真空加熱接合裝置及真空加熱接合方法
【專利摘要】不僅能在真空中防止空氣混入粘接層，而且能實(shí)現(xiàn)微小的按壓力調(diào)節(jié)，從而在適度的加壓下盡量抑制粘接劑溢出，并形成良好厚度的粘接層，以將元件利用真空加熱接合在基板上。在真空加熱接合裝置中，利用驅(qū)動單元使上框構(gòu)件的下端部與下板構(gòu)件的周邊部氣密地滑動密封，而在內(nèi)部形成真空間壁，并使加熱剝離膜與元件的上表面接觸來在大氣壓加熱下使其軟化，對真空腔內(nèi)進(jìn)行真空抽吸，進(jìn)而使下板構(gòu)件和中間構(gòu)件朝靠近的方向相對移動，藉此使加壓剝離膜的外周部處于氣密地保持在下板構(gòu)件的基板載置臺上表面與內(nèi)側(cè)框體的下表面之間的狀態(tài)，并對真空腔中的加壓剝離膜上方空間施加大氣壓或比大氣壓高的壓力，來使加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸，以將元件與基板接合。
【專利說明】真空加熱接合裝置及真空加熱接合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種真空加熱接合裝置及真空加熱接合方法，其用于將半導(dǎo)體、電阻和/或電容等元件接合在基板上、或是將上述基板與散熱板接合及印痕轉(zhuǎn)印(日文j > 7'J >卜転寫)、或是對ITO膜等膜片進(jìn)行接合或成型。
【背景技術(shù)】
[0002]在將半導(dǎo)體、電阻和/或電容等元件接合或密封在基板上的情況下，根據(jù)目的不同，在基板與元件之間使用絕緣性粘接劑或?qū)щ娦哉辰觿┻M(jìn)行接合。在接合時(shí)，若使用很強(qiáng)的按壓來對粘接層進(jìn)行沖壓加壓，則粘接劑會溢出，而使所形成的絕緣層或?qū)щ妼拥恼辰尤萘坎蛔悖⑹剐阅茏儾睢?br> [0003]本 申請人:提出了如下薄板狀被加工構(gòu)件用熱壓加工裝置，其用于將由熱固性粘接劑構(gòu)成的保護(hù)片覆蓋在封裝基板上，其中，上述封裝基板是首先將半導(dǎo)體、電容、電阻等薄型元件固定到薄板狀基材的規(guī)定位置后形成的。參照專利文獻(xiàn)I。
[0004]為了將元件接合或密封在基板上，本發(fā)明人對使用圖6(a)所示的薄板狀被加工構(gòu)件用熱壓加工裝置能否防止粘接劑溢出的情況進(jìn)行了研究。使用本裝置，如圖6 (b)所示，使上框構(gòu)件的下端部底面與下框構(gòu)件的上端部上表面抵接，在防止耐熱伸縮性膜構(gòu)件下垂而保持實(shí)質(zhì)水平的狀態(tài)下，使耐熱伸縮性膜構(gòu)件的下表面與下模具構(gòu)件上的基板及該基板上的元件的上表面抵接，利用上部加熱板及下加熱板對被加工構(gòu)件進(jìn)行預(yù)熱，對熱介質(zhì)填充空間內(nèi)的熱介質(zhì)施加壓力，來防止耐熱伸縮性膜構(gòu)件朝外周半徑方向外側(cè)擴(kuò)張，同時(shí)利用耐熱伸縮性膜構(gòu)件將元件封裝在基板上。但是，與期待相反地，很難在盡量減少粘接劑溢出的情況下將元件良好地接合或密封在基板上。此外，在使用密封片將元件密封接合在預(yù)先粘接固定好的帶有元件的基板上時(shí)，很難以均勻的厚度進(jìn)行密封接合，還存在密封角落破損、發(fā)生密封不良的情況。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利特許第4176817號
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種真空加熱接合裝置及方法，不僅能防止在真空中空氣混入粘接層，而且能實(shí)現(xiàn)微小的按壓力的調(diào)節(jié)，來盡量減少粘接劑在適度的加壓下溢出的情況，從而能通過良好的厚度的粘接層來將元件接合或密封在基板上。
[0010]另外，本發(fā)明的目的在于提供一種真空加熱接合裝置及方法，在利用密封片將基板與元件密封接合時(shí)，不僅能防止在真空中空氣混入密封層(接合層)，而且能實(shí)現(xiàn)微小的按壓力的調(diào)節(jié)，在適度的加壓下使密封層的厚度均勻，從而將元件良好地密封接合在基板上。[0011 ] 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0012](I)為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于將元件利用真空加熱接合在基板上的真空加熱接合裝置，該真空加熱接合裝置具有:
[0013](a)基臺；
[0014](b)加壓缸下板，該加壓缸下板配置在基臺上；
[0015](C)下加熱板，該下加熱板隔熱配置在加壓缸下板上方；
[0016](d)下板構(gòu)件，該下板構(gòu)件配置在下加熱板上表面上；
[0017](e)支柱，該支柱立設(shè)在基臺上；
[0018](f)加壓缸上板，該加壓缸上板固定在支柱上部；
[0019](g)中間構(gòu)件，該中間構(gòu)件配置在加壓缸上板下方；
[0020](h)上部加熱板，該上部加熱板隔熱配置在中間構(gòu)件下方；
[0021 ] ( i )上框構(gòu)件，該上框構(gòu)件氣密地配置在上部加熱板下表面，其下端部設(shè)置成能與下板構(gòu)件的周邊部氣密地密封；
[0022](j)內(nèi)側(cè)框體，該內(nèi)側(cè)框體位于上框構(gòu)件的內(nèi)側(cè)且安裝在上部加熱板的下表面，該內(nèi)側(cè)框體的下端面位于下板構(gòu)件的上表面的上方，通過使該內(nèi)側(cè)框體與下板構(gòu)件靠近并抵接，而使該內(nèi)側(cè)框體的下端面與基板載置臺的上表面氣密地抵接；
[0023](k)驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元能使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝靠近的方向相對移動，使上框構(gòu)件的下端部與下板構(gòu)件的周邊部氣密地滑動密封，來形成劃分出真空腔的真空間壁，并使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝更靠近的方向相對移動，藉此使內(nèi)側(cè)框體的下端面與基板載置臺的上表面氣密地抵接，另外，該驅(qū)動單元能使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝分開的方向相對移動；以及
[0024]( I)真空加壓口，該真空加壓口用于將上述真空間壁內(nèi)的真空腔真空抽氣來進(jìn)行加壓，其中:
[0025](m)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝分開的方向相對移動，來使真空腔處于打開的狀態(tài)，
[0026](η)將基板配置在基板載置臺的上表面，并利用粘接劑將元件配置在基板的上表面，將加壓剝離膜以延伸到基板的上方及外側(cè)的方式配置在元件的上表面或上方，并將加壓剝離膜的外周部和內(nèi)側(cè)框體的下表面在基板的外側(cè)相對配置，
[0027](O)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件和中間構(gòu)件朝靠近的方向相對移動，使上框構(gòu)件的下端部與下板構(gòu)件的周邊部氣密地滑動密封而形成內(nèi)部劃分出真空腔的真空間壁，
[0028](P)使加壓剝離膜與元件的上表面接觸，并使加壓剝離膜在大氣壓加熱下軟化，
[0029](q)經(jīng)由真空加壓口對真空腔內(nèi)進(jìn)行真空抽吸，
[0030](r)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件和中間構(gòu)件進(jìn)一步朝靠近的方向相對移動，使加壓剝離膜的外周部處于氣密地保持在基板載置臺的上表面與內(nèi)側(cè)框體的下表面之間的狀態(tài)，
