(57)【要約】【課題】エネルギー線硬化型接着剤の特徴であるハイタクトや簡易性を維持し、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮による部品の位置ずれを回避し、接着接合を高精度化する。【解決手段】被着物１と接着物２との位置合わせをした後に、エネルギー線硬化型接着剤３を用いて被着物１に接着物２を接合する方法に関する。被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力を、エネルギー線硬化型接着剤３に与えられる硬化エネルギーを変化させることにより制御し、硬化収縮力により発生する接着物２にかかる応力を互いに相殺し、被着物１に対する接着物２の相対的な位置を保持して接着硬化を行う。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被着物と接着物との位置合わせをした後に、エネルギー線硬化型接着剤を用いて被着物に接着物を接合する方法において、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力を、前記エネルギー線硬化型接着剤に与えられる硬化エネルギーを変化させることにより制御し、前記硬化収縮力により発生する前記接着物にかかる応力を互いに相殺し、前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を保持して接着硬化を行うことを特徴とする位置制御型接着接合方法。
【請求項２】
被着物と接着物との位置合わせをした後に、エネルギー線硬化型接着剤を用いて被着物に接着物を接合する方法において、
前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力を、前記エネルギー線硬化型接着剤に与えられる硬化エネルギーを変化させることにより制御して前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向をコントロールし、前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を任意に動作させた後、前記被着物と前記接着物との相対的な位置を保持し接着硬化を行うことを特徴とする位置制御型接着接合方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の位置制御型接着接合方法において、前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて硬化エネルギーを変化させるようにフィードバックして前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射を個別にＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法。
【請求項５】
請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射強度を個別に可変とすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法。
【請求項６】
請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射面積を個別に可変とすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法。
【請求項７】
請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所の少なくとも１箇所へ収縮特性の異なる複数種のエネルギー線硬化型接着剤を塗布し、エネルギー線を照射する接着箇所を切りかえることにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法。
【請求項８】
請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へ異なる量のエネルギー線硬化型接着剤を塗布し、これに個別にエネルギー線を照射することにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法。
【請求項９】
請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へエネルギー線硬化型接着剤を異なる接着形態で塗布し、これに個別にエネルギー線を照射することにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法。
【請求項１０】
被着物と接着物との位置合わせをした後に、エネルギー線硬化型接着剤を用いて被着物に接着物を接合する装置において、
前記被着物と前記接着物とを接合するための前記接着剤の塗布手段と、該接着剤を硬化するためのエネルギー線照射手段と、前記被着物と前記接着物との相対的な位置を計測する計測手段と、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力を、前記エネルギー線硬化型接着剤に与えられる、前記エネルギー線照射手段から照射される硬化エネルギーを変化させることにより制御する制御手段と、前記硬化収縮力により発生する前記接着物にかかる応力を互いに相殺し、前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を前記計測手段による位置ずれ情報に基づいて保持して接着硬化を行う制御手段とを備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置。
【請求項１１】
被着物と接着物との位置合わせをした後に、エネルギー線硬化型接着剤を用いて被着物に接着物を接合する装置において、
前記被着物と前記接着物とを接合するための前記接着剤の塗布手段と、該接着剤を硬化するためのエネルギー線照射手段と、前記被着物と前記接着物との相対的な位置を計測する計測手段と、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力を、前記エネルギー線硬化型接着剤に与えられる、前記エネルギー線照射手段から照射される硬化エネルギーを変化させることにより制御して前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向をコントロールし、前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を任意に動作させた後、前記被着物と前記接着物との相対的な位置を保持し接着硬化を行う制御手段とを備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の位置制御型接着接合装置において、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて硬化エネルギーを変化させるようにフィードバックして前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置。
【請求項１３】
請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射を個別にＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置。
【請求項１４】
