(57)【要約】 【課題】  簡単な装置構成で、接着形態等にかかわらずエネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による位置ずれを極力抑制して高精度な位置合わせを可能とする被接着物と接着物との接合方法、その接合構造、およびその接合装置を提供する。【解決手段】  被接着物１と接着物２を高精度に位置決めした後、エネルギ硬化型接着剤３を用いて、前記被接着物１に前記接着物２を接合する被接着物と接着物の接合方法において、前記エネルギ硬化型接着剤３の硬化収縮による体積収縮変化量を補填する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギ硬化型接着剤を用いて、前記被接着物に前記接着物を接合する被接着物と接着物の接合方法において、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による体積収縮変化量を補填することを特徴とする被接着物と接着物の接合方法。
【請求項２】
被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギ硬化型接着剤を用いて、前記被接着物に前記接着物を接合する被接着物と接着物の接合構造において、前記エネルギ線硬化型接着剤に芯物質とこの芯物質を取り囲むカプセル壁からなるマイクロカプセルを封入した接着剤層を形成し、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮により前記マイクロカプセルが変形・膨張することを特徴とする接合構造。
【請求項３】
マイクロカプセルは、カプセル壁が圧力・熱・光のいずれかにより破れて芯物質が流出しあるいは膨張して芯物質も膨らむことで変形・膨張し、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による体積収縮変化量を補填することを特徴とする請求項２に記載の接合構造。
【請求項４】
芯物質として気体を用いたことを特徴とする請求項２または３記載の接合構造。
【請求項５】
接合後は、マイクロカプセルの内圧を外気圧と等しくすることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項記載の接合構造。
【請求項６】
エネルギ線硬化型接着剤に芯物質と芯物質を取り囲むカプセル壁からなるマイクロカプセルを封入し、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による体積収縮変化量を前記マイクロカプセルが変形・膨張することで補填していくことを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項７】
カプセル壁が圧力・熱・光のいずれかにより破れて芯物質が流出しあるいは膨張して芯物質も膨らむことで変形・膨張し、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による体積収縮変化量を補填することを特徴とする請求項６記載の接合方法。
【請求項８】
芯物質として気体を用いることで、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による体積収縮変化量を変形・膨張し補填していくことを特徴とする請求項６または７記載の接合方法。
【請求項９】
接合後は、マイクロカプセルの内圧を外気圧と等しくすることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項記載の接合方法。
【請求項１０】
エネルギ硬化型接着剤を用いて、被接着物に接着物を接合する被接着物と接着物の接合装置において、マイクロカプセルを封入した前記エネルギ硬化型接着剤を塗布する塗布手段と、前記エネルギ硬化型接着剤を硬化させるためにエネルギを照射するエネルギ照射手段と、このエネルギ照射手段のオン・オフを制御するエネルギ照射制御手段と、前記エネルギ照射手段の照射強度を制御するエネルギ照射強度制御手段を備えることを特徴とする接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被接着物に接着物を接合する被接着物と接着物の接合方法およびそれに使用する接合構造、および接合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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被接着物に、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である接着物を接合する技術は、従来から提案されている（例えば特許文献１ないし１０参照）。
