CN102431272A - 接合物体的方法和组合体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种接合方法和组合体。该接合方法在彼此相对放置的接合表面将第一物体接合到平板状第二物体。要被接合的所述物体形成为定位台的一部分,具体地用于微光刻的晶片台或掩模母版台。第二物体在至少一个方向上突出超过第一物体的边缘。所述方法包括:在至少一个接合表面上上制造多个间隔体,施加粘合剂到间隔体之间的中间间隔中以及超过外部间隔体直到形成在第一物体(2)的边缘(2’)的粘合剂周边,以及接合物体通过将接合表面与间隔体接触,设置所述粘合剂周边与最外的间隔体之间的指定距离,以设置平板状物体在所施加的粘合剂收缩之后的变形的期望状态,在期望状态下平板状物体的弯曲被最小化。
Description
技术领域
本发明涉及将第一物体接合到平板状第二物体的方法,第一物体和第二物体在接合表面彼此相对放置。第二物体在至少一个方向上突出超过第一物体的边缘。本发明也涉及组合体,具体地定位台,其包括通过粘合剂接合的至少两个物体。
背景技术
为了在定位台(例如用于微光刻的晶片台或掩模母版台(之后也简称为“台”))的运动中减小质量并因此减小惯量,所述台由轻质材料制成,例如或堇青石(cordierite)等。为了进一步减小质量,定位台可形成为由多个物体连接在一起的组合体。为了减小质量,可在物体之间形成空隙和/或单独物体(部件)的壁可为薄型设计。诸如端部挡板(end stop)、电动机支架、传感器或用于定位的刻度尺,棱镜等等的固定物可被粘附地引入或粘附地贴在这些壁上。
然而在粘附接合物体期间,存在这样的问题:采用的粘合剂固化,或当组合体被引入适当的环境(例如氮气或真空环境)时变干,导致果粘合剂收缩。结果,物体变形,这可能引起弯曲,特别是当粘接薄平板状物体时。平板状物体可以例如是定位台的主体的部件或壁,或者为接合到所述定位台主体的其他部件或固定物,例如薄的,通常相对长型的传感器刻度尺。由于粘合剂收缩引起的变形有时导致覆盖物的剧烈误差并且可能使得“台”不可用于微光刻。消除此问题的一种可能的方式为增厚组合体的壁,然而其涉及组合体质量的增加并因此物体惯性增加,这在本申请的情况下是旨在避免的。
US 2006/0192328 A1公开将由至少两个物体接合的物体沿彼此相对设置的两个接触表面连接在一起,其中至少一个物体具有光学表面。至少一个结构装置设置在至少一个接触表面的区域中,结构装置使至少一个物体与变形隔离。接合表面之一中的凹陷处内的一滴粘合剂可作为这种装置,其在固化期间在两个物体之间产生拉伸应力。为避免在形成有光学表面的物体上产生变形的拉伸应力,在那里可以设置狭缝。
US 6,099,193描述一种由至少两个不同材料的物体接合在一起的组合体。通过将相对彼此扭拧的物体的接合表面相对而形成接合的物体。至少一个粘合剂位置的凹陷或粘合剂间隙形成在至少一个接合表面上,粘合剂确保两个接合表面的附加粘附接合,两个接合表面在两个物体之间的粘合剂接合处。
US 6,640,032B2描述一种具有两个光学构件的接合结构,其中两个光学构件安装在同一基板的表面上。采用固化并收缩的粘合剂,至少一个光学构件通过接合表面被固定公共基板上。至少一个凹槽形成在基板中,粘合剂引入凹槽中,从而可实现两个构件的光学轴以小于1μm的偏差对准。
US 6,519,394B2也描述了一种包括安装在各个支撑物体上的两个光学构件的接合结构。支撑物体借助于固化的丙烯酸类树脂粘合剂彼此粘附,从而可实现两个构件的光轴以小于1μm的偏差对准。固化之前的粘合剂的粘度大于500cP且小于5000cP。
