JP5653232B2 - 基板の接合方法および基板接合装置 - Google Patents
基板の接合方法および基板接合装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5653232B2 JP5653232B2 JP2011008905A JP2011008905A JP5653232B2 JP 5653232 B2 JP5653232 B2 JP 5653232B2 JP 2011008905 A JP2011008905 A JP 2011008905A JP 2011008905 A JP2011008905 A JP 2011008905A JP 5653232 B2 JP5653232 B2 JP 5653232B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- jig
- assembled
- lower jig
- substrates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
具体例としては、発光素子の製造工程において、成長基板上に発光素子を形成後、当該発光素子上へ接合部を介して、別の支持基板を接合させる工程がある。
当該工程に用いる基板の接合方法および基板接合装置として、例えば特許文献1に記載された基板の接合方法および基板接合装置がある。
複数枚の基板を挟着する上下2枚の導電性板状体が所要の間隔を有して配置され、基板を載置する下側の導電性板状体、および、複数枚の基板を押圧する上側の導電性板状体は両端を電極に接続するとともに、絶縁体を介して加重受けに連接され、当該加重受けには昇降機構が連接した基板接合装置とが記載されている。
上記特許文献1には、被接合基板の加熱・冷却時間を短くすることが出来、短時間で基板接合ができる旨が記載されている。しかしながら、必要な加熱時間は従来技術と変わらないため、製造工程での生産性を上げるには、1回当たりにおける被接合基板の処理枚数を増やすことの方が、好ましい対処方法であると考えた。
そして当該構成を用いることで、例えば、サファイア基板上にLEDのエピ層が形成された成長用基板と支持基板とを接合して、接合基板を製造した場合であっても、当該接合基板の中心部から周辺部に亘って接合の均一性を保つことが出来ることを知見し、本発明を完成したものである。
電子デバイスを備える成長用基板と、支持基板との組基板を、上部治具および下部治具を用いて押圧し、接合基板を得る接合方法であって、
同径を有する前記成長用基板と支持基板との1組以上の前記組基板を、前記下部治具に設けられた、前記組基板の全てを内部に直列的に収納可能な円筒形状の凹部に装填する工程と、
前記上部治具および下部治具を用いて、前記直列的に収納された組基板を押圧し、前記成長用基板と支持基板とを接合させて接合基板を得る工程とを、有することを特徴とする基板の接合方法である。
前記下部治具に設けられた円筒形状の凹部の直径を、前記組基板との直径より、0.3〜1.5mm大きくすることを特徴とする第1の発明に記載の基板の接合方法である。
第1または第2の発明に記載の基板の接合方法であって、
前記組基板を、前記組基板の上下を前記組基板と同径を有する加重分散板で挟んだ組基板とすることを特徴とする基板の接合方法である。
前記加重分散板として、グラファイトシートを用いることを特徴とする第3の発明に記載の基板の接合方法である。
前記組基板が装填された下部治具と、上部治具とを、加熱することを特徴とする第1から第4のいずれかの発明に記載の基板の接合方法である。
前記接合基板を得る工程を、真空雰囲気中もしくは不活性雰囲気中で行うことを特徴とする第1から第5のいずれかの発明に記載の基板の接合方法である。
上部治具と、下部治具と、当該上部治具または/および下部治具を昇降する昇降機構とを有し、
当該下部治具には、同径を有する電子デバイスを備える成長用基板と支持基板との1組以上の組基板と、加重分散板との全てを、内部に直列的に収納可能な円筒形状の凹部が設けられており、
当該凹部内に収納された1組以上の組基板を、前記上部治具または/および下部治具の昇降により押圧し、前記成長用基板と支持基板とが接合した接合基板を製造することを特徴とする基板接合装置である。
前記下部治具に設けられた円筒形状の凹部の直径が、前記組基板の直径より、0.3〜1.5mm大きいことを特徴とする第7の発明に記載の基板接合装置である。
前記上部治具と下部治具とを加熱するヒーターを有することを特徴とする第7または第8の発明に記載の基板接合装置である。
前記下部治具および上部治具を囲む密封容器と、当該密封容器内を排気する排気手段とを有することを特徴とする第7から第9のいずれかの発明に記載の基板接合装置である。
図1は、本発明に係る基板接合装置10における主要部の模式的な斜視図である。基板接合装置10は、上部機構20および下部機構30を有し、当該上部機構20および下部機構30は、その周囲をヒーター15で囲まれている。
