JP2014107503A - 真空加熱加圧封止成形装置及び真空加熱加圧封止成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の素子上の封止シートの上面に対して十分な平坦度を付与し、封止した素子付基板の全体の高さを精度よく均一にするができる。
【解決手段】 基板上に素子を真空加熱加圧封止/成形する真空加熱加圧封止／成形装置であって、該装置は開閉自在な真空チェンバーと、真空チェンバー中に配置され素子付き基板、素子上の封止シートあるいは封止シート及び加圧剥離フィルムを置く基板置台と、封止シートを加熱軟化用加熱装置と、真空排気及び高圧ガス導入のための孔と、内方部材は下降されてその下端部と基板置台との間に加熱軟化された封止シートあるいは封止シート上の加圧剥離フィルムを挟むことができるようになっている内方部材と、加熱軟化した封止シートによって素子を基板上に封止した後、依然軟化状態にある封止シートを素子上に実質的にその場で押し付けられ所定の成形を行う成形型とからなる、真空加熱加圧封止／成形装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体、抵抗及び／又はコンデンサー等の素子を接合した基板を封止シートにより封止し、かつ基板上の素子を封止した封止シートを成型するための真空加熱加圧封止成形装置及び真空加熱加圧封止成形方法に関する。本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置及び真空加熱加圧封止成形方法は、素子を予め基板上に素子を接合した場合、及び素子を接着剤を介して基板上に配置し、素子を基板上に接合するとともに、封止シートにより素子を基板に封止する場合にも適用することができる。

素子を基板上に封止する場合には、封止シートと基板及び素子との間に空気の混入を防ぐため、真空下に加熱軟化した封止シートによって加圧下に素子を基板上に封止接合する。 出願人は、この目的のために真空中でシール層（接合層）への空気の混入を防止しながら、微小な押圧力の調節を可能にして、適度な加圧下で、シール層の厚さを均一にして素子を基板上に良好に封止・接合することを可能とする真空加熱加圧封止装置及び方法を提供した。特許文献１。

しかしながら、通常封止した素子付き基板は全体の高さが均一であることが求められ図面で指定されているが、本発明者は、特許文献１の真空加熱加圧封止装置及び方法では、得られた製品の素子上のシール層の上面の平坦度が十分ではなく、また封止した素子付基板の全体の高さを精度よく均一にすることは困難であることを発見した。さらに、基板上の複数の素子の高さが異なる場合に、複数の素子上の封止シートの平坦度がでないと組み付け時に正確な吸着移動ができないという欠点があることが分かった。

特願２０１１−１９２９９５

本発明は、一つの真空加熱加圧封止成形装置を用いて加熱・真空中で素子及び基板と封止シートへの空気の混入を防止しながら、素子を基板上に封止シートにより精度よく封止可能とするとともに、素子を封止した封止シートを軟化された状態で成形することによって、例えば、素子上の封止シートの上面に対して十分な平坦度を付与するとともに、封止した素子付基板の全体の高さを精度よく均一にすることを可能とすることを目的とする。

（１）本発明は、基板上に素子を真空加熱加圧封止/成形するための真空加熱加圧封止／成形装置であって、該真空加熱加圧・成形装置は
１．真空チェンバー形成用下枠体と、
２．真空チェンバー形成用下枠体の上方に配置された真空チェンバー形成用上枠体であって、真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体との間が密封されて内部に真空チェンバーが形成され、真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体とを離間させた状態で被加工品が外部に取り出せるようになっている真空チェンバー形成用上枠体と、
３．真空チェンバー形成用下枠体の内部に配置され、かつ上に基板を置くようになっている基板置台であって、基板上には素子を配置し、素子の上には封止シートを乗せ、あるいは封止シートの上にさらに封止シートより半径方向外方に延びる加圧剥離フィルムを置くようになっている基板置台と、
４．素子上の封止シートを加熱軟化させる加熱装置と、
５．真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体のいずれかに設けた真空排気及び高圧ガス導入用孔と、
６．真空チェンバー形成用上枠体の内側でかつ下面から下方に延びた内方部材であって、内方部材は下降されてその下端部と基板置台との間に加熱軟化された封止シートを気密に挟む、あるいは封止シート上の加圧剥離フィルムを挟むことができるようになっている内方部材と、
７．加熱軟化した封止シートによって素子を基板上に封止した後、依然軟化状態にある封止シートを素子上に押し付けられ所定の成形を行う成形型とからなることを特徴とする。

以下に、本発明に係る真空加熱加圧封止／成形装置の好適な実施態様を示す。
（２） 真空チェンバー形成用下枠体は下枠部材を有し、真空チェンバー形成用上枠体は上枠部材を有し、真空チェンバー形成用下枠体あるいは真空チェンバー形成用上枠体はさらに気密に下枠部材と上枠部材の内周面あるいは外周面を気密に摺動する摺動部材を有し、摺動枠体を摺動させて下枠部材と、摺動枠体と、上枠部材との間を気密にして内部に真空チェンバーを形成し、一方摺動枠体を摺動させて下枠部材と上枠部材との間を離間させた状態で被加工品を出し入れできるようになっている、（１）に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
（３）真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体とを相対移動させその間を当接密封し内部に真空チェンバーを形成し、一方真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体とを相対移動させ離間させた状態で被加工品を出し入れできるようになっている、（１）に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
（４）真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体とを相対移動させることにより内方部材の下端部と基板置台との間で加熱軟化された封止シートあるいは加圧剥離フィルムを気密に挟むことが可能となっている、（３）に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。

