接合構造体、接合方法及びレーザ加工装置
【課題】接合部材の接合部などに発生する応力を低減あるいは緩和できる接合構造体、接合方法及びレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する第１及び第２の接合部材と、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間にこれらに当接可能に設けられ、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間の隙間を確保する小片部と、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とにそれぞれレーザ光により接合され、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とを結合する弾性体と、を備えたことを特徴とする接合構造体が提供される。
【解決手段】少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する第１及び第２の接合部材と、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間にこれらに当接可能に設けられ、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間の隙間を確保する小片部と、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とにそれぞれレーザ光により接合され、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とを結合する弾性体と、を備えたことを特徴とする接合構造体が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合構造体、接合方法及びレーザ加工装置に関し、具体的には複数の部材の接合部分にレーザ光を照射して各部材を互いに接合する接合構造体、接合方法及びレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ふたつの部材を接合する方法として、レーザ光の照射による接合方法がある。例えば、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display）などの発光パネルは、一般的に２枚のガラスが接合された構造を有する。これらの接合部分に要求される性能として、接合強度が高いこと、真空シール性が高いこと、ガスの放出量が少ないこと、耐熱性が高いこと、などが挙げられる。
【０００３】
ガラスを接合する方法の１つとして、一般的にガラスフリットなどを用いる方法がある（特許文献１）。しかしながら、特許文献１に記載されたようなガラスフリットを用いて複数のガラスを接合する方法においては、高温（例えば、４００℃以上）の熱工程が必要である。また、その接合部分が剥離しないように、あるいは熱の影響による損傷をより少なくするために、熱工程が完了した後に徐冷を行う必要がある。そのため、接合工程が長くなるという問題がある。
【０００４】
これに対して、複数の接合部材（ガラス）をより低温で接合する方法の１つとして、吸光材をガラスの接合面に添付または成膜し、その吸光材にレーザ光を照射するレーザ融着がある（特許文献２）。特許文献２に記載された接合方法およびその装置は、２枚の接合部材（ガラス）の接合面に吸光材を介在させ、その吸光材がレーザ光のエネルギーを吸収することにより、接合部材であるガラスが溶融して接合するものである。
【０００５】
また、複数の接合部材をより低温で接合する他の方法として、２枚の接合部材の接合面にエラストマーからなる接着用シートを挟み、その接着用シートを溶融させることによって接合部材を接合させる方法がある（特許文献３）。特許文献３に記載された接合方法は、２枚の接合部材に挟まれた状態の接着シートが、レーザ光のエネルギーを吸収することによって加熱溶融され、加熱溶融された接着シートが再度固化することによって接合するものである。
【０００６】
しかしながら、特許文献２および特許文献３に記載された接合方法によって接合部材を接合する場合、接合部材同士、あるいは接合部材と接着シートとは、接合部材や接着シートの溶融時に密着している必要がある。この際、接合部材に存在している歪みなどは強制的に変形矯正させられるため、接合界面には接合後に残留歪みが生ずる。さらに、接合部材や接着シートの溶融時の熱によっても歪みが生ずる。このように、接合面には応力が発生しやすいため、その接合面は剥離するおそれがある。また、その接合面にクラックが生ずるおそれがある。すなわち、接合部材と、吸光材あるいは接着シートと、の密着性が不十分であると、接合部材が剥離したり、クラックが生ずるおそれがある。
【０００７】
例えば、ＰＤＰ、ＳＥＤなどで量産に用いられるガラス基板には、少なからず歪みが存在する。このようなガラス基板において、歪みを全く存在しないように作成することは、技術的にもコスト的にも現実的ではない。そのため、複数の接合部材をレーザ融着によって接合する方法を実用化させるためには、接合面に発生する応力に対する対策が必要である。
【特許文献１】特開２００７−２００８９０号公報
【特許文献２】特開２００３−１７０２９０号公報
【特許文献３】特開２００８−７５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、接合部材の接合部などに発生する応力を低減あるいは緩和できる接合構造体、接合方法及びレーザ加工装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する第１及び第２の接合部材と、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間にこれらに当接可能に設けられ、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間の隙間を確保する小片部と、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とにそれぞれレーザ光により接合され、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とを結合する弾性体と、を備えたことを特徴とする接合構造体が提供される。
【００１０】
また、本発明の他の一態様によれば、少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する第１及び第２の接合部材の間に弾性体を設け、前記第１の接合部材に前記弾性体を当接させて前記弾性体にレーザ光を照射することにより前記第１の接合部材と前記弾性体とを接合し、前記第２の接合部材に前記弾性体を当接させて前記弾性体にレーザ光を照射することにより前記第２の接合部材と前記弾性体とを接合することを特徴とする接合方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の一態様によれば、レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ光を集光して被照射体に向けて照射する光学系と、前記被照射体と、前記光学系と、の位置関係を制御するコントロールステージと、前記被照射体を搬送してその位置を調整する供給機構と、前記被照射体を挟持する押し付け治具の位置を調整する押し付け治具機構と、第１及び第２の接合部材と、弾性体と、を搬送して当接させるように前記供給機構を制御し、前記押し付け治具が前記弾性体を挟持するように前記押し付け治具機構を制御し、前記第１及び前記第２の接合部材に当接された弾性体に前記レーザ光を照射するように前記コントロールステージを制御する制御部と、を備えたことを特徴とするレーザ加工装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、接合部材の接合部などに発生する応力を低減あるいは緩和できる接合構造体、接合方法及びレーザ加工装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる接合構造体を例示する分解模式図である。
図１に表した接合構造体は、少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する接合部材１００ａ（第１の接合部材）および接合部材１００ｂ（第２の接合部材）と、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間に挟設された枠１０２と、接合部材１００ａと枠１０２との間に設けられた弾性体１０４ａと、接合部材１００ｂと枠１０２との間に設けられた弾性体１０４ｂと、を有する。
【００１４】
ここで、レーザ光に対する透過性とは、加熱源としてのレーザ光をほとんど反射も吸収もせずに透過させるか、あるいはレーザ光を一部吸収したり反射したりしても溶融することなく残りのレーザ光を透過し、吸光材まで到達させ得る性質をいう。接合部材１００ａおよび接合部材１００ｂの少なくともいずれかの材料としては、レーザ光に対して前述した透過性を有する材料であれば特に限定されず、例えばガラスや樹脂、半導体などが挙げられる。
【００１５】
接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間は、図示しない小片部（スペーサ）によって管理されている。スペーサは、後に詳述するように、枠１０２と一体になっていてもよいし、枠１０２とは別体になっていてもよい。また、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間において真空シール性（密閉性）が要求される場合であっても、その真空シール性が確保される限り、接合部材１００ａ、１００ｂの全周囲に亘って枠１０２を設ける必要はない。さらに、後に詳述するように、枠１０２が設けられていない場合であっても、本発明に包含される得る。
【００１６】
一方、弾性体１０４ａ、１０４ｂについては、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間において真空シール性が要求される場合には、その真空シール性を確保するために、図１に表したように、接合部材１００ａ、１００ｂの全周囲に亘って弾性体１０４ａ、１０４ｂを設ける必要がある。
【００１７】
図２は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法を例示する側面模式図である。なお、図２は、図１に表した矢視Ａの方向から眺めた模式図である。
図２に表した枠１０２は、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間を確保するための小片部１０２ａと、弾性体１０４ａ、１０４ｂを接合するための接合部１０２ｂと、を有する。小片部１０２ａは、接合部材１００ａ、１００ｂに密着しているが、接合部１０２ｂは、図２に表したように、接合部材１００ａ、１００ｂとは密着していない。すなわち、弾性体１０４ａ、１０４ｂと、接合部材１００ａ、１００ｂと、の間には隙間が存在する。
【００１８】
また、図２に表した接合構造体では、枠１０２と弾性体１０４ａとが、領域１５０ａにおいて接合されている。これと同様に、枠１０２と弾性体１０４ｂとが、領域１５０ｂにおいて接合されている。これらの接合方法は、後に詳述するレーザ融着による方法であってもよいし、他の接合方法であってもよい。さらに、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとは、後に詳述するように、領域１５２ａにおいてレーザ融着によって接合されている。これと同様に、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｂとは、領域１５２ｂにおいてレーザ融着によって接合されている。
【００１９】
ここで、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合面（領域１５２ａ）、および接合部材１００ｂと弾性体１０４ｂとの接合面（領域１５２ｂ）には、接着強度が高いこと、あるいは耐熱性が高いことなどの性能が要求される。さらに、接合部材１００ａ、１００ｂの内側に、光学素子や電子素子などが存在する場合には、真空シール性が要求されることがある。その場合には同時に、接合面（領域１５２ａ、領域１５２ｂ）におけるガスの放出量が少ないことなども要求されることがある。
【００２０】
複数の接合部材を吸光材や接着シートを用いてレーザ融着などにより接合する場合には、接合部材同士、あるいは接合部材と接着シートとは、接合部材や接着シートの溶融時に密着している必要がある。この際、接合部材に存在している歪みなどは強制的に変形矯正させられるため、接合面（界面）には接合後に残留歪みが生ずる。さらに、接合部材や接着シートの溶融時の熱によっても歪みが生ずる。このように、接合面を強制的に密着させると、接合面に応力が発生しやすいため、十分な接着強度が得られずに剥離したり、クラックが生ずるおそれがある。
【００２１】
これに対して、図２に表した接合構造体では、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとは、弾性体１０４ａ、１０４ｂを介して結合され、弾性体１０４ａ、１０４ｂと接合部材１００ａ、１００ｂとの間には隙間が存在しているため、接合部に発生する応力を弾性体１０４ａ、１０４ｂの変形により低減あるいは緩和できる。例えば、図２に表した接合構造体は、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合部（領域１５２ａ）、および接合部材１００ｂと弾性体１０４ｂとの接合部（領域１５２ｂ）などに発生する応力を、弾性体１０４ａの屈曲部１５４ａと、弾性体１０４ｂの屈曲部１５４ｂと、において吸収して低減あるいは緩和できる。
【００２２】