下部治具33は、その内側に、直径R、深さTの円筒形状の凹部である基板収納部34と、当該基板収納部34の壁にあたる凹壁部35を有している。凹壁部35には、適宜、切り溝36が設けられる。但し、凹壁部35は後述するように下部治具33の変形を抑制する役割を有しているため、切り溝36の大きさは必要最小限に留めることが好ましい。
勿論、当該密封容器16は円筒容器に限られず、様々な形状をとることが可能である。ヒーター15の種類、設置方法も、上部機構20および下部機構30を適宜加熱出来るものであれば良い。さらに、排気手段としては、通常の真空ポンプ等が使用可能である。
ここで、成長用基板51と、支持基板52との直径が同値であることが最も好ましい。尤も、成長用基板51と支持基板52との直径の差が5mm以内であれば、支持基板52の直径が成長用基板51の直径より大きくても、小さくても良い。例えば、直径2インチ(5.08cm)の成長用基板51に対して、直径5cmの支持基板52を用いる場合、等が考えられる。つまり、一般に流通するサイズの公差や、インチ規格にメートル規格を合わせる場合などの誤差範囲(誤差5mm以内)の直径差のものも、同径として含めるものとする。尚、本発明において組基板50の直径rというときは、当該成長用基板51と支持基板52との直径のうち、最も大きな直径を有するものの直径を指す。
また、所望により、上部・下部加重分散板53・54を用いず、成長用基板51と支持基板52とからなる被接合基板55をもって、組基板50とすることも好ましい構成である。
支持基板52は、Mo、W、Cu、Al等の金属基板、Si、Ge、GaAs等の半導体基板、アルミナ、AlN、SiC等のセラミックス基板である。さらに、成長用基板51との接合界面には、Au層、金合金層および半田層等が設けられていることもある。
上部・下部加重分散板53・54は、アルミナシート、ジルコニアシート等のセラミックスシート、または、グラファイトシートである。ここで当該セラミックスシートやグラファイトシートは、板状、薄板の積層体状、または布形状を有し、さらに柔軟性を有するものである。当該上部・下部加重分散板53・54が柔軟性を有することで組基板50の反り形状に追従出来、好ましい構成である。なかでもグラファイトシートは柔軟性に優れ好適である。
まず、基板収容部34に装填される組基板50において、互いの直径Rとrとの差は、0.3mm以上、1.5mm以下であることが好ましい。Rとrとの差が0.3mm以上あれば、組基板50の基板収容部34への直列的な装填が容易である。一方、Rとrとの差が1.5mm以下あれば、組基板50へ加重が加わった際にも、組基板50を構成する成長用基板51、支持基板52、上部加重分散板53、下部加重分散板54のズレが凹壁部35により抑制されるからである。
当該一体形成の効果と、凹壁部35の効果とにより、組基板50を複数組、直列的に重ねて装填したとしても、各組基板50が安定し、押圧の分布がばらつくことなく、接合を行うことが可能となった。具体的には、本発明者等は基板収納部34への組基板50の装填が、1組から、少なくとも24組までの範囲で可能なことを確認している。
具体的には、加重分散板付の組基板50を複数組装填する際、後述する実施例2に係る組基板の模式的な斜視図である図12に示すように、隣接する上部・下部加重分散板53・54の一方を省略し、1枚の加重分散板を上下端と各被接合基板の間に配置することが出来る。
そのような場合は、図3に示すスペーサー60を、予め、基板収納部34内に装填しておけばよい。
スペーサー60は、直径r’(但し、R>r’≧r)の円筒形状を有し、適宜な高さt’を有するアルミナ板、ジルコニア板等のセラミック板、または、グラファイト板である。当該板は、柔軟性を求められる訳ではない。
尚、スペーサーを用いる場合、1組またはそれ以上の組基板50の厚みtの合計にスペーサーの厚みt’を加えた厚みが、凹壁部35の高さT以下であることが肝要である。これは、上述したように(tの合計+t’)≦Tであれば、最上部の組基板50においても、加圧の際に生じる各基板間のズレが凹壁部35により抑制されるからである。
次に、上部昇降機構21および/または下部昇降機構31を作動させ、ヒーター15に通電して、下部治具33に装填された組基板50の組数に拘わらず、組基板50をホットプレスするのに求められる圧力、温度を付与し、所定時間保持する(例えば、圧力2MPa、温度350℃、時間60分間)ことでホットプレスを行う。
勿論、所望により、密封容器内を真空ポンプにて排気した後、当該密封容器内を不活性ガス雰囲気としても良い。
このようにして得られた、本発明に係る被接合基板は、組基板50として1〜24組を装填した場合であっても、中心部から周辺部に至るまで均一な接合が出来た。この結果、1組の被接合基板から製造できる電子デバイスの歩留まりが高まったと同時に、単位時間あたりの生産性も大きく向上した。
