JP2005070190A - 位置制御型接着接合方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 被着物1と接着物2との接合に寄与する複数の硬化箇所4で発生する硬化収縮力により発生する前記接着物2にかかる応力を制御する位置制御型接着接合方法において、面内調整時に、前記被着物1と前記接着物2との接触面の隙間に流入した部分を除いてエネルギ線硬化型接着剤3に硬化エネルギを与え、前記被着物1と前記接着物2の相対位置を制御しつつ接着硬化を行う。
【選択図】 図6
Description
特許文献1には、紫外線照射強度ムラを検出し、透過光制御部にてその強度ムラをなくすよう制御して硬化収縮の均一性を向上させ、光学部品が本来有する面精度を維持した状態で接合することが開示されている。
特許文献2には、接着剤の粘度を低下させ、加圧して、接着剤層を薄くかつ均一にすることにより、接着剤の硬化収縮や温度変化による体積変化が小さく均一に起こるように工夫する技術が開示されている。
特許文献3には、複数のレンズを接合する接着剤の硬化に伴う接合層の収縮に追従してレンズを押圧しながら接合し、収縮に起因した応力を低減させる技術が開示されている。
特許文献4には、平均粒径10μm以下の酸化物セラミック微粒子を添加して接着剤それ自体の硬化収縮や温度変化による体積変化が小さくなるように工夫する技術が開示されている。
特許文献5には、予め接着剤で作った一定高さの位置規制柱を用いて部材間のギャップを規制した後、接着剤を硬化して接着層の厚さを一定にする技術が開示されている。
特許文献6には、熱収縮樹脂を紫外線硬化型樹脂の中に含有させ、紫外線照射による硬化と熱による収縮の発生タイミングをそれぞれ制御することで実装の信頼性を確保する技術が開示されている。
特許文献7には、紫外線発生部前面に位置する光学装置により紫外線照射方向を特定し、一方の面に紫外線照射した跡に照射方向を変更して、他方の面に紫外線照射して固定する技術が開示されている。
特許文献8には、接着物と被着物の間に中間保持部材を設け、充填接着並みの調整しろを許容して、薄い接着剤層のため、接着剤の硬化収縮や温度変化による体積変化が小さくなるように工夫する技術が開示されている。
特許文献9には、粒径と密度を揃えた充填剤を添加し、接着剤それ自体の硬化収縮や温度変化による体積変化が小さくなるように工夫する技術が開示されている。
特許文献10には、接着物と被着物及び接着部の構造を工夫し、接着剤塗布と同時に硬化することにより、2部材近傍の接着剤から硬化して2部材間の相対位置が硬化収縮に影響を受けにくくする技術が開示されている。
とくに光学部品を始めとしたハイタクト化されている部品の接合では、一般的に、光硬化型の中でも紫外線(UV)硬化型の接着剤を使用して接合する場合が多い。
何故ならば、熱硬化型の場合は、オーブン等で熱を加える工程が必要であり、ハイタクト化の妨げになることや、部品によっては熱を許容できないものも存在し、また嫌気硬化型は硬化プロセスの特徴から制限された接着構造とする必要があるからである。
しかし硬化の際、どのタイプの接着剤でも体積収縮(硬化収縮)による応力(硬化収縮力)が発生するという問題がよく知られている。一般に、アクリル系紫外線硬化性樹脂は5〜10%、エポキシ系紫外線硬化性樹脂は2〜5%程度硬化収縮し、収縮量に比例して硬化収縮力が増加する。
この硬化収縮力による影響は、接着強度的には僅かな低下しかなくても、精密組み立てにおいて大きな課題であり、高精度な調整後に硬化収縮の影響で、調整した位置にずれが生じ、精密組み立ての機能を阻害する可能性がある。
上述した従来の技術ではこのような影響を考慮して、特許文献2や特許文献8では、使用(塗布)する接着剤を薄く少量とし、硬化収縮量を低減し、特許文献9、特許文献4、特許文献6のように接着剤自体に手を加え、セラミックス微粒子添加や充填材添加で接着剤の硬化収縮を小さくする技術や熱収縮樹脂の添加で硬化と収縮の発生タイミングを分離する。
しかしながら、特許文献2では、基本的に面接着であり接着構造が限定される上、接着剤の塗布ムラや照射強度分布の違いによる硬化ムラが考慮されていないため、硬化収縮による位置ズレを回避できない可能性がある。
また、特許文献8では、接着構造が限定される上、間接接着であるため別部品を必要とし、接着箇所が増えるという不具合がある。この方法でも接着剤の塗布ムラや照射強度分布の違いによる硬化ムラが考慮されていないため、硬化収縮による位置ズレを回避できない可能性がある。
特許文献9、特許文献4、特許文献6では、接着剤量が増えれば比例的に硬化収縮量が増え、部品の位置ズレが大きくなる。接着形態にも部品位置ズレ量が寄与してしまうという不具合がある。
特許文献1では接着構造が基本的に面接着に限定されてしまうという問題と、接着剤の塗布ムラがある場合には、硬化収縮による位置ズレを回避できない可能性がある。特許文献3、特許文献10、特許文献5、特許文献7でも、接着構造が限定され、汎用的な高精度UV接着方法にはなり得ない。
また、被着物と接着物との位置合わせをした後に、エネルギ線硬化型接着剤の硬化収縮を制御して硬化収縮時の応力を相殺し、被着物に対する接着物の相対的な位置を保持して接着硬化を行うことも研究されている。
さらに、被着物と接着物の接合面に、硬化に寄与する吸収エネルギ帯が異なる複数のエネルギ線硬化型接着剤を塗布し、前記複数のエネルギ線硬化型接着剤に、エネルギ帯が異なる複数のエネルギ線を照射してエネルギ線硬化型接着剤の硬化収縮を制御して硬化収縮時の応力を相殺し、被着物に対する接着物の相対的な位置を保持して接着硬化を行うことも研究されている。
図15は従来の位置制御装置による被着物と接着物の接着面を示す上面図である。図16は図15の接着面の正面図である。図17は従来の位置制御装置による他の被着物と接着物の接着面を示す上面図である。図18は図17の接着面の正面縦断面図である。
充填接着、肉盛接着で位置制御を行う場合(図15および図17)、被着物1と接着物2の間にエネルギ線硬化型接着剤3を塗布したさいに、被着物1と接着物2の接触面に表面粗さによるわずかな隙間ができるため、毛細管現象によりその隙間にエネルギ線硬化型接着剤3が流入してしまう。
また、流入した複数箇所のエネルギ線硬化型接着剤量が同一になる可能性が低いため、それによる接着剤硬化の応力バランスを考慮しなくてはならない。これらの問題は位置制御を行う上で制御性に重大な影響を与えることとなり、所定の位置からずれて接着接合の高精度化ができない可能性がある。
そこで本発明の目的は、上記課題を解決するために、ネルギ線硬化型接着剤の硬化収縮を利用した位置制御の制御性を損なうことのない接着接合を高精度化する接着接合方法および装置を提供することにある。
請求項2記載の発明では、前記流入した部分を除いて硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御し、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御しつつ前記流入した部分を除いて接着硬化を行った後、前記流入した部分に硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御して前記流入した部分の接着硬化を行う請求項1記載の位置制御型接着接合方法を主要な特徴とする。
請求項3記載の発明では、前記被着物または前記接着物の少なくとも一方の前記接触面は濡れ性が低い材質で形成し、前記流入した部分での接着硬化を防止した状態で、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御する請求項1記載の位置制御型接着接合方法を主要な特徴とする。
請求項4記載の発明では、面内調整時に、前記被着物と前記接着物との接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止するための流れ止めを形成し、前記接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止した状態で前記被着物と前記接着物の相対位置を制御する請求項1記載の位置制御型接着接合方法を主要な特徴とする。
請求項6記載の発明では、被着物と接着物とを接合するためにエネルギ線硬化型接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、前記エネルギ線硬化型接着剤を硬化するためのエネルギ線照射手段と、前記被着物と前記接着物との相対的な位置を計測する計測手段と、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力を変化させることにより制御する制御手段と、前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を前記計測手段による位置ズレ情報に基づいて位置調整を行いつつ接着硬化を行う制御手段とを備えている位置制御型接着接合装置において、エネルギ線照射領域を変化するエネルギ線照射領域可変手段と、面内調整時に、前記接着物の外形部分を検知する検知手段と、前記検知手段の情報を基にエネルギ線照射領域を制御する制御手段とを備えた位置制御型接着接合装置を最も主要な特徴とする。
請求項7記載の発明では、前記被着物または前記接着物の少なくとも一方の前記接触面を濡れ性の低い材質で保護した請求項3記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置を主要な特徴とする。
請求項8記載の発明では、前記接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止するための流れ止めが形成されている請求項4記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置を主要な特徴とする。
請求項9記載の発明では、前記エネルギ線硬化型接着剤とは硬化処理または硬化速度が異なる第2接着剤を、前記接触面の隙間に予め塗布する第2接着剤塗布手段と、前記第2接着剤を硬化するための第2接着剤硬化手段とを備えた請求項5記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置を主要な特徴とする。
請求項2によれば、隙間に流入した部分のエネルギ線硬化型接着剤が位置制御を行う間硬化することがないので、硬化による位置調整の妨げを低減することができ、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項3によれば、隙間に流入した部分のエネルギ線硬化型接着剤が硬化しても接着が行われず、また接触面の摩擦抵抗が減少されるので、さらなる位置調整の妨げを低減することができ、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項4によれば、隙間にエネルギ線硬化型接着剤が流入することがなく、接着剤の硬化による位置調整の妨げの心配がなくなり、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項5によれば、隙間にエネルギ線硬化型接着剤が流入することがなく、また位置制御を行うエネルギ線硬化型接着剤とは硬化処理または硬化速度が異なるため、接着剤の硬化による位置調整の妨げの心配がなくなり、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項7によれば、被着物または接着物の少なくとも一方の接触面を濡れ性の低い材質で保護したので、隙間に流入した部分のエネルギ線硬化型接着剤が硬化しても接着が行われず、また接触面の摩擦抵抗が減少されるので、さらなる位置調整の妨げを低減することができ、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項8によれば、接触面の隙間にエネルギ線硬化型接着剤の流入を防止するための流れ止めが形成されているので、隙間にエネルギ線硬化型接着剤が流入することがなく、接着剤の硬化による位置調整の妨げの心配がなくなり、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項9によれば、隙間にエネルギ線硬化型接着剤が流入することがなく、また位置制御を行うエネルギ線硬化型接着剤とは硬化処理または硬化速度が異なるため、接着剤の硬化による位置調整の妨げの心配がなくなり、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
本実施の形態では、エネルギ線硬化型接着剤(例えば、光硬化型接着剤(UV硬化型接着剤、可視光硬化型接着剤)、放射線硬化型接着剤、X線硬化型接着剤)を対象として説明する。
通常、被着物と接着物との接着を、例えばUV硬化型接着剤を用いて接着接合する場合、接着剤を2部材の界面に塗布し、これにUV(紫外線)光を照射することによって接着剤が硬化して接着される。
この接着剤硬化時には、硬化収縮現象が発生し、一般のアクリル系紫外線硬化性樹脂は5〜10%、エポキシ系紫外線硬化性樹脂は2〜5%前後収縮する。接着剤塗布を複数点で行う場合はこの硬化収縮が各接着点で発生する。この硬化収縮により引張応力を生じる。
そこで、本発明は、硬化エネルギを制御して硬化収縮力を相殺することにより位置調整後の接着による位置ズレを防止して極めて高精度な接着接合を可能としたり、逆に硬化収縮力を接着物の移動に積極的に利用して微小な位置調整を行った後に、硬化収縮力を相殺することにより位置調整後の接着による位置ズレを防止して極めて高精度な接着接合を可能とするものである。
これにより、隙間に流入した箇所のエネルギ線硬化型接着剤の硬化による位置調整の妨げを低減することができ、硬化収縮力を相殺することにより位置調整したり、逆に硬化収縮力を接着物2の移動に積極的に利用して微小な位置調整をしたりするさいに、位置調整の制御性が向上し、その結果極めて高精度な接着接合が可能とするものである。
この実施の形態の位置制御型接着接合装置は、被着物1と接着物2とを接合するためのエネルギ線硬化型接着剤3を塗布するための接着剤塗布手段(ディスペンサ)11と、エネルギ線硬化型接着剤3を硬化するための複数のエネルギ線照射手段8と、被着物1と接着物2との相対的な位置を計測する計測手段(接着位置認識手段)5とを備えている。
また、被着物1と接着物2との接合に寄与する複数の硬化箇所4で発生する硬化収縮力を、エネルギ線硬化型接着剤3に与えられる、エネルギ線照射手段8から照射される硬化エネルギを変化させることにより制御するエネルギ線照射制御手段7を備えている。
さらに、被着物1に対する接着物2の相対的な位置を前記計測手段5による位置ズレ情報に基づいて位置調整を行いつつ接着硬化を行う制御手段(制御部)6を備えている。図1において、9は各エネルギ線照射手段8に設けた照射エネルギ線可変手段10は各エネルギ線照射手段8から照射されるエネルギ源を示している。
図2ないし図5において、接着物位置認識手段としてのCCD等の位置検出手段(計測手段)5は、被着物1と接着物2との相対的な位置を計測するためのものであり、予め被着物1と接着物2にはアライメントマークを予め設けておく。
接着物2の位置を上から位置検出手段5で画像を撮影してアライメントマークの相対位置を認識しておき、被着物1と接着物2との位置ズレを検出して接着物2の位置を認識する(図2および図5)。
また、接着物2が光学部品としての回折格子等である場合には(図3)、接着物位置認識手段としての受光素子等の位置検出手段5cとしては、2分割受光素子、4分割受光素子等の受光素子を用いることにより、接着物2に光を透過させて透過光を受光素子で受光した光学信号によってその位置を認識する。
また、接着物2がミラーの場合には、同様に受光素子を用いることにより、接着物2に光を反射させて反射光を受光素子で受光した光学信号によってその位置を認識する。
さらに、接着物2がレンズ12の場合には(図4)、レンズの集光点近傍にCCD等の位置検出手段5aを配置して、スポット径、MTF等からレンズの位置を認識する。
塗布されたエネルギ線硬化型接着剤3の1部分は毛細管現象により被着物1と接着物2の表面形状により形成される接触面の隙間に流入し、その部分を除いてエネルギ線硬化型接着剤3に硬化エネルギを与え、被着物1と接着物2の相対位置を制御しつつ接着硬化を行う。
これにより、隙間に流入した箇所のエネルギ線硬化型接着剤3の硬化による位置調整の妨げを低減することができ、硬化収縮力を相殺することによって位置調整する。
また、逆に硬化収縮力を接着物2の移動に積極的に利用して微小な位置調整を行ったりするさいに、位置調整の制御性が向上し、その結果極めて高精度な接着接合が可能とするものである。
この実施の形態の位置制御型接着接合装置でも、被着物1と接着物2とを接合するためのエネルギ線硬化型接着剤3を塗布するための接着剤塗布手段11と、エネルギ線硬化型接着剤3を硬化するためのエネルギ線照射手段8と、被着物1と接着物2との相対的な位置を計測する計測手段5とを備えている。
また、被着物1と接着物2との接合に寄与する複数の硬化箇所4で発生する硬化収縮力を、エネルギ線硬化型接着剤3に与えられる、エネルギ線照射手段8から照射される硬化エネルギを変化させることにより制御するエネルギ線照射制御手段7を備えている。
さらに、被着物1に対する接着物2の相対的な位置を前記計測手段5による位置ズレ情報に基づいて位置調整を行いつつ接着硬化を行う制御手段6を備えている。図6において、9は照射エネルギ線可変手段、10はエネルギ源を示している。
加えて、さらに、エネルギ線照射領域を変化するエネルギ線照射領域可変手段17と、面内調整時に、接着物2の外形を検知する検知手段20と、検知手段の情報を基にエネルギ線照射領域を制御する制御手段(制御部)6と、を備えている。
上記装置構成において、接着剤が流入した部分を除いて硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御し、被着物1と接着物2の相対位置を制御しつつ接着剤が流入した部分を除いて接着硬化を行った後、流入した部分に硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御することで流入した箇所の接着硬化を防ぎ位置調整を行う。
これにより、濡れ性の低い箇所で接着が行われず、位置調整が阻害されることがない。したがって、上記装置構成においては、接触面においてエネルギ線硬化型接着剤3を接着硬化させず位置調整を行うことが可能となる。
図8は被着物に設けた流れ止めを説明する概略図である。図9は流れ止めの他の例を示す概略図である。接触面2aの隙間にエネルギ線硬化型接着剤3の流入を防止するための流れ止め18が形成されていて、これにより被着物1と接着物2が接触する接触面の隙間にエネルギ線硬化型接着剤3の流入しない状態を保持することができ、流入した部分の接着硬化を防ぎ位置調整を行うことが可能となる。
図10および図11において、位置制御型接着接合装置はエネルギ線硬化型接着剤3とは硬化処理または硬化速度が異なる第2接着剤3bと、接触面の隙間に第2接着剤3bを予め塗布する第2接着剤塗布手段11bと、第2接着剤3bを硬化するための第2接着剤硬化手段8bとを備えている。
被着物1と接着物2が接触する接触面の隙間にエネルギ線硬化型接着剤3とは硬化処理または硬化速度が異なる第2接着剤3bを予め塗布することでエネルギ線硬化型接着剤の流入しない状態を保持することができ、流入した部分の接着硬化を防ぎ位置調整を行うことが可能となる。位置調整後は第2接着剤硬化手段8bにより第2接着剤3bを硬化する。
被着物1は、ガラス板、セラミックス板、金属板等の光学ベースから構成されている。また、接着物2はレンズ、回折格子、ミラー等の光学素子、受光素子、発光素子、CCD等の固体撮像素子等の光学部品から構成されている。
硬化箇所4は、図1では、4箇所のエネルギ線硬化型接着剤3の各々に1つの硬化箇所4が対応しているが、1つのエネルギ線硬化型接着剤3に複数の硬化箇所4があってもよい。例えば、図1で複数のエネルギ線硬化型接着剤を矩形リング状に連続させた場合には1つのエネルギ線硬化型接着剤に複数の硬化箇所となる。
接着剤塗布手段11は、被着物1と接着物2とを接合するためのエネルギ線硬化型接着剤3を塗布する塗布シリンジ等と図示しないシリンジ移動手段とを備えており、接着剤塗布手段11として複数種類の接着剤を塗布する手段を有している構成となっている。また、接着剤塗布手段として任意量の接着剤を塗布する手段を備えていても良い。
また、YAGやLDを用いたレーザ光源式であってもよく、導光されたエネルギ線を硬化箇所4に照射する集光レンズまたは発散レンズと、照射エネルギ可変手段9とを備えている。
照射強度(エネルギ)可変手段9として、例えば、透過光量可変フィルタである濃度可変フィルタで透過光量を調整できる。また、液晶を用いた場合は電圧調整により透過光量を調整できる。
また、機械式でフィルタを回転させることにより透過光量を調整するものも用いることができる。また、偏光フィルタを組み合わせて偏光軸を傾けるようにしてもよい。さらに、エネルギ線源自体に強度をプログラム可能に変えることができるものも市販されている。
またさらに、反射鏡からファイバに入射するエネルギ線を絞りで絞る方式も存在している。また、エネルギ線源自体の放射エネルギを電気的に制御することもできる。
エネルギ線照射制御手段7は、必要に応じて、エネルギ線照射手段8を個別にオン/オフすることができる機能(手段)、照射箇所を可変できる機能(手段)、個別に照射強度を可変できるように制御する機能(手段)、個別に照射面積を制御する機能(手段)を有している。
また、接着物がレンズの場合には、レンズの集光点近傍にCCD等の位置検出手段を配置して、スポット径、MTF等からレンズの位置を認識する。検知手段20としては、上記位置検出手段のCCDの情報から接着物2の外形を認識することができる。
遮光物は使用するエネルギ線がUVの波長より短ければ、透明なポリカーボネートなどを用いると作業性が良くなる。また、上記の照射強度可変手段9のオン/オフ機能を必要部分だけ用いて調整することができる。
濡れ性の低い材質としては、フッ素樹脂コーティングされた被着物1または接着物2を用いればよく、フッ素樹脂としては例えばPTFE(四フッ化エチレン樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体)、ETFE(テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体)の微粉末を使用したものを用いる。
流れ止め18としては、被着物1の位置調整面に接着物2が位置調整を行う幅(バラツキ)分だけ溝幅21を形成することで、流入してくるエネルギ線硬化型接着剤3bが被着物1と接着物2の位置調整面の隙間で接着硬化させないようにする(図8)。
また、被着物1と接着物2が接触する位置調整面の内圧が高くなるように、被着物1に穴を設け、そこから空気流19を送り込むことで位置調整面の隙間にエネルギ線硬化型接着剤3bが入り込まないようにしたりすればよい(図9)。
硬化処理の異なる接着剤3bとしては、嫌気硬化型接着剤や熱硬化型接着剤や吸収エネルギ帯が異なるエネルギ線硬化型接着剤を対象としており、吸収エネルギ帯が異なるエネルギ線硬化型接着剤としては、光硬化型接着剤(UV硬化型接着剤、可視光硬化型接着剤)、放射線硬化型接着剤、X線硬化型接着剤)を対象として、吸収エネルギ帯(波長)が異なる光開始剤で構成されている。
また、硬化速度が異なるエネルギ線硬化型接着剤は、例えばUV硬化型接着剤(NTTアドバンステクノロジ製AT9290Fとスリーボンド製3033B)といった硬化に必要な積算光量がことなるもので構成することで可能となる。
嫌気硬化型以外は接着硬化を自由に設定できるので工程に応じてこれらを使い分けると良い。この硬化処理または硬化速度が異なる第2接着剤を図10のように塗布することでシール効果が得られる。
次に、接着剤の照射条件と移動位置(保持したい場合は0)の条件をセットする。照射領域の条件もこのときセットする(S2)。次いで、硬化箇所4にエネルギ線照射を行う(S3)。
次に、現在のエネルギ線積算光量を算出する(S4)。次いで、算出された積算光量と予め設定されている硬化が終了する積算光量とを比較して、積算光量が設定値(硬化が終了する積算光量)に到達したかどうか判定し(S5)、全ての積算光量が設定値に達していない場合には、接着物1と被着物2との相対的な位置を検出する(S6)。
次に、ステップS6の検出情報に基づいて移動位置との位置ずれがあるかどうかを判定する(S7)。位置ズレが無い場合にはステップS3に戻り、位置ズレが有る場合には、照射条件(各エネルギ線照射バランス)を変更する(S8)。この照射条件の変更は、例えばエネルギ線強度可変器(フィルタ)やエネルギ線照射のオン、オフにて強度に偏りをつける。
図13のフローにおいて、制御手段は、計測した位置ズレ情報に基づいてエネルギ線光の照射を制御するフィードバック制御手段を有する(制御アルゴリズム)ものであり、先ず、被着物1、接着物2、複数のエネルギ線硬化型接着剤3を調整により所定の位置にセットする(S11)。
次に、接着剤の照射条件と移動位置(保持したい場合は0)の条件をセットする。照射領域の条件もこのときセットする(S12)。次いで、硬化箇所4にエネルギ線照射を行う(S13)。
次に、現在のエネルギ線積算光量を算出する(S14)。次いで、算出された積算光量と予め設定されている硬化が終了する積算光量とを比較して、積算光量が設定値(硬化が終了する積算光量)に到達したかどうか判定し(S15)、全ての積算光量が設定値に達していない場合には、接着物1と被着物2との相対的な位置を検出する(S16)。
次に、ステップS16の検出情報に基づいて移動位置との位置ずれがあるかどうかを判定する(S17)。位置ズレが無い場合にはステップS13に戻り、位置ズレが有る場合には、照射条件(各エネルギ線照射バランス)を変更する(S18)。この照射条件の変更は、例えばエネルギ線強度可変器(フィルタ)やエネルギ線照射のオン、オフにて強度に偏りをつける。
ステップS15で全ての積算光量が設定値に達している場合には、この後位置調整面に流入した未硬化状態の接着剤を硬化させるため、照射領域を流入した箇所まで広げて流入部分の接着剤を完全硬化させる(S19)。
制御手段は、計測した位置ズレ情報に基づいてエネルギ線光の照射を制御するフィードバック制御手段を有する(制御アルゴリズム)ものであり、先ず、被着物1、接着物2、複数のエネルギ線硬化型接着剤3を調整により所定の位置にセットする(S21)。
次に、接着剤の照射条件と移動位置(保持したい場合は0)の条件をセットする。照射領域の条件もこのときセットする(S22)。次いで、硬化箇所4にエネルギ線照射を行う(S23)。
次に、現在のエネルギ線積算光量を算出する(S24)。次いで、算出された積算光量と予め設定されている硬化が終了するために必要な積算光量とを比較して、積算光量が設定値(硬化が終了する積算光量)に到達したかどうか判定し(S25)、全ての積算光量が設定値に達していない場合には、接着物1と被着物2との相対的な位置を検出する(S26)。
次に、ステップS26の検出情報に基づいて移動位置との位置ずれがあるかどうかを判定する(S27)。位置ズレが無い場合にはステップS23に戻り、位置ズレが有る場合には、照射条件(各エネルギ線照射バランス)を変更する(S28)。この照射条件の変更は、例えばエネルギ線強度可変器(フィルタ)やエネルギ線照射のオン、オフにて強度に偏りをつける。
ステップS25で全ての積算光量が設定値に達している場合には、硬化処理が異なる第2接着剤を硬化させるため、照射領域を流入した箇所まで広げて流入部分の接着剤を完全硬化させる(S29)。
2 接着物
3 エネルギ線硬化型接着剤
3b 第2接着剤
4 硬化箇所
5 計測手段(接着物位置認識手段、位置検出手段)
6 制御手段
7 エネルギ線照射制御手段
8 エネルギ線照射手段
9 照射エネルギ可変手段
11 接着剤塗布手段
11b 第2接着剤塗布手段
13 アライメントマーク
18 流れ止め
20 検知手段
Claims (9)
- 被着物と接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力により発生して前記接着物にかかる応力を制御する位置制御型接着接合方法において、面内調整時に、前記被着物と前記接着物との接触面の隙間に流入した部分を除いてエネルギ線硬化型接着剤に硬化エネルギを与え、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御しつつ接着硬化を行うことを特徴とする位置制御型接着接合方法。
- 前記隙間に接着剤が流入した部分を除いて硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御し、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御しつつ前記流入した部分を除いた接着剤の接着硬化を行った後、前記流入した部分に硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御して前記流入した部分の接着剤の接着硬化を行うことを特徴とする請求項1記載の位置制御型接着接合方法。
- 前記被着物または前記接着物の少なくとも一方の前記接触面は濡れ性が低い材質で形成し、前記接着剤が流入した部分での接着剤の接着硬化を防止した状態で、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御することを特徴とする請求項1記載の位置制御型接着接合方法。
- 面内調整時に、前記被着物と前記接着物との接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止するための流れ止めを形成し、前記接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止した状態で前記被着物と前記接着物の相対位置を制御することを特徴とする請求項1記載の位置制御型接着接合方法。
- 前記被着物と前記接着物との接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤とは硬化処理または硬化速度が異なる第2接着剤を予め塗布し、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御した後、前記第2接着剤を接着硬化させることを特徴とする請求項4記載の位置制御型接着接合方法。
- 被着物と接着物とを接合するためにエネルギ線硬化型接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、前記エネルギ線硬化型接着剤を硬化するためのエネルギ線照射手段と、前記被着物と前記接着物との相対的な位置を計測する計測手段と、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力を変化させることにより制御する制御手段と、前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を前記計測手段による位置ズレ情報に基づいて位置調整を行いつつ接着硬化を行う制御手段とを備えている位置制御型接着接合装置において、エネルギ線照射領域を変化させるエネルギ線照射領域可変手段と、面内調整時に、前記接着物の外形部分を検知する検知手段と、前記検知手段の情報を基にエネルギ線照射領域を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする位置制御型接着接合装置。
- 前記被着物または前記接着物の少なくとも一方の前記接触面を濡れ性の低い材質で保護したことを特徴とする請求項3記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置。
- 前記接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止するための流れ止めが形成されていることを特徴とする請求項4記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置。
- 前記エネルギ線硬化型接着剤とは硬化処理または硬化速度が異なる第2接着剤を、前記接触面の隙間に予め塗布する第2接着剤塗布手段と、前記第2接着剤を硬化するための第2接着剤硬化手段とを備えたことを特徴とする請求項5記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置。
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