JP7025744B2 - Joining device and joining method - Google Patents
Joining device and joining method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7025744B2 JP7025744B2 JP2017186416A JP2017186416A JP7025744B2 JP 7025744 B2 JP7025744 B2 JP 7025744B2 JP 2017186416 A JP2017186416 A JP 2017186416A JP 2017186416 A JP2017186416 A JP 2017186416A JP 7025744 B2 JP7025744 B2 JP 7025744B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- holding portion
- substrate
- shaped portion
- collar
- holding
- 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
Links
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
本発明は、2つの基板を接合する接合装置および接合方法に関する。 The present invention relates to a joining device and a joining method for joining two substrates.
従来、2つの基板を接合する技術として比較的高温かつ高圧で接合する拡散接合が広く用いられている。拡散接合の場合、接合時に接合体に加わる温度は、この接合体の使用時の温度よりも高くなる。そのため、接合体は、接合時と大きく異なる温度環境下で用いられることとなり、使用時における歪みや特性の変化が避けられない。例えばパワーレーザの発振装置のように光学的な装置に用いる場合、温度環境の変化にともなうわずかな歪みが性能の大幅な低下を招くおそれがある。 Conventionally, as a technique for joining two substrates, diffusion joining for joining at a relatively high temperature and high pressure is widely used. In the case of diffusion bonding, the temperature applied to the bonded body at the time of bonding is higher than the temperature at the time of using this bonded body. Therefore, the bonded body is used in a temperature environment that is significantly different from that at the time of bonding, and distortion and changes in characteristics during use are unavoidable. For example, when used in an optical device such as a power laser oscillator, a slight distortion due to a change in the temperature environment may cause a significant deterioration in performance.
近年では、このような拡散接合の問題を解決するために、被接合体の表面をイオンビームなどで活性化することにより接合する表面活性化による接合が実用化されている。この表面活性化による接合は、拡散接合に比較して常温に近い温度や使用条件にあわせた任意の温度での接合が可能となる。これにより、接合体は、接合時と使用時との温度差が小さくなり、歪みや特性の変化が低減される。このような表面活性化による接合を用いた接合装置は、広く提案されている。 In recent years, in order to solve such a problem of diffusion bonding, bonding by surface activation of bonding by activating the surface of the object to be bonded with an ion beam or the like has been put into practical use. This surface activation bonding enables bonding at a temperature closer to normal temperature or at an arbitrary temperature according to the usage conditions as compared with diffusion bonding. As a result, in the bonded body, the temperature difference between the time of joining and the time of use becomes small, and distortion and changes in characteristics are reduced. A joining device using such joining by surface activation has been widely proposed.
しかしながら、これら従来の提案は、微小な2つの被接合体を接合する技術の提案に留まっている。ところで、2つの被接合体を接合する場合、接合する被接合体は接合時において互いの面の間で高精度な平行を確保する必要がある。つまり、接合される2つの被接合体の表面は、平行度を高精度で維持しつつ接することが求められる。従来のような微小な被接合体の場合、表面の平行度が接合に与える影響は小さい。ところが、被接合体が大型化するほど、被接合体の表面の平行度は、接合体の接合性能に与える影響が大きくなる。そのため、被接合体が大きくなるほど表面の高度な平行度が要求され、接合体の大型化を妨げているという問題がある。 However, these conventional proposals are limited to the proposal of a technique for joining two minute objects to be joined. By the way, when two objects to be joined are joined, it is necessary to ensure high-precision parallelism between the surfaces of the joined bodies to be joined at the time of joining. That is, the surfaces of the two objects to be joined are required to be in contact with each other while maintaining parallelism with high accuracy. In the case of a conventional minute object to be joined, the effect of surface parallelism on the joining is small. However, as the size of the bonded body increases, the parallelism of the surface of the bonded body has a greater influence on the bonding performance of the bonded body. Therefore, there is a problem that the larger the object to be joined, the higher the parallelism of the surface is required, which hinders the increase in size of the bonded body.
そこで、本発明の目的は、対向する一対の基板の平行度が高められ、大型の基板でも安定した接合を達成する接合装置および接合方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a joining device and a joining method in which the parallelism of a pair of opposing substrates is enhanced and stable bonding is achieved even with a large substrate.
