固定される。なお、チップ材8が工具ホーン2の外周面を押圧する押圧力は、六角ナット6とスライドナット7により微調整される。また、押圧棒5を長孔4bの長手方向に沿って移動させることで、チップ材8により工具ホーン2の外周面を押圧する位置を調整可能である。   The outer periphery of the chip material 8 is covered with an O-ring 9 as a buffer member. By being fitted in the concave portion of the tip 5a of the pressing rod via the O-ring 9, the tip material 8 absorbs the movement even if the tip member 8 expands / contracts in its radial direction and is transmitted to the pressing rod 5. I am trying not to. As shown in FIG. 1, the slide nut 7 is provided so as to be slidable along the longitudinal direction of the long hole 4 c and the hexagonal nut 6 on the upper side of the long hole 4 b in a state where the tip material 8 presses the outer peripheral surface of the tool horn 2. Thus, the pressing bar 5 is fixed to the arm 4. The pressing force with which the tip material 8 presses the outer peripheral surface of the tool horn 2 is finely adjusted by the hexagon nut 6 and the slide nut 7. Moreover, the position which presses the outer peripheral surface of the tool horn 2 with the chip | tip material 8 is adjustable by moving the press bar 5 along the longitudinal direction of the long hole 4b.

このように構成された超音波接合装置による超音波接合作業は、上記した工具ホーン2の外周面を、チップ材8を介して押圧棒5で押圧した状態で、共振器の支持手段3全体を下降させ、工具ホーン先端の下面2bで、アンビル10上に重ねて置かれたワーク(接合対象物)11a、11bの接合位置を押圧し、超音波振動を伝えてワーク11a、11bを超音波接合する。   The ultrasonic bonding operation by the ultrasonic bonding apparatus configured as described above is performed by pressing the outer peripheral surface of the above-described tool horn 2 with the pressing rod 5 through the tip material 8, and the entire support means 3 of the resonator. The lower surface 2b at the tip of the tool horn is lowered, the joining positions of the workpieces (joining objects) 11a and 11b placed on the anvil 10 are pressed, ultrasonic vibration is transmitted, and the workpieces 11a and 11b are ultrasonically joined. To do.

図3(a)に、工具ホーン2の外周面を押圧棒5の先端のチップ材8で押圧している状態を拡大図にして示した。押圧棒5の先端5aの凹部には円柱状の、チップ材8を嵌めている。チップ材8は、工具ホーン2のノーダルポイント、つまり軸方向に変位しない点(節)を押圧している。なお、チップ材8の外周には溝を設けて、その溝にOリング9を被せている。   FIG. 3A is an enlarged view showing a state in which the outer peripheral surface of the tool horn 2 is pressed by the tip material 8 at the tip of the pressing bar 5. A cylindrical chip material 8 is fitted in the concave portion of the tip 5 a of the pressing bar 5. The tip material 8 presses a nodal point of the tool horn 2, that is, a point (node) that does not displace in the axial direction. In addition, a groove is provided on the outer periphery of the chip member 8, and an O-ring 9 is put on the groove.

工具ホーン2のノーダルポイントでは、超音波振動子1aからの超音波振動エネルギーが伝わっても軸方向(振動方向)に変位しないが、半径方向に小さく膨張・収縮する。図3(a)では、工具ホーン2の外周面が半径方向に膨張・収縮するイメージを小さい矢印で示した。チップ材8は、工具ホーン2の外周面が半径方向に膨張すれば通常状態より圧縮され、工具ホーン2の外周面が半径方向に収縮すれば、圧縮された状態から元の通常状態に戻る。チップ材8は、工具ホーン2の円周面の半径方向の動きを吸収する。そのため、工具ホーン2のノーダルポイントに超音波振動エネルギーが伝わっても、超音波振動が押圧棒5を経由して押圧棒5を支持しているアーム4および支持手段3に伝わらないようにしている。   At the nodal point of the tool horn 2, even if ultrasonic vibration energy from the ultrasonic transducer 1a is transmitted, the tool horn 2 does not displace in the axial direction (vibration direction) but expands and contracts in the radial direction. In FIG. 3A, an image in which the outer peripheral surface of the tool horn 2 expands and contracts in the radial direction is indicated by small arrows. The tip material 8 is compressed from the normal state when the outer peripheral surface of the tool horn 2 expands in the radial direction, and returns from the compressed state to the original normal state when the outer peripheral surface of the tool horn 2 contracts in the radial direction. The tip material 8 absorbs the radial movement of the circumferential surface of the tool horn 2. Therefore, even if the ultrasonic vibration energy is transmitted to the nodal point of the tool horn 2, the ultrasonic vibration is not transmitted to the arm 4 supporting the pressing bar 5 and the support means 3 via the pressing bar 5. Yes.

また、工具ホーン2の外周面の膨張・収縮動作は、チップ材8が押圧している外周面ではある程度抑制されて減衰するが、チップ材8が押圧していない外周面では抑制されず、工具ホーン2の外周面の膨張・収縮動作は全体として許容される。
ここで、本発明の第一の実施形態の変形例について説明する。図3(b)に示した本発明の第一の実施形態の第一変形例では、押圧棒5の先端5aの凹部の底に制振材20を入れ、その上にチップ材8を嵌めている。特にチップ材8が制振金属でない一般的な金属チップであるときにこの構成は有効である。制振材20の材質は、対数減衰率が0.01より大きく1より小さいものを用いる。また、先に説明した、ガラスエポキシ、ガラス繊維強化ポリアミド(RENY)、PEEK、PPSなど、引張強度85MPa以上、連続使用温度150℃以上の他の樹脂を制振材として用いてもよい。なお、チップ材8の形状と制振材20の形状は、円柱状あるいは円板状といった簡単な形状として簡単に加工できる。
Further, the expansion / contraction operation of the outer peripheral surface of the tool horn 2 is suppressed and attenuated to some extent on the outer peripheral surface pressed by the tip material 8, but is not suppressed on the outer peripheral surface not pressed by the tip material 8. The expansion / contraction operation of the outer peripheral surface of the horn 2 is allowed as a whole.
Here, the modification of 1st embodiment of this invention is demonstrated. In the first modification of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3 (b), the damping material 20 is put into the bottom of the recess at the tip 5a of the pressing bar 5, and the chip material 8 is fitted thereon. Yes. This configuration is particularly effective when the tip material 8 is a general metal tip that is not a damping metal. As the material of the vibration damping material 20, a material having a logarithmic attenuation rate larger than 0.01 and smaller than 1. In addition, other resins such as glass epoxy, glass fiber reinforced polyamide (RENY), PEEK, and PPS described above, such as a tensile strength of 85 MPa or more and a continuous use temperature of 150 ° C. or more may be used as the vibration damping material. The shape of the chip material 8 and the shape of the damping material 20 can be easily processed as a simple shape such as a columnar shape or a disk shape.

図3(b)のように押圧棒5とチップ材8の間に制振材20を重ねた構成では、工具ホーン2の外周面の半径方向の動きを制振材20で吸収する。そのため、超音波振動エネルギーがチップ材8に伝わっても超音波振動が押圧棒5を経由してアーム4と支持手段3に伝わらないようにできる。   In the configuration in which the damping material 20 is overlapped between the pressing bar 5 and the tip material 8 as shown in FIG. 3B, the damping material 20 absorbs the radial movement of the outer peripheral surface of the tool horn 2. Therefore, even if ultrasonic vibration energy is transmitted to the chip material 8, the ultrasonic vibration can be prevented from being transmitted to the arm 4 and the support means 3 via the pressing rod 5.

なお上記では、チップ材8で押圧する部分を円柱状の外周面とした場合を説明したが、チップ材8で押圧する部分を平面にしても良い。図3(c)に、チップ材8で工具ホーン2’の外周に形成した平面を押圧したときの状態を示した。
本発明は上記のように、第一共振器(工具ホーン)の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面で、軸心に対して接合対象物の反対側を第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材で押圧支持し、第二共振器(ブースタ)支持手段により、前記ノーダルポイントの隣に位置するノーダルポイントで第二共振器(ブースタ)を支持している。
In addition, although the case where the part pressed with the chip | tip material 8 was made into the cylindrical outer peripheral surface was demonstrated above, you may make the part pressed with the chip | tip material 8 a plane. FIG. 3 (c) shows a state when the flat surface formed on the outer periphery of the tool horn 2 ′ is pressed with the tip material 8.
In the present invention, as described above, the outer surface of the nodal point closest to the joining position of the first resonator (tool horn) is the first resonator (tool horn) on the opposite side of the object to be joined with respect to the axis. The second resonator (booster) is supported at the nodal point located next to the nodal point by the second resonator (booster) support means.