（５）加熱軟化状態の封止シートを素子上に押し付ける成形型が真空チェンバー形成用上枠体の内側に配置され、真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体とを相対移動させ成形型を加熱軟化状態の封止シートあるいは加圧剥離フィルムおよび封止シートを素子上に押し付ける、（４）に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
（６）内方部材が、中間移動プレートの下面に取り付けられた押圧シリンダ機構である、（１）乃至（３）のいずれか１項に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
（７）成形型が非成形時には真空チェンバー形成用上下枠部材の内方の非成形位置に退避され、成形時において内方部材の内側の成形位置に移動されるようになっている、（１）乃至（６）のいずれか１項に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
（８）加熱装置が基板置台および成形型に設けてある、（１）乃至（６）のいずれか１項に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。

（９）加熱装置がハロゲンランプ等の光照射装置あるいは赤外線、レーザーあるいは遠赤外線照射装置である、（１）乃至（６）のいずれか１項に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
（１０）真空チェンバー形成用下枠体及び基板置台がスライド移動テーブル上に配置され、スライド移動テーブルによって真空チェンバー形成用下枠体及び基板置台を外部に取り出すことによって基板置台に対して基板及び封止シートあるいは基板、封止シート及び加圧剥離フィルムの着脱が容易となっている、（１）乃至（８）のいずれか１項に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
（１１）真空チェンバー形成のための加圧機構が、エアプレス圧、油圧プレス圧、サーボプレス圧あるいはオートクレーブを利用したものである、（１）乃至（９）のいずれかに記載した真空加熱加圧封止／成形装置。

本発明は、さらに以下の工程からなる真空加熱加圧封止／成形方法に関する。
１．真空チェンバーを開けた状態で真空チェンバー内に配置された基板置台上に基板を置き、基板上には素子が配置され、素子の上には封止シートを配置し、あるいは封止シートの上にさらに封止シートより半径方向外方に延びる加圧剥離フィルムを配置し、
２．真空チェンバーを閉じて真空チェンバーを真空にし、
３．封止シートあるいは封止シート及び加圧剥離フィルムを加熱軟化し、
４．加熱軟化した封止シートあるいは加圧剥離フィルムの外周部を基板置台上に気密に押さえ、加熱軟化した封止シートあるいは加圧剥離フィルムと基板置台で形成される空間を真空状態に保ち、
５．この状態で真空チェンバー内を大気圧に開放し大気を導入し、あるいは必要であればさらに高圧ガスを導入して加圧し、加熱軟化状態の封止シートで素子を基板に封止し、
６．成形型を依然軟化状態にある封止シートあるいは加圧剥離フィルム及び封止シート上に実質的にその位置で押し付け所定の成形を行う。
なお、前記工程５の中で真空チェンバーの容積を減少させて真空チェンバー内部の圧力を増圧させることによって、封止シートの接着面の密着度を高めることができる。

本発明によれば、加熱軟化した封止シートあるいは加熱軟化した加圧剥離フィルム及び封止シートで素子を基板上に封止し、素子上の加熱軟化状態を保ったままの封止シートあるいは加圧剥離フィルム及び封止シートを成形加工するので、得られた製品の素子上のシール層の上面について十分な平坦度が得られ、また封止した素子付基板の全体の高さを精度よく均一にすることができる。従って、封止・成形加工した素子付き基板を組み付ける場合に、正確な吸着移動が可能となる。
また、陽圧により素子に沿って封止して平坦の押圧成形する場合には、素子間の隙間に押し出された封止シートが流れ込み基板と複数素子とをより一体化することができる。
さらに、加圧剥離フィルムを介して封止する場合には封止シートが少なくて済み、複数素子ごとの局所封止が可能となり、それらの局所への型押し成型が同時にできる。

本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第1の実施態様の模式的断面図を示し、真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体とを離間させて、被加工品を内部に配置した状態を示す。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第1の実施態様の基板、素子及び封止シートのセット工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第1の実施態様の真空チェンバー形成、封止シートの加熱・軟化、真空引き工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第1の実施態様の封止シート押え工程を示す模式的断面図を示す。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第1の実施態様の真空チェンバー内を陽圧加圧する工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第1の実施態様の成形型による封止シート成形工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第２の実施態様の成形型による封止シート成形工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第３の実施態様の基板、素子、封止シート及び加圧剥離フィルムのセット工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第３の実施態様の真空チェンバー形成、封止シート及び加圧剥離フィルムの加熱・軟化、真空引き工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第３の実施態様の封止シート及び加圧剥離フィルムの押え工程を示す模式的断面図を示す。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第３の実施態様の真空チェンバー内を陽圧加圧する工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第３の実施態様の成形型による封止シート及び加圧剥離フィルムの成形工程を示す模式的断面図である。 本発明に係るハロゲンランプを使用した真空加熱加圧封止成形装置の第４の実施態様の基板、素子及び封止シートのセット工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第４の実施態様の真空チェンバー形成、封止シートの加熱・軟化、真空引き工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第４の実施態様の封止シート押え工程を示す模式的断面図を示す。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第４の実施態様の真空チェンバー内を陽圧加圧する工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第４の実施態様の成形型移動工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第４の実施態様の成形型による封止シート成形工程を示す模式的断面図である。 本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第５の実施態様の基板、素子、封止シート及び加圧剥離フィルムのセット工程を示す模式的断面図である。 素子を基板上に封止する構成および成形型による成形例を示す。 陽圧口及び真空口を閉じた状態で、真空チェンバー中の空気の圧力を０．１ＭＰａとして、中間移動プレートを下降させた場合の下降移動距離（下降ストローク）と内圧測定値を示す。