請求項1記載の発明では、第一基板を保持する第一保持部は、自在継手部を挟んで接続保持部と接続している。これにより、第一保持部は、接続保持部に対する姿勢が変化する。また、第一保持部に設けられている鍔形状部は、接続保持部に設けられている押付部材と支持部材との間に挟み込まれている。そのため、第一保持部に設けられている鍔形状部は、押付部材の押付力を調整することにより、押付部材と支持部材との間に固定される。鍔形状部を固定することにより、第一基板を保持する第一保持部は、接続保持部に対する姿勢が固定される。
In the invention according to
第一基板と第二基板との接合に先立って、第一保持部に保持されている第一基板は第二保持部に保持されている接合対象となる第二基板に押し当てられる。このとき、第一基板と第二基板とが接することにより、第一基板を保持する第一保持部は、自在継手部を支点として旋回し、第二基板にあわせた姿勢となる。すなわち、第一基板と第二基板とが接することにより、第一基板と第二基板とは平行が確保される。そして、第一基板を保持する第一保持部は、接続保持部に対する姿勢が第二基板にあわせて変化している。このように第一保持部の姿勢が変化した状態で鍔形状部を挟み込む押付部材の押付力を調整することにより、接続保持部に対する第一保持部の姿勢は固定される。接続保持部に対する第一保持部の姿勢を固定することにより、第一基板と第二基板とが一旦離間した後に再び接する場合でも、第一基板を保持する第一保持部は、第二基板の姿勢に合わせた姿勢が維持される。その結果、第一保持部に保持されている第一基板は、第二基板との間の平行度が維持されている。したがって、対向する一対の第一基板と第二基板との平行度を高めることができ、大型の基板でも平行度を容易に確保して安定した接合を達成することができる。 Prior to joining the first substrate and the second substrate, the first substrate held in the first holding portion is pressed against the second substrate to be joined held in the second holding portion. At this time, when the first substrate and the second substrate come into contact with each other, the first holding portion that holds the first substrate swivels around the universal joint portion as a fulcrum, and is in a posture that matches the second substrate. That is, the contact between the first substrate and the second substrate ensures that the first substrate and the second substrate are parallel to each other. The posture of the first holding portion that holds the first substrate with respect to the connection holding portion changes according to the second substrate. By adjusting the pressing force of the pressing member that sandwiches the collar-shaped portion while the posture of the first holding portion is changed in this way, the posture of the first holding portion with respect to the connection holding portion is fixed. By fixing the posture of the first holding portion with respect to the connection holding portion, even if the first substrate and the second substrate are once separated and then brought into contact with each other again, the first holding portion that holds the first substrate is the second substrate. The posture that matches the posture is maintained. As a result, the first substrate held by the first holding portion maintains parallelism with the second substrate. Therefore, it is possible to increase the parallelism between the pair of first and second substrates facing each other, and it is possible to easily secure the parallelism even with a large substrate and achieve stable bonding.
以下、接合装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図2に示す接合装置10は、チャンバ11、真空ポンプ12およびターボ分子ポンプ13を備えている。チャンバ11は、気密の容器であり、真空ポンプ12およびターボ分子ポンプ13によって内部が減圧される。チャンバ11の内部は、ターボ分子ポンプ13を用いることにより、10-6Pa程度の超高真空状態まで減圧される。チャンバ11は、図示しない建物などの設備に固定されている。真空ポンプ12およびターボ分子ポンプ13は、減圧機構部に相当する。
Hereinafter, an embodiment of the joining device will be described with reference to the drawings.
The joining
