JP2021163960A - デバイス封止方法、デバイス封止装置、および半導体製品の製造方法 - Google Patents

デバイス封止方法、デバイス封止装置、および半導体製品の製造方法 Download PDF

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Shinya Akizuki
雅之 山本
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Abstract

【課題】精度良くデバイスを封止するとともに、封止過程におけるワークおよび封止材料の取り扱いが容易となるデバイス封止方法、デバイス封止装置、および半導体製品の製造方法を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ１１が搭載された基板１０と、封止シートＳとをチャンバ２９に収容し、チャンバ２９の内部空間を減圧した状態で封止シートＳを基板１０のＬＥＤ１１を搭載した面に接触させることにより封止シートＳでＬＥＤ１１を覆う第１封止過程と、当該第１封止過程の後に、チャンバ２９の内部空間の圧力を上げることにより封止シートＳでＬＥＤ１１を封止する第２封止過程と、を備える。
【選択図】図１４

Description

本発明は、半導体ウエハ（以下、適宜「ウエハ」という）または基板を例とするワークに搭載されている、半導体チップまたは電子部品を例とするデバイスを封止するためのデバイス封止方法、デバイス封止装置、および半導体製品の製造方法に関する。
ＢＧＡ（Ｂａｌｌ ｇｒｉｄ ａｒｒａｙ）パッケージを例とする電子製品の製造工程においては、ウエハまたは基板を例とするワークの表面に搭載されている、半導体チップを例とするデバイスを、樹脂組成物などの封止材料によって封止してパッケージ化する工程が行われる。従来の封止方法の例としては、デバイスが搭載されているワークを配置させた金型の内部に液体状態の樹脂を流し込んだ後、樹脂を熱硬化させてデバイスを封止する方法などが挙げられる（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１７−０８７５５１号公報
しかしながら、上記従来装置では次のような問題がある。
液体の樹脂を用いる従来の封止方法では、封止が完了した状態において、デバイスの周囲を封止している樹脂の平坦性が低い。当該平坦性の低さにより、電子製品の精度を低下させるという問題が発生する。電子製品の精度低下を回避するには、パッケージ化された電子製品の表面を成型する工程などが必要となるので、電子製品の製造効率が低下する。また、固体状態の樹脂と比べて、液体状態の樹脂は各工程における取り扱いが困難であるという問題も懸念される。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、精度良くデバイスを封止するとともに、封止過程におけるワークおよび封止材料の取り扱いが容易となるデバイス封止方法、デバイス封止装置、および半導体製品の製造方法を提供することを主たる目的とする。
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係るデバイス封止方法は、デバイスが搭載されたワークと、シート状封止材とをチャンバに収容し、前記チャンバの内部空間を減圧した状態で前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させることにより前記シート状封止材で前記デバイスを覆う第１封止過程と、前記第１封止過程の後に、前記チャンバの内部空間の圧力を上げることにより前記シート状封止材で前記デバイスを封止する第２封止過程と、を備えることを特徴とするものである。
（作用・効果）この構成によれば、予め平坦なシート状となっているシート状封止材を用いてデバイスを封止する。従って、デバイスの封止が完了した状態において、デバイスを封止したシート状封止材の平坦性を向上させることができる。
また、第１封止過程ではチャンバの内部において、ワークが配置される下空間の内部が減圧される。すなわちワークに搭載されるデバイスの周辺空間は減圧により抜気されるので、シート状封止材がデバイスを覆う際に、シート状封止材とデバイスとの間に気体が巻き込まれることを防止できる。よって、気体の巻き込みに起因する密着力の低下を回避できる。
さらに、第２封止過程では、チャンバの内部空間の圧力を上げることにより、シート状封止材でデバイスを封止する。この場合、内部空間の加圧によって、シート状封止材の全体にわたって押圧力を均一に作用させることができる。従って、シート状封止材に作用する力の偏りに起因してシート状封止材の表面に凹凸が発生することを確実に回避できるので、デバイスを封止した状態におけるシート状封止材の平坦性をより確実に向上できる。
第２封止過程では、内部空間を適宜加圧することによって、第２封止過程における内部空間の気圧を任意に調節できる。そのため、シート状封止材に対して十分に大きい押圧力を加えることができるので、確実にシート状封止材をデバイス同士の間隙に充填できる。よって、デバイスをより精度良く封止できる。
また、上述した発明において、前記第１封止過程では、前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に向けて凸状に変形させることにより前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させることが好ましい。
（作用・効果）この構成によれば、シート状封止材をワークのデバイス搭載面に向けて凸状に変形させるので、シート状封止材は一点から放射状に広がるようにワークのデバイス搭載面に接触させることができる。そのため、シート状封止材をデバイスに接触させる際に気泡が巻き込まれることを回避できる。
また、上述した発明において、前記第２封止過程では、前記チャンバの内部空間の圧力を大気圧以上の圧力に上げることが好ましい。この場合、シート状封止材とデバイスとの間に比較的大きい押圧力を作用させることができるので、デバイスをシート状封止材でより精密に封止できる。
また、上述した発明において、前記シート状封止材は、長尺の搬送用シートに保持されており、前記チャンバは上ハウジングと下ハウジングとを備え、前記第１封止過程は、前記上ハウジングと前記下ハウジングとによって前記搬送用シートを挟み込むことにより、前記チャンバの内部空間を、前記デバイス搭載面を上向きにした状態の前記ワークが配置される下空間と、前記搬送用シートに保持された前記シート状封止材を介在して前記下空間と対向する上空間とに区画する上下空間形成過程と、前記上空間と前記下空間とを減圧する上下空間減圧過程と、前記上下空間減圧過程の後に、前記上空間の圧力を前記下空間の圧力よりも高くして前記上空間と前記下空間との間に生じた差圧によって前記シート状封止材を前記デバイス搭載面に向けて凸状に変形させて、前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させる接触過程とを有することが好ましい。
（作用・効果）この構成によれば、第１封止過程において上空間と下空間とを減圧し、さらに上空間の圧力を下空間の圧力よりも高くすることによって発生する差圧を用いてシート状封止材をワークのデバイス搭載面に接触させる。すなわち、減圧により下空間が抜気されている状態でシート状封止材がデバイスに接触するので、封止の際にシート状封止材とデバイスとの間に気泡が巻き込まれることをより確実に回避できる。また、差圧はシート状封止材の全体にわたって均一に作用するので、作用する力の偏りに起因してワークの損傷またはデバイスの損傷が発生するという事態を回避できる。
また、上述した発明において、前記シート状封止材は、長尺の搬送用シートに保持されており、前記チャンバは上ハウジングと下ハウジングとを備え、前記第１封止過程は、前記上ハウジングと前記下ハウジングとによって前記搬送用シートを挟み込むことにより、前記チャンバの内部空間を、前記デバイス搭載面を上向きにした状態の前記ワークが配置される下空間と、前記搬送用シートに保持された前記シート状封止材を介在して前記下空間と対向する上空間とに区画する上下空間形成過程と、前記上空間と前記下空間とのうち前記下空間のみを減圧することによって前記上空間と前記下空間との間に生じた差圧により、前記シート状封止材を前記デバイス搭載面に向けて凸状に変形させて、前記下空間が減圧されている状態で前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させる減圧接触過程とを有することが好ましい。