図4に、本発明の第一の実施形態の第二の変形例として他の第二共振器(ブースタ)支持手段で第二共振器(ブースタ)を支持した状態の側面図の一部を断面にして示し、図5で側面図を拡大して示した。図1、2では、第二共振器(ブースタ)のノーダルポイントで外径を拡大したフランジ1cの外周のほぼ全周を合成樹脂あるいは制振材でできたスリット付きアーム3a、3bで挟んでいたが、図4、5では、第二共振器(ブースタ)1bのノーダルポイントで外径を拡大したフランジ1cの端面の数か所において、スリット付アーム3d、3e内周に取り付けられたフランジ取付板97に対して座金(スペーサ)92を当てて皿ボルト33と六角ナット31で固定している。フランジ取付板97と座金92、皿ボルト33の材質は、既に説明したチップ材と同じ材質を用いている。   FIG. 4 is a cross-sectional view of a part of a side view showing a state in which the second resonator (booster) is supported by another second resonator (booster) support means as a second modification of the first embodiment of the present invention. The enlarged side view is shown in FIG. In FIGS. 1 and 2, almost the entire circumference of the flange 1 c whose outer diameter is enlarged at the nodal point of the second resonator (booster) is sandwiched between arms 3 a and 3 b with slits made of synthetic resin or damping material. However, in FIGS. 4 and 5, the flanges attached to the inner circumferences of the arms 3d and 3e with slits at several places on the end face of the flange 1c whose outer diameter is enlarged at the nodal point of the second resonator (booster) 1b. A washer (spacer) 92 is applied to the mounting plate 97 and fixed with a countersunk bolt 33 and a hexagon nut 31. The flange mounting plate 97, the washer 92, and the countersunk bolt 33 are made of the same material as the chip material already described.

このことは、第二共振器(ブースタ)のフランジ1cを、振動を吸収するフランジ取付板97に複数か所で固定したことになる。そのため、第二共振器(ブースタ)のフランジ1cを皿ボルト33と六角ナット31で固定した部分では、半径方向への膨張収縮がある程度抑制されて減衰するが、皿ボルト33と六角ナット31で固定していない部分は、半径方向への膨張収縮が抑制されず、半径方向へ膨張収縮動作が許容される。   This means that the flange 1c of the second resonator (booster) is fixed to the flange mounting plate 97 that absorbs vibration at a plurality of locations. For this reason, in the portion where the flange 1c of the second resonator (booster) is fixed by the countersunk bolt 33 and the hexagon nut 31, the expansion and contraction in the radial direction is suppressed to some extent and is attenuated, but fixed by the countersunk bolt 33 and the hexagon nut 31. In the portions that are not, the expansion and contraction in the radial direction is not suppressed, and the expansion and contraction operation in the radial direction is allowed.

また、皿ボルト33と六角ナット31で固定した第二共振器(ブースタ)のフランジ1cの部分の膨張収縮は、皿ボルト33と六角ナット31からフランジ取付板97に伝わるが、フランジ取付板97の材質を既に説明したチップ材あるいは制振材と同じにしたときは、第二共振器(ブースタ)のフランジ1cの部分の膨張収縮の動きを吸収して、支持手段3のスリット付きアーム3d、3eに伝わりにくくなる。そのため、支持手段3のスリット付きアーム3d、3eの材質として、すでに説明したチップ材や制振材と同じ材質を用いてもよいし、一般的な金属を用いてもよい。なお、六角ナット31については、フランジ取付板97に雌ネジを切って六角ナット31を省略しても良い。   Further, the expansion and contraction of the flange 1c portion of the second resonator (booster) fixed by the countersunk bolt 33 and the hex nut 31 is transmitted from the countersunk bolt 33 and the hex nut 31 to the flange mounting plate 97. When the material is the same as the chip material or the vibration damping material already described, the movement of expansion and contraction of the flange 1c portion of the second resonator (booster) is absorbed, and the arms with slits 3d and 3e of the support means 3 are absorbed. It becomes difficult to be transmitted to. Therefore, as the material of the slit-equipped arms 3d and 3e of the support means 3, the same material as that of the chip material and the vibration damping material already described may be used, or a general metal may be used. As for the hexagon nut 31, the hexagon nut 31 may be omitted by cutting a female screw on the flange mounting plate 97.

図6に、本発明の第一の実施形態にかかる超音波接合装置の第一共振器(工具ホーン)支持手段の第三変形例の正面図を、図7には第三変形例の分解図を、それぞれ示した。図6では、工具ホーン2’の外周である円筒面を削って形成した平面をチップ材28で押圧している状態を示している。   FIG. 6 is a front view of a third modification of the first resonator (tool horn) support means of the ultrasonic bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an exploded view of the third modification. Respectively. FIG. 6 shows a state in which the chip material 28 is pressing a plane formed by cutting the cylindrical surface that is the outer periphery of the tool horn 2 ′.

先に説明した図1、図2の構成では、六角ナット6とスライドナット7により押圧棒5の先端5aの凹部に入れたチップ材8の押圧状態を微調整するが、微調整する作業に手間がかかる可能性がある。第三変形例は、簡単に微調整作業ができるように使い勝手を改良している。   1 and 2, the hex nut 6 and the slide nut 7 are used to finely adjust the pressing state of the tip material 8 placed in the recess at the tip 5a of the pressing bar 5, but it is troublesome to make fine adjustments. May take. In the third modified example, usability is improved so that fine adjustment work can be easily performed.

図6に示した第三変形例では、図1、図2、図4におけるアーム4を押圧ブロック(上)14及び押圧ブロック(下)18の上下一対のブロックで構成している。押圧ブロック(下)18内に底付き孔であるスライド孔18aを設け、スライド孔18aに上下にスライドする押圧スライド19を入れている。   In the third modification shown in FIG. 6, the arm 4 in FIGS. 1, 2, and 4 is configured by a pair of upper and lower blocks of a pressing block (upper) 14 and a pressing block (lower) 18. A slide hole 18a, which is a bottomed hole, is provided in the pressure block (lower) 18, and a pressure slide 19 that slides up and down is placed in the slide hole 18a.

押圧スライド19は、上下にそれぞれ凹部を設けて、下方の凹部に外周にOリング27を被せたチップ材28を嵌め、上方の凹部に制振材22を嵌めている。
なお、押圧スライド19の外周には2つのOリング21を巻き付け、押圧スライド19と押圧ブロック(下)18の間に振動が伝わらないようにしている。また、上下の凹部の間には、空気抜き孔19aをあけて、それぞれの凹部とチップ材28、あるいは制振材22との間に空気がたまらないようにしている。
The pressing slide 19 is provided with concave portions on the upper and lower sides, a chip material 28 with an O-ring 27 on the outer periphery is fitted in the lower concave portion, and a damping material 22 is fitted in the upper concave portion.
Two O-rings 21 are wound around the outer periphery of the pressure slide 19 so that vibration is not transmitted between the pressure slide 19 and the pressure block (lower) 18. Further, an air vent hole 19 a is formed between the upper and lower recesses so that air does not accumulate between the respective recesses and the chip material 28 or the vibration damping material 22.

そして、予め押圧ブロック(上)14に設けた雌ネジ14bに押圧ボルト15を下からネジこみ、押圧ボルト15が突きぬけた部分に座金17と六角ナット16を取り付け、押圧ボルト15の先端に、回転棒15bを取り付けている。
押圧ブロック(上)14でスライド孔18aに蓋をし、回転棒15bを手回しして押圧ブロック(上)14とネジで係合する押圧ボルト15で押圧スライド19を所定位置まで押し下げ、六角ナット16で位置決め固定するようにしている。
Then, a press bolt 15 is screwed into a female screw 14b provided in advance on the press block (upper) 14 from below, and a washer 17 and a hexagon nut 16 are attached to a portion where the press bolt 15 has been pushed. A rod 15b is attached.
The slide hole 18a is covered with the pressure block (upper) 14, the rotary rod 15b is turned by hand, and the pressure slide 19 is pushed down to a predetermined position by the pressure bolt 15 engaged with the pressure block (upper) 14 with a screw. The positioning is fixed with.

この構造であれば、押圧ブロック(上)14とネジで係合する押圧ボルト15の先端15aが押圧スライド19を所定位置まで押し下げ、六角ナット16で位置決め固定することができる。また、チップ材28の他に制振材22を設けているため、超音波振動エネルギーがチップ材28に伝わっても超音波振動が押圧ブロック(上)14に伝わらない。チップ材28の材質、制振材22の材質については、既に説明した通りである。   With this structure, the tip 15 a of the pressing bolt 15 that engages with the pressing block (upper) 14 with a screw can push down the pressing slide 19 to a predetermined position and can be positioned and fixed with the hexagon nut 16. Further, since the damping material 22 is provided in addition to the chip material 28, the ultrasonic vibration is not transmitted to the pressing block (upper) 14 even if the ultrasonic vibration energy is transmitted to the chip material 28. The material of the chip material 28 and the material of the vibration damping material 22 are as described above.

工具ホーン2、2’のノーダルポイントでは、超音波振動エネルギーが伝わっても軸方向に変位しないが、半径方向に小さく膨張・収縮する。本実施形態及び変形例では、工具ホーン2、2’の外周面に接している押圧手段にチップ材8、28を用い、あるいはチップ材8、28と制振材20、22を重ねて用いている。このことにより、工具ホーン2、2’のノーダルポイントに超音波振動エネルギーが伝わっても安定的に支持することができる。そして、接合対象物(ワーク)11a、11bを超音波接合するのに必要な加圧力を工具ホーン先端下面2bに与えることができる。   At the nodal point of the tool horn 2, 2 ', even if ultrasonic vibration energy is transmitted, it is not displaced in the axial direction, but expands and contracts in the radial direction. In the present embodiment and the modification, the tip materials 8 and 28 are used as the pressing means in contact with the outer peripheral surfaces of the tool horns 2 and 2 ′, or the tip materials 8 and 28 and the damping materials 20 and 22 are used in an overlapping manner. Yes. As a result, even if ultrasonic vibration energy is transmitted to the nodal point of the tool horn 2, 2 ', it can be stably supported. And the pressurization force required in order to ultrasonically join the objects (workpieces) 11a and 11b to be joined can be applied to the tool horn tip lower surface 2b.

また本実施形態は、従来のように工具ホーンのノーダルポイントの外周面に溝を加工して被保持部を形成していない。また、被保持部の外周面の全周又は大部分を制振材で把持していない。本実施形態及び各変形例ではチップ材8、28に接していない工具ホーン2、2'の外周面では、半径方向の膨張収縮を可能にして、超音波振動を効率よく対象物へ印加することができる。   Further, in the present embodiment, the held portion is not formed by machining the groove on the outer peripheral surface of the nodal point of the tool horn as in the prior art. Further, the entire periphery or most of the outer peripheral surface of the held portion is not gripped by the damping material. In the present embodiment and each modified example, the outer peripheral surface of the tool horn 2, 2 'that is not in contact with the tip material 8, 28 is capable of expanding and contracting in the radial direction and efficiently applying ultrasonic vibration to the object. Can do.

なお、上記では、チップ材8、28で押圧する共振器支持手段で、工具ホーン2、2’の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面で、工具ホーン2、2’の軸心に対して接合対象物の反対側だけを支持した例を示したが、これに加えて、例えば図8に想像線で示したように、接合対象物の反対側以外の他の外周面をチップ材28’、28''で支持してもよい。図8の例では、工具ホーン2’の水平方向のブレ(横ブレ)を防止できる。   In the above description, the resonator support means that presses with the tip materials 8 and 28, and the outer peripheral surface of the nodal point closest to the joining position of the tool horns 2 and 2 ′, with respect to the axis of the tool horns 2 and 2 ′. In this example, only the opposite side of the object to be joined is supported. In addition to this, for example, as shown by an imaginary line in FIG. ', 28' 'may be supported. In the example of FIG. 8, it is possible to prevent the tool horn 2 ′ from shaking in the horizontal direction (lateral shaking).

(本発明の第二の実施形態)
本発明の第一の実施形態では、工具ホーン2の接合対象物と反対側の外周面をチップ材8で支え、工具ホーン2が撓まないようにする構成を説明した。
本発明の第二の実施形態では、工具ホーン2の接合対象物と反対側の外周面をチップ材で支え、更に接合対象物側の外周面を、同じくチップ材で押圧して支持している。本発明の第二の実施形態でも第一の実施形態と同じく、チップ材として樹脂チップを用いた場合を説明するが、チップ材として制振金属などの金属を用いてもよいことは第一の実施形態と同じである。
(Second embodiment of the present invention)
In 1st embodiment of this invention, the structure which supports the outer peripheral surface on the opposite side to the joining target object of the tool horn 2 with the chip | tip material 8, and prevents the tool horn 2 from bending was demonstrated.
In 2nd embodiment of this invention, the outer peripheral surface on the opposite side to the joining target object of the tool horn 2 is supported by the tip material, and also the outer peripheral surface on the joining target side is pressed and supported by the tip material. . In the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment, a case where a resin chip is used as a chip material will be described. However, the first material is that a metal such as a damping metal may be used as the chip material. This is the same as the embodiment.

本発明の第二の実施形態は、本発明の第一の実施形態と同様に、チップ材で押圧していない工具ホーンの外周面を膨張収縮可能にしたので、従来のように共振器のノーダルポイントの外周面の全周をクランプする場合に比べて、ノーダルポイントの軸心に近い部分を保持しなくても、保持による振動ロスや異常振動が減少する利点に加えて、被接合対象物を大きな力で押圧することができるという利点がある。   In the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment of the present invention, the outer peripheral surface of the tool horn that is not pressed by the tip material can be expanded and contracted. Compared to clamping the entire circumference of the outer surface of the dull point, in addition to the advantage of reducing vibration loss and abnormal vibration due to holding without holding the portion close to the axis of the nodal point, the object to be joined There is an advantage that an object can be pressed with a large force.

図9に、本発明の第二の実施形態の超音波接合装置の共振器とその支持手段近傍の構成を、一部を断面とした側面図で示し、それぞれの位置における振幅を曲線グラフで示した。なお、第一の実施形態の工具ホーン2は小型の工具ホーンで、第二の実施の形態の工具ホーン32は大型の工具ホーンであり、一部形状が異なっているが各部の機能は同じであり、先端部の下面32aで接合対象物(ワーク)を押圧して接合を行う。   FIG. 9 shows a side view of a section of the resonator of the ultrasonic bonding apparatus according to the second embodiment of the present invention and its supporting means in a side view partly in section, and shows the amplitude at each position in a curve graph. It was. The tool horn 2 of the first embodiment is a small tool horn, and the tool horn 32 of the second embodiment is a large tool horn. Although the shapes are partially different, the functions of each part are the same. Yes, the joining object (workpiece) is pressed by the lower surface 32a of the tip portion to perform joining.

本発明の第二の実施形態の共振器支持手段の支持板34の下方には位置決め板36を固定していて、位置決め板36の面上に上側支持板38と下側支持板39を位置決め固定している。上側支持板38にはチップ材28を、下側支持板39にはチップ材29をそれぞれ設け、工具ホーン32のノーダルポイントにおいて、工具ホーン32の外周面の上をチップ材28で、外周面の下をチップ材29で、それぞれ支持している。なお第一の実施の形態で説明したのと同じく、チップ材28、29は円柱状をしており、外周にはOリング27を被せている。また、第一の実施形態の第三変形例と同様に、工具ホーン32の外周面の上を支持するチップ材28は、押圧スライド19の下方の凹部に嵌めてあり、押圧ボルト15で押圧スライド19ごと押し下げ、六角ナット16で位置決め固定する。一方、工具ホーン32の外周面の下を支持するチップ材29は下側支持板39の凹部に嵌めている。   The positioning plate 36 is fixed below the support plate 34 of the resonator support means of the second embodiment of the present invention, and the upper support plate 38 and the lower support plate 39 are positioned and fixed on the surface of the positioning plate 36. doing. The upper support plate 38 is provided with a tip material 28, and the lower support plate 39 is provided with a tip material 29. At the nodal point of the tool horn 32, the tip material 28 overlies the outer peripheral surface of the tool horn 32, and the outer peripheral surface. Are supported by chip materials 29 respectively. As described in the first embodiment, the tip materials 28 and 29 have a columnar shape, and the outer periphery is covered with an O-ring 27. Further, as in the third modification of the first embodiment, the tip material 28 that supports the outer peripheral surface of the tool horn 32 is fitted in the concave portion below the pressing slide 19 and is pressed by the pressing bolt 15. It is pushed down with 19 and fixed with a hexagon nut 16. On the other hand, the tip material 29 that supports the bottom of the outer peripheral surface of the tool horn 32 is fitted in the concave portion of the lower support plate 39.

本発明の第二の実施の形態の共振器支持手段では、第二共振器(ブースタ)12のフランジ12aをドーナッツ型のスライド板37に皿ボルト33で一体に固定し、スライド板37の外周面を、支持板34に一体に設けた円筒型スライド35の内周面上で第二共振器(ブースタ)12の軸方向にスライド自在に支持している。なお、スライド板37の材質は軸方向にスライドしやすく振動を吸収する点では、いわゆるエンジニアプラスチックが好ましいが、実用上は、金属でもよい。   In the resonator support means of the second embodiment of the present invention, the flange 12a of the second resonator (booster) 12 is integrally fixed to the donut-shaped slide plate 37 with a flat bolt 33, and the outer peripheral surface of the slide plate 37 is fixed. Is supported so as to be slidable in the axial direction of the second resonator (booster) 12 on the inner peripheral surface of a cylindrical slide 35 provided integrally with the support plate 34. The material of the slide plate 37 is preferably so-called engineered plastic in that it is easy to slide in the axial direction and absorbs vibration, but in practice it may be metal.

従来の超音波接合装置であれば、第二共振器(ブースタ)12のフランジ12aを装置本体部分である支持板34に固定するのだが、本実施形態では、第二共振器(ブースタ)12のフランジ12aを支持板34にスライド自在に支持している。その代わり、工具ホーン32の接合位置に最も近いノーダルポイントで、支持板34に固定した上側支持板38と下側支持板39に設けたチップ材28、29で第一共振器(工具ホーン)32を固定している。   In the conventional ultrasonic bonding apparatus, the flange 12a of the second resonator (booster) 12 is fixed to the support plate 34, which is the main body of the apparatus. In this embodiment, the second resonator (booster) 12 The flange 12a is slidably supported on the support plate. Instead, at the nodal point closest to the joining position of the tool horn 32, the first resonator (tool horn) is constituted by the upper support plate 38 fixed to the support plate 34 and the tip materials 28 and 29 provided on the lower support plate 39. 32 is fixed.

上記のように、第一共振器(工具ホーン)32の固定位置を、接合対象物を押圧する接合位置に近づけたことにより、第一共振器(工具ホーン)32の片持ち長さは短くなり、第一共振器(工具ホーン)32の先端の撓みは小さくなる。
また、第二共振器(ブースタ)12をスライド自在に支持したことにより、第二共振器(ブースタ)を製作する上で、フランジ12aの位置寸法がばらついても、円筒型スライド35の内周面に対する位置が変動するだけであるため、超音波接合装置の支持板34、円筒型スライド35は、同じ部品をそのまま使えるという利点がある。
As described above, the cantilever length of the first resonator (tool horn) 32 is shortened by bringing the fixing position of the first resonator (tool horn) 32 closer to the joining position for pressing the object to be joined. The bending of the tip of the first resonator (tool horn) 32 is reduced.
In addition, since the second resonator (booster) 12 is slidably supported, the inner peripheral surface of the cylindrical slide 35 can be manufactured even when the position of the flange 12a varies in manufacturing the second resonator (booster). Therefore, the support plate 34 and the cylindrical slide 35 of the ultrasonic bonding apparatus have an advantage that the same parts can be used as they are.

図10は、工具ホーン32のノーダルポイントの支持手段の一部を断面とした正面図であり、工具ホーン32の外周面の上をチップ材28で、外周面の下をチップ材29で、それぞれ支持している様子を示している。支持板34には上側支持板38をボルト34aで固定している。図10で、38b、39aは位置決め孔であり、位置決め板36に突設した位置決めピンに嵌合して、上側支持板38と下側支持板39を位置決め板36に位置決めしている。   FIG. 10 is a front view in which a part of the support means for the nodal point of the tool horn 32 is taken as a cross section. The tool horn 32 has a tip material 28 on the outer peripheral surface and a tip material 29 below the outer peripheral surface. It shows how they support each other. An upper support plate 38 is fixed to the support plate 34 with bolts 34a. In FIG. 10, 38 b and 39 a are positioning holes, which are fitted to positioning pins protruding from the positioning plate 36, and position the upper support plate 38 and the lower support plate 39 on the positioning plate 36.

上側支持板38の中央のスライド孔38aに押圧スライド19を入れ、押圧ボルト15で所定位置までチップ材28を押し下げる構造は、第一の実施形態と同じである。第二の実施形態として特徴があるのは、上側支持板38の下に下側支持板39を設けて、工具ホーン32の軸心を中心としてチップ材28の反対側にチップ材29を配置して、工具ホーン32の外周面をチップ材28とチップ材29で挟持した点である。   The structure in which the pressing slide 19 is inserted into the central slide hole 38a of the upper support plate 38 and the tip material 28 is pushed down to a predetermined position by the pressing bolt 15 is the same as in the first embodiment. A feature of the second embodiment is that a lower support plate 39 is provided below the upper support plate 38, and a tip material 29 is arranged on the opposite side of the tip material 28 with the axis of the tool horn 32 as the center. Thus, the outer peripheral surface of the tool horn 32 is sandwiched between the tip material 28 and the tip material 29.

図10では、チップ材28の先端に段差のある凸部28aを形成し、工具ホーン32の外周面には凸部28aと嵌合する穴32bを予め形成している。凸部28aが穴32bに嵌合することにより、工具ホーン32の回り止めの役目を果たしている。なお図9と図10では、工具ホーン32の外周を穴32bのある円筒面として示しているが、例えば外周面を複数方向から平面カットして、略八角形など多角形類似の断面を持つ工具ホーンとしてもよい。   In FIG. 10, a convex portion 28 a having a step is formed at the tip of the tip material 28, and a hole 32 b that fits the convex portion 28 a is formed in advance on the outer peripheral surface of the tool horn 32. The convex portion 28a fits into the hole 32b, thereby serving as a detent for the tool horn 32. 9 and 10, the outer periphery of the tool horn 32 is shown as a cylindrical surface having a hole 32b. However, for example, a tool having a polygonal cross section such as a substantially octagonal shape by cutting the outer peripheral surface from a plurality of directions. A horn may be used.

また図16に本発明の第二の実施形態の変形例を示したように、予め工具ホーン82のノーダルポイントの外周面にフランジ状に盛り上がった部分82bを形成しておき、当該フランジ状部分の外周面を複数方向から平面カットして、その平面82cをチップ材88、89で押圧するようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 16 as a modification of the second embodiment of the present invention, a flange-like portion 82b is formed in advance on the outer peripheral surface of the nodal point of the tool horn 82, and the flange-like portion. It is also possible to cut the outer peripheral surface of the flat plate from a plurality of directions and press the flat surface 82 c with the chip members 88 and 89.

図10では、工具ホーン32の外周面に当接するチップ材29の表面はV字状にカットしたものを示している。チップ材29の上面は平面であってもよいが、安定的に挟持するには、図10のようにV字状にカットした表面にしてチップ材29の2ケ所が当接するようにして、チップ材28とチップ材29とで3点支持している。図10では、制振材22を押圧スライド19の上の凹部に入れているが、チップ材28、29には直接制振材を重ねて配置していない。必要により、超音波振動の大きさによっては制振材をチップ材28、29に重ねて配置してもよい。チップ材と制振材の大きさや厚さについては超音波振動の大きさに基づいた好ましい値に設定すればよい。   In FIG. 10, the surface of the tip material 29 that comes into contact with the outer peripheral surface of the tool horn 32 is cut into a V shape. The upper surface of the chip material 29 may be a flat surface. However, in order to stably hold the chip material 29, the chip material 29 is brought into contact with two points on the V-shaped surface as shown in FIG. The material 28 and the chip material 29 are supported at three points. In FIG. 10, the damping material 22 is placed in the recess on the pressing slide 19, but the damping materials are not directly stacked on the chip materials 28 and 29. If necessary, a damping material may be placed over the chip materials 28 and 29 depending on the magnitude of the ultrasonic vibration. The size and thickness of the chip material and damping material may be set to preferable values based on the magnitude of ultrasonic vibration.

ここで、第二の実施形態の変形例について説明する。図11では、外周面を八方向から平面カットした工具ホーン42を支持している状態を示し、図12に、図11に示した支持手段の分解図を示した。
当該変形例では、図11に示すように、工具ホーン42の外周面の上を支持するチップ材28に加えて、下側支持板49に一対のチップ材40と41を、間隔を開けて配置し、工具ホーン42をより安定的に支持している。図11のように、下方のチップ材40と41の間隔を開けて配置すれば、工具ホーン42の軸心から下側支持板49の下面までの距離h2を、図10の場合の距離h1より小さくすることが出来る。このことは、超音波接合装置の共振器支持手段の下方の寸法が小さくなり、共振器支持手段の下方部分がワークに当たらないという実用上の利点がある。
Here, a modification of the second embodiment will be described. FIG. 11 shows a state in which the tool horn 42 whose outer peripheral surface is plane-cut from eight directions is supported, and FIG. 12 shows an exploded view of the support means shown in FIG.
In the modification, as shown in FIG. 11, in addition to the tip material 28 that supports the outer peripheral surface of the tool horn 42, a pair of tip materials 40 and 41 are arranged on the lower support plate 49 with a gap therebetween. Thus, the tool horn 42 is supported more stably. As shown in FIG. 11, if the lower tip members 40 and 41 are arranged with a space therebetween, the distance h 2 from the axis of the tool horn 42 to the lower surface of the lower support plate 49 is the distance h in the case of FIG. Can be smaller than 1 . This has a practical advantage that the dimension below the resonator support means of the ultrasonic bonding apparatus is reduced, and the lower portion of the resonator support means does not hit the workpiece.

また、更なる変形例を図13に示しており、図13のように、下側支持板を正面から視て右下側支持板69、左下側支持板70のように2つの部品に分割してもよい。このようにすれば、工具ホーン42の直下に空間ができてワークに当たらないという実用上の利点が得られる。   Further, a further modification is shown in FIG. 13. As shown in FIG. 13, the lower support plate is divided into two parts such as a lower right support plate 69 and a lower left support plate 70 when viewed from the front. May be. In this way, there is a practical advantage that a space is formed immediately below the tool horn 42 and does not hit the work.

さらに図13では、チップ材28、40、41のそれぞれに制振材23、50、51を重ねて、チップ材28、40、41のそれぞれから本体側の支持板34に伝わろうとする振動を制振材23、50、51で吸収するよう構成した例を示した。
本発明の第二の実施の形態の共振器支持手段では、第二共振器(ブースタ)12のフランジ12aをドーナッツ型のスライド板37に皿ボルト33で一体に固定し、合成樹脂又は金属円板の外周面を支持板34に一体に設けた円筒型スライド35の内周面上で第二共振器(ブースタ)12の軸方向にスライド自在に支持している。
Further, in FIG. 13, damping materials 23, 50, 51 are stacked on the chip materials 28, 40, 41, respectively, to suppress vibrations that are transmitted from the chip materials 28, 40, 41 to the support plate 34 on the main body side. The example comprised so that it might absorb with the vibration materials 23, 50, and 51 was shown.
In the resonator support means of the second embodiment of the present invention, the flange 12a of the second resonator (booster) 12 is integrally fixed to the donut-shaped slide plate 37 with a flat bolt 33, and a synthetic resin or a metal disk is obtained. The second resonator (booster) 12 is slidably supported in the axial direction of the second resonator (booster) 12 on the inner peripheral surface of a cylindrical slide 35 provided integrally with the support plate 34.

図14には、本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置の第二共振器(ブースタ)のフランジ近傍の構成を示した。図15には、本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置の第二共振器(ブースタ)のフランジ近傍の構成を分解して示した。
本発明の第二の実施の形態の第二共振器(ブースタ)支持手段では、第二共振器(ブースタ)12のフランジ12aとドーナッツ型のスライド板37の間の複数か所に合成樹脂(プラスチック)または制振材の座金(スペーサ、又はワッシャ)92を入れて、合成樹脂(プラスチック)または制振材の皿ボルト33と六角ナット31を締め付けて一体に固定し、スライド板37の外周面37aを支持板34に一体に設けた円筒型スライド35の内周面35a上で第二共振器(ブースタ)12の軸方向にスライド自在に支持している。
In FIG. 14, the structure of the flange vicinity of the 2nd resonator (booster) of the ultrasonic bonding apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention was shown. FIG. 15 is an exploded view of the configuration near the flange of the second resonator (booster) of the ultrasonic bonding apparatus according to the second embodiment of the present invention.
In the second resonator (booster) support means of the second embodiment of the present invention, a synthetic resin (plastic) is provided at a plurality of locations between the flange 12a of the second resonator (booster) 12 and the donut-shaped slide plate 37. ) Or a washer (spacer or washer) 92 for damping material, and a synthetic resin (plastic) or damping material countersunk bolt 33 and hex nut 31 are tightened and fixed together, and the outer peripheral surface 37a of the slide plate 37 is fixed. Is supported so as to be slidable in the axial direction of the second resonator (booster) 12 on an inner peripheral surface 35a of a cylindrical slide 35 provided integrally with the support plate 34.

図14と図15では、第二共振器(ブースタ)12のフランジ12aの上下2か所を固定する例を示したが、第二共振器(ブースタ)のフランジの上の3か所、4か所あるいはそれ以上の複数か所を固定するようにしてもよい。皿ボルト33を用いたのは、位置決めのためであり、座金(スペーサ、又はワッシャ)92を用いたのは緩み止めと制振のためである。なお、六角ナット31については、スライド板37に雌ネジを切って六角ナット31を省略した構造としても良い。   14 and 15 show an example in which the upper and lower two portions of the flange 12a of the second resonator (booster) 12 are fixed. You may make it fix several places more than that. The countersunk bolt 33 is used for positioning, and the washer (spacer or washer) 92 is used for locking and damping. The hexagon nut 31 may have a structure in which a female screw is cut in the slide plate 37 and the hexagon nut 31 is omitted.

本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置では、第一共振器(工具ホーン)を、ワークの接合位置に最も近いノーダルポイントで、第一共振器(工具ホーン)の軸心に対して接合対象物の反対側と接合対象物側の両方を押圧して固定している。そのため、支持している工具ホーンの片持ち長さが短く、ワークを押圧したときの撓みが少ない。   In the ultrasonic bonding apparatus according to the second embodiment of the present invention, the first resonator (tool horn) is positioned at the nodal point closest to the workpiece bonding position, and the axis of the first resonator (tool horn). On the other hand, both the opposite side of the joining object and the joining object side are pressed and fixed. Therefore, the cantilever length of the supporting tool horn is short, and there is little bending when pressing a workpiece | work.

また、本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置では、第二共振器(ブースタ)支持手段により、前記ノーダルポイントの隣に位置するノーダルポイントで第二共振器(ブースタ)をスライド自在に支持している。
このことにより、第二共振器(ブースタ)支持手段における超音波振動エネルギー損失を抑制している。つまり、スライド板37と第二共振器(ブースタ)の間に合成樹脂(プラスチック)又は制振金属のワッシャ92を挟むことにより、合成樹脂(プラスチック)又は制振金属のワッシャ92が超音波振動を吸収する。さらに、スライド板37と共振器12を直接固定するのに比べ、樹脂又は制振金属のワッシャ92を間に挟むことにより接触面積が減り、超音波振動の伝達を抑制する。皿ボルト33の材質を制振金属又は合成樹脂(プラスチック)にすることにより、さらに超音波振動の伝達が抑制できる。
Further, in the ultrasonic bonding apparatus according to the second embodiment of the present invention, the second resonator (booster) is supported at the nodal point located next to the nodal point by the second resonator (boost) support means. It is slidably supported.
This suppresses ultrasonic vibration energy loss in the second resonator (booster) support means. That is, by sandwiching a synthetic resin (plastic) or damping metal washer 92 between the slide plate 37 and the second resonator (booster), the synthetic resin (plastic) or damping metal washer 92 generates ultrasonic vibrations. Absorb. Further, as compared with the case where the slide plate 37 and the resonator 12 are directly fixed, the contact area is reduced by sandwiching a resin or damping metal washer 92 therebetween, thereby suppressing transmission of ultrasonic vibration. By making the material of the countersunk bolt 33 a damping metal or a synthetic resin (plastic), transmission of ultrasonic vibration can be further suppressed.

また、第二共振器(ブースタ)を製作する上でノーダルポイントの位置寸法がある程度変動しても、支持位置をスライド可能にしたことにより、同一の部品で支持することができるという実用的な効果がある。
その他、本発明の第二の実施形態に係る超音波接合装置では、第一の実施形態で説明した本発明の諸課題を解決している。
In addition, when manufacturing the second resonator (booster), even if the position of the nodal point fluctuates to some extent, the support position can be slid so that it can be supported by the same component. effective.
In addition, the ultrasonic bonding apparatus according to the second embodiment of the present invention solves the problems of the present invention described in the first embodiment.

(本発明の第三の実施形態)
上記本発明の第一、第二の実施形態では、本発明を片持ち支持の工具ホーンに適用した場合について説明した。
本発明の第三の実施形態では、本発明を両持ち支持の工具ホーンに適用した場合について説明する。図17に、本発明の第三の実施形態に係る超音波接合装置の共振器とその支持手段の構成と振幅について、位置を対比して示した。図17で、Aは超音波振動子、Cは工具ホーンである。工具ホーンCの中央下方には接合対象物の接合位置を押圧する接合用凸部Caがあり、工具ホーンの接合用凸部Caの両側のノーダルポイントのそれぞれの外周をチップ材28、29で押圧して支持している。チップ材28、29によるそれぞれの共振器支持手段の構造は、既に第二の実施形態で説明した図10から図13の構造と同じである。
(Third embodiment of the present invention)
In the first and second embodiments of the present invention, the case where the present invention is applied to a cantilever-supported tool horn has been described.
In the third embodiment of the present invention, a case where the present invention is applied to a tool horn that is supported on both ends will be described. FIG. 17 shows the position and comparison of the configuration and amplitude of the resonator of the ultrasonic bonding apparatus according to the third embodiment of the present invention and its supporting means. In FIG. 17, A is an ultrasonic transducer, and C is a tool horn. Below the center of the tool horn C is a bonding convex portion Ca that presses the bonding position of the object to be bonded, and the outer circumferences of the nodal points on both sides of the bonding ridge Ca of the tool horn are inserted by the tip members 28 and 29. Press to support. The structure of each resonator support means by the chip materials 28 and 29 is the same as the structure of FIGS. 10 to 13 already described in the second embodiment.

すなわち、本発明の第三の実施形態の支持手段の支持板94の下方には位置決め板36を固定していて、位置決め板36の面上に上側支持板38と下側支持板39を位置決め固定している。上側支持板38にはチップ材28を、下側支持板39にはチップ材29をそれぞれ設け、工具ホーンCのノーダルポイントにおいて、工具ホーンCの外周面の上をチップ材28で、外周面の下をチップ材29で、それぞれ支持している。なお第一の実施の形態で説明したのと同じく、チップ材28、29は円柱状をしており、外周にはOリング27を被せている。また、チップ材28は、押圧スライド19の下方の凹部に嵌めてあり、押圧ボルト15で押圧スライド19ごと押し下げ、六角ナット16で位置決め固定する。チップ材29は下側支持板39の凹部に嵌めている。   That is, the positioning plate 36 is fixed below the support plate 94 of the support means of the third embodiment of the present invention, and the upper support plate 38 and the lower support plate 39 are positioned and fixed on the surface of the positioning plate 36. doing. The upper support plate 38 is provided with a tip material 28, and the lower support plate 39 is provided with a tip material 29. At the nodal point of the tool horn C, the tip material 28 lies on the outer peripheral surface of the tool horn C, and the outer peripheral surface. Are supported by chip materials 29 respectively. As described in the first embodiment, the tip materials 28 and 29 have a columnar shape, and the outer periphery is covered with an O-ring 27. Further, the chip material 28 is fitted in a concave portion below the pressing slide 19, and is pressed down together with the pressing slide 19 with the pressing bolt 15, and positioned and fixed with the hexagon nut 16. The chip material 29 is fitted in the concave portion of the lower support plate 39.

本発明の第三の実施形態にかかる超音波接合装置による超音波接合作業は、上記した工具ホーンC全体を下降させ、工具ホーン中央の下面(接合用凸部)Caで、図示していないワーク(接合対象物)の接合位置を押圧し、超音波振動を伝えてワークを超音波接合する。   In the ultrasonic bonding operation by the ultrasonic bonding apparatus according to the third embodiment of the present invention, the entire tool horn C is lowered, and the lower surface (bonding convex portion) Ca at the center of the tool horn is not shown. The workpiece is ultrasonically joined by pressing the joining position of the (joining object) and transmitting ultrasonic vibration.

工具ホーンCのノーダルポイントでは、超音波振動エネルギーが伝わっても軸方向に変位しないが、半径方向に小さく膨張・収縮する。本実施形態では、工具ホーンCの外周面に接している押圧手段にチップ材28を用い、制振材22を重ねて用いている。このことにより、工具ホーンCの接合位置の両側のノーダルポイントのぞれぞれで、超音波振動エネルギーが伝わっても本体側に伝わらないように両もち支持している。両もち支持のため、接合用凸部Caは、撓みにくい。そして、被接合物を超音波接合するのに必要な加圧力を工具ホーン先端に与えることができる。   At the nodal point of the tool horn C, even if ultrasonic vibration energy is transmitted, it is not displaced in the axial direction, but expands and contracts in the radial direction. In the present embodiment, the tip material 28 is used as the pressing means in contact with the outer peripheral surface of the tool horn C, and the vibration damping material 22 is used in an overlapping manner. As a result, both nodal points on both sides of the joining position of the tool horn C are supported so that even if ultrasonic vibration energy is transmitted, it is not transmitted to the main body side. Since both ends are supported, the bonding convex portion Ca is not easily bent. And the pressurization force required in order to ultrasonically join a to-be-joined object can be given to a tool horn tip.

本発明の第三の実施形態に係る超音波接合装置では、共振器の外周面に溝を掘らず、応力の高い部分の断面を減らさずに、振動ロスや異常振動を減少させることができる。また、被保持部の外周面の全周又は大部分を制振材で把持していない。本実施形態によれば、チップ材28、29に接していない工具ホーンCの外周面では、半径方向の膨張収縮を可能にして、超音波振動を効率よく接合対象物へ印加することができる。本発明の第三の実施形態によるその他の効果は、第一、第二の実施形態と同じである。   In the ultrasonic bonding apparatus according to the third embodiment of the present invention, it is possible to reduce vibration loss and abnormal vibration without digging a groove in the outer peripheral surface of the resonator and without reducing the cross section of the portion with high stress. Further, the entire periphery or most of the outer peripheral surface of the held portion is not gripped by the damping material. According to the present embodiment, the outer peripheral surface of the tool horn C that is not in contact with the tip materials 28 and 29 can be expanded and contracted in the radial direction, and ultrasonic vibration can be efficiently applied to the objects to be joined. Other effects of the third embodiment of the present invention are the same as those of the first and second embodiments.

本発明は、金属を超音波振動で接合する超音波接合装置の他にプラスチックを溶着する超音波溶着装置にも適用することができる。   The present invention can also be applied to an ultrasonic welding apparatus for welding plastic in addition to an ultrasonic bonding apparatus for bonding metals by ultrasonic vibration.

1a 超音波振動子
1b 第二共振器(ブースタ)
1c フランジ
2、32、82、C 第一共振器(工具ホーン)
3 支持手段
3a、3b、3d、3e スリット付きアーム
4 アーム
5 押圧棒
6 六角ナット
7 スライドナット
8、28、29 チップ材
9、27 Oリング
10 アンビル
11a、11b ワーク
20、21、22 制振材
31 六角ナット
33 皿ボルト
34 支持板
35 円筒型スライド
36 位置決め板
37 スライド板
38 上側支持板
39 下側支持板
92 座金(スペーサ、ワッシャ)
1a Ultrasonic vibrator 1b Second resonator (booster)
1c Flange 2, 32, 82, C First resonator (tool horn)
3 Support means 3a, 3b, 3d, 3e Slit arm 4 Arm 5 Press rod 6 Hex nut 7 Slide nut 8, 28, 29 Chip material 9, 27 O-ring 10 Anvil 11a, 11b Work 20, 21, 22 Damping material 31 Hexagon nut 33 Flat head bolt 34 Support plate 35 Cylindrical slide 36 Positioning plate 37 Slide plate 38 Upper support plate 39 Lower support plate 92 Washer (spacer, washer)

Claims (19)

先端にチップ材を有する共振器支持手段を有し、
前記チップ材の外周に緩衝部材を被せ、
前記共振器支持手段のチップ材で、共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物の反対側を押圧支持した
ことを特徴とする超音波接合装置。
Resonator support means having a tip material at the tip,
Cover the outer periphery of the chip material with a buffer member,
An ultrasonic bonding apparatus characterized in that the tip of the resonator support means presses and supports the opposite side of the object to be bonded to the axial center of the outer peripheral surface of the nodal point of the resonator.
先端にチップ材を有する共振器支持手段を二以上有し、
前記チップ材の外周に緩衝部材を被せ、
前記共振器支持手段の一部のチップ材で、共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物の反対側を押圧支持し、
前記共振器支持手段の他のチップ材で、前記共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物側を押圧支持した
ことを特徴とする超音波接合装置。
Having two or more resonator support means having a tip material at the tip,
Cover the outer periphery of the chip material with a buffer member,
With the tip material of a part of the resonator support means, pressing and supporting the opposite side of the object to be bonded to the axial center of the outer peripheral surface of the nodal point of the resonator,
An ultrasonic bonding apparatus characterized in that a bonding object side is pressed and supported with respect to an axis of an outer peripheral surface of a nodal point of the resonator by another chip material of the resonator supporting means.
接合対象物を押圧して接合する第一共振器(工具ホーン)と、当該第一共振器(工具ホーン)と接続された第二共振器(ブースタ)を有する超音波接合装置において、
先端にチップ材を有する第一共振器(工具ホーン)支持手段と、
第二共振器(ブースタ)支持手段と、を有し、
前記チップ材の外周に緩衝部材を被せ、
前記第一共振器(工具ホーン)の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面で、軸心に対して前記接合対象物の反対側を前記第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材で押圧支持し、
前記第二共振器(ブースタ)支持手段により、前記ノーダルポイントの隣に位置するノーダルポイントで第二共振器(ブースタ)を支持した
ことを特徴とする超音波接合装置。
In an ultrasonic bonding apparatus including a first resonator (tool horn) that presses and bonds an object to be bonded and a second resonator (booster) connected to the first resonator (tool horn),
A first resonator (tool horn) support means having a tip material at the tip;
A second resonator (booster) support means,
Cover the outer periphery of the chip material with a buffer member,
The tip material of the first resonator (tool horn) support means on the outer peripheral surface of the nodal point closest to the joining position of the first resonator (tool horn) on the opposite side of the object to be joined with respect to the axis Press and support
The ultrasonic bonding apparatus, wherein the second resonator (booster) is supported by a nodal point located next to the nodal point by the second resonator (booster) support means.
前記第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材を、前記第一共振器(工具ホーン)の軸心に対して直角方向にスライド自在かつ固定自在に支持して、前記第一共振器(工具ホーン)の外周面を押す押圧力を調整可能に構成したことを特徴とする請求項3に記載の超音波接合装置。   A tip material of the first resonator (tool horn) support means is slidably and fixedly supported in a direction perpendicular to the axis of the first resonator (tool horn), and the first resonator ( The ultrasonic bonding apparatus according to claim 3, wherein the pressing force pressing the outer peripheral surface of the tool horn is adjustable. 前記先端にチップ材を有する第一共振器(工具ホーン)支持手段を二以上有し、
前記第一共振器(工具ホーン)支持手段の一部のチップ材で、前記第一共振器(工具ホーン)の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面の軸心に対して前記接合対象物の反対側を押圧支持し、
前記第一共振器(工具ホーン)支持手段の他のチップ材で、前記第一共振器(工具ホーン)の前記ノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物側の外周面を押圧支持したことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の超音波接合装置。
Two or more first resonator (tool horn) support means having a tip material at the tip,
The tip of the first resonator (tool horn) support means, and the object to be joined with respect to the axial center of the outer peripheral surface of the nodal point closest to the joining position of the first resonator (tool horn) Press and support the other side of
With the other tip material of the first resonator (tool horn) support means, the outer peripheral surface on the welding object side is pressed against the axial center of the outer surface of the nodal point of the first resonator (tool horn). The ultrasonic bonding apparatus according to claim 3 or 4, wherein the ultrasonic bonding apparatus is supported.
先端にチップ材を有する共振器支持手段を有し、
前記チップ材に制振材を重ね、
前記共振器支持手段のチップ材で、共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物の反対側を押圧支持した
ことを特徴とする超音波接合装置。
Resonator support means having a tip material at the tip,
A damping material is stacked on the chip material,
An ultrasonic bonding apparatus characterized in that the tip of the resonator support means presses and supports the opposite side of the object to be bonded to the axial center of the outer peripheral surface of the nodal point of the resonator.
先端にチップ材を有する共振器支持手段を二以上有し、
前記チップ材に制振材を重ね、
前記共振器支持手段の一部のチップ材で、共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物の反対側を押圧支持し、
前記共振器支持手段の他のチップ材で、前記共振器のノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物側を押圧支持した
ことを特徴とする超音波接合装置。
Having two or more resonator support means having a tip material at the tip,
A damping material is stacked on the chip material,
With the tip material of a part of the resonator support means, pressing and supporting the opposite side of the object to be bonded to the axial center of the outer peripheral surface of the nodal point of the resonator,
An ultrasonic bonding apparatus characterized in that a bonding object side is pressed and supported with respect to an axis of an outer peripheral surface of a nodal point of the resonator by another chip material of the resonator supporting means.
接合対象物を押圧して接合する第一共振器(工具ホーン)と、当該第一共振器(工具ホーン)と接続された第二共振器(ブースタ)を有する超音波接合装置において、
先端にチップ材を有する第一共振器(工具ホーン)支持手段と、
第二共振器(ブースタ)支持手段と、を有し、
前記チップ材に制振材を重ね、
前記第一共振器(工具ホーン)の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面で、軸心に対して前記接合対象物の反対側を前記第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材で押圧支持し、
前記第二共振器(ブースタ)支持手段により、前記ノーダルポイントの隣に位置するノーダルポイントで第二共振器(ブースタ)を支持した
ことを特徴とする超音波接合装置。
In an ultrasonic bonding apparatus including a first resonator (tool horn) that presses and bonds an object to be bonded and a second resonator (booster) connected to the first resonator (tool horn),
A first resonator (tool horn) support means having a tip material at the tip;
A second resonator (booster) support means,
A damping material is stacked on the chip material,
The tip material of the first resonator (tool horn) support means on the outer peripheral surface of the nodal point closest to the joining position of the first resonator (tool horn) on the opposite side of the object to be joined with respect to the axis Press and support
The ultrasonic bonding apparatus, wherein the second resonator (booster) is supported by a nodal point located next to the nodal point by the second resonator (booster) support means.
前記第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材を、前記第一共振器(工具ホーン)の軸心に対して直角方向にスライド自在かつ固定自在に支持して、前記第一共振器(工具ホーン)の外周面を押す押圧力を調整可能に構成したことを特徴とする請求項8に記載の超音波接合装置。 A tip material of the first resonator (tool horn) support means is slidably and fixedly supported in a direction perpendicular to the axis of the first resonator (tool horn), and the first resonator ( The ultrasonic bonding apparatus according to claim 8 , wherein the pressing force pressing the outer peripheral surface of the tool horn is adjustable. 前記先端にチップ材を有する第一共振器(工具ホーン)支持手段を二以上有し、
前記第一共振器(工具ホーン)支持手段の一部のチップ材で、前記第一共振器(工具ホーン)の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面の軸心に対して前記接合対象物の反対側を押圧支持し、
前記第一共振器(工具ホーン)支持手段の他のチップ材で、前記第一共振器(工具ホーン)の前記ノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物側の外周面を押圧支持したことを特徴とする請求項8または請求項9に記載の超音波接合装置。
Two or more first resonator (tool horn) support means having a tip material at the tip,
The tip of the first resonator (tool horn) support means, and the object to be joined with respect to the axial center of the outer peripheral surface of the nodal point closest to the joining position of the first resonator (tool horn) Press and support the other side of
With the other tip material of the first resonator (tool horn) support means, the outer peripheral surface on the welding object side is pressed against the axial center of the outer surface of the nodal point of the first resonator (tool horn). The ultrasonic bonding apparatus according to claim 8 or 9 , wherein the ultrasonic bonding apparatus is supported.
前記制振材を、対数減衰率が0.01より大きく1より小さいものとしたことを特徴とする請求項6から請求項10のいずれかに記載の超音波接合装置。 11. The ultrasonic bonding apparatus according to claim 6 , wherein the vibration damping material has a logarithmic attenuation rate larger than 0.01 and smaller than 1. 11 . 前記チップ材の外周に緩衝部材を被せたことを特徴とする請求項6から請求項10のいずれかに記載の超音波接合装置。 The ultrasonic bonding apparatus according to claim 6, wherein a buffer member is placed on an outer periphery of the chip material. 接合対象物を押圧して接合する第一共振器(工具ホーン)と、当該第一共振器(工具ホーン)と接続された第二共振器(ブースタ)を有する超音波接合装置において、
先端にチップ材を有する第一共振器(工具ホーン)支持手段と、
第二共振器(ブースタ)支持手段と、を有し、
前記第二共振器(ブースタ)支持手段は、前記第二共振器(ブースタ)のノーダルポイントにて半径方向に張り出したフランジの複数か所において、フランジ取付板に固定するようにし、
前記第一共振器(工具ホーン)の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面で、軸心に対して前記接合対象物の反対側を前記第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材で押圧支持し、
前記第二共振器(ブースタ)支持手段により、前記ノーダルポイントの隣に位置するノーダルポイントで第二共振器(ブースタ)を支持した
ことを特徴とする超音波接合装置。
In an ultrasonic bonding apparatus including a first resonator (tool horn) that presses and bonds an object to be bonded and a second resonator (booster) connected to the first resonator (tool horn),
A first resonator (tool horn) support means having a tip material at the tip;
A second resonator (booster) support means,
The second resonator (booster) support means is fixed to the flange mounting plate at a plurality of flanges projecting radially at the nodal point of the second resonator (booster),
The tip material of the first resonator (tool horn) support means on the outer peripheral surface of the nodal point closest to the joining position of the first resonator (tool horn) on the opposite side of the object to be joined with respect to the axis Press and support
The ultrasonic bonding apparatus, wherein the second resonator (booster) is supported by a nodal point located next to the nodal point by the second resonator (booster) support means.
前記第一共振器(工具ホーン)支持手段のチップ材を、前記第一共振器(工具ホーン)の軸心に対して直角方向にスライド自在かつ固定自在に支持して、前記第一共振器(工具ホーン)の外周面を押す押圧力を調整可能に構成したことを特徴とする請求項13に記載の超音波接合装置。 A tip material of the first resonator (tool horn) support means is slidably and fixedly supported in a direction perpendicular to the axis of the first resonator (tool horn), and the first resonator ( The ultrasonic bonding apparatus according to claim 13 , wherein the pressing force pressing the outer peripheral surface of the tool horn is adjustable. 前記先端にチップ材を有する第一共振器(工具ホーン)支持手段を二以上有し、
前記第一共振器(工具ホーン)支持手段の一部のチップ材で、前記第一共振器(工具ホーン)の接合位置に最も近いノーダルポイントの外周面の軸心に対して前記接合対象物の反対側を押圧支持し、
前記第一共振器(工具ホーン)支持手段の他のチップ材で、前記第一共振器(工具ホーン)の前記ノーダルポイントの外周面の軸心に対して接合対象物側の外周面を押圧支持したことを特徴とする請求項13または請求項14に記載の超音波接合装置。
Two or more first resonator (tool horn) support means having a tip material at the tip,
The tip of the first resonator (tool horn) support means, and the object to be joined with respect to the axial center of the outer peripheral surface of the nodal point closest to the joining position of the first resonator (tool horn) Press and support the other side of
With the other tip material of the first resonator (tool horn) support means, the outer peripheral surface on the welding object side is pressed against the axial center of the outer surface of the nodal point of the first resonator (tool horn). The ultrasonic bonding apparatus according to claim 13 or 14 , wherein the ultrasonic bonding apparatus is supported.
前記フランジ取付板の材質を合成樹脂(プラスチック)または制振材としたことを特徴とする請求項13から請求項15のいずれかに記載の超音波接合装置。 The ultrasonic bonding apparatus according to any one of claims 13 to 15, wherein a material of the flange mounting plate is a synthetic resin (plastic) or a vibration damping material. 前記第二共振器(ブースタ)支持手段は、前記第二共振器(ブースタ)のノーダルポイントにて半径方向に張り出したフランジの複数か所において、前記フランジ取付板との間に合成樹脂(プラスチック)または制振部材の座金(スペーサ)を入れて固定したことを特徴とする請求項13から請求項15のいずれかに記載の超音波接合装置。 The second resonator (booster) support means includes a synthetic resin (plastic) between the flange mounting plate and a plurality of flanges projecting radially at the nodal point of the second resonator (booster). The ultrasonic bonding apparatus according to any one of claims 13 to 15, wherein a washer (spacer) of a damping member is inserted and fixed. 前記第二共振器(ブースタ)支持手段は、前記第二共振器(ブースタ)のノーダルポイントにて半径方向に張り出したフランジの複数か所において、前記フランジ取付板に、合成樹脂(プラスチック)または制振材の締結部材で固定したことを特徴とする請求項13から請求項15のいずれかに記載の超音波接合装置。 The second resonator (booster) support means is provided with synthetic resin (plastic) or plastic on the flange mounting plate at a plurality of flanges projecting radially at the nodal point of the second resonator (booster). The ultrasonic bonding apparatus according to any one of claims 13 to 15, wherein the ultrasonic bonding apparatus is fixed by a fastening member of a damping material. 前記第二共振器(ブースタ)支持手段は、前記フランジ取付板を前記第二共振器(ブースタ)の振動方向にスライド自在に支持したことを特徴とする請求項13から請求項15のいずれかに記載の超音波接合装置。 Said second resonator (booster) support means, said flange mounting plate to one of said second resonator claim 15 claim 13, characterized in that the slidably supported in the vibration direction of the (booster) The ultrasonic bonding apparatus described.
JP2013270877A 2013-12-27 2013-12-27 Ultrasonic bonding equipment Active JP6357667B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013270877A JP6357667B2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Ultrasonic bonding equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013270877A JP6357667B2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Ultrasonic bonding equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015123481A JP2015123481A (en) 2015-07-06
JP6357667B2 true JP6357667B2 (en) 2018-07-18

Family

ID=53534613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013270877A Active JP6357667B2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Ultrasonic bonding equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6357667B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102063457B1 (en) * 2016-03-09 2020-01-08 주식회사 엘지화학 Ultrasonic Welding Assembly Comprising Welding Horn Capable of Performing Welding in Stable State
JP7214991B2 (en) * 2018-06-28 2023-01-31 Tdk株式会社 Ultrasonic bonding head, ultrasonic bonding apparatus and ultrasonic bonding method
DE102018132840A1 (en) * 2018-12-19 2020-06-25 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Ultrasonic welding system with positive connection
DE102018132837A1 (en) * 2018-12-19 2020-06-25 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Ultrasonic welding system
DE102018132838A1 (en) 2018-12-19 2020-06-25 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Ultrasonic welding system with bracket
WO2021089153A1 (en) * 2019-11-07 2021-05-14 Schunk Sonosystems Gmbh Sonotrode assembly with zero bearing which can be operated in a simplified manner for an ultrasonic welding device
JP2021090983A (en) * 2019-12-09 2021-06-17 日本アビオニクス株式会社 Ultrasonic bonding apparatus
KR102609265B1 (en) * 2021-10-26 2023-12-01 서한나 Ultrasonic Generator for Ultrasonic Welder

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51104765U (en) * 1975-02-19 1976-08-21
JP2984225B2 (en) * 1997-01-23 1999-11-29 三島 大二 Ultrasonic welding equipment
JP4792945B2 (en) * 2005-01-28 2011-10-12 日産自動車株式会社 Ultrasonic bonding apparatus and bonded structure
US8082966B2 (en) * 2010-03-12 2011-12-27 Edison Welding Institute, Inc. System for enhancing sonotrode performance in ultrasonic additive manufacturing applications
JP5737562B2 (en) * 2011-02-09 2015-06-17 株式会社アドウェルズ Resonator support device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015123481A (en) 2015-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6357667B2 (en) Ultrasonic bonding equipment
US8950458B2 (en) System and method for mounting ultrasonic tools
TW422771B (en) Non-nodal mounting system for acoustic horn
JP6559006B2 (en) Ultrasonic vibration transmission mechanism holding structure
JP3650158B2 (en) Vibration member mounting apparatus and method for mounting vibration member
KR101935180B1 (en) Ultrasonic welding device
GB1599461A (en) Ultrasonic transducer
US8113258B2 (en) Ultrasonic welding device
JP4138850B1 (en) Ultrasonic vibration bonding equipment
CN112203794B (en) Ultrasonic bonding apparatus
US6871770B2 (en) Ultrasonic transducer
US20160273605A1 (en) Damping component and damping structure
JP7046614B2 (en) Vibration type actuators and electronic devices
US12103101B2 (en) Vibration conversion apparatus with flexural resonator portions
CN106217851A (en) Novel ultrasonic welder
US20030062395A1 (en) Ultrasonic transducer
JP4314306B1 (en) Ultrasonic transducer
US20060144906A1 (en) Ultrasonic welder with high-Q tool
JP6211976B2 (en) Ultrasonic welding equipment
JP6194498B2 (en) Booster horn and ultrasonic welding equipment using booster horn
CN210306223U (en) Welding head assembly and ultrasonic metal welding machine
JP5985013B2 (en) Motor and lens barrel
JP2013034963A (en) Booster for ultrasonic vibration, ultrasonic vibration joining apparatus using the booster and ultrasonic vibration welding apparatus using the booster
JP2009189046A (en) Ultrasonic vibrator
JP2009183946A (en) Ultrasonic oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171016

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20171017

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171024

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180515

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180523

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6357667

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250