(57)【要約】【課題】  エネルギ線硬化型接着剤の硬化収縮を利用した位置制御の制御性を損なうことのない接着接合を高精度化する接着接合方法および装置を提供する。【解決手段】  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により発生する前記接着物２にかかる応力を制御する位置制御型接着接合方法において、面内調整時に、前記被着物１と前記接着物２との接触面の隙間に流入した部分を除いてエネルギ線硬化型接着剤３に硬化エネルギを与え、前記被着物１と前記接着物２の相対位置を制御しつつ接着硬化を行う。  【選択図】        図６
2005070190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被着物と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により発生して前記接着物にかかる応力を制御する位置制御型接着接合方法において、面内調整時に、前記被着物と前記接着物との接触面の隙間に流入した部分を除いてエネルギ線硬化型接着剤に硬化エネルギを与え、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御しつつ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】
前記隙間に接着剤が流入した部分を除いて硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御し、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御しつつ前記流入した部分を除いた接着剤の接着硬化を行った後、前記流入した部分に硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御して前記流入した部分の接着剤の接着硬化を行うことを特徴とする請求項１記載の位置制御型接着接合方法。
【請求項３】
前記被着物または前記接着物の少なくとも一方の前記接触面は濡れ性が低い材質で形成し、前記接着剤が流入した部分での接着剤の接着硬化を防止した状態で、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御することを特徴とする請求項１記載の位置制御型接着接合方法。
【請求項４】
面内調整時に、前記被着物と前記接着物との接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止するための流れ止めを形成し、前記接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止した状態で前記被着物と前記接着物の相対位置を制御することを特徴とする請求項１記載の位置制御型接着接合方法。
【請求項５】
前記被着物と前記接着物との接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤とは硬化処理または硬化速度が異なる第２接着剤を予め塗布し、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御した後、前記第２接着剤を接着硬化させることを特徴とする請求項４記載の位置制御型接着接合方法。
【請求項６】
被着物と接着物とを接合するためにエネルギ線硬化型接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、前記エネルギ線硬化型接着剤を硬化するためのエネルギ線照射手段と、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変化させることにより制御する制御手段と、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ズレ情報に基づいて位置調整を行いつつ接着硬化を行う制御手段とを備えている位置制御型接着接合装置において、エネルギ線照射領域を変化させるエネルギ線照射領域可変手段と、面内調整時に、前記接着物の外形部分を検知する検知手段と、前記検知手段の情報を基にエネルギ線照射領域を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする位置制御型接着接合装置。
【請求項７】
前記被着物または前記接着物の少なくとも一方の前記接触面を濡れ性の低い材質で保護したことを特徴とする請求項３記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置。
【請求項８】
前記接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止するための流れ止めが形成されていることを特徴とする請求項４記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置。
【請求項９】
前記エネルギ線硬化型接着剤とは硬化処理または硬化速度が異なる第２接着剤を、前記接触面の隙間に予め塗布する第２接着剤塗布手段と、前記第２接着剤を硬化するための第２接着剤硬化手段とを備えたことを特徴とする請求項５記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品と部品とをエネルギ線硬化型接着剤で接合する位置制御型接着接合方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
