DE60313980T2

DE60313980T2 - Verfahren und vorrichtung zum verbinden zweier plattenförmiger gegenstände

Info

Publication number: DE60313980T2
Application number: DE60313980T
Authority: DE
Inventors: Henricus G. Maas; Theodorus M. Michielsen; Richard J. Waelen
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2003-08-04
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2023-08-05
Also published as: TWI289154B; KR101016979B1; JP2005538205A; US20080011427A1; US7271075B2; EP1537184A1; US7845378B2; EP1537184B1; ATE362965T1; WO2004022662A1; TW200415223A; KR20050057122A; DE60313980D1; US20050245047A1; JP4949626B2; AU2003250435A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei plattenförmigen Gegenständen mit einem Klebemittel, welches durch Ultraviolettlichtbestrahlung und durch Erwärmung gehärtet wird. Ein Verfahren dieser Art kann bei der Herstellung einer so genannten SOA-(Silicon-On-Anything)-Halbleiteranordnung zum Verbinden eines plattenförmigen Halbleitersubstrats mit einem plattenförmigen Isolationsträger, wie z.B. einem Glasträger, angewandt werden.
US-A-6 051 481 offenbart ein Verfahren zum Verteilen eines Klebemittels zwischen zwei plattenförmigen Gegenständen, wobei die beiden Gegenstände gedreht und dabei zusammengepresst werden, so dass sich das Klebemittel zwischen den beiden Gegenständen unter dem Einfluss der auf das Klebemittel wirkenden Zentrifugalkraft homogen ausbreitet. Nachdem das Klebemittel gemäß US-A-6 051 481 oder auf andere Weise zwischen zwei Gegenständen aufgebracht wurde, kann es erforderlich sein, das Klebemittel in Abhängigkeit der Art des Klebemittels durch Ultraviolettlichtbestrahlung und/oder durch Erwärmung auszuhärten. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, in welchem beide Behandlungen, sowohl Lichtbestrahlung als auch Erwärmung, angewandt werden.
DE-A-1953468 offenbart ein Verfahren zum Verbinden von Gegenständen mit einem Klebemittel, welches durch UV-Bestrahlung und durch Erwärmung härtbar ist.
Es ist von Vorteil, lediglich eine Aushärtungskammer zu verwenden, in welcher die Aushärtungsbehandlung des Klebemittels stattfindet. Dadurch muss sowohl die Bestrahlungslampe als auch das Heizelement in der Aushärtungskammer vorhanden sein, um das Klebemittel zwischen den beiden Gegenständen zu bestrahlen und zu erwärmen.
Im Falle die beiden plattenförmigen Gegenstände unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, können die verbundenen Gegenstände verformt oder gerollt werden, da die Temperatur der Gegenstände während der Aushärtungsbehandlung anders (höher) als die Temperatur der verbundenen Gegenstände danach ist.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, die Tendenz der Verformung oder des Rollens der verbundenen, plattenförmigen Gegenstände zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden plattenförmigen Gegenstände mit dem dazwischen vorgesehenen Klebemittel in die Aushärtungskammer – mit einer Ultraviolettlampe und einem Heizelement – transportiert werden, wobei zumindest während des ersten Teils der Bestrahlungsbehandlung zwischen den Gegenständen und dem Heizelement ein verschiebbares Wärmeabschirmungselement vorübergehend vorhanden ist. Dadurch verbindet das Klebemittel die beiden plattenförmigen Gegenstände miteinander bis zu einem bestimmten Grad, bevor die Temperatur der Gegenstände wesentlich ansteigt.
Da die Temperatur in der Aushärtungskammer höher als die Temperatur außerhalb der Aushärtungskammer ist, wird das verschiebbare Wärmeabschirmungselement während eines Teils der Aushärtungsbehandlung vorzugsweise außerhalb der Aushärtungskammer positioniert, so dass das Wärmeabschirmungselement abkühlen kann.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt das Wärmeabschirmungselement einen Teil eines Trägers zum Transportieren der Gegenstände in die Aushärtungskammer dar (oder ist an diesem befestigt). Dadurch gehen die Gegenstände und das Wärmeabschirmungselement zur gleichen Zeit in die Aushärtungskammer ein. Danach bleibt der Träger mindestens 30 Sekunden, vorzugsweise länger als 60 Sekunden, in der Aushärtungskammer und wird anschließend aus der Aushärtungskammer entfernt, während die Gegenstände mindestens 60 Sekunden in der Aushärtungskammer verbleiben.
Vorzugsweise werden die Gegenstände in der Richtung des Heizelements bewegt, nachdem der Träger aus der Aushärtungskammer entfernt wurde, so dass die Gegenstände schnell auf die gewünschte Temperatur erwärmt werden können.
Vorzugsweise sieht das Verfahren zum Verbinden von zwei plattenförmigen Gegenständen mit einem Klebemittel, welches durch Ultraviolettstrahlung und durch Erwärmung ausgehärtet wird, die folgenden Schritte vor, wonach:

(a) zwei plattenförmige Gegenstände mit einem sich dazwischen befindlichen Klebemittel in eine Aushärtungskammer mit einer Ultraviolettbestrahlungslampe und einem Heizelement verschoben werden,
(b) während mindestens 30 Sekunden ein Wärmeabschirmungselement zwischen den Gegenständen und dem Heizelement gehalten wird, während die Gegenstände einer Ultraviolettbestrahlung unterworfen werden,
(c) das Wärmeabschirmungselement für mindestens 60 Sekunden entfernt wird, während die Gegenstände von dem Heizelement erwärmt werden, und
(d) die Gegenstände aus der Aushärtungskammer entfernt werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei plattenförmigen Gegenständen mit einem Klebemittel, welches durch Ultraviolettlichtbestrahlung und durch Erwärmung gehärtet wird, welche eine Aushärtungskammer mit einer Ultraviolettbestrahlungslampe und einem Heizelement sowie ein verschiebbares Wärmeabschirmungselement, welches vorübergehend zwischen dem Heizelement und den beiden plattenförmigen Gegenständen vorhanden sein kann, aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 – eine Draufsicht einer Darstellung eines Trägers;
2 – eines Seitenansicht des Trägers;
3 – eine Unteransicht des Trägers;
4 – eine Draufsicht des zwei plattenförmige Gegenstände tragenden Trägers;
5 – eine Seitenansicht des Trägers gemäß 4;
6 – eine Seitenansicht des Trägers in einer anderen Position;
7 – eine Aushärtungskammer mit dem sich darin befindlichen Träger; sowie
8 – die Aushärtungskammer mit dem sich außerhalb derselben befindlichen Träger.
Die Figuren sind rein schematische Darstellungen des Ausführungsbeispiels, in denen weniger relevante Teile nicht gezeigt werden.
Die 1 bis 3 zeigen einen Träger mit einem Arm 1, welcher an seinem Ende einen Auflagetisch 2 mit einer im Wesentlichen runden und planen Oberfläche trägt. Auf der Unterseite des Auflagetisches 2 ist an diesem ein Wärmeabschirmungselement 3 angebracht. Das Wärmeabschirmungselement 3 ist ein aus Wärme isolierendem Material bestehendes, scheibenförmiges Element. Pfeil 4 kennzeichnet die Richtung der Bewegung des Trägers 1, 2.
Die 4 und 5 zeigen den Träger 1, 2 gemäß 1 bis 3, wobei der Träger zwei plattenförmige Gegenstände 5 trägt. Die zwei plattenförmigen Gegenstände sind beide scheibenförmig und sind dazwischen mit einer Klebeschicht versehen. Die Klebeschicht muss durch Ultraviolettlichtbestrahlung sowie durch Erwärmung ausgehärtet werden. Der Träger kann in der durch Pfeil 4 gekennzeichneten Richtung bewegt werden, um die beiden Gegenstände 5 in eine Aushärtungskammer und danach aus der Aushärtungskammer 11 heraus zu transportieren (7 und 8).
In der Aushärtungskammer befinden sich drei Haltestangen 6 mit einem vertikalen Teil 7 und einem horizontalen Teil 8 (s. 5). Die Haltestangen 6 können in vertikaler Richtung, wie durch Pfeile 9 gekennzeichnet, bewegt werden. Dadurch können die horizontalen Teile 8 der Haltestangen 6 die Gegenstände 5 von dem Auflagetisch 2 aufnehmen, so dass der Träger verschoben werden kann (Pfeil 4) und die beiden Gegenstände 5 dabei in der Aushärtungskammer 11 verbleiben. Dabei werden die Gegenstände von den Haltestangen 6, wie in 6 dargestellt, getragen.
Die 7 und 8 zeigen die Aushärtungskammer 11 mit einer Ultraviolettbestrahlungslampe 12 in ihrem oberen Teil und einem Heizelement 13 in ihrem unteren Teil. Die Aushärtungskammer ist mit einer Öffnung 14 versehen, durch welche der Träger 1, 2 – zusammen mit dem an diesem angebrachten Wärmeabschirmungselement 3 – in die Aushärtungskammer 11 und aus dieser heraus geschoben werden kann. Pfeil 4 kennzeichnet die Verschiebungsrichtung.
7 zeigt den Träger 1, 2 nach Eintreten in die Aushärtungskammer 11. Der Träger 1, 2 trägt, wie bereits in 5 dargestellt, zwei plattenförmige Gegenstände 5. Nach Betreten der Aushärtungskammer 11 werden die beiden Gegenstände 5 von der Ultraviolettlampe 12 bestrahlt, um die Klebeschicht zwischen den Gegenständen auszuhärten.
Um zu verhindern, dass die beiden Gegenstände 5 während des ersten Teils der Aushärtungsbehandlung erwärmt werden, ist der Träger 1, 2 so mit dem Wärmeabschirmungselement 3 versehen, dass das Wärmeabschirmungselement zwischen den beiden Gegenständen 5 und dem Heizelement 13 in dem unteren Teil der Aushärtungskammer angeordnet ist. So werden die beiden Gegenstände 5 nicht durch das Heizelement 13 erwärmt, solange sich der Träger 1, 2 innerhalb der Aushärtungskammer 11 befindet; zumindest wird die Erwärmung reduziert.
Nachdem der erste Teil der Aushärtungsbehandlung stattgefunden hat, werden die beiden Gegenstände 5 von den drei Haltestangen 6 (wie in 6 dargestellt) von dem Träger 1, 2 gehoben, so dass der Träger 1, 2 – zusammen mit dem Wärmeabschirmungselement 3 – aus der Aushärtungskammer 11 entfernt werden kann. Anschließend werden die drei Haltestangen 6 nach unten bewegt, um die beiden Gegenstände 5 näher an das Heizelement 13 heran zu bringen, wobei die Gegenstände 5 auf dem Heizelement 13 aufliegen können. Dabei können die Haltestangen 6 in Vertiefungen (nicht dargestellt) in dem Heizelement 13 eingebracht werden. Nach Beendigung der Aushärtungsbehandlung werden die drei Haltestangen 6 nach oben bewegt, so dass der Träger 1, 2 zurück in die Aushärtungskammer 11 verschoben werden kann. Die Haltestangen 6 ersetzen dann die Gegenstände 5 auf dem Träger 1, 2, und die Gegenstände 5 können von dem Träger 1, 2 aus der Aushärtungskammer 11 befördert werden.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Verbinden von zwei plattenförmigen Gegenständen stellt lediglich ein Beispiel dar, und es sind viele weitere Ausführungsbeispiele möglich.

Claims

Verfahren zum Verbinden von zwei plattenförmigen Gegenständen mit einem Klebemittel, welches durch Ultraviolettlichtbestrahlung und durch Erwärmung gehärtet wird, wobei die beiden plattenförmigen Gegenstände mit dem sich dazwischen befindlichen Klebemittel in eine Aushärtungskammer mit einer Ultraviolettlampe und einem Heizelement transportiert werden, wobei zumindest während des ersten Teils der Bestrahlungsbehandlung zwischen den Gegenständen und dem Heizelement ein verschiebbares Wärmeabschirmungselement vorübergehend vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das verschiebbare Wärmeabschirmungselement während eines Teils der Aushärtungsbehandlung außerhalb der Aushärtungskammer positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabschirmungselement einen Teil eines Trägers zum Transportieren der Gegenstände in die Aushärtungskammer darstellt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aushärtungsbehandlung der Träger mindestens 30 Sekunden, vorzugsweise länger als 60 Sekunden, in der Aushärtungskammer verbleibt, und dass der Träger danach aus der Aushärtungskammer entfernt wird, während die Gegenstände mindestens 60 Sekunden in der Aushärtungskammer verbleiben.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände in Richtung des Heizelements bewegt werden, nachdem der Träger aus der Aushärtungskammer entfernt wurde.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst, wonach: (a) zwei plattenförmige Gegenstände mit einem sich dazwischen befindlichen Klebemittel in eine Aushärtungskammer mit einer Ultraviolettbestrahlungslampe und einem Heizelement verschoben werden, (b) während mindestens 30 Sekunden ein Wärmeabschirmungselement zwischen den Gegenständen und dem Heizelement gehalten wird, während die Gegenstände einer Ultraviolettbestrahlung unterworfen werden, (c) das Wärmeabschirmungselement für mindestens 60 Sekunden entfernt wird, während die Gegenstände von dem Heizelement erwärmt werden, (d) die Gegenstände aus der Aushärtungskammer entfernt werden.
Vorrichtung zum Verbinden von zwei plattenförmigen Gegenständen mit einem Klebemittel, welches durch Ultraviolettlichtbestrahlung und durch Erwärmung gehärtet wird, welche eine Aushärtungskammer mit einer Ultraviolettbestrahlungslampe und einem Heizelement sowie ein verschiebbares Wärmeabschirmungselement, welches vorübergehend zwischen dem Heizelement und den beiden plattenförmigen Gegenständen vorhanden sein kann, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabschirmungselement einen Teil eines Trägers zum Transportieren der Gegenstände in die Aushärtungskammer darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die beiden plattenförmigen Gegenstände von dem Träger zu nehmen und diese zu dem Heizelement zu befördern.