請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射強度を個別に可変とすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置。
【請求項１５】
請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射面積を個別に可変とすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置。
【請求項１６】
請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所の少なくとも１箇所へ収縮特性の異なる複数種のエネルギー線硬化型接着剤を塗布し、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、エネルギー線を照射する接着箇所を切りかえることにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置。
【請求項１７】
請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へ異なる量のエネルギー線硬化型接着剤を塗布し、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、複数の硬化箇所に個別にエネルギー線を照射することにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置。
【請求項１８】
請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へエネルギー線硬化型接着剤を異なる接着形態で塗布し、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、複数の硬化箇所に個別にエネルギー線を照射することにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被着物と接着物との位置合わせをした後に、エネルギー線硬化型接着剤を用いて被着物に接着物を接合する方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に部品を接着する接着剤としては、加熱硬化型、嫌気硬化型、光（紫外線、可視光等）硬化型などが代表的で、幾つかの性質を兼ね備えたものもある。
光学部品の接着に際して、加熱硬化型接着剤を用いた場合は、オーブン等で熱を加える工程が必要であるため、ハイタクト化の妨げになることや、部品によっては熱を許容できないものも存在するという問題がった。また嫌気硬化型接着剤を用いた場合は、硬化プロセスの特徴から制限された接着構造とする必要があった。
【０００３】
そこで、これらの問題点に鑑み、光学部品をはじめとしたハイタクト化されている部品接合では一般的に、光硬化型の中でも紫外線（ＵＶ）硬化型の接着剤を使用して接合する場合が多い。
【０００４】
しかし、上記のようにハイタクト化が容易で接着工程の許容度が広い光硬化型接着剤であるが、硬化に際して光（ＵＶ等）を照射すると、光硬化型接着剤においても硬化収縮するという問題があった。
【０００５】
この硬化収縮は精密組立において大きな課題であり、高精度な調整後に、大きな硬化収縮があると調整した位置にずれが生じ、精密組立の機能を阻害する可能性がある。
【０００６】
この課題に対する対策として、大きく４種類の方法が知られている。
第１の方法は、特開２０００−９０４８１号公報や特開平１０−３０９８０１号公報に示されるように、使用（塗布）する接着剤を薄く少量とし、硬化収縮量を低減する方法である。
【０００７】
特開２０００−９０４８１号公報に記載された発明は、接着剤の粘度を低下させ、加圧して、接着剤層を薄く且つ均一にすることにより、接着剤の硬化収縮や温度変化による体積変化を小さく均一に起こるように工夫するものである。
【０００８】
また、特開平１０−３０９８０１号公報に記載された発明は、接着物と被着物の間に中間保持部材を設け、充填接着並みの調整しろを許容して、薄い接着剤層のため、接着剤の硬化収縮や温度変化による体積変化が小さくなるように工夫するものである。
【０００９】
しかし、特開２０００−９０４８１号公報では、基本的に面接着であり、特殊な接着剤を使用する必要がある。また特開平１０−３０９８０１号公報では、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。
【００１０】
第２の方法は、特開２００１−３５００７２号公報のように、照射するＵＶ光を制御してばらつきを無くし、硬化収縮の均一性を向上させる方法である。
この特開２００１−３５００７２号公報に記載された発明は、紫外線照射強度むらを検出し、透過光制御部にてその強度むらをなくすよう制御して硬化収縮の均一性を向上させ、光学部品が本来有する面精度を維持した状態で接合するものである。
【００１１】
しかし、この方法では、接着構造が基本的に面接着に限定されてしまうという問題と、接着剤の塗布むらがある場合には、硬化収縮による位置ずれを回避できない不具合とがある。
【００１２】
第３の方法は、特開平０８−２０９０７５号公報のように、接着構造と接着プロセスの工夫により硬化収縮による部品の位置ずれを抑える方法である。やはりこの方法でも、接着構造が限定され、汎用的な高精度ＵＶ接着方法にはなりえない。
【００１３】
この特開平０８−２０９０７５号公報に記載された発明は、接着物と被着物及び接着部の構造を工夫し、接着剤塗布と同時に硬化することにより、２部材近傍の接着剤から硬化して２部材間の相対位置が硬化収縮に影響受けにくくする。
【００１４】
第４の方法は、特開平１０−１２１０１３号公報、特開平０７−２０１０２８号公報、特開平０５−０４１４０８号公報のように接着剤自体に手を加える方法である。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する技術や熱収縮樹脂の添加で硬化と収縮の発生タイミングを分離する技術がある。これらの接着剤開発が、本課題に対して最も盛んに行われている対策である。
【００１５】
特開平１０−１２１０１３号公報に記載された発明は、粒径と密度をそろえた充填剤を添加し、接着剤そのものの硬化収縮や温度変化による体積変化が小さくなるように工夫するものである。
【００１６】
特開平０７−２０１０２８号公報に記載された発明は、平均粒径１０μｍ以下の酸化物セラミック微粒子を添加して接着剤そのものの硬化収縮や温度変化による体積変化が小さくなるように工夫するものである。
【００１７】
特開平０５−０４１４０８号公報に記載された発明は、熱収縮樹脂を紫外線硬化型樹脂の中に含有させ、紫外線照射による硬化と熱による収縮の発生タイミングをそれぞれ制御することで実装の信頼性を確保するものである。
【００１８】
しかし、この場合は、特殊な接着剤を使用する必要があり、また接着剤量が増えれば比例的に硬化収縮量が増え、部品の位置ずれが大きくなる。接着形態にも部品位置ずれ量が寄与してしまうという不具合がある。
【００１９】
【特許文献１】
特開２０００−９０４８１号公報
【特許文献２】
特開平１０−３０９８０１号公報
【特許文献３】
特開２００１−３５００７２号公報
【特許文献４】
特開平０８−２０９０７５号公報
【特許文献５】
特開平１０−１２１０１３号公報
【特許文献６】
特開平０７−２０１０２８号公報
【特許文献７】