[0031](S)在上述狀態(tài)下，經(jīng)由真空加壓口對真空腔中的加壓剝離膜上方空間施加大氣壓或比大氣壓高的壓力，來使加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸，并將元件與基板接合。
[0032](2)為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于將帶有元件的基板的元件利用真空加熱密封接合在基板上的真空加熱接合裝置，該真空加熱接合裝置具有:[0033](a)基臺；
[0034](b)加壓缸下板，該加壓缸下板配置在基臺上；
[0035](c)下加熱板，該下加熱板隔熱配置在加壓缸下板上方；
[0036](d)下板構(gòu)件，該下板構(gòu)件配置在下加熱板上表面上；
[0037](e)支柱，該支柱立設(shè)在基臺上；
[0038](f)加壓缸上板，該加壓缸上板固定在支柱上部；
[0039](g)中間構(gòu)件，該中間構(gòu)件配置在加壓缸上板下方；
[0040](h)上部加熱板，該上部加熱板隔熱配置在中間構(gòu)件下方；
[0041 ] ( i )上框構(gòu)件，該上框構(gòu)件氣密地配置在上部加熱板下表面，其下端部設(shè)置成能與下板構(gòu)件的周邊部氣密地密封；
[0042](j)內(nèi)側(cè)框體，該內(nèi)側(cè)框體位于上框構(gòu)件的內(nèi)側(cè)且安裝在上部加熱板的下表面，該內(nèi)側(cè)框體的下端面位于下板構(gòu)件的上表面的上方，通過使該內(nèi)側(cè)框體與下板構(gòu)件靠近并抵接，而使該內(nèi)側(cè)框體的下端面與基板載置臺的上表面氣密地抵接；
[0043](k)驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元能使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝靠近的方向相對移動，使上框構(gòu)件的下端部與下板構(gòu)件的周邊部氣密地滑動密封，來形成劃分出真空腔的真空間壁，并使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝更靠近的方向相對移動，藉此使內(nèi)側(cè)框體的下端面與基板載置臺的上表面氣密地抵接，另外，該驅(qū)動單元能使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝分開的方向相對移動；以及
[0044]( I)真空加壓口，該真空加壓口用于將上述真空間壁內(nèi)的真空腔真空抽氣來進(jìn)行加壓，其中:
[0045](m)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝分開的方向相對移動，來使真空腔處于打開的狀態(tài)，
[0046](η)將經(jīng)由粘接劑將元件預(yù)先粘接固定在基板上而形成的帶元件的基板配置在基板載置臺上表面，將用于對帶有元件的基板進(jìn)行密封的密封片配置在元件的上表面及元件與加壓剝離膜之間并延伸到元件的外側(cè)，將加壓剝離膜以延伸到基板的上方及外側(cè)的方式配置在密封片的上表面或上方，并將加壓剝離膜的外周部與內(nèi)側(cè)框體的下表面在基板的外側(cè)相對配置，
[0047](O)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件和中間構(gòu)件朝靠近的方向相對移動，使上框構(gòu)件的下端部與下板構(gòu)件的周邊部氣密地滑動密封而形成內(nèi)部劃分出真空腔的真空間壁，
[0048](P)在元件上表面上使加壓剝離膜與密封片的上表面接觸，并使加壓剝離膜在大氣壓加熱下軟化，
[0049](q)經(jīng)由真空加壓口對真空腔內(nèi)進(jìn)行真空抽吸，
[0050](r)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件和中間構(gòu)件進(jìn)一步朝靠近的方向相對移動，使加壓剝離膜的外周部處于氣密地保持在基板載置臺的上表面與內(nèi)側(cè)框體的下表面之間的狀態(tài)，
[0051](S)在上述狀態(tài)下，經(jīng)由真空加壓口對真空腔中的加壓剝離膜上方空間施加大氣壓或比大氣壓高的壓力，來使加壓剝離膜和密封片與基板及元件緊密接觸，并將元件與基板密封接合。
[0052]以下，列舉本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0053]( 3)在(I)或(2)記載的真空加熱接合裝置中，在基板的上表面配置有多個(gè)元件。在這種情況下，多個(gè)元件既可以是相同種類的元件，也可以是不同種類的元件。
[0054](4)在(I)、(2)或(3)記載的真空加熱接合裝置中，將上述加壓剝離膜以延伸到基板的上方及密封片的外側(cè)的方式配置在元件的上表面上或是元件的上表面上的密封片上，且使加壓剝離膜的外周部與內(nèi)側(cè)框體的下表面相對地配置。
[0055](5)在(I)、(2)或(3)記載的真空加熱接合裝置中，加壓剝離膜能裝拆地固定在內(nèi)側(cè)框構(gòu)件的下端面。
[0056](6)在(I)、(2)或(3)記載的真空加熱接合裝置中，在基板載置臺的上表面且基板的周圍配置有加壓剝離膜夾具，加壓剝離膜的外周部能裝拆地固定在加壓剝離膜夾具上，在加壓剝離膜夾具與下板構(gòu)件的上表面之間隔著彈簧設(shè)置有能通氣的些許間隙并將加壓剝離膜夾具配置在基板周圍的狀態(tài)下，加壓剝離膜配置在基板上的上述元件的上表面或上方、或是配置在元件的上表面上的密封片上或上方，利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝靠近的方向相對移動，藉此，使上框構(gòu)件的下端部與下板構(gòu)件的周邊部氣密地滑動密封來形成劃分出真空腔的真空間壁，在大氣中加熱的條件下使加壓剝離膜軟化后，經(jīng)由真空加壓口對真空腔進(jìn)行真空抽吸，并利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件和中間構(gòu)件進(jìn)一步朝靠近的方向相對移動，來使加壓剝離膜夾具與下板構(gòu)件的上表面氣密地滑動抵接，并使加壓剝離膜與下板構(gòu)件的上表面間的空間保持真空，在這種狀態(tài)下，經(jīng)由真空加壓口對真空間壁內(nèi)的加壓剝離膜上方空間施加大氣壓或比大氣壓高的壓力，以使加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸。
[0057](7)在(I)?(6)中的任一個(gè)記載的真空加熱接合裝置中，中間板在加壓缸上板的下方能相對于支柱滑動，將上部加熱板隔熱固定在中間板的下表面，并在加壓缸上板的上方設(shè)置移動缸來作為驅(qū)動單元，從而經(jīng)由加壓缸上板將移動缸的缸桿的下端部固定在中間板上。
[0058](8)在(I)、(2)、(3)、(4)及(7)中的任一個(gè)記載的真空加熱接合裝置中，滑動臺在基臺上表面上配置成能沿橫向移動，下加熱板隔熱配置在滑動臺上，并設(shè)置有使滑動臺移動的滑動臺移動元件，在將上框構(gòu)件朝上方移動的狀態(tài)下，能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件取出到外部，并能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，將基板層疊在基板載置臺上，將元件層疊在基板上，將加壓剝離膜層疊在元件上，或是將帶有元件的基板層疊在基板載置臺上，將密封片層疊在帶有元件的基板的元件上，將加壓剝離膜層疊在密封片上，利用滑動臺移動元件使滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，且能將接合處理后的基板、元件及加壓剝離膜取出，或是能將利用密封片進(jìn)行密封接合處理后的帶元件的基板、加壓剝離膜取出。