特許文献１では、レンズを支持する支持基準点を設け、接着剤の収縮によって発生するレンズの取り付け方向の変位を低減することにより、レンズの取り付け精度を向上させ、所望の光学特性を満たすことを開示している。
特許文献２では、複数の反射ミラーの相対位置を精度良く出し、その状態での接着をすることにより、光学性能を向上させたプロジェクタおよび光学機器を提供することを開示している。
特許文献３では、光学レンズを金属ホルダの内孔中に保持し、低融点ガラスを双方の隙間に塗布し、低融点ガラスが融ける温度に加熱後徐冷することにより、光デバイス組み立ての際、溶接作業性がよく、しかも光学レンズの気密封止部分の信頼性が高く、かつ光学的特性の良いレンズ部品を提供することを開示している。
特許文献４では、接着硬化時の線収縮率が小さい接着剤を使用することによって、線収縮による内部歪みとこれに伴う光学的性能の低下が少ない光学部材を提供することを開示している。
特許文献５では、照射強度を変化させて硬化させることで、生産性を低下させることなく、ＵＶ硬化接着剤によって複数の部材同士を高い位置精度で接着可能な接着方法、およびこの方法を用いた光ヘッド装置の製造方法を提供することを開示している。
【０００３】
特許文献６では、ＵＶ照射強度を一様にして接着させることで、面精度を維持しながら光学部材の接着効率を向上させることを開示している。
特許文献７では、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ことを開示している。
特許文献８では、保持部材とコリメータレンズの間に紫外線硬化型接着剤を充填し、コリメータレンズ側面の円筒レンズとしての集光作用を利用して紫外線を微小領域に照射して仮止めした後、コリメータレンズ側面の円筒レンズとしての光拡散作用を利用して全面に照射して本硬化することで接着後のワーク固定精度の悪化を防ぐことを開示している。
特許文献９では、紫外線硬化型接着剤を複数回に分けて吐出し、各層ごとに硬化させて硬化反応のエネルギ変換効率を高め、熱変形による接着後のワーク固定精度の悪化を防ぐことを開示している。
特許文献１０では、保持部材とコリメータレンズの間に紫外線硬化型接着剤を充填し、コリメータレンズを通して紫外線を照射することによって平行光とし、均一に照射することで接着後のワーク固定精度の悪化を防ぐことを開示している。
また、１つのエネルギ硬化型接着剤を硬化させた後に、硬化タイミングをずらして他のエネルギ硬化型接着剤を硬化させて接着硬化を行い、硬化収縮による位置ずれを極力防ぐ技術も研究されている。
【特許文献１】特開平０７−１７５０００号公報
【特許文献２】特開２００３−５７５２９公報
【特許文献３】特開平０８−３１３７７９号公報
【特許文献４】特開２００２−３６２９４８公報
【特許文献５】特開２００３−１８３５９７公報
【特許文献６】特開２００１−３５００７２公報
【特許文献７】特開平１０−１２１０１３号公報
【特許文献８】特開平０９−２４３９６２号公報
【特許文献９】特開平１０−００７９９１号公報
【特許文献１０】特許第３３７５４２９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の部品接合等の被接着物に接着物を接着する接着剤としては、熱硬化型や光硬化型等のエネルギ硬化型接着剤が知られており、この中には幾つかの性質を兼ね備えたものもある。これらのエネルギ硬化型接着剤は、反応速度が速く硬化時間が短くて済むことから、生産工程の効率化を図る目的で様々な分野で利用されている。
ところが、このエネルギ硬化型接着剤では、硬化するさいに体積収縮（硬化収縮）が起こり、この硬化収縮に伴って応力（硬化収縮力）が発生する。一般に、アクリル系紫外線硬化型樹脂では５〜１０％、エポキシ系紫外線硬化型樹脂では２〜５％程度硬化収縮し、この硬化収縮量に比例して硬化収縮力が発生する。
この硬化収縮力は、接着強度の面においては僅かな強度低下が生じるのみで大きな影響を与えないが、被接着物と接着物との位置のずれを生じさせる点では、とくに部品接合において高精度の位置調整が要求される精密組み立てにおいては大きな問題となる。
すなわち、精密組み立ての工程において、被接着物に対する接着物の位置合わせを厳密に調整した後に、この被接着物と接着物とを接合するエネルギ硬化型接着剤の硬化収縮の影響でその調整した位置にずれが生じると、精密組み立て品の機能を阻害してしまう可能性がある。
このような問題を回避するために、以下のような技術が開示されている。まず第１の技術では、被接着物に支持柱も設け当接させるものや、あるいは治工具などにより接着物ならびに被接着物を固定し、エネルギ線硬化型接着剤を硬化することによって、無理やり硬化収縮させない方法が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
