JP3175999U - 複合シート材の圧入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大気圧で均一な圧入の作用力を提供することにより、シート材の表面が受ける力は均一になるのを確保し、シート材はよりよい圧入の品質を維持することができる。
【解決手段】プラットホーム１には一個の載置面１１が含まれる。圧入プラットホーム２はプラットホーム１に相対して縦方向に変位するように形成され、圧入プラットホーム２には一個の圧入板２１、一個の圧入膜２２と一個の加熱器２３が含まれ、圧入膜２２は圧入板２１の一方に設けられ、かつ圧入板２１と圧入膜２２の間には一個の空気室Ｒが形成され、空気室Ｒはプラットホーム１の載置面１１に相対するように形成され、かつ気体を充填するのに用いられ、加熱器２３は圧入板２１と圧入膜２２の間に設けられ、かつ空気室Ｒ内に収容され、加熱器２３と圧入膜２２の間には一個の間隔が形成されるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本考案は、圧入装置に関するもので、特に、複合ウエハーの圧入に適合し、かつ大気圧を利用して均一の作用力を生じることができる複合シート材の圧入装置に係るものである。

従来、ウエハーを圧入するのに用いられる複合シート材の圧入装置としては、例えば、中華民国公告第Ｍ３５９７８８号（特許文献１を参照）において、複合ウエハーの圧入装置が提示されており、主に、底座の載置面において複数個の凹室が形成されることにより、上記載置面において一個の仮設のエリアが定義され、それによって、基座のウエハーを載置するようにとしたものがある。

また、現在では多くの業者は依然として図４に示される複合シート材の圧入装置９を採用している。この複合シート材の圧入装置９には一個のプラットホーム９１、一個の金属圧入板９２および一個の挟圧部材９３が含まれる。金属圧入板９２はプラットホーム９１に相対して縦方向に変位するように形成される。挟圧部材９３は移動自在にプラットホーム９１に設置され、かつ圧入しようとするウエハー９４を固定するのに用いられる。その中に、プラットホーム９１には一個の載置面９１１が含まれ、載置面９１１は圧入しようとするウエハー９４を載置するのに用いられる。金属圧入板９２には一個の開口溝９２１が設けられる。開口溝９２１は金属圧入板９２の外側に環設され、かつ挟圧部材９３に位置を合わせるように形成される。金属圧入板９２には他に一個の駆動部材９５が連接される。駆動部材９５は金属圧入板９２がプラットホーム９１に相対して縦方向へ変位するのに連動するように用いられる。

この従来の複合シート材の圧入装置９を実際に使用する時、圧入装置９を一つの真空環境に入れ置き、先ず挟圧部材９３を利用して圧入しようとするウエハー９４を位置を合わせすることにより、ウエハー９４は金属圧入板９２に面するように形成され、かつ同時に二個のウエハー９４の間のスペースパッド（図示せず）を移動して除去する。それから、再び駆動部材９５によって金属圧入板９２を図４に矢印で示すような方向に変位するように、かつ金属圧入板９２がウエハー９４の表面に当接するまで駆動し続け、さらに同時に開口溝９２１が挟圧部材９３を覆うようになるまで駆動する。このようにして、熱を受けた金属圧入板９２とプラットホーム９１によって同時に上、下のウエハー９４を加熱することにより、二個のウエハー９４の間の接着剤９４１が熔けた後、それから真空による操作の環境で金属圧入板９２の圧入の作用力により、二個のウエハー９４の間の圧入と貼接の作業を完成することができる。

中華民国公告第Ｍ３５９７８８号公報

上記のような従来の複合シート材の圧入装置９の操作では、一般的に次のような問題が生じ易く、それについて図５を参照して説明する。金属圧入板９２には微視的に依然として不揃いの接触面９２２（図５を参照）が存在しているため、金属圧入板９２の接触面９２２がウエハー９４の表面に当接される時、完全に密閉した貼接を獲得することができない。このように、金属圧入板９２によってウエハー９４に対して圧入の作用力を施す時、ウエハー９４の表面が受ける力は不均一になり易いため、ウエハー９４の間の貼接は不均一になり、ウエハー９４の貼接の品質が低くなるばかりか、ウエハー９４の製造ロスも高くなるという問題点があった。