（作用・効果）この構成によれば、第１封止過程において下空間のみを減圧し、発生する差圧を用いてシート状封止材をワークのデバイス搭載面に接触させる。すなわち、減圧により下空間が抜気されている状態でシート状封止材がデバイスに接触するので、封止の際にシート状封止材とデバイスとの間に気泡が巻き込まれることをより確実に回避できる。また、差圧はシート状封止材の全体にわたって均一に作用するので、作用する力の偏りに起因してワークの損傷またはデバイスの損傷が発生するという事態を回避できる。また、下空間のみを減圧すればよいので、上空間を減圧させる構成が不要となる。よって、装置の複雑化および高コスト化を回避できる。
また、上述した発明において、前記シート状封止材は、前記ワークのデバイス搭載面に応じた所定形状を有し、前記長尺の搬送用シートに保持されていることが好ましい。
（作用・効果）この構成によれば、シート状封止材は、ワークのデバイス搭載面に応じた所定形状を予め有している。そのため、ワークのデバイス搭載面の位置および形状に応じてシート状封止材は適切にデバイスを封止できる。また、シート状封止材を適切な所定形状に切断するなどの工程が不要となるので、デバイスを封止する工程を短縮化できる。
また、上述した発明において、前記上ハウジングの内部に配設されているシート状の弾性体を備え 前記上下空間形成過程において前記上ハウジングと前記下ハウジングとによって前記搬送用シートを挟み込むことにより、前記搬送用シートのうち前記シート状封止材を保持していない面に前記シート状の弾性体が当接するように、前記シート状の弾性体は配設されることが好ましい。この場合、差圧によってシート状の弾性体は全体にわたって、より均一な湾曲率で凸状に変形する。そのため、シート状封止材はワークのデバイス搭載面の形状に応じて変形し易くなるので、デバイス同士の間隙部に対するシート状封止材の充填性を向上できる。従って、シート状封止材によるデバイスの封止をより精度よく行うことができる。
また、上述した発明において、前記下空間および前記上空間のうち少なくとも一方を加温することによって前記シート状封止材を加温する加温過程を備え、前記第１封止過程は、前記加温過程によって加温された状態の前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させることが好ましい。
（作用・効果）この構成によれば、加温過程によってシート状封止材を加温することにより、シート状封止材はより柔らかくなる。すなわち、シート状封止材はワークのデバイス搭載面の形状に応じて変形し易くなるので、デバイス同士の間隙部に対するシート状封止材の充填性を向上できる。
また、上述した発明において、前記ワークは前記デバイス搭載面とは逆側の面に１または２以上の凸状部材を備えており、中央部に凹部を有する保持部材を用いて、前記凸状部材を前記凹部の内部に配置させた状態で前記ワークを保持する保持過程をさらに備え、前記ワークが前記保持部材によって保持された後、前記第１封止過程が実行されることが好ましい。
（作用・効果）この構成によれば、保持部材は中央部に凹部を備えている。そしてワークのデバイス非搭載面に備えている凸状部材を当該凹部の内部に配置させた状態で、保持部材はワークを保持する。この場合、凸状部材が保持部材の表面に干渉して凸状部材が損傷するといった事態を、凹部が存在することによって回避できる。すなわち、凸状部材を備えるワークであっても、ワークが損傷すること無くデバイスを好適に封止できる。
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとってもよい。
すなわち、本発明に係るデバイス封止装置は、デバイスが搭載されたワークと、シート状封止材とをチャンバに収容し、前記チャンバの内部空間を減圧した状態で前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させることにより前記シート状封止材で前記デバイスを覆う第１封止機構と、
前記第１封止過程の後に、前記チャンバの内部空間の圧力を上げることにより前記シート状封止材で前記デバイスを封止する第２封止機構と、
を備えることを特徴とするものである。
（作用・効果）この構成によれば、予め平坦なシート状となっているシート状封止材を用いてデバイスを封止する。従って、デバイスの封止が完了した状態において、デバイスを封止したシート状封止材の平坦性を向上させることができる。
また、第１封止機構はチャンバの内部において、ワークが配置される下空間の内部が減圧させる。すなわちワークに搭載されるデバイスの周辺空間は減圧により抜気されるので、シート状封止材がデバイスを覆う際に、シート状封止材とデバイスとの間に気体が巻き込まれることを防止できる。よって、気体の巻き込みに起因する密着力の低下を回避できる。
さらに、第２封止機構は、チャンバの内部空間の圧力を上げることにより、シート状封止材でデバイスを封止する。この場合、内部空間の加圧によって、シート状封止材の全体にわたって押圧力を均一に作用させることができる。従って、シート状封止材に作用する力の偏りに起因してシート状封止材の表面に凹凸が発生することを確実に回避できるので、デバイスを封止した状態におけるシート状封止材の平坦性をより確実に向上できる。
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとってもよい。
すなわち、本発明に係る半導体製品の製造方法は、ワークに搭載されているデバイスがシート状封止材によって封止されている状態となっている半導体製品を製造する半導体製品の製造方法であって、
デバイスが搭載されたワークと、シート状封止材とをチャンバに収容し、前記チャンバの内部空間を減圧した状態で前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させることにより前記シート状封止材で前記デバイスを覆う第１封止過程と、
前記第１封止過程の後に、前記チャンバの内部空間の圧力を上げることにより前記シート状封止材で前記デバイスを封止する第２封止過程と、
を備えることを特徴とするものである。
（作用・効果）この構成によれば、ワークに搭載されているデバイスがシート状封止材によって封止されている状態となっている半導体製品を好適に製造できる。すなわち、予め平坦なシート状となっているシート状封止材を用いてデバイスを封止するので、半導体製品においてデバイスを封止したシート状封止材の平坦性を向上できる。また第１封止過程ではチャンバ内部を減圧により抜気するので、デバイスとシート状封止材との間に気体が巻き込まれることを防止できる。そして、第２封止過程ではチャンバの内部空間の圧力を上げることによってデバイスを封止するので、高い圧力によって確実にシート状封止材をデバイス同士の間隙に充填できる。よって、デバイスがより精度良く封止された半導体製品を製造できる。
本発明に係るデバイス封止方法、デバイス封止装置、および半導体製品の製造方法によれば、予め平坦なシート状となっているシート状封止材を用いてデバイスを封止する。従って、デバイスの封止が完了した状態において、デバイスを封止したシート状封止材の平坦性を向上させることができる。
また、第１封止過程ではチャンバの内部において、ワークが配置される下空間の内部が減圧される。すなわちワークに搭載されるデバイスの周辺空間は減圧により抜気されるので、シート状封止材がデバイスを覆う際に、シート状封止材とデバイスとの間に気体が巻き込まれることを防止できる。よって、気体の巻き込みに起因する密着力の低下を回避できる。
さらに、第２封止過程では、チャンバの内部空間の圧力を上げることにより、シート状封止材でデバイスを封止する。この場合、内部空間の加圧によって、シート状封止材の全体にわたって押圧力を均一に作用させることができる。従って、シート状封止材に作用する力の偏りに起因してシート状封止材の表面に凹凸が発生することを確実に回避できるので、デバイスを封止した状態におけるシート状封止材の平坦性をより確実に向上できる。
