KR101537542B1 - 판상 부재 접합 장치 - Google Patents
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Abstract
비교적 소형의 판상 부재를 기포의 혼입없이 접합시킬 수 있는 접합 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 접합 장치(1)는 롤러(14)를 주행시킴으로써 제 2 판상 부재(101)를 제 1 판상 부재(100)에 접합시키는 장치이다. 제 2 판상 부재(101)는 제 1 판상 부재(100)에 최초 접합되는 측의 단부인 접합 시단부(101b)와, 제 1 판상 부재(100)에 최후 접합되는 측의 단부인 접합 종단부(101c)를 가지며, 접합 종단부(101c)는 상하로 승강 가능한 필로우(7)로 적어도 하면이 지지됨으로써 하방향으로의 이동이 규제되고 있다. 이에 따라, 제 2 판상 부재(101)의 아직 롤러(14)에 의해 압압되지 않은 부분과 제 1 판상 부재(100)가 접촉하지 않도록 되어 있다.
Description
본 발명은 롤러로 판상(板狀) 부재를 다른 판상 부재에 압착시킴으로써 2 개의 판상 부재를 접합시키는 접합 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 패널 또는 터치 패널과 같은 제 1 판상 부재와 그 표면을 보호하기 위한 커버 글라스와 같은 제 2 판상 부재와의 접합에서는 각 부재의 사이에 기포가 혼입되지 않는 것이 매우 중요하다. 기포의 혼입은 표시 품질의 저하를 초래하며, 박리의 원인이 된다.
기포의 혼입을 방지하는 접합 장치로는 진공 중에서 접합을 행하도록 한 것이 알려져 있다. 이 타입의 접합 장치에서는 접합을 행하기 전에 진공 챔버 내로 제 1 및 제 2 판상 부재를 도입하여 챔버 내의 진공 배기를 행한다. 그리고, 접합이 완료된 후에 챔버 내의 진공을 파기하고 제 1 및 제 2 판상 부재를 취출한다. 그러나, 이 접합 장치는 대규모의 진공 챔버 등을 필요로 하는 외에 접합을 행할 때마다 진공 배기를 행하기 때문에 생산성이 낮다고 하는 문제가 있었다.
상기 문제의 우려가 적은 종래의 접합 장치로는, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 도 19에 도시한 바와 같이, 이 접합 장치에서는 테이블(30)의 하방 표면에 제 2 판상 부재(101)가 흡인 노즐(30a)에 의해 흡착 보지(保持)된다. 또한, 이 접합 장치는 수평 방향으로 배열되어 배치된 복수의 흡착체(31)를 구비하고, 각 흡착체(31)의 상면에 있는 흡착 노즐(31a)에 의해 제 1 판상 부재(100)가 흡착 보지된다. 또한, 접합 전에 제 1 판상 부재(100)와 제 2 판상 부재(101)는 소정의 간격을 두고 이격되어 있다.
접합은 롤러(32)에 의해 제 1 판상 부재(100)를 제 2 판상 부재(101)에 압착하면서 롤러(32)를 도면 중의 화살표 방향으로 주행시킴으로써 행해진다. 도 19에 도시한 바와 같이, 롤러(32)의 주행에 방해가 되는 흡착체(31)는 롤러(32)의 주행에 맞추어 차례로 퇴피된다. 또한, 제 1 판상 부재(100)의 아직 접합되지 않은 부분은 계속 흡착체(31)에 흡착 보지되어 있으며, 제 2 판상 부재(101)로부터 이격되어 있다. 따라서, 제 1 판상 부재(100)는 휘어지면서 접합되어 가게 된다.
이 접합 장치에 따르면, 롤러(32)로 압압(押壓)하여 기포를 압출하면서 접합을 행하므로, 제 1 판상 부재(100)와 제 2 판상 부재(101)와의 사이에 기포가 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 진공 챔버 등도 불필요하다.
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 접합 장치에서는 접합 도중에 제 1 판상 부재(100)를 흡착체(31)로부터 분리시키고자 하는 힘, 즉 제 1 판상 부재(100) 자신에 의한 휘어짐을 해소하고자 하는 힘이 발생한다. 이 힘은 제 1 판상 부재(100)가 소형일수록 커지는 경향이 있다. 또한, 이 힘이 흡착 노즐(31a)에 의한 흡착력을 초과하면, 제 1 판상 부재(100)는 흡착체(31)로부터 분리되어, 롤러(32)로 압압되기 전에 제 2 판상 부재(101)에 접합된다.
따라서, 이 접합 장치에서는 비교적 소형의 제 1 판상 부재(100)(예를 들면, 대각(對角) 치수가 5 인치 이하인 액정 패널 등)의 접합을 기포의 혼입을 방지하면서 행하는 것은 곤란했다.
그래서, 본 발명은 비교적 소형의 판상 부재를 기포의 혼입없이 접합시킬 수 있는 접합 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 접합 장치는, 접합 스테이지 상에 재치된 제 1 판상 부재와 상기 제 1 판상 부재보다 상방에 위치하는 제 2 판상 부재의 위치 조정을 행한 후에, 롤러에 의해 상기 제 2 판상 부재를 상기 제 1 판상 부재에 압착시키고, 상기 제 1 판상 부재 및 상기 제 2 판상 부재에 대한 상기 롤러의 상대 위치를 접합 방향으로 변화시켜 상기 롤러를 주행시킴으로써 상기 제 2 판상 부재를 상기 제 1 판상 부재에 접합시키는 접합 장치로서, 상기 제 2 판상 부재는, 상기 제 1 판상 부재에 최초 접합되는 측의 단부인 접합 시단부와, 상기 제 1 판상 부재에 최후 접합되는 측의 단부인 접합 종단부를 가지고, 상기 접합 종단부는 상하로 승강 가능한 필로우(pillow)로 적어도 하면이 지지됨으로써 하방향으로의 이동이 규제되고 있으며, 상기 제 2 판상 부재의 아직 상기 롤러에 의해 압압되지 않은 부분과 상기 제 1 판상 부재가 접촉하지 않도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 접합 장치의 상기 필로우는, 상기 롤러의 주행 중에 상기 제 2 판상 부재에 가해지는 응력이 상기 제 2 판상 부재에 고유의 허용 휨 응력을 초과하지 않는 범위에서 가능한 한 적어지고, 접합에 필요한 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재의 소정의 접합 각도가 확보되도록 높이 및 추력이 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 접합 장치는, 상기 롤러의 주행에 맞추어 상기 필로우의 높이가 단계적으로 낮아지도록 제어되도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 접합 장치의 상기 필로우는, 상기 접합 종단부의 하방향 및 상기 접합 방향으로의 이동을 규제하는 형상으로 할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 또 하나의 접합 장치는, 롤러로 제 2 판상 부재를 제 1 판상 부재에 압착하여, 상기 제 1 판상 부재 및 상기 제 2 판상 부재에 대한 상기 롤러의 상대 위치를 접합 방향으로 이동시키면서 상기 제 1 판상 부재에 대하여 상기 제 2 판상 부재를 접합시키는 접합 장치로서, 상기 제 1 판상 부재를 하측에서 흡착 보지할 수 있는 제 1 스테이지와, 상기 제 1 스테이지의 상기 접합 방향 내측에 설치된 필로우와, 상기 제 1 스테이지의 상방에 위치하며, 상기 제 2 판상 부재 및 상기 제 1 판상 부재의 접합면이 서로 대향하도록 상기 제 2 판상 부재를 상측에서 흡착 보지할 수 있는 제 2 스테이지와, 상기 제 2 스테이지의 상기 접합 방향 앞측에 설치된 롤러와, 상기 롤러 및 상기 제 2 스테이지를 상기 접합 방향으로 수평 이동시키거나, 또는 상기 제 1 스테이지 및 상기 필로우를 상기 접합 방향과는 반대 방향으로 수평 이동시키는 수평 이동 수단과, 상기 제 2 스테이지를 상기 제 1 스테이지에 근접하는 근접 위치와 상기 근접 위치보다 상방에 있는 스테이지 퇴피 위치와의 사이에서 상하로 승강시키는 스테이지 승강 수단과, 상기 롤러를 상기 제 2 판상 부재를 상기 제 1 판상 부재에 압착시키는 압착 위치와 상기 압착 위치보다 상방에 있는 롤러 퇴피 위치와의 사이에서 상하로 승강시키는 롤러 승강 수단과, 상기 필로우의 상방을 향하는 추력을 변화시키고, 상기 필로우의 높이를 상기 제 1 스테이지에 흡착 보지된 상기 제 1 판상 부재의 접합면보다 상방으로 돌출된 제 1 위치와 상기 접합면보다 낮은 제 2 위치와의 사이에서 상하로 변화시키는 필로우 구동 수단을 구비하고, 상기 접합 개시 전에는, 상기 제 2 스테이지는 상기 스테이지 퇴피 위치를, 상기 롤러는 상기 롤러 퇴피 위치를, 상기 필로우는 상기 제 1 위치를 각각 취하고, 상기 접합은, 상기 수평 이동 수단이 상기 제 1 판상 부재를 흡착 보지한 상기 제 1 스테이지와 상기 제 2 판상 부재를 흡착 보지한 상기 제 2 스테이지와의 상대 위치를 변화시킴으로써 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재를 정합시키고, 상기 정합 후에 상기 스테이지 승강 수단이 상기 제 2 스테이지를 상기 근접 위치까지 하강시켜, 상기 제 2 판상 부재의 접합 종단과 상기 필로우는 당접하지만 상기 제 2 판상 부재의 접합 시단과 상기 제 1 판상 부재는 아직 접촉하지 않은 상태로 하고, 그 후 상기 롤러 승강 수단이 상기 롤러를 상기 압착 위치까지 하강시켜, 상기 제 2 판상 부재의 접합 시단이 상기 제 1 판상 부재에 눌린 상태로 하여, 상기 압착된 상태로 된 후에 상기 수평 이동 수단이 상기 제 1 판상 부재 및 상기 제 2 판상 부재에 대한 상기 롤러의 상대 위치를 상기 접합 방향으로 변화시킴으로써 행해지며, 상기 롤러의 상대 위치를 상기 접합 방향으로 변화시킬 때에 상기 필로우 구동 수단은, 상기 제 2 판상 부재에 가해지는 응력이 상기 제 2 판상 부재에 고유의 허용 휨 응력을 초과하지 않는 범위에서 가능한 한 적어지도록, 접합에 필요로 하는 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재의 소정의 접합 각도가 확보되도록 상기 필로우의 추력 및 높이를 변화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제 2 판상 부재의 접합 종단부의 하방향으로의 이동이 필로우(pillow)에 의해 규제되고 있으므로, 롤러로 압압되기 전에 제 2 판상 부재와 제 1 판상 부재가 접촉하여 기포가 혼입된 상태로 접합되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 접합 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 대규모의 진공 챔버 등이 불필요하므로, 비교적 소형이면서 고속으로 접합을 행할 수 있는 접합 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 접합 도중에 필로우의 높이 및 추력이 제어되도록 구성되어 있으므로, 지나치게 크게 휘어짐에 따른 제 2 판상 부재의 파손을 방지하면서 접합을 행할 수 있는 접합 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따른 접합 장치의 측면 모식도이다.
도 2는 실시예 1에 따른 접합 장치의 블럭도이다.
도 3은 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행되는 실시예 1에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 롤러에 의해 접합이 행해지고 있는 부분을 확대한 측면도이다.
도 5는 접합 동작에 관계되는 그래프의 일례로서, (A)는 제 2 판상 부재의 휨 응력, (B)는 필로우(pillow)의 추력, (C)는 필로우의 돌출량이다.
도 6은 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행되는 실시예 2에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행되는 실시예 3에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 필로우의 변형예를 도시한 도면이다.
도 9는 실시예 4에 따른 접합 장치의 측면 모식도이다.
도 10은 실시예 4에 따른 접합 장치의 블럭도이다.
도 11은 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행되는 실시예 4에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 (D) → (E) → (F)의 순으로 진행되는 실시예 4에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이며, 특히 (D)는 도 11의 (C)의 다음 동작을 도시한 도면이다.
도 13은 (G) → (H) → (I)의 순으로 진행되는 실시예 4에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이며, 특히 (G)는 도 12의 (F)의 다음 동작을 도시한 도면이다.
도 14는 (J) → (K)의 순으로 진행되는 실시예 4에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이며, 특히 (J)는 도 13의(I)의 다음 동작을 도시한 도면이다.
도 15는 실시예 5에 따른 접합 장치의 측면 모식도이다.
도 16은 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행되는 실시예 5에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 (D) → (E) → (F)의 순으로 진행되는 실시예 5에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이며, 특히 (D)는 도 16의 (C)의 다음 동작을 도시한 도면이다.
도 18은 (G) → (H) → (I)의 순으로 진행되는 실시예 5에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이며, 특히 (G)는 도 17의 (F)의 다음 동작을 도시한 도면이다.
도 19는 종래의 접합 장치의 측면도이다.
도 2는 실시예 1에 따른 접합 장치의 블럭도이다.
도 3은 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행되는 실시예 1에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 롤러에 의해 접합이 행해지고 있는 부분을 확대한 측면도이다.
도 5는 접합 동작에 관계되는 그래프의 일례로서, (A)는 제 2 판상 부재의 휨 응력, (B)는 필로우(pillow)의 추력, (C)는 필로우의 돌출량이다.
도 6은 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행되는 실시예 2에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행되는 실시예 3에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 필로우의 변형예를 도시한 도면이다.
도 9는 실시예 4에 따른 접합 장치의 측면 모식도이다.
도 10은 실시예 4에 따른 접합 장치의 블럭도이다.
도 11은 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행되는 실시예 4에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 (D) → (E) → (F)의 순으로 진행되는 실시예 4에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이며, 특히 (D)는 도 11의 (C)의 다음 동작을 도시한 도면이다.
도 13은 (G) → (H) → (I)의 순으로 진행되는 실시예 4에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이며, 특히 (G)는 도 12의 (F)의 다음 동작을 도시한 도면이다.
도 14는 (J) → (K)의 순으로 진행되는 실시예 4에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이며, 특히 (J)는 도 13의(I)의 다음 동작을 도시한 도면이다.
도 15는 실시예 5에 따른 접합 장치의 측면 모식도이다.
도 16은 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행되는 실시예 5에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 (D) → (E) → (F)의 순으로 진행되는 실시예 5에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이며, 특히 (D)는 도 16의 (C)의 다음 동작을 도시한 도면이다.
도 18은 (G) → (H) → (I)의 순으로 진행되는 실시예 5에 따른 접합 장치의 접합 동작을 설명하기 위한 도면이며, 특히 (G)는 도 17의 (F)의 다음 동작을 도시한 도면이다.
도 19는 종래의 접합 장치의 측면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 접합 장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예 1]
[구성]
도 1은 실시예 1에 따른 접합 장치의 측면 모식도이다. 접합 장치(1)는 제 1 판상(板狀) 부재(100)에 제 2 판상 부재(101)를 접합시키는 것이다. 본 실시예에서, 제 1 판상 부재(100)는 터치 패널, 제 2 판상 부재(101)는 두께 1.0 [mm]의 소다 글라스(soda glass)로 이루어지는 커버 글라스이다. 제 1 판상 부재(100)로는 상기한 것 외에 액정 패널을 사용할 수 있다. 또한, 제 2 판상 부재(101)로는 두께 0.5 ~ 2.0 [mm] 정도의 소다 글라스 또는 두께 1.0 ~ 3.0 [mm] 정도의 수지(예를 들면, 폴리카보네이트, 아크릴)제 패널을 사용할 수 있다.
본 실시예에서, 제 2 판상 부재(101)는 제 1 판상 부재(100)보다 접합 방향의 길이가 길다. 또한, 제 2 판상 부재(101)는 접합 시단(始端)부(101b)와 접합 종단(終端)부(101c)를 가지며, 어느 단부에서도 제 2 판상 부재(101)는 제 1 판상 부재(100)보다 수평 방향으로 돌출되어 있다(오버행(overhang) 있음).
도 1에 도시한 바와 같이, 접합 장치(1)는 스테이지 이동 수단(4)을 구비한다. 스테이지 이동 수단(4) 상에는 접합 스테이지(6)와, 필로우(pillow)(7) 및 그 구동 수단인 필로우 구동 수단(8)과, 헤드(10) 및 그 구동 수단인 헤드 구동 수단(11)이 구비되어 있다. 또한, 접합 스테이지(6)의 상방에는 롤러(14) 및 그 승강 수단인 롤러 승강 수단(15)이 구비되어 있다.
스테이지 이동 수단(4)은 소정의 가이드를 따라 적어도 접합 반대 방향(도 1 참조)으로 이동 가능하게 되어 있다. 스테이지 이동 수단(4)은 후술하는 제어부(20)의 제어 하에 수평 이동한다. 스테이지 이동 수단(4)이 접합 반대 방향으로 이동하면 이 위에 배치된 접합 스테이지(6), 필로우(7) 및 헤드(10)도 함께 이동하여, 이들과 롤러(14)의 상대 위치가 변화한다. 즉, 접합 스테이지(6), 필로우(7) 및 헤드(10)에 대하여 롤러(14)가 접합 방향으로 상대 이동한다.
접합 스테이지(6)는 전 공정의 장치로부터 반송되어 온 제 1 판상 부재(100)를 재치하기 위한 수평한 재치면과, 이 재치면에 설치된 복수의 흡착 노즐(6a)을 가진다. 각 흡착 노즐(6a)은 도시하지 않은 펌프(21)에 접속되어 있으며, 제어부(20)의 제어 하에 펌프(21)가 작동하면, 재치면 상에 재치되어 있는 제 1 판상 부재(100)는 접합면을 상방을 향하게 하여 흡착 보지된다. 또한, 제 1 판상 부재(100)의 접합면의 전체 면 또는 일부분에는 투명한 접착층(102)이 형성되어 있어, 제 1 판상 부재(100) 및 제 2 판상 부재(101)는 이 접착층(102)을 개재하여 접합된다.
또한, 접합 스테이지(6)는 단독으로도 수평 이동할 수 있다. 이에 따라, 접합 스테이지(6) 상에서 흡착 보지된 제 1 판상 부재(100)와 필로우(7) 및 헤드(10) 상에 재치된 제 2 판상 부재(101)의 상대 위치를 미세 조정할 수 있다.
필로우(7) 및 필로우 구동 수단(8)은 접합 스테이지(6)의 접합 방향 내측에 배치되어 있다. 이 중 필로우(7)는 제 2 판상 부재(101)를 지지하여, 접합 종단부(101c)가 하방향으로 이동하는 것을 규제한다. 또한, 필로우 구동 수단(8)은 필로우(7)의 상방을 향하는 추력(推力)을 변화시키고, 또한 필로우(7)의 높이(돌출량)를 제 1 스테이지(6) 상에 흡착 보지된 제 1 판상 부재(100)의 접착층(102)보다 상방으로 돌출된 위치와 이 접착층(102)보다 낮은 위치와의 사이에서 상하로 변화시킨다. 필로우 구동 수단(8)은 제어부(20)의 제어 하에 이러한 동작을 행한다.
헤드(10) 및 헤드 구동 수단(11)은 제 1 스테이지(6)의 접합 방향 앞측에 배치되어 있다. 이 중 헤드(10)는 제 2 판상 부재(101)를 지지하여, 접합 시단부(101b)가 하방향으로 이동하는 것을 규제한다. 또한, 헤드 구동 수단(11)은 헤드(10)를 상하 방향으로 왕복 운동시킨다. 헤드 구동 수단(11)은 제어부(20)의 제어 하에 이러한 동작을 행한다.
롤러 승강 수단(15)은 도시하지 않은 장치 천장부와 롤러(14)와의 사이에 배치되어 있다. 롤러 승강 수단(15)은 주로 실린더로 구성되고, 제어부(20)의 제어 하에 롤러 승강 수단(15)이 신축하면 이에 수반하여 롤러(14)가 승강한다. 이에 따라, 롤러(14)는 제 2 판상 부재(101)를 제 1 판상 부재(100)(접착층(102))에 압착시킬 정도로 하강한 압착 위치와, 그보다 상방에 있는 롤러 퇴피 위치를 취한다.
도 2는 본 실시예에 따른 접합 장치(1)의 블럭도이다. 상술한 바와 같이, 제어부(20)는 스테이지 이동 수단(4), 필로우 구동 수단(8), 헤드 구동 수단(11), 롤러 승강 수단(15) 및 펌프(21)의 동작을 각각 제어한다.
스테이지 이동 수단(4)은, 예를 들면 접합 스테이지(6)(보다 상세하게는, 접합 스테이지(6) 상에 있는 제 1 판상 부재(100) 및 제 2 판상 부재(101))와 롤러(14)의 상대 위치를 변화시킨다. 필로우 구동 수단(8)은 필로우(7)의 돌출량 또는 추력을 변화시킨다. 헤드 구동 수단(11)은 헤드(10)를 상하 방향으로 왕복 운동시킨다. 롤러 승강 수단(15)은 롤러(14)를 승강시킨다. 또한, 펌프(21)는 접합 스테이지(6)의 흡착 노즐(6a)을 작동시켜, 접합 스테이지(6)의 재치면에 제 1 판상 부재(100)를 흡착 보지시킨다.
[접합 동작]
이어서, 본 실시예에 따른 접합 장치(1)의 접합 동작에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 또한, 접합은 도 3의 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행된다.
도 3의(A)은 접합이 개시되기 전의 초기 상태를 도시한다. 접합 스테이지(6)의 재치면 상에는 제 1 판상 부재(100)가 흡착 보지되어 있다. 또한, 필로우(7) 및 헤드(10) 상에는 제 2 판상 부재(101)가 접합면(101a)을 하방을 향하게 하여 재치되어 있다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 헤드(10) 및 필로우(7)는 상면의 높이가 나란하다. 따라서, 초기 상태에서, 헤드(10) 및 필로우(7)에 지지된 제 2 판상 부재(101)와 접합 스테이지(6) 상에 흡착 보지된 제 1 판상 부재(100)는 대략 평행하게 되어 있다. 또한, 제 2 판상 부재(101)와 제 1 판상 부재(100)의 접착층(102)은 약 6 [mm] 이격되어 있다.
초기 상태가 되기 전에, 접합 스테이지(6)가 이동함에 따른 제 1 판상 부재(100)와 제 2 판상 부재(101)의 상대 위치의 미세 조정이 이미 행해져 있다. 미세 조정은 제 1 판상 부재(100) 및 제 2 판상 부재(101)를 카메라로 인식하여 측정한 제 1 판상 부재(100) 및 제 2 판상 부재(101) 각각의 기준 위치로부터의 이탈량에 기초하여 행해진다.
도 3의 (B)는 롤러 승강 수단(15)을 신장하여 롤러(14)를 압착 위치까지 하강시킨 상태를 도시한다. 롤러(14)가 하강하면, 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)는 수직 방향으로 눌려 제 1 판상 부재(100)의 접착층(102)에 접합된다. 이때, 롤러 승강 수단(15)은 제 2 판상 부재(101) 및 제 1 판상 부재(100)가 파손 등이 되지 않도록 롤러(14)에 의한 압압력을 제어한다. 제 2 판상 부재(101)가 눌리면 이에 수반하여 헤드(10)도 하강한다. 한편, 필로우(7)는 접착층(102)보다 상방으로 돌출된 위치에 유지되어 있다. 따라서, 제 2 판상 부재(101)에는 이 도면에 도시한 휘어짐이 발생한다.
도 3의 (C)는 스테이지 이동 수단(4)을 접합 반대 방향으로 이동시켜 제 2 판상 부재(101) 및 제 1 판상 부재(100)에 대한 롤러(14)의 상대 위치를 접합 방향으로 상대 변화시킴으로써 접합 동작을 행한 후의 상태를 도시한다. 압압한 채로 롤러(14)의 상대 위치를 접합 방향으로 변화시켜 가면, 제 1 판상 부재(100)와 제 2 판상 부재(101)가 접합 시단부(101b) 측으로부터 접합 종단부(101c) 측을 향하여 접합되어 간다.
도 3의 (B)와 도 3의 (C) 간에 접합 동작이 행해지는 동안에 필로우 구동 수단(8)은 필로우(7)의 상방을 향하는 추력과 높이(돌출량(h), 도 4 참조)를 변화시킨다.
구체적으로, 필로우 구동 수단(8)은 소정의 접합각(θ)을 확보할 수 있도록 필로우(7)의 돌출량(h)을 변화시킨다. 여기서, '접합각(θ)'이란, 도 4에 도시한 바와 같이, 롤러(14) 바로 아래의 접합 위치와 제 2 판상 부재(101)의 접합 종단부(101c)를 연결하는 선(L1)과 수평선(L2)이 이루는 각도이다. 접합각(θ)은 경험적으로 5° 이상일 필요가 있다. 접합각(θ)이 5°를 밑돌면, 롤러(14)에 압압되는 것보다 먼저 제 1 판상 부재(100)와 제 2 판상 부재(101)가 접촉하여 기포가 혼입된 채로 접합될 우려가 있다.
제 1 판상 부재(100)의 접합 방향의 치수가 약 60 [mm]인 경우, 접합 개시 직후(접합 잔여 치수가 60 [mm])에 5 [°]의 접합각(θ)을 확보하기 위해서는 필로우(7)의 상면을 접착층(102)보다 상방으로 약 6 [mm] 돌출시켜 둘 필요가 있다. 또한, 접합이 진행되어 접합 잔여 치수가 30 [mm]가 된 경우에는 필로우(7)를 약 3 [mm] 돌출시켜 두면 5 [°]의 접합각(θ)을 확보할 수 있다. 즉, 필로우(7)의 돌출량(h)은 접합의 진행에 따라 단계적으로 줄여갈 수 있다.
또한, 필로우 구동 수단(8)은 접합 중인 제 2 판상 부재(101)의 휨 응력(σ)이 제 2 판상 부재(101)의 고유의 허용 휨 응력(σ')을 초과하지 않도록 필로우(7)의 추력(P)을 변화시킨다. 구체적으로는,
휨 모멘트(M) = 추력(P) × 접합 잔여 치수(l)
휨 응력(σ) = 휨 모멘트(M) / 단면 계수(Z)
의 관계가 성립하므로, 예를 들면 허용 휨 응력(σ')이 1084 [MPa]인 경우, 필로우(7)의 추력(P)의 최대치(PMAX)는,
PMAX = (1084 [MPa] × 단면 계수(Z)) / 접합 잔여 치수(l)
가 된다. 여기서, 단면 계수(Z)란 단면 형상에 의존한 재료의 강도를 의미한다.
필로우(7)의 돌출량(h)이 증가하면, 이에 수반하여 제 2 판상 부재(101)의 휘어짐이 증가되어 제 2 판상 부재(101)로부터 필로우(7)에 미치는 수직 방향의 누르는 힘이 증가하므로, 이에 대항하도록 추력(P)도 증가한다. 또한, 추력(P)이 상기 PMAX를 초과하면, 제 2 판상 부재(101)가 파손될 우려가 있다. 따라서, 필로우 구동 수단(8)은 추력(P)이 PMAX를 초과할 것 같아지면, 접합각(θ)을 확보하기 위한 상기 제어에 관계없이 필로우(7)의 돌출량(h)을 줄여 제 2 판상 부재(101)가 파손되는 것을 방지한다. 또한, 제 2 판상 부재(101)의 휘어짐은 적은 것이 바람직하므로, 필로우 구동 수단(8)은 추력(P)이 가능한한 적어지도록 상기 제어를 행한다.
도 5는 접합 개시로부터 접합 종료까지의 그래프이며, (A)는 휨 응력(σ), (B)는 필로우(7)의 추력(P), (C)는 필로우(7)의 돌출량(h)이다. 추력(P)(도 5(B))을 적절히 제어함으로써, 도 5(A)에 나타낸 바와 같이, 휨 응력(σ)은 허용 휨 응력(σ')(1084 [MPa])을 초과하지 않는 경향이 있음을 알 수 있다. 또한, 도 5(C)에 나타낸 바와 같이, 필로우(7)의 돌출량(h)은 접합 개시 직후에는 크고 그 후에는 완만하게 감소해 가는 경향이 있음을 알 수 있다.
접합 동작이 종료되면, 접합 스테이지(6)는 제 1 판상 부재(100)의 흡착 보지를 정지한다. 그리고, 제 1 판상 부재(100) 및 제 2 판상 부재(101)는 후속 공정의 장치로 반송된다.
[실시예 2]
도 6은 실시예 2에 따른 접합 장치의 측면 모식도이다. 본 실시예에서, 제 2 판상 부재(101)는 제 1 판상 부재(100)보다 접합 방향의 길이가 길다. 또한, 제 2 판상 부재(101)의 접합 종단부(101c)는 제 1 판상 부재(100)보다 돌출되어 있지만(오버행(overhang) 있음), 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)는 제 1 판상 부재(100)의 단부와 나란하여 오버행은 존재하지 않는다.
접합 장치(1A)는 필로우(7A)와 헤드(10A)를 구비한다. 필로우(7A)는 제 2 판상 부재(101)의 접합 종단부(101c)를 지지하여, 접합 종단부(101c)가 하방향 및 접합 방향으로 이동하는 것을 규제한다. 헤드(10A)는 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)를 지지하여, 접합 시단부(101b)가 접합 반대 방향으로 이동하는 것을 규제한다. 즉, 본 실시예에서는, 제 2 판상 부재(101)가 헤드(10A)와 필로우(7A)에 의해 수평 방향으로 클램프(clamp)되어 있다.
그 외의 구성에 대해서는 실시예 1에 따른 접합 장치(1)와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 접합 장치(1A)에 의한 접합은 도 6의 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행된다.
도 6의 (B)는 도 6의 (A)에 도시한 초기 상태로부터 롤러 승강 수단(15)을 신장하여 롤러(14)를 압착 위치까지 하강시킨 상태를 도시한다. 롤러(14)가 하강하면, 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)는 수직 방향으로 눌려 제 1 판상 부재(100)의 접착층(102)에 접합된다. 제 2 판상 부재(101)가 눌리면 이에 수반하여 헤드(10A)도 하강한다. 한편, 필로우(7A)는 접착층(102)보다 상방으로 돌출된 위치에 유지되어 있다. 따라서, 제 2 판상 부재(101)에는 도 6의 (B)에 도시한 휘어짐이 발생한다.
헤드(10A)는 제어부(20)의 제어 하에 헤드 구동부(11)에 의해 구동되며, 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)를 접합 방향으로 압압하여 접합 종단부(101c)를 필로우(7A)의 단부(段部)에 압착시키면서 하강한다. 그리고, 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)가 접착층(102)에 접합되면, 제어부(20)로부터의 지령에 따라 헤드(10A)는 접합 시단부(101b)를 접합 방향으로 압압하는 것을 정지한다.
도 6의 (C)는 스테이지 이동 수단(4)을 접합 반대 방향으로 이동시켜 제 2 판상 부재(101) 및 제 1 판상 부재(100)에 대한 롤러(14)의 상대 위치를 접합 방향으로 상대 변화시킴으로써 접합 동작을 행한 후의 상태를 도시한다. 도 6의 (B)와 도 6의 (C) 간에 행해지는 접합 동작 동안에 필로우 구동 수단(8)은 필로우(7A)의 상방을 향하는 추력과 높이(돌출량(h))를 변화시킨다(예를 들면, 도 5 참조).
접합 동작이 종료되면, 접합 스테이지(6)는 제 1 판상 부재(100)의 흡착 보지를 정지한다. 그리고, 제 1 판상 부재(100) 및 제 2 판상 부재(101)는 후속 공정의 장치로 반송된다.
[실시예 3]
도 7은 실시예 3에 따른 접합 장치의 측면 모식도이다. 본 실시예에서, 제 2 판상 부재(101)는 제 1 판상 부재(100)보다 접합 방향의 길이가 짧다. 또한, 제 1 판상 부재(100)에 대한 제 2 판상 부재(101)의 오버행은 접합 시단부(101b) 및 접합 종단부(101c)의 어느 쪽에도 존재하지 않는다.
접합 장치(1B)는 필로우(7B)와 헤드(10B)를 구비한다. 필로우(7B)는 제 2 판상 부재(101)의 접합 종단부(101c)를 지지하여, 접합 종단부(101c)가 하방향 및 접합 방향으로 이동하는 것을 규제한다. 헤드(10B)는 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)를 지지하여, 접합 시단부(101b)가 접합 반대 방향으로 이동하는 것을 규제한다. 즉, 본 실시예에서는, 제 2 판상 부재(101)가 헤드(10B)와 필로우(7B)에 의해 수평 방향으로 클램프되어 있다. 또한, 필로우(7B)에서의 접합 종단부(101c)의 하방향으로의 이동을 규제하는 부분은 접착층(102)보다 얇게 형성되어 있다.
그 외의 구성에 대해서는 실시예 2에 따른 접합 장치(1)와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 접합 장치(1B)에 의한 접합은 도 7의 (A) → (B) → (C)의 순으로 진행된다.
도 7의 (B)는 도 7의 (A)에 도시한 초기 상태로부터 롤러 승강 수단(15)을 연장하여 롤러(14)를 압착 위치까지 하강시킨 상태를 도시한다. 롤러(14)가 하강하면, 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)는 수직 방향으로 눌려 제 1 판상 부재(100)의 접착층(102)에 접합된다. 제 2 판상 부재(101)가 눌리면 이에 수반하여 헤드(10B)도 하강한다. 한편, 필로우(7B)는 접착층(102)보다 상방으로 돌출된 위치에 유지되어 있다. 따라서, 제 2 판상 부재(101)에는 도 7의 (B)에 도시한 휘어짐이 발생한다.
헤드(10B)는 제어부(20)의 제어 하에 헤드 구동부(11)에 의해 구동되며, 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)를 접합 방향으로 압압하여 접합 종단부(101c)를 필로우(7B)의 단부(段部)에 압착시키면서 하강한다. 그리고, 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)가 접착층(102)에 접합되면, 제어부(20)로부터의 지령에 따라 헤드(10B)는 접합 시단부(101b)를 접합 방향으로 압압하는 것을 정지한다.
도 7의 (C)는 스테이지 이동 수단(4)을 접합 반대 방향으로 이동시켜 제 2 판상 부재(101) 및 제 1 판상 부재(100)에 대한 롤러(14)의 상대 위치를 접합 방향으로 상대 변화시킴으로써 접합 동작이 종료된 상태를 도시한다. 도 7의 (B)와 도 7의 (C) 간에 행해지는 접합 동작 동안에 필로우 구동 수단(8)은 필로우(7B)의 상방을 향하는 추력과 높이를 변화시킨다(예를 들면, 도 5 참조). 또한, 롤러(14)가 접합 종단부(101c)에 접근하는 접합 종반(終盤)이 되면, 필로우(7B)는 롤러(14)에 의해 퇴출되거나 또는 제어부(20)의 제어 하에 필로우 구동 수단(8)에 의해 구동되어 접합 방향으로 이동한다.
접합 동작이 종료되면, 접합 스테이지(6)는 제 1 판상 부재(100)의 흡착 보지를 정지한다. 그리고, 제 1 판상 부재(100) 및 제 2 판상 부재(101)는 후속 공정의 장치로 반송된다.
필로우의 형상은 상기한 것에 한정되지 않고, 다양한 변형예가 고려된다. 변형예로는, 예를 들면 도 8의 (A) ~ (C)에 도시한 필로우(7', 7'', 7''')가 있다. 요컨대, 필로우는 제 2 판상 부재(101)의 접합 종단부(101c)가 하방향 및 접합 방향으로 이동하는 것을 규제할 수 있는 형상이면 어떠한 형상이어도 좋다. 단, 실시예 3과 같이, 제 1 판상 부재(100)에 대한 제 2 판상 부재(101)의 오버행이 존재하지 않는 경우에는 접합 종단부(101c)의 하방향으로의 이동을 규제하는 부분의 두께(d)를 접착층(102)의 두께보다 얇게 형성해 둘 필요가 있다.
[실시예 4]
[구성]
도 9는 실시예 4에 따른 접합 장치의 측면 모식도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 접합 장치(1C)는 바닥면 상에 설치되는 기대(基臺)(2)와, 기대(2)의 천장 부분인 기대 천장부(3)를 구비한다. 기대 천장부(3)는 도시하지 않은 지지 기둥 등에 의해 기대(2)에 고정되어 있다.
접합 장치(1C)는 수평 이동 수단(4)을 구비한다. 수평 이동 수단(4)은 실시예 1에 따른 접합 장치(1)의 스테이지 이동 수단(4)에 상당하는 것이며, 수평 이동 수단(4) 상에는 준비 스테이지(5)와, 제 1 스테이지(6)(실시예 1의 접합 스테이지(6)에 상당함)와, 필로우(7C) 및 필로우 구동 수단(8)과, 헤드(10C) 및 헤드 구동 수단(11)이 구비되어 있다. 또한, 기대 천장부(3)의 하측에는 제 2 스테이지(12)와, 스테이지 승강 수단(13)과, 롤러(14)와, 롤러 승강 수단(15)이 구비되어 있다.
기대(2) 상에는 접합 방향으로 평행하게 배치된 가이드가 설치되어 있다. 제어부(20)의 제어 하에 수평 이동 수단(4)은 이 가이드를 따라 수평 이동한다. 수평 이동 수단(4)이 접합 방향 또는 접합 반대 방향으로 수평 이동하면 이 위에 배치된 준비 스테이지(5), 제 1 스테이지(6) 등도 함께 이동하여, 이들과 제 2 스테이지(12) 및 롤러(14)의 상대 위치가 변화한다.
준비 스테이지(5)는 전 공정의 장치로부터 반송되어 온 제 2 판상 부재(101)를 재치하기 위한 수평한 재치면과, 이 재치면에 설치된 복수의 흡착 노즐(5a)을 가진다. 각 흡착 노즐(5a)은 도시하지 않은 펌프(21)에 접속되어 있으며, 제어부(20)의 제어 하에 펌프(21)가 작동하면, 재치면 상에 재치되어 있는 제 2 판상 부재(101)는 접합면을 하방을 향하게 하여 흡착 보지된다.
제 1 스테이지(6)는 전 공정의 장치로부터 반송되어 온 제 1 판상 부재(100)를 재치하기 위한 수평한 재치면과, 이 재치면에 설치된 복수의 흡착 노즐(6a)을 가진다. 각 흡착 노즐(6a)은 도시하지 않은 펌프(21)에 접속되어 있으며, 제어부(20)의 제어 하에 펌프(21)가 작동하면, 재치면 상에 재치되어 있는 제 1 판상 부재(100)는 접합면을 상방을 향하게 하여 흡착 보지된다.
필로우(7C) 및 필로우 구동 수단(8)은 제 1 스테이지(6)와 준비 스테이지(5)와의 사이에 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 필로우(7C) 및 필로우 구동 수단(8)은 제 1 스테이지(6)의 접합 방향 내측에 배치되어 있다. 필로우 구동 수단(8)은 필로우(7C)의 상방을 향하는 추력을 변화시키고, 필로우(7C)의 높이를 제 1 스테이지(6) 상에 흡착 보지된 제 1 판상 부재(100)의 접합면보다 상방으로 돌출된 제 1 위치와, 이 접합면보다 낮은 제 2 위치와의 사이에서 상하로 변화시킨다. 필로우 구동 수단(8)은 제어부(20)의 제어 하에 이러한 동작을 행한다.
헤드(10C) 및 헤드 구동 수단(11)은 제 1 스테이지(6)의 접합 방향 앞측에 배치되어 있다. 헤드 구동 수단(11)은 헤드(10C)를 상하 방향 및 접합 방향을 따라 왕복 운동시킨다. 헤드 구동 수단(11)은 제어부(20)의 제어 하에 이러한 동작을 행한다.
제 2 스테이지(12)는 준비 스테이지(5)에 재치되어 있는 제 2 판상 부재(101)를 흡착 보지하여 반송하기 위한 수평한 보지면과, 이 보지면에 설치된 복수의 흡착 노즐(12a)을 가진다. 각 흡착 노즐(12a)은 도시하지 않은 펌프(21)에 접속되어 있으며, 제어부(20)의 제어 하에 펌프(21)가 작동하면, 제 2 판상 부재(101)는 접합면을 하방을 향하게 하여 흡착 보지된다.
스테이지 승강 수단(13)은 기대 천장부(3)와 제 2 스테이지(12)와의 사이에 배치되어 있다. 스테이지 승강 수단(13)은 주로 실린더로 구성되며, 제어부(20)의 제어 하에 스테이지 승강 수단(13)이 신축하면, 이에 수반하여 제 2 스테이지(12)가 승강한다. 이에 따라, 제 2 스테이지(12)는 제 1 스테이지(6) 또는 준비 스테이지(5)에 근접할 정도로 하강한 근접 위치와, 이보다 상방에 있는 스테이지 퇴피 위치를 취한다.
롤러(14) 및 롤러 승강 수단(15)은 제 2 스테이지(12)의 접합 방향 앞측에 배치되어 있다. 또한, 롤러 승강 수단(15)은 기대 천장부(3)와 롤러(14)와의 사이에 배치되어 있다. 롤러 승강 수단(15)은 주로 실린더로 구성되며, 제어부(20)의 제어 하에 롤러 승강 수단(15)이 신축하면 이에 수반하여 롤러(14)가 승강한다. 이에 따라, 롤러(14)는 제 2 판상 부재(101)를 제 1 판상 부재(100)에 압착시킬 정도로 하강한 압착 위치와, 이보다 상방에 있는 롤러 퇴피 위치를 취한다.
도 10은 본 실시예에 따른 접합 장치(1C)의 블럭도이다. 상술한 바와 같이, 제어부(20)는 수평 이동 수단(4), 필로우 구동 수단(8), 헤드 구동 수단(11), 롤러 승강 수단(15), 스테이지 승강 수단(13) 및 펌프(21)의 동작을 각각 제어한다.
수평 이동 수단(4)은 수평 이동함으로써, 예를 들면 제 1 스테이지(6)와 제 2 스테이지(12)의 상대 위치를 변화시킨다. 필로우 구동 수단(8)은 필로우(7C)의 돌출량 또는 추력을 변화시킨다. 헤드 구동 수단(11)은 헤드(10C)를 상하 방향 및 접합 방향을 따라 왕복 운동시킨다. 롤러 승강 수단(15)은 롤러(14)를 승강시킨다. 스테이지 승강 수단(13)은 제 2 스테이지(12)를 승강시킨다. 또한, 펌프(21)는 준비 스테이지(5), 제 1 스테이지(6) 및 제 2 스테이지(12)의 흡착 노즐(5a, 6a, 12a)에 제 1 판상 부재(100) 또는 제 2 판상 부재(101)를 흡착 보지시킨다. 또한, 흡착 노즐(5a, 6a, 12a)은 독립적으로 동작할 수 있다.
(접합 동작)
이어서, 본 실시예에 따른 접합 장치(1C)의 접합 동작에 대하여 설명한다. 또한, 접합은 도 11 내지 도 14의 (A) → (B) → … → (K)의 순으로 진행된다.
도 11의 (A)는 접합이 개시되기 전의 초기 상태를 도시한다. 초기 상태에서, 제 2 스테이지(12)는 스테이지 퇴피 위치를, 롤러(14)는 롤러 퇴피 위치를, 필로우(7C)는 제 1 위치를 각각 취한다. 준비 스테이지(5)의 재치면 상에는 제 2 판상 부재(101)가 접합면(101a)을 하방을 향하게 하여 흡착 보지되어 있다. 제 1 스테이지(6)의 재치면 상에는 제 1 판상 부재(100)가 접합면(100a)을 상방을 향하게 하여 흡착 보지되어 있다. 또한, 제 1 판상 부재(100)의 접합면(100a)에는 도시하지 않은 접착층이 형성되어 있다.
도 11의 (B)는 수평 이동 수단(4)을 접합 반대 방향으로 이동시킴으로써, 제 2 판상 부재(101)가 롤러(14) 및 제 2 스테이지(12)의 바로 아래로 이동한 상태를 도시한다.
도 11의 (C)는 스테이지 승강 수단(13)을 신장하여 제 2 스테이지(12)를 근접 위치까지 하강시키고, 또한 흡착 노즐(5a)의 동작을 정지시키고 흡착 노즐(12a)의 동작을 개시시킨 상태를 도시한다. 이에 따라, 준비 스테이지(5)에 흡착 보지되어 있던 제 2 판상 부재(101)는 제 2 스테이지(12)에 흡착 보지되게 되고, 이후로는 제 2 스테이지(12)와 함께 이동한다.
도 12의 (D)는 스테이지 승강 수단(13)을 수축시켜 제 2 판상 부재(101)를 흡착 보지한 채로 제 2 스테이지(12)를 스테이지 퇴피 위치까지 상승시킨 상태를 도시한다.
도 12의 (E)는 수평 이동 수단(4)을 접합 방향으로 이동시킴으로써 제 1 스테이지(6)에 흡착 보지되어 있는 제 1 판상 부재(100)와 제 2 스테이지(12)에 흡착 보지되어 있는 제 2 판상 부재(101)를 정합시킨 상태를 도시한다. 여기서, '정합'이란 제 1 판상 부재(100)와 제 2 판상 부재(101)의 위치 이탈이 후술하는 위치 조정으로 완전하게 해소될 수 있을 정도로 나란한 상태를 의미한다.
도 12의 (F)는 스테이지 승강 수단(13)을 신장하여 제 2 스테이지(12)를 근접 위치까지 하강시킨 상태를 도시한다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 이 상태에서, 제 2 판상 부재(101)의 접합 종단부(101c)(도 9 참조)와 필로우(7C)의 표면은 접촉하지만, 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)(도 9 참조)와 제 1 판상 부재(100)(접착층)는 아직 접촉하지 않고 이격되어 있다. 본 실시예에서 이격 거리는 약 6 [mm]이다.
도 13의 (G)는 헤드 구동 수단(11)에 의해 헤드(10C)를 접합 방향으로 이동시켜 제 1 판상 부재(100) 및 제 2 판상 부재(101)의 위치 조정을 행한 상태를 도시한다. 헤드(10C)가 이와 같이 이동하면 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)에 접합 방향의 힘이 가해져, 제 2 판상 부재(101)는 접합 종단부(101c)가 필로우(7C)의 단부(段部)(7a) 측벽에 접촉하는 곳까지 접합 방향으로 이동한다. 즉, 제 2 판상 부재(101)는 헤드(10C)와 필로우(7C)의 단부(7a) 측벽에 의해 수평 방향으로 클램프된 상태가 된다. 한편, 제 2 판상 부재(101)는 아직 제 2 스테이지(12)에 의해 흡착 보지되어 있다. 즉, 도 13(G)에 도시한 상태에서 제 2 판상 부재(101)에는 수평 방향의 클램프력과 상하 방향의 흡착력의 쌍방의 힘이 미치고 있다. 또한, 헤드 구동 수단(11)은 과다한 클램프력에 의해 제 2 판상 부재(101)가 파손 등이 되지 않도록 헤드(10C)의 이동을 제어한다.
도 13의 (H)는 제 2 스테이지(12)가 제 2 판상 부재(101)를 흡착 보지하는 것을 정지시킨 후, 스테이지 승강 수단(13)을 수축시켜 제 2 스테이지(12)를 스테이지 퇴피 위치까지 상승시킨 상태를 도시한다. 이 상태에서, 제 2 판상 부재(101)는 헤드(10C)와 필로우(7C)에 의한 수평 방향의 클램프력에만 의해 이 도면에 도시한 위치, 즉 제 2 판상 부재(101)와 제 1 판상 부재(100)가 아직 접촉하지 않고 이격된 위치에 보지되어 있다.
도 13의 (I)는 롤러 승강 수단(15)을 신장하여 롤러(14)를 압착 위치까지 하강시킨 상태를 도시한다. 롤러(14)가 하강하면, 제 2 판상 부재(101)는 수직 방향으로 눌려 제 2 판상 부재(101)의 접합 시단부(101b)가 제 1 판상 부재(100)에 접합된다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 제 2 판상 부재(101)가 눌리면 이에 수반하여 헤드(10C)도 하강하여, 제 2 판상 부재(101)에 소정의 클램프력이 계속 미치게 한다. 또한, 롤러 승강 수단(15)은 제 2 판상 부재(101) 및 제 1 판상 부재(100)가 파손 등이 되지 않도록 롤러(14)에 의한 압압력을 제어한다.
도 14의 (J)는 헤드 구동 수단(11)에 의해 헤드(10C)를 접합 반대 방향으로 수평 이동시켜 제 2 판상 부재(101)로부터 퇴피시키고, 또한 수평 이동 수단(4)을 접합 반대 방향으로 이동시켜 제 2 판상 부재(101) 및 제 1 판상 부재(100)에 대한 롤러(14)의 상대 위치를 접합 방향으로 변화시킨 상태를 도시한다. 압압한 채로 롤러(14)의 상대 위치를 접합 방향으로 변화시켜 가면, 제 1 판상 부재(100)와 제 2 판상 부재(101)는 접합 시단부(101b)로부터 접합 종단부(101c)를 향하여 접합되어 간다. 또한, 헤드(10C)가 퇴피해 있으므로, 접합 중인 제 2 판상 부재(101)에 수평 방향의 클램프력은 미치지 않는다.
도 13의 (I)와 도 14의 (J) 간에 행해지는 접합 중에 필로우 구동 수단(8)은 필로우(7C)의 상방을 향하는 추력과 높이를 변화시킨다(예를 들면, 도 5 참조).
도 14의 (K)는 필로우 구동 수단(8)이 필로우(7C)를 제 2 위치까지 하강시키고, 또한 롤러 승강 수단(15)을 수축시켜 롤러(14)를 롤러 퇴피 위치까지 상승시킨 상태를 도시한다. 이 상태로 된 후, 제 1 스테이지(6)는 제 1 판상 부재(100)의 흡착 보지를 정지한다. 그리고, 제 1 판상 부재(100) 및 제 2 판상 부재(101)는 후속 공정의 장치로 반송된다.
[실시예 5]
도 15는 실시예 5에 따른 접합 장치의 측면 모식도이다. 접합 장치(1D)에서는 기대 천장부(3)가 수평 이동 수단(4)을 겸하고 있어, 기대(2)의 천장부에 설치된 소정의 가이드를 따라 기대 천장부(3)가 접합 방향 및 그 반대 방향으로 수평 이동한다는 점에서 실시예 4에 따른 접합 장치(1C)와 상이하다. 이 때문에, 본 실시예에 따른 접합 장치(1D)에서는 기대 천장부(3)(수평 이동 수단(4))와 함께 제 2 스테이지(12) 또는 롤러(14)가 이동함으로써, 이들과 준비 스테이지(5) 또는 제 1 스테이지(6)의 상대 위치가 변화되도록 되어 있다.
또한, 본 실시예에 따른 접합 장치(1D)에서는 하방향을 촬영하는 카메라(22)가 기대 천장부(3)의 하측에 설치되어 있다. 후술하겠지만, 이에 따라 제 1 판상 부재(100) 및 제 2 판상 부재(101)의 위치를 인식하여 접합 이탈을 방지할 수 있다.
그 외의 구성에 대해서는 실시예 4에 따른 접합 장치(1C)와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 접합 장치(1D)에 의한 접합은 도 16 내지 도 18의 (A) → (B) → … → (I)의 순으로 진행된다. 이하, 이들 도면을 참조하여, 특히 실시예 4에 따른 접합과 상이한 점에 대하여 설명한다.
도 16의 (A) ~ (B)에서 제 2 스테이지(12)에 제 2 판상 부재(101)가 흡착 보지되면, 도 16의 (C) ~ 도 17의 (D)에 걸쳐 기대 천장부(3)가 접합 반대 방향으로 수평 이동하여 제 1 판상 부재(100)와 제 2 판상 부재(101)를 정합시킨다. 이때, 카메라(22)는 제 1 판상 부재(100) 및 제 2 판상 부재(101)의 위치를 인식한다. 그리고, 인식한 결과를 기초로 하여 기대 천장부(3)의 위치를 미세 조정하는 피드백 제어를 행한다. 헤드(10C)에 의한 위치 조정과 카메라(22)를 이용한 피드백 제어를 행함으로써, 보다 확실하게 접합 이탈을 방지할 수 있다.
도 18의 (H) ~ (I)에서는 기대 천장부(3)가 접합 방향으로 수평 이동한다. 이에 따라, 롤러(14)와 제 2 판상 부재(101) 및 제 1 판상 부재(100)의 상대 위치가 변화되어, 제 2 판상 부재(101)가 제 1 판상 부재(100)에 접합된다.
이상, 본 발명에 따른 접합 장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명했으나, 본 발명은 이들 구성에 한정되지 않는다.
예를 들면, 터치 패널 또는 커버 글라스는 단순한 일례이며, 본 발명에 따른 접합 장치는 다른 판상 부재의 접합에도 사용할 수 있다. 또한, 각 도면은 모식도이며, 헤드 또는 필로우의 형상은 도시한 것에 한정되지 않는다.
1, 1A ~ 1D : 접합 장치
2 : 기대
3 : 기대 천장부
4 : 스테이지 이동 수단(수평 이동 수단)
5 : 준비 스테이지
5a : 흡착 노즐
6 : 접합 스테이지(제 1 스테이지)
6a : 흡착 노즐
7, 7A ~ 7D : 필로우
8 : 필로우 구동 수단
10, 10A ~ 10D : 헤드
11 : 헤드 구동 수단
12 : 제 2 스테이지
12a : 흡착 노즐
13 : 스테이지 승강 수단
14 : 롤러
15 : 롤러 승강 수단
20 : 제어부
21 : 펌프
22 : 카메라
100 : 제 1 판상 부재(터치 패널)
100a : 접합면
101 : 제 2 판상 부재(커버 글라스)
101a : 접합면
101b : 접합 시단부
101c : 접합 종단부
102 : 접착층
2 : 기대
3 : 기대 천장부
4 : 스테이지 이동 수단(수평 이동 수단)
5 : 준비 스테이지
5a : 흡착 노즐
6 : 접합 스테이지(제 1 스테이지)
6a : 흡착 노즐
7, 7A ~ 7D : 필로우
8 : 필로우 구동 수단
10, 10A ~ 10D : 헤드
11 : 헤드 구동 수단
12 : 제 2 스테이지
12a : 흡착 노즐
13 : 스테이지 승강 수단
14 : 롤러
15 : 롤러 승강 수단
20 : 제어부
21 : 펌프
22 : 카메라
100 : 제 1 판상 부재(터치 패널)
100a : 접합면
101 : 제 2 판상 부재(커버 글라스)
101a : 접합면
101b : 접합 시단부
101c : 접합 종단부
102 : 접착층
Claims (5)
- 접합 스테이지 상에 재치된 제 1 판상(板狀) 부재와, 상기 제 1 판상 부재보다 상방에 위치하는 제 2 판상 부재의 위치 조정을 행한 후에, 롤러에 의해 상기 제 2 판상 부재를 상기 제 1 판상 부재에 압착시키고, 상기 제 1 판상 부재 및 상기 제 2 판상 부재에 대한 상기 롤러의 상대 위치를 접합 방향으로 변화시켜 상기 롤러를 주행시킴으로써, 상기 제 2 판상 부재를 상기 제 1 판상 부재에 접합시키는 접합 장치로서,
상기 제 2 판상 부재는, 상기 제 1 판상 부재에 최초 접합되는 측의 단부(端部)인 접합 시단(始端)부와, 상기 제 1 판상 부재에 최후 접합되는 측의 단부인 접합 종단(終端)부를 가지고,
상하로 승강 가능한 헤드에 의해 상기 접합 시단부의 적어도 하면을 지지함으로써, 상기 롤러의 주행 중에 상기 접합 시단부가 하방향으로 이동하는 것을 규제하고, 또한 상기 헤드와는 별개로 상하로 승강 가능한 필로우(pillow)에 의해 상기 접합 종단부의 적어도 하면을 지지함으로써, 상기 롤러의 주행 중에 상기 접합 종단부가 하방향으로 이동하는 것을 규제하여 상기 접합 종단부를 상기 접합 시단부보다 높은 위치로 유지하는 것에 의해, 상기 제 2 판상 부재의 아직 상기 롤러에 의해 압압(押壓)되지 않은 부분과 상기 제 1 판상 부재가 접촉하지 않도록 구성되고,
상기 헤드 및 상기 필로우의 승강이 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 필로우는, 상기 롤러의 주행 중에 상기 제 2 판상 부재에 가해지는 응력이 상기 제 2 판상 부재의 고유의 허용 휨 응력을 초과하지 않는 범위에서 가능한 한 적어지고, 접합에 필요한 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재의 소정의 접합 각도가 확보되도록 높이 및 추력이 제어되는 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 롤러의 주행에 맞추어 상기 필로우의 높이가 단계적으로 낮아지도록 제어되는 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 제 1 항 또한 제 2 항에 있어서,
상기 필로우는, 상기 접합 종단부의 하방향 및 상기 접합 방향으로의 이동을 규제하는 형상인 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 롤러로 제 2 판상 부재를 제 1 판상 부재에 압착하여, 상기 제 1 판상 부재 및 상기 제 2 판상 부재에 대한 상기 롤러의 상대 위치를 접합 방향으로 이동시키면서 상기 제 1 판상 부재에 대하여 상기 제 2 판상 부재를 접합시키는 접합 장치로서,
상기 제 1 판상 부재를 하측에서 흡착 보지(保持)할 수 있는 제 1 스테이지와,
상기 제 1 스테이지의 상기 접합 방향 내측에 설치된 필로우와,
상기 제 1 스테이지의 상방에 위치하며, 상기 제 2 판상 부재 및 상기 제 1 판상 부재의 접합면이 서로 대향하도록 상기 제 2 판상 부재를 상측에서 흡착 보지할 수 있는 제 2 스테이지와,
상기 제 2 스테이지의 상기 접합 방향 앞측에 설치된 롤러와,
상기 롤러 및 상기 제 2 스테이지를 상기 접합 방향으로 수평 이동시키거나, 또는 상기 제 1 스테이지 및 상기 필로우를 상기 접합 방향과는 반대 방향으로 수평 이동시키는 수평 이동 수단과,
상기 제 2 스테이지를 상기 제 1 스테이지에 근접하는 근접 위치와 상기 근접 위치보다 상방에 있는 스테이지 퇴피 위치와의 사이에서 상하로 승강시키는 스테이지 승강 수단과,
상기 롤러를, 상기 제 2 판상 부재를 상기 제 1 판상 부재에 압착시키는 압착 위치와 상기 압착 위치보다 상방에 있는 롤러 퇴피 위치와의 사이에서 상하로 승강시키는 롤러 승강 수단과,
상기 필로우의 상방을 향하는 추력을 변화시키고, 상기 필로우의 높이를 상기 제 1 스테이지에 흡착 보지된 상기 제 1 판상 부재의 접합면보다 상방으로 돌출된 제 1 위치와 상기 접합면보다 낮은 제 2 위치와의 사이에서 상하로 변화시키는 필로우 구동 수단
을 구비하고,
상기 접합 개시 전에, 상기 제 2 스테이지는 상기 스테이지 퇴피 위치를, 상기 롤러는 상기 롤러 퇴피 위치를, 상기 필로우는 상기 제 1 위치를 각각 취하고,
상기 접합은,
상기 수평 이동 수단이, 상기 제 1 판상 부재를 흡착 보지한 상기 제 1 스테이지와 상기 제 2 판상 부재를 흡착 보지한 상기 제 2 스테이지와의 상대 위치를 변화시킴으로써 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재를 정합시키고,
상기 정합 후에 상기 스테이지 승강 수단이 상기 제 2 스테이지를 상기 근접 위치까지 하강시켜, 상기 제 2 판상 부재의 접합 종단(終端)과 상기 필로우는 접촉하되, 상기 제 2 판상 부재의 접합 시단(始端)과 상기 제 1 판상 부재는 아직 접촉하지 않은 상태로 하고,
그 후, 상기 롤러 승강 수단이 상기 롤러를 상기 압착 위치까지 하강시켜, 상기 제 2 판상 부재의 접합 시단이 상기 제 1 판상 부재에 압착된 상태로 하여,
상기 압착된 상태로 된 후에, 상기 수평 이동 수단이 상기 제 1 판상 부재 및 상기 제 2 판상 부재에 대한 상기 롤러의 상대 위치를 상기 접합 방향으로 변화시킴으로써 행해지며,
상기 롤러의 상대 위치를 상기 접합 방향으로 변화시킬 때에 상기 필로우 구동 수단은, 상기 제 2 판상 부재에 가해지는 응력이 상기 제 2 판상 부재의 고유의 허용 휨 응력을 초과하지 않는 범위에서 가능한 한 적어지도록, 접합에 필요로 하는 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재의 소정의 접합 각도가 확보되도록 상기 필로우의 추력 및 높이를 변화시키는 것을 특징으로 하는 접합 장치.
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| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
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