KR20150131055A - 접착 장치 및 전자 장치의 제조 방법 - Google Patents

접착 장치 및 전자 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20150131055A
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무네히사 미타니
야스나리 오오야부
다이스케 츠카하라
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

접착 장치는 전자 부품을 수지 시트에 의해서 접착하기 위한 접착 장치이다. 접착 장치는 전자 부품, 및, 전자 부품과 간격을 두고 대향 배치되는 수지 시트를 구비하는 접착 준비체를 수용 가능한 제 1 캐비티를 가지는 제 1 형 부재와, 제 1 캐비티와 제 1 밀폐 공간을 형성 가능하도록, 수지 시트와 대향 배치되는 탄성 부재와, 제 1 형 부재에 접속되어 있고, 제 1 밀폐 공간의 기압을, 탄성 부재에 대해 제 1 밀폐 공간의 반대측의 공간의 기압보다 낮게 하기 위한 차압 발생 수단을 구비한다. 접착 장치는, 차압 발생 수단이 작동하는 것에 의해서, 탄성 부재가 제 1 캐비티측으로 이동하고, 이것에 의해, 접착 준비체가, 전자 부품과 수지 시트의 대향 방향으로 가압되어, 수지 시트에 의해서 전자 부품을 접착하도록 구성되어 있다.

Description

접착 장치 및 전자 장치의 제조 방법{ADHERING APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 접착 장치 및 전자 장치의 제조 방법, 상세하게는 접착 장치, 및 그것을 이용하여 수지 시트에 의해서 전자 부품을 접착하는 전자 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 광반도체 소자나 콘덴서 등의 전자 부품을, 밀봉 시트 등의 수지 시트에 의해서 접착하는 것에 의해, 광반도체 장치 등의 전자 장치를 제조하는 것이 알려져 있다.
예를 들면, 밀봉 시트를, 발광 다이오드가 실장된 기판에 대향 배치하고, 계속해서, 평판 프레스에 의해서 그들을 프레스하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1 참조.)
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2013-21284호 공보
그러나, 특허문헌 1에서 제안되는 방법에서는, 밀봉 시트, 및 발광 다이오드가 실장된 기판을 평판 프레스기에 설치하고, 평판 프레스기를 이용하여 그들을 프레스하고 있는 바, 평판 프레스기는 2매의 프레스판(금형), 및 그들에 가압력을 부여하기 위한 가압원을 구비하고 있고, 통상 대형이다.
한편, 전자 장치를 제조하기 위한 프레스 장치를, 용도 및 목적에 따라, 소형화하고자 하는 요구가 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 평판 프레스기에서는, 상기한 요구를 만족시키기 어렵다고 하는 문제가 있다.
또, 프레스 장치 등의 접착 장치에는, 용도 및 목적에 따라, 소망하는 장소로 운반하고자 하는 요구가 있는 바, 특허문헌 1에 기재된 평판 프레스기는, 대형이기 때문에, 상기한 요구를 만족시키기 어렵다고 하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 소형화가 도모되고, 운반성이 우수한 접착 장치, 및 그것을 이용하여 전자 장치를 간이(簡易)하게 제조할 수 있는 전자 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 접착 장치는, 전자 부품을 수지 시트에 의해서 접착하기 위한 접착 장치로서, 상기 전자 부품, 및, 상기 전자 부품과 간격을 두고 대향 배치되는 상기 수지 시트를 구비하는 접착 준비체를 수용 가능한 제 1 캐비티를 가지는 제 1 형 부재와, 상기 제 1 캐비티와 제 1 밀폐 공간을 형성 가능하도록, 상기 수지 시트와 대향 배치되는 탄성 부재와, 상기 제 1 형 부재에 접속되어 있고, 상기 제 1 밀폐 공간의 기압을, 상기 탄성 부재에 대해 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 공간의 기압보다 낮게 하기 위한 차압 발생 수단을 구비하며, 상기 차압 발생 수단이 작동하는 것에 의해서, 상기 탄성 부재가 상기 제 1 캐비티측으로 이동하고, 이것에 의해, 상기 접착 준비체가, 상기 전자 부품과 상기 수지 시트의 대향 방향으로 가압되어, 상기 수지 시트에 의해서 상기 전자 부품을 접착하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이 접착 장치에 의하면, 제 1 형 부재와, 탄성 부재와, 차압 발생 수단을 구비하므로, 장치 구성을 간이하게 할 수 있기 때문에, 소형화를 도모할 수 있다. 또, 소형화가 도모된 접착 장치는 운반성이 우수하다.
