ワーク貼合方法、およびワーク貼合装置
【課題】より簡単な構造でワークを吸着保持して、ワーク貼合面への空気のかみ込みを解消でき、貼合製品の歩留まりを向上できるワーク貼合装置を提供する。
【解決手段】真空チャンバー２の内部に固定貼合台４とダイヤフラム膜６を備えた可動貼合台５とを対向配置し、固定貼合台４およびダイヤフラム膜６に第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を装着する。ダイヤフラム膜６は、一群の通気口１８が形成されたゴム板で形成し、可動貼合台５に設けた空圧凹部１４の開口面の全体を覆う状態で固定する。ダイヤフラム膜６で吸着保持した第２ワークＷ２を第１ワークＷ１と正対させ、真空チャンバー２内に真空圧を作用させる。この状態で、第２ワークＷ２の吸着状態を解除し、同時に加圧空気を空圧凹部１４に作用させて、ダイヤフラム膜６を膨張させ、第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合する。
【解決手段】真空チャンバー２の内部に固定貼合台４とダイヤフラム膜６を備えた可動貼合台５とを対向配置し、固定貼合台４およびダイヤフラム膜６に第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を装着する。ダイヤフラム膜６は、一群の通気口１８が形成されたゴム板で形成し、可動貼合台５に設けた空圧凹部１４の開口面の全体を覆う状態で固定する。ダイヤフラム膜６で吸着保持した第２ワークＷ２を第１ワークＷ１と正対させ、真空チャンバー２内に真空圧を作用させる。この状態で、第２ワークＷ２の吸着状態を解除し、同時に加圧空気を空圧凹部１４に作用させて、ダイヤフラム膜６を膨張させ、第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガラス板どうし、あるいはガラス板とフィルムなどを貼合するのに好適なワーク貼合方法、およびワーク貼合装置に関する。本発明のワーク貼合装置は、例えば液晶ワークやプラズマディスプレイワークを製造する過程で使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
本発明のワーク貼合装置では、ダイヤフラムで片方のワークを他方のワークに押し付けて、両ワークの中央部分から周辺部へ向かって貼合を行なうが、同様の貼合形態を採る液晶パネルの製造装置が特許文献１に公知である。そこでは、上側の貼合テーブルにゴム製のエアーバッグを設けておき、下側のテーブルに載置した一対のワークにエアーバッグを押し付けて貼合する。
【０００３】
本発明のワーク貼合装置においては、真空チャンバー内で一対のワークを貼合するが、この種の貼合装置は特許文献２に公知である。そこでは、真空チャンバーの内部に貼合対象となるワークを支持する上下一対のステージを対向配置し、真空チャンバー内を減圧した状態で一対のワークを貼合する。貼合されるワークは、それぞれ静電チャックで吸着保持される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５５５４０号公報（段落番号００１５、図３）
【特許文献２】特開２００４−３０１９０９号公報（段落番号００３１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のワーク貼合装置は、大気中において一対のワークを貼合する。そのため、貼合前の両ワークの間に空気が存在するのを避けられない。また、貼合時に両ワークの間の空気を強制的に排除しながら貼合を行なえばよいが、ワーク間に挟み込まれる空気を完全に排除するのが難しく、いずれにしても不良品の発生率が高く、貼合製品の歩留まりを向上するうえで大きな障害になっている。とくに大面積のワークを貼合対象とする場合には、局部的に空気をかみ込みやすいため、かみ込んだ空気の排除処理を別途行なっており、その分だけ手間とコストが余分に必要であった。例えば、ワーク貼合体を電気釜の内部に収容して、所定温度に加熱した状態で数気圧の圧力をかけ、かみ込んだ空気の排除処理を別途行なっており、貼合製品の製造に要するコストが嵩むのを避けられなかった。
【０００６】
その点、特許文献２の基板張り合わせ装置によれば、減圧された真空チャンバー内で一対のワークを貼合するので、空気のかみ込みを解消できる。しかし、貼合対象のワークをそれぞれ高価な静電チャックで吸着保持するので貼合装置の全体コストが嵩み、貼合製品のコストを低コスト化するうえで問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、ワーク貼合面への空気のかみ込みを解消して、貼合製品の歩留まりを向上できるワーク貼合方法とワーク貼合装置を提供することにある。本発明の目的は、より簡単な構造でワークを吸着保持して正確に貼合でき、したがって静電チャックでワークを吸着保持する場合に比べて貼合設備に要するコストを削減し、貼合製品を低コスト化するのに好適なワーク貼合方法とワーク貼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】
【０００８】
本発明のワーク貼合方法は、固定チャンバー体２Ａの内部に配置される固定貼合台４と、可動チャンバー体２Ｂの内部に配置される可動貼合台５と、可動貼合台５に設けられる通気可能なダイヤフラム膜６とを用いて、以下の過程を経て第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を貼合する。固定貼合台４と、可動貼合台５のダイヤフラム膜６のそれぞれに、第１ワークＷ１および第２ワークＷ２を装着する工程と、ダイヤフラム膜６に真空圧を作用させて第２ワークＷ２を吸着固定した状態で、可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに接合して真空チャンバー２を閉鎖する工程と、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を所定の隙間を介して正対させ、真空チャンバー２内の空気を排気する工程と、ダイヤフラム膜６に対する真空圧の供給を遮断して第２ワークＷ２の吸着状態を解除したのち、ダイヤフラム膜６に加圧空気を作用させて、第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合することを特徴とする。
【０００９】
真空チャンバー２内の空気を排気する工程においては、真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６に同一真空源３の真空圧を作用させて、第２ワークＷ２の内外に均等な真空圧を作用させる。
【００１０】
真空チャンバー２内の空気を排気する工程においては、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の正対隙間が０．１〜１ｍｍに設定する。
【００１１】
本発明に係るワーク貼合装置は、真空チャンバー２と、真空チャンバー２の内部の空気を排気する真空源３とを備えている。真空チャンバー２の内部に、第１ワークＷ１が装着される固定貼合台４と、第２ワークＷ２が装着されるダイヤフラム膜６を備えた可動貼合台５とを設ける。ダイヤフラム膜６は、一群の通気口１８が形成されたゴム板で形成されて、可動貼合台５に設けた空圧凹部１４の開口面の全体を覆う状態で固定する。空圧凹部１４は、真空源３、および圧力源７に対して通路２１・２２・２３および切換弁２８・３１を介して接続されて、真空源３と圧力源７とに択一的に連通できるように構成する。以て、下記の条件下でダイヤフラム膜６に加圧空気を作用させて、第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合する。固定貼合台４に装着した第１ワークＷ１が、ダイヤフラム膜６に装着した第２ワークＷ２に所定の隙間を隔てて正対していること。真空チャンバー２内の空気が真空源３によって排気されていること。ダイヤフラム膜６に対する真空圧の供給を遮断して第２ワークＷ２の吸着状態が解除されていること。
【００１２】
空圧凹部１４は可動貼合台５に凹み形成した渦巻状の溝で構成する。渦巻中心に通路２２を接続する。
【００１３】
