JP2001328874A - セラミックス基板の接着方法およびそれに用いる接着治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数のセラミックス基板を相互に接着するさい
に、基板相互の位置ずれを生じさせず、接着剤がセラミ
ックス基板の周囲からはみ出すことなく、接着面に気泡
を残留させないセラミックス基板の接着方法およびその
方法に用いられる接着治具を得ること。 【解決手段】接着方法に用いるための接着治具（１０）
は、所定の加熱温度に達したときに粘着層が発泡し被着
材との剥離が容易になる粘着シート（１）と、粘着シー
ト（１）上に接着されていて、接着剤吸収性材料からな
りかつ所定の形状に成形加工された位置決め部材（３）
と、位置決め部材（３）の少なくとも２箇所に滑動自在
に挿入されたスライド部材（４）とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス基板
の接着方法およびその方法に用いるための接着治具に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数のセラミックス基板を定位置
に相互に接着する場合には、一方のセラミックス基板上
に接着剤を塗布し、その上に他方のセラミックス基板を
乗せ、上方から加圧する方法がとられてきた。しかし、
この方法では、接着剤中に気泡が多少残留したり、接着
剤が周囲にはみ出したり、基板相互の横滑りにより位置
ずれを生じたりしていた。

【０００３】そこで、これらの問題点を解決するため
に、マスキング・テープを用いる方法、位置決めピンを
用いてセラミックス基板周囲を固定する方法が検討され
てきた。しかし、これらの方法では、マスキング・テー
プ、位置決めピン等の使用によるコスト増、位置決めピ
ンに接着剤が付着することによる製品汚染が新たに発生
する。さらに、位置決めピンを使用の都度洗浄する必要
があり、工数増が避けられなかった。

【０００４】特開平９−１２３４６６号公報には、予熱
して粘度を低くした接着剤を部材に塗布することによ
り、接着剤の厚みを薄くして接着剤中に残留する気泡を
少なくすること、ならびに、接合した基板を接合方向に
加圧すると共に接着剤の粘度が最も低くなる温度に昇温
し、接着剤の厚みをより一層薄くして接着剤中に気泡が
残留しないようにするインクジェットプリンタヘッドの
製造方法が開示されている。しかし、この方法は、接着
すべき部材が大型化すると、接着面中心部に微小な気泡
が残留しやすいという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、複数のセラミックス基板を相互に接着する
さいに、基板相互の位置ずれを生じさせず、接着剤がセ
ラミックス基板の周囲からはみ出すことなく、接着面に
気泡を残留させないセラミックス基板の接着方法および
その方法に用いられる接着治具を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のセラミックス基
板の接着方法は、熱硬化性接着剤によって複数のセラミ
ックス基板を接着する接着方法において、接着剤吸収性
材料からなる位置決め部材およびスライド部材を有する
接着治具に第１セラミックス基板を装着すること、第１
セラミックス基板上にスライド部材を滑り込ませるこ
と、第１セラミックス基板上に所定量の接着剤を塗布す
ること、第１セラミックス基板上に第２セラミックス基
板を乗せること、セラミックス基板を重ねて装着した状
態の接着治具を恒温槽に入れて所定の第１温度で予備加
熱をすること、スライド部材を接着治具から抜き取るこ
と、セラミックス基板を重ねて装着した状態の接着治具
を恒温槽に入れて所定の第２温度で加熱すること、加熱
硬化したセラミックス基板を接着治具から取り出すこと
からなる手段によって、上記の課題を解決している。

【０００７】スライド部材を接着治具から抜き取った後
に、重ねられたセラミックス基板を厚み方向に加圧する
ことが好ましい。

【０００８】３枚以上のセラミックス基板を接着する場
合には、上記工程を所定の回数繰り返せばよい。

【０００９】さらに、本発明のセラミックス基板の接着
治具は、熱硬化性接着剤によって複数のセラミックス基
板を接着する接着方法に用いるための接着治具におい
て、セラミックス基板を固定するための粘着シートであ
って所定の加熱温度に達したときに粘着層が発泡し被着
材との剥離が容易になる粘着シートと、接着剤吸収性材
料からなりかつ所定の形状に成形加工された位置決め部
材と、位置決め部材の少なくとも２箇所に滑動自在に挿
入されたスライド部材とからなる手段によって、上記の
課題を解決している。

【００１０】位置決め部材が、中央領域に開口がある枠
状に成形されていて、スライド部材がその開口内に滑動
自在に移動できるようにすることが好ましい。

【００１１】接着剤吸収性材料からなる位置決め部材の
中央領域に設けられた開口が第１および第２セラミック
ス基板を自動的に位置決めし、また、セラミックス基板
からはみ出る接着剤を吸収する。スライド部材が第１セ
ラミックス基板と第２セラミックス基板との間に所定の
隙間を保持するので、予備加熱のさいに接着剤層内の気
泡が排出されやすくなる。予備加熱後、セラミックス基
板を加熱硬化する前に、それら基板を厚み方向に加圧す
ることにより、接着層の厚みがより薄くなると共に均一
化する。第１セラミックス基板は、所定の加熱温度に達
したときに粘着層が発泡し被着材との剥離が容易になる
粘着シートに貼り付けられるので、加熱硬化後、セラミ
ックス基板は容易に接着治具から離型される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明のセラミ
ックス基板の接着方法およびその方法に用いる接着治具
の実施例について説明する。

【００１３】まず、本発明のセラミックス基板接着方法
に用いられる接着治具の実施例について説明する。図１
−３に示すように、接着治具１０の基本構成は、所定の
加熱温度（例えば、１２０℃）に達したときに粘着層が
発泡し被着材との剥離が容易になる粘着シート１と、接
着剤吸収性材料からなりかつ所定の形状に成形加工され
た位置決め部材３と、位置決め部材３の少なくとも２箇
所に滑動自在に挿入されたスライド部材４とからなる。

【００１４】接着治具１０の第１実施例においては、図
１、２、５に示すように、位置決め部材３が中央領域に
開口３１がある枠状に成形されていて、スライド部材４
が開口３１内に滑動自在に移動できるようになってい
る。なお、位置決め部材３は粘着シート１上に接着され
ている。

【００１５】また、接着治具１０の第２実施例において
は、図１、４、６に示すように、位置決め部材３が中央
領域に凹部３２があるプレート状に成形されていて、ス
ライド部材４が凹部３２内に滑動自在に移動できるよう
になっている。この場合、凹部３２には、所定の加熱温
度（例えば、１２０℃）に達したときに粘着層が発泡し
被着材との剥離が容易になる粘着シート（図示せず）が
貼付される。

【００１６】第１および第２実施例において共通して用
いられるスライド部材４は、金属材料（例えば、ＳＵＳ
３０４等）からなり、図３に示すように、高さ方向に３
段（Ｂ図）、幅方向に２段（Ａ図）の形状になってい
る。最下段の舌片４１の厚みは約０．３ｍｍが好まし
い。粘着シート１は、常温では粘着力を有し、例えば、
１２０℃までに昇温すると、粘着層が発泡し、粘着力が
なくなるものが好ましい。位置決め部材３は接着剤吸収
性材料、例えば、厚み１．８ｍｍのろ紙からなり、打抜
き成形によってつくられてもよい。

【００１７】次に、本発明のセラミックス基板の接着方
法の実施例について、図７−１６を参照して説明する。
説明の便宜上、上述した第１実施例の接着治具１０（図
１、２、５）を使用する例を示すが、第２実施例の接着
治具１０（図１、４、６）を使用した場合も実質的には
相違がない。

【００１８】本発明の接着方法は、第１工程として、図
７、１４に示すように、スライド部材４を有する接着治
具１０の開口３１に第１のセラミックス基板２１（７０
×５０×０．１４ｍｍ）を入れて、空気が入らないよう
に粘着シート１に貼り付ける。第２工程として、図８、
１５に示すように、第１セラミックス基板２１上にスラ
イド部材４の舌片４１を滑り込ませる。第３工程とし
て、図９に示すように、第１セラミックス基板２１のほ
ぼ中央領域にディスペンサ（図示ぜず）によって所定量
（例えば、１．０ｇ）の接着剤３０（例えば、エポキシ
系樹脂等）を塗布する。第４工程として、図１０、１６
に示すように、第１セラミックス基板２１上に第２セラ
ミックス基板２２（７０×５０×２ｍｍ）を乗せる。第
５工程として、接着剤中の気泡を除去するために、図１
１に示すように、セラミックス基板２１、２２を重ねて
装着した状態の接着治具１０を恒温槽４０に入れて所定
の第１温度（例えば、８０℃）で約１０分間予備加熱を
する。第６工程として、図１２に示すように、スライド
部材４を接着治具１０から空気が入らないようにゆっく
りと抜き取る。第７工程として、セラミックス基板２
１、２２を重ねて装着した接着治具１０を恒温槽４０に
入れて所定の第２温度（例えば、１２０℃）で約１２０
分間加熱する。第８工程として、接着硬化したセラミッ
クス基板２１、２２を接着治具１０から取り出す。

【００１９】第６工程後、第７工程前に、重ねられたセ
ラミックス基板２１、２２を接着治具１０に入れたまま
複枚組（例えば、２０組）重ねて、加圧装置５０（図１
３）によって厚み方向に加圧する工程を追加することが
好ましい。これは、接着層の厚みをさらに薄くすると共
に均一化するためである。なお、この状態で恒温槽４０
に入れて所定の第２温度（例えば、１２０℃）で約１２
０分間加熱し、接着剤を硬化させてもよい。

