JP5062897B2 - Work bonding machine - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス板やプラスチック板などの平板状のワークどうしを貼合するためのワーク貼合装置に関する。本発明の装置は、例えば液晶基板やプラズマディスプレイ基板を製造する過程で使用する。 The present invention relates to a workpiece laminating apparatus for laminating flat workpieces such as glass plates and plastic plates. The apparatus of the present invention is used in the process of manufacturing a liquid crystal substrate or a plasma display substrate, for example.
この種のワーク貼合装置において、金属ダイヤフラムを使用して平板状のワークどうしを貼合することは特許文献1に開示されている。そこでは、第1基板を吸着保持した基板ホルダーをXYθテーブル上に固定し、第2基板を貼合ヘッドの吸着ヘッドで吸着保持する。貼合ヘッドの下面には圧力室が形成してあり、その下面開口にリング状の金属ダイヤフラムが配置さら、金属ダイヤフラムの内縁に吸着ヘッドが固定してある。CCDカメラによって両基板の位置調整を行なったのち、吸着ヘッドをXYθテーブル側に押し付けて第1基板と第2基板を貼合する。このとき、リング状の金属ダイヤフラムが傾動し、あるいは3次元的に変形して、両基板の貼合面に加わる不均一な圧力を吸収する。つまり、特許文献1における金属ダイヤフラムは、第2基板を吸着する吸着ヘッドのバックアップ体として機能しているに過ぎず、本発明に係る貼合ダイヤフラムとは機能が著しく異なる。 In this kind of work laminating apparatus, it is disclosed in Patent Document 1 that the flat work pieces are pasted together using a metal diaphragm. In this case, the substrate holder holding the first substrate by suction is fixed on the XYθ table, and the second substrate is sucked and held by the suction head of the bonding head. A pressure chamber is formed on the lower surface of the bonding head, a ring-shaped metal diaphragm is arranged in the lower surface opening, and a suction head is fixed to the inner edge of the metal diaphragm. After the positions of both substrates are adjusted by the CCD camera, the suction head is pressed against the XYθ table side to bond the first substrate and the second substrate. At this time, the ring-shaped metal diaphragm tilts or deforms three-dimensionally to absorb non-uniform pressure applied to the bonding surfaces of both substrates. That is, the metal diaphragm in Patent Document 1 merely functions as a backup body for the suction head that sucks the second substrate, and the function is significantly different from that of the bonding diaphragm according to the present invention.
本発明のワーク貼合装置では、金属製のダイヤフラムで一方の基板を他方の基板に押し付けて、両基板の中央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は特許文献2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、下側のテーブル載置した一対の基板を先のエアーバッグで押し付けて貼合する。 In the workpiece bonding apparatus of the present invention, one substrate is pressed against the other substrate with a metal diaphragm, and bonding is performed from the center of both substrates toward the peripheral portion, but a liquid crystal panel adopting the same bonding form This manufacturing apparatus is known from Patent Document 2. In this case, a rubber air bag is provided on the upper bonding table, and the pair of substrates placed on the lower table is pressed and bonded by the previous air bag.
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基板を貼合するが、類似する技術として、一対の透明電極の間に設けたシール材を減圧環境下で加熱して硬化させることが特許文献3に開示してある。 In the workpiece bonding apparatus of the present invention, a pair of substrates are bonded in a vacuum chamber. As a similar technique, a sealing material provided between a pair of transparent electrodes is heated and cured in a reduced pressure environment. Is disclosed in Patent Document 3.
特許文献1、2のワーク貼合装置は、いずれも大気中において一対の基板を貼合する。そのため、貼合前の両基板の間に空気が存在するのを避けられない。また、貼合時には両基板の間の空気を強制的に排除しながら貼合を行なう必要がある。しかし、基板間の空気を完全に排除するのが難しく、不良品の発生率が高い。とくに大面積の基板を貼合する場合に局部的に空気をかみ込みやすく、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た。 As for the workpiece | work bonding apparatus of patent document 1, 2, all bond a pair of board | substrate in air | atmosphere. Therefore, it is inevitable that air exists between both substrates before bonding. Moreover, it is necessary to perform bonding while forcibly excluding air between both substrates at the time of bonding. However, it is difficult to completely eliminate the air between the substrates, and the incidence of defective products is high. In particular, when laminating a large area substrate, air is easily trapped locally, which is a great obstacle to improving the product yield.