接合装置10は、上記に加え、第一保持部21、第二保持部22、接続保持部23、駆動機構部24、ビーム照射部25およびビーム照射部26を備えている。第一保持部21は、軸方向の一方の端部に第一基板31を保持する。第二保持部22は、第一保持部21と対向して設けられており、第二基板32を保持する。第二保持部22は、チャンバ11に対して固定されている。接続保持部23は、第一保持部21と接続している。駆動機構部24は、接続している第一保持部21および接続保持部23を一体に駆動する。本実施形態の場合、駆動機構部24は、一体の第一保持部21および接続保持部23を、第一保持部21の軸方向へ往復駆動する。すなわち、駆動機構部24は、第一保持部21を、第二保持部22に対して接近または離間する方向へ駆動する。これにより、第一保持部21に保持されている第一基板31と第二保持部22に保持されている第二基板32との間の距離は、駆動機構部24による第一保持部21および接続保持部23の駆動によって変化する。
In addition to the above, the joining
ビーム照射部25およびビーム照射部26は、例えばFAB(Fast Atom Bombardment、またはFast Atom Beam)法などによりイオンビームを発生する。ビーム照射部25は、第一保持部21に保持された第一基板31にビームを照射する。ビーム照射部25から第一基板31にビームを照射することにより、第一基板31は表面処理が施される。同様に、ビーム照射部26は、第二保持部22に保持された第二基板32にビームを照射する。ビーム照射部26から第二基板32にビームを照射することにより、第二基板32は表面処理が施される。
The
第一基板31および第二基板32は、異種の材料または同種の材料とすることができる。例えばレーザー発振素子の接合を行なう場合、第一基板31はNd:YAGなどのレーザー発振材料であり、第二基板32はダイアモンドやサファイアなどの放熱材料である。なお、第一基板31を放熱材料とし、第二基板32を発振材料としてもよい。また、例えば非線形光学材料として用いられる結晶面が異なる水晶のように、同種の材料を第一基板31および第二基板32としてもよい。このように、第一基板31および第二基板32の材料は、任意に選択することができる。
The
次に、接合装置10の要部について図1、図3に基づいて説明する。
接合装置10は、鍔形状部41、収容部42、押付部材43および支持部材44をさらに備えている。鍔形状部41は、第一保持部21に設けられている。鍔形状部41は、第一保持部21から径方向外側へ突出している。鍔形状部41は、第一保持部21の周方向の全周にわたり連続する円環状に設けてもよく、周方向へ不連続に設けてもよい。また、本実施形態の場合、鍔形状部41は、第一保持部21の端部、すなわち軸方向において第二保持部22とは反対側の端部に円環状に突出して設けられている。つまり、本実施形態の場合、第一保持部21は、軸方向において一方の端部に第一基板31を保持し、他方の端部に鍔形状部41を有している。なお、鍔形状部41は、第一保持部21の軸方向の端部に限らず、軸方向の途中に設けてもよい。
Next, the main part of the joining
The joining
第一保持部21は、自在継手部45を挟んで接続保持部23と一体に接続されている。第一保持部21は、接続保持部23との間に自在継手部45が配置されることにより、自在継手部45を支点として旋回することができる。これにより、第一保持部21と接続保持部23とは、自在継手部45を支点として相対的な姿勢が変化する。接続保持部23は、駆動機構部24によって軸方向すなわち図1および図2の上下に駆動される。そのため、接続保持部23は、第一保持部21と一体になって軸方向へ移動する。接続保持部23は、図2に示すようにチャンバ11に設けられている案内部46に沿って移動する。そのため、接続保持部23は、チャンバ11に対する姿勢は変化しない。これにより、接続保持部23は、チャンバ11に固定されている第二保持部22との間にも、姿勢の変化が生じない。すなわち、接続保持部23は、第二保持部22に保持されている第二基板32に対する姿勢を維持したまま軸方向へ移動する。なお、自在継手部45は、図1に示す構成に限らず、第一保持部21と接続保持部23との姿勢を変更可能であれば任意の構成とすることができる。
The
接続保持部23は、収容部42を有している。収容部42は、接続保持部23の第二保持部22側の端部に設けられている。本実施形態の場合、収容部42は、軸方向において鍔形状部41を挟み込む第一壁部421および第二壁部422を有している。第一壁部421は、接続保持部23から径方向外側へ突出している。第二壁部422は、第一壁部421の第二保持部22側に第一壁部421と平行に設けられている。鍔形状部41は、これら第一壁部421と第二壁部422との間に挟み込まれている。鍔形状部41は、図3に示すように第一壁部421と対向する第一面411と、第二壁部422と対向する第二面412を有している。第一壁部421と第二壁部422とは、接続壁部423によって接続されている。これにより、収容部42は、第一壁部421、第二壁部422および接続壁部423によって一体に形成されている。鍔形状部41の軸方向の厚さは、第一壁部421と第二壁部422との間の距離よりも小さい。また、鍔形状部41の外径は、収容部42の内径よりも小さい。そのため、収容部42に収容された鍔形状部41は、収容部42の内部において姿勢を変化させることができる。なお、第一壁部421および第二壁部422は、接続保持部23の周方向へ連続していてもよく、不連続であってもよい。
The
押付部材43は、接続保持部23に設けられている。具体的には、押付部材43は、第一壁部421を貫いて設けられており、先端が鍔形状部41の第一面411に接する。押付部材43は、鍔形状部41に接することにより、収容部42に収容されている鍔形状部41を軸方向へ押し付ける。すなわち、本実施形態の場合、押付部材43は、鍔形状部41を第二保持部22側に押し付ける。
The pressing
本実施形態の場合、押付部材43は、本体431および接触部材432を有している。本体431は、外壁に雄ねじを有している。押付部材43の雄ねじが第一壁部421に形成された雌ねじと噛み合うことにより、押付部材43は第一壁部421を軸方向へ移動可能である。これにより、押付部材43は、ねじを締め込むことにより鍔形状部41側へ移動し、鍔形状部41を第二保持部22側に押し付ける。押付部材43は、収容部42の周方向において2つ以上設けられている。押付部材43は、収容部42の周方向へ3つ以上設けることが好ましい。押付部材43を収容部42の周方向へ3つ設けることにより、押付部材43で押し付けられる鍔形状部41の位置が安定する。