[0059](9)在(5)記載的真空加熱接合裝置中，滑動臺在基臺上表面上配置成能沿橫向移動，下加熱板隔熱配置在滑動臺上，并設(shè)置有使滑動臺移動的滑動臺移動元件，在將上框構(gòu)件朝上方移動的狀態(tài)下，能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件取出到外部，并能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，將基板層疊在基板載置臺上，將元件層疊在基板上，或是將帶有元件的基板層疊在基板載置臺上，將密封片層疊在帶有元件的基板的元件上，利用滑動臺移動元件使滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，且能將接合處理后的基板及元件取出，或是能將利用密封片進(jìn)行密封接合處理后的帶元件的基板取出。
[0060](10)在(6)記載的真空加熱接合裝置中，滑動臺在基臺上表面上配置成能沿橫向移動，下加熱板隔熱配置在滑動臺上，并設(shè)置有使滑動臺移動的滑動臺移動元件，在將上框構(gòu)件朝上方移動的狀態(tài)下，能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件取出到外部，并能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，將基板層疊在基板載置臺上，將元件層疊在基板上，或是將帶有元件的基板層疊在基板載置臺上，將密封片層疊在帶有元件的基板的元件上，將加壓剝離膜夾具配置在基板載置臺的上表面且基板的周圍，利用滑動臺移動元件使滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，且能將接合處理后的基板及元件取出，或是能將利用密封片進(jìn)行密封接合處理后的帶元件的基板取出。
[0061](11)另外，本發(fā)明的真空加熱接合方法，用于將元件加熱接合在基板上，其特征是，在上述真空加熱接合方法中，在將劃分出真空腔的真空間壁打開的狀態(tài)下，在內(nèi)部，將基板配置在基板載置臺上，將元件配置在基板上，將加壓剝離膜以延伸到基板的上方及外側(cè)的方式配置在元件的上表面或是其上方，將真空間壁關(guān)閉來形成真空腔，并將基板、元件、加壓剝離膜封閉在內(nèi)部，在使加壓剝離膜與元件的上表面接觸的狀態(tài)下，在大氣壓中使加壓剝離膜加熱軟化，并對真空腔中的加壓剝離膜的上下的空間進(jìn)行真空抽吸，在將加壓剝離膜的外周部在基板的外側(cè)氣密地緊密接觸固定在基板載置臺上后，使真空腔中的加壓剝離膜的上方空間處于大氣壓或比大氣壓高的壓力，以使加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸，并將基板與元件接合。
[0062](12)另外，本發(fā)明的真空加熱接合方法，利用密封片對帶有元件的基板進(jìn)行加熱密封接合，其特征是，在上述真空加熱接合方法中，在將劃分出真空腔的真空間壁打開的狀態(tài)下，在內(nèi)部，將帶有元件的基板配置在基板載置臺上，將用于對帶有元件的基板進(jìn)行密封的密封片以延伸到元件的外側(cè)的方式配置在帶有元件的基板的元件的上表面，將加壓剝離膜以延伸到基板的上方及密封片的外側(cè)的方式配置在密封片的上表面或其上方，關(guān)閉真空間壁以形成真空腔，并將帶有元件的基板、加壓剝離膜封閉在內(nèi)部，在使加壓剝離膜與元件的上表面接觸的狀態(tài)下，在大氣壓中使加壓剝離膜加熱軟化，并對真空腔中的加壓剝離膜的上下的空間進(jìn)行真空抽吸，在將加壓剝離膜的外周部在基板的外側(cè)氣密地緊密接觸固定在基板載置臺上后，使真空腔中的加壓剝離膜的上方空間處于大氣壓或比大氣壓高的壓力，以使加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸，并將基板與元件接合。
[0063]發(fā)明效果
[0064]根據(jù)本發(fā)明的真空加熱接合裝置及方法，能獲得以下效果。
[0065](I)在不使用密封片來將基板與元件接合的情況下，使加壓剝離膜在大氣壓下加熱軟化，在真空抽吸后，通過利用大氣壓或比大氣壓高的氣體對加壓剝離膜的外表面進(jìn)行加壓，來使加壓剝離膜與基板和元件緊密地密接，從而能利用沒有氣泡的所希望的均勻的接合層來對基板與元件進(jìn)行真空加熱接合。
[0066](2)在使用密封片對帶有元件的基板進(jìn)行密封接合的情況下，除去帶有元件的基板的外表面與密封片之間的氣泡，并使密封片和加壓剝離膜在大氣壓中加熱軟化，在真空抽吸后，通過利用大氣壓或比大氣壓高的氣體來對加壓剝離膜的外表面進(jìn)行加壓，來使密封片和加壓剝離膜與帶有元件的基板緊密地密接，從而能利用沒有氣泡的所希望的均勻的密封層來對帶有元件的基板進(jìn)行真空加熱密封接合。
[0067](3)由于能利用氣體的壓力調(diào)節(jié)來進(jìn)行微小的加壓調(diào)節(jié)，因此，能通過適度的按壓來將適當(dāng)?shù)木鶆蚝穸鹊慕雍蠈有纬稍诨迮c元件之間，藉此，來確保所希望的接合容量。
[0068](4)由于具有一旦被加熱后就會軟化的加壓剝離膜或加壓剝離膜及密封片的特性，因此，不需要復(fù)雜的加熱軟化液壓機(jī)構(gòu)及液壓回路，因而，能使真空加熱接合裝置的結(jié)構(gòu)簡單化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0069]圖1是表示第一實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置的示意圖。
[0070]圖2 Ca)是表示使用第一實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過加壓剝離膜將元件利用真空加熱接合在基板上的設(shè)置工序的主要部分示意圖。
[0071]圖2 (b)是表示使用第一實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過加壓剝離膜將元件利用真空加熱接合在基板上的真空間壁形成工序的主要部分示意圖。
[0072]圖2 (c)是表示使用第一實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過加壓剝離膜將元件利用真空加熱接合在基板上的加壓剝離膜按壓工序的主要部分示意圖。
[0073]圖2 Cd)是表示使用第一實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過加壓剝離膜將元件利用利用真空加熱接合在基板上的元件接合工序的主要部分示意圖。
[0074]圖3 Ca)是表示使用第二實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過加壓剝離膜及密封片將帶有元件的基板上的元件利用真空加熱密封接合在基板上的設(shè)置工序的主要部分示意圖。
[0075]圖3 (b)是表示使用第二實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過加壓剝離膜及密封片將帶有元件的基板上的元件利用真空加熱密封接合在基板上的真空間壁形成工序的主要部分示意圖。
[0076]圖3 (c)是表示使用第二實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，通過加壓剝離膜及密封片將帶有元件的基板上的元件利用真空加熱密封接合在基板上的加壓剝離膜按壓工序的主要部分示意圖。
[0077]圖3 Cd)是表示使用第二實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過加壓剝離膜及密封片將帶有元件的基板上的元件利用真空加熱密封接合在基板上的元件接合工序的主要部分示意圖。
[0078]圖4 Ca)是表示使用第三實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過固定在內(nèi)側(cè)框體上的加壓剝離膜將元件利用真空加熱接合在基板上的、或是通過加壓剝離膜及密封片將帶有元件的基板上的元件利用真空加熱密封接合在基板上的設(shè)置工序的主要部分示意圖。