これにより、接合部材１００ａ、１００ｂに歪みがあっても、接合面（領域１５２ａ、領域１５２ｂ）が剥離したり、その接合面にクラックが生ずることを防止できる。さらに、これにより、接合部材１００ａ、１００ｂの内側の領域の真空シール性をより高く確保できる。
【００２３】
なお、弾性体１０４ａ、１０４ｂは、前述したように、接合面に発生する応力を低減あるいは緩和する機能を有するため、接合部材１００ａ、１００ｂの歪みに追従する必要がある。また、より高い真空シール性が要求される場合には、ガスの放出量が少ないことも必要である。そのため、弾性体１０４ａ、１０４ｂとして、金属を用いることができる。このような金属材料としては、例えば、コバール、アルミニウム、あるいは鉄などが挙げられる。
【００２４】
また、弾性体１０４ａ、１０４ｂが、レーザ光を吸収して発熱する材料であれば、接合面に吸光材を設ける必要はない。ここで、レーザ光に対する吸収性とは、加熱源としてのレーザ光を一部透過したり反射したりしても残りのレーザ光を吸収し、これにより加熱され得る性質をいう。このような金属の材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などが挙げられる。なお、接合構造体の用途によっては、接合面に吸光材を設けることもできる。
【００２５】
図３は、弾性体の変形例を例示する模式図である。なお、図３（ａ）は、弾性体の右側方の長さが異なる変形例を例示する模式図であり、図３（ｂ）は、弾性体の左右側方の長さが異なる変形例を例示する模式図である。にレーザ融着用の孔を設けた変形例を例示する模式図である。また、図３は、図２に表した接合構造体と同様に、図１に表した矢視Ａの方向から眺めた模式図である。
【００２６】
本実施形態にかかる接合構造体では、枠１０２と弾性体との接合は、前述したように、レーザ融着によって行うことができる。
そこで、図３（ａ）に表した接合構造体の弾性体１０４ｉにおいては、図３における右側方の長さが、弾性体１０４ａの右側方よりも短い。そのため、弾性体１０４ａおよび枠１０２には、弾性体１０４ｉに遮蔽されることなくレーザ光２００を照射できる。このようにして、弾性体１０４ａと枠１０２とを接合できる。
【００２７】
一方、図３（ｂ）に表した接合構造体の弾性体１０４ｃにおいては、図３における左右側方の長さが、弾性体１０４ａの左右側方よりも短い。そのため、弾性体１０４ｃの右側方だけではなく、左側方においても遮蔽されることなく、弾性体１０４ａにレーザ光２００を照射できる。このとき、弾性体１０４ａ、１０４ｃが、前述したようなレーザ光を吸収して発熱する材料であれば、領域１５２ａ、１５６ｃにおける弾性体１０４ａ、１０４ｃに片側（図３（ｂ）における上方）から照射できる。
【００２８】
これによれば、接合部材１００ａ、１００ｂや弾性体１０４ａ、１０４ｃなどを上下反転させずに、レーザ光２００を片側から照射させることにより接合部材を接合できる。そのため、例えば大きな接合部材であって、上限反転させることが困難な接合部材を接合する場合には、接合工程の簡略化、あるいは接合時間の短縮化を図ることができる。
【００２９】
なお、領域１５２ｃにおいては、図２に表した領域１５２ｂと同様に、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｃとがレーザ融着によって接合されている。
【００３０】
枠１０２は、接合部材１００ａと同様に、レーザ光２００に対して透過性を有する必要がある。このように、枠１０２と、弾性体１０４ａ、１０４ｃと、をレーザ融着によって接合することができれば、その接合をより低温で行うことができる。また、高温の熱工程なども必要ない。そのため、接合工程の簡略化、あるいは接合時間の短縮化を図ることができる。
【００３１】
図４は、弾性体の他の変形例を例示する模式図である。
図４に表した接合構造体の弾性体１０４ｄには、レーザ光２００を通過させるための孔１０６ｄが設けられている。これと同様に、弾性体１０４ｅにも、レーザ光２００を通過させるための孔１０６ｅが設けられている。このとき、孔１０６ｄと孔１０６ｅとは、図４に表したように、上下方向に重複しないように、左右方向にずれた位置に設けられている。
【００３２】
そのため、弾性体１０４ｄ、１０４ｅがレーザ光２００に対する吸収性を有しておらず、弾性体１０４ｄ、１０４ｅと枠１０２との接合面にレーザ光２００に対する吸収性を有する吸光体を配置する場合に、孔１０６ｄを通して領域１５８ｅにおける弾性体１０４ｅにレーザ光２００を照射することによって、弾性体１０４ｅと、枠１０２と、を接合できる。一方、孔１０６ｅを通して領域１５８ｄにおける弾性体１０４ｄにレーザ光２００を照射することによって、弾性体１０４ｄと、枠１０２と、を接合できる。
【００３３】
ここで、図３に関して前述したように、枠１０２は、接合部材１００ａ、１００ｂと同様に、レーザ光２００に対して透過性を有する必要がある。このように、弾性体にレーザ光２００を通過させるための孔を設けることによっても、レーザ融着によって枠１０２と弾性体１０４ｄ、１０４ｅとを接合できる。そのため、図３に表した接合構造体と同様に、接合工程の簡略化、あるいは接合時間の短縮化を図ることができる。
【００３４】
さらに、接合部材１００ａ、１００ｂや弾性体１０４ｄ、１０４ｅなどを上下反転させずに、レーザ光２００を両側から照射させることにより接合部材を接合できる。そのため、図３に関して説明した効果と同様に、接合工程の簡略化、あるいは接合時間の短縮化を図ることができる。なお、弾性体１０４ｄ、１０４ｅには、孔１０６ｄ、１０６ｅが必要となるため、接合部材１００ａ、１００ｂの全周囲に亘って接合することはできない。そのため、図４に表した弾性体１０４ｄ、１０４ｅは、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間において真空シール性が要求されない場合に適用可能である。
【００３５】
なお、孔１０６ｄと孔１０６ｅとの位置関係は、図４に表した位置関係に限定されず、例えば前後方向（図１参照）にずれた位置関係であってもよい。これによっても、孔１０６ｄと孔１０６ｅとを、上下方向に重複しないようにすることができる。すなわち、弾性体１０４ｄ、１０４ｅに遮られることなく、レーザ光２００を接合面（領域１５８ｄ、領域１５８ｅ）まで到達させることができればよい。また本変形例においては、図３（ａ）に表した弾性体１０４ｉと、図３（ｂ）に表した弾性体１０４ｃと、を併用することも可能である。
【００３６】
以下、枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の具体例について、図３（ａ）および図２に表した接合構造体を例に挙げて、図面を参照しつつ説明する。
図５〜図７は、図３（ａ）に表した接合構造体における、枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の具体例を例示する模式図である。
まず、図５（ａ）に表したように、図示しない供給機構などにより弾性体１０４ｉを枠１０２に対して所定位置に配置する。続いて、図５（ｂ）に表したように、押し付け治具３５０を移動させ、枠１０２と押し付け治具３５０との間に弾性体１０４ｉを挟持する。続いて、図５（ｃ）に表したように、枠１０２を通して弾性体１０４ｉにレーザ光２００を照射する。これにより、枠１０２と弾性体１０４ｉとが接合される。ここで、押し付け治具３５０は、熱伝導率のより低い材料からなることが好ましい。これは、押し付け治具３５０が弾性体１０４ｉから熱を奪うことによって、枠１０２と弾性体１０４ｉとの接合効率が低下することを防止するためである。さらに、押し付け治具３５０については、弾性体１０４ｉがレーザ光２００によって高熱になった際に、融解したり、弾性体１０４ｉと接合しないような耐熱性や剥離性が必要である。
【００３７】
続いて、押し付け治具３５０を退避させ、図示しない反転機構などにより接合した枠１０２および弾性体１０４ｉを上下反転させる。そして、図５（ａ）および図５（ｂ）に表した動作と同様にして、弾性体１０４ａを枠１０２に対して所定位置に配置し、押し付け治具３５０を移動させ、枠１０２と押し付け治具３５０との間に弾性体１０４ａを挟持する（図６（ｄ））。続いて、図６（ｅ）に表したように、枠１０２を通して弾性体１０４ａにレーザ光２００を照射する。これにより、枠１０２と弾性体１０４ａとが接合される。続いて、図６（ｆ）に表したように、図示しない供給機構などにより接合部材１００ｂを所定位置に配置し、押し付け治具３５１を移動させ、接合部材１００ｂと押し付け治具３５１との間に弾性体１０４ｉを挟持する。
【００３８】
続いて、図７（ｇ）に表したように、接合部材１００ｂを通して弾性体１０４ｉにレーザ光２００を照射する。これにより、弾性体１０４ｉと接合部材１００ｂとが接合される。そして、押し付け治具３５１を退避させ、図示しない反転機構などにより接合した枠１０２、弾性体１０４ａ、１０４ｉ、および接合部材１００ｂを上下反転させる。続いて、図６（ｆ）および図７（ｇ）に表した動作と同様にして、図示しない供給機構などにより接合部材１００ａを所定位置に配置し、押し付け治具３５１を移動させ、接合部材１００ａと押し付け治具３５１との間に弾性体１０４ａを挟持する。その後、図７（ｈ）に表したように、接合部材１００ａを通して弾性体１０４ａにレーザ光２００を照射する。これにより、弾性体１０４ａと接合部材１００ａとが接合される。
【００３９】
続いて、押し付け治具３５１を退避させる。その後、必要に応じて、このままの状態で熱処理工程を行う。このようにして、接合構造体の接合工程が完了する。なお、接合部材１００ａ、１００ｂと、弾性体１０４ａ、１０４ｃと、の接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させるために、図７（ｉ）に表したように、弾性体１０４ａと弾性体１０４ｃとの間にシール材を充填させてもよい。これについては、後に詳述する。
【００４０】
本具体例の接合手順においては、枠１０２および接合部材１００ａ、１００ｂを通してレーザ光２００を照射することによりそれぞれの接合を行うため、枠１０２および接合部材１００ａ、１００ｂはレーザ光２００に対して透過性を有する必要がある。また、本具体例の接合手順は、弾性体を介して接触面（接合面）にレーザ光２００を照射して接合することが容易ではない場合などに対して、有効な接合手順の１つである。つまり、レーザ光２００に対して透過性を有する部材を通して接合面にレーザ光２００を照射する必要がある場合などに、有効な接合手順の１つである。
【００４１】
図８〜図９は、図２に表した接合構造体における、枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の他の具体例を例示する模式図である。
まず、図８（ａ）に表したように、図示しない供給機構などにより弾性体１０４ａ、１０４ｂを枠１０２に対して所定位置に配置する。続いて、図８（ｂ）に表したように、押し付け治具３５０を移動させ、枠１０２と押し付け治具３５０との間に弾性体１０４ａ、１０４ｂを挟持する。続いて、図８（ｃ）に表したように、押し付け治具３５０を通して弾性体１０４ａ、１０４ｂにレーザ光２００を照射する。これにより、枠１０２と弾性体１０４ａ、１０４ｂとが接合される。そして、押し付け治具３５０を退避させる。
【００４２】
続いて、図９（ｄ）に表したように、図示しない供給機構などにより接合部材１００ａ、１００ｂを所定位置に配置し、押し付け治具３５０を移動させ、枠１０２と押し付け治具３５０との間に弾性体１０４ａ、１０４ｂを挟持する。その後、接合部材１００ａ、１００ｂを通して、弾性体１０４ａ、１０４ｂにレーザ光２００を照射する。続いて、図９（ｅ）に表したように、押し付け治具３５０を退避させる。その後、必要に応じて、このままの状態で熱処理工程を行う。このようにして、接合構造体の接合工程が完了する。なお、図７（ｉ）に関して前述したように、接合部材１００ａ、１００ｂと、弾性体１０４ａ、１０４ｃと、の接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させるために、弾性体１０４ａと弾性体１０４ｃとの間にシール材を充填させてもよい（図９（ｆ））。
【００４３】
図１０は、押し付け治具の具体例を例示する模式図である。なお、図１０（ａ）は、レーザ光の移動方向に対して垂直な方向に凹部が設けられた具体例を例示する模式図であり、図１０（ｂ）は、押し付け面に回動部がさらに設けられた具体例を例示する模式図である。
図５に関して前述したように、押し付け治具は、弾性体がレーザ光によって高熱になった際に、融解したり、弾性体と接合しないような耐熱性や剥離性が必要である。そのため、押し付け治具は図１０（ａ）および図１０（ｂ）に表したような構造を有すると、レーザ光の熱により融解したり、弾性体と接合するおそれは少なくなる。
【００４４】
図１０（ａ）に表した押し付け治具３５２は、弾性体１０４ａを押し付けるための押し付け面３５２ｂであって、レーザ光２００の照射位置の直下に凹部３５２ａを有する。この凹部３５２ａは、矢印Ｂで表したレーザ光２００の移動方向に対して垂直方向に略沿うように凹部（溝）が設けられている。なお、凹部３５２ａの形状は、丸孔、長孔、楕円形状などであってもよい。また、その凹部３５２ａは、丸孔、長孔などがレーザ光２００の照射方向（下方）に向かって貫通した形状を有していてもよい。
【００４５】
このように、押し付け治具３５２は凹部３５２ａを有するため、レーザ光２００の照射位置の直下において、弾性体１０４ａと押し付け治具３５２との接触部分は存在しない。そのため、レーザ光２００のエネルギーを吸収することにより発熱した弾性体１０４の熱は、押し付け治具３５２には伝わりにくい。したがって、押し付け治具３５２は、レーザ光２００の熱により融解したり、弾性体１０４ａと接合するおそれは少ない。
【００４６】
なお、レーザ光２００は矢印Ｂに表したように移動するため、押し付け治具３５２はそれに伴って矢印Ｃに表したように移動する必要がある。すなわち、弾性体１０４ａに対して移動する必要がある。そこで、図１０（ｂ）に表したように、押し付け面に回動部を有すると、押し付け治具は弾性体に対して移動しやすくなる。