In the case of the present embodiment, the pressing
接触部材432は、本体431の鍔形状部41側の端部に設けられている。これにより、接触部材432は、鍔形状部41の第一面411に接触可能である。接触部材432は、外壁の一部が球面状に形成されており、本体431の内側で旋回可能である。接触部材432は、先端つまり鍔形状部41側に平坦面433を有しており、この平坦面433が鍔形状部41の第一面411に接することにより、姿勢が安定する。なお、図3に示す押付部材43は、本実施形態の一例であり、例えばボルトや圧入部材などのように鍔形状部41を軸方向へ押し付け可能な構成であれば、この例に限らず任意の構成とすることができる。
The
支持部材44は、鍔形状部41を挟んで押付部材43と反対側に設けられている。すなわち、支持部材44は、第二壁部422を貫いて設けられており、先端が鍔形状部41の第二面412に接している。これにより、支持部材44は、押付部材43によって押し付けられている鍔形状部41を押付部材43と反対側から支持している。支持部材44は、その中心軸が押付部材43の中心軸と一致することが好ましい。支持部材44と押付部材43の中心軸が一致することにより、鍔形状部41に加わる力が安定し、鍔形状部41の予期しない傾きなどを低減することができる。
The
本実施形態の場合、支持部材44は、本体441、弾性部材442および接触部材443を有している。本体441は、第二壁部422にねじ止めされている。弾性部材442は、軸方向すなわち第一保持部21の軸方向へ伸縮可能である。弾性部材442は、コイルばね、皿ばね、ゴムなど、弾性力を生じるものであれば適用することができる。接触部材443は、弾性部材442の鍔形状部41側の端部に設けられている。これにより、接触部材443は、鍔形状部41の第二面412に接触可能である。接触部材443は、鍔形状部41つまり第二面412と接する部分が球面状に形成されている。本実施形態の場合、接触部材443は球状に形成されている。なお、図3に示す支持部材44は、本実施形態の一例であり、押付部材43の押し付け力に抗して鍔形状部41を反対側から支持可能であれば、この例に限らず任意の構成とすることができる。例えば、支持部材44は、接触部材443を廃して、弾性部材442のみで構成してもよい。また、ゴムなどの弾性体で接触部材443および弾性部材442を一体化した支持部材44としてもよい。さらに、支持部材44は、弾性部材442を廃して接続保持部23と一体に第二壁部422から突出する形状としてもよい。
In the case of the present embodiment, the
次に、上記の構成による接合装置10による第一基板31と第二基板32との接合方法について説明する。
(基板保持工程)
図4に示すように第一基板31は、第一保持部21に保持される。同様に、第二基板32は、第二保持部22に保持される。第一基板31および第二基板32は、チャックや吸引などによってそれぞれ第一保持部21および第二保持部22に保持される。第一基板31および第二基板32が保持されると、駆動機構部24は、一体となった第一保持部21および接続保持部23を第二保持部22側へ駆動する。これにより、第一保持部21に保持されている第一基板31は、第二保持部22に保持されている第二基板32に接近する。
Next, a method of joining the
(Substrate holding process)
As shown in FIG. 4, the
(位置決め工程)
図5に示すように位置決め工程では、駆動機構部24は、一体となった第一保持部21および接続保持部23を第二保持部22側に駆動する。これにより、第一保持部21に保持された第一基板31と、第二保持部22に保持された第二基板32とは、互いに接する。すなわち、第一基板31は、第二基板32に押し当てられる。このとき、第一基板31が第二基板32に接する力は、実際の接合時に比較して小さく設定されている。また、押付部材43は緩められている。そのため、第一保持部21は、自在継手部45を支点として自由に旋回可能である。
(Positioning process)
As shown in FIG. 5, in the positioning step, the
第二保持部22に保持されている第二基板32は、接合装置10の寸法的な公差や第二基板32自身の個体差などによって微小な傾斜を含んでいる。第一基板31を第二基板32に軽く押し当てることにより、第一保持部21に保持されている第一基板31は、この微小な傾斜を含む第二基板32の姿勢にあわせて姿勢が変化する。すなわち、上述のように第一基板31を保持する第一保持部21は自在継手部45を支点として旋回可能であることから、第一保持部21は保持する第一基板31の姿勢にあわせて姿勢が変化する。そして、第一基板31と第二基板32とが軽く押し当てられ、第一保持部21に保持された第一基板31の姿勢が第二基板32に合致している状態、つまり第一基板31と第二基板32との面平行が確保されているとき、押付部材43は鍔形状部41側へ進められる。周方向へ複数設けられている押付部材43は、すべて鍔形状部41側へ進められる。本実施形態の場合、雄ねじが形成されている押付部材43を回転することにより、押付部材43は鍔形状部41側へ移動する。鍔形状部41は、押付部材43と反対側が支持部材44で支持される。これにより、鍔形状部41は、押付部材43と支持部材44との間に挟み込まれる。
The
このように、押付部材43を鍔形状部41へ押し付けることにより、第一保持部21と接続保持部23とは姿勢が固定される。すなわち、自在継手部45を支点として旋回する第一保持部21と接続保持部23とは、鍔形状部41を押付部材43と支持部材44とで挟み込むことにより、その位置関係が固定される。ここで、第二基板32を保持する第二保持部22は、チャンバ11および駆動機構部24を通して接続保持部23との姿勢が一定に維持されている。そのため、第一保持部21と接続保持部23との姿勢を固定することにより、第一基板31の姿勢は、第二保持部22に保持されている第二基板32に対して固定される。すなわち、第一基板31の位置は、第二基板32に対し、平行が確保される位置として決定される。そして、第一保持部21と接続保持部23との間の姿勢は、押付部材43によって固定される。
By pressing the
(ビーム照射工程)
