WO2013140888A1 - 部品の位置合わせ装置、及び、位置合わせが完了した複数の部品が表面に転写・固定されたシートを製造する方法 - Google Patents

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隆 海老ヶ瀬
卓 野口
清水　秀樹
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日本碍子株式会社
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    • H01L2224/95146—Passive alignment, i.e. self alignment, e.g. using surface energy, chemical reactions, thermal equilibrium by surface tension

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for aligning parts, and particularly relates to an apparatus for aligning a plurality of small parts by utilizing the surface tension of a liquid.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing a sheet in which a plurality of parts whose alignment has been completed are transferred and fixed to the surface.
  • the first surface is provided with “a first surface including a plurality of first regions with high wettability that are located apart from each other and a second region with low wettability that is a region other than the plurality of first regions”.
  • a substrate and a second substrate having a “second surface on which a plurality of components are respectively arranged at positions corresponding to the plurality of first regions” are prepared.
  • the plurality of first regions are respectively formed on the first surface at precise positions where corresponding parts are to be arranged.
  • the first substrate is placed in a state where water droplets adhere to each of the plurality of first regions, and the first surface faces upward in the vertical direction.
  • the second substrate is spaced above the first substrate in the vertical direction so that the second surface faces away from the first surface of the first substrate (ie, the second surface faces downward in the vertical direction). Be placed.
  • the second substrate is moved downward (that is, the second surface is brought closer to the first surface), and a plurality of components contact with “water droplets adhering to the corresponding first region”, respectively. Be made.
  • each component is separated from the second substrate and pulled into the corresponding water droplet (hence, the first substrate side).
  • each component can move to the “accurate position in the corresponding first region” on the first substrate, and the alignment of each component is completed.
  • Each component that has been aligned on the first substrate is then transferred to a separately prepared adhesive sheet, and is subjected to a predetermined inspection or the like in a subsequent process.
  • the first surface to which water droplets are attached is directed upward in the vertical direction. Therefore, gravity continues to act on the part in the “direction in which the part is brought closer to the first surface” in the process of moving each part to the correct position in the corresponding first region by the surface tension of the water droplets.
  • the component may be inclined with respect to the first surface and the end of the component may move while contacting the second region of the first surface (in the drawing). See the white arrow on the left). As a result, a frictional force is generated at the end of the component in a direction that prevents the component from moving.
  • the shape of the first region formed on the first surface is often similar to the planar shape of the component to be aligned (the shape seen from the direction perpendicular to the first surface). Therefore, when fine parts are aligned, the area of the first region is also set to be extremely small. As a result, the amount of water droplets adhering to the first region is also extremely small, so the time from when the water droplets adhere to the first region until the water droplets disappear due to evaporation is also extremely short. Due to this, there may occur a case where the water droplet disappears due to evaporation in the middle of the process in which each component moves to “an accurate position in the corresponding first region” due to the surface tension of the water droplet.
  • the first “part alignment apparatus” according to the present invention solves the above “first problem”.
  • the first “component alignment apparatus” according to the present invention includes first means and second means.
  • the first means includes a first substrate provided with “a first surface composed of the plurality of first regions (high wettability) and the second region (low wettability)”, “the plurality of first regions
  • the liquid droplets are placed in a state in which droplets are attached to each of them and in a state in which the first surface is directed downward in the vertical direction.
  • the first means the second substrate having the second surface, "a state in which a plurality of components are respectively arranged at positions corresponding to the plurality of first regions on the second surface", “A state in which the second surface is directed upward in the vertical direction so that the second surface faces the first surface of the first substrate away from the first surface”.
  • the liquid water, a liquid having a lower vapor pressure than water, a liquid having a higher vapor pressure than water, or the like can be used.
  • the second means brings the first and second substrates relatively close to each other while maintaining the “first and second surfaces facing downward and upward in the vertical direction”, respectively.
  • the liquid droplets attached to the corresponding first regions are brought into contact with each other.
  • the first surface to which the liquid droplets are attached faces downward in the vertical direction. Accordingly, in the process in which each part moves to the “accurate position in the corresponding first region” due to the surface tension of the droplet, gravity acts on the part in the “direction to move the part away from the first surface”. to continue. Therefore, the above-described “situation in which the end portion of the component moves while contacting the second region of the first surface (see FIG. 7)” hardly occurs (see FIG. 4 described later). As a result, the frictional force described above (see FIG. 7) does not act on the component, so that the surface tension of the liquid causes the force (restoring force) to move each component to the “accurate position in the corresponding first region”.
  • the part can smoothly move to the “accurate position in the corresponding first region”.
  • the position of the component can be accurately adjusted to the “accurate position in the corresponding first region”.
  • the component since the above-described frictional force does not act on the component, the component is hardly damaged even when a “component vulnerable to scratches” is used.
  • a liquid containing glycerin for example, an aqueous solution of glycerin
  • glycerin has characteristics that it has a high surface tension and is not toxic.
  • each of the first regions preferably has a similar shape having a size of 75 to 150% with respect to the planar shape of the component. is there.
  • the representative length (length, width, height, etc.) in the shape of the component is 2 mm or less.
  • the contact angle between the “surface in contact with the liquid in the part” and the liquid is preferably 30 ° or less.