特開平０５−０４１４０８号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記課題を鑑みエネルギー線硬化型接着剤の特徴であるハイタクトや簡易性を維持し、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮による部品の位置ずれを回避し、接着接合を高精度化する方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、被着物と接着物との位置合わせをした後に、エネルギー線硬化型接着剤を用いて被着物に接着物を接合する方法において、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力を、前記エネルギー線硬化型接着剤に与えられる硬化エネルギーを変化させることにより制御し、前記硬化収縮力により発生する前記接着物にかかる応力を互いに相殺し、前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を保持して接着硬化を行うことを特徴とする位置制御型接着接合方法である。
【００２２】
また、請求項２の発明は、被着物と接着物との位置合わせをした後に、エネルギー線硬化型接着剤を用いて被着物に接着物を接合する方法において、
前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力を、前記エネルギー線硬化型接着剤に与えられる硬化エネルギーを変化させることにより制御して前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向をコントロールし、前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を任意に動作させた後、前記被着物と前記接着物との相対的な位置を保持し接着硬化を行うことを特徴とする位置制御型接着接合方法である。
【００２３】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の位置制御型接着接合方法において、前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて硬化エネルギーを変化させるようにフィードバックして前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法である。
【００２４】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射を個別にＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法である。
【００２５】
また、請求項５の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射強度を個別に可変とすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法である。
【００２６】
また、請求項６の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射面積を個別に可変とすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法である。
【００２７】
また、請求項７の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所の少なくとも１箇所へ収縮特性の異なる複数種のエネルギー線硬化型接着剤を塗布し、エネルギー線を照射する接着箇所を切りかえることにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法である。
【００２８】
また、請求項８の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へ異なる量のエネルギー線硬化型接着剤を塗布し、これに個別にエネルギー線を照射することにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法である。
【００２９】
また、請求項９の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へエネルギー線硬化型接着剤を異なる接着形態で塗布し、これに個別にエネルギー線を照射することにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することを特徴とする位置制御型接着接合方法である。
【００３０】
また、請求項１０の発明は、被着物と接着物との位置合わせをした後に、エネルギー線硬化型接着剤を用いて被着物に接着物を接合する装置において、
前記被着物と前記接着物とを接合するための前記接着剤の塗布手段と、該接着剤を硬化するためのエネルギー線照射手段と、前記被着物と前記接着物との相対的な位置を計測する計測手段と、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力を、前記エネルギー線硬化型接着剤に与えられる、前記エネルギー線照射手段から照射される硬化エネルギーを変化させることにより制御する制御手段と、前記硬化収縮力により発生する前記接着物にかかる応力を互いに相殺し、前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を前記計測手段による位置ずれ情報に基づいて保持して接着硬化を行う制御手段とを備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置である。
【００３１】
また、請求項１１の発明は、被着物と接着物との位置合わせをした後に、エネルギー線硬化型接着剤を用いて被着物に接着物を接合する装置において、
前記被着物と前記接着物とを接合するための前記接着剤の塗布手段と、該接着剤を硬化するためのエネルギー線照射手段と、前記被着物と前記接着物との相対的な位置を計測する計測手段と、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所で発生する硬化収縮力を、前記エネルギー線硬化型接着剤に与えられる、前記エネルギー線照射手段から照射される硬化エネルギーを変化させることにより制御して前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向をコントロールし、前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を任意に動作させた後、前記被着物と前記接着物との相対的な位置を保持し接着硬化を行う制御手段とを備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置である。
【００３２】
また、請求項１２の発明は、請求項１０又は１１に記載の位置制御型接着接合装置において、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて硬化エネルギーを変化させるようにフィードバックして前記被着物に対する前記接着物の相対的な位置を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置である。
【００３３】
また、請求項１３の発明は、請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射を個別にＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置である。
【００３４】