[0079]圖4 (b)是表示使用第三實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過固定在內(nèi)側(cè)框體上的加壓剝離膜將元件利用真空加熱接合在基板上的、或是通過加壓剝離膜及密封片將帶有元件的基板上的元件利用真空加熱密封接合在基板上的真空間壁形成工序的主要部分示意圖。
[0080]圖4 (c)是表示使用第三實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過固定在內(nèi)側(cè)框體上的加壓剝離膜將元件利用真空加熱接合在基板上的、或是通過加壓剝離膜及密封片將帶有元件的基板上的元件利用真空加熱密封接合在基板上的加壓剝離膜按壓工序的主要部分示意圖。
[0081]圖4 Cd)是表示使用第三實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過固定在內(nèi)側(cè)框體上的加壓剝離膜將元件利用真空加熱接合在基板上的、或是通過加壓剝離膜及密封片將帶有元件的基板上的元件利用真空加熱密封接合在基板上的元件接合工序的主要部分示意圖。
[0082]圖5 Ca)是表示使用第四實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過固定在下板構(gòu)件上的加壓剝離膜夾具上的加壓剝離膜，將元件利用真空加熱接合在基板上的設(shè)置工序的主要部分示意圖。
[0083]圖5 (b)是表示使用第四實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過固定在加壓剝離膜夾具上的加壓剝離膜，將元件利用真空加熱接合在基板上的真空間壁形成工序的主要部分示意圖。
[0084]圖5 (c)是表示使用第四實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過固定在加壓剝離膜夾具上的加壓剝離膜，將元件利用真空加熱接合在基板上的加壓剝離膜按壓工序的主要部分示意圖。
[0085]圖5 Cd)是表示使用第四實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過固定在加壓剝離膜夾具上的加壓剝離膜，將元件利用真空加熱接合在基板上的元件接合工序的主要部分示意圖。
[0086]圖6 (a)是表示使用現(xiàn)有的薄板狀被加工構(gòu)件用熱壓加工裝置，用于通過密封板將元件利用真空加熱接合在基板上的設(shè)置工序的說明圖。
[0087]圖6 (b)是表示使用現(xiàn)有的薄板狀被加工構(gòu)件用熱壓加工裝置，用于通過密封板將元件利用真空加熱接合在基板上的元件接合工序的說明圖。
[0088](符號說明)
[0089]I 基臺
[0090]2加壓缸下板
[0091]3滑動移動臺
[0092]4滑動缸
[0093]5下加熱板
[0094]6下板構(gòu)件
[0095]7基板載置臺
[0096]8 支柱
[0097]9加壓缸上板
[0098]10中間構(gòu)件(中間移動構(gòu)件)
[0099]11上加熱板
[0100]12上框構(gòu)件
[0101]13內(nèi)側(cè)框體
[0102]14加壓缸
[0103]15 缸桿[0104]16真空加壓口
[0105]18內(nèi)側(cè)框體
[0106]19內(nèi)側(cè)框體
[0107]20加壓剝離膜夾具
【具體實(shí)施方式】
[0108](第一實(shí)施方式)
[0109]圖1中示出了第一實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置。在本真空加熱接合裝置中，在基臺I上配置有加壓缸下板2，在加壓缸下板2上配置有滑動移動臺3，該滑動移動臺3利用滑動缸4而能在真空加熱接合裝置內(nèi)外移動。在滑動移動臺3的上方隔熱配置有下加熱板5，在下加熱板5的上表面上配置有下板構(gòu)件6，在下板構(gòu)件的上表面上放置有基板載置臺7。
[0110]在加壓缸下板2上配置并垂直設(shè)置有多個(gè)支柱8，在支柱8的上端部固定有加壓氣缸上板9。支柱8也可以直接垂直設(shè)置在基臺I上。在加壓缸上板9的下方，能供支柱8穿過地配置有中間移動構(gòu)件(中間構(gòu)件)10，在中間移動構(gòu)件10的下方隔著隔熱板固定有上加熱板11，在上加熱板11的下表面的外周部氣密地固定有上框構(gòu)件12，該上框構(gòu)件12朝下方延伸。此外，在上加熱板11的下表面且在上框構(gòu)件12的內(nèi)側(cè)固定有內(nèi)側(cè)框體13。上加熱板11起到膜軟化用的加熱器的作用，下加熱板5起到基板的預(yù)熱用或粘接劑熱固化用的加熱器的作用。
[0111]內(nèi)側(cè)框體13具有下端部的框狀按壓部13a和從該框狀按壓部13a朝上方延伸的桿13b，在桿13b的周圍配置有彈簧，桿13b隔熱固定在上加熱板11的下表面?？驙畎磯翰?3a相對于桿13b被彈簧朝下方施力，而能朝上方移動，并對框狀按壓部13a與基板載置臺7抵接時(shí)的沖擊進(jìn)行緩沖。內(nèi)側(cè)框體13的下端部的框狀按壓部13a在與基板載置臺7之間將后述的加壓剝離膜氣密地保持。
[0112]在加壓缸上板9的上表面上配置有加壓缸14，加壓缸14的缸桿15穿過加壓缸上板9而固定在中間移動構(gòu)件10的上表面上，從而能利用加壓缸14使中間移動構(gòu)件10、上加熱板11、上框體12在上下方向上一體地移動。在圖1中，符號S是對因加壓缸14而使中間移動構(gòu)件10、上加熱板11及上框體12朝下方的移動進(jìn)行限制的限位件，限位件下降而能與加壓缸主體的上表面的限位板抵接。作為加壓缸，能使用液壓缸、空氣壓力缸、伺服缸等。下同。
[0113]加壓缸14從將上框構(gòu)件12拉起的狀態(tài)開始下降，上框構(gòu)件12的下端部與設(shè)置在下板構(gòu)件的外周部端部的臺階部氣密地滑動，在此，一旦使加壓缸14停止，在該狀態(tài)下便由上加熱板11、上框構(gòu)件12和下板構(gòu)件6來形成真空間壁，并在內(nèi)部劃分出真空腔。另外，在上框構(gòu)件12上設(shè)置有用于對真空腔進(jìn)行真空抽吸、加壓的真空加壓口 16。
[0114]在打開真空腔的狀態(tài)下，利用滑動缸4，將滑動移動臺3、下加熱板5、下板構(gòu)件6 —體地拉出到外部，以在外部將基板A載置在基板載置臺7上，并在基板A上配置下表面涂覆有粘接劑C的半導(dǎo)體、電阻和/或電容等元件B，并在將加壓剝離膜D配置到元件B的上表面后，利用滑動缸4，就能將滑動移動臺3、下加熱板5、下板構(gòu)件6、基板載置臺7、基板A、元件B、加壓剝離膜D —體地搬運(yùn)到真空加熱接合裝置內(nèi)部。[0115]在本發(fā)明中使用的加壓剝離膜D是在大氣壓中被加熱軟化，并從元件上表面的緣部朝向外周部沿斜下方傾斜這樣的耐熱膜，其在加熱下具有保持強(qiáng)度且能伸長的性質(zhì)。在本發(fā)明中，加熱溫度為加壓剝離膜的軟化溫度，例如為100?300°C。加壓剝離膜D的材質(zhì)能設(shè)定為具有耐熱性且容易軟化的樹脂或橡膠，其厚度為在加熱下能保持強(qiáng)度且能夠伸長的厚度，例如設(shè)定為30?500 μ m。作為加壓剝離膜D，能使用耐熱剝離型膜，例如能使用PET、烯烴樹脂、氟橡膠、硅酮橡膠。
[0116]圖2 (a)至圖2 (d)是表示使用第一實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置，用于通過加壓剝離膜將元件利用真空加熱接合在基板上的工序的主要部分示意圖。
[0117](I)對基板、元件、加壓剝離膜進(jìn)行設(shè)置的工序
[0118]圖2 (a)表示對基板A、元件B、加壓剝離膜D進(jìn)行設(shè)置的工序。在本工序中，利用加壓缸使中間移動構(gòu)件10從下板構(gòu)件6朝與其分離的方向移動，而在將真空腔打開的狀態(tài)下，在外部的滑動移動臺上將基板A配置在基板載置臺7的上表面，并在基板A的上表面配置具有粘接劑C的元件B，使加壓剝離膜D配置在元件B的上表面且延伸到基板A的上方且外側(cè)，并且加壓剝離膜D的外周部一體地配置成使內(nèi)側(cè)框體13的下表面在基板的外側(cè)與加壓剝離膜D相對設(shè)置，使滑動缸動作，來將加壓剝離膜D導(dǎo)入真空加熱接合裝置的內(nèi)部。關(guān)于粘接劑，除了涂覆在元件B的情況之外，也可以是涂在基板A的表面、或是涂在基板及元件兩者上的任一種的情況。
[0119](2)真空間壁形成、加壓剝離膜的軟化、真空抽吸工序
[0120]圖2 (b)表示形成真空間壁并在內(nèi)部劃分出真空腔、在大氣壓中將加壓剝離膜D加熱、軟化之后進(jìn)行真空抽吸的工序。在本工序中，利用加壓缸，使中間移動構(gòu)件朝靠近下板構(gòu)件6的方向移動，在使上框構(gòu)件12的下端部與下板構(gòu)件6的周邊部氣密地滑動密封的狀態(tài)下，將加壓缸暫時(shí)停止，形成真空間壁并劃分出真空腔。在本實(shí)施方式中，在下板構(gòu)件6的周邊部設(shè)置有與上方框構(gòu)件12的下端部氣密地滑動密封的臺階。在使加壓剝離膜D與元件B的上表面接觸的狀態(tài)下，在大氣壓中并在加熱下使加壓剝離膜D軟化，在經(jīng)由真空加壓口 16對真空腔內(nèi)進(jìn)行真空抽吸的同時(shí)，除去粘接劑C所含的氣泡。此時(shí)，如圖2(b)所示，加壓剝離膜D從元件B的上表面的緣部朝向外周緣部向下方傾斜，外周部的最外緣部延伸到與內(nèi)側(cè)構(gòu)件的下端部13a的下表面相對應(yīng)的位置處，并與基板載置臺7的上表面接觸。
[0121](3)加壓剝離膜按壓工序
[0122]圖2 (C)表示利用內(nèi)側(cè)構(gòu)件11的下端部13a的下表面將在真空中加熱軟化后的加壓剝離膜的外周部氣密地按壓到基板載置臺7的上表面上的工序。在進(jìn)行真空抽吸的同時(shí)，利用加壓缸進(jìn)一步使上框構(gòu)件12相對于下板構(gòu)件6氣密地滑動密封，加壓缸14的限位件與加壓缸主體的限位板的上表面抵接后停止。限位停止位置是將內(nèi)側(cè)構(gòu)件的下端部的下表面與基板載置臺7的上表面氣密抵接的位置。此時(shí)，加壓剝離膜D的外周部處于氣密地保持在基板載置臺7的上表面與內(nèi)側(cè)框體13的下表面之間的狀態(tài)，基板A、元件B所在的加壓剝離膜D的內(nèi)側(cè)被保持在真空狀態(tài)下。另外，為了停止，也可不使用加壓缸的限位件，而使上框構(gòu)件7與下板構(gòu)件6抵接。
[0123](4)將加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸，并將元件與基板接合的工序
[0124]圖2 (d)表示將壓力施加到加壓剝離膜D的外表面，以使加壓剝離膜D與基板A及元件B的外表面緊密接觸，并將元件B與基板A接合的工序。在本工序中，停止經(jīng)由真空加壓口 16對真空腔內(nèi)的真空抽吸，在加熱狀態(tài)下，將大氣或加壓空氣等加壓氣體導(dǎo)入真空腔，以對加壓剝離膜D的外表面施加壓力，并使加壓剝離膜D與基板A及元件B的外表面緊密接觸，同時(shí)使元件B與基板A粘接、接合。在結(jié)束本工序后，打開真空間壁，使滑動缸動作，以利用滑動移動臺將與基板A接合的元件取出到真空加熱接合裝置外部。作為加壓氣體，能使用上述大氣、加壓空氣、水蒸汽等加壓氣體。對于其它實(shí)施方式亦是如此。
[0125]接著，在圖3 (a)至圖3 (d)中，對第二實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置進(jìn)行說明。
[0126]第一實(shí)施方式與第二實(shí)施方式的不同之處在于在第二實(shí)施方式中，在基板A上的元件B與加壓剝離膜D之間加入密封片E以及該密封片E與帶元件的基板間的密封。
[0127](I)將帶元件的基板、密封片、加壓剝離膜設(shè)置在基板載置臺上的工序
[0128]圖3 Ca)表示將帶元件的基板、密封片、加壓剝離膜設(shè)置在基板載置臺上的工序。在本實(shí)施方式中，將帶元件B的基板A、密封片E、加壓剝離膜D依次設(shè)置在基板載置臺7上。在將加壓剝離膜D氣密地保持在基板載置臺7的上表面與內(nèi)側(cè)框構(gòu)件13a的下表面之間的情況下，密封片E的外形尺寸設(shè)定為密封片E不會夾在基板載置臺7的上表面與內(nèi)側(cè)框構(gòu)件13a的下表面之間的大小，而是封裝在帶元件的基板上所需要的大小。密封片E將元件氣密地封裝在基板上。另外，帶元件的基板是指在設(shè)置工序前，預(yù)先利用粘接劑將元件粘接并固定在基板上。
[0129]在本發(fā)明中使用的密封片E是密封用的粘接片，將密封片載置在元件上，并利用熱和壓力使樹脂流動，進(jìn)行密封。例如是厚度為0.2?5mm左右的粘接密封用薄膜片，加熱軟化后的密封片與帶元件的基板的外表面緊密接觸，來對帶有元件的基板進(jìn)行密封，同時(shí)從外表面對帶有元件的基板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)性接合。作為密封片，能使用環(huán)氧樹脂、聚氨酯橡膠、硅酮橡膠等，其能起到進(jìn)行加熱固化的粘接劑層的作用。
[0130](2)真空間壁形成、密封片及加壓剝離膜的軟化、真空抽吸工序
[0131]圖3 (b)示出了形成真空間壁、密封片及加壓剝離膜的軟化、抽真空工序。如圖3(b)所示，利用加壓缸使上加熱板11下降，并使上框構(gòu)件12的下端部與下板構(gòu)件6的外緣部的臺階氣密地滑動密封來形成真空間壁并在內(nèi)部形成真空腔，在這個(gè)階段時(shí)，暫時(shí)停止上加熱板11的下降。在這一狀態(tài)下，在大氣壓下使加壓剝離膜D和密封片E加熱軟化并進(jìn)行真空抽吸，從而使真空腔處于真空，并除去帶元件B的基板A的外表面與密封片間的氣泡。在圖3 (b)中，密封片E從元件B的上表面的端部朝向外周部端部傾斜，并到達(dá)基板載置部7的上表面。此外，加壓剝離膜D在密封片的外側(cè)從元件B的上表面的端部傾斜，并在外周部與基板載置臺7的上表面接觸。
[0132](3)加壓剝離膜按壓工序
[0133]如圖3 (C)所示，利用加壓缸使上加熱板11更進(jìn)一步下降，以使上框構(gòu)件12的下端部的下表面在下板構(gòu)件的周邊部上滑動并進(jìn)行密封，另外，與加壓缸的限位件抵接而停止。限位停止位置是將內(nèi)側(cè)構(gòu)件的下端部的下表面與基臺載置臺7的上表面氣密密封的位置。密封片E位于加壓剝離膜D的內(nèi)側(cè)。此時(shí)，加壓剝離膜D的內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別保持為真空狀態(tài)。在圖3 (c)中，以放大圖的形式示出了層疊在基板載置臺上的帶有元件B的基板A上的密封片E和加壓剝離膜D的狀態(tài)。另外，為了停止，也可不使用加壓缸的限位件，而使上框構(gòu)件7與下板構(gòu)件6抵接。[0134](4)將密封片及加壓剝離膜與帶有元件的基板的外表面緊密接觸，并將元件與基板密封接合的工序
[0135]圖3 Cd)示出了將密封片及加壓剝離膜與帶有元件的基板的外表面緊密接觸，并將元件與基板密封接合的工序。若在加熱狀態(tài)下，經(jīng)由真空加壓口 16將大氣壓或比大氣壓高的空氣等氣體導(dǎo)入真空腔內(nèi)，則如圖3 (d)所示，利用加熱軟化后的加壓剝離膜D來使加熱軟化后的密封片E與帶有元件的基板A的外表面緊密接觸，并與基板A和基板上的元件B的外表面緊密接觸，從而能將帶有元件的基板密封接合。在圖3 (d)中，以放大圖的形式示出了與基板載置臺上的帶有元件B的基板A的外表面緊密接觸的密封片E和加壓剝離膜D的狀態(tài)。
[0136]接著，在圖4 (a)至圖4 ( d)中，對第三實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置進(jìn)行說明。
[0137]在本實(shí)施例中，將加壓剝離膜D固定在內(nèi)側(cè)框體18的下端面。在圖4 Ca)?圖4
(d)中，對沒有密封片E的情況進(jìn)行了說明，但在設(shè)置有密封片E的情況下，使密封片E位于元件B的上表面。
[0138](I)將基板、元件、加壓剝離膜設(shè)置在基板載置臺上的工序
[0139]圖4 Ca)示出了將基板、元件(在加入密封片的情況下，也包括密封片)設(shè)置在基板載置臺上的工序。在本實(shí)施方式中，內(nèi)側(cè)框體18具有下端部的框狀按壓部18a、與該框狀按壓部18a的外周部螺合的加壓剝離膜防脫環(huán)18b以及從框狀按壓部18a朝上方延伸的桿18c，桿18c固定在上加熱板11上?？驙畎磯翰?8a相對于桿18c被彈簧朝下方施力，而能朝上方移動，并對框狀按壓部18a與基板載置臺7抵接時(shí)的沖擊進(jìn)行緩沖。加壓剝離膜D以鉤掛在框狀按壓部18a的下表面的狀態(tài)伸展，外周部被能裝拆地保持在框狀按壓部18a與加壓剝離膜防脫環(huán)18b之間。加壓剝離膜的固定通過螺釘緊固、螺紋結(jié)合、單觸固定等方式進(jìn)行。
[0140](2)真空間壁形成、加壓剝離膜的軟化、真空抽吸工序
[0141]圖4 (b)示出了形成真空間壁、使加壓剝離膜軟化并進(jìn)行真空抽吸的工序。如圖4 (b)所示，利用加壓缸使上加熱板11下降，并使上框構(gòu)件12的下端部與下板構(gòu)件6的外緣部的臺階氣密地滑動密封來形成真空間壁并在內(nèi)部形成真空腔，在這個(gè)階段時(shí)，暫時(shí)停止上加熱板11的下降。此時(shí)，使加壓剝離膜D在加熱條件下在大氣壓中軟化而與元件的上表面緊密接觸。在這種狀態(tài)下，進(jìn)行真空抽吸以使真空腔處于真空，并且，除去基板A的上表面與元件B的下表面之間的粘接劑C中的氣泡。
[0142](3)加壓剝離膜按壓工序
[0143]圖4(c)示出了加壓剝離膜按壓工序。如圖4 (C)所示，利用加壓缸使上加熱板11更進(jìn)一步下降，以使上框構(gòu)件12的下端部的下表面相對于下板構(gòu)件6滑動并進(jìn)行密封，另夕卜，與加壓缸的限位件抵接而停止。限位停止位置是將內(nèi)側(cè)構(gòu)件的下端部的下表面與基臺載置臺7的上表面氣密密封的位置。為了使加壓缸14停止，也可不使用加壓缸的限位件，而使下板構(gòu)件6與上框構(gòu)件7抵接來使其停止。
[0144](4)將加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸，并將元件與基板接合的工序
[0145]圖4 Cd)示出了將加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸，并將元件與基板接合的工序。若在加熱條件下，經(jīng)由真空加壓口 16將大氣壓或比大氣壓高的空氣等氣體導(dǎo)入真空腔內(nèi)，則如圖4 (d)所示，能將加熱軟化后的加壓剝離膜D與基板A和基板上的元件C的外表面緊密接觸。藉此，粘接劑C不會朝外側(cè)溢出，而在基板上表面與元件的下表面之間被加熱固化，并能形成適當(dāng)厚度的粘接層。
[0146]圖5 (a)?圖5 (d)示出了第四實(shí)施方式的本發(fā)明的真空加熱接合裝置。在圖5(a)?圖5 (d)中，對沒有密封片E的情況進(jìn)行了說明，但在設(shè)置有密封片E的情況下，使密封片E位于兀件B的上表面。
[0147]在本真空加熱接合裝置中，加壓剝離膜夾具20隔著彈簧氣密地放置在下板構(gòu)件6的上表面且基板載置臺7的外表面上。加壓剝離膜夾具20由夾具上部20a和夾具環(huán)20b構(gòu)成，夾具環(huán)20b與夾具上部20a的外周螺合，加壓剝離膜D的外周部被保持在夾具上部20a與夾具環(huán)20b之間。加壓剝離膜D以鉤掛在夾具環(huán)20b的下表面的狀態(tài)伸展，外周部被能裝拆地保持在夾具上部20a與夾具環(huán)20b之間。在本實(shí)施方式中，在使加壓剝離膜夾具20與基板載置臺7的上表面間設(shè)置有能通氣的些許間隙的狀態(tài)下，使加壓剝離膜D與基板A上的元件B的上表面緊密接觸。在夾具上部20a和夾具環(huán)20b的周邊部設(shè)置有通氣槽22。
[0148]內(nèi)側(cè)框體19具有下端部板狀按壓部19a和從該下端部板狀按壓部19a朝上方延伸的桿1%，桿19b固定在上加熱板上，在桿19b的周邊配置有夾具環(huán)舉起用彈簧。板狀按壓部19a為能利用彈簧上下運(yùn)動的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)側(cè)框體19與加壓剝離膜夾具20的上表面抵接的情況下，使夾具環(huán)舉起用彈簧收縮地進(jìn)行抵接，以緩和沖擊。
[0149](I)將基板、元件、加壓剝離膜設(shè)置在基板載置臺上的工序
[0150]圖5 (a)表示將基板、元件、加壓剝離膜設(shè)置在基板載置臺上的工序。在打開真空腔的狀態(tài)下，在外部的滑動移動臺上，將基板A配置在基板載置臺7的上表面，并將具有粘接劑C的元件B配置在基板A的上表面。在使用密封片的情況下，將密封片配置在元件B的上表面上。保持著加壓剝離膜D的加壓剝離膜夾具20與下板構(gòu)件6的上表面且基板載置臺7的上表面間設(shè)置有能通氣的些許間隙，并使滑動缸工作而導(dǎo)入真空加熱接合裝置的內(nèi)部。
[0151](2)真空間壁形成、加壓剝離膜的軟化、真空抽吸工序
[0152]圖5(b)示出了真空間壁形成、加壓薄膜的軟化、真空抽吸工序。如圖5 (b)所示，利用加壓缸使上加熱板11下降，并使上框構(gòu)件12的下端部與下框構(gòu)件6的外緣部的臺階氣密地滑動密封來形成真空間壁并在內(nèi)部形成真空腔，在這個(gè)階段時(shí)，暫時(shí)停止上加熱板11的下降。在此，在加熱條件下，使加壓剝離膜D在大氣壓下軟化，并進(jìn)行真空抽吸以使真空腔處于真空，并且除去基板A的上表面與元件B的下表面之間的粘接劑C中的氣泡。
[0153](3)加壓剝離膜按壓工序
[0154]圖5(c)示出了加壓剝離膜按壓工序。如圖5 (C)所示，利用氣缸使上加熱板11更進(jìn)一步下降，以使上框構(gòu)件12的下端部的下表面滑動，另外，與加壓缸的限位件抵接而停止。限位停止位置是將內(nèi)側(cè)構(gòu)件的下端部的下表面與基板載置臺7的上表面氣密密封的位置。加壓剝離膜D的內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別保持為真空狀態(tài)。
[0155](4)將加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸，并將元件與基板接合的工序
[0156]圖5 Cd)示出了將加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸，并將元件與基板接合的工序。若在加熱條件下，經(jīng)由真空加壓口 16及通氣孔或通氣槽21將大氣壓或壓力比大氣壓高的空氣等氣體導(dǎo)入真空腔內(nèi)，則如圖5 (d)所示，能將加熱軟化后的加壓剝離膜D與基板A和基板上的元件B的外表面緊密接觸。藉此，粘接劑C不會朝外側(cè)溢出，而在基板上表面與元件的下表面之間被加熱固化，并能形成適當(dāng)厚度的粘接層。
[0157]基于【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的真空加熱接合裝置進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于此。例如，以下內(nèi)容也可包括在本發(fā)明中。
[0158](I)在上述實(shí)施方式中，在基板上配置有一個(gè)元件，但也可以在基板上配置有多個(gè)半導(dǎo)體、電阻和/或電容等元件。此外，本發(fā)明還包括元件的高度相同的情況和不同的情況。
[0159](2)在密封片為UV固化膜的情況下，使用在UV光源和真空間壁的一部分上設(shè)置有UV透過窗，并且能使UV透過加壓剝離膜的結(jié)構(gòu)。
[0160](3)可以在上加熱板的上表面隔熱配置輔助缸，利用加壓缸14使上加熱板11下降，利用輔助氣缸使內(nèi)側(cè)框體相對于上加熱板11下降，而與基板載置臺7的上表面抵接。
