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公開番号2025014672
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023117426
出願日2023-07-19
発明の名称超音波接合評価方法
出願人株式会社TMEIC
代理人個人,個人
主分類H01L 21/60 20060101AFI20250123BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】接合箇所の良否判定を精度良く行える超音波接合評価方法を得る。
【解決手段】ステップST11において、複数の接合箇所に対し超音波振動動作を実行し、併せて複数の接合箇所それぞれの接合処理時間を測定する。ステップST12において、複数の接合箇所それぞれに対する超音波振動動作の処理時間を複数の接合処理時間として認識する。ステップST13において、複数の接合箇所それぞれの接合処理時間と基準処理時間との比較結果に基づき、複数の接合箇所それぞれの接合良否結果を得る。具体的には、複数の接合箇所それぞれにおいて、接合処理時間が基準処理時間以下の接合箇所は「良」と判定し、接合処理時間が基準処理時間より長い場合の接合箇所は「否」と判定する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
超音波振動接合装置を用いた超音波振動動作における超音波接合評価方法であって、
(a) 前記超音波振動接合装置を用いて、基板上に配置された被接合材に対し、接合箇所に超音波振動を印加する前記超音波振動動作を行うステップを備え、前記超音波振動は電気出力値を含む電気信号に基づき生成され、前記接合箇所において前記超音波振動動作は前記電気出力値が出力閾値に達するまで実行され、
(b) 前記接合箇所に対する前記超音波振動動作の処理時間を接合処理時間として認識するステップと、
(c) 前記接合処理時間と基準処理時間との比較結果に基づき、前記接合箇所の接合良否結果を得るステップとを備える、
超音波接合評価方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１記載の超音波接合評価方法であって、
前記接合箇所は複数の接合箇所を含み、
前記接合処理時間は前記複数の接合箇所に対応する複数の接合処理時間を含み、
前記ステップ(a)は、
(a-1) 前記複数の接合箇所それぞれに前記超音波振動を印加する前記超音波振動動作を行うステップを含み、前記複数の接合箇所それぞれにおいて前記超音波振動動作は前記電気出力値が前記出力閾値に達するまで実行され、
前記ステップ(b)は、
(b-1) 前記複数の接合処理時間を認識するステップを含み、
前記ステップ(c)は、
(c-1) 前記複数の接合処理時間とそれぞれと前記基準処理時間との比較結果に基づき、前記複数の接合箇所それぞれの接合良否結果を複数の接合良否結果として得るステップを含む、
超音波接合評価方法。
【請求項３】
請求項２記載の超音波接合評価方法であって、
前記被接合材は太陽電池に用いられる電極材であり、
前記基準処理時間は前記太陽電池を生産する工程のタクトタイムに基づき設定される、
超音波接合評価方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の超音波接合評価方法であって、
(d) 前記ステップ(a)～(c)に先がけて実行され、前記基準処理時間を設定するステップをさらに備え、
前記ステップ(d)は、
(d-1) 前記超音波振動接合装置を用いて、基板上に配置された実験用被接合材に対し、複数の実験用接合箇所に前記超音波振動を印加する前記超音波振動動作を行うステップと、
(d-2) 前記複数の実験用接合箇所に対する前記超音波振動動作の処理時間を複数の実験用接合処理時間として認識するステップと、
(d-3) 前記複数の実験用接合箇所それぞれの接合強度を複数の実験用接合強度として測定するステップと、
(d-4) 前記複数の実験用接合強度それぞれと基準接合強度との比較結果に基づき、前記複数の実験用接合箇所それぞれの接合良否結果を複数の実験用接合良否結果として得るステップと、
(d-5) 前記複数の実験用接合良否結果及び前記複数の実験用接合処理時間に基づき、前記基準処理時間を決定するステップとを含む、
超音波接合評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は超音波振動接合装置を用いた超音波振動動作における超音波接合評価方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の超音波振動接合装置は、基板の表面上に配置された被接合材に対し、上方から加圧するとともに超音波振動ホーンから超音波振動を印加して、基板の表面上に被接合材を接合していた。このような超音波振動接合装置として例えば特許文献１で開示された超音波接合装置や特許文献２で開示された超音波振動接合装置がある。
【０００３】
従来の超音波振動接合装置は、超音波振動ホーンにて被接合材に超音波振動を印加する超音波振動動作を実行している。超音波振動動作を実行するためには、超音波発振器から電気信号である発振信号をコンバータに送り、コンバータにて電気信号を超音波振動に変換し、得られた超音波振動を超音波振動ホーンに付与していた。
【０００４】
超音波発振器は、設定した発振周波数で発振する発振信号をコンバータに出力している。発振信号は電圧、電流等の電気信号である。
【０００５】
従来の超音波振動接合装置は、所定方向に延在する接合面において、一定のピッチで複数の接合箇所にて接合する際に、接合できない第１の不良箇所や、接合材が破断する第２の不良箇所が発生する可能性があった。原因調査の結果、上述した第１及び第２の不良箇所が生じるのは、被接合材に関する摩擦抵抗が要因となることがわかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－６１６３１号公報
国際公開第２０１８／０２５３６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の超音波振動接合装置は、超音波制御方式としてエネルギー制御方式を採用していた。すなわち、従来の超音波制御方式では、超音波発振器からの発振信号から算出される消費エネルギーが、予め設定されたエネルギー（閾値エネルギー）に達するまで超音波振動動作を継続する動作継続処理を採用していた。上述した消費エネルギー（Ｗ・ｓ）は、電気出力値（Ｗ(att)）と時間（ｓ(econd)）との積にて定義される。
【０００８】
図１４は従来の超音波制御方式の制御内容を示すグラフである。同図において横軸は時間（ｍｓ）を示し、縦軸は電気出力値(Power(W))を示している。図１４では２つの接合ケース（ｃａｓｅ１１，ｃａｓｅ１２）における出力情報ＳＣ１１及びＳＣ１２の経時変化を示している。
【０００９】
ここで、出力情報ＳＣ１１はｃａｓｅ１１において超音波振動ホーンに超音波振動動作を実行させるための電気出力値（Ｗ）であり、出力情報ＳＣ１２はｃａｓｅ１２において超音波振動ホーンに超音波振動動作を実行させるための電気出力値（Ｗ）である。
【００１０】
ｃａｓｅ１１は被接合材に関する摩擦抵抗が比較的小さい場合の出力情報ＳＣ１１の経時変化を示し、ｃａｓｅ１２は上記摩擦抵抗が比較的大きい場合の出力情報ＳＣ１２の経時変化を示している。「被接合材に関する摩擦抵抗」は、被接合材と超音波振動ホーンとの接触面（以下、単に「接触面」と表記する場合あり）及び被接合材と基板との接合面（以下、単に「接合面」と表記する場合あり）における総合的な摩擦抵抗となる。上記摩擦抵抗は、上記接触面における第１の摩擦抵抗及び上記接合面における第２の摩擦抵抗のうち小さい方の摩擦抵抗で決定される。
（【００１１】以降は省略されています）

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