実施例に係る封止部材の構成を示す図である。（ａ）は封止部材の裏面側の斜視図であり、（ｂ）は封止部材の縦断面図である。 実施例に係る基板およびリングフレームの構成を示す斜視図である。 実施例に係るデバイス封止装置の平面図である。 実施例に係るデバイス封止装置の正面図である。 実施例に係る封止ユニットの正面図である。 実施例に係るチャンバの縦断面図である。 実施例に係るデバイス封止装置の動作を示すフローチャートである。 実施例に係るステップＳ２を説明する図である。 実施例に係るステップＳ２を説明する図である。 実施例に係るステップＳ３を説明する図である。 実施例に係るステップＳ３を説明する図である。 実施例に係るステップＳ４を説明する図である。 実施例に係るステップＳ４を説明する図である。 実施例に係るステップＳ５を説明する図である。 封止部材を加温する構成の例を説明する図である。 実施例に係るステップＳ６を説明する図である。 実施例に係るステップＳ６を説明する図である。 実施例に係るステップＳ７を説明する図である。 実施例の効果を説明する図である。（ａ）はチャンバ内を減圧して封止を行う際に間隙部が形成される場合の構成を説明する縦断面図であり、（ｂ）はチャンバ内を加圧して封止を行うことにより、間隙部が充填されていく状態を説明する縦断面図である。 変形例に係る構成を説明する図である。（ａ）は変形例に係る基板の構成を示す縦断面図であり、（ｂ）は変形例に係る保持テーブルの構成を説明する縦断面図である。 変形例に係るステップＳ３の工程を説明する図である。 変形例に係るステップＳ４の工程を説明する図である。 変形例に係る構成を説明する図である。（ａ）は変形例に係る封止部材の構成を示す縦断面図であり、（ｂ）は弾性体を有しない比較例に係る封止部材において発生しうる問題点を説明する図であり、（ｃ）は弾性体を有する比較例における利点を説明する図である。 変形例に係る構成を説明する図である。（ａ）は変形例に係る封止部材の構成を示す縦断面図であり、（ｂ）は変形例に係るステップＳ４の状態を示す図であり、（ｃ）は変形例に係るステップＳ５の状態を示す図である。 変形例に係る構成を説明する図である。（ａ）は変形例に係る封止部材の構成を示す縦断面図であり、（ｂ）は変形例が備えるシート切断装置の構成を説明する斜視図である。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１（ａ）は封止部材Ｐの裏面側を示す斜視図であり、図１（ｂ）は封止部材Ｐの縦断面図である。図２は、封止部材Ｐによる封止の対象となる基板１０、およびリングフレームｆの構成を示す斜視図である。
本実施例に係る封止部材Ｐは、図１（ａ）に示すように、封止シートＳと搬送用シートＴとを備えている。封止シートＳは基板１０の形状に応じた所定の形状に予め切断されている。本実施例において、封止シートＳは予め略矩形状に切断されているものとする。ここで、略矩形状とは図１（ａ）に示すように、矩形の各角部が丸みを帯びている形状を意味する。また本実施例において、封止シートＳの大きさは基板１０より大きく、かつ後述する下ハウジング２９Ａの内径より小さくなるように設定されている。
搬送用シートＴは長尺状であり、封止シートＳは所定のピッチで搬送用シートＴに貼付け保持されている。封止シートＳは、本発明におけるシート状封止材に相当する。
搬送用シートＴは図１（ｂ）に示すように、非粘着性の基材Ｔａと、粘着性を有する粘着材Ｔｂとが積層した構造を備えている。基材Ｔａを構成する材料の例として、ポリオレフィン、ポリエチレンなどが挙げられる。粘着材Ｔｂを構成する材料の例として、アクリル酸エステル共重合体などが挙げられる。
封止シートＳは図１（ｂ）に示すように、非粘着性の基材Ｓａと、粘着性を有する封止材Ｓｂとが積層した構造を備えている。基材Ｓａが搬送用シートＴの粘着材Ｔｂに貼付けられることにより、搬送用シートＴは封止シートＳを保持する。基材Ｓａを構成する材料の例として、ポリオレフィン、ポリエチレンなどが挙げられる。本実施例において封止シートＳの形状は略矩形状であるが、基板１０の形状に応じて適宜変更可能である。
封止材Ｓｂには図示しないセパレータＳが添設されており、セパレータＳが剥離されることによって封止材Ｓｂの粘着面が露出する。本実施例において、封止材Ｓｂを構成する材料として、光学的に透明な粘着材であるＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）を用いるものとする。
図２に示すように、基板１０の表面中央部には複数のＬＥＤ１１およびＴＦＴ（図示しない）が、二次元マトリクス状に並列搭載されている。すなわちＬＥＤ１１によって、基板１０の表面は凹凸が形成された状態となっている。ＬＥＤ１１は、ＴＦＴやバンプ（図示しない）などを介して基板１０と接続されている。基板１０の例として、ガラス基板、有機基板、回路基板、シリコンウエハなどが挙げられる。本実施例では基板１０は略矩形状となっているが、基板１０の形状は矩形状、円形状、多角形状などを例とする任意の形状に適宜変更してよい。基板１０は、本発明におけるワークに相当する。ＬＥＤ１１は、本発明におけるデバイスに相当する。
リングフレームｆは、基板１０を囲繞するような大きさおよび形状となっている。実施例に係るデバイス封止装置１は、基板１０に搭載されているＬＥＤ１１を封止シートＳで封止することによって、基板１０およびリングフレームｆが封止部材Ｐによって一体化されてなる封止体ＭＦを作成する。
＜全体構成の説明＞
ここで、実施例に係るデバイス封止装置１の全体構成について説明する。図３は、実施例に係るデバイス封止装置１の基本構成を示す平面図である。デバイス封止装置１は、横長の矩形部１ａと、突出部１ｂとを備えた構成になっている。突出部１ｂは、矩形部１ａの中央部で連接して上側に突出する構成になっている。なお、以後の説明において、矩形部１ａの長手方向を左右方向（ｘ方向）、これと直交する水平方向（ｙ方向）を前後方向と呼称する。
矩形部１ａの右側には基板搬送機構３が配備されている。矩形部１ａの下側右寄りの位置には、基板１０を収容した２個の容器５が並列に載置されている。矩形部１ａの左端には、後述する封止体ＭＦを回収する封止体回収部６が配備されている。
矩形部１ａの上側の右からアライナ７、保持テーブル９、およびフレーム供給部１２の順に配備されている。突出部１ｂには、基板１０に搭載されているＬＥＤ１１の各々を封止シートＳによって封止させる封止ユニット１３が配備されている。
基板搬送機構３は図４に示すように、矩形部２ａの上部に左右水平に架設された案内レール１５の右側に左右往復移動可能に支持された基板搬送装置１６が備えられている。また、案内レール１５の左側には左右移動可能に支持されたフレーム搬送装置１７が備えられている。
基板搬送装置１６は、容器５のいずれか一方から取り出した基板１０を左右および前後に搬送できるよう構成されている。基板搬送装置１６は、左右移動可動台１８と前後移動可動台１９とが装備されている。
左右移動可動台１８は、案内レール１５に沿って左右方向へ往復移動可能となるように構成されている。前後移動可動台１９は、左右移動可動台１８に備えられた案内レール２０に沿って前後方向へ往復移動可能となるように構成されている。
さらに、前後移動可動台１９の下部には、基板１０を保持する保持ユニット２１が装備されている。保持ユニット２１は縦方向に延伸する昇降レール２２に沿って上下方向（ｚ方向）に往復移動可能となるよう構成されている。また保持ユニット２１は図示しない回転軸により、ｚ方向の軸周りに旋回可能となっている。
保持ユニット２１の下部には、馬蹄形の保持アーム２３が装備されている。保持アーム２３の保持面には、僅かに突出した複数個の吸着パッドが設けられており、当該吸着パッドを介して基板１０を吸着保持する。また、保持アーム２３は、その内部に形成された流路と、この流路の基端側で連接された接続流路を介して圧空装置に連通接続されている。
上記した可動構造を利用することで、吸着保持したウエハＷを保持アーム２３によって前後移動、左右移動、および、ｚ方向軸周りの旋回移動を行うことができるようになっている。
フレーム搬送装置１７は、左右移動可動台２４と、前後移動可動台２５と、左右移動可動台２４の下部に連結された屈伸リンク機構２６と、屈伸リンク機構２６の下端に装備された吸着プレート２７などを備えている。吸着プレート２７はウエハＷを吸着保持する。吸着プレート２７の周りには、リングフレームｆを吸着保持する複数個の吸着パッド２８が配備されている。従って、フレーム搬送装置２１は、保持テーブル９に載置保持されたリングフレームｆまたは封止体ＭＦを吸着保持して、昇降および前後左右に搬送することができる。吸着パッド２８は、リングフレームｆのサイズに対応して水平方向にスライド調節可能になっている。