押付部材43による第一保持部21と接続保持部23との姿勢の固定が完了すると、図6に示すように駆動機構部24は一体となった第一保持部21および接続保持部23を図6の上方へ駆動する。これにより、第一基板31は、第二基板32から離間する。第一保持部21および接続保持部23が予め設定された位置まで移動してからチャンバ11内を減圧した後、ビーム照射部25およびビーム照射部26はビームを照射する、すなわち、ビーム照射部25は第一基板31にビーム51を照射し、ビーム照射部26は第二基板32にビーム52を照射する。これにより、第一基板31および第二基板32の表面は、ビーム51またはビーム52によって表面処理が施される。
(Beam irradiation process)
When the posture of the first holding
(接合工程)
ビーム照射部25によるビーム51の照射およびビーム照射部26によるビーム52の照射が完了すると、再び図5に示すように駆動機構部24は一体となった第一保持部21および接続保持部23を下方へ駆動する。これにより、第一基板31は、第二基板32に接近し、接触する。そして、駆動機構部24は、第一基板31と第二基板32との接触力が予め設定された設定値となるように第一保持部21および接続保持部23を下方の第二保持部22側へ押し付ける。これにより、第一保持部21に保持されている第一基板31は、設定値で第二基板32に押し付けられる。このとき、上述の位置決め工程で説明したように第一保持部21と接続保持部23との姿勢を固定しているため、第一保持部21に保持されている第一基板31は、第二基板32との平行度が維持されている。そのため、第一基板31と第二基板32とは、精度の高い平行度で接する。
(Joining process)
When the irradiation of the
駆動機構部24は、予め設定された時間、第二基板32に対して設定値を維持して第一基板31を押し付け、第一基板31と第二基板32とを接合する。第一基板31と第二基板32との接合が完了すると、駆動機構部24は再び第一保持部21および接続保持部23を一体に上方へ移動する。これにより、第一保持部21に保持されている第一基板31と第二保持部22に保持されている第二基板32との接合は終了する。
The
(変形例)
上記による接合手順の変形例について説明する。
上記の実施形態では、第一基板31と第二基板32とから2層の接合体を形成した。変形例では、2層以上の多層の基板を積層する例を図7に基づいて説明する。
図7に示す変形例の場合、(A)に示すように第一基板に相当する基板61と第二基板に相当する基板62とが接合体63として接合された後、(B)に示すように接合体63はそのまま第二保持部22に保持される。すなわち、第一保持部21による基板61の保持を解除することにより、第一保持部21および接続保持部23が第二保持部22から離れるとき、基板61と基板62とが接合された接合体63はそのまま第二保持部22に保持された状態となる。このように、第二保持部22に接合体63を保持した状態で第一保持部21は図7の上方へ移動する。そして、(C)に示すように、この第一保持部21に新たに被接合体64が保持される。この場合、第二保持部22に保持された接合体63は第二基板に相当し、第一保持部21に新たに保持された被接合体64は第一基板に相当する。
(Modification example)
An example of modification of the joining procedure according to the above will be described.
In the above embodiment, a two-layer bonded body is formed from the
In the case of the modification shown in FIG. 7, as shown in (A), after the
第一保持部21に新たに被接合体64が保持されると、この被接合体64および第二保持部22に保持された接合体63は、ビーム照射部25およびビーム照射部26からビームが照射される。これにより、被接合体64および接合体63の表面処理が施される。そして、被接合体64を保持している第一保持部21および接続保持部23は、(D)に示すように第二保持部22側へ移動する。これにより、第一保持部21に保持されている被接合体64は、第二保持部22に保持されている接合体63に接合される。
When the bonded
(A)に示すように最初に基板61と基板62とを接合する際、上述の実施形態のように基板61と基板62との平行度は接合に先立って調整されている。すなわち、接続保持部23に対する第一保持部21の姿勢は、基板61と基板62との接合に先立つ位置決め工程ですでに固定されている。つまり、ロットが共通する各基板を用いる場合、接合装置10の寸法的な公差や各基板の公差など平行度の確保に影響を与える要素は、最初に基板61と基板62とを接合する際に調整される。そのため、第二段階として(D)において接合体63に新たな被接合体64を接合する場合、接続保持部23に対する第一保持部21の姿勢を調整することなく、接合体63と被接合体64とが接合される。(E)に示すように、接合体63と被接合体64との接合体65も、第二保持部22に保持される。この(A)~(E)の工程を繰り返すことにより、3層以上の多層の接合体を連続的に形成することができる。また、(A)の工程に先立って位置決め工程を実施することにより、3層以上の多層の接合体を形成する場合、高精度に平行度を確保しつつ確実な接合が達成されるとともに、処理工数の低減が図られる。
As shown in (A), when the
当然ながら接合体の層の数が増加するにつれて微小な誤差が蓄積され、平行度の維持が困難になることも考えられる。このように誤差の蓄積が予想される場合、当初の実施形態の通り、ビーム照射部25、26からビームの照射を行なう前に、2つの被接合体を仮に押し当てて第一保持部21と接続保持部23との姿勢を調整する構成としてもよい。
As a matter of course, as the number of layers of the bonded body increases, a small error may be accumulated and it may become difficult to maintain parallelism. When the accumulation of errors is expected in this way, as in the initial embodiment, the two objects to be joined are tentatively pressed against the first holding