その点、特許文献3の液晶表示素子の製造方法によれば、一対の透明電極の間に設けたシール材を減圧環境下で加熱して硬化させるので、空気のかみ込みを解消できる。しかし、一対の透明電極は、片方の透明電極の周縁に沿って設けたシール材を介して接合されているだけであるため、一対の基板の全面を貼合する本発明のワーク貼合装置とは、貼合構造が根本的に異なる。 In this regard, according to the method for manufacturing a liquid crystal display element of Patent Document 3, the sealing material provided between the pair of transparent electrodes is heated and cured in a reduced pressure environment, so that air entrapment can be eliminated. However, since the pair of transparent electrodes is only bonded through a sealing material provided along the periphery of one transparent electrode, the workpiece bonding apparatus of the present invention for bonding the entire surface of the pair of substrates and The bonding structure is fundamentally different.
特許文献2の液晶パネルの製造装置は、ゴム製のエアーバッグを一対の基板に押し付けて、両基板の中央から周辺部へ向かって貼合を行なう点で、本願発明のワーク貼合装置と類似する。しかし、エアーバッグを構成するゴム膜自体が弾性変形でき、しかも、伸縮性のある圧縮空気でエアーバッグを膨張させる。そのため、貼合前に仮接合した一対の基板の平面度や平行度のばらつきによって、両基板に一定の圧力を均等に作用させながら貼合させるのが難しく、一対の基板を高い精度で平行に貼合するのが困難であった。 The liquid crystal panel manufacturing apparatus of Patent Document 2 is similar to the workpiece bonding apparatus of the present invention in that the rubber air bag is pressed against a pair of substrates and bonded from the center to the peripheral portion of both substrates. To do. However, the rubber film itself constituting the airbag can be elastically deformed, and the airbag is inflated with compressed air having elasticity. Therefore, due to variations in flatness and parallelism of a pair of substrates temporarily bonded before bonding, it is difficult to bond them while applying a constant pressure to both substrates evenly, and the pair of substrates is parallel with high accuracy. It was difficult to paste.
本発明の目的は、空気のかみ込みを解消でき、しかも一対の平板状のワークを高い精度で平行に貼合して、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ことにある。 The objective of this invention is providing the workpiece | work bonding apparatus which can eliminate the biting of air, and can bond a pair of flat plate-shaped workpiece | work in parallel with high precision, and can improve the yield of a product.
本発明のワーク貼合装置は、真空チャンバー2と、真空チャンバー2内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、ワークホルダー8を支持するテーブル4と、貼合ダイヤフラム5と、テーブル4を貼合ダイヤフラム5に向かって押し付け操作するテーブル駆動構造6の出力部7とを設ける。ワークホルダー8は、第1ワークW1が載置される貼合台22と、第2ワークW2を第1ワークW1に対して所定の対向隙間をあけた状態で支持する複数個のワーク保持構造23とを備えている。ワーク保持構造23は、保持枠24と、保持枠24で進出ないし退入自在に支持される支持体25と、支持体25を進出付勢するばね26を含んで構成する。支持体25は、第1ワークW1および第2ワークW2の周縁に同時に接当して、両ワークW1・W2を位置決めしている。保持枠24は、テーブル4に固定した保持ベース21で上下スライド自在に支持されて、ばね30で押し上げ付勢されている。貼合ダイヤフラム5は、貼合台22の側へ向かって突弧状に膨張変形できる金属製のダイヤフラム膜14を備えている。ダイヤフラム膜14の内部に設けた圧力室15を圧力供給源16に連通する。以て、真空チャンバー2内の空気を真空源3で排気し、前記圧力室15に作動流体を供給してダイヤフラム膜14を膨張変形させた状態で、テーブル4をテーブル駆動構造6で押し付け操作して、第2ワークW2を第1ワークW1に対して中央部分から周辺部へ向かって貼合することを特徴とする。