保持テーブル９は、図５および図６などに示すように、基板１０と同形状以上の大きさを有する金属製のチャックテーブルであり、外部に配備されている真空装置３１および加圧装置３２の各々と連通接続されている。真空装置３１および加圧装置３２の動作は、制御部３３によって制御される。
また図５に示すように、保持テーブル９は、チャンバ２９を構成する下ハウジング２９Ａに収納されており、下ハウジング２９Ａを貫通するロッド３５の一端と連結されている。ロッド３５の他端はモータなどを備えるアクチュエータ３７に駆動連結されている。そのため、保持テーブル９はチャンバ２９の内部で昇降移動が可能となっている。
下ハウジング２９Ａは、当該下ハウジング２９Ａを外囲するフレーム保持部３８を備えている。フレーム保持部３８は、リングフレームｆを載置したとき、リングフレームｆの上面と下ハウジング２９Ａの円筒頂部とが面一になるように構成されている。また、下ハウジング２９Ａの円筒頂部は離型処理が施されていることが好ましい。
なお図３に示すように、保持テーブル９は前後方向に付設されているレール４０に沿って、初期位置と封止位置との間を往復移動可能に構成されている。初期位置は矩形部１ａの内部にあり、図３において保持テーブル９が実線で示されている位置である。当該セット位置において、基板１０およびリングフレームｆが保持テーブル９に載置される。
封止位置は突出部１ｂの内部にあり、図３において保持テーブル９が点線で示されている位置である。封止位置へ保持テーブル９が移動することにより、保持テーブル９に載置されている基板１０に対して、封止部材Ｐを用いた封止工程を実行することが可能となる。
フレーム供給部１２は、所定枚数のリングフレームｆを積層収納した引き出し式のカセットを収納する。
封止ユニット１３は、図５に示すように、シート供給部７１、セパレータ回収部７２、デバイス封止部７３およびシート回収部７４などから構成されている。シート供給部７１は、セパレータ付封止部材ＰＳ（セパレータＳが添設された封止部材Ｐ）が巻回された原反ロールの装填された供給ボビンから封止部材Ｐを封止位置に供給する過程で、セパレータ剥離ローラ７５によってセパレータＳを剥離するよう構成されている。
セパレータ回収部７２は、封止部材Ｐから剥離されたセパレータＳを巻き取る回収ボビンが備えられている。この回収ボビンは、モータよって正逆に回転駆動制御されるようになっている。
デバイス封止部７３は、チャンバ２９、デバイス封止機構８１およびシート切断機構８２などから構成されている。
チャンバ２９は、下ハウジング２９Ａと上ハウジング２９Ｂとによって構成される。下ハウジング２９Ａは保持テーブル９を囲繞するように配設されており、保持テーブル９とともに初期位置と封止位置との間を前後方向に往復移動する。上ハウジング２９Ｂは突出部１ｂに配備されており、昇降可能に構成される。
下ハウジング２９Ａおよび上ハウジング２９Ｂには、図６に示すように、流路１０１を介して真空装置３１および加圧装置３２の各々と連通接続されている。なお、上ハウジング１１Ｂ側の流路１０１には、電磁バルブ１０３が備えられている。また、両ハウジング１１Ａ、１１Ｂには、大気開放用の電磁バルブ１０５、１０７を備えた流路１０９がそれぞれ連通接続されている。
さらに、上ハウジング２９Ｂには、一旦減圧した内圧をリークにより調整する電磁バルブ１１０を備えた流路１１１が連通接続されている。なお、これら電磁バルブ１０３、１０５、１０７、１１０の開閉操作、真空装置３１の作動、加圧装置３２の作動は、制御部３３によって行われている。
すなわち真空装置３１は、下ハウジング２９側の空間の気圧と上ハウジング側の空間の気圧とを独立して減圧調節できるように構成されている。そして加圧装置３２は、下ハウジング２９側の空間の気圧と上ハウジング側の空間の気圧とを独立して加圧調節できるように構成されている。
デバイス封止機構８１は、可動台８４、貼付けローラ８５、ニップローラ８６などを備えている。可動台８４は、左右方向に架設された案内レール８８に沿って左右水平に移動する。貼付けローラ８５は、可動台８４に備わったシリンダの先端に連結されたブラケットに軸支されている。ニップローラ８６は支持テープ回収部７４側に配備されており、モータにより駆動する送りローラ８９とシリンダによって昇降するピンチローラ９０とを備えている。
シート切断機構８２は、上ハウジング２９Ｂを昇降させる昇降駆動台９１に配備されており、ｚ方向に延びる支軸９２と、支軸９２の周りに回転するボス部９３を備えている。ボス部９３は、径方向に延伸する複数の支持アーム９４を備えている。少なくとも１つの支持アーム９４の先端には、封止部材Ｐの搬送用シートＴをリングフレームｆに沿って切断する円板形のカッタ９５が上下移動可能となるように配備されている。他の支持アーム９４の先端には、押圧ローラ９６が上下移動可能となるように配備されている
シート回収部７４は、切断後に剥離された不要な搬送用シートＴを巻き取る回収ボビンを備えている。この回収ボビンは、図示されていないモータよって正逆に回転駆動制御されるようになっている。
封止体回収部６は、図４に示すように、封止体ＭＦを積載して回収するカセット４１が配備されている。このカセット４１は、装置フレーム４３に連結固定された縦レール４５と、この縦レール４５に沿ってモータ４７でネジ送り昇降される昇降台４９が備えられている。したがって、封止体回収部６は、封止体ＭＦを昇降台４９に載置してピッチ送り下降するよう構成されている。
デバイス封止機構８１は図６などに示すように、上ハウジング２９Ｂの内部に加温機構１２０を有している。加温機構１２０はシリンダ１２１および加温部材１２３を備えている。シリンダ１２１は加温部材１２３の上部に連結されており、シリンダ１２１の動作によって加温部材１２３はチャンバ２９の内部で昇降できる。なお、加温部材１２３は封止部材Ｐを加温可能であれば、昇降移動可能な構成でなくともよい。
加温部材１２３は全体として円板状となっており、封止シートＳと比べて僅かに大きい形状となっている。加温部材１２３の内部には搬送用シートＴおよび封止シートＳを加温するヒータ１２５が埋設されている。ヒータ１２５による加温の温度は搬送用シートＴおよび封止シートＳが柔らかくなる温度となるように調整される。当該加温の温度の一例として、５０℃〜７０℃程度が挙げられる。
＜基本動作の概要＞
ここで、実施例に係るデバイス封止装置の基本動作を説明する。図７は、デバイス封止装置１を用いて、基板１０に搭載されたＬＥＤ１１を封止シートＳ封止する一連の工程を説明するフローチャートである。
ステップＳ１（ワークの供給）
封止指令が出されると、フレーム供給部１２から下ハウジング２９Ａのフレーム保持部３８へリングフレームｆが搬送されるとともに、容器５から保持テーブル９へ基板１０が搬送される。
すなわち、フレーム搬送装置１７はフレーム供給部１２からリングフレームｆを吸着してフレーム保持部３８に移載する。フレーム搬送装置１７がリングフレームｆの吸着を解除して上昇すると、リングフレームｆの位置合わせを行う。当該位置合わせは、一例としてフレーム保持部３８を囲繞するように立設された複数の支持ピンを中央方向へ同期的に移動させることによって行われる。リングフレームｆは、フレーム保持部３８にセットされた状態で基板１０が搬送されてくるまで待機している。
フレーム搬送装置１７がリングフレームｆを搬送する一方、基板搬送装置１６は、多段に収納された基板１０の同士の間に保持アーム２３を挿入する。保持アーム２３は、基板１０の表面のうち、ＬＥＤ１１が搭載されていない部分（周縁側の部分）を吸着保持して搬出し、アライナ７に搬送する。アライナ７は、その中央から突出した吸着パッドにより基板１０の裏面中央を吸着する。同時に、基板搬送装置１６は、基板１０の吸着を解除して上方に退避する。アライナ７は、吸着パッドで基板１０を保持して回転させながらノッチなどに基づいて位置合わせを行う。
位置合わせが完了すると、基板１０を吸着した吸着パッドをアライナ７の面から突出させる。その位置に基板搬送装置１６が移動し、基板１０を表面側から吸着保持する。吸着パッドは、吸着を解除して下降する。