  • the contact angle between the first region and the liquid is preferably 30 ° or less, and the contact angle between the second region and the liquid is preferably larger than 90 °.
  • FIG. 1 shows a state in which a plurality of elements E that have been aligned using the “component alignment apparatus” according to the embodiment of the present invention are transferred to an adhesive sheet.
  • the plurality of elements E thus transferred to the adhesive sheet are then subjected to a predetermined inspection such as an inspection of the electrical characteristics of the element E, for example.
  • the drive mechanism section includes a slider S1 that fixes (holds) the first substrate 10, a slider S2 that fixes (holds) the second substrate 20, an actuator ACT1 that drives the slider S1, and an actuator ACT2 that drives the slider S2. And an ECU for controlling the actuators ACT1 and ACT2.
  • the slider S1 (S2) moves the first substrate 10 (second substrate 20) in the vertical direction (z-axis direction) while keeping the first surface of the first substrate 10 (second surface of the second substrate 20) horizontal. ) And in the horizontal direction (xy plane direction). Further, the slider S1 (S2) can tilt the first substrate 10 (second substrate 20), or can reverse the upper and lower surfaces (front and back).
  • a first substrate 10 is prepared as shown in FIGS. 2 (a) and 4 (a).
  • On the first surface of the first substrate 10 (upper surface, rectangular plane in FIG. 2A), there are a plurality of first regions 11 and a second region 12 that is a region other than the plurality of first regions. .
  • the first region 11 has higher “wetability” than the second region 12.
  • the plurality of first regions 11 are arranged in a matrix form (7 ⁇ 4 in this example) vertically and horizontally on the first surface.
  • the plurality of first regions 11 are respectively formed on the first surface at accurate positions where the corresponding elements E are to be disposed.
  • Each first region 11 is preferably a similar shape having a size of 75 to 150% with respect to the planar shape of the element E (the shape of an orthogonal projection seen from the z-axis direction).
  • the first surface of the first substrate 10 (the surface composed of the first and second regions 11 and 12) can be produced as follows, for example. That is, first, a known water-repellent surface treatment is performed on the entire first surface of the first substrate 10. Thereby, the wettability of the whole area of the 1st surface becomes low. Next, a known hydrophilic surface treatment is performed on each region corresponding to the plurality of first regions 11 on the first surface. Alternatively, a known treatment for removing the “water-repellent film formed by the water-repellent surface treatment” is performed on each region corresponding to the plurality of first regions 11 on the first surface. Thereby, a plurality of first regions 11 (high wettability) and second regions 12 (low wettability) are formed on the first surface.
  • the first substrate 10 is in a state where the first surface is directed upward in the vertical direction, and the droplets adhere to each first region 11. Put in state.
  • This state can be realized by the following procedure, for example. That is, first, the first substrate 10 is placed horizontally such that the first surface faces upward in the vertical direction, and the liquid is immersed in the entire area on the first surface in this state. Thereafter, the first substrate 10 is tilted. Thereby, only the liquid adhering to the 2nd area
  • the second substrate 20 is prepared.
  • the second substrate 20 is in a state where the second surface (upper surface, rectangular plane in FIG. 2C) faces upward in the vertical direction, and “each corresponding to the plurality of first regions 11 on the second surface.
  • the element E is placed at the “position”.
  • the position of each element E on the second surface may be slightly deviated from the “accurate position in the corresponding first region 11”.
  • the “deviation amount” is preferably less than or equal to half of the representative length (eg, length, width) of the element E.
  • the element E has a rectangular parallelepiped shape.
  • the alignment / arrangement method of the elements E on the second surface may be any method, but the method shown in FIG. 5 may be adopted.
  • a pocket for accommodating the element E is formed in each region corresponding to the plurality of first regions 11 on the second surface of the second substrate 20.
  • the planar shape of each pocket is slightly larger than the planar shape of the element E (for example, 110 to 130%).
  • the depth of each pocket is smaller than the height of the element E (for example, 50 to 70%) so that the upper surface of the element E protrudes from the second surface in a state where the element E is accommodated in the pocket. Is preferred.
  • a frame is disposed on the second surface of the second substrate 20 in a horizontal state, and a liquid (for example, alcohol) and a plurality of elements E are introduced into the frame.
  • the second substrate 20 is tilted or vibrated. Due to this inclination and vibration, the plurality of elements E are sequentially fitted into the respective pockets.
  • FIG. 2C the second substrate 20 in which a plurality of elements E are aligned and arranged on the second surface is obtained.
  • a plurality of pockets are formed on the second surface, but pockets may not be formed on the second surface (that is, even if the second surface is a single plane). Good).
  • the upper and lower surfaces of the first substrate 10 are inverted, and the horizontal first substrate 10 is turned to the horizontal second substrate. Position 20 above and away.
  • the first substrate 10 is placed in “a state in which droplets are attached to each of the plurality of first regions 11 and the first surface is directed downward in the vertical direction”
  • the second substrate 20 is , “In a state where a plurality of elements E are arranged at positions corresponding to the plurality of first regions 11 on the second surface, and the second surface faces the first surface of the first substrate 10 away from each other. 2 ”is placed in a state where the surface is directed upward in the vertical direction. In this state, as shown in FIG.
  • the position of each element E may be slightly shifted from the “accurate position in the corresponding first region”. This shift is caused by a shift in the position of the element E with respect to the second surface in a state where the element E is disposed on the second surface of the second substrate 20 (see FIG. 2C).
  • the first and second substrates 10 and 20 are brought into contact with the “droplets adhering to the corresponding first region” with the plurality of components E, respectively.
  • the first and second surfaces are relatively close to each other while maintaining the state in which the first and second surfaces are directed downward and upward in the vertical direction.
  • only the first substrate 10 may be lowered, or only the second substrate 20 may be raised, or the first substrate 10 may be lowered and the second substrate 20 may be raised.
  • each element E moves away from the second substrate 20 and corresponds to the corresponding droplet (hence the first substrate 10 side). ) Are respectively pulled (lifted).
  • each element E moves to “an accurate position in the corresponding first region 11” on the first substrate 10.
  • FIGS. 4C and 4D when the position of the element E is slightly shifted to the right from the “accurate position in the corresponding first region”, it is indicated by a white arrow in FIG. Thus, the element E moves to the left until “an accurate position in the corresponding first region”.
  • each of the first regions 11 is formed on the “first position where the corresponding element E is to be disposed” on the first surface. Therefore, each element E is arranged at “an accurate position to be arranged”. In this way, the alignment of each element E is completed. Thereafter, the first and second substrates 10 and 20 are relatively moved away while maintaining the first and second surfaces facing downward and upward in the vertical direction, respectively.
  • each element E that has been aligned on the first substrate 10 is then transferred to a separately prepared adhesive sheet for use in a predetermined inspection or the like. Fixed. Thereafter, unnecessary liquid is washed away. As a result, the “adhesive sheet to which a plurality of elements E that have been aligned are transferred” shown in FIG. 1 is obtained.
  • the adhesiveness of the adhesive sheet is used as a method for “fixing” the plurality of elements E that have been aligned to the sheet.
  • vacuum negative pressure
  • the first surface of the first substrate 10 to which the droplets are attached is in the vertical direction. Looking down. Therefore, in the process in which each element E moves to the “accurate position in the corresponding first region” by the surface tension of the droplet (see the white arrows in FIGS. 2 (f) and 4 (e)), gravity is applied. However, it continues to act on the element E in the “direction in which the element E is moved away from the first surface”. Therefore, the above-described “situation in which the end portion of the component moves while contacting the second region of the first surface (see FIG. 7)” hardly occurs.
  • this invention is not limited to the said embodiment, A various modification can be employ
  • a liquid having a vapor pressure lower than that of water is used as the liquid, but water, “a liquid having a higher vapor pressure than water”, or the like may be used as the liquid.

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Abstract

　第１基板（１０）の第１表面には、複数の第１領域（１１）と、それら以外の第２領域（１２）とが存在する。第１領域（１１）は第２領域（１２）と比べて濡れ性が高い。各第１領域（１１）に液滴が付着される。第２基板（２０）の第２表面における「複数の第１領域（１１）に対応するそれぞれの位置」に素子（Ｅ）がそれぞれ配置される。第１基板（１０）の上下面が反転されて、水平の第１基板（１０）が水平の第２基板（２０）の上方に離れて位置される。第１、第２基板（１０、２０）が水平を維持した状態で、複数の素子（Ｅ）が「対応する第１領域に付着する液滴」にそれぞれ接触するまで、相対的に近づけられる。各液滴の表面張力によって、各素子（Ｅ）が第１基板（１０）側に引き込まれて、「対応する第１領域（１１）における正確な位置」に移動する。

Description

部品の位置合わせ装置、及び、位置合わせが完了した複数の部品が表面に転写・固定されたシートを製造する方法
　本発明は、部品の位置合わせ装置に関し、特に、複数の小型の部品の位置合わせを液体の表面張力を利用して行うものに係る。また、位置合わせが完了した複数の部品が表面に転写・固定されたシートを製造する方法に関する。
　従来より、小型の部品の位置合わせを液体の表面張力を利用して行う技術が知られている（例えば、特開２００１－８７９５３号公報を参照）。この文献には、以下の技術が記載されている。即ち、互いに位置合わせされる２つの部品の表面のそれぞれに、濡れ性が高い第１領域と濡れ性が低い第２領域とが設けられる。一方の部品の第１領域に水（水滴）が置かれた状態で他方の部品が一方の部品に近づけられて、他方の部品の第１領域がその水滴に接触する。この結果、その水滴の表面張力によって２つの部品の相対位置が変化して、２つの部品の位置合わせが完了する。
　上記文献に記載の技術を応用することによって、以下のような「部品の位置合わせを行う手法」が考えられる。即ち、「互いに離れて位置する濡れ性が高い複数の第１領域と、前記複数の第１領域以外の領域である濡れ性が低い第２領域と、からなる第１表面」を備えた第１基板と、「前記複数の第１領域に対応する位置に複数の部品がそれぞれ配置された第２表面」を備えた第２基板と、が準備される。前記複数の第１領域は、第１表面上において、対応する部品が配置されるべき正確な位置にそれぞれ形成されている。
　次いで、第１基板が、複数の第１領域のそれぞれに水滴が付着した状態、且つ、第１表面が鉛直方向の上方に向いた状態に置かれる。第２基板が、第２表面が第１基板の第１表面と離れて向かい合うように（即ち、第２表面が鉛直方向の下方に向くように）、第１基板の鉛直方向の上方に離れて配置される。この状態にて、第２基板が下方に向けて移動されて（即ち、第２表面が第１表面に近づけられて）、複数の部品が「対応する第１領域に付着する水滴」にそれぞれ接触させられる。この結果、各水滴の表面張力によって、各部品が第２基板から離れて対応する水滴（従って、第１基板側）にそれぞれ引き込まれる。この結果、各部品が第１基板上の「対応する第１領域における正確な位置」に移動し得、各部品の位置合わせが完了する。なお、第１基板上での位置合わせが完了した各部品は、その後、別途準備された粘着シートに転写されるなどして、その後の工程にて所定の検査等に供される。
　ところで、上記の手法では、水滴が付着した第１表面が鉛直方向の上方を向いている。従って、水滴の表面張力によって各部品が対応する第１領域における正確な位置に移動していく過程において、重力が、部品に対して「部品を第１表面に近づける方向」に作用し続ける。このことに起因して、図７に示すように、部品が第１表面に対して傾き、部品の端部が第１表面の第２領域に接触しながら移動する事態が発生し得る（図中の白矢印を参照）。この結果、前記部品の端部に、部品の移動を妨げる方向の摩擦力が発生する。この摩擦力の存在によって、部品が「対応する第１領域における正確な位置」まで到達し得ず、この結果、部品の位置が「対応する第１領域における正確な位置」と異なる位置に合わされる事態が発生し得る（第１の問題）。なお、「傷に対して弱い部品」が使用される場合、この摩擦力の存在によって、部品に傷が付き易いという問題も発生し得る。
　また、一般に、第１表面上に形成される第１領域の形状は、位置合わせが行われる部品の平面形状（第１表面に垂直な方向からみた形状）の相似形とされる場合が多い。従って、微細な部品の位置合わせが行われる場合、第１領域の面積も極めて小さく設定される。この結果、第１領域に付着する水滴の量も極めて小さくなるので、第１領域に水滴が付着してからその水滴が蒸発によって消滅するまでの時間も極めて短くなる。このことに起因して、水滴の表面張力によって各部品が「対応する第１領域における正確な位置」に移動していく過程の途中で、蒸発によって水滴が消滅する場合が発生し得る。この場合、水滴が消滅した時点以降、水滴の表面張力の作用が働かない。従って、部品が「対応する第１領域における正確な位置」まで到達し得ず、この結果、部品の位置が「対応する第１領域における正確な位置」と異なる位置に合わされる事態が発生し得る（第２の問題）。
　本発明に係る第１の「部品の位置合わせ装置」は、上記「第１の問題」を解決するものである。本発明に係る第１の「部品の位置合わせ装置」は、第１手段、及び、第２手段を備える。第１手段は、「上記複数の第１領域（濡れ性高い）と上記第２領域（濡れ性低い）とからなる第１表面」を備えた第１基板を、「前記複数の第１領域のそれぞれに液滴が付着した状態」、且つ、「前記第１表面が鉛直方向の下方に向いた状態」に置く。加えて、第１手段は、第２表面を備えた第２基板を、「前記第２表面上における前記複数の第１領域に対応する位置に複数の部品がそれぞれ配置された状態」、且つ、「前記第２表面が前記第１基板の第１表面と離れて向かい合うように前記第２表面が鉛直方向の上方に向いた状態」に置く。液体としては、水、水より蒸気圧が低い液体、水より蒸気圧が高い液体等が使用され得る。
　第２手段は、前記第１、第２基板を、「前記第１、第２表面が鉛直方向の下方及び上方にそれぞれ向いた状態」を維持しながら相対的に近づけて、前記複数の部品を対応する前記第１領域に付着する液滴にそれぞれ接触させる。
　上記第１の「部品の位置合わせ装置」によれば、液滴が付着した第１表面が鉛直方向の下方を向いている。従って、液滴の表面張力によって各部品が「対応する第１領域における正確な位置」に移動していく過程において、重力が、部品に対して「部品を第１表面から遠ざける方向」に作用し続ける。従って、上述した「部品の端部が第１表面の第２領域に接触しながら移動する事態（図７を参照）」が発生し難い（後述する図４を参照）。この結果、上述した摩擦力（図７を参照）が部品に作用しないので、液体の表面張力が、各部品を「対応する第１領域における正確な位置」に移動させるための力（復元力）として有効に活用され得、部品が「対応する第１領域における正確な位置」までスムーズに移動し得る。この結果、部品の位置が「対応する第１領域における正確な位置」に正確に合わされ得る。また、上述した摩擦力が部品に作用しないので、「傷に対して弱い部品」が使用される場合であっても、部品に傷が付き難い。
　一方、本発明に係る第２の「部品の位置合わせ装置」は、上記「第２の問題」を解決するものである。この第２の「部品の位置合わせ装置」は、上述した第１の「部品の位置合わせ装置」に対して、
　各部品が対応する第１領域に付着する液滴に接触する際の第１表面が如何なる方向（例えば、鉛直方向の上方、又は鉛直方向の下方）を向いていてもよい点、並びに、
　液体として「水より蒸気圧が低い液体」が使用される点、
　のみが異なる。
　前記「水より蒸気圧が低い液体」としては、グリセリンを含む液体（例えば、グリセリンの水溶液）を使用することが好適である。グリセリンは、表面張力が大きく、且つ、有毒ではない、という特性を有するからである。
　上記第２の「部品の位置合わせ装置」によれば、液体として「水より蒸気圧が低い液体」が使用されるので、液体が水の場合と比べて、液滴が蒸発し難くなる（液滴の蒸発速度が遅くなる）。従って、例えば、第１領域の面積が極めて小さい場合であっても、上述した「液滴の表面張力によって各部品が「対応する第１領域における正確な位置」に移動していく過程の途中で、蒸発によって液滴が消滅する事態」が発生し難い。この結果、部品が「対応する第１領域における正確な位置」までスムーズに移動し得る。この結果、部品の位置が「対応する第１領域における正確な位置」に正確に合わされ得る。
　上記第１、第２の「部品の位置合わせ装置」においては、前記各第１領域は、前記部品の平面形状に対して７５～１５０％の大きさの相似形を呈していることが好適である。また、前記部品の形状における代表長さ（長さ、幅、高さ等）は２ｍｍ以下である。「部品における液体と接触する表面」と液体との接触角は３０°以下であることが好適である。また、第１領域と液体との接触角は３０°以下であり、第２領域と液体との接触角は９０°より大きいことが好適である。
本発明に係る「部品の位置合わせ装置」を利用して第１基板上で位置合わせが完了した複数の素子が粘着シートフィルムに転写された場合の様子を示した斜視図である。 本発明に係る「部品の位置合わせ装置」の実施形態を利用して複数の素子の位置合わせを行う場合の各工程を示した図である。 本発明に係る部品の位置合わせ装置の実施形態における、第１、第２基板の位置の制御に使用される駆動機構部の概略を示した図である。 図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）はそれぞれ、図２（ａ）（ｂ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に対応する、１つの第１領域の周囲の拡大図である。 図２（ｃ）に示すように複数の素子を第２基板上に配置する手法の一例における各工程を示した図である。 本発明に係る「部品の位置合わせ装置」の変形例を利用して複数の素子の位置合わせを行う場合の図２に対応する図である。 従来の「部品の位置合わせ装置」によって部品の位置合わせが行われる際に部品に作用する摩擦を説明するための図である。
　図１は、本発明の実施形態に係る「部品の位置合わせ装置」を利用して位置合わせが完了した複数の素子Ｅが粘着シートに転写された場合の様子を示す。このように粘着シートに転写された複数の素子Ｅは、その後、例えば、素子Ｅの電気的な特性の検査等の所定の検査に供される。
　以下、本発明に係る「部品の位置合わせ装置」の実施形態を利用して、図１に示すように「位置合わせが完了した複数の素子Ｅを粘着シートに転写する」際の処理の流れについて、図２～図５を参照しながら説明する。
　この処理は、図２に示すように進行していく。この処理を行う際、平板状の第１基板１０、及び第２基板２０の相対的な位置を制御する必要がある。この第１、第２基板１０、２０の相対的な位置の制御は、図３に示す駆動機構部によって行われる。この駆動機構部は、第１基板１０を固定（保持）するスライダＳ１と、第２基板２０を固定（保持）するスライダＳ２と、スライダＳ１を駆動するアクチュエータＡＣＴ１と、スライダＳ２を駆動するアクチュエータＡＣＴ２と、アクチュエータＡＣＴ１、ＡＣＴ２を制御するＥＣＵと、を備える。
　スライダＳ１（Ｓ２）は、第１基板１０の第１表面（第２基板２０の第２表面）を水平に維持した状態で、第１基板１０（第２基板２０）を上下方向（ｚ軸方向）、及び、水平方向（ｘ－ｙ平面方向）に平行移動できるようになっている。また、スライダＳ１（Ｓ２）は、第１基板１０（第２基板２０）を傾斜可能、或いは、その上下面（表裏）を反転可能となっている。
　図２、及び図４を参照すると、図２（ａ）、図４（ａ）に示すように、第１基板１０が準備される。第１基板１０の第１表面（図２（ａ）では上面、長方形の平面）には、複数の第１領域１１と、複数の第１領域以外の領域である第２領域１２とが存在する。第１領域１１は、第２領域１２と比べて「濡れ性」が高い。
　複数の第１領域１１は、第１表面上において、縦横にマトリクス状（この例では、７×４）に整列して配置されている。複数の第１領域１１は、第１表面上において、対応する素子Ｅが配置されるべき正確な位置にそれぞれ形成されている。各第１領域１１は、素子Ｅの平面形状（ｚ軸方向からみた正射影の形状）に対して７５～１５０％の大きさの相似形であることが好ましい。
　第１基板１０の第１表面（第１、第２領域１１、１２からなる表面）は、例えば、以下のように作製され得る。即ち、先ず、第１基板１０の第１表面の全域に、公知の撥水性の表面処理を行う。これにより、第１表面の全域の濡れ性が低くなる。次いで、第１表面における複数の第１領域１１に対応するそれぞれの領域に対して、公知の親水性の表面処理を行う。或いは、第１表面における複数の第１領域１１に対応するそれぞれの領域に対して、「前記撥水性の表面処理により形成された撥水性の膜」を除去する公知の処理を行う。これにより、第１表面上に、複数の第１領域１１（濡れ性が高い）と、第２領域１２（濡れ性が低い）とが形成される。
　次いで、図２（ｂ）、図４（ｂ）に示すように、第１基板１０を、第１表面が鉛直方向の上方に向いた状態、且つ、各第１領域１１に液滴が付着した状態に置く。この状態は、例えば、以下の手順によって実現され得る。即ち、先ず、第１基板１０を、第１表面が鉛直方向の上方に向くように水平に置き、この状態で第１表面上の全域に液体を浸す。その後、第１基板１０を傾ける。これにより、濡れ性の低い第２領域１２上に付着していた液体のみが除去され、濡れ性の高い複数の第１領域１１上に付着していた液体のみが残存する。その後、第１基板１０を前記水平状態に戻す。
　液体としては、例えば、「水より蒸気圧が低い液体」が使用される。「水より蒸気圧が低い液体」としては、グリセリンを含む液体（例えば、グリセリンの水溶液）を採用することが好適である。グリセリンは、表面張力が大きく、且つ、有毒ではない、という特性を有する。ここで、素子Ｅ（における液体と接触する表面）と液体との接触角は３０°以下であることが好適である。また、第１領域１１と液体との接触角は３０°以下であり、第２領域１２と液体との接触角は９０°より大きいことが好適である。
　次に、図２（ｃ）に示すように、第２基板２０が準備される。第２基板２０を、第２表面（図２（ｃ）では上面、長方形の平面）が鉛直方向の上方に向いた状態、且つ、第２表面における「複数の第１領域１１に対応するそれぞれの位置」に素子Ｅがそれぞれ配置された状態に置く。第２表面上における各素子Ｅの位置は、「対応する第１領域１１における正確な位置」から若干ずれていてもよい。その「ずれ量」は、素子Ｅの代表長さ（例えば、長さ、幅）の半分以下であることが好ましい。この例では、素子Ｅは直方体を呈している。
　第２表面上における素子Ｅの整列・配置方法はどのようであってもよいが、図５に示す方法が採用されてもよい。図５に示す方法では、第２基板２０の第２表面における複数の第１領域１１に対応するそれぞれの領域に対して、素子Ｅを収容するためのポケットが形成される。各ポケットの平面形状（ｚ軸方向からみた正射影の形状）は、素子Ｅの平面形状に対して若干大きめ（例えば、１１０～１３０％）の相似形を呈していることが好適である。素子Ｅがポケットに収容された状態で素子Ｅの上面が第２表面から突出するように、各ポケットの深さは、素子Ｅの高さに対して小さめ（例えば、５０～７０％）であることが好適である。
　次いで、水平状態にある第２基板２０の第２表面上に枠体が配置され、この枠体内に液体（例えば、アルコール）と複数の素子Ｅとが投入される。次に、この第２基板２０が傾斜させられ、或いは振動させられる。この傾斜・振動によって、複数の素子Ｅが順にそれぞれのポケットに嵌まり込んでいく。その結果、図２（ｃ）に示すように、第２表面上に複数の素子Ｅが整列・配置された第２基板２０が得られる。図５に示す例では、第２表面上に複数のポケットが形成されているが、第２表面上にポケットが形成されていなくてもよい（即ち、第２表面が１つの平面であってもよい）。なお、「図２（ａ）（ｂ）に示す工程」と「図２（ｃ）に示す工程」の時間的前後は逆であってもよい。
　再び、図２を参照すると、次に、図２（ｄ）、図４（ｃ）に示すように、第１基板１０の上下面を反転し、水平の第１基板１０を水平の第２基板２０の上方に離れて位置させる。これにより、第１基板１０は、「複数の第１領域１１のそれぞれに液滴が付着した状態、且つ、第１表面が鉛直方向の下方に向いた状態」に置かれ、第２基板２０は、「第２表面上における複数の第１領域１１に対応する位置に複数の素子Ｅがそれぞれ配置された状態、且つ、第２表面が第１基板１０の第１表面と離れて向かい合うように第２表面が鉛直方向の上方に向いた状態」に置かれる。なお、この状態では、図４（ｃ）に示すように、各素子Ｅの位置が「対応する第１領域における正確な位置」から若干ずれている場合がある。このずれは、第２基板２０の第２表面上に素子Ｅが配置された状態（図２（ｃ）を参照）における、第２表面に対する素子Ｅの位置のずれに起因する。
　次いで、図２（ｅ）、図４（ｄ）に示すように、第１、第２基板１０、２０を、複数の部品Ｅが「対応する第１領域に付着する液滴」にそれぞれ接触するまで、第１、第２表面が鉛直方向の下方及び上方にそれぞれ向いた状態を維持しながら、相対的に近づける。このとき、第１基板１０のみが下降されても、第２基板２０のみが上昇されても、第１基板１０が下降され且つ第２基板２０が上昇されてもよい。
　この結果、図２（ｆ）、図４（ｅ）に示すように、各液滴の表面張力によって、各素子Ｅが第２基板２０から離れて対応する液滴（従って、第１基板１０側）にそれぞれ引き込まれる（持ち上げられる）。この結果、各素子Ｅが、第１基板１０上の「対応する第１領域１１における正確な位置」に移動する。例えば、図４（ｃ）（ｄ）に示すように、素子Ｅの位置が「対応する第１領域における正確な位置」から右に若干ずれている場合、図４（ｅ）に白い矢印で示すように、素子Ｅは「対応する第１領域における正確な位置」まで左に移動する。ここで、上述のように、各第１領域１１は、第１表面上において「対応する素子Ｅが配置されるべき正確な位置」にそれぞれ形成されている。従って、各素子Ｅは、「配置されるべき正確な位置」にそれぞれ配置される。このようにして、各素子Ｅの位置合わせが完了する。第１、第２基板１０、２０は、その後、第１、第２表面が鉛直方向の下方及び上方にそれぞれ向いた状態を維持しながら相対的に遠ざけられる。
　そして、図２（ｇ）に示すように、第１基板１０上での位置合わせが完了した各素子Ｅは、その後、所定の検査等に供されるため、別途準備された粘着シートに転写・固定される。その後、不要となった液体が洗い流される。この結果、図１に示した「位置合わせが完了した複数の素子Ｅが転写された粘着シート」が得られる。なお、この例では、位置合わせが完了した複数の素子Ｅをシートに「固定」する手法として、粘着シートの粘着性を利用しているが、その他の手法として、例えば、真空（負圧）を利用して吸着する手法、電気・磁気（静電気や磁性）を利用して吸着する手法が挙げられる。
　以上、本発明に係る「部品の位置合わせ装置」の実施形態によれば、図２（ｄ）（ｅ）に示すように、液滴が付着した第１基板１０の第１表面が鉛直方向の下方を向いている。従って、液滴の表面張力によって各素子Ｅが「対応する第１領域における正確な位置」に移動していく過程（図２（ｆ）、図４（ｅ）の白い矢印を参照）において、重力が、素子Ｅに対して「素子Ｅを第１表面から遠ざける方向」に作用し続ける。従って、上述した「部品の端部が第１表面の第２領域に接触しながら移動する事態（図７を参照）」が発生し難い。この結果、上述した摩擦力（図７を参照）が素子Ｅに作用しないので、液体の表面張力が、各素子Ｅを「対応する第１領域における正確な位置」に移動させるための力（復元力）として有効に活用され得、素子Ｅが「対応する第１領域における正確な位置」までスムーズに移動し得る。この結果、素子Ｅの位置が「対応する第１領域における正確な位置」に正確に合わされ得る。また、上述した摩擦力が素子Ｅに作用しないので、「傷に対して弱い素子」が使用される場合であっても、素子に傷が付き難い。
　更には、液体として「水より蒸気圧が低い液体」が使用されている。従って、液体が水の場合と比べて、液滴が蒸発し難くなる（液滴の蒸発速度が遅くなる）。従って、例えば、素子Ｅのサイズが極めて小さくて第１領域１１の面積が極めて小さい場合であっても、上述した「液滴の表面張力によって各素子Ｅが「対応する第１領域における正確な位置」に移動していく過程の途中で、蒸発によって液滴が消滅する事態」が発生し難い。この結果、素子Ｅが「対応する第１領域における正確な位置」までスムーズに移動し得る。この結果、素子Ｅの位置が「対応する第１領域における正確な位置」に正確に合わされ得る。
　なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、液体として、「水より蒸気圧が低い液体」が使用されているが、液体として、水、「水より蒸気圧が高い液体」等が使用されてもよい。
　また、図６に示すように、第１、第２基板１０、２０が近づけられる際、上記実施形態と比べて、第１、第２基板１０、２０の上下の位置関係が逆になっていてもよい（図６（ｄ）～（ｇ）を参照）。即ち、第１基板１０が「複数の第１領域１１のそれぞれに液滴が付着した状態、且つ、第１表面が鉛直方向の上方に向いた状態」に置かれ、第２基板２０が「第２表面上における複数の第１領域１１に対応する位置に複数の素子Ｅがそれぞれ配置された状態、且つ、第２表面が第１基板１０の第１表面と離れて向かい合うように第２表面が鉛直方向の下方に向いた状態」に置かれていてもよい。なお、この場合、各素子Ｅが第２表面から剥離しないように、各素子Ｅは第２表面に軽く接着されている。
　この図６に示す例においても、上記実施形態と同様、液体として「水より蒸気圧が低い液体」が使用される。この結果、上述と同様、素子Ｅのサイズが極めて小さくて第１領域１１の面積が極めて小さい場合であっても、上述した「液滴の表面張力によって各素子Ｅが「対応する第１領域における正確な位置」に移動していく過程の途中で、蒸発によって液滴が消滅する事態」が発生し難い。この結果、素子Ｅの位置が「対応する第１領域における正確な位置」に正確に合わされ得る。

Claims (12)

  1. 　互いに離れて位置する濡れ性が高い複数の第１領域と、前記複数の第１領域以外の領域である濡れ性が低い第２領域と、からなる第１表面を備えた第１基板を、前記複数の第１領域のそれぞれに液滴が付着した状態、且つ、前記第１表面が鉛直方向の下方に向いた状態に置くとともに、第２表面を備えた第２基板を、前記第２表面上における前記複数の第１領域に対応する位置に複数の部品がそれぞれ配置された状態、且つ、前記第２表面が前記第１基板の第１表面と離れて向かい合うように前記第２表面が鉛直方向の上方に向いた状態に置く、第１手段と、
    　前記第１、第２基板を、前記第１、第２表面が鉛直方向の下方及び上方にそれぞれ向いた状態を維持しながら相対的に近づけて、前記複数の部品を対応する前記第１領域に付着する液滴にそれぞれ接触させる、第２手段と、
    　を備えた、部品の位置合わせ装置。
  2. 　互いに離れて位置する濡れ性が高い複数の第１領域と、前記複数の第１領域以外の領域である濡れ性が低い第２領域と、からなる第１表面を備えた第１基板を、前記複数の第１領域のそれぞれに水より蒸気圧が低い液体の液滴が付着した状態に置くとともに、第２表面を備えた第２基板を、前記第２表面上における前記複数の第１領域に対応する位置に複数の部品がそれぞれ配置された状態、且つ、前記第２表面が前記第１基板の第１表面と離れて向かい合う状態に置く、第１手段と、
    　前記第１、第２基板を、前記第１、第２表面が向かい合う状態を維持しながら相対的に近づけて、前記複数の部品を対応する前記第１領域に付着する液滴にそれぞれ接触させる、第２手段と、
    　を備えた、部品の位置合わせ装置。
  3. 　請求項２に記載の部品の位置合わせ装置において、
    　前記水より蒸気圧が低い液体は、グリセリンを含む液体である、部品の位置合わせ装置。
  4. 　請求項３に記載の部品の位置合わせ装置において、
    　前記水より蒸気圧が低い液体は、グリセリンの水溶液である、部品の位置合わせ装置。
  5. 　請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の部品の位置合わせ装置において、
    　前記各第１領域は、前記部品の平面形状に対して７５～１５０％の大きさの相似形を呈している、部品の位置合わせ装置。
  6. 　請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の部品の位置合わせ装置において、
    　前記部品の形状における代表長さは２ｍｍ以下である、部品の位置合わせ装置。
  7. 　互いに離れて位置する濡れ性が高い複数の第１領域と、前記複数の第１領域以外の領域である濡れ性が低い第２領域と、からなる第１表面を備えた第１基板を、前記複数の第１領域のそれぞれに液滴が付着した状態、且つ、前記第１表面が鉛直方向の下方に向いた状態に置くとともに、第２表面を備えた第２基板を、前記第２表面上における前記複数の第１領域に対応する位置に複数の部品がそれぞれ配置された状態、且つ、前記第２表面が前記第１基板の第１表面と離れて向かい合うように前記第２表面が鉛直方向の上方に向いた状態に置く、第１工程と、
    　その後、前記第１、第２基板を、前記第１、第２表面が鉛直方向の下方及び上方にそれぞれ向いた状態を維持しながら相対的に近づけて、前記複数の部品を対応する前記第１領域に付着する液滴にそれぞれ接触させる、第２工程と、
    　その後、前記第１、第２基板を、前記第１表面が鉛直方向の下方に向いた状態を維持しながら相対的に遠ざけるとともに、前記第２工程の実行によって対応する前記第１領域に付着する液滴にそれぞれ付着した状態にある前記複数の部品をシートに転写・固定する、第３工程と、
    　を含む、位置合わせが完了した複数の部品が表面に転写・固定されたシートを製造する方法。
  8. 　互いに離れて位置する濡れ性が高い複数の第１領域と、前記複数の第１領域以外の領域である濡れ性が低い第２領域と、からなる第１表面を備えた第１基板を、前記複数の第１領域のそれぞれに水より蒸気圧が低い液体の液滴が付着した状態に置くとともに、第２表面を備えた第２基板を、前記第２表面上における前記複数の第１領域に対応する位置に複数の部品がそれぞれ配置された状態、且つ、前記第２表面が前記第１基板の第１表面と離れて向かい合う状態に置く、第１工程と、
    　その後、前記第１、第２基板を、前記第１、第２表面が向かい合う状態を維持しながら相対的に近づけて、前記複数の部品を対応する前記第１領域に付着する液滴にそれぞれ接触させる、第２工程と、
    　その後、前記第１、第２基板を相対的に遠ざけるとともに、前記第２工程の実行によって対応する前記第１領域に付着する液滴にそれぞれ付着した状態にある前記複数の部品をシートに転写・固定する、第３工程と、
    　を含む、位置合わせが完了した複数の部品が表面に転写・固定されたシートを製造する方法。
  9. 　請求項８に記載のシートを製造する方法において、
    　前記水より蒸気圧が低い液体は、グリセリンを含む液体である、シートを製造する方法。
  10. 　請求項９に記載のシートを製造する方法において、
    　前記水より蒸気圧が低い液体は、グリセリンの水溶液である、シートを製造する方法。
  11. 　請求項７乃至請求項１０の何れか一項に記載のシートを製造する方法において、
    　前記各第１領域は、前記部品の平面形状に対して７５～１５０％の大きさの相似形を呈している、シートを製造する方法。
  12. 　請求項７乃至請求項１１の何れか一項に記載のシートを製造する方法において、
    　前記部品の形状における代表長さは２ｍｍ以下である、シートを製造する方法。
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