真空チャンバー２は固定チャンバー体２Ａと可動チャンバー体２Ｂとで構成する。固定チャンバー体２Ａの内部に、固定貼合台４と、固定貼合台４をダイヤフラム膜６へ向かって昇降操作する駆動構造１１の出力部１２とを設ける。可動チャンバー体２Ｂの内部にダイヤフラム膜６を備えた可動貼合台５を設ける。可動チャンバー体２Ｂは固定チャンバー体２Ａに対して揺動軸９を介して揺動開閉可能に連結する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のワーク貼合方法においては、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に向かって押圧するダイヤフラム膜６を利用して、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６の外面に真空圧によって吸着保持するようにした。また、両ワークＷ１・Ｗ２を所定の隙間を介して正対させ、真空チャンバー２内の空気を排気したのち、第２ワークＷ２の吸着状態を解除し、さらにダイヤフラム膜６に加圧空気を作用させて、第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合できるようにした。このように、真空環境において第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合すると、両ワークＷ１・Ｗ２の貼合面への空気のかみ込みを生じる余地がなく、したがって貼合製品の歩留まりを向上できる。また、第２ワークＷ２を押圧するダイヤフラム膜６を利用して、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６の外面に真空圧によって吸着保持するので、ワークを静電チャックで吸着保持する従来の貼合装置に比べて、より簡単な構造で第２ワークＷ２を吸着保持でき、貼合設備に要するコストやランニングコストを大幅に削減して、その分だけ貼合製品を低コスト化できる。
【００１５】
真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６に同一真空源３の真空圧を作用させると、第２ワークＷ２の内外面に作用する真空圧を均等にして、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６から適正に分離できる。したがって、第２ワークＷ２の吸着状態の解除に連続して行なわれるダイヤフラム膜６による両ワークＷ１・Ｗ２の貼合を適正に行なうことができる。なお、ダイヤフラム膜６に作用する真空圧と、真空チャンバー２に作用する真空圧に差があると、第２ワークＷ２がダイヤフラム膜６から早いタイミングで分離し、あるいは逆に、第２ワークＷ２がダイヤフラム膜６に押し付けられて分離タイミングが遅れるおそれがある。第２ワークＷ２の分離タイミングが早い場合には、ダイヤフラム膜６による押圧に先行して両ワークＷ１・Ｗ２の周縁どうしが不規則に接着するおそれがある。また、第２ワークＷ２の分離タイミングが遅い場合には、ダイヤフラム膜６による押圧面の拡がり方にばらつきを生じて、接着強度がばらつくおそれがある。
【００１６】
第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の正対隙間を０．１〜１ｍｍに設定して両ワークＷ１・Ｗ２を貼合するのは、両ワークＷ１・Ｗ２をダイヤフラム膜６で適正に貼合するためである。因みに対向隙間が０．１ｍｍ未満であると、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６で押圧する以前に、両ワークＷ１・Ｗ２の周縁部が他に先行して接着するなどの接着不良を招きやすい。また、対向隙間が１ｍｍを越えると、両ワークＷ１・Ｗ２の周縁部の押圧力が不足して、貼合面の周縁部で接着不良を生じるおそれがある。
【００１７】
本発明に係るワーク貼合装置によれば、真空チャンバー２内の真空環境において、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６で中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合するので、両ワークＷ１・Ｗ２の貼合面への空気のかみ込みを生じる余地がなく、したがって貼合製品の歩留まりを向上できる。また、第２ワークＷ２を押圧するダイヤフラム膜６を利用して、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６の外面に真空圧によって吸着保持するので、ワークを静電チャックで吸着保持する従来の貼合装置に比べて、より簡単な構造で第２ワークＷ２を吸着保持でき、貼合装置に要するコストやランニングコストを大幅に削減して、その分だけ貼合製品を低コスト化できる。
【００１８】
また、ダイヤフラム膜６で覆われる空圧凹部１４を、通路２１・２２・２３および切換弁２８・３１を介して真空源３と圧力源７とに択一的に連通できるように構成するので、各切換弁２８・３１を切り換え操作するだけで、ダイヤフラム膜６に第２ワークＷ２を吸着保持し、あるいはダイヤフラム膜６を膨張させて両ワークＷ１・Ｗ２を貼合でき、従来のこの種の貼合装置に比べて、貼合装置の構造を簡素化し全体コストを削減できる。
【００１９】
可動貼合台５に凹み形成した渦巻状の溝で空圧凹部１４を構成し、渦巻中心に通路２２を接続する貼合装置によれば、通路２２に臨む渦巻中心から渦巻外端へ向かって真空圧や加圧空気を作用させることができる。したがって、第２ワークＷ２の吸着状態の解除、さらにダイヤフラム膜６による第２ワークＷ２の押圧動作などを、中央部から周縁部へと拡げることができ、さらに好適に両ワークＷ１・Ｗ２を貼合できる。
【００２０】
真空チャンバー２を構成する固定チャンバー体２Ａの内部に、固定貼合台４や駆動構造１１の出力部１２を設け、可動チャンバー体２Ｂの内部に可動貼合台５およびダイヤフラム膜６を設け、可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに対して揺動軸９を介して揺動開閉可能に連結する貼合装置によれば、第１・第２の両ワークＷ１・Ｗ２の装着から、ダイヤフラム膜６による両ワークＷ１・Ｗ２の貼合に至る一連の過程を円滑に連続して行なって、両ワークＷ１・Ｗ２を能率よく貼合できる。また、可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに接合することにより、両ワークＷ１・Ｗ２を前後、左右方向に位置決めした状態で正対できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施例） 図１ないし図８は本発明に係るワーク貼合装置の実施例を示す。図１においてワーク貼合装置は、基台１の上部に設けられる真空チャンバー２と、真空チャンバー２内の空気を排気する真空ポンプ（真空源）３と、真空チャンバー２内に配置される固定貼合台４および可動貼合台５と、可動貼合台５に設けられるダイヤフラム膜６と、ダイヤフラム膜６に加圧空気を供給する加圧ポンプ７（圧力源）などで構成する。固定貼合台４に第１ワークＷ１が固定され、可動貼合台５のダイヤフラム膜６に第２ワークＷ２が吸着固定される。
【００２２】
第１ワークＷ１および第２ワークＷ２は、液晶基板やプラズマディスプレイ基板などの四角形状のガラス板やプラスチック板、あるいは液晶基板やプラズマディスプレイ基板などに貼合される静電防止用フィルム、反射防止用フィルムなどからなる。本発明のワーク貼合装置は、基板どうしを貼合する場合と、基板に対してフィルムを貼合する場合と、フィルムどうしを貼合する場合に適用できる。なお、両ワークＷ１・Ｗ２のいずれか一方には、透明な接着剤層が全面にわたって形成してある。
【００２３】
真空チャンバー２は、上向きに開口する箱構造の固定チャンバー体２Ａと、下向きに開口する箱構造の可動チャンバー体２Ｂとで構成してあり、真空チャンバー２内の空間は後述する通路および切換弁を介して真空ポンプ３に連通している。可動チャンバー体２Ｂは、固定チャンバー体２Ａで揺動軸９を介して揺動開閉自在に支持されており、図示していないエアーシリンダーで揺動開閉操作される。固定チャンバー体２Ａの可動チャンバー体２Ｂとの接合面には、シール体１０が配置してあり、このシール体１０によって真空チャンバー２を内外に封止している。
【００２４】
固定チャンバー体２Ａは基台１に固定してあり、その内部に、先の固定貼合台４と、固定貼合台４をダイヤフラム膜６へ向かって昇降操作する駆動構造１１の出力部１２とが設けてある。駆動構造１１は、図示していないエアーシリンダーを駆動源にして構成してあり、エアーシリンダーのピストンの昇降動作を、先の出力部１２を介して固定貼合台４に伝える。左右一対の出力部１２は、固定チャンバー体２Ａに設けたスライドブッシュ１５で案内支持してある。第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の対向隙間をより正確に設定するために、駆動構造１１はボールねじと、ステップモータあるいはサーボモーターとで構成することができる。
【００２５】
可動チャンバー体２Ｂの内面に先の可動貼合台５が固定してある。可動貼合台５の固定貼合台４との対向面には空圧凹部１４が凹み形成され、空圧凹部１４の開口面の全体を覆う状態でダイヤフラム膜６が可動貼合台５に固定してある。空圧凹部１４は真空ポンプ３および加圧ポンプ７に対して、後述する通路および切換弁を介して連通している。
【００２６】