以上説明した一実施形態では、第一基板31を保持する第一保持部21は、自在継手部45を挟んで接続保持部23と接続している。これにより、第一保持部21は、接続保持部23に対する姿勢を変更可能である。また、第一保持部21に設けられている鍔形状部41は、接続保持部23に設けられている押付部材43と支持部材44との間に挟み込まれている。そのため、第一保持部21に設けられている鍔形状部41は、押付部材43の押付力を調整することにより、押付部材43と支持部材44との間に固定される。鍔形状部41を固定することにより、第一基板31を保持する第一保持部21は、接続保持部23に対する姿勢が固定される。
In one embodiment described above, the first holding
第一基板31と第二基板32との接合に先立って、第一保持部21に保持されている第一基板31は第二保持部22に保持されている接合対象となる第二基板32に押し当てられる。このとき、第一基板31と第二基板32とが接することにより、第一基板31を保持する第一保持部21は、自在継手部45を支点として旋回し、第二基板32にあわせた姿勢となる。すなわち、第一基板31と第二基板32とが接することにより、第一基板31と第二基板32とは面平行が確保される。そして、第一基板31を保持する第一保持部21は、接続保持部23に対する姿勢が第二基板32にあわせて変化している。このように第一保持部21の姿勢が変化した状態で鍔形状部41を挟み込む押付部材43の押付力を調整することにより、接続保持部23に対する第一保持部21の姿勢は固定される。接続保持部23に対する第一保持部21の姿勢を固定することにより、第一基板31と第二基板32とが一旦離間した後に再び接する場合でも、第一基板31を保持する第一保持部21は、第二基板32に合わせた姿勢が維持される。その結果、第一保持部21に保持されている第一基板31は、第二基板32との間の面の平行度が維持されている。したがって、対向する一対の第一基板31と第二基板32との平行度を高めることができ、第一基板31および第二基板32が大型化しても平行度を容易に確保して安定した接合を達成することができる。
Prior to joining the
一実施形態では、ビーム照射部25から第一基板31へ、およびビーム照射部26から第二基板32へイオンビームなどのビームを照射することにより、第一基板31および第二基板32の表面処理を施している。これにより、第一基板31および第二基板32が大型化しても、表面活性化による接合が可能となる。そのため、第一基板31と第二基板32とは、任意の温度環境下において接合される。その結果、接合時の温度条件を第一基板31と第二基板32との接合体の使用時に合わせることができる。このように接合時の温度条件を接合体の使用時の温度条件に合わせることにより、使用時において接合体に生じる歪みや特性の変化が低減される。したがって、接合によって得られた接合体の特性が安定し、光学的および物理的な精度の高い接合体を得ることができる。特に、レーザー発振素子などのように使用時の温度条件によって効率の変化が大きな材料などの場合、温度環境によって性能に与える影響を大きく抑えることができる。そして、本実施形態のようにビームの照射に先立って第一基板31と第二基板32とを軽く接触させつつ第一保持部21の位置を決定する構成を利用することにより、寸法の大きなレーザー発振素子が得られる。その結果、レーザー発振素子から照射されるレーザー光の高出力化を図ることができる。
In one embodiment, the surface treatment of the
一実施形態では、押付部材43は、本体431の先端に旋回可能な接触部材432を有している。また、支持部材44は、鍔形状部41に接する接触部材443が球面状に形成されている。これにより、収容部42に収容されている鍔形状部41は、第一保持部21と接続保持部23との姿勢が固定されている状態でも、極めて微小な姿勢の変化が許容される。また、支持部材44が弾性部材442などの弾性部分を有することによっても、鍔形状部41の微小な姿勢の変化が許容される。そのため、接合装置10の公差に比較して十分に小さな寸法誤差が第一基板31および第二基板32に生じていても、その誤差は収容部42における鍔形状部41の姿勢の変化によって吸収される。すなわち、第一基板31および第二基板32の微小な寸法誤差にともなう第一保持部21と接続保持部23との微小な姿勢の変化は、収容部42における鍔形状部41の姿勢の変化によって吸収される。その結果、第一基板31と第二基板32を連続的に接合する場合、第一保持部21と接続保持部23との姿勢を固定した状態でも、接合ごとに第一保持部21と接続保持部23との姿勢を調整することなく、第一基板31と第二基板32との平行度が確保される。したがって、複数の第一基板31と第二基板32とを繰り返し接合するとき、あるいは多層の基板を連続的に接合するとき、接合ごとに調整を行なうことなく、高精度な平行度を確保することができ、工数の低減を図ることができる。
In one embodiment, the pressing
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
上述の一実施形態では、第一保持部21と第二保持部22とが重力方向つまり垂直方向に配置される例について説明した。しかし、第一保持部21と第二保持部22とは、垂直方向に限らず、水平方向に配置してもよい。
The present invention described above is not limited to the above embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
In one embodiment described above, an example in which the first holding
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 The present disclosure has been described in accordance with the examples, but it is understood that the present disclosure is not limited to the examples and structures. The present disclosure also includes various variations and variations within a uniform range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms that include only one element, more, or less, are within the scope and scope of the present disclosure.