(実施例1)
図4は、実施例1に係る上部治具23、下部治具33における組基板50の設置状況を示す模式的な断面図である。
実施例1に係る上部治具23は、径r’が51.9mm、下部治具33は、径Rが2インチ+1.2mm(計52mm)、凹壁部の高さTが10mmである。
実施例1に係る組基板50は、厚みが0.4mmで径rが2インチの窒化物半導体エピ基板(サファイア基板)であって反り量40umの成長用基板51と、厚みが0.2mmで径2インチのMo基板ある支持基板52と、径rが2インチ、厚み1.0mmのグラファイトシートである上部加重分散板53・下部加重分散板54で構成されている。また、成長用基板51および支持基板52の最表面は接合層としてAu層を形成している。
当該真空ホットプレスが完了したら、上部治具23、組基板50が装填された下部治具33の周囲の温度を100℃以下まで冷却した後、密封容器内の雰囲気を大気下に戻した。そして、下部治具33より装填された組基板50を取り出した。
取り出された組基板50を調べたところ、成長用基板51と支持基板52とを有する被接合基板55は、中心部から周辺部に至るまで接合が出来ていることが確認出来た。
図9より、上部加重分散板53・下部加重分散板54を使用した場合に較べ、一部に着色の薄い部分があるものの、感圧紙全面が着色していることが観察された。つまり、成長用基板51と支持基板52とは、全面に亘って十分に加圧されたことが解る。
当該、図8、9より、実施例1に係る上部治具23、下部治具33の効果が確認された。そして当該効果は、加重分散板の併用によりさらに高まることも確認出来た。
図5は、実施例2に係る上部治具23、下部治具33における組基板50およびスペーサー60の設置状況を示す模式的な断面図である。
実施例2に係る上部治具23は、径r’が51.9mm、下部治具33は、径Rが2インチ+1.2mm(計52mm)、凹壁部の高さTが56mmである。
実施例2においては、まず、下部治具33へ、直径51.9mm、厚さt’が24mmのスペーサー60を設置し、その上へ、加重分散板付きの組基板50を直列的に6組装填した例である。なお、実施例2においては、図12に示すように各被接合基板55の間の下部加重分散板54は1枚とした。
ホットプレスの際の温度条件、圧力条件、雰囲気条件、時間条件は、実施例1と同様とした。
この結果、成長用基板51と支持基板52とを有する被接合基板55は、6組とも中心部から周辺部に至るまで接合が出来た。
実施例3に係る上部治具23は、径r’が51.9mm、下部治具33は、径Rが2インチ+1.2mm(計52mm)、凹壁部の高さTが56mmである。
実施例3においては、まず、下部治具33へ、直径51.9mm、厚さt’が24mmのスペーサー60を設置し、その上へ、加重分散板付きの組基板50を直列的に12組装填した例である。なお、図12に示すように各被接合基板55の間の下部加重分散板54は1枚とした。
ホットプレスの際の温度条件、圧力条件、雰囲気条件、時間条件は、実施例1と同様とした。
この結果、成長用基板51と支持基板52とを有する被接合基板55は、12組とも中心部から周辺部に至るまで接合が出来た。
図6は、実施例4に係る上部治具23、下部治具33における組基板50の設置状況を示す模式的な断面図である。
実施例4に係る上部治具23は、径r’が51.9mm、下部治具33は、径Rが2インチ+1.2mm(計52mm)、凹壁部の高さTが56mmである。
実施例4においては、下部治具33へスペーサー60を設置することなく、加重分散板付きの組基板50を直列的に24組装填した例である。なお、図12に示すように各被接合基板55の間の下部加重分散板54は1枚とした。
ホットプレスの際の温度条件、圧力条件、雰囲気条件、時間条件は、実施例1と同様とした。
この結果、24組の成長用基板51と支持基板52とを有する被接合基板55は、中心部から周辺部に至るまで接合が出来た。
図7は、比較例1に係る上部治具23、下部治具39における組基板50の設置状況を示す模式的な断面図である。当該比較例1に係る下部治具39は、従来の技術に係る円筒形状の凹部を有しない下部治具である。
比較例1においては、上述した実施例1と同様の加重分散板付きの組基板50を下部治具39上へ設置した以外は、実施例1と同様に、組基板50に対し真空ホットプレスを行った。
ホットプレス後の組基板50を調べたところ、成長用基板51と支持基板52とを有する被接合基板55は、中心部の接合は出来ていたものの、周辺部は接合が不十分であることが判明した。
図11より、感圧紙の外周部全体が着色していないことが観察された。つまり、成長用基板51と支持基板52とにおいて、中央部は加圧されたが、外周部はほとんど加圧されていないことが解った。
15 ヒーター
16 密封容器
17 上部シール部
18 下部シール部
20 上部機構
21 上部昇降機構
22 上部ロッド
