特開 2024-73306 ホーンユニット、超音波ホーン、および、ジグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024073306

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】ホーンユニット、超音波ホーン、および、ジグ

(51)【国際特許分類】

   B06B 1/02 20060101AFI20240522BHJP

   H01L 21/607 20060101ALI20240522BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20240522BHJP

【ＦＩ】

B06B1/02 K

H01L21/607 C

H01L21/60 301G

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022184431

(22)【出願日】2022-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】519294332

【氏名又は名称】株式会社新川

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂倉 光昭

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 雄平

(72)【発明者】

【氏名】内田 洋平

【テーマコード（参考）】

5D107

5F044

【Ｆターム（参考）】

5D107AA12

5D107BB01

5D107CC01

5D107FF03

5D107FF07

5F044BB01

5F044BB03

(57)【要約】

【課題】超音波ホーンに螺合されたネジを用いることなく、キャピラリを脱着可能な超音波ホーンを提供する。
【解決手段】ホーンユニットは、超音波ホーン１０と、ジグ５０と、を備え、前記超音波ホーン１０は、キャピラリ１００が取り付けられる挿入孔２０と、前記挿入孔２０に繋がるスリット孔２２と、第一側面１６に形成されたピン孔２６と、上面１２および底面１４それぞれから立脚する一対の係止壁２８と、を備え、前記ジグ５０は、ジグ本体５２と、前記超音波ホーン１０を厚み方向に挟む一対の係止ピン５６と、前記係止ピン５６が前記係止壁２８に係止した状態で前記ピン孔２６に進入可能な押圧ピン６０と、を備えており、前記係止ピン５６が前記係止壁２８に係合された状態で、前記押圧ピン６０で前記スリット孔２２の内壁２４ａを押圧することで、前記挿入孔２０を拡大させる。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャピラリが脱着される超音波ホーンと、前記キャピラリの脱着を補助するジグと、を備え、
前記超音波ホーンは、
前記超音波ホーンの先端において厚み方向に貫通し、前記キャピラリが取り付けられる挿入孔と、
前記超音波ホーンの軸方向に長尺で、前記挿入孔に繋がるスリット孔と、
前記超音波ホーンの第一側面から前記スリット孔に向けて貫通するピン孔と、
前記超音波ホーンの前記厚み方向両端面それぞれに設けられる一対の係止壁と、
を備え、前記ジグは、
ジグ本体と、
前記ジグ本体に対して固定されて、前記超音波ホーンを厚み方向に挟む一対の係止ピンであって、前記超音波ホーンの幅方向において一対の前記係止壁と係合する一対の係止ピンと、
前記ジグ本体に対して進退可能であり、前記係止ピンが前記係止壁に係止した状態で前記ピン孔に進入可能な押圧ピンと、
を備えており、前記係止ピンが前記係止壁に係合された状態で、前記押圧ピンを進出させて前記押圧ピンで前記スリット孔の壁を押圧することで、前記挿入孔を拡大させる、
ことを特徴とするホーンユニット。

【請求項2】

請求項１に記載のホーンユニットであって、
前記ジグは、さらに、前記ジグ本体に螺合されるとともに前記押圧ピンに機械的に接続された進退用ボルトを備えており、
前記進退用ボルトを回すことで前記押圧ピンが進退する、
ことを特徴とするホーンユニット。

【請求項3】

請求項１に記載のホーンユニットであって、
前記係止壁は、前記超音波ホーンの軸方向に勾配を有する滑り台状であり、
前記ジグを前記超音波ホーンに対して前記超音波ホーンの軸方向に移動させることで、前記係止ピンと前記係止壁とを互いに係合または係合解除できる、
ことを特徴とするホーンユニット。

【請求項4】

請求項１に記載のホーンユニットであって、
前記係止壁を除いた前記超音波ホーンの厚みを基準厚み、前記係止壁の最突出点を含む前記超音波ホーンの厚みを突出厚みとした場合、
前記一対の係止ピンの対向距離は、前記基準厚みより大きく、前記突出厚みより小さい、
ことを特徴とするホーンユニット。