The workpiece bonding apparatus of the present invention includes a vacuum chamber 2 and a vacuum source 3 that exhausts air in the vacuum chamber 2. Inside the vacuum chamber 2, a table 4 that supports the
支持体25は、金属製のボールと、一端が半球状に丸められた軸体と、一端が円錐状に形成された軸体の、いずれかひとつで形成する。
真空チャンバー2は、固定チャンバー体10と、固定チャンバー体10に対して開閉可能に設けられる可動チャンバー体11とで構成する。可動チャンバー体11の内部に貼合ダイヤフラム5を固定する。
The
The vacuum chamber 2 includes a
圧力供給源16は、加圧された作動油を圧力室15に供給する油圧シリンダー33と、油圧シリンダー33のピストンロッド34を往復スライド操作するピストン操作機構35と、ピストン操作機構35のスライド体43を動作変換機構を介してスライド駆動するステッピングモーター36と、ステッピングモーター36の作動状態を制御する制御回路37と、圧力室15の油圧圧力を検知する圧力センサー38とで構成する。以て、圧力センサー38から出力される検知信号を制御回路37にフィードバックして、ステッピングモーター36の作動状態を制御する。
The
別の圧力供給源16は、加圧された作動油を圧力室15に供給する油圧シリンダー33と、油圧シリンダー33のピストンロッド34を往復操作するエアーシリンダー47と、エアーシリンダー47に供給される圧縮空気の圧力を制御する電空レギュレータ48と、電空レギュレータ48の作動状態を制御する制御回路37と、圧力室15の油圧圧力を検知する圧力センサー38とで構成する。以て、圧力センサー38から出力される検知信号を制御回路37にフィードバックして、電空レギュレータ48の作動状態を制御する。
Another
本発明のワーク貼合装置は、ワークホルダー8を支持するテーブル4や、貼合ダイヤフラム5を真空チャンバー2内に収容して、第1・第2の両ワークW1・W2を真空環境下で貼合することにより、両ワークW1・W2の貼合面に空気が存在するのを極力避けられるようにした。また、第2ワークW2をワークホルダー8のワーク保持構造23で、第1ワークW1に対して所定の対向隙間をあけた状態で支持し、さらに、金属製のダイヤフラム膜14を突弧状に膨張変形させた状態でテーブル4を駆動して、第2ワークW2をダイヤフラム膜14の突弧面に沿って弾性変形させ、両ワークW1・W2を中央部分から周辺部へ向かって貼合できるようにした。
The workpiece bonding apparatus of the present invention accommodates the table 4 supporting the
上記のように、両ワークW1・W2を中央部分から周辺部へ向かって貼合すると、真空チャンバー2内に微量の空気が残っていたとしても、微量の空気を強制的に排除しながら両ワークW1・W2を貼合できる。ダイヤフラム膜14を金属で形成するので、ダイヤフラム膜14自体が局部的に弾性変形するのを一掃でき、両ワークW1・W2の平面度や平行度のばらつきに影響されることもなく、両ワークW1・W2を貼合できる。したがって、本発明のワーク貼合装置によれば、空気のかみ込みを解消でき、しかも一対の平板状のワークを高い精度で平行に貼合して製品の歩留まりを向上できる。
As described above, when both the workpieces W1 and W2 are bonded from the central portion toward the peripheral portion, even if a minute amount of air remains in the vacuum chamber 2, both the workpieces are forcibly excluded. W1 and W2 can be bonded. Since the
固定チャンバー体10と、固定チャンバー体10に対して開閉可能な可動チャンバー体11とで真空チャンバー2を構成し、可動チャンバー体11の内部に貼合ダイヤフラム5を固定するワーク貼合装置によれば、両ワークW1・W2を出し入れするときの真空チャンバー2の開閉の手間を軽減して、一連の貼合作業に要する時間を短縮できる。また、可動チャンバー体11を固定チャンバー体10に被せつけて固定するだけで、貼合ダイヤフラム5を第2ワークW2と位置決めした状態の許に正対させて貼合準備を終了できる。
According to the workpiece bonding apparatus in which the
