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公開番号2024148613
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023061905
出願日2023-04-06
発明の名称超音波接合装置
出願人株式会社アドウェルズ
代理人個人,個人
主分類B23K 20/10 20060101AFI20241010BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】ピンのベース板に接合する接合位置を自由に選択できて、ピンのレイアウト変更を容易に行えるヒートシンクを提供できるようにする。
【解決手段】ホーン35の嵌挿穴35aにピンPを嵌挿した状態に保持すべく、ピンPを吸着手段によりほーん35に吸着しつつ、ホーン35によりピンPの鍔部Pbをベース板Bの接合位置に押圧しつつ、超音波振動手段による超音波振動をホーン35に与えてピンをベース板の接合位置に接合する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
ピンを超音波によりベース板に接合してヒートシンクを形成する超音波接合装置において、
前記ピンは、柱状の基部と、該基部の下端に設けられた鍔部とを有し、
前記超音波接合装置は、
前記ベース板が載置される支持体と、
前記ベース板上に配置された前記ピンを前記支持体との間で挟持するホーンと、
前記ホーンの下面に、前記ピンの基部の横断面の外寸より大きく、かつ、前記ピンの前記鍔部の横断面の外寸より小さい内寸に形成された前記ピンの嵌挿用の嵌挿穴と、
前記支持体または前記ホーンを移動させて、前記吸着手段により前記嵌挿穴内に嵌挿した状態に保持された前記ピンを前記支持体に載置された前記ベース板上の所定の接合位置に配置する移動手段と、
前記ホーンに超音波振動を与えて超音波振動手段と
を備え、
前記ピンは、前記基部が前記嵌挿穴の内面に接触せず、前記鍔部の上面が前記嵌挿穴周縁の前記ホーンの下面に当接した状態で前記嵌挿穴に嵌挿し、
前記ピンの前記鍔部を前記ホーンにより前記ベース板の前記接合位置に押圧しつつ、前記超音波振動手段による超音波振動を前記ホーンに与えて前記ピンを前記ベース板に接合する
ことを特徴とする超音波接合装置。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記ホーンに設けられ、前記嵌挿穴に嵌挿した前記ピンを吸着して前記嵌挿穴内に嵌挿した状態に保持する吸着手段を更に備え、
前記吸着手段は、前記嵌挿穴に嵌挿した前記ピンを嵌挿状態に保持するように前記ピンを吸着し、
前記吸着手段により吸着した前記ピンの前記鍔部を前記ホーンにより前記ベース板の前記接合位置に押圧しつつ前記ピンを前記ベース板に接合することを特徴とする請求項1に記載の超音波接合装置。
【請求項３】
前記ピンの前記鍔部の下面は、平面ではなく中央が下方に突出していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波接合装置。
【請求項４】
前記ベース板の少なくとも前記接合位置は、金属から成ることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項１に従属する請求項３に記載の超音波接合装置。
【請求項５】
前記ピン及び前記ベース板の前記接合位置が同種金属または異種金属から成ることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項１に従属する請求項３に記載の超音波接合装置。
【請求項６】
前記嵌挿穴が、前記ホーンの下面に複数形成され、
前記吸着手段は、複数の前記ピンを吸着して前記嵌挿穴それぞれに前記複数のピンが嵌挿した状態を保持する
ことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項１に従属する請求項３に記載の超音波接合装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、ピンを超音波によりベース板に接合してヒートシンクを形成する超音波接合装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、電力用半導体素子や半導体集積回路素子などの発熱量の多い電子デバイスにおいて、デバイスの熱を効率よく放熱してデバイスの温度上昇を抑制し、デバイスの熱による動作低下を防止するために、ヒートシンクを設けることが行われている。
【０００３】
この種のヒートシンクは、放熱ベース板に多数のピンが配列され（特許文献１参照）、或いは放熱ベース板に多数のフィンが配列されて形成され、従来、例えばアルミニウムの押出成形や鋳造（ダイカスト）により形成されるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１３／１５７４６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のヒートシンクのように、押出成形や鋳造により形成する場合、ピンやフィンの配置が一意的に決まっていてピンやフィンのレイアウトが固定されているため、レイアウト変更を容易に行うことができず使い勝手の悪いヒートシンクしか提供することができないという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、ベース板に接合するピンの接合位置を自由に選択できて、ピンのレイアウト変更を容易に行えるヒートシンクを提供できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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は、ピンを超音波によりベース板に接合してヒートシンクを形成する超音波接合装置において、前記ピンは、柱状の基部と、該基部の下端に設けられた鍔部とを有し、前記超音波接合装置は、前記ベース板が載置される支持体と、前記ベース板上に配置された前記ピンを前記支持体との間で挟持するホーンと、前記ホーンの下面に、前記ピンの基部の横断面の外寸より大きく、かつ、前記ピンの前記鍔部の横断面の外寸より小さい内寸に形成された前記ピンの嵌挿用の嵌挿穴と、前記支持体または前記ホーンを移動させて、前記吸着手段により前記嵌挿穴内に嵌挿した状態に保持された前記ピンを前記支持体に載置された前記ベース板上の所定の接合位置に配置する移動手段と、前記ホーンに超音波振動を与えて超音波振動手段とを備え、記ピンは、前記基部が前記嵌挿穴の内面に接触せず、前記鍔部の上面が前記嵌挿穴周縁の前記ホーンの下面に当接した状態で前記嵌挿穴に嵌挿し、前記ピンの前記鍔部を前記ホーンにより前記ベース板の前記接合位置に押圧しつつ、前記超音波振動手段による超音波振動を前記ホーンに与えて前記ピンを前記ベース板に接合することを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、ピンの鍔部をホーンによりベース板の接合位置に押圧しつつ、超音波振動手段による超音波振動をホーンに与えてピンをベース板の接合位置に接合するため、ピンのベース板に接合する接合位置を自由に設定することが可能になり、接合位置の設定の自由度を拡大することができ、ベース板の接合位置のレイアウト変更に容易に対応してピンを接合可能なヒートシンクを提供できる。さらに、ホーンの嵌挿穴は、ピンの基部の横断面の外寸より大きく、かつ、ピンの鍔部の横断面の外寸より小さい内寸に形成されており、ピンの基部が嵌挿穴の内面に接触することがないため、ピンの基部がホーンの嵌挿穴の内面に干渉して超音波接合時における異常振動が生じるのを未然に防止することができ、接合品質を向上することができる。
【０００９】
また、前記ホーンに設けられ、前記嵌挿穴に嵌挿した前記ピンを吸着して前記嵌挿穴内に嵌挿した状態に保持する吸着手段を更に備え、前記吸着手段は、前記嵌挿穴に嵌挿した前記ピンを嵌挿状態に保持するように前記ピンを吸着し、前記吸着手段により吸着した前記ピンの前記鍔部を前記ホーンにより前記ベース板の前記接合位置に押圧しつつ前記ピンを前記ベース板に接合するとしてもよい。こうすると、接合中にピンがベース板の接合位置からずれることを防止できる。
【００１０】
また、前記ピンの前記鍔部の下面は、平面ではなく中央が下方に突出しているとよい。このとき、鍔部の下面は円錐状や角錐状で中央が下方に突出していたり、段差状に形成されることで中央が下方に突出していればよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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