US 4,332,636描述了一种采用与光学元件的底面积基本相同范围的薄衬材料将光学元件接合到支撑件的方法。选择衬材料使得粘合剂不会粘在那里。粘合剂的条围绕光学元件的底部放置且与衬垫以及光学元件接触。在一个实施例中,孔被引入衬垫且填充有快速凝固粘合剂以固定光学元件,同时施加粘合剂条时。
发明内容
本发明的目的是研发一种接合物体的方法以及一种在开始时提及的组合体,使得在使用的粘合剂收缩之后,平板状物体实现期望的变形状态,其中特别是由粘合剂收缩引起的变形被减小或最小化。
根据本发明的一方面,此目的通过一接合方法实现,其在彼此相对放置的接合表面上将第一物体接合到至少一个平板状第二物体,第二物体在至少一个方向上突出超过第一物体的边缘。该方法包括:在至少一个接合表面上制造多个间隔体;粘合剂施加到间隔体之间的中间间隔中并超过外部间隔体直到粘合剂周边,粘合剂周边形成在第一物体的周边;以及通过将接合表面与间隔体接触而接合所述物体,设置粘合剂周边与外部间隔体之间的指定距离(不等于0),从而设置在施加的粘合剂收缩之后平板状物体的变形的期望状态,特别是在此期望状态平板状物体的弯曲被最小化。
发明人发现通过被巧妙地布置于物体之间的粘合剂中的间隔体,薄平板状物体在粘合剂接合期间的变形(特别是弯曲)可被减小或最小化。
与薄物体的(正或负)弯曲特别相关的是距粘合剂周边的距离,邻近粘合剂周边的最后的间隔体定位于该距离上。如果最后的间隔体距粘合剂周边太远,获得第一(正)方向上的弯曲,然而最后的间隔体的定位太靠近粘合剂周边,会带来相反(负)方向上的弯曲。假设适当地选择最后的间隔体距粘合剂周边的距离,因此可以确保不发生正方向上的弯曲或者负方向上的弯曲,使得变形或弯曲可被最小化。这里,粘合剂周边大致与形成在第一(大致实心)物体上的边缘齐平。这里,实心物体应理解为意味着厚度如此大使得在粘合剂收缩期间不发生弯曲或仅发生极其微小的弯曲的物体。不言而喻,在粘合剂收缩之后平板状物体的变形或弯曲也是可期望的,即平板状物体的期望状态也可不同于弯曲最小化的状态。
在一个变型中,最外的间隔体距粘合剂周边的距离为20μm至250μm之间,优选在30μm至200μm之间,特别是在40μm至150μm之间。借助于模拟可以显示在最常规的粘合剂的情况下,位于此值的范围的距离产生最小的或至少大大减小的平板状物体的变形。
在另一个变型中,间隔体排布为彼此距离0.3mm以上,优选1mm以上,特别优选5mm以上。相邻的间隔体之间的距离以及最外的间隔体与粘合剂周边之间的距离在此基于支撑位置来确定,支撑位置大致设置在间隔体的中央并且用于在相对的接合表面上支撑各个间隔体。则有利的是间隔体之间的距离为固定的且相对大。不言而喻,这不适用于最外的间隔体与粘合剂周边之间的距离,该距离如上所述根据粘合剂收缩率而确定。
在另一个变型中,平板状物体的厚度被选择为5mm或更小,优选为2mm或更小,特别是1mm或更小。在具有较大厚度的平板状物体的情况下,一般应预期仅非常微小的弯曲,使得最外的间隔体与粘合剂周边之间的距离的设置在那种情况下可以不是必需的。
在另一个变型中,平板状物体的弹性模量与粘合剂的弹性模量之间的商值在5至300之间,优选在10至200之间。在金属材料通常被用作平板状物体的情况下,这样数量级的商值是典型的,特别是对于具有晶片支架或晶片台的应用。
根据所采用的材料的类型,间隔体的刚度可以约500N/mm至约10000000N/mm之间的宽范围内变化。对于具有约0.1mm的直径的玻璃珠形式的间隔体,刚度典型地位于约5000N/mm至约10000N/mm之间。
在一个变型中,粘合剂收缩率在0.1%至5%之间,优选在2%至4%之间,特别是在2.5%至3.5%之间。通常的粘合剂的收缩率(体积百分数)在固化和/或变干期间通常位于此值的范围内。例如,基于环氧树脂的粘合剂的收缩率大致为约3%。
在另一个变型中,粘合剂选自包括2组分粘合剂(特别是环氧粘合剂)和1组分粘合剂(特别是UV可固化粘合剂)的组。2组分粘合剂一般由树脂(例如环氧树脂)和硬化剂组成。在端部具有所谓的环氧基的聚合物分子被用作环氧树脂。不言而喻也可使用其它化学硬化粘合剂。可替换地,也可使用1组分粘合剂(例如基于丙烯酸脂),其例如通过UV辐照引发自由基聚合而固化以形成固体聚合物。粘合剂的选择当然依赖于要被粘接的材料的类型。如果第一物体为例如马达支架等形式的固定物,其外壳一般由金属构成,其粘附性地附着到“台”材料上,例如堇青石或
在另一个变型中,粘合剂的动态粘度小于5000mPa,优选小于3000mPa,特别是小于2500mPa。有利的是,由于粘合剂旨在粘附于间隔体之间而不是在间隔体上,从而两个物体在间隔体的上侧区域中彼此抵靠。不言而喻,这可以是必须的,特别是每当较大量的粘合剂可能粘附于间隔体的上侧时,其可能是具有通过微结构化接合表面产生的间隔体的情况。
在另一个变型中,间隔体形成为通过微定位布置在接合表面上的填充物,或间隔体形成为通过微结构化接合表面产生的凸起。在第一种情况下,间隔体例如可形成为借助于机器人通过自动微定位安置于接合表面上的玻璃体。在第二种情况下,接合表面可被适当预处理,通过移除间隔体之间的中间间隔内的材料。例如通过采用蚀刻掩模或以机械方式将接合表面的区域中的表面物体蚀刻掉,可进行材料移除。
间隔体的最大宽度典型地小于250μm,优选小于100μm。间隔体可以特别形成为金字塔或圆锥形式,间隔体的最大宽度在这种情况下沿其底侧测量。间隔体也可形成为珠子形式(例如玻璃珠形式)的填充物。在这种情况下,珠子的直径确定间隔体的最大宽度。
在另一个变型中,要被接合的物体形成为定位台(具体地用于微光刻的晶片台或掩模母版(掩模)台)的一部分。如上所述,(实心)固定物可附着到定位台的平板形式的壁,或平板状的增加部分(例如刻度尺形式)可附着到(实心)定位台的一部分。
本发明也可实现为一种组合体,该组合体包括:第一物体,在至少一个方向上突出超过第一物体的边缘的第二平板状物体,第一物体和第二物体在彼此相对放置的接合表面上利用粘合剂彼此接合,至少一个接合表面具有多个间隔体,且粘合剂既施加到间隔体之间的中间间隔中又超过外部间隔体直到粘合剂周边,粘合剂周边形成在第一物体的边缘,粘合剂周边与外部间隔体之间的距离在20μm至250μm之间,优选在30μm至200μm之间,特别是在40μm至150μm之间,以设置施加的粘合剂收缩之后平板状物体的变形的期望状态,特别是平板状物体的弯曲在此状态被最小化。
如上所述,直接相邻于粘合剂周边的间隔体距粘合剂周边的间隔在指定值的范围内的情况下,在通常的粘合剂的情况下,(平板状)物体的变形或弯曲至少被大大减小,并且假设适当地选择在此值的范围内的距离(取决于所采用的粘合剂),(平板状)物体的变形或弯曲可被最小化,即被几乎完全地抑制。
在一个实施例中,以彼此间隔0.3mm以上,优选1mm以上,特别是5mm以上的距离布置间隔体。相邻的间隔体之间的距离典型地选择为固定的,但也可以在一定限度内变化。
在另一实施例中,平板状物体的厚度为5mm或更小,优选2mm或更下,特别是1mm或更小。平板状物体越薄,典型地由粘合剂收缩引起的弯曲越大。
在一个实施例中,平板状物体的弹性模量和粘合剂的弹性模量之间的商值位于5至300之间,优选在10至200之间。采用典型使用的粘合剂和通常用于平板状物体的材料,两个弹性模量的商值位于上述指定范围内。