保持枠24と、同枠24に組み込まれるボール25およびばね26などでワーク保持構造23を構成し、両ワークW1・W2の周縁にボール25を接当させて、両ワークW1・W2を同時に位置決めするワークホルダー8によれば、各ワークW1・W2をワークホルダー8に単に取り付けるだけで位置決めを完了して、位置決めの手間を省くことができる。別途位置決め装置を設ける必要がないので、ワーク貼合装置の全体構造を簡素化して、製造コストを削減できる。保持枠24をテーブル4に固定した保持ベース21で上下スライド自在に支持してばね30で押し上げ付勢するのは、ワーク貼合過程でダイヤフラム膜14が保持枠24に接当するとき、保持枠24を沈み込ませて、両ワークW1・W2をダイヤフラム膜14とテーブル4とで周縁部まで確実に押圧して、強固に貼合するためである。
The
ステッピングモーター36を駆動源にして、ピストン操作機構35を介して油圧シリンダー33を駆動する圧力供給源16によれば、圧力センサー38からの検知信号に基づいてステッピングモーター36の作動状態を制御回路37で制御することにより、ダイヤフラム膜14を所定量だけ正確に膨張変形させ、あるいはダイヤフラム膜14の縮減度合を正確に設定できる。したがって、両ワークW1・W2を常に一定の条件で的確に貼合して、ばらつきのない貼合結果が得られる。非圧縮性の作動油でダイヤフラム膜14を膨張変形させるので、圧縮空気で膨張されるゴム製のエアーバッグを用いて貼合を行なう従来の貼合装置に比べて、両ワークW1・W2の平面度や平行度にばらつきがある場合でも、ばらつきの影響を受けることもなく両ワークW1・W2を均等に貼合することができる。
According to the
エアーシリンダー47を駆動源にして油圧シリンダー33を駆動する圧力供給源16によれば、圧力センサー38からの検知信号に基づいて電空レギュレータ48の作動状態を制御回路37で制御することにより、ステッピングモーター36を駆動源とする圧力供給源16と同様に、ダイヤフラム膜14の膨張変形量や縮減度合を正確に設定できる。したがって、両ワークW1・W2を常に一定の条件で的確に貼合して、ばらつきのない貼合結果が得られる。また、ピストン操作機構35やステッピングモーター36を構成要素とする圧力供給源16に比べて、圧力供給源16の全体構造を簡素化して低コスト化できる。
According to the
(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2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の内部に配置されるテーブル4および貼合ダイヤフラム5などで構成する。真空チャンバー2の下方には、テーブル4を貼合ダイヤフラム5へ向かって押し付け操作するテーブル駆動構造6が設けてあり、同構造6の出力軸(出力部)7がテーブル4の下面側に固定してある。テーブル4の上面には、第1ワークW1と第2ワークW2を保持するワークホルダー8が固定してある。
(Example) FIGS. 1-8 shows the Example of the workpiece | work bonding apparatus which concerns on this invention. In FIG. 2, the workpiece bonding apparatus is disposed inside a vacuum chamber 2 provided on the upper portion of the base 1, a vacuum pump (vacuum source) 3 that exhausts air in the vacuum chamber 2, and the vacuum chamber 2. It consists of a table 4 and a
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に代表される四角形のガラス基板やプラスチック板体などからなる。本発明のワーク貼合装置は、ガラス基板に別のガラス基板を接着する場合、ガラス基板にプラスチック板体を接着する場合、プラスチック板体に別のプラスチック板体を接着する場合などに使用する。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。 The first workpiece W1 and the second workpiece W2 are made of a rectangular glass substrate, a plastic plate or the like typified by a liquid crystal substrate or a plasma display substrate. The workpiece bonding apparatus of the present invention is used when bonding another glass substrate to a glass substrate, when bonding a plastic plate to the glass substrate, or when bonding another plastic plate to the plastic plate. A transparent adhesive layer is formed over the entire surface of either one of the workpieces W1 and W2.