【００２０】３枚以上のセラミックス基板を接着する場
合には、上記工程を所定の回数繰り返せばよい。

【００２１】第５工程において接着剤中の気泡を抜くた
めには、接着層を一定の厚みに保持して予備加熱をする
ことが有効である。予備加熱をすることにより、接着剤
の粘度が低下し、内部の気泡が外に出やすくなる。この
ときの接着層の厚みは、０．１−０．７ｍｍの範囲が望
ましい。０．１ｍｍ未満では接着層中の気泡が抜け難
く、また、０．７ｍｍを超えると接着剤が流れ出てしま
い、接着が十分に行われない。接着層の厚みは、０．２
５−０．４ｍｍの範囲が最も好ましい。

【００２２】加熱硬化した接着品は、非接着面への接着
剤の付着がなく、最大直径０．５ｍｍを超える気泡がな
く（セラミックス基板の厚みが０．１４ｍｍと薄く、目
視でも十分に気泡の確認が可能である。なお、必要があ
れば、超音波を用いた検出器で検出することもでき
る。）、かつ、均一に加圧接着されていることを確認し
た。一方、比較のために、固定ピンを用いた従来の接着
方法による接着品を２０組検査したところ、２組に接着
剤のはみ出しが認められた。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、複数枚の圧電セラミッ
クス基板を接着してなるアクチュエータ等の製造、セラ
ミックス基板の所定の位置にセラミックス・キャップ等
を接着するセラミックス電子部品の製造等において、セ
ラミックス基板の位置決めを容易にすると共に接着剤の
はみ出しを吸収し、接着剤のはみ出しによる部品の汚染
をなくし、接着層内に気泡の残留をなくし、その結果、
低コストで、効率よく、強固で、美しく、正確な接着を
可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明接着治具の第１実施例の平面図である。

【図２】図１の接着治具の２−２線からとった側面断面
図である。

【図３】スライド部材の平面図（Ａ）および側面図
（Ｂ）である。

【図４】図２に対応する図面であって、本発明の接着治
具の第２実施例を示す。

【図５】図２の一部の拡大部分断面図である。

【図６】図４の一部の拡大部分断面図である。

【図７】図１に対応する図面であって、本発明の接着方
法の実施例の第１工程を示す。

【図８】図１に対応する図面であって、本発明の接着方
法の実施例の第２工程を示す。

【図９】図１に対応する図面であって、本発明の接着方
法の実施例の第３工程を示す。

【図１０】図１に対応する図面であって、本発明の接着
方法の実施例の第４工程を示す。

【図１１】恒温炉の概略側面図であって、本発明の接着
方法の実施例の第５工程を示す。

【図１２】図１に対応する図面であって、本発明の接着
方法の実施例の第６工程を示す。

【図１３】加圧装置の概略側面図であって、本発明接着
方法の実施例の追加工程を示す。

【図１４】図７の一部の拡大部分断面図である。

【図１５】図８の一部の拡大部分断面図である。

【図１６】図１０の一部の拡大部分断面図である。

【符号の説明】

１：粘着シート、 ３：位置決め部材、 ４：スライド
部材、 １０：接着治具、 ２１：第１セラミックス
基板、 ２２：第２セラミックス基板、 ３０：接着
剤、 ３１：開口、 ３２：凹部、 ４０：恒温炉、
４１：舌片、５０：加圧装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱硬化性接着剤によって複数のセラミック
   ス基板を接着する接着方法において、接着剤吸収性材料
   からなる位置決め部材およびスライド部材を有する接着
   治具に第１セラミックス基板を装着すること、前記第１
   セラミックス基板上に前記スライド部材を滑り込ませる
   こと、前記第１セラミックス基板上に所定量の接着剤を
   塗布すること、前記第１セラミックス基板上に第２セラ
   ミックス基板を乗せること、前記セラミックス基板を重
   ねて装着した状態の前記接着治具を恒温槽に入れて所定
   の第１温度で予備加熱をすること、前記スライド部材を
   前記接着治具から抜き取ること、前記セラミックス基板
   を重ねて装着した状態の前記接着治具を恒温槽に入れて
   所定の第２温度で加熱すること、加熱硬化したセラミッ
   クス基板を前記接着治具から取り出すことからなるセラ
   ミックス基板の接着方法。
2. 【請求項２】前記スライド部材を前記接着治具から抜き
   取った後に、前記重ねられたセラミックス基板を厚み方
   向に加圧することをさらに含む、請求項１に記載の方
   法。
3. 【請求項３】熱硬化性接着剤によって複数のセラミック
   ス基板を接着する接着方法に用いるための接着治具にお
   いて、所定の加熱温度に達したときに粘着層が発泡し被
   着材との剥離が容易になる粘着シートと、接着剤吸収性
   材料からなりかつ所定の形状に成形加工された位置決め
   部材と、前記位置決め部材の少なくとも２箇所に滑動自
   在に挿入されたスライド部材とからなるセラミックス基
   板の接着治具。
4. 【請求項４】前記位置決め部材が中央領域に開口がある
   枠状に成形され、前記スライド部材が前記開口内に滑動
   自在に移動できる、請求項３に記載の接着治具。