또한, 이 접착 장치에 의하면, 차압 발생 수단을 작동시키는 것에 의해서, 탄성 부재가 제 1 캐비티측으로 이동한다. 그 때문에, 접착 준비체를, 전자 부품과 수지 시트의 대향 방향으로 가압하여, 수지 시트에 의해서 전자 부품을 확실히 접착할 수 있다.
또한, 본 발명의 접착 장치에서는, 상기 제 1 형 부재 및 상기 탄성 부재는 상기 차압 발생 수단과 별체(別體)로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이 접착 장치에 의하면, 제 1 형 부재 및 탄성 부재는 차압 발생 수단과 별체로 구성되어 있으므로, 제 1 형 부재 및 탄성 부재와 차압 발생 수단을 각각 독립적으로 배치하여, 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 접착 장치에서는, 상기 제 1 형 부재는 상기 전자 부품 및/또는 상기 수지 시트를 육안으로 보는 것이 가능하게 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이 접착 장치에서는, 제 1 형 부재는 전자 부품 및/또는 수지 시트를 육안으로 보는 것이 가능하게 구성되어 있으므로, 제 1 형 부재를 거쳐서, 전자 부품 및/또는 수지 시트의 접착 상태를 육안으로 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 접착 장치는, 상기 제 1 형 부재와 상기 탄성 부재를 사이에 두고 대향 배치되는 제 2 형 부재를 구비하고, 상기 제 2 형 부재는 상기 제 1 캐비티와 상기 탄성 부재를 사이에 두고 대향하고, 상기 탄성 부재와, 상기 탄성 부재에 대해 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 상기 공간을 밀폐하는 제 2 밀폐 공간을 형성 가능한 제 2 캐비티를 가지는 것이 바람직하다.
이 접착 장치에서는, 제 2 형 부재가, 제 2 밀폐 공간을 형성 가능한 제 2 캐비티를 가지므로, 제 2 캐비티에 의해서, 제 2 밀폐 공간의 기압을 제 1 밀폐 공간의 기압보다 확실히 높게 하는 것에 의해서, 탄성 부재를 제 1 캐비티측으로 확실히 이동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 접착 장치에서는, 상기 접착 준비체는 상기 전자 부품이 실장되는 기판과, 상기 기판의 상기 전자 부품에 대한 반대측에 배치되고, 상기 기판을 지지하기 위한 제 1 지지판과, 상기 수지 시트의 상기 기판에 대한 반대측에 배치되고, 상기 수지 시트를 지지하기 위한 제 2 지지판을 구비하는 것이 바람직하다.
이 접착 장치에서는, 제 1 지지판 및 제 2 지지판의 각각에 의해, 전자 부품이 실장되는 기판 및 수지 시트의 각각의 접착 자세를 확실히 유지할 수 있다. 그 때문에, 수지 시트에 의해서 전자 부품을 정밀도 좋게 접착할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 장치의 제조 방법은, 수지 시트에 의해서 전자 부품을 접착하여 전자 장치를 제조하는 방법으로서, 상기한 접착 장치의 상기 제 1 밀폐 공간에 상기 접착 준비체를 설치하는 설치 공정, 및 상기 차압 발생 수단을 작동시켜, 상기 제 1 밀폐 공간의 기압을 탄성 부재에 대해 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 공간의 기압보다 낮게 하는 것에 의해서, 상기 탄성 부재를 상기 제 1 캐비티측으로 이동시키고, 이것에 의해서, 상기 접착 준비체를 상기 전자 부품과 상기 수지 시트의 대향 방향으로 가압시켜, 상기 수지 시트에 의해서 상기 전자 부품을 접착하는 접착 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이 방법에 의하면, 접착 공정에서, 차압 발생 수단을 작동시키는 것에 의해서, 제 1 밀폐 공간의 기압을 탄성 부재에 대해 제 1 밀폐 공간의 반대측의 공간의 기압보다 낮게 하고, 탄성 부재를 제 1 캐비티측으로 이동시키고, 이것에 의해서, 접착 준비체를 전자 부품과 수지 시트의 대향 방향으로 가압하여, 수지 시트에 의해서 전자 부품을 확실히 접착할 수 있다.
그 때문에, 제 1 밀폐 공간의 기압을 제 1 밀폐 공간의 반대측의 공간의 기압보다 낮게 하는 간이한 방법으로, 수지 시트에 의해서 전자 부품을 확실히 접착할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 장치의 제조 방법에서는, 상기 접착 공정은, 상기 제 1 밀폐 공간 및 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 상기 공간을 함께 감압하는 감압 공정, 및 상기 감압 공정 후, 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 상기 공간의 기압을 대기압으로 하고, 상기 제 1 밀폐 공간의 기압을 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 상기 공간의 기압보다 낮게 하는 차압 발생 공정을 구비하는 것이 바람직하다.
이 방법에 의하면, 제 1 밀폐 공간 및 제 1 밀폐 공간의 반대측의 공간을 함께 감압한 후, 제 1 밀폐 공간의 반대측의 공간에 대기를 유입시키는 것에 의해서, 그 공간의 기압을 대기압으로 할 수 있다. 그 때문에, 제 1 밀폐 공간의 기압을 제 1 밀폐 공간의 반대측의 공간의 기압보다 신속히 낮게 할 수 있다. 그 결과, 탄성 부재를 제 1 캐비티측으로 신속히 이동시키고, 수지 시트에 의해서 전자 부품을 효율적으로 접착할 수 있다.
본 발명의 접착 장치에 의하면, 장치 구성을 간이하게 할 수 있고, 그 때문에, 소형화를 도모할 수 있다. 또, 소형화가 도모된 접착 장치는 운반성이 우수하다. 또한, 수지 시트에 의해서 전자 부품을 확실히 접착할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 장치의 제조 방법에 의하면, 간이한 방법으로, 수지 시트에 의해서 전자 부품을 확실히 접착할 수 있다.
도 1은 본 발명의 접착 장치의 일 실시 형태인 밀봉 장치의 정단면도로서, 본 발명의 전자 장치의 제조 방법의 일 실시 형태인 광반도체 장치의 제조 방법에 있어서의 감압 공정을 나타낸다.
도 2는 도 1에 나타내는 밀봉 장치의 분해 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 나타내는 밀봉 장치의 단면도로서, 본 발명의 전자 장치의 제조 방법의 일 실시 형태인 광반도체 장치의 제조 방법에 있어서의 차압 발생 공정을 나타낸다.
도 4는 도 1에 나타내는 밀봉 장치의 단면도로서, 본 발명의 전자 장치의 제조 방법의 일 실시 형태인 광반도체 장치의 제조 방법에 있어서의 회수 공정을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 접착 장치의 일 실시 형태인 밀봉 장치의 변형예의 정단면도로서, 차압 발생 공정을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 접착 장치의 일 실시 형태인 밀봉 장치의 변형예의 정단면도로서, 차압 발생 공정을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 접착 장치의 일 실시 형태인 밀봉 장치의 변형예의 정단면도로서, 차압 발생 공정을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 접착 장치의 일 실시 형태인 밀봉 장치의 변형예의 정단면도로서, 설치 공정을 나타낸다.
도 9는 도 8에 나타내는 밀봉 장치의 정단면도로서, 차압 발생 공정을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 접착 장치의 일 실시 형태인 밀봉 장치의 일 실시 형태의 변형예의 정단면도로서, 설치 공정을 나타낸다.
도 11은 도 10에 나타내는 밀봉 장치의 정단면도로서, 차압 발생 공정을 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 접착 장치의 일 실시 형태인 밀봉 장치에 대해 설명한다.
도 1에 있어서, 지면 상하 방향을 「상하 방향」(두께 방향, 제 1 방향)으로 하고, 지면 좌우 방향을 「좌우 방향」(제 2 방향, 제 1 방향으로 직교하는 방향)으로 하고, 지면 종이 두께 방향을 「전후 방향」(제 3 방향, 제 1 방향 및 제 2 방향으로 직교하는 방향)으로 하며, 구체적으로는 도 1에 기재된 방향 화살표에 준거한다. 도 1 이외의 도면에 대해서도 도 1의 방향을 기준으로 한다.
도 1에 있어서, 이 밀봉 장치(1)는 전자 부품으로서의 광반도체 소자(52)를, 수지 시트로서의 밀봉 시트(53)에 의해서 밀봉하기 위한 밀봉 장치이다. 밀봉 장치(1)는 제 1 형 부재(2)와, 탄성 부재(3)와, 제 2 형 부재(4)와, 차압 발생 수단으로서의 차압 발생 장치(5)를 구비한다.
제 1 형 부재(2)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 좌우 방향 및 전후 방향으로 연장되는 두꺼운 평판 형상을 이루고, 구체적으로는 평면, 정면 및 측면에서 보아, 대략 직사각형 모양으로 형성되어 있다. 또한, 제 1 형 부재(2)는, 정단면 및 횡단면에서 보아, 하면(下面)의 중앙부가 위측에서 오목한 바닥 막힘 프레임 형상으로 형성되어 있다. 제 1 형 부재(2)는 위측이 오목한 부분을 제 1 캐비티(6)로서 가진다. 제 1 캐비티(6)는 제 1 형 부재(2)에서 제 1 캐비티(6)의 주위의 제 1 프레임 형상 부분(7)의 하면으로부터, 위측이 대략 직사각형 모양으로 오목하도록 형성되어 있다. 제 1 캐비티(6)는 바닥면에서 보아 대략 직사각형 모양으로 형성되어 있다. 이것에 의해서, 제 1 캐비티(6)는 후술하는 밀봉 준비체(50)를 수용 가능하도록 구성되어 있다. 제 1 프레임 형상 부분(7)의 하면은 평탄형으로 형성되어 있다. 또, 제 1 형 부재(2)에는, 필요에 따라, 도시하지 않은 히터가 내장되어 있다.
제 1 형 부재(2)의 치수는 적절히 설정되어 있고, 구체적으로는 제 1 형 부재(2)의 두께가, 예를 들면 20㎜ 이상, 바람직하게는 25㎜ 이상이고, 또한 예를 들면, 60㎜ 이하, 바람직하게는 50㎜ 이하이며, 제 1 형 부재(2)의 평면에서 보았을 때의 최대 길이가, 예를 들면 200㎜ 이상, 바람직하게는 220㎜ 이상이고, 또한 예를 들면 300㎜ 이하, 바람직하게는 280㎜ 이하이다. 또한, 제 1 캐비티(6)의 깊이가, 예를 들면 6㎜ 이상, 바람직하게는 8㎜ 이상이고, 또한 예를 들면, 20㎜ 이하, 바람직하게는 18㎜ 이하이며, 제 1 캐비티(6)의 바닥면에서 보았을 때의 최대 길이가, 예를 들면 80㎜ 이상, 바람직하게는 100㎜ 이상이고, 또한 예를 들면 200㎜ 이하, 바람직하게는 180㎜ 이하이다.
제 1 형 부재(2)는, 예를 들면 스테인레스 등의 금속, 유리 에폭시 등의 섬유 강화 플라스틱, 유리, 아크릴 수지(구체적으로는, 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 등), 실리콘 수지 등의 경질의 재료 등으로 형성되고, 바람직하게는, 광반도체 소자(52) 및 밀봉 시트(53)의 시인성의 관점에서, 경질의 투명 재료로 형성되어 있다.
탄성 부재(3)는 제 1 형 부재(2)의 아래측에 대향 배치되어 있고, 좌우 방향 및 전후 방향으로 연장되는 시트 형상으로 형성되어 있다. 또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 탄성 부재(3)는, 두께 방향으로 투영했을 때에, 적어도 제 1 형 부재(2)를 포함하는 치수로 형성되어 있으며, 구체적으로는 탄성 부재(3)의 둘레단 테두리는 제 1 형 부재(2)의 둘레단 테두리와 동일 위치에 배치되어 있다.
탄성 부재(3)의 표면의 둘레단부는 제 1 프레임 형상 부분(7)의 하면과 상하 방향으로 접촉하도록 인접 배치되어 있다. 한편, 탄성 부재(3)의 상면의 중앙부는 제 1 캐비티(6)의 하면(오목면)과 상하 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.
이것에 의해서, 탄성 부재(3)는 제 1 캐비티(6)와 후술하는 제 1 밀폐 공간(12)을 형성 가능하도록 마련된다.
탄성 부재(3)를 형성하는 탄성 재료로서는, 예를 들면 에틸렌프로필렌 디엔 고무(EPDM), 예를 들면 1-부텐 등의α-올레핀 다이시클로펜타디엔, 예를 들면, 에틸리덴노르보르넨 등의 비공액 이중 결합을 가지는 고리 형상 또는 비고리 형상의 폴리엔을 성분으로 하는 고무계 공중합체, 예를 들면 에틸렌프로필렌 고무, 에틸렌프로필렌 터폴리머, 실리콘 고무, 폴리우레탄계 고무, 폴리아미드계 고무, 니트릴 고무(예를 들면, NBR 등) 등의 각종 고무를 들 수 있다. 바람직하게는, NBR을 들 수 있다.
탄성 부재(3)의 25℃에 있어서의 인장 탄성률은, 예를 들면 1.0㎫ 이상, 바람직하게는 3.0㎫ 이상이고, 또한 예를 들면, 15㎫ 이하, 바람직하게는 13㎫ 이하이다. 탄성 부재(3)의 인장 탄성률이 상기 범위 내이면, 탄성 부재(3)를 원활히 상승(후술)시킬 수 있다.
탄성 부재(3)의 두께는, 예를 들면 0.5㎜ 이상, 바람직하게는 0.8㎜ 이상이고, 또한 예를 들면, 3.0㎜ 이하, 바람직하게는 2.0㎜ 이하이다.
제 2 형 부재(4)는 탄성 부재(3)의 아래측에 대향 배치되어 있다. 제 2 형 부재(4)는 좌우 방향 및 전후 방향으로 연장되고, 제 1 형 부재(2)에 비해 얇은 평판 형상을 이루며, 구체적으로는, 평면, 정면 및 측면에서 보아, 대략 직사각형 모양에 형성되어 있다. 또한, 제 2 형 부재(4)는, 정단면 및 횡단면에서 보아, 상면의 중앙부가 아래측으로 오목한 바닥 막힘 프레임 형상으로 형성되어 있다. 제 2 형 부재(4)는 아래측으로 오목한 부분을 제 2 캐비티(9)로서 가진다. 제 2 캐비티(9)는 제 2 형 부재(4)에서 제 2 캐비티(9)의 주위의 제 2 프레임 형상 부분(10)의 상면으로부터, 아래측으로 대략 직사각형 모양으로 오목하도록 형성되어 있다. 제 2 프레임 형상 부분(10)의 상면은 평탄형으로 형성되어 있다. 또한, 제 2 캐비티(9)는 평면에서 보아 대략 직사각형 모양으로 형성되어 있다. 또한, 제 2 캐비티(9)는, 두께 방향으로 투영했을 때에, 제 1 캐비티(6)의 투영면과 겹치도록 형성되어 있다.
제 2 형 부재(4)의 평면에서 보았을 때의 형상은 밀봉 장치(1)의 평면에서 보았을 때의 치수와 동일하고, 구체적으로는 제 1 프레임 형상 부분(7) 및 제 2 프레임 형상 부분(10)의 평면에서 보았을 때의 형상은 동일하고, 또한 제 1 캐비티(6) 및 제 2 캐비티(9)의 평면에서 보았을 때의 형상은 동일하다. 또, 제 2 형 부재(4)에는, 필요에 따라, 도시하지 않은 히터가 내장되어 있다.
제 2 형 부재(4)의 치수는 적절히 설정되어 있으며, 제 2 형 부재(4)의 두께가, 예를 들면, 10㎜ 이상, 바람직하게는 20㎜ 이상이고, 또한 예를 들면, 60㎜ 이하, 바람직하게는 50㎜ 이하이다. 또한, 제 2 캐비티(9)의 두께가, 예를 들면, 0.5㎜ 이상, 바람직하게는 1㎜ 이상이고, 또한 예를 들면, 20㎜ 이하, 바람직하게는 18㎜ 이하이다.
제 2 형 부재(4)는, 예를 들면, 스테인레스 등의 금속, 유리 에폭시 등의 섬유 강화 플라스틱, 유리, 아크릴 수지(구체적으로는, PMMA 등), 실리콘 수지 등의 경질의 재료로 형성되어 있다.
차압 발생 장치(5)는 흡인 펌프(15)와, 제 1 관(16)과, 제 1 진공 밸브(17)와, 제 1 대기 밸브(18)와, 제 2 관(19)과, 제 2 진공 밸브(20)와, 제 2 대기 밸브(21)를 구비한다.
제 1 관(16)은 제 1 형 부재(2)와 흡인 펌프(15)를 접속하도록 배관되어 있다. 구체적으로는, 제 1 관(16)의 일단부(흡인 방향 상류측 단부)는 제 1 형 부재(2)의 제 1 캐비티(6)에 연통됨과 아울러, 제 1 관(16)의 타단부(흡인 방향 하류측 단부)는 흡인 펌프(15)에 접속되어 있다. 또한, 제 1 관(16)에는, 그 도중 부분(제 1 분기부(22))으로부터 분기관이 분기하고 있다. 분기관은 대기에 개방하도록 구성되어 있다. 또, 제 1 관(16)은 가스 배관에 통상 이용되는 소재, 예를 들면, 플렉서블 호스 등으로 형성되어 있고, 흡인 펌프(15)와 제 1 형 부재(2)의 거리가 적당히 확보되는 길이(구체적으로는, 예를 들면, 5.0㎝ 이상, 바람직하게는 10㎝ 이상이며, 또한 예를 들면, 1000㎝ 이하, 바람직하게는 500㎝ 이하)로 형성되어 있다.
제 1 진공 밸브(17)는 제 1 관(16)의 도중에 개재되도록 마련되어 있고, 구체적으로는, 흡인 펌프(15)와 제 1 관(16)의 제 1 분기부(22)의 사이에 마련되어 있다.
제 1 대기 밸브(18)는 제 1 관(16)의 분기관에 마련되어 있다.
제 2 관(19)은 제 2 형 부재(4)와 흡인 펌프(15)를 접속하도록 배관되어 있다. 구체적으로는, 제 2 관(19)의 일단부(흡인 방향 상류측 단부)는 제 2 형 부재(4)의 제 2 캐비티(9)에 연통됨과 아울러, 제 2 관(19)의 타단부(흡인 방향 하류측 단부)는 흡인 펌프(15)에 접속되어 있다. 또, 제 2 관(19)의 타단부는 제 1 관(16)의 타단부와 공통의 관으로서 구성되어 있다. 또한, 제 2 관(19)에는, 그 도중 부분(제 2 분기부(23))으로부터 분기관이 분기하고 있다. 분기관은 대기에 개방하도록 구성되어 있다. 또, 제 2 관(19)은 가스 배관에 통상 이용되는 소재, 예를 들면, 플렉서블 호스 등으로 형성되어 있고, 흡인 펌프(15)와 제 2 형 부재(4)의 거리가 충분히 확보되는 길이로 형성되어 있다.
제 2 진공 밸브(20)는 제 2 관(19)의 도중에 개재되도록 마련되어 있고, 구체적으로는, 흡인 펌프(15)와 제 2 관(19)의 제 2 분기부(23)의 사이에 마련되어 있다.
제 2 대기 밸브(21)는 제 2 관(19)의 분기관에 마련되어 있다.
다음으로, 이 밀봉 장치(1)의 조립에 대해 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 우선, 제 1 형 부재(2), 탄성 부재(3), 제 2 형 부재(4)를 준비한다.
다음에, 흡인 펌프(15)와 제 1 형 부재(2)를, 제 1 관(16)을 거쳐서 접속함과 아울러, 흡인 펌프(15)와 제 2 형 부재(4)를, 제 2 관(19)을 거쳐서 접속한다.
또한, 제 1 형 부재(2) 및 제 2 형 부재(4)를 제 1 캐비티(6) 및 제 2 캐비티(9)가 두께 방향으로 대향하도록 대향시킨다. 계속해서, 탄성 부재(3)를 제 1 형 부재(2) 및 제 2 형 부재(4)의 사이에 개재시킨다. 즉, 제 1 형 부재(2)는 탄성 부재(3)를 사이에 두고 제 2 형 부재(4)의 위측에 대향 배치된다. 이것에 의해서, 제 2 캐비티(9)는 제 1 캐비티(6)와 탄성 부재(3)를 사이에 두고 대향 배치된다.
계속해서, 제 1 프레임 형상 부분(7) 및 제 2 프레임 형상 부분(10)에 의해서, 탄성 부재(3)의 둘레단부를 두께 방향으로 끼워넣는다. 또, 제 1 프레임 형상 부분(7) 및 제 2 프레임 형상 부분(10)을, 도시하지 않은 클립 등의 협지 부재에 의해서, 두께 방향에 끼워넣을 수도 있다.
이것에 의해서, 제 1 캐비티(6)와 탄성 부재(3)에 의해서 제 1 밀폐 공간(12)이 형성된다. 제 1 밀폐 공간(12)은 제 1 캐비티(6)에 의해서 구획되는 공간을 탄성 부재(3)에 의해서 아래측으로부터 구획되는 것에 의해서 형성되고 있으며, 제 1 캐비티(6)에 대응하는 형상으로 형성되어 있다. 또, 제 1 프레임 형상 부분(7)의 하면과 탄성 부재(3)의 둘레단부의 상면은 그들 사이에서의 대기의 유입 및 유출을 차단 가능하도록 밀착되어 있다.
한편, 제 2 캐비티(9)와 탄성 부재(3)에 의해서 제 2 밀폐 공간(13)이 형성된다. 제 2 밀폐 공간(13)은 탄성 부재(3)에 대해 제 1 밀폐 공간(12)의 반대측의 공간을 밀폐하고 있어, 구체적으로는, 제 2 밀폐 공간(13)은 제 2 캐비티(9)에 의해서 구획되는 공간을 탄성 부재(3)에 의해서 위측으로부터 구획하는 것에 의해서 형성된다. 즉, 제 2 밀폐 공간(13)은 제 2 캐비티(9)에 대응하는 형상으로 형성되어 있다. 또, 제 2 프레임 형상 부분(10)의 상면과 탄성 부재(3)의 둘레단부의 하면은 그들 사이에서의 대기의 유입 및 유출을 차단 가능하도록 밀착되어 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 제 1 형 부재(2) 및 탄성 부재(3)는 제 1 캐비티(6)의 하면(오목면)과 탄성 부재(3)의 둘레단부의 상면이 실질적으로 평행하게 되도록 구성되어 있다.
다음에, 도 1~도 4를 참조하여, 밀봉 장치(1)를 이용해서 광반도체 장치(51)를 제조하는 방법에 대해 설명한다.
이 방법은 밀봉 시트(53)에 의해서 광반도체 소자(52)를 밀봉하여 광반도체 장치(51)를 제조하는 방법이다. 이 방법은 밀봉 장치(1)의 제 1 밀폐 공간(12)에 밀봉 준비체(50)를 설치하는 설치 공정(도 1 및 도 2 참조), 및 차압 발생 장치(5)를 작동시켜, 제 1 밀폐 공간(12)의 기압을 제 2 밀폐 공간(13)의 기압보다 낮게 하는 밀봉 공정(접착 공정의 일례, 도 3 참조)을 구비한다.
[설치 공정]
설치 공정에서, 밀봉 준비체(50)를 제 1 밀폐 공간(12)에 설치하려면, 우선 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 밀봉 준비체(50)를 준비한다.
밀봉 준비체(50)는 제 1 지지판(56)과, 제 2 지지판(57)과, 스페이서(55)와, 광반도체 소자(52)가 실장된 기판(54)과, 밀봉 시트(53)를 구비한다.
제 1 지지판(56)은 좌우 방향 및 전후 방향으로 연장되는 평판 형상으로 형성되어 있다. 제 1 지지판(56)은, 평면에서 보아, 예를 들면, 대략 직사각형 모양 또는 대략 원 모양으로 형성되어 있다. 제 1 지지판(56)은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 아크릴 수지(구체적으로는, PMMA 등), 실리콘 수지 등의 경질 재료로 형성되어 있다. 제 1 지지판(56)의 평면에서 보았을 때의 치수는 제 1 캐비티(6)의 평면에서 보았을 때의 치수보다 작거나 혹은 동일하게 설정되어 있다. 제 1 지지판(56)의 두께는, 예를 들면 0.1㎜ 이상, 바람직하게는 0.5㎜ 이상이고, 또한 예를 들면 10㎜ 이하, 바람직하게는 5㎜ 이하이다.
제 2 지지판(57)은 제 1 지지판(56)의 위측에 간격을 두고 대향 배치되어 있다. 또한, 제 2 지지판(57)은, 평면에서 보아, 제 1 지지판(56)과 동일 형상 및 치수로 형성되어 있다. 제 2 지지판(57)은, 예를 들면 스테인레스 등의 금속, 유리 에폭시 등의 섬유 강화 플라스틱, 유리, 아크릴 수지(구체적으로는, 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 등), 실리콘 수지 등의 경질의 재료 등으로 형성되고,바람직하게는, 광반도체 소자(52) 및 밀봉 시트(53)의 시인성의 관점에서, 경질의 투명 재료로 형성되어 있다.
스페이서(55)는 제 1 지지판(56)의 둘레단부 및 제 2 지지판(57)의 둘레단부의 사이에 개재되도록 마련되어 있고, 평면에서 보았을 때의 대략 프레임 형상 또는 대략 원환(圓環) 형상으로 형성되어 있다. 스페이서(55)는 상하 방향(제 1 지지판(56) 및 제 2 지지판(57)의 두께 방향)으로 신축 가능하도록 형성되어 있다. 스페이서(55)로서는, 예를 들면 우레탄 고무 발포체 등의 고무계 발포체를 들 수 있다. 스페이서(55)의 두께, 구체적으로는 제 1 지지판(56) 및 제 2 지지판(57)의 가압(후술) 전의 스페이서(55)의 두께는 다음에 설명하는 광반도체 소자(52), 기판(54) 및 밀봉 시트(53)의 총 두께보다 두꺼워지도록 형성되어 있다. 스페이서(55)의 평면에서 보았을 때의 최대 길이는, 예를 들면 1㎜ 이상, 바람직하게는 10㎜ 이상이며, 또한 예를 들면, 150㎜ 이하, 바람직하게는 100㎜ 이하이다.
기판(54)은, 예를 들면 실리콘 기판, 세라믹 기판, 폴리이미드 수지 기판, 금속 기판에 절연층이 적층된 적층 기판 등의 절연 기판으로 이루어진다.
또한, 기판(54)의 상면에는, 다음에 설명하는 광반도체 소자(52)의 단자(도시하지 않음)와 전기적으로 접속하기 위한 전극(도시하지 않음)과, 그것에 연속하는 배선을 구비하는 도체 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 도체 패턴은, 예를 들면 금, 구리, 은, 니켈 등의 도체로 형성되어 있다.
기판(54)의 평면에서 보았을 때의 형상으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 평면에서 보았을 때 대략 직사각형 모양, 평면에서 보았을 때 대략 원 모양 등을 들 수 있다. 기판(54)의 평면에서 보았을 때의 치수는 적당히 선택되고, 구체적으로는, 제 1 지지판(56) 및 제 2 지지판(57)보다 작게 설정되어 있으며, 구체적으로는, 밀봉 시트(53)의 평면에서 보았을 때의 최대 길이는, 예를 들면 1㎜ 이상, 바람직하게는 5㎜ 이상이며, 또한 예를 들면, 200㎜ 이하, 바람직하게는 150㎜ 이하이다. 기판(54)의 두께는, 예를 들면 100㎛ 이상, 바람직하게는 500㎛ 이상이며, 또한 예를 들면 5000㎛ 이하, 바람직하게는 3000㎛ 이하이다.
광반도체 소자(52)는 전기 에너지를 광 에너지로 변환하는 광반도체 소자이며, 예를 들면, 두께가 면 방향 길이(두께 방향에 대한 직교 방향 길이)보다 짧은 단면에서 보았을 때 대략 직사각형 모양으로 형성되어 있다.
광반도체 소자(52)로서는, 예를 들면 청색광을 발광하는 청색 LED 등의 LED(발광 다이오드 소자)나, LD(레이저 다이오드) 등을 들 수 있다. 광반도체 소자(52)의 치수는, 용도 및 목적에 따라 적절히 설정되며, 구체적으로는, 두께가, 예를 들면 10~1000㎛, 평면에서 보았을 때의 최대 길이가, 예를 들면 0.01㎜ 이상, 바람직하게는 0.1㎜ 이상이며, 또한 예를 들면, 20㎜ 이하, 바람직하게는 15㎜ 이하이다.
광반도체 소자(52)는, 기판(54)에 대해, 예를 들면, 플립 칩 실장되거나 혹은 와이어 본딩 접속되어 있다.
또한, 기판(54)은 제 1 지지판(56)에 지지되어 있고, 구체적으로는, 기판(54)의 하면(광반도체 소자(52)를 실장하는 상면에 대한 반대측 면)이 제 1 지지판(56)의 상면에 탑재되어 있다. 환언하면, 제 1 지지판(56)은 기판(54)에 대한 광반도체 소자(52)의 반대측, 즉 아래측에 배치되어 있다.
밀봉 시트(53