JP2005297398A - Method and apparatus for bonding precise part - Google Patents

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裕介 種子田
Tarou Teru
太郎 照
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久慶 大島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bonding method for reducing the internal residual stress after curing caused by curing shrinkage regardless of an adhesive form or the like at the time of bonding of an adherend and an adhesive material using an energy curable adhesive to avoid the positional shift of a part caused by a change with the elapse of time. <P>SOLUTION: An adhesive region is filled with the energy curable adhesive so as to provide a predetermined density gradient and an adhesive curing process is changed stepwise in the adhesive region. Therefore, when the whole of the adhesive irradiated with an energy beam all at once, curing reaction is easy to start probably from the part high in the density gradient of the adhesive of the adhesive region to stepwise advance to the part low in density distribution of the adhesive region to impart a gradient to the degree of progress of the curing process. Accordingly, the preceedingly cured adhesive is cured while a curing shrinkage amount is replenished with an adjacent part having flowability to markedly reduce the occurrence of internal stress due to curing shrinkage. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、接着剤による精密部品の接合方法(及び接合装置)に関するものであり、接着層の構造を工夫して、接着層内での硬化プロセスに時間的ずれを生じさせることにより、接着層内部に応力が生じることを抑制し、残留応力を抑制して経時変化に伴う被接物と接着物間の位置ずれ(経時ずれ)を防止できるものであり、特に小型の光学部品、液晶部品、電子部品等の精密部品の接着接合に有効に利用することができるものである。   The present invention relates to a method (and a joining apparatus) for joining precision parts with an adhesive, and by devising the structure of the adhesive layer and causing a time shift in the curing process in the adhesive layer, the adhesive layer It is possible to suppress the occurrence of stress inside, and to suppress the residual stress and prevent the positional shift (time shift) between the adherend and the adhesive due to the change with time, especially small optical parts, liquid crystal parts, It can be effectively used for adhesive bonding of precision parts such as electronic parts.

被接着物に接着物を接合する接着剤として、熱硬化型や光硬化型等のエネルギー硬化型接着剤が種々知られており、これらのエネルギー硬化型接着剤は、反応速度が速く硬化時間が短く、したがって、生産工程の効率化が図られことから、様々な技術分野で利用されている。
ところで、このエネルギー硬化型接着剤は、硬化する際に硬化収縮を生じ、この硬化収縮に伴って応力が発生する。一般に、アクリル系紫外線硬化型樹脂では5〜10%、エポキシ系紫外線硬化型樹脂では2〜5%程度硬化収縮し、この硬化収縮量に比例する硬化収縮力が発生する。この硬化収縮力による接着強度への影響は僅かであるが、この硬化収縮力が硬化後に内部応力として残留すると、この内部残留応力が時間の経過に伴って解放され、この残留応力の経時変化のために、被接着物と接着物間に接着位置にずれを生じるようになり、これによって、精密組立部品の所期の機能が低下し、高精度性能が劣化することがある。
この問題を回避するための技術開発が種々になされており、次のようなものがある。
Various types of energy curable adhesives such as a thermosetting type and a light curable type are known as adhesives for bonding an adhesive to an adherend. These energy curable adhesives have a high reaction speed and a curing time. Since it is short and therefore efficient in the production process, it is used in various technical fields.
By the way, this energy curable adhesive causes curing shrinkage when cured, and stress is generated along with this curing shrinkage. Generally, the acrylic ultraviolet curable resin is cured and shrunk by about 5 to 10%, and the epoxy ultraviolet curable resin is about 2 to 5%, and a curing shrinkage force proportional to the amount of curing shrinkage is generated. The effect of this shrinkage on the adhesive strength is slight, but if this cure shrinkage remains as an internal stress after curing, this internal residual stress is released over time, and this residual stress changes over time. For this reason, a deviation occurs in the bonding position between the adherend and the bonded material, which may reduce the intended function of the precision assembly part and deteriorate the high-precision performance.
Various technical developments have been made to avoid this problem, and there are the following.

1つ目の方法は、特開2000−090481号公報や特開平10−309801号公報に記載されているものであり、これは使用(塗布)する接着剤を薄く少量とし、温度変動等による経時変化を低減する方法である。しかし、これらの方法では被接着物と接着物との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。   The first method is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-090481 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-309801, which uses a thin and small amount of adhesive to be used (applied), and is aged over time due to temperature fluctuations. It is a method of reducing changes. However, in these methods, the bonding structure between the adherend and the bonded object is limited, and since it is indirect bonding, another part is required, and there are problems that the number of bonding points increases.

2つ目の方法は、特開平10−121013号公報、特開平07−201028号公報に記載されているものであり、これは接着剤自体に手を加える方法であり、具体的には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し、内部残留応力を低減することで温度変動等による経時変化を低減する技術である。そしてこの接着剤開発が近年盛んに行われている。しかし、この場合は、特殊な接着剤が必要であり、また接着剤量が増えるに伴って硬化収縮量が増え、そのために内部残留応力が大きくなるという不具合がある。   The second method is described in JP-A-10-121013 and JP-A-07-201028, which is a method of modifying the adhesive itself, specifically, ceramic fine particles. This is a technique for reducing the time-dependent change due to temperature fluctuations, etc. by reducing the curing shrinkage of the adhesive by addition or filler addition and reducing the internal residual stress. In recent years, this adhesive has been actively developed. However, in this case, a special adhesive is required, and as the amount of the adhesive increases, the amount of cure shrinkage increases, which causes a problem that the internal residual stress increases.

3つ目の方法は、特開平09−197105号公報に記載されているものであり、これは接着剤の硬化収縮に伴う接合層の収縮に追従して接合層の厚みを調整しながら接合し、収縮に起因した応力を低減する技術である。しかし、この技術は、基本的に面接着であり接着構造が限定され、また、硬化収縮する接着剤と収縮しない部品の界面に起きる応力のみを低減できるにすぎず、さらに、硬化後の接着剤内部の残留応力を大きく低減することはできないので経時ずれを防止することもできない。
以上のように、上記の従来技術では、硬化後に接着剤内部に残留する応力を低減することはできず、したがって、経時ずれを低減することはできない。
The third method is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-197105. This is performed by adjusting the thickness of the bonding layer following the shrinkage of the bonding layer accompanying the curing shrinkage of the adhesive. This is a technique for reducing stress caused by shrinkage. However, this technique is basically surface bonding, the bonding structure is limited, can only reduce the stress that occurs at the interface between the adhesive that cures and shrinks and the part that does not shrink, and the adhesive after curing. Since the internal residual stress cannot be greatly reduced, it is also impossible to prevent a time lag.
As described above, in the above-described conventional technique, the stress remaining in the adhesive after curing cannot be reduced, and therefore, the time lag cannot be reduced.

また、接着技術ではないが、3次元造形技術に以下のものがある。
特許第2970300号公報に、レーザー光を断面形状の略重心から外側に向けてリング状に走査することにより、硬化収縮に伴う内部応力の偏りを無くし、変形を防止するものが記載されている。しかし、その方法を実施するには、硬化に対応したエネルギー線(レーザー光)を微小スポットに収束して、接着剤略中心から同心円状に走査しなければならず、装置構成が大掛りになるばかりでなく、微小スポット走査で接着領域全体を硬化させるものであるから、硬化に長時間を要することになり、3次元造形技術分野における従来技術を、接着技術にそのまま利用することは困難であり、仮に利用しても、接着工程の所要時間が長くなるという問題がある。
特開2000−090481号公報 特開平10−309801号公報 特開平10−121013号公報 特開平07−201028号公報 特開平09−197105号公報
Moreover, although it is not an adhesion technique, there are the following three-dimensional modeling techniques.
Japanese Patent No. 2970300 discloses a laser beam that scans in a ring shape from the approximate center of gravity of the cross-sectional shape to the outside, thereby eliminating the bias of internal stress associated with curing shrinkage and preventing deformation. However, in order to carry out the method, it is necessary to converge energy rays (laser light) corresponding to curing to a minute spot and scan concentrically from the approximate center of the adhesive, resulting in a large apparatus configuration. Not only that, but the entire bonding area is cured by micro spot scanning, so it takes a long time to cure, and it is difficult to directly apply the conventional technology in the field of 3D modeling technology to the bonding technology. Even if it is used, there is a problem that the time required for the bonding process becomes long.
JP 2000-090481 A JP-A-10-309801 JP-A-10-121013 Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-201028 JP 09-197105 A

この発明は上記のような問題を一挙に解消することを目的とするものであり、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、被接着物と接着物とをエネルギー硬化型接着剤を用いて被接着物に接着物を接合する方法について、簡単な装置構成で、接着形態等に関わらず硬化収縮による硬化後の内部残留応力を低減し、経時変化による部品の位置ずれを回避する接合方法を工夫することをその課題とするものである。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems all at once, and after positioning the adherend and the adhesive with high accuracy, the adhesive and the adherend are bonded with an energy curable adhesive. Using a simple device configuration to reduce the internal residual stress after curing due to curing shrinkage, and avoid misalignment of parts due to changes over time The challenge is to devise a method.

〔解決手段1〕(請求項1に対応)
上記課題を解決するための手段1は、エネルギー硬化型接着剤による接合方法であって、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギー線を一斉に照射して被接着物に接着物を接合する精密部品の接合方法を前提として、
硬化反応の起因となる物質を前記接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填して、上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスを接着層領域内で段階的に変化させるようにしたことである。
なお、上記の「硬化反応の起因となる物質」は、エネルギー線の照射による接着剤の硬化反応を促進する物質である。
また、上記の「エネルギー硬化型接着剤」は、可視光線、紫外線、放射線、X線などのエネルギー線の照射によって硬化する接着剤を意味する。
また、上記の「段階的」は、硬化プロセスが接着領域内でほぼ連続的で、段々であることを意味する。
[Solution 1] (corresponding to claim 1)
Means 1 for solving the above-mentioned problem is a joining method using an energy curable adhesive, and after positioning the adherend and the adhesive with high accuracy, the energy beam is irradiated all at once to adhere to the adherend. Assuming a precision part joining method to join objects,
A substance causing a curing reaction is filled in the adhesive region with a predetermined density gradient, and the curing process of the energy curable adhesive is changed stepwise in the adhesive layer region. .
The “substance causing the curing reaction” described above is a substance that accelerates the curing reaction of the adhesive by irradiation with energy rays.
The “energy curable adhesive” means an adhesive that is cured by irradiation with energy rays such as visible light, ultraviolet rays, radiation, and X-rays.
Also, “stepwise” above means that the curing process is almost continuous and stepwise within the bonded area.

〔作用〕
上記の接着領域における接着層は、硬化反応の起因となる物質を前記接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填したものになっている。このため、エネルギー線を接着層全体に一斉に照射して接着剤を硬化させるとき、硬化反応の起因となる物質の密度勾配の高い部分から確率的に硬化反応が開始されやすく、硬化反応が密度分布の低い部分へ段々に進むので、硬化プロセスの進度に勾配が付与される。したがって、硬化型接着剤にエネルギー線が一斉に照射されて硬化が進行するときに、同時に硬化する部分が減少されるので、先行して硬化する接着剤の隣接部の接着剤に、流動性が保持されている確率が極めて高く、先行して硬化する接着剤がその硬化収縮分を流動性のある上記隣接部から補充されながら硬化するので、硬化収縮による内部応力の発生が著しく低減される。このような硬化プロセスが接着層全体において段々に進行するので、接着層全体について残留応力が大幅に低減される。
それゆえ、残留応力の経時変化に伴う被接着物に対する接着物の位置ずれ(経時ずれ)が大幅に低減される。
[Action]
The adhesive layer in the above-mentioned adhesion region is a material in which a substance causing a curing reaction is filled in the adhesion region with a predetermined density gradient. For this reason, when the adhesive is cured by irradiating the entire adhesive layer with energy rays all at once, the curing reaction is probable to start probabilistically from the portion where the density gradient of the substance that causes the curing reaction is high, and the curing reaction has a density. As it progresses step by step to a lower distribution, a gradient is imparted to the progress of the curing process. Therefore, when energy rays are irradiated onto the curable adhesive all at once and the curing proceeds, the number of parts that are cured simultaneously is reduced. The probability of being held is extremely high, and the adhesive that hardens in advance cures while the amount of cure shrinkage is replenished from the adjoining portion having fluidity, so that the generation of internal stress due to cure shrinkage is significantly reduced. Since such a curing process proceeds step by step in the entire adhesive layer, the residual stress is greatly reduced for the entire adhesive layer.
Therefore, the positional shift (time shift) of the bonded object with respect to the bonded object due to the temporal change of the residual stress is greatly reduced.

〔解決手段2〕(請求項2に対応)
上記課題解決のための手段2は、エネルギー硬化型接着剤による接合方法であって、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギー線を一斉に照射して被接着物に接着物を接合する精密部品の接合方法を前提として、
接着剤の硬化反応の進行を抑制する物質を前記接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填して、上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスを接着層領域内で段階的に変化させるようにしたことである。
なお、上記の「硬化反応の進行を抑制する物質」は、エネルギーの照射による接着剤の硬化反応を抑制する物質である。
また、上記の「段階的」は、硬化プロセスが接着領域内でほぼ連続的で、段々であることを意味する。
[Solution 2] (corresponding to claim 2)
Means 2 for solving the above-mentioned problem is a joining method using an energy curable adhesive, and after positioning the adherend and the adhesive with high accuracy, the adhesive is applied to the adherend by irradiating energy rays all at once. Assuming a precision component joining method
A material that suppresses the progress of the curing reaction of the adhesive is filled in the adhesive region with a predetermined density gradient, and the curing process of the energy curable adhesive is changed stepwise in the adhesive layer region. It is that.
The “substance that suppresses the progress of the curing reaction” is a substance that suppresses the curing reaction of the adhesive caused by energy irradiation.
Also, “stepwise” above means that the curing process is almost continuous and stepwise within the bonded area.

〔作用〕
上記接着領域における接着層は、硬化反応の進行を抑制する物質を前記接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填したものになっている。このため、エネルギー線を接着層全体に一斉に照射して接着剤を硬化させるとき、硬化反応の進行を抑制する物質の密度勾配の低い部分から確率的に硬化反応が開始されやすく、硬化反応が密度分布の高い部分へ段々に進むので、硬化プロセスの進度に勾配が付与される。したがって、硬化型接着剤にエネルギー線が一斉に照射されて硬化が進行するときに、同時に硬化する部分が減少され、先行して硬化する接着剤の隣接部の接着剤に流動性が保持されている確率が極めて高く、先行して硬化する接着剤がその硬化収縮分を流動性のある上記隣接部から補充されながら硬化するので、硬化収縮による内部応力が著しく低減される。このような硬化プロセスが接着層全体において段々に進行するので、接着層全体について残留応力が大幅に低減される。
それゆえ、残留応力の経時変化に伴う被接着物に対する接着物の位置ずれ(経時ずれ)が大幅に低減される。
[Action]
The adhesive layer in the adhesive region is a material in which a substance that suppresses the progress of the curing reaction is filled in the adhesive region with a predetermined density gradient. For this reason, when the adhesive is cured by irradiating the entire adhesive layer with energy rays at once, the curing reaction is probable to be started probabilistically from a portion having a low density gradient of the substance that suppresses the progress of the curing reaction, Since it progresses step by step to a portion having a high density distribution, a gradient is given to the progress of the curing process. Therefore, when curing is progressed by irradiating energy rays to the curable adhesive all at once, the portion that is cured at the same time is reduced, and the fluidity is maintained in the adhesive in the adjacent portion of the adhesive that is cured beforehand. The adhesive that hardens in advance is cured while the shrinkage of the adhesive is replenished from the fluidly adjacent portion, so that the internal stress due to cure shrinkage is remarkably reduced. Since such a curing process proceeds step by step in the entire adhesive layer, the residual stress is greatly reduced for the entire adhesive layer.
Therefore, the positional deviation (time deviation) of the adhesive with respect to the adherend accompanying the change in the residual stress with time is greatly reduced.

〔実施態様1〕(請求項3に対応)
実施態様1は、上記解決手段1の精密部品の接合方法について、その接着層における硬化反応の起因となる物質を、前記接着領域内において中心で最も密度が高く周縁で最も低くなるように勾配を付けて充填したことである。
[Embodiment 1] (corresponding to claim 3)
In Embodiment 1, the precision component joining method of Solution 1 described above is arranged such that the substance causing the curing reaction in the adhesive layer is inclined so that the density is highest at the center and lowest at the periphery in the adhesion region. It is to be filled with.

〔作用〕
接着層における硬化反応の起因となる物質の密度がその中心で最も高く周縁で最も低いから、接着層の硬化が中心から周縁に向かって進行し、最後に周縁が硬化するようになる。そして、周縁が硬化するときは、その硬化収縮を補充する流動性接着剤は隣接していないが、しかし、当該周縁接着剤の硬化収縮に抵抗するものはないから、この部分において内部応力が生じることはない。
したがって、接着層全体において、その内部応力の発生、残留応力が効果的に低減される。
[Action]
Since the density of the substance causing the curing reaction in the adhesive layer is highest at the center and lowest at the periphery, the adhesive layer is cured from the center toward the periphery, and finally the periphery is cured. And when the periphery hardens, the flowable adhesive that supplements the shrinkage of the periphery is not adjacent, but there is nothing that resists the shrinkage of the periphery adhesive, so internal stress occurs in this part. There is nothing.
Therefore, the generation of the internal stress and the residual stress are effectively reduced in the entire adhesive layer.

〔実施態様2〕(請求項4に対応)
実施態様2は、上記解決手段2の精密部品の接合方法について、その接着層における硬化反応の進行を抑制する物質の密度が、前記接着領域内においてその中心で最も低く周縁で最も密度が高くなるように勾配を付けて充填したことである。
[Embodiment 2] (corresponding to claim 4)
Embodiment 2 relates to the precision part joining method of Solution 2 above, and the density of the substance that suppresses the progress of the curing reaction in the adhesive layer is the lowest in the center of the adhesive region and the highest in the periphery. That is, it was filled with a gradient.

〔作用〕
接着層における硬化反応の進行を抑制する物質の密度がその中心で最も低く周縁で最も高いから、接着層の硬化が中心から周縁に向かって進行し、最後に周縁が硬化するようになる。周縁が硬化するときは、その硬化収縮を補充する流動性接着剤は隣接していないが、しかし、当該周縁接着剤の硬化収縮に抵抗するものはないから、この部分において内部応力が生じることはない。
したがって、接着層全体において、その内部応力の発生、残留応力が効果的に低減される。
[Action]
Since the density of the substance that suppresses the progress of the curing reaction in the adhesive layer is the lowest at the center and the highest at the periphery, the curing of the adhesive layer proceeds from the center toward the periphery, and finally the periphery is cured. When the periphery hardens, there is no fluid adhesive that replenishes the cure shrinkage, but there is nothing that resists the shrinkage shrinkage of the peripheral adhesive, so internal stresses are not generated in this area. Absent.
Therefore, the generation of the internal stress and the residual stress are effectively reduced in the entire adhesive layer.

〔実施態様3〕(請求項5に対応)
実施態様3は、上記解決手段1、実施態様1の精密部品の接合方法について、その硬化反応の起因となる物質が、光開始剤を芯物質とし、前記芯物質を取り囲むカプセル壁材からなるマイクロカプセルで構成されたものであることである。
[Embodiment 3] (corresponding to claim 5)
Embodiment 3 relates to the above-mentioned Solution 1 and the method for joining precision parts of Embodiment 1, wherein the substance causing the curing reaction is a micro wall comprising a photoinitiator as a core substance and a capsule wall material surrounding the core substance. It is composed of capsules.

〔作用〕
前記マイクロカプセルのカプセル壁材はエネルギー線の照射で破れることで、硬化反応の起因となる物質が接着層内に流出し、硬化反応が開始され、接着硬化させるためのエネルギー線の照射を受ける前の段階において、硬化反応が開始されることはない。
[Action]
The capsule wall material of the microcapsule is broken by irradiation with energy rays, so that a substance causing the curing reaction flows into the adhesive layer, the curing reaction is started, and before the irradiation with the energy rays for bonding and curing. In this stage, the curing reaction is not started.

〔実施態様4〕(請求項6に対応)
実施態様4は、解決手段2、実施態様2の精密部品の接合方法について、その硬化反応の進行を抑制する物質が、エネルギー線の透過量を制限する粉体であることである。
[Embodiment 4] (corresponding to claim 6)
Embodiment 4 is that the substance that suppresses the progress of the curing reaction of the solution 2 and the precision part joining method of Embodiment 2 is a powder that restricts the amount of transmission of energy rays.

〔作用〕
硬化反応の進行を抑制する物質がエネルギー線の透過量を制限する粉体であるから、当該粉体の密度が高いほど接着層内部へのエネルギー線照射量が低く、したがって、接着剤の硬化進行が遅い。したがって、上記粉体の密度によって接着層の硬化速度に勾配が付与される。
[Action]
Since the substance that suppresses the progress of the curing reaction is a powder that limits the amount of energy rays transmitted, the higher the density of the powder, the lower the amount of energy beam irradiation to the inside of the adhesive layer. Is slow. Therefore, a gradient is imparted to the curing rate of the adhesive layer depending on the density of the powder.

この発明の効果を、主な請求項毎に整理すれば次のとおりである。
(1)請求項1、請求項2に係る発明
硬化プロセスの進度に空間的な勾配をもって硬化させることにより、硬化する接着剤の隣接部に流動性を保持させ、硬化収縮による硬化後の内部残留応力を低減することができ、経時変化の少ない接着構造が得られる。
また、照射制御を行うことがなく、大掛かりな制御や高価な装置が必要でなく、それによる広い設置場所を確保する必要がないため既存の設備に置き換えやすい。
The effects of the present invention are summarized as follows for each main claim.
(1) Inventions according to claims 1 and 2 By curing with a spatial gradient in the progress of the curing process, fluidity is maintained in the adjacent portion of the adhesive to be cured, and the internal residue after curing due to curing shrinkage Stress can be reduced, and an adhesive structure with little change with time can be obtained.
Moreover, irradiation control is not performed, large-scale control and expensive equipment are not required, and it is not necessary to secure a wide installation place, so that it is easy to replace existing equipment.

(3)請求項3、請求項4に係る発明
接着部の内部に周囲より硬化プロセス進度の遅い点が存在せず、硬化プロセスの進度に空間的な勾配をもって硬化させることができるので、硬化する接着剤の隣接部に流動性を保持させ、硬化収縮による硬化後の内部残留応力を低減することができ、経時ずれの少ない接着を行うことができる。
(3) Inventions according to Claims 3 and 4 There is no point where the curing process progresses slower than the surroundings inside the bonded portion, and curing can be performed with a spatial gradient in the progress of the curing process. The fluidity is maintained in the adjacent portion of the adhesive, the internal residual stress after curing due to curing shrinkage can be reduced, and adhesion with little time lag can be performed.

(4)請求項5に係る発明
硬化反応に起因となる物質をマイクロカプセルにして、エネルギー線照射による接着開始まで光開始剤を閉じ込めたことにより、接着層への上記物質の充填およびその濃度分布調整を支障なく行うことができ、請求項1又は請求項3に係る発明を容易に実施することができる。
(4) Invention according to claim 5 Filling the adhesive layer with the substance and the concentration distribution thereof by confining the photoinitiator until the start of adhesion by irradiation with energy rays by making the substance resulting from the curing reaction into microcapsules Adjustment can be performed without any trouble, and the invention according to claim 1 or claim 3 can be easily implemented.

(5)請求項6に係る発明
接着層の表層部分に、エネルギー線の透過を制限する粉体、例えば、カーボンブラック等の微粉体を充填することによって、請求項2に係る発明を簡単容易に実施することができ、上記粉体として極めて廉価なものを使用することができるので、請求項2に係る発明を低コストで実施することができる。したがって、複数物を接着して構成される精密部品の品質、信頼性を低コストで著しく向上させることができる。
(5) The invention according to claim 6 The invention according to claim 2 can be easily and easily carried out by filling the surface layer portion of the adhesive layer with a powder that restricts transmission of energy rays, for example, fine powder such as carbon black. The present invention according to claim 2 can be carried out at a low cost because it can be carried out and an extremely inexpensive powder can be used. Therefore, the quality and reliability of precision parts formed by bonding a plurality of objects can be remarkably improved at a low cost.

(6)請求項8に係る発明
請求項8に係る発明の接合構造により、被接着物と接着物間の初期ずれが小さく、経時ずれが極力抑制されるから、この接合構造を備えた精密部品は高品質であり、また経時ずれによって品質が低下することはないから、品質についての信頼性が極めて高い。
(6) The invention according to claim 8 The joining structure of the invention according to claim 8 is such that the initial deviation between the adherend and the adherend is small and the deviation with time is suppressed as much as possible. Is of high quality and the quality is not deteriorated due to the time lag, so the reliability of the quality is extremely high.

以上の従来技術による接合構造との比較しながら、図1、図2を参照しながら実施例1を説明する。   The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 while comparing with the above-described conventional joining structure.

実施例1は、被接着物1と該被接着物に対して位置合わせされた接着物2とをUV硬化型接着剤による接着層3を介して接合する接合構造であって、接着部における硬化反応の起因となる物質(以下、「硬化反応促進剤」という)4を接着層3に充填する。この硬化反応促進剤4は、液状のベンジル剤4bをポリアミドのカプセル壁材4aで被覆した粒径10〜20μmのマイクロカプセルである。充填された硬化反応促進剤4の充填濃度(密度分布)は接着層3の中心部分が最大であり、周縁部分が最低である。そして、中心部分における充填濃度は体積比でほぼ20〜30%、周縁部分における充填濃度は体積比でほぼ数%である。   Example 1 is a bonding structure in which an object to be bonded 1 and an adhesive 2 aligned with the object to be bonded are bonded via an adhesive layer 3 made of a UV curable adhesive, and cured at an adhesive portion. A substance 4 (hereinafter referred to as “curing reaction accelerator”) 4 causing the reaction is filled in the adhesive layer 3. The curing reaction accelerator 4 is a microcapsule having a particle diameter of 10 to 20 μm in which a liquid benzyl agent 4b is coated with a polyamide capsule wall material 4a. The filling concentration (density distribution) of the filled curing reaction accelerator 4 is maximum in the central portion of the adhesive layer 3 and lowest in the peripheral portion. The filling concentration at the central portion is approximately 20 to 30% by volume, and the filling concentration at the peripheral portion is approximately several percent by volume.

上記接着剤層に紫外線を強度数十mW/cm以上で一斉照射すると、カプセル壁材4aがUV照射で破壊され、その中のベンジル剤4bが接着部内に放出されて浸透する。このベンジル剤4bの浸透によって、中心部分が最も硬化が促進される。これに対して周縁部ではベンジル剤4bの濃度がほぼゼロであって、中心部に比べて30〜50%遅く硬化が完了する。そして、硬化反応促進剤4の密度勾配と同様の硬化速度の勾配が中心部から周縁部までの間に実現される。
以上のようにして接合されるとき、温度サイクルによる加速試験後の経時ずれは低減される。
When the adhesive layer is simultaneously irradiated with ultraviolet rays with an intensity of several tens of mW / cm 2 or more, the capsule wall material 4a is destroyed by the UV irradiation, and the benzyl agent 4b therein is released into the adhesive portion and penetrates. By the penetration of the benzyl agent 4b, the center portion is most cured. On the other hand, the concentration of the benzyl agent 4b is almost zero at the peripheral portion, and the curing is completed 30 to 50% later than the central portion. And the gradient of the hardening rate similar to the density gradient of the hardening reaction accelerator 4 is implement | achieved between a center part and a peripheral part.
When bonding is performed as described above, the time lag after the accelerated test due to the temperature cycle is reduced.

次いで、実施例1による接合の実施方法について説明する。
第1塗布手段8aとこれを任意位置へ動作させる第1塗布手段用動作手段9aとその制御手段11により所望の配置でエネルギー硬化型接着剤を塗布して接着層3を形成する。その後、硬化反応促進剤4を塗布する第2塗布手段8bを第2塗布手段用動作手段9bで任意の位置へ3次元的に移動させ、第2塗布手段用動作手段9bの動きを制御手段11で制御して、所望の密度勾配になるように硬化反応促進剤4を塗布する。
Next, a bonding method according to the first embodiment will be described.
The adhesive layer 3 is formed by applying the energy curable adhesive in a desired arrangement by the first applying means 8a, the first applying means operating means 9a for moving the first applying means 8a to an arbitrary position, and the control means 11. Thereafter, the second application means 8b for applying the curing reaction accelerator 4 is moved three-dimensionally to an arbitrary position by the second application means operation means 9b, and the movement of the second application means operation means 9b is controlled by the control means 11. The curing reaction accelerator 4 is applied so as to obtain a desired density gradient.

その後、接着物と被接着物の相対位置を決め、エネルギー照射手段からエネルギー硬化型接着剤に所定のエネルギー線6を紫外線照射手段5から照射する。この紫外線照射手段5によるエネルギー照射はエネルギー照射制御手段7で制御される。なお、この装置全体の動作やタイミングの制御は制御手段11で行う。
実施例1では、上記の硬化反応促進剤4として、ベンジル剤4bをポリアミドのカプセル壁材4aで被覆した粒径10〜20μmのマイクロカプセルを用いているが、基本的には光開始剤を芯物質とし、照射エネルギーで破壊される物質によるカプセル壁材からなるマイクロカプセルを用いればよい。なお、マイクロカプセルを用いるのは、エネルギー硬化型接着剤に予め光開始剤が配合されないようにするためである。
Thereafter, the relative position between the adhesive and the adherend is determined, and the energy irradiating adhesive is irradiated with a predetermined energy beam 6 from the ultraviolet irradiation means 5 from the energy irradiation means. Energy irradiation by the ultraviolet irradiation means 5 is controlled by an energy irradiation control means 7. Control of the operation and timing of the entire apparatus is performed by the control means 11.
In Example 1, a microcapsule having a particle diameter of 10 to 20 μm in which the benzyl agent 4b is coated with a polyamide capsule wall material 4a is used as the curing reaction accelerator 4. Basically, the photoinitiator is a core. A microcapsule made of a capsule wall material made of a substance that is destroyed by irradiation energy may be used. The reason why the microcapsule is used is to prevent the photoinitiator from being mixed in advance with the energy curable adhesive.

芯物質として用いる光開始剤には例えば、ベンジルの他に、ベンゾフェノン、ミフィラーズケトン、2−クロロチオキサントン、4−ジエチルチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩などを用いることもできる。   Examples of the photoinitiator used as the core substance include, in addition to benzyl, benzophenone, mifillarzketone, 2-chlorothioxanthone, 4-diethylthioxanthone, benzoin ethyl ether, diethoxyacetophenone, benzyldimethyl ketal, 2-hydroxy-2- Methyl propiophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, aromatic iodonium salt, aromatic sulfonium salt and the like can also be used.

また、実施例1では、カプセル壁材として、ポリアミドのカプセル壁材4aを用いたが、そのカプセル材料は、界面重合法、不溶化反応法、相分離法、界面沈殿法、噴霧乾燥法、流動床法などの製法で作成される。材質は、ポリアミドの他に、ポリ・アルギン酸塩等を用いることもできる。そして、カプセル壁材4aの膜厚をエネルギー硬化型接着剤の硬化収縮によって速やかに変形されるようにできる限り薄くする必要がある。
また紫外線等のエネルギー線の照射により迅速容易に崩壊される特性にするために、光増感作用のある添加剤を加えてポリマー主鎖に光分解性を付与したものか、ポリマー重合時に主鎖に光増感基としてカルボニル基などを導入し、光によって分解しやすい構造にしたものを用いる。
Further, in Example 1, the capsule wall material 4a made of polyamide was used as the capsule wall material, and the capsule material was an interfacial polymerization method, an insolubilization reaction method, a phase separation method, an interfacial precipitation method, a spray drying method, a fluidized bed. Created by manufacturing methods such as law. In addition to polyamide, poly-alginate can be used as the material. And it is necessary to make the film thickness of the capsule wall material 4a as thin as possible so that it can be quickly deformed by the curing shrinkage of the energy curable adhesive.
In addition, in order to make it quickly and easily disintegrated by irradiation with energy rays such as ultraviolet rays, an additive having a photosensitizing action is added to impart photodegradability to the polymer main chain, or the main chain at the time of polymer polymerization A structure in which a carbonyl group or the like is introduced as a photosensitizing group and is easily decomposed by light is used.

実施例1は硬化反応促進剤を用いるものであるが、実施例2は硬化反応の進行を抑制する物質(硬化反応抑制剤)を用いる点で実施例1と異なる。そして、図3に示すように、硬化反応抑制剤41を接着層3の上層部に分布させてあり、その分布密度(充填濃度)は中央部が最も低く周縁が最も高い。そして、中心部分における充填濃度は体積比でほぼ数%、周縁部分における充填濃度は体積比でほぼ20〜30%である。この実施例2の硬化反応抑制剤は、エネルギー照射手段からの紫外線の透過率を下げるものであり、具体的には、平均粒径10〜20μmのポリカーボネートの樹脂粉を用いている。この他に、紫外線の透過率を下げる物質としてポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン等を用いることもできる。   Example 1 uses a curing reaction accelerator, but Example 2 differs from Example 1 in that a substance (curing reaction inhibitor) that suppresses the progress of the curing reaction is used. And as shown in FIG. 3, the curing reaction inhibitor 41 is distributed in the upper layer part of the contact bonding layer 3, The distribution density (filling density | concentration) is the lowest in the center part, and the periphery is the highest. The filling concentration in the central portion is approximately several percent by volume, and the filling concentration in the peripheral portion is approximately 20-30% by volume. The curing reaction inhibitor of Example 2 lowers the transmittance of ultraviolet rays from the energy irradiation means, and specifically, polycarbonate resin powder having an average particle diameter of 10 to 20 μm is used. In addition, polyethylene terephthalate, polyethylene, or the like can be used as a substance that lowers the transmittance of ultraviolet rays.

上記のように硬化反応抑制剤41(この実施例2ではポリカーボネートの樹脂粉)を充填したことによって、中心部分が最も硬化が抑制され、中心部に比べて30〜50%遅く硬化が完了する。これに対して周縁部では硬化反応抑制剤41の濃度がほぼゼロであって、最も硬化が促進される。そして、硬化反抑制剤41の密度勾配と同様の硬化速度の勾配が中心部から周縁部までの間に実現される。   By filling the curing reaction inhibitor 41 (polycarbonate resin powder in this Example 2) as described above, curing is suppressed most at the central portion, and curing is completed 30 to 50% later than the central portion. On the other hand, at the peripheral portion, the concentration of the curing reaction inhibitor 41 is almost zero, and the curing is most accelerated. And the gradient of the hardening rate similar to the density gradient of the hardening anti-inhibitor 41 is implement | achieved between a center part and a peripheral part.

実施例2で接合された被接着物1と接着物2間の温度サイクルによる加速試験後の経時ずれは低減される。
なお、硬化反抑制剤としては、実施例2で使用した接着剤層における紫外線の透過率を下げるものの他に、接着剤の光化学反応を遅延させる酸素(ラジカル重合の場合)を使用することもできる。
The time lag after the accelerated test due to the temperature cycle between the adherend 1 and the adhesive 2 joined in Example 2 is reduced.
As the curing anti-inhibitor, in addition to the one that lowers the ultraviolet ray transmittance in the adhesive layer used in Example 2, oxygen (in the case of radical polymerization) that delays the photochemical reaction of the adhesive can also be used. .

上述の技術の効果は接着剤の硬化プロセスの進度に勾配をつけることと等価であるため、照射側に時間的に照射範囲を変調できる構成を用いて実験した例を以下に示す。
被着物1はアルミニウム製のブロック部材で、大きさは25mm□、厚み5mm、中央にφ1の基準ピンが設けてある。接着物も同種の部材で、大きさは20mm□、厚み5mm、中央にφ3の充填穴を設けてある。被着物と接着物は図8に示すように充填穴に基準ピンが入るような形で相対的位置を調整し、充填穴中の基準ピン周り(クリアランス1mm)に接着剤を充填し、硬化することで接着完了となる。この実験で使用した接着剤はアクリル系UV接着剤(TB3033:必要積算光量3J/cm)である。
Since the effect of the above technique is equivalent to setting a gradient in the progress of the curing process of the adhesive, an example of experiment using a configuration capable of temporally modulating the irradiation range on the irradiation side is shown below.
The adherend 1 is an aluminum block member having a size of 25 mm □, a thickness of 5 mm, and a reference pin of φ1 at the center. The adhesive is also the same kind of member, with a size of 20 mm □, a thickness of 5 mm, and a filling hole of φ3 in the center. The relative position of the adherend and the adhesive is adjusted so that the reference pin is inserted into the filling hole as shown in FIG. 8, and the adhesive is filled around the reference pin (clearance 1 mm) in the filling hole and cured. This completes the adhesion. The adhesive used in this experiment is an acrylic UV adhesive (TB3033: required integrated light quantity 3 J / cm 2 ).

実験方法に関しては、従来例として、充填後の接着剤に一様な強度(50mW/cm)のUV光を照射した場合を用い、本発明の実験例として図8に示すようなUV照射に時間的変調を与えて硬化した場合をとりあげて、比較した。硬化プロセスの進度に勾配をつける度合い(変調度)は前述の時間変調で制御したが、今回は、照射強度(50mW/cm)で、中心からシャッタを1/30mm/secの速度で等速に開いた。図9は図8の穴3aに示す接着部3bの積算光量を表しているが、変調度は、縦軸に積算光量(J/cm)、横軸に接着剤の部位(座標)(cm)におけるプロファイルの傾きと定義し、単位は(J/cm)と表せる。一様照射の場合、変調度0J/cmであり、今回の時間変調照射では、15J/cmの変調をつけていることになる。図でもわかるように各部位での積算光量は時間毎に変化していく。
評価は加速度試験で行った。手順としては、硬化後のサンプル同士の相対的位置を3次元測定器で計測し、温度サイクル試験(−20℃〜70℃、4h、10サイクル)後、同様の測定をした。その測定により温度サイクル試験前後の変化量を把握し、経時変化の代表的特性値と考えた。
結果を図10に示す。どちらの場合も実験サンプルの数は9サンプルである。従来例では、平均値8.4μm、ばらつき(3σ)10.1μm、に対し、本発明の方法では、平均値2.1μm、ばらつき1.4μmの結果を得、従来技術に対し経時変化が極めて微小に抑制されることがわかる。
Regarding the experimental method, as a conventional example, a case where UV light having a uniform intensity (50 mW / cm 2 ) is irradiated onto the adhesive after filling is used, and UV irradiation as shown in FIG. 8 is performed as an experimental example of the present invention. Comparison was made by taking the case of curing with time modulation. Although the degree of the gradient of the curing process (degree of modulation) was controlled by the time modulation described above, this time the irradiation intensity (50 mW / cm 2 ) and the shutter from the center at a constant speed of 1/30 mm / sec. Opened to. FIG. 9 shows the integrated light quantity of the bonding part 3b shown in the hole 3a of FIG. 8, but the modulation degree is the integrated light quantity (J / cm 2 ) on the vertical axis and the part (coordinates) (cm) of the adhesive on the horizontal axis. ) And the unit can be expressed as (J / cm 3 ). In the case of uniform irradiation, the modulation degree is 0 J / cm 3 , and in this time-modulated irradiation, modulation of 15 J / cm 3 is applied. As can be seen in the figure, the integrated light quantity at each part changes with time.
The evaluation was performed by an acceleration test. As a procedure, the relative positions of the cured samples were measured with a three-dimensional measuring instrument, and the same measurement was performed after a temperature cycle test (−20 ° C. to 70 ° C., 4 hours, 10 cycles). The amount of change before and after the temperature cycle test was grasped by the measurement, and considered as a typical characteristic value of the change with time.
The results are shown in FIG. In both cases, the number of experimental samples is nine. In the conventional example, the average value is 8.4 μm and the variation (3σ) is 10.1 μm, whereas in the method of the present invention, the average value is 2.1 μm and the variation is 1.4 μm. It turns out that it suppresses minutely.

以上の実施例1,実施例2の被接着物をガラス板、セラミックス板、金属板等の光学ベースとし、また、接着物をレンズ、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とすることもできる。   The adherends of Examples 1 and 2 are optical bases such as glass plates, ceramic plates, and metal plates, and the adhesives are optical elements such as lenses, diffraction gratings, and mirrors, light receiving elements, light emitting elements, It can also be an optical component such as a solid-state imaging device such as a CCD.

〔実施例のその他の事項〕
実施例1、実施例2におけるエネルギー照射手段は、UV硬化型接着剤の硬化エネルギー帯のエネルギー線を放射する紫外線光源と、放射された紫外線を所定位置まで誘導する光ファイバと、紫外線を硬化箇所に照射する集光レンズ又は発散レンズとを備えている。
使用する接着剤を硬化させるために必要な紫外線照射光量は既知であるので、紫外線硬化型接着剤の硬化の判断は、紫外線照射強度×照射時間=積算光量の関係から照射時間を測り、その積算光量と所要照射効力とを比較することによってなされる。
[Other items of the example]
The energy irradiating means in the first and second embodiments includes an ultraviolet light source that emits energy rays in the curing energy band of the UV curable adhesive, an optical fiber that guides the emitted ultraviolet light to a predetermined position, and an ultraviolet curing location. A condensing lens or a diverging lens.
Since the amount of UV irradiation necessary to cure the adhesive used is known, the cure of UV curable adhesive is determined by measuring the irradiation time from the relationship of UV irradiation intensity x irradiation time = integrated light amount, This is done by comparing the amount of light with the required irradiation efficacy.

次に接着部に硬化反応の起因となる物質を充填した基本的な構造について、図面を参照しながらさらに説明する。
図2は、中央の分布密度(充填濃度)が最も高く、外周部に向けて連続的に分布密度が低下している場合を示しているが、実施例1、実施例2のいずれの場合も分布密度の勾配があればよいのであるから、図4(a),(b)に示すように直線勾配でもよく、図4(c)に示すように端部で分布密度が最も高くなるような曲線分布でもよいが、図2(b)に示す分布が最も好ましい。
硬化反応抑制剤を充填するのは、エネルギー線の透過率を下げることが目的であるので、各部分での紫外線(エネルギー線)照射強度の高低(全面照射の場合は接着層の中央部の照射強度が最も高く、周縁が低い)をも勘案して硬化反応抑制剤の密度分布を適切なものにすることが好ましい。
Next, a basic structure in which the adhesive portion is filled with a substance that causes a curing reaction will be further described with reference to the drawings.
FIG. 2 shows the case where the distribution density (packing concentration) at the center is the highest and the distribution density continuously decreases toward the outer periphery, but in either case of Example 1 or Example 2. Since it is sufficient if there is a gradient of the distribution density, a linear gradient may be used as shown in FIGS. 4A and 4B, and the distribution density is highest at the end as shown in FIG. 4C. Although a curved distribution may be used, the distribution shown in FIG. 2B is most preferable.
The purpose of filling the curing reaction inhibitor is to reduce the transmittance of energy rays, so the intensity of ultraviolet (energy rays) irradiation at each part is high or low (irradiation at the center of the adhesive layer in the case of full surface irradiation) It is preferable that the density distribution of the curing reaction inhibitor is made appropriate in consideration of the highest strength and the lower peripheral edge.

硬化反応の起因となる物質(硬化反応促進剤)または硬化反応の進行を抑制する物質(硬化反応抑制剤)の塗布時の濃度調節は、ディスペンサーによる空気圧量の調節と第2塗布手段用動作手段9bの移動速度によって調節できる。
実施例1では、硬化反応促進剤4の分布密度が接着層3の内部において空間的に偏在している(図2)が、このような充填及びその分布密度の調整は次のようにして行う。
第1塗布手段8aによって被接着物1の接着面に接着剤を塗布して所定厚さの接着層3を形成し(図5(a))、次に第2塗布手段8bによって接着層内部に硬化反応促進剤4を注入し、硬化反応促進剤4の先端を接着層3の内部で前後左右上下に移動させつつ(図(b))、図5(c)に示すような内部分布になるように、第2塗布手段8bによる充填速度を加減する。
Concentration adjustment at the time of application | coating of the substance (curing reaction accelerator) which causes hardening reaction, or the substance (curing reaction inhibitor) which suppresses progress of hardening reaction is the adjustment of the air pressure amount by a dispenser, and the operation means for 2nd application means It can be adjusted by the moving speed of 9b.
In Example 1, the distribution density of the curing reaction accelerator 4 is spatially unevenly distributed in the adhesive layer 3 (FIG. 2). Such filling and adjustment of the distribution density are performed as follows. .
An adhesive is applied to the bonding surface of the adherend 1 by the first applying means 8a to form an adhesive layer 3 having a predetermined thickness (FIG. 5 (a)), and then inside the adhesive layer by the second applying means 8b. The curing reaction accelerator 4 is injected, and the tip end of the curing reaction accelerator 4 is moved back and forth, right and left and up and down inside the adhesive layer 3 (FIG. 5B), and the internal distribution as shown in FIG. As described above, the filling speed by the second coating means 8b is adjusted.

また、実施例2では、硬化反応抑制剤41が接着層3の上層部分に分布しているが、この上層部分への充填及びその密度分布の調整は、実施例1の場合と同様に、次のようにして行う。
硬化反応抑制剤41を塗布する第2塗布手段8bを第2塗布手段用動作手段9bで任意の位置へ3次元的に移動させ、第2塗布手段用動作手段9bの動きを制御手段11で制御して、所望の密度勾配になるように硬化反応抑制剤41を塗布する。
Further, in Example 2, the curing reaction inhibitor 41 is distributed in the upper layer part of the adhesive layer 3, and the filling of the upper layer part and the adjustment of the density distribution are the same as in Example 1 as follows. Do as follows.
The second application means 8b for applying the curing reaction inhibitor 41 is moved three-dimensionally to an arbitrary position by the second application means operation means 9b, and the movement of the second application means operation means 9b is controlled by the control means 11. Then, the curing reaction inhibitor 41 is applied so as to have a desired density gradient.

なお、接着剤の性質や量によっては、ディスペンサーによる空気圧量のみでも確率的にディスペンサー付近の密度が高くなることを利用して濃度調節できる。
塗布の順序としては、面接着で行う場合、被接着物にエネルギー硬化型接着剤を塗布した後、硬化反応促進剤4または硬化反応抑制剤41を接着層3に充填し、接着物を載せることが望ましいが(図5)、隙間に接着剤を充填する充填接着形態(図6)や、被接着物と接着物との角に接着剤を肉盛りする肉盛接着形態(図7)の場合は、接着物2を被接着物1に載せた後に、硬化反応促進剤4または前記硬化反応抑制剤41を充填する。ただし、図6に示す充填接着形態の場合は接着物2の中心穴に接着剤を充填して接着層3を形成し、その後、接着層3に硬化反応促進剤4又は硬化反応抑制剤41を充填するという手順によることもでき、あるいは、接着物2の中心穴に接着剤を充填した状態で接着物2を被接着物に載せ、その後に硬化反応促進剤4又は硬化反応抑制剤41を充填する手順によることもできる。
要するに、エネルギー線照射を開始する時点で硬化反応促進剤4又は硬化反応抑制剤41が所定の濃度分布で充填されていればよいのであるから、接着構造に最も適した手順で接着層を形成し、硬化反応促進剤4又は硬化反応抑制剤41を充填すればよい。
Depending on the nature and amount of the adhesive, the concentration can be adjusted by utilizing the fact that the density near the dispenser is stochastically increased only by the amount of air pressure from the dispenser.
As the order of application, in the case of surface bonding, after the energy curable adhesive is applied to the adherend, the curing reaction accelerator 4 or the curing reaction inhibitor 41 is filled in the adhesive layer 3 and the adhesive is placed. Is desirable (Fig. 5), but in the case of a filling adhesive configuration (Fig. 6) in which a gap is filled with an adhesive, or a build-up adhesive configuration (Fig. 7) in which an adhesive is built up at the corner between the adherend and the adhesive. Is filled with the curing reaction accelerator 4 or the curing reaction inhibitor 41 after placing the adhesive 2 on the adherend 1. However, in the case of the filling adhesive form shown in FIG. 6, the adhesive is filled in the center hole of the adhesive 2 to form the adhesive layer 3, and then the curing reaction accelerator 4 or the curing reaction inhibitor 41 is applied to the adhesive layer 3. It is possible to use a procedure of filling, or alternatively, the adhesive 2 is placed on the adherend in a state where the center hole of the adhesive 2 is filled, and then the curing reaction accelerator 4 or the curing reaction inhibitor 41 is filled. You can also follow the procedure.
In short, since the curing reaction accelerator 4 or the curing reaction inhibitor 41 has only to be filled with a predetermined concentration distribution at the time of starting the energy beam irradiation, the adhesive layer is formed by the procedure most suitable for the adhesive structure. The curing reaction accelerator 4 or the curing reaction inhibitor 41 may be filled.

実施例1、実施例2の接着部は、共に、中央部において最も速く硬化プロセスが進行し、端部へ行くほど硬化プロセスの進度が遅くなり、最端部が最も遅く硬化する。
また、図6、図7に示す他の接着形態についても、同様に、中央部において最も早く硬化プロセスが進行し、端部へ行くほど硬化プロセスの進度が遅くなり、最端部が最も遅く硬化する。
したがって、接着層の硬化プロセス中、接着層に内部応力が生じることはなく、したがって応力が内部に残留することもない。
In both the bonded portions of Example 1 and Example 2, the curing process proceeds fastest in the central portion, the progress of the curing process becomes slower toward the end portion, and the outermost end portion is cured most slowly.
Similarly, for the other bonding forms shown in FIG. 6 and FIG. 7, similarly, the curing process proceeds fastest in the central portion, the progress of the curing process becomes slower toward the end portion, and the outermost end portion cures the latest. To do.
Therefore, no internal stress is generated in the adhesive layer during the curing process of the adhesive layer, and therefore no stress remains in the interior.

はこの発明の実施例の接着装置を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. (a)は実施例1による接着構造、(b)は実施例1における硬化促進剤の濃度分布を模式的に示す分布図であり、(c)は実施例1における硬化促進剤を模式的に示す拡大断面図である。(A) is the adhesion structure by Example 1, (b) is a distribution map which shows typically the density | concentration distribution of the hardening accelerator in Example 1, (c) is the hardening accelerator in Example 1 typically. It is an expanded sectional view shown. (a)は、実施例2による接着構造、(b)は実施例2における硬化抑制剤の濃度分布を模式的に示す分布図である。(A) is the adhesion structure by Example 2, (b) is a distribution map which shows typically the density | concentration distribution of the hardening inhibitor in Example 2. FIG. (a),(b),(c)は、実施例1、実施例2における硬化促進剤あるいは硬化抑制剤の濃度分布の他の例を示す分布図である。(A), (b), (c) is a distribution map which shows the other example of density | concentration distribution of the hardening accelerator in Example 1, Example 2, or a hardening inhibitor. は、実施例1に硬化促進剤の充填プロセスを模式的に示す正面図である。These are the front views which show typically the filling process of the hardening accelerator in Example 1. FIG. (a)は、実施例1による他の接合構造の斜視図であり、(b)は同接合構造の接着層における硬化促進剤の分布図であり、(c)は同接合構造の断面図である。(A) is a perspective view of the other joining structure by Example 1, (b) is a distribution map of the hardening accelerator in the contact bonding layer of the joining structure, (c) is sectional drawing of the joining structure. is there. (a)は、実施例1によるさらに他の接合構造の斜視図であり、(b)は同接合構造の接着層における硬化促進剤の分布図であり、(c)は同接合構造の断面図である。(A) is a perspective view of the further another joining structure by Example 1, (b) is a distribution map of the hardening accelerator in the contact bonding layer of the joining structure, (c) is sectional drawing of the joining structure It is. は、実験例におけるUV照射の時間的変調を模式的に示す正面図である。These are front views which show typically the time modulation of UV irradiation in an experiment example. は、図8の接着部3bの積算光量を表す図である。These are figures showing the integrated light quantity of the adhesion part 3b of FIG. は、実験結果を表すグラフである。These are graphs showing experimental results.

符号の説明Explanation of symbols

1:被接着物
2:接着物
3:接着層
3a:穴
3b:接着部
4:硬化反応促進剤
5:エネルギー照射手段
6:エネルギー線
7:エネルギー照射制御手段
8a:第1塗布手段
8b:第2塗布手段
9a:第1塗布手段用動作手段
9b:第2塗布手段用動作手段
10a:第1動作制御手段
10b:第2動作制御手段
11:制御手段
41:硬化反応抑制剤
1: Adhered object 2: Adhered object 3: Adhesive layer 3a: Hole 3b: Adhesive part 4: Curing reaction accelerator 5: Energy irradiation means 6: Energy beam 7: Energy irradiation control means 8a: First application means 8b: First 2 application means 9a: first application means operation means 9b: second application means operation means 10a: first operation control means 10b: second operation control means 11: control means 41: curing reaction inhibitor

Claims (14)

エネルギー硬化型接着剤による接合方法であって、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギー線を一斉に照射して被接着物に接着物を接着する精密部品の接合方法において、
硬化反応の起因となる物質を前記接着の領域内に所定の密度勾配を付けて充填して、上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスを接着層領域内で段階的に変化させるようにした精密部品の接合方法。
In a joining method using an energy curable adhesive, after positioning an adherend and an adhesive with high accuracy, and then irradiating energy rays all at once to adhere the adhesive to the adherend,
A precision component in which a substance causing a curing reaction is filled in the bonding region with a predetermined density gradient, and the curing process of the energy curable adhesive is changed stepwise in the bonding layer region. Joining method.
エネルギー硬化型接着剤による接合方法であって、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギー線を一斉に照射して被接着物に接着物を接合する精密部品の接合方法において、
接着剤の硬化反応の進行を抑制する物質を前記接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填して、上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスを接着層領域内で段階的に変化させるようにした精密部品の接合方法。
In a joining method using an energy curable adhesive, after positioning an adherend and an adhesive with high accuracy, and then irradiating energy rays all at once to join the adhesive to the adherend,
A material that suppresses the progress of the curing reaction of the adhesive is filled in the adhesive region with a predetermined density gradient, and the curing process of the energy curable adhesive is changed stepwise in the adhesive layer region. Of joining precision parts.
請求項1の精密部品の接合方法において、その接着層における硬化反応の起因となる物質を、前記接着領域内において中心で最も密度が高く周縁で最も低くなるように勾配を付けて充填した精密部品の接合方法。   2. The precision part bonding method according to claim 1, wherein a substance causing a curing reaction in the adhesive layer is filled with a gradient so that the density is highest at the center and lowest at the periphery in the adhesion region. Joining method. 請求項2の精密部品の接合方法において、その接着層における硬化反応の進行を抑制する物質の密度が、前記接着領域内においてその中心で最も低く周縁で最も密度が高くなるように勾配を付けて充填した精密部品の接合方法。   3. The method for joining precision parts according to claim 2, wherein the density of the substance that suppresses the progress of the curing reaction in the adhesive layer is set so as to be the lowest in the center and the highest in the periphery in the adhesive region. Joining precision parts filled. 請求項1又は請求項3の精密部品の接合方法において、その硬化反応の起因となる物質が、光開始剤を芯物質とし、前記芯物質を取り囲むカプセル壁材からなるマイクロカプセルで構成されたものである精密部品の接合方法。   4. The method for joining precision parts according to claim 1 or 3, wherein the substance causing the curing reaction comprises a microcapsule comprising a photoinitiator as a core substance and a capsule wall material surrounding the core substance. Is a method of joining precision parts. 請求項1又は請求項4の精密部品の接合方法において、その硬化反応の進行を抑制する物質が、エネルギー線の透過量を制限する粉体である精密部品の接合方法。   The method for joining precision parts according to claim 1 or 4, wherein the substance that suppresses the progress of the curing reaction is a powder that limits the amount of transmission of energy rays. 被接着物、接着物を精密に位置決めし、エネルギー線を一斉に照射してエネルギー硬化型接着剤によって被接着物に接着物を接着する精密部品の接合装置において、
前記エネルギー硬化型接着剤に前記硬化反応の起因となる物質または前記硬化反応の進行を抑制する物質を塗布する塗布手段と、前記物質を前記接着領域内において所定の密度勾配を付けて充填するように上記塗布手段を制御する密度勾配制御手段とを備えていることを特徴とする精密部品の接合装置。
In a precision component joining device that precisely positions an object to be bonded, the bonded object, irradiates energy rays all at once, and adheres the adhesive to the object to be bonded with an energy curable adhesive.
Application means for applying a substance that causes the curing reaction or a substance that suppresses the progress of the curing reaction to the energy curable adhesive, and filling the substance with a predetermined density gradient in the adhesion region. And a density gradient control means for controlling the coating means.
被接着物と接着物とをエネルギー硬化型接着剤を用いて被接着物に接着物を接合した精密部品の接合構造であって、
被接着物と接着物との接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填された硬化反応の起因となる物質によって上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスが接着層領域内で段階的に進行して接合された精密部品の接合構造。
A bonded structure of precision parts in which an adherend and an adhesive are bonded to the adherend using an energy curable adhesive,
The curing process of the energy curable adhesive proceeds in a stepwise manner in the adhesive layer region by a substance that causes a curing reaction filled with a predetermined density gradient in the adhesion region between the adherend and the adhesive. Bonding structure of precision parts joined together.
前記接着領域内において中心で最も密度が高く周縁で最も低くなるように勾配を付けて前記硬化反応の起因となる物質が充填されて接合されている請求項8の精密部品の接合構造。   9. The precision component joining structure according to claim 8, wherein a material that causes the curing reaction is filled and joined so as to have a gradient so that the density is highest at the center and lowest at the periphery in the adhesion region. 被接着物と接着物とをエネルギー硬化型接着剤を用いて被接着物に接着物を接合した精密部品の接合構造であって、
被接着物と接着物との接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填された硬化反応を抑制する物質によって上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスが接着層領域内で段階的に進行して接合された精密部品の接合構造。
A bonded structure of precision parts in which an adherend and an adhesive are bonded to the adherend using an energy curable adhesive,
The curing process of the energy curable adhesive proceeds in a stepwise manner in the adhesive layer region by a substance that suppresses the curing reaction filled with a predetermined density gradient in the adhesion region between the adherend and the adhesive. Bonding structure of bonded precision parts.
前記接着領域内において中心で最も密度が低く周縁で最も高くなるように勾配を付けて前記硬化反応の進行を抑制する物質が充填されている請求項10の精密部品の接合構造。   The precision part joining structure according to claim 10, wherein a substance is provided so as to have a gradient so as to have the lowest density at the center and highest at the periphery in the adhesion region, and is filled with a substance that suppresses the progress of the curing reaction. 前記硬化反応の起因となる物質が、光開始剤を芯物質とし、前記芯物質を取り囲むカプセル壁材からなるマイクロカプセルによるものであることを特徴とする請求項8又は請求項9の精密部品の接合構造。   10. The precision component according to claim 8, wherein the substance that causes the curing reaction is a microcapsule including a capsule wall material that uses a photoinitiator as a core substance and surrounds the core substance. Junction structure. 前記マイクロカプセルのカプセル壁材がエネルギー線の照射で破れるものであり、カプセル壁材が得られることで前記芯物質が流出して硬化反応が開始され、接合されているものであることを特徴とする請求項13の精密部品の接合構造。   The capsule wall material of the microcapsule is broken by irradiation of energy rays, and the core material flows out to obtain a capsule wall material, and a curing reaction is started and bonded. The precision part joining structure according to claim 13. 前記硬化反応の進行を抑制する物質がエネルギー線照射の透過量を制限する粉体であることを特徴とする請求項10又は請求項11の精密部品の接合構造。   12. The precision component joining structure according to claim 10, wherein the substance that suppresses the progress of the curing reaction is a powder that restricts a transmission amount of energy beam irradiation.
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