基板搬送装置１６は保持テーブル９の上方に移動し、ＬＥＤ１１が搭載されている表面側を上向きにした状態で、保持テーブル９に基板１０を載置させる。保持テーブル９が基板１０を吸着保持し、フレーム保持部３８がリングフレームｆを吸着保持すると、下ハウジング２９Ａはレール４０に沿って初期位置からデバイス封止機構８１側の封止位置へと移動する。保持テーブル９に基板１０が供給され、封止位置へと移動した状態は図８に示されている。
ステップＳ２（封止シートの供給）
基板搬送装置１６などによるワークの供給が行われると、封止ユニット１３において封止シートＳの供給を行う。すなわち、シート供給部７１から所定量の封止部材ＰがセパレータＳを剥離されながら繰り出される。全体として長尺状である封止部材Ｐは、所定の搬送経路に沿って封止位置の上方へと案内される。このとき図９に示すように、搬送用シートＴに保持されている封止シートＳは、保持テーブル９に載置されている基板１０の上方に位置するようにポジショニングが行われる。
ステップＳ３（チャンバの形成）
ワークおよび封止シートＳが供給されると、図１０に示すように、貼付けローラ８５が下降する。そして図１１に示すように、搬送用シートＴの上を転動しながらリングフレームｆと下ハウジング２９Ａの頂部とにわたって搬送用シートＴを貼り付ける。この貼付けローラ８５の移動に連動して、シート供給部７１から所定量の封止部材ＰがセパレータＳを剥離されながら繰り出される。
リングフレームｆに搬送用シートＴが貼り付けられると、貼付けローラ８５を初期位置へと復帰させるとともに、上ハウジング２９Ｂを下降させる。上ハウジング２９Ｂの下降に伴って、図１１に示すように、下ハウジング２９Ａの頂部に貼り付けられている部分の搬送用シートＴは上ハウジング２９Ｂと下ハウジング２９Ａによって挟持され、チャンバ２９が構成される。
このとき、封止部材Ｐのうち搬送用シートＴがシール材として機能するとともに、チャンバ２９は搬送用シートＴによって２つの空間に分割される。すなわち、搬送用シートＴを挟んで下ハウジング２９Ａ側の下空間Ｈ１と上ハウジング２９Ｂ側の上空間Ｈ２とに分割される。下ハウジング２９Ａ内に位置する基板１０およびＬＥＤ１１の各々は、封止シートＳと所定のクリアランスを有して近接対向している。
ステップＳ４（第１封止過程）
チャンバ２９を形成させた後、第１封止過程を開始する。まず、制御部３３は、図６に示す電磁バルブ１０５、１０７、１１０を閉じた状態で、真空装置３１を作動させて下空間Ｈ１内の気圧と上空間Ｈ２内の気圧とを所定値まで減圧する。所定値の例として、１０Ｐａ〜１００Ｐａが挙げられる。このとき、下空間Ｈ１および上空間Ｈ２が同じ速度で減圧してゆくように、電磁バルブ１０３の開度を調整する。
下空間Ｈ１および上空間Ｈ２の気圧が所定値まで減圧されると、制御部３３は、電磁バルブ１０３を閉じるとともに、真空装置３１の作動を停止する。そして制御部３３は、下空間Ｈ１の気圧より上空間Ｈ２の気圧の方が高くなるよう、電磁バルブ１０３、１０５、１０７、１１０の各々の開度を調整してリークさせる。下空間Ｈ１の気圧より上空間Ｈ２の気圧の方が高くなることにより、図１２に示すように、両空間の間に差圧Ｆａが発生する。差圧Ｆａが発生することにより、粘着部材Ｐは中心部分から下ハウジング２９Ａの側へ引き込まれていき、凸状に変形していく。
本実施例では、下空間Ｈ１に接続されている電磁バルブ１０３、１０７を閉じたまま、上空間Ｈ２に接続されている電磁バルブ１１０の開度を調整してリークさせ、最終的には全開になるよう制御する。当該調整により、下空間Ｈ１の気圧は所定値に減圧された状態を維持しつつ、上空間Ｈ２の気圧は当該所定の値から徐々に上昇して大気圧にまで戻るので、差圧Ｆａが発生する。
差圧Ｆａを発生させた後、図１３に示すように、アクチュエータ３７を駆動させて保持テーブル９を上昇させる。差圧Ｆａによる粘着部材Ｐの変形と保持テーブル９の上昇とによって、抜気されている下空間Ｈ１の内部において封止シートＳは中心部から外周部に向けて放射状に基板１０の表面に接触していく。当該接触により、基板１０に搭載されているＬＥＤ１１の各々は封止シートＳによって覆われる。
ＬＥＤ１１が封止シートＳによって覆われると、制御部３３は電磁バルブ１０３、１０５、１０７、１１０を全開にして上空間Ｈ２および下空間Ｈ１を大気開放させる。当該大気開放により、第１封止過程は完了する。このように、第１封止過程ではチャンバ２９の内部空間を減圧した状態で封止シートＳを基板１０の表面に接触させることにより封止シートＳでＬＥＤ１１を覆わせる操作を行う。
なお、ステップＳ４を開始する前に予め、加温機構１２０を用いて上空間Ｈ２を加温させておくことが好ましい。すなわち、制御部３３はヒータ１２５を作動させて加温装置１２３を所定の温度に加温させる。加温装置１２３が加温されることにより、熱伝導効果によって上空間Ｈ２が加温され、さらに搬送用シートＴおよび封止シートＳが加温される。
搬送用シートＴおよび封止シートＳは、加温されることによって柔らかくなるので差圧Ｆａによる変形性が向上する。すなわち、封止シートＳでＬＥＤ１１を覆わせる際に、基板１０およびＬＥＤ１１の上面に対する封止部材Ｐの追従性をより高めることができる。なお図１５に示すように、搬送用シートＴに当接するように加温部材１２３を下降させ、封止部材Ｐを加温部材１２３で直接加温してもよい。
ステップＳ５（第２封止過程）
チャンバ２９を形成させた後、第２封止過程を開始する。まず、制御部３３はアクチュエータ３７を制御して保持テーブル９を初期位置へと下降させる。次に、制御部３３は、図６に示す電磁バルブ１０５、１０７、１１０を閉じた状態で、加圧装置３２を作動させて下空間Ｈ１および上空間Ｈ２に気体を供給し、下空間Ｈ１および上空間Ｈ２を特定値にまで加圧する。特定値の例として０．３ＭＰａ〜０．５ＭＰａが挙げられる。加圧装置３２が加圧操作を行うことにより、下空間Ｈ１の気圧および上空間Ｈ２の気圧はいずれも大気圧より高くなる。
上空間Ｈ２の加圧により、図１４に示すように、上空間Ｈ２から封止シートＳに向けて押圧力Ｖ１が作用する。なお、上空間Ｈ２の全体が加圧されるので、押圧力Ｖ１は封止シートＳの全体にわたって均一に作用する。また、下空間Ｈ１の全体が加圧されることにより、下空間Ｈ１から基板１０の裏面に向けて押圧力Ｖ２が均一に作用する。すなわち、押圧力Ｖ１および押圧力Ｖ２の作用によって、ＬＥＤ１１同士の隙間に封止シートＳの封止材Ｓｂが充填されていく。その結果、基板１０と封止シートＳとがより密着するとともに、ＬＥＤ１１は封止シートＳによって封止される。
下空間Ｈ１および上空間Ｈ２を大気圧より高い気圧に加圧した状態で、封止シートＳとＬＥＤ１１との間に押圧力を所定時間作用させた後、制御部３３は加圧装置３２を停止させる。そして制御部３３は電磁バルブ１０３、１０５、１０７、１１０を全開にして下空間Ｈ１および上空間Ｈ２を大気開放させる。制御部３３は上ハウジング２９Ｂを上昇させてチャンバ２９を開放するとともに、保持テーブル９を上昇させて基板１０の裏面を保持テーブル９の基板保持面に当接させる。
ステップＳ６（シートの切断）
なお、チャンバ２９内においてステップＳ４およびステップＳ５に係る工程を行っている間に、シート切断機構８２を作動させて封止部材Ｐの切断を行う。このとき、図１６に示すように、カッタ９５がリングフレームｆに貼り付けられた封止部材Ｐ（具体的には、搬送用シートＴ）をリングフレームｆの形状に切断するとともに、押圧ローラ９６がカッタ９５に追従してリングフレームｆ上のシート切断部位を転動しながら押圧してゆく。
上ハウジング２９Ｂを上昇させた時点で封止シートＳによるＬＥＤ１１の封止および封止部材Ｐの切断は完了しているので、ピンチローラ９０を上昇させて搬送用シートＴのニップを解除する。その後、図１７に示すように、ニップローラ８６を移動させてシート回収部７４に向けて切断後の不要な搬送用シートＴを巻き取り回収してゆくとともに、シート供給部７１から所定量の封止部材Ｐを繰り出す。ステップＳ６までの各工程により、封止部材Ｐを介してリングフレームｆおよび基板１０が一体化された封止体ＭＦが形成される。
不要な搬送用シートＴが巻き取り回収されると、ニップローラ８６および貼付けローラ８５は初期位置に復帰する。そして封止体ＭＦを保持している状態で保持テーブル９は封止位置から初期位置へと移動する。
ステップＳ７（封止体の回収）
保持テーブル９が初期位置に復帰すると、図１８に示すように、フレーム搬送装置１７に設けられている吸着パッド２８が封止体ＭＦを吸着保持し、下ハウジング２９Ａから封止体ＭＦを離脱させる。封止体ＭＦを吸着保持したフレーム搬送装置１７は、封止体ＭＦを封止体回収部６へと搬送する。搬送された封止体ＭＦは、カセット４１に積載収納される。
