JP2013071297A - Seal structure and joining device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、貼り合せ用基材同士を熱圧着により接合させる接合装置に用いられるシール構造、及び当該シール構造を備えた接合装置に関する。 The present invention relates to, for example, a seal structure used in a joining apparatus that joins base materials for bonding together by thermocompression bonding, and a joining apparatus provided with the seal structure.
従来のシール構造として、リング状の本体とリング状のリップとから構成されたリング状のパッキンが使用されている。パッキンの本体が金属フランジに形成された溝に嵌装されており、本体から貫入部方向にリップが突出している。リップが貫入部に接触することで、シールするようになっている(下記特許文献1の図3参照)。 As a conventional seal structure, a ring-shaped packing composed of a ring-shaped main body and a ring-shaped lip is used. The main body of the packing is fitted in a groove formed in the metal flange, and a lip projects from the main body in the direction of the penetration portion. The lip comes into contact with the penetrating portion for sealing (see FIG. 3 of Patent Document 1 below).
ところで、上記従来技術のシール材では、形状が複雑になり、かつ高温になると細い部分であるリップに対して熱応力が加わり、リップが破壊され易くなる。この結果、従来のシール構造を高温環境において長時間使用すれば、シール性能が低下するおそれがあった。 By the way, in the sealing material of the above prior art, the shape becomes complicated, and when the temperature becomes high, thermal stress is applied to the lip which is a thin portion, and the lip is easily broken. As a result, if the conventional seal structure is used in a high temperature environment for a long time, the seal performance may be deteriorated.
そこで、本発明は上記問題に鑑み、形状がシンプルで、かつ高温環境において長時間使用した場合でもシール性能が低下することを防止できるシール構造及び接合装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a sealing structure and a joining device that have a simple shape and can prevent deterioration in sealing performance even when used for a long time in a high temperature environment.
本発明は、加熱機構を備えた熱盤部と前記熱盤部の側方に位置する枠体部と、前記熱盤部と前記枠体部との間に位置して前記熱盤部と前記枠体部との隙間をシールするシール部と、を有するシール構造であって、前記シール部は、前記熱盤部又は前記枠体部に形成された溝部に配置され、前記シール部には、前記溝部の深さ方向と直角な向きに凹部が形成され、前記シール部が前記熱盤部又は前記枠体部に形成された前記溝部に配置された状態で、前記凹部が前記溝部の溝内に位置していることを特徴とする。 The present invention includes a heating platen provided with a heating mechanism, a frame body part positioned on the side of the heating platen part, and the heating platen and the frame plate part positioned between the heating platen and the frame body part. A seal portion that seals a gap with the frame body portion, wherein the seal portion is disposed in a groove portion formed in the hot platen portion or the frame body portion, and the seal portion includes: A recess is formed in a direction perpendicular to the depth direction of the groove, and the seal is disposed in the groove formed in the hot platen or the frame body, and the recess is in the groove of the groove. It is located in.
この場合、前記シール部には、前記溝部の内壁面に対して面接触する平面部が形成されていることが好ましい。 In this case, it is preferable that a flat portion that is in surface contact with the inner wall surface of the groove portion is formed in the seal portion.
この場合、前記凹部は、前記シール部を厚み方向に切断したときの断面視において、V型になるように形成されていることが好ましい。 In this case, it is preferable that the concave portion is formed to have a V shape in a cross-sectional view when the seal portion is cut in the thickness direction.
この場合、前記熱盤部と前記枠体部との隙間を前記シール部でシールした状態において前記シール部が加熱されたときに前記シール部の熱膨張に伴う体積増加分が、前記熱盤部と前記枠体部との隙間を前記シール部でシールした状態において前記シール部が加熱されないときの前記シール部の前記凹部の容積よりも小さくなるように設定されていることが好ましい。 In this case, when the seal portion is heated in a state where the gap between the heat plate portion and the frame body portion is sealed by the seal portion, the volume increase accompanying the thermal expansion of the seal portion is the heat plate portion. It is preferable that the seal portion is set to be smaller than the volume of the concave portion when the seal portion is not heated in a state where the gap between the frame portion and the frame portion is sealed by the seal portion.
この場合、前記シール部は、フッ素系ゴムで構成されていることが好ましい。 In this case, it is preferable that the seal portion is made of fluorine rubber.
