JP6675471B2 - 接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法 - Google Patents

接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6675471B2
JP6675471B2 JP2018241645A JP2018241645A JP6675471B2 JP 6675471 B2 JP6675471 B2 JP 6675471B2 JP 2018241645 A JP2018241645 A JP 2018241645A JP 2018241645 A JP2018241645 A JP 2018241645A JP 6675471 B2 JP6675471 B2 JP 6675471B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon nanotube
drone
bonded
substrate
rough surface
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.)
Active
Application number
JP2018241645A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019119865A (ja
Inventor
翔 金
翔 金
梓鵬 巫
梓鵬 巫
文韜 苗
文韜 苗
開利 姜
開利 姜
▲ハン▼　守善
守善 ▲ハン▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hon Hai Precision Industry Co Ltd filed Critical Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Publication of JP2019119865A publication Critical patent/JP2019119865A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6675471B2 publication Critical patent/JP6675471B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/16—Preparation
    • C01B32/162—Preparation characterised by catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/168—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L24/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/27—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/82—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by forming build-up interconnects at chip-level, e.g. for high density interconnects [HDI]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L24/80 - H01L24/90
    • H01L24/92—Specific sequence of method steps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/98—Methods for disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/08—Aligned nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/20—Nanotubes characterized by their properties
    • C01B2202/30—Purity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L2224/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H01L2224/241—Disposition
    • H01L2224/24151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/24221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/24225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/24226—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the HDI interconnect connecting to the same level of the item at which the semiconductor or solid-state body is mounted, e.g. the item being planar
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L2224/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H01L2224/245—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/27—Manufacturing methods
    • H01L2224/27001—Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate
    • H01L2224/27003—Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate for holding or transferring the layer preform
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/27—Manufacturing methods
    • H01L2224/271—Manufacture and pre-treatment of the layer connector preform
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/27—Manufacturing methods
    • H01L2224/274—Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the layer connector
