JP2003039200A - 基板プレス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 二層基板のプレスを行うに当って、二層基板
全体を均等に加熱及び加圧することができ、プレス時に
上下の基板間がずれるのを防止する。 【解決手段】 シール材を介して接合された上下の基板
１，２からなる二層基板６をプレス装置２０の上下のプ
レス部材間で加熱下で加圧する際に、上部側プレス部材
のプレス盤４０には、弾性板ヒータ４１，クッション材
４２及び保護シート４３を設け、下部側プレス部材３１
のプレス盤４４にはカバーシート４６で覆われた流体プ
ール４５が形成され、流体プール内には加熱油が供給さ
れて、二層基板は下部側プレス部材により実質的にフロ
ーティング状態にして支持され、剛体からなる上部側プ
レス部材によって、加熱下で加圧接合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶セル等
のように、上下２枚の基板の間にシール材を介在させた
二層基板を加熱下で加圧することによって、上下の基板
間に厳格に管理されたギャップを形成すると共に、シー
ル材を硬化させて、両基板間を固着するための基板プレ
ス装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、カラーＴＦＴ（Thin Film Tran
sistor）液晶表示パネルを構成する液晶セルは、それぞ
れ透明な部材からなるＴＦＴ基板とＣＦ（Color Filte
r）基板との二層からなる貼り合わせ基板であり、これ
ら上下の基板間には液晶が封入される。従って、この種
の貼り合わせ基板間にはギャップ（一般に、液晶セルに
おいてはセルギャップと呼ばれている）が形成される。
ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間に適正なセルギャップを持
たせ、かつ液晶封入空間を区画形成するために、一方の
基板表面の外周近傍に所定の厚みのシール材を供給して
おき、相手方の基板に対して位置合わせを行った後、シ
ール材を所定量圧縮して、その間にセルギャップを形成
する。

【０００３】従って、まず上下２枚の基板を上下に配置
してアライメント（両基板間の位置合わせ）を行った上
で、両基板を貼り合わせると共に仮圧着することにより
二層基板を得る。この二層基板をプレス手段により上下
から加熱下で加圧することによりギャップ形成が行われ
る。このために用いられる基板プレス装置は、上下に加
熱したプレス部材を有し、二層基板を上下のプレス部材
間に配置して、上下から加圧してシール材を圧縮すると
共に、このシール材を加熱して硬化させる。

【０００４】プレス時における二層基板に対する加熱・
加圧条件は極めて重要である。急激な加圧を行うと、上
下の基板間のシール材により囲まれた空間から空気が円
滑に排出されず、この空間内の圧力上昇によりシール材
の一部が破断する、所謂シールパスが発生する。一方、
プレス部材は加熱されて一定の温度に保たれている。プ
レス部材を加熱するのは、シール材を硬化するためであ
るから、シール材が硬化する温度乃至それ以上に設定さ
れる。この温度条件下でシールパスが発生しないように
低速プレスを行うと、適正なギャップが形成される前に
シール材が硬化することになる。その結果、上下の基板
間に形成したギャップの寸法にばらつきが生じることに
なる。

【０００５】プレスは１段で行うのが望ましいが、以上
の点を勘案して、少なくとも加熱条件を変えて複数段で
プレスするように構成するのが一般的である。例えば、
第１段目のプレスでは、シール材の硬化温度以下の温度
を作用させて、所定の加圧力を基板に作用させる。次い
で、第２段目でシール材の硬化温度以上の温度を与え
る。また、シール材に多量の溶剤が含まれている場合
や、より厳格なギャップ形成を行う場合等にあっては、
加熱条件若しくは加圧条件を変えて、３段階乃至それ以
上の多段でプレスを行うこともある。

【０００６】プレスを１段で行うにしろ、複数段で行う
にしろ、上下のプレス部材は二層基板に均等な加圧力を
作用させるために、厳格な平面性が要求される。そし
て、加圧状態でも平面性が確保されなければならないこ
と等から、各プレス部材を構成するプレス盤は金属材等
の剛体で形成される。ただし、液晶セル等のようにガラ
ス製の基板をプレスする際に、プレス盤を直接二層基板
に当接させると、基板が損傷することになる。このため
に、上下のプレス部材には少なくともそれらの加圧面に
はゴム等の弾性部材からなるクッション材を貼り付け
て、プレス時にはこのクッション材が基板に対して弾性
的に当接させるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、プレ
ス部材の加圧面にクッション材を貼着すると、加圧時に
クッション材が圧縮されて撓むことになる。個々のクッ
ション材にはそれぞれ撓み方向に癖があり、多かれ少な
かれ歪みながら撓むことになり、しかもこの撓み時にお
ける歪みの方向はクッション材により一定しない。プレ
ス時には、シール材は未硬化の状態にあり、クッション
材の撓む際における歪み方向によっては、真直ぐに加圧
しているにも拘らず、上下の基板を相互にずらすことに
なる。とりわけ、近年においては、ファインピッチ化と
いう要請等から許容誤差範囲が著しく小さくなる傾向に
あり、このためにプレス時に上下の基板間に僅かなずれ
があっても重大な問題となる。

【０００８】以上のことから、何らかの方法で、クッシ
ョン材の撓みによる基板のずれを補正しなければならな
い。例えば、プレス時の基板のずれを見越して、両基板
を貼り合わせる際に、このずれと反対方向にオフセット
させるようにする等の手法が採用される。しかしなが
ら、プレス時にクッション材が加熱されることから、熱
により早期に劣化する。その結果、ずれ特性が経時的に
変化することがある。また、劣化の度合いが大きくなる
と、クッション材を交換しなければならないが、クッシ
ョン材の撓み特性は常に変化することから、その都度基
板のずれの補正量を調整しなければならず、その作業は
極めて煩わしいものであり、また補正の完全性を期すこ
とはできない場合も生じる等といった問題点がある。

【０００９】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、二層基板のプレスを
行うに当って、二層基板全体を均等に加熱及び加圧する
ことができ、プレス時に上下の基板間がずれるのを確実
に防止することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、シール材を介して接合された上下の
基板からなる二層基板を上下のプレス部材間で加熱下で
加圧することによって、前記二層基板を構成する上下の
基板間に所定のギャップを形成すると共に、このシール
材を硬化させるようにするものであって、下部側プレス
部材の加圧面には加熱流体が供給される流体プールを形
成すると共に、この流体プールの上面に可撓性を有する
カバーシートを装着し、また上部側プレス部材の加圧面
には弾性シートの内部に加熱手段を装着した弾性板ヒー
タを装着する構成としたことをその特徴とするものであ
る。

【００１１】上下のプレス部材にクッション材を装着し
て、二層基板のプレス時にこれらクッション材を撓ませ
るように構成した場合でも、両クッション材が真直ぐ加
圧方向に撓むのであれば、二層基板を構成する上下の基
板にずれが生じない。しかしながら、クッション材が撓
む際に、多少なりとも歪み、つまり加圧方向以外の斜め
方向あるいは回転方向に撓むのを防止できない。また、
クッション材が撓む際に、歪みが生じるのを防止できな
いとして、上下のプレス部材に装着したクッション材の
歪み特性、つまり歪み方向と歪み量がほぼ一致すれば、
上下の基板間にずれが生じないか、ずれを最小限に抑制
できる。従来技術においては、このように基板間のずれ
を最小限に抑制するために、上下のプレス部材のクッシ
ョン材の歪み特性を一致させるために、クッション材を
多数形成して、特性の合ったものを選択して用いるよう
にしていたのである。

【００１２】クッション材を用いるか否かは別として、
二層基板に対して加圧力を作用させる際に、上下いずれ
かのプレス部材側でこの二層基板に対して歪み方向の力
が作用したとしても、他方のプレス部材側でこの歪みを
吸収できる構成とすれば、上下の基板間がずれないか、
若しくはずれを最小限に抑制することができる。そこ
で、本発明においては、未硬化のシール材を介して貼り
合わされている二層基板をプレスする際に、この二層基
板を下部側プレス部材にフローティング状態にして載置
する構成とした。

【００１３】上部側プレス部材にクッション材を貼着し
た場合等に起因して、二層基板の加圧時にこの上部側プ
レス部材により多少歪み方向に押圧力が作用したとして
も、下部側プレス部材でフローティング状態で支持され
ている二層基板全体がこの歪みに倣うようになる。その
結果、二層基板の全体にわたって均等な加圧力が作用す
ることになり、加圧時に上下の基板間にずれが生じるの
を防止できる。このように、下部側プレス部材で二層基
板をフローティング状態に支持するために、この下部側
プレス部材に流体プールを設けて、この流体プール内に
加熱流体を充填し、この流体プールを可撓性を有するカ
バーシートで覆うように構成した。

【００１４】流体プール内の流体はプレス時の設定温度
にまで加熱させるが、この流体は非圧縮性流体、つまり
液体を用いるのが望ましい。ただし、カバーシートの構
造等によっては、気体を用いることもできる。また、高
粘度流体やゲル状の流体を流体プール内に充填すること
もできる。液体を用いる場合には、プレス時の設定温度
以上の沸点のものとし、かつ流体の温度変化を抑制する
ために、熱伝導率の低いものが良い。このためには、油
を流体として用いるのが最も都合が良い。流体プールの
上部を覆うカバーシートは、二層基板をフローティング
状態で支持させるために、可撓性を有することは必要で
ある。ただし、上部側プレス部材からの加圧力を有効に
受承できるようにするために、弾性及び伸縮性の小さい
ものを用いる。しかも、流体プール内の加熱流体からの
熱を二層基板に効率的に伝達するために、できるだけ薄
いシートを用いる。

【００１５】プレス時には二層基板を加熱するが、下部
側では流体プール内の流体により二層基板を加熱する。
従って、少なくともプレス時には流体が設定温度に保持
されるようにしなければならない。流体プール内に流体
を滞留させていると、この流体の温度が変化してしま
う。流体を加熱するために、加熱手段を備えた加熱流体
貯留タンクに流体を貯留しておき、プレスを実行する時
以外は流体をこの加熱流体貯留タンクと流体プールとの
間で循環させることによって、設定温度に維持すること
ができる。この流体の循環に代えて、またより厳格な温
度管理を行う等のためには、流体を循環させると共に、
流体プールまたはプレス盤にヒータを装着して、流体の
温度制御を行うようにすることもできる。

【００１６】上部側プレス部材には弾性板ヒータを設け
て、この弾性板ヒータを熱源として二層基板を加熱す
る。ここで、弾性板ヒータは上部側プレス部材を構成す
る剛体からなるプレス盤の下面に貼着されるが、厳格な
平面度を確保する必要がある。弾性板ヒータは、例えば
シリコンゴム等のゴム材または軟性の合成樹脂からなる
薄板にヒータを内蔵させたものが用いられる。この弾性
板ヒータは加熱すると柔らかくなるので、クッション機
能を発揮させることも可能である。従って、弾性板ヒー
タを直接二層基板に作用させることもできる。ただし、
ガラス等の脆弱な基板を用いる場合には、その保護の完
全性を図るために、この弾性板ヒータの下面にはクッシ
ョン材を設けるのが望ましい。下部側プレス部材では二
層基板に対して流体圧を作用させているので、上部側プ
レス部材による加圧時に、たとえクッション材が歪みな
がら撓んだとしても、下部側では二層基板がフローティ
ング状態となり、かつ均等な力が作用するようになり、
クッション材の歪みにより上下の基板間をずらす方向の
力が作用することはなく、しかも二層基板の全面にわた
る均圧プレスが達成される。

【００１７】また、プレス時に二層基板をより有効に保
護するために、下部側プレス部材のカバーシートの表面
及び弾性板ヒータの表面、乃至この弾性板ヒータにクッ
ション材が貼着されている場合には、このクッション材
に、可撓性を有する薄膜の保護シートを設ける構成とす
るのがさらに望ましい。

【００１８】さらに、上部側プレス部材の二層基板への
加圧面は、少なくともこの二層基板の外形より大きい寸
法を有するものとなし、また下部側プレス部材の流体プ
ールは、上部側プレス部材の加圧面とほぼ同じか、また
はそれより大きい寸法とすることにより、二層基板全体
にわたって均等な加圧及び加熱を行う上で最も有利にな
る。

【００１９】プレス圧を作用させるには、少なくとも上
下いずれかのプレス部材を可動にする。下部側プレス部
材を固定しておき、上部側プレス部材を下降させること
によって、二層基板にプレス圧を作用させることができ
る。また、下部側プレス部材を上昇させることによって
も、同様に、二層基板をプレスすることができる。下部
側プレス部材には流体プールが設けられているので、あ
まり大きな昇降ストロークを持たせるのは好ましくはな
い。そこで、上部側プレス部材を二層基板と接触する状
態にまで下降させた後に、下部側プレス部材を押し上げ
る方向に荷重を作用させるようにすることもできる。そ
して、下部側プレス部材を、プレス盤に流体プールを上
下動可能に装着し、この流体プールをその下部側から押
し上げる方向に加圧手段を設けるようにしても良い。こ
の場合、加圧手段はガス圧を作用させるものとすると、
プレス時に二層基板に急激な加圧力が作用するのを防止
でき、しかも連続的に昇圧できるようになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の一形態を説明する。図１に二層基板を構成する２枚
の基板を上下に配置した状態を示し、また図２にこの２
枚の基板を貼り合わせた状態の断面を示す。図中におい
て、１は例えばＴＦＴ基板等からなる下基板、２は例え
ばＣＦ基板等の上基板である。これら下基板１，上基板
２は、下基板１側に設けたシール材３を介して貼り合わ
されて、加熱下による加圧でシール材３を硬化させるこ
とにより接合状態に固定されて、両基板１，２間に所定
のセルギャップＧを有する二層の貼り合わせ基板４が形
成される。その後に、シール材３により囲まれた空間内
に液晶が封入され、液晶の封入口を閉じることによっ
て、液晶を密閉状態に保持する。

【００２１】この二層貼り合わせ基板４は、図３に示し
た工程を経て形成される。同図から明らかなように、第
一段階は、下基板１に上基板２を重ねて、相対位置合わ
せを行うアライメント工程１０である。このアライメン
ト工程１０では、一方の基板に紫外線硬化樹脂５を所定
の位置にスポット的に塗布し、かつアライメントを行っ
た状態で両基板１，２間を重ね合わせて二層基板６を形
成する。このアラインメントを行うために、基板１，２
には、それぞれ所定の箇所にアラインメントマークＭ
１，Ｍ２が設けられている。重ね合わせた２枚の基板
１，２を上下から加圧することによって、シール材３を
密着させるようにしてこの二層基板６を仮圧着する。こ
こで、紫外線硬化樹脂５の塗布及び二層基板６の仮圧着
を行うのは、後続の工程に搬入する際等にアライメント
した二層基板６を構成する基板１，２間がずれないよう
にするためである。

【００２２】アライメントされた二層基板６は、次にプ
レス工程１１に送り込まれて、このプレス工程１１で両
基板１，２を加熱下で加圧する。ここで、二層基板６の
段階で、両基板１，２間のシール材３を上下から圧縮す
ることによりに正確なセルギャップＧが形成されると共
に、加熱によりシール材３が硬化される。ただし、この
プレス工程１１での硬化の度合いはなお不完全な状態で
ある。

【００２３】プレス工程１１から送り出された二層基板
６は、次いで検査工程１２に送り込まれる。ここで、検
査工程１２における検査項目は両基板１，２間にずれが
あるか否かの、所謂位置ずれ検出を含むものである。位
置ずれ検出は、基板１，２にはそれぞれ設けたアライメ
ントマークＭ１，Ｍ２を基準として行うものであり、こ
のために、検査工程１２には周知の画像認識手段が設け
られる。

【００２４】検査工程１２で両基板１，２間に許容範囲
以上の位置ずれ等があると、この段階で不良品として排
出される。一方、良品と判定された二層基板６は、さら
に硬化工程１３に搬入されて、両基板１，２間に介在さ
せたシール材３を完全に硬化させる。これによって、基
板１，２間が完全に接合された貼り合わせ基板４が得ら
れる。プレス工程１１では二層基板６は加熱下で加圧さ
れるが、硬化工程１３ではプレス工程１１での加熱温度
より高い温度とした硬化炉が設けられる。

【００２５】以上の各工程を経ることによって、貼り合
わせ基板４が形成されるが、プレス前の段階では、基板
１，２間にはシール材３の厚みに応じた隙間ｇが存在し
ており、プレス工程１１で適正なセルギャップＧが形成
される。このセルギャップＧを正確に形成するために、
図２から明らかなように、好ましくはシール材３内にス
ペーサ部材７が混入されており、またシール材３により
囲まれた領域内に多数の微小ビーズ８を分散させてい
る。

【００２６】プレス工程１１の概略構成を図４に示す。
プレス工程１１は二層基板６を加熱下で上下から加圧す
るためのものであり、プレスは１段乃至複数段で行われ
る。従って、プレス工程１１では１乃至複数のプレス装
置が設けられるが、本実施の形態では、それぞれ４箇所
のプレス装置２０が左右に２列配列されている。左右の
プレス装置２０の列間の位置には、２本のリニアガイド
２１，２１が配設されており、これら各リニアガイド２
１には搬送シャトル２２が走行するようになっている。
各プレス装置２０には、リニアガイド２１側に向けて二
層基板６の搬入・搬出口２０ａが形成されており、搬送
シャトル２２は、この搬入・搬出口２０ａに対面する位
置で、二層基板６をプレス装置２０との間で受渡するよ
うになっている。

【００２７】搬送シャトル２２とプレス装置２０との概
略構成を図５に示す。図中において、２３は基板搬送ユ
ニットであり、この基板搬送ユニット２３は、リニアガ
イド２１に沿って走行可能な走行ブラケット２４上に昇
降テーブル２５を取り付けたものからなり、昇降テーブ
ル２５の左右両側には支持壁２５ａが立設されており、
これら両支持壁２５ａ間には二層基板６をプレス装置２
０に出し入れするために、それぞれ独立のモータで駆動
される移載用コンベア２６，２７が上下２段に設けられ
ている。昇降テーブル２５をエアシリンダ等の昇降手段
２８により走行ブラケット２４に設けた昇降ガイド２９
に沿って昇降させることによって、上下の移載用コンベ
ア２６，２７は二層基板６がプレス装置２０との間で授
受されることになる。

【００２８】左右にそれぞれ４箇所設けたプレス装置２
０の構成は全て同じものである。プレス装置２０には、
上部側プレス部材３０と、下部側プレス部材３１とが設
けられており、上部側プレス部材３０は、ボールねじ，
シリンダ等からなる加圧手段３２により昇降可能な可動
プレス部材である。下部側プレス部材３１上には、二層
基板６を搬入したり、搬出したりするための搬送ベルト
３３が走行するようになっている。

【００２９】下部側プレス部材３１の前後の位置には巻
取りローラ３４，３５が装着されており、搬送ベルト３
３はこれら巻取りローラ３４，３５に所定長さ巻回され
ている。そして、両巻取りローラ３４，３５は、それぞ
れモータ（図示せず）により回転駆動されるものであ
る。巻取りローラ３４，３５の上部位置にはそれぞれガ
イドローラ３６，３７が設けられており、搬送ベルト３
３は、これら両ガイドローラ３６，３７にガイドされて
往復移動することになる。従って、搬送ベルト３３のガ
イドローラ３６，３７間を走行する面が二層基板６の搬
送路である。

【００３０】二層基板６の搬送時には、搬送ベルト３３
は下部側プレス部材３１に対して非接触状態となり、プ
レス時には下部側プレス部材３１の上面に搬送ベルト３
３を当接させる。このために、ガイドローラ３６，３７
を昇降可能とすることもできるが、本実施の形態では、
下部側プレス部材３１は固定されており、図示は省略す
るが、搬送ベルト３３及びガイドローラ３６，３７、さ
らには巻取りローラ３４，３５を上下動させることがで
きるように構成されている。従って、二層基板６が所定
の位置にまで搬送されると、搬送ベルト３３が下降し
て、この搬送ベルト３３が下部側プレス部材３１の上面
に当接することになる。