【請求項5】

請求項１に記載のホーンユニットであって、
前記係止壁は、平面視において、前記超音波ホーンの軸方向に延びる直線部と、前記直線部の一端から前記超音波ホーンの幅方向内側に延びる当接部と、を有する略Ｌ字状、または、略Ｊ字状であり、
前記当接部は、前記超音波ホーンの幅方向において前記押圧ピンが前記ピン孔に対向したとき、前記係止ピンが前記当接部に当接または近接する位置に設けられている、
ことを特徴とするホーンユニット。

【請求項6】

請求項１に記載のホーンユニットであって、
前記超音波ホーンは、さらに、前記係止壁と左右対称に配置されたダミー壁を有する、ことを特徴とするホーンユニット。

【請求項7】

請求項１に記載のホーンユニットであって、
前記超音波ホーンは、さらに、第一側面と反対側の第二側面から前記スリット孔まで貫通するダミー孔を有する、ことを特徴とするホーンユニット。

【請求項8】

超音波ホーンであって、
前記超音波ホーンの先端において厚み方向に貫通し、キャピラリが取り付けられる挿入孔と、
前記超音波ホーンの軸方向に長尺で、前記挿入孔に繋がるスリット孔と、
前記超音波ホーンの第一側面から前記スリット孔まで貫通するピン孔と、
前記超音波ホーンの前記厚み方向両端面それぞれに設けられる一対の係止壁と、
を備えることを特徴とする超音波ホーン。

【請求項9】

超音波ホーンからのキャピラリの脱着を補助するジグであって、
ジグ本体と、
前記ジグ本体に対して固定されて、前記超音波ホーンを厚み方向に挟む一対の係止ピンと、
前記ジグ本体に対して進退可能であり、前記係止ピンが前記超音波ホーンを挟んだ状態で前記超音波ホーンの側面に形成されたピン孔に進入可能な押圧ピンと、
を備えることを特徴とするジグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、キャピラリを交換可能な超音波ホーンと、当該交換を補助するジグ、および、これら超音波ホーンおよび治具を有するホーンユニットを開示する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電極同士をワイヤで電気的に接続するワイヤボンディング装置が広く知られている。かかるワイヤボンディング装置は、ワイヤが挿通されるキャピラリと、当該キャピラリを保持するとともに当該キャピラリに超音波振動を伝達する超音波ホーンと、を有する。こうしたワイヤボンディング装置では、超音波ホーンに取り付けるキャピラリを適宜、交換する。

【0003】

キャピラリの交換を可能にするために、特許文献１では、超音波ホーンに、キャピラリが挿通される貫通孔と、当該貫通孔に繋がるスリットと、スリットと交差して超音波ホーンに螺合されるネジと、を設けている。特許文献１において、ネジを緩めると、貫通孔が拡大し、キャピラリの脱着が可能となる。また、ネジを締めると、貫通孔が小さくなり、キャピラリの貫通孔からの脱落が防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許４２８２２１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、超音波ホーンには、当然ながら、超音波振動が付与される。そのため、特許文献１のように、超音波ホーンに直接ネジを螺合する形態の場合、超音波振動に起因して、ネジが緩み、キャピラリが意に反して脱落するおそれがあった。また、超音波ホーンに直接ネジを螺合する場合、当該ネジに起因して、超音波振動の乱れが生じるおそれもあった。