本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置及び真空加熱加圧封止成形方法では、封止シートを直接基板上の素子に加圧封止する場合、及び封止シートの上にさらに加圧剥離フィルムを置いて加圧剥離フィルムを通して間接的に封止シートを加圧し基板上の素子に加圧封止する場合に適用できる。また、成形型を加圧封止する工程では成形位置から外方に退避移動させて、成形時に成形位置まで移動させて成形工程を行う場合と、外方に退避移動させない場合とがある。
以下に、図示する具体的実施態様に基づいて本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置及び真空加熱加圧封止成形方法を説明する。これらの実施態様はあくまで例示であって本発明を限定するものではなく、本発明は特許請求の範囲内で種々の変形、変更を容易に加えることができることは当業者には容易であろう。

なお、本発明においては、素子及び封止シートとしては以下のものを言う。
本発明では、「素子」とは、ＩＣ素子、半導体、抵抗及び／又はコンデンサー等の素子をいう。また基板とはリジット基板およびフレキシブル基板とし基板上に接合する素子の数は、１つでもよいし、複数の素子でもよく、また高さが同一であっても、異なる高さのものでもよい。「封止シート」は、封止用の接着シートであり、素子の上に封止シートを置き、熱と圧力で樹脂を流動させ、真空加熱加圧封止接合させる。厚みは、例えば０．２〜５ｍｍ程度の接着封止用薄膜シートであり、加熱軟化した封止シートは素子を基板に真空加熱加圧封止接合するとともに、素子を基板に外表面から補強的に接合する。封止シートとしては、主としてエポキシ樹脂が用いられ、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどを用いることができ、加熱硬化する接着剤層として機能する。

また、「加圧剥離フィルム」は、大気圧中で加熱軟化される耐熱フィルムあるいは耐熱軟質ゴムであって、加熱／加圧下に強度を保ちつつ伸びる性質を有する。本発明において、加熱温度としては、加圧剥離フィルムの軟化温度となるが、例えば、１００〜３００℃である。加圧剥離フィルムの材質は耐熱性で軟化しやすい樹脂又はゴムとすることができ、例えば、厚さを３０〜１０００μｍとする。加圧剥離フィルムとしては、耐熱剥離フィルムを用いることができ、例えば、ＰＥＴ、オレフィン系樹脂、フッ素ゴム、シリコーンゴムを用いることができる。なお、本発明においては、厚さによっては「フィルム」と表現するより「シート」と表現する方が適切な場合があるが、本発明においては「加圧剥離フィルム」は「加圧剥離シート」をも包含することを意図する。

（第1の実施の形態）
図１は、本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第1の実施態様の模式的断面図を示す。１台の真空加熱加圧封止成形装置より、接着性封止シートを用いて基板上に素子を封止し、成形型を用いて基板上に素子を封止シートによって直接加圧封止成形加工する。
本真空加熱加圧封止成形装置においては、基台１上に加圧シリンダ下板２が配置され、加圧シリンダ下板２の上にはスライド移動テーブル３が置かれ、スライドシリンダ４がロッドを介してスライド移動テーブル３の側方に連結されている。スライド移動テーブル３上には下枠部材置台５が置かれ、下枠部材置台５の上方には下加熱プレート７が配置され、下加熱プレート７上には基板置台８が置かれ、基板置台８の上には素子９付き基板１０が配置され、素子９上には封止シート１１が配置されるようになっている。

また、基板置台８の外側で下枠部材置台５の外周部上面には下枠部材１２が気密に固定・立設され、下枠部材置台５と下枠部材１２とによって真空チェンバー形成用下枠体が形成されている。真空チェンバーが開いた状態で、スライドシリンダ４によってスライド移動テーブル３を真空加熱加圧封止成形装置内外を移動させることによって、スライド移動テーブル３上の下枠部材置台５、下加熱プレート７、基板置台８及び下枠部材１２を一緒に真空加熱加圧封止成形装置に対して出し入れ可能とし、それにより外部で被加工品（素子付き基板及び封止シート）を基板置台８に置いて真空加熱加圧封止成形装置内に移動し、また封止成形加工製品を同装置外部に取出すことが可能となっている。本実施態様では、基板１０の上面に複数の素子９が予め接着固定されているが、素子を基板の上面に正確に位置させることができるのであれば、熱可塑性接着剤等の接着剤を介して素子を基板上面に配置させても良い。

基台１の上には複数の支柱１３が立設され、支柱１３の上端部には加圧シリンダ上板１４が固定されている。加圧シリンダ上板１４の下方には支柱１３を通して中間移動プレート１５が摺動自在に配置されており、中間移動プレート１５の下方には断熱板１６を介して上加熱プレート１７が固定されている。上加熱プレート１７はフィルムの軟化用のヒータとして機能し、下加熱プレート７は基板の予熱用あるいは接着剤熱硬化用のヒータとして機能する。中間移動プレート１５の下面から断熱板１６の外側で下枠部材１２に対応する上枠部材１８が下方に気密に延びており、中間移動プレート１５と上枠部材１８とによって真空チェンバー形成用上枠体が形成されている。上枠部材１８の外周には摺動部材１９が気密に摺動可能に設けられ、摺動部材１９は加圧シリンダ上板上の摺動シリンダ２０によって上下に移動され、下降して下枠部材１２の外周に摺動可能とされ、下枠部材１２、摺動部材１９と上枠部材１８との間で気密性が保たれることによって内部に真空チェンバーが形成される。

断熱板１６の下面外周部から下方に延びる内方部材２４が固定されている。内方部材２４は、断熱板１６の下面に一端が固定されたロッド２４ａと、ロッド下端部に設けられた枠状押え部２４ｂと、ロッド２４ａの周りに配置されたスプリング２４ｃとからなっている。枠状押え部２４ｂはロッド２４ａに対してスプリングにより下方に付勢され、下から押されて上方へ移動可能となっており、枠状押え部２４ｂが基板置台８に当接する場合の衝撃を緩衝する。内方部材２４の下端部の枠状押え部２４ｂと基板置台８との間に封止シート１１が気密に保持されるようになっている。

加圧シリンダ上板１４の上面には加圧シリンダ２２が配置され、加圧シリンダ２２のシリンダロッド２３は加圧シリンダ上板１４を通って中間移動プレート１５の上面に固定され、加圧シリンダ２２によって、中間移動プレート１５と上加熱プレート１７と上枠部材１８と内方部材２４を上下に一体的に移動可能としている。加圧シリンダ２２による中間移動プレート１５と上加熱プレート１７と上枠部材１８の下方の移動を規制するストッパー（図示せず）を設け、所定の距離中間移動プレート１５が下降した時にそれ以上の下降を阻止するようにすることもできる。加圧シリンダ２２及び摺動シリンダ２０としては、油圧シリンダ、空圧シリンダ、サーボシリンダ等を用いることができる。

上加熱プレート１７の下面には成形型２１が着脱自在に取り付けられ、成形目的によって成形型を取り換え可能となっている。本実施態様では、中間移動プレートには、陽圧口２５と真空口２６とが設けられている。但し、陽圧口及び真空口を１つの開口として、この開口を電磁弁およびスイッチを介して陽圧加圧機及び真空排気機とを選択的に接続するようにして、該開口を陽圧口あるいは真空口として兼用・機能させても良い。この態様も本発明に含まれる。

（第１の実施態様：加圧剥離フィルムを用いない場合）
以下に、図２（ａ）乃至図２（ｅ）に基づいて、本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第１の実施態様の動作を説明する。なお、図２（ａ）乃至図２（ｅ）においては、簡略化のため支柱１３、加圧シリンダ上板１４、加圧シリンダ２２及びロッド２３及び配管を省いている。
（１）基板，素子，封止シートをセットする工程
図２（ａ）は、真空チェンバーを開いた状態でスライドシリンダ４によってスライド移動テーブル３、下枠部材基台５、下枠部材１２、下加熱プレート７、基板置台８（簡略化のため、これらの部材をまとめて「下方部材」と呼ぶ）を外側に引き出し、基板基台８上に素子９を上に配した基板１０を置き、その上に封止シート１１を置いたのちスライドシリンダ４によって下方部材を内方部材１２の下方の所定の位置に挿入した状態を示す。

（２）真空チェンバー形成、封止シートの軟化、真空引き工程
図２（ｂ）は、摺動シリンダ２０により摺動部材１９を所定距離下降させ下枠部材１２の外周に気密に摺動させ、下枠部材１２と摺動部材１９と上枠部材１８との間を気密に保ち、内部に真空チェンバーを形成し、封止シートを大気中で加熱・軟化させ、真空口２６を介して真空引きする工程を示す。この時、図２（ｂ）に示すように、封止シート１１は素子９の上面の縁部から外周縁部へと下方に傾斜し、外周部の最外縁部は内方部材２４の枠状押え部２４ｂの下面に対応する位置まで延び、基板置台８の上面に触れている。真空引きによって真空チェンバー内及び基板置台８と封止シート１１との間の空間は真空状態とされる。なお、真空引きの際には、陽圧口２５は閉じられ、真空口２６は開かれている。

（３）封止シート押え工程
図２（ｃ）は、加熱下真空引きをしながら、加圧シリンダ２２によって、中間移動プレート１５と上加熱プレート１７と上枠部材１８と内方部材２４（以下に、簡略の為まとめて「上方部材」ともいう）を一体的に下降し、所定の位置で停止させ、加熱軟化した封止シート１１の外周部を内方部材２４の枠状押え部２４ｂの下面と基板置台８の上面との間に気密に押える工程を示す。この位置では、成形型２１は封止シート１１の上方に位置し、封止シートに接触していない。また、基板置台８と封止シート１１の間に形成される空間は真空状態に保持される。

（４）真空チェンバー内を陽圧加圧する工程
次に、図２（ｄ）に示すように、真空口２６を閉じ、陽圧口２５を開き大気圧を導入し、必要に応じて陽圧口を介して高圧ガスを導入し、加圧状態を維持し、封止シート１１によって素子９を基板１０上に加圧下に封止する。

（５）成形型による封止シート成形工程
図２（ｅ）に示すように、加圧シリンダ２２によって、上方部材を一体的に下降させ、成形型の下面を封止シート上に接触させ封止シートに対して所定の成形加工をおこなう。この場合に、加圧シリンダ２２用ストットパー（図示せず）を設け、成形型を所定の位置で停止させる。なお、停止させる場合に、加圧シリンダのストッパーを使わないで上枠部材１８の下端部下面と下枠部材１２の上端部上面とを当接させても良い。なお、真空チェンバー内の圧力を増圧する場合、図２（ｄ）の加圧成形後、さらに決まったストローク押し下げ増圧し成形型を封止シートに当接させ成形する方法に加えて、適当位置で増圧封止完了させて増圧をやめ排気して、さらに下降させて当接させ成形する方法がある。
（６）製品取り出し、新しい素子付基板及び封止シートの配置工程
加圧シリンダ２２によって上方部材を上方に移動させ、スライドシリンダ４によって下方部材を外部に取り出し、製品を回収するとともに、基板置台８に新しい素子付基板１０と封止シート１１を配置し、再度スライドシリンダ４によって下方部材を加圧成形位置へと戻す（図２（ａ））。

（第２の実施態様）
図３は、本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第２の実施態様を示す。
本実施態様は、摺動部材１９及び摺動シリンダ２０を省き、加圧シリンダ２２aによって下枠部材１２の上端部上面と上枠部材１８の下端部底面とを気密に当接させて内部に真空チェンバーを形成し、シリンダ機構２２ｂによって断熱板１６下方の内方部材２４及び上加熱プレート１７を上下に移動することを除き、真空加熱加圧封止成形装置の第１の実施態様と同じである。従って、詳細な説明は省略する。

（第３の実施態様：加圧剥離フィルムを用いる場合）
図４（ａ）乃至図４（ｅ）は、本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第３の実施態様を示す、本実施態様は、発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第１の実施態様と同じものであり、加圧剥離フィルムを用いている点が異なる。図４（ａ）乃至図４（ｅ）は、それぞれ図２（ａ）乃至図２（ｅ）に対応している。なお、図４（ａ）乃至図４（ｅ）においては、簡略化のため支柱１３、加圧シリンダ上板１４、加圧シリンダ２２及びロッド２３を省いている。

（１）基板，素子，加圧剥離フィルム及び加圧剥離フィルムをセットする工程
図４（ａ）は、基板１０，素子９，封止シート４０及び加圧剥離フィルム４１をセットする工程を示す。図４（ａ）と図２（ａ）の相違点は、封止シート４０上にさらに加圧剥離フィルム４１が置かれる点のみである。加圧剥離フィルム４１の大きさは、内方部材２４の下端部の枠状押え部２４ｂと基板置台８との間に加圧剥離フィルムを気密に保持可能であればよい。この場合には、封止シートの大きさは加圧剥離フィルムの大きさと同じにするか、または素子を基板上に封止するのに必要な大きさであればよい。後者の場合は封止シートの使用量を低減することができる。また、複数箇所での局所封止が可能となり、当該局所への型押し成型が同時にできる。

（２）真空チェンバー形成、加圧剥離フィルム及び封止シートの加熱軟化、真空引き工程
図４（ｂ）は、摺動シリンダ２０により摺動部材１９を所定距離下降させ下枠部材１２の外周に気密に摺動させ、内部に真空チェンバーを形成し、封止シート４０及び加圧剥離フィルム４１を大気中で加熱・軟化させ、真空口２６を介して真空引きする工程を示す。この時、図４（ｂ）に示すように、加圧剥離フィルム４１は封止シート４０を介して素子９の上面の縁部から外周縁部へと下方に傾斜し、外周部の最外縁部は内方部材２４の枠状押え部２４ｂの下面に対応する位置まで延び、基板置台８の上面に触れている。封止シート４０は、加圧剥離フィルム４１が下方に傾斜するのに追随して、傾斜させられる。真空引きによって真空チェンバー内及び基板置台８と加圧剥離フィルム４１との間の空間は真空状態とされる。

（３）封止シート押え工程
図４（ｃ）は、加熱下真空引きをしながら、加圧シリンダ２２によって、中間移動プレート１５と上加熱プレート１７と上枠部材１８と内方部材２４を一体的に下降し、所定の位置で停止させ、加熱軟化した加圧剥離フィルム４１の外周部を内方部材２４の枠状押え部２４ｂの下面と基板置台８の上面との間に気密に押える工程を示す。この位置では、成形型２１は加圧剥離フィルム４１の上方に位置し、加圧剥離フィルム４１に接触していない。また、基板置台８と加圧剥離フィルム４１の間に形成される空間は真空状態に保持される。

（４）真空チェンバー内を陽圧加圧する工程
次に、図４（ｄ）に示すように、真空口２６を閉じ、陽圧口２５を開き大気圧を導入し、必要に応じて陽圧口を介して高圧ガスを導入し、加圧状態を維持し、加圧剥離フィルム４１を介して封止シート４０によって素子９を基板１０上に加圧下に封止する。

（５）成形型による封止シート成形工程
図４（ｅ）に示すように、加圧シリンダ２２によって、上方部材を一体的に下降させ、加圧剥離フィルム４１を介して成形型の下面を封止シート上に接触させ封止シートに対して所定の加圧成形加工をおこなう。この場合に、加圧シリンダ２２用ストットパー（図示せず）を設け、成形型を所定の位置で停止させる。なお、停止させる場合に、加圧シリンダのストッパーを使わないで上枠部材１８と下板部材１２を当接させて行っても良いことは上述の通りである。
（６）製品取り出し、新しい素子付基板、封止シート及び加圧剥離フィルムの配置工程
加圧シリンダ２２によって上方に移動させ、スライドシリンダ４によって下方部材を外部に取り出し、製品を回収するとともに、基板置台８に新しい素子付基板１０、封止シート４０及び加圧剥離フィルム４１を配置し、再度スライドシリンダ４によって下方部材を加圧成形位置へと戻す（図４（ａ））。

（第４の実施態様）
図５（ａ）乃至図５（ｆ）は、真空加熱加圧封止成形装置の第４の実施態様を示す。
図中、第１と第４の実施態様と同一の部材については同一の番号を付しそれらの説明は省略する。なお、第４の実施態様でも支柱１３、加圧シリンダ上板１４、加圧シリンダ２２及びロッド２３を備えるが、図５（ａ）乃至図５（ｆ）において、簡略化のため支柱１３、加圧シリンダ上板１４、加圧シリンダ２２及びロッド２３を省いている。

本実施態様では、摺動枠体及び摺動シリンダでも使用できるが摺動シリンダは使用せずに、下枠部材５０と上枠部材５１によって真空チェンバーを形成している。より詳しくは、下枠部材基台５と、下枠部材置台５の上に気密に置かれた下枠部材５０によって真空チェンバー形成用下枠体が形成され、中間移動プレート１５とその下面に気密に設けた上枠部材５１によって真空チェンバー形成用上枠体が形成されている。上枠部材５１の下端部内方には段差５１ａが設けられていて、加圧シリンダ２２によって、中間移動プレート１５、上枠部材５１を下降させると上枠部材５１の段差５１ａの内周面が下枠部材５０の外周面に気密に摺動して、内部に真空チェンバーを形成するようになっている。

本実施態様では、ハロゲンランプ等の加熱ランプ５２が中間移動プレート１５の下面に断熱板を介して取り付けられ、上加熱プレート１７及びその下面に取り付けた成形型２１は、スライドユニット５３によって成形位置と退避位置との間を移動可能となっている。スライドユニット５３は、上枠部材５１の外側に取り付けたスライドシリンダ５３ａと、中間移動プレート１５の下方に取り付けられたスライドレール５３ｂと、上加熱プレート１７と成形型２１を下方に固定・保持しスライドレール５３ｂの下面にスライド可能に取り付けられスライダー５３ｃとからなり、スライダー５３ｃはスライドシリンダ５３ａによって成形位置と退避位置との間を移動可能とされている。中間移動プレート１５の下面には押圧シリンダ機構５５が設けられ、押圧シリンダ機構５５は、中間移動プレート１５の下面に取り付けた押圧シリンダ５５ａと、押圧シリンダ５５ａから下方に延びるロッド５５ｂと、ロッド５５ｂの下端に取り付けた押圧枠体５５ｃとからなっており、スライドユニット５３と押圧シリンダ機構５５とは抵触しない位置に配置されている。

以下に、図５（ａ）乃至図５（ｆ）に示す本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第４の実施態様の動作を説明する。
（１）基板，素子及び封止シートをセットする工程
図５（ａ）に基板，素子及び封止シートをセットする工程を示す。スライドユニット５３によって上加熱プレート１７と成形型２１を退避位置に移動している以外は、基板，素子及び加圧剥離フィルムをセットする工程は、本発明の第１の実施態様の工程（１）（図２（ａ））とほぼ同一である。

（２）真空チェンバー形成、封止シートの軟化、真空引き工程
図５（ｂ）は、真空チェンバー形成、封止シートの軟化、真空引き工程を示す。加圧シリンダ２２によって中間移動プレート１５を下降させ上枠部材５１の段差５１ａの内周面を下枠部材５０の外周面に気密に所定の距離摺動させて停止し、内部に真空チェンバーを形成する。次に、加熱ランプ５２をオンして封止シートを大気中で加熱・軟化させ、真空口２６を介して真空引きする。この時、図５（ｂ）に示すように、封止シート１１は素子９の上面の縁部から外周縁部へと下方に傾斜し、外周部の最外縁部は内方部材２４の枠状押え部２４ｂの下面に対応する位置まで延び、基板置台８の上面に触れている。真空引きによって真空チェンバー内及び基板置台８と封止シート１１との間の空間は真空状態とされる。

（３）封止シート押え工程
図５（ｃ）は、封止シート押え工程を示す。加熱下真空引きをしながら、押圧シリンダ機構５５の押圧シリンダ５５ａによりロッド５５ｂを介して押圧枠体５５ｃによって、封止シート１１の外周部を基板置台８との間に気密に押圧することにより、基板置台８と封止シート１１の間に形成される空間は真空状態に保持される。
（４）真空チェンバー内を陽圧加圧する工程
図５（ｄ）は、真空チェンバー内を陽圧加圧する工程を示す。図５（ｄ）に示すように、真空口２６を閉じ、陽圧口２５を開き大気圧を導入し、必要に応じて陽圧口を介して高圧ガスを導入し、加圧状態を維持して、封止シート１１によって素子９を基板１０上に加圧下に封止する。

