(57)【要約】【課題】第１ワークと第２ワークの貼り合わせの精度を向上させることができるワーク貼合装置を提供する。【解決手段】ワーク貼合装置１０は、上チャンバ２１と、第１ワークＷ１が設置されるワーク設置面３２ａを有する下チャンバ３１と、ダイヤフラムユニット２０と、を備える。ダイヤフラムユニット２０は、上チャンバ２１と下チャンバ３１の間に形成されるチャンバ内空間３１ａに位置し、ワーク設置面３２ａに向けて開口するダイヤフラム閉空間２６ａを有するダイヤフラムチャンバ２６と、ダイヤフラムチャンバ２６のダイヤフラム閉空間２６ａを閉じるように、ダイヤフラムチャンバ２６に装着され、弾性材料により形成され、ダイヤフラム閉空間２６ａの加圧に伴い膨張することにより第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に向けて押す貼合シート２３と、ダイヤフラムチャンバ２６をチャンバ内空間３１ａ内で移動させる軸駆動部２７と、を備える。【選択図】図１
2020179628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１チャンバと、
第１ワークが設置されるワーク設置面を有し、前記第１チャンバと対向する位置に設けられる第２チャンバと、
第２ワークを前記第１ワークに貼り合わせるため、前記第２ワークを前記第１ワークに向けて押すダイヤフラムユニットと、を備え、
前記ダイヤフラムユニットは、
前記第２チャンバに対して前記第１チャンバが閉じたときに前記第１チャンバと前記第２チャンバの間に形成されるチャンバ内空間に位置し、前記ワーク設置面に向けて開口するダイヤフラム閉空間を有するダイヤフラムチャンバと、
前記ダイヤフラムチャンバの前記ダイヤフラム閉空間を閉じるように、前記ダイヤフラムチャンバに装着され、弾性材料により形成され、前記ダイヤフラム閉空間の加圧に伴い膨張することにより前記第２ワークを前記第１ワークに向けて押す貼合シートと、
前記ダイヤフラムチャンバを前記チャンバ内空間で移動させる駆動部と、を備える、
ワーク貼合装置。
【請求項２】
前記貼合シートが膨張する前に、前記駆動部を介して前記ダイヤフラムチャンバを前記ワーク設置面の面方向に移動させることにより、前記貼合シートに装着された前記第２ワークを前記第１ワークに対して位置合わせする制御部を備える、
請求項１に記載のワーク貼合装置。
【請求項３】
前記ダイヤフラムユニットは、前記ダイヤフラムチャンバと前記駆動部の間に接続され、前記第１チャンバに形成される軸通孔を通過し、前記駆動部により前記軸通孔内を前記面方向に沿って移動させられる駆動軸を備え、
前記制御部は、前記貼合シートが膨張する前に、前記駆動部を介して前記ダイヤフラムチャンバを前記面方向に移動させることにより、曲面状に形成される前記ワーク設置面の頂点に前記貼合シートに装着された前記第２ワークの中心が対向するように前記第２ワークを前記第１ワークに対して位置合わせする、
請求項２に記載のワーク貼合装置。
【請求項４】
前記ワーク設置面は傾斜面を備え、
前記ダイヤフラムユニットは、前記第２ワークを前記第１ワークのうち前記傾斜面に設置される部位に押し付け、
前記貼合シートは、貼り合わせ前の前記第２ワークが装着され、前記第２ワークと前記第１ワークの間の距離の差が小さくなるように、前記貼合シートが弾性変形していない状態で前記傾斜面に沿う向きに設けられる、
請求項１から３の何れか１項に記載のワーク貼合装置。
【請求項５】
前記ダイヤフラムユニットは前記ワーク設置面の面方向に沿って並ぶように複数設けられ、
複数の前記ダイヤフラムユニットはそれぞれ異なる前記第２ワークを前記第１ワークに押し付ける、
請求項１から４の何れか１項に記載のワーク貼合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク貼合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板にフィルムを貼り合わせるワーク貼合装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のワーク貼合装置に相当するラミネート装置は、上室を有する上部チャンバと、上室を密閉するダイヤフラムシートと、下室を有する下部チャンバと、上部チャンバ及び下部チャンバの間に基板を搬送する基板搬送ベルトと、を備える。上部チャンバの上室が真空状態から加圧されることにより、ダイヤフラムシートは膨張してフィルムを基板に向けてプレスする。これにより、基板の表面にフィルムが貼り合わされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２９７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のラミネート装置において、ダイヤフラムシートは、上部チャンバの開口を塞ぐため面積が大きくなりやすい。ダイヤフラムシートの面積が大きいと、ダイヤフラムシートが膨張する際にダイヤフラムシートの動きをコントロールすることが困難となり、基板（第１ワーク）とフィルム（第２ワーク）の貼り合わせの精度が低下する。
【０００５】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、第１ワークと第２ワークの貼り合わせの精度を向上させることができるワーク貼合装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るワーク貼合装置は、第１チャンバと、第１ワークが設置されるワーク設置面を有し、前記第１チャンバと対向する位置に設けられる第２チャンバと、第２ワークを前記第１ワークに貼り合わせるため、前記第２ワークを前記第１ワークに向けて押すダイヤフラムユニットと、を備え、前記ダイヤフラムユニットは、前記第２チャンバに対して前記第１チャンバが閉じたときに前記第１チャンバと前記第２チャンバの間に形成されるチャンバ内空間に位置し、前記ワーク設置面に向けて開口するダイヤフラム閉空間を有するダイヤフラムチャンバと、前記ダイヤフラムチャンバの前記ダイヤフラム閉空間を閉じるように、前記ダイヤフラムチャンバに装着され、弾性材料により形成され、前記ダイヤフラム閉空間の加圧に伴い膨張することにより前記第２ワークを前記第１ワークに向けて押す貼合シートと、前記ダイヤフラムチャンバを前記チャンバ内空間で移動させる駆動部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ワーク貼合装置において、第１ワークと第２ワークの貼り合わせの精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る上チャンバが閉じた状態のワーク貼合装置の概略図である。