第２の技術では、エネルギ線硬化型接着剤自体に手を加え、エネルギ線硬化方接着剤の替わりに低融点ガラスを使用するものや、セラミック微粒子を添加したり、充填材を添加したりするものや、低分子量の硬化収縮の小さい材料を採用して硬化収縮量を極力小さくする方法が提案されている（例えば、特許文献３、４、７参照）。
第３の技術では、照射するＵＶ光を集光して仮固定した後発散光にして本固定するものや、光硬化型接着剤を塗布するごとに硬化させて熱変形によるずれを抑えるものや、半硬化した後にレンズ等の位置を調整し本硬化する方法が提案されている（例えば、特許文献５、８、９参照）。
第４の技術では、照射するＵＶ光を制御する方法であり、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が提案されている（例えば、特許文献６および１０参照）。
【０００５】
しかしながら、第１の技術の特許文献１に記載の開示は、面接着を想定したものであり、例えば多軸調整等のためにエネルギ線硬化型接着剤を厚く、多量に必要とする場合等には利用できず接着形態が限定されるという問題がある。また、被接着物の構造に制限される。
一方、特許文献２に記載の技術は、予め用意された治工具の精度を厳しく管理しなければならないし、また無理やり被接着物や接着物を動かないように矯正しているので、接着剤に硬化応力が残り、耐熱試験などにより、被接着剤と接着物の相対位置が保てない、あるいは保てないと予想される。
また、第２の技術である特許文献３では、エネルギ線硬化方接着剤の替わりに低融点ガラスを使用しているが、被接着物と接着物がプラスチックなどのような、ガラスよりも融点が低い材料の場合は適応できない。
また、特許文献７に記載の技術では、一般的に使われる充填剤は、エネルギ線硬化型接着剤より比重が大きいもの（セラミックス、金属粉等）が多く、多量に前記接着剤を塗布した場合は、硬化収縮むらが発生し、被接着物と接着物の相対距離を変化させてしまう。
更に特許文献４に記載の技術では、基本的に接着形態が面接着に限定されてしまう。また、一般的なエネルギ線硬化型接着剤と比較し、分子量が低いため、硬化後の接着剤弾性率が低く、あるいは接着強度を上げるため、被接着物と接着物の少なくともどちらか一方に表面処理を施す必要が生じる。
また、第３の技術である特許文献８では、最初に集光によって仮固定を行っても発散光による本固定の際の硬化収縮力が大きいため、位置ずれが大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
一方、特許文献９に記載の技術では、熱変形以外の硬化収縮については考慮されておらず、硬化するごとにその硬化収縮量が積み重なっていくため、最終的には位置ずれが大きく現れることとなる。
特許文献５に記載の技術では、未反応モノマーやポリマーが存在することが多く、耐熱試験等により被接着剤と接着物の相対位置が保てない、あるいは保てないと予想される。
そして、第４の技術である特許文献６および１０に記載の技術では、エネルギ線硬化型接着剤の量を増やせばこれに比例して硬化収縮量も増え、その分位置ずれが大きくなるため、エネルギ線硬化型接着剤を多く必要とする接着形態等には好適とはいえず、また、添加剤を加えることにより光の透過率が低下しその分硬化させるためのエネルギの照射量を多くする必要が生じる場合がある。
このような影響を考慮して、１つのエネルギ硬化型接着剤を硬化させた後に、硬化タイミングをずらして他のエネルギ硬化型接着剤を硬化させるエネルギ硬化型接着剤を複数層用いた方法も研究されている。
しかしながら、この方法を用いれば、精密位置決めが可能となるが、複数のエネルギ硬化型接着剤を塗布する工程が必要となったり、他のエネルギ硬化型接着剤に硬化エネルギを与えないようにしたりと余分な工程があり、その分の接着工程に時間がかかり、また余計な装置が必要となる。
本発明の目的は、上述した実情を考慮して、簡単な装置構成で、接着形態等にかかわらずエネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による位置ずれを極力抑制して高精度な位置合わせを可能とする被接着物と接着物との接合方法、その接合構造、およびその接合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】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギ硬化型接着剤を用いて、前記被接着物に前記接着物を接合する被接着物と接着物の接合方法において、