（５）成形型移動工程
図５（ｅ）は、成形型移動工程を示す。加熱ランプ５２をオフとし、上加熱プレート１７により加熱しながら、退避位置に位置する上加熱プレート１７と成形型２１とを保持するスライダー５３ｃをスライドシリンダ５３ａによってスライドレール５３ｂに沿って成形位置まで移動させる。

（６）成形型による封止シート成形工程
図５（ｆ）は、成形型による封止シート成形工程を示す。図５（ｆ）に示すように、加圧シリンダ２２によって所定の距離だけ中間移動プレート１５、上加熱プレート１７と成形型２１を所定の距離だけ一体的に押圧シリンダ機構５５の押圧力に抗して下降させ、成形型の下面を封止シート上に接触させ封止シートに対して所定の成形加工をおこなう。この場合に、加圧シリンダ２２用ストットパー（図示せず）を設け、成形型を所定の位置で停止させる。なお、停止させる場合に、加圧シリンダのストッパーを使わないで上枠部材１８と下板部材１２を当接させても良い。

（７）製品取り出し、新しい素子付基板及び封止シートの配置工程
成形加工後、真空チェンバーを開き、押圧シリンダ５５ａにより押圧枠体５５ｃを上昇させ、上方部材を加圧シリンダ２２によって上方に移動させ、スライドシリンダ４によって下方部材を外部に取り出し、製品を回収するとともに、基板置台８に新しい素子付基板１０と封止シート１１を配置し、再度スライドシリンダ４によって下方部材を加圧成形位置へと戻す（図５（ａ））。

（第５の実施態様）
図６は、本発明に係る真空加熱加圧封止成形装置の第５の実施態様を示す。第３の実施態様と同様に、封止シート４０の上に加圧剥離フィルム４１を置いたことを除いて、本第５の実施態様は第４の実施態様と同一であるので、第５の実施態様については図４（ａ）乃至図４（ｄ）及び図５（ａ）乃至図５（ｆ）を参照することとし、その説明は省略する。

図７は、素子を基板上に封止する構成および成形型による成形例を示す。（ａ）は直接封止シート１１を用いて基板１０上に素子９を封止する例を示し、（ｂ）は加圧剥離フィルム４１を介して封止シート４０により基板１０上に素子９を封止する例を示す。（ｃ）は平坦な底面を有する成形型を用いて完成品の厚みを均一とする例を示し、（ｄ）は平坦な底面で複数の列の突起を有する成形型を用いて封止シート上に複数の筋入れをした例を示し、（ｅ）は上面縁部にＲ部あるいはテーパー部６０を付与することを可能とする成形型を用いた例を示す。（ｅ）において、６１及び６２はそれぞれ突起と外周抜き又はガイド穴を示し、他部品への組み込みの位置合わせに適する。（ｆ）は、上面にマス目あるいは凹凸模様（放熱用等）の模様付けをするための成形型を用いた例を示す。成形型は、これらのものに限定されないのは言うまでもない。

図８は、陽圧口及び真空口を閉じた状態、あるいは陽圧口を設けずに真空口を閉じた状態で、真空チェンバー中の空気の圧力を０．１ＭＰａとして、中間移動プレートを下降させた場合の下降移動距離（下降ストローク）と内圧測定値を示す。真空チェンバー内の容積を１０ｍｍづつ下降させた場合の真空チェンバー内の圧力の上昇を確認した。通常、真空チェンバー内部を加圧する場合には、空気圧の場合、外部コンプレッサーの空気圧力は０．７ＭＰａが一般に上限としている。この加圧シリンダにより真空チェンバーを縮小（下降ストローク：５０ｍｍ）させるとストローク５０ｍｍで約１，９倍近い更に高い加圧をすることが可能となる。すなわち、加圧封止工程の中で真空チェンバーの容積を減少させて真空チェンバー内部の圧力を増圧させることによって、封止シートの接着面の密着度を高めることができる。

１・・・基台、２・・・加圧シリンダ下板、３・・・スライド移動テーブル、４・・・スライドシリンダ、５・・・下枠部材置台、７・・・下加熱プレート、８・・・基板置台、９・・・素子、１０・・・基板、１１・・・封止シート、１２・・・下枠部材、１３・・・支柱、１４・・・加圧シリンダ上板、１５・・・中間移動プレート、１６・・・断熱板、１７・・・上加熱プレート、１８・・・上枠部材、１９・・・摺動部材、２０・・・摺動シリンダ、２１・・・成形型、２２，２２ａ・・・加圧シリンダ、２２ｂ・・・シリンダ機構、２３・・・ロッド、２４・・・内方部材、２４ａ・・・ロッド、２４ｂ・・・枠状押え部、２４ｃ・・・スプリング、２５・・・陽圧口、２６・・・真空口、４０・・・封止シート、４１・・・加圧剥離フィルム、５０・・・下枠部材、５１・・・上枠部材、５１ａ・・・段差、５２・・・加熱ランプ、５３・・・スライドユニット、５３ａ・・・スライドシリンダ、５３ｂ・・・スライドレール、５３ｃ・・・スライダー、５５・・・押圧シリンダ機構、５５ａ・・・押圧シリンダ、５５ｂ・・・ロッド、５５ｃ・・・押圧枠体、６０・・・テーパー部、６１・・・突起、６２・・・外周抜き（ガイド孔）

Claims (13)

1. 基板上に素子を真空加熱加圧封止/成形するための真空加熱加圧封止／成形装置であって、該真空加熱加圧・成形装置は
   １．真空チェンバー形成用下枠体と、
   ２．真空チェンバー形成用下枠体の上方に配置された真空チェンバー形成用上枠体であって、真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体との間が密封されて内部に真空チェンバーが形成され、真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体とを離間させた状態で被加工品が外部に取り出せるようになっている真空チェンバー形成用上枠体と、
   ３．真空チェンバー形成用下枠体の内部に配置され、かつ上に基板を置くようになっている基板置台であって、基板上には素子を配置し、素子の上には封止シートを乗せ、あるいは封止シートの上にさらに封止シートより半径方向外方に延びる加圧剥離フィルムを置くようになっている基板置台と、
   ４．素子上の封止シートを加熱軟化させる加熱装置と、
   ５．真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体のいずれかに設けた真空排気及び高圧ガス導入用孔と、
   ６．真空チェンバー形成用上枠体の内側でかつ下面から下方に延びた内方部材であって、内方部材は下降されその下端部と基板置台との間に加熱軟化された封止シートを気密に挟む、あるいは封止シート上の加圧剥離フィルムを挟むことができるようになっている内方部材と、
   ７．加熱軟化した封止シートによって素子を基板上に封止した後、依然軟化状態にある封止シートを素子上に押し付けて所定の成形を行う成形型とからなる、真空加熱加圧封止／成形装置。
   
2. 真空チェンバー形成用下枠体は下枠部材を有し、真空チェンバー形成用上枠体は上枠部材を有し、真空チェンバー形成用下枠体あるいは真空チェンバー形成用上枠体はさらに気密に下枠部材と上枠部材の内周面あるいは外周面を気密に摺動する摺動部材を有し、摺動枠体を摺動させて下枠部材と、摺動枠体と、上枠部材との間を気密にして内部に真空チェンバーを形成し、一方摺動枠体を摺動させて下枠部材と上枠部材との間を離間させた状態で被加工品を出し入れできるようになっている、請求項１に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
   
3. 真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体とを相対移動させその間を密封し内部に真空チェンバーを形成し、一方真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体とを相対移動させ離間させた状態で被加工品を出し入れできるようになっている、請求項１に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
   
4. 真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体とを相対移動させることにより内方部材の下端部と基板置台との間で加熱軟化された封止シートあるいは封止シート及び加圧剥離フィルムを気密に挟むことが可能となっている、請求項３に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
   
5. 加熱軟化状態の封止シートを素子上に押し付ける成形型が真空チェンバー形成用上枠体の内側に配置され、真空チェンバー形成用下枠体と真空チェンバー形成用上枠体とを相対移動させ成形型を加熱軟化状態の封止シートあるいは加圧剥離フィルムおよび封止シートを素子上に押し付ける、請求項４に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
   
6. 内方部材が、中間移動プレートの下面に取り付けられた押圧シリンダ機構である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
   
7. 成形型が非成形時には真空チェンバー形成用上下枠部材の内方の非成形位置に退避され、成形時において内方部材の内側の成形位置に移動されるようになっている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
   
8. 加熱装置が基板置台および成形型に設けてある、請求項１乃至６のいずれかに記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
   
9. 加熱装置がハロゲンランプ等の光照射装置あるいは赤外線、レーザーあるいは遠赤外線照射装置である、請求項１乃至６のいずれかに記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
   
10. 真空チェンバー形成用下枠体及び基板置台がスライド移動テーブル上に配置され、スライド移動テーブルによって真空チェンバー形成用下枠体及び基板置台を外部に取り出すことによって基板置台に対して基板及び封止シートあるいは基板、封止シート及び加圧剥離フィルムの着脱が容易となっている、請求項１乃至８のいずれかに記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
    
11. 真空チェンバー形成のための加圧機構が、エアプレス圧、油圧プレス圧、サーボプレス圧あるいはオートクレーブを利用したものである、請求項１乃至９のいずれかに記載した真空加熱加圧封止／成形装置。
    
12. １．真空チェンバーを開けた状態で真空チェンバー内に配置された基板置台上に基板を置き、基板上には素子が配置され、素子の上には封止シートを配置し、あるいは封止シートの上にさらに封止シートより半径方向外方に延びる加圧剥離フィルムを配置し、
    ２．真空チェンバーを閉じて真空チェンバーを真空にし、
    ３．封止シートあるいは封止シート及び加圧剥離フィルムを加熱軟化し、
    ４．加熱軟化した封止シートあるいは加圧剥離フィルムの外周部を基板置台上に気密に押さえ、加熱軟化した封止シートあるいは加圧剥離フィルムと基板置台で形成される空間を真空状態に保ち、
    ５．この状態で真空チェンバー内を大気圧に開放し大気を導入し、あるいは必要であればさらに高圧ガスを導入して加圧し、加熱軟化状態の封止シートで素子を基板に封止し、
    ６．成形型を依然軟化状態にある封止シートあるいは加圧剥離フィルム及び封止シート上に実質的にその位置で押し付け所定の成形を行う、真空加熱加圧封止/成形方法。
    
13. 前記工程５の中で真空チェンバーの容積を減少させて真空チェンバー内部の圧力を増圧させて封止シートの接着面の密着度を高める、請求項１２に記載の真空加熱加圧封止/成形方法。

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