    • H01L2224/2743—Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the layer connector in solid form
    • H01L2224/27436—Lamination of a preform, e.g. foil, sheet or layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29193—Material with a principal constituent of the material being a solid not provided for in groups H01L2224/291 - H01L2224/29191, e.g. allotropes of carbon, fullerene, graphite, carbon-nanotubes, diamond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73217—Layer and HDI connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/82—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by forming build-up interconnects at chip-level, e.g. for high density interconnects [HDI]
    • H01L2224/821—Forming a build-up interconnect
    • H01L2224/82101—Forming a build-up interconnect by additive methods, e.g. direct writing
    • H01L2224/82105—Forming a build-up interconnect by additive methods, e.g. direct writing by using a preform
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/82—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by forming build-up interconnects at chip-level, e.g. for high density interconnects [HDI]
    • H01L2224/822—Applying energy for connecting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/82—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by forming build-up interconnects at chip-level, e.g. for high density interconnects [HDI]
    • H01L2224/8238—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/82385—Shape, e.g. interlocking features
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/83009—Pre-treatment of the layer connector or the bonding area
    • H01L2224/83048—Thermal treatments, e.g. annealing, controlled pre-heating or pre-cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/83053—Bonding environment
    • H01L2224/83095—Temperature settings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/832—Applying energy for connecting
    • H01L2224/83201—Compression bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/83493—Material with a principal constituent of the material being a solid not provided for in groups H01L2224/834 - H01L2224/83491, e.g. allotropes of carbon, fullerene, graphite, carbon-nanotubes, diamond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/83905—Combinations of bonding methods provided for in at least two different groups from H01L2224/838 - H01L2224/83904
    • H01L2224/83907—Intermediate bonding, i.e. intermediate bonding step for temporarily bonding the semiconductor or solid-state body, followed by at least a further bonding step
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/83909—Post-treatment of the layer connector or bonding area
    • H01L2224/83948—Thermal treatments, e.g. annealing, controlled cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/9205—Intermediate bonding steps, i.e. partial connection of the semiconductor or solid-state body during the connecting process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/921—Connecting a surface with connectors of different types