在一个实施例中,间隔体通过设置在接合表面上的填充物形成。玻璃体例如可被用作填充物。
可替换地,间隔体也可形成为微结构化的接合表面中的凸起,例如通过借助于研磨机器人或通过蚀刻移除材料可以产生接合表面的微结构化。
在一个变体中,间隔体(具体地填充物或凸起)的最大宽度在小于250μm,优选小于100μm。由于粘合剂仅施加到间隔体之间而不施加到具有相对的接合表面的间隔体的接触表面,间隔体一般应该超过此最大宽度。不言而喻,间隔体可优选被配置为凸起(例如金字塔形或圆锥形)的物体,从而获得具有相对的接合表面的尽可能小的(具体地点状的)接触区域。然而,同样不言而喻的是,当采用高粘度粘合剂时,也可使用(几乎为)截头圆锥形或截头金字塔形的间隔体,这是因为粘合剂在这种情况下一般不粘附即使在(稍微)延伸的接触区域上。
在一个实施例中,粘合剂的收缩率在0.1%至5%之间,优选在2%至4%之间,特别是在2.5%至3.5%之间。粘合剂在固化期间也可能在变干期间发生收缩,例如当组合体被引入真空环境时。不言而喻,粘合剂的变干,伴随着收缩,也可由温度增加引起。
在另一实施例中,粘合剂的(动态)粘度小于5000mPa,优选小于3000mPa,特别是小于2500mPa。这可实现粘合剂仅保留在间隔体之间而不在间隔体上的效果,使得接合表面可彼此直接抵靠在典型地相同高度的间隔体的支撑位置上。
在一个实施例中,粘合剂选自包括2组分粘合剂(具体地环氧粘合剂)和1组分粘合剂(具体地UV可固化粘合剂)的组。如上所述,合适的粘合剂的选择依赖于要被粘附性接合的材料的类型。
在一个实施例中,物体之一的接合表面为平坦表面。这可在(相同高度的)间隔体的支撑位置与另一个物体接触从而使两个物体彼此平行地对准。不言而喻,间隔体为大致相同的高度,但这不是强制性的,即增加或减小高度的间隔体也是可能的,如果物体在特定角度相对于彼此对准。
在另一实施例中,组合体形成为定位台,具体地作为用于微光刻的晶片台或掩模母版台。不言而喻,这样的定位台一般包括两个以上的物体,物体中的至少两个以上述方式彼此接合。以上述方式,在粘合剂接合期间可避免或至少减小定位台的薄平板状物体(壁、刻度尺部件、等等)的变形。
本发明的进一步的特征和优点从随后的本发明的示范性实施例的描述并基于附图、以及权利要求显现,附图示出对本发明重要的细节。在本发明的变型中,各个特征可分别被独立地各自实现或以任意的期望的组合一起实现。
附图说明
示范性实施例显示在示意图中且在后面的描述中被解释。附图中:
图1a、b示出通过粘接剂接合而接合到实心物体的平板状物体的弯曲(正或负)的示意图,
图2示出图1a、b的平板状物体随着间隔体距粘合剂周边不同距离的偏差的示意图,
图3示出包括实心物体的组合体的示意图,实心物体上形成有凸起形式的间隔体,
图4示出粘附性地附着到圆形平板上的立方体的俯视图和侧视图,
图5示出依赖于距图4的组合体的粘合剂周边的距离的平板的粗糙度值(PV值)的示意图,
图6-9示出间隔体的不同厚度或不同刚度的情况下根据图3的平板状物体的偏差的图示,以及
图10示出根据图4的圆形平板的偏差的图示。
具体实施方式
图1a中示意性示出组合体1的细节,组合体1包括第一实心物体2和第二薄平板状或条状物体3。这里的平板状物体3在第一方向X上突出超过实心物体2的边缘2’并且典型地具有5mm或更小的厚度。间隔体4a-4e设置在实心物体2的接合表面2a上,间隔体4a-4e可形成为填充物,例如形成为玻璃体,且间隔体4a-4e例如通过自动机械装置定位于接合表面2a上。为了简化表示,图1a中的间隔体表示为线,尽管它们也可在第一方向(X方向)上具有宽度。
为了接合两个物体2、3,首先粘合剂5被施加到间隔体4a至4e之间中间间隔6a至6d以及区域6e中,区域6e延伸超过外间隔体4e直到粘合剂周边5a。这里,粘合剂周边5a形成在第一物体2的边缘2’。之后,平板状物体3的平坦的接合表面3a放置到间隔体4a至4e上,使得其放置在作为(相同高度的)支撑位置的间隔体4a至4e上,由此两个物体2、3沿它们的接合表面2a、3a彼此平行排列并且相对于彼此固定在它们的相对位置上。
然而,在组合体1的图1a中所示实施例的情况下,存在粘合剂5的体积可能减小的问题,即粘合剂5收缩。例如可通过使粘合剂5固化或通过将组合体1引入使粘合剂5变干的环境中(例如氮气或真空环境下)而触发此收缩。当粘合剂5收缩时,粘合剂5在形成粘合剂周边5a的区域6e中也缩短,从而在收缩之后,所述周边具有凹陷弯曲的表面,如图1a下部所示。粘合剂5的收缩具有在平板状物体上施加应力或力的效果,结果所述平板在负Y方向上弯曲。
图1b示出类似于图1a的组合体1的图示,其中,与图1a相比,最外的间隔体4e延伸与第一物体2的边缘2’齐平,即粘合剂5仅被引入间隔体4a至4e之间的中间间隔6a至6d中,且最外的间隔体4e相对于环境限定粘接界限。如图1b的下部所示,在这种情况下粘合剂5的收缩具有在最外的间隔体4e上施加使其移动离开边缘2’的力的效果,由此平板状物体3在正Y方向上弯曲。
因为取决于粘合剂周边5a和最外的间隔体4e之间的距离d(参看图1a),平板状物体3的弯曲可发生在正Y和负Y两个方向上,所以清楚地存在一个最外的间隔体4e离粘合剂周边5a的距离d,在该距离d,Y方向上的弯曲是最小的(或理想状态下为0)。
这也由图2示出,图2示出平板状物体3的突出部分在Y方向上的偏离对于距粘合剂周边2’的X坐标(以mm为单位)随距粘合剂周边2’的距离X增大的依赖性。在第一偏移曲线A的情况下,最外的间隔体4e直接布置在粘合剂周边5a(d=0mm)上,如图1b所示,由此获得正弯曲。三个另外的偏移曲线B、C、D示出了对于间隔体4e离粘合剂周边5a的距离d为0.5mm,1.5mm和2.0mm的情形。另外的曲线B至D显示在距粘合剂周边5a的大距离的情况下平板状物体3的负弯曲。图2中所示结果在此基于粘合剂5的3%的收缩,通过有限元方法获得。结果,图2同样示出存在使(在整个平板状物体2上取平均值的)变形最小的距离d。根据图2,此距离d应该位于0mm至0.5mm之间的范围内。
图3示出类似于图1a、b的组合体1的截面图,最外的间隔体4e与粘合剂周边5a之间的距离d选择为使得平板状物体3不被显著变形,即使在粘合剂5收缩之后。在图3的组合体的情况下,与图1a、b相比,间隔体由接合表面2a上的凸起4a’至4e’形成。凸起4a,至4e’可通过移除材料形成在接合表面2a上,通过将(先前平坦的)接合表面2a机械加工或蚀刻掉。
同样如图3所示,间隔体4a’至4e’形成为截面呈三角形且以固定距离L相对于彼此排布,距离L典型地在0.3mm以上,大致1mm或更大。间隔体4a’至4e’的宽度b大致在20μm至250μm之间,且可基本对应于间隔体4a’至4e’的高度。间隔体4a’至4e’的每一个缩小至尖顶,在每种情况下尖顶形成与接合表面3a直接接触的支撑位置7a至7e。不言而喻,截面呈三角形的间隔体4a’至4e’也可以为金字塔或圆锥形式,且其他形状也能够用于间隔体4a’至4e’。
在图3的示例的情况下,距离d位于50μm至100μm之间,典型地在60μm至80μm之间。当采用常规粘合剂5时,在模拟计算中能够确定在此值的范围之内的距离d导致小的变形,常规粘合剂5的收缩率在1%至5%之间,大致在2%至4%之间,特别是在2.5%和3.5%之间。
粘合剂5的选择取决于在接合表面2a、3a的物体2、3的材料类型。合适的粘合剂5例如为,2-组分粘合剂(具体地环氧粘合剂)以及1组分粘合剂(具体地UV可固化粘合剂)。
具体地,当采用具有作为间隔体的凸起4a’至4e’的微结构化的接合表面2a时,有利的是,采用的粘合剂5的动态粘度小于5000mPa、小于3000mPa或小于2500mPa,从而确保粘合剂5基本位于间隔体之间4a’至4e’之间但不在间隔体4a’至4e’上,特别是不在支撑位置7a至7e的区域内。这样,物体2、3在支撑位置7a至7e上的直接接触和因此物体2、3在它们的接合表面2a、3a的平行排列成为可能。
下面基于图6至9描述图3的平板状物体3的偏移或弯曲,其中显示借助于有限元方法获得的模拟计算结果。平板状物体3的外端(在负Y方向上以μm为单位)的偏移被表示为分别依赖于粘合剂周边5a和最外的间隔体4e之间的距离d和间隔体4a’至4e’与未示出的另外的间隔体之间的(固定)距离L,平板状物体3在所示示例中在外端离开粘合剂周边5a的距离(突出长度)为20mm。
在图6至9中所示的所有图示的情况下,间隔体4a’至4e’的高度h或或粘合剂间隙的高度h为0.1mm。在所示的所有图示的情况下,平板状物体3的弹性模量与粘合剂5的弹性模量之间的比值为约21.5,且3%的粘合剂5的收缩率取作基准。
图6示出对于1mm的平板状物体的厚度P,并且设间隔体4a’至4e’的刚度约为10000N/mm的模拟结果。图7中所示结果的所选择的参数不同于图6,其选择0.5mm的较小的平板状物体3的厚度P。在图8所示图示中,同样选择0.5mm的厚度P,但是间隔体的刚度选择为约30000N/mm。在图9中,间隔体的刚度再次选择为约10000N/mm;然而,平板状物体3的厚度P在此情况下为0.2mm。
当对比图6至图9所示图示时,值得注意的是负偏移(即正Y方向上的偏移)随着厚度P的减小或间隔体4a’至4e’的刚度的增加而增加。仅在间隔体4a’至4e’之间具有相对大的距离L(典型地约为1mm或更大)时才可对于条状物体3实现完全没有偏移或弯曲。总而言之,图6至图9中偏移的图示披露了粘合剂周边5a和最外的间隔体4e’之间的距离d的适当的选择,该选择使得依赖于多个参数的变形最小化,适当的值在约20μm至约250μm之间。如已结合图1a、b所述,负Y方向上的偏移在此随着距离d的减小而减小。
图3的基本条状的物体3仅在一个方向(X方向)上突出超过实心物体2。不言而喻,如果平板状物体3不仅在一个方向上而是在两个方向上都突出超过实心物体2,则有意义检查以上结果如何改变。为了准确确定使得组合体1或平板状物体3的变形最小的距离d,在诸如图4所示的模型组合体1上进行试验。构成模型组合体1的第一实心物体2为立方形物体,其已通过粘接剂接合与圆形平板3接合,采用收缩率约为3%的环氧树脂粘合剂。
在粘合剂收缩之后,组合体1或平板3的粗糙度(作为“峰谷比”值)通过模拟来计算。结果显示在图5中并且示出PV值,该PV值依赖于在平板3的整个半径上距立方形物体2的粘合剂周边2’的距离d。这里,距离d从立方形物体2的边缘2’向内延伸,即朝向平板3的中心。PV值的量定义为正值。然而,图5所示的X轴定义PV值,在PV值上发生“峰谷比”值的峰与谷之间的转变,即对于此PV值,峰与谷正好转换它们的角色。在此已被选作X轴的转变点的PV值选定了平板状物体3的最小变形,使得距边缘2’的相关联的距离d在点K(在约0.07mm)选定了最外的间隔体4e与粘合剂周边5a之间的最佳距离。不言而喻,在这里找到了对于3%的粘合剂收缩率的最佳距离d,最佳距离d根据使用的粘合剂的收缩率以及其它参数而变化。
图4的圆形平板状物体3的弯曲或偏移的模拟计算的结果显示在图10中。那里,圆形物体3的外部自由端的偏移(负Y方向上)显示为依赖于最外的间隔体(图4中未示出)距各自的粘合剂周边2’的距离d以及间隔体彼此之间的距离L。这里,间隔体在平板的平面(XZ平面)中形成二维栅格,即图3的图示在X方向上的截面和Z方向上的截面对应于图4中。
平板状物体3的厚度P在模拟中为0.5mm,粘合剂间隙的宽度为0.1mm,且间隔体的刚度为约10000N/mm。平板状物体3的弹性模量与粘合剂的弹性模量之间的商值为约21.5。平板状物体3的直径为20mm且立方形物体2的边缘长度为5mm。可清楚地看到,在这种情况下,平板状物体3的偏移和因此的弯曲也显著地取决于边缘2’或粘合剂周边与最外的间隔体之间的距离d。
在上述示例中,作为细节表示的组合体1形成为定位台,具体地作为用于光刻的晶片台或掩模母版台。这样的定位台通常用于微光刻投射曝光设备中(未示出),其中惰性气体气氛或可能的真空占主导,使得除了粘合剂的固化之外,也发生粘合剂的变干。不言而喻,这里描述的粘合剂的收缩率值应理解为意味着由固化和粘合剂的变干产生的粘合剂的整体(最大可能)收缩率。
在形成为定位台的组合体1的情况下,平板状物体3例如可以是定位台的壁区域,实心固定物3通过粘接剂接合附着到壁区域上。固定物2例如可以是被固定到壁区域的传感器、马达支架等等。可替换地,当然实心物体2也可表示例如定位刻度尺形式的固定物附着到其上定位台的部分区域。不言而喻,定位台典型地由多于两个物体构成,物体中的至少两个以上述方式相对于彼此固定。
Claims (21)
1.一种接合方法,在彼此相对放置的接合表面(2a,3a)上将第一物体(2)接合到平板状第二物体(3),第二物体(3)在至少一个方向(X)上突出超过第一物体(2)的边缘(2’),要被接合的所述物体(2,3)形成为定位台的一部分,具体地用于微光刻的晶片台或掩模母版台,所述方法包括:
在至少一个所述接合表面上(2a)制造多个间隔体(4a至4e,4a’至4e’),
施加粘合剂(5)到所述间隔体(4a至4e,4a’至4e’)之间的中间间隔(6a至6d)中并且超过外部间隔体(4e,4e’)直到粘合剂周边(5a),所述粘合剂周边(5a)形成在所述第一物体(2)的边缘(2’),以及
通过将所述接合表面(2a,3a)与所述间隔体(4a至4e)接触而接合所述物体(2,3),
设置所述粘合剂周边(5a)与最外的间隔体(4e)之间的指定距离(d),以设置所述施加的粘合剂(5)收缩之后所述平板状物体(3)的变形的期望状态,在所述期望状态所述平板状物体(3)的弯曲被最小化。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述粘合剂周边(5a)与最外的间隔体(4e)之间的所述指定距离(d)设在20μm至250μm之间,优选在30μm至200μm之间,特别是在40μm至150μm之间。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中所述间隔体(4a至4e,4a’至4e’)布置为彼此相距距离(L),距离(L)为0.3mm以上,优选1mm以上,特别是5mm以上。
4.如前述权利要求中任一所述的方法,其中所述平板状物体(3)的厚度(P)选择为5mm或更小,优选2mm或更小,特别是1mm或更小。
5.如前述权利要求中任一所述的方法,其中所述平板状物体(3)的弹性模量与所述粘合剂的弹性模量之间的商值位于5至300之间,优选在10至200之间。
6.如前述权利要求中任一所述的方法,其中所述粘合剂(5)的收缩率在0.1%至5%之间,优选在2%至4%之间,特别是在2.5%至3.5%之间。
7.如前述权利要求中任一所述的方法,其中所述粘合剂(5)选自包括2组分粘合剂和1组分粘合剂的组,2组分粘合剂特别是环氧粘合剂,1组分粘合剂特别是UV可固化粘合剂。
8.如前述权利要求中任一所述的方法,其中所述粘合剂(5)的动态粘度小于5000mPa,优选小于3000mPa,特别是小于2500mPa。
9.如前述权利要求中任一所述的方法,其中所述间隔体通过微定位形成为布置在所述接合表面(2a)上的填充物(4a至4e),或者形成为通过微结构化所述接合表面(2a)而产生的凸起(4a’至4e’)。
10.如前述权利要求中任一所述的方法,其中所述填充物(4a至4e)或所述凸起(4a’至4e’)的最大宽度(b)小于250μm,优选小于100μm。
11.一种组合体(1),所述组合体形成为定位台,特别是作为用于微光刻的晶片台或掩模母版台,所述组合体包括:
第一物体(2),
平板状第二物体(3),其在至少一个方向(X)上突出超过所述第一物体(2)的边缘(2’),所述第一物体(2)和所述第二物体(3)利用粘合剂(5)在彼此相对放置的接合表面上(2a,3a)彼此接合,
至少一个所述接合表面(2a,3a)具有多个间隔体(4a至4e,4a’至4e’),且所述粘合剂(5)既施加到所述间隔体(4a至4e,4a’至4e’)之间的中间间隔(6a至6e)中,又超过外部间隔体(4e,4e’)直到粘合剂周边(5a),所述粘合剂周边(5a)形成在所述第一物体(2)的边缘(2’),
所述粘合剂周边(5a)与所述外部间隔体(4e)之间距离(d)在20μm至250μm之间,优选在30μm至200μm之间,特别是在40μm至100μm之间,以设置平板状物体(3)在所述施加的粘合剂(5)收缩之后的变形的期望状态,在所述期望状态所述平板状物体(3)的弯曲被最小化。
12.如权利要求11所述的组合体,其中所述间隔体(4a至4e,4a’至4e’)布置为彼此相距距离(L),距离(L)在0.3mm以上,优选1mm以上,特别是5mm以上。
13.如权利要求11或12所述的组合体,其中所述平板状物体(3)的厚度(P)为5mm或更小,优选为2mm或更小,特别是1mm或更小。
14.如权利要求11至13中任一所述的组合体,其中平板状物体(3)的弹性模量与所述粘合剂的弹性模量的商值位于5至300之间,优选在10至200之间。
15.如权利要求11至14中任一所述的组合体,其中所述间隔体由设置在所述接合表面(2a)上的填充物(4a至4e)形成。
16.如权利要求15所述的组合体,其中所述间隔体形成为微结构化的接合表面(2a)中的凸起(4a’至4e’)。
17.如权利要求15和16之一所述的组合体,其中所述填充物(4a至4e)或所述凸起(4a’至4e’)的最大宽度(b)小于250μm,优选小于100μm。
18.如权利要求11至17中任一所述的组合体,其中所述物体之一(3)的所述接合表面(3a)为平坦表面。
19.如权利要求11至18中任一所述的组合体,其中所述粘合剂(5)的收缩率在0.1%至5%之间,优选在2%至4%之间,特别是在2.5%至3.5%之间。
20.如权利要求11至19中任一所述的组合体,其中所述粘合剂(5)的动态粘度小于5000mPa,优选小于3000mPa,特别是小于2500mPa。
21.如权利要求11至20中任一所述的组合体,其中所述粘合剂(5)选自包括2组分粘合剂和1组分粘合剂的组,2组分粘合剂特别是环氧粘合剂,1组分粘合剂特别是UV可固化粘合剂。
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