[0161](4)在上述實(shí)施方式中，將加壓缸配置在加壓缸上板上，但也可以構(gòu)成為將加壓缸設(shè)置在移動臺的下方或加壓缸下板上，使配置在移動臺上的下加熱板、下板構(gòu)件、基板載置臺一體地上下運(yùn)動。
[0162](5)雖然記載了利用加熱器進(jìn)行的加熱軟化方法，但對象的粘接劑接合也可以適用在熱塑性這樣的熱焊粘接劑、熱固性粘接劑、紫外線固化性粘接劑、常溫固化粘接劑等中。
[0163](6)也可以在真空間壁形成、加壓剝離膜的軟化、真空抽吸工序之后，進(jìn)行加壓剝離膜按壓工序，在加熱狀態(tài)下，經(jīng)由真空加壓口將大氣壓或壓力比大氣壓高的空氣等氣體導(dǎo)入真空腔內(nèi)，使加熱軟化后的加壓剝離膜D與基板A和基板上的元件的外表面緊密接觸，在半固化狀態(tài)下關(guān)閉真空加壓口，再次使上加壓缸下降，來進(jìn)一步提高真空腔中的氣體的內(nèi)壓。在這種情況下，能使基板與元件之間的加壓力增大，在維持粘接劑的厚度的同時(shí)，以更高的加壓來提高粘接性。
【權(quán)利要求】
1.一種真空加熱接合裝置，用于將元件利用真空加熱接合在基板上，所述真空加熱接合裝置具有: (a)基臺； (b)加壓缸下板，該加壓缸下板配置在基臺上； (c)下加熱板，該下加熱板隔熱配置在加壓缸下板上方； Cd)下板構(gòu)件，該下板構(gòu)件配置在下加熱板上表面上； (e)支柱，該支柱立設(shè)在基臺上； (f)加壓缸上板，該加壓缸上板固定在支柱上部； (g)中間構(gòu)件，該中間構(gòu)件配置在加壓缸上板下方； (h)上部加熱板，該上部加熱板隔熱配置在中間構(gòu)件下方； (i )上框構(gòu)件，該上框構(gòu)件氣密地配置在上部加熱板下表面，其下端部設(shè)置成能與下板構(gòu)件的周邊部氣密地密封； (j )內(nèi)側(cè)框體，該內(nèi)側(cè)框體位于上框構(gòu)件的內(nèi)側(cè)且安裝在上部加熱板的下表面，該內(nèi)側(cè)框體的下端面位于下板構(gòu)件的上表面的上方，通過使該內(nèi)側(cè)框體與下板構(gòu)件靠近并抵接，而使該內(nèi)側(cè)框體的下端面與基板載置臺的上表面氣密地抵接； (k)驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元能使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝靠近的方向相對移動，使上框構(gòu)件的下端部與下板構(gòu)件`的周邊部氣密地滑動密封，來形成劃分出真空腔的真空間壁，并使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝更靠近的方向相對移動，藉此使內(nèi)側(cè)框體的下端面與基板載置臺的上表面氣密地抵接，另外，該驅(qū)動單元能使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝分開的方向相對移動；以及 (I)真空加壓口，該真空加壓口用于將所述真空間壁內(nèi)的真空腔真空抽氣來進(jìn)行加壓， 其特征在于， (m)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝分開的方向相對移動，來使真空腔處于打開的狀態(tài)， (η )將基板配置在基板載置臺的上表面，并利用粘接劑將元件配置在基板的上表面，將加壓剝離膜以延伸到基板的上方及外側(cè)的方式配置在元件的上表面或上方，并將加壓剝離膜的外周部和內(nèi)側(cè)框體的下表面在基板的外側(cè)相對配置， (O)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件和中間構(gòu)件朝靠近的方向相對移動，使上框構(gòu)件的下端部與下板構(gòu)件的周邊部氣密地滑動密封而形成內(nèi)部劃分出真空腔的真空間壁， (P)使加壓剝離膜與元件的上表面接觸，并使加壓剝離膜在大氣壓加熱下軟化， (q)經(jīng)由真空加壓口對真空腔內(nèi)進(jìn)行真空抽吸， (r)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件和中間構(gòu)件進(jìn)一步朝靠近的方向相對移動，使加壓剝離膜的外周部處于氣密地保持在基板載置臺的上表面與內(nèi)側(cè)框體的下表面之間的狀態(tài)， (S)在上述狀態(tài)下，經(jīng)由真空加壓口對真空腔中的加壓剝離膜上方空間施加大氣壓或比大氣壓高的壓力，來使加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸，并將元件與基板接口 ο
2.一種真空加熱接合裝置，用于將帶有元件的基板的元件利用真空加熱密封接合在基板上，所述真空加熱接合裝置具有: (a)基臺；(b)加壓缸下板，該加壓缸下板配置在基臺上； (c)下加熱板，該下加熱板隔熱配置在加壓缸下板上方； Cd)下板構(gòu)件，該下板構(gòu)件配置在下加熱板上表面上； (e)支柱，該支柱立設(shè)在基臺上； (f)加壓缸上板，該加壓缸上板固定在支柱上部； (g)中間構(gòu)件，該中間構(gòu)件配置在加壓缸上板下方； (h)上部加熱板，該上部加熱板隔熱配置在中間構(gòu)件下方； (i )上框構(gòu)件，該上框構(gòu)件氣密地配置在上部加熱板下表面，其下端部設(shè)置成能與下板構(gòu)件的周邊部氣密地密封； (j )內(nèi)側(cè)框體，該內(nèi)側(cè)框體位于上框構(gòu)件的內(nèi)側(cè)且安裝在上部加熱板的下表面，該內(nèi)側(cè)框體的下端面位于下板構(gòu)件的上表面的上方，通過使該內(nèi)側(cè)框體與下板構(gòu)件靠近并抵接，而使該內(nèi)側(cè)框體的下端面與基板載置臺的上表面氣密地抵接； (k)驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元能使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝靠近的方向相對移動，使上框構(gòu)件的下端部與下板構(gòu)件的周邊部氣密地滑動密封，來形成劃分出真空腔的真空間壁，并使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝更靠近的方向相對移動，藉此使內(nèi)側(cè)框體的下端面與基板載置臺的上表面氣密地抵接，另外，該驅(qū)動單元能使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝分開的方向相對移動；以及 (I)真空加壓口，該真空加壓口用于將所述真空間壁內(nèi)的真空腔真空抽氣來進(jìn)行加壓， 其特征在于，` (m)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝分開的方向相對移動，來使真空腔處于打開的狀態(tài)， (η)將經(jīng)由粘接劑將元件預(yù)先粘接固定在基板上而形成的帶元件的基板配置在基板載置臺上表面，將用于對帶有元件的基板進(jìn)行密封的密封片配置在元件的上表面及元件與加壓剝離膜之間并延伸到元件的外側(cè)，將加壓剝離膜以延伸到基板的上方及外側(cè)的方式配置在密封片的上表面或上方，并將加壓剝離膜的外周部與內(nèi)側(cè)框體的下表面在基板的外側(cè)相對配置， (ο)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件和中間構(gòu)件朝靠近的方向相對移動，使上框構(gòu)件的下端部與下板構(gòu)件的周邊部氣密地滑動密封而形成內(nèi)部劃分出真空腔的真空間壁， (P)在元件上表面上使加壓剝離膜與密封片的上表面接觸，并使加壓剝離膜在大氣壓加熱下軟化， (q)經(jīng)由真空加壓口對真空腔內(nèi)進(jìn)行真空抽吸， (r)利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件和中間構(gòu)件進(jìn)一步朝靠近的方向相對移動，使加壓剝離膜的外周部處于氣密地保持在基板載置臺的上表面與內(nèi)側(cè)框體的下表面之間的狀態(tài)， (S)在上述狀態(tài)下，經(jīng)由真空加壓口對真空腔中的加壓剝離膜上方空間施加大氣壓或比大氣壓高的壓力，來使加壓剝離膜和密封片與基板及元件緊密接觸，并將元件與基板密封接合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的真空加熱接合裝置，其特征在于，在基板的上表面配置有多個(gè)元件。