23 上部治具
30 下部機構
31 下部昇降機構
32 下部ロッド
33 下部治具
34 基板収納部
35 凹壁部
36 切り溝
50 組基板
51 成長用基板
52 支持基板
53 上部加重分散板
54 下部加重分散板
55 被接合基板
60 スペーサー
R 基板収納部の径
T 基板収納部の高さ
r’ 上部治具の径
r 組基板、スペーサーの径
t 組基板の高さ
t’ スペーサーの高さ
Claims (10)
- 電子デバイスを備える成長用基板と、支持基板との組基板を、上部治具および下部治具を用いて押圧し、接合基板を得る接合方法であって、
同径を有する前記成長用基板と支持基板との1組以上の前記組基板を、前記下部治具に設けられた、前記組基板の全てを内部に直列的に収納可能な円筒形状の凹部に装填する工程と、
前記上部治具および下部治具を用いて、前記直列的に収納された組基板を押圧し、前記成長用基板と支持基板とを接合させて接合基板を得る工程とを、有することを特徴とする基板の接合方法。 - 前記下部治具に設けられた円筒形状の凹部の直径を、前記組基板の直径より、0.3〜1.5mm大きくすることを特徴とする請求項1に記載の基板の接合方法。
- 請求項1または2に記載の基板の接合方法であって、
前記組基板を、前記組基板の上下を前記組基板と同径を有する加重分散板で挟んだ組基板とすることを特徴とする基板の接合方法。 - 前記加重分散板として、グラファイトシートを用いることを特徴とする請求項3に記載の基板の接合方法。
- 前記組基板が装填された下部治具と、上部治具とを、加熱することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の基板の接合方法。
- 前記接合基板を得る工程を、真空雰囲気中もしくは不活性雰囲気中で行うことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の基板の接合方法。
- 上部治具と、下部治具と、当該上部治具または/および下部治具を昇降する昇降機構とを有し、
当該下部治具には、同径を有する電子デバイスを備える成長用基板と支持基板との1組以上の組基板と、加重分散板との全てを、内部に直列的に収納可能な円筒形状の凹部が設けられており、
当該凹部内に収納された1組以上の組基板を、前記上部治具または/および下部治具の昇降により押圧し、前記成長用基板と支持基板とが接合した接合基板を製造することを特徴とする基板接合装置。 - 前記下部治具に設けられた円筒形状の凹部の直径が、前記組基板の直径より、0.3〜1.5mm大きいことを特徴とする請求項7に記載の基板接合装置。
- 前記上部治具と下部治具とを加熱するヒーターを有することを特徴とする請求項7または8に記載の基板接合装置。
- 前記下部治具および上部治具を囲む密封容器と、当該密封容器内を排気する排気手段とを有することを特徴とする請求項7から9のいずれかに記載の基板接合装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011008905A JP5653232B2 (ja) | 2010-01-19 | 2011-01-19 | 基板の接合方法および基板接合装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010009498 | 2010-01-19 | ||
JP2010009498 | 2010-01-19 | ||
JP2011008905A JP5653232B2 (ja) | 2010-01-19 | 2011-01-19 | 基板の接合方法および基板接合装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011171725A JP2011171725A (ja) | 2011-09-01 |
JP5653232B2 true JP5653232B2 (ja) | 2015-01-14 |
Family
ID=44685466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011008905A Expired - Fee Related JP5653232B2 (ja) | 2010-01-19 | 2011-01-19 | 基板の接合方法および基板接合装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5653232B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5820084B1 (ja) * | 2015-07-14 | 2015-11-24 | 株式会社ティ・エス・ケー | アンカーボルトの打込み治具、アンカーボルトの打込み方法およびアンカーボルトの固定強度検査方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3111718B2 (ja) * | 1992-12-12 | 2000-11-27 | 住友電気工業株式会社 | 複合材,複合材の製造方法及び複合材成形物の製造方法 |