【図２】図１の範囲Ａの拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る（ａ）〜（ｄ）はワーク貼り合わせ処理の各工程を示すワーク貼合装置の概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るダイヤフラム膜が膨張する際の貼合シートの概略図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るワーク貼り合わせ処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る（ａ）〜（ｄ）はワーク貼り合わせ処理の各工程を示すワーク貼合装置の概略図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る（ａ）〜（ｄ）はワーク貼り合わせ処理の各工程を示すワーク貼合装置の概略図である。
【図８】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る貼合シート及びダイヤフラムチャンバ等を示す概略図であり、（ｂ）は比較例に係る貼合シート及びダイヤフラムチャンバ等を示す概略図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る（ａ）〜（ｄ）はワーク貼り合わせ処理の各工程を示すワーク貼合装置の概略図である。
【図１０】本発明の変形例に係る関節駆動部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
本発明に係るワーク貼合装置の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、ワーク貼合装置１０は、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼り付ける２層真空チャンバ方式の装置である。ワーク貼合装置１０は、上チャンバ２１と、下チャンバ３１と、ダイヤフラムユニット２０と、制御部４０と、位置合わせカメラ６０と、真空ポンプ４１と、チャンバ駆動部４２と、切替弁４３ａ，４３ｂと、開放弁４３ｃと、を備える。
【００１０】
下チャンバ３１は上チャンバ２１に向けて開口する箱状をなす。下チャンバ３１は、その内底面に固定されるワーク支持台３２を有する。ワーク支持台３２の上面はＸ方向において高さ方向であるＺ方向に向けて凸状の曲面状のワーク設置面３２ａを有する。ワーク支持台３２のワーク設置面３２ａには、ワーク設置面３２ａに沿った曲率を有する曲板状の第１ワークＷ１が装着される。第１ワークＷ１は、例えば、Ｘ方向に沿って湾曲し、Ｙ方向に湾曲せずに直線状に延びる形状をなしている。しかし、これに限らず、第１ワークＷ１は、例えば、Ｘ方向とＹ方向に沿って湾曲していてもよい。
【００１１】
上チャンバ２１は下チャンバ３１に向けて開口する箱状をなす。上チャンバ２１は、チャンバ駆動部４２により下チャンバ３１に対して開閉する。上チャンバ２１が下チャンバ３１に対して閉じられると、上チャンバ２１と下チャンバ３１の間には、密閉されたチャンバ内空間３１ａが形成される。上チャンバ２１の上板２１ｕには、後述する駆動軸２９が通過する軸通孔２１ｈが形成される。軸通孔２１ｈは、駆動軸２９がＸ方向とＹ方向に移動可能に、駆動軸２９よりも大きい径を有する。
【００１２】
ダイヤフラムユニット２０は、貼合シート２３と、ダイヤフラムチャンバ２６と、駆動軸２９と、軸駆動部２７と、蛇腹部２８ａと、駆動部支持板２８ｂと、支持柱部２８ｃと、を備える。貼合シート２３はダイヤフラム膜２２及びワークステージ２５を有する。
ダイヤフラムチャンバ２６は、チャンバ内空間３１ａに位置し、ワーク支持台３２に向けて開口する箱状をなす。ダイヤフラムチャンバ２６は、上チャンバ２１よりも小さいサイズで形成されている。
図２に示すように、ダイヤフラムチャンバ２６の開口側の端面にはダイヤフラム膜２２の外周縁部が固定されている。ダイヤフラム膜２２によりダイヤフラムチャンバ２６内のダイヤフラム閉空間２６ａが密閉される。ダイヤフラム膜２２は、ダイヤフラムチャンバ２６のダイヤフラム閉空間２６ａが加圧されることにより弾性変形する弾性体、例えばゴム等の超弾性体からなる。
【００１３】
図２に示すように、ワークステージ２５はダイヤフラム膜２２よりもワーク支持台３２に近い位置においてダイヤフラム膜２２に重ねられる。ワークステージ２５の外周縁部はダイヤフラムチャンバ２６の開口側の端面に固定されている。ワークステージ２５は既存の貼合装置に後付け可能である。ワークステージ２５は、ダイヤフラム膜２２の膨張によってワーク支持台３２に近づく方向に押されることにより、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼り付ける。
【００１４】
詳しくは、ワークステージ２５は、第２ワークＷ２が装着されるステージ部２５ａと、ステージ部２５ａを弾性的にダイヤフラムチャンバ２６に支持するステージ支持部２５ｂと、を備える。
ステージ部２５ａは、第２ワークＷ２よりも広い面積の板状に形成される。ステージ部２５ａは、ダイヤフラム膜２２よりも外力に対して弾性変形しづらく、かつ、第１ワークＷ１の曲面に沿って弾性変形可能な材質又は形状で形成されている。例えば、ステージ部２５ａは、ダイヤフラム膜２２よりも弾性率が大きい塩化ビニル等の樹脂、又は金属により形成される。ステージ部２５ａの下面には第２ワークＷ２が装着される。ステージ部２５ａと第２ワークＷ２は剥離可能に粘着する図示しない微粘着層により接着されていてもよい。また、ステージ部２５ａの内部に図示しない真空室が形成され、この真空室が図示しない真空源により真空とされることにより第２ワークＷ２はステージ部２５ａに吸着されてもよい。
