本發(fā)明涉及一種接合狀態(tài)檢查方法。

背景技術(shù)：

超聲波接合例如通過將振動(dòng)的變幅桿(horn)推壓至以疊加的狀態(tài)載置于砧(anvil)上的兩個(gè)金屬板來將兩個(gè)金屬板進(jìn)行固相接合。

與此相關(guān)聯(lián)地，在下述的專利文獻(xiàn)1中提出了測定在超聲波接合時(shí)的砧的振動(dòng)并將振動(dòng)的測定波形與標(biāo)準(zhǔn)波形進(jìn)行比較來判定超聲波接合是否良好的超聲波接合的監(jiān)視方法。根據(jù)專利文獻(xiàn)1所公開的監(jiān)視方法，能夠簡單地判定被進(jìn)行超聲波接合的兩個(gè)金屬板的接合狀態(tài)是否良好。

專利文獻(xiàn)1：日本特開平5-115986號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，在上述的監(jiān)視方法中，將砧的振動(dòng)的測定波形與標(biāo)準(zhǔn)波形進(jìn)行比較，因此如果振動(dòng)的測定波形與標(biāo)準(zhǔn)波形不同則判定為接合狀態(tài)不良。另外，在超聲波接合中，存在砧的振動(dòng)的測定波形根據(jù)超聲波接合時(shí)使用的工具的壽命的經(jīng)過而隨時(shí)間變化的情況。例如，砧由于使用而被磨損，被磨損的砧的振動(dòng)振幅有與超聲波接合的接合次數(shù)相應(yīng)地隨時(shí)間經(jīng)過而衰減的趨勢。因此，即使是進(jìn)行拉伸試驗(yàn)而被判定為接合狀態(tài)良好的產(chǎn)品，如果測定波形與標(biāo)準(zhǔn)波形不同，則通過上述的監(jiān)視方法也被判定為接合狀態(tài)不良，從而存在判定精度低這樣的問題。

本發(fā)明是為了解決上述的問題而完成的，其目的在于提供一種能夠高精度地判定被進(jìn)行超聲波接合的板狀構(gòu)件的接合狀態(tài)是否良好的接合狀態(tài)檢查方法。

用于解決問題的方案

用于達(dá)成上述目的的本發(fā)明所涉及的接合狀態(tài)檢查方法具有測定階段、計(jì)算階段以及判定階段。在所述測定階段中，每次將振動(dòng)的變幅桿推壓至被重疊地載置于砧上的多個(gè)板狀構(gòu)件來對所述板狀構(gòu)件進(jìn)行超聲波接合時(shí)，都測定向所述砧的能量傳遞率。在所述計(jì)算階段中，使用每次進(jìn)行所述超聲波接合時(shí)測定出的所述能量傳遞率來計(jì)算變動(dòng)閾值。在所述判定階段中，通過將在所述測定階段中測定出的所述能量傳遞率與在前一次超聲波接合的所述計(jì)算階段中計(jì)算出的所述變動(dòng)閾值的大小進(jìn)行比較，來判定所述板狀構(gòu)件的接合狀態(tài)是否良好。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的接合狀態(tài)檢查方法，通過將每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)測定的向砧的能量傳遞率與在前一次超聲波接合中計(jì)算的變動(dòng)閾值的大小進(jìn)行比較，來判定板狀構(gòu)件的接合狀態(tài)是否良好。因而，即使砧的振動(dòng)振幅的測定波形與標(biāo)準(zhǔn)波形不同也能夠正確地進(jìn)行判定。也就是說，能夠高精度地判定板狀構(gòu)件的接合狀態(tài)是否良好。

附圖說明

圖1是表示應(yīng)用實(shí)施方式1所涉及的接合狀態(tài)檢查方法的檢查裝置的概要結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是表示圖1所示的解析裝置的概要結(jié)構(gòu)的框圖。

圖3是表示實(shí)施方式1所涉及的接合狀態(tài)檢查處理的過程的流程圖。

圖4是表示圖3的步驟S101所示的能量傳遞率測定處理的過程的流程圖。

圖5是表示振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的一例的圖。

圖6是表示應(yīng)用帶通濾波器后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的圖。

圖7是表示進(jìn)行全波整流后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的圖。

圖8是表示應(yīng)用低通濾波器后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的圖。

圖9是用于說明在截取點(diǎn)指定處理中指定起點(diǎn)的指定方法的圖。

圖10是用于說明在截取點(diǎn)指定處理中指定終點(diǎn)的指定方法的圖。

圖11是表示截取對象區(qū)間的波形所得到的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的圖。

圖12是表示進(jìn)行全波整流后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的圖。

圖13是表示振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的累積積分結(jié)果的圖。

圖14是表示圖3的步驟S106所示的變動(dòng)閾值計(jì)算處理的過程的流程圖。

圖15是表示實(shí)施方式2所涉及的接合狀態(tài)檢查處理的過程的流程圖。

圖16是表示在超聲波接合時(shí)砧的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的圖。

圖17是用于說明接合狀態(tài)檢查方法的效果的圖。

圖18是用于說明砧的壽命對向砧的能量傳遞率的影響的圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照所添附的附圖并分為[實(shí)施方式1]和[實(shí)施方式2]來詳細(xì)地說明本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法。此外，在附圖的說明中，對相同的要素附加相同的附圖標(biāo)記，并省略重復(fù)的說明。

