CN103325738A - 基板贴合装置以及基板贴合方法 - Google Patents

Abstract

提供一种基板贴合装置以及基板贴合方法，能够以简易且廉价的结构来可靠地检测基板的掉落。在真空腔(1)内具备：支撑部(3)，支撑一方的基板(P2)；以及保持部(2)，在与基板(P2)相对置的位置保持另一方的基板(P1)，该基板贴合装置还具备：压力检测部(4)，检测真空腔(1)内的压力；以及判定部(150)，根据在真空腔(1)内的减压时通过压力检测部(4)检测的压力的变化来判定基板(P1)从保持部(2)的脱离导致的异常的有无。

Description

基板贴合装置以及基板贴合方法

技术领域

本发明涉及一种例如在真空室内经由粘接剂来进行基板的贴合的基板贴合装置以及基板贴合方法。

背景技术

构成光盘等记录介质的基板、构成液晶显示器的液晶模块、触摸面板、背光、保护面板等的基板是相互地以粘接剂来贴合的。另外，液晶模块、有机EL模块等也是例如通过贴合玻璃基板来制造的。在用于进行这种贴合的贴合装置中保持基板的工序不可或缺。一般作为保持基板的方法，有真空吸附的方法、机械吸盘的方法、静电吸盘的方法等。

并且，在如上述那样的基板的制造工艺中，为了气泡的排除等有时需要在真空中贴合基板。因此，保持装置在真空室内将从上方保持基板。例如，在专利文献1中记载了如下技术：考虑在真空中真空吸附变得失效，保持装置在大气压下进行基于真空吸附的吸附、在减压下切换为基于静电吸附的吸附。

专利文献1：日本特开2002-229044号公报

发明内容

(发明要解决的问题)

在真空室内有时在进行正常的贴合之前基板从保持装置掉落。在这种情况下，需要快速地检测掉落来进行使流水线等停止的操作。

这样，为了判断真空室内的掉落的有无，需要在真空室预先设置窗口，以便能够从外面进行确认。或者需要以触摸传感器、光学传感器来检测上侧的基板的位置。

但是，在真空室设置窗口时，由于模糊不清等，也未必能够对室内进行视觉辨认。另外，操作者始终从窗口监视是不现实的。而且，在现有的真空室中设置窗口需要花费成本。另一方面，在基于触摸传感器、光学传感器的情况下也需要对现有的设备附加新的检测装置，需要花费成本。

本发明是为了解决如上述那样的以往技术的问题点而提出的，其目的在于提供一种能够以简易且廉价的结构来可靠地检测基板的掉落的基板贴合装置以及基板贴合方法。

(解决问题的方案)

为了达成如上述那样的目的，本发明提供一种基板贴合装置，在真空室内将至少一对基板经由附着在双方或者一方的基板上的粘接剂来进行贴合，该基板贴合装置的特征在于，在所述真空室内具备：支撑部，支撑一方的基板；保持部，在与被所述支撑部支撑的基板相对置的位置保持另一方的基板；以及驱动部，通过驱动所述支撑部以及所述保持部中的至少一方来贴合一对基板，该基板贴合装置具备：压力检测部，检测所述真空室内的压力；以及判定部，根据在所述真空室内的减压时通过所述压力检测部检测的压力的变化来判定所述另一方的基板从所述保持部脱离导致的异常的有无。

其它的方式的特征在于，具备：基准信息存储部，存储成为所述压力的变化是正常还是异常的判定的基准的基准信息；以及比较部，比较通过所述压力检测部检测的压力的变化与所述基准信息，所述判定部设定为根据所述比较部的比较结果来判定异常的有无。

在如以上那样的发明中，根据真空室内的压力的变化来检测基板从保持部的脱离，因此也不需要在真空室设置窗口或操作者始终从窗口进行监视。如果利用设置在贴合装置的真空室的压力检测部，则也不需要追加新的检测器。

其它的方式的特征在于，所述基准信息包含规定的压力下降速度。

在以上的方式中，在真空室内的压力下降速度比正常的情况还快的情况或者与异常的情况的速度近似的情况下，能够判定为异常。

其它的方式的特征在于，所述基准信息包含规定的压力变化的波形。

在以上的方式中，在真空室内的压力变化的波形中存在不规则的紊乱的情况或者与异常的情况的波形近似的情况下，能够判定为异常。

其它的方式的特征在于，所述基准信息包含规定的压力变化曲线及其斜率。

在以上的方式中，在真空室内的压力变化曲线与斜率没有正常时的变化的情况或者存在与异常的变化近似的变化的情况下，能够判定为异常。

其它的方式的特征在于，所述压力变化信息包含规定的最终的到达压力。

在以上的方式中，在与正常时的最终的到达压力不同的情况、或者与异常时的最终的到达压力近似的情况下，能够判定为异常。

其它的方式的特征在于，所述保持部具备真空吸附部，所述压力变化信息包含规定的压力上升。

在以上的方式中，在由于基板从保持部脱离而开放真空吸附部导致存在真空室内的急剧的压力上升的情况下，能够判定为异常。

此外，上述的各方式还能够构成基板贴合方法的发明。

如以上说明那样，根据本发明提供一种能够以简易且廉价的结构来可靠地检测基板的掉落的基板贴合装置以及基板贴合方法。

附图说明

图1是表示本发明的贴合装置的一个实施方式中的基板的搬入时(A)、吸真空时(B)、基板掉落时(C)的纵截面图。

图2是表示图1的实施方式中的控制装置的结构的框图。

图3是表示图1的实施方式中的贴合的流程的流程图。

图4是表示基板掉落的情况和正常的情况下的压力变化的一个例子的说明图。

附图标记说明

1：真空腔；2：保持部；3：支撑部；4：压力检测部；5：输入部；6：输出部；7：驱动部；11：上部容器；12：下部容器；100：控制装置；110：存储部；120：计算部；130：抽取部；140：比较部；150：判定部；160：指示部。

具体实施方式

接着，参照附图具体地说明本发明的实施方式(下面称作实施方式)。

[A.实施方式的结构]

首先，参照图1以及图2来说明本实施方式的基板贴合装置(下面称作本装置)的结构。本装置例如是将一对基板P1、P2经由粘接剂R来进行贴合的装置。作为粘接剂R，例如使用紫外线固化型的树脂。

即，如图1以及图2所示，本装置具备有真空腔1、保持部2、支撑部3、控制装置100、压力检测部4、输入部5、输出部6、以及驱动部7等。真空腔1由上部容器11和下部容器12构成，通过由未图示的升降机构进行上下的上部容器11与下部容器12接合来在内部形成真空室。该真空室通过连接在未图示的真空源来构成为能够进行减压。

保持部2是保持基板P1的结构部。作为该保持部2，例如能够应用静电吸盘、机械吸盘、真空吸盘、粘接吸盘等当前或者将来能够使用的所有的保持装置。也能够并用多个吸盘。另外，保持部2为了在真空室内将基板P1按压到基板P2，设置成通过未图示的升降机构能够与上部容器11独立开来进行升降。

支撑部3是支撑贴合到基板P1的基板P2的结构部。此外，在基板P2的上表面在前工序中涂布了粘接剂R。另外，压力检测部4是检测真空室内的压力的传感器。如果能够检测减压时的真空室内的压力，则压力检测部4设置在哪里都可以。其数量也没有被限定。

控制装置100是控制本装置的整体的工作的装置。如图2所示，在该控制装置100中除了上述的压力检测部4之外还连接了输入部5、输出部6以及驱动部7等。

输入部5是输入在本装置中成为必要的数据、设定、动作指示等的各种的信息的结构部。作为输入部5，包含操作按钮、触摸面板、键盘、鼠标等当前或者将来能够使用的所有的输入装置。

输出部6是输出本装置的动作状态、判定结果等的结构部。作为输出部6，包含显示器、打印机等当前或者将来能够使用的所有的输出装置。

驱动部7广泛包含升降机构等、用于驱动本装置的各部的驱动机构。此外，关于使真空源进行工作的机构等，也包含在通过控制装置100来控制的驱动部7中。

而且，控制装置100为了根据从压力检测部4检测的压力的变化来判定异常而具备有如下的结构。此外，简化控制装置100中的控制作为通常的贴合装置的动作的部分的说明。即，控制装置100具有：存储部110、计算部120、抽取部130、比较部140、判定部150、以及指示部160等。

存储部110是存储本装置所需的信息的处理部。作为存储在该存储部110的信息，例如包含检测压力变化信息、基准信息、设定信息等。

检测压力变化信息是表示通过压力检测部4检测的压力及其变化的信息。检测压力变化信息例如包含随着时间的经过而继续检测的压力的集合以及据此生成的各种数据。在这种数据中至少包含压力变化方式、压力变化速度、压力波形、压力变化曲线及其斜率、到达压力等。

基准信息是成为用于判定基板P1从保持部2脱离造成的异常的基准的信息。在该基准信息中，例如包含正常时压力变化信息、异常时压力变化信息。正常时压力变化信息是表示正常时所示的压力变化的信息。在该信息与检测压力变化信息近似的情况下可以说是正常，在不同的情况下可以说是异常。

该正常时压力变化信息例如包含正常时随着时间的经过而继续表示的压力的集合以及基于此的各种数据。在这种数据中，至少包含正常时的压力变化方式、压力变化速度、压力波形、压力变化曲线及其斜率、到达压力等。

该正常时压力变化信息既可以是预先从输入部5等输入，也可以是如后述那样根据过去的正常时通过压力检测部4检测的压力来制作。

异常时压力变化信息例如包含异常时随着时间的经过而继续表示的压力的集合以及基于此的各种数据。在这种数据中，至少包含异常时的压力变化方式、压力变化速度、压力波形、压力变化曲线及其斜率、到达压力等。

该异常时压力变化信息既可以是预先从输入部5等输入，也可以是如后述那样根据过去的异常时通过压力检测部4检测的压力来制作。

而且，设定信息是与本装置所需的各种设定有关的信息。例如，可以考虑驱动部7的各部分的工作定时、压力检测部4进行压力检测的时间或定时、通过计算部120生成的信息以及生成定时、抽取部130的抽取对象、比较部140的比较对象、判定部150的判定基准(阈值等)、指示部160的动作指示内容等。

计算部120是通过根据由压力检测部4检测的压力、存储在存储部110的信息等计算各种数据来生成异常的判定所需的信息的处理部。即，计算部120根据通过压力检测部4检测的压力还能够生成检测压力变化信息、正常时压力变化信息、异常时压力变化信息中的任意信息。

例如，能够根据通过压力检测部4检测的压力来求出压力变化方式、压力变化速度、压力波形、压力变化曲线及其斜率、到达压力等。另外，能够根据过去的正常时或者异常时通过压力检测部4检测的压力来求出正常时或者异常时的压力变化方式、压力变化速度、压力波形、压力变化曲线及其斜率、到达压力等。也可以使用过去的多次的检测值的平均值等。

抽取部130是根据设定信息来从存储部110抽取异常判断所需的信息的处理部。比较部140是根据设定信息来比较检测压力变化信息和正常时压力变化信息或者异常时压力变化信息的处理部。判定部150是根据比较部140的比较结果来判定异常的处理部。指示部160是根据设定信息来向驱动部7输出指示信号的处理部。

这种控制装置100例如能够通过专用的电子电路或者以规定的程序进行动作的计算机等来实现。因而，在下面说明的过程中用于控制本装置的动作的计算机程序以及记录了该计算机程序的记录介质也是本发明的一个方式。

[B.实施方式的作用]

[1.贴合过程]

与图1以及图2一起参照图3的流程图来说明如以上那样的本实施方式的基板的贴合过程。首先，如图1(A)所示，使真空腔1的上部容器11上升来从下部容器12分开，成为大气开放的状态。

并且，基板P1通过未图示的搬送装置被输送到大气开放的真空腔1内，其上表面被保持部2保持。另一方面，在下部容器12的支撑部3载置有通过分配器(dispenser)预先涂布了粘接剂的基板P2。

接着，如图1(B)所示，驱动部7使上部容器11下降来与下部容器12密接，对真空腔1内进行密封(步骤301)。之后，通过真空源来开始内部的吸真空(减压)(步骤302)。伴随这种吸真空的开始，进行压力检测部4的压力检测(步骤303)。

此时检测的压力作为检测压力变化信息而存储在存储部110(步骤304)。与此同时，根据检测的压力通过计算部120来生成成为与基准信息进行比较的比较对象的信息，这也作为检测压力变化信息而存储在存储部110。

比较部140比较存储在存储部110的检测压力变化信息与基准信息(步骤305)。判定部150根据该比较结果来判定是否异常(步骤306)。

在判定为异常的情况下(步骤306的YES)，作为存在基板P1的掉落，通过输出部6输出异常来向操作者报告异常(步骤315)。另外，驱动部7停止吸真空而导入大气(步骤316)，使上部容器11上升(步骤314)。

在判定为正常的情况下(步骤306的NO)，驱动部7通过在预先设定的贴合定时(步骤307的YES)使保持部2下降来将基板P1贴合到基板P2(步骤308)。并且，驱动部7停止吸真空而导入大气(步骤309)。

而且，比较目前为止的检测压力变化信息与基准信息(步骤310)，进行是否异常的判定(步骤311)。在判定为异常的情况下(步骤311的YES)，通过输出部6输出异常来向操作者报告异常(步骤312)。并且，驱动部7使保持部2以及上部容器11上升(步骤313、314)。

在判定为正常的情况下(步骤311的NO)，设为正常地完成贴合，驱动部7使保持部2以及上部容器11上升(步骤313、314)。此外，被报告了异常的操作者能够进行使装置或者流水线停止来取出基板P1、P2等的应对。还能够设定为在判定了异常的时刻由驱动部7使装置或者流水线停止。

[2.异常判定处理]

下面说明上述的异常判定处理的具体例。此外，图4是实际地检测了从真空腔内的减压开始到停止为止的压力的曲线。实线表示引起基板P1的掉落的腔C1的压力变化，虚线表示正常的腔C2的压力变化。特别是，应该设为比较部140的比较对象的是被一点划线包围的部分的压力变化。此外，双线表示保持部2的下降开始时。

[2-1.压力下降速度]

说明作为比较部140的比较对象而使用了压力下降速度的一个例子。例如，在进行正常的贴合的情况下，能够在到达充分的真空(减压状态)之后将基板P1按压到基板P2。

但是，在基板P2的上表面涂布了树脂(resin)的粘接剂R的情况下，如图1(B)所示，由于从粘接剂R产生的释放气体G，阻碍真空室内的减压，压力下降速度变慢。

但是，当在贴合前基板P1从保持部2脱离而掉落时，如图1(C)所示，粘接剂R的表面被基板P1覆盖。由此，在比正常的贴合更早的阶段暴露在真空中的粘接剂R的表面积变小，因此释放气体G的量减少。

因而，当存在基板P1的掉落时，与正常的情况相比真空室内的压力下降速度变得更快。例如在图4中，与腔C2的缓慢的压力下降速度相比，在腔C1的压力下降速度中存在非常快的部分。

因此，将比较部140的比较对象设定为检测压力的下降(变化)速度、正常时的压力下降(变化)速度。并且，判定部150在通过比较部140进行比较的检测压力的下降速度与正常时的压力下降速度之差比规定的阈值还大的情况下，能够判定为基板P1掉落。

[2-2.压力波形]

当导致基板P1掉落之后继续真空室内的排气时，如图1(C)所示，从夹在上下的基板P1、P2的粘接剂R的侧面不规则地吐出封闭在内侧的释放气体G。因此，在检测了真空室内的压力变化的波形中产生不规则的紊乱。例如在图4中，与腔C2的压力波形相比，在腔C1的压力波形中存在不规则地紊乱的部分。

因此，将比较部140的比较对象设定为检测压力的波形、正常时的压力波形。并且，判定部150在通过比较部140进行比较的检测压力的波形与正常时的压力波形的不同比规定的阈值还大的情况下，能够判定为基板P1掉落。

[2-3.压力变化方式]

作为保持部2保持基板P1的保持装置，在贴合时的真空室内压力低的情况下在真空吸附(吸盘)装置中无法进行保持。但是，为了基板P1的供给、搬出时的保持，使用并用了真空吸附功能和其它保持装置的功能的装置的情况也多。

在这种情况下，当在基板P1的供给时进行真空吸附，以保持将吸附面压接到基板P1的状态对真空室内进行排气时，有时与吸附流水线内部相比真空室内的压力变低。在该状态下基板P1掉落时，由于基板P1从真空吸附面离开，吸附流水线的口露出在真空室内，真空室内的压力瞬间上升。

因此，将比较部140的比较对象设定为检测压力的变化方式和正常时的压力变化方式。并且，判定部150在通过比较部140进行比较的检测压力变化方式中存在正常时的压力变化方式中没有的压力上升的情况下，能够判定为基板P1掉落。

[2-4.压力变化曲线与斜率]

如上述那样，在进行了正常的贴合的情况下，当将基板P1压接到基板P2时首先粘接剂的表面被基板P1覆盖。因此，在该定时下来自粘接剂表面的释放气体G急剧减少，到该时刻为止的压力变化曲线与斜率发生变化。

因此，将比较部140的比较对象设定为检测压力的变化曲线与斜率、正常时的压力变化曲线与斜率。并且，判定部150在通过比较部140进行比较的压力变化曲线与斜率中没有与正常时相当的压力变化曲线与斜率的情况下，能够判定为基板P1掉落。

[2-5.到达压力]

如图4所示，在存在基板P1的掉落的情况下，最终的到达压力变得比正常时还低。因此，将比较部140的比较对象设定为检测压力的最终的到达压力、正常时的最终的到达压力。并且，判定部150在通过比较部140进行比较的检测压力的最终的到达值与正常时相比的值比规定的阈值还低的情况下，能够判定为基板P1掉落。此外，该到达压力的判定能够通过与上述的各种判定的组合来提高判定精度。

[C.实施方式的效果]

根据如以上那样的本实施方式，能够根据真空室内的压力的变化来检测基板P1从保持部2的掉落，因此不需要在真空室设置窗口或由操作者始终监视窗口。另外，如果利用设置在一般的贴合装置的真空室的压力传感器，则不需要新追加特别的检测器。这样，能够以简易且廉价的结构来可靠地检测基板P1的掉落。

[D.其它的实施方式]

本发明不限于上述的实施方式。例如，在上述的实施方式中，举出根据检测压力变化信息和正常时的压力变化信息的不同来判定异常的例子。但是，也可以根据检测压力变化信息与异常时的压力变化信息的近似(是否在阈值内等)来判定异常。

另外，在上述的实施方式中，将成为与检测压力的比较对象的压力变化信息以正常时和异常时这样的表现来进行区别。但是，实际上并非必须附加与这种赋予意义有关的信息。例如，只是作为基准信息将规定的信息存储在存储部，根据该压力变化信息与检测压力的变化是不同还是近似等来进行判定即可。

另外，也能够通过将上述的判定方法中的任一个组合而使用来提高判定的精度。

另外，上述的检测压力变化信息、基准信息、用于判定的阈值、其它的设定值等、本发明中使用的信息的具体的内容、值是自由的，不限于特定的内容、数值。

另外，在对于阈值的大小判断、一致不一致的判断等中，作为以上、以下而是否判断为包含该值、作为更大、更小而是否判断为不包含该值，也是自由的。

另外，作为存储部，能够应用当前或者将来能够使用的所有的寄存器、存储器、磁盘等的存储介质，不论内置还是自由装卸。并且，存储在存储部的各种的信息也可以是经由通信网络来从外部输入。控制装置的全部或者一部分也可以是经由处于远程的通信网络来连接。

另外，用于贴合基板的结构也不限于上述的结构。为了进行贴合，既可以移动基板中的任一方、也可以移动双方。例如，既可以是上述的支撑部通过升降机构使基板上升来贴合到保持于保持部的基板的结构，也可以是保持部以及支撑部的双方都通过升降机构移动基板来贴合的结构。

另外，对于粘接剂向基板的供给、基板的搬送，也能够应用当前或者将来能够使用的所有的方法、装置。在上述的实施方式中，涂布粘接剂的基板是下侧，但是也可以是上侧，也可以是两者。不限于一对，也能够应用于贴合多个基板的装置。真空室也只要构成能够设为真空的空间即可。既可以是下侧的部件升降来进行密闭、开放的结构，也可以是只开闭基板的通路的结构。

另外，还可以考虑将上述的作业的一部分通过手动来进行的方法。例如，向基板供给粘接剂等也能够由操作者使用用于涂布、滴下等的工具来进行。基板的搬入、搬出也能够由操作者来进行。

另外，使用的粘接剂的种类不限于紫外线固化的树脂。能够应用通过其它电磁波而固化的树脂、热固化型树脂等、所有的种类的粘接剂。

另外，成为本发明的应用对象的基板只要是能够成为贴合对象的基板，则不论其大小、形状、材质等。也不论连接端子、导电膜、记录膜、挠性基板的有无等、结构上的不同。例如，也能够应用于构成显示装置的模块、操作用的触摸面板、保护面板等的贴合。另外，也能够应用于半导体晶片、构成光盘的各种基板。贴合的基板也可以不是相同的大小。

即，本发明能够应用于在贴合工序中需要检测从保持部脱离导致的异常的所有的基板。

Claims (13)

1.一种基板贴合装置，在真空室内将至少一对基板经由附着在双方或者一方的基板上的粘接剂来进行贴合，该基板贴合装置的特征在于，

在所述真空室内具备：

支撑部，支撑一方的基板；

保持部，在与被所述支撑部支撑的基板相对置的位置保持另一方的基板；以及

驱动部，通过驱动所述支撑部以及所述保持部中的至少一方来贴合一对基板，

该基板贴合装置具备：

压力检测部，检测所述真空室内的压力；以及

判定部，根据在所述真空室内的减压时通过所述压力检测部检测的压力的变化来判定所述另一方的基板从所述保持部脱离导致的异常的有无。

2.根据权利要求1所述的基板贴合装置，其特征在于，还具备：

基准信息存储部，存储成为所述压力的变化是正常还是异常的判定的基准的基准信息；以及

比较部，比较通过所述压力检测部检测的压力的变化与所述基准信息，

所述判定部设定为根据所述比较部的比较结果来判定异常的有无。

3.根据权利要求2所述的基板贴合装置，其特征在于，

所述基准信息包含规定的压力下降速度。

4.根据权利要求2所述的基板贴合装置，其特征在于，

所述基准信息包含规定的压力变化的波形。

5.根据权利要求2所述的基板贴合装置，其特征在于，

所述基准信息包含规定的压力变化曲线及其斜率。

6.根据权利要求2所述的基板贴合装置，其特征在于，

所述基准信息包含规定的最终的到达压力。

7.根据权利要求2所述的基板贴合装置，其特征在于，

所述保持部具备真空吸附部，

所述基准信息包含规定的压力上升。

8.一种基板贴合方法，在真空室内将至少一对基板经由附着在双方或者一方的基板上的粘接剂来进行贴合，该基板贴合方法的特征在于，

在真空室内，

支撑部支撑一方的基板，

保持部保持另一方的基板，

根据真空室内的减压时的压力的变化来判定基板从保持部脱离导致的异常的有无。

9.根据权利要求8所述的基板贴合方法，其特征在于，

在真空室内的压力下降速度比正常的情况还快的情况下判定为异常。

10.根据权利要求8所述的基板贴合方法，其特征在于，

在真空室内的压力变化的波形中存在不规则的紊乱的情况下判定为异常。

11.根据权利要求8所述的基板贴合方法，其特征在于，

在真空室内的压力变化曲线与斜率中没有正常时的变化的情况下判定为异常。

12.根据权利要求8所述的基板贴合方法，其特征在于，

在真空室内的最终的到达压力比正常的情况还低的情况下判定为异常。

13.根据权利要求8所述的基板贴合方法，其特征在于，

保持部具备真空吸附部，

在存在真空室内的急剧的压力上升的情况下判定为异常。

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