以上で、基板１０に搭載されているＬＥＤ１１を封止シートＳによって封止する一巡の動作が終了する。以後、封止体ＭＦが所定数に達するまで上記処理が繰り返される。このように、封止シートＳがＬＥＤ１１を密着封止した状態となっている封止体ＭＦが、デバイス封止装置１によって製造される。第２封止過程によって封止シートＳがＬＥＤ１１を密着封止した状態となっている封止体ＭＦは、本発明における半導体装置に相当する。
なお実施例ではリングフレームｆを用いた場合を例示しているが、半導体装置である封止体ＭＦの製造工程はリングフレームｆを用いる場合に限られない。すなわち、ステップＳ１〜Ｓ７に係る各工程を行うことにより、基板１０に搭載されているＬＥＤ１１に対して封止シートＳが密着封止され、封止シートＳと基板１０とが一体化された封止体ＭＦが製造される。
＜実施例の構成による効果＞
上記実施例に係る装置によれば、チャンバ２９の内部の気圧を調節することにより、基板１０に搭載されているＬＥＤ１１を封止シートＳで封止する。液状の封止材をデバイス周辺に充填させた後に当該封止材を硬化させるという従来の封止方法では、未硬化状態の樹脂に気泡が混入するなどの原因によって、封止材の表面における平坦性が低下する。
一方で本発明の構成において、封止シートＳが備える基材Ｓａおよび封止材Ｓｂの各々は、予め平坦なシート状となっている。従って、封止シートＳによる封止が完了した状態において、封止シートＳの表面における平坦性を向上させることができる。また、チャンバ２９の内部に基板１０および封止シートＳを配設した状態で、チャンバ２９の内部の気圧を調節することによって封止を行うので、封止シートＳの全体にわたって差圧Ｆａ、または押圧力Ｖ１およびＶ２が均一に作用する。従って、封止シートＳに作用する力の偏りに起因して封止シートＳの表面に凹凸が発生することを確実に回避できるので、封止シートＳの平坦性をより確実に向上できる。
本発明に係る第１封止過程では、チャンバ２９の内部において、基板１０が配置される下空間Ｈ１の内部が減圧される。すなわち基板１０に搭載されるＬＥＤ１１の周辺空間は減圧により抜気されるので、封止シートＳがＬＥＤ１１に接触してＬＥＤ１１を覆う際に、封止シートＳとＬＥＤ１１との間に気体が巻き込まれることを防止できる。よって、気体の巻き込みに起因する密着力の低下を回避できる。
また、本発明に係る第２封止過程では、下空間Ｈ１および上空間Ｈ２の気圧を大気圧より大きくなるように加圧させることにより、封止シートＳの封止材Ｓｂを精度良くＬＥＤ１１の間隙に充填させる。
真空装置を用いてチャンバの内部を減圧することによって差圧Ｆａを発生させる場合、大気圧状態からの減圧によって発生する差圧Ｆａの大きさは、大気圧以下となる。すなわち差圧Ｆａを用いて封止シートＳをＬＥＤ１１に押圧させる場合、封止シートＳにＬＥＤ１１を押圧させる力の大きさに上限が存在する。従って、減圧による差圧Ｆａによって封止シートＳの封止材ＳｂがＬＥＤ１１を覆った状態において、図１９（ａ）に示すように、ＬＥＤ１１の周期空間を封止材Ｓｂが完全に充填しきれず、間隙部Ｊが発生する場合がある。
これに対し、本発明では加圧装置３２を用いてチャンバ２９内の上空間Ｈ１および下空間Ｈ２を大気圧より大きい気圧となるように加圧する。すなわち第２封止過程では差圧Ｆａより大きい押圧力Ｖ１、Ｖ２を封止シートＳおよびＬＥＤ１１に作用させることができる。従って図１９（ｂ）に示すように、未硬化状態の封止材Ｓｂが押圧力Ｖ１およびＶ２の作用によってさらに押圧変形し、間隙部Ｊを確実に充填していく。そのため、第２封止過程を行うことによって、ＬＥＤ１１をより精度良く封止できる。
また、第２封止過程では加圧装置３２を適宜制御することにより、押圧力Ｖ１およびＶ２の大きさを任意の値に調節できる。従って、封止材Ｓｂの構成材料、またはＬＥＤ１１のサイズおよび構造を例とする封止条件が変更される場合であっても、押圧力Ｖ１およびＶ２の大きさを適宜調節することにより、確実にＬＥＤ１１を封止できる。さらに、適切な大きさの押圧力Ｖ１およびＶ２が封止シートＳの全体にわたって均一に作用するので、過剰な押圧力の作用または押圧力の偏りに起因する、基板１０またはＬＥＤ１１の破損を回避できる。
さらに、金型と液状の封止材とを用いる従来のデバイス封止方法では、ワークおよびデバイスのサイズまたは材質などに応じて、それぞれ異なる金型を用意する必要があるので、デバイス封止装置の製造に要する手間およびコストが大きい。
一方、本発明に係るデバイス封止方法では、金型を用いることなくデバイスを封止できるので、デバイス封止装置１の製造に要する時間およびコストを大きく低減できる。また、ワークやデバイスの諸条件を変更させた場合であっても封止シートＳの形状等を変更させることによってワーク等の変更に対応できる。そのため、多様な条件に応じたデバイス封止装置を迅速かつ容易に設定できる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。例として、本発明は下記のように変形実施することができる。
（１）実施例に係るワークとして、表面側にＬＥＤ１１が搭載されており裏面側が平坦である基板１０を用いて説明したが、ワークの裏面側は平坦な構成に限られない。すなわち図２０（ａ）に示すように、裏面側に凸状部材１３０を備える基板１３１をワークとして用いてもよい。凸状部材１３０は、ＬＥＤを例とする電子部品の他、基板１３１の構成材料である場合などが挙げられる。すなわち裏面側に凹凸が存在する基板１３１として、基板１３１自体の裏面に凹凸が形成されている構成も含むものとする。
裏面側に凸状部材１３０を備える基板１３１に対し、表面側に搭載されているＬＥＤ１１を封止シートＳで封止する場合、デバイス封止装置１は保持テーブル９の代わりに図２０（ｂ）に示されるような保持テーブル１３５を備える。
保持テーブル１３５は外周部に環状の突起部１３７を備えており、中央部に凹部１３９を備えている。すなわち保持テーブル１３５は全体として中空となっている。凹部１３９は平面視において、基板１３１において凸状部材１３０が配置されている領域を包含する位置に構成されている。基板１３１の裏面のうち凸状部材１３０が配設されていない部分を突起部１３７が支持することによって、保持テーブル１３５は凸状部材１３０に接触することなく基板１３１を保持できる。
図２１は、下ハウジング２９Ａが保持テーブル１３５を備える構成において、保持テーブル１３５が基板１３１を支持している状態を示している。当該状態は、ステップＳ３においてチャンバ２９を形成させる工程に相当する。保持テーブル１３５を備える構成において基板１０上のＬＥＤ１１を封止シートＳで封止する各工程は、既に説明した実施例と同様であるので詳述を省略する。
（２）実施例に係るステップＳ４において、下空間Ｈ１および上空間Ｈ２の気圧を所定値にまで減圧させた後、上空間Ｈ２の気圧を大気圧に戻すことによって差圧Ｆａを発生させたが、ステップＳ４における気圧の調整はこれに限られない。すなわち、下空間Ｈ１および上空間Ｈ２の気圧を所定値にまで減圧させた後、下空間Ｈ１の気圧を当該所定値に維持しつつ、電磁バルブ１０５の開度を適宜調整してリークさせてもよい。
この場合、上空間Ｈ２の気圧は所定値から上昇して大気圧より低い特定の値となるように制御され、当該制御によって差圧Ｆａが発生する。差圧Ｆａによって封止シートＳでＬＥＤ１１を覆わせた後、制御部３３は電磁バルブ１０３、１０５、１０７、１１０を全開にして上空間Ｈ２および下空間Ｈ１を大気開放させる。当該大気開放により、第１封止過程は完了する。
実施例のように上空間Ｈ２の気圧を大気圧にまで戻して差圧Ｆａを発生させる構成では、差圧Ｆａをより大きくできるので、封止部材Ｐを変形させてＬＥＤ１１を封止シートＳで覆わせる過程をより速やかに完了できる。一方、（２）に係る変形例のように上空間Ｈ２の気圧を下空間Ｈ１の気圧より高くかつ大気圧より低い特定値に調整して差圧Ｆａを発生させる構成では、封止部材Ｐの変形速度が低く抑えられる。よって、下空間Ｈ１の抜気が完了しないうちに封止シートＳが尚早にＬＥＤ１１を覆うという事態を回避できるので、封止シートＳとＬＥＤ１１との間にボイドが発生することを防止できる。
（３）実施例に係るステップＳ５において、加圧装置３２は下空間Ｈ１および上空間Ｈ２の両方の内部を加圧したが、これに限られない。すなわち、加圧装置３２は上空間Ｈ２のみを大気圧より高い気圧になるまで加圧し、押圧力Ｖ１によってＬＥＤ１１をより精度良く封止してもよい。
