JP2016215607A

JP2016215607A - 接着装置

Info

Publication number: JP2016215607A
Application number: JP2015106568A
Authority: JP
Inventors: 小川　貴志; Takashi Ogawa; 貴志小川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2016-12-22

Abstract

【課題】熱溶着シートを基板上の所望の位置に接着するための技術を提供する。
【解決手段】接着装置３は、基板１上に配置されたプリプレグ２（熱溶着シート）を加熱することで基板１にプリプレグ２を接着する。接着装置３は、基板１上に位置する複数のペルチェ素子４と、複数のペルチェ素子４の動作を制御可能なペルチェ素子制御部１３（制御手段）と、を備える。ペルチェ素子制御部１３は、プリプレグ２の第１の領域R1に対向するペルチェ素子４を加熱状態にすることで第１の領域R1を基板１に接着し（S110-S120）、その後に、第１の領域R1と異なる領域である第２の領域R2に対向するペルチェ素子４を加熱状態にすることで第２の領域R2を基板１に接着する。
【選択図】図８

Description

本発明は、接着装置に関する。

特許文献１は、ウエハの温度を調節する温度調節装置を開示している。温度調節装置は、格子状に並べられた複数のペルチェ素子で構成されている。温度調節装置は、複数のペルチェ素子でウエハを加熱又は冷却することで、ウエハの温度を調節している。

特開２００８−２８８４２７号公報

ところで、本願の発明者は、プリプレグを基板に接着するための技術を開発している。ここで、プリプレグとは、例えばガラス繊維や炭素繊維などの繊維に熱硬化性樹脂組成物を含浸させ、ある程度硬化させたシートである。プリプレグは、絶縁性を有すると共に、加熱すると一時的に溶融することで接着性を呈する。従って、プリプレグは、多層基板の基板間の間に配置され、基板間を機械的に結合すると共に、基板間を電気的に絶縁するための手段として広く普及している。

しかしながら、プリプレグを基板に接着するに際し、プリプレグを加熱すると、プリプレグの熱硬化性樹脂組成物が一時的に溶融状態となることで、プリプレグが基板上で滑り易くなる。プリプレグが基板上で滑り易くなるので、プリプレグを基板上の所望の位置に接着することが技術的に難しかった。

上記特許文献１の技術は、プリプレグを基板に接着するものではないので、上記課題を解決できない。

そこで、本願発明の目的は、熱溶着シートを基板上の所望の位置に接着するための技術を提供することにある。

基板上に配置された熱溶着シートを加熱することで前記基板に前記熱溶着シートを接着する、接着装置であって、前記基板上に位置する複数のペルチェ素子と、前記複数のペルチェ素子の動作を制御可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記熱溶着シートの第１の領域に対向するペルチェ素子を加熱状態にすることで前記第１の領域を前記基板に接着し、その後に、前記第１の領域と異なる領域である第２の領域に対向するペルチェ素子を加熱状態にすることで前記第２の領域を前記基板に接着する、接着装置が提供される。以上の構成によれば、前記熱溶着シート全体を前記基板に同時に接着する場合と比較して、前記熱溶着シートが前記基板上で滑り難くなるので、前記熱溶着シートを前記基板上の所望の位置に接着し易くなる。
前記制御手段は、前記熱溶着シートを加熱する加熱状態にあるペルチェ素子を、前記熱溶着シートを冷却する冷却状態に切り替えることで、前記熱溶着シートの前記基板への接着が促進されるように、前記複数のペルチェ素子の動作を制御する。以上の構成によれば、前記熱溶着シートを前記基板に接着するのに要する時間が短くなる。
前記熱溶着シートに孔又は切り欠きがある場合は、前記制御手段は、前記熱溶着シートを前記基板に接着し始めてから接着し終えるまで、前記ペルチェ素子のうち前記の孔又は切り欠きの近傍のペルチェ素子には通電しない。以上の構成によれば、前記の孔又は切り欠きの熱変形を防止できる。
前記熱溶着シートに孔又は切り欠きがある場合は、前記制御手段は、前記熱溶着シートを前記基板に接着し始めてから接着し終えるまで、前記ペルチェ素子のうち前記の孔又は切り欠きの近傍のペルチェ素子を、前記熱溶着シートを冷却する冷却状態にしておく。以上の構成によれば、前記の孔又は切り欠きの熱変形を防止できる。
前記第１の領域は、前記熱溶着シートの中央の領域である。前記第２の領域は、前記第１の領域の外周に隣接した領域である。以上の構成によれば、前記熱溶着シートと前記基板の間の空気を外側へ追い出すことができる。

本発明によれば、前記熱溶着シートを前記基板上の所望の位置に接着し易くなる。

接着装置の斜視図である。接着装置の動作のフローチャートである。プリプレグ上に押圧された複数のペルチェ素子を示す斜視図である。プリプレグ上に押圧された複数のペルチェ素子を示す平面図である。第１の領域の接着動作を示す図である。第１の領域の接着動作を示す図である。第１の領域の接着動作を示す図である。第２の領域の接着動作を示す図である。第２の領域の接着動作を示す図である。第２の領域の接着動作を示す図である。第３の領域の接着動作を示す図である。第３の領域の接着動作を示す図である。第３の領域の接着動作を示す図である。第４の領域の接着動作を示す図である。第４の領域の接着動作を示す図である。第４の領域の接着動作を示す図である。

図１には、基板１に対してプリプレグ２（熱溶着シート）を接着する接着装置３を示している。

接着装置３は、格子状に並べられた複数のペルチェ素子４と、複数のペルチェ素子４を保持するペルチェ素子保持体５と、ペルチェ素子保持体５を鉛直方向で昇降させる昇降アクチュエータ６と、制御部７と、を備える。

基板１には、回路素子８が表面実装されている。

プリプレグ２は、素子収容孔９を有する。素子収容孔９は、プリプレグ２と回路素子８との干渉を避けるための孔である。基板１上にプリプレグ２を重ねると、回路素子８は素子収容孔９に収容される。

複数のペルチェ素子４は、プリプレグ２と対向可能に格子状に配置されている。各ペルチェ素子４は、電流が供給されることで、発熱する加熱状態、又は、吸熱する冷却状態となる。

制御部７は、中央演算処理器としてのCPU１０（Central Processing Unit）と、読み書き自由のRAM１１（Random Access Memory）、読み出し専用のROM１２（Read Only Memory）を備えている。そして、CPU１０がROM１２に記憶されている制御プログラムを読み出して実行することで、制御プログラムは、CPU１０などのハードウェアを、ペルチェ素子制御部１３（制御手段）と、昇降制御部１４、として機能させる。

ペルチェ素子制御部１３は、複数のペルチェ素子４の動作を夫々独立に制御する。

昇降制御部１４は、昇降アクチュエータ６の動作を制御する。

次に、図２〜図１６を参照して、接着装置３の動作を説明する。図２には、接着装置３の動作のフローチャートを示してる。

先ず、図１に示すように、基板１上にプリプレグ２を載せ、図示しない方法により数箇所でプリプレグ２を局所的に加熱して、プリプレグ２を基板１に対して簡易的に位置決めさせておく。

次に、昇降制御部１４は、ペルチェ素子保持体５が下降するように昇降アクチュエータ６の動作を制御する（S100）。この結果、ペルチェ素子保持体５に保持されている複数のペルチェ素子４がプリプレグ２に対して接触し、押圧される。複数のペルチェ素子４がプリプレグ２に対して接触している様子の斜視図を図３に示し、平面図を図４に示している。

次に、ペルチェ素子制御部１３は、図５に示すように、プリプレグ２の第１の領域R1に対向する複数のペルチェ素子４を所定時間、加熱状態とする（S110）。第１の領域R1は、円弧L1によって囲まれた領域である。第１の領域R1は、プリプレグ２の中央の領域である。これにより、プリプレグ２の第１の領域R1が溶融状態となる。

上記所定時間とは、ペルチェ素子４の温度が８０℃の場合は６０秒であり、８５℃の場合は１０秒であり、９０℃の場合は１〜２秒である。

次に、ペルチェ素子制御部１３は、図６に示すように、プリプレグ２の第１の領域R1に対向する複数のペルチェ素子４を所定時間、冷却状態とする（S120）。これにより、図７に示すように、プリプレグ２の第１の領域R1が凝固し、プリプレグ２の第１の領域R1が基板１に接着する。

次に、ペルチェ素子制御部１３は、図８に示すように、プリプレグ２の第２の領域R2に対向する複数のペルチェ素子４を所定時間、加熱状態とする（S130）。第２の領域R2は、円弧L1及び円弧L2によって囲まれた領域である。第２の領域R2は、第１の領域R1と異なる領域である。第２の領域R2は、第１の領域R1の外周側に隣接する円環状の領域である。第２の領域R2は、第１の領域R1の外側の領域である。これにより、プリプレグ２の第２の領域R2が溶融状態となる。このとき、ペルチェ素子制御部１３は、素子収容孔９の近傍に配置された複数のペルチェ素子４には通電しない。

次に、ペルチェ素子制御部１３は、図９に示すように、プリプレグ２の第２の領域R2に対向する複数のペルチェ素子４を所定時間、冷却状態とする（S140）。このとき、ペルチェ素子制御部１３は、素子収容孔９の近傍に配置された複数のペルチェ素子４には通電しない。これにより、図１０に示すように、プリプレグ２の第２の領域R2が凝固し、プリプレグ２の第２の領域R2が基板１に接着する。

次に、ペルチェ素子制御部１３は、図１１に示すように、プリプレグ２の第３の領域R3に対向する複数のペルチェ素子４を所定時間、加熱状態とする（S150）。第３の領域R3は、円弧L2及び円弧L3によって囲まれた領域である。第３の領域R3は、第１の領域R1及び第２の領域R2と異なる領域である。第３の領域R3は、第２の領域R2の外周側に隣接する円環状の領域である。第３の領域R3は、第２の領域R2の外側の領域である。これにより、プリプレグ２の第３の領域R3が溶融状態となる。このとき、ペルチェ素子制御部１３は、素子収容孔９の近傍に配置された複数のペルチェ素子４には通電しない。

次に、ペルチェ素子制御部１３は、図１２に示すように、プリプレグ２の第３の領域R3に対向する複数のペルチェ素子４を所定時間、冷却状態とする（S160）。このとき、ペルチェ素子制御部１３は、素子収容孔９の近傍に配置された複数のペルチェ素子４には通電しない。これにより、図１３に示すように、プリプレグ２の第３の領域R3が凝固し、プリプレグ２の第３の領域R3が基板１に接着する。

S130〜S160において、素子収容孔９の近傍に配置された複数のペルチェ素子４が加熱状態とならないので、素子収容孔９の形状が熱変形することがない。

次に、ペルチェ素子制御部１３は、図１４に示すように、プリプレグ２の第４の領域R4に対向する複数のペルチェ素子４を所定時間、加熱状態とする（S170）。第４の領域R4は、円弧L3の外側の領域である。第４の領域R4は、第１の領域R1及び第２の領域R2、第３の領域R3と異なる領域である。第４の領域R4は、第３の領域R3の外周側に隣接する領域である。第４の領域R4は、第３の領域R3の外側の領域である。これにより、プリプレグ２の第４の領域R4が溶融状態となる。

次に、ペルチェ素子制御部１３は、図１５に示すように、プリプレグ２の第４の領域R4に対向する複数のペルチェ素子４を所定時間、冷却状態とする（S180）。これにより、図１６に示すように、プリプレグ２の第４の領域R4が凝固し、プリプレグ２の第４の領域R4が基板１に接着する。

次に、昇降制御部１４は、ペルチェ素子保持体５が上昇するように昇降アクチュエータ６の動作を制御する（S190）。この結果、ペルチェ素子保持体５に保持されている複数のペルチェ素子４がプリプレグ２から離れる。

以上に説明した接着装置３は、以下の特長を有する。

接着装置３は、基板１上に配置されたプリプレグ２（熱溶着シート）を加熱することで基板１にプリプレグ２を接着する。接着装置３は、基板１上に位置する複数のペルチェ素子４と、複数のペルチェ素子４の動作を制御可能なペルチェ素子制御部１３（制御手段）と、を備える。ペルチェ素子制御部１３は、プリプレグ２の第１の領域R1に対向するペルチェ素子４を加熱状態にすることで第１の領域R1を基板１に接着し（S110-S120）、その後に、第１の領域R1と異なる領域である第２の領域R2に対向するペルチェ素子４を加熱状態にすることで第２の領域R2を基板１に接着する。以上の構成によれば、プリプレグ２全体を基板１に同時に接着する場合と比較して、プリプレグ２が基板１上で滑り難くなるので、プリプレグ２を基板１上の所望の位置に接着し易くなる。

ペルチェ素子制御部１３は、プリプレグ２を加熱する加熱状態にあるペルチェ素子４を、プリプレグ２を冷却する冷却状態に切り替えることで、プリプレグ２の基板１への接着が促進されるように、複数のペルチェ素子４の動作を制御する（S110,S120）。以上の構成によれば、プリプレグ２を基板１に接着するのに要する時間が短くなる。

図１に示すように、プリプレグ２に素子収容孔９（孔）又は切り欠きがある場合は、ペルチェ素子制御部１３は、プリプレグ２を基板１に接着し始めてから接着し終えるまで（S110-S180）、ペルチェ素子４のうち素子収容孔９又は切り欠きの近傍のペルチェ素子４には通電しない。以上の構成によれば、素子収容孔９又は切り欠きの熱変形を防止できる。

なお、ペルチェ素子４のうち素子収容孔９又は切り欠きの近傍のペルチェ素子４には通電しないことに代えて、ペルチェ素子４のうち素子収容孔９又は切り欠きの近傍のペルチェ素子４をプリプレグ２を冷却する冷却状態にしておくこととしてもよい。以上の構成によれば、素子収容孔９又は切り欠きの熱変形を防止できる。

第１の領域R1は、プリプレグ２の中央の領域である。第２の領域R2は、第１の領域R1の外周に隣接した領域である。以上の構成によれば、プリプレグ２と基板１の間の空気を外側へ追い出すことができる。

なお、上記実施形態では、第１の領域R1、第２の領域R2、第３の領域R3、第４の領域R4の順番に接着したが、この順番は自由に入れ替えることができる。例えば、第３の領域R3、第２の領域R2、第４の領域R4、第１の領域R1の順番で接着してもよい。また、第１の領域R1の冷却完了前に、第２の領域R2の加熱を行ってもよい。すべての領域について加熱を行うが、加熱の程度を領域に応じて変えることによって、熱溶着シートの溶融領域を制御してもよい。プリプレグ２の部分的な溶融を制御できればよいため、ペルチェ素子４は必ずしもプリプレグ２に接触していなくてもよい。

上述の例において、制御プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、制御プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１基板
２プリプレグ
３接着装置
４ペルチェ素子
５ペルチェ素子保持体
６昇降アクチュエータ
７制御部
８回路素子
９素子収容孔
１３ペルチェ素子制御部
１４昇降制御部
R1 第１の領域
R2 第２の領域
R3 第３の領域
R4 第４の領域

Claims

基板上に配置された熱溶着シートを加熱することで前記基板に前記熱溶着シートを接着する、接着装置であって、
前記基板上に位置する複数のペルチェ素子と、
前記複数のペルチェ素子の動作を制御可能な制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記熱溶着シートの第１の領域に対向するペルチェ素子を加熱状態にすることで前記第１の領域を前記基板に接着し、その後に、前記第１の領域と異なる領域である第２の領域に対向するペルチェ素子を加熱状態にすることで前記第２の領域を前記基板に接着する、
接着装置。
請求項１に記載の接着装置であって、
前記制御手段は、
前記熱溶着シートを加熱する加熱状態にあるペルチェ素子を、前記熱溶着シートを冷却する冷却状態に切り替えることで、前記熱溶着シートの前記基板への接着が促進されるように、前記複数のペルチェ素子の動作を制御する、
接着装置。
請求項１又は２に記載の接着装置であって、
前記熱溶着シートに孔又は切り欠きがある場合は、前記制御手段は、前記熱溶着シートを前記基板に接着し始めてから接着し終えるまで、前記ペルチェ素子のうち前記の孔又は切り欠きの近傍のペルチェ素子には通電しない、
接着装置。
請求項１又は２に記載の接着装置であって、
前記熱溶着シートに孔又は切り欠きがある場合は、前記制御手段は、前記熱溶着シートを前記基板に接着し始めてから接着し終えるまで、前記ペルチェ素子のうち前記の孔又は切り欠きの近傍のペルチェ素子を、前記熱溶着シートを冷却する冷却状態にしておく、
接着装置。
請求項１〜４の何れかに記載の接着装置であって、
前記第１の領域は、前記熱溶着シートの中央の領域であり、
前記第２の領域は、前記第１の領域の外周に隣接した領域である、
接着装置。