[實(shí)施方式1]

[應(yīng)用接合狀態(tài)檢查方法的檢查裝置]

圖1是表示應(yīng)用實(shí)施方式1所涉及的接合狀態(tài)檢查方法的檢查裝置100的概要結(jié)構(gòu)的圖。

檢查裝置100檢查被超聲波接合裝置200進(jìn)行超聲波接合的板材W的接合狀態(tài)。超聲波接合裝置200具有推壓板材W并對其施加振動(dòng)的變幅桿210以及載置板材W的砧220。在被相向配置在超聲波接合裝置200上的變幅桿210和砧220的前端部分別方格狀地形成有具有角錐形狀的多個(gè)突起。

如圖1所示那樣，檢查裝置100具備對超聲波接合裝置200的砧220的振動(dòng)振幅進(jìn)行測定的振動(dòng)傳感器110以及根據(jù)來自振動(dòng)傳感器110的信號判定板材W的接合狀態(tài)是否良好的解析裝置120。

振動(dòng)傳感器110被配置在砧220的側(cè)面，測定在超聲波接合時(shí)的砧220的振動(dòng)振幅。振動(dòng)傳感器110通過A/D轉(zhuǎn)換器(未圖示)與解析裝置120連接。作為振動(dòng)傳感器110，能夠采用渦電流傳感器、激光多普勒位移計(jì)等非接觸式位移傳感器。

解析裝置120判定被進(jìn)行超聲波接合的板材W的接合狀態(tài)是否良好。解析裝置120通過對振動(dòng)傳感器110測定砧220的振動(dòng)振幅所得到的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，來測定向砧220的能量傳遞率。解析裝置120還使用每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)測定出的能量傳遞率來計(jì)算變動(dòng)閾值。解析裝置120再將測定出的能量傳遞率與在前一次超聲波接合中計(jì)算出的變動(dòng)閾值的大小進(jìn)行比較，由此判定被進(jìn)行超聲波接合的兩個(gè)板材W的接合狀態(tài)是否良好。解析裝置120例如是一般的個(gè)人計(jì)算機(jī)。

圖2是表示解析裝置120的概要結(jié)構(gòu)的框圖。解析裝置120具有CPU 121、ROM(Read Only Memory：只讀存儲器)122、RAM(Random Access Memory：隨機(jī)存取存儲器)123、硬盤124、顯示器125、輸入部126以及接口127。這些各部通過總線相互連接。

CPU 121按照程序進(jìn)行上述各部的控制和各種運(yùn)算處理。ROM 122預(yù)先保存各種程序和各種數(shù)據(jù)。RAM 123作為作業(yè)區(qū)域暫時(shí)地存儲程序和數(shù)據(jù)。

硬盤124保存包含OS(操作系統(tǒng))的各種程序和各種數(shù)據(jù)。在硬盤124中保存有用于檢查接合狀態(tài)的程序。

顯示器125例如是液晶顯示器，顯示各種信息。輸入部126例如是鍵盤、觸摸面板以及鼠標(biāo)等指示設(shè)備，用于各種信息的輸入。

接口127將解析裝置120和振動(dòng)傳感器110電連接。接口127接收來自振動(dòng)傳感器110的信號。

此外，解析裝置120也可以包含上述的結(jié)構(gòu)要素以外的結(jié)構(gòu)要素，或者也可以不包含上述的結(jié)構(gòu)要素中的一部分結(jié)構(gòu)要素。

如以上那樣構(gòu)成的檢查裝置100通過將每次由超聲波接合裝置200對板材W進(jìn)行超聲波接合時(shí)測定的能量傳遞率與在前一次超聲波接合中計(jì)算出的變動(dòng)閾值的大小進(jìn)行比較，來判定板材W的接合狀態(tài)是否良好。

[接合狀態(tài)檢查方法]

下面，詳細(xì)地說明實(shí)施方式1所涉及的接合狀態(tài)檢查方法。圖3是表示在每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)都利用解析裝置120執(zhí)行的接合狀態(tài)檢查處理的過程的流程圖。此外，通過圖3的流程圖示出的算法作為程序被存儲在解析裝置120的硬盤124中，通過CPU 121執(zhí)行。