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10と、下向きに開口する箱構造の可動チャンバー体11とで構成する。可動チャンバー体11は固定チャンバー体10でヒンジ(図示していない)を介して揺動開閉可能に支持され、図示していないエアーシリンダーで開閉操作される。固定チャンバー体10の可動チャンバー体11との接合面にはシール体12が配置してあり、このシール体12によって真空室R内を封止できるようにしている。可動チャンバー体11の内面には先の貼合ダイヤフラム5を固定する。貼合ダイヤフラム5は、下向きに開口する本体部13と、本体部13の下面開口を塞ぐ金属製のダイヤフラム膜14とで構成してあり、ダイヤフラム膜14の内部に設けた圧力室15が圧力供給源16に連通してある。
The vacuum chamber 2 includes a box-shaped
テーブル駆動構造6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軸7を介してテーブル4に伝える。左右一対の出力軸7は固定チャンバー体10に設けたスライドブッシュ18で案内してある。
The table drive structure 6 is configured using an air cylinder (not shown) as a drive source, and transmits the lifting / lowering operation of the piston of the air cylinder to the table 4 via the
図3においてワークホルダー8は、テーブル4の上面に固定される4個の保持ベース21および貼合台22と、各保持ベース21で支持されるワーク保持構造23などで構成する。第1ワークW1は貼合台22の上面に載置される。第2ワークW2は、ワーク保持構造23で第1ワークW1に対して所定の対向隙間E(図4参照)をあけた状態で支持される。
In FIG. 3, the
図4においてワーク保持構造23は、保持枠24と、保持枠24で進出ないし退入自在に支持されるボール(支持体)25と、ボール25を進出付勢するばね26で構成する。ボール25は鋼球に代表される金属製のボールからなる。図3に示すように左右に対向するワーク保持構造23においては、保持枠24の前後2個所にボール25とばね26が組み込んであり、前後に対向するワーク保持構造23においては、保持枠24の左右中にのみボール25とばね26が組み込んである。ボール25は、第2ワークW2を支持する進出姿勢と、ばね26の付勢力に抗して退入操作されて第2ワークW2の支持を解除する姿勢とに変位できる。
In FIG. 4, the
図4および図5に示すように、保持枠24の下面側にはスライド軸27がビス28で固定してあり、このスライド軸27を保持ベース21に設けたガイド穴29で上下スライド自在に支持している。さらに、保持枠24と保持ベース21との間に配置したばね30で、保持枠24を押し上げ付勢している。符号31は、ばね26の付勢力を調整する調整ねじである。調整ねじ31でばね26の付勢力を調整することにより、両ワークW1・W2の対向間隔Eを変更できる。
As shown in FIGS. 4 and 5, a
常態におけるボール25は、ばね26で進出付勢されて、周面の一部が保持枠24の内側端面から露出する状態に保持されている。対向するワーク保持構造23の一方のボール25を保持枠24内へ退入させた状態で、第1ワークW1を貼合台22に載置し、ボール25を進出姿勢に戻すことにより、合計6個のボール25を第1ワークW1の各辺部の周縁に接当させて、第1ワークW1を前後、左右に位置決めすることができる(図4参照)。
The
さらに、第2ワークW2を6個のボール25の上半周面に載置することにより、各辺部の周縁をボール25で受け止めて、第2ワークW2を前後、左右に位置決めすることができる。この位置決め状態における第1ワークW1と第2ワークW2とは、所定の対向隙間Eをあけた状態で上下に対向しており、第2ワークW2の上面は、保持枠24の上面より上方に位置している(図4参照)。対向隙間Eの値は両ワークW1・W2の厚みや弾性率などによって異なるが、多くの場合は1〜5mmの範囲内で選択するのが好ましく、この実施例の場合には1mmとした。
Furthermore, by placing the second workpiece W2 on the upper half circumferential surface of the six
貼合ダイヤフラム5の圧力室15に作動油を送給する圧力供給源16を図6に示している。圧力供給源16は、加圧された作動油を圧力室に供給する油圧シリンダー33と、油圧シリンダー33のピストンロッド34を往復スライド操作するピストン操作機構35と、ピストン操作機構35を駆動するステッピングモーター36と、ステッピングモーター36の作動状態を制御する制御回路37と、圧力室16の油圧圧力を検知する圧力センサー38とで構成する。
FIG. 6 shows a
ピストン操作機構35は、対向配置されるフレーム41で回転自在に支持されるボールねじ軸(送りねじ軸)42と、ボールねじ軸42にかみあう雌ねじ体(スライド体)43と、雌ねじ体43をスライド案内するガイド軸44などで構成する。雌ねじ体43に先のピストンロッド34の外端が固定してある。ボールねじ軸42をステッピングモーター36で回転駆動することにより、雌ねじ体43をガイド軸44に沿ってスライド移動させて、ピストンロッド34を変位させることができる。この実施例においては、ボールねじ軸42と雌ねじ体43とが動作変換機構を構成する。
The
ピストンロッド34をシリンダーバレル側へ押し込み操作すると、ピストンで加圧された作動油を圧力室15に供給でき、この状態において貼合ダイヤフラム5のダイヤフラム膜14は、貼合台22の側へ向かって突弧状に膨張変形する。このときの突弧のピークはダイヤフラム膜14の中央に位置している。作動油による加圧を解除すると、ダイヤフラム膜14は図2に示すように平坦な状態に戻る。なお、ダイヤフラム膜14の膨出量はごく僅かであるが、図1、図7および図8においては、理解しやすくするためにダイヤフラム膜14の膨張変形を誇張して表している。
When the
以上のように構成したワーク貼合装置は、以下の手順に従って両ワークW1・W2を貼合する。まず、可動チャンバー11を開放したのち、先に説明した要領で各ワーク・W2をワークホルダー8に取り付けて位置決めする。可動チャンバー11を固定チャンバー体10に接合して真空室Rを閉鎖し、図示していないロック具で可動チャンバー11を開放不能にロック固定する。この状態で真空室R内の空気を真空ポンプ3で排気する。並行して、ステンピングモーター36を正転駆動して、貼合ダイヤフラム5の圧力室15の圧力が所定値になるまで作動流体を供給する。このとき、圧力センサー38から出力される検知信号を制御回路37にフィードバックして、ステッピングモーター36の作動状態を制御することにより、ダイヤフラム膜14を所定量だけ正確に膨張変形させることができる。真空室R内が充分に減圧された状態(−96KPa以下)で、図7に示すようにテーブル4をテーブル駆動構造6で押し上げ操作して、第2ワークW2と第1ワークW1を貼合する。
The workpiece | work bonding apparatus comprised as mentioned above bonds both workpiece | work W1 * W2 according to the following procedures. First, after the
図8に示すように、テーブル4を押し上げ操作して第2ワークW2をダイヤフラム膜14に接当させた状態では、その板面の中央部分がダイヤフラム膜14の膨張形状に沿って下向きに弾性変形するが、第2ワークW2の周縁はボール25で依然として支持されている。そのため、両ワークW1・W2はまず中央部分で貼合され、貼合部分が中央部分から周辺部へ向かって拡大する。この状態でステンピングモーター36を数ステップずつ逆回転駆動してダイヤフラム膜14の膨張変形量を徐々に減らしながら、テーブル4をダイヤフラム膜14側へ押し付けることにより、両ワークW1・W2を周縁部まで貼合できる。貼合領域が周縁側へ拡大するのに伴い、ダイヤフラム膜14の一部が保持枠24に接当するが、以後は保持枠24がばね30の付勢力に抗して下向きに沈み込むので、両ワークW1・W2の周縁部まで確実に貼合できる。なお、ボール25による第2ワークW2の支持は、第2ワークW2の周縁に作用する押圧力がばね26の付勢力に打ち勝った時点で、ボール25が保持枠24のボール穴の内部へ退入することで解除される。
As shown in FIG. 8, when the table 4 is pushed up to bring the second workpiece W2 into contact with the
以上のように本発明のワーク貼合装置では、真空チャンバー2内で両ワークW1・W2を貼合するので、基本的に両ワークW1・W2の間に空気をかみこむ余地がない。さらに、突弧状に膨張したダイヤフラム膜14で第2ワークW2を受け止めて、中央部分から周辺部へ向かって貼合部分を拡大させるので、仮に僅かな空気が残っていたとしても、空気を周縁側へ排除しながら両ワークW1・W2を適正に貼合できる。また、ステンピングモーター36によって油圧シリンダー33のピストンの位置を厳密に制御して、ダイヤフラム膜14の膨張状態および縮減度合を正確に設定できるので、両ワークW1・W2を常に一定の条件で的確に貼合できる。ダイヤフラム膜14を金属で形成するので、ダイヤフラム膜14自体が局部的に弾性変形するのを一掃でき、全体として両ワークW1・W2の平面度や平行度のばらつきに影響されることもなく、両ワークW1・W2を高い精度で平行に貼合できる。
As mentioned above, in the workpiece | work bonding apparatus of this invention, since both workpiece | work W1 * W2 is bonded within the vacuum chamber 2, there is basically no room which entraps air between both workpiece | work W1 * W2. Furthermore, since the second workpiece W2 is received by the
図9は圧力供給源16の別実施例を示す。そこでは、油圧シリンダー33と、油圧シリンダー33のピストンロッド34を往復操作するエアーシリンダー47と、エアーシリンダー47に供給される圧縮空気の圧力を制御する電空レギュレータ48と、コンプレッサー(圧縮空気源)49と、電空レギュレータ48の作動状態を制御する制御回路37と、圧力室15の油圧圧力を検知する圧力センサー38とで圧力供給源16を構成した。エアーシリンダー47のピストン51の直径は、油圧シリンダー33のピストン50の直径より大きく設定してあり、両シリンダー33・47はピストンロッド34を共有する関係にあって、いわゆる親子シリンダーとして構成してある。なお、先の実施例と同じ部材には、同じ符号を付してその説明を省略する。
FIG. 9 shows another embodiment of the
以上のように構成した圧力供給源16では、圧力センサー38から出力される検知信号を制御回路37にフィードバックして電空レギュレータ48の作動状態を制御することにより、油圧シリンダー33のピストンの位置を厳密に制御して、ダイヤフラム膜14の膨張状態および縮減度合を正確に設定できるので、実施例1のワーク貼合装置と同様に、両ワークW1・W2を常に一定の条件で的確に貼合し、高い精度で平行に貼合できる。
In the
上記の実施例以外に、ピストン操作機構35の動作変換機構は、送りねじ軸と雌ねじ体を動作変換要素とする以外に、ウォームとラックを動作変換要素にして構成できる。真空チャンバー2の可動チャンバー体11は、揺動開閉する以外にスライド開閉することができる。貼合ダイヤフラム5は、円筒状の本体部13と円形のダイヤフラム膜14とで構成することができ、その場合には、ダイヤフラム膜14を部分球殻状に膨張変形させて、第2ワークW2に対する押圧力を均等化できる。ワーク保持構造23の支持体25はボール25である必要はなく、一端が半球状に丸められた軸体や、一端が円錐状に形成された軸体などで構成することができる。貼合ダイヤフラム5を固定チャンバー10側に設け、テーブル4およびワークホルダー8を可動チャンバー11側に設けることができる。その場合の第2ワークW2は、ワーク保持構造23で落下不能に保持する。
In addition to the above-described embodiments, the motion conversion mechanism of the
2 真空チャンバー
3 真空源
4 テーブル
5 貼合ダイヤフラム
6 テーブル駆動構造
14 ダイヤフラム膜
15 圧力室
16 圧力供給源
22 貼合台
23 ワーク保持構造
W1 第1ワーク
W2 第2ワーク
2 Vacuum chamber 3
Claims (5)
真空チャンバー(2)の内部に、ワークホルダー(8)を支持するテーブル(4)と、貼合ダイヤフラム(5)と、テーブル(4)を貼合ダイヤフラム(5)に向かって押し付け操作するテーブル駆動構造(6)の出力部(7)とが設けられており、
ワークホルダー(8)は、第1ワーク(W1)が載置される貼合台(22)と、第2ワーク(W2)を第1ワーク(W1)に対して所定の対向隙間をあけた状態で支持する複数個のワーク保持構造(23)とを備えており、
ワーク保持構造(23)は、保持枠(24)と、保持枠(24)で進出ないし退入自在に支持される支持体(25)と、支持体(25)を進出付勢するばね(26)を含んで構成されており、
前記支持体(25)は、第1ワーク(W1)および第2ワーク(W2)の周縁に同時に接当して、両ワーク(W1・W2)を位置決めしており、
保持枠(24)が、テーブル(4)に固定した保持ベース(21)で上下スライド自在に支持されて、ばね(30)で押し上げ付勢されており、
貼合ダイヤフラム(5)は、貼合台(22)の側へ向かって突弧状に膨張変形できる金属製のダイヤフラム膜(14)を備えていて、ダイヤフラム膜(14)の内部に設けた圧力室(15)が圧力供給源(16)に連通されており、
真空チャンバー(2)内の空気を真空源(3)で排気し、前記圧力室(15)に作動流体を供給してダイヤフラム膜(14)を膨張変形させた状態で、テーブル(4)をテーブル駆動構造(6)で押し付け操作して、第2ワーク(W2)を第1ワーク(W1)に対して中央部分から周辺部へ向かって貼合することを特徴とするワーク貼合装置。 A vacuum chamber (2), and a vacuum source (3) for exhausting the air in the vacuum chamber (2),
A table (4) that supports the work holder (8), a bonding diaphragm (5), and a table drive that pushes the table (4) toward the bonding diaphragm (5) inside the vacuum chamber (2). An output (7) of structure (6) is provided;
The work holder (8) is in a state where a predetermined counter gap is provided between the bonding work (22) on which the first work (W1) is placed and the second work (W2) with respect to the first work (W1). A plurality of work holding structures (23) supported by
The work holding structure (23) includes a holding frame (24), a support (25) supported so as to be advanced or retracted by the holding frame (24), and a spring (26) for biasing the support (25). )
The support (25) is in contact with the peripheral edges of the first work (W1) and the second work (W2) at the same time to position both works (W1 and W2).
A holding frame (24) is supported by a holding base (21) fixed to the table (4) so as to be vertically slidable, and is pushed up and biased by a spring (30).
The bonding diaphragm (5) includes a metal diaphragm film (14) that can be expanded and deformed in a projecting arc shape toward the bonding table (22), and is a pressure chamber provided inside the diaphragm film (14). (15) communicates with the pressure supply source (16);