また、ウエハー９４は貼接の過程において５００℃以上の高温を受けなければならないため、金属圧入板９２が直接ウエハーに接触して熱膨張を受ける状況では、ややもすればその接触面９２２の平坦度はさらにザラザラになる。このようにして、金属圧入板９２とウエハー９４の表面との接触によって生じる隙間が増えてしまうだけではなく、さらに金属圧入板９２の熱伝導効率が制限され、二個のウエハー９４の間の接着剤９４１が受ける熱の分布が不均一になるため、ウエハー９４の間の貼接の効果が低くなるとともに、ウエハーの生産の歩留まりも悪くなるという問題点があった。

さらに、金属圧入板９２は挟圧部材９３に対応すべく、通常、外側に適当なサイズを有する開口溝９２１を環設しなければならず、このような状態では開口溝９２１において生じる圧入の作用力は明らかに不足になるため、製造されるウエハー９４の貼接品質が悪くなり、最終的にウエハーの生産量が減り、歩留まりが悪くなるという問題点があった。そのため、上述したような従来の複合シート材の圧入装置をさらに改良することが希求されていた。

本考案はこのような問題点に鑑みて考案されたものであって、その第一の目的とするところは、大気圧で均一な圧入の作用力を提供することにより、貼接しようとするシート材の表面が受ける力が均一になるのを確保し、さらにシート材がよりよい圧入の品質を維持することができる複合シート材の圧入装置を提供することにある。

本考案の第二の目的とするところは、気体を熱伝導の媒体とすることにより、シート材の間の接着剤が受ける熱が均一になるのを維持し、さらに相対的にシート材の貼接の歩留まりを高めることができる複合シート材の圧入装置を提供することにある。

本考案の第三の目的とするところは、シート材間における位置合わせの精確度を維持し、シート材の表面に全て同じ圧入力を獲得するのを確保することにより、生産量を高めるとともに、製品の歩留まりを高めることができる複合シート材の圧入装置を提供することにある。

上記目のを達成するために、本考案による複合シート材の圧入装置は、一個のプラットホームおよび一個の圧入プラットホームを有する。プラットホームには一個の載置面が含まれる。圧入プラットホームはプラットホームに相対して縦方向に変位するように形成される。圧入プラットホームには一個の圧入板、一個の圧入膜および一個の加熱器が含まれる。圧入膜は圧入板の一方に設けられ、かつ圧入板と圧入膜の間には一個の空気室が形成される。空気室はプラットホームの載置面に相対するように形成され、かつ気体を充填するのに用いられる。加熱器は圧入板と圧入膜の間に設けられ、かつ空気室内に収容され、加熱器と圧入膜の間には一個の間隔が形成される。

また、他に一個のサポートバーが含まれ、サポートバーは移動自在に圧入プラットホームの圧入板を貫穿するように形成され、かつサポートバーが圧入板を貫穿する一端は空気室に伸び入れるように形成されることもできる。また、サポートバーは圧入板の中央部位を貫穿するように形成され、かつプラットホームの載置面の中心位置に当接するように形成されることもできる。また、圧入板には一個の注入孔が開設され、注入孔は空気室と互いに連通するように形成され、注入孔は一個の送風管と一個の排気管が挿設するのに用いられ、送風管と排気管は共同で一個の空気弁と連接するように形成されることもできる。また、送風管には他に一個の送風ポンプが連接され、排気管には他に一個の真空ポンプが連接されることもできる。また、圧入プラットホームには一個の駆動部材が連接され、駆動部材によって圧入プラットホームの変位を連動するように形成されることもできる。また、圧入プラットホームとサポートバーには全て一個の駆動部材が連接され、サポートバーを連動する駆動部材と圧入プラットホームを連動する駆動部材は同期に作動するように形成されることもできる。また、圧入板と圧入膜の間には一個の接合部材が環設され、接合部材は圧入膜を固定するのに用いられることもできる。また、プラットホームには他に一個の環状リングが設けられ、環状リングはプラットホームの載置面の外周縁に設けられ、かつ環状リングは接合部材が当接するのに用いられることもできる。

本考案の複合シート材の圧入装置によれば、大気圧で均一な圧入の作用力を提供することのより、貼接しようとするシート材の表面が受ける力が均一になるのを確保し、さらにシート材がよりよい圧入の品質を維持することができるという利点がある。

また、本考案の複合シート材の圧入装置によれば、気体を熱伝導の媒体とすることにより、シート材の間の接着剤が受ける熱が均一になるのを維持し、さらに相対的にシート材の貼接の歩留まりを高めることができるという利点がある。

さらに、本考案の複合シート材の圧入装置によれば、シート材の間における位置合わせの精確度を維持し、シート材の表面に全て同じ圧入力を獲得するのを確保することにより、生産量を高めるとともに、製品の歩留まりを高めることができるという利点がある。

図１は、本考案の複合シート材の圧入装置の断面の説明図である。 図２は、本考案の複合シート材の圧入装置の作動の説明図一である。 図３は、本考案の複合シート材の圧入装置の作動の説明図二である。 図４は、従来の複合シート材の圧入装置の断面の説明図である。 図５は、従来の複合シート材の圧入装置の圧入過程における局部拡大の説明図である。

本考案の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。

図１は本考案の複合シート材の圧入装置の断面の説明図である。図１を参照すると、複合シート材の圧入装置には一個のプラットホーム１および一個の圧入プラットホーム２が含まれる。圧入プラットホーム２はプラットホーム１に相対して縦方向に変位するように形成される。

プラットホーム１は加熱するための載置用の台からなり、好ましくは、プラットホーム１の温度が完全に塗料を熔けて貼接することができたり、または金属が直接貼接することができたりするように維持することができるもので、かつ貼接するための塗料または金属材質の異なる特性に従って変更することができるため、プラットホーム１の方式は制限を受けることがない。例えば、本実施形態においては、選択的に、プラットホーム１内には一個の加熱部材（図示せず）が嵌設され、この加熱部材によってプラットホーム１が必要とする温度を調整することができる。

プラットホーム１には一個の載置面１１が含まれる。載置面１１はプラットホーム１が圧入プラットホーム２に向かう一方の表面を指し、かつ載置面１１は貼接しようとするシート材を載置するのに用いられる。その他に、本実施形態のプラットホーム１には一個の環状リング１２が設けられる。環状リング１２はプラットホーム１の載置面１１の外周縁に設けられ、かつ環状リング１２の直径は好ましくは貼接しようとするシート材のサイズより大きくなるように形成されることにより、圧入プラットホーム２に一個の緩衝力を提供することができる。

図２は本考案の複合シート材の圧入装置の作動の説明図一である。図２を参照すると、圧入プラットホーム２はプラットホーム１に相対して縦方向に変位するように構成される。本実施形態における圧入プラットホーム２では一個の駆動部材Ｍが連接され、駆動部材Ｍによって圧入プラットホーム２を変位させる。圧入プラットホーム２には一個の圧入板２１と一個の圧入膜２２が含まれる。圧入膜２２は圧入板２１の一方に設けられ、かつ圧入板２１と圧入膜２２の間には一個の空気室Ｒが形成される。空気室Ｒはプラットホーム１の載置面１１に相対するように形成され、かつ気体を充填するのに用いられる。

圧入板２１は、好ましくは、金属材料により製造され、それにより、シート材が圧入される時の高温を受け取ることができる。また、圧入膜２２は弾性材料により製造される薄膜からなり、かつ圧入膜２２は特に約１５０℃以上の操作温度を受けられるようにするのが望ましい。本実施形態において、圧入板２１には一個の注入孔２１１が開設される。注入孔２１１と空気室Ｒは互いに連通するように形成され、かつ注入孔２１１は一個の送風管Ｔ１と一個の排気管Ｔ２が挿設するのに用いられる。送風管Ｔ１と排気管Ｔ２は共同で一個の空気弁Ｖと連接するように形成されるため、空気弁Ｖによって注入孔２１１を経由して空気室Ｒに気体を送風するか否かを制御することができる。さらに、送風管Ｔ１には一個の送風ポンプＰ１が連接され、それにより、外部の気体は送風管Ｔ１を経由して空気室Ｒ内に送り込まれる。また、排気管Ｔ２にも一個の真空ポンプＰ２が連接されることにより、空気室Ｒ内の気体は排気管Ｔ２を経由して排出され、それにより、空気室Ｒの真空作業を完成することができる。

また、圧入プラットホーム２には他に一個の加熱器２３が含まれる。加熱器２３は圧入板２１と圧入膜２２の間に設けられ、かつ空気室Ｒ内に収容される。さらに、加熱器２３と圧入膜２２の間には一個の間隔が形成される。特に、加熱器２３は圧入膜２２とは互いに接触しないよう形成され、かつ好ましくは、約５ミリ以下の間隔を有するように維持されるため、空気室Ｒ内で流通する気体によって均一な熱伝導効果を達成することができる。その他に、圧入板２１と圧入膜２２の間には他に一個の接合部材２４が環設される。接合部材２４は圧入膜２２を固定するのに用いられ、さらに圧入膜２２と圧入板２１の間に適当な間隔を有するように確保することができる。

また、本考案の複合シート材の圧入装置にはさらに一個のサポートバー３が含まれる。サポートバー３は移動自在に圧入プラットホーム２の圧入板２１を貫穿するように形成され、かつサポートバー３が圧入板２１を貫穿する一端は空気室Ｒに伸び入れるように形成される。本実施形態において、サポートバー３は特に圧入板２１の中央部位を貫穿するように形成されることにより、使用時において、好ましくはプラットホーム１の載置面１１の中心位置に当接するように形成されるため、貼接しようとするシート材の位置を合わせるように用いることができる。また、サポートバー３にはもう一個の駆動部材Ｍが連接される。駆動部材Ｍは圧入プラットホーム２を連動する駆動部材Ｍと同期に作動することができるため、サポートバー３は圧入プラットホーム２に従ってプラットホーム１に相対して縦方向に変位するように構成される。その中に、サポートバー３は金属、セラミックまたは熱塑性材料により製造された棒からなる。

ここで注意しなければならないのは、本考案の複合シート材の圧入装置を実際に使用する時、特に本考案の圧入装置を一個のキャビティー４の中に置き入れ、かつ通常の方式によって送入貼接使用とするシート材（次の説明では選択的に「ウエハー」を貼接しようとするシート材にするため、次の記載から「ウエハー５」という）に送り込み、さらに上、下のウエハー５の位置を合わせるように修正した後、再び一個のスペースパッド６によって互いを隔てさせ（図２を参照）、後続の圧入作業を待つ。その中に、二ウエハー５の送り込みと位置合わせの修正方式は従来の技術を熟知する者にとっては容易に想到でき、かつ本考案の主な特徴ではないため、以下では本考案の複合シート材の圧入装置の作動のみを合わせて簡単に説明する。

再び図１を参照すると、キャビティー４には一個の収容空間４１が含まれる。収容空間４１は本考案の複合シート材の圧入装置を配置するのに用いられる。本実施形態において、キャビティー４には一個の投入口４２と一個の排気口４３が開設される。投入口４２と排気口４３は全て収容空間４１と互いに連通するように形成される。実際の使用時では、二個のウエハー５を貼接しようとする時、例えば図２に示すように、先ず投入口４２から一個のウエハー５を送り込み、さらにウエハー５の位置を合わせて修正した後、定位置まで移動させ（通常、プラットホーム１の中央位置、すなわち上述した載置面１１を指す）、再びスペースパッド６によってウエハー５を持ち上げる。

それから、同様に投入口４２からもう一個のウエハー５を送り込み、さらに同じ方式で位置を合わせて修正した後、プラットホーム１の載置面１１まで移動させ、かつ二個のウエハー５を互いに重ねるように配置し、それからスペースパッド６によって隔離させる。この時、プラットホーム１を二個のウエハー５を貼接するのに必要とする温度まで予熱することにより、熱が均一に分布するようにウエハー５に伝導させることができる。

それから、先ず排気口４３に連接されるもう一個の真空ポンプＰ２からキャビティー４に対して真空排気を行なうことにより、キャビティー４の収容空間４１を真空作業の環境を維持すると同時に、空気弁Ｖを調整することにより、排気管Ｔ２に連接された真空ポンプＰ２によって空気室Ｒ内の気体を抽出し、空気室Ｒを真空状態に維持させる。それから、図２に示すように、再び駆動部材Ｍによって圧入プラットホーム２を連動して図面に示される矢印の方向に移動させ、さらに同期にもう一個の駆動部材Ｍによってサポートバー３を駆動して圧入プラットホーム２に従って同じ方向に向かって、サポートバー３が空気室Ｒの一端に伸び入れてウエハー５の中心位置に当接するまで変位させ、そして二個のウエハー５に相対的な滑動が生じないのを確保できた時、その中のスペースパッド６が離れるように移動させることができる。

図３は本考案の複合シート材の圧入装置の作動の説明図二である。図３を参照すると、この時に接合部材２４は環状リング１２に当接するように形成されるため、圧入膜２２は緊密かつ完全にウエハー５の表面に貼接することができ、かつ二個のウエハー５の間は接着剤のみで互いに貼接するように形成される。この情況では空気弁Ｖは開かれ、かつ送風ポンプＰ１によって気体は打ち込まれ、さらに気体は送風管Ｔ１内に流通され、図面に示される矢印の方向に向かって注入孔２１１から充分な量の気体が空気室Ｒ内に送り込まれることにより、気体の圧力によってウエハー５の表面に均一に作用することができるため、二個のウエハー５は互いに貼接するように形成される。同時に、加熱器２３は空気室Ｒ内の気体に対して加熱することにより、気体は熱を均一にウエハー５の表面まで伝導し、さらにウエハー５の間に塗布される接着剤は熱を受けて熔けたり、または二個の金属材質のウエハー５は互いに貼接したりすることにより、ウエハー５の貼接の作業を完成することができる。

上述したように、本考案の複合シート材の圧入装置の主な特徴は、圧入膜２２と圧入板２１の間に形成される空気室Ｒにより、圧入の過程において空気室Ｒ内に充填される気体の圧力を利用して均一にウエハー５の表面に圧力を施すことができるため、従来における金属表面が不揃いである場合の問題点を解決することができる。このようにして、圧入膜２２は緊密かつ完全にウエハー５の表面に貼接されるため、ウエハー５の表面の貼接具合は均一になり、ウエハー５の表面が受ける力は均一になるように確保することができるため、ウエハー５が貼接の過程における損耗率を低く抑えることができ、さらにウエハー５の圧入の品質を高めることができる。また、空気室Ｒ内に充填される気体を熱伝導の媒体にすることにより、ウエハー５の間の接着剤が受ける熱の均一性を維持することができるため、ウエハーの貼接の歩留まりを高めることができる。

その他に、本考案の複合シート材の圧入装置によれば、他にサポートバー３を利用してウエハー５の位置を合わせる精確度を維持することができ、さらにウエハー５の表面は全て同じ圧入の作用力を獲得するのを有効に確保することができるため、余分な処理に必要とする時間とコストを低く抑えることができ、さらにウエハーの圧入の効率を高めることができる。

本考案は、その精神と必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施形態は例示的なものであり、限定を意図するものではない。

１ プラットホーム
１１ 載置面
１２ 環状リング
２ 圧入プラットホーム
２１ 圧入板
２１１ 注入孔
２２ 圧入膜
２３ 加熱器
２４ 接合部材
３ サポートバー
４ キャビティー
４１ 収容空間
４２ 投入口
４３ 排気口
５ ウエハー
６ スペースパッド
９ 複合シート材の圧入装置
９１ プラットホーム
９１１ 載置面
９２ 金属圧入板
９２１ 開口溝
９２２ 接触面
９３ 挟圧部材
９４ ウエハー
９４１ 接着剤
９５ 駆動部材
Ｒ 空気室
Ｔ１ 送風管
Ｔ２ 排気管
Ｖ 空気弁
Ｐ１ 送風ポンプ
Ｐ２ 真空ポンプ
Ｍ 駆動部材

Claims (9)

1. 一個のプラットホーム（１）および一個の圧入プラットホーム（２）を有する複合シート材の圧入装置において、プラットホーム（１）には一個の載置面（１１）が含まれ、圧入プラットホーム（２）はプラットホーム（１）に相対して縦方向に変位するように構成され、圧入プラットホーム（２）には一個の圧入板（２１）、一個の圧入膜（２２）および一個の加熱器（２３）が含まれ、圧入膜（２２）は圧入板（２１）の一方に設けられ、かつ圧入板（２１）と圧入膜（２２）の間には一個の空気室（Ｒ）が形成され、空気室（Ｒ）はプラットホーム（１）の載置面（１１）に相対するように構成され、かつ気体を充填するのに用いられ、加熱器（２３）は圧入板（２１）と圧入膜（２２）の間に設けられ、かつ空気室（Ｒ）内に収容され、加熱器（２３）と圧入膜（２２）の間には一個の間隔が形成されることを特徴とする複合シート材の圧入装置。
2. 他に一個のサポートバー（３）が含まれ、サポートバー（３）は移動自在に圧入プラットホーム（２）の圧入板（２１）を貫穿するように形成され、かつサポートバー（３）が圧入板（２１）を貫穿する一端は空気室（Ｒ）に伸び入れるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の複合シート材の圧入装置。
3. サポートバー（３）は圧入板（２１）の中央部位を貫穿するように形成され、かつプラットホーム（１）の載置面（１１）の中心位置に当接するように形成されることを特徴とする請求項２に記載の複合シート材の圧入装置。
4. 圧入板（２１）には一個の注入孔（２１１）が開設され、注入孔（２１１）は空気室（Ｒ）と互いに連通するように形成され、注入孔（２１１）は一個の送風管（Ｔ１）と一個の排気管（Ｔ２）を連設するのに用いられ、送風管（Ｔ１）と排気管（Ｔ２）は共同で一個の空気弁（Ｖ）と連接するように構成されることを特徴とする請求項１、２または３に記載の複合シート材の圧入装置。
5. 送風管（Ｔ１）には他に一個の送風ポンプ（Ｐ１）が連接され、排気管（Ｔ２）には他に一個の真空ポンプ（Ｐ２）が連接されることを特徴とする請求項４に記載の複合シート材の圧入装置。
6. 圧入プラットホーム（２）には一個の駆動部材（Ｍ）が連接され、駆動部材（Ｍ）によって圧入プラットホーム（２）を変位するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の複合シート材の圧入装置。
7. 圧入プラットホーム（２）とサポートバー（３）には全て一個の駆動部材（Ｍ）が連接され、サポートバー（３）を連動する駆動部材（Ｍ）と圧入プラットホーム（２）を連動する駆動部材（Ｍ）は同期に作動するように形成されることを特徴とする請求項２または３に記載の複合シート材の圧入装置。
8. 圧入板（２１）と圧入膜（２２）の間には一個の接合部材（２４）が環設され、接合部材（２４）は圧入膜（２２）を固定するのに用いられることを特徴とする請求項１、２または３に記載の複合シート材の圧入装置。
9. プラットホーム（１）には他に一個の環状リング（１２）が設けられ、環状リング（１２）はプラットホーム（１）の載置面（１１）の外周縁に設けられ、かつ環状リング（１２）は接合部材（２４）が当接するのに用いられることを特徴とする請求項８に記載の複合シート材の圧入装置。

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