図面中、10は接合装置、11はチャンバ、12は真空ポンプ(減圧機構部)、13はターボ分子ポンプ(減圧機構部)、21は第一保持部、22は第二保持部、23は接続保持部、24は駆動機構部、25、26はビーム照射部、31は第一基板、32は第二基板、41は鍔形状部、42は収容部、43は押付部材、44は支持部材、45は自在継手部、431は本体、432は接触部材、442は弾性部材、443は接触部材を示す。 In the drawing, 10 is a joining device, 11 is a chamber, 12 is a vacuum pump (decompression mechanism), 13 is a turbo molecular pump (decompression mechanism), 21 is a first holding part, 22 is a second holding part, and 23 is a connection. The holding part, 24 is the drive mechanism part, 25 and 26 are the beam irradiation parts, 31 is the first substrate, 32 is the second substrate, 41 is the flange-shaped part, 42 is the accommodating part, 43 is the pressing member, and 44 is the support member. 45 is a universal joint portion, 431 is a main body, 432 is a contact member, 442 is an elastic member, and 443 is a contact member.
Claims (6)
軸方向の一方の端部に前記第一基板を保持する第一保持部と、
前記第一保持部と対向して設けられ、前記第二基板を保持する第二保持部と、
自在継手部を挟んで前記第一保持部と一体に接続されている接続保持部と、
前記第一保持部および前記接続保持部を一体に、前記第二保持部に対して接近または離間する方向へ駆動する駆動機構部と、
前記第一保持部に設けられ、前記第一保持部から径方向外側へ突出している鍔形状部と、
前記接続保持部に設けられ、軸方向において両側から前記鍔形状部を挟み込み、前記鍔形状部を収容する収容部と、
前記接続保持部に設けられ、前記第一保持部の軸方向において前記鍔形状部の一方の面に接し、前記鍔形状部を軸方向へ押し付ける押付部材と、
前記接続保持部において前記鍔形状部を挟んで前記押付部材と反対側に設けられ、前記第一保持部の軸方向において前記鍔形状部の他方の面に接し、前記押付部材によって押し付けられる前記鍔形状部を支持する支持部材と、
を備える接合装置。 A joining device that joins a first substrate and a second substrate that is separate from the first substrate by activating the surfaces of the first substrate and the second substrate.
A first holding portion that holds the first substrate at one end in the axial direction,
A second holding portion provided so as to face the first holding portion and holding the second substrate, and a second holding portion.
A connection holding portion that is integrally connected to the first holding portion with a universal joint portion sandwiched between them.
A drive mechanism unit that integrally drives the first holding portion and the connection holding portion in a direction approaching or separating from the second holding portion.
A collar-shaped portion provided in the first holding portion and protruding radially outward from the first holding portion, and a collar-shaped portion.
An accommodating portion provided in the connection holding portion, sandwiching the brim-shaped portion from both sides in the axial direction, and accommodating the brim-shaped portion.
A pressing member provided in the connection holding portion, which is in contact with one surface of the flange-shaped portion in the axial direction of the first holding portion and presses the flange-shaped portion in the axial direction.
The collar that is provided on the side opposite to the pressing member across the collar-shaped portion in the connection holding portion, is in contact with the other surface of the collar-shaped portion in the axial direction of the first holding portion, and is pressed by the pressing member. A support member that supports the shape and
A joining device equipped with.
前記チャンバの内部を減圧する減圧機構部と、
をさらに備える請求項1または2記載の接合装置。 A chamber accommodating the first holding portion and the second holding portion,
A decompression mechanism that depressurizes the inside of the chamber,
The joining device according to claim 1 or 2, further comprising.
前記収容部を形成する前記接続保持部に移動可能に設けられている本体と、
前記本体の前記鍔形状部側の端部に旋回可能に設けられ、前記鍔形状部と接する接触部材と、
を有する請求項1から4のいずれか一項記載の接合装置。 The pressing member is
A main body movably provided in the connection holding portion forming the accommodating portion,
A contact member that is rotatably provided at the end of the main body on the collar-shaped portion side and is in contact with the collar-shaped portion.
The joining device according to any one of claims 1 to 4.
前記第一保持部の軸方向へ伸縮可能な弾性部材と、
前記弾性部材の前記鍔形状部側の端部に設けられ、前記鍔形状部と接する部分が球面状に形成されている接触部材と、
を有する請求項1から5のいずれか一項記載の接合装置。 The support member is
An elastic member that can expand and contract in the axial direction of the first holding portion, and
A contact member provided at the end of the elastic member on the collar-shaped portion side and having a spherically formed portion in contact with the collar-shaped portion.
The joining device according to any one of claims 1 to 5 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017186416A JP7025744B2 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Joining device and joining method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017186416A JP7025744B2 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Joining device and joining method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019062106A JP2019062106A (en) | 2019-04-18 |
JP7025744B2 true JP7025744B2 (en) | 2022-02-25 |
Family
ID=66177577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017186416A Active JP7025744B2 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Joining device and joining method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7025744B2 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003008182A (en) | 2001-06-18 | 2003-01-10 | Canon Inc | Mounting method of electric circuit component |
JP2006134899A (en) | 2002-11-28 | 2006-05-25 | Toray Eng Co Ltd | Bonding method and bonder |
JP2007088241A (en) | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pressing apparatus and method therefor |
JP2009212215A (en) | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Adwelds:Kk | Bonding apparatus |
JP2009212214A (en) | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Adwelds:Kk | Bonding apparatus |
JP2014113633A (en) | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Bondtech Inc | Bonding method and bonding device |
JP2015211130A (en) | 2014-04-25 | 2015-11-24 | ボンドテック株式会社 | Substrate bonding device and substrate bonding method |
WO2016060274A1 (en) | 2014-10-17 | 2016-04-21 | ボンドテック株式会社 | Method for bonding substrates together, and substrate bonding device |
JP2016122702A (en) | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 三菱重工工作機械株式会社 | Normal temperature bonding device |
-
2017
- 2017-09-27 JP JP2017186416A patent/JP7025744B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003008182A (en) | 2001-06-18 | 2003-01-10 | Canon Inc | Mounting method of electric circuit component |
JP2006134899A (en) | 2002-11-28 | 2006-05-25 | Toray Eng Co Ltd | Bonding method and bonder |
JP2007088241A (en) | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pressing apparatus and method therefor |
JP2009212215A (en) | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Adwelds:Kk | Bonding apparatus |
JP2009212214A (en) | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Adwelds:Kk | Bonding apparatus |
JP2014113633A (en) | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Bondtech Inc | Bonding method and bonding device |
JP2015211130A (en) | 2014-04-25 | 2015-11-24 | ボンドテック株式会社 | Substrate bonding device and substrate bonding method |
WO2016060274A1 (en) | 2014-10-17 | 2016-04-21 | ボンドテック株式会社 | Method for bonding substrates together, and substrate bonding device |
JP2016122702A (en) | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 三菱重工工作機械株式会社 | Normal temperature bonding device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019062106A (en) | 2019-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11018112B2 (en) | Bonding method of semiconductor chip and bonding apparatus of semiconductor chip | |
JP2017135397A5 (en) | ||
US9627347B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device manufacturing apparatus | |
JP2010098289A (en) | Electrostatic chuck, and substrate bonding device including the same | |
JP2016027360A (en) | Imaging device | |
JP6671518B2 (en) | Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus | |
JP7025744B2 (en) | Joining device and joining method | |
JP6119712B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2012058535A (en) | Optical member and optical module | |
US9625684B2 (en) | Lens laminate and method | |
JP2008166586A (en) | Jointing method | |
WO2017126035A1 (en) | Laser light source device and manufacturing method thereof | |
TWI826983B (en) | Transfer device and transfer method | |
JP6396756B2 (en) | Composite, method for producing the same, and method for producing composite substrate | |
US9209051B2 (en) | Mounting apparatus and mounting method for flip chip bonding semiconductor chips using two-step pressing process | |
TWI403776B (en) | Solidifying apparatus for ultraviolet glue and assembling method for lens module | |
JPWO2022230184A5 (en) | ||
WO2013039869A1 (en) | Peeling method and peeling device | |
TWI690036B (en) | Packaging device and method for manufacturing semiconductor device | |
JP6616457B2 (en) | Chip joining method and chip joining apparatus | |
JP6906586B2 (en) | Semiconductor chip joining method and semiconductor chip joining device | |
JP2004179662A (en) | Method and system for forming seal | |
JP2017079439A (en) | Composite substrate manufacturing method | |
TW202418359A (en) | Transfer device and transfer method | |
JP2019176087A (en) | Mounting device, mounting method, and manufacturing method of image display apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200818 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210625 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210817 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210902 |
|
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: 20220111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7025744 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |