谐振器的支承装置的制作方法

专利名称：谐振器的支承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对利用振动件的超声波振动而发生谐振的谐振器进行支承的谐振器 的支承装置。
背景技术：
目前，作为利用超声波振动来加工对象物的技术，已知有通过对重叠的多个对象 物施加超声波振动来接合对象物彼此的超声波振动接合装置、对刀具等切断工具施加超声 波振动并同时切断对象物的超声波切断装置、对锉等研磨工具施加超声波振动并同时研磨 对象物的超声波研磨装置等。利用了这样的超声波振动的装置通常具备具有振动件的谐振器，从振动件振荡与 谐振器的固有振动频率一致的振动，通过谐振器放大该振动，从而向对象物有效地施加超 声波振动。然而，由于谐振器与支承谐振器的支承部件成为一体而振动，因此谐振器的固有 振动频率受支承谐振器的支承部件或支承方法影响而容易变化。从而，根据支承部件或支 承方法不同，存在谐振器的固有振动频率偏大、谐振器不以规定的频率振动的可能性。另 外，还具有在与谐振器的振动方向不同的方向上发生异常振动、难以向对象物有效地赋予 超声波振动的问题。因此，迄今为止对支承谐振器的方法进行了各种各样的技术的改善以 使谐振器以规定的振动数稳定振动。例如，在专利文献1所记载的超声波振动接合装置中，谐振器具备在谐振器的中 心轴上向与谐振器的外周的最小振动振幅点(节点)相当的位置突出的凸部。这里，最小 振动振幅点是指谐振器中产生的驻波的节，是指在作为振动的传递方向的谐振器的中心轴 向不引起膨胀收缩的点。并且，将所述凸部通过支承部件和紧固部件紧固而机械上牢固地 夹紧，从而向对象物赋予规定的超声波振动而进行接合动作。另外，在专利文献2中，谐振器在节点的谐振器的外周上具备薄板状的肋作为谐 振器的固定部。并且，通过支承所述肋而由所述肋吸收与谐振器的振动方向不同的异常振 动，从而向对象物赋予规定的超声波振动而进行接合动作。专利文献1 日本特 2583398 号公报(段落
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、图 2、图 3)专利文献2 日本特开平11-265914号公报(段落
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、图3)

发明内容
在上述专利文献1的超声波振动接合装置中，由于将谐振器的外周直接机械上牢 固地夹紧，因此成为振动的损失或其他异常振动发生的原因。另外，由于将谐振器机械上夹 紧，因此容易在谐振器的凸部、支承部件、紧固部件之间产生摩擦所引起的各部件的磨损， 需要频繁地进行上述部件的清扫或更换。另外，因上述的摩擦而产生的热还导致了谐振器 的凸部、支承部件、紧固部件粘接这样的问题。进而，难以通过移动调整谐振器的支承位置
3来抑制异常振动。另外，专利文献2所记载的谐振器的固定部为薄板状的肋，因此存在强度弱且容 易损坏的问题。从而，难以在使振动件发振的同时进行支承位置的微调整。另外，还存在难 以在节点以外的任意的位置支承谐振器的问题。因此，本发明的目的在于提供一种谐振器的支承装置，其能够在任意的位置支承 谐振器，使谐振器以规定的振动数稳定振动，从而向对象物有效地施加超声波振动。为了解决上述的课题，本发明所涉及的谐振器的支承装置的特征在于，具备通过 振动件的超声波振动而发生谐振的谐振器；形成在所述谐振器的外周面的被支承部；与所 述被支承部卡合而支承所述谐振器使所述谐振器的固有振动频率不偏离的支承机构，所述 支承机构在与所述谐振器接触的部位具备由对数衰减率大于0. 01且小于1的材质构成的 支承部件(第一方面)。另外，本发明所涉及的谐振器的支承装置的特征在于，具备通过振动件的超声波 振动而发生谐振的谐振器；形成在所述谐振器的外周面的被支承部；与所述被支承部卡合 而支承所述谐振器使所述谐振器的固有振动频率不偏离的支承机构，所述支承机构在与所 述谐振器接触的部位具备由声速大于5900m/s的材质构成的支承部件(第二方面)。另外，本发明所涉及的谐振器的支承装置的特征在于，在所述谐振器的下方还具 备载物台，该载物台上载置施加超声波振动的对象物，所述载物台至少在载置所述对象物 的载置面上具备由对数衰减率大于0.01且小于1的材质构成的振动传递抑制用保持部件 (第三方面)。另外，本发明所涉及的谐振器的支承装置的特征在于，在所述谐振器的下方还具 备载置所述对象物的载物台，所述载物台至少在载置所述对象物的载置面上具备由声速大 于5900m/s的材质构成的振动传递抑制用保持部件(第四方面)。发明效果对于支承谐振器的支承部件的材质而言，根据本发明人所实施的实验的结果可 以确认，优选对数衰减率大的材质或者声速大的材质。根据该实验结果如下考虑由于对 数衰减率大的材质难以传递振动，因此快速吸收谐振器的异常振动，当为对数衰减率大于 0.01且小于1的材质时，能够有效地抑制谐振器的异常振动(参照图5、6)。另外如下考 虑由于声速大的材质的振动的传递速度快，因此快速放散谐振器的异常振动，当为声速大 于5900m/s材质时，能够有效地抑制谐振器的异常振动参照(参照图5、7)。从而，根据本发明的第一方面，与被支承部卡合而支承谐振器的支承机构具备由 对数衰减率大于0.01且小于1的材质构成的支承部件，因此在与谐振器接触的部位，振动 的吸收速度快，通过支承部件精度良好地吸收与谐振器的振动方向不同的异常振动，同时 能够使谐振器以所期望的振动稳定振动。由此，能够向对象物有效地施加超声波振动。另 外，由于支承谐振器的位置不局限于节点，在任意位置均能够进行支承，因此能够变更装置 结构。进而，能够减小支承机构的尺寸或减少支承机构的个数，因此也能够实现装置的小型 化或简单化。另外，根据本发明的第二方面，与被支承部卡合而支承谐振器的支承机构具备由 声速大于5900m/s的材质构成的支承部件，因此在与谐振器接触的部位，振动的传递速度 快，通过支承部件精度良好地放散与谐振器的振动方向不同的异常振动，同时能够使谐振器以所期望的振动稳定振动。由此，能够向对象物有效地施加超声波振动。另外，由于支承 谐振器的位置不局限于节点，在任意位置均能够进行支承，因此能够变更装置结构。进而， 能够减小支承机构的尺寸或减少支承机构的个数，因此也能够实现装置的小型化或简单 化。另外，根据本发明的第三方面，载置对象物的载物台至少在载置对象物的载置面 上具备由对数衰减率大于0. 01且小于1的材质构成的振动传递抑制用保持部件，因此通过 上述的支承机构侧的支承部件能够使谐振器以所期望的振动稳定振动，此外，通过振动传 递抑制用保持部件能够快速吸收从谐振器经由对象物传递到载物台的超声波振动。从而， 抑制载物台的振动，增大保持于载物台的对象物与谐振器、或保持于载物台的对象物与保 持于谐振器的对象物的相对的振动振幅，从而能够向对象物有效地施加超声波振动。另外，根据本发明的第四方面，载置对象物的载物台至少在载置对象物的载置面 上具备由声速大于5900m/s的材质构成的振动传递抑制用保持部件，因此通过上述的支承 机构侧的支承部件能够使谐振器以所期望的振动稳定振动以外，通过振动抑制用保持部件 能够快速放散从谐振器经由对象物传递到载物台的超声波振动。从而，抑制载物台的振动， 增大保持于载物台的对象物与谐振器、或保持于载物台的对象物与保持于谐振器的对象物 的相对的振动振幅，从而能够向对象物有效地施加超声波振动。


图1是本发明的第一实施方式的超声波振动接合装置的简要结构图。图2是第一实施方式的谐振器的简要图。图3是通过支承机构支承图2所示的谐振器的状态的简要图，(a)是主视图，(b) 是(a)所示的A-A线向视剖视图。图4是用于测定支承机构的振动振幅的实验装置的简要结构图。图5是支承机构的规定位置的振动振幅的测定结果的图。图6是表示各材质的对数衰减率的图。图7是表示各材质的声速的图。图8是本发明的第二实施方式的超声波振动接合装置的局部简要结构图，(a)是 主视图，(b)是局部剖视图。图9是图8所示的超声波振动接合装置的其他例的局部简要结构图，(a)是主视 图，(b)是局部剖视图。图10是本发明的第三实施方式的超声波振动接合装置的头部及载物台部的局部 简要结构图。图11是谐振器及载物台的振动振幅的测定结果的图。图12是本发明的第四实施方式的超声波振动接合装置的局部简要结构图。图13是本发明的第五实施方式的纵向振动式超声波振动接合装置的简要结构 图。图14是作为与第五实施方式的比较例的现有的纵向振动式超声波振动接合装置 的简要结构图。图15是本发明的第五实施方式的纵向振动式超声波振动接合装置的其他例的简
5要结构图。图16是本发明的第六实施方式的超声波振动切削装置的简要结构图。图17是图16所示的谐振器的局部简要结构图。
具体实施例方式(第一实施方式)参照图1至图4说明本发明的第一实施方式。图1是装入有本发明所涉及的谐振 器的支承装置的超声波振动接合装置的一实施方式的简要结构图，图2是图1所示的超声 波振动接合装置所具备的谐振器的结构图。另外，图3是通过支承机构支承的谐振器的结 构图，(a)是主视图，(b)是(a)的右侧视图，是谐振器的A-A线向视剖视图。另外，图4是 用于测定支承机构的振动振幅的实验装置的简要结构图，图5是支承机构的规定位置的振 动振幅的计测结果的图，图6是表示各材质的对数衰减率的图表，图7是表示各材质的声速 的图。1.装置结构在第一实施方式中，以装入有本发明所涉及的谐振器的支承装置的超声波振动接 合装置为例进行说明。在本实施方式中，通过超声波振动接合作为一方的接合对象物的在 半导体的接合面具有由铅锡焊料构成的金属溶融凸点23a的芯片23、作为另一方的接合的 对象物的具有金属溶融凸点24a的基板24。此外，芯片23保持于后续说明的谐振器7的保 持机构40，基板24载置于后续说明的载物台10。如图1所示，本实施方式的超声波振动接合装置具备接合机构27、具有载物台10 和载物工作台12的安装机构28、位置识别部29、输送部30、控制装置31。接合机构27具备上下驱动机构25、头部26，上下驱动机构25通过上下驱动电动 机1和螺栓螺母机构2使谐振器支承部6在被上下引导件3引导的同时上下移动，接合机 构27与框架34结合，框架34通过以包围头部26的加压中心的周边方式配设的四根支柱 13与基座35连结。此外，支柱13及框架34的一部分省略了图示。谐振器支承部6被头部避让引导件5沿上下方向引导，在被用于抵消自重的自重 平衡件4牵引的状态下与螺栓螺母机构2连结。并且，在该谐振器支承部6结合有具有谐 振器7的头部26。另外，在谐振器支承部6配设有压力传感器32，能够检测出向夹持在谐振器7与载 物台10之间的对象物(芯片23、基板24等)施加的加压力。从而，将由压力传感器32检 测出的向对象物施加的加压力向控制装置31反馈，由此根据该反馈值控制上下驱动机构 25，从而能够控制向对象物施加的加压力。另外，在谐振器支承部6具备谐振器部高度检测 机构36，从而能够检测出头部26的高度。在谐振器支承部6配设的头部26具备谐振器7、振动件8、吸附保持芯片23的保 持机构40、由基部20和第一夹紧机构21及第二夹紧机构22构成的支承机构44。如图2所示，谐振器7以谐振频率的一个波长的长度构成，以使谐振器7的大致中 央的位置f2、两端位置fO及f4成为最大振幅点。这种情况下，从最大振幅点离开1/4波长 的位置f3及Π分别与第一及第二最小振幅点相当。另外，谐振器7形成为从位置f4侧观 察的截面为圆形的圆柱状。
并且，在谐振器7的位置f0以与谐振器7的中心轴同轴的方式配设有振动件8，该 振动件8受控制装置31控制而产生超声波振动，由此谐振器7沿其中心轴方向振动。进而，在作为谐振器7的最大振幅点的位置f2的谐振器7的外周下表面配设有用 于保持作为对象物的芯片23的保持机构40。保持机构40由例如Ni、Cu、Ag等材质构成，通过热固化型树脂等粘接于谐振器7。 另外，也可以从谐振器7直接削出而形成。进而，保持机构40也可以由超硬碳化钨、陶瓷、 金刚石等金属以外的材质构成，也可以通过Ni、Cu、Ag等钎焊合金粘接于谐振器7。另外，保持机构40为了保持作为对象物的芯片23，作为一例具备基于真空吸附的 保持设备(未图示)。此外，该保持设备可以是利用静电吸附、机械式的卡盘等保持对象物 的结构，不局限于此，也可以是将对象物直接粘贴于保持机构40而保持的结构。另外，如图2所示，在作为谐振器7的第一最小振幅点的位置f3及作为第二最小 振幅点的位置fl，谐振器7的外周形成为凹状，由用于支承谐振器7的第一被支承部41及 第二被支承部42构成。用与谐振器7的中心轴垂直的截面剖开时，该第一被支承部41及 第二被支承部42呈八边形的截面形状。需要说明的是，所述第一被支承部41及第二被支 承部42的截面的形状并不局限于八边形，也可以是圆形或其他多边形。并且，如图3 (a)所示，谐振器7在所述第一被支承部41及第二被支承部42处被 支承机构44支承。支承机构44包括基部20、第一夹紧机构21及第二夹紧机构22，第一夹 紧机构21、第二夹紧机构22由支承部件形成。此外，也可以是，第一夹紧机构21至少在与 第一被支承部41接触的部分具备支承部件，且第二夹紧机构22至少在与第二被支承部42 接触的部分具备支承部件。另外，也可以是，第一夹紧机构21、第二夹紧机构22的整体由与 支承部件相同的材质形成。对于该支承部件的材质等，在后详细说明。如图3(b)所示，在第二被支承部42插入由基部20支承的第二夹紧机构22的上 部部件22a和下部部件22b，通过螺栓43固定上部部件22a和下部部件22b，从而夹持第二 被支承部42。同样地，在第一被支承部41插入由基部20支承的第一夹紧机构21的上部部 件21a和下部部件21b，通过螺栓43固定上部部件21a和下部部件21b，从而夹持第一被支 承部41。并且，基部20固定于谐振器支承部6，将上下驱动机构25的加压力施加到芯片23 及基板24。另外，谐振器7构成为通过放松螺栓43而能够以谐振器7的中心轴为旋转的中心 进行旋转的结构。例如，在谐振器7的外周上具备多个保持机构40时，放松螺栓43，从而使 该谐振器7以谐振器7的中心轴为中心进行旋转，由此，能够更换保持机构40。此外，将谐振器7固定于第一夹紧机构21及第二夹紧机构22的方法并不局限于 螺栓43，可以为任意的方法，例如，也可以是构成为能够电气控制的机械上的夹紧机构、或 通过一次操作就能够安装的夹紧机构。另外，支承谐振器7的位置并不局限于最小振幅点fl、f3，可以为谐振器7的任意 位置。另外，第一被支承部41、第二被支承部42并不局限于凹状，也可以形成为凸状，其形 状任意。另外，保持机构40的配设位置并不局限于最大振幅点f2，也可以在其他最大振幅 点，也可以在最大振幅点以外的任意位置。安装机构28具备载物台10、载物工作台12。载物台10具备用于保持基板24的
7保持机构(未图示)。这里，作为载物台10的保持机构，使用基于真空吸附的保持机构。需 要说明的是，保持机构可以是利用了静电吸附的机构，也可以是其他保持机构，或可以直接 在载物台10上放置基板24。另外，载物工作台12具备平行、旋转移动自如的移动轴，载物工作台12进行移动 而调整基板24相对于芯片23的位置。位置识别部29插入到对置配置的芯片23与基板24之间，具备识别上下的芯片23 及基板24各自的位置识别用的对准标记的上下标记识别机构14、检测芯片23、基板24及 谐振器7的振幅的振幅检测器33、使上述识别机构14及振幅检测器33水平及/或上下移 动的识别机构移动工作台15。输送部30具备输送芯片23的芯片供给装置16及芯片托盘17、输送基板24的基 板输送装置18及基板输送器19。控制装置31控制向头部26施加的加压力或根据向振动件8施加的电压值及/或 电流值求出的超声波振动能等。进而，控制装置31具备用于进行超声波振动接合装置整体 的控制的操作面板(省略图示)，能够根据谐振器部高度检测机构36检测的头部26的高度 位置的检测信号控制上下驱动机构25，并调节头部26在图1中的箭头Z方向上的高度。2.支承部件及异常振动的阻止效果的原理关于支承谐振器7的支承机构44的支承部件的材质，本发明人通过如下的实验发 现了适于用作支承部件的材质的条件。图4是本实验中使用的实验装置的简要结构图，将图3所示的支承机构44的第 一、第二夹紧机构21、22整体由用于支承部件的材质形成，而测定该振动振幅。如图4所示， 本实验装置中，在基台50的上表面设置与第一、第二夹紧机构21、22相当的支承部件51、 52，在谐振器7的第一被支承部41及第二被支承部42分别插入支承部件51、52来支承谐 振器7。另外，为了吸收与谐振器7的振动方向不同的异常振动，在谐振器7的最小振动振 幅点(与图2的位置Π、f3相当)形成第一被支承部41及第二被支承部42，并通过支承 部件51、52支承。这里，由用于支承部件的材质形成第一、第二夹紧机构21、22整体，从而 在图4所示的各计测位置C、D、E，能够比较振动振幅如何变化，确保振动的抑制效果的验证 的合理性。另外，朝向支承部件51、52沿谐振器7的中心轴向照射激光从而通过测长机构55 测定支承部件51、52的振动振幅。测长机构55设置为能够通过驱动机构(未图示)沿上 下方向移动，能够向所期望的计测位置移动从而测定支承部件51的振动振幅。在本实验中，在将各种材质用于支承部件51、52来支承谐振器7、并使谐振器7谐 振的状态下，如图4所示，测定接近支承部件51的谐振器的位置C、中央部D、接近基台的位 置E的支承部件51的振动振幅。图5是表示上述的实验结果的一例，是表示将奥氏体系不锈钢(SUS304)、纯Ti、Ti 合金(6A1-4V)、Al合金(硬铝)、在作为双晶型减振合金的一种的Mn-Cu合金中还添加有 Ni、Fe等而形成的作为Mn-Cu-Ni-Fe合金的大同特殊钢(株式会社)的产品D2052用于支 承机构51、52时的振动振幅的图。 如图5所示，例如，支承部件51使用了 SUS304时，支承部件51在接近谐振器7的 位置C与谐振器7的振动一起振动，因此振动振幅大，在接近基台50的位置E振动振幅变
8小。使用了纯Ti、Ti合金时也显示出与SUS304相同的倾向，但接近谐振器7的位置C的振 动振幅为均小于SUS304时的振动振幅的值。另外，使用了硬铝、Mn-Cu合金时，在接近谐振器7的位置C，尽管接近谐振器7，但 振动振幅变小。另外，可知在位置C、D、E，振动振幅几乎不发生变化。从而，可知在硬铝、 Mn-Cu合金中，抑制谐振器7的异常振动的效果非常大。另外，在实际上将上述材质组合使用于超声波振动接合装置时，根据谐振器的谐 振频率的变化或异常噪声的发生的有无等的使用感可知，在图5所示的材质中，纯Ti、Ti合 金、硬铝、Mn-Cu合金为可以使用的材质。这里，根据各材质的特性，考虑可以使用的材质的选定基准。首先，着眼于各材质 的对数衰减率来进行考察。对数衰减率是表示振动的吸收率的特性，对数衰减率越高的材 质越难以传递振动，振动被快速吸收。图6表示各种各样的材质的对数衰减率。在图5中得出振动振幅最小的结果的Mn-Cu合金与图6的消声器(silencer)相 当，表示对数衰减率为0. 7 0. 8这样的值。从而，由于谐振器7中所发生的异常振动被 Mn-Cu合金快速吸收，因此认为谐振器7的异常振动被有效地抑制。另外可知，对于其他材质，例如，比较片状石墨铸铁与球状石墨铸铁时，通常片状 石墨铸铁为比球状石墨铸铁更为优越的振动阻止材料。另外可知，图6所示的铁素体系不 锈钢具有奥氏体系不锈钢的50倍的振动阻止效果，是优越的振动阻止材料。从而，根据图6认为对数衰减率大于0. 01且小于1的材质为适合用作支承部件的 材质。另外，从实用性上出发，优选0. 1以上的材质。另一方面，作为Al合金的硬铝、Ti合金，尽管在图6中对数衰减率为0. 01以下， 但在图5所示的实验结果中，得出振动振幅小而为优越的振动阻止材料这样的结果。因此， 接下来，着眼于各材质的声速，考虑谐振器7的支承部件的材质的选定基准。声速是指振动传递的速度，声速越大，振动在材质中越快速传递而被放散。图7表 示各种各样的材质的声速。如图7所示那样，示出在图5中得出振动振幅小的结果的硬铝 的声速为6320m/s、Ti合金的声速为6500m/s这样的值。另外，奥氏体系不锈钢的声速为 5790m/s。从而认为，声速越大的材质，谐振器7的异常振动越被快速放散，因此谐振器7的 异常振动被有效地抑制。另外认为，根据实际的使用感等，声速为5990m/s的纯Ti、5950m/s的铁可以用作 振动阻止材料，因此声速大于5900m/s材质适合用作支承部件的材质。另外，从实用性上出 发，优选6000m/s以上的材质。在本实施方式中，通过对数衰减率及声速这两者满足上述的条件的双晶型减振合 金(例如上述的Mn-Cu合金)形成第一夹紧机构21及第二夹紧机构22整体，并将上述机 构插入谐振器7的第一被支承部41及第二被支承部42，由此支承谐振器7。其中，双晶型减振合金是施加负载时在材料内部产生双晶、且根据负载的大小双 晶的尺寸变化或移动的材料。另外，产生双晶时在移动的作用下动能被转换成热能而负载 被吸收，因此对双晶型减振合金施加振动时，在材料内部吸收振动，从而抑制振动的传递。 从而，作为抑制振动的材料而用在各种各样的领域。另一方面，由于本实施方式那样的超声波振动接合装置利用了谐振器的超声波振 动，因此虽然想要抑制与谐振器7的振动方向不同的异常振动等，但需要使谐振器7自身以规定的频率稳定振动。从而推测到，若将双晶型减振合金用于谐振器7的支承部件，则谐振 器7自身的振动也被抑制，因此，目前没有将双晶型减振合金用于谐振器7的支承部件。然而，根据上述本发明人所进行的实验的结果可知，将双晶型减振合金用作谐振 器7的支承部件时，能够抑制谐振器7的异常振动等并同时使谐振器7自身的振动以规定 的频率稳定。认为原因如下双晶型减振合金相对于所谓的超声波的频带的振动，追随该频 率而在材料内部相继产生微小的双晶。从而可以说，双晶型减振合金适用使用超声波的谐 振器7的支承部件。此外，最优选由在作为双晶型减振合金的一种的Mn-Cu合金中还添加 有Ni、Fe等而形成的Mn-Cu-Ni-Fe合金形成第一夹紧机构21及第二夹紧机构22。需要说明的是，支承部件的材质并不局限于双晶型减振合金，只要是对数衰减率 在0.01 1的范围的材质、或者声速大于5900m/s的材质，均可以使用。另外，只要上述材 质的支承机构44与谐振器7的两被支承部41、42接触，支承机构44的形状、尺寸可以为任
辰、ο3.接合动作接下来，对为了将芯片23面安装于基板24、而将芯片23的金属溶融凸点23a与基 板24的金属溶融凸点24a通过超声波振动接合的一系列的动作进行说明。首先，进行作为对象物的芯片23及基板24的设置。芯片23由芯片供给装置16 从芯片托盘17向谐振器7的保持机构40供给并被吸附保持。另外，基板24由基板输送装 置18从基板输送器19向载物台10供给并被吸附保持。并且，通过识别机构移动工作台15在以彼此的接合面对置的方式对置保持的芯 片23与基板24之间插入上下标记识别机构14，由上下标记识别机构14检测出对置保持的 芯片23及基板24各自的位置对合用对准标记的位置。之后，以芯片23的位置为基准，使 载物工作台12平行、旋转移动由此移动基板24的位置，从而进行芯片23及基板24的位置调整。接下来，在所述芯片23及基板24的接合位置被调整好的状态(金属溶融凸点 23a、24a的位置一致的状态)下，通过识别机构移动工作台15使上下标记识别机构14避 让。接着，通过上下驱动机构25使头部26开始下降，芯片23与基板24接近。并且，芯片 23的金属溶融凸点23a与基板24的金属溶融凸点24a接触时，根据来自压力传感器32的 检测信号，检测芯片23及基板24夹持在谐振器7及载物台10之间的情况。并且，设置于上下驱动机构25的上下驱动电动机1被控制装置31控制，将规定的 加压力施加到芯片23及基板24，开始超声波振动接合。在接合中，通过控制装置31进行例如从施加到振动件8的电流值及电压值求解出 的超声波振动能、谐振器7的谐振振幅及加压力的监视和控制。支承谐振器7的支承机构44的第一、第二夹紧机构21、22的至少一部分由上述材 质的支承部件形成，因此谐振器7的振动方向以外的异常振动等被支承部件44有效地抑 制，同时谐振器7以规定的振动数稳定振动。其中，在芯片23及基板24的接合面上，由于 小的凹凸或多个金属溶融凸点23a、24a的高度上存在不同等，因此若在接合进行过程中， 接合面积逐渐变大，则芯片23与基板24的接合力逐渐变大，芯片23及基板24的相对振动 振幅的大小逐渐变小。并且，芯片23与基板24之间的接合力比保持芯片23的保持机构40与芯片23之
10间或基板24与载物台10之间的摩擦力大，若对保持机构40与芯片23之间或基板24与载 物台10之间施加大于保持机构40及芯片23之间或基板24及载物台10之间所作用的最 大静止摩擦力的大小以上的力，则作用在保持机构40及芯片23之间或基板24及载物台10 之间的摩擦力从静止摩擦力向动摩擦力转变，保持机构40与芯片23或基板24与载物台10 相对地进行振动。从而，从谐振器7 (振动件8)传递的超声波振动没有向芯片23及基板24 充分地传递，没有促进接合的进行。因此，若在接合开始的同时增大加压力而增大保持机构40与芯片23之间或基板 24及载物台10之间的摩擦力，则保持机构40与芯片23之间或基板24与载物台10的相对 振动振幅被抑制，向芯片23传递超声波振动，芯片23与基板24的相对振动振幅变大，因此 在芯片23与基板24的接合面出现新生面，接合面积进一步变大。另外，如上所述，随着接合面积增大，芯片23与基板24的相对振动振幅变小，因此 进行如下控制增大加压力且增大超声波振动能，将芯片23与基板24的相对振动振幅的大 小保持为规定值。具体而言，通过控制装置31施加规定的加压力ρ及超声波振动能e而促进接合动 作，通过振幅检测器33检测出芯片23及基板24的相对振动振幅，此时若所述相对振动振 幅变成规定值以下，则通过控制装置31进行使加压力及超声波振动能分别增加Δ p、Ae的 控制。优选Δp、Ae的值为预先求出的适于芯片23及基板24的种类等的最佳值。另外，超声波振动能的控制例如可以通过使振动件8的电压保持为规定值并同时 调整电流来进行，从而使施加到振动件8的电压与电流的相位一致，且将谐振器7的振动振 幅及芯片23与基板24的相对振动振幅的大小保持为规定的值。此外，作为一例，在振动件8的发信频率为40kHz、向振动件8施加的施加电压为 OV IOV的范围内进行设定。另外，虽然根据部件、面积等存在不同，但作为一例，芯片23 与基板24的相对振动振幅的大小为0. 1 μ m 0. 5 μ m左右。并且，抵接面积达到目标值时，结束接合。接合结束时如下定义预先求出接合作 为目标的接合面积所需要的加压力、超声波振动能及接合时间，将达到该目标值时作为接 合结束时。芯片23及基板24的接合结束时，解除谐振器7对芯片23的吸附，进行头部26的 回复移动。之后，在安装有芯片23的状态下，通过基板输送装置18将保持在载物台10上 的基板24向基板输送器19排出而结束一系列的接合动作。从而，根据上述的实施方式，通过在与第一被支承部41及第二被支承部42卡合而 支承谐振器7的支承机构44的第一、第二夹紧机构21、22的与两被支承部41、42接触的部 分具备由对数衰减率大于0. 01且小于1的材质构成的支承部件，由此在与谐振器7接触的 部位，振动的吸收速度快，通过支承部件能够精度良好地吸收与谐振器7的振动方向不同 的异常振动。另外，能够使谐振器7在谐振器的固有振动频率不偏离的情况下以所期望的 振动稳定振动。这里，优选支承部件的材质的对数衰减率为0. 1以上。另外，通过在与第一被支承部41及第二被支承部42卡合而支承谐振器7的支承 机构44的第一、第二夹紧机构21、22的与两被支承部41、42接触的部分具备由声速大于 5900m/s的材质构成的支承部件，由此在与谐振器7接触的部位，振动的传递速度快，通过 支承部件能够精度良好地与放散谐振器的振动方向不同的异常振动。另外，能够使谐振器7在谐振器的固有振动频率不偏离的情况下以所期望的振动稳定振动。此外，优选支承部件 的材质的声速在6000m/s以上。需要说明的是，当然也可以由上述材质形成第一、第二的夹 紧机构21、22整体。另外，通过由上述材质形成支承部件，能够有效地对芯片23和基板24赋予超声波 振动，因此支承谐振器7的位置并不局限于节点，可以在任意位置进行支承。从而，可以根 据芯片23与基板24的尺寸或形状等变化支承机构44的位置或形状等，从而能够变更装置 结构。进而，由于能够减小支承机构44的尺寸或减少支承机构44的个数，因此也能够实现 装置的小型化或简单化。(第二实施方式)接下来，参照图8、图9说明本发明的第二实施方式。图8是本发明的第二实施方 式的超声波振动接合装置的局部简要结构图，(a)是主视图，(b)是局部剖视图。图9是图 8所示的超声波振动接合装置的其他例的局部简要结构图，(a)是主视图，(b)是局部剖视 图。以下，详细说明与第一实施方式的不同点。需要说明的是，在图8、图9中，与图1至图 4相同的符号表示相同或相当的结构。本实施方式所示的超声波振动接合装置与第一实施方式的不同点在于，具有振动 件60的谐振器61振动并同时沿规定的方向旋转，从而通过谐振器61所具备的加压部62 进行作为对象物的基板63及64的接合。如图8 (a)所示，本实施方式的头部26具备具有振动件60的谐振器61、加压部62、 由基部65、第一夹紧机构66和第二夹紧机构67构成的支承机构68。此外，支承机构68与 第一实施方式所示的支承机构44同样，因此省略说明。另外，载物台70与第一实施方式的 载物台10同样，因此省略说明。如图8(b)所示，在谐振器61上，第一被支承部71及第二被支承部72形成在谐振 器61的外周，在第一、第二夹紧机构66、67的分别与两被支承部71、72接触的部分具备支 承部件73、74，通过上述支承部件73、74支承两被支承部71、72。另外，在支承部件73的外 周具备在内周部76a与外周部76b之间具有球体77的滚珠轴承78。并且，内周部76a、外 周部76b构成与球体77分别滑动的结构。同样地，在支承部件74的外周具备在内周部80a与外周部80b之间具有球体81 的滚珠轴承82。并且，内周部80a、外周部80b、球体81构成为分别滑动的结构。从而，谐振 器61、加压部62、支承部件73、74和内周部76a、80a成为一体而自如旋转。并且，如图8 (a)所示，在载物台70的上表面载置有作为一方的对象物的基板63， 进而在基板63的上表面的规定位置载置有作为另一方的对象物的基板64。并且，通过上下驱动机构25(参照图1)使加压部62下降而与基板64的上表面的 规定位置抵接，使基板63与基板64重合而加压，并施加超声波振动。此时，载物台70通过安装机构28的载物工作台12 (参照图1)沿图8所示的Y方 向移动，因此对作为对象物的基板63、64进行加压的加压部62随着载物台70的移动而从 动地旋转。由此，与加压部62为一体的谐振器61、支承部件73、74、内周部76a、80a也进行 旋转。从而，基板63及基板64之间的接合部被载物工作台12移动并同时被加压部62加 压，由此接合。接下来，参照图9说明图8所示的超声波振动接合装置的其他例。图9所示的超
12声波振动接合装置与图8所示的超声波振动接合装置的不同点在于，加压部62设置在支承 机构67外侧的谐振器61的外周面，其他结构及动作与图9所示的超声波振动接合装置的 结构及动作相同，因此省略这些结构及动作的说明。即使这样构成，也能够通过加压部62 对由载物工作台12移动的基板63及基板64进行加压，由此能够结合基板63及基板64。从而，在第二实施方式中，当基板63、64为大基板或细长形状时，能够使基板63与 基板64的接合部分移动并同时连续有效地进行接合动作。另外，滚珠轴承78、82也可以不进行上述那样的从动的移动，而构成为具备旋转 电动机等的驱动机构，通过驱动机构自发地旋转的结构。进而，这种情况下，载物台70也可 以构成为从动地移动的结构。另外，滚珠轴承78、82自身也可以由与支承部件73、74相同 的材质形成。(第三实施方式)接下来，参照图10、11说明本发明的第三实施方式。图10是第三实施方式的超声 波振动接合装置的头部及载物台部的局部简要结构图，图11是第三实施方式的超声波振 动接合装置的谐振器及载物台的振动振幅的测定结果的图。以下，详细说明与第一实施方 式的不同点。需要说明的是，在图10、图11中，与图1至图9相同的符号表示相同或相当的 结构。本实施方式所示的超声波振动接合装置与第一实施方式的不同点在于，第一夹紧 机构21及第二夹紧机构22由支承部件形成，除此之外，保持基板24的载物台90整体由振 动传递抑制用保持部件形成。在本实施方式中，如图10所示，振动传递抑制用保持部件使 用上述的双晶型减振合金(例如上述的Mn-Cu合金)而形成载物台90整体。如图10所示那样，使保持于谐振器7的芯片23与保持于载物台90上的基板24 接触而施加超声波振动时，不仅芯片23及基板24振动，经由芯片23及基板24还向载物台 90传递超声波振动，载物台90自身发生振动。从而，通过由振动传递抑制用保持部件形成 载物台90，能够抑制上述的载物台90的振动从而对芯片23和基板24有效地施加超声波振 动。因此，如图10所示，通过测长机构95向谐振器7的中心轴向照射激光，从而测定 载物台90由铁形成时载物台90的振动振幅、载物台90由振动传递抑制用保持部件形成时 载物台90的振动振幅。图11表示其测定结果。此外，还测定了谐振器7的振动振幅，其测 定结果如该图所示。此外，测长机构95设置为通过驱动机构(未图示)能够沿上下方向移动，能够向 所期望的计测位置移动而测定载物台90及谐振器7的振动振幅。另外，在本实验中，在使 谐振器7谐振的状态下，如图10所示，在能够向载物台90照射激光的位置F测定出载物台 90的振动振幅，在能够向谐振器7照射激光的位置G测定出谐振器7的振动振幅。如图11所示，向谐振器7赋予的超声波振动能的输出为100%时，载物台90由铁 形成时载物台90的振动振幅为3 μ m。另外，此时的谐振器7的振动振幅为10 μ m。从而， 在这种情况下，保持于谐振器7的芯片23与保持于载物台90的基板24的相对振动振幅变 成7 μ m，芯片23与基板24以7 μ m的振动振幅滑动。另一方面，在载物台90由振动传递抑制用保持部件形成的情况下，如图11所示， 向谐振器7赋予的超声波振动能的输出为100%时，载物台90的振动振幅为0. 2 μ m。从而，在这种情况下，保持于谐振器7的芯片23与保持于载物台20的基板24的相对振动振幅变 为9. 8 μ m，芯片23与基板24以9. 8 μ m的振动振幅滑动。由此，在载物台90由振动传递抑 制用保持部件形成的情况下，从谐振器7经由芯片23及基板24向载物台90传递的超声波 振动被振动传递抑制用保持部件抑制，增大芯片23及基板24的相对振动振幅，从而能够有 效地接合芯片23及基板24。从而，根据第三实施方式，由于载置基板24的载物台90由振动传递抑制用保持部 件形成，因此通过振动传递抑制用保持部件精度良好地抑制从谐振器7经由芯片23及基板 24传递到载物台90的超声波振动。从而，能够抑制载物台90的振动而增大芯片23与基板 24的相对振动振幅，且能够向芯片23与基板24有效地施加超声波振动从而进行接合。此外，使用对数衰减率大于0. 01且小于1的材质作为上述的振动传递抑制用保持 部件时，向载物台90传递的超声波振动被振动传递抑制用保持部件精度良好地吸收，载物 台90的振动被阻止。这里，优选振动传递抑制用保持部件的材质的对数衰减率在0. 1以上。另外，使用声速大于5900m/s材质作为上述的振动传递抑制用保持部件时，向载 物台90传递的超声波振动被振动传递抑制用保持部件精度良好地放散，载物台90的振动 被阻止。此外，优选振动传递抑制用保持部件的材质的声速为6000m/s以上。此外，载物台90的振动传递抑制用保持部件的材质并不局限于本实施方式所示 的双晶型减振合金，只要是对数衰减率在0. 01 1的范围的材质或者声速大于5900m/s的 材质，都可以使用。另外，即使载物台90整体不由振动传递抑制用保持部件形成，只要至少 在载物台90的载置面具备振动传递抑制用保持部件即可。(第四实施方式)接下来，参照图12说明本发明的第四实施方式。图12是第四实施方式的超声波 振动接合装置的局部简要结构图。以下，详细说明与第一实施方式的不同点。需要说明的 是，在图12中，与图1至图11相同的符号表示相同或相当的结构。本实施方式所示的超声波振动接合装置与第一实施方式的不同点在于，谐振器7 在节点以外的位置被支承，保持机构100形成在谐振器7的配置有振动件8的一端的相反 侧的另一端。此外，载物台107与第一实施方式的载物台10同样，省略说明。如图12所示，保持作为对象物的芯片104的保持机构100形成在谐振器7的配置 有振动件8的一端(右侧)的相反侧的另一端(左端)附近的外周的上下两个部位。另外， 在谐振器7的外周的分别比节点fl、f3接近谐振器7的一端及另一端的两个部位形成有具 有凹状的形状的被支承部(未图示)。并且，在被支承部分别插入由支承部件形成的第一夹 紧机构102及第二夹紧机构103而支承谐振器7。并且构成为如下结构第一夹紧机构102 及第二夹紧机构103还支承于支承台101，通过配设于支承台101的移动机构(未图示)与 支承台101 —起沿该图中所示的X方向、Y方向、Z方向，而将谐振器7的保持机构100的位 置向规定的位置移动。另外，如图12所示，在载物台107的上表面载置有作为一方的对象物的基板105。 并且，通过上述的移动机构使支承台101下降使得芯片104的规定的金属溶融凸点104a与 基板105的规定的金属溶融凸点105a抵接，使芯片104与基板105重合，从而通过超声波 振动进行接合。从而，根据第四实施方式，第一夹紧机构102及第二夹紧机构103的间隔形成得
14宽，支承谐振器7的第一夹紧机构102及第二夹紧机构103形成在比节点Π、f3更靠谐振 器7的两端的位置，且第一夹紧机构102配置在接近保持机构100的位置，因此能够以高刚 性支承谐振器7，同时阻止谐振器7的异常振动等，从而使谐振器7在谐振器7的固有振动 频率不偏离的情况下以所期望的振动稳定振动。从而，能够以更高的加压力对芯片104及 基板105加压。另外，由于保持机构100形成在谐振器7的另一端附近，因此能够在例如具有箱状 的形状的对象物的内部进行接合动作。进而，由于保持机构100形成在谐振器7的另一端 侧的外周的上下两个部位，因此能够使谐振器7相对于谐振器的轴旋转180度，从而更换保 持机构100。此外，只要在第一及第二夹紧机构102、103的与被支承部接触的部分具备支承部 件，则第一及第二夹紧机构102、103的一部分也可以由支承部件形成，第一及第二夹紧机 构102、103也可以整体由支承部件构成。另外，在谐振器的外周形成的被支承部的形状并 不局限于凹状，可以是其他形状。另外，载物台107也可以由振动传递抑制用保持部件形成，构成为通过振动传递 抑制用保持部件抑制载物台107的振动从而向芯片104和基板105有效地施加超声波振动 的结构也可。(第五实施方式)接下来，参照图13至图15说明本发明的第五实施方式。图13是本发明的第五实 施方式的纵向振动式超声波振动接合装置的简要结构图，图14是用于比较的现有的纵向 振动式超声波振动接合装置的简要结构图，图15是本发明的第五实施方式的纵向振动式 超声波振动接合装置的其他例的简要结构图。以下，详细说明与第一实施方式的不同点。需 要说明的是，在图13至图15中，与图1至图12相同的符号表示相同或相当的结构。本实施方式所示的超声波振动接合装置与第一实施方式的不同点在于，是一种向 作为对象物的芯片110及基板111施加的超声波的振动方向成为与芯片110及基板111的 面垂直的方向的纵向振动式的超声波振动接合装置，该纵向振动式超声波振动接合装置使 用了本发明所涉及的谐振器的支承装置。如图13所示，本实施方式的纵向振动式超声波振动接合装置112具备载物台部 113、上下驱动部114、头部115。载物台部113具备载置作为对象物的芯片110及基板111的载物台117。此外，载 物台117与第一实施方式的载物台10同样，因此省略说明。上下驱动部114中，在台118的上表面具备支柱119、支承台120、弹簧121、检测加 压力的测力传感器122、工作缸接头123、汽缸124、触发部125。另外，在支承台120配设有 引导件126，通过对汽缸124加压或减压，使得支承台120经由工作缸接头123、测力传感器 122、弹簧121上下移动，且随着支承台120的上下移动，引导件126沿支柱119上下滑动， 由此头部115上下移动。另外，触发部125具备传感器部127、卡爪128。传感器部127配置在支承台120的 端部，具有凹部且在其内侧具备光敏微型传感器。另外，卡爪128配设为在与传感器部127 对置的位置能够出入传感器部127的凹部。并且构成为如下结构通过汽缸124对弹簧121 加压使其压缩时，卡爪128被插入传感器部127的凹部，传感器部127的光敏微型传感器检
15测到卡爪128时，对后续说明的头部115的振动件131施加电压，使振动件131振动从而使 谐振器130谐振。此外，触发部125也可以由其他开关机构构成。另外，也可以构成为如下 结构通过测力传感器122检测出汽缸124的加压力，从而在检测出规定大小的加压力时对 振动件131施加电压。并且，在支柱119配置有线性编码器129，从而能够随着引导件126的上下移动而 检测头部115的高度。头部115具有谐振器130和振动件131。谐振器130形成为轴向的长度为谐振器 的谐振频率的1/2波长的长度，谐振器130的两端成为最大振动振幅点，且距最大振动振幅 点1/4波长的位置成为最小振动振幅点(节点)。另外，谐振器130具备喇叭形构件132和 中间增强器133，在中间增强器133的一端配置有振动件131，在另一端配置有喇叭形构件 132。并且，在喇叭形构件132的与配置有中间增强器133的一端的相反的另一端形成有与 对象物抵接而施加超声波振动的接合部134。另外，谐振器130由支承机构135支承，且配置于支承台120。支承机构135具有 第一夹紧机构136、第二夹紧机构137及基部138，在形成于中间增强器133外周上的凹状 的被支承部(未图示)插入第一夹紧机构136，在形成于振动件131的外周上的凹状的被支 承部(未图示)插入第二夹紧机构137，从而支承谐振器130。另外，在第一及第二夹紧机 构136、137的与被支承部接触的部分具备支承部件，通过上述支承部件支承谐振器130。此 外，在中间增强器133及振动件131的外周形成的被支承部的形状并不局限于凹状，第一、 第二夹紧机构136、137整体也可以由支承部件构成。此外，如图14所示，作为第五实施方式的比较例而举出的现有的纵向振动式超声 波振动接合装置的头部115如下构成在谐振器130的中间增强器133的外周形成有凸部 144，在中间增强器的外周以夹着凸部144的方式配设有两根由硅橡胶构成的0型环145，0 型环145与凸部144插入具有凹部的支承部146的凹部而被支承，且收纳于在支承台120 配置的筒部147。在这样的结构中，0型环145由硅橡胶构成因此柔软，特别地，若在节点以 外的位置支承谐振器130，则在向振动件131施加电压而产生超声波振动时难以抑制谐振 器130整体所产生的异常振动等，难以使谐振器130在谐振器的固有振动频率不偏离的情 况下以所期望的振动稳定振动。另外，在该装置中，由于在与对象物的面垂直的方向上施加 超声波振动，因此只要超声波振动不稳定，就可能向对象物施加过度的加压力，导致对象物 破损。另外，若进行支承以使谐振器130在谐振器的固有振动频率不偏离的情况下以所期 望的振动稳定振动，则会使支承装置的结构变大且复杂，难以实现装置的小型化或简单化。与此相对，采用了图13所示的本发明的第五实施方式的装置结构时，即使在节点 以外的位置稳定支承谐振器130，也能够使谐振器130在谐振器130的固有振动频率不偏离 的情况下以所期望的振动稳定振动，防止对象物的破损从而能够精度良好地接合芯片110 及基板111。另外，能够使装置整体小型化或简单化。接下来，说明第五实施方式的纵向振动式超声波振动接合装置的其他例。图15所 示的谐振器150形成为轴向的长度为谐振器的谐振频率的1波长的长度，谐振器150的两 端及中央成为最大振动振幅点，且距最大振动振幅点1/4波长的位置成为最小振动振幅点 (节点)。另外，谐振器150具备喇叭形构件152和中间增强器153，在中间增强器153的一 端配置有振动件131，在另一端配置有喇叭形构件152。并且，在喇叭形构件152的与配置有中间增强器153的一端相反的另一端形成有与对象物抵接而施加超声波振动的接合部 154。另外，谐振器150由支承机构155支承，且配置于支承台120。支承机构155具有 第一夹紧机构156、第二夹紧机构157和基部158，在形成于中间增强器153外周上的凹状 的被支承部(未图示)插入第一及第二夹紧机构156、157，由此支承谐振器150。通过这样 的结构，能够使谐振器150在谐振器的固有振动频率不偏离的情况下以所期望的振动更加 稳定地振动。另外，与图13所示的纵向振动式超声波振动接合装置同样地，在第一及第二夹紧 机构156、157的与被支承部接触的部分具备支承部件。另外，在中间增强器153的外周形 成的被支承部的形状并不局限于凹状，第一及第二夹紧机构156、157整体也可以由支承部 件构成。从而，根据第五实施方式，即使为纵向振动式的超声波振动接合装置，也能够使谐 振器130、150在谐振器130、150的固有振动频率不偏离的情况下以所期望的振动稳定振 动，防止对象物的破损从而能够精度良好地接合。另外，能够使装置整体小型化或简单化。(第六实施方式)接下来，参照图16及图17说明本发明的第六实施方式。在第六实施方式中，以装 入本发明所涉及的谐振器的支承装置的超声波振动切削装置为例进行说明。图16是第六 实施方式的超声波振动切削装置的简要结构图，图17是图16所示的超声波振动切削装置 的谐振器的局部简要结构图。以下，详细说明与第五实施方式的不同点。需要说明的是，在 图16及图17中，与图1至图15相同的符号表示相同或相当的结构。第六实施方式与第五实施方式的不同点在于，是配设有本实施方式所涉及的支承 装置160的超声波振动切削装置，与第五实施方同样地，谐振器163纵向振动并同时沿规定 的方向旋转，从而通过配置于谐振器163的刀164对作为切削的对象物的基板165进行切 削。如图16所示，本实施方式的头部161具备具有振动件162的谐振器163、刀164， 通过由第一夹紧机构166、第二夹紧机构167和基部168构成的支承机构169支承谐振器 163。并且，通过设于基部168的螺纹孔(省略图示)与滚珠丝杠225螺合，由此将谐振器 163支承于上下驱动部116。如图16所示，上下驱动部116具备上下驱动电动机224和滚珠丝杠225，上下驱动 电动机224旋转，由此与滚珠丝杠225螺合的基部168上下移动。由此，设于基部168的引 导件126在设于支柱119的凸部上滑动，同时头部161上下移动。另外，在支柱119配置有 线性编码器129，由此，检测出头部116的高度。此外，载物台部113与第五实施方式的载物 台部113同样，省略说明。如图17所示，在谐振器163上，第一被支承部171及第二被支承部172形成在谐振 器163的外周，分别由第一、第二夹紧机构166、167支承。另外，在第一、第二夹紧机构166、 167的分别与两被支承部171、172接触的部分具备支承部件173、174，在支承部件的外周具 备滚珠轴承175、176。滚珠轴承175具备内周部177a、外周部177b、内周部177a与外周部177b之间的 球体178，且构成为内周部177a、外周部177b、球体178分别滑动的结构。同样地，滚珠轴承176具备内周部180a、外周部180b、内周部180a与外周部180之间的球体181，且构成为内 周部180a、外周部180b、球体181分别滑动的结构。另外，谐振器163具备省略了图示的旋转电动机等驱动机构，通过驱动机构使谐 振器163、刀164、支承部件173、174、内周部177a、180a—体旋转。进而，如图16所示，在载物台117的上表面载置作为对象物的基板165，通过上下 驱动部116使刀164下降而与基板165的上表面的规定位置抵接，施加与基板165的上表 面垂直的方向的超声波振动(纵向振动)从而对基板165进行切削。从而，在第六实施方式中，将本发明所涉及的谐振器的支承装置160用于超声波 振动切削装置，从而能够使谐振器稳定振动并同时有效地进行基板165的切削。此外，滚珠轴承175、176自身也可以由与支承部件173、174相同的材质形成。另 外，载物台117也可以由振动传递抑制用保持部件形成，构成为通过振动传递抑制用保持 部件抑制载物台117的振动从而对基板165有效地施加超声波振动的结构也可。此外，本发明并不局限于上述的实施方式，只要不脱离其主旨，可以进行上述实施 方式以外的各种各样的变更。例如，本发明的谐振器的支承装置并不局限于超声波振动接合装置或超声波振动 切削装置，只要是利用了超声波振动的装置，可以装入其他各种各样的加工装置。另外，对 基板等施加的超声波振动可以与基板等的面平行也可以垂直。另外，支承机构并不局限于在一个部位支承谐振器的悬臂支承的结构，也可以是 在两个部位或这以上的位置进行支承的结构。另外，只要在夹紧机构的与被支承部接触的 部分具备支承部件，夹紧机构的一部分由支承部件形成也可，夹紧机构整体由支承部件构 成也可。另外，谐振器的形状、材质、尺寸等并不局限于上述实施方式，可以为任意。另外， 在谐振器的外周形成的被支承部的形状并不局限于凹状，也可以是其他形状。进而，谐振器 的中心轴向的尺寸并不局限于谐振器的谐振频率的一个波长的长度，可以为任意长度。另外，在上述第一实施方式中，将保持机构40通过热硬化型粘接剂直接粘接于谐 振器7而进行固接，但作为粘接方法并不局限于热硬化型粘接剂，例如也可以在对陶瓷的 粘接面实施镀镍等后以Ag、Cu、M等的钎焊合金为粘接剂进行钎焊。另外，作为固接方法， 并不局限于粘接，也可以将保持机构40通过螺栓等牢固地直接安装于谐振器7。另外，也可 以从谐振器7削出形成保持机构40而与谐振器7成为一体。另外，在上述第一实施方式的控制方法中，预先求出达成目的接合面积所需的电 压值、电流值、加压力、时间等来设定接合结束时刻，但也可以监视振动件8的超声波振动 能而将超声波振动能下降时刻作为接合结束时刻。这种情况下，能够与对象物的种类或表 面状态等无关地判断各对象物的接合结束时刻，因此能够防止接合结束后继续向芯片23 或基板24施加加压力或超声波振动能的情况，能够防止芯片23或基板24的破坏等。另外，关于装置结构，为了求解芯片23及基板24的相对振动振幅，可以设置多个 振幅检测器33来同时测定芯片23及基板24的振幅，从而求解芯片23及基板24的相对振 动振幅，由一个振幅检测器33顺次测定芯片23及基板24的振幅后，在移动时间轴而使时 间轴重叠的状态下计算振幅差，由此也能够计测芯片23及基板24的相对振动振幅。另外， 芯片23及基板24只要可靠地保持于谐振器7及载物台10，也可以仅检测芯片10及基板24中任一方的振幅。另外，作为振幅检测器33，可以使用涡流式、静电电容式、光照射式或声波检测式 等公知的方式中的任意方式。通过使用了上述机构，与例如使用了激光多普勒测定器的情 况相比，能够实现低成本化。另外，在位置识别部29除具备上下标记识别机构14、振幅检测器33之外，还可以 具备发光点识别机构，其用于如下情况在接合作为对象物的发光元件时，使该发光元件发 挥电功能而发光，由此进行对象物彼此的位置调整。进而，也可以通过在支承机构的基部20及载物台10配设的加热器9及11加热芯 片23及基板24并同时进行超声波振动接合。需要说明的是，加热器9及11可以使用恒量 加热方式或脉冲加热方式等任意的方式。另外，用于加热芯片23的加热器9也可以不配设 于基部20、而配设于第一及第二夹紧机构21、22或保持机构40或者谐振器7。在这种情况下，由于并用基于超声波振动的能量和基于加热的能量这两种能量， 因此能够利用有效产生的接合能量接合芯片23与基板24。另外，通过利用控制装置31控 制加压力及超声波振动能并同时控制加热的温度或时机等，能够以更少的加压力或超声波 振动能且短时间接合芯片23与基板24而形成设备。从而，能够防止设备制成时因对芯片 23与基板24施加过剩的加压力或超声波振动能而在芯片23或基板24上产生破损等情况， 从而能够提供精度更好的设备。另外，为了保持芯片23及基板24而设于保持机构40或载物台10的保持机构并 不局限于基于真空吸附的保持机构，也可以采用基于静电卡盘的保持机构或机械式卡盘机 构、磁气吸附等公知的保持机构。例如，若构成为在保持机构40及载物台10设置静电卡盘机构来吸附芯片23及基 板24的结构，则能够在真空中保持芯片23，因此能够在真空中进行芯片23与基板24的接 合，能够防止在芯片23及基板24附着有机物或氧化膜等杂质的情况，从而能够将芯片23 与基板24良好地接合。另外，在上述第一实施方式中，构成为载物台10侧具有水平方向的位置调整功 能、头部26侧具有上下驱动机构的结构，但也可以将水平方向的位置调整功能、上下驱动 机构与载物台10侧、头部26侧任意组合，另外，也可以重复构成。进而，在上述第一实施方式中，构成为将头部26及载物台10沿上下方向(图1所 示的箭头Z方向)配置，且将作为对象物的芯片23与基板24在所述上下方向重合接合的 结构，但配置方向并不局限于此，可以是在与所述上下方向大致正交的左右方向进行重合 接合的结构。另外也可以将三个以上的对象物重合接合。另外，在上述第一实施方式中，作为加压机构，示出了上下驱动电动机1的转矩控 制方式，但也可以是利用了汽缸的流体压力加压机构。另外，对象物也可以是半导体以外的材料(树脂制的基板、膜基板或切割上述基 板而成的芯片等)。另外，对象物只要能够通过传递超声波振动而进行接合即可，可以为任 意材料。例如能够接合在由Si那样的金属、SiO2、玻璃、离子酸锂、氧化物单晶(LT)、含有陶 瓷系的氧化物等形成的晶片或芯片等上形成有金属溶融凸点或者布线图案的部件彼此。另外，形成金属溶融凸点的材料并不局限于铅锡焊料，只要是能够通过施加超声 波振动而进行接合的材料，也可以为其他金属或金属以外的材料。
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另外，对象物的形态可以是基板、晶片、切割基板及晶片而成的芯片等任意的形 态。另外，金属溶融凸点的形态可以是各自独立的多个凸点形态，也可以是能够将对象物之 间的某区域由该对象物彼此密封而呈轮廓状相连的形状。另外，也可以不接合金属溶融凸 点彼此，而接合对象物彼此的一个整面。另外，在上述实施方式中，目前最大特征在于，将用于通过使振动体的振动衰减或 放散来抑制振动体自身的振动的部件，用作在不妨碍作为振动体的谐振器的振动的情况下 支承谐振器的支承部件。该技术思想是与将上述部件用于抑制振动体自身的振动这一现有 的技术思想完全不同的技术思想，是通过各种各样的实验而由本申请发明人最先立意、由 本申请发明人最先想到的技术思想。由此，只要支承部件与谐振器接触而支承谐振器，无论 支承部件支承谐振器的哪个部位，都能够在不妨碍谐振器的振动的情况下使谐振器稳定振
动。
产业上的可利用性
本发明能够适用于通过振动件的超声波振动而发生谐振的谐振器的支承装置。
符号说明
7、61、130、150、163 谐振器
8、60、131、162 振动件
10、70、90、107、117 载物台
23、104、110芯片(对象物)
24、63、64、105、111、165 基板(对象物)
41、71、171第一被支承部
42、72、172第二被支承部
44、68、135、155、169 支承机构
51、52、73、74、173、174 支承部件
权利要求
一种谐振器的支承装置，其特征在于，具备通过振动件的超声波振动而发生谐振的谐振器；形成在所述谐振器的外周面的被支承部；与所述被支承部卡合而支承所述谐振器使所述谐振器的固有振动频率不偏离的支承机构，所述支承机构在与所述谐振器接触的部位具备由对数衰减率大于0.01且小于1的材质构成的支承部件。
2.一种谐振器的支承装置，其特征在于，具备通过振动件的超声波振动而发生谐振的谐振器；形成在所述谐振器的外周面的被支承部；与所 述被支承部卡合而支承所述谐振器使所述谐振器的固有振动频率不偏离的支承 机构，所述支承机构在与所述谐振器接触的部位具备由声速大于5900m/s的材质构成的支 承部件。
3.根据权利要求1或2所述的谐振器的支承装置，其特征在于，在所述谐振器的下方还具备载物台，该载物台上载置施加超声波振动的对象物，所述载物台至少在载置所述对象物的载置面上具备由对数衰减率大于0.01且小于1 的材质构成的振动传递抑制用保持部件。
4.根据权利要求1或2所述的谐振器的支承装置，其特征在于，在所述谐振器的下方还具备载置所述对象物的载物台，所述载物台至少在载置所述对象物的载置面上具备由声速大于5900m/s的材质构成 的振动传递抑制用保持部件。
全文摘要
本发明提供一种谐振器的支承装置，其能够在任意的位置支承谐振器，使谐振器以规定的振动频率稳定振动，从而向对象物有效地施加超声波振动，为了提供这种谐振器的支承装置，在谐振器(7)的第一被支承部及第二被支承部分别插入至少利用支承部件形成的与上述被支承部分别接触的部分的第一夹紧机构(21)及第二夹紧机构(22)，从而支承谐振器(7)，且所述支承部件的材质使用对数衰减率大于0.01且小于1的材质、或者声速大于5900m/s的材质。
文档编号H01L21/60GK101978484SQ200980110178
公开日2011年2月16日 申请日期2009年4月6日 优先权日2008年4月7日
发明者中居诚也 申请人:阿德威尔斯股份有限公司