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的真空加熱接合裝置，其特征在于，將所述加壓剝離膜以延伸到基板的上方及密封片的外側(cè)的方式配置在元件的上表面上或是元件的上表面上的密封片上，且使加壓剝離膜的外周部與內(nèi)側(cè)框體的下表面相對地配置。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的真空加熱接合裝置，其特征在于，加壓剝離膜能裝拆地固定在內(nèi)側(cè)框構(gòu)件的下端面。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的真空加熱接合裝置，其特征在于，在基板載置臺的上表面且基板的周圍配置有加壓剝離膜夾具，加壓剝離膜的外周部能裝拆地固定在加壓剝離膜夾具上，在加壓剝離膜夾具與下板構(gòu)件的上表面之間隔著彈簧設(shè)置有能通氣的些許間隙并將加壓剝離膜夾具配置在基板周圍的狀態(tài)下，加壓剝離膜配置在基板上的所述元件的上表面或上方、或是配置在元件的上表面上的密封片上或上方，利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件與中間構(gòu)件朝靠近的方向相對移動，藉此，使上框構(gòu)件的下端部與下板構(gòu)件的周邊部氣密地滑動密封來形成劃分出真空腔的真空間壁，在大氣中加熱的條件下使加壓剝離膜軟化后，經(jīng)由真空加壓口對真空腔進(jìn)行真空抽吸，并利用驅(qū)動單元使下板構(gòu)件和中間構(gòu)件進(jìn)一步朝靠近的方向相對移動，來使加壓剝離膜夾具與下板構(gòu)件的上表面氣密地滑動抵接，并使加壓剝離膜與下板構(gòu)件的上表面間的空間保持真空，在這種狀態(tài)下，經(jīng)由真空加壓口對真空間壁內(nèi)的加壓剝離膜上方空間施加大氣壓或比大氣壓高的壓力，以使加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的真空加熱接合裝置，其特征在于，中間板在加壓缸上板的下方能相對于支柱滑動，將上部加熱板隔熱固定在中間板的下表面，并在加壓缸上板的上方設(shè)置移動缸來作為驅(qū)動單元，從而經(jīng)由加壓缸上板將移動缸的缸桿的下端部固定在中間板上。
8.如權(quán)利要求1至4及7中任一項(xiàng)所述的真空加熱接合裝置，其特征在于，滑動臺在基臺上表面上配置成能沿橫向移動，下加熱板隔熱配置在滑動臺上，并設(shè)置有使滑動臺移動的滑動臺移動元件，在將上框構(gòu)件朝上方移動的狀態(tài)下，能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件取出到外部，并能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，將基板層疊在基板載置臺上，將元件層疊在基板上，將加壓剝離膜層疊在元件上，或是將帶有元件的基板層疊在基板載置臺上，將密封片層疊在帶有元件的基`板的元件上，將加壓剝離膜層疊在密封片上，利用滑動臺移動元件使滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，且能將接合處理后的基板、元件及加壓剝離膜取出，或是能將利用密封片進(jìn)行密封接合處理后的帶元件的基板、加壓剝離膜取出。
9.如權(quán)利要求5所述的真空加熱接合裝置，其特征在于，滑動臺在基臺上表面上配置成能沿橫向移動，下加熱板隔熱配置在滑動臺上，并設(shè)置有使滑動臺移動的滑動臺移動元件，在將上框構(gòu)件朝上方移動的狀態(tài)下，能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件取出到外部，并能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，將基板層疊在基板載置臺上，將元件層疊在基板上，或是將帶有元件的基板層疊在基板載置臺上，將密封片層疊在帶有元件的基板的元件上，利用滑動臺移動元件使滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，且能將接合處理后的基板及元件取出，或是能將利用密封片進(jìn)行密封接合處理后的帶元件的基板取出。
10.如權(quán)利要求6所述的真空加熱接合裝置，其特征在于，滑動臺在基臺上表面上配置成能沿橫向移動，下加熱板隔熱配置在滑動臺上，并設(shè)置有使滑動臺移動的滑動臺移動元件，在將上框構(gòu)件朝上方移動的狀態(tài)下，能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件取出到外部，并能利用滑動臺移動元件將滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，將基板層疊在基板載置臺上，將元件層疊在基板上，或是將帶有元件的基板層疊在基板載置臺上，將密封片層疊在帶有元件的基板的元件上，將加壓剝離膜夾具配置在基板載置臺的上表面且基板的周圍，利用滑動臺移動元件使滑動臺、下加熱板、下板構(gòu)件朝真空加熱接合裝置內(nèi)部的上框構(gòu)件下方移動，且能將接合處理后的基板及元件取出，或是能將利用密封片進(jìn)行密封接合處理后的帶元件的基板取出。
11.一種真空加熱接合方法，用于將元件加熱接合在基板上，其特征在于，在所述真空加熱接合方法中，在將劃分出真空腔的真空間壁打開的狀態(tài)下，在內(nèi)部，將基板配置在基板載置臺上，將元件配置在基板上，將加壓剝離膜以延伸到基板的上方及外側(cè)的方式配置在元件的上表面或是其上方，將真空間壁關(guān)閉來形成真空腔，并將基板、元件、加壓剝離膜封閉在內(nèi)部，在使加壓剝離膜與元件的上表面接觸的狀態(tài)下，在大氣壓中使加壓剝離膜加熱軟化，并對真空腔中的加壓剝離膜的上下的空間進(jìn)行真空抽吸，在將加壓剝離膜的外周部在基板的外側(cè)氣密地緊密接觸固定在基板載置臺上后，使真空腔中的加壓剝離膜的上方空間處于大氣壓或比大氣壓高的壓力，以使加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接觸，并將基板與元件接合。
12.—種真空加熱接合方法，利用密封片對帶有元件的基板進(jìn)行加熱密封接合，其特征在于，在所述真空加熱接合方法中，在將劃分出真空腔的真空間壁打開的狀態(tài)下，在內(nèi)部，將帶有元件的基板配置在基板載置臺上，將用于對帶有元件的基板進(jìn)行密封的密封片以延伸到元件的外側(cè)的方式配置在帶有元件的基板的元件的上表面，將加壓剝離膜以延伸到基板的上方及密封片的外側(cè)的方式配置在密封片的上表面或其上方，關(guān)閉真空間壁以形成真空腔，并將帶有元件的基板、加壓剝離膜封閉在內(nèi)部，在使加壓剝離膜與元件的上表面接觸的狀態(tài)下，在大氣壓中使加壓剝離膜加熱軟化，并對真空腔中的加壓剝離膜的上下的空間進(jìn)行真空抽吸，在將加壓剝離膜的外周部在基板的外側(cè)氣密地緊密接觸固定在基板載置臺上后，使真空腔中的加壓剝離膜的上方空間處于大氣壓或比大氣壓高的壓力，以使加壓剝離膜與基板及元件的外表面緊密接`觸，并將基板與元件接合。
【文檔編號】B30B15/34GK103518256SQ201280020489
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月5日
【發(fā)明者】伊藤隆志, 佐藤豐樹 申請人:米卡多科技株式會社