【００４７】
図１０（ｂ）に表した押し付け治具３５３は、押し付け面３５３ｂに回動部３５３ｃが設けられている。回動部３５３ｃは、押し付け面３５３ｂに対して回動自在に軸支されている。また、回動部３５３ｃの頂点は、押し付け面３５３ｃよりも上方、あるいは略同一面に位置している。そのため、押し付け治具３５３が矢印Ｃに表したように弾性体１０４ａに対して移動する際には、回動部３５３ｃは押し付け面３５３ｂおよび弾性体１０４ａに対して回動できる。したがって、押し付け面３５３ｂおよび回動部３５３ｃと弾性体１０４ａとの摩擦力は小さくなるため、押し付け治具３５３は、弾性体１０４ａに対して矢印Ｃの方向に移動しやすい。その他の構造については、図１０（ａ）に表した押し付け治具の構造と同様である。
【００４８】
図１１は、押し付け治具の他の具体例を例示する模式図である。なお、図１１（ａ）は、レーザ光の移動方向と並行な方向に凹部が設けられた具体例を例示する模式図であり、図１１（ｂ）は、レーザ光の移動方向に対して貫通溝が設けられた具体例を例示する模式図である。
図１１（ａ）に表した押し付け治具３５４は、矢印Ｂで表したレーザ光２００の移動方向と並行方向に略沿うように凹部３５４ａが設けられている。この凹部３５４ａは、図１０（ａ）に表した押し付け治具３５２と同様に、押し付け面３５４ａであってレーザ光２００の照射位置の直下に設けられている。
【００４９】
これによれば、レーザ光２００の移動方向に略沿うように凹部３５４ａが存在しているため、押し付け治具３５４はレーザ光２００の移動に伴って移動しなくとも、レーザ光２００の照射位置の直下において、弾性体１０４ａと押し付け治具３５４との接触部分は存在しない。そのため、レーザ光２００の移動に伴って移動しなくとも、押し付け治具３５４は、レーザ光２００の熱により融解したり、弾性体１０４ａと接合するおそれは少ない。
【００５０】
一方、図１１（ｂ）に表した押し付け治具３５５は、レーザ光２００の移動方向を長手方向とする２つの支持部３５５ｂを有する。そして、支持部３５５ｂは、レーザ光２００の照射位置の直下において、貫通溝３５５ａが存在するようにそれぞれ離間して設けられている。そのため、図１１（ａ）に表した押し付け治具３５４と同様に、レーザ光２００の移動に伴って移動しなくとも、押し付け治具３５５は、レーザ光２００の熱により融解したり、弾性体１０４ａと接合するおそれは少ない。また、支持部３５５ｂはそれぞれ別体であるため、貫通溝３５５ａの幅（離間距離）を適宜設定することができる。このとき、レーザ光２００のレーザスポット径と略同じか、あるいはそれよりもやや大きい値に貫通溝３５５ａの幅を設定すると、押し付け効果をより高めることができるため好ましい。
【００５１】
次に、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法の変形例について、図面を参照しつつ説明する。
図１２は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法の変形例を例示する模式図である。
図１２に表した接合構造体には、弾性体１０４ａと弾性体１０４ｂとの間、すなわち弾性体１０４ａ、１０４ｂの外側にシール材３６０が塗布されている。弾性体１０４ａ、１０４ｂの外側とは、例えば、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間において弾性体１０４ａ、１０４ｂにより取り囲まれた密閉空間の反対側（非密閉空間側）を意味している。このシール材３６０は、弾性体１０４ａ、１０４ｂと枠１０２との間の空間を充填させるように塗布されている。その他の構造および接合方法については、図２に表した接合構造体および接合方法と同様である。
【００５２】
これによれば、接合部材１００ａ、１００ｂと、弾性体１０４ａ、１０４ｂと、の接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させることができる。さらに、図２に表した接合構造体と同様に、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合面、および接合部材１００ｂと弾性体１０４ｂとの接合面に発生する応力を弾性体１０４ａ、１０４ｂの変形やシール材３６０の弾性により低減あるいは緩和できる。また、弾性体１０４ａ、１０４ｂの外側にシール材３６２を塗布することにより、図４に表したようなレーザ光２００を通過させるための孔を弾性体に設けた場合でも、真空シール性をより向上させることができる。
【００５３】
図１３は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法の他の変形例を例示する模式図である。
図１３に表した接合構造体には、図１２に表した接合構造体と同様に、弾性体１０４ａと弾性体１０４ｂとの間、すなわち弾性体１０４ａ、１０４ｂの外側（密閉空間の反対側）にシール材３６２が塗布されている。ここで、図１２に表した接合構造体では、弾性体１０４ａ、１０４ｂと枠１０２との間の空間に殆ど隙間なくシール材３６０が充填されているのに対して、図１３に表した接合構造体では、弾性体１０４ａ、１０４ｂと枠１０２との間に空間１６０が生ずるように塗布される。その他の構造および接合方法については、図２に表した接合構造体および接合方法と同様である。
【００５４】
これによれば、接合部材１００ａ、１００ｂと、弾性体１０４ａ、１０４ｂと、の接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させつつ、空間１６０が存在することにより、弾性体１０４ａ、１０４ｂの変形が容易になるため、その接合面に発生する応力をより低減あるいは緩和できる。また、弾性体１０４ａ、１０４ｂの外側にシール材３６２を塗布することにより、図１２に関して前述したように、レーザ光２００を通過させるための孔を弾性体に設けた場合にも、真空シール性をより向上させることができる。
【００５５】
図１４は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
図１４に表した接合構造体においては、弾性体１０４ａ、１０４ｂを接合する枠１０８と、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間を確保するための小片部１１０と、が別体となっている。その他の構造および接合方法については、図１２に表した接合構造体および接合方法と同様である。
【００５６】
これによれば、枠１０８と小片部１１０とが別体として設けられているため、枠１０８は小片部１１０に拘束されず、より自由度をもって変位することができる。そのため、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合面、および接合部材１００ｂと弾性体１０４ｂとの接合面に発生する応力をより低減あるいは緩和できる。さらに、シール材３６０が弾性体１０４ａと弾性体１０４ｂとの間に充填されているため、図１２に表した接合構造体と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
図１５は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
図１５に表した接合構造体は、図１４に表した接合構造体と同様に、弾性体１０４ａ、１０４ｉを接合する枠１０８と、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間を確保するための小片部１１０と、が別体となっている。また、枠１０８が接合部材１００ａ、１００ｂの外側に位置するように、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとが接合され、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｉとが接合されている。
【００５８】
なお、弾性体１０４ａ、１０４ｉと、小片部１１０と、に囲まれた空間１６２には、シール材３６０は塗布されていない。そして、図５（ａ）〜図５（ｃ）に表した接合手順と同様に、接合部材１００ｂと図示しない押し付け治具との間に弾性体１０４ｉを挟持し、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｉとを接合する。続いて、接合部材１００ｂの外側において、枠１０８を介してレーザ光２００を下方から照射することにより、枠１０８と弾性体１０４ｉとを接合する。続いて、接合部材１００ｂと弾性体１００ｉとの接合の手順と同様にして、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとを図示しない押し付け治具を用いて接合する。続いて、枠１０８を介してレーザ光２００を上方から照射することにより、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｉと枠１０８との接合構造体に、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合構造体を接合する。このようにして、図１５に表した接合構造体が得られる。
【００５９】
これによれば、小片部１１０を接合部材１００ａ、１００ｂのより外側近傍に設置することができるため、例えば光学素子や電子素子などを設置する空間をより広くすることができる。また、弾性体１０４ａ、１０４ｉと、小片部１１０と、に囲まれた空間１６２が存在するため、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合面、および接合部材１００ｂと弾性体１０４ｉとの接合面に発生する応力をより低減あるいは緩和できる。
【００６０】
図１６は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
図１６に表した接合構造体は、図１４に表した接合構造体と同様に、弾性体１０４ｆ、１０４ｇを接合する枠１０８と、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間を確保するための小片部１１０と、が別体となっている。また、弾性体１０４ｆは、図１６に表したように、屈曲部１６４ｆを有するように曲げられ、接合部材１００ａに接合されている。これと同様に、弾性体１０４ｇは、屈曲部１６４ｇを有するように曲げられ、接合部材１００ｂに接合されている。
【００６１】
これによれば、弾性体１０４ｆが曲げられたことによって生じた空間１６６ｆと、弾性体１０４ｇが曲げられたことによって生じた空間１６６ｇと、が存在しているため、図１５に表した接合構造体と同様の効果を得ることができる。なお、接合部材１００ａ、１００ｂと、弾性体１０４ｆ、１０４ｇと、の接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させるために、空間１６６ｆと空間１６６ｇとの間、すなわち弾性体１０４ｆ、１０４ｇの外側にシール材３６０を塗布してもよい。
【００６２】
図１７は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
図１７に表した接合構造体では、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間を確保するための小片部１１０は設けられているが、図１４〜図１６に表したような枠１０８は設けられていない。また、接合面に発生する応力を低減あるいは緩和する弾性体については、弾性体１０４ｈのみが設けられている。つまり、接合部材１００ａと弾性体１０４ｈとが、領域１６８ａにおいて接合され、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｈとが、領域１６８ｂにおいて接合されている。その他の構造および接合方法については、図１６に表した接合構造体および接合方法と同様である。
【００６３】
これによれば、図１４〜図１６に表したような枠１０８が介在せず、弾性体１０４ｈのみで応力を低減あるいは緩和できる。そのため、接合部材１００ａ、１００ｂと弾性体１０４ｈとの接合面に発生する応力をより低減あるいは緩和できる。また、図１４〜図１６に表したような枠１０８を設ける必要がないため、接合工程の簡略化、あるいは接合時間の短縮化を図ることができる。
【００６４】
次に、本実施形態にかかる接合構造体およびその接合方法に関してレーザ融着を行うレーザ加工装置について、図面を参照しつつ説明する。
図１８は、レーザ加工装置を例示する模式図である。
図１８に表したレーザ加工装置は、接合部材１００ａ、１００ｂや弾性体１０４ａ、１０４ｂや枠１０２などの被照射体を収納部から搬送し、所定位置に載置して３軸方向に調整する供給機構２２０と、レーザ光を集光し所定位置に照射するレンズなどの光学要素を有する光学系２３０ａ、２３０ｂと、レーザ光を発振するレーザ発振器２６０と、レーザ発振器２６０から発振されたレーザ光を光学系２３０ａ、２３０ｂへ伝送する光ファイバ２４０ａ、２４０ｂと、光学系２３０ａ、２３０ｂの位置を３軸方向に調整することができる３軸コントロールステージ２５０ａ、２５０ｂと、を備えている。
【００６５】
さらに、図１８に表したレーザ加工装置は、押し付け治具３５０などを所定位置に配置する押し付け治具機構３５７と、所定位置にシール材を塗布するシール塗布機構３６５と、接合部材１００、１００ｂや弾性体１０４ａ、１０４ｂなどの被照射体を上下反転させる反転機構３７５と、を備えている。
【００６６】
供給機構２２０は、接合部材１００ａ、１００ｂや弾性体１０４ａ、１０４ｂや枠１０２などを図示しない収納部から搬送して所定位置に載置する。レーザ発振器２６０で発振されたレーザ光２００は、光ファイバ２４０ａ、２４０ｂおよび光学系２３０ａ、２３０ｂの内部に設けられた図示しないレンズを通して、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの接合面に集光され照射される。このとき、レーザ光２００のレーザスポットの位置は、光学系２３０ａ、２３０ｂを支持している３軸コントロールステージ２５０ａ、２５０ｂによって制御される。
【００６７】
また、押し付け治具機構３５７は、押し付け治具３５０を所定位置に適宜配置し、弾性体１０４ａ、１０４ｂを挟持する。さらに、シール塗布機構３６５は、必要に応じて所定位置にシール材を塗布する。反転機構３７５は、必要に応じて接合部材１００ａ、１００ｂや弾性体１０４ａ、１０４ｂなどを上下反転させて、接合時間をより短縮することができる。
【００６８】
なお、供給機構２２０を３軸方向に調整することによって、レーザ光２００の照射位置を制御することも可能である。また、必要に応じてレーザ発振器２６０から出力されたレーザ光をスプリッタ等により複数に分離して、複数の接合を同時に行うこともできる。つまり、レーザ加工装置は、光ファイバに限定されず、周知の分岐方法あるいは分離方法などを利用できる。また、必要に応じて複数のレーザ発振器２６０を備えることも可能である。
【００６９】
さらに、図１８においては、光学系２３０ａ、２３０ｂは接合部材１００ａ、１００ｂの両側からレーザ光２００を照射する場合を例示しているが、これだけに限定されず、接合部材１００ａ、１００ｂの上方あるいは下方の片側からレーザ光２００を照射してもよい。接合部材１００ａ、１００ｂの片側からレーザ光２００を照射する場合には、光学系は１つであってもよい。これによれば、レーザ加工装置を簡略化することができる。
【００７０】
図１９は、レーザ加工装置の構成を例示するブロック図である。
図１９に表したレーザ加工装置は、励起ランプ２６０ａを有するレーザ発振器２６０と、レーザ発振器２６０に任意の大きさの駆動電力を印加するスイッチング電源２７０と、スイッチング電源２７０によりレーザ発振器２６０に印加される駆動電力を制御する制御用マイコン２８０と、を備えている。制御用マイコン２８０は、通信路２８５を介して制御用コンピュータ２９０に接続されている。例えば、レーザ光２００がパルスレーザである場合には、制御用コンピュータ２９０は、使用者からの指示によりレーザ光２００のパルス形状やパルス幅などを設定変更させるよう、スイッチング電源２７０を制御することができる。ここで、制御用マイコン２８０および制御用コンピュータ２９０により、制御用コンピュータが構成されている。
【００７１】
すなわち、レーザ光２００が例えばパルスレーザである場合には、レーザ発振器２６０から出射されるレーザ光のパルス形状は、スイッチング電源２７０により印加される駆動電力の波形に応じて制御される。制御用マイコン２８０および制御用コンピュータ２９０による制御の下で、スイッチング電源２７０によりレーザ発振器２６０に印加される駆動電力の波形が変更されることにより、レーザ発振器２６０から所定のピーク出力およびエネルギー密度を持つレーザ光２００が出射されるようになっている。
【００７２】
なお、図１８および図１９に表したレーザ加工装置の光学系２３０ａ、２３０ｂは、被照射体の画像を取得するためのカメラなどの光学要素をさらに有することもできる。これによれば、光学系２３０ａ、２３０ｂに設けられたカメラにより撮像された画像データは、制御用コンピュータ２９０に出力され、画像解析される。そして、その結果に基づいて、制御用コンピュータ２９０は、レーザ光２００の照射位置が所定の位置となるように、３軸コントロールステージ２５０ａ、２５０ｂあるいは供給機構２２０を制御する。このようにすることで、より短時間で、より正確に所定の位置にレーザ光２００を照射することができる。
【００７３】
レーザ加工装置は図１８および図１９に表した構成を有することにより、図１〜図１７に関して前述した接合方法を実行して接合構造体を製造することができる。すなわち、例えば、供給機構２２０は、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間に枠１０２や小片部１１０などを設置し、さらに接合部材１００ａと枠１０２との間に弾性体１０４ａを設置し、接合部材１００ｂと枠１０２との間に弾性体１０４ｂを設置できる。
【００７４】
そして例えば、レーザ光２００を所定の位置に照射することによって、枠１０２と弾性体１０４ａ、１０４ｂとを接合し、さらに接合部材１００ａ、１００ｂと弾性体１０４ａ、１０４ｂとを接合することができる。３軸コントロールステージ２５０ａ、２５０ｂあるいは供給機構２２０による被照射体の移動と、レーザ光２００の照射と、を繰り返すことより、本実施形態にかかる接合構造体を製造することができる。なお、押し付け治具機構３５７と、シール塗布機構３６５と、反転機構３７５と、の動作は供給機構２００などと同様に、制御用コンピュータ２９０によって制御される。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の接合部材と枠とを弾性体を介して接合している。あるいは、枠を設けず、複数の接合部材同士を弾性体を介して接合している。そのため、接合部材の歪みなどによって生ずる接合面における応力を、弾性体が吸収して低減あるいは緩和できる。そのため、接合面が剥離したり、その接合面にクラックが生ずることを防止できる。また、接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させるために、弾性体の間にシール材を充填あるいは塗布することもできる。さらに、レーザ融着によって接合を行うため、より低温で接合することができ、接合工程の長さもより短くすることができる。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、接合構造体などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや弾性体および枠の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
例えば、図１７に表した弾性体１０４ｈの形状は、これだけに限定されず、図１６に表した弾性体１０４ｆ、１０４ｇと同様に、屈曲部を有するように曲げられていてもよい。また、レーザ加工装置は、光ファイバ２４０ａ、２４０ｂだけに限定されず、周知の装置を利用できる。
また、前述した各具体例あるいはそれらが備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる接合構造体を例示する分解模式図である。
【図２】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法を例示する側面模式図である。
【図３】弾性体の変形例を例示する模式図である。
【図４】弾性体の他の変形例を例示する模式図である。
【図５】枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の具体例を例示する模式図である。
【図６】枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の具体例を例示する模式図である。
【図７】枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の具体例を例示する模式図である。
【図８】枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の他の具体例を例示する模式図である。
【図９】枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の他の具体例を例示する模式図である。
【図１０】押し付け治具の具体例を例示する模式図である。
【図１１】押し付け治具の他の具体例を例示する模式図である。
【図１２】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法の変形例を例示する模式図である。
【図１３】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法の他の変形例を例示する模式図である。
【図１４】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
【図１５】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
【図１６】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
【図１７】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
【図１８】レーザ加工装置を例示する模式図である。
【図１９】レーザ加工装置の構成を例示するブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１００ａ、１００ｂ 接合部材、 １０２ 枠、 １０２ａ 小片部、 １０２ｂ 接合部、 １０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆ、１０４ｇ、１０４ｈ、１０４ｉ 弾性体、 １０６ｄ、１０６ｅ 孔、 １０８ 枠、 １１０ 小片部、 １５０ａ、１５０ｂ、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅ 領域、 １５４ａ、１５４ｂ 屈曲部、 １５６ａ、１５６ｃ、１５８ｄ、１５８ｅ 領域、 １６０、１６２ 空間、 １６４ｆ、１６４ｇ 屈曲部、 １６６ｆ、１６６ｇ 空間、 １６８ａ、１６８ｂ 領域、 ２００ レーザ光、 ２３０ａ、２３０ｂ 光学系、 ２４０ａ、２４０ｂ 光ファイバ、 ２５０ａ、２５０ｂ ３軸コントロールステージ、 ２６０ レーザ発振器、 ２６０ａ 励起ランプ、 ２７０ スイッチング電源、 ２８０ 制御用マイコン、 ２８５ 通信路、 ２９０ 制御用コンピュータ、 ３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５ 押し付け治具、 ３５２ａ、３５３ａ、３５４ａ 凹部、 ３５２ｂ、３５３ｂ、３５４ｂ 押し付け面、 ３５３ｃ 回動部、 ３５５ａ 貫通溝、 ３５５ｂ 支持部、 ３５７ 押し付け治具機構、 ３６０、３６２ シール材、３５６ シール塗布機構、 ３７５ 反転機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合構造体、接合方法及びレーザ加工装置に関し、具体的には複数の部材の接合部分にレーザ光を照射して各部材を互いに接合する接合構造体、接合方法及びレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ふたつの部材を接合する方法として、レーザ光の照射による接合方法がある。例えば、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display）などの発光パネルは、一般的に２枚のガラスが接合された構造を有する。これらの接合部分に要求される性能として、接合強度が高いこと、真空シール性が高いこと、ガスの放出量が少ないこと、耐熱性が高いこと、などが挙げられる。
【０００３】
ガラスを接合する方法の１つとして、一般的にガラスフリットなどを用いる方法がある（特許文献１）。しかしながら、特許文献１に記載されたようなガラスフリットを用いて複数のガラスを接合する方法においては、高温（例えば、４００℃以上）の熱工程が必要である。また、その接合部分が剥離しないように、あるいは熱の影響による損傷をより少なくするために、熱工程が完了した後に徐冷を行う必要がある。そのため、接合工程が長くなるという問題がある。
【０００４】
これに対して、複数の接合部材（ガラス）をより低温で接合する方法の１つとして、吸光材をガラスの接合面に添付または成膜し、その吸光材にレーザ光を照射するレーザ融着がある（特許文献２）。特許文献２に記載された接合方法およびその装置は、２枚の接合部材（ガラス）の接合面に吸光材を介在させ、その吸光材がレーザ光のエネルギーを吸収することにより、接合部材であるガラスが溶融して接合するものである。
【０００５】
また、複数の接合部材をより低温で接合する他の方法として、２枚の接合部材の接合面にエラストマーからなる接着用シートを挟み、その接着用シートを溶融させることによって接合部材を接合させる方法がある（特許文献３）。特許文献３に記載された接合方法は、２枚の接合部材に挟まれた状態の接着シートが、レーザ光のエネルギーを吸収することによって加熱溶融され、加熱溶融された接着シートが再度固化することによって接合するものである。
【０００６】
しかしながら、特許文献２および特許文献３に記載された接合方法によって接合部材を接合する場合、接合部材同士、あるいは接合部材と接着シートとは、接合部材や接着シートの溶融時に密着している必要がある。この際、接合部材に存在している歪みなどは強制的に変形矯正させられるため、接合界面には接合後に残留歪みが生ずる。さらに、接合部材や接着シートの溶融時の熱によっても歪みが生ずる。このように、接合面には応力が発生しやすいため、その接合面は剥離するおそれがある。また、その接合面にクラックが生ずるおそれがある。すなわち、接合部材と、吸光材あるいは接着シートと、の密着性が不十分であると、接合部材が剥離したり、クラックが生ずるおそれがある。
【０００７】
例えば、ＰＤＰ、ＳＥＤなどで量産に用いられるガラス基板には、少なからず歪みが存在する。このようなガラス基板において、歪みを全く存在しないように作成することは、技術的にもコスト的にも現実的ではない。そのため、複数の接合部材をレーザ融着によって接合する方法を実用化させるためには、接合面に発生する応力に対する対策が必要である。
【特許文献１】特開２００７−２００８９０号公報
【特許文献２】特開２００３−１７０２９０号公報
【特許文献３】特開２００８−７５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、接合部材の接合部などに発生する応力を低減あるいは緩和できる接合構造体、接合方法及びレーザ加工装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する第１及び第２の接合部材と、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間にこれらに当接可能に設けられ、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間の隙間を確保する小片部と、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とにそれぞれレーザ光により接合され、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とを結合する弾性体と、を備えたことを特徴とする接合構造体が提供される。
【００１０】
また、本発明の他の一態様によれば、少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する第１及び第２の接合部材の間に弾性体を設け、前記第１の接合部材に前記弾性体を当接させて前記弾性体にレーザ光を照射することにより前記第１の接合部材と前記弾性体とを接合し、前記第２の接合部材に前記弾性体を当接させて前記弾性体にレーザ光を照射することにより前記第２の接合部材と前記弾性体とを接合することを特徴とする接合方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の一態様によれば、レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ光を集光して被照射体に向けて照射する光学系と、前記被照射体と、前記光学系と、の位置関係を制御するコントロールステージと、前記被照射体を搬送してその位置を調整する供給機構と、前記被照射体を挟持する押し付け治具の位置を調整する押し付け治具機構と、第１及び第２の接合部材と、弾性体と、を搬送して当接させるように前記供給機構を制御し、前記押し付け治具が前記弾性体を挟持するように前記押し付け治具機構を制御し、前記第１及び前記第２の接合部材に当接された弾性体に前記レーザ光を照射するように前記コントロールステージを制御する制御部と、を備えたことを特徴とするレーザ加工装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、接合部材の接合部などに発生する応力を低減あるいは緩和できる接合構造体、接合方法及びレーザ加工装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる接合構造体を例示する分解模式図である。
図１に表した接合構造体は、少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する接合部材１００ａ（第１の接合部材）および接合部材１００ｂ（第２の接合部材）と、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間に挟設された枠１０２と、接合部材１００ａと枠１０２との間に設けられた弾性体１０４ａと、接合部材１００ｂと枠１０２との間に設けられた弾性体１０４ｂと、を有する。
【００１４】
ここで、レーザ光に対する透過性とは、加熱源としてのレーザ光をほとんど反射も吸収もせずに透過させるか、あるいはレーザ光を一部吸収したり反射したりしても溶融することなく残りのレーザ光を透過し、吸光材まで到達させ得る性質をいう。接合部材１００ａおよび接合部材１００ｂの少なくともいずれかの材料としては、レーザ光に対して前述した透過性を有する材料であれば特に限定されず、例えばガラスや樹脂、半導体などが挙げられる。
【００１５】
接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間は、図示しない小片部（スペーサ）によって管理されている。スペーサは、後に詳述するように、枠１０２と一体になっていてもよいし、枠１０２とは別体になっていてもよい。また、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間において真空シール性（密閉性）が要求される場合であっても、その真空シール性が確保される限り、接合部材１００ａ、１００ｂの全周囲に亘って枠１０２を設ける必要はない。さらに、後に詳述するように、枠１０２が設けられていない場合であっても、本発明に包含される得る。
【００１６】
一方、弾性体１０４ａ、１０４ｂについては、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間において真空シール性が要求される場合には、その真空シール性を確保するために、図１に表したように、接合部材１００ａ、１００ｂの全周囲に亘って弾性体１０４ａ、１０４ｂを設ける必要がある。
【００１７】
図２は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法を例示する側面模式図である。なお、図２は、図１に表した矢視Ａの方向から眺めた模式図である。
図２に表した枠１０２は、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間を確保するための小片部１０２ａと、弾性体１０４ａ、１０４ｂを接合するための接合部１０２ｂと、を有する。小片部１０２ａは、接合部材１００ａ、１００ｂに密着しているが、接合部１０２ｂは、図２に表したように、接合部材１００ａ、１００ｂとは密着していない。すなわち、弾性体１０４ａ、１０４ｂと、接合部材１００ａ、１００ｂと、の間には隙間が存在する。
【００１８】
また、図２に表した接合構造体では、枠１０２と弾性体１０４ａとが、領域１５０ａにおいて接合されている。これと同様に、枠１０２と弾性体１０４ｂとが、領域１５０ｂにおいて接合されている。これらの接合方法は、後に詳述するレーザ融着による方法であってもよいし、他の接合方法であってもよい。さらに、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとは、後に詳述するように、領域１５２ａにおいてレーザ融着によって接合されている。これと同様に、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｂとは、領域１５２ｂにおいてレーザ融着によって接合されている。
【００１９】
ここで、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合面（領域１５２ａ）、および接合部材１００ｂと弾性体１０４ｂとの接合面（領域１５２ｂ）には、接着強度が高いこと、あるいは耐熱性が高いことなどの性能が要求される。さらに、接合部材１００ａ、１００ｂの内側に、光学素子や電子素子などが存在する場合には、真空シール性が要求されることがある。その場合には同時に、接合面（領域１５２ａ、領域１５２ｂ）におけるガスの放出量が少ないことなども要求されることがある。
【００２０】
複数の接合部材を吸光材や接着シートを用いてレーザ融着などにより接合する場合には、接合部材同士、あるいは接合部材と接着シートとは、接合部材や接着シートの溶融時に密着している必要がある。この際、接合部材に存在している歪みなどは強制的に変形矯正させられるため、接合面（界面）には接合後に残留歪みが生ずる。さらに、接合部材や接着シートの溶融時の熱によっても歪みが生ずる。このように、接合面を強制的に密着させると、接合面に応力が発生しやすいため、十分な接着強度が得られずに剥離したり、クラックが生ずるおそれがある。
【００２１】
これに対して、図２に表した接合構造体では、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとは、弾性体１０４ａ、１０４ｂを介して結合され、弾性体１０４ａ、１０４ｂと接合部材１００ａ、１００ｂとの間には隙間が存在しているため、接合部に発生する応力を弾性体１０４ａ、１０４ｂの変形により低減あるいは緩和できる。例えば、図２に表した接合構造体は、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合部（領域１５２ａ）、および接合部材１００ｂと弾性体１０４ｂとの接合部（領域１５２ｂ）などに発生する応力を、弾性体１０４ａの屈曲部１５４ａと、弾性体１０４ｂの屈曲部１５４ｂと、において吸収して低減あるいは緩和できる。
【００２２】
これにより、接合部材１００ａ、１００ｂに歪みがあっても、接合面（領域１５２ａ、領域１５２ｂ）が剥離したり、その接合面にクラックが生ずることを防止できる。さらに、これにより、接合部材１００ａ、１００ｂの内側の領域の真空シール性をより高く確保できる。
【００２３】
なお、弾性体１０４ａ、１０４ｂは、前述したように、接合面に発生する応力を低減あるいは緩和する機能を有するため、接合部材１００ａ、１００ｂの歪みに追従する必要がある。また、より高い真空シール性が要求される場合には、ガスの放出量が少ないことも必要である。そのため、弾性体１０４ａ、１０４ｂとして、金属を用いることができる。このような金属材料としては、例えば、コバール、アルミニウム、あるいは鉄などが挙げられる。
【００２４】
また、弾性体１０４ａ、１０４ｂが、レーザ光を吸収して発熱する材料であれば、接合面に吸光材を設ける必要はない。ここで、レーザ光に対する吸収性とは、加熱源としてのレーザ光を一部透過したり反射したりしても残りのレーザ光を吸収し、これにより加熱され得る性質をいう。このような金属の材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などが挙げられる。なお、接合構造体の用途によっては、接合面に吸光材を設けることもできる。
【００２５】
図３は、弾性体の変形例を例示する模式図である。なお、図３（ａ）は、弾性体の右側方の長さが異なる変形例を例示する模式図であり、図３（ｂ）は、弾性体の左右側方の長さが異なる変形例を例示する模式図である。にレーザ融着用の孔を設けた変形例を例示する模式図である。また、図３は、図２に表した接合構造体と同様に、図１に表した矢視Ａの方向から眺めた模式図である。
【００２６】
本実施形態にかかる接合構造体では、枠１０２と弾性体との接合は、前述したように、レーザ融着によって行うことができる。
そこで、図３（ａ）に表した接合構造体の弾性体１０４ｉにおいては、図３における右側方の長さが、弾性体１０４ａの右側方よりも短い。そのため、弾性体１０４ａおよび枠１０２には、弾性体１０４ｉに遮蔽されることなくレーザ光２００を照射できる。このようにして、弾性体１０４ａと枠１０２とを接合できる。
【００２７】
一方、図３（ｂ）に表した接合構造体の弾性体１０４ｃにおいては、図３における左右側方の長さが、弾性体１０４ａの左右側方よりも短い。そのため、弾性体１０４ｃの右側方だけではなく、左側方においても遮蔽されることなく、弾性体１０４ａにレーザ光２００を照射できる。このとき、弾性体１０４ａ、１０４ｃが、前述したようなレーザ光を吸収して発熱する材料であれば、領域１５２ａ、１５６ｃにおける弾性体１０４ａ、１０４ｃに片側（図３（ｂ）における上方）から照射できる。
【００２８】
これによれば、接合部材１００ａ、１００ｂや弾性体１０４ａ、１０４ｃなどを上下反転させずに、レーザ光２００を片側から照射させることにより接合部材を接合できる。そのため、例えば大きな接合部材であって、上限反転させることが困難な接合部材を接合する場合には、接合工程の簡略化、あるいは接合時間の短縮化を図ることができる。
【００２９】
なお、領域１５２ｃにおいては、図２に表した領域１５２ｂと同様に、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｃとがレーザ融着によって接合されている。
【００３０】
枠１０２は、接合部材１００ａと同様に、レーザ光２００に対して透過性を有する必要がある。このように、枠１０２と、弾性体１０４ａ、１０４ｃと、をレーザ融着によって接合することができれば、その接合をより低温で行うことができる。また、高温の熱工程なども必要ない。そのため、接合工程の簡略化、あるいは接合時間の短縮化を図ることができる。
【００３１】
図４は、弾性体の他の変形例を例示する模式図である。
図４に表した接合構造体の弾性体１０４ｄには、レーザ光２００を通過させるための孔１０６ｄが設けられている。これと同様に、弾性体１０４ｅにも、レーザ光２００を通過させるための孔１０６ｅが設けられている。このとき、孔１０６ｄと孔１０６ｅとは、図４に表したように、上下方向に重複しないように、左右方向にずれた位置に設けられている。
【００３２】
そのため、弾性体１０４ｄ、１０４ｅがレーザ光２００に対する吸収性を有しておらず、弾性体１０４ｄ、１０４ｅと枠１０２との接合面にレーザ光２００に対する吸収性を有する吸光体を配置する場合に、孔１０６ｄを通して領域１５８ｅにおける弾性体１０４ｅにレーザ光２００を照射することによって、弾性体１０４ｅと、枠１０２と、を接合できる。一方、孔１０６ｅを通して領域１５８ｄにおける弾性体１０４ｄにレーザ光２００を照射することによって、弾性体１０４ｄと、枠１０２と、を接合できる。
【００３３】
ここで、図３に関して前述したように、枠１０２は、接合部材１００ａ、１００ｂと同様に、レーザ光２００に対して透過性を有する必要がある。このように、弾性体にレーザ光２００を通過させるための孔を設けることによっても、レーザ融着によって枠１０２と弾性体１０４ｄ、１０４ｅとを接合できる。そのため、図３に表した接合構造体と同様に、接合工程の簡略化、あるいは接合時間の短縮化を図ることができる。
【００３４】
さらに、接合部材１００ａ、１００ｂや弾性体１０４ｄ、１０４ｅなどを上下反転させずに、レーザ光２００を両側から照射させることにより接合部材を接合できる。そのため、図３に関して説明した効果と同様に、接合工程の簡略化、あるいは接合時間の短縮化を図ることができる。なお、弾性体１０４ｄ、１０４ｅには、孔１０６ｄ、１０６ｅが必要となるため、接合部材１００ａ、１００ｂの全周囲に亘って接合することはできない。そのため、図４に表した弾性体１０４ｄ、１０４ｅは、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間において真空シール性が要求されない場合に適用可能である。
【００３５】
なお、孔１０６ｄと孔１０６ｅとの位置関係は、図４に表した位置関係に限定されず、例えば前後方向（図１参照）にずれた位置関係であってもよい。これによっても、孔１０６ｄと孔１０６ｅとを、上下方向に重複しないようにすることができる。すなわち、弾性体１０４ｄ、１０４ｅに遮られることなく、レーザ光２００を接合面（領域１５８ｄ、領域１５８ｅ）まで到達させることができればよい。また本変形例においては、図３（ａ）に表した弾性体１０４ｉと、図３（ｂ）に表した弾性体１０４ｃと、を併用することも可能である。
【００３６】
以下、枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の具体例について、図３（ａ）および図２に表した接合構造体を例に挙げて、図面を参照しつつ説明する。
図５〜図７は、図３（ａ）に表した接合構造体における、枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の具体例を例示する模式図である。
まず、図５（ａ）に表したように、図示しない供給機構などにより弾性体１０４ｉを枠１０２に対して所定位置に配置する。続いて、図５（ｂ）に表したように、押し付け治具３５０を移動させ、枠１０２と押し付け治具３５０との間に弾性体１０４ｉを挟持する。続いて、図５（ｃ）に表したように、枠１０２を通して弾性体１０４ｉにレーザ光２００を照射する。これにより、枠１０２と弾性体１０４ｉとが接合される。ここで、押し付け治具３５０は、熱伝導率のより低い材料からなることが好ましい。これは、押し付け治具３５０が弾性体１０４ｉから熱を奪うことによって、枠１０２と弾性体１０４ｉとの接合効率が低下することを防止するためである。さらに、押し付け治具３５０については、弾性体１０４ｉがレーザ光２００によって高熱になった際に、融解したり、弾性体１０４ｉと接合しないような耐熱性や剥離性が必要である。
【００３７】
続いて、押し付け治具３５０を退避させ、図示しない反転機構などにより接合した枠１０２および弾性体１０４ｉを上下反転させる。そして、図５（ａ）および図５（ｂ）に表した動作と同様にして、弾性体１０４ａを枠１０２に対して所定位置に配置し、押し付け治具３５０を移動させ、枠１０２と押し付け治具３５０との間に弾性体１０４ａを挟持する（図６（ｄ））。続いて、図６（ｅ）に表したように、枠１０２を通して弾性体１０４ａにレーザ光２００を照射する。これにより、枠１０２と弾性体１０４ａとが接合される。続いて、図６（ｆ）に表したように、図示しない供給機構などにより接合部材１００ｂを所定位置に配置し、押し付け治具３５１を移動させ、接合部材１００ｂと押し付け治具３５１との間に弾性体１０４ｉを挟持する。
【００３８】
続いて、図７（ｇ）に表したように、接合部材１００ｂを通して弾性体１０４ｉにレーザ光２００を照射する。これにより、弾性体１０４ｉと接合部材１００ｂとが接合される。そして、押し付け治具３５１を退避させ、図示しない反転機構などにより接合した枠１０２、弾性体１０４ａ、１０４ｉ、および接合部材１００ｂを上下反転させる。続いて、図６（ｆ）および図７（ｇ）に表した動作と同様にして、図示しない供給機構などにより接合部材１００ａを所定位置に配置し、押し付け治具３５１を移動させ、接合部材１００ａと押し付け治具３５１との間に弾性体１０４ａを挟持する。その後、図７（ｈ）に表したように、接合部材１００ａを通して弾性体１０４ａにレーザ光２００を照射する。これにより、弾性体１０４ａと接合部材１００ａとが接合される。
【００３９】
続いて、押し付け治具３５１を退避させる。その後、必要に応じて、このままの状態で熱処理工程を行う。このようにして、接合構造体の接合工程が完了する。なお、接合部材１００ａ、１００ｂと、弾性体１０４ａ、１０４ｃと、の接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させるために、図７（ｉ）に表したように、弾性体１０４ａと弾性体１０４ｃとの間にシール材を充填させてもよい。これについては、後に詳述する。
【００４０】
本具体例の接合手順においては、枠１０２および接合部材１００ａ、１００ｂを通してレーザ光２００を照射することによりそれぞれの接合を行うため、枠１０２および接合部材１００ａ、１００ｂはレーザ光２００に対して透過性を有する必要がある。また、本具体例の接合手順は、弾性体を介して接触面（接合面）にレーザ光２００を照射して接合することが容易ではない場合などに対して、有効な接合手順の１つである。つまり、レーザ光２００に対して透過性を有する部材を通して接合面にレーザ光２００を照射する必要がある場合などに、有効な接合手順の１つである。
【００４１】
図８〜図９は、図２に表した接合構造体における、枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の他の具体例を例示する模式図である。
まず、図８（ａ）に表したように、図示しない供給機構などにより弾性体１０４ａ、１０４ｂを枠１０２に対して所定位置に配置する。続いて、図８（ｂ）に表したように、押し付け治具３５０を移動させ、枠１０２と押し付け治具３５０との間に弾性体１０４ａ、１０４ｂを挟持する。続いて、図８（ｃ）に表したように、押し付け治具３５０を通して弾性体１０４ａ、１０４ｂにレーザ光２００を照射する。これにより、枠１０２と弾性体１０４ａ、１０４ｂとが接合される。そして、押し付け治具３５０を退避させる。
【００４２】
続いて、図９（ｄ）に表したように、図示しない供給機構などにより接合部材１００ａ、１００ｂを所定位置に配置し、押し付け治具３５０を移動させ、枠１０２と押し付け治具３５０との間に弾性体１０４ａ、１０４ｂを挟持する。その後、接合部材１００ａ、１００ｂを通して、弾性体１０４ａ、１０４ｂにレーザ光２００を照射する。続いて、図９（ｅ）に表したように、押し付け治具３５０を退避させる。その後、必要に応じて、このままの状態で熱処理工程を行う。このようにして、接合構造体の接合工程が完了する。なお、図７（ｉ）に関して前述したように、接合部材１００ａ、１００ｂと、弾性体１０４ａ、１０４ｃと、の接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させるために、弾性体１０４ａと弾性体１０４ｃとの間にシール材を充填させてもよい（図９（ｆ））。
【００４３】
図１０は、押し付け治具の具体例を例示する模式図である。なお、図１０（ａ）は、レーザ光の移動方向に対して垂直な方向に凹部が設けられた具体例を例示する模式図であり、図１０（ｂ）は、押し付け面に回動部がさらに設けられた具体例を例示する模式図である。
図５に関して前述したように、押し付け治具は、弾性体がレーザ光によって高熱になった際に、融解したり、弾性体と接合しないような耐熱性や剥離性が必要である。そのため、押し付け治具は図１０（ａ）および図１０（ｂ）に表したような構造を有すると、レーザ光の熱により融解したり、弾性体と接合するおそれは少なくなる。
【００４４】
図１０（ａ）に表した押し付け治具３５２は、弾性体１０４ａを押し付けるための押し付け面３５２ｂであって、レーザ光２００の照射位置の直下に凹部３５２ａを有する。この凹部３５２ａは、矢印Ｂで表したレーザ光２００の移動方向に対して垂直方向に略沿うように凹部（溝）が設けられている。なお、凹部３５２ａの形状は、丸孔、長孔、楕円形状などであってもよい。また、その凹部３５２ａは、丸孔、長孔などがレーザ光２００の照射方向（下方）に向かって貫通した形状を有していてもよい。
【００４５】
このように、押し付け治具３５２は凹部３５２ａを有するため、レーザ光２００の照射位置の直下において、弾性体１０４ａと押し付け治具３５２との接触部分は存在しない。そのため、レーザ光２００のエネルギーを吸収することにより発熱した弾性体１０４の熱は、押し付け治具３５２には伝わりにくい。したがって、押し付け治具３５２は、レーザ光２００の熱により融解したり、弾性体１０４ａと接合するおそれは少ない。
【００４６】
なお、レーザ光２００は矢印Ｂに表したように移動するため、押し付け治具３５２はそれに伴って矢印Ｃに表したように移動する必要がある。すなわち、弾性体１０４ａに対して移動する必要がある。そこで、図１０（ｂ）に表したように、押し付け面に回動部を有すると、押し付け治具は弾性体に対して移動しやすくなる。
【００４７】
図１０（ｂ）に表した押し付け治具３５３は、押し付け面３５３ｂに回動部３５３ｃが設けられている。回動部３５３ｃは、押し付け面３５３ｂに対して回動自在に軸支されている。また、回動部３５３ｃの頂点は、押し付け面３５３ｃよりも上方、あるいは略同一面に位置している。そのため、押し付け治具３５３が矢印Ｃに表したように弾性体１０４ａに対して移動する際には、回動部３５３ｃは押し付け面３５３ｂおよび弾性体１０４ａに対して回動できる。したがって、押し付け面３５３ｂおよび回動部３５３ｃと弾性体１０４ａとの摩擦力は小さくなるため、押し付け治具３５３は、弾性体１０４ａに対して矢印Ｃの方向に移動しやすい。その他の構造については、図１０（ａ）に表した押し付け治具の構造と同様である。
【００４８】
図１１は、押し付け治具の他の具体例を例示する模式図である。なお、図１１（ａ）は、レーザ光の移動方向と並行な方向に凹部が設けられた具体例を例示する模式図であり、図１１（ｂ）は、レーザ光の移動方向に対して貫通溝が設けられた具体例を例示する模式図である。
図１１（ａ）に表した押し付け治具３５４は、矢印Ｂで表したレーザ光２００の移動方向と並行方向に略沿うように凹部３５４ａが設けられている。この凹部３５４ａは、図１０（ａ）に表した押し付け治具３５２と同様に、押し付け面３５４ａであってレーザ光２００の照射位置の直下に設けられている。
【００４９】
これによれば、レーザ光２００の移動方向に略沿うように凹部３５４ａが存在しているため、押し付け治具３５４はレーザ光２００の移動に伴って移動しなくとも、レーザ光２００の照射位置の直下において、弾性体１０４ａと押し付け治具３５４との接触部分は存在しない。そのため、レーザ光２００の移動に伴って移動しなくとも、押し付け治具３５４は、レーザ光２００の熱により融解したり、弾性体１０４ａと接合するおそれは少ない。
【００５０】
一方、図１１（ｂ）に表した押し付け治具３５５は、レーザ光２００の移動方向を長手方向とする２つの支持部３５５ｂを有する。そして、支持部３５５ｂは、レーザ光２００の照射位置の直下において、貫通溝３５５ａが存在するようにそれぞれ離間して設けられている。そのため、図１１（ａ）に表した押し付け治具３５４と同様に、レーザ光２００の移動に伴って移動しなくとも、押し付け治具３５５は、レーザ光２００の熱により融解したり、弾性体１０４ａと接合するおそれは少ない。また、支持部３５５ｂはそれぞれ別体であるため、貫通溝３５５ａの幅（離間距離）を適宜設定することができる。このとき、レーザ光２００のレーザスポット径と略同じか、あるいはそれよりもやや大きい値に貫通溝３５５ａの幅を設定すると、押し付け効果をより高めることができるため好ましい。
【００５１】
次に、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法の変形例について、図面を参照しつつ説明する。
図１２は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法の変形例を例示する模式図である。
図１２に表した接合構造体には、弾性体１０４ａと弾性体１０４ｂとの間、すなわち弾性体１０４ａ、１０４ｂの外側にシール材３６０が塗布されている。弾性体１０４ａ、１０４ｂの外側とは、例えば、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間において弾性体１０４ａ、１０４ｂにより取り囲まれた密閉空間の反対側（非密閉空間側）を意味している。このシール材３６０は、弾性体１０４ａ、１０４ｂと枠１０２との間の空間を充填させるように塗布されている。その他の構造および接合方法については、図２に表した接合構造体および接合方法と同様である。
【００５２】
これによれば、接合部材１００ａ、１００ｂと、弾性体１０４ａ、１０４ｂと、の接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させることができる。さらに、図２に表した接合構造体と同様に、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合面、および接合部材１００ｂと弾性体１０４ｂとの接合面に発生する応力を弾性体１０４ａ、１０４ｂの変形やシール材３６０の弾性により低減あるいは緩和できる。また、弾性体１０４ａ、１０４ｂの外側にシール材３６２を塗布することにより、図４に表したようなレーザ光２００を通過させるための孔を弾性体に設けた場合でも、真空シール性をより向上させることができる。
【００５３】
図１３は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法の他の変形例を例示する模式図である。
図１３に表した接合構造体には、図１２に表した接合構造体と同様に、弾性体１０４ａと弾性体１０４ｂとの間、すなわち弾性体１０４ａ、１０４ｂの外側（密閉空間の反対側）にシール材３６２が塗布されている。ここで、図１２に表した接合構造体では、弾性体１０４ａ、１０４ｂと枠１０２との間の空間に殆ど隙間なくシール材３６０が充填されているのに対して、図１３に表した接合構造体では、弾性体１０４ａ、１０４ｂと枠１０２との間に空間１６０が生ずるように塗布される。その他の構造および接合方法については、図２に表した接合構造体および接合方法と同様である。
【００５４】
これによれば、接合部材１００ａ、１００ｂと、弾性体１０４ａ、１０４ｂと、の接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させつつ、空間１６０が存在することにより、弾性体１０４ａ、１０４ｂの変形が容易になるため、その接合面に発生する応力をより低減あるいは緩和できる。また、弾性体１０４ａ、１０４ｂの外側にシール材３６２を塗布することにより、図１２に関して前述したように、レーザ光２００を通過させるための孔を弾性体に設けた場合にも、真空シール性をより向上させることができる。
【００５５】
図１４は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
図１４に表した接合構造体においては、弾性体１０４ａ、１０４ｂを接合する枠１０８と、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間を確保するための小片部１１０と、が別体となっている。その他の構造および接合方法については、図１２に表した接合構造体および接合方法と同様である。
【００５６】
これによれば、枠１０８と小片部１１０とが別体として設けられているため、枠１０８は小片部１１０に拘束されず、より自由度をもって変位することができる。そのため、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合面、および接合部材１００ｂと弾性体１０４ｂとの接合面に発生する応力をより低減あるいは緩和できる。さらに、シール材３６０が弾性体１０４ａと弾性体１０４ｂとの間に充填されているため、図１２に表した接合構造体と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
図１５は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
図１５に表した接合構造体は、図１４に表した接合構造体と同様に、弾性体１０４ａ、１０４ｉを接合する枠１０８と、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間を確保するための小片部１１０と、が別体となっている。また、枠１０８が接合部材１００ａ、１００ｂの外側に位置するように、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとが接合され、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｉとが接合されている。
【００５８】
なお、弾性体１０４ａ、１０４ｉと、小片部１１０と、に囲まれた空間１６２には、シール材３６０は塗布されていない。そして、図５（ａ）〜図５（ｃ）に表した接合手順と同様に、接合部材１００ｂと図示しない押し付け治具との間に弾性体１０４ｉを挟持し、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｉとを接合する。続いて、接合部材１００ｂの外側において、枠１０８を介してレーザ光２００を下方から照射することにより、枠１０８と弾性体１０４ｉとを接合する。続いて、接合部材１００ｂと弾性体１００ｉとの接合の手順と同様にして、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとを図示しない押し付け治具を用いて接合する。続いて、枠１０８を介してレーザ光２００を上方から照射することにより、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｉと枠１０８との接合構造体に、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合構造体を接合する。このようにして、図１５に表した接合構造体が得られる。
【００５９】
これによれば、小片部１１０を接合部材１００ａ、１００ｂのより外側近傍に設置することができるため、例えば光学素子や電子素子などを設置する空間をより広くすることができる。また、弾性体１０４ａ、１０４ｉと、小片部１１０と、に囲まれた空間１６２が存在するため、接合部材１００ａと弾性体１０４ａとの接合面、および接合部材１００ｂと弾性体１０４ｉとの接合面に発生する応力をより低減あるいは緩和できる。
【００６０】
図１６は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
図１６に表した接合構造体は、図１４に表した接合構造体と同様に、弾性体１０４ｆ、１０４ｇを接合する枠１０８と、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間を確保するための小片部１１０と、が別体となっている。また、弾性体１０４ｆは、図１６に表したように、屈曲部１６４ｆを有するように曲げられ、接合部材１００ａに接合されている。これと同様に、弾性体１０４ｇは、屈曲部１６４ｇを有するように曲げられ、接合部材１００ｂに接合されている。
【００６１】
これによれば、弾性体１０４ｆが曲げられたことによって生じた空間１６６ｆと、弾性体１０４ｇが曲げられたことによって生じた空間１６６ｇと、が存在しているため、図１５に表した接合構造体と同様の効果を得ることができる。なお、接合部材１００ａ、１００ｂと、弾性体１０４ｆ、１０４ｇと、の接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させるために、空間１６６ｆと空間１６６ｇとの間、すなわち弾性体１０４ｆ、１０４ｇの外側にシール材３６０を塗布してもよい。
【００６２】
図１７は、本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
図１７に表した接合構造体では、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間の隙間を確保するための小片部１１０は設けられているが、図１４〜図１６に表したような枠１０８は設けられていない。また、接合面に発生する応力を低減あるいは緩和する弾性体については、弾性体１０４ｈのみが設けられている。つまり、接合部材１００ａと弾性体１０４ｈとが、領域１６８ａにおいて接合され、接合部材１００ｂと弾性体１０４ｈとが、領域１６８ｂにおいて接合されている。その他の構造および接合方法については、図１６に表した接合構造体および接合方法と同様である。
【００６３】
これによれば、図１４〜図１６に表したような枠１０８が介在せず、弾性体１０４ｈのみで応力を低減あるいは緩和できる。そのため、接合部材１００ａ、１００ｂと弾性体１０４ｈとの接合面に発生する応力をより低減あるいは緩和できる。また、図１４〜図１６に表したような枠１０８を設ける必要がないため、接合工程の簡略化、あるいは接合時間の短縮化を図ることができる。
【００６４】
次に、本実施形態にかかる接合構造体およびその接合方法に関してレーザ融着を行うレーザ加工装置について、図面を参照しつつ説明する。
図１８は、レーザ加工装置を例示する模式図である。
図１８に表したレーザ加工装置は、接合部材１００ａ、１００ｂや弾性体１０４ａ、１０４ｂや枠１０２などの被照射体を収納部から搬送し、所定位置に載置して３軸方向に調整する供給機構２２０と、レーザ光を集光し所定位置に照射するレンズなどの光学要素を有する光学系２３０ａ、２３０ｂと、レーザ光を発振するレーザ発振器２６０と、レーザ発振器２６０から発振されたレーザ光を光学系２３０ａ、２３０ｂへ伝送する光ファイバ２４０ａ、２４０ｂと、光学系２３０ａ、２３０ｂの位置を３軸方向に調整することができる３軸コントロールステージ２５０ａ、２５０ｂと、を備えている。
【００６５】
さらに、図１８に表したレーザ加工装置は、押し付け治具３５０などを所定位置に配置する押し付け治具機構３５７と、所定位置にシール材を塗布するシール塗布機構３６５と、接合部材１００、１００ｂや弾性体１０４ａ、１０４ｂなどの被照射体を上下反転させる反転機構３７５と、を備えている。
【００６６】
供給機構２２０は、接合部材１００ａ、１００ｂや弾性体１０４ａ、１０４ｂや枠１０２などを図示しない収納部から搬送して所定位置に載置する。レーザ発振器２６０で発振されたレーザ光２００は、光ファイバ２４０ａ、２４０ｂおよび光学系２３０ａ、２３０ｂの内部に設けられた図示しないレンズを通して、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの接合面に集光され照射される。このとき、レーザ光２００のレーザスポットの位置は、光学系２３０ａ、２３０ｂを支持している３軸コントロールステージ２５０ａ、２５０ｂによって制御される。
【００６７】
また、押し付け治具機構３５７は、押し付け治具３５０を所定位置に適宜配置し、弾性体１０４ａ、１０４ｂを挟持する。さらに、シール塗布機構３６５は、必要に応じて所定位置にシール材を塗布する。反転機構３７５は、必要に応じて接合部材１００ａ、１００ｂや弾性体１０４ａ、１０４ｂなどを上下反転させて、接合時間をより短縮することができる。
【００６８】
なお、供給機構２２０を３軸方向に調整することによって、レーザ光２００の照射位置を制御することも可能である。また、必要に応じてレーザ発振器２６０から出力されたレーザ光をスプリッタ等により複数に分離して、複数の接合を同時に行うこともできる。つまり、レーザ加工装置は、光ファイバに限定されず、周知の分岐方法あるいは分離方法などを利用できる。また、必要に応じて複数のレーザ発振器２６０を備えることも可能である。
【００６９】
さらに、図１８においては、光学系２３０ａ、２３０ｂは接合部材１００ａ、１００ｂの両側からレーザ光２００を照射する場合を例示しているが、これだけに限定されず、接合部材１００ａ、１００ｂの上方あるいは下方の片側からレーザ光２００を照射してもよい。接合部材１００ａ、１００ｂの片側からレーザ光２００を照射する場合には、光学系は１つであってもよい。これによれば、レーザ加工装置を簡略化することができる。
【００７０】
図１９は、レーザ加工装置の構成を例示するブロック図である。
図１９に表したレーザ加工装置は、励起ランプ２６０ａを有するレーザ発振器２６０と、レーザ発振器２６０に任意の大きさの駆動電力を印加するスイッチング電源２７０と、スイッチング電源２７０によりレーザ発振器２６０に印加される駆動電力を制御する制御用マイコン２８０と、を備えている。制御用マイコン２８０は、通信路２８５を介して制御用コンピュータ２９０に接続されている。例えば、レーザ光２００がパルスレーザである場合には、制御用コンピュータ２９０は、使用者からの指示によりレーザ光２００のパルス形状やパルス幅などを設定変更させるよう、スイッチング電源２７０を制御することができる。ここで、制御用マイコン２８０および制御用コンピュータ２９０により、制御用コンピュータが構成されている。
【００７１】
すなわち、レーザ光２００が例えばパルスレーザである場合には、レーザ発振器２６０から出射されるレーザ光のパルス形状は、スイッチング電源２７０により印加される駆動電力の波形に応じて制御される。制御用マイコン２８０および制御用コンピュータ２９０による制御の下で、スイッチング電源２７０によりレーザ発振器２６０に印加される駆動電力の波形が変更されることにより、レーザ発振器２６０から所定のピーク出力およびエネルギー密度を持つレーザ光２００が出射されるようになっている。
【００７２】
なお、図１８および図１９に表したレーザ加工装置の光学系２３０ａ、２３０ｂは、被照射体の画像を取得するためのカメラなどの光学要素をさらに有することもできる。これによれば、光学系２３０ａ、２３０ｂに設けられたカメラにより撮像された画像データは、制御用コンピュータ２９０に出力され、画像解析される。そして、その結果に基づいて、制御用コンピュータ２９０は、レーザ光２００の照射位置が所定の位置となるように、３軸コントロールステージ２５０ａ、２５０ｂあるいは供給機構２２０を制御する。このようにすることで、より短時間で、より正確に所定の位置にレーザ光２００を照射することができる。
【００７３】
レーザ加工装置は図１８および図１９に表した構成を有することにより、図１〜図１７に関して前述した接合方法を実行して接合構造体を製造することができる。すなわち、例えば、供給機構２２０は、接合部材１００ａと接合部材１００ｂとの間に枠１０２や小片部１１０などを設置し、さらに接合部材１００ａと枠１０２との間に弾性体１０４ａを設置し、接合部材１００ｂと枠１０２との間に弾性体１０４ｂを設置できる。
【００７４】
そして例えば、レーザ光２００を所定の位置に照射することによって、枠１０２と弾性体１０４ａ、１０４ｂとを接合し、さらに接合部材１００ａ、１００ｂと弾性体１０４ａ、１０４ｂとを接合することができる。３軸コントロールステージ２５０ａ、２５０ｂあるいは供給機構２２０による被照射体の移動と、レーザ光２００の照射と、を繰り返すことより、本実施形態にかかる接合構造体を製造することができる。なお、押し付け治具機構３５７と、シール塗布機構３６５と、反転機構３７５と、の動作は供給機構２００などと同様に、制御用コンピュータ２９０によって制御される。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の接合部材と枠とを弾性体を介して接合している。あるいは、枠を設けず、複数の接合部材同士を弾性体を介して接合している。そのため、接合部材の歪みなどによって生ずる接合面における応力を、弾性体が吸収して低減あるいは緩和できる。そのため、接合面が剥離したり、その接合面にクラックが生ずることを防止できる。また、接合面における接合強度および真空シール性の信頼性をより向上させるために、弾性体の間にシール材を充填あるいは塗布することもできる。さらに、レーザ融着によって接合を行うため、より低温で接合することができ、接合工程の長さもより短くすることができる。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、接合構造体などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや弾性体および枠の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
例えば、図１７に表した弾性体１０４ｈの形状は、これだけに限定されず、図１６に表した弾性体１０４ｆ、１０４ｇと同様に、屈曲部を有するように曲げられていてもよい。また、レーザ加工装置は、光ファイバ２４０ａ、２４０ｂだけに限定されず、周知の装置を利用できる。
また、前述した各具体例あるいはそれらが備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる接合構造体を例示する分解模式図である。
【図２】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法を例示する側面模式図である。
【図３】弾性体の変形例を例示する模式図である。
【図４】弾性体の他の変形例を例示する模式図である。
【図５】枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の具体例を例示する模式図である。
【図６】枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の具体例を例示する模式図である。
【図７】枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の具体例を例示する模式図である。
【図８】枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の他の具体例を例示する模式図である。
【図９】枠と弾性体との接合手順、および弾性体と接合部材との接合手順の他の具体例を例示する模式図である。
【図１０】押し付け治具の具体例を例示する模式図である。
【図１１】押し付け治具の他の具体例を例示する模式図である。
【図１２】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法の変形例を例示する模式図である。
【図１３】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法の他の変形例を例示する模式図である。
【図１４】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
【図１５】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
【図１６】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
【図１７】本実施形態にかかる接合構造体および接合方法のさらに他の変形例を例示する模式図である。
【図１８】レーザ加工装置を例示する模式図である。
【図１９】レーザ加工装置の構成を例示するブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１００ａ、１００ｂ 接合部材、 １０２ 枠、 １０２ａ 小片部、 １０２ｂ 接合部、 １０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆ、１０４ｇ、１０４ｈ、１０４ｉ 弾性体、 １０６ｄ、１０６ｅ 孔、 １０８ 枠、 １１０ 小片部、 １５０ａ、１５０ｂ、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅ 領域、 １５４ａ、１５４ｂ 屈曲部、 １５６ａ、１５６ｃ、１５８ｄ、１５８ｅ 領域、 １６０、１６２ 空間、 １６４ｆ、１６４ｇ 屈曲部、 １６６ｆ、１６６ｇ 空間、 １６８ａ、１６８ｂ 領域、 ２００ レーザ光、 ２３０ａ、２３０ｂ 光学系、 ２４０ａ、２４０ｂ 光ファイバ、 ２５０ａ、２５０ｂ ３軸コントロールステージ、 ２６０ レーザ発振器、 ２６０ａ 励起ランプ、 ２７０ スイッチング電源、 ２８０ 制御用マイコン、 ２８５ 通信路、 ２９０ 制御用コンピュータ、 ３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５ 押し付け治具、 ３５２ａ、３５３ａ、３５４ａ 凹部、 ３５２ｂ、３５３ｂ、３５４ｂ 押し付け面、 ３５３ｃ 回動部、 ３５５ａ 貫通溝、 ３５５ｂ 支持部、 ３５７ 押し付け治具機構、 ３６０、３６２ シール材、３５６ シール塗布機構、 ３７５ 反転機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する第１及び第２の接合部材と、
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間にこれらに当接可能に設けられ、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間の隙間を確保する小片部と、
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とにそれぞれレーザ光により接合され、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とを結合する弾性体と、
を備えたことを特徴とする接合構造体。
【請求項２】
前記第１の接合部材と、前記第２の接合部材と、の間に設けられた枠をさらに備え、
前記第１の接合部材及び前記第２の接合部材と、前記枠と、は、前記弾性体を介して結合されてなることを特徴とする請求項１記載の接合構造体。
【請求項３】
前記小片部と、前記枠と、は、一体化されてなることを特徴とする請求項２記載の接合構造体。
【請求項４】
前記弾性体は、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間に環状に設けられ、
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間において前記弾性体により取り囲まれた空間は、密閉されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の接合構造体。
【請求項５】
前記弾性体は、前記レーザ光を吸収する金属からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の接合構造体。
【請求項６】
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間において、前記弾性体からみて前記弾性体により取り囲まれた空間とは反対側にシール材が塗布されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の接合構造体。
【請求項７】
少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する第１及び第２の接合部材の間に弾性体を設け、
前記第１の接合部材に前記弾性体を当接させて前記弾性体にレーザ光を照射することにより前記第１の接合部材と前記弾性体とを接合し、
前記第２の接合部材に前記弾性体を当接させて前記弾性体にレーザ光を照射することにより前記第２の接合部材と前記弾性体とを接合することを特徴とする接合方法。
【請求項８】
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間において、前記弾性体からみて前記弾性体により取り囲まれた空間とは反対側にシール材を塗布することを特徴とする請求項７記載の接合方法。
【請求項９】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、
前記レーザ光を集光して被照射体に向けて照射する光学系と、
前記被照射体と、前記光学系と、の位置関係を制御するコントロールステージと、
前記被照射体を搬送してその位置を調整する供給機構と、
前記被照射体を挟持する押し付け治具の位置を調整する押し付け治具機構と、
第１及び第２の接合部材と、弾性体と、を搬送して当接させるように前記供給機構を制御し、前記押し付け治具が前記弾性体を挟持するように前記押し付け治具機構を制御し、前記第１及び前記第２の接合部材に当接された弾性体に前記レーザ光を照射するように前記コントロールステージを制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１０】
前記被照射体を上下反転させる反転機構をさらに備えたことを特徴とする請求項９記載のレーザ加工装置。
【請求項１１】
前記光学系は、第１の光学系と、第２の光学系と、を有し、
前記第１の光学系と、前記第２の光学系と、は、前記被照射体を介して対向する位置から前記被照射体に向けて前記レーザ光を照射してなることを特徴とする請求項９記載のレーザ加工装置。
【請求項１２】
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間において前記弾性体により取り囲まれた空間の反対側にシール材を塗布するシール塗布機構をさらに備えたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
【請求項１】
少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する第１及び第２の接合部材と、
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間にこれらに当接可能に設けられ、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間の隙間を確保する小片部と、
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とにそれぞれレーザ光により接合され、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材とを結合する弾性体と、
を備えたことを特徴とする接合構造体。
【請求項２】
前記第１の接合部材と、前記第２の接合部材と、の間に設けられた枠をさらに備え、
前記第１の接合部材及び前記第２の接合部材と、前記枠と、は、前記弾性体を介して結合されてなることを特徴とする請求項１記載の接合構造体。
【請求項３】
前記小片部と、前記枠と、は、一体化されてなることを特徴とする請求項２記載の接合構造体。
【請求項４】
前記弾性体は、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間に環状に設けられ、
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間において前記弾性体により取り囲まれた空間は、密閉されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の接合構造体。
【請求項５】
前記弾性体は、前記レーザ光を吸収する金属からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の接合構造体。
【請求項６】
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間において、前記弾性体からみて前記弾性体により取り囲まれた空間とは反対側にシール材が塗布されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の接合構造体。
【請求項７】
少なくともいずれかがレーザ光に対して透過性を有する第１及び第２の接合部材の間に弾性体を設け、
前記第１の接合部材に前記弾性体を当接させて前記弾性体にレーザ光を照射することにより前記第１の接合部材と前記弾性体とを接合し、
前記第２の接合部材に前記弾性体を当接させて前記弾性体にレーザ光を照射することにより前記第２の接合部材と前記弾性体とを接合することを特徴とする接合方法。
【請求項８】
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間において、前記弾性体からみて前記弾性体により取り囲まれた空間とは反対側にシール材を塗布することを特徴とする請求項７記載の接合方法。
【請求項９】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、
前記レーザ光を集光して被照射体に向けて照射する光学系と、
前記被照射体と、前記光学系と、の位置関係を制御するコントロールステージと、
前記被照射体を搬送してその位置を調整する供給機構と、
前記被照射体を挟持する押し付け治具の位置を調整する押し付け治具機構と、
第１及び第２の接合部材と、弾性体と、を搬送して当接させるように前記供給機構を制御し、前記押し付け治具が前記弾性体を挟持するように前記押し付け治具機構を制御し、前記第１及び前記第２の接合部材に当接された弾性体に前記レーザ光を照射するように前記コントロールステージを制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１０】
前記被照射体を上下反転させる反転機構をさらに備えたことを特徴とする請求項９記載のレーザ加工装置。
【請求項１１】
前記光学系は、第１の光学系と、第２の光学系と、を有し、
前記第１の光学系と、前記第２の光学系と、は、前記被照射体を介して対向する位置から前記被照射体に向けて前記レーザ光を照射してなることを特徴とする請求項９記載のレーザ加工装置。
【請求項１２】
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間において前記弾性体により取り囲まれた空間の反対側にシール材を塗布するシール塗布機構をさらに備えたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００９−２４９２３７（Ｐ２００９−２４９２３７Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９９７５４（Ｐ２００８−９９７５４）
【出願日】平成２０年４月７日（２００８．４．７）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月７日（２００８．４．７）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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