首先，執(zhí)行能量傳遞率測定處理(步驟S101)。具體地說，通過解析裝置120對由振動(dòng)傳感器110測定出的砧220的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，來計(jì)算向砧220的能量傳遞率(以下也稱為“傳遞率”。)。在后面記述能量傳遞率測定處理的詳細(xì)內(nèi)容。

接著，判斷在步驟S101所示的處理中計(jì)算出的能量傳遞率是否超過固定閾值(步驟S102)。在此，固定閾值是針對例如通過拉伸試驗(yàn)判斷為接合狀態(tài)良好的多組板材取得關(guān)于傳遞率的數(shù)據(jù)而預(yù)先統(tǒng)計(jì)性地求出的值。固定閾值按進(jìn)行超聲波接合所使用的工具以及被進(jìn)行超聲波接合的板材的材質(zhì)、形狀等規(guī)格而被預(yù)先存儲在硬盤124中。

在傳遞率不超過固定閾值的情況下(步驟S102：“否”)，進(jìn)一步判斷傳遞率是否超過變動(dòng)閾值(步驟S103)。在此，變動(dòng)閾值是在前一次超聲波接合中計(jì)算出的與超聲波接合的接合次數(shù)相應(yīng)地隨時(shí)間變動(dòng)的值。此外，變動(dòng)閾值的初始值可以具有與固定閾值同樣的值。

在傳遞率超過固定閾值的情況下(步驟S102：“是”)、或者在傳遞率不超過固定閾值但超過變動(dòng)閾值的情況下(步驟S102：“否”且步驟S103：“是”)，判斷為接合狀態(tài)良好(步驟S104)。

另一方面，在傳遞率既不超過固定閾值也不超過變動(dòng)閾值的情況下(步驟S102：“否”且步驟S103：“否”)，判斷為接合狀態(tài)不良(步驟S105)。

接著，執(zhí)行變動(dòng)閾值計(jì)算處理(步驟S106)。具體地說，使用每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)在步驟S101所示的處理中測定出的傳遞率來計(jì)算變動(dòng)閾值。在后面記述變動(dòng)閾值計(jì)算處理的詳細(xì)內(nèi)容。計(jì)算出的變動(dòng)閾值用于判斷使用同一砧220進(jìn)行超聲波接合的下一次的接合狀態(tài)是否良好。

如以上那樣，每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)都由解析裝置120執(zhí)行圖3的流程圖所示的處理，由此判定板材W的接合狀態(tài)是否良好。

(能量傳遞率測定處理)

圖4是表示圖3的步驟S101所示的能量傳遞率測定處理的過程的流程圖。圖5～圖13是表示在根據(jù)圖4所示的流程圖進(jìn)行處理的情況下得到的砧220的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的解析結(jié)果的圖。下面，參照圖4～圖13詳細(xì)地說明能量傳遞率測定處理。

首先，記錄振動(dòng)波形數(shù)據(jù)(步驟S201)。具體地說，在超聲波接合裝置200對板材W進(jìn)行超聲波接合的期間，利用振動(dòng)傳感器110測定砧220的振動(dòng)振幅，記錄振動(dòng)傳感器110的輸出作為振動(dòng)波形數(shù)據(jù)。

接著，應(yīng)用帶通濾波器(以下稱為“BPF”)(步驟S202)。具體地說，針對在步驟S201所示的處理中記錄的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)應(yīng)用BPF，提取規(guī)定頻帶的數(shù)據(jù)。BPF是以變幅桿210的振動(dòng)頻率(例如20kHz)為中心頻率并相對于中心頻率具有固定的頻帶寬度(例如±500Hz)的FIR濾波器。

圖5是表示振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的一例的圖，圖6是表示應(yīng)用BPF后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的圖。圖5和圖6的縱軸表示砧220的振動(dòng)振幅(振動(dòng)傳感器110的輸出電壓)，橫軸表示時(shí)間(采樣點(diǎn)數(shù))。

在實(shí)施方式1中，如圖5所示，振動(dòng)傳感器110的輸出被記錄為振動(dòng)波形數(shù)據(jù)。振動(dòng)波形數(shù)據(jù)中還包含超聲波接合裝置200開始超聲波接合前和結(jié)束超聲波接合后的數(shù)據(jù)。對所記錄的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)應(yīng)用BPF就能夠如圖6所示那樣從振動(dòng)波形數(shù)據(jù)提取例如中心頻率20kHz且頻帶寬度±500Hz的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)。

接著，進(jìn)行全波整流(步驟S203)。具體地說，針對在步驟S202所示的處理中應(yīng)用BPF后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行全波整流。如果進(jìn)行全波整流，則如圖7所示那樣振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的負(fù)側(cè)的振幅值被反轉(zhuǎn)。

接著，應(yīng)用低通濾波器(以下稱為“LPF”)(步驟S204)。具體地說，針對在步驟S203所示的處理中進(jìn)行全波整流后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)應(yīng)用LPF。如果應(yīng)用LPF，則能夠如圖8所示那樣提取振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的包絡(luò)線。