【0006】

そこで、本明細書では、超音波ホーンに螺合されたネジを用いることなく、キャピラリを脱着可能な超音波ホーン、当該脱着を補助するジグ、および、これら超音波ホーンおよび治具を含むホーンユニットを開示する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書で開示するホーンユニットは、キャピラリが脱着される超音波ホーンと、前記キャピラリの脱着を補助するジグと、を備え、前記超音波ホーンは、前記超音波ホーンの先端において厚み方向に貫通し、前記キャピラリが取り付けられる挿入孔と、前記超音波ホーンの軸方向に長尺で、前記挿入孔に繋がるスリット孔と、前記超音波ホーンの第一側面から前記スリット孔に向けて貫通するピン孔と、前記超音波ホーンの前記厚み方向両端面それぞれに設けられる一対の係止壁と、を備え、前記ジグは、ジグ本体と、前記ジグ本体に対して固定されて、前記超音波ホーンを厚み方向に挟む一対の係止ピンであって、前記超音波ホーンの幅方向において一対の前記係止壁と係合する一対の係止ピンと、前記ジグ本体に対して進退可能であり、前記係止ピンが前記係止壁に係止した状態で前記ピン孔に進入可能な押圧ピンと、を備えており、前記係止ピンが前記係止壁に係合された状態で、前記押圧ピンを進出させて前記押圧ピンで前記スリット孔の壁を押圧することで、前記挿入孔を拡大させる、ことを特徴とする。

【0008】

この場合、前記ジグは、さらに、前記ジグ本体に螺合されるとともに前記押圧ピンに機械的に接続された進退用ボルトを備えており、前記進退用ボルトを回すことで前記押圧ピンが進退してもよい。

【0009】

また、前記係止壁は、前記超音波ホーンの軸方向に勾配を有する滑り台状であり、前記ジグを前記超音波ホーンに対して前記超音波ホーンの軸方向に移動させることで、前記係止ピンと前記係止壁とを互いに係合または係合解除できてもよい。

【0010】

また、前記係止壁を除いた前記超音波ホーンの厚みを基準厚み、前記係止壁の最突出点を含む前記超音波ホーンの厚みを突出厚みとした場合、前記一対の係止ピンの対向距離は、前記基準厚みより大きく、前記突出厚みより小さくてもよい。

【0011】

また、前記係止壁は、平面視において、前記超音波ホーンの軸方向に延びる直線部と、前記直線部の一端から前記超音波ホーンの幅方向内側に延びる当接部と、を有する略Ｌ字状、または、略Ｊ字状であり、前記当接部は、前記超音波ホーンの幅方向において前記押圧ピンが前記ピン孔に対向したとき、前記係止ピンが前記当接部に当接または近接する位置に設けられていてもよい。

【0012】

また、前記超音波ホーンは、さらに、前記係止壁と左右対称に配置されたダミー壁を有してもよい。

【0013】

また、前記超音波ホーンは、さらに、第一側面と反対側の第二側面から前記スリット孔まで貫通するダミー孔を有してもよい。

【0014】

本明細書で開示する超音波ホーンは、前記超音波ホーンの先端において厚み方向に貫通し、キャピラリが取り付けられる挿入孔と、前記超音波ホーンの軸方向に長尺で、前記挿入孔に繋がるスリット孔と、前記超音波ホーンの第一側面から前記スリット孔まで貫通するピン孔と、前記超音波ホーンの前記厚み方向両端面それぞれに設けられる一対の係止壁と、を備えることを特徴とする。

【0015】

本明細書で開示するジグは、超音波ホーンからのキャピラリの脱着を補助するジグであって、ジグ本体と、前記ジグ本体に対して固定されて、前記超音波ホーンを厚み方向に挟む一対の係止ピンと、前記ジグ本体に対して進退可能であり、前記係止ピンが前記超音波ホーンを挟んだ状態で前記超音波ホーンの側面に形成されたピン孔に進入可能な押圧ピンと、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本明細書で開示する技術によれば、超音波ホーンに螺合されたネジを用いることなく、キャピラリを脱着可能である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1A】超音波ホーンの斜視図である。

【図1B】超音波ホーンを下側から見た斜視図である。

【図2】超音波ホーンの側面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】ジグの斜視図である。

【図5】ジグの断面図である。

【図6】キャピラリの交換作業の様子を示す斜視図である。

【図7】キャピラリの交換作業の他の様子を示す斜視図である。

【図8】キャピラリの交換作業の他の様子を示す斜視図である。

【図9】図８の状態における超音波ホーンおよびジグの断面図である。

【図10】第一の比較例の超音波ホーンの断面図である。

【図11】第二の比較例の超音波ホーンの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して超音波ホーン１０およびジグ５０を含むホーンユニットの構成について説明する。はじめに、超音波ホーン１０について図１～図３を参照して説明する。図１Ａおよび図１Ｂは、超音波ホーン１０の斜視図であり、図２は、超音波ホーン１０の側面図である。さらに、図３は、図２におけるＡ－Ａ断面図である。なお、以下で参照する各図面において、Ｘ，Ｙ，Ｚは、それぞれ、超音波ホーン１０の幅方向、軸方向、および厚み方向を示している。

【0019】

超音波ホーン１０は、ワイヤボンディング装置に取り付けられて使用される。超音波ホーン１０の先端近傍には、キャピラリ１００（図６参照）が取り付けられる。キャピラリ１００には、ワイヤ（図示せず）が挿通される。また、超音波ホーン１０の基端には、超音波振動子（図示せず）が埋め込まれている。超音波振動子が駆動されると、超音波振動が、超音波ホーン１０を介して、キャピラリ１００およびワイヤに伝達される。

【0020】

超音波ホーン１０の先端近傍には、キャピラリ１００が挿入される挿入孔２０が形成されている。挿入孔２０は、超音波ホーン１０を厚み方向に貫通する孔である。挿入孔２０の内径は、無負荷状態では、キャピラリ１００の外径より僅かに小さい。したがって、挿入孔２０にキャピラリ１００を挿入すると、挿入孔２０の内周面は、キャピラリ１００に密着する。そして、これにより、キャピラリ１００の挿入孔２０からの脱落が防止される。

【0021】

超音波ホーン１０には、キャピラリ１００の脱着のために、さらに、スリット孔２２と、ピン孔２６と、係止壁２８と、ダミー壁３４と、が設けられている。スリット孔２２は、挿入孔２０に繋がる長孔である。このスリット孔２２は、Ｙ方向（すなわち超音波ホーン１０の軸方向）に長尺であり、超音波ホーン１０を厚み方向に貫通する孔である。本例では、図１Ａ、図１Ｂに示すように、スリット孔２２は、超音波ホーン１０のＸ方向中心に位置しており、挿入孔２０を横断している。図３に示すように、スリット孔２２を形成することで、超音波ホーン１０の内部には、Ｘ方向（すなわち幅方向）に互いに対向する一対の内壁２４ａ，２４ｂが形成される。

【0022】

ピン孔２６は、超音波ホーン１０の第一側面１６から幅方向に延びる横穴である。このピン孔２６は、図３に示すように、第一側面１６からスリット孔２２まで貫通している。また、ピン孔２６は、挿入孔２０と干渉しないように、挿入孔２０より基端側（すなわち超音波振動子に近い側）に形成されている。

【0023】

係止壁２８は、超音波ホーン１０の厚み方向両端面、すなわち、上面１２および底面１４のうち、スリット孔２２より第一側面１６に近い位置から立脚する立壁である。図１Ａに示すように、上面１２の係止壁２８は、当該上面１２に形成された係止リブ２９の側面である。底面１４の係止壁２８は、図１Ｂに示すように、当該底面１４に形成された係止穴３３の内周面である。各係止壁２８は、平面視において、Ｙ方向に伸びる直線部２８ａと、直線部２８ａの末端からＸ方向内側に延びる当接部２８ｂと、を有する略Ｌ字状、または、略Ｊ字状である。このうち、直線部２８ａは、基端側から先端側に近づくにつれて、換言すれば、当接部２８ｂに近づくにつれて、徐々に高くなる滑り台状となっている。

【0024】

ダミー壁３４は、スリット孔２２を挟んで係止壁２８に対して左右対称に形成された立壁である。したがって、ダミー壁３４も、直線部３４ａと当接部３４ｂと、を有している。本例において、上面１２のダミー壁３４は、係止リブ２９と対称のダミーリブ３５の側面である。底面１４のダミー壁３４は、係止穴３３の内周面である。かかるダミー壁３４を設けることで、超音波ホーン１０の対称性が高くなり、超音波振動を安定してキャピラリ１００に伝達できる。

【0025】

なお、図１Ａから明らかな通り、係止リブ２９およびダミーリブ３５の末端は、平面視で、挿入孔２０と一部重複している。この場合、下側からダミー孔３６に挿入されたキャピラリ１００は、係止リブ２９およびダミーリブ３５の底面に当接することになる。そして、これにより、キャピラリ１００がＹ方向に位置決めされる。換言すれば、係止リブ２９およびダミーリブ３５は、キャピラリ１００のＹ方向位置を規定するストッパとしても機能する。

【0026】

次に、ジグ５０について、図４および図５を参照して説明する。図４は、ジグ５０の斜視図であり、図５は、ジグ５０の断面図である。このジグ５０は、超音波ホーン１０からキャピラリ１００を脱着させる際に使用されるジグである。

【0027】

ジグ５０は、ジグ本体５２と、一対の挟持壁５４と、一対の係止ピン５６と、押圧ピン６０と、進退用ボルト６４と、を有している。ジグ本体５２は、略ブロック状部材である。図５に示す通り、ジグ本体５２には、Ｘ方向に貫通するネジ孔６２が形成されている。ネジ孔６２には、進退用ボルト６４が螺合されている。

【0028】

進退用ボルト６４の末端には、押圧ピン６０が固着されている。押圧ピン６０は、後に詳説する通り、超音波ホーン１０のピン孔２６に挿入され、内壁２４ａを押圧するピンである。この押圧ピン６０は、進退用ボルト６４の自転に伴い、Ｘ方向に進退可能となっている。換言すれば、押圧ピン６０は、ジグ本体５２の内部に完全に収容された収容位置と、ジグ本体５２の一側面（以下「対向面５３」と呼ぶ）から大きく突出した突出位置と、の間で進退可能となっている。図５は、押圧ピン６０が、収容位置にある状態を示している。以下では、押圧ピン６０を突出させる進退用ボルト６４の自転方向を「締め付け方向」と呼び、押圧ピン６０を後退させる進退用ボルト６４の自転方向を「緩め方向」と呼ぶ。

【0029】

ジグ本体５２の対向面５３からは、さらに、一対の挟持壁５４がＸ方向に突出している。一対の挟持壁５４は、Ｚ方向に間隔を開けて対向している。押圧ピン６０が突出位置にある場合、当該押圧ピン６０は、一対の挟持壁５４の間に位置している。各挟持壁５４には、係止ピン５６が、固着されている。一対の係止ピン５６は、挟持壁５４から、互いに近づく方向に突出している。

【0030】

後に詳説する通り、この係止ピン５６は、超音波ホーン１０の係止壁２８と、Ｘ方向に係合する。また、係止ピン５６の末端面（すなわち他方の係止ピン５６と向かい合う面）には、ジグ本体５２から離れるに従って、挟持壁５４からの突出量が小さくなるような傾斜面５８が形成されている。

【0031】

ここで、一対の係止ピン５６の対向距離ＬＰ（図５参照）は、超音波ホーン１０の基準厚みＬＨ１（図２参照）より大きく、超音波ホーン１０の突出厚みＬＨ２より小さい。なお、基準厚みＬＨ１とは、係止壁２８およびダミー壁３４を除いた超音波ホーン１０の厚みを指す。また、突出厚みＬＨ２は、係止壁２８の最突出点を含む超音波ホーン１０の厚みを指す。また、以下では、係止壁２８を含む超音波ホーン１０の厚みが、対向距離ＬＰと一致する軸方向位置を境界位置Ｙａと呼ぶ。

【0032】

次に、こうしたジグ５０を利用したキャピラリ１００の脱着の手順について図６～図８を参照して説明する。超音波ホーン１０からキャピラリ１００を取り外す、あるいは、超音波ホーン１０にキャピラリ１００を取り付ける場合、挿入孔２０を、キャピラリ１００よりも大径になるように、拡大する必要がある。作業者は、挿入孔２０を拡大するために、まず、図６に示すように、ジグ５０を、超音波ホーン１０の側方であって、第一側面１６と対向する位置に配置する。また、このとき、係止ピン５６が境界位置Ｙａより基端側に位置するように、作業者は、ジグ５０のＹ方向位置を調整する。なお、図６に示す通り、このとき、押圧ピン６０は、ジグ本体５２の内部に完全に収容された収容位置にある。

【0033】

続いて、作業者は、ジグ本体５２を、Ｘ方向、かつ、超音波ホーン１０に近づく方向に動かし、ジグ本体５２の対向面５３を、第一側面１６に接触または近接させる。図７は、この状態を示している。このとき、一対の係止ピン５６は、超音波ホーン１０を厚み方向に挟み込む。また、係止ピン５６は、係止壁２８より幅方向を内側に位置している。

【0034】

続いて、作業者は、ジグ本体５２を、超音波ホーン１０の軸方向先端側へ移動させる。このジグ本体５２の先端側への移動は、係止ピン５６が係止壁２８の当接部２８ｂに当接することで停止する。なお、係止ピン５６が当接部２８ｂに当接したとき、超音波ホーン１０のピン孔２６が、ジグ５０の押圧ピン６０にＸ方向に正対するように、各部の位置が予め調整されている。

【0035】

この状態になれば、作業者は、トルクドライバを用いて進退用ボルト６４を締め付け方向に回転させ、押圧ピン６０を、ピン孔２６に進入させる。進退用ボルト６４の締め付けを継続することで、押圧ピン６０の突出量が増加する。そして、最終的には、図９に示すように、押圧ピン６０が、スリット孔２２の内壁２４ａ（押圧ピン６０と対向する内壁２４ａ）に当接する。押圧ピン６０が、さらに進出することで、内壁２４ａは、紙面左向きの力Ｆ１を受ける。

【0036】

また、このとき、係止ピン５６は、係止壁２８より幅方向を内側に位置しており、当該係止壁２８と幅方向に係合している。そのため、内壁２４ａが紙面左向きの力Ｆ１を受ける時、内壁２４ｂは、係止壁２８を介して、係止ピン５６から紙面右向きの力Ｆ２を受ける。そして、これにより、スリット孔２２の幅、ひいては、スリット孔２２に繋がる挿入孔２０の内径が拡大される。

【0037】

なお、上述した通り、進退用ボルト６４はトルクドライバで締め付けられている。そのため、進退用ボルト６４に付与されるトルク、ひいては、押圧ピン６０が、内壁２４ａを押圧するトルクは、基準トルク以下に抑えられている。結果として、超音波ホーン１０に過大な力が付加されることが防止される。挿入孔２０の内径が拡大されれば、作業者は、キャピラリ１００を下側に引っ張って挿入孔２０から取り外す、あるいは、新たなキャピラリ１００を挿入孔２０に下側から挿入する。キャピラリ１００を挿入する場合は、キャピラリ１００の上端が、係止リブ２９およびダミーリブ３５に当接する位置まで、キャピラリ１００を押し上げる。キャピラリ１００の上端が、係止リブ２９およびダミーリブ３５それぞれの底面に当接することで、キャピラリ１００がＹ方向に位置決めされる。

【0038】

キャピラリ１００の抜き差しが完了すれば、作業者は、上記と逆の手順で、挿入孔２０の内径を元に戻す。すなわち、作業者は、進退用ボルト６４を緩め方向に回転させ、押圧ピン６０を収容位置に移動させる。続いて、作業者は、係止ピン５６が、境界位置Ｙａより基端側に到達するまで、ジグ５０を、基端側に移動させる。そして、最後に、ジグ５０を、超音波ホーン１０から離せば、作業は終了となる。

【0039】

以上の説明で明らかな通り、本例では、超音波ホーン１０の側方からアクセスするジグ５０を用いて、挿入孔２０の径を変更している。かかる構成とする理由について、比較例と比較して説明する。

【0040】

図１０は、第一の比較例の超音波ホーン１０＊の断面図である。この超音波ホーン１０＊も、キャピラリ１００が挿通される挿入孔２０と、挿入孔２０に繋がるスリット孔２２と、を有する。超音波ホーン１０＊は、さらに、スリット孔２２に交差するネジ孔８０と、当該ネジ孔８０に螺合される調整ネジ８２と、を有する。キャピラリ１００を交換する場合、作業者は、調整ネジ８２を緩めることで、挿入孔２０の内径を拡大させる。キャピラリ１００を挿入孔２０に取り付けた後は、調整ネジ８２を締め付けることで、キャピラリ１００の脱落を防止する。

【0041】

こうした超音波ホーン１０＊によれば、比較的単純な構成でキャピラリ１００を脱着できる。しかし、第一の比較例の場合、超音波ホーン１０＊に直接螺合した調整ネジ８２の締め付け力で、キャピラリ１００を保持している。この場合、超音波ホーン１０＊に付加される超音波振動により、調整ネジ８２が緩み、キャピラリ１００が意に反して脱落するおそれがあった。また、超音波ホーン１０＊に調整ネジ８２が直接螺合しているため、超音波振動に乱れが生じやすい。

【0042】

一方、本例では、超音波ホーン１０とは完全に別体であるジグ５０を用いて挿入孔２０の内径を変更している。そのため、超音波振動が生じた場合でも、キャピラリ１００を安定して保持できる。また、超音波ホーン１０に、ネジが螺合されていないため、超音波振動の乱れが生じにくい。特に、本例では、係止壁２８に加え、当該係止壁２８とミラー対称のダミー壁３４を設けている。その結果、超音波ホーン１０全体が、左右対称形状に近づき、超音波振動が安定して伝達できる。

【0043】

なお、本例では、ピン孔２６を、第一側面１６にのみ形成しているため、その分、超音波ホーン１０の対称性が低下している。そこで、第一側面１６の反対側にある第二側面１８にも、ダミー孔を形成してもよい。ダミー孔３６は、例えば、図２において二点鎖線で示すように、ピン孔２６と同形であり、第二側面１８のうちピン孔２６に対してＹ方向にずれた位置に形成されてもよい。また、ダミー孔３６は、第二側面１８のうちピン孔２６と同心位置に形成され、押圧ピン６０より小径の孔でもよい。

【0044】

図１１は、第二の比較例の超音波ホーン１０＃の断面図である。この超音波ホーン１０＃も、キャピラリ１００が挿通される挿入孔２０と、挿入孔２０に繋がるスリット孔２２と、を有する。超音波ホーン１０＃は、さらに、スリット孔２２の途中に楕円形の交換用孔８４を有する。キャピラリ１００を交換する場合、作業者は、この交換用孔８４に、押圧部材８６を挿入する。押圧部材８６は、交換用孔８４より一回り小さい楕円形部材である。作業者は、この押圧部材８６を、交換用孔８４に挿入した状態で、Ｚ軸回りに、９０度回転させる。これにより、交換用孔８４およびこれと繋がる挿入孔２０が拡大され、キャピラリ１００を挿入孔２０に脱着できる。そして、キャピラリ１００を挿入孔２０に取り付けた後は、押圧部材８６を交換用孔８４から抜き取る。これにより、挿入孔２０の径が元に戻り、キャピラリ１００の脱落が防止される。

【0045】

ここで、超音波ホーン１０＃は、キャピラリ１００の保持に、ネジの締め付け力を利用していないため、超音波振動が生じても、キャピラリ１００を安定して保持できる。しかし、超音波ホーン１０＃の場合、キャピラリ１００を脱着する際、押圧部材８６を交換用孔８４の内周面に沿って摺動させる必要がある。この場合、押圧部材８６または交換用孔８４またはその双方が摩耗して変形するおそれがあった。そして、これらが摩耗すると、挿入孔２０を適切に拡径できず、キャピラリ１００を適切に脱着できない。また、超音波ホーン１０＃が摩耗すると、超音波振動の伝達特性が変化する。そのため、超音波ホーン１０＃の場合、超音波ホーン１０＃の摩耗を防止するために、押圧部材８６を、超音波ホーン１０＃よりも柔らかい素材で構成する必要があった。

【0046】

一方、本例の場合、押圧ピン６０および係止ピン５６は、内壁２４ａおよび係止壁２８を押圧するが、これらに対して摺動しない。そのため、本例では、ジグ５０および超音波ホーン１０のいずれも、摩耗しにくい。また、万一、摩耗したとしても、その分、押圧ピン６０の突き出し量を増やせば、挿入孔２０を適切に拡径できる。なお、本例では、押圧ピン６０による内壁２４ａの押圧力は、トルクドライバにより規制されている。そのため、ジグ５０および超音波ホーン１０の少なくとも一方が摩耗したとしても、常に、適切な力で挿入孔２０を拡径できる。

【0047】

なお、上述した通り、本例では、摩耗が生じにくいため、超音波ホーン１０およびジグ５０それぞれの素材の硬度については、特に、限定されない。したがって、超音波ホーン１０およびジグ５０を、同一素材で構成してもよい。ただし、当然ながら、超音波ホーン１０の摩耗をより確実に防止するために、超音波ホーン１０を、ジグ５０より硬い素材で構成してもよい。

【0048】

また、図１１に示す超音波ホーン１０＃の場合、押圧部材８６は、Ｙ方向から超音波ホーン１０＃にアクセスする。この場合、押圧部材８６がキャピラリ１００等の他部材に干渉しやすい。一方、本例の超音波ホーン１０の場合、ジグ５０は、Ｘ方向（すなわち超音波ホーン１０の側方）から超音波ホーン１０にアクセスする。通常、超音波ホーン１０の側方には、他部材はなく、広いスペースが存在する。そのため、本例の超音波ホーン１０によれば、超音波ホーン１０＃に比べて、ジグ５０を超音波ホーン１０にアクセスしやすい。結果として、本例によれば、キャピラリ１００の交換作業を容易に行えることができる。

【0049】

なお、これまで説明した構成は、一例であり、ジグ５０の押圧ピン６０がスリット孔２２の内壁２４ａを押圧するとともに、ジグ５０の係止ピン５６が超音波ホーン１０の係止壁２８と幅方向に係合するのであれば、その他の構成は、変更されてもよい。例えば、本例では、進退用ボルト６４を利用して、押圧ピン６０を進退させている。しかし、押圧ピン６０は、他の機構、例えば、カムやレバー、油圧シリンダ等を用いて進退してもよい。また、係止壁２８や係止ピン５６の形状も適宜、変更されてもよい。したがって、例えば、係止壁２８は、当接部２８ｂを有さない、直線形状でもよい。また、ダミー壁３４やダミー孔３６は無くてもよい。また、本例では、係止リブ２９およびダミーリブ３５を挿入孔２０まで延ばし、これらをキャピラリ１００のＹ方向位置を規定するストッパとして機能させている。しかし、当然ながら、係止リブ２９およびダミーリブ３５は、挿入孔２０と干渉しない形状でもよい。

【符号の説明】

【0050】

１０ 超音波ホーン、１０＊ 第一の比較例の超音波ホーン、１０＃ 第二の比較例の超音波ホーン、１２ 上面、１４ 底面、１６ 第一側面、１８ 第二側面、２０ 挿入孔、２２ スリット孔、２４ａ，２４ｂ 内壁、２６ ピン孔、２８ 係止壁、２８ａ，３４ａ 直線部、２８ｂ，３４ｂ 当接部、２９ 係止リブ、３３ 係止穴、３４ ダミー壁、３５ ダミーリブ、３６ ダミー孔、５０ ジグ、５２ ジグ本体、５３ 対向面、５４ 挟持壁、５６ 係止ピン、５８ 傾斜面、６０ 押圧ピン、６２ ネジ孔、６４ 進退用ボルト、８０ ネジ孔、８２ 調整ネジ、８４ 交換用孔、８６ 押圧部材、１００ キャピラリ。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】