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による体積収縮変化量を補填することを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギ硬化型接着剤を用いて、前記被接着物に前記接着物を接合する被接着物と接着物の接合構造において、前記エネルギ線硬化型接着剤に芯物質とこの芯物質を取り囲むカプセル壁からなるマイクロカプセルを封入した接着剤層を形成し、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮により前記マイクロカプセルが変形・膨張することを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、マイクロカプセルは、カプセル壁が圧力・熱・光のいずれかにより破れて芯物質が流出しあるいは膨張して芯物質も膨らむことで変形・膨張し、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による体積収縮変化量を補填する請求項２に記載の接合構造を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記芯物質として気体を用いた請求項２または３記載の接合構造を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、接合後は、前記マイクロカプセルの内圧を外気圧と等しくする請求項２ないし４のいずれか１項記載の接合構造を特徴とする。
【０００８】
また、請求項６に記載の発明は、エネルギ線硬化型接着剤に芯物質と芯物質を取り囲むカプセル壁からなるマイクロカプセルを封入し、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による体積収縮変化量を前記マイクロカプセルが変形・膨張することで補填していく請求項１に記載の接合方法を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、カプセル壁が圧力・熱・光のいずれかにより破れて芯物質が流出しあるいは膨張して芯物質も膨らむことで変形・膨張し、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による体積収縮変化量を補填する請求項６記載の接合方法を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、芯物質として気体を用いることで、前記エネルギ硬化型接着剤の硬化収縮による体積収縮変化量を変形・膨張し補填していく請求項６または７記載の接合方法を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、接合後は、マイクロカプセルの内圧を外気圧と等しくする請求項６ないし８のいずれか１項記載の接合方法を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、エネルギ硬化型接着剤を用いて、被接着物に接着物を接合する被接着物と接着物の接合装置において、マイクロカプセルを封入した前記エネルギ硬化型接着剤を塗布する塗布手段と、前記エネルギ硬化型接着剤を硬化させるためにエネルギを照射するエネルギ照射手段と、このエネルギ照射手段のオン・オフを制御するエネルギ照射制御手段と、前記エネルギ照射手段の照射強度を制御するエネルギ照射強度制御手段を備える接合装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、硬化収縮に伴う接着剤の収縮区域を予めエネルギ線硬化型接着剤中に分散してあるマイクロカプセルが補填することによって、実質上、接着剤部が体積収縮しないため被着物と接着物の相対的な位置を保持することが可能であり、また、マイクロカプセルを予めエネルギ線硬化型接着剤に分散させているので、余計な装置が要らない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１はエネルギ線硬化型接着剤に芯物質と芯物質を取り囲むカプセル壁からなるマイクロカプセルを封入した構造を示す概略図である。
エネルギ硬化型接着剤（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、等）を対象とする。
ここで、エネルギ硬化型接着剤を使用する理由は、熱硬化型接着剤の場合は、硬化させるためにオーブン等で熱を加える必要があり、生産効率の向上の妨げになったり、被接着物または接着物によっては加熱を許容できなかったりすることがあるからである。