JP5464843B2 (ja) * | 2007-12-03 | 2014-04-09 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Soi基板の作製方法 |
JP5186908B2 (ja) * | 2007-12-13 | 2013-04-24 | 株式会社ニコン | 加圧システム |
-
2011
- 2011-01-19 JP JP2011008905A patent/JP5653232B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011171725A (ja) | 2011-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8361271B2 (en) | Ceramic-metal bonded body and method of producing the same | |
JP5447123B2 (ja) | ヒータユニット及びそれを備えた装置 | |
KR100672802B1 (ko) | 기판 가열 장치 및 그 제조 방법 | |
US10079167B2 (en) | Electrostatic chucking device | |
US8999758B2 (en) | Fixing semiconductor die in dry and pressure supported assembly processes | |
JP6671518B2 (ja) | 半導体製造方法および半導体製造装置 | |
JP4614868B2 (ja) | 接合体及びその製造方法 | |
KR20140072876A (ko) | Led 발광 소자 보유 기판용 클래드재 및 그 제조 방법 | |
JP3175999U (ja) | 複合シート材の圧入装置 | |
JP5653232B2 (ja) | 基板の接合方法および基板接合装置 | |
JP2009252897A (ja) | 接合体の製造方法及び接合体の製造装置 | |
JP4786407B2 (ja) | パワーモジュール | |
JP5658083B2 (ja) | 温度変更システム | |
KR101900547B1 (ko) | 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조 방법 | |
WO2014156629A1 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
TW201301413A (zh) | 晶片結合設備 | |
JP3720757B2 (ja) | セラミック接合装置及びこれを用いたセラミック接合体の製造方法。 | |
TWI630048B (zh) | Bonding device, bonding system, bonding method, and computer memory medium | |
JP5577652B2 (ja) | 接合装置、接合方法および半導体装置の製造方法 | |
JP2010125525A (ja) | 金属合金化方法 | |
KR102658985B1 (ko) | 본딩 헤드 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치 | |
JP2007095866A (ja) | セラミック基板の製造方法 | |
KR102534660B1 (ko) | 합지장치를 이용한 기판 합지방법 | |
KR101953433B1 (ko) | 세라믹 기판 휨 발생용 도구 세트 및 이를 이용한 세라믹 기판의 휨 발생 방법 | |
TW200305984A (en) | Metal plate shaping method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131120 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141028 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141031 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141118 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5653232 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |