CN109801856B - 元件保持装置及元件接合系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供元件保持装置及元件接合系统。课题在于通过简单的结构而实现接合作业中的适当的作业状态。本发明的元件保持装置保持被接合体通过接合材料而接合于接合体上的接合工件，所述元件保持装置具备：配置箱，在内部空间配置有接合工件；及盖，隔着密封部件而与配置箱结合，在配置箱或盖中的至少一方设置有：连结部，设为能够弹性变形或能够伸缩；支承部，连结有连结部的一端部；及可动部，连结有连结部的另一端部，并伴随连结部的变形或伸缩而能够相对于支承部向上下方向移动，在配置箱和盖结合的状态下，内部空间形成为密闭空间。

Description

元件保持装置及元件接合系统

技术领域

本发明涉及一种元件保持装置，该元件保持装置保持被接合体通过接合材料而接合于接合体的接合工件。

背景技术

作为将半导体元件等被接合体例如电子元件接合于接合体例如基板上的方法，有使用了焊料的接合方法。使用了焊料的接合方法在以下等方面具有优点：在短时间内能够接合电子元件；焊料对伴随温度变化而生成的热变形具有高的可靠性；通过回焊能够一次接合多个电子元件。

然而，使用了焊料的接合方法中在以下等方面具有缺点：难以以微细的间隔接合电子元件的多个电极端子；焊料的导电性和导热性比银等低。

另一方面，作为将电子元件等被接合体接合于基板等接合体上的方法，有基于通过加热和加压或赋予超声波振动而进行接合的固相扩散接合的方法(例如参考专利文献1)。

基于固相扩散接合的方法是利用了在通过一定条件下的加热和加压而不熔融的金属(电极)之间产生的原子的扩散现象的接合方法，通常，在比该金属的熔点低几百度的温度条件下进行，与使用了焊料的接合方法相比能够降低接合作业中的温度。

基于这种固相扩散接合的方法中，例如有在电子元件的电极端子与基板的电极之间涂布金属浆料，并烧结金属浆料而进行接合的方法。

基于固相扩散接合的方法具有以下优点：具有良好的耐热性，并且能够确保高的导电性和导热性。因此，固相扩散接合是除了尤其需要良好的热特性及电特性的SiC(碳化硅)和GaN(氮化镓)等下一代功率半导体以外，还在高亮度LED(Light Emitting Diode：发光二极管)的连接LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)中的接合等宽范围的领域中能够使用的接合方法。

另一方面，固相扩散接合还具有以下缺点：需要高的压力，并且为了产生充分的扩散反应而需要比基于焊料的接合时间更长时间等。

并且，作为将电子元件等被接合体接合于基板等接合体上的方法，也有基于破坏表面覆膜的液相扩散的方法。基于液相扩散的方法是将含有多种金属的金属浆料等作为接合材料，通过使低熔点的金属熔融并扩散而进行接合的方法，能够使再熔融温度比低熔点的金属及焊料的熔点更高。

在接合材料、接合体、被接合体的表面存在氧化覆膜的情况下，通过固相扩散接合难以使接合体与被接合体进行接合，但在基于液相扩散的方法中，能够通过破坏接合材料的表面覆膜并生成新形成表面而进行接合。作为在接合材料中生成新形成表面的方法，有施加超声波振动的方法、以及通过加热和加压使金属变形而破坏覆膜的方法等。

在液相扩散接合中，使接合材料中所含有的低熔点的金属熔融，使高熔点的接合材料与接合体的金属彼此迅速扩散，并且使高熔点的接合材料与被接合体的金属彼此迅速扩散，生成合金(金属间化合物)，由此进行接合。所生成的合金在冷却并固化之后成为高熔点的焊料，在低熔点的金属的温度下不会再熔融，液相扩散接合也称为过渡液相(TLP：Transient Liquid Phase)烧结。

并且，作为基于扩散接合的方法，也有在夹持被接合体和接合体而进行定位的状态下进行加压，放入真空炉等中进行加热并接合的方法(例如参考专利文献2)。

专利文献1：日本特开2010-118534号公报

专利文献2：日本特开2014-179422号公报

如上所述的基于焊料和扩散的接合方法中，需要对接合体与被接合体的接合部分(电极端子和电极)或接合材料进行加热及加压，在进行加热及加压时，被接合体需要保持在接合体的适当的位置上。并且，希望在接合材料、接合体、被接合体的表面不存在氧化膜的状态下进行被接合体对接合体的接合，然而，作为进行接合作业的环境，在真空、不活性气体、还原性气体的气氛中进行。

由此，需要在被接合体相对于接合体的适当的位置或适当的环境得到确保的状态下进行基于焊料和扩散的接合作业，并希望通过简单的结构来确保这种位置和环境。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上述问题，并通过简单的结构来实现接合作业中的适当的作业状态。

第1发明为一种本发明所涉及的元件保持装置，其保持被接合体通过接合材料而接合于接合体上的接合工件，所述元件保持装置具备：配置箱，在内部空间配置有所述接合工件；及盖，隔着密封部件而与所述配置箱结合，在所述配置箱或所述盖中的至少一方设置有：连结部，设为能够弹性变形或能够伸缩；支承部，连结有所述连结部的一端部；及可动部，连结有所述连结部的另一端部，并伴随所述连结部的变形或伸缩而能够相对于所述支承部向上下方向移动，在所述配置箱和所述盖结合的状态下，所述内部空间形成为密闭空间。

由此，在可动部能够向上下方向移动的状态下，接合工件配置于因配置箱和盖结合而形成为密闭空间的内部空间。

第2发明为上述本发明所涉及的元件保持装置，其中，优选所述支承部、所述可动部及所述连结部设置在所述盖上。

由此，在可动部移动时，接合工件不移动。

第3发明为上述本发明所涉及的元件保持装置，其中，优选在所述配置箱和所述盖结合的状态下，所述被接合体被所述可动部按压。

由此，在被接合体接合于接合体之前，被接合体不会相对于接合体位移而产生位置偏离。

第4发明为上述本发明所涉及的元件保持装置，其中，优选作为所述连结部而使用通过金属材料而形成的波纹部件。

由此，支承部和可动部通过金属材料而连结。

第5发明为上述本发明所涉及的元件保持装置，其中，优选所述可动部通过具有导热性的材料而形成。

由此，在可动部接合于接合工件的状态下，能够经由可动部向接合工件传递热量。

第6发明为上述本发明所涉及的元件保持装置，其中，优选具有加热器的压头按压于所述可动部，由此所述压头的压力经由所述可动部而赋予到所述接合工件，所述加热器的热量经由所述可动部而传递到所述接合工件。

由此，在可动部接合于接合工件的状态下，接合工件被加压及加热。

第7发明为上述本发明所涉及的元件保持装置，其中，优选所述配置箱通过具有导热性的材料而形成，在所述压头按压于所述可动部的状态下，所述配置箱载置于具有加热器的加热台上。

由此，接合工件通过压头和加热台而被加热。

第8发明为上述本发明所涉及的元件保持装置，其中，优选所述内部空间设为真空。

由此，在内部空间设为真空的状态下进行被接合体对接合体的接合作业，因此能够抑制在被接合体的接合部分、接合体的接合部分及接合材料的表面产生氧化膜。

第9发明为上述本发明所涉及的元件保持装置，其中，优选所述内部空间被填充具有还原作用的气体。

由此，在内部空间被填充具有还原作用的气体的状态下进行被接合体对接合体的接合作业，因此能够去除在被接合体的接合部分、接合体的接合部分及接合材料的表面生成的氧化膜。

第10发明为上述本发明所涉及的元件保持装置，其中，优选所述内部空间被填充不活性气体。

由此，在内部空间被填充有不活性气体的状态下进行被接合体对接合体的接合作业，因此能够抑制在被接合体的接合部分、接合体的接合部分及接合材料的表面生成氧化膜。

第11发明为本发明所涉及的元件接合系统，其具备：元件保持装置，保持被接合体通过接合材料而接合于接合体上的接合工件；及加热加压装置，通过压头对所述元件保持装置进行加热及加压，所述元件保持装置具备：配置箱，在内部空间配置有所述接合工件；及盖，隔着密封部件而与所述配置箱结合，在所述配置箱或所述盖中的至少一方设置有：连结部，设为能够弹性变形或能够伸缩；支承部，连结有所述连结部的一端部；及可动部，连结有所述连结部的另一端部，并伴随所述连结部的变形或伸缩而能够相对于所述支承部向上下方向移动，在所述配置箱和所述盖结合的状态下，所述内部空间形成为密闭空间，在通过被所述压头按压而移动的所述可动部来按压所述接合工件的状态下进行加压及加热。

由此，在元件保持装置中，在可动部能够向上下方向移动的状态下，在因配置箱和盖结合而形成为密闭空间的内部空间配置有接合工件。

发明效果

根据本发明的元件保持装置及元件接合系统，在可动部能够向上下方向移动的状态下，在因配置箱和盖结合而形成为密闭空间的内部空间配置有接合工件，因此通过简单的结构能够实现接合作业中的适当的作业状态。

附图说明

图1是与图2至图20一同表示本发明所涉及的元件保持装置及元件接合系统的图，该图是元件保持装置的分解立体图。

图2是在配置箱和盖分离的状态下表示的元件保持装置的剖视图。

图3是在盖与配置箱结合的状态下表示的元件保持装置的剖视图。

图4是表示盖与配置箱结合，且被接合体通过盖而被按压的状态的元件保持装置的剖视图。

图5是在盖打开的状态下表示第1变形例所涉及的元件保持装置的剖视图。

图6是在盖关闭的状态下表示第1变形例所涉及的元件保持装置的剖视图。

图7是表示第2变形例所涉及的元件保持装置的剖视图。

图8是表示第3变形例所涉及的元件保持装置的剖视图。

图9是表示第4变形例所涉及的元件保持装置的剖视图。

图10是表示第5变形例所涉及的元件保持装置的剖视图。

图11是表示接合系统的立体图。

图12是在载置元件保持装置之前的状态下表示加热加压装置的一部分的放大立体图。

图13是在载置了元件保持装置的状态下表示加热加压装置的一部分的放大立体图。

图14是表示输送部的动作开始之前的状态的俯视图。

图15是紧接着图14表示输送部进行动作且一个元件保持装置向前方移动的状态的俯视图。

图16是紧接着图15表示在输送部等进行旋转的中途的状态的俯视图。

图17是紧接着图16表示输送部等旋转了180度的状态的俯视图。

图18是紧接着图17表示另一个元件保持装置向后方移动的状态的俯视图。

图19是紧接着图18表示可动部通过压头而被按压且接合工件被加压的状态的剖视图。

图20是表示另一加热加压装置的例子的立体图。

标号说明

1-元件保持装置，2-配置箱，2a-内部空间，3-盖，4-密封部件，7-支承部，8-可动部，9-连结部，1A-元件保持装置，2A-配置箱，1B-元件保持装置，2B-配置箱，3B-盖，7B-支承部，8B-可动部，1C-元件保持装置，2C-配置箱，3C-盖，7C-支承部，8C-可动部，1D-元件保持装置，2D-配置箱，3D-盖，20-加热加压装置，31-压头，33-加热台，100-接合工件，101-接合体，102-被接合体，200-接合系统，1X-元件保持装置，1Y-元件保持装置，20A-加热加压装置。

具体实施方式

以下，参考附图对用于实施本发明的元件保持装置及元件接合系统的方式进行说明。

＜元件保持装置的结构＞

首先，对元件保持装置1的结构进行说明(参考图1至图4)。

元件保持装置1具有配置箱2、盖3及密封部件4(参考图1及图2)。

配置箱2通过导热性高的金属材料形成为朝上方开口的浅的箱状，具有朝向上下方向的底壁部5和从底壁部5的外周部向上方突出的周壁部6。

底壁部5具有位于下侧的底面板部5a和安装于底面板部5a的上表面的下部工具5b。下部工具5b形成为平板状。另外，下部工具5b可以设为能够装卸于底面板部5a，也可以与底面板部5a形成为一体。

盖3具有形成为框状的支承部7、朝向上下方向的形成为平板状的可动部8、及连结支承部7和可动部8的连结部9。

可动部8通过导热性高的金属材料而形成，设为比支承部7的外部形状小，且比支承部7的内部形状大。

可动部8具有位于上侧的底板部8a和安装于底板部8a的下表面的上部工具8b、8b、……，上部工具8b、8b、……前后左右排列并安装于底板部8a。上部工具8b、8b、……形成为平板状。另外，上部工具8b、8b、……可以设为能够装卸于底板部8a，也可以与底板部8a形成为一体。

连结部9构成为在上下方向上能够弹性变形或能够伸缩。作为连结部9，例如使用称为波纹管的通过金属材料形成的波纹部件。连结部9整体形成为框状，上端部与支承部7的内周部中的下表面结合，下端部与可动部8的底板部8a的外周部中的上表面结合。因此，通过连结部9进行伸缩，可动部8设为能够相对于支承部7向上下方向移动。

如上所述，作为连结部9而使用通过金属材料形成的波纹部件，因此支承部7和可动部8通过金属材料而连结，能够确保支承部7的可动部8的稳定的连结状态。并且，由于连结部9通过金属材料形成，因此能够确保连结部9的高的耐久性及耐热性。

另外，连结部9若设为能够弹性变形或能够伸缩的结构，则并不限定于通过金属材料形成的波纹部件，可以是通过橡胶材料或树脂材料形成的波纹部件，也可以是通过橡胶等形成的环状(框状)弹性部件。

密封部件4例如通过橡胶材料形成为环状(框状)，形成为与配置箱2的周壁部6大致相同的大小。密封部件4安装于支承部7的下表面。另外，密封部件4也可以安装于周壁部6的上表面。并且，密封部件4也可以通过截面形成为中空状的具有弹性的金属材料形成。

元件保持装置1中设置有连通管10。连通管10例如安装于配置箱2的周壁部6。周壁部6上形成有与连通管10连通的未图示的流动孔，连通管10经由流动孔而与配置箱2的内部空间2a连通。另外，连通管10可以安装于盖3上，且盖3上可以形成有流动孔。该情况下，在盖3与配置箱2结合的状态下，连通管10经由盖3的流动孔而与内部空间2a连通。

连通管10上连接有弹簧夹11，通过弹簧夹11被操作而进行连通管10的开闭。

如上述构成的元件保持装置1的配置箱2中配置有接合工件100、100、……。接合工件100、100、……通过配置于配置箱2的内部空间2a并载置于下部工具5b上而保持于元件保持装置1中。另外，配置于内部空间2a的接合工件100的数量是任意的，可以是一个，也可以是多个。

接合工件100具有基板等接合体101和电子元件等被接合体102、102、……，被接合体102、102、……以接合于接合体101之前的状态配置于内部空间2a。被接合体102、102、……通过后述接合作业并通过未图示的接合材料而接合于接合体101。另外，接合于接合体101的被接合体102的数量是任意的，可以是一个，也可以是多个。

接合体101例如是基板或散热板等，被接合体102例如是电子元件等，具体而言，例如是需要良好的热特性及电特性的SiC(碳化硅)和GaN(氮化镓)等下一代功率半导体等。作为接合材料，例如可以使用焊料或金属浆料等。

被接合体102中例如设置在下表面侧的电极端子(凸块)通过接合材料而接合于设置在接合体101的上表面侧的电极，通过基于焊接、固相扩散、液相扩散的方法而进行接合。

被接合体102的电极端子和接合体101的电极例如通过铜或以铜作为主要成分的合金等而形成。接合材料是焊料或金属浆料，但焊料是锡、铅、铜、银、金、锌、锑、镍等的合金，金属浆料含有银、铜、铅、金、锡、铂或镍等的一种或多种金属，并具有一定的流动性。因此，被接合体102的电极端子、接合体101的电极及接合材料均有可能因接触到氧而在表面生成氧化膜，存在氧化膜使接合性降低的不良问题。

在元件保持装置1中，盖3设为能够装卸于配置箱2(参考图2及图3)。

盖3隔着密封部件4而与配置箱2结合，在盖3与配置箱2结合的状态下，通过未图示的锁定机构而保持盖3对配置箱2的结合状态。在盖3与配置箱2结合的状态下，密封部件4位于配置箱2的周壁部6与盖3的支承部7之间，支承部7的下表面从上方按压密封部件4，并且，密封部件4被周壁部6的上表面按压(参考图3)。

因此，密封部件4在弹性变形的状态下位于周壁部6与支承部7之间，配置箱2与盖3之间的空间通过密封部件4而密封。由于配置箱2与盖3之间的空间通过密封部件4而密封，因此内部空间2a被设为密闭空间。

此时，盖3中可动部8位于周壁部6的内侧，上部工具8b、8b、……分别位于接合工件100、100、……的正上方。可动部8设为上部工具8b、8b、……的下表面例如从被接合体102、102、……的上表面朝上方隔开的状态。若可动部8相对于支承部7向下方移动，则连结部9伸长，上部工具8b、8b、……从上方按压于被接合体102、102、……。

另外，在盖3与配置箱2结合的状态下，可动部8可以设为上部工具8b、8b、……的下表面与被接合体102、102、……的上表面接触，且被接合体102、102、……被可动部8按压的状态(参考图4)。此时，设为不会从可动部8对被接合体102、102、……赋予朝下方的按压力的状态，或者以极小的力赋予的状态。

在如此结合了配置箱2和盖3的状态下，通过设为被接合体102、102、……被可动部8按压的状态，被接合体102、102、……在接合于接合体101之前，被接合体102、102、……不会相对于接合体101进行位移而产生位置偏离，通过接合作业能够确保被接合体102、102、……对接合体101的良好的接合状态。

另外，在被接合体102、102、……的平坦度低的情况下，当被接合体102、102……通过可动部8而被按压时，有可能导致被接合体102、102、……相对于接合体101、101、……倾斜，或者对被接合体102、102、……局部赋予高的压力。

因此，在存在这种可能性的情况下，在盖3与配置箱2结合的状态下可以使可动部8位于从被接合体102、102、……隔开的位置(参考图3)。

并且，在上部工具8b、8b、……与被接合体102、102、……之间，可以配置具有高传热性的未图示的片材。该情况下，上部工具8b、8b、……经由片材从上方按压于被接合体102、102、……。期待片材除了传热性以外，还具有耐热性及弹性(缓冲性)。

上部工具8b、8b、……经由片材而按压于被接合体102、102、……，由此，即使在被接合体102、102、……的上表面的平坦度低的情况下，也确保经由片材的上部工具8b、8b、……与被接合体102、102、……的良好的接触状态。因此，在对接合工件100、100、……进行后述加热及加压时，能够确保高传热性，并且能够赋予均匀的压力。

＜另一元件保持装置的结构＞

接着，对与元件保持装置1的结构不同的第1变形例所涉及的元件保持装置1A的结构进行说明(参考图5及图6)。

另外，与上述元件保持装置1相比，以下所示的元件保持装置1A的不同之处仅在于通过转动盖而装卸于配置箱，仅详细说明与元件保持装置1相比不同的部分，对其他部分标注与元件保持装置1中的相同的部分所标注的符号相同的符号，并省略说明。

元件保持装置1A具有配置箱2A、盖3及密封部件4。

配置箱2A具有底壁部5和周壁部6A。周壁部6A中内周侧的部分作为按压部6a而设置，外周侧的部分作为立壁部6b而设置。按压部6a的高度比立壁部6b低。

盖3其一端部支承于立壁部6b，以该一端部为支点能够转动地支承于配置箱2A。

密封部件4安装于按压部6a的上表面。另外，密封部件4也可以安装于盖3中的支承部7的下表面。

在元件保持装置1A中，盖3相对于配置箱2A向封闭内部空间2a的方向转动，从而隔着密封部件4而与配置箱2A结合(参考图6)。在盖3与配置箱2A结合的状态下，通过未图示的锁定机构而保持盖3对配置箱2A的结合状态。在盖3与配置箱2A结合的状态下，密封部件4位于配置箱2A的按压部6a与盖3的支承部7之间，支承部7的下表面从上方按压于密封部件4，并且密封部件4被按压部6a的上表面按压。

因此，密封部件4以弹性变形的状态位于按压部6a与支承部7之间，配置箱2A与盖3之间的空间通过密封部件4而被密封。由于配置箱2A与盖3之间的空间通过密封部件4而被密封，因此内部空间2a被设为密闭空间。

在元件保持装置1A中，盖3支承于配置箱2A上，且盖3不会从配置箱2A分离，因此能够防止盖3的丢失。

接着，对与元件保持装置1的结构不同的第2变形例所涉及的元件保持装置1B的结构进行说明(参考图7)。

另外，与上述元件保持装置1相比，以下所示的元件保持装置1B的不同点在于在配置箱中设置有支承部、可动部及连结部，因此仅详细说明与元件保持装置1相比不同的部分，对其他部分标注与元件保持装置1中的相同的部分所标注的符号相同的符号，并省略说明。

元件保持装置1B具有配置箱2B、盖3B及密封部件4。

配置箱2B具有形成为框状的支承部7B、朝向上下方向形成为平板状的可动部8B、及连结支承部7B和可动部8B的连结部9。

支承部7B具有形成为平板框状的底壁部7a和从底壁部7a的外周部向上方突出的周壁部7b。

可动部8B比周壁部7b的内部形状小，且比底壁部7a的内部形状大。可动部8B具有位于下侧的底板部8a和安装于底板部8a的上表面的下部工具8b。下部工具8b形成为平板状。另外，下部工具8b可以设为能够装卸于底板部8a，也可以与底板部8a形成为一体。

在连结部9中，上端部与可动部8B的底板部8a的外周部中的下表面结合，下端部与支承部7B的内周部中的上表面结合。因此，由于连结部9进行伸缩，因此可动部8B设为能够相对于支承部7B向上下方向移动。

盖3B具有位于上侧的平板状的顶壁部3a和安装于顶壁部3a的下表面的上部工具3b、3b、……。上部工具3b、3b、……形成为平板状。另外，上部工具3b、3b、……可以设为能够装卸于顶壁部3a，也可以与顶壁部3a形成为一体。

密封部件4安装于顶壁部3a的外周部中的下表面。另外，密封部件4也可以安装于周壁部7b的上表面。

在元件保持装置1B中，盖3B设为能够装卸于配置箱2B。

盖3B隔着密封部件4而与配置箱2B结合，在盖3B与配置箱2B结合的状态下，通过未图示的锁定机构而保持盖3B对配置箱2B的结合状态。在盖3B与配置箱2B结合的状态下，密封部件4位于配置箱2B中的支承部7B的周壁部7b与盖3B的顶壁部3a之间，顶壁部3a的下表面从上方按压于密封部件4，并且密封部件4被周壁部7b的上表面按压。

因此，密封部件4以弹性变形的状态位于顶壁部3a与周壁部7b之间，配置箱2B与盖3B之间的空间通过密封部件4而被密封。由于配置箱2B与盖3B之间的空间通过密封部件4而被密封，因此内部空间2a被设为密闭空间。

此时，上部工具3b、3b、……分别位于接合工件100、100、……的正上方。若可动部8B相对于支承部7B向上方移动，则连结部9伸长，被接合体102、102、……从下方按压于上部工具3b、3b、……。

接着，对与元件保持装置1的结构不同的第3变形例所涉及的元件保持装置1C的结构进行说明(参考图8)。

另外，与上述元件保持装置1相比，以下所示的元件保持装置1C的不同点在于在配置箱中设置有支承部、可动部及连结部，因此仅详细说明与元件保持装置1相比不同的部分，对其他部分标注与元件保持装置1中的相同的部分所标注的符号相同的符号，并省略说明。

元件保持装置1C具有配置箱2C、盖3C及密封部件4。

配置箱2C具有位于下侧的支承部7C、位于支承部7C的上侧的形成为框状的可动部8C、连结支承部7C和可动部8C的连结部9。

支承部7C具有位于下侧的底板部7c和安装于底板部7c的上表面的下部工具7d。下部工具7d形成为平板状。另外，下部工具7d可以设为能够装卸于底板部7c，也可以与底板部7c形成为一体。

可动部8C设为外部形状与支承部7C中的底板部7c的外部形状大致相同。

在连结部9中，上端部与可动部8C的下表面结合，下端部与支承部7C中的底板部7c的外周部中的上表面结合。因此，通过连结部9进行伸缩，可动部8C设为能够相对于支承部7C向上下方向移动。

盖3C具有位于上侧的平板状的顶壁部3a和安装于顶壁部3a的下表面的上部工具3b、3b、……。上部工具3b、3b、……形成为平板状。另外，上部工具3b、3b、……可以设为能够装卸于顶壁部3a，也可以与顶壁部3a形成为一体。

密封部件4安装于顶壁部3a的外周部中的下表面。另外，密封部件4也可以安装于可动部8C的上表面。

在元件保持装置1C中，盖3C设为能够装卸于配置箱2C。

盖3C隔着密封部件4而与配置箱2C结合，在盖3C与配置箱2C结合的状态下，通过未图示的锁定机构而保持盖3C对配置箱2C的结合状态。在盖3C与配置箱2C结合的状态下，密封部件4位于配置箱2C的可动部8C与盖3C的顶壁部3a之间，顶壁部3a的下表面从上方按压于密封部件4，并且密封部件4被可动部8C的上表面按压。

因此，密封部件4以弹性变形的状态位于顶壁部3a与可动部8C之间，配置箱2C与盖3C之间的空间通过密封部件4而被密封。由于配置箱2C与盖3C之间的空间通过密封部件4而被密封，因此内部空间2a被设为密闭空间。

此时，上部工具3b、3b、……分别位于接合工件100、100、……的正上方。若可动部8C相对于支承部7C向下方移动，则连结部9被压缩，盖3C与可动部8C成为一体向下方移动，上部工具3b、3b、……从上方按压于被接合体102、102、……。

另外，上述中示出在配置箱或盖中的一方设置有支承部、可动部及连结部的元件保持装置1、1A、1B的例子，但例如也可以使用在配置箱和盖这两者分别设置有支承部、可动部及连结部的结构的第4变形例所涉及的元件保持装置1D(参考图9)。

在元件保持装置1D中，配置箱2D设为与元件保持装置1B的配置箱2B相同的结构，盖3D设为与元件保持装置1的盖3相同的结构。因此，配置箱2D中设置有支承部7B、可动部8B及连结部9，盖3D上设置有支承部7、可动部8及连结部9。

在元件保持装置1D中，使可动部8B和可动部8中的任一个或两者移动，也能够使上部工具8b、8b、……按压于被接合体102、102、……，能够实现提高接合作业中的作业性的自由度。并且，通过后述加热加压装置进行接合作业时，在结构不同的各种加热加压装置中能够进行接合作业，能够实现提高通用性。

另外，与元件保持装置1A同样地，在上述元件保持装置1B、1C、1D中也能够设为盖相对于配置箱转动，且内部空间2a通过盖而开闭的结构。

接着，对与元件保持装置1的结构不同的第5变形例所涉及的元件保持装置1E的结构进行说明(参考图10)。

另外，与上述元件保持装置1相比，以下所示的元件保持装置1E的不同点在于盖的形状不同、以及连结部和密封部件的配置位置不同，因此仅详细说明与元件保持装置1相比不同的部分，对其他部分标注与元件保持装置1中的相同的部分所标注的符号相同的符号，并省略说明。

元件保持装置1E具有配置箱2E、盖3E及密封部件4。

配置箱2E具有底壁部5和周壁部6E。周壁部6E上形成有向内侧开口的环状配置用凹部6a。周壁部6E还发挥支承部的功能。

盖3E具有可动部8E和连结部9。另外，连结部9可以作为配置箱2E的结构的一部分而设置。

可动部8E具有朝向上下方向的底板部8a、安装于底板部8a的下表面的上部工具8b、8b、……、从底板部8a的外周部向上方突出的周板部8c、及从周板部8c的上端部向外侧伸出的框状板部8d。

在连结部9中，上端部与框状板部8d的下表面结合，下端部与配置箱2E中的周壁部6E的上表面结合。因此，通过连结部9进行伸缩，可动部8E设为能够相对于配置箱2E向上下方向移动。

密封部件4除了一部分以外以插入到配置用凹部6a中的状态配置于周壁部6E。密封部件4设为内周侧的部分从配置用凹部6a向内侧突出的状态。

盖3E被定位成周板部8c的外周面的一部分与周壁部6E的内周面的一部分对置的状态，并设为隔着密封部件4而与配置箱2E结合，且周板部8c在密封部件4上能够滑动的状态。在盖3E与配置箱2E结合的状态下，密封部件4以弹性变形的状态被周板部8c按压，配置箱2E与盖3E之间的空间通过密封部件4而被密封。由于配置箱2E与盖3E之间的空间通过密封部件4而被密封，因此内部空间2a被设为密闭空间。

此时，上部工具8b、8b、……分别位于接合工件100、100、……的正上方。若可动部8E相对于配置箱2E向下方移动，则连结部9被压缩，上部工具8b、8b、……从上方按压于被接合体102、102、……。在可动部8E相对于配置箱2E移动时，可动部8E的周板部8c在密封部件4上滑动。

另外，上述中示出在盖3E上设置有向上下方向移动的可动部8E的例子，相反地，也可以是配置箱2E作为可动部而设置，且相对于盖3E向上下方向移动的结构。并且，上述中示出在配置箱2E的周壁部6E形成有配置密封部件4的配置用凹部6a的例子，相反地，也可以在盖3E的周板部8c形成有配置密封部件4的配置用凹部。

＜加热加压装置的结构＞

接着，对加热加压装置的结构进行说明(参考图11至图13)。

加热加压装置20具有基台21、框体22、承载台23及接合机构24。通过加热加压装置20和上述元件保持装置1、元件保持装置1A、元件保持装置1B、元件保持装置1C或元件保持装置1D中的任一个或多个装置而构成接合系统200。

在基台21上，前后左右隔开设置有支承柱25、25、……。在支承柱25、25、……的上端部安装有顶板26。

框体22位于基台21上，并具有向前方开口的作业空间22a。支承柱25、25、……和顶板26配置于框体22的内部。

承载台23设置成从基台21的上端部向前方突出的状态。

接合机构24具有前侧基座台27、后侧基座台28、机构箱29、输送部30及压头31。

前侧基座台27经由安装腿32而配置于承载台23的上方。后侧基座台28配置于基台21上，并位于作业空间22a。在后侧基座台28上安装有具有加热器的加热台33。

机构箱29在前侧基座台27与后侧基座台28之间配置于承载台23上。在机构箱29上能够旋转地支承旋转台34。机构箱29上设置有连接进气用软管35的进气管29a和连接排气用软管36的排气管29b。旋转台34位于比前侧基座台27与后侧基座台28的中央更靠前侧基座台27侧。

机构箱29的内部设置有未图示的驱动机构和控制机构。通过驱动机构而进行输送部30的输送动作和旋转台34的旋转动作，通过控制机构而进行从进气管29a进入的空气和气体的流动控制及从排气管29b排出的空气和气体的流动控制。

输送部30具有形成为前后延伸的形状的支承框架37、安装于支承框架37上的导向轴38、38、支承于导向轴38、38上的被引导基座39、39及与被引导基座39、39连结的保持管40、40、……。

支承框架37具有前后长的基面部37a和从基面部37a的前后两端部分别向上方突出的安装面部37b、37b。支承框架37中基面部37a的前后方向上的中央部安装于旋转台34的上表面。

导向轴38、38设为轴方向在前后方向上，并定位成左右隔开。导向轴38、38的轴方向上的两端部分别安装于安装面部37b、37b。

被引导基座39、39在导向轴38、38上支承为能够向前后方向移动，并定位成前后隔开。被引导基座39、39通过驱动机构而分别向前后方向移动。

保持管40例如在被引导基座39、39上分别安装有三个。保持管40、40、40定位成左右隔开，并设置成从被引导基座39向前方或后方突出的状态。保持管40、40、40被供给负压的空气，通过保持管40、40、40而吸引并保持元件保持装置1。保持管40、40、40伴随被引导基座39的移动而向前后方向移动。

支承框架37安装于旋转台34的上表面，因此输送部30伴随旋转台34的旋转而旋转。

压头31具有向上下方向延伸的轴部41和连结到轴部41的下端的头部42，头部42的下端部作为具有加热器的加热加压部42a而设置。压头31中轴部41贯穿顶板26，且头部42位于加热台33的正上方。轴部41的上端部连结有驱动源43。压头31通过驱动源43的驱动力而升降。

在前侧基座台27和加热台33上分别载置有元件保持装置1、1。元件保持装置1、1在分别载置于前侧基座台27和加热台33的状态下通过保持管40、40、……而被吸引并保持。

另外，在前侧基座台27和加热台33上可以分别载置元件保持装置1A、1A、元件保持装置1B、1B、元件保持装置1C、1C或元件保持装置1D、1D。

＜加热加压装置的动作及接合作业＞

接着，对加热加压装置20的动作及在加热加压装置20中进行的接合作业进行说明(参考图13至图19)。以下，作为例子对使用了元件保持装置1的情况下的动作及接合作业进行说明。但是在接合作业中也可以使用元件保持装置1A、元件保持装置1B、元件保持装置1C或元件保持装置1D中的任一个装置，以代替元件保持装置1。

另外，在加热加压装置20的前侧基座台27和加热台33上分别载置有元件保持装置1、1，以下，在开始接合作业之前，将载置于前侧基座台27上的元件保持装置1设为元件保持装置1X，将载置于加热台33上的元件保持装置1设为元件保持装置1Y来进行说明。

在进行接合作业时，首先，元件保持装置1X载置于前侧基座台27上，元件保持装置1Y载置于加热台33上(参考图13及图14)。此时，载置有元件保持装置1X的位置设为装配位置，载置有元件保持装置1Y的位置设为加热加压位置。

元件保持装置1X和元件保持装置1Y均通过盖3、3而封闭内部空间2a、2a，内部空间2a、2a被设为密闭空间。在元件保持装置1X的内部空间2a和元件保持装置1Y的内部空间2a分别配置有接合工件100、100、……。

在装配位置上的元件保持装置1X的连通管10上连接有管44的一端部，管44的另一端部连接于加热加压装置20的机构箱29。并且，在加热加压位置上的元件保持装置1Y的连通管10上，也可以连接有与机构箱29连接的另一个管44。

接着，操作弹簧夹11而开启连通管10。若开启连通管10，则经由管44和排气用软管36从内部空间2a吸引空气，元件保持装置1X的内部空间2a被设为真空。

若元件保持装置1X的内部空间2a被设为真空，则气体经由进气用软管35和管44而填充到内部空间2a。所填充的气体使用具有还原性的气体和不活性气体。并且，所填充的气体也可以是具有还原性的气体和不活性气体的混合气体。

作为具有还原性的气体，例如使用甲酸气体和氢气等或它们的混合气体，作为不活性气体，例如使用氩气和氮气等或它们的混合气体。

另外，元件保持装置1X的内部空间2a可以不进行气体的填充，而保持真空的状态。

通过如此内部空间2a被设为真空，在内部空间2a被设为真空的状态下进行被接合体102对接合体101的接合作业，因此能够抑制在被接合体102的电极端子、接合体101的电极、接合材料的表面产生氧化膜，并能够确保被接合体102对接合体101的良好的接合状态。

并且，通过内部空间2a被设为真空而能够防止在接合材料中产生孔隙(气泡)。

进而，由于内部空间2a被填充具有还原作用的气体，因此在内部空间填充有具有还原作用的气体的状态下进行被接合体102对接合体101的接合作业。因此，能够去除在被接合体102的电极端子、接合体101的电极、接合材料的表面产生的氧化膜，并能够确保被接合体102对接合体101的进一步良好的接合状态。

并且，由于不活性气体填充于内部空间2a，因此在内部空间2a填充有不活性气体的状态下进行被接合体102对接合体101的接合作业。因此，能够抑制在被接合体102的电极端子、接合体101的电极、接合材料的表面产生氧化膜，并能够确保被接合体102对接合体101的进一步良好的接合状态。

接着，操作弹簧夹11而封闭连通管10，填充到内部空间2a的气体被密封。若操作弹簧夹11而气体密封于内部空间2a，则管44从元件保持装置1X的连通管10卸除。

接着，后侧的被引导基座39向前方移动，伴随被引导基座39的移动，元件保持装置1Y向前方移动(参考图15)。若被引导基座39和元件保持装置1Y向前方移动，则旋转台34旋转，从而输送部30、元件保持装置1X及元件保持装置1Y伴随旋转台34的旋转而旋转(参考图16)。

输送部30、元件保持装置1X及元件保持装置1Y伴随旋转台34的旋转而旋转180度，元件保持装置1X位于元件保持装置1Y的后方(参考图17)。在旋转台34旋转180度且元件保持装置1X位于元件保持装置1Y的后方的状态下，元件保持装置1X位于比后侧基座台28更靠前侧，元件保持装置1Y位于前侧基座台27上。因此，元件保持装置1Y位于装配位置。

另外，若与元件保持装置1X的连通管10连接的管44的长度设为上述旋转台34旋转时不会从元件保持装置1X的连通管10脱落的长度，则无需从元件保持装置1X的连通管10卸除管44，而可以进行输送部30、元件保持装置1X及元件保持装置1Y的上述旋转动作。

并且，在管44与元件保持装置1Y的连通管10连接的情况下，若该管44的长度设为上述旋转台34旋转时不会从元件保持装置1Y的连通管10脱落的长度，则无需从元件保持装置1Y的连通管10卸除管44，而可以进行输送部30、元件保持装置1X及元件保持装置1Y的上述旋转动作。

接着，后侧的被引导基座39向后方移动，伴随被引导基座39的移动，元件保持装置1X向后方移动(参考图18)，元件保持装置1X设为配置箱2的下表面与加热台33接触的状态，并位于加热加压位置。

在加热加压位置，通过加热台33对元件保持装置1X进行加热，从加热台33经由配置箱2的底壁部5向接合工件100、100、……传递热量。

同时，压头31下降，通过头部42向下方按压元件保持装置1X的可动部8，连结部9伸长，从而可动部8相对于支承部7向下方移动(参考图19)。由于可动部8向下方移动，因此通过可动部8的上部工具8b、8b、……而加压被接合体102、102、……，被接合体102、102、……按压于接合体101、101、……。

此时，通过压头31对元件保持装置1X进行加热，从头部42的加热加压部42a经由可动部8向接合工件100、100、……传递热量。因此，接合工件100、100、……通过加热台33和压头31这两者而被加热，并且通过压头31而被加压。

由于对接合工件100、100、……进行加热及加压，因此被接合体102、102、……通过接合材料而接合于接合体101、101、……。

对上述元件保持装置1X进行加热及加压时，经由管44和排气用软管36从位于装配位置上的元件保持装置1Y的内部空间2a吸引空气，元件保持装置1Y的内部空间2a被设为真空。并且，若元件保持装置1Y的内部空间2a被设为真空，则气体经由进气用软管35和管44而填充于内部空间2a。

另外，此时，也可以不进行对元件保持装置1Y的内部空间2a的气体的填充，而保持元件保持装置1Y的内部空间2a的真空状态。

若对配置于元件保持装置1X中的接合工件100、100、……进行加热及加压且接合作业结束，则压头31上升。若压头31上升，则通过头部42对元件保持装置1X的可动部8进行的按压被解除，连结部9被压缩，从而可动部8相对于支承部7向上方移动。由于可动部8向上方移动，因此通过可动部8的上部工具8b、8b、……对被接合体102、102、……进行的加压状态被解除。

接着，后侧的被引导基座39向前方移动，伴随被引导基座39的移动，元件保持装置1X向前方移动。若被引导基座39和元件保持装置1X向前方移动，则旋转台34旋转，从而输送部30、元件保持装置1X及元件保持装置1Y伴随旋转台34的旋转而旋转。

输送部30、元件保持装置1X及元件保持装置1Y伴随旋转台34的旋转而旋转180度，元件保持装置1Y位于元件保持装置1X的后方。在旋转台34旋转180度且元件保持装置1X位于元件保持装置1Y的后方的状态下，元件保持装置1Y位于比后侧基座台28更靠前侧，元件保持装置1X位于前侧基座台27上。因此，元件保持装置1X位于装配位置。

接着，后侧的被引导基座39向后方移动，伴随被引导基座39的移动，元件保持装置1Y向后方移动，元件保持装置1Y设为配置箱2的下表面与加热台33接触的状态，并位于加热加压位置。

位于装配位置的元件保持装置1X中，盖3从配置箱2被卸除，从而从内部空间2a取出接合结束的接合工件100、100、……。在元件保持装置1X的内部空间2a配置接合之前的新的接合工件100、100、……，再次，通过盖3封闭内部空间2a，内部空间2a被设为密闭空间。

在加热加压位置，通过加热台33对元件保持装置1Y进行加热，从加热台33经由配置箱2的底壁部5向接合工件100、100、……传递热量。

同时，压头31下降，通过头部42向下方按压元件保持装置1Y的可动部8，连结部9伸长，从而可动部8相对于支承部7向下方移动，通过上部工具8b、8b、……而加压被接合体102、102、……，被接合体102、102、……按压于接合体101、101、……，并通过压头31对元件保持装置1Y进行加热。

对接合工件100、100、……进行加热及加压，因此被接合体102、102、……通过接合材料而接合于接合体101、101、……。

若对配置在元件保持装置1Y上的接合工件100、100、……进行加热及加压且接合作业结束，则压头31上升。若压头31上升，则后侧的被引导基座39向前方移动，伴随被引导基座39的移动，元件保持装置1Y向前方移动，之后，再次元件保持装置1X位于加热加压位置，从而对配置在元件保持装置1X上的新的接合工件100、100、……进行接合作业。

如上所述，在接合作业中，由于具有加热器的压头31按压于可动部8，因此压头31的压力经由可动部8而赋予到接合工件100、100、……，加热器的热量经由可动部8而传递到接合工件100、100、……。

因此，在可动部8与接合工件100、100、……接触的状态下，接合工件100、100、……被加压及加热，因此通过压头31能够确保被接合体102、102、……对接合体101、101、……的良好的接合状态。

并且，在配置箱2由具有导热性的材料形成且压头31按压于可动部8的状态下，配置箱2载置于具有加热器的加热台33上。

因此，接合工件100、100、……经由可动部8并通过压头31而被加热，并且经由配置箱2并通过加热台33而被加热，因此对接合工件100、100、……的加热量增加，能够在短时间内进行被接合体102、102、……对接合体101、101、……的接合。

另外，上述中示出通过压头31和加热台33这两者从上方和下方对接合工件100、100、……进行加热的例子，但也可以设为由压头31或加热台33中的任一个对接合工件100、100、……进行加热的结构。

并且，上述中示出在通过加热加压装置20进行的接合作业中使用了元件保持装置1的例子，但也可以使用通过压头31向下方的移动而能够对被接合体102、102、……进行加压的元件保持装置1A、元件保持装置1C或元件保持装置1D，以代替元件保持装置1。

进而，也可以使用元件保持装置1B，以代替元件保持装置1。然而，在使用元件保持装置1B的情况下，例如需要设为加热台33能够升降且通过加热台33向上方移动而能够对被接合体102、102、……进行加压的结构，或者设为压头31在元件保持装置1B的下方能够升降且通过压头31向上方移动而能够对被接合体102、102、……进行加压的结构。另外，在设为这种结构的情况下，也能够使用元件保持装置1C或元件保持装置1D。

并且，上述中示出在装配位置进行将内部空间2a设为真空的作业和对内部空间2a填充气体的作业，且在加热加压位置进行加热加压作业的例子，例如也能够设为在装配位置进行将内部空间2a设为真空的作业、在加热加压位置对内部空间2a填充气体的作业和进行加热加压作业的结构。并且，也能够设为例如在加热加压位置将内部空间2a设为真空的作业、对内部空间2a填充气体的作业及进行加热加压作业的结构。

＜加热加压装置的另一结构＞

上述中示出具有输送部30的加热加压装置20的例子，但例如也能够使用不具有输送部30的加热加压装置20A，以代替加热加压装置20(参考图20)。

在加热加压装置20A中，基座台45配置在框体22的作业空间22a，且在基座台45上安装有加热台33。加热台33的上方配置有能够升降的压头31。

在加热加压装置20A中，由作业人员将元件保持装置1(元件保持装置1A、1B、1C、1D)载置于加热台33上进行接合作业。

另外，元件保持装置1、1A、1B、1C、1D也能够使用于具有被密闭的加热加压空间的加热器等加热加压装置。这种加热器等加热加压装置中未设置有加热台33和压头31，在元件保持装置1、1A、1B、1C、1D插入到加热加压空间的状态下，加热加压空间设为高温高压，接合工件100、100、……被加热，并且可动部8、8B、8C通过压力而移动，从而对接合工件100、100、……赋予压力。

＜总结＞

如上所述，在元件保持装置1、1A、1B、1C、1D中，在配置箱2、2A、2B、2C、2D和盖3、3B、3C、3D结合的状态下，内部空间2a形成为密闭空间。

因此，在可动部8、8B、8C能够向上下方向移动的状态下，接合工件100配置在因配置箱2、2A、2B、2C、2D和盖3、3B、3C、3D结合而形成为密闭空间的内部空间2a，因此能够通过简单的结构来实现接合作业中的适当的作业状态。

并且，无需在大型的接合机构中装配接合工件100进行被接合体102对接合体101的接合，尤其在将接合工件100配置于内部空间2a的状态下能够进行搬运，能够实现提高接合工件100的搬运性，并且能够实现提高处理性的自由度。

并且，在元件保持装置1、1A、1D中，支承部7、可动部8及连结部9设置在盖3、3D上。

因此，在可动部8移动时，接合工件100、100、……不移动，因此能够防止接合工件100、100、……相对于配置箱2、2A、2D的位置偏离，从而能够确保接合工件100、100、……相对于配置箱2、2A、2D的良好的配置状态。

进而，在元件保持装置1、1A、1B、1C、1D中，可动部8、8B、8C通过具有导热性的材料而形成，因此可动部8、8B、8C在与接合工件100、100、……接触的状态下，能够经由可动部8、8B、8C对接合工件100、100、……传递热量。因此，能够确保通过接合材料进行的被接合体102、102、……对接合体101、101、……的良好的接合状态。

Claims (10)

1.一种元件保持装置，其保持被接合体通过接合材料而接合于接合体上的接合工件，

所述元件保持装置具备：

配置箱，在内部空间配置有所述接合工件；及

盖，隔着密封部件而与所述配置箱结合，

在所述配置箱或所述盖中的至少一方设置有：连结部，设为能够弹性变形或能够伸缩；支承部，连结有所述连结部的一端部；及可动部，连结有所述连结部的另一端部，并伴随所述连结部的变形或伸缩而能够相对于所述支承部向上下方向移动，

在所述配置箱和所述盖结合的状态下，所述内部空间形成为密闭空间，

所述可动部通过具有导热性的材料而形成，并且未设置加热单元，

通过将在加压面具有加热器的压头的所述加压面按压于所述可动部，所述压头的压力经由所述可动部而赋予到所述接合工件，

在所述可动部被所述压头按压于所述接合工件的状态下，所述加热器的热量经由所述可动部而传递到所述接合工件。

2.根据权利要求1所述的元件保持装置，其中，

所述支承部、所述可动部及所述连结部设置在所述盖上。

3.根据权利要求2所述的元件保持装置，其中，

在所述配置箱和所述盖结合的状态下，所述被接合体被所述可动部按压。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的元件保持装置，其中，

作为所述连结部而使用通过金属材料而形成的波纹部件。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的元件保持装置，其中，

在所述压头的压力被解除时，所述连结部被压缩，所述可动部对所述接合工件的加压状态被自动解除。

6.根据权利要求1所述的元件保持装置，其中，

所述配置箱通过具有导热性的材料而形成，

在所述压头按压于所述可动部的状态下，所述配置箱载置于具有加热器的加热台上。

7.根据权利要求1、2、3、6中任一项所述的元件保持装置，其中，

所述内部空间设为真空。

8.根据权利要求1、2、3、6中任一项所述的元件保持装置，其中，

所述内部空间被填充具有还原作用的气体。

9.根据权利要求1、2、3、6中任一项所述的元件保持装置，其中，

所述内部空间被填充不活性气体。

10.一种元件接合系统，其具备：元件保持装置，保持被接合体通过接合材料而接合于接合体上的接合工件；及加热加压装置，通过压头对所述元件保持装置进行加热及加压，

所述元件保持装置具备：

配置箱，在内部空间配置有所述接合工件；及

盖，隔着密封部件而与所述配置箱结合，

在所述配置箱或所述盖中的至少一方设置有：连结部，设为能够弹性变形或能够伸缩；支承部，连结有所述连结部的一端部；及可动部，连结有所述连结部的另一端部，并伴随所述连结部的变形或伸缩而能够相对于所述支承部向上下方向移动，

所述可动部通过具有导热性的材料而形成，并且未设置加热单元，

在所述配置箱和所述盖结合的状态下，所述内部空间形成为密闭空间，

在通过被所述压头按压而移动的所述可动部来按压所述接合工件的状态下进行加压及加热，

通过将在加压面具有加热器的所述压头的所述加压面按压于所述可动部，所述压头的压力经由所述可动部而赋予到所述接合工件，

在所述可动部被所述压头按压于所述接合工件的状态下，所述加热器的热量经由所述可动部而传递到所述接合工件。

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