本発明は、加圧機構により所定の荷重が付与される台座部と、加熱機構を備えた熱盤部と、前記台座部に設けられ、前記台座部に付与された荷重を加圧力として前記熱盤部に伝達する支持部と、前記熱盤部の側方に位置する枠体部と、前記熱盤部と前記枠体部との間に位置し、前記熱盤部と前記枠体部との隙間をシールするシール部と、真空源と接続して、隣接する前記熱盤部の間に形成される真空チャンバと、を有し、前記真空チャンバ内で貼り合せ用基材同士を熱圧着させて接合する接合装置であって、前記シール部は、前記熱盤部又は前記枠体部に形成された溝部に配置され、前記シール部には、前記溝部の深さ方向と直角な向きに凹部が形成され、前記シール部が前記熱盤部又は前記枠体部に形成された前記溝部に配置された状態で、前記凹部が前記溝部の溝内に位置していることを特徴とする。 The present invention provides a pedestal part to which a predetermined load is applied by a pressurizing mechanism, a heating platen part provided with a heating mechanism, the pedestal part, and the heat applied using the load applied to the pedestal part as an applied pressure. A support part for transmitting to the board part; a frame part located on the side of the hot board part; and a position between the hot board part and the frame body part, the hot board part and the frame part And a vacuum chamber formed between the adjacent hot platen portions connected to a vacuum source, and the substrates for bonding are thermocompression bonded in the vacuum chamber The sealing portion is arranged in a groove formed in the heating platen or the frame body portion, and the sealing portion is oriented in a direction perpendicular to the depth direction of the groove. In a state where a recess is formed and the seal portion is disposed in the groove portion formed in the hot platen portion or the frame body portion. Wherein the recess is located in the groove of the groove.
この場合、前記シール部には、前記溝部の内壁面に対して面接触する平面部が形成されていることが好ましい。 In this case, it is preferable that a flat portion that is in surface contact with the inner wall surface of the groove portion is formed in the seal portion.
この場合、前記凹部は、前記シール部を厚み方向に切断したときの断面視において、V型になるように形成されていることが好ましい。 In this case, it is preferable that the concave portion is formed to have a V shape in a cross-sectional view when the seal portion is cut in the thickness direction.
この場合、前記熱盤部と前記枠体部との隙間を前記シール部でシールした状態において前記シール部が加熱されたときに前記シール部の熱膨張に伴う体積増加分が、前記熱盤部と前記枠体部との隙間を前記シール部でシールした状態において前記シール部が加熱されないときの前記シール部の前記凹部の容積よりも小さくなるように設定されていることが好ましい。 In this case, when the seal portion is heated in a state where the gap between the heat plate portion and the frame body portion is sealed by the seal portion, the volume increase accompanying the thermal expansion of the seal portion is the heat plate portion. It is preferable that the seal portion is set to be smaller than the volume of the concave portion when the seal portion is not heated in a state where the gap between the frame portion and the frame portion is sealed by the seal portion.
この場合、前記シール部は、フッ素系ゴムで構成されていることが好ましい。 In this case, it is preferable that the seal portion is made of fluorine rubber.
本発明によれば、高温環境下において長時間使用した場合でも、熱盤部と枠体部との隙間をシールするシール部が熱膨張により破損することがなく、高いシール性能を維持することができる。 According to the present invention, even when used for a long time in a high temperature environment, the seal part that seals the gap between the hot platen part and the frame body part is not damaged by thermal expansion, and high sealing performance can be maintained. it can.
また、シール部に平面部が形成されているため、シール部が溝部の内壁面に面接触する。これにより、枠体部が熱盤部に対して相対移動した場合でも、シール部自体が捩れてしまうことを防止できる。 Moreover, since the flat part is formed in the seal part, the seal part is in surface contact with the inner wall surface of the groove part. Thereby, even when the frame body portion moves relative to the hot platen portion, the seal portion itself can be prevented from being twisted.
さらに、シール部として既存のOリングを用いることにより、コストが安価になる。また、既存のOリングを用いることにより、容易に加工することができる。 Furthermore, the cost is reduced by using an existing O-ring as the seal portion. Moreover, it can process easily by using the existing O-ring.
本発明の一実施形態に係るシール構造及び接合装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、本発明の接合装置に、本発明のシール構造が適用された構成を一実施形態として説明する。 A seal structure and a joining device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a configuration in which the seal structure of the present invention is applied to the joining apparatus of the present invention will be described as an embodiment.
本実施形態の接合装置は、貼り合せ用基材同士を熱圧着により接合させる装置であり、プレス機構が用いられている。なお、貼り合せ用基材は、貼り合せ前の基板であり、ウエハや集合基板の他に、個片化された子基板も含まれる。本実施形態の接合装置にて複数の貼り合せ用基板を貼り合せ、複合基板を作製する。複合基板を作製するための貼り合せ用基材は、異種でも同種でもよい。作製された複合基板は電子機器の部品として用いられる。 The joining apparatus of this embodiment is an apparatus for joining base materials for bonding together by thermocompression bonding, and a press mechanism is used. Note that the base material for bonding is a substrate before bonding, and includes a subdivided child substrate in addition to the wafer and the aggregate substrate. A plurality of bonding substrates are bonded to each other with the bonding apparatus of this embodiment to produce a composite substrate. The base material for bonding for producing the composite substrate may be different or the same kind. The produced composite substrate is used as a component of an electronic device.
図1及び図2に示すように、接合装置20は、筐体22を備えている。筐体22の内部には、上下方向に沿って複数の熱盤部40が並んで配置されている。各熱盤部40の間には接合対象物である複数の貼り合せ用基材が配置されている。筐体22の底部には、加圧機構24が配置されている。加圧機構24は、一例として、上下方向に伸縮可能な油圧式のピストンロッド24Aが適用される。なお、加圧機構24は、図示しない制御部により駆動制御される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the joining
加圧機構24には、下側台座部26が接続されている。下側台座部26の上面には、複数の支持部28が設けられている。このため、加圧機構24であるピストンロッド24Aが上下方向に伸縮すると、下側台座部26及び複数の支持部28が上下方向に移動する。
A
また、筐体22の上部には、上側台座部30が固定されている。上側台座部30の下面には、複数の支持部32が設けられている。なお、下側台座部26の支持部28と上側台座部30の支持部32との間で、上下方向に積まれた複数(例えば、5段)の熱盤部40A、40B、40C、40D、40Eが所定の加圧力で挟持される構造になっている。以下、熱盤部40A、40B、40C、40D、40Eを総称して熱盤部40という。
An
筐体22の内部には、上下方向に沿って複数の熱盤部40が並んで配置されている。本実施形態の接合装置10は、5つの熱盤部40が筐体22の内部に設けられており、多段積層貼合装置として機能する。
Inside the housing 22, a plurality of
図2に示すように、本実施形態の接合装置20では、5段の熱盤部40が全て圧接した状態になることにより、4つの真空チャンバ62A、62B、62C、62Dが形成され、各真空チャンバ62A、62B、62C、62Dにおいて基板の接合処理が実行される。なお、真空チャンバ62A、62B、62C、62Dを総称して真空チャンバ62という。
As shown in FIG. 2, in the joining
ここで、熱盤部40の枠体部42の構成について説明する。なお、5つの熱盤部40のうち最下部に位置する第1段目と第2段目の熱盤部40A、40Bの構成を説明する。なお、他の熱盤部40C、40D、40Eの構成は、基本的に熱盤部40A、40Bの構成と同様であるため、説明を省略する。
Here, the configuration of the
図3に示すように、各熱盤部40には、熱源部44と、冷却部46と、が設けられている。これにより、熱源部44によって熱盤部40を加熱し、あるいは冷却部46によって熱盤部40を冷却することができる。
As shown in FIG. 3, each
熱源部44としては、例えば、ヒータが適用される。また、冷却部46としては、冷却水が流れる冷却水路が適用される。
As the
真空チャンバを形成する各熱盤部40の外側面40Baには、枠体部42が微小な隙間を設けて配置されている。この枠体部42は、熱盤部40の側方を囲むように環状に配置されている。
On the outer surface 40Ba of each
図3に示すように、枠体部42は環状をしていて、枠体部42の第1側面42Aには、第1溝部48が環状に形成されている。なお、枠体部42の第1側面42Aは、水平方向(例えば、側面側)に並んで配置されている熱盤部40Bに対向する側面とする。
As shown in FIG. 3, the
また、枠体部42の第2側面42Bには、第2溝部50が環状に形成されている。なお、枠体部42の第2側面42Bは、上下方向(例えば、下面側)に並んで配置されている熱盤部40Aに対向する側面とする。
Further, the
枠体部42の第1側面42Aに形成された第1溝部48には、第1シール部52が配置されている。枠体部42は、熱盤部40の側方を囲むようにして配置されているため、第1シール部52は、熱盤部40の側方に沿って環状に配置されている。第1シール部52は、例えば、耐熱性のあるフッ素系ゴムで構成されている。第1シール部52は、枠体部42の内側面側に位置する熱盤部40Bの外側面40Baと枠体部42の第1側面42A(内側面)との隙間をシールする機能を有する。
A
図3に示すように枠体部42には、フランジ68が固定されている。このフランジ68には、コイルばね70から所定の弾性力が付与されている。このため、上側に位置する熱盤部40Bが下側に位置する熱盤部40Aからの圧力を受けない場合には、コイルばね70が伸び、枠体部42が、コイルばね70からの弾性力を受けて上側に位置する熱盤部40Bの外側面40Baに対して下方側に相対移動する。一方、例えば、真空チャンバの形成時などにおいて上側に位置する熱盤部40Bが下側に位置する熱盤部40Aからの圧力を受けた場合には、コイルばね70が、下側に位置する熱盤部40Aからの圧力によって縮む。これにより、枠体部42は、上側に位置する熱盤部40Bの外側面40Baに対して上方側に相対移動し、第1シール部52を介して摺動する。
As shown in FIG. 3, a
図4に示すように、第1シール部52が第1溝部48に収容された状態を基準として、第1シール部52の上側表面及び下側表面には第1溝部48の深さ方向と直角な向きに凹部54、56がそれぞれ形成されている。上側表面の凹部54と下側表面の凹部56は、上下対称となる位置に形成されている。なお、図5に示すように、各凹部54、56の形状は、第1シール部52の厚み方向に切断した切断視において、V型となるように形成されている。
As shown in FIG. 4, the upper surface and the lower surface of the
第1シール部52の上側表面の凹部54を基準として径方向外側及び径方向内側の領域には、平面部52A、52Bがそれぞれ形成されている。また、第1シール部52が第1溝部48に収容された状態において、各平面部52A、52Bは、第1溝部48の内壁面48Aの一部に対してそれぞれ面接触している。
第1シール部52の下側表面の凹部56を基準として径方向外側及び径方向内側の領域には、平面部52C、52Dがそれぞれ形成されている。また、第1シール部52が第1溝部48に収容された状態において、各平面部52C、52Dは、第1溝部48の内壁面48Bの一部に対してそれぞれ面接触している。
第1シール部52の上側表面及び下側表面の凹部54、56は、第1シール部52が第1溝部48に収容された状態において、凹部54、56が第1溝部48の溝内に位置するように構成されている。
The
換言すれば、図4及び図5に示すように、第1シール部52が第1溝部48に収容された状態において、第1シール部52の上側表面及び下側表面の径方向内側に位置する平面部52B、52Dの少なくとも一部が第1溝部48の内壁面に対して面接触しているため、凹部54、56の少なくとも一部が第1溝部48の外側に露出せず、第1溝部48の内部に完全に埋設された状態になっている。
In other words, as shown in FIGS. 4 and 5, the
また、図4に示すように、第1シール部52が第1溝部48に収容された状態において、第1シール部52の径方向内側面が第1溝部48から突出した位置にあり、第1シール部52が第1溝部48よりも僅かに出っ張っている。そして、枠体部42の径方向内側に熱盤部40が位置している状態では、常温時(例えば、0℃〜30℃)においても、第1シール部52の径方向内側の一部分が熱盤部40の外側面40Baからの反力を受けて弾性変形している状態になる。これにより、枠体部42と熱盤部40との隙間が気密にシールされた状態になる。
Further, as shown in FIG. 4, in a state where the
ここで、熱盤部40と枠体部42との隙間を第1シール部52でシールした状態において、第1シール部52が加熱されたときに、第1シール部52の熱膨張に伴う体積増加分が、熱盤部40と枠体部42との隙間を第1シール部52シールした状態において第1シール部52が加熱されないときの第1シール部52の凹部54、56の容積よりも小さくなるように設定されている。本実施形態では、2つの凹部54、56が形成されているため、各凹部54、56の容積の合計が第1シール部52の前記体積増加分よりも大きくなるように設定されている。
Here, when the
なお、本実施形態では、「体積増加分」とは、加熱時の第1シール部52の体積から常温時の第1シール部52の体積を差し引いた第1シール部52の体積変化量と定義する。
In the present embodiment, the “volume increase” is defined as a volume change amount of the
具体的には、常温時においても、第1シール部52の一部分が熱盤部40からの反力を受けて弾性変形(例えば、圧縮変形)している。これにより、凹部54、56は、熱盤部40からの反力を受けない状態と比較して、第1シール部52の形状が僅かに変化し、凹部54、56の容積も変化する。すなわち、熱盤部40からの反力を受けない場合と比較して、凹部54、56の容積が僅かに小さくなる。さらに、熱盤部40の加熱によって熱盤部40が高温になると、その熱が第1シール部52に伝達される。そして、第1シール部52が加熱され、第1シール部52の全体が所定の熱膨張係数に基づいて熱膨張する。これにより、第1シール部52の体積が大きくなる。この第1シール部52の体積増加分が、凹部54、56の容積によって吸収される。このように、凹部54、56の容積は、第1シール部52の弾性変形に伴って減少するとともに、減少後の凹部54、56の容積によって第1シール部52の体積増加分を吸収できるように設定されている。
Specifically, even at room temperature, a part of the
また、図3に示すように、枠体部42の第2側面42Bにある第2溝部50には、第2シール部60が配置されている。枠体部42は、熱盤部40の側方を囲むようにして配置されているため、第2シール部60は、熱盤部40の外周に沿って配置されている。第2シール部60は、例えば、耐熱性のあるフッ素系ゴムで構成されている。第2シール部60は、下面側に位置する熱盤部(図3では符号40Aを意味する)と枠体部42との隙間をシールする機能を有する。
Further, as shown in FIG. 3, the
第2シール部60は、第1シール部52を90度回転させた状態で第2溝部50に収容されている。第2シール部60は、枠体部42の下側表面と下方に位置する熱盤部40の上側表面との隙間をシールする機能を有している。
The
第2シール部60には、第1シール部52と同様に、2つの凹部64、66がそれぞれ形成されている。なお、第2シール部60の形状・特徴は第1シール部52の形状・特徴と同じであるため、第2シール部60の形状・特徴の説明を省略する。
Similar to the
なお、第1シール部52及び第2シール部60は、枠体部側に形成された溝部に収容された構成を示したが、これに限られず、熱盤部40側に形成された溝部に収容されてもよい。ただし、熱盤部40には、熱源が配置されているため、各シール部52、60の熱膨張による体積増加分を小さくし各シール部52、60の破損を効果的に抑制するためには、熱盤部40側ではなく、枠体部側の溝部に収容されていることが好ましい。
In addition, although the 1st seal |
次に、本実施形態の接合装置20の動作について説明する。
Next, operation | movement of the joining
(各熱盤部の重ね合わせ)
図1及び図2に示すように、制御部により加圧機構24が駆動制御されて、ピストンロッド24Aが上方向に向って伸びる。これにより、下側台座部26と下側台座部26に設けられた複数の支持部28がピストンロッド24Aに押されるようにして上方向に向って移動する。
(Overlapping of each heating panel)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ピストンロッド24Aが所定の距離だけ上方向に伸びていくと、下側台座部26に設けられた支持部28の先端部が第1段目の熱盤部40Aに接触し第1段目の熱盤部40Aは、複数の支持部28により上方向に押され、上方向に移動する。
When the
第1段目の熱盤部40Aが下側台座部26及び支持部28と共に上方向に移動すると、第1段目の熱盤部40Aは、第2段目の熱盤部40Bに接近する。
When the first-
そして、下側台座部26及び支持部28が上方向にさらに移動すると、第1段目の熱盤部40A及び第2段目の熱盤部40Bが一体となって上方向に移動し、やがて第2段目の熱盤部40Bは、第3段目の熱盤部40Cに接近する。
When the
下側台座部26及び支持部28が上方向にさらに移動すると、第1段目の熱盤部40A、第2段目の熱盤部40B及び第3段目の熱盤部40Cが一体となって上方向に移動し、やがて第3段目の熱盤部40Cは、第4段目の熱盤部40Dに接近する。
When the
下側台座部26及び支持部28が上方向にさらに移動すると、第1段目の熱盤部40A、第2段目の熱盤部40B、第3段目の熱盤部40C及び第4段目の熱盤部40Dが一体となって上方向に移動し、やがて第4段目の熱盤部40Dは、第5段目の熱盤部40Eに接近する。
When the
下側台座部26及び支持部28が上方向にさらに移動すると、第1段目の熱盤部40A、第2段目の熱盤部40B、第3段目の熱盤部40C、第4段目の熱盤部40D及び第5段目の熱盤部40Eが一体となって上方向に移動し、やがて第5段目の熱盤部40Eは、上側台座部30に設けられた複数の支持部32の先端部に接近する。これにより、第5段目の熱盤部40Eから支持部32に付与された加圧力は、上側台座部30に伝達される。
When the
以上のようにして、5段の熱盤部40が上下方向に所定の加圧力で積層され、5段の熱盤部40が上側台座部30の複数の支持部32と下側台座部26の複数の支持部28との間に挟持された構造になる。
As described above, the five-
ここで、図2に示すように、上下方向に隣接する熱盤部同士が所定の加圧力で圧接すると、熱盤部同士の間に真空チャンバ62が形成される。すなわち、第1段目の熱盤部40Aと第2段目の熱盤部40Bとの間には、第1の真空チャンバ62Aが形成される。また、第2段目の熱盤部40Bと第3段目の熱盤部40Cとの間には、第2の真空チャンバ62Bが形成される。第3段目の熱盤部40Cと第4段目の熱盤部40Dとの間には、第3の真空チャンバ62Cが形成される。第4段目の熱盤部40Dと第5段目の熱盤部40Eとの間には、第4の真空チャンバ62Dが形成される。
Here, as shown in FIG. 2, when the hot platens adjacent in the vertical direction are pressed against each other with a predetermined pressure, a vacuum chamber 62 is formed between the hot platens. That is, a
なお、積層処理の完了段階では、真空チャンバ62は密閉空間となっているだけであり、真空引きされていない。このため、真空チャンバ62は、真空状態になっていない。 Note that at the completion of the lamination process, the vacuum chamber 62 is only a sealed space and is not evacuated. For this reason, the vacuum chamber 62 is not in a vacuum state.
(真空引き)
次に、制御部により真空ポンプが駆動制御され、各真空チャンバ62が真空状態になる。これにより、全ての真空チャンバ62の真空引きが実行される。
(Evacuation)
Next, the vacuum pump is driven and controlled by the control unit, and each vacuum chamber 62 is in a vacuum state. Thereby, all the vacuum chambers 62 are evacuated.
(加熱・加圧処理)
次に、各熱盤部40により加熱処理が実行される。各熱盤部40には、ヒータなどの熱源部44が内蔵されているため、制御部で熱源部44を駆動することにより、加熱処理が可能になる。なお、熱盤部40は温度調節器により280℃〜300℃に温度設定される。
(Heating / pressurizing treatment)
Next, a heating process is performed by each
また同時に、上下方向に隣接する熱盤部40が加圧力を受けることで、熱盤部40の間に配置された貼り合せ用基材同士が所定の加圧力で圧接される。また、貼り合せ用基材の圧接処理は、真空チャンバの内部で実行されるため、ゴミや粉塵が浸入しないクリーンな環境で実行できる。この結果、貼り合せ用基材により作製された複合基板の電気的特性を高品質に維持することができる。
At the same time, when the
なお、貼り合せ用基材の接合処理は、4つの真空チャンバ62で略同時に実行される。これにより、4つの真空チャンバ62において、基板の接合処理が略同時に実行される。 In addition, the bonding process of the bonding base material is performed in the four vacuum chambers 62 substantially simultaneously. Thereby, in the four vacuum chambers 62, the substrate bonding process is performed substantially simultaneously.
(真空チャンバの冷却)
貼り合せ用基材同士の圧接が終了した後、真空チャンバ62の真空度を所定値に維持した状態で貼り合せ用基材を冷却する。貼り合せ用基材の冷却は、各熱盤部40の内部に配置された冷却部46である冷却水路に冷却水を流すことにより、実行される。
(Cooling of vacuum chamber)
After the pressure bonding between the bonding substrates, the bonding substrate is cooled in a state where the vacuum degree of the vacuum chamber 62 is maintained at a predetermined value. The base material for bonding is cooled by flowing cooling water through a cooling water channel which is a cooling
(真空解除)
次に、真空チャンバ62の真空状態を解除するために大気を入れ、全ての真空チャンバ62が大気開放される。
(Vacuum release)
Next, the atmosphere is put in order to release the vacuum state of the vacuum chamber 62, and all the vacuum chambers 62 are opened to the atmosphere.
(各熱盤部の下降)
次に、各熱盤部40が下降する。この下降処理では、制御部により制御された加圧機構が下方向に移動する。これにより、第1段目の熱盤部40Aが下方向に移動するため、他の熱盤部40B、40C、40D、40Eも下方向に移動する。
(Descent of each hot platen)
Next, each
具体的には、先ず、第1段目から第5段目までの熱盤部40が一体として下方向に移動する。そして、第5段目の熱盤部40Eの保持位置に到達すれば、第5段目の熱盤部40Eは、その保持位置で停止する。次に、第1段目から第4段目までの熱盤部40A、40B、40C、40Dが一体として下方向に移動する。そして、第4段目の熱盤部40Dの保持位置に到達すれば、第4段目の熱盤部40Dは、その保持位置で停止する。次に、第1段目から第3段目までの熱盤部40A、40B、40Cが一体として下方向に移動する。そして、第3段目の熱盤部40Cの保持位置に到達すれば、第3段目の熱盤部40Cは、その保持位置で停止する。次に、第1段目と第2段目の熱盤部40A、40Bが一体として下方向に移動する。そして、第2段目の熱盤部40Bの保持位置に到達すれば、第2段目の熱盤部40Bは、その保持位置で停止する。最後に、第1段目の熱盤部40Aが下方向に移動する。そして、第1段目の熱盤部40Aの保持位置に到達すれば、第1段目の熱盤部40Aは、その保持位置で停止する。なお、加圧機構24のピストンロッド24Aは、初期位置に戻る。
Specifically, first, the
本実施形態の接合装置20によれば、例えば、加熱・加圧処理において、熱盤部40が熱源部44により加熱される。熱盤部40が加熱されると、枠体部42に伝熱する。熱盤部40と枠体部42との間には、第1シール部52及び第2シール部60が介在しているため、熱盤部40の熱は、第1シール部52及び第2シール部60に伝わる。
According to the
ここで、第1シール部52に伝熱すると、第1シール部52が加熱される。これにより、第1シール部42は、所定の熱膨張係数に基づいて熱膨張する。換言すれば、第1シール部52の体積が熱膨張により増加する。このため、第1シール部52に凹部54、56が形成されていなければ、第1シール部52から熱盤部40Bに対して体積膨張そのままの熱応力が加わることになるが熱盤は剛体のため、第1シール部52側がその応力で破損に至る。
Here, when heat is transferred to the
ところで、図4に示すように第1シール部52には凹部54、56が形成されているため、第1シール部52の熱膨張に伴う体積増加分が凹部54、56の容積によって吸収される。このため、第1シール部52の熱盤部40Bとの接触部位にある潰し量L(図4の破線部分)が、熱膨張によって大きく増加することがなくなる。換言すれば、第1シール部52から熱盤部40Bに対して作用する圧力が、大きく増加することを抑制できる。これにより、熱盤部40Bの加熱時においても、第1シール部52が熱膨張による応力によって破損することを防止できる。この結果、高温時においても、第1シール部52のシール性能が低下することを防止でき、高いシール性を維持した真空引きが可能になる。
By the way, as shown in FIG. 4, the
また、凹部54、56が、第1シール部52の厚み方向に沿って切断した断面視においてV型に形成されているため、底部が鋭角になっている。これにより、第1シール部52が熱膨張したときに凹部54、56が変形し易くなるため、第1シール部52の体積増加分が凹部54、56に確実に吸収される。
Moreover, since the recessed
また、凹部54、56が第1シール部52の上下対称の位置に形成されているため、第1シール部52の加工が容易になる。なお、各シール部52、60の加工方法については、後述する。
Moreover, since the recessed
さらに、上述したように、枠体部42が熱盤部40Bに対して相対移動(摺動)するが、第1シール部52には第1溝部48の内壁面に対して面接触するための平面部52A、52B、52C、52Dが形成されているため、枠体部42の熱盤部40Bに対する相対移動時に第1シール部52が捻れることを防止できる。この結果、第1シール部52の捩れに伴う破損を防止できる。
Furthermore, as described above, the
なお、上記した第1シール部52の作用効果は、第2シール部60においても同様のことが言える。これにより、高温や捩れにより第2シール部60が破損することがなく、枠体部42と熱盤部40との間で高いシール性を確保することができる。
In addition, the same effect can be said for the
次に、各シール部52、60の加工方法について説明する。
Next, the processing method of each
図6に示すように、市販されているOリング72を用いて、上側表面の一部及び下側表面の一部を切削により平面加工する。そして、Oリング72の上側表面及び下側表面に形成された平面部72A、72Bに対して切削によりV溝加工する。これにより、複数の凹部54、56が形成された第1シール部52を得る。なお、第2シール部60も同様に加工し、90度反転させればよい。市販のOリング72が必ずしも必須のものではないが、Oリング72を用いることにより、安価にて市販されているものを容易に入手できるため、便利である。
As shown in FIG. 6, a part of the upper surface and a part of the lower surface are planarized by cutting using a commercially available O-
なお、各シール部52、60は、切削による加工方法に限定されるものではなく、例えば、型を作り、型による成形により製造してもよい。型を用いた成形では、凹部に曲面を形成することができるため、凹部の形状にバリエーションを持たせることが可能になる。
In addition, each
なお、上記実施形態では、各シール部52、60には、凹部54、56として2つのV型の溝が形成された構成を例示したが、これに限られるものではない。
In the above-described embodiment, the configuration in which the two V-shaped grooves are formed as the
例えば、図7に示すように、V型の溝76が複数並んで形成されたシール部74でもよい。
For example, as shown in FIG. 7, a
また、図8に示すように、シール部の厚み方向に切断した断面視にて、角形状となる凹部80が形成されたシール部78を用いてもよい。
Further, as shown in FIG. 8, a
また、図9に示すように、V型の溝84付きの、平面部が形成されていないシール部82を用いてもよい。
Further, as shown in FIG. 9, a
さらに、図10に示すように、凹部88が片側のみで、かつシールの中心部(芯)まで切削して形成されたシール部86も有効である。このシール部86は、高温時の熱膨張によるシール先端応力を緩和するので、さらに破損しにくい構造である。また真空チャンバ内の真空引き時は、減圧差によって大気の圧力を受け、凹部88が開く方向になるため、熱盤部と枠体部とのシール性能は維持される。 Furthermore, as shown in FIG. 10, a seal portion 86 formed by cutting the recess 88 only on one side and to the center (core) of the seal is also effective. The seal portion 86 has a structure that is more difficult to break because it reduces the stress at the seal tip due to thermal expansion at high temperatures. Further, when the inside of the vacuum chamber is evacuated, the pressure of the atmosphere is received by the pressure difference and the recess 88 opens, so that the sealing performance between the hot platen and the frame is maintained.
10 プレス機構
12 台座部
14 支持部
16 熱盤部
20 接合装置
24 加圧機構
26 下側台座部(台座部)
28 支持部
30 上側台座部(台座部)
32 支持部
40A 第1段目の熱盤部(熱盤部)
40B 第2段目の熱盤部(熱盤部)
40C 第3段目の熱盤部(熱盤部)
40D 第4段目の熱盤部(熱盤部)
40E 第5段目の熱盤部(熱盤部)
42 枠体部
48 第1溝部(溝部)
50 第2溝部(溝部)
52 第1シール部(シール部)
52A 平面部
52B 平面部
52C 平面部
52D 平面部
54 凹部
56 凹部
60 第2シール部(シール部)
62A 真空チャンバ
62B 真空チャンバ
62C 真空チャンバ
62D 真空チャンバ
64 凹部
66 凹部
DESCRIPTION OF
28 Supporting
32
40B 2nd stage hot platen (hot platen)
40C 3rd stage hot platen (hot platen)
40D 4th stage hot platen (hot platen)
40E 5th stage hot platen (hot platen)
42
50 Second groove (groove)
52 1st seal part (seal part)
54
Claims (10)
前記熱盤部の側方に位置する枠体部と、
前記熱盤部と前記枠体部との間に位置して前記熱盤部と前記枠体部との隙間をシールするシール部と、
を有するシール構造であって、
前記シール部は、前記熱盤部又は前記枠体部に形成された溝部に配置され、
前記シール部には、前記溝部の深さ方向と直角な向きに凹部が形成され、
前記シール部が前記熱盤部又は前記枠体部に形成された前記溝部に配置された状態で、前記凹部が前記溝部の溝内に位置していることを特徴とするシール構造。 A heating platen provided with a heating mechanism, a frame body portion located on a side of the heating platen,
A seal portion that is located between the hot platen portion and the frame body portion and seals a gap between the hot platen portion and the frame body portion;
A seal structure having
The seal part is disposed in a groove part formed in the hot platen part or the frame body part,
A concave portion is formed in the seal portion in a direction perpendicular to the depth direction of the groove portion,
The seal structure, wherein the concave portion is located in a groove of the groove portion in a state where the seal portion is disposed in the groove portion formed in the hot platen portion or the frame body portion.
加熱機構を備えた熱盤部と、
前記台座部に設けられ、前記台座部に付与された荷重を加圧力として前記熱盤部に伝達する支持部と、
前記熱盤部の側方に位置する枠体部と、
前記熱盤部と前記枠体部との間に位置し、前記熱盤部と前記枠体部との隙間をシールするシール部と、
真空源と接続して、隣接する前記熱盤部の間に形成される真空チャンバと、
を有し、
前記真空チャンバ内で貼り合せ用基材同士を熱圧着させて接合する接合装置であって、
前記シール部は、前記熱盤部又は前記枠体部に形成された溝部に配置され、
前記シール部には、前記溝部の深さ方向と直角な向きに凹部が形成され、
前記シール部が前記熱盤部又は前記枠体部に形成された前記溝部に配置された状態で、前記凹部が前記溝部の溝内に位置していることを特徴とする接合装置。 A pedestal to which a predetermined load is applied by a pressurizing mechanism;
A heating platen equipped with a heating mechanism;
A support portion that is provided on the pedestal portion and transmits a load applied to the pedestal portion to the heating platen as an applied pressure;
A frame body portion located on a side of the hot platen portion;
A seal portion located between the hot platen portion and the frame body portion, and sealing a gap between the hot platen portion and the frame body portion;
A vacuum chamber connected to a vacuum source and formed between the adjacent heating platens;
Have
A bonding apparatus for bonding the base materials for bonding in the vacuum chamber by thermocompression bonding,
The seal part is disposed in a groove part formed in the hot platen part or the frame body part,
A concave portion is formed in the seal portion in a direction perpendicular to the depth direction of the groove portion,
The joining apparatus, wherein the recess is located in a groove of the groove part in a state where the seal part is disposed in the groove part formed in the hot platen part or the frame body part.
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