また、嫌気硬化型接着剤の場合は、硬化させるために空気を遮断する必要があり、そのために接着形態が限定される可能性がある。これに比して、光硬化型接着剤にはこのような問題がなく、熱硬化型接着剤や嫌気硬化型接着剤に比べて取り扱いが容易で実用的だからである。
通常、被接着物に接着物を例えば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、前述したように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。そして、この硬化収縮により引張応力を生じる。
これを回避するために、本実施形態では、被接着物と該被接着物に対して位置合わせされた接着物とがエネルギ硬化型接着剤からなる接着部を介して接合される接合構造にあって、接着部はエネルギ硬化型接着剤にエネルギを照射して硬化する際に発生する硬化収縮分の体積を補充していくものである。
それによって、硬化収縮に伴う引張応力を吸収するため、この引張応力が被着物まで伝播することなく、被接着物に対する接着物の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ている。
【００１１】
図１においては、接着構造１３を示し、被接着物１と接着物２との間に接着剤３からなる接着剤層を有する構造を示している。ここで、接着部３はエネルギ線硬化型接着剤３ａそのものに、カプセル壁１１にて取り囲まれた（封入された）芯物質１２からなるマイクロカプセル３ｂを封入した構造となっている。
このため、図２に示す例えばＵＶ光などのエネルギ９の印加によってエネルギ硬化型接着剤３ａの硬化収縮による体積収縮が生じた際、その変化量分をマイクロカプセル３ｂが変形・膨張して補填することで被接着物１に対する接着物２の位置ずれを防止して極めて高精度な接着接合を可能となる。
図２は図１のマイクロカプセル３ｂを封入した構造であるが、Ａ部を拡大した概略図である。この図２では接合の開始によって接着剤３ａの体積収縮と同時にカプセル壁１１が膨張する現象を図示する。ここでは硬化収縮に伴いカプセル壁１１には引張応力が働きカプセル壁１１が膨らむと共に芯物質１２も膨張する。図３は図１のマイクロカプセル３ｂを封入した接合後の構造であるが、Ｂ部からも判明するようにマイクロカプセル３ｂのカプセル壁１１が膨張している状態を示す。
より具体的には、エネルギ硬化型接着剤３ａが硬化する際に、硬化収縮に伴う硬化収縮力が発生する。この時点では、マイクロカプセル３ｂは流動性を保っている状態となる。
エネルギ硬化型接着剤３ａが硬化し始めて硬化収縮が起こり、体積収縮による引張応力が発生するが、このような状態下において、体積収縮が発生すると、マイクロカプセル３ｂが硬化収縮によって生じる硬化収縮分を補填（補充）するように流動変形していく。
このように、マイクロカプセル３ｂが流動変形して硬化収縮に伴う引張応力を吸収するため、この引張応力が被接着物１まで伝播することなく、被接着物１に対する接着物２の位置ずれは発生しない（図２）。
また、このような接着方法では被接着物１と接着物２とに硬化収縮を阻害することなく自由に硬化できるため、内部残留応力が発生しない。内部残留応力は経時変化を起こす重要な要素であるので、内部残留応力を抑えることで経時変化を抑えることができる。
【００１２】
図４は本実施形態との比較のためのマイクロカプセルを含まない接合構造の場合を示しており、図１と比較するための概略図である。図５はマイクロカプセルを含まない接合構造の場合を図２と比較する概略図であり、斜線部が収縮後の体積である。図６はマイクロカプセルを含まない接合構造の場合を図３と比較する概略図であり、斜線部が収縮後の体積であって、ずれ幅ｄを生ずる。
このような接合構造では、エネルギ硬化型接着剤３ａの硬化収縮に伴う引張応力を吸収するものがなく、この引張応力が接着物２から被接着物１にまで直接伝播するため、エネルギ硬化型接着剤３ａの硬化に伴う硬化収縮分がそのまま被接着物１に対する接着物２の位置ずれ分になって現れ、ずれ幅ｄの大きい位置ずれが発生する。
図７は図１と同じエネルギ線硬化型接着剤３ａに芯物質とこの芯物質を取り囲むカプセル壁からなるマイクロカプセル３ｂを封入した構造を示す概略図である。図８は図１のマイクロカプセル３ｂを封入した構造であるが、Ａ部にて接合の開始によって接着剤３ａの体積収縮と同時にカプセル壁１１が膨張する状態を示す。図９は図１のマイクロカプセルを封入した構造であるが、Ｂ部からも判明するようにマイクロカプセル３ｂのカプセル壁１１が破れ膨張した芯物質が接着剤内に封入されている状態を示す概略図である。
カプセル壁１１の材料が硬化反応時に発生する硬化収縮による圧力、または反応熱、あるいは硬化エネルギを照射する際の光によって崩壊し得る特性を備える。ここで、より流動性を保っている芯物質１２（図１）が効率的に流動変形し、硬化収縮に伴う引張応力を吸収して被接着物１に対する接着物２の位置ずれを抑えることができる（図８および図９）。
以上、図１〜図３、あるいは図７〜図９でのカプセル壁１１の材料としてはこの場合一般にカプセル材料として用いられるものでよく、界面重合法、不溶化反応法、相分離法、界面沈殿法、噴霧乾燥法、流動床法などの製法で作成される。
【００１３】
材質はポリアミド、ポリアルギン酸塩等で良いが、膜厚をエネルギ硬化型接着剤の硬化収縮によって変形または膨張できるようにできる限り薄くする必要がある。
また光により崩壊しうる特性を得るためには、一般に、光増感作用のある添加剤を加えてポリマー主鎖に光分解性を付与するものか、ポリマー重合時に主鎖に光増感基としてカルボニル基などを導入し、光によって分解し易い構造にしたものを用いればよい。
更に、芯物質１２としては気体、液体、固体のどれでもかまわないが、流動変形、膨張を考えた場合に気体が好ましい。気体の成分としては窒素、空気やアルゴン、キセノン等の不活性ガスを用いれば安全である。
とくにエネルギ硬化型接着剤の硬化後の芯物質１２に充填した気体の圧力を接合後の外気圧と等しく（通常の使用環境下では１気圧）することで、硬化後のマイクロカプセル３ｂ内が変形、膨張したさいにマイクロカプセル３ｂと外気との圧力差がなくなるようにするのが好ましい。この場合、接着剤の硬化収縮量はその接着剤により求まるので、その量に対して平衡するように芯物質の膨張量が得られる圧力をマイクロカプセル３ｂに封入すればよい。
これによって圧力差による内部応力の発生を抑え、より位置ずれを少なくすることができる。また、内部応力の緩和は経時変化に対する信頼性を向上することができる。
芯物質１２に充填した気体の圧力を接合構造の外気圧と等しくすることは、マイクロカプセル３ｂ内に発泡剤を入れ、接着剤３ａの硬化に伴う発熱により、発泡剤が発泡することによっても可能である。
発泡剤の成分は、一般的に市販されているアゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐ−ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジンやｐ−トルエンスルホニルヒドラジドなどでよい。
とくにアゾジカルボンアミドは有機発泡剤中、唯一の自己消火性のある、取り扱い上安全性の高い発泡剤で、発泡ガス量も多く、樹脂・ゴムどちらでも使用できるため有機発泡剤のなかで使い勝手が良い。
【００１４】
図１０は本発明による接着接合装置を示す概略図である。図１０において、接着接合装置はマイクロカプセル３ｂを封入したエネルギ硬化型接着剤３ａを塗布する塗布手段１０と、エネルギ硬化型接着剤３ａを硬化させるためにエネルギ９を照射するエネルギ照射手段７を備えている。
被接着物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。
塗布手段１０は、被接着物１と接着物２とを接合するためのエネルギ硬化型接着剤３ａ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、塗布手段１０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。
塗布方法としては、スプレー方式、ミスト方式や接着剤液中に直接浸す方法でも良く、粘着剤を貼り付ける方法でも良い。また、それら塗布により接着剤が海島構造をとっても良い。
エネルギ照射手段７は、エネルギ硬化型接着剤３ａの硬化エネルギ帯を放射するエネルギ源６と、放射されたエネルギを所定位置まで導光する光ファイバと、導光されたエネルギを硬化箇所に照射する集光レンズまたは発散レンズとを備えている。
積算光量測定手段８はエネルギ照射手段７が照射するエネルギ９の照射強度および照射時間に基づいて照射されるエネルギ９の量を算出して積算光量を求めている。
制御手段４は、必要に応じて、エネルギ照射手段７を個別にオン／オフすることができる機能（エネルギ照射制御手段）、照射強度を可変できるように制御する機能（エネルギ照射強度制御手段）、遮光手段の入射／遮光を制御する機能（遮光制御手段）を有している。制御手段４並びに積算光量測定手段８は、コンピュータ内にてソフトによって制御が可能である。
【００１５】
図１１は接着接合装置に備える制御部の制御フローを示すフローチャートである。まず、被接着物１、接着物２、予めマイクロカプセル３ｂを封入したエネルギ硬化型接着剤３ａを調整により所定の位置にセットする（Ｓ１）。
次に、エネルギ硬化型接着剤の照射条件（積算光量）の条件をセットする（Ｓ２）。次に、硬化箇所にエネルギ照射を行う（Ｓ３）。次に、現在のエネルギ積算光量を算出する（Ｓ４）。
次に、算出された積算光量と予め設定されているエネルギ硬化型接着剤３ａの硬化の終了する積算光量とを比較して、積算光量が設定値（硬化の終了する積算光量）に到達したかどうか判定する（Ｓ５）。積算光量が設定値に達していない場合にはステップＳ３に戻り、設定値に達した場合には終了する。
なお、本発明はエネルギ硬化型接着剤３ａとして光硬化型接着剤を用いることとしたが、エネルギ硬化型接着剤であればこれに限られず、例えば熱硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤であってもよい。熱硬化型接着剤の場合は、熱のエネルギを加えることによって各層の硬化タイミングをずらしながら硬化させる。
さらに、照射部（エネルギ照射手段７）からの強度と照射時間とから積算光量を算出するものとしたが、これに限られず、光量計測器を用いて直接照射部からのエネルギ量を測定し、この測定値を積算光量としてコンピュータが受けるようにしてもよい。
【００１６】
また、温度計測器を用いてエネルギ硬化型接着剤の硬化反応熱を測定し、この測定値をコンピュータが受けてその測定値の温度から積算光量を算出するようにしてもよいし、直接測定値の温度とエネルギ硬化型接着剤の硬化タイミング時の温度とをコンピュータが照合するようにしてもよい。以上のいずれの測定によっても、エネルギ硬化型接着剤の硬化タイミングの正確な判断が可能となる。
上述したように、マイクロカプセル３ａが圧力・熱・光のいずれかで破れることで、芯物質１２の流出をエネルギ硬化型接着剤の硬化収縮に合わせて効率よく補充することができ、被接着物１と接着物２の相対的な位置を保持することが可能である。
また、芯物質１２に気体を用いるので、マイクロカプセル３ｂの変形・膨張が容易な接合構造が実現できる。さらに、マイクロカプセル３ｂの内圧を外気圧と等しくしたので、硬化後のマイクロカプセル３ｂ内が変形、膨張したさいにマイクロカプセル３ａと外気との圧力差がなくなる。
それによって、圧力差による内部応力の発生を抑え、より高精度に被接着物１と接着物２の相対的な位置を保持する接合構造が実現できる。また、内部応力の緩和は経時変化に対する信頼性を向上することができる。
被接着物１と接着物２を高精度に位置決めした後、接着剤を塗布し、硬化接着する方法において、硬化収縮に伴う接着剤の収縮区域を予め接着剤中に分散してあるマイクロカプセル３ｂが補填することにより、実質、接着剤部が体積収縮しないため被接着物１と接着物２の相対的な位置を保持することが可能である。
さらに、マイクロカプセル３ｂを予めエネルギ線硬化型接着剤に分散させているので、余計な装置が要らない。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
以上のように、本発明にかかる被接着物と接着物の接合方法、接合構造および接合装置は、特にエネルギ線硬化接着剤に有用であり、特に、精密な接着位置を得る接合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】エネルギ線硬化型接着剤に芯物質と芯物質を取り囲むカプセル壁からなるマイクロカプセルを封入した構造を示す概略図。
【図２】図１のマイクロカプセルを封入した構造であるが、Ａ部を示す概略図。
【図３】図１のマイクロカプセルを封入した構造であるが、Ｂ部を示す概略図。
【図４】マイクロカプセルを含まない接合構造の場合を図１と比較する概略図。
【図５】マイクロカプセルを含まない接合構造の場合を図２と比較する概略図。
【図６】マイクロカプセルを含まない接合構造の場合を図３と比較する概略図。
【図７】図１と同じエネルギ線硬化型接着剤に芯物質と芯物質を取り囲むカプセル壁からなるマイクロカプセルを封入した構造を示す概略図。
【図８】図７のマイクロカプセルを封入した構造であるが、Ａ部を示す概略図。
【図９】図７のマイクロカプセルを封入した構造であるが、Ｂ部を示す概略図。
【図１０】本発明による接着接合装置を示す概略図。
【図１１】接着接合装置に備える制御部の制御フローを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００１９】
１    被接着物
２    接着物
３    接着剤（エネルギ硬化型接着剤）
３ａ  接着剤（エネルギ硬化型接着剤）
３ｂ  マイクロカプセル
４    制御手段
６    エネルギ源
７    エネルギ照射手段
８    積算光量測定手段
９    エネルギ
１０    塗布手段
１１    カプセル壁
１２    芯物質
１３    接着構造
ｄ    ずれ幅
【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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