接著，指定截取點(diǎn)(步驟S205)。具體地說，根據(jù)在步驟S204所示的處理中應(yīng)用LPF后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)，指定用于從振動(dòng)波形數(shù)據(jù)中截取砧220處于振動(dòng)的時(shí)間的數(shù)據(jù)的起點(diǎn)和終點(diǎn)。

圖9和圖10是用于說明截取點(diǎn)指定處理的圖。圖9是圖8的虛線所包圍的部分A的放大圖，圖10是圖8的虛線所包圍的部分B的放大圖。

在指定起點(diǎn)的情況下，如圖9所示那樣，首先，識別振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的振幅值最初超過規(guī)定的閾值V₁的時(shí)間點(diǎn)(采樣點(diǎn)1)。接著，確認(rèn)振幅值超過閾值V₁的狀態(tài)持續(xù)了規(guī)定時(shí)間T₁(規(guī)定的采樣點(diǎn)數(shù))的情形。如果確認(rèn)出振幅值超過閾值V₁的狀態(tài)持續(xù)了規(guī)定時(shí)間，則從采樣點(diǎn)1起回溯規(guī)定時(shí)間T₂(規(guī)定的采樣點(diǎn)數(shù))的時(shí)間點(diǎn)(采樣點(diǎn)2)被指定為起點(diǎn)。

另一方面，在指定終點(diǎn)的情況下，如圖10所示那樣，首先，識別振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的振幅值最初低于規(guī)定的閾值V₂的時(shí)間點(diǎn)(采樣點(diǎn)3)。接著，確認(rèn)振幅值低于閾值V₂的狀態(tài)持續(xù)了規(guī)定時(shí)間T₃的情形。如果確認(rèn)出振幅值低于閾值V₂的狀態(tài)持續(xù)了規(guī)定時(shí)間，則從采樣點(diǎn)3起前移規(guī)定時(shí)間T₄的時(shí)間點(diǎn)(采樣點(diǎn)4)被指定為終點(diǎn)。

接著，截取對象區(qū)間的波形(步驟S206)。具體地說，從在步驟S202所示的處理中應(yīng)用BPF后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)截取利用在步驟S205所示的處理中指定的兩個(gè)截取點(diǎn)劃定的時(shí)間的數(shù)據(jù)。其結(jié)果，如圖11所示那樣，能夠得到與接合狀態(tài)是否良好的判定無關(guān)的數(shù)據(jù)被去除后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)。

接著，進(jìn)行全波整流(步驟S207)。具體地說，針對在步驟S206所示的處理中截取出的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行全波整流。如果進(jìn)行全波整流，則如圖12所示那樣振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的負(fù)側(cè)的振幅值被反轉(zhuǎn)。

接著，進(jìn)行累積積分(步驟S208)。具體地說，對在步驟S207所示的處理中進(jìn)行全波整流后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行累積積分。更具體地說，對振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的各采樣點(diǎn)的振幅值進(jìn)行累積。

接著，計(jì)算積分曲線的斜率(步驟S209)。具體地說，通過將在步驟S208所示的處理中進(jìn)行累積積分得到的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的累積積分值除以積分曲線的起點(diǎn)至終點(diǎn)的時(shí)間(積分時(shí)間)，來計(jì)算振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的積分曲線的斜率。

圖13是表示振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的累積積分結(jié)果的圖。在實(shí)施方式1中，通過將振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的累積積分值V除以積分曲線的起點(diǎn)至終點(diǎn)的時(shí)間T，來計(jì)算振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的積分曲線的斜率(V/T)。此外，累積積分值V相當(dāng)于圖11所示的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的面積值。另外，累積積分值V和振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的面積值相當(dāng)于在利用超聲波接合裝置200對板材W進(jìn)行超聲波接合時(shí)傳遞到砧220的能量。因而，積分曲線的斜率(V/T)相當(dāng)于每單位時(shí)間的向砧220的能量傳遞率。

(變動(dòng)閾值計(jì)算處理)

圖14是表示圖3的步驟S106所示的變動(dòng)閾值計(jì)算處理的過程的流程圖。

首先，存儲傳遞率(步驟S301)。具體地說，在圖3的步驟S101所示的處理中測定出的能量傳遞率以確保超聲波接合所使用的每個(gè)砧220所需要的區(qū)域的方式被存儲于硬盤124。

接著，計(jì)算傳遞率的平均值(步驟S302)，還計(jì)算傳遞率的標(biāo)準(zhǔn)偏差(步驟S303)。具體地說，根據(jù)在步驟S301所示的處理中存儲的傳遞率和已經(jīng)存儲在硬盤124中的同一砧220的其它傳遞率來計(jì)算傳遞率的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

接著，計(jì)算變動(dòng)閾值(步驟S304)。具體地說，根據(jù)在步驟S302所示的處理中計(jì)算出的平均值和在步驟S303所示的處理中計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)偏差來計(jì)算變動(dòng)閾值。例如能夠從平均值減去標(biāo)準(zhǔn)偏差的四倍來計(jì)算變動(dòng)閾值。

如以上那樣，根據(jù)實(shí)施方式1所涉及的接合狀態(tài)檢查方法，通過將每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)測定的向砧220的能量傳遞率與在前一次超聲波接合中計(jì)算的變動(dòng)閾值的大小進(jìn)行比較，來判定板材W的接合狀態(tài)是否良好。因此，即使砧220的振動(dòng)的測定波形與標(biāo)準(zhǔn)波形不同也能夠正確地進(jìn)行判定。也就是說，能夠高精度地判定板材W的接合狀態(tài)是否良好。

在上述實(shí)施方式1所涉及的接合狀態(tài)檢查方法中，與被進(jìn)行超聲波接合的板材W的接合狀態(tài)是否良好無關(guān)地，還使用被判定為接合狀態(tài)不良的情況下的能量傳遞率來計(jì)算變動(dòng)閾值。但是，不限定于此，也可以不使用被判定為接合狀態(tài)不良的情況下的能量傳遞率，而僅通過被判定為接合狀態(tài)良好的情況下的能量傳遞率來計(jì)算變動(dòng)閾值。例如在圖3的流程圖中，也可以在執(zhí)行步驟S105之后不執(zhí)行步驟S106而結(jié)束處理。由于僅通過被判定為接合狀態(tài)良好的情況下的能量傳遞率來計(jì)算變動(dòng)閾值，因此計(jì)算的變動(dòng)閾值的可靠性提高。

另外，在上述實(shí)施方式1所涉及的接合狀態(tài)檢查方法中，與超聲波接合的接合次數(shù)無關(guān)地，使用每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)測定出的所有能量傳遞率來計(jì)算變動(dòng)閾值。但是不限定于此，也可以使用緊挨之前測定出的規(guī)定數(shù)量的能量傳遞率來計(jì)算變動(dòng)閾值。例如在圖14的流程圖中，也可以在步驟S301所示的處理中，通過FIFO方式以規(guī)定數(shù)量為上限來存儲能量傳遞率。由于計(jì)算變動(dòng)閾值所使用的數(shù)據(jù)數(shù)比較少，因此能夠降低用于計(jì)算變動(dòng)閾值的處理負(fù)擔(dān)(處理時(shí)間和存儲器使用)。

并且，在上述實(shí)施方式1所涉及的接合狀態(tài)檢查方法中，與超聲波接合的接合次數(shù)無關(guān)地，每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)都計(jì)算變動(dòng)閾值，在傳遞率不超過固定閾值的情況下，判定是否超過在前一次的超聲波接合中計(jì)算出的變動(dòng)閾值。但是不限定于此，也可以在接合次數(shù)沒有達(dá)到固定的次數(shù)的情況下，只是存儲傳遞率，在接合次數(shù)達(dá)到固定的次數(shù)之后計(jì)算變動(dòng)閾值。例如在圖14的流程圖中，在步驟S301所示的處理中存儲的傳遞率的數(shù)量沒有達(dá)到固定的次數(shù)的情況下，也可以不執(zhí)行步驟S302～304所示的處理而返回。在接合次數(shù)少的階段，也可以不計(jì)算變動(dòng)閾值，因此能夠降低用于計(jì)算變動(dòng)閾值的處理負(fù)擔(dān)(處理時(shí)間和存儲器使用)。

[實(shí)施方式2]

在上述的實(shí)施方式1中，在向砧220的能量傳遞率不超過固定閾值的情況下，進(jìn)一步將該能量傳遞率與變動(dòng)閾值進(jìn)行比較，由此判定接合狀態(tài)是否良好。在實(shí)施方式2中，對超聲波接合的接合次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，在接合次數(shù)不超過規(guī)定次數(shù)的情況下，將傳遞率與固定閾值進(jìn)行比較，在接合次數(shù)超過規(guī)定次數(shù)的情況下，將傳遞率與變動(dòng)閾值進(jìn)行比較，由此判定接合狀態(tài)是否良好。

應(yīng)用實(shí)施方式2所涉及的接合狀態(tài)檢查方法的檢查裝置可以與應(yīng)用實(shí)施方式1所涉及的接合狀態(tài)檢查方法的檢查裝置100相同。下面，詳細(xì)說明實(shí)施方式2所涉及的接合狀態(tài)檢查方法。

圖15是表示實(shí)施方式2所涉及的接合狀態(tài)檢查處理的過程的流程圖。

實(shí)施方式2的步驟S401、S408所示的處理與實(shí)施方式1的步驟S101、S106所示的處理相同。因而，在實(shí)施方式2中，關(guān)于與實(shí)施方式1同樣的上述處理省略詳細(xì)的說明。

首先，執(zhí)行能量傳遞率測定處理(步驟S401)，接著，判斷接合次數(shù)是否為規(guī)定次數(shù)以上(步驟S402)。具體地說，判斷使用同一砧220的超聲波接合的接合次數(shù)是否為規(guī)定次數(shù)以上。在接合次數(shù)為規(guī)定次數(shù)以上的情況下(步驟S402：“是”)，將變動(dòng)閾值代入比較閾值(步驟S403)。另一方面，在接合次數(shù)不為規(guī)定次數(shù)以上的情況下(步驟S402：“否”)，將固定閾值代入比較閾值(步驟S404)。在此，無論變動(dòng)閾值還是固定閾值都具有與實(shí)施方式1的情況同樣的定義。

接著，判斷在步驟S401所示的處理中計(jì)算出的能量傳遞率是否超過比較閾值(步驟S405)。在傳遞率不超過比較閾值的情況下(步驟S405：“否”)，判斷為接合狀態(tài)不良(步驟S407)。另一方面，在傳遞率超過比較閾值的情況下(步驟S405：“是”)，判斷為接合狀態(tài)良好(步驟S406)。

接著，在執(zhí)行變動(dòng)閾值計(jì)算處理(步驟S408)之后，計(jì)算接合次數(shù)(步驟S409)。具體地說，對使用同一砧220進(jìn)行超聲波接合的次數(shù)進(jìn)行累加，能夠計(jì)算計(jì)數(shù)值作為接合次數(shù)。另外，也可以僅在判斷為接合狀態(tài)良好的情況下，對接合次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。但是，不限于此，也可以基于存儲在硬盤124中的每個(gè)砧220的能量傳遞率的數(shù)量來直接計(jì)算接合次數(shù)。此外，當(dāng)砧220被更換時(shí)，接合次數(shù)被復(fù)位為初始值、例如0。

如以上那樣，根據(jù)實(shí)施方式2所涉及的接合狀態(tài)檢查方法，能夠達(dá)成與實(shí)施方式1同樣的效果。

另外，根據(jù)實(shí)施方式2所涉及的接合狀態(tài)檢查方法，根據(jù)超聲波接合的接合次數(shù)選擇固定閾值和變動(dòng)閾值來與向砧的能量傳遞率之間比較大小。因而，相比于將能量傳遞率與固定閾值和變動(dòng)閾值兩方進(jìn)行比較的實(shí)施方式1，能夠降低解析裝置120的處理負(fù)擔(dān)。

下面，參照圖16～圖18來詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的接合狀態(tài)檢查方法的作用效果。

圖16是表示在超聲波接合時(shí)的砧220的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的圖。兩個(gè)板材W₁、W₂中的板材W₂被載置于砧220上，板材W₁被重疊地載置于板材W₂上。在超聲波接合時(shí)，變幅桿210在經(jīng)過預(yù)先決定的時(shí)間(生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間)之前推壓板材W₁同時(shí)持續(xù)振動(dòng)，將自身的振動(dòng)施加于板材W₁。此外，超聲波接合裝置200對變幅桿210施加電力以固定地維持變幅桿210的振幅和加壓壓力。

如圖16的(A)所示，在超聲波接合剛開始之后，兩個(gè)板材W₁、W₂未被接合，變幅桿210的振動(dòng)僅被傳遞到上側(cè)的板材W₁。因此，砧220不振動(dòng)，而產(chǎn)生因變幅桿210與板材W₁之間的滑動(dòng)引起的發(fā)熱以及因板材W₁與板材W₂之間的滑動(dòng)引起的發(fā)熱。

如圖16的(B)所示，如果板材W₁與板材W₂開始接合，則變幅桿210的振動(dòng)被傳遞到砧220，砧220開始振動(dòng)。

如圖16的(C)所示，如果板材W₁與板材W₂繼續(xù)接合，則板材W₁與板材W₂之間不再滑動(dòng)，從而因板材W₁與板材W₂之間的滑動(dòng)引起的發(fā)熱消失。另一方面，砧220相比于圖16的(B)所示的情況而言振動(dòng)較大。

如上所述，在超聲波接合中，與兩個(gè)板材W₁、W₂的接合界面的接合狀態(tài)相應(yīng)地，在生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間內(nèi)從變幅桿210經(jīng)由板材W₁、W₂傳遞到砧220的能量產(chǎn)生變化。除此之外，還有板材W₁、W₂的變形、臟污等的影響，即使測定變幅桿210的振動(dòng)振幅也得不到與板材W₁、W₂的接合界面的接合狀態(tài)的相關(guān)關(guān)系，從而無法正確地掌握接合狀態(tài)。

另外，在超聲波接合中，砧220經(jīng)由兩個(gè)板材W₁、W₂被加壓而振動(dòng)。因此，每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)，載置板材W₂的砧220的前端部的方格狀的突起被磨損，從而砧220的壽命縮短。如果超聲波接合的接合次數(shù)持續(xù)增加，則磨損變嚴(yán)重，從而砧220與板材W₂之間發(fā)生滑動(dòng)。在超聲波接合中，砧220與板材W₂的滑動(dòng)導(dǎo)致降低了從變幅桿210向砧220傳遞的能量。因此，即使板材W₁、W₂的接合界面的接合狀態(tài)良好，在生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間內(nèi)向砧220傳遞的能量也根據(jù)砧220的壽命而隨時(shí)間變化。因而，即使測定磨損變嚴(yán)重的砧220的振動(dòng)振幅，也無法區(qū)分振動(dòng)波形的變化是由于兩個(gè)板材W₁、W₂的接合界面的接合狀態(tài)、還是由于砧220的壽命，從而有時(shí)無法正確地掌握接合狀態(tài)。

另一方面，在本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法中，通過測定砧220的振動(dòng)振幅，來測定超聲波接合的真正的要件即向砧220的能量傳遞率。除此之外，通過將該能量傳遞率與在前一次的超聲波接合中計(jì)算出的變動(dòng)閾值的大小進(jìn)行比較，來判定板材W的接合狀態(tài)是否良好。變動(dòng)閾值由于使用每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)測定出的向砧220的能量傳遞率來計(jì)算，因此反映了砧220的壽命對能量傳遞率的影響。因而，從超聲波接合的真正的要件即向砧220的能量傳遞率中去除掉因砧220的壽命的影響所致的變化，從而能夠高精度地判定接合狀態(tài)是否良好。

另外，在本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法中，由非接觸式的振動(dòng)傳感器110測定砧220的振動(dòng)振幅。因而，不會像接觸式的振動(dòng)傳感器那樣傳感器的自重對振動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生影響，從而能夠正確地測定砧220的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

圖17是用于說明本發(fā)明所涉及的接合狀態(tài)檢查方法的效果的圖。在圖17中用實(shí)線和虛線表示的振動(dòng)波形是通過拉伸試驗(yàn)判斷為接合狀態(tài)(接合強(qiáng)度)良好的合格品的振動(dòng)波形。另一方面，在圖17中用點(diǎn)劃線表示的振動(dòng)波形是通過拉伸試驗(yàn)判斷為接合狀態(tài)不良的不合格品的振動(dòng)波形。

如圖17所示，不合格品與合格品相比，傳遞到砧的能量較小。另一方面，如果將用實(shí)線表示的合格品的振動(dòng)波形與用虛線表示的合格品的振動(dòng)波形進(jìn)行比較，則波形不同。在將測定波形與標(biāo)準(zhǔn)波形進(jìn)行比較的以往的監(jiān)視方法中，用虛線表示的振動(dòng)波形的產(chǎn)品被判定為不合格品。

然而，本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法根據(jù)向砧的能量傳遞率來判定接合狀態(tài)是否良好，因此即使是如果著眼于測定波形則被判定為不合格品的產(chǎn)品，也能夠判定為合格品。

圖18是用于說明砧的壽命對向砧的能量傳遞率的影響的圖。在圖18中，橫軸表示超聲波接合次數(shù)(打點(diǎn))，縱軸表示每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)測定的向砧220的能量傳遞率。此外，虛線C表示預(yù)先統(tǒng)計(jì)性地求出的固定閾值，實(shí)線D表示每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)使用向砧的能量傳遞率計(jì)算出的變動(dòng)閾值。并且，區(qū)域E表示產(chǎn)生雖然沒有超過固定閾值但是超過了變動(dòng)閾值的能量傳遞率的區(qū)域。

如圖18所示，當(dāng)超聲波接合次數(shù)增加時(shí)，向砧220的能量傳遞率隨時(shí)間下降?？紤]這是因?yàn)槿缟鲜瞿菢佑捎谠诔暡ń雍蠒r(shí)使用的砧220的磨損而砧220與板材W之間發(fā)生滑動(dòng)，因此在生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間內(nèi)向砧220傳遞的能量減少了。即，隨著超聲波接合次數(shù)增加，即使是接合狀態(tài)良好的產(chǎn)品，由解析裝置120測定的向砧220的能量傳遞率也隨時(shí)間下降。

因此，超聲波接合的接合次數(shù)越是接近砧220的壽命，則如區(qū)域E所示那樣能量傳遞率低于固定閾值的情形越多。因此，如果是在區(qū)域E也通過將向砧220的能量傳遞率與固定閾值進(jìn)行比較來判定接合狀態(tài)是否良好的方法，則被判定為接合狀態(tài)不良的產(chǎn)品多，從而被過度檢測為不合格品。在這樣的情況下，在制造現(xiàn)場，在成品率的關(guān)系上，即使未達(dá)到砧220的正常壽命也不得不更換砧220。由于砧220在正常壽命之前沒有被有效利用，因此導(dǎo)致制造成本提高。

然而，本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法通過將向砧的能量傳遞率與變動(dòng)閾值進(jìn)行比較來判定接合狀態(tài)是否良好，因此在區(qū)域E也能夠防止不合格品的過度檢測，能夠持續(xù)使用砧220直到正常壽命為止。

這樣，根據(jù)本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法，板材的接合狀態(tài)的判定精度提高。其結(jié)果，被判定為不合格品的產(chǎn)品減少，產(chǎn)品的成品率提高，制造成本也降低。

如以上那樣，所說明的本實(shí)施方式起到以下的效果。

(a)本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法通過將向砧的能量傳遞率與在前一次的超聲波接合中計(jì)算的變動(dòng)閾值的大小進(jìn)行比較，來判定板材的接合狀態(tài)是否良好。因而，即使砧的振動(dòng)振幅的測定波形與標(biāo)準(zhǔn)波形不同，也能夠正確地進(jìn)行判定。也就是說，能夠高精度地判定板材的接合狀態(tài)是否良好。

(b)本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法在向砧的能量傳遞率不超過變動(dòng)閾值的情況下，判定為板材的接合狀態(tài)不良。因而，砧的壽命對能量傳遞率的影響被去除，即使在超聲波接合中持續(xù)使用砧直到接近壽命，也能夠正確地判定板材的接合狀態(tài)是否良好。

(c)本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法根據(jù)每次進(jìn)行超聲波接合時(shí)向砧的能量傳遞率的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差來計(jì)算變動(dòng)閾值。因而，能夠計(jì)算高精度地反映了砧的壽命對能量傳遞率的影響的變動(dòng)閾值。

(d)本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法能夠使用向砧的能量傳遞率中的被判定為接合狀態(tài)良好的情況下的能量傳遞率，計(jì)算變動(dòng)閾值。在該情況下，計(jì)算出的變動(dòng)閾值的可靠性提高。

(e)本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法使用向砧的能量傳遞率中的緊挨之前測定出的規(guī)定數(shù)量的能量傳遞率，能夠計(jì)算變動(dòng)閾值。因而，能夠減少用于計(jì)算變動(dòng)閾值的處理負(fù)擔(dān)。

(f)本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法能夠根據(jù)超聲波接合的接合次數(shù)選擇固定閾值和變動(dòng)閾值來與向砧的能量傳遞率之間比較大小。因而，相比于將能量傳遞率與固定閾值和變動(dòng)閾值兩方進(jìn)行比較的情況，能夠減少解析裝置的處理負(fù)擔(dān)。

(g)超聲波接合的接合次數(shù)可以是被判定為板狀構(gòu)件的接合狀態(tài)良好的超聲波接合的接合次數(shù)。因而，能夠簡單地使用被判定為接合狀態(tài)良好的情況下的能量傳遞率來計(jì)算變動(dòng)閾值。

(h)本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法將振動(dòng)波形數(shù)據(jù)的積分值除以積分時(shí)間得到的值與變動(dòng)閾值的大小進(jìn)行比較，來判定為板材的接合狀態(tài)良好。因而，接合時(shí)間的波動(dòng)被吸收，從而判定的穩(wěn)定性提高。

(i)本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法從振動(dòng)波形數(shù)據(jù)中截取出砧處于振動(dòng)的時(shí)間的數(shù)據(jù)，并對截取出的數(shù)據(jù)進(jìn)行積分。因而，數(shù)據(jù)量減少，從而能夠在短時(shí)間內(nèi)判定接合狀態(tài)是否良好。

(j)本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法應(yīng)用根據(jù)變幅桿的振動(dòng)頻率所確定的頻帶的BPF來從振動(dòng)波形數(shù)據(jù)中提取數(shù)據(jù)。因而，能夠去除振動(dòng)波形數(shù)據(jù)中所包含的干擾(噪聲)。

(k)在本發(fā)明的接合狀態(tài)檢查方法中，BPF的中心頻率與變幅桿的振動(dòng)頻率一致。因而，能夠選擇性地僅提取從變幅桿傳遞的能量。

以上說明了本發(fā)明的較佳的實(shí)施方式，但是這些是用于說明本發(fā)明的例示，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行追加、變形以及省略，這是不言而喻的。

附圖標(biāo)記說明

100：檢查裝置；110：振動(dòng)傳感器；120：解析裝置；121：CPU；122：ROM；123：RAM；124：硬盤；125：顯示器；126：輸入部；127：接口；200：超聲波接合裝置；210：變幅桿；220：砧。