上空間Ｈ２のみを加圧する構成のさらなる変形例として、下空間Ｈ１の内部を大気圧より低い気圧となるように減圧された状態を維持しつつ、上空間Ｈ２の内部を大気圧より高い気圧となるように加圧することによってＬＥＤ１１を封止する構成であってもよい。当該構成では、ステップＳ４において差圧Ｆａによる第１封止過程を行った後、下空間Ｈ１の気圧が所定値に減圧された状態を維持しつつ、上空間Ｈ２に接続されている電磁バルブ１０５を開放して上空間Ｈ２のみを大気開放する。そしてステップＳ５において、加圧装置３２を作動させ、上空間Ｈ２の内部を加圧して大気圧より高くする。
当該変形例では、ステップＳ５において、保持テーブル９を上昇させて基板１０の裏面に保持テーブル９を当接させた状態で、上空間Ｈ２の内部を加圧する。保持テーブル９によって基板１０を保持した状態で上空間Ｈ２を加圧して押圧力Ｖ１を発生させることにより、下空間Ｈ１が大気圧より低く減圧されている状態であっても押圧力Ｖ１を封止シートＳおよび基板１０の全面にわたって均等に作用させることができる。
（４）実施例に係るステップＳ４において、真空装置３１を用いてチャンバ２９の内部に差圧Ｆａを発生させることにより、封止シートＰを凸状に変形させてＬＥＤ１１に接触させているが、封止シートＰを凸状に変形させる方法は差圧Ｆａを発生させる構成に限られない。すなわち図２２に示すように、上ハウジング２９Ｂの内部に押圧部材１４１を備える構成であってもよい。
押圧部材１４１は、底面が凸状（一例として半球状）となっており、封止シートＳの上方に位置するように配設される。そのため、押圧部材１４１を下降させることにより、凸状となっている押圧部材１４１の底面が封止シートＳを押圧し、封止シートＳは凸状に変形してＬＥＤに接触することができる。この場合、差圧Ｆａの発生に必要な真空装置３１などの構成を省略できる。また、封止シートＰを凸状に変形させる他の構成として、ローラなどを用いて封止シートＰを上方から押圧させる構成なども挙げられる。
（５）実施例において、図２３（ａ）に示すように、チャンバ２９はシート状の弾性体Ｄｓを備えていてもよい。弾性体Ｄｓは上ハウジング２９Ｂの内部に配設されており、上ハウジング２９Ｂの内径に接するように構成されている。また、弾性体Ｄｓの下面と上ハウジング２９Ｂの円筒底部とが面一となるように構成される。従って、下ハウジング２９Ａと上ハウジング２９Ｂとが搬送用シートＴを挟み込んでチャンバ２９を形成すると、弾性体Ｄｓは搬送用シートＴと当接する。具体的には、搬送用シートＴにおいて、封止シートＳを保持する面とは逆の側（図では上面側）に弾性体Ｄｓが当接される。弾性体Ｄｓを下ハウジング２９Ａの内径に接するように配設することにより、チャンバ２９を形成する際に弾性体Ｄｓが挟み込まれることがないので、チャンバ２９の密閉性が弾性体Ｄｓによって低下することを防止できる。弾性体Ｄｓを構成する材料の例として、ゴム、エラストマー、またはゲル状の高分子材料などが挙げられる。
封止部材Ｐが弾性体Ｄｓを備えることにより、ステップＳ４において封止部材Ｐを凸状に変形させる際に、封止部材Ｐの屈曲率をより均一にすることができる。一例として、封止シートＳが比較的硬い材料で構成されている場合、図２３（ｂ）に示すように、封止部材Ｐの屈曲率が不均一になる。
すなわち、封止部材Ｐのうち封止シートＳが搬送用シートＴに保持されている領域Ｐ１においては、硬い封止シートＳが存在しているので差圧Ｆａによる封止部材Ｐの屈曲率が小さい。一方、封止部材Ｐのうち封止シートＳが搬送用シートＴに保持されていない領域Ｐ２においては、差圧Ｆａによる封止部材Ｐの屈曲率が比較的大きい。すなわち差圧Ｆａによって領域Ｐ２の方が容易に変形することによって、領域Ｐ１における封止部材Ｐの屈曲率がさらに低下する。その結果、封止シートＳが変形しにくくなるので、基板１０の凹凸部分（ＬＥＤ１１の搭載領域）に対する封止材Ｓｂの充填性が低下する。
一方で弾性体Ｄｓを備える場合、図２３（ｃ）に示すように、差圧Ｆａによって弾性体Ｄｓの全体が均一に凸状変形する。そのため、領域Ｐ１における封止部材Ｐの屈曲率が向上する。すなわち、封止シートＳは基板１０のＬＥＤ１１搭載領域における上面の形状に応じて変形し易くなるので、基板１０の凹凸部分に対する封止材Ｓｂの充填性を向上できる。従って、封止シートＳによるＬＥＤ１１の封止をより精度よく行うことができる。
（６）実施例において、加温機構１２０はチャンバ２９における上空間Ｈ２の側に配設され、上空間Ｈ２を加温する構成であったがこれに限られない。すなわち加温機構１２０は下空間Ｈ１を加温する構成であってもよい。一例として、ヒータ１２５を保持テーブル９の内部に配設し、ヒータ１２５が下空間Ｈ１を加温することによって搬送用シートＴおよび封止シートＳを加温する構成が挙げられる。また、加温機構１２０は上空間Ｈ１および下空間Ｈ２の両方を加温する構成であってもよい。
（７）実施例において、封止シートＳによる封止の対象となるデバイスとして、ＬＥＤ１１を例として説明したが、これに限ることはない。デバイスの他の例としては、ＬＥＤ１１を例とする光学素子の他に、半導体素子、電子部品などが挙げられる。
（８）実施例において、封止シートＳによってＬＥＤ１１を封止した後、封止シートＳの封止材Ｓｂを硬化させる工程を行ってもよい。封止材Ｓｂを硬化させる工程は封止材Ｓｂの材料によって適宜変更できるが、一例として熱処理による硬化、紫外線処理による硬化などが挙げられる。
（９）実施例において、封止材ＳｂとしてＯＣＡを用いているがこれに限られない。すなわち、封止材Ｓｂは光学的に透明な材料の他、光学的に不透明な材料を用いてもよく、無色または有色の材料を用いてもよい。
（１０）実施例において、封止部材Ｐは長尺状の搬送用シートＴと所定形状の封止シートＳとを備える構成を例として説明したが、封止部材Ｐは搬送用シートＴを備える構成に限られない。一例として封止部材Ｐは図２４（ａ）に示すように、長尺状の封止シートＳによって構成されていてもよい。長尺状の封止シートＳを用いてＬＥＤ１１を封止する場合におけるステップＳ３の構成を図２４（ｂ）に示している。すなわち、下ハウジング２９Ａおよび上ハウジング２９Ｂは、封止シートＳを挟み込むことによってチャンバ２９を形成させる。
そしてステップＳ４において長尺状の封止シートＳを凸状に変形させることにより、図２４（ｂ）に示すように、封止シートＳでＬＥＤ１１を覆わせる。さらにステップＳ５において少なくとも上空間Ｈ２の気圧を大気圧以上に加圧することによって、図２４（ｃ）に示すように、封止シートＳがＬＥＤ１１を封止する。
（１１）実施例において、保持テーブル９を所定のタイミングで昇降移動させてＬＥＤ１１を封止しているが、保持テーブル９の昇降移動は適宜変更してもよい。一例として、ステップＳ５に係る加圧処理は保持テーブル９を下降させた後に行う構成に限られず、上昇状態を維持しつつ加圧処理を行ってもよい。
（１２）実施例において、フレーム保持部３８は下ハウジング２９Ａの外部に配設されているが、下ハウジング２９Ａの内部にフレーム保持部３８を設けてもよい。この場合、ステップＳ４以降の過程は、リングフレームｆおよび基板１０の各々をチャンバ２９の内部に収納した状態で行われる。
（１３）実施例において、封止部材Ｐが備える封止シートＳは、基板１０のＬＥＤ１１搭載面の形状に応じた所定の形状となるように予め成型されているがこれに限られない。すなわちシート供給部７１は、長尺状の搬送用シートＴに長尺状の封止シートＳが装填されている封止部材Ｐを装填してもよい。長尺状の搬送用シートＴに長尺状の封止シートＳが添設されている封止部材Ｐの構成は、図２５（ａ）に示す通りである。この場合、デバイス封止装置１はチャンバ２９の上流にシート切断装置２０１を備えており、シート切断装置２０１が長尺状の封止シートＳを所定の形状に成型する。
シート切断装置２０１の構成は、図２５（ｂ）に示す通りである。シート切断装置２０１は、支持テーブル２０３と、カッタ２０５と、封止シート回収部２０７とを備えている。支持テーブル２０３は、シート供給部７１から方向Ｌに沿って繰り出し供給された長尺状の封止部材Ｐを水平に受け止めるように配設されている。カッタ２０５は支持テーブル２０３の上方に配設されており、図示しない可動台によって昇降移動可能となっている。カッタ２０５の一例として略矩形状のトムソン刃が用いられる。
カッタ２０５が下降することにより、封止部材Ｐのうち封止シートＳの層が略矩形状に切り抜かれる。カッタ２０５が封止シートＳを切断する構成はこれに限られず、他の例として、ナイフ状のカッタ２０５を略矩形状の軌道に沿って移動させ、封止シートＳを略矩形状に切り抜く構成などが挙げられる。
封止シート回収部２０７は、略矩形状に切断された封止シートＳの周囲に残される不要な封止シートＳｎを回収する。不要な部分の封止シートＳｎは、送りローラ２０８の直後に搬送用シートＴから剥離される。剥離された封止シートＳｎは案内ローラ２０９によって回収ボビン２１０へと案内される。回収ボビン２０１は、搬送用シートＴから剥離された封止シートＳｎを巻き取り回収する。従って、シート切断装置２０１によって封止部材Ｐは、カッタ２０５によって略矩形に成型された封止シートＳが搬送用シートＴに残された状態となる。略矩形形に切断された封止シートＳは搬送シートＴとともに、チャンバ２９へと案内される。
１ … デバイス封止装置
３ … 基板搬送機構
５ … 容器
６ … 封止体回収部
７ … アライナ
８ … 保持テーブル
９ … フレーム供給部
１０ … 基板（ワーク）
１１ … ＬＥＤ（デバイス）
１３ … 封止ユニット
１６ … 基板搬送装置
１７ … フレーム搬送装置
２３ … 保持アーム
２７ … 吸着プレート
２８ … 吸着パッド
３１ … 真空装置
３２ … 加圧装置
３３ … 制御部
３８ … フレーム保持部
７１ … シート供給部
７２ … セパレータ回収部
７３ … デバイス封止部
７４ … シート回収部
８１ … デバイス封止機構
８２ … シート切断機構
８５ … 貼付けローラ
８６ … ニップローラ
９５ … カッタ
ｆ … リングフレーム
Ｔ … 搬送用シート
Ｓ … 封止シート
Ｐ … 封止部材
ＭＦ … 封止体
Ｔａ … 基材
Ｔｂ … 粘着材
Ｓａ … 基材
Ｓｂ … 封止材

Claims (11)

  1. デバイスが搭載されたワークと、シート状封止材とをチャンバに収容し、前記チャンバの内部空間を減圧した状態で前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させることにより前記シート状封止材で前記デバイスを覆う第１封止過程と、
    前記第１封止過程の後に、前記チャンバの内部空間の圧力を上げることにより前記シート状封止材で前記デバイスを封止する第２封止過程と、
    を備えることを特徴とするデバイス封止方法。
  2. 請求項１に記載のデバイス封止方法において、
    前記第１封止過程では、前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に向けて凸状に変形させることにより前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させる
    ことを特徴とするデバイス封止方法。
  3. 請求項１に記載のデバイス封止方法において、
    前記第２封止過程では、前記チャンバの内部空間の圧力を大気圧以上の圧力に上げる
    ことを特徴とするデバイス封止方法。
  4. 請求項２に記載のデバイス封止方法において、
    前記シート状封止材は、長尺の搬送用シートに保持されており、
    前記チャンバは上ハウジングと下ハウジングとを備え、
    前記第１封止過程は、
    前記上ハウジングと前記下ハウジングとによって前記搬送用シートを挟み込むことにより、前記チャンバの内部空間を、前記デバイス搭載面を上向きにした状態の前記ワークが配置される下空間と、前記搬送用シートに保持された前記シート状封止材を介在して前記下空間と対向する上空間とに区画する上下空間形成過程と、
    前記上空間と前記下空間とを減圧する上下空間減圧過程と、
    前記上下空間減圧過程の後に、前記上空間の圧力を前記下空間の圧力よりも高くして前記上空間と前記下空間との間に生じた差圧によって前記シート状封止材を前記デバイス搭載面に向けて凸状に変形させて、前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させる接触過程とを有する
    ことを特徴とするデバイス封止方法。
  5. 請求項２に記載のデバイス封止方法において、
    前記シート状封止材は、長尺の搬送用シートに保持されており、
    前記チャンバは上ハウジングと下ハウジングとを備え、
    前記第１封止過程は、
    前記上ハウジングと前記下ハウジングとによって前記搬送用シートを挟み込むことにより、前記チャンバの内部空間を、前記デバイス搭載面を上向きにした状態の前記ワークが配置される下空間と、前記搬送用シートに保持された前記シート状封止材を介在して前記下空間と対向する上空間とに区画する上下空間形成過程と、
    前記上空間と前記下空間とのうち前記下空間のみを減圧することによって前記上空間と前記下空間との間に生じた差圧により、前記シート状封止材を前記デバイス搭載面に向けて凸状に変形させて、前記下空間が減圧されている状態で前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させる減圧接触過程とを有する
    ことを特徴とするデバイス封止方法。
  6. 請求項４または請求項５に記載のデバイス封止方法において、
    前記シート状封止材は、前記ワークのデバイス搭載面に応じた所定形状を有し、前記長尺の搬送用シートに保持されている
    ことを特徴とするデバイス封止方法。
  7. 請求項４ないし請求項６のいずれかに記載のデバイス封止方法において、
    前記上ハウジングの内部に配設されているシート状の弾性体を備え、
    前記上下空間形成過程において前記上ハウジングと前記下ハウジングとによって前記搬送用シートを挟み込むことにより、前記搬送用シートのうち前記シート状封止材を保持していない面に前記シート状の弾性体が当接するように、前記シート状の弾性体は配設される
    ことを特徴とするデバイス封止方法。
  8. 請求項４ないし請求項７のいずれかに記載のデバイス封止方法において、
    前記下空間および前記上空間のうち少なくとも一方を加温することによって前記シート状封止材を加温する加温過程を備え、
    前記第１封止過程は、前記加温過程によって加温された状態の前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させる
    ことを特徴とするデバイス封止方法。
  9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のデバイス封止方法において、
    前記ワークは前記デバイス搭載面とは逆側の面に１または２以上の凸状部材を備えており、
    中央部に凹部を有する保持部材を用いて、前記凸状部材を前記凹部の内部に配置させた状態で前記ワークを保持する保持過程をさらに備え、
    前記ワークが前記保持部材によって保持された後、前記第１封止過程が実行される
    ことを特徴とするデバイス封止方法。
  10. デバイスが搭載されたワークと、シート状封止材とをチャンバに収容し、前記チャンバの内部空間を減圧した状態で前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させることにより前記シート状封止材で前記デバイスを覆う第１封止機構と、
    前記第１封止過程の後に、前記チャンバの内部空間の圧力を上げることにより前記シート状封止材で前記デバイスを封止する第２封止機構と、
    を備えることを特徴とするデバイス封止装置。
  11. ワークに搭載されているデバイスがシート状封止材によって封止されている状態となっている半導体製品を製造する半導体製品の製造方法であって、
    デバイスが搭載されたワークと、シート状封止材とをチャンバに収容し、前記チャンバの内部空間を減圧した状態で前記シート状封止材を前記ワークのデバイス搭載面に接触させることにより前記シート状封止材で前記デバイスを覆う第１封止過程と、
    前記第１封止過程の後に、前記チャンバの内部空間の圧力を上げることにより前記シート状封止材で前記デバイスを封止する第２封止過程と、
    を備えることを特徴とする半導体製品の製造方法。



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