ステージ支持部２５ｂはダイヤフラムチャンバ２６の開口側の端面とステージ部２５ａの間に位置する。ステージ支持部２５ｂの外周縁部は、図示しない金具によりダイヤフラムチャンバ２６の開口側の端面に固定される。ステージ支持部２５ｂは、弾性体であって、ステージ部２５ａよりも外力に対して変形しやすい材質又は形状で形成されている。例えば、ステージ支持部２５ｂは例えばゴム等の超弾性体又は塩化ビニル等の樹脂からなる。ステージ支持部２５ｂはダイヤフラム膜２２により押されることでステージ部２５ａよりも大きく弾性変形する。ステージ部２５ａは、ボルト又は接着剤等を介してステージ支持部２５ｂに固定されてもよいし、ステージ支持部２５ｂにインサート成形されてもよい。
なお、本例に限らず、ステージ支持部２５ｂは、ステージ部２５ａと同一の材質で、かつ、ステージ部２５ａよりも厚さが薄く形成されていてもよい。
【００１５】
図１に示すように、駆動軸２９は、ダイヤフラムチャンバ２６と軸駆動部２７の間を接続し、Ｚ方向に沿って延びる円筒状をなす。駆動軸２９は上チャンバ２１の軸通孔２１ｈを通過する。駆動軸２９の下端は、ダイヤフラムチャンバ２６の上板の接続孔２６ｈ内に固定される。これにより、駆動軸２９の内部空間２９ａはダイヤフラムチャンバ２６のダイヤフラム閉空間２６ａに連続する。
【００１６】
駆動部支持板２８ｂは、上チャンバ２１の外側に位置し、軸通孔２１ｈにＺ方向に対向する位置に設けられる。支持柱部２８ｃは、上チャンバ２１の上面と駆動部支持板２８ｂの下面の間にＺ方向に沿って延び、上チャンバ２１の上面に対して駆動部支持板２８ｂを支持する。蛇腹部２８ａは、駆動軸２９の周囲を囲む筒状をなし、上チャンバ２１の上面と駆動部支持板２８ｂの下面の間に延びる。蛇腹部２８ａは、軸通孔２１ｈを介してチャンバ内空間３１ａが外部空間に繋がることを遮断し、チャンバ内空間３１ａの真空度を向上させる。
【００１７】
軸駆動部２７は、制御部４０による制御のもと、駆動軸２９をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させ、駆動軸２９をその軸を中心としてθ方向に回転させる。軸駆動部２７は、ダイヤフラムチャンバ２６を第１ワークＷ１に対して所望の位置及び所望の向きに移動させることができる。なお、駆動軸２９のθ方向の回転は、駆動軸２９の移動に概念的に含まれるものとする。
詳しくは、軸駆動部２７は、駆動部支持板２８ｂの上面に設置される。軸駆動部２７は、ダイヤフラムチャンバ２６をＸ方向に移動させるＸ方向移動部２７ｘと、ダイヤフラムチャンバ２６をＹ方向に移動させるＹ方向移動部２７ｙと、ダイヤフラムチャンバ２６をＺ方向に移動させるＺ方向移動部２７ｚと、ダイヤフラムチャンバ２６をθ方向に回転させる回転駆動部２７θと、を備える。Ｘ方向移動部２７ｘ、Ｙ方向移動部２７ｙ及びＺ方向移動部２７ｚは、それぞれ、例えば、何れも図示しない、モータと、モータにより軸回転するボールねじと、ボールねじの軸回転により移動するスライダと、を備える。回転駆動部２７θは、例えば、駆動軸２９を軸回転させるモータを備える。
【００１８】
図１に示すように、チャンバ駆動部４２は、制御部４０による制御のもと、上チャンバ２１を下チャンバ３１に対して接近又は離間するように移動させる。チャンバ駆動部４２は、例えば、油圧又は空気圧で動作するシリンダである。
【００１９】
開放弁４３ｃは、上チャンバ２１に設けられ、制御部４０による制御のもと開かれることによりチャンバ内空間３１ａを大気圧とする。
切替弁４３ａは、真空ポンプ４１とダイヤフラムチャンバ２６のダイヤフラム閉空間２６ａの間を接続する流路４５ａに設けられる。切替弁４３ａは、制御部４０による制御のもと、流路４５ａを導通させた導通状態、流路４５ａを遮断させた遮断状態、及び流路４５ａを大気に開放する開放状態の間で切り替わる。
切替弁４３ｂは、真空ポンプ４１とチャンバ内空間３１ａの間を接続する流路４５ｂに設けられる。切替弁４３ｂは、制御部４０による制御のもと、流路４５ｂを流体的に導通させた導通状態と流路４５ｂを流体的に遮断させた遮断状態の間で切り替わる。
真空ポンプ４１は、制御部４０による制御のもと動作し、ダイヤフラム閉空間２６ａ及びチャンバ内空間３１ａの少なくとも何れかを真空状態とする。
【００２０】
制御部４０は、軸駆動部２７、真空ポンプ４１、切替弁４３ａ，４３ｂ及び開放弁４３ｃを制御する。制御部４０は、ワーク貼り合わせ処理等の処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵの動作プログラム等が記憶されるＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵのワークエリアとして利用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。
位置合わせカメラ６０は、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を撮影し、その撮影データを制御部４０に出力する。位置合わせカメラ６０は、例えば、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２のそれぞれの対角線上に位置する角部を撮影するために４つのカメラを備える。
制御部４０は、位置合わせカメラ６０からの撮影データを解析することにより、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２のＸ方向とＹ方向の位置ずれ量、及びθ方向のずれ角度を測定する。
【００２１】
次に、図５のフローチャートを参照しつつ、制御部４０により実行されるワーク貼り合わせ処理について説明する。このワーク貼り合わせ処理の開始時には、図３（ａ）に示すように、上チャンバ２１が下チャンバ３１に対して開いた状態で、第１ワークＷ１がワーク支持台３２のワーク設置面３２ａに設置され、貼合シート２３の下面、正確には、ワークステージ２５の下面に第２ワークＷ２が装着される。第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の何れかの接着面には、接着剤、例えば、シート状のＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）や液体状のＯＣＲ（Optical Clear Resin）が設けられる。
【００２２】
制御部４０は、図３（ａ）に示すように、位置合わせカメラ６０を第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間に進入させ、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を撮影する（ステップＳ１０１）。制御部４０は、位置合わせカメラ６０からの撮影データに基づき第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の位置ずれを測定する（ステップＳ１０２）。この位置ずれは、例えば、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間のＸ方向とＹ方向の位置ずれ量、及びθ方向のずれ角度である。
【００２３】
そして、制御部４０は、測定された位置ずれを解消するように軸駆動部２７を介してダイヤフラムチャンバ２６をＸ方向とＹ方向に移動させるとともにθ方向に回転させることにより第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の位置合わせを行う（ステップＳ１０３）。例えば、制御部４０は、この位置合わせの際、図３（ａ）に示すように、第２ワークＷ２の中心位置がワーク設置面３２ａの頂点ＰにＺ方向に対向するようにダイヤフラムチャンバ２６をＸ方向とＹ方向に移動させ、第２ワークＷ２の側面と第１ワークＷ１の側面が平行をなすようにダイヤフラムチャンバ２６をθ方向に回転させる。このように位置合わせを行うことにより、第２ワークＷ２の中心から外周側に順に第１ワークＷ１に貼り合わせることができる。
【００２４】
次に、制御部４０は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２と同様に、位置合わせカメラ６０で撮影し、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の位置ずれを測定したうえで、位置ずれが解消したか否かを判別する（ステップＳ１０４）。位置ずれが解消していない旨判別すると（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０１の処理に戻る。よって、位置ずれが解消するまで、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理が繰り返される。
一方、制御部４０は、位置ずれが解消している旨判別すると（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、図３（ｂ）に示すように、チャンバ駆動部４２を介して上チャンバ２１を下チャンバ３１に対して閉じる（ステップＳ１０５）。
【００２５】
そして、制御部４０は、切替弁４３ａ，４３ｂを導通状態とし、真空ポンプ４１を動作させることにより、チャンバ内空間３１ａとダイヤフラム閉空間２６ａを真空状態とする（ステップＳ１０６）。そして、制御部４０は、図３（ｃ）に示すように、軸駆動部２７を介してダイヤフラムチャンバ２６が第１ワークＷ１に近づくようにＺ方向に移動させ、切替弁４３ａを開放状態に切り替えることによりダイヤフラム閉空間２６ａを大気圧まで加圧する（ステップＳ１０７）。これにより、ダイヤフラム膜２２は第１ワークＷ１に向かって膨張し、ワークステージ２５を介して第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に向けて押し付けて、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼り合わせる。
第２ワークＷ２が第１ワークＷ１に貼り合わされる際、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理により、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の位置ずれが解消されているため、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の貼り合わせの精度が高まる。すなわち、図４に示すように、ダイヤフラム膜２２は中心位置Ｃから外側に向かって順に第２ワークＷ２に接触する。よって、第２ワークＷ２の中央部が第２ワークＷ２の外周側よりも先に第１ワークＷ１に密着する。このため、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間に空気が入り込むことが抑制される。ダイヤフラム膜２２の膨張が完了すると、ワークステージ２５のステージ部２５ａは第１ワークＷ１の上面に沿って湾曲した状態となる。これにより、第２ワークＷ２の全域が第１ワークＷ１に押し付けられる。
また、図４に示すように、ダイヤフラム膜２２が膨張する過程で、ダイヤフラム膜２２が波打った状態となっても、ワークステージ２５のステージ部２５ａは波打った状態とならず、平板状を保つ。これによっても、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間に空気が入り込むことが抑制される。
【００２６】
最後に、制御部４０は、開放弁４３ｃを開くことによりチャンバ内空間３１ａを大気圧とし、図３（ｄ）に示すように、上チャンバ２１を下チャンバ３１に対して開き、軸駆動部２７を介してダイヤフラムチャンバ２６が第２ワークＷ２から遠ざかるようにＺ方向に移動させる（ステップＳ１０８）。これにより、貼り合わされた第１ワークＷ１と第２ワークＷ２は下チャンバ３１から取り出し可能となる。
以上で、ワーク貼り合わせ処理が終了となる。
なお、第１ワークＷ１は、例えば、液晶基板、プラズマディスプレイ基板又は太陽電池モジュール基板等である。第２ワークＷ２は、例えば、静電防止用、反射防止用等の各種機能性フィルムである。
【００２７】
（効果）
以上、説明した第１の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）ワーク貼合装置１０は、第１チャンバの一例である上チャンバ２１と、第１ワークＷ１が設置されるワーク設置面３２ａを有し、上チャンバ２１と対向する位置に設けられる第２チャンバの一例である下チャンバ３１と、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼り合わせるため、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に向けて押すダイヤフラムユニット２０と、を備える。ダイヤフラムユニット２０は、下チャンバ３１に対して上チャンバ２１が閉じたときに上チャンバ２１と下チャンバ３１の間に形成されるチャンバ内空間３１ａに位置し、ワーク設置面３２ａに向けて開口するダイヤフラム閉空間２６ａを有するダイヤフラムチャンバ２６と、ダイヤフラムチャンバ２６のダイヤフラム閉空間２６ａを閉じるように、ダイヤフラムチャンバ２６に装着され、弾性材料により形成され、ダイヤフラム閉空間２６ａの加圧に伴い膨張することにより第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に向けて押す貼合シート２３と、ダイヤフラムチャンバ２６をチャンバ内空間３１ａ内で移動させる駆動部の一例である軸駆動部２７と、を備える。
従来の上チャンバにダイヤフラム膜を装着する構成においては、ダイヤフラム膜の面積が大きくなりやすい。よって、従来の構成で、第１ワークの一部に第２ワークを貼り合わせる場合、ダイヤフラム膜の面積に対して小さいサイズの第２ワークがダイヤフラム膜に装着される。この場合に、膨張するダイヤフラム膜の動きをコントロールして、小さいサイズの第２ワークを精度高く第１ワークに貼り合わせることは困難であった。
上記構成によれば、ダイヤフラムチャンバ２６は、チャンバ内空間３１ａに収まるように上チャンバ２１又は下チャンバ３１よりも小型に形成される。これにより、従来の構成に比べて、貼合シート２３の面積を小さくすることができる。このため、貼合シート２３の動きをコントロールしやすい。貼合シート２３の面積を小さくすることで、例えば、膨張する貼合シート２３、特にダイヤフラム膜２２が波打った場合の振幅を小さくすることができ、貼合シート２３及びダイヤフラムチャンバ２６の形状誤差や熱変形の影響も小さくすることができる。よって、貼り合わされた第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の位置ずれや第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間に空気が入り込むことが抑制され、これにより、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の貼り合わせの精度を向上させることができる。
【００２８】
（２）ワーク貼合装置１０は、貼合シート２３が膨張する前に、軸駆動部２７を介してダイヤフラムチャンバ２６をＸＹ面方向に移動させることにより、貼合シート２３に装着された第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に対して位置合わせする制御部４０を備える。
従来では、ダイヤフラム膜が装着された上チャンバがＸＹ面方向に移動することにより、第１ワークと第２ワークの位置合わせが行われていた。上記構成によれば、ダイヤフラムチャンバ２６をＸＹ面方向に移動させるだけで、上チャンバ２１を移動させることなく、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の位置合わせを行うことができる。よって、位置合わせに要する構成を小型化できる。また、ダイヤフラムチャンバ２６を移動させるために必要な電力は、上チャンバ２１を移動させるために必要な電力に比べて少なくて済む。
【００２９】
（３）ダイヤフラムユニット２０は、ダイヤフラムチャンバ２６と軸駆動部２７の間に接続され、上チャンバ２１に形成される軸通孔２１ｈを通過し、軸駆動部２７により軸通孔２１ｈ内をＸＹ面方向に沿って移動させられる駆動軸２９を備える。制御部４０は、貼合シート２３が膨張する前に、軸駆動部２７を介してダイヤフラムチャンバ２６をＸＹ面方向に移動させることにより、曲面状に形成されるワーク設置面３２ａの頂点Ｐに貼合シート２３に装着された第２ワークＷ２の中心が対向するように第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に対して位置合わせする。
この構成によれば、貼合シート２３が膨張する前に、第２ワークＷ２のうち中央部を最も第１ワークＷ１に近づけるように位置合わせされる。よって、貼合シート２３が膨張すると、第２ワークＷ２をその中央部から外周側に向けて順に第１ワークＷ１に貼り合わせることができ、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間に空気が入り込むことを抑制できる。
【００３０】
（４）軸駆動部２７は、ダイヤフラムチャンバ２６をＸＹ面方向に沿って移動させるＸ方向移動部２７ｘ及びＹ方向移動部２７ｙと、ダイヤフラムチャンバ２６をＺ方向に沿って移動させるＺ方向移動部２７ｚと、軸駆動部２７を中心にダイヤフラムチャンバ２６をθ方向に回転させる回転駆動部２７θと、を備える。制御部４０は、Ｘ方向移動部２７ｘ、Ｙ方向移動部２７ｙ及び回転駆動部２７θを介してダイヤフラムチャンバ２６を移動させることにより、貼合シート２３に装着される第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に対して位置合わせした後、Ｚ方向移動部２７ｚを介して貼合シート２３の中心が頂点Ｐに近づくようにダイヤフラムチャンバ２６をＺ方向に移動させたうえで貼合シート２３を膨張させる。
この構成によれば、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に対して高精度で位置合わせしたうえで、第２ワークＷ２をその中央部から外周側に向けて順に第１ワークＷ１に貼り合わせることができる。よって、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間に空気が入り込むことを抑制できる。
【００３１】
（第２の実施形態）
本発明に係るワーク貼合装置の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、複数のダイヤフラムユニットが設けられている点が上記第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３２】
図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、ワーク貼合装置１０は、第１ダイヤフラムユニット２０ａと、第２ダイヤフラムユニット２０ｂと、を備える。第１ダイヤフラムユニット２０ａ及び第２ダイヤフラムユニット２０ｂの構成は、上記第１の実施形態のダイヤフラムユニット２０と同様である。第１ダイヤフラムユニット２０ａ及び第２ダイヤフラムユニット２０ｂはＸ方向に沿って並べられている。
ワーク設置面３２ａは正弦波状に形成され、第１ワークＷ１はワーク設置面３２ａに沿った正弦波板状に形成されている。
図６（ａ）に示すように、第１ダイヤフラムユニット２０ａはワーク設置面３２ａにおける高さが最も高い上頂点Ｐ１に対向して位置する。第２ダイヤフラムユニット２０ｂはワーク設置面３２ａにおける高さが最も低い下頂点Ｐ２に対向して位置する。
【００３３】
次に、ワーク貼り合わせ処理について説明する。本例では、第１ダイヤフラムユニット２０ａは第２ワークＷ２Ａを第１ワークＷ１のうち上頂点Ｐ１を中心とした範囲に貼り合わせ、第２ダイヤフラムユニット２０ｂは第２ワークＷ２Ｂを第１ワークＷ１のうち下頂点Ｐ２を中心とした範囲に貼り合わせる。
制御部４０は、図５に示すワーク貼り合わせ処理においては、位置合わせカメラ６０ａにより第１ダイヤフラムユニット２０ａに装着される第２ワークＷ２Ａと第１ワークＷ１のうち第２ワークＷ２Ａが貼り合わされる部分を撮影し、位置合わせカメラ６０ｂにより第２ダイヤフラムユニット２０ｂに装着される第２ワークＷ２Ｂと第１ワークＷ１のうち第２ワークＷ２Ｂが貼り合わされる部分を撮影する（ステップＳ１０１）。そして、制御部４０は、第１ワークＷ１に対する第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂのそれぞれの位置ずれを測定し（ステップＳ１０２）、各ダイヤフラムユニット２０ａ，２０ｂを介して第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂの位置ずれが解消するようにダイヤフラムチャンバ２６をＸ方向及びＹ方向に移動又はθ方向に回転させる（ステップＳ１０３）。この際、第１ダイヤフラムユニット２０ａと第２ダイヤフラムユニット２０ｂが独立してＸ方向及びＹ方向に移動可能又はθ方向に回転可能であるため、より高精度の第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂの位置合わせが可能である。なお、第２ワークＷ２Ａは第２ワークＷ２Ｂに対してＸ方向及びＹ方向に異なる位置に位置合わせされてもよいし、第２ワークＷ２Ａは第２ワークＷ２Ｂに対してθ方向に傾いた状態に位置合わせされてもよい。
【００３４】
以降、第１の実施形態と同様に、図５に示すワーク貼り合わせ処理のステップＳ１０４〜Ｓ１０８が実行される。
具体的には、図６（ｂ）に示すように、上チャンバ２１が下チャンバ３１に対して閉じられ、その後、チャンバ内空間３１ａと各ダイヤフラムユニット２０ａ，２０ｂのダイヤフラム閉空間２６ａが真空状態とされ、図６（ｃ）に示すように、各ダイヤフラムユニット２０ａ，２０ｂのダイヤフラムチャンバ２６が第１ワークＷ１に近づけられ、各ダイヤフラム閉空間２６ａが大気圧まで加圧される。これにより、ダイヤフラム膜２２が膨張し、第１ダイヤフラムユニット２０ａは第２ワークＷ２Ａを第１ワークＷ１のうち上頂点Ｐ１を中心とした範囲に貼り合わせ、第２ダイヤフラムユニット２０ｂは第２ワークＷ２Ｂを第１ワークＷ１のうち下頂点Ｐ２を中心とした範囲に貼り合わせる。そして、図６（ｄ）に示すように、チャンバ内空間３１ａが大気圧とされて、上チャンバ２１が下チャンバ３１に対して開かれる。
【００３５】
本例では、図６（ａ）に示すように、第１ダイヤフラムユニット２０ａの貼合シート２３の面積は、第２ダイヤフラムユニット２０ｂの貼合シート２３の面積よりも大きく形成されている。
また、本例では、第１ダイヤフラムユニット２０ａのダイヤフラムチャンバ２６のＺ方向の高さは、第２ダイヤフラムユニット２０ｂのダイヤフラムチャンバ２６のＺ方向の高さよりも低く形成されている。これにより、各ダイヤフラムユニット２０ａ，２０ｂの間で第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂを第１ワークＷ１に貼り合わせる際の駆動軸２９のＺ方向のストローク量の差を小さくすることができる。
【００３６】
（効果）
以上、説明した第２の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）第１ダイヤフラムユニット２０ａ及び第２ダイヤフラムユニット２０ｂはＸ方向に沿って並ぶように設けられる。第１ダイヤフラムユニット２０ａ及び第２ダイヤフラムユニット２０ｂはそれぞれ異なる第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂを第１ワークＷ１に押し付ける。
比較例として、例えば、１つの貼合シートに２つの第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂが装着される場合、一方の第２ワークＷ２Ａが第１ワークＷ１に対して位置合わせされると、他方の第２ワークＷ２Ｂが第１ワークＷ１に対して位置ずれするおそれがある。よって、比較例では、高い位置精度で第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂを第１ワークＷ１に貼り合わせることが困難であった。また、比較例として、第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂが時間的に順番に第１ワークＷ１に貼り合わされる場合には、貼り合わせの位置精度を高めることができるが、貼り合わせに要する時間が長くなる。
上記構成によれば、各ダイヤフラムユニット２０ａ，２０ｂは、それぞれの貼合シート２３を独立して移動させることで、第１ワークＷ１に対する第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂの位置合わせが同時にできる。このため、より高い位置精度で、かつ短時間で、第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂを第１ワークＷ１に貼り合わせることができる。
【００３７】
（２）第１ダイヤフラムユニット２０ａは、貼合シート２３に第２ワークＷ２Ａが装着され、貼合シート２３が膨張する前に、軸駆動部２７を介して第１ワークＷ１の第１頂点である上頂点Ｐ１に第２ワークＷ２Ａの中心位置が対向するようにダイヤフラムチャンバ２６を位置合わせする。また、第２ダイヤフラムユニット２０ｂは、貼合シート２３に第２ワークＷ２Ｂが装着され、貼合シート２３が膨張する前に、軸駆動部２７を介して第１ワークＷ１の上頂点Ｐ１とは異なる第２頂点である下頂点Ｐ２に第２ワークＷ２Ｂの中心位置が対向するようにダイヤフラムチャンバ２６を位置合わせする。
この構成によれば、第１ダイヤフラムユニット２０ａ及び第２ダイヤフラムユニット２０ｂは、第１ワークＷ１の異なる２つの頂点Ｐ１，Ｐ２を中心に異なる２つの第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂを同時に貼り合わせることができる。よって、より高い位置精度で、かつ短時間で、第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂを第１ワークＷ１に貼り合わせることができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
本発明に係るワーク貼合装置の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、貼合シートが第１ワークの傾斜部に沿って傾斜している点が上記第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３９】
図７（ａ）に示すように、ワーク設置面３２ａは、Ｘ方向においてＹ方向の高さが異なるように傾斜する傾斜面３２ｋを有する。本例では、傾斜面３２ｋは、図７（ａ）の右方向に向かうにつれて高さが低くなる。第１ワークＷ１は、傾斜面３２ｋに沿った傾斜部を有する。
図８（ａ）に示すように、ダイヤフラムチャンバ２６の開口端面は傾斜面３２ｋに沿うようにＸ方向に対して傾斜している。貼合シート２３（ダイヤフラム膜２２及びワークステージ２５）は、弾性変形していない状態で、傾斜面３２ｋに沿うようにＸ方向に対して傾斜している。これにより、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間の距離Ｄの差を小さくすることができる。すなわち、第２ワークＷ２のＸ方向の一端部における第１ワークＷ１と間の距離Ｄと第２ワークＷ２のＸ方向の他端部における第１ワークＷ１と間の距離Ｄの差が小さくなる。距離Ｄは、貼合シート２３に直交する方向に沿う方向の第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間の距離である。
本実施形態のワーク貼合装置１０におけるワーク貼り合わせ処理は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、上記第１の実施形態の図３（ａ）〜（ｄ）と同様に行われる。特に、第１ワークＷ１の傾斜部に第２ワークＷ２が貼り合わされる場合でも、貼合シート２３が第１ワークＷ１の傾斜部に沿う向きに設けられることにより、図７（ｃ）に示すように、第２ワークＷ２の中央部から外周側に向かって順に第１ワークＷ１に貼り合わされる。よって、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間に空気が入り込むことを抑制できる。
【００４０】
一方、図８（ｂ）の比較例で示すように、第１ワークＷ１の傾斜部に第２ワークＷ２が貼り合わされる場合に、貼合シート２３がＸ方向及びＹ方向に沿って延びている場合、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間の距離Ｄの差が大きくなる。この場合、貼合シート２３が膨張すると、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間の距離Ｄが小さい部位（第２ワークＷ２の図８（ｂ）の左側端部）から先に第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の貼り合わせが行われる。よって、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間に空気が入り込みやすい。
【００４１】
（効果）
以上、説明した第３の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）ワーク設置面３２ａは傾斜面３２ｋを備える。ダイヤフラムユニット２０は、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１のうち傾斜面３２ｋに設置される部位に押し付ける。貼合シート２３は、貼り合わせ前の第２ワークＷ２が装着され、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間の距離Ｄの差が小さくなるように、貼合シート２３が弾性変形していない状態で傾斜面３２ｋに沿う向きに設けられる。
この構成によれば、第１ワークＷ１の傾斜部に第２ワークＷ２が貼り合わされる場合でも、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間の距離Ｄの差が小さくなる向きに貼合シート２３が設けられることにより、第２ワークＷ２の中央部から外周側に向かって順に第１ワークＷ１に貼り合わされる。よって、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の間に空気が入り込むことを抑制できる。
【００４２】
（第４の実施形態）
本発明に係るワーク貼合装置の第４の実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態では、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、上記第２の実施形態のように複数のダイヤフラムユニット２０ａ，２０ｂが設けられ、各ダイヤフラムユニット２０ａ，２０ｂにおいて上記第３の実施形態のように貼合シート２３が第１ワークＷ１に沿って傾斜している。
図９（ａ）に示すように、ワーク設置面３２ａは凸状に湾曲した曲面を有する。ワーク設置面３２ａの頂点Ｐ３のＸ方向の両側の傾斜面３２ｏ，３２ｐには、それぞれ湾曲板状の第１ワークＷ１Ａ，Ｗ１Ｂが設置されている。
ダイヤフラムユニット２０ａの貼合シート２３には第２ワークＷ２Ａが装着される。この貼合シート２３は、第１ワークＷ１Ａが設置される傾斜面３２ｏに沿う向きに設けられる。ダイヤフラムユニット２０ｂの貼合シート２３には第２ワークＷ２Ｂが装着される。この貼合シート２３は、第１ワークＷ１Ｂが設置される傾斜面３２ｐに沿う向きに設けられる。
本実施形態のワーク貼合装置１０におけるワーク貼り合わせ処理は、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、上記第２の実施形態の図６（ａ）〜（ｄ）と同様に行われる。本実施形態のワーク貼合装置１０は、１回のワーク貼り合わせ処理により、２つの第１ワークＷ１Ａ，Ｗ１Ｂそれぞれに第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂを貼り合わせることができる。
【００４３】
（効果）
以上、説明した第４の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）ワーク貼合装置１０は複数のダイヤフラムユニット２０ａ，２０ｂを備え、各ダイヤフラムユニット２０ａ，２０ｂの貼合シート２３は、第１ワークＷ１Ａ，Ｗ１Ｂに沿って傾斜し、第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂが装着され、膨張することにより第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂを２つの第１ワークＷ１Ａ，Ｗ１Ｂそれぞれに貼り合わせる。
この構成によれば、上記第２の実施形態と同様に、貼り合わせの位置精度を高めつつ貼り合わせに要する時間を短縮し、かつ、上記第３の実施形態と同様に、第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂが貼り合わされる第１ワークＷ１Ａ，Ｗ１Ｂが傾斜している場合でも、第１ワークＷ１Ａ，Ｗ１Ｂと第２ワークＷ２Ａ，Ｗ２Ｂの間に空気が入り込むことを抑制できる。
【００４４】
なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。
【００４５】
（変形例）
上記各実施形態においては、チャンバ駆動部４２は上チャンバ２１を移動させていたが、これに限らず、下チャンバ３１を移動させてもよい。
【００４６】
上記第１の実施形態において、貼合シート２３のうちワークステージ２５が省略され、ダイヤフラム膜２２が直接に第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に向けて押し付けてもよい。第２〜第４の実施形態もこれと同様である。
【００４７】
上記各実施形態において、軸駆動部２７における回転駆動部２７θは省略されてもよい。
【００４８】
上記各実施形態において、ダイヤフラムユニット２０，２０ａ，２０ｂは、図１０に示すように、ダイヤフラムチャンバ２６を第１ワークＷ１に沿って傾ける関節駆動部２７ｋを備えていてもよい。関節駆動部２７ｋは、多関節ロボットであり、ダイヤフラムチャンバ２６と駆動軸２９の連結部に設けられ、制御部４０による制御のもと、ダイヤフラムチャンバ２６をＹ方向に延びる軸とＸ方向に延びる軸を中心に回転させる。これにより、第２ワークＷ２の向きは第１ワークＷ１の傾斜部に沿う方向に調整することができる。
【００４９】
上記各実施形態においては、駆動軸２９の内部空間２９ａはダイヤフラム閉空間２６ａと真空ポンプ４１の間を繋ぐ流路の一部であったが、駆動軸２９とは別に流路が形成されていてもよい。
【００５０】
上記第２及び第４の実施形態においては、ワーク貼合装置１０は、２つのダイヤフラムユニット２０ａ，２０ｂを備えていたが、３つ以上のダイヤフラムユニットを備えていてもよい。また、複数のダイヤフラムユニットはＹ方向に沿って並べられていてもよい。
【００５１】
上記第１の実施形態においては、第２ワークＷ２は貼り合わせ前に貼合シート２３に装着されていたが、これに限らず、第２ワークＷ２は第１ワークＷ１に設置されていてもよい。この場合、貼合シート２３が膨張することにより第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に押し付ける。第２〜第４の実施形態もこれと同様である。
【００５２】
上記各実施形態において、ワーク設置面３２ａはＸ方向及びＹ方向に沿う平面状をなし、第１ワークＷ１は平板状をなしていてもよい。
【００５３】
上記各実施形態においては、下チャンバ３１に曲面状の第１ワークＷ１が設置され、上チャンバ２１側にダイヤフラムユニット２０が設けられていたが、下チャンバ３１、上チャンバ２１及びダイヤフラムユニット２０の上下（天地）方向が反対であってもよい。具体的には、曲面状の第２ワークＷ２が上チャンバのワーク支持台に設置され、下チャンバ側にダイヤフラムユニットが設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０…ワーク貼合装置、２０…ダイヤフラムユニット、２０ａ…第１ダイヤフラムユニット、２０ｂ…第２ダイヤフラムユニット、２１…上チャンバ、２１ｈ…軸通孔、２１ｕ…上板、２２…ダイヤフラム膜、２３…貼合シート、２５…ワークステージ、２５ａ…ステージ部、２５ｂ…ステージ支持部、２６…ダイヤフラムチャンバ、２６ａ…ダイヤフラム閉空間、２６ｈ…接続孔、２７…軸駆動部、２７θ…回転駆動部、２７ｋ…関節駆動部、２７ｘ…Ｘ方向移動部、２７ｙ…Ｙ方向移動部、２７ｚ…Ｚ方向移動部、２８ａ…蛇腹部、２８ｂ…駆動部支持板、２８ｃ…支持柱部、２９…駆動軸、２９ａ…内部空間、３１…下チャンバ、３１ａ…チャンバ内空間、３２…ワーク支持台、３２ａ…ワーク設置面、３２ｋ，３２ｏ，３２ｐ…傾斜面、４０…制御部、４１…真空ポンプ、４２…チャンバ駆動部、４３ａ，４３ｂ…切替弁、４３ｃ…開放弁、４５ａ，４５ｂ…流路、６０，６０ａ，６０ｂ…位置合わせカメラ、Ｄ…距離、Ｗ１，Ｗ１Ａ，Ｗ１Ｂ…第１ワーク、Ｗ２，Ｗ２Ａ，Ｗ２Ｂ…第２ワーク、Ｐ，Ｐ３…頂点、Ｐ１…上頂点、Ｐ２…下頂点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020179628.tif 000010
【図９】
2020179628.tif 000011
【図１０】
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