The air in the vacuum chamber (2) is exhausted by the vacuum source (3), the working fluid is supplied to the pressure chamber (15), and the diaphragm membrane (14) is expanded and deformed. A workpiece laminating apparatus, wherein the second workpiece (W2) is bonded to the first workpiece (W1) from the central portion toward the peripheral portion by pressing the drive structure (6).
可動チャンバー体(11)の内部に貼合ダイヤフラム(5)が固定してある請求項1または2に記載のワーク貼合装置。 The vacuum chamber (2) is composed of a fixed chamber body (10) and a movable chamber body (11) that can be opened and closed with respect to the fixed chamber body (10).
The workpiece bonding apparatus according to claim 1 or 2, wherein a bonding diaphragm (5) is fixed inside the movable chamber body (11) .
圧力センサー(38)から出力される検知信号を制御回路(37)にフィードバックして、ステッピングモーター(36)の作動状態を制御する請求項1から3のいずれかに記載のワーク貼合装置。 The pressure supply source (16) includes a hydraulic cylinder (33) for supplying pressurized hydraulic oil to the pressure chamber (15), and a piston operation mechanism (for reciprocating sliding operation of the piston rod (34) of the hydraulic cylinder (33)). 35), a stepping motor (36) for slidingly driving the slide body (43) of the piston operating mechanism (35) via the operation conversion mechanism, and a control circuit (37) for controlling the operating state of the stepping motor (36). And a pressure sensor (38) for detecting the hydraulic pressure in the pressure chamber (15),
The workpiece bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a detection signal output from the pressure sensor (38) is fed back to the control circuit (37) to control an operation state of the stepping motor (36).
圧力センサー(38)から出力される検知信号を制御回路(37)にフィードバックして、電空レギュレータ(48)の作動状態を制御する請求項1から3のいずれかに記載のワーク貼合装置。 A pressure supply source (16) supplies the pressurized hydraulic oil to the pressure chamber (15), and an air cylinder (47) that reciprocates the piston rod (34) of the hydraulic cylinder (33). An electropneumatic regulator (48) for controlling the pressure of the compressed air supplied to the air cylinder (47), a control circuit (37) for controlling the operating state of the electropneumatic regulator (48), and a pressure chamber (15) And a pressure sensor (38) for detecting the hydraulic pressure of
The workpiece bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the detection signal output from the pressure sensor (38) is fed back to the control circuit (37) to control the operating state of the electropneumatic regulator (48).
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