部品と部品とを接合する接着技術は従来から多数知られている（例えば、特許文献１ないし１０参照）。
特許文献１には、紫外線照射強度ムラを検出し、透過光制御部にてその強度ムラ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ことが開示されている。
特許文献２には、接着剤の粘度を低下させ、加圧して、接着剤層を薄くか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が小さく均一に起こるように工夫する技術が開示されている。
特許文献３には、複数のレンズを接合する接着剤の硬化に伴う接合層の収縮に追従してレンズを押圧しながら接合し、収縮に起因した応力を低減させる技術が開示されている。
特許文献４には、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れ自体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技術が開示されている。
特許文献５には、予め接着剤で作った一定高さの位置規制柱を用いて部材間のギャップを規制した後、接着剤を硬化して接着層の厚さを一定にする技術が開示されている。
特許文献６には、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技術が開示されている。
特許文献７には、紫外線発生部前面に位置する光学装置により紫外線照射方向を特定し、一方の面に紫外線照射した跡に照射方向を変更して、他方の面に紫外線照射して固定する技術が開示されている。
特許文献８には、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技術が開示されている。
特許文献９には、粒径と密度を揃えた充填剤を添加し、接着剤それ自体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技術が開示されている。
特許文献１０には、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を受けにくくする技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３５００７２公報
【特許文献２】特開２０００−０９０４８１公報
【特許文献３】特開平０９−１９７１０５号公報
【特許文献４】特開平０７−２０１０２８号公報
【特許文献５】特開平０５−３０２０６６号公報
【特許文献６】特開平０５−０４１４０８号公報
【特許文献７】特許第２６３６６２７号
【特許文献８】特開平１０−３０９８０１号公報
【特許文献９】特開平１０−１２１０１３号公報
【特許文献１０】特開平０８−２０９０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に部品を接着する接着剤としては、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。その中でも熱硬化型樹脂やエネルギ線硬化型樹脂に代表される硬化型樹脂は、反応速度が速く硬化時間が大幅に短縮されることから、生産工程を高効率化する目的で様々な分野で利用されている。
とくに光学部品を始めとしたハイタクト化されている部品の接合では、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。
何故ならば、熱硬化型の場合は、オーブン等で熱を加える工程が必要であり、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し、また嫌気硬化型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るからである。
しかし硬化の際、どのタイプの接着剤でも体積収縮（硬化収縮）による応力（硬化収縮力）が発生するという問題がよく知られている。一般に、アクリル系紫外線硬化性樹脂は５〜１０％、エポキシ系紫外線硬化性樹脂は２〜５％程度硬化収縮し、収縮量に比例して硬化収縮力が増加する。
この硬化収縮力による影響は、接着強度的には僅かな低下しかなくても、精密組み立てにおいて大きな課題であり、高精度な調整後に硬化収縮の影響で、調整した位置にずれが生じ、精密組み立ての機能を阻害する可能性がある。
上述した従来の技術ではこのような影響を考慮して、特許文献２や特許文献８では、使用（塗布）する接着剤を薄く少量とし、硬化収縮量を低減し、特許文献９、特許文献４、特許文献６のように接着剤自体に手を加え、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。
【０００４】
また、特許文献１のように、照射するＵＶ光を制御してバラツキを無くし、硬化収縮の均一性を向上させズレや歪みを抑制したり、特許文献３、特許文献１０、特許文献５、特許文献７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技術が公開されている。
しかしながら、特許文献２では、基本的に面接着であり接着構造が限定される上、接着剤の塗布ムラや照射強度分布の違いによる硬化ムラが考慮されていないため、硬化収縮による位置ズレを回避できない可能性がある。
また、特許文献８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。この方法でも接着剤の塗布ムラや照射強度分布の違いによる硬化ムラが考慮されていないため、硬化収縮による位置ズレを回避できない可能性がある。
特許文献９、特許文献４、特許文献６では、接着剤量が増えれば比例的に硬化収縮量が増え、部品の位置ズレが大きくなる。接着形態にも部品位置ズレ量が寄与してしまうという不具合がある。
特許文献１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、接着剤の塗布ムラがある場合には、硬化収縮による位置ズレを回避できない可能性がある。特許文献３、特許文献１０、特許文献５、特許文献７でも、接着構造が限定され、汎用的な高精度ＵＶ接着方法にはなり得ない。
【０００５】
上記課題に鑑みて、エネルギ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、硬化収縮による部品の位置ズレを回避した接着方法も研究されている。
また、被着物と接着物との位置合わせをした後に、エネルギ線硬化型接着剤の硬化収縮を制御して硬化収縮時の応力を相殺し、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も研究されている。
さらに、被着物と接着物の接合面に、硬化に寄与する吸収エネルギ帯が異なる複数のエネルギ線硬化型接着剤を塗布し、前記複数のエネルギ線硬化型接着剤に、エネルギ帯が異なる複数のエネルギ線を照射してエネルギ線硬化型接着剤の硬化収縮を制御して硬化収縮時の応力を相殺し、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も研究されている。
図１５は従来の位置制御装置による被着物と接着物の接着面を示す上面図である。図１６は図１５の接着面の正面図である。図１７は従来の位置制御装置による他の被着物と接着物の接着面を示す上面図である。図１８は図１７の接着面の正面縦断面図である。
充填接着、肉盛接着で位置制御を行う場合（図１５および図１７）、被着物１と接着物２の間にエネルギ線硬化型接着剤３を塗布したさいに、被着物１と接着物２の接触面に表面粗さによるわずかな隙間ができるため、毛細管現象によりその隙間にエネルギ線硬化型接着剤３が流入してしまう。
【０００６】
図１９は隙間に流入した接着剤の膜厚を説明する断面図である。接着物２が照射するエネルギ線を透過するような材質の場合、その流入した部分１５、１６のエネルギ線硬化型接着剤３の膜厚が塗布した場所に比べ薄いため、先に硬化が進み位置調整をする上で抵抗となってしまう。
また、流入した複数箇所のエネルギ線硬化型接着剤量が同一になる可能性が低いため、それによる接着剤硬化の応力バランスを考慮しなくてはならない。これらの問題は位置制御を行う上で制御性に重大な影響を与えることとなり、所定の位置からずれて接着接合の高精度化ができない可能性がある。
そこで本発明の目的は、上記課題を解決するために、ネルギ線硬化型接着剤の硬化収縮を利用した位置制御の制御性を損なうことのない接着接合を高精度化する接着接合方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、被着物と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により発生する前記接着物にかかる応力を制御する位置制御型接着接合方法において、面内調整時に、前記被着物と前記接着物との接触面の隙間に流入した部分を除いてエネルギ線硬化型接着剤に硬化エネルギを与え、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御しつつ接着硬化を行う位置制御型接着接合方法を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記流入した部分を除いて硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御し、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御しつつ前記流入した部分を除いて接着硬化を行った後、前記流入した部分に硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御して前記流入した部分の接着硬化を行う請求項１記載の位置制御型接着接合方法を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記被着物または前記接着物の少なくとも一方の前記接触面は濡れ性が低い材質で形成し、前記流入した部分での接着硬化を防止した状態で、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御する請求項１記載の位置制御型接着接合方法を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、面内調整時に、前記被着物と前記接着物との接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止するための流れ止めを形成し、前記接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止した状態で前記被着物と前記接着物の相対位置を制御する請求項１記載の位置制御型接着接合方法を主要な特徴とする。
【０００８】
請求項５記載の発明では、前記被着物と前記接着物との接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤とは硬化処理または硬化速度が異なる第２接着剤を予め塗布し、前記被着物と前記接着物の相対位置を制御した後、前記第２接着剤を接着硬化させる請求項４記載の位置制御型接着接合方法を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、被着物と接着物とを接合するためにエネルギ線硬化型接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、前記エネルギ線硬化型接着剤を硬化するためのエネルギ線照射手段と、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変化させることにより制御する制御手段と、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ズレ情報に基づいて位置調整を行いつつ接着硬化を行う制御手段とを備えている位置制御型接着接合装置において、エネルギ線照射領域を変化するエネルギ線照射領域可変手段と、面内調整時に、前記接着物の外形部分を検知する検知手段と、前記検知手段の情報を基にエネルギ線照射領域を制御する制御手段とを備えた位置制御型接着接合装置を最も主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、前記被着物または前記接着物の少なくとも一方の前記接触面を濡れ性の低い材質で保護した請求項３記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置を主要な特徴とする。
請求項８記載の発明では、前記接触面の隙間に前記エネルギ線硬化型接着剤の流入を防止するための流れ止めが形成されている請求項４記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置を主要な特徴とする。
請求項９記載の発明では、前記エネルギ線硬化型接着剤とは硬化処理または硬化速度が異なる第２接着剤を、前記接触面の隙間に予め塗布する第２接着剤塗布手段と、前記第２接着剤を硬化するための第２接着剤硬化手段とを備えた請求項５記載の接着接合方法を実施する位置制御型接着接合装置を主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１によれば、隙間に流入した部分のエネルギ線硬化型接着剤の硬化による位置調整の妨げを低減することができ、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項２によれば、隙間に流入した部分のエネルギ線硬化型接着剤が位置制御を行う間硬化することがないので、硬化による位置調整の妨げを低減することができ、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項３によれば、隙間に流入した部分のエネルギ線硬化型接着剤が硬化しても接着が行われず、また接触面の摩擦抵抗が減少されるので、さらなる位置調整の妨げを低減することができ、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項４によれば、隙間にエネルギ線硬化型接着剤が流入することがなく、接着剤の硬化による位置調整の妨げの心配がなくなり、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項５によれば、隙間にエネルギ線硬化型接着剤が流入することがなく、また位置制御を行うエネルギ線硬化型接着剤とは硬化処理または硬化速度が異なるため、接着剤の硬化による位置調整の妨げの心配がなくなり、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
【００１０】
請求項６によれば、エネルギ線照射領域を可変するエネルギ線照射領域可変手段と、面内調整時に、接着物の外形部分を検知する検知手段と、検知手段の情報を基にエネルギ線照射領域を制御する制御手段とを備えたので、隙間に流入した部分のエネルギ線硬化型接着剤が位置制御を行う間硬化することがないので、硬化による位置調整の妨げを低減することができ、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項７によれば、被着物または接着物の少なくとも一方の接触面を濡れ性の低い材質で保護したので、隙間に流入した部分のエネルギ線硬化型接着剤が硬化しても接着が行われず、また接触面の摩擦抵抗が減少されるので、さらなる位置調整の妨げを低減することができ、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項８によれば、接触面の隙間にエネルギ線硬化型接着剤の流入を防止するための流れ止めが形成されているので、隙間にエネルギ線硬化型接着剤が流入することがなく、接着剤の硬化による位置調整の妨げの心配がなくなり、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
請求項９によれば、隙間にエネルギ線硬化型接着剤が流入することがなく、また位置制御を行うエネルギ線硬化型接着剤とは硬化処理または硬化速度が異なるため、接着剤の硬化による位置調整の妨げの心配がなくなり、位置調整の制御性が向上し、その結果高精度な接着接合が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明によるエネルギ線硬化型接着剤を用いた位置制御型接着接合方法を実施する接着接合装置の第１の実施の形態を示す概略図である。
本実施の形態では、エネルギ線硬化型接着剤（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）を対象として説明する。
通常、被着物と接着物との接着を、例えばＵＶ硬化型接着剤を用い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って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、一般のアクリル系紫外線硬化性樹脂は５〜１０％、エポキシ系紫外線硬化性樹脂は２〜５％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。この硬化収縮により引張応力を生じる。
そこで、本発明は、硬化エネルギを制御して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ズレを防止して極めて高精度な接着接合を可能としたり、逆に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ズレ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。
【００１２】
図１のように面内調整時に、被着物１と接着物２の接触面に塗布したエネルギ線硬化型接着剤３のうち、毛細管現象により被着物１と接着物２の表面形状により形成される接触面の隙間に流入した部分を除いてエネルギ線硬化型接着剤３に硬化エネルギを与え、被着物１と接着物２の相対位置を制御しつつ接着硬化を行う。
これにより、隙間に流入した箇所のエネルギ線硬化型接着剤の硬化による位置調整の妨げを低減することができ、硬化収縮力を相殺することにより位置調整したり、逆に硬化収縮力を接着物２の移動に積極的に利用して微小な位置調整をしたりするさいに、位置調整の制御性が向上し、その結果極めて高精度な接着接合が可能とするものである。
この実施の形態の位置制御型接着接合装置は、被着物１と接着物２とを接合するためのエネルギ線硬化型接着剤３を塗布するための接着剤塗布手段（ディスペンサ）１１と、エネルギ線硬化型接着剤３を硬化するための複数のエネルギ線照射手段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（接着位置認識手段）５とを備えている。
また、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、エネルギ線硬化型接着剤３に与えられる、エネルギ線照射手段８から照射される硬化エネルギを変化させることにより制御するエネルギ線照射制御手段７を備えている。
さらに、被着物１に対する接着物２の相対的な位置を前記計測手段５による位置ズレ情報に基づいて位置調整を行いつつ接着硬化を行う制御手段（制御部）６を備えている。図１において、９は各エネルギ線照射手段８に設けた照射エネルギ線可変手段１０は各エネルギ線照射手段８から照射されるエネルギ源を示している。
【００１３】
図２は位置検出手段、被着物および接着物を示す概略図である。図３は図２の接着物が回折格子等の場合を示す概略図である。図４は図２の接着物がレンズの場合を示す概略図である。図５は被着物および接着物上のアライメントマークを示す概略図である。
図２ないし図５において、接着物位置認識手段としてのＣＣＤ等の位置検出手段（計測手段）５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と接着物２にはアライメントマークを予め設けておく。
接着物２の位置を上から位置検出手段５で画像を撮影してアライメントマークの相対位置を認識しておき、被着物１と接着物２との位置ズレを検出して接着物２の位置を認識する（図２および図５）。
また、接着物２が光学部品としての回折格子等である場合には（図３）、接着物位置認識手段としての受光素子等の位置検出手段５ｃとしては、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。
さらに、接着物２がレンズ１２の場合には（図４）、レンズの集光点近傍にＣＣＤ等の位置検出手段５ａを配置して、スポット径、ＭＴＦ等からレンズの位置を認識する。
【００１４】
図６は本発明によるエネルギ線硬化型接着剤を用いた位置制御型接着接合方法を実施する接着接合装置の第２の実施の形態を示す概略図である。被着物１と接着物２の接触面２ａにエネルギ線硬化型接着剤３が塗布される。
塗布されたエネルギ線硬化型接着剤３の１部分は毛細管現象により被着物１と接着物２の表面形状により形成される接触面の隙間に流入し、その部分を除いてエネルギ線硬化型接着剤３に硬化エネルギを与え、被着物１と接着物２の相対位置を制御しつつ接着硬化を行う。
これにより、隙間に流入した箇所のエネルギ線硬化型接着剤３の硬化による位置調整の妨げを低減することができ、硬化収縮力を相殺することによって位置調整する。
また、逆に硬化収縮力を接着物２の移動に積極的に利用して微小な位置調整を行ったりするさいに、位置調整の制御性が向上し、その結果極めて高精度な接着接合が可能とするものである。
この実施の形態の位置制御型接着接合装置でも、被着物１と接着物２とを接合するためのエネルギ線硬化型接着剤３を塗布するための接着剤塗布手段１１と、エネルギ線硬化型接着剤３を硬化するためのエネルギ線照射手段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５とを備えている。
また、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、エネルギ線硬化型接着剤３に与えられる、エネルギ線照射手段８から照射される硬化エネルギを変化させることにより制御するエネルギ線照射制御手段７を備えている。
さらに、被着物１に対する接着物２の相対的な位置を前記計測手段５による位置ズレ情報に基づいて位置調整を行いつつ接着硬化を行う制御手段６を備えている。図６において、９は照射エネルギ線可変手段、１０はエネルギ源を示している。
加えて、さらに、エネルギ線照射領域を変化するエネルギ線照射領域可変手段１７と、面内調整時に、接着物２の外形を検知する検知手段２０と、検知手段の情報を基にエネルギ線照射領域を制御する制御手段（制御部）６と、を備えている。
上記装置構成において、接着剤が流入した部分を除いて硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御し、被着物１と接着物２の相対位置を制御しつつ接着剤が流入した部分を除いて接着硬化を行った後、流入した部分に硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御することで流入した箇所の接着硬化を防ぎ位置調整を行う。
【００１５】
図７はエネルギ線照射領域可変手段１７とエネルギ線硬化接着剤との関連を示す概略図である。被着物１または接着物２の少なくとも一方の位置調整面を濡れ性の低い材質で保護した構成としている。これにより、濡れ性の低い箇所で接着が行われず、位置調整が阻害されることがない。
これにより、濡れ性の低い箇所で接着が行われず、位置調整が阻害されることがない。したがって、上記装置構成においては、接触面においてエネルギ線硬化型接着剤３を接着硬化させず位置調整を行うことが可能となる。
図８は被着物に設けた流れ止めを説明する概略図である。図９は流れ止めの他の例を示す概略図である。接触面２ａの隙間にエネルギ線硬化型接着剤３の流入を防止するための流れ止め１８が形成されていて、これにより被着物１と接着物２が接触する接触面の隙間にエネルギ線硬化型接着剤３の流入しない状態を保持することができ、流入した部分の接着硬化を防ぎ位置調整を行うことが可能となる。
【００１６】
図１０は図６の本発明の位置制御型接着接合装置の第２の実施の形態の変形例を示す概略図である。図１１は図１０の変形例における第２の接着剤硬化手段を示す概略図である。
図１０および図１１において、位置制御型接着接合装置はエネルギ線硬化型接着剤３とは硬化処理または硬化速度が異なる第２接着剤３ｂと、接触面の隙間に第２接着剤３ｂを予め塗布する第２接着剤塗布手段１１ｂと、第２接着剤３ｂを硬化するための第２接着剤硬化手段８ｂとを備えている。
被着物１と接着物２が接触する接触面の隙間にエネルギ線硬化型接着剤３とは硬化処理または硬化速度が異なる第２接着剤３ｂを予め塗布することでエネルギ線硬化型接着剤の流入しない状態を保持することができ、流入した部分の接着硬化を防ぎ位置調整を行うことが可能となる。位置調整後は第２接着剤硬化手段８ｂにより第２接着剤３ｂを硬化する。
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。
硬化箇所４は、図１では、４箇所のエネルギ線硬化型接着剤３の各々に１つの硬化箇所４が対応しているが、１つのエネルギ線硬化型接着剤３に複数の硬化箇所４があってもよい。例えば、図１で複数のエネルギ線硬化型接着剤を矩形リング状に連続させた場合には１つのエネルギ線硬化型接着剤に複数の硬化箇所となる。
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エネルギ線硬化型接着剤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おり、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構成となっている。また、接着剤塗布手段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。
【００１７】
エネルギ線照射手段８は、エネルギ線硬化型接着剤３の硬化エネルギ帯を放射するエネルギ線源と、エネルギ線源から放射されたエネルギ線を反射する反射鏡と、反射されたエネルギ線を所定位置まで導光する光ファイバを備えたランプ光源式である。
また、ＹＡＧやＬＤを用いたレーザ光源式であってもよく、導光されたエネルギ線を硬化箇所４に照射する集光レンズまたは発散レンズと、照射エネルギ可変手段９とを備えている。
照射強度（エネルギ）可変手段９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。さらに、エネルギ線源自体に強度をプログラム可能に変えることができるものも市販されている。
またさらに、反射鏡からファイバに入射するエネルギ線を絞りで絞る方式も存在している。また、エネルギ線源自体の放射エネルギを電気的に制御することもできる。
エネルギ線照射制御手段７は、必要に応じて、エネルギ線照射手段８を個別にオン／オフ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。
また、接着物がレンズの場合には、レンズの集光点近傍にＣＣＤ等の位置検出手段を配置して、スポット径、ＭＴＦ等からレンズの位置を認識する。検知手段２０としては、上記位置検出手段のＣＣＤの情報から接着物２の外形を認識することができる。
【００１８】
エネルギ線照射領域可変手段１７としては、使用するエネルギ線１０を遮る遮光物とこの遮光物を位置調整する図示しない遮光物移動手段を備えており、上記検知手段２０より接着物２の外形の情報を取り入れて接着物２の外形より内側の部分のエネルギ線１０を遮るようにエネルギ線照射領域を調整するようになっている（図６、図７）。
遮光物は使用するエネルギ線がＵＶの波長より短ければ、透明なポリカーボネートなどを用いると作業性が良くなる。また、上記の照射強度可変手段９のオン／オフ機能を必要部分だけ用いて調整することができる。
濡れ性の低い材質としては、フッ素樹脂コーティングされた被着物１または接着物２を用いればよく、フッ素樹脂としては例えばＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）の微粉末を使用したものを用いる。
流れ止め１８としては、被着物１の位置調整面に接着物２が位置調整を行う幅（バラツキ）分だけ溝幅２１を形成することで、流入してくるエネルギ線硬化型接着剤３ｂが被着物１と接着物２の位置調整面の隙間で接着硬化させないようにする（図８）。
また、被着物１と接着物２が接触する位置調整面の内圧が高くなるように、被着物１に穴を設け、そこから空気流１９を送り込むことで位置調整面の隙間にエネルギ線硬化型接着剤３ｂが入り込まないようにしたりすればよい（図９）。
硬化処理の異なる接着剤３ｂとしては、嫌気硬化型接着剤や熱硬化型接着剤や吸収エネルギ帯が異なるエネルギ線硬化型接着剤を対象としており、吸収エネルギ帯が異なるエネルギ線硬化型接着剤としては、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、吸収エネルギ帯（波長）が異なる光開始剤で構成されている。
また、硬化速度が異なるエネルギ線硬化型接着剤は、例えばＵＶ硬化型接着剤（ＮＴＴアドバンステクノロジ製ＡＴ９２９０Ｆとスリーボンド製３０３３Ｂ）といった硬化に必要な積算光量がことなるもので構成することで可能となる。
嫌気硬化型以外は接着硬化を自由に設定できるので工程に応じてこれらを使い分けると良い。この硬化処理または硬化速度が異なる第２接着剤を図１０のように塗布することでシール効果が得られる。
【００１９】
図１２は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説明するフローチャートである。図１２の制御フローにおいて、制御手段は、計測した位置ズレ情報に基づいてエネルギ線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、複数のエネルギ線硬化型接着剤３を調整により所定の位置にセットする（Ｓ１）。
次に、接着剤の照射条件と移動位置（保持したい場合は０）の条件をセットする。照射領域の条件もこのときセットする（Ｓ２）。次いで、硬化箇所４にエネルギ線照射を行う（Ｓ３）。
次に、現在のエネルギ線積算光量を算出する（Ｓ４）。次いで、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（Ｓ５）、全ての積算光量が設定値に達していない場合には、接着物１と被着物２との相対的な位置を検出する（Ｓ６）。
次に、ステップＳ６の検出情報に基づいて移動位置との位置ずれがあるかどうかを判定する（Ｓ７）。位置ズレが無い場合にはステップＳ３に戻り、位置ズレが有る場合には、照射条件（各エネルギ線照射バランス）を変更する（Ｓ８）。この照射条件の変更は、例えばエネルギ線強度可変器（フィルタ）やエネルギ線照射のオン、オフにて強度に偏りをつける。
【００２０】
図１３は流入部分の接着剤を硬化する場合のフローを説明するフローチャートである。図１３のフローは流入した部分に硬化エネルギ線が入射するようエネルギ線照射領域を制御して前記流入した部分の接着硬化を行う場合である。
図１３のフローにおいて、制御手段は、計測した位置ズレ情報に基づいてエネルギ線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、複数のエネルギ線硬化型接着剤３を調整により所定の位置にセットする（Ｓ１１）。
次に、接着剤の照射条件と移動位置（保持したい場合は０）の条件をセットする。照射領域の条件もこのときセットする（Ｓ１２）。次いで、硬化箇所４にエネルギ線照射を行う（Ｓ１３）。
次に、現在のエネルギ線積算光量を算出する（Ｓ１４）。次いで、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（Ｓ１５）、全ての積算光量が設定値に達していない場合には、接着物１と被着物２との相対的な位置を検出する（Ｓ１６）。
次に、ステップＳ１６の検出情報に基づいて移動位置との位置ずれがあるかどうかを判定する（Ｓ１７）。位置ズレが無い場合にはステップＳ１３に戻り、位置ズレが有る場合には、照射条件（各エネルギ線照射バランス）を変更する（Ｓ１８）。この照射条件の変更は、例えばエネルギ線強度可変器（フィルタ）やエネルギ線照射のオン、オフにて強度に偏りをつける。
ステップＳ１５で全ての積算光量が設定値に達している場合には、この後位置調整面に流入した未硬化状態の接着剤を硬化させるため、照射領域を流入した箇所まで広げて流入部分の接着剤を完全硬化させる（Ｓ１９）。
【００２１】
図１４は第２接着剤を使用する場合のフローを説明するフローチャートである。図１３のフローは硬化処理が異なる接着剤を硬化させるための硬化処理を施し第２接着剤を完全硬化させる場合である。
制御手段は、計測した位置ズレ情報に基づいてエネルギ線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、複数のエネルギ線硬化型接着剤３を調整により所定の位置にセットする（Ｓ２１）。
次に、接着剤の照射条件と移動位置（保持したい場合は０）の条件をセットする。照射領域の条件もこのときセットする（Ｓ２２）。次いで、硬化箇所４にエネルギ線照射を行う（Ｓ２３）。
次に、現在のエネルギ線積算光量を算出する（Ｓ２４）。次いで、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ために必要な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（Ｓ２５）、全ての積算光量が設定値に達していない場合には、接着物１と被着物２との相対的な位置を検出する（Ｓ２６）。
次に、ステップＳ２６の検出情報に基づいて移動位置との位置ずれがあるかどうかを判定する（Ｓ２７）。位置ズレが無い場合にはステップＳ２３に戻り、位置ズレが有る場合には、照射条件（各エネルギ線照射バランス）を変更する（Ｓ２８）。この照射条件の変更は、例えばエネルギ線強度可変器（フィルタ）やエネルギ線照射のオン、オフにて強度に偏りをつける。
ステップＳ２５で全ての積算光量が設定値に達している場合には、硬化処理が異なる第２接着剤を硬化させるため、照射領域を流入した箇所まで広げて流入部分の接着剤を完全硬化させる（Ｓ２９）。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるエネルギ線硬化型接着剤を用いた位置制御型接着接合方法を実施する接着接合装置の第１の実施の形態を示す概略図。
【図２】位置検出手段、被着物および接着物を示す概略図。
【図３】図２の接着物が回折格子等の場合を示す概略図。
【図４】図２の接着物がレンズの場合を示す概略図。
【図５】被着物および接着物上のアライメントマークを示す概略図。
【図６】本発明によるエネルギ線硬化型接着剤を用いた位置制御型接着接合方法を実施する接着接合装置の第２の実施の形態を示す概略図。
【図７】エネルギ線照射領域可変手段とエネルギ線硬化接着剤との関連を示す概略図。
【図８】被着物に設けた流れ止めを説明する概略図。
【図９】流れ止めの他の例を示す概略図。
【図１０】図６の本発明の位置制御型接着接合装置の第２の実施の形態の変形例を示す概略図。
【図１１】図１０の変形例における第２の接着剤硬化手段を示す概略図。
【図１２】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説明するフローチャート。
【図１３】流入部分の接着剤を硬化する場合のフローを説明するフローチャート。
【図１４】第２接着剤を使用する場合のフローを説明するフローチャート。
【図１５】従来の位置制御装置による被着物と接着物の接着面を示す上面図。
【図１６】図１５の接着面の側面図。
【図１７】従来の位置制御装置による他の被着物と接着物の接着面を示す上面図。
【図１８】図１７の接着面の断面図。
【図１９】隙間に流入した接着剤の膜厚を説明する断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１    被着物
２    接着物
３    エネルギ線硬化型接着剤
３ｂ  第２接着剤
４    硬化箇所
５    計測手段（接着物位置認識手段、位置検出手段）
６    制御手段
７    エネルギ線照射制御手段
８    エネルギ線照射手段
９    照射エネルギ可変手段
１１    接着剤塗布手段
１１ｂ  第２接着剤塗布手段
１３    アライメントマーク
１８    流れ止め
２０    検知手段
【図１】
2005070190.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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