また、請求項１４の発明は、請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射強度を個別に可変とすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置である。
【００３５】
また、請求項１５の発明は、請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へのエネルギー線照射面積を個別に可変とすることにより、前記接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置である。
【００３６】
また、請求項１６の発明は、請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所の少なくとも１箇所へ収縮特性の異なる複数種のエネルギー線硬化型接着剤を塗布し、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、エネルギー線を照射する接着箇所を切りかえることにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置である。
【００３７】
また、請求項１７の発明は、請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へ異なる量のエネルギー線硬化型接着剤を塗布し、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、複数の硬化箇所に個別にエネルギー線を照射することにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置である。
【００３８】
また、請求項１８の発明は、請求項１０〜１２の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、前記エネルギー線硬化型接着剤の硬化収縮力に関して、前記被着物と前記接着物との接合に寄与する複数の硬化箇所へエネルギー線硬化型接着剤を異なる接着形態で塗布し、前記計測手段により前記接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、複数の硬化箇所に個別にエネルギー線を照射することにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段を備えていることを特徴とする位置制御型接着接合装置である。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本発明では、エネルギー線硬化型接着剤（例えば、光硬化型接着剤（ＵＶ硬化型接着剤、可視光硬化型接着剤）、放射線硬化型接着剤、Ｘ線硬化型接着剤）を対象としているが、以下の説明では中でも光硬化型接着剤の一例としてＵＶ硬化型接着剤を例にとって説明する。
【００４０】
通常、被着物に接着物をＵＶ硬化型接着剤にて接着接合する場合、接着剤を２部材の界面に塗布し、これにＵＶ（紫外線）光を照射することにより接着剤が硬化して接着される。この接着剤硬化時には、硬化収縮現象が発生し、一般のアクリル系樹脂では約１０％前後、エポキシ系樹脂でも約５％前後収縮する。接着剤塗布を複数点で行う場合はこの硬化収縮が各接着点で発生する。この硬化収縮は接着物を引張る応力を生じる。
【００４１】
そこで、本発明では、硬化エネルギーをコントロールすることにより、硬化収縮力を相殺することにより位置調整後の接着による位置ずれを防止して極めて高精度な接着接合を可能としたり、硬化収縮力を接着物の移動に積極的に利用して微小な位置調整を行った後に、硬化収縮力を相殺することにより位置調整後の接着による位置ずれを防止して極めて高精度な接着接合を可能とするものである。
【００４２】
図１は本発明に係る一実施形態の位置制御型接着接合装置を示す図、図２は図１の位置制御型接着接合装置に備える位置検出手段を説明するための図、図３は図１の位置制御型接着接合装置に備える位置検出手段の他の例を示す図である。である。
【００４３】
図１に示すように、この位置制御型接着接合装置は、被着物１と接着物２とをエネルギー線硬化型接着剤である光硬化型接着剤の一例としてのＵＶ硬化型接着剤３で硬化箇所４を接着接合するものであり、被着物１と接着物２との相対的な位置を計測する計測手段である接着物位置認識手段５と、フィードバック制御手段（制御アルゴリズム）を有する制御部６と、ＵＶ光１０を硬化箇所４に照射するＵＶ照射制御手段７と、ＵＶ光照射手段８と、照射エネルギー可変手段９と、接着剤塗布手段１１とを備えている。図１中、符号Ｆは収縮による接着物２への応力を示す。
【００４４】
前記被着物１は、ガラス板、セラミックス板、金属板等の光学ベースから構成されている。また、接着物２はレンズ、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から構成されている。
【００４５】
前記硬化箇所４は、図１では、４箇所のＵＶ硬化型接着剤３の各々に１つの硬化箇所４が対応しているが、１つのＵＶ硬化型接着剤３に複数の硬化箇所４があってもよい。例えば、図１で複数のＵＶ硬化型接着剤３を矩形リング状に連続させた場合には１つのＵＶ硬化型接着剤３に複数の硬化箇所４となる。
【００４６】
図２（Ｂ）に示すように、接着物位置認識手段５としてのＣＣＤ等の位置検出手段５ａは、被着物１と接着物２との相対的な位置を計測するためのものであり、予め被着物１にアライメントマーク１ａを設けると共に、接着物２にアライメントマーク２ａを設けておき、図２（Ａ）に示すように、接着物２の位置を上から位置検出手段５ａで画像を撮影してアライメントマーク１ａ，２ａが同一直線上且つ一対のアライメントマーク１ａの中点にアライメントマーク２ａが位置するように位置合わせするため、被着物１と接着物２との位置ずれを検出して接着物２の位置を認識する。
【００４７】
また、図３（Ａ）に示すように、接着物２が回折格子（又はレンズ）等の場合には、接着物位置認識手段５としての受光素子等の位置検出手段５ｂは、２分割受光素子、４分割受光素子等の受光素子を用いることにより、接着物２に光を透過させて透過光を受光素子で受光した光学信号によってその位置を認識する。また、接着物２がミラーの場合には、同様に受光素子を用いることにより、接着物２に光を反射させて反射光を受光素子で受光した光学信号によってその位置を認識する。
【００４８】
また、図３（Ｂ）に示すように、接着物２がレンズ１２の場合には、レンズ１２の集光点近傍にＣＣＤ等の位置検出手段５ａを配置して、スポット径、ＭＴＦ等からレンズ１２の位置を認識する。
【００４９】
また、図１に示すように、ＵＶ照射制御手段７は、必要に応じて、ＵＶ照射手段８を個別にＯＮ／ＯＦＦすることができる機能（手段）、照射箇所を可変できる機能（手段）、個別に照射強度を可変できるように制御する機能（手段）、個別に照射面積を制御する機能（手段）を有している。
【００５０】
図１０に示すように、照射による積算光量が増加するほど部品への応力は増加するので、照射強度が大きいほど、接着剤の硬化が進み部品にかかる応力が増大し、照射強度が小さいほど硬化が進行しない。
【００５１】
図１１に示すように、照射による積算光量が増加するほど部品への応力は増加するので、照射ＯＮの部分では、接着剤の硬化が進み部品にかかる応力が増大していく。照射ＯＦＦの部分は、硬化が進行しない。
【００５２】
図１２に示すように、接着剤量が少ないほど硬化収縮力が小さく部品への応力は減少するので、照射面積を可変とすることで硬化する接着剤量を可変とすることができる。接着物位置認識手段５の位置計測情報を基に、応力を大きくしたい側の照射面積及び／又は照射強度を大きくし、応力を小さくしたい側の照射面積及び／又は照射強度を小さくすることにより、後述する第１実施形態のように接着物２の位置を保持したり、後述する第２実施形態のように接着物２を任意に動作させたりすることができる。
【００５３】
前記ＵＶ光照射手段８は、例えば、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化光を放射するＵＶ光源と、ＵＶ光源から放射されたＵＶ光１０を反射する反射鏡と、反射されたＵＶ光１０を所定位置まで導光する光ファイバと、導光されたＵＶ光１０を硬化箇所４に照射する集光レンズ又は発散レンズと、照射エネルギー可変手段９とを備えている。この照射エネルギー可変手段は、照射面積を可変するマスク等の照射面積可変手段、又は照射強度を可変するフィルタ等の照射強度可変手段を備えている。この照射強度可変手段として、例えば、透過光量可変フィルタである濃度可変フィルターで透過光量を調整できる。また、液晶を用いた場合は電圧調整により透過光量を調整できる。また、機械式でフィルターを回転させることにより透過光量を調整するものも用いることができる。また、偏光フィルタを組み合わせて偏光軸を傾けるようにしてもよい。また、ＵＶランプ自体に強度をプログラマブルに変えることができるものも市販されている。また、反射鏡からファイバに入射する光を絞りで絞るものもある。また、光源自体の放射エネルギーを電気的に制御することもできる。
【００５４】
前記接着剤塗布手段１１は、被着物１と接着物２とを接合するためのＵＶ硬化型接着剤３を塗布する塗布シリンジ等と図示しないシリンジ移動手段とを備えている。また、接着剤塗布手段１１として複数種類の接着剤を塗布する手段を有しているように構成してもよい。また、接着剤塗布手段１１として任意量の接着剤を塗布する手段を備えていても良い。接着剤塗布手段１１として異なる形状で接着剤を塗布する手段を有するようにしても良い。
【００５５】
図４は図１の位置制御型接着接合装置に備える制御部の制御フローを示す図である。
前記制御手段６は、計測した位置ずれ情報に基づいてＵＶ光の照射を制御するフィードバック制御手段を有する（制御アルゴリズム）ものであり、先ず、被着物１、接着物２、ＵＶ硬化型接着剤３を調整により所定の位置にセットする（ステップＳ１）。次に、照射初期条件をセットする（ステップＳ２）。次に、硬化箇所４にＵＶ照射を行う（ステップＳ３）。次に、現在の積算光量を算出する（ステップＳ４）。次に、算出された積算光量と予め設定されている硬化が終了する積算光量とを比較して、積算光量が設定値（硬化が終了する積算光量）に到達したかどうか判定し（ステップＳ５）、積算光量が設定値に達していない場合には、接着物２と被着物１との相対的な位置を検出する（ステップＳ６）。次に、ステップＳ６の検出情報に基づいて位置ずれが有るかどうかを判定する（ステップＳ７）。位置ずれ無い場合にはステップＳ３に戻り、位置ずれが有る場合には、照射条件を変更する（ステップＳ８）。この照射条件の変更は、照射エネルギー可変手段９としての、例えばＵＶ強度可変器（フィルタ）にて強度に偏りをつける。
【００５６】
次に、接着物と被着物との接着形態の実施例を挙げる。
図５は接着（接合）形態の一例としての肉盛り接着を示す図、図６は接着（接合）形態の他の一例としての面接着を示す図、図７は接着（接合）形態のその他一例としての充填接着を示す図で、図８は接着（接合）形態のその他一例としての異種接着剤を用いた例を示す図、図９は接着（接合）形態のその他一例としての３軸に位置を制御する例を示す図である。
【００５７】
図５に示すのは肉盛接着と呼ばれる接着形態で、被着物１と接着物２の位置関係を決めた後、ＵＶ硬化型接着剤３を塗布する場合が多い。この肉盛接着の接着力はあまり強くはないが、接着物２の端部を利用しているので接着物２の被着物１との接触面に塗布の制限がある場合等に有効である。
【００５８】
図６に示すのは面接着と呼ばれる接着形態で、被着物１もしくは接着物２のどちらか一方の上にＵＶ硬化型接着剤３を塗布し、もう一方を位置決めする。この面接着の接着力は非常に強固である。
【００５９】
図７に示すのは充填接着と呼ばれる接着形態で、図５の肉盛接着と同じように、被着物１と接着物２の位置関係を決めた後、ＵＶ硬化型接着剤３を塗布する場合が多く、この充填接着の接着力はあまり強くはないが、接着物２の端部を利用しているので接着物２と被着物１との接触面に塗布の制限がある場合等に有効である。
また、図９に示すような接着形態を取ると、面内のＸ，Ｙ、θの３軸制御１３も可能となる。
【００６０】
図８に示すように、接着剤塗布手段として、硬化収縮量の異なる複数種類の接着剤を塗布する機能（手段）を備えている場合には、図１０〜図１２に示すように、接着剤によって収縮特性は異なり、接着物２への応力の大きさも異なるため、接着物位置認識手段５の情報を基に、硬化させる接着剤を変えて、後述する第１実施形態のように位置を保持したり、後述する第２実施形態のように接着物を任意に動作させたりすることができる。図８では、ほぼ同一箇所に第１ＵＶ硬化型接着剤３Ａ及び第２ＵＶ硬化型接着剤３Ｂを設けている。
【００６１】
複数種類の接着剤としては、例えば、アクリル系のＵＶ硬化型接着剤（スリーボンド社製、ＴＢ３０３３、硬化収縮量＝６．７％）、アクリル系のＵＶ硬化型接着剤（スリーボンド社製、ＴＢ３０１４、硬化収縮量＝９．２％）、エポキシ系のＵＶ硬化型接着剤（スリーボンド社製、ＴＢ３１２１、硬化収縮量＝４．２％）、シリコン系のＵＶ硬化型接着剤（スリーボンド社製、ＴＢ３１６４、硬化収縮量＝０．４％）等を用いることができる。
【００６２】
本発明ではどの接着形態でも適用できるが、２部材（接着物２と被着物１）の面内での位置を高精度に確保したい場合には図６の面接着及び図７の充填接着にのような接着形態が好適である。２部材のチルト（傾き）を高精度に確保したい場合には図５に示すような接着形態をとることが望ましい。また、図１３に示すように、接着物２と被着物１との対向する面間の傾き調整にも適用することができる。他の条件がある場合はそれを考慮して適宜形態を決めればよい。
【００６３】
図１２に示すように接着剤量によって部品への応力の大きさも異なる為、接着物位置認識手段としての位置計測手段の情報を基に、硬化させる接着箇所（接着剤量）を変えて、位置を保持したり、接着物を任意に動作させたりすることができる。
【００６４】
前述したように、接着形態によって制御しやすい部品の方向があるため、接着物位置認識手段５の情報を基に、硬化させる接着箇所を変えて、多くの軸について位置を保持したり、接着物を任意に動作させたりすることができる。
【００６５】
第１実施形態の位置制御型接着接合装置は、被着物１と接着物２との位置合わせをした後に、ＵＶ硬化型接着剤３を用いて被着物１に接着物２を接合する装置において、被着物１と接着物２とを接合するためのＵＶ硬化型接着剤３の接着剤塗布手段１１と、ＵＶ硬化型接着剤３を硬化するためのＵＶ光照射手段８と、被着物１と接着物２との相対的な位置を計測する計測手段である接着物位置認識手段５と、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４で発生する硬化収縮力を、ＵＶ硬化型接着剤３に与えられる、ＵＶ光照射手段８から照射されるＵＶ光１０を変化させることにより制御する制御手段６と、硬化収縮力により発生する接着物２にかかる応力を互いに相殺し、被着物１に対する接着物２の相対的な位置を接着物位置認識手段５による位置ずれ情報に基づいて保持して接着硬化を行う制御手段６とを備えている。
【００６６】
第１実施形態の位置制御型接着接合装置を用いた位置制御型接着接合方法は、被着物１と接着物２との位置合わせをした後に、ＵＶ硬化型接着剤３を用いて被着物１に接着物２を接合する方法において、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４で発生する硬化収縮力を、ＵＶ硬化型接着剤３に与えられるＵＶ光１０を変化させることにより制御し、硬化収縮力により発生する接着物２にかかる応力を互いに相殺し、被着物１に対する接着物２の相対的な位置を保持して接着硬化を行う。
第１実施形態の場合には、接着物２全体として応力を相殺し、硬化時の位置ずれを回避して高精度な接着接合を実現することができる。
【００６７】
第２実施形態の位置制御型接着接合装置は、被着物１と接着物２との位置合わせをした後に、ＵＶ硬化型接着剤３を用いて被着物１に接着物２を接合する装置において、被着物１と接着物２とを接合するためのＵＶ硬化型接着剤３の接着剤塗布手段１１と、該ＵＶ硬化型接着剤３を硬化するためのＵＶ光照射手段８と、被着物１と接着物２との相対的な位置を計測する接着物位置認識手段５と、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４で発生する硬化収縮力を、ＵＶ硬化型接着剤３に与えられる、ＵＶ光照射手段８から照射されるＵＶ光１０を変化させることにより制御して接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向をコントロールし、被着物１に対する接着物２の相対的な位置を任意に動作させた後、被着物１と接着物２との相対的な位置を保持し接着硬化を行う制御手段６とを備えている。
【００６８】
第２実施形態の場合には、接着物２全体として応力を制御し、被着物１に対する接着物２の相対的な位置を任意に動作させて保持し任意の位置に高精度な接着接合を実現することができる。
【００６９】
第２実施形態の位置制御型接着接合装置を用いた位置制御型接着接合方法は、被着物１と接着物２との位置合わせをした後に、ＵＶ硬化型接着剤３を用いて被着物１に接着物２を接合する方法において、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４で発生する硬化収縮力を、ＵＶ硬化型接着剤３に与えられるＵＶ光１０を変化させることにより制御して接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向をコントロールし、被着物１に対する接着物２の相対的な位置を任意に動作させた後、被着物１と接着物２との相対的な位置を保持し接着硬化を行う。
【００７０】
第３実施形態の位置制御型接着接合装置は、第１実施形態又は第２実施形態に記載の位置制御型接着接合装置において、接着物位置認識手段５により接着剤硬化中の接着物２の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいてＵＶ光１０を変化させるようにフィードバックして被着物１に対する接着物２の相対的な位置を制御する制御手段６を備えている。
【００７１】
第３実施形態の位置制御型接着接合装置を用いた位置制御型接着接合方法は、第１実施形態又は第２実施形態に記載の位置制御型接着接合方法において、接着剤硬化中の接着物２の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいてＵＶ光１０を変化させるようにフィードバックして被着物１に対する接着物２の相対的な位置を制御する。
【００７２】
この第３実施形態では、接着物２の被着物１に対する位置検出手段により位置を検出し、この情報に基づいて、ＵＶ照射手段を制御して各接着点で硬化収縮を制御し接着物にかかる応力を制御することができる。
【００７３】
第４実施形態の位置制御型接着接合装置は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、接着物位置認識手段５により接着剤硬化中の接着物２の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４へのエネルギー線照射を個別にＯＮ／ＯＦＦするＵＶ照射制御手段７とともに、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段６を備えている。
【００７４】
第４実施形態の位置制御型接着接合装置を用いた位置制御型接着接合方法は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４へのエネルギー線照射を個別にＯＮ／ＯＦＦすることにより、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する。
【００７５】
第５実施形態の位置制御型接着接合装置は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、接着物位置認識手段５により接着剤硬化中の接着物２の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４へのエネルギー線照射強度を照射エネルギー可変手段９により個別に可変とすることにより、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段６を備えている。照射エネルギー可変手段９としては、例えば、マスク等により照射面積を可変する照射面積可変手段や可変フィルタ等により透過光量を可変にする照射強度可変手段を用いることができる。
【００７６】
第５実施形態の位置制御型接着接合装置を用いた位置制御型接着接合方法は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４へのエネルギー線照射強度を個別に可変とすることにより、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する。
【００７７】
第６実施形態の位置制御型接着接合装置は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、接着物位置認識手段５により接着剤硬化中の接着物２の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４へのエネルギー線照射面積を個別に可変とすることにより、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段６を備えている。
【００７８】
第６実施形態の位置制御型接着接合装置を用いた位置制御型接着接合方法は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４へのエネルギー線照射面積を個別に可変とすることにより、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する。
【００７９】
第７実施形態の位置制御型接着接合装置は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４の少なくとも１箇所へ収縮特性の異なる複数種のＵＶ硬化型接着剤３、本実施形態では第１ＵＶ硬化型接着剤３Ａ及び第２ＵＶ硬化型接着剤３Ｂを塗布し、接着物位置認識手段５により接着剤硬化中の接着物２の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、エネルギー線を照射する接着箇所を切りかえることにより、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段６を備えている。
【００８０】
第７実施形態の位置制御型接着接合装置を用いた位置制御型接着接合方法は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４の少なくとも１箇所へ収縮特性の異なる複数種のＵＶ硬化型接着剤３、本実施形態では第１ＵＶ硬化型接着剤３Ａ及び第２ＵＶ硬化型接着剤３Ｂを塗布し、エネルギー線を照射する接着箇所を切りかえることにより、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する。
【００８１】
第８実施形態の位置制御型接着接合装置は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４へ異なる量のＵＶ硬化型接着剤３を塗布し、接着物位置認識手段５により接着剤硬化中の接着物２の位置ずれを計測し、該位置ずれに基づいて、複数の硬化箇所４に個別にエネルギー線を照射することにより、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段６を備えている。
【００８２】
第８実施形態の位置制御型接着接合装置を用いた位置制御型接着接合方法は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４へ異なる量のＵＶ硬化型接着剤３を塗布し、これに個別にエネルギー線を照射することにより、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する。
【００８３】
第９実施形態の位置制御型接着接合装置は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合装置において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４へＵＶ硬化型接着剤３を異なる接着形態で塗布し、接着物位置認識手段５により接着剤硬化中の接着物２の位置ずれを計測し、複数の硬化箇所４に個別にエネルギー線を照射することにより、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する制御手段６を備えている。
【００８４】
第９実施形態の位置制御型接着接合装置を用いた位置制御型接着接合方法は、第１実施形態〜第３実施形態の何れかに記載の位置制御型接着接合方法において、ＵＶ硬化型接着剤３の硬化収縮力に関して、被着物１と接着物２との接合に寄与する複数の硬化箇所４へＵＶ硬化型接着剤３を異なる接着形態で塗布し、これに個別にエネルギー線を照射することにより、接着物２に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御する。
【００８５】
以上によれば、被着物と接着物の接合に寄与する複数の接着（硬化）箇所で発生する硬化収縮力を制御し、この収縮力により発生する接着物にかかる応力を互いに相殺して被着物に対する接着物の相対的な位置を保持して接着硬化を行うことにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができ、光硬化型接着剤での高精度な接着接合が可能となる。
【００８６】
また、被着物と接着物の接合に寄与する複数の接着（硬化）箇所で発生する硬化収縮力を制御して接着物にかかる応力／方向をコントロールし、被着物に対する接着物の相対的な位置を任意に動作させて保持し接着硬化を行うことにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができ、光硬化型接着剤での高精度な接着接合が可能となる。また、調整用のアクチュエータ機能を接着硬化プロセスに持たせることができ、アクチュエータレスの部品調整接合システムを実現できる。
【００８７】
また、接着剤硬化中の接着物の位置ずれを計測し、硬化プロセスにフィードバックして被着物に対する接着物の相対的な位置を制御することにより、位置制御型接着接合方法が実現できる。
【００８８】
また、接着剤硬化収縮力に関して、被着物と接着物の接合に寄与する複数の接着（硬化）箇所への光照射を個別にＯＮ／ＯＦＦして、接着物に働く収縮応力／方向を制御することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができ、光硬化型接着剤での高精度な接着接合が可能となる。
【００８９】
また、被着物と接着物を接合するための接着剤塗布手段と、その接着剤を硬化する為の光照射手段と、被着物と接着物の相対的な位置を計測する計測手段と、光照射手段を個別にＯＮ／ＯＦＦする制御手段と、接着物位置認識手段の情報を基に光照射ＯＮ／ＯＦＦ手段をフィードバック制御する制御手段とを有することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができる高精度な位置制御型接着接合装置が提供できる。
【００９０】
また、被着物と接着物の接合に寄与する複数の接着（硬化）箇所への光照射強度を個別に可変とすることにより、接着物に働く収縮応力／方向を制御することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができ、光硬化型接着剤での高精度な接着接合が可能となる。
【００９１】
また、被着物と接着物を接合するための接着剤塗布手段と、光硬化型接着剤を硬化する為の光照射手段と、被着物と接着物の相対的な位置を計測する接着物位置認識手段と、光照射手段の照射強度の可変手段と、接着物位置認識手段の情報を基に光照射強度可変手段をフィードバック制御する制御手段とを有することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができる高精度な光硬化型接着剤の接合装置が提供できる。
【００９２】
また、被着物と接着物の接合に寄与する複数の接着（硬化）箇所への光照射面積を個別に可変とすることにより、接着物に働く収縮応力／方向を制御することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができ、光硬化型接着剤での高精度な接着接合が可能となる。
【００９３】
また、被着物と接着物を接合するための接着剤塗布手段と、その接着剤を硬化する為の光照射手段と、被着物と接着物の相対的な位置を計測する接着物位置認識手段と、光照射手段の照射面積の可変手段と、接着物位置認識手段の情報を基に光照射面積可変手段をフィードバック制御する制御手段とを有することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができる高精度な光硬化型接着剤の接合装置が提供できる。
【００９４】
また、被着物と接着物の接合に寄与する複数の接着（硬化）箇所へ収縮特性の異なる複数種の光硬化型接着剤を塗布し、光を照射する接着箇所を切りかえることにより、接着物に働く収縮応力／方向を制御することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができ、光硬化型接着剤での高精度な接着接合が可能となる。
【００９５】
また、被着物と接着物を接合するための複数種類の接着剤を塗布する手段と、その接着剤を硬化する為の光照射手段と、被着物と接着物の相対的な位置を計測する接着物位置認識手段と、光照射手段の照射箇所の可変手段と、接着物位置認識手段の情報を基に複数種類の接着剤を選択的に硬化する様光照射箇所の可変手段をフィードバック制御する制御手段とを有することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができる高精度な光硬化型接着剤の接合装置が提供できる。
【００９６】
また、接着剤硬化収縮力に関して、被着物と接着物の接合に寄与する複数の接着（硬化）箇所へ異なる量の光硬化型接着剤を塗布し、これに個別に光を照射することにより、接着物に働く収縮応力／方向を制御することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができ、ＵＶ硬化型接着剤を用いて高精度な接着接合が可能となる。
【００９７】
また、被着物と接着物を接合するための任意量の接着剤を塗布する手段と、その接着剤を硬化する為の光照射手段と、被着物と接着物の相対的な位置を計測する接着物位置認識手段と、光照射手段の照射箇所の可変手段と、接着物位置認識手段の情報を基に複数種類の接着剤を選択的に硬化する様光照射箇所の可変手段をフィードバック制御する制御手段とを有することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができる高精度な光硬化型接着剤の接合装置が提供できる。
【００９８】
また、接着剤硬化収縮力に関して、被着物と接着物の接合に寄与する複数の接着（硬化）箇所へ光硬化型接着剤を異なる接着形態で塗布し、これに個別に光を照射することにより、接着物に働く収縮応力／方向を制御することにより特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを多くの軸にて回避することができ、光硬化型接着剤での高精度な接着接合が可能となる。
【００９９】
また、被着物と接着物を接合するために異なる形状で接着剤を塗布する手段と、その接着剤を硬化する為の光照射手段と、被着物と接着物の相対的な位置を計測する接着物位置認識手段と、光照射手段の照射箇所の可変手段と、計測手段の情報を基に複数種類の接着剤を選択的に硬化する様光照射箇所の可変手段をフィードバック制御する制御手段とを有することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを多くの軸にて回避することができる高精度な光硬化型接着剤の接合装置が提供できる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は９に記載の発明によれば、エネルギー線硬化型接着剤の特徴であるハイタクトや簡易性を維持し、特殊な接着剤を使用することなく、接着形態によらずに、硬化収縮による部品の位置ずれを回避し、接着接合を高精度化することができる。
【０１０１】
また、請求項２又は請求項１０に記載の発明によれば、硬化収縮力を利用して接着物の微調整をした後に、請求項１又は９と同様に、エネルギー線硬化型接着剤の特徴であるハイタクトや簡易性を維持し、特殊な接着剤を使用することなく、接着形態によらずに、硬化収縮による部品の位置ずれを回避し、接着接合を高精度化することができる。
【０１０２】
また、請求項３又は請求項１１に記載の発明によれば、位置ずれ情報を硬化エネルギーにフィードバックすることにより、位置ずれに応じて硬化エネルギーを変化させることができ、これにより硬化収縮力を相殺したり、接着物の微調整に利用することができる。
【０１０３】
また、請求項４又は請求項１２に記載の発明によれば、複数の硬化箇所へのエネルギー線照射を個別にＯＮ／ＯＦＦすることにより、エネルギー線硬化型接着剤への照射時間を制御することができ、これにより硬化収縮力を相殺したり、接着物の微調整に利用することができる。
【０１０４】
また、請求項５又は請求項１３に記載の発明によれば、複数の硬化箇所へのエネルギー線照射強度を個別に可変とすることにより、接着物に働く収縮応力／方向を制御することができ、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができ、光硬化型接着剤での高精度な接着接合が可能となる。
【０１０５】
また、請求項６又は請求項１４に記載の発明によれば、複数の硬化箇所へのエネルギー線照射面積を個別に可変とすることにより、接着物に働く収縮応力／方向を制御することができ、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができ、光硬化型接着剤での高精度な接着接合が可能となる。
【０１０６】
また、請求項７又は請求項１５に記載の発明によれば、硬化箇所の少なくとも１箇所へ収縮特性の異なる複数種のエネルギー線硬化型接着剤を塗布するので、エネルギー線を照射する接着箇所を切りかえることにより、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することができる。
【０１０７】
また、請求項８又は請求項１６に記載の発明によれば、複数の硬化箇所へ異なる量のエネルギー線硬化型接着剤を塗布するので、接着物に働く収縮応力の大きさ及び／又は方向を制御することができ、硬化収縮の際の位置ずれを回避することができ、光硬化型接着剤での高精度な接着接合が可能となる。
【０１０８】
また、請求項９又は請求項１７に記載の発明によれば、複数の硬化箇所へエネルギー線硬化型接着剤を異なる接着形態で塗布するので、接着物に働く応力の大きさ及び／又は方向を制御することにより、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮の際の位置ずれを多くの軸にて回避することができ、光硬化型接着剤での高精度な接着接合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の位置制御型接着接合装置を示す図である。
【図２】図１の位置制御型接着接合装置に備える位置検出手段を説明するための図である。
【図３】図１の位置制御型接着接合装置に備える位置検出手段の他の例を示す図である。
【図４】図１の位置制御型接着接合装置に備える制御部の制御フローを示す図である。
【図５】接着（接合）形態の一例としての肉盛り接着を示す図である。
【図６】接着（接合）形態の他の一例としての面接着を示す図である。
【図７】接着（接合）形態のその他の一例としての充填接着を示す図である。
【図８】接着（接合）形態のその他の一例としての異種接着剤を用いた例を示す図である。
【図９】接着（接合）形態のその他の一例としての３軸に位置を制御する例を示す図である。
【図１０】硬化時の部品への応力の照射強度依存性を示す図である。
【図１１】硬化時の部品への応力の照射時間依存性を示す図である。
【図１２】硬化時の部品への応力の接着剤量依存性を示す図である。
【図１３】接着（接合）形態の一例としてのチルト補正を制御する例を示す図である。
【符号の説明】
１　被着物
２　接着物
３　ＵＶ硬化型接着剤（エネルギー線硬化型接着剤）
３Ａ　第１ＵＶ硬化型接着剤（エネルギー線硬化型接着剤）
３Ｂ　第２ＵＶ硬化型接着剤（エネルギー線硬化型接着剤）
４　硬化箇所
５　接着物位置認識手段（計測手段、位置検出手段）
６　制御部（制御手段）
７　ＵＶ照射制御手段
８　ＵＶ光照射手段
９　照射エネルギー可変手段
１０　ＵＶ光
１１　接着剤塗布手段
Ｆ　応力
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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