【００３１】図６にプレス装置２０の要部の断面構造を
示す。上部側プレス部材３０は、金属等の剛体からなる
プレス盤４０を有し、このプレス盤４０が加圧手段３２
に連結される。プレス盤４０の下面には弾性板ヒータ４
１が装着されており、この弾性板ヒータ４１の下面には
クッション材４２が貼着されている。弾性板ヒータ４１
は、例えばシリコンゴムや合成樹脂等の薄板に電熱線を
埋設する構成としたものである。弾性板ヒータ４１を構
成するシリコンゴム等は加熱により柔軟になるので、必
ずしもクッション材４２をこの弾性板ヒータ４１に積層
する必要はないが、弾性板ヒータ４１より柔軟な部材で
あるクッション材４２を貼着することによって、二層基
板６の保護機能を高めるようにしている。ここで、クッ
ション材４２は軟性のシリコンゴム等で形成される。さ
らに、クッション材４２は薄膜の保護シート４３で覆わ
れており、二層基板６に直接当接するのはこの保護シー
ト４３である。保護シート４３はフッ素樹脂等の摩擦係
数の低いシートであり、二層基板６に接離する際に、実
質的に摩擦が生じないようにしている。また、下部側プ
レス部材３１の上部に位置する搬送ベルト３３の搬送面
も同様に、摩擦係数の低いものとなっている。

【００３２】下部側プレス部材３１は金属等の剛体から
なるプレス盤４４を有し、このプレス盤４４の上面には
比較的底の浅い凹部が形成されて、流体プール４５が形
成されている。流体プール４５の上部位置はカバーシー
ト４６で覆われている。カバーシート４６は、例えばフ
ッ素樹脂の薄いシート等のように、可撓性を有するが、
弾性及び伸縮性が最小限の部材で構成される。カバーシ
ート４６はプレス盤４４の上面に固着されて、流体プー
ル４５は密閉空間となっている。

【００３３】プレス盤４４には流体供給路４７が接続さ
れており、この流体供給路４７の他端は加熱流体貯留タ
ンク４８に接続されている。ここで、加熱流体として
は、プレス圧を有効に受承させるという観点から、非圧
縮性流体である液体を用いるのが望ましく、しかもプレ
ス温度より沸点が高い液体を用いる。プレス温度はシー
ル材３の硬化温度に依存するものであり、例えばシール
材３の硬化温度が１３０℃〜１５０℃程度であれば、加
熱流体の沸点は少なくとも２００℃より高いものを用い
るのが望ましい。また、加熱流体の温度の均一性を確保
するために、熱伝導率の低い液体、例えば加熱油が好適
である。

【００３４】加熱流体貯留タンク４８にヒータ（図示せ
ず）を装着することによって、所定の温度となるように
管理された加熱油が貯留されている。この加熱流体貯留
タンク４８から加熱油を流体プール４５に供給するため
に、流体供給路４７の途中にはポンプ４９と開閉弁５０
が設けられている。開閉弁５０を開いた状態で、ポンプ
４９を作動させることにより加熱油が流体プール４５内
に供給される。流体プール４５内の加熱油は所定の設定
温度状態に維持されなければならない。このために、流
体プール４５と加熱流体貯留タンク４８との間には、さ
らに流体還流路５１が接続されて、流体プール４５内の
加熱油を循環させるようにしている。また、この流体還
流路５１の途中にも開閉弁５２が設けられている。

【００３５】上部側プレス部材３０を構成するプレス盤
４０に設けた弾性板ヒータ４１及びクッション材４２か
らなる積層部材は上部側の加圧面を構成するものであ
る。一方、下部側プレス部材３１の加圧面は、流体プー
ル４５を形成した部位である。二層基板６は、プレス時
には、これら上部側，下部側プレス部材３０，３１の加
圧面と全面で当接する必要がある。このために、両加圧
面は二層基板６より広い面としている。また、上部側プ
レス部材３０の加圧面は、流体圧が作用する下部側プレ
ス部材３１の加圧面からはみ出さないようにするのが望
ましい。従って、下部側プレス部材３１の加圧面を構成
する流体プール４５のサイズは上部側プレス部材３１の
加圧面とほぼ同じか、またはそれより広くなっている。

【００３６】次に、以上のように構成されるプレス装置
２０を用いて予めアラインメントされた二層基板６をプ
レスする方法について説明する。プレスは１段乃至複数
段で行われるが、８箇所設けたプレス装置２０において
は、それぞれ加圧条件及び温度条件が設定されている。
複数段でプレスする場合には、これらの条件を変えるよ
うにするが、１段でプレスする場合には、全て同じ条件
に設定される。

【００３７】まず、温度は上部側プレス部材３０では弾
性板ヒータ４１により与えられ、また下部側プレス部材
３１では流体プール４５内に供給される加熱油により与
えられる。従って、これら弾性板ヒータ４１及び流体プ
ール４５内の加熱油の温度管理を厳格にする。このため
に、温度センサ５３，５４を適宜の箇所に設けておくの
が望ましい。上部側プレス部材３０に連結した加圧手段
３２の作動により加圧力を作用させるが、流体プール４
５の内圧を検出することにより適正な加圧力が作用して
いるか否かを判定できる。このために、流体プール４５
には圧力センサ５５を設けておく。

【００３８】搬送シャトル２２に二層基板６を載置し
て、当該の二層基板６をプレスするプレス装置２０に送
り込む。ここで、プレス装置２０において、プレスが終
了した二層基板６が位置している場合には、このプレス
装置２０内の二層基板６を搬送シャトル２２の移載用コ
ンベア２６または２７上に移行させることによって、プ
レスが終了した後の二層基板６を取り出した後に、次の
二層基板６をプレス装置２０に送り込む。搬送シャトル
２２から二層基板６が送り出されると、プレス装置２０
側の搬送ベルト３３に移行し、この搬送ベルト３３を駆
動することによって、この二層基板６が所定の位置にま
で搬送され、その位置で停止する。また、二層基板６が
所定の位置に配置された後に、搬送ベルト３３を下降さ
せて、下部側プレス部材３１に当接させる。

【００３９】下部側プレス部材３１には加熱油を貯留す
る流体プール４５が設けられているので、この熱が二層
基板６に作用することになる。そこで、加圧手段３２を
作動させることにより、上部側プレス部材３０を下降さ
せて、上部側から二層基板６を加圧する。この上部側プ
レス部材３０も弾性板ヒータ４１により加熱されている
ので、二層基板６のシール材３が加熱下で加圧されるこ
とになる。

【００４０】二層基板６を上下から加圧するに当って、
上部側はクッション材４２を設けているものの、このク
ッション材４２は弾性板ヒータ４１を介してプレス盤４
０に固定されており、実質的に剛体プレスとなってい
る。そして、二層基板６は下部側プレス部材３１の流体
プール４５の上部に位置するカバーシート４６上に載置
されており、カバーシート４６は可撓性部材で形成され
ているので、二層基板６は実質的にフローティング状態
となっている。その結果、図７に示したように、上部側
プレス部材３０の下降により二層基板６を加圧した時
に、たとえクッション材４２が歪みながら撓んだとして
も、フローティング状態にある下部側がこれに追従する
ので、同図に矢印で示したように、二層基板６の全面に
わたって均一な加圧力が作用することになり、しかも両
基板１，２間でずれが生じることがなく、真直ぐに加圧
される。そして、プレス盤４０及び弾性板ヒータ４１及
びクッション材４２を正確に平面度を出しておくことに
よって、加圧力の均等性をさらに高めることができる。

【００４１】下部側プレス部材３１の流体プール４５内
には、非圧縮性の加熱油が貯留されており、しかも可撓
性を有するが、非伸縮部材であるカバーシート４６が設
けられている。開閉弁５０，５２を閉じておくと、流体
プール４５内の加熱油は封じ込め状態となる。従って、
上部側プレス部材３０の下降に応じて、流体プール４５
内の圧力（静圧）が上昇することになり、二層基板６は
流体により支承されているものの、この二層基板６には
確実にプレス圧が作用することになる。また、これと共
に二層基板６は上下から加熱され、正確に設定された圧
力及び温度が二層基板６に作用して、上下の基板１，２
間に適正なギャップＧが形成されると共に、シール材３
が硬化することになる。

【００４２】ここで、流体プール４５の内圧は圧力セン
サ５５により常にモニタリングされているので、この圧
力センサ５５の検出圧をフィードバックして加圧手段３
２の加圧力を調整することによって、圧力管理を極めて
高精度に行うことができる。また、上部側プレス部材３
０では、クッション材４２が弾性板ヒータ４１に貼着さ
れているので、この弾性板ヒータ４１の熱を確実にクッ
ション材４２を介して二層基板６に作用させることがで
きる。しかも、この弾性板ヒータ４１は温度センサ５３
により検出される温度によりフィードバック制御を行う
ようにすることによって、正確な温度管理が可能とな
る。一方、下部側プレス部材３１の熱源は流体プール４
５内の加熱油であるが、この加熱油は熱伝導率の低いも
のであるから、温度の均一性が確保される。しかも、加
熱油と二層基板６との間には、薄いカバーシート４６が
介在しているだけであるので、熱伝導率が低い油を用い
ているが、二層基板６に対して確実に熱を伝達できる。
そして、流体プール４５内の加熱油の温度が低下する
と、開閉弁５０，５２を開いて、ポンプ４９を作動させ
ることによって、高温の加熱油を加熱流体貯留タンク４
８から取り込み、温度低下した流体プール４５内の加熱
油は流体還流路５１から排出されるので、この流体プー
ル４５内の温度を常に一定に保持できる。なお、加熱油
の循環は、プレスを行っていない時に行う。

【００４３】次に、図８及び図９は本発明の第２の実施
の形態を示す。この第２の実施の形態においては、プレ
ス装置１２０における上部側プレス部材１３０は、前述
した第１の実施の形態のものと格別差異はない。即ち、
上部側プレス部材１３０は、プレス盤１４０を有し、こ
のプレス盤１４０の下面には弾性板ヒータ１４１が装着
され、さらにこの弾性板ヒータ１４１の下面にはクッシ
ョン材１４２が貼着されている。さらに、クッション材
１４２の下面は保護シート１４３で覆われるようになっ
ている。

【００４４】一方、下部側プレス部材１３１はプレス盤
１４４を有し、このプレス盤１４４には流体プール１４
５が設けられており、この流体プール１４５の上部には
可撓性を有するが、弾性及び伸縮性の少ない部材からな
るカバーシート１４６で覆われており、流体プール１４
５内には加熱された流体として、加熱油が封入されてい
る。ここで、流体プール１４５はプレス盤１４４と一体
に形成されるのではなく、プレス盤１４４にはその表面
側、つまり上部側プレス部材１３０と対向する側に開口
する凹部１４４ａが形成されており、流体プール１４５
はこの凹部１４４ａ内に所定のストローク分だけ昇降可
能に装着されている。

【００４５】従って、流体プール１４５は、周胴部１４
５ａと、底部１４５ｂとを有する容器で構成され、この
容器は、カバーシート１４６で覆われて、密閉空間とな
った加熱流体充填部１５０となっている。加熱流体充填
部１５０内には加熱流体としての加熱油が充填される
が、この加熱油の温度を一定に保つために、流体プール
１４５内にはプレートヒータ１５１が設けられている。
ここで、プレートヒータ１５１は、上部側プレス部材１
３０側に設けた弾性板ヒータ１４１のように、弾性を持
たせる必要はない。なお、第１の実施の形態と同様、加
熱流体充填部１５０に加熱油等の加熱流体を循環させる
ように構成した場合には、プレートヒータ１５１は設け
る必要はない。また、本実施例においても、また第１の
実施の形態においても同様であるが、加熱流体を循環さ
せると共に、流体プールの内部にヒータを設けるように
構成した場合には、ヒータにより加熱流体の温度微調整
を行うことができるので、さらに温度管理の精度が向上
する。

【００４６】プレス盤１４４に装着された流体プール１
４５は加圧手段により昇降駆動されるものである。この
加圧手段としては、プレス盤１４４の凹部１４４ａの内
部において、流体プール１４５の下部位置に空気圧室１
５２を形成し、この空気圧室１５２にエアポンプ（空気
圧縮機）１５３から加圧エアを供給することによって、
流体プール１４５を上方に押し上げて、二層基板６を上
部側プレス部材１３０に押圧するようにしている。ま
た、流体プール１４５の周胴部１４５ａの上端部には円
環状のフランジ１４５ｃが設けられており、空気圧室１
５２内に加圧エアを供給しない状態では、このフランジ
部１４５ｃがプレス盤１３１の上面と当接している。こ
れによって、空気圧室１５１が所定の容積を有する状態
に保持される。この状態からエアポンプ１５３を作動さ
せると、空気圧室１５２内の圧力が上昇し、この圧力が
流体プール１４５の底部１４５ｂに作用して、流体プー
ル１４５の周胴部１４５ａがプレス盤１４４の凹部１４
４ａ内壁と摺動しながら、この流体プール１４５全体が
押し上げられることになる。なお、図中において、１５
４は凹部１４４ａに装着されて、この凹部１４４ａの内
壁と流体プール１４５の周胴部１４５ａ外周面との間に
介装したシール部材である。

【００４７】以上のように構成することによって、搬送
ベルト１３３により二層基板６がプレス装置１２０内に
搬入されて、このプレス装置１２０の下部側プレス部材
１３１の上に載置される。この状態から、まず上部側プ
レス部材１３０を作動させて、クッション材１４２の表
面を覆っている保護シート１４３が上基板２に当接する
位置にまで下降させる。上部側プレス部材１３０はこの
位置で停止する。そして、この時まではエアポンプ１５
３を非作動状態に保って、空気圧室１５２内には圧力が
生じないようにする。

【００４８】そこで、エアポンプ１５３を駆動して、空
気圧室１５２内に加圧エアを送り込むようにする。その
結果、空気圧室１５２内の圧力が流体プール１４５の底
部１４５ｂに作用して、この流体プール１４５をプレス
盤１４４から押し上げるようにする。これによって、ま
ず上部側プレス部材１３０のクッション材１４２が撓め
られる。勿論、二層基板６は流体プール１４５のカバー
シート１４６上に載置されているので、この二層基板６
は実質的にフローティング状態に支持されることにな
り、たとえクッション材１４２が歪みながら撓んだとし
ても、未硬化のシール材３を介して接合されている上下
の基板１，２間でずれが生じるおそれはない。

【００４９】エアポンプ１５３のポンプ圧を上昇させる
ことによって、クッション材１４２が所定量撓められる
と、二層基板６の加圧が開始されることになり、ポンプ
圧の上昇に応じて加圧力が増大することになり、図９に
示したように、最高プレス圧まで加圧力が上昇すると、
一定の時間だけこのプレス圧状態を維持することによっ
て、二層基板６のプレスが行われる。

【００５０】ここで、プレス圧は空気圧室１５２内の圧
力により得られるものであるから、プレス圧は弾性的に
作用することになる。従って、二層基板６に急激に過大
な圧力が作用するのを防止できる。その結果、プレス時
に二層基板６に対するストレスを最小限に抑制できると
共に、シールパスの発生をより確実に防止できる。しか
も、エアポンプ１５３による加圧エアの作用でプレスを
行うことから、プレス圧を無理なく連続的に上昇させる
ことができるだけでなく、またエアポンプ１５３の駆動
制御によりプレス圧の上昇カーブを任意に調整できる。
従って、プレス圧の制御性を向上させることができるよ
うになる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、二
層基板のプレスを行うに当って、二層基板全体を均等に
加熱及び加圧することができ、プレス時に上下の基板間
がずれるのを確実に防止できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】二層基板を、貼り合わせる前の状態にして示す
外観図である。

【図２】二層基板の貼り合わせ状態での断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態を示す貼り合わせ基
板の形成工程を示すブロック図である。

【図４】プレス工程の構成説明図である。

【図５】プレス装置と、このプレス装置に二層基板を受
渡及び受取を行う搬送シャトルの構成説明図である。

【図６】プレス装置の要部構成を示す断面図である。

【図７】プレス装置の作動説明図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態を示すプレス装置の
要部構成を示す断面図であって、プレス開始前の状態を
示す図である。

【図９】最高プレス圧とした状態を示す図８と同様の断
面図である。

【符号の説明】 １ 下基板 ２ 上基板 ３ シール材 ６ 二層基板 ２０ プレス装置 ２２ 搬送シャトル ３０，１３０ 上部側プレス部材 ３１，１３１ 下部側プレス部材 ３２ 加圧手段 ３３，１３３ 搬送ベルト ４０，４４，１４０，１４４ プレス盤 ４１，１４１ 弾性板ヒータ ４２，１４２ クッション材 ４３，１４３ 保護シート ４５，１４５ 流体プール ４６，１４６ カバーシート ４７ 流体供給路 ４８ 加熱流体貯留タンク ５１ 流体還流路 １５０ 加熱流体充填部 １５１ プレートヒータ １５２ 空気圧室 １５３ エアポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉崎 真二 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 片保 秀明 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 塩澤 博幸 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4E090 AA01 AA08 AB01 DA03 DA09 HA07 HA10

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シール材を介して接合された上下の基板
   からなる二層基板を上下のプレス部材間で加熱下で加圧
   することによって、前記二層基板を構成する上下の基板
   間に所定のギャップを形成すると共に、このシール材を
   硬化させるようにした基板プレス装置において、 下部側プレス部材の加圧面には加熱流体が供給される流
   体プールを形成すると共に、この流体プールの上面に可
   撓性を有するカバーシートを装着し、 また上部側プレス部材の加圧面には弾性シートの内部に
   加熱手段を装着した弾性板ヒータを装着する構成とした
   ことを特徴とする基板プレス装置。
2. 【請求項２】 前記弾性板ヒータの下側面にクッション
   材を設ける構成としたことを特徴とする請求項１記載の
   基板プレス装置。
3. 【請求項３】 前記クッション材の表面を、可撓性を有
   する薄膜の保護シートで覆うように構成したことを特徴
   とする請求項２記載の基板プレス装置。
4. 【請求項４】 前記流体プール内には、沸点が前記プレ
   ス部材の加熱温度よりも高い液体から構成したことを特
   徴とする請求項１記載の基板プレス装置。
5. 【請求項５】 前記流体プールには、ヒータにより所定
   の温度に加熱された流体が貯留されている加熱流体貯留
   タンクが接続され、この加熱流体貯留タンクから前記流
   体プールに加熱された流体を循環させる構成としたこと
   を特徴とする請求項１記載の基板プレス装置。
6. 【請求項６】 前記流体プールの底面に、この流体プー
   ル内の流体を加熱するヒータを装着する構成としたこと
   を特徴とする請求項１または請求項５記載の基板プレス
   装置。
7. 【請求項７】 前記上部側プレス部材の前記二層基板へ
   の加圧面は、少なくともこの二層基板の外形より大きい
   寸法を有するものであり、また前記下部側プレス部材の
   流体プールは、前記上部側プレス部材の加圧面とほぼ同
   じか、またはそれより大きい寸法を有するものであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の基板プレス装置。
8. 【請求項８】 前記上下のプレス部材のうち、上部側プ
   レス部材を昇降可能となし、かつこの上部側プレス部材
   には前記二層基板を加圧するための加圧手段を設ける構
   成としたことを特徴とする請求項１記載の基板プレス装
   置。
9. 【請求項９】 前記上下のプレス部材のうち、下部側プ
   レス部材を昇降可能となし、かつこの上部側プレス部材
   には前記二層基板を加圧するための加圧手段を設ける構
   成としたことを特徴とする請求項１記載の基板プレス装
   置。
10. 【請求項１０】 前記上下のプレス部材は共に昇降可能
    とすると共に前記下部側プレス部材に加圧手段を設け
    て、前記二層基板の加圧時には、前記上部側プレス部材
    は前記下部側プレス部材上に設置されている前記二層基
    板に当接する位置まで下降するようになし、前記加圧手
    段により前記下部側プレス部材を押し上げるようにして
    前記二層基板を加圧する構成としたことを特徴とする請
    求項１記載の基板プレス装置。
11. 【請求項１１】 前記下部側プレス部材は、プレス盤
    と、このプレス盤に所定ストロークだけ昇降可能に装着
    した流体プールとから構成し、前記加圧手段はこの流体
    プールを下部側から押し上げるようにガス圧を作用させ
    るガス圧発生手段で構成したことを特徴とする請求項１
    ０記載の基板プレス装置。