    • H01L2224/9212—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92132—Sequential connecting processes the first connecting process involving a build-up interconnect
    • H01L2224/92135—Sequential connecting processes the first connecting process involving a build-up interconnect the second connecting process involving a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本発明は、接着方法に関し、特に接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法に関する。
日常生活及び工業生産の活動において、両面テープ又は接着剤で部品を接着する。多くの実験において、接着剤で二つの部品を接着した後、高温で処理し、又は超低温で処理する必要がある。例えば、カーボンナノチューブアレイを生長する時に、シリコン基板を石英基板に固定して、９００℃の高温で処理する必要がある。
Ｋａｉｌｉ Ｊｉａｎｇ、Ｑｕｎｑｉｎｇ Ｌｉ、Ｓｈｏｕｓｈａｎ Ｆａｎ、"Ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｙａｒｎｓ"、Ｎａｔｕｒｅ、２００２年、第４１９巻、ｐ．８０１
中国特許公開第１４８３６６８号明細書
従来の両面テープ又は接着剤が普通には適用する温度範囲が小さいので、高温（例えば、７０℃より大きい）及び低温（０℃より小さい）のもとでは、接着性が顕著に低下し、ひいては接着性がなくなる。
このような課題を解決するため、接着方法を提供する必要がある。本発明の接着方法によって、接着対象の部品をざらざらした表面に接着でき、且つ接着された部品は、高温又は低温のもとで、優れた安定性を保持することができる。
接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法は、基板のざらざらした表面にシート構造体を置き、該シート構造体は第一表面及び第二表面を含み、該第一表面及び第二表面が相対して設置され、該第二表面は、表面粗さが１．０μｍ以下である表面であり、前記第一表面が前記基板のざらざらした表面と直接的に接触するステップと、カーボンナノチューブ構造体を前記シート構造体の第二表面に敷設し、且つ前記カーボンナノチューブ構造体の両端が前記基板のざらざらした表面と直接的に接触し、前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含み、該ドローン構造カーボンナノチューブフィルムが互いに平行する複数のカーボンナノチューブを含むステップと、前記基板のざらざらした表面と直接的に接触するカーボンナノチューブ構造体に有機溶剤を滴加し、該カーボンナノチューブ構造体によって、前記シート構造体を前記基板のざらざらした表面に固定するステップと、接着対象の部品を、前記カーボンナノチューブ構造体のシート構造体から離れる表面に置き、接着対象の部品の接着しようとする表面は、表面粗さが１．０μｍ以下である表面であり、接着対象の部品及び前記基板のざらざらした表面に圧力を印加することによって、接着対象の部品を前記基板のざらざらした表面に接着するステップと、を含む。
前記カーボンナノチューブ構造体を前記シート構造体の第二表面に敷設するステップは、超配列カーボンナノチューブアレイを提供するサブステップと、引き出す工具を利用し、前記超配列カーボンナノチューブアレイから引き出して、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを獲得して、該ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを前記シート構造体の第二表面に直接的に敷設するサブステップと、を含む。
前記カーボンナノチューブ構造体を前記シート構造体の第二表面に敷設するステップは、更に、引き出す工具を利用し、前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向に沿って、前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを所定の長さに引き出し続けるステップを含む。
前記基板のざらざらした表面の表面粗さが１．０μｍ以上である。
接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法は、使用温度が−１９６℃〜１０００℃である。
従来技術と比べて、本発明の接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法において、まず、基板の表面にシート構造体を置いて、カーボンナノチューブ構造体によって、接着対象の部品をシート構造体の表面に接着し、更に接着対象の部品を基板の表面に接着する。カーボンナノチューブ構造体は、分子間力だけによって、接着対象の部品をシート構造体の表面に接着させ、分子間力が温度の影響を受けることが小さいので、この接着方法の使用温度の範囲が広くなり、例えば、−１９６℃〜１０００℃の温度範囲で接着対象の部品を基板の表面によく接着させることができる。
本発明の実施例の接着方法のフローチャートである。 本発明の実施例の接着方法を示す図である。 本発明の実施例のドローン構造カーボンナノチューブフィルムの走査型電子顕微鏡写真である。 本発明の実施例のカーボンナノチューブ構造体が八層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含む時の走査型電子顕微鏡写真である。 本発明の実施例のカーボンナノチューブ構造体が五十層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含む時の走査型電子顕微鏡写真である。 本発明の実施例の接着方法において、カーボンナノチューブ構造体が多層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含む時の構造を示す図である。 本発明の実施例のカーボンナノチューブ構造体の張力が引き出された長さの変化につれる曲線である。 本発明の実施例のシリコン基板の表面張力がカーボンナノチューブ構造体におけるドローン構造カーボンナノチューブフィルムの層数の変化につれる曲線である。 本発明の実施例の接着対象の部品とシート構造体との接着力は、温度の増加につれて、変化する曲線である。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
本発明のざらざらした表面は、表面粗さが大きく、表面粗さが１．０μｍより大きい表面を指す。滑らかな表面は、表面粗さが小さく、表面粗さが１．０μｍ以下である表面を指す。
図１及び図２を参照すると、本発明の第一実施例が接着方法を提供し、具体的には、接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法を提供する。該接着方法は、以下のステップを含む。
ステップＳ１：基板のざらざらした表面２０にシート構造体１０を置き、該シート構造体１０は第一表面及び第二表面を含み、該第一表面及び第二表面が相対して設置され、該第二表面は、表面粗さが１．０μｍ以下である表面であり、前記第一表面が前記基板のざらざらした表面２０と直接的に接触する。
ステップＳ２：カーボンナノチューブ構造体３０をシート構造体１０の第二表面に敷設し、且つカーボンナノチューブ構造体３０の両端が基板のざらざらした表面２０と直接的に接触する。カーボンナノチューブ構造体３０は、少なくとも一層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含み、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムが複数のカーボンナノチューブを含み、複数のカーボンナノチューブの配列方向が同じであり、配列方向がドローン構造カーボンナノチューブフィルムの表面に平行し、且つ複数のカーボンナノチューブが分子間力で端と端が接続される。
ステップＳ３：基板のざらざらした表面２０と直接的に接触するカーボンナノチューブ構造体に有機溶剤４０を滴加し、カーボンナノチューブ構造体３０によって、シート構造体１０を基板のざらざらした表面２０に固定する。
ステップＳ４：接着対象の部品５０を、カーボンナノチューブ構造体３０のシート構造体１０から離れる表面に置き、接着対象の部品５０及び基板のざらざらした表面２０に圧力を印加することによって、接着対象の部品５０を基板のざらざらした表面２０に接着する。
ステップＳ１において、基板のざらざらした表面２０の表面粗さが１．０μｍ〜１０μｍである。更に、基板のざらざらした表面２０の表面粗さが３μｍ〜５μｍである。例えば、基板のざらざらした表面２０は、消しガラスの表面又は石英シートの表面などである。本実施例において、基板のざらざらした表面２０が石英シートの表面であり、表面粗さが４μｍである。
カーボンナノチューブ構造体３０は、分子間力だけによって、シート構造体１０の第二表面と接着しているため、第二表面がざらざらしすぎていたり、第二表面がきれいでなかったならば、カーボンナノチューブ構造体３０と第二表面との間の分子間力が減少し、更にカーボンナノチューブ構造体３０と第二表面との間の接着力が減少する。第二表面は、きれいで、滑らかな表面であることが好ましい。即ち、第二表面の清浄さが優れていて、いかなる不純物もほこりもほとんどに含まないか、或いは、完全に含まないと良い。好ましくは、第二表面の表面粗さが１．０μｍ以下である。より好ましくは、第二表面の表面粗さが０.１μｍ以下である。第一表面の面積及び第二表面の面積は、基板の表面の面積より小さい。シート構造体１０の材料が制限されず、滑らかなガラス、シリコンシート、ＰＥＴシートなどである。本実施例において、シート構造体１０は、表面がきれいで、滑らかなシリコンシートである。シリコンシートの第二表面の表面粗さは０.００５μｍである。
ステップＳ２において、図３を参照すると、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブが基本的に同じ方向に沿って配向して配列される。同じ方向に沿って配向して配列されるとは、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおける大多数のカーボンナノチューブの配列方向が基本的に同一方向に沿うことである。また、大多数のカーボンナノチューブの配列方向はドローン構造カーボンナノチューブフィルムの表面に基本的に平行する。更に、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおける大多数のカーボンナノチューブは分子間力で端と端とが接続される。具体的には、カーボンナノチューブフィルムにおいて、基本的に同一方向に沿って配列されている大多数のカーボンナノチューブにおける各々のカーボンナノチューブは、配列方向に隣接するカーボンナノチューブと分子間力で端と端とが接続される。勿論、微視的には、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおいて、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブ以外に、該同じ方向に沿っておらずランダムな方向を向いたカーボンナノチューブも存在している。ここで、該ランダムな方向を向いたカーボンナノチューブは、前記同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブと比べて、割合は小さいので、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおける大多数のカーボンナノチューブの全体の配列方向に顕著な影響を及ぼさない。ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、純粋なカーボンナノチューブである。純粋なカーボンナノチューブは、カーボンナノチューブがいずれかの物理修飾、化学修飾などをしないで、カーボンナノチューブの表面が純粋であり（純粋度が９９．９％以上である）、例えば、アモルファスカーボン及び残存する触媒である金属粒子などの不純物を基本的に含まない。ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが非常に純粋なものであり、且つカーボンナノチューブの自身の比表面積が非常に大きいので、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムは、自身が強い接着性を有し、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなるカーボンナノチューブ構造体も強い接着性を有する。従って、この接着方法が部品をよく接着及び固定できる。
ドローン構造カーボンナノチューブフィルムは、自立構造である。ここで、自立構造とは、支持体材を利用せず、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを独立して利用することができるという形態のことである。すなわち、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを対向する両側から支持して、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムの構造を変化させずに、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを懸架させることができることを意味する。従って、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムは、第二表面に直接的に敷設でき、第二表面と接触して設置する。
図４〜図６を参照すると、カーボンナノチューブ構造体３０が少なくとも二層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含む場合には、少なくとも二層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムが積層して設置される。隣接する二つのドローン構造カーボンナノチューブフィルムが分子間力で緊密的に接続される。各ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向は、基本的に同じである。
カーボンナノチューブ構造体３０が一層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含む場合には、カーボンナノチューブ構造体３０を第二表面に敷設する方法が、以下のステップを含む。ステップＳ２１：超配列カーボンナノチューブアレイを提供する。ステップＳ２２：ピンセットなどの工具を利用し、超配列カーボンナノチューブアレイから引き出して、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを獲得して、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを第二表面に直接的に敷設する。ステップＳ２２は、下記のステップを含む。ステップＳ２２１では、超配列カーボンナノチューブアレイから一定の幅を有する複数のカーボンナノチューブセグメントを選択する。ステップＳ２２２では、所定の速度で超配列カーボンナノチューブアレイの生長方向に基本的に垂直する方向に沿って、複数のカーボンナノチューブセグメントを引き出し、連続のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを形成して、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを第二表面に直接的に敷設する。
カーボンナノチューブ構造体３０が少なくとも二層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含む場合には、カーボンナノチューブ構造体３０を第二表面に直接的に敷設する方法が、更にステップＳ２２２におけるドローン構造カーボンナノチューブフィルムの表面に少なくとも一層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを積層して敷設し、積層して設置されたドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向を同じにするステップを含む。
理解できることは、前もってカーボンナノチューブ構造体３０を形成した後、カーボンナノチューブ構造体３０を第二表面に敷設してもよい。具体的には下記のステップを含む。支持構造を提供し、一層のドローン構造カーボンナノチューブフィルム又は少なくとも二層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを支持構造の表面に積層して設置して、カーボンナノチューブ構造体３０を形成する。積層して設置されたドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向を同じにならせる。カーボンナノチューブ構造体３０を支持構造から取り下ろして、第二表面に敷設する。理解できることは、支持構造が基板であってもよく、フレームであってもよい。支持構造がフレームである時に、カーボンナノチューブ構造体３０がフレームに対して部分に懸架し、懸架されたカーボンナノチューブ構造体３０を第二表面に直接的に敷設して、支持構造としてのフレームを除去する。
選択できることは、ステップＳ２が更にステップＳ２３を含む。ステップＳ２３は、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを引き出す。即ち、ステップＳ２２において、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを獲得した後、ピンセットなどの工具を利用し、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向に沿って、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを所定の長さに引き出し続ける。好ましくは、引き出し続ける長さが１ミリメートル〜３ミリメートルである。より好ましくは、引き出し続ける長さが３ミリメートルである。引き出し続けるステップは、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるランダムに配列されたカーボンナノチューブの配列方向を大多数のカーボンナノチューブの配列方向と同じにして、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムの表面を更に滑らかにし、更にカーボンナノチューブ構造体３０と接着しようとする表面との間の分子間力を増加する。図７を参照すると、引き出し続けられない十層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなるカーボンナノチューブ構造体、１ミリメートル引き出し続けられた十層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなるカーボンナノチューブ構造体、２ミリメートル引き出し続けられた十層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなるカーボンナノチューブ構造体、４ミリメートル引き出し続けられた十層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなるカーボンナノチューブ構造体を採用し、二つの辺長が７ミリメートルである正方形のシリコンシートをそれぞれ接着する。引き出し続けられる前に、カーボンナノチューブ構造体の長さが１７４ミリメートルである。図から、引き出し続ける距離が３ミリメートルより小さい時に、即ち、引き出し続けられる長さとドローン構造カーボンナノチューブフィルムの元の長さとの百分比が０．５７より小さい時に、二つのシリコンシートの間の接着力が、引き出し続ける長さが長くなるにつれて、増加することが分かる。引き出し続ける距離が３ミリメートルより大きい時に、即ち、引き出し続けられる長さとドローン構造カーボンナノチューブフィルムの元の長さとの百分比が０．５７より大きい時に、二つのシリコンシートの間の接着力が、引き出し続ける長さが長くなるにつれて、減少することが分る。
ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向は、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムの引き出す方向に基本的に平行する。ステップＳ２１において、超配列カーボンナノチューブアレイにおけるカーボンナノチューブが純粋であり、且つカーボンナノチューブの長さが長く、長さが３００ミリメートルより長い。超配列カーボンナノチューブアレイの製備方法は限定されず、化学気相堆積法、アーク放電製備方法又はエアロゾル製備方法などを採用することができる。本実施例において、超配列カーボンナノチューブアレイの製備方法として、化学気相堆積法を採用する。該製備方法は、次のステップを含む。ステップ（ａ）では、平らな基材を提供し、基材はＰ型のシリコン基材、Ｎ型のシリコン基材及び酸化層が形成されたシリコン基材のいずれか一種である。本実施例において、４インチのシリコン基材を選択することが好ましい。ステップ（ｂ）では、基材の表面に、均一的に触媒層を形成する。触媒層の材料は鉄、コバルト、ニッケル及びその２種以上の合金のいずれか一種である。ステップ（ｃ）では、触媒層が形成された基材を７００℃〜９００℃の空気で３０分〜９０分間アニーリングする。ステップ（ｄ）では、アニーリングされた基材を反応炉に置き、保護ガスで５００℃〜７４０℃の温度で加熱した後で、カーボンを含むガスを導入し、５分〜３０分間反応を行って、超配列カーボンナノチューブアレイ（Ｓｕｐｅｒａｌｉｇｎｅｄ ａｒｒａｙ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，非特許文献１）を成長させることができる。超配列カーボンナノチューブアレイの高さは、２００ミリメートル〜４００ミリメートルである。本実施例において、カーボンを含むガスとしては、例えば、アセチレン、エチレン、メタンなどの活性な炭化水素が選択される。これらのうちエチレンを選択することが特に好ましい。保護ガスは窒素ガスまたは不活性ガスであり、アルゴンガスが好ましい。具体的には、超配列カーボンナノチューブアレイの製造方法は、特許文献１を参照されたい。
上記方法を採用して成長されたカーボンナノチューブアレイは、互いに平行し、基材に垂直に生長する複数のカーボンナノチューブからなる。隣接するカーボンナノチューブは、互いに接触して、分子間力で接続される。生長の条件を制御することによって、カーボンナノチューブアレイは、例えば、アモルファスカーボン及び残存する触媒である金属粒子などの不純物を含まなくなる。不純物を含まず、カーボンナノチューブの表面が大きな分子間力を有する。
カーボンナノチューブ構造体３０におけるドローン構造カーボンナノチューブフィルムの層数は限定されず、実際の応用に応じて選択することができる。好ましくは、カーボンナノチューブ構造体３０は、積層して設置された５層〜３０層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなり、且つ隣接するドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが平行する。より好ましくは、カーボンナノチューブ構造体３０は、積層して設置された１０層〜１５層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなり、且つ隣接するドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが平行する。図８を参照すると、それぞれ、一層、二層、四層、六層、八層、十層、十二層、十五層、三十層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなるカーボンナノチューブ構造体を両面テープとして、二つの辺長が７ミリメートルである正方形のシリコンシートを接着する。図８から、二つのシリコンシートの間にカーボンナノチューブ構造体３０がない時に、二つのシリコンシートは完全に接着力がない。カーボンナノチューブ構造体３０におけるドローン構造カーボンナノチューブフィルムの数量が増加するにつれて、二つのシリコンシートの間の接着力は大きくなる。カーボンナノチューブ構造体３０におけるドローン構造カーボンナノチューブフィルムの数量が十五層より多い時に、接着力が大きくなる速度は、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムの数量が増加する速度につれて、遅くなることが分る。本実施例において、カーボンナノチューブ構造体３０は、１０層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含み、１０層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムが積層して設置し、且つ隣接するドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが平行する。
ステップＳ３では、前記有機溶剤４０は、例えば、エタノール、メタノール、アセトン、ジクロロエタン、クロロホルムなどの揮発性有機溶剤である。本実施例において、前記有機溶剤４０は、エタノールである。基板のざらざらした表面２０と直接的に接触するカーボンナノチューブ構造体の部分が揮発性有機溶剤に浸漬された後、揮発性有機溶剤の表面張力によって、カーボンナノチューブ構造体３０と基板のざらざらした表面２０との間の結合力が増加し、カーボンナノチューブ構造体３０と基板のざらざらした表面２０とが接着し、更にカーボンナノチューブ構造体３０によって、シート構造体１０を基板のざらざらした表面２０に固定する。
ステップＳ４では、カーボンナノチューブ構造体３０が、分子間力だけによって、接着対象の部品５０の接着しようとする表面と接着するので、接着しようとする表面がざらざらしすぎていたり、接着しようとする表面がきれいでなかったりすると、カーボンナノチューブ構造体３０と接着しようとする表面との間の分子間力が減少し、更にカーボンナノチューブ構造体３０と接着しようとする表面との間の接着力が減少する。従って、接着しようとする表面がきれいで、滑らかな表面であることが好ましい。即ち、接着しようとする表面の清浄さが優れていて、いかなる不純物もほこりも含まないと良い。好ましくは、接着しようとする表面の表面粗さが１．０μｍ以下である。より好ましくは、接着しようとする表面の表面粗さが０.１μｍ以下である。本実施例において、接着対象の部品５０の接着しようとする表面がきれいで、滑らかな表面であり、その表面の表面粗さが０.００１μｍである。
カーボンナノチューブ構造体３０は、分子間力だけによって、接着対象の部品５０と基板のざらざらした表面２０を接着する。温度の分子間力に対する影響は小さいので、カーボンナノチューブ構造体３０は、高温及び低温のもとで、依然として優れた接着性を有する。従って、上記の接着方法は、応用温度の範囲が広くなる。好ましくは、接着方法の応用温度の範囲が−１９６℃〜１０００℃である。より好ましくは、接着方法の応用温度の範囲が−１９６℃〜−１００℃であり、或いは接着方法の応用温度の範囲が８００℃〜１０００℃である。図９を参照すると、温度の増加につれて、接着対象の部品５０とシート構造体１０との接着力は、変化が小さいことが分かる。
圧力の大きさは、実際の応用に応じて設定する。好ましくは、圧力の大きさが１０〜２０Ｎである。
本発明の第二実施例は、接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法を提供する。本実施例の接着方法は、第一実施例の接着方法と基本的に同じであり、異なることは、本実施例のステップＳ２におけるカーボンナノチューブ構造体が少なくとも一層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなり、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムが基本的に同じ方向に沿って配列される複数のカーボンナノチューブからなることである。
本発明の第三実施例は、接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法を提供する。本実施例の接着方法は、第一実施例の接着方法と基本的に同じであり、異なることは、本実施例のステップＳ２におけるカーボンナノチューブ構造体が複数のカーボンナノチューブからなり、複数のカーボンナノチューブは端と端が接続され、同じ方向に沿って配列される。且つ複数のカーボンナノチューブの配列方向がカーボンナノチューブ構造体の表面に平行し、複数のカーボンナノチューブが分子間力によって、互いに接続される。
本発明の接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法は、以下の利点を有する。第一に、カーボンナノチューブ構造体によって、滑らかな平面を有するシート構造を基板のざらざらした表面に固定した後、接着対象の部品を滑らかな平面を有するシート構造に接着する。従って、基板の表面がざらざらした表面であっても、カーボンナノチューブ構造体によって、接着対象の部品と基板とをよく接着することができる。第二に、カーボンナノチューブ構造体は、分子間力だけによって、接着対象の部品と基板とを接着することができる。温度の分子間力に対する影響は小さいので、カーボンナノチューブ構造体は、高温及び低温のもとで、依然として優れた接着性を有する。従って、上記の接着方法は、応用温度の範囲が広くなる。例えば、接着方法は、−１９６℃〜１０００℃である温度の範囲で優れた接着性を有する。そして、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの表面は純粋であり、例えば、アモルファスカーボン及び残存する触媒である金属粒子などの不純物を基本的に含まない。従って、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムが高い熱安定性を有し、高温でも酸化されることがない。第三に、上記の接着方法では、カーボンナノチューブ構造体は、分子間力だけによって、接着対象の部品を基板に接着することができるので、接着対象の部品を基板から取り下ろす必要がある時に、所定の力だけを印加してもよい。カーボンナノチューブ構造体が接着対象の部品の表面からきれいに除去でき、接着対象の部品の表面に、損害を与えることがない。更に、本発明の接着方法は、接着位置があまり正確でないならば、どんな時でも調整することができる。
１０ シート構造体
２０ 基板のざらざらした表面
３０ カーボンナノチューブ構造体
４０ 有機溶剤
５０ 接着対象の部品

Claims (5)

  1. 基板のざらざらした表面にシート構造体を置き、該シート構造体は第一表面及び第二表面を含み、該第一表面及び第二表面が相対して設置され、該第二表面は、表面粗さが１．０μｍ以下である表面であり、前記第一表面が前記基板のざらざらした表面と直接的に接触するステップと、
    カーボンナノチューブ構造体を前記シート構造体の第二表面に敷設し、且つ前記カーボンナノチューブ構造体の両端が前記基板のざらざらした表面と直接的に接触して、前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含み、該ドローン構造カーボンナノチューブフィルムが互いに平行する複数のカーボンナノチューブを含むステップと、
    前記基板のざらざらした表面と直接的に接触するカーボンナノチューブ構造体に有機溶剤を滴加し、該カーボンナノチューブ構造体によって、前記シート構造体を前記基板のざらざらした表面に固定するステップと、
    接着対象の部品を、前記カーボンナノチューブ構造体のシート構造体から離れる表面に置き、接着対象の部品の接着しようとする表面は、表面粗さが１．０μｍ以下である表面であり、接着対象の部品及び前記基板のざらざらした表面に圧力を印加することによって、接着対象の部品を前記基板のざらざらした表面に接着するステップと、
    を含み、前記基板のざらざらした表面の表面粗さは１．０μｍ以上であることを特徴とする接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法。
  2. 前記カーボンナノチューブ構造体を前記シート構造体の第二表面に敷設するステップは、超配列カーボンナノチューブアレイを提供するサブステップと、引き出す工具を利用して、前記超配列カーボンナノチューブアレイから引き出して、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを獲得して、該ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを前記シート構造体の第二表面に直接的に敷設するサブステップと、
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載の接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法。
  3. 前記カーボンナノチューブ構造体を前記シート構造体の第二表面に敷設するステップは、更に、引き出す工具を利用して、前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向に沿って、前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを所定の長さに引き出し続けるステップを含むことを特徴とする、請求項２に記載の接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法。
  4. 前記基板のざらざらした表面の表面粗さが３μｍ〜５μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法。
  5. 接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法は、使用温度が−１９６℃〜１０００℃であることを特徴とする、請求項１に記載の接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法。
JP2018241645A 2017-12-28 2018-12-25 接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法 Active JP6675471B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711464112.2A CN109971372B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种粘结方法
CN201711464112.2 2017-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019119865A JP2019119865A (ja) 2019-07-22
JP6675471B2 true JP6675471B2 (ja) 2020-04-01

Family

ID=67058955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018241645A Active JP6675471B2 (ja) 2017-12-28 2018-12-25 接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10483231B2 (ja)
JP (1) JP6675471B2 (ja)
CN (1) CN109971372B (ja)
TW (1) TWI671377B (ja)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101239712B (zh) * 2007-02-09 2010-05-26 清华大学 碳纳米管薄膜结构及其制备方法
US8974904B2 (en) * 2007-07-05 2015-03-10 University Of Dayton Aligned carbon nanotubes for dry adhesives and methods for producing same
US8702897B2 (en) * 2009-05-26 2014-04-22 Georgia Tech Research Corporation Structures including carbon nanotubes, methods of making structures, and methods of using structures
CN101920955B (zh) * 2009-06-09 2012-09-19 清华大学 碳纳米管膜保护结构及其制备方法
CN102039708B (zh) * 2009-10-22 2013-12-11 清华大学 一种粘合两基体的方法
TWI455827B (zh) * 2010-11-05 2014-10-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 黏合物件的方法
KR101511284B1 (ko) * 2012-06-04 2015-04-10 주식회사 아모그린텍 전도성 점착 테이프 및 그 제조방법
US20160059534A1 (en) * 2012-06-27 2016-03-03 Metna Co Joining via Slender Nanomaterials: Materials, Procedures and Applications Thereof
CN105329872B (zh) * 2014-06-16 2017-04-12 清华大学 碳纳米管阵列的转移方法及碳纳米管结构的制备方法
US10350852B2 (en) * 2014-11-13 2019-07-16 GM Global Technology Operations LLC Systems for bonding surfaces using a releasable adhesive
TWI579138B (zh) * 2015-07-09 2017-04-21 國立臺灣師範大學 強化異質材料接合之結構與方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019119865A (ja) 2019-07-22
US20190206830A1 (en) 2019-07-04
US10483231B2 (en) 2019-11-19
TWI671377B (zh) 2019-09-11
TW201930505A (zh) 2019-08-01
CN109971372B (zh) 2020-09-08
CN109971372A (zh) 2019-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5043911B2 (ja) カーボンナノチューブアレイを利用した複合体の製造方法
JP5043871B2 (ja) 液晶表示パネル
JP5118117B2 (ja) カーボンナノチューブ構造体の引伸し方法
US8343451B2 (en) Device and method for making carbon nanotube film
KR101284535B1 (ko) 그래핀의 전사방법 및 이에 의해 제조되는 그래핀이 전사된 유연기판
JP2010116317A (ja) カーボンナノチューブ構造体
US20130264193A1 (en) Method for making strip shaped graphene layer
JP2010116316A (ja) カーボンナノチューブ構造体
TW201601989A (zh) 奈米碳管陣列的轉移方法及奈米碳管結構的製備方法
JP2009217265A (ja) 液晶表示パネル
US9216908B2 (en) Method for making strip shaped graphene layer
JP2018524255A (ja) カーボンナノチューブフォレスト積層体及びカーボンナノチューブフォレスト積層体の製造方法
TWI573892B (zh) 一奈米管膜的製備方法
CN111115615B (zh) 碳纳米管阵列的转移方法
JP6675471B2 (ja) 接着対象の部品をざらざらした表面に接着する方法
US20130264748A1 (en) Method for making strip shaped graphene layer
JP2009199084A (ja) 液晶表示パネルの製造方法
JP6749992B2 (ja) 接着方法
JP6786579B2 (ja) カーボンナノチューブ構造体の両面テープ
TWI690486B (zh) 膠帶裝置
KR101613558B1 (ko) 그래핀의 도핑 방법
TWI694052B (zh) 膠帶裝置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191028

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200110

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: 20200303

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200310

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6675471

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