図３に示すように空圧凹部１４は、第２ワークＷ２の各辺部に沿って徐々に中央部へ向かって近づく四角形渦巻状の溝からなり、その中央部の溝端に後述する第２通路２２が連通してある。図１から図７においては、空圧凹部１４を明示するために、溝幅および溝深さを誇張して図示したが、実際の溝幅および溝深さは、ワークサイズの違いに応じて、それぞれ０．５〜１．５ｍｍに設定する。このように、溝幅および溝深さを小さく設定するのは、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６で吸着するとき、ダイヤフラム膜６が溝の内部へ凹むのを防ぐためである。ダイヤフラム膜６は、全面にわたって通気口１８が開口してあるゴム板で形成してあり、その周縁は四角形の押え枠１９で可動貼合台５に固定してある。通気口１８は、直径寸法が数ｍｍの丸穴からなり、ダイヤフラム膜６の全面にわたって一定間隔おきに形成してある。自由状態におけるダイヤフラム膜６は、図２に示すように、空圧凹部１４の開口周縁壁で受け止められて平坦になっており、この状態において通気口１８の大半が空圧凹部１４に臨んでいる。
【００２７】
真空チャンバー２は、第１通路（通路）２１を介して真空ポンプ３と連通してあり、空圧凹部１４は、第２通路（通路）２２を介して加圧ポンプ７と連通され、さらに第２通路２２から分岐される第３通路（通路）２３と、第１通路２１を介して真空ポンプ３と連通してある。第１通路２１の中途部には第１切換弁（切換弁）２４と、負圧センサー２５と、大気開放弁２６が設けてある。第２通路２２の中途部には、第２切換弁（切換弁）２８と、負圧センサー２９と、大気開放弁３０が設けてある。第３通路２３は、第２切換弁２８と負圧センサー２９との間の第２通路２２と、真空ポンプ３と第１切換弁２４との間の第１通路２１とを連通しており、その中途部に第３切換弁（切換弁）３２が設けてある。
【００２８】
第１〜第３の各切換弁２４・２８・３２は、第１〜第３の各通路２１・２２・２３を遮断する状態と通気可能な状態とのいずれかに切り換えることができる電磁弁からなり、これらの切換弁２４・２８・３２を切り換え操作することにより、真空チャンバー２に真空圧を作用させることができ、あるいは空圧凹部１４に真空圧と加圧空気を択一的に作用させることができる。その詳細は後述する。
【００２９】
以上のように構成した貼合装置は、次のようにして第１・第２の両ワークＷ１・Ｗ２を貼合する。以下においては、第１ワークＷ１がガラス基板であり、第２ワークＷ２がフィルムである場合について説明する。
【００３０】
まず、可動チャンバー体２Ｂを開放操作した状態で、固定貼合台４の上面に第１ワークＷ１を載置し、その周縁の４箇所を図示していない位置決め体で位置決め保持する（図２参照）。次に、固定チャンバー体２Ａをほぼ反転姿勢にした状態で、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６に載置し、さらに位置決め治具で位置決めする。この状態で、第３切換弁３２を通気可能な状態にして真空ポンプ３の真空圧を空圧凹部１４に作用させ、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６に吸着固定する。このとき、第１切換弁２４と第２切換弁２８とは通路２１・２３を遮断した状態にしておく。位置決め治具は、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６に吸着固定した後に、ダイヤフラム膜６から取り外しておく。
【００３１】
上記のように貼合準備が終了したのち、図５に示すように可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａの開口面に被せ付けて真空チャンバー２を閉鎖し、第１・第２の両ワークＷ１・Ｗ２を上下に正対させて、図示していないロック構造で可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに固定する。この状態における第１・第２の両ワークＷ１・Ｗ２は、充分に大きな隙間を介して上下に対向している。そこで、駆動構造１１を起動して固定貼合台４を可動貼合台５へ向かって接近移動させ、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の対向隙間を貼合に適した所定の隙間に設定する。
【００３２】
両ワークＷ１・Ｗ２の対向隙間は０．１〜１ｍｍの範囲内で設定することが好ましい。対向隙間が０．１ｍｍ未満であると、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６で押圧する以前に、両ワークＷ１・Ｗ２の周縁部が他に先行して接着するなどの接着不良を招きやすい。また、対向隙間が１ｍｍを越えると、両ワークＷ１・Ｗ２の周縁部の押圧力が不足して、貼合面の周縁部で接着不良を生じるおそれがある。
【００３３】
次に、図６に示すように第１通路２１の第１切換弁２４を通気可能な状態に切り換えて、真空ポンプ３の真空圧を真空チャンバー２に作用させ、真空チャンバー２の内部の空気を排気する。これにより、真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６には、同じ真空ポンプ３の真空圧が作用するので、真空チャンバー２の排気が終了した時点で、第２ワークＷ２の内外には均等な真空圧が作用することになる。
【００３４】
真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６に作用する真空圧が均等になったことを、負圧センサー２５・２９からの出力信号で確認したのち、真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６に対する真空圧の供給を遮断して第２ワークＷ２の吸着状態を解除する。具体的には、図７に示すように、第３通路２３の第３切換弁３２をそれぞれ遮断状態に切り換える。この時点で、第２ワークＷ２は吸着力から開放される。第３切換弁３２が遮断状態に切り換わるのと同時に、第２通路２２の第２切換弁２８を通気可能な状態にして、加圧空気を空圧凹部１４に作用させる。これにより、ダイヤフラム膜６は図８に示すように下向きに膨張して第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合する。なお、第１通路２１の切換弁２４は、第２通路２２の第２切換弁２８が通気可能な状態に切り換わったのち、一定時間（約２秒）は通気可能な状態を維持して真空チャンバー２の内部の空気を排気しており、第２切換弁２８の切り換えから先の一定時間が経過した時点で、図７に示すように遮断状態に切り換えられる。
【００３５】
空圧凹部１４に加圧空気が送給された直後のダイヤフラム膜６は、その中央部分が他の部分に先行して膨張し、膨張する領域が周縁部へと拡がる。このときの第２ワークＷ２と第１ワークＷ１とは、ごく僅かな隙間を介して正対している。そのため、図８に示すように、それまでダイヤフラム膜６に吸着保持されていた第２ワークＷ２は、第１ワークＷ１を介して固定貼合台４で受け止められ、両ワークＷ１・Ｗ２は中央部から周縁部へと貼合されることになる。
【００３６】
したがって、最悪の状況として真空チャンバー２の内部にごく僅かな空気が残存していたとしても、両ワークＷ１・Ｗ２の間に存在する空気を強制的にワーク周縁部側へ押し出しながら、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合して空気のかみ込みを確実に防止できる。両ワークＷ１・Ｗ２が周縁部まで完全に貼合された状態では、図１に示すように、ダイヤフラム膜６の殆どの部分は、固定貼合台４と平行な姿勢になって両ワークＷ１・Ｗ２を密着保持している。以後、真空チャンバー２の内部は、ダイヤフラム膜６の通気口１８から噴出する空気によって気圧が上昇する。真空チャンバー２の内圧が所定の圧力（約５気圧）になった状態で第２切換弁２８を遮断状態に切り換え、その状態を一定時間維持する。これにより、両ワークＷ１・Ｗ２の周縁部分を高圧の空気で念のため密着させて、両ワークＷ１・Ｗ２の貼合を完璧なものとすることができる。
【００３７】
最後に、電磁操作される大気開放弁２６・３０を大気と連通する状態に開放して、真空チャンバー２および空圧凹部１４を大気開放する。この状態で可動チャンバー体２Ｂを開放揺動操作して、貼合されたワークを取り出す。なお、ダイヤフラム膜６が膨張する過程では、空圧凹部１４に送給された加圧空気の一部が通気口１８から真空チャンバー２内へ噴出される。しかし、先に説明したように、両ワークＷ１・Ｗ２はダイヤフラム膜６によって中央部から周縁部へと貼合され、しかも、ごく短時間で両ワークＷ１・Ｗ２の貼合が終了するので、通気口１８から噴出する空気が両ワークＷ１・Ｗ２の間に入り込む余地はない。
【００３８】
上記の実施例では、第２ワークＷ２がフィルムである場合について説明したが、第２ワークＷ２がガラス基板やプラスチック基板である場合にも、同様にして両ワークＷ１・Ｗ２を適正にしかも迅速に貼合することができる。また、上記の実施例では、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の対向隙間を所定の値に設定したのち、真空チャンバー２の内部の空気を排気したが、逆に真空チャンバー２の内部の空気を排気したのちに、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の対向隙間を所定の値に設定することができる。
【００３９】
以上の説明から明らかな通り、本発明のワーク貼合方法は、固定チャンバー体２Ａの内部に配置されて駆動構造１１で昇降操作される固定貼合台４と、固定チャンバー体２Ａに対して開閉可能に設けられる可動チャンバー体２Ｂの内部に配置される可動貼合台５と、可動貼合台５に設けられる通気可能なダイヤフラム膜６とを用いて第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を貼合するものであって、以下の過程を経て第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を好適に貼合することができる。
【００４０】
固定貼合台４と、可動貼合台５のダイヤフラム膜６のそれぞれに、第１ワークＷ１および第２ワークＷ２を装着する工程と、
ダイヤフラム膜６に真空圧を作用させて第２ワークＷ２を吸着固定した状態で、可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに接合して真空チャンバー２を閉鎖する工程と、 固定貼合台４を可動貼合台５に接近移動させて、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を所定の隙間を介して正対させ、真空チャンバー２内の空気を排気する工程と、
ダイヤフラム膜６に対する真空圧の供給を遮断して第２ワークＷ２の吸着状態を解除したのち、ダイヤフラム膜６に加圧空気を作用させて、第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合する工程を経て、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合する。
【００４１】
真空チャンバー２内の空気を排気する工程においては、真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６に同一真空源３の真空圧を作用させて、第２ワークＷ２の内外に均等な真空圧を作用させる。真空チャンバー２内の空気を排気する工程における、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の正対隙間は０．１〜１ｍｍに設定する。
【００４２】
上記の実施例では、可動チャンバー体２Ｂを水平な揺動軸９の周りに揺動開閉したが、可動チャンバー体２Ｂは垂直の揺動軸９の周りに揺動開閉でき、あるいは、固定チャンバー体２Ａに対して連結されていない可動チャンバー体２Ｂを、蓋合わせ状に接合して真空チャンバー２を閉鎖することができる。また、空圧凹部１４は、四角形渦巻状に形成する必要はなく、縦横に交差して連続する格子状の溝や、通気口１８と同様の一群の凹部と、凹部を連通する溝とで形成することができる。要は、真空圧や加圧空気をダイヤフラム膜６に対して同時に作用できる構造であればよい。
【００４３】
ダイヤフラム膜６の通気口１８は、角穴やスリット状の穴で形成することができ、あるいは、丸穴と角穴とスリット状の穴が混在する状態で形成することができる。必要があれば、固定貼合台４を可動チャンバー体２Ｂの内面に設け、可動貼合体５およびダイヤフラム膜６を固定チャンバー体２Ａの内部に設けることができる。その場合には、固定貼合台４に空圧凹部１４および通気口１８に相当する構造を設け、空圧凹部１４に相当する構造に真空圧を作用させて、第１ワークＷ１を固定貼合台４に吸着固定するとよい。
【００４４】
可動貼合台５は、固定貼合台４または固定チャンバー体２Ａに対して開閉揺動可能に連結することができる。その場合には、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６で吸着保持したのち、可動貼合台５を閉じ揺動して固定貼合台４と正対させ、可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに接合して真空チャンバー２を閉鎖するとよい。また、固定チャンバー体２Ａの内部にアライメント台を設け、アライメント台で固定貼合台４を支持して、両者の間にアライメント装置を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ワーク貼合装置の縦断正面図である。
【図２】可動チャンバー体を半ば開放した状態のワーク貼合装置の縦断正面図である。
【図３】可動貼合台の貼合面の平面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】真空チャンバーを閉鎖した状態のワーク貼合装置の縦断正面図である。
【図６】固定貼合台を上昇させた状態のワーク貼合装置の縦断正面図である。
【図７】ダイヤフラム膜を膨張させた状態のワーク貼合装置の縦断正面図である。
【図８】ダイヤフラム膜の膨張状態の詳細を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
２ 真空チャンバー
２Ａ 固定チャンバー体
２Ｂ 可動チャンバー体
３ 真空源（真空ポンプ）
４ 固定貼合台
５ 可動貼合台
６ ダイヤフラム膜
７ 加圧源（加圧ポンプ）
１１ 駆動構造
１２ 出力部
１４ 空圧凹部
１８ 通気口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガラス板どうし、あるいはガラス板とフィルムなどを貼合するのに好適なワーク貼合方法、およびワーク貼合装置に関する。本発明のワーク貼合装置は、例えば液晶ワークやプラズマディスプレイワークを製造する過程で使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
本発明のワーク貼合装置では、ダイヤフラムで片方のワークを他方のワークに押し付けて、両ワークの中央部分から周辺部へ向かって貼合を行なうが、同様の貼合形態を採る液晶パネルの製造装置が特許文献１に公知である。そこでは、上側の貼合テーブルにゴム製のエアーバッグを設けておき、下側のテーブルに載置した一対のワークにエアーバッグを押し付けて貼合する。
【０００３】
本発明のワーク貼合装置においては、真空チャンバー内で一対のワークを貼合するが、この種の貼合装置は特許文献２に公知である。そこでは、真空チャンバーの内部に貼合対象となるワークを支持する上下一対のステージを対向配置し、真空チャンバー内を減圧した状態で一対のワークを貼合する。貼合されるワークは、それぞれ静電チャックで吸着保持される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５５５４０号公報（段落番号００１５、図３）
【特許文献２】特開２００４−３０１９０９号公報（段落番号００３１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のワーク貼合装置は、大気中において一対のワークを貼合する。そのため、貼合前の両ワークの間に空気が存在するのを避けられない。また、貼合時に両ワークの間の空気を強制的に排除しながら貼合を行なえばよいが、ワーク間に挟み込まれる空気を完全に排除するのが難しく、いずれにしても不良品の発生率が高く、貼合製品の歩留まりを向上するうえで大きな障害になっている。とくに大面積のワークを貼合対象とする場合には、局部的に空気をかみ込みやすいため、かみ込んだ空気の排除処理を別途行なっており、その分だけ手間とコストが余分に必要であった。例えば、ワーク貼合体を電気釜の内部に収容して、所定温度に加熱した状態で数気圧の圧力をかけ、かみ込んだ空気の排除処理を別途行なっており、貼合製品の製造に要するコストが嵩むのを避けられなかった。
【０００６】
その点、特許文献２の基板張り合わせ装置によれば、減圧された真空チャンバー内で一対のワークを貼合するので、空気のかみ込みを解消できる。しかし、貼合対象のワークをそれぞれ高価な静電チャックで吸着保持するので貼合装置の全体コストが嵩み、貼合製品のコストを低コスト化するうえで問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、ワーク貼合面への空気のかみ込みを解消して、貼合製品の歩留まりを向上できるワーク貼合方法とワーク貼合装置を提供することにある。本発明の目的は、より簡単な構造でワークを吸着保持して正確に貼合でき、したがって静電チャックでワークを吸着保持する場合に比べて貼合設備に要するコストを削減し、貼合製品を低コスト化するのに好適なワーク貼合方法とワーク貼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】
【０００８】
本発明のワーク貼合方法は、固定チャンバー体２Ａの内部に配置される固定貼合台４と、可動チャンバー体２Ｂの内部に配置される可動貼合台５と、可動貼合台５に設けられる通気可能なダイヤフラム膜６とを用いて、以下の過程を経て第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を貼合する。固定貼合台４と、可動貼合台５のダイヤフラム膜６のそれぞれに、第１ワークＷ１および第２ワークＷ２を装着する工程と、ダイヤフラム膜６に真空圧を作用させて第２ワークＷ２を吸着固定した状態で、可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに接合して真空チャンバー２を閉鎖する工程と、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を所定の隙間を介して正対させ、真空チャンバー２内の空気を排気する工程と、ダイヤフラム膜６に対する真空圧の供給を遮断して第２ワークＷ２の吸着状態を解除したのち、ダイヤフラム膜６に加圧空気を作用させて、第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合することを特徴とする。
【０００９】
真空チャンバー２内の空気を排気する工程においては、真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６に同一真空源３の真空圧を作用させて、第２ワークＷ２の内外に均等な真空圧を作用させる。
【００１０】
真空チャンバー２内の空気を排気する工程においては、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の正対隙間が０．１〜１ｍｍに設定する。
【００１１】
本発明に係るワーク貼合装置は、真空チャンバー２と、真空チャンバー２の内部の空気を排気する真空源３とを備えている。真空チャンバー２の内部に、第１ワークＷ１が装着される固定貼合台４と、第２ワークＷ２が装着されるダイヤフラム膜６を備えた可動貼合台５とを設ける。ダイヤフラム膜６は、一群の通気口１８が形成されたゴム板で形成されて、可動貼合台５に設けた空圧凹部１４の開口面の全体を覆う状態で固定する。空圧凹部１４は、真空源３、および圧力源７に対して通路２１・２２・２３および切換弁２８・３１を介して接続されて、真空源３と圧力源７とに択一的に連通できるように構成する。以て、下記の条件下でダイヤフラム膜６に加圧空気を作用させて、第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合する。固定貼合台４に装着した第１ワークＷ１が、ダイヤフラム膜６に装着した第２ワークＷ２に所定の隙間を隔てて正対していること。真空チャンバー２内の空気が真空源３によって排気されていること。ダイヤフラム膜６に対する真空圧の供給を遮断して第２ワークＷ２の吸着状態が解除されていること。
【００１２】
空圧凹部１４は可動貼合台５に凹み形成した渦巻状の溝で構成する。渦巻中心に通路２２を接続する。
【００１３】
真空チャンバー２は固定チャンバー体２Ａと可動チャンバー体２Ｂとで構成する。固定チャンバー体２Ａの内部に、固定貼合台４と、固定貼合台４をダイヤフラム膜６へ向かって昇降操作する駆動構造１１の出力部１２とを設ける。可動チャンバー体２Ｂの内部にダイヤフラム膜６を備えた可動貼合台５を設ける。可動チャンバー体２Ｂは固定チャンバー体２Ａに対して揺動軸９を介して揺動開閉可能に連結する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のワーク貼合方法においては、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に向かって押圧するダイヤフラム膜６を利用して、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６の外面に真空圧によって吸着保持するようにした。また、両ワークＷ１・Ｗ２を所定の隙間を介して正対させ、真空チャンバー２内の空気を排気したのち、第２ワークＷ２の吸着状態を解除し、さらにダイヤフラム膜６に加圧空気を作用させて、第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合できるようにした。このように、真空環境において第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合すると、両ワークＷ１・Ｗ２の貼合面への空気のかみ込みを生じる余地がなく、したがって貼合製品の歩留まりを向上できる。また、第２ワークＷ２を押圧するダイヤフラム膜６を利用して、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６の外面に真空圧によって吸着保持するので、ワークを静電チャックで吸着保持する従来の貼合装置に比べて、より簡単な構造で第２ワークＷ２を吸着保持でき、貼合設備に要するコストやランニングコストを大幅に削減して、その分だけ貼合製品を低コスト化できる。
【００１５】
真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６に同一真空源３の真空圧を作用させると、第２ワークＷ２の内外面に作用する真空圧を均等にして、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６から適正に分離できる。したがって、第２ワークＷ２の吸着状態の解除に連続して行なわれるダイヤフラム膜６による両ワークＷ１・Ｗ２の貼合を適正に行なうことができる。なお、ダイヤフラム膜６に作用する真空圧と、真空チャンバー２に作用する真空圧に差があると、第２ワークＷ２がダイヤフラム膜６から早いタイミングで分離し、あるいは逆に、第２ワークＷ２がダイヤフラム膜６に押し付けられて分離タイミングが遅れるおそれがある。第２ワークＷ２の分離タイミングが早い場合には、ダイヤフラム膜６による押圧に先行して両ワークＷ１・Ｗ２の周縁どうしが不規則に接着するおそれがある。また、第２ワークＷ２の分離タイミングが遅い場合には、ダイヤフラム膜６による押圧面の拡がり方にばらつきを生じて、接着強度がばらつくおそれがある。
【００１６】
第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の正対隙間を０．１〜１ｍｍに設定して両ワークＷ１・Ｗ２を貼合するのは、両ワークＷ１・Ｗ２をダイヤフラム膜６で適正に貼合するためである。因みに対向隙間が０．１ｍｍ未満であると、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６で押圧する以前に、両ワークＷ１・Ｗ２の周縁部が他に先行して接着するなどの接着不良を招きやすい。また、対向隙間が１ｍｍを越えると、両ワークＷ１・Ｗ２の周縁部の押圧力が不足して、貼合面の周縁部で接着不良を生じるおそれがある。
【００１７】
本発明に係るワーク貼合装置によれば、真空チャンバー２内の真空環境において、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６で中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合するので、両ワークＷ１・Ｗ２の貼合面への空気のかみ込みを生じる余地がなく、したがって貼合製品の歩留まりを向上できる。また、第２ワークＷ２を押圧するダイヤフラム膜６を利用して、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６の外面に真空圧によって吸着保持するので、ワークを静電チャックで吸着保持する従来の貼合装置に比べて、より簡単な構造で第２ワークＷ２を吸着保持でき、貼合装置に要するコストやランニングコストを大幅に削減して、その分だけ貼合製品を低コスト化できる。
【００１８】
また、ダイヤフラム膜６で覆われる空圧凹部１４を、通路２１・２２・２３および切換弁２８・３１を介して真空源３と圧力源７とに択一的に連通できるように構成するので、各切換弁２８・３１を切り換え操作するだけで、ダイヤフラム膜６に第２ワークＷ２を吸着保持し、あるいはダイヤフラム膜６を膨張させて両ワークＷ１・Ｗ２を貼合でき、従来のこの種の貼合装置に比べて、貼合装置の構造を簡素化し全体コストを削減できる。
【００１９】
可動貼合台５に凹み形成した渦巻状の溝で空圧凹部１４を構成し、渦巻中心に通路２２を接続する貼合装置によれば、通路２２に臨む渦巻中心から渦巻外端へ向かって真空圧や加圧空気を作用させることができる。したがって、第２ワークＷ２の吸着状態の解除、さらにダイヤフラム膜６による第２ワークＷ２の押圧動作などを、中央部から周縁部へと拡げることができ、さらに好適に両ワークＷ１・Ｗ２を貼合できる。
【００２０】
真空チャンバー２を構成する固定チャンバー体２Ａの内部に、固定貼合台４や駆動構造１１の出力部１２を設け、可動チャンバー体２Ｂの内部に可動貼合台５およびダイヤフラム膜６を設け、可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに対して揺動軸９を介して揺動開閉可能に連結する貼合装置によれば、第１・第２の両ワークＷ１・Ｗ２の装着から、ダイヤフラム膜６による両ワークＷ１・Ｗ２の貼合に至る一連の過程を円滑に連続して行なって、両ワークＷ１・Ｗ２を能率よく貼合できる。また、可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに接合することにより、両ワークＷ１・Ｗ２を前後、左右方向に位置決めした状態で正対できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施例） 図１ないし図８は本発明に係るワーク貼合装置の実施例を示す。図１においてワーク貼合装置は、基台１の上部に設けられる真空チャンバー２と、真空チャンバー２内の空気を排気する真空ポンプ（真空源）３と、真空チャンバー２内に配置される固定貼合台４および可動貼合台５と、可動貼合台５に設けられるダイヤフラム膜６と、ダイヤフラム膜６に加圧空気を供給する加圧ポンプ７（圧力源）などで構成する。固定貼合台４に第１ワークＷ１が固定され、可動貼合台５のダイヤフラム膜６に第２ワークＷ２が吸着固定される。
【００２２】
第１ワークＷ１および第２ワークＷ２は、液晶基板やプラズマディスプレイ基板などの四角形状のガラス板やプラスチック板、あるいは液晶基板やプラズマディスプレイ基板などに貼合される静電防止用フィルム、反射防止用フィルムなどからなる。本発明のワーク貼合装置は、基板どうしを貼合する場合と、基板に対してフィルムを貼合する場合と、フィルムどうしを貼合する場合に適用できる。なお、両ワークＷ１・Ｗ２のいずれか一方には、透明な接着剤層が全面にわたって形成してある。
【００２３】
真空チャンバー２は、上向きに開口する箱構造の固定チャンバー体２Ａと、下向きに開口する箱構造の可動チャンバー体２Ｂとで構成してあり、真空チャンバー２内の空間は後述する通路および切換弁を介して真空ポンプ３に連通している。可動チャンバー体２Ｂは、固定チャンバー体２Ａで揺動軸９を介して揺動開閉自在に支持されており、図示していないエアーシリンダーで揺動開閉操作される。固定チャンバー体２Ａの可動チャンバー体２Ｂとの接合面には、シール体１０が配置してあり、このシール体１０によって真空チャンバー２を内外に封止している。
【００２４】
固定チャンバー体２Ａは基台１に固定してあり、その内部に、先の固定貼合台４と、固定貼合台４をダイヤフラム膜６へ向かって昇降操作する駆動構造１１の出力部１２とが設けてある。駆動構造１１は、図示していないエアーシリンダーを駆動源にして構成してあり、エアーシリンダーのピストンの昇降動作を、先の出力部１２を介して固定貼合台４に伝える。左右一対の出力部１２は、固定チャンバー体２Ａに設けたスライドブッシュ１５で案内支持してある。第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の対向隙間をより正確に設定するために、駆動構造１１はボールねじと、ステップモータあるいはサーボモーターとで構成することができる。
【００２５】
可動チャンバー体２Ｂの内面に先の可動貼合台５が固定してある。可動貼合台５の固定貼合台４との対向面には空圧凹部１４が凹み形成され、空圧凹部１４の開口面の全体を覆う状態でダイヤフラム膜６が可動貼合台５に固定してある。空圧凹部１４は真空ポンプ３および加圧ポンプ７に対して、後述する通路および切換弁を介して連通している。
【００２６】
図３に示すように空圧凹部１４は、第２ワークＷ２の各辺部に沿って徐々に中央部へ向かって近づく四角形渦巻状の溝からなり、その中央部の溝端に後述する第２通路２２が連通してある。図１から図７においては、空圧凹部１４を明示するために、溝幅および溝深さを誇張して図示したが、実際の溝幅および溝深さは、ワークサイズの違いに応じて、それぞれ０．５〜１．５ｍｍに設定する。このように、溝幅および溝深さを小さく設定するのは、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６で吸着するとき、ダイヤフラム膜６が溝の内部へ凹むのを防ぐためである。ダイヤフラム膜６は、全面にわたって通気口１８が開口してあるゴム板で形成してあり、その周縁は四角形の押え枠１９で可動貼合台５に固定してある。通気口１８は、直径寸法が数ｍｍの丸穴からなり、ダイヤフラム膜６の全面にわたって一定間隔おきに形成してある。自由状態におけるダイヤフラム膜６は、図２に示すように、空圧凹部１４の開口周縁壁で受け止められて平坦になっており、この状態において通気口１８の大半が空圧凹部１４に臨んでいる。
【００２７】
真空チャンバー２は、第１通路（通路）２１を介して真空ポンプ３と連通してあり、空圧凹部１４は、第２通路（通路）２２を介して加圧ポンプ７と連通され、さらに第２通路２２から分岐される第３通路（通路）２３と、第１通路２１を介して真空ポンプ３と連通してある。第１通路２１の中途部には第１切換弁（切換弁）２４と、負圧センサー２５と、大気開放弁２６が設けてある。第２通路２２の中途部には、第２切換弁（切換弁）２８と、負圧センサー２９と、大気開放弁３０が設けてある。第３通路２３は、第２切換弁２８と負圧センサー２９との間の第２通路２２と、真空ポンプ３と第１切換弁２４との間の第１通路２１とを連通しており、その中途部に第３切換弁（切換弁）３２が設けてある。
【００２８】
第１〜第３の各切換弁２４・２８・３２は、第１〜第３の各通路２１・２２・２３を遮断する状態と通気可能な状態とのいずれかに切り換えることができる電磁弁からなり、これらの切換弁２４・２８・３２を切り換え操作することにより、真空チャンバー２に真空圧を作用させることができ、あるいは空圧凹部１４に真空圧と加圧空気を択一的に作用させることができる。その詳細は後述する。
【００２９】
以上のように構成した貼合装置は、次のようにして第１・第２の両ワークＷ１・Ｗ２を貼合する。以下においては、第１ワークＷ１がガラス基板であり、第２ワークＷ２がフィルムである場合について説明する。
【００３０】
まず、可動チャンバー体２Ｂを開放操作した状態で、固定貼合台４の上面に第１ワークＷ１を載置し、その周縁の４箇所を図示していない位置決め体で位置決め保持する（図２参照）。次に、固定チャンバー体２Ａをほぼ反転姿勢にした状態で、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６に載置し、さらに位置決め治具で位置決めする。この状態で、第３切換弁３２を通気可能な状態にして真空ポンプ３の真空圧を空圧凹部１４に作用させ、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６に吸着固定する。このとき、第１切換弁２４と第２切換弁２８とは通路２１・２３を遮断した状態にしておく。位置決め治具は、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６に吸着固定した後に、ダイヤフラム膜６から取り外しておく。
【００３１】
上記のように貼合準備が終了したのち、図５に示すように可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａの開口面に被せ付けて真空チャンバー２を閉鎖し、第１・第２の両ワークＷ１・Ｗ２を上下に正対させて、図示していないロック構造で可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに固定する。この状態における第１・第２の両ワークＷ１・Ｗ２は、充分に大きな隙間を介して上下に対向している。そこで、駆動構造１１を起動して固定貼合台４を可動貼合台５へ向かって接近移動させ、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の対向隙間を貼合に適した所定の隙間に設定する。
【００３２】
両ワークＷ１・Ｗ２の対向隙間は０．１〜１ｍｍの範囲内で設定することが好ましい。対向隙間が０．１ｍｍ未満であると、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６で押圧する以前に、両ワークＷ１・Ｗ２の周縁部が他に先行して接着するなどの接着不良を招きやすい。また、対向隙間が１ｍｍを越えると、両ワークＷ１・Ｗ２の周縁部の押圧力が不足して、貼合面の周縁部で接着不良を生じるおそれがある。
【００３３】
次に、図６に示すように第１通路２１の第１切換弁２４を通気可能な状態に切り換えて、真空ポンプ３の真空圧を真空チャンバー２に作用させ、真空チャンバー２の内部の空気を排気する。これにより、真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６には、同じ真空ポンプ３の真空圧が作用するので、真空チャンバー２の排気が終了した時点で、第２ワークＷ２の内外には均等な真空圧が作用することになる。
【００３４】
真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６に作用する真空圧が均等になったことを、負圧センサー２５・２９からの出力信号で確認したのち、真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６に対する真空圧の供給を遮断して第２ワークＷ２の吸着状態を解除する。具体的には、図７に示すように、第３通路２３の第３切換弁３２をそれぞれ遮断状態に切り換える。この時点で、第２ワークＷ２は吸着力から開放される。第３切換弁３２が遮断状態に切り換わるのと同時に、第２通路２２の第２切換弁２８を通気可能な状態にして、加圧空気を空圧凹部１４に作用させる。これにより、ダイヤフラム膜６は図８に示すように下向きに膨張して第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合する。なお、第１通路２１の切換弁２４は、第２通路２２の第２切換弁２８が通気可能な状態に切り換わったのち、一定時間（約２秒）は通気可能な状態を維持して真空チャンバー２の内部の空気を排気しており、第２切換弁２８の切り換えから先の一定時間が経過した時点で、図７に示すように遮断状態に切り換えられる。
【００３５】
空圧凹部１４に加圧空気が送給された直後のダイヤフラム膜６は、その中央部分が他の部分に先行して膨張し、膨張する領域が周縁部へと拡がる。このときの第２ワークＷ２と第１ワークＷ１とは、ごく僅かな隙間を介して正対している。そのため、図８に示すように、それまでダイヤフラム膜６に吸着保持されていた第２ワークＷ２は、第１ワークＷ１を介して固定貼合台４で受け止められ、両ワークＷ１・Ｗ２は中央部から周縁部へと貼合されることになる。
【００３６】
したがって、最悪の状況として真空チャンバー２の内部にごく僅かな空気が残存していたとしても、両ワークＷ１・Ｗ２の間に存在する空気を強制的にワーク周縁部側へ押し出しながら、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合して空気のかみ込みを確実に防止できる。両ワークＷ１・Ｗ２が周縁部まで完全に貼合された状態では、図１に示すように、ダイヤフラム膜６の殆どの部分は、固定貼合台４と平行な姿勢になって両ワークＷ１・Ｗ２を密着保持している。以後、真空チャンバー２の内部は、ダイヤフラム膜６の通気口１８から噴出する空気によって気圧が上昇する。真空チャンバー２の内圧が所定の圧力（約５気圧）になった状態で第２切換弁２８を遮断状態に切り換え、その状態を一定時間維持する。これにより、両ワークＷ１・Ｗ２の周縁部分を高圧の空気で念のため密着させて、両ワークＷ１・Ｗ２の貼合を完璧なものとすることができる。
【００３７】
最後に、電磁操作される大気開放弁２６・３０を大気と連通する状態に開放して、真空チャンバー２および空圧凹部１４を大気開放する。この状態で可動チャンバー体２Ｂを開放揺動操作して、貼合されたワークを取り出す。なお、ダイヤフラム膜６が膨張する過程では、空圧凹部１４に送給された加圧空気の一部が通気口１８から真空チャンバー２内へ噴出される。しかし、先に説明したように、両ワークＷ１・Ｗ２はダイヤフラム膜６によって中央部から周縁部へと貼合され、しかも、ごく短時間で両ワークＷ１・Ｗ２の貼合が終了するので、通気口１８から噴出する空気が両ワークＷ１・Ｗ２の間に入り込む余地はない。
【００３８】
上記の実施例では、第２ワークＷ２がフィルムである場合について説明したが、第２ワークＷ２がガラス基板やプラスチック基板である場合にも、同様にして両ワークＷ１・Ｗ２を適正にしかも迅速に貼合することができる。また、上記の実施例では、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の対向隙間を所定の値に設定したのち、真空チャンバー２の内部の空気を排気したが、逆に真空チャンバー２の内部の空気を排気したのちに、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の対向隙間を所定の値に設定することができる。
【００３９】
以上の説明から明らかな通り、本発明のワーク貼合方法は、固定チャンバー体２Ａの内部に配置されて駆動構造１１で昇降操作される固定貼合台４と、固定チャンバー体２Ａに対して開閉可能に設けられる可動チャンバー体２Ｂの内部に配置される可動貼合台５と、可動貼合台５に設けられる通気可能なダイヤフラム膜６とを用いて第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を貼合するものであって、以下の過程を経て第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を好適に貼合することができる。
【００４０】
固定貼合台４と、可動貼合台５のダイヤフラム膜６のそれぞれに、第１ワークＷ１および第２ワークＷ２を装着する工程と、
ダイヤフラム膜６に真空圧を作用させて第２ワークＷ２を吸着固定した状態で、可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに接合して真空チャンバー２を閉鎖する工程と、 固定貼合台４を可動貼合台５に接近移動させて、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を所定の隙間を介して正対させ、真空チャンバー２内の空気を排気する工程と、
ダイヤフラム膜６に対する真空圧の供給を遮断して第２ワークＷ２の吸着状態を解除したのち、ダイヤフラム膜６に加圧空気を作用させて、第２ワークＷ２を中央部から周縁部へと押圧して第１ワークＷ１に貼合する工程を経て、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合する。
【００４１】
真空チャンバー２内の空気を排気する工程においては、真空チャンバー２およびダイヤフラム膜６に同一真空源３の真空圧を作用させて、第２ワークＷ２の内外に均等な真空圧を作用させる。真空チャンバー２内の空気を排気する工程における、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の正対隙間は０．１〜１ｍｍに設定する。
【００４２】
上記の実施例では、可動チャンバー体２Ｂを水平な揺動軸９の周りに揺動開閉したが、可動チャンバー体２Ｂは垂直の揺動軸９の周りに揺動開閉でき、あるいは、固定チャンバー体２Ａに対して連結されていない可動チャンバー体２Ｂを、蓋合わせ状に接合して真空チャンバー２を閉鎖することができる。また、空圧凹部１４は、四角形渦巻状に形成する必要はなく、縦横に交差して連続する格子状の溝や、通気口１８と同様の一群の凹部と、凹部を連通する溝とで形成することができる。要は、真空圧や加圧空気をダイヤフラム膜６に対して同時に作用できる構造であればよい。
【００４３】
ダイヤフラム膜６の通気口１８は、角穴やスリット状の穴で形成することができ、あるいは、丸穴と角穴とスリット状の穴が混在する状態で形成することができる。必要があれば、固定貼合台４を可動チャンバー体２Ｂの内面に設け、可動貼合体５およびダイヤフラム膜６を固定チャンバー体２Ａの内部に設けることができる。その場合には、固定貼合台４に空圧凹部１４および通気口１８に相当する構造を設け、空圧凹部１４に相当する構造に真空圧を作用させて、第１ワークＷ１を固定貼合台４に吸着固定するとよい。
【００４４】
可動貼合台５は、固定貼合台４または固定チャンバー体２Ａに対して開閉揺動可能に連結することができる。その場合には、第２ワークＷ２をダイヤフラム膜６で吸着保持したのち、可動貼合台５を閉じ揺動して固定貼合台４と正対させ、可動チャンバー体２Ｂを固定チャンバー体２Ａに接合して真空チャンバー２を閉鎖するとよい。また、固定チャンバー体２Ａの内部にアライメント台を設け、アライメント台で固定貼合台４を支持して、両者の間にアライメント装置を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ワーク貼合装置の縦断正面図である。
【図２】可動チャンバー体を半ば開放した状態のワーク貼合装置の縦断正面図である。
【図３】可動貼合台の貼合面の平面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】真空チャンバーを閉鎖した状態のワーク貼合装置の縦断正面図である。
【図６】固定貼合台を上昇させた状態のワーク貼合装置の縦断正面図である。
【図７】ダイヤフラム膜を膨張させた状態のワーク貼合装置の縦断正面図である。
【図８】ダイヤフラム膜の膨張状態の詳細を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
２ 真空チャンバー
２Ａ 固定チャンバー体
２Ｂ 可動チャンバー体
３ 真空源（真空ポンプ）
４ 固定貼合台
５ 可動貼合台
６ ダイヤフラム膜
７ 加圧源（加圧ポンプ）
１１ 駆動構造
１２ 出力部
１４ 空圧凹部
１８ 通気口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定チャンバー体（２Ａ）の内部に配置される固定貼合台（４）と、可動チャンバー体（２Ｂ）の内部に配置される可動貼合台（５）と、可動貼合台（５）に設けられる通気可能なダイヤフラム膜（６）とを用いて第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）を貼合するワーク貼合方法であって、
固定貼合台（４）と、可動貼合台（５）のダイヤフラム膜（６）のそれぞれに、第１ワーク（Ｗ１）および第２ワーク（Ｗ２）を装着する工程と、
ダイヤフラム膜（６）に真空圧を作用させて第２ワーク（Ｗ２）を吸着固定した状態で、可動チャンバー体（２Ｂ）を固定チャンバー体（２Ａ）に接合して真空チャンバー（２）を閉鎖する工程と、
第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）を所定の隙間を介して正対させ、真空チャンバー（２）内の空気を排気する工程と、
ダイヤフラム膜（６）に対する真空圧の供給を遮断して第２ワーク（Ｗ２）の吸着状態を解除したのち、ダイヤフラム膜（６）に加圧空気を作用させて、第２ワーク（Ｗ２）を中央部から周縁部へと押圧して第１ワーク（Ｗ１）に貼合することを特徴とするワーク貼合方法。
【請求項２】
真空チャンバー（２）内の空気を排気する工程において、真空チャンバー（２）およびダイヤフラム膜（６）に同一真空源（３）の真空圧を作用させて、第２ワーク（Ｗ２）の内外に均等な真空圧を作用させる請求項１記載のワーク貼合方法。
【請求項３】
真空チャンバー（２）内の空気を排気する工程において、第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）の正対隙間が０．１〜１ｍｍに設定してある請求項１または２に記載のワーク貼合方法。
【請求項４】
真空チャンバー（２）と、真空チャンバー（２）の内部の空気を排気する真空源（３）とを備えており、
真空チャンバー（２）の内部に、第１ワーク（Ｗ１）が装着される固定貼合台（４）と、第２ワーク（Ｗ２）が装着されるダイヤフラム膜（６）を備えた可動貼合台（５）とが設けられており、
ダイヤフラム膜（６）は、一群の通気口（１８）が形成されたゴム板で形成されて、可動貼合台（５）に設けた空圧凹部（１４）の開口面の全体を覆う状態で固定されており、
空圧凹部（１４）は、真空源（３）、および圧力源（７）に対して通路（２１・２２・２３）および切換弁（２８・３１）を介して接続されて、真空源（３）と圧力源（７）とに択一的に連通できるように構成されており、
下記条件下でダイヤフラム膜（６）に加圧空気を作用させて、第２ワーク（Ｗ２）を中央部から周縁部へと押圧して第１ワーク（Ｗ１）に貼合することを特徴とするワーク貼合装置。
固定貼合台（４）に装着した第１ワーク（Ｗ１）が、ダイヤフラム膜（６）に装着した第２ワーク（Ｗ２）に所定の隙間を隔てて正対していること。
真空チャンバー（２）内の空気が真空源（３）によって排気されていること。
ダイヤフラム膜（６）に対する真空圧の供給を遮断して第２ワーク（Ｗ２）の吸着状態が解除されていること。
【請求項５】
空圧凹部（１４）が可動貼合台（５）に凹み形成した渦巻状の溝で構成されており、
渦巻中心に通路（２２）が接続してある請求項４記載のワーク貼合装置。
【請求項６】
真空チャンバー（２）が固定チャンバー体（２Ａ）と可動チャンバー体（２Ｂ）とで構成されており、
固定チャンバー体（２Ａ）の内部に、固定貼合台（４）と、固定貼合台（４）をダイヤフラム膜（６）へ向かって昇降操作する駆動構造（１１）の出力部（１２）とが設けられており、
可動チャンバー体（２Ｂ）の内部にダイヤフラム膜（６）を備えた可動貼合台（５）が設けられており、
可動チャンバー体（２Ｂ）が固定チャンバー体（２Ａ）に対して揺動軸（９）を介して揺動開閉可能に連結してある請求項４または５に記載のワーク貼合装置。
【請求項１】
固定チャンバー体（２Ａ）の内部に配置される固定貼合台（４）と、可動チャンバー体（２Ｂ）の内部に配置される可動貼合台（５）と、可動貼合台（５）に設けられる通気可能なダイヤフラム膜（６）とを用いて第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）を貼合するワーク貼合方法であって、
固定貼合台（４）と、可動貼合台（５）のダイヤフラム膜（６）のそれぞれに、第１ワーク（Ｗ１）および第２ワーク（Ｗ２）を装着する工程と、
ダイヤフラム膜（６）に真空圧を作用させて第２ワーク（Ｗ２）を吸着固定した状態で、可動チャンバー体（２Ｂ）を固定チャンバー体（２Ａ）に接合して真空チャンバー（２）を閉鎖する工程と、
第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）を所定の隙間を介して正対させ、真空チャンバー（２）内の空気を排気する工程と、
ダイヤフラム膜（６）に対する真空圧の供給を遮断して第２ワーク（Ｗ２）の吸着状態を解除したのち、ダイヤフラム膜（６）に加圧空気を作用させて、第２ワーク（Ｗ２）を中央部から周縁部へと押圧して第１ワーク（Ｗ１）に貼合することを特徴とするワーク貼合方法。
【請求項２】
真空チャンバー（２）内の空気を排気する工程において、真空チャンバー（２）およびダイヤフラム膜（６）に同一真空源（３）の真空圧を作用させて、第２ワーク（Ｗ２）の内外に均等な真空圧を作用させる請求項１記載のワーク貼合方法。
【請求項３】
真空チャンバー（２）内の空気を排気する工程において、第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）の正対隙間が０．１〜１ｍｍに設定してある請求項１または２に記載のワーク貼合方法。
【請求項４】
真空チャンバー（２）と、真空チャンバー（２）の内部の空気を排気する真空源（３）とを備えており、
真空チャンバー（２）の内部に、第１ワーク（Ｗ１）が装着される固定貼合台（４）と、第２ワーク（Ｗ２）が装着されるダイヤフラム膜（６）を備えた可動貼合台（５）とが設けられており、
ダイヤフラム膜（６）は、一群の通気口（１８）が形成されたゴム板で形成されて、可動貼合台（５）に設けた空圧凹部（１４）の開口面の全体を覆う状態で固定されており、
空圧凹部（１４）は、真空源（３）、および圧力源（７）に対して通路（２１・２２・２３）および切換弁（２８・３１）を介して接続されて、真空源（３）と圧力源（７）とに択一的に連通できるように構成されており、
下記条件下でダイヤフラム膜（６）に加圧空気を作用させて、第２ワーク（Ｗ２）を中央部から周縁部へと押圧して第１ワーク（Ｗ１）に貼合することを特徴とするワーク貼合装置。
固定貼合台（４）に装着した第１ワーク（Ｗ１）が、ダイヤフラム膜（６）に装着した第２ワーク（Ｗ２）に所定の隙間を隔てて正対していること。
真空チャンバー（２）内の空気が真空源（３）によって排気されていること。
ダイヤフラム膜（６）に対する真空圧の供給を遮断して第２ワーク（Ｗ２）の吸着状態が解除されていること。
【請求項５】
空圧凹部（１４）が可動貼合台（５）に凹み形成した渦巻状の溝で構成されており、
渦巻中心に通路（２２）が接続してある請求項４記載のワーク貼合装置。
【請求項６】
真空チャンバー（２）が固定チャンバー体（２Ａ）と可動チャンバー体（２Ｂ）とで構成されており、
固定チャンバー体（２Ａ）の内部に、固定貼合台（４）と、固定貼合台（４）をダイヤフラム膜（６）へ向かって昇降操作する駆動構造（１１）の出力部（１２）とが設けられており、
可動チャンバー体（２Ｂ）の内部にダイヤフラム膜（６）を備えた可動貼合台（５）が設けられており、
可動チャンバー体（２Ｂ）が固定チャンバー体（２Ａ）に対して揺動軸（９）を介して揺動開閉可能に連結してある請求項４または５に記載のワーク貼合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−４９０４８（Ｐ２０１０−４９０４８Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１３５８２（Ｐ２００８−２１３５８２）
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【出願人】（５９６１４９６０４）クライムプロダクツ株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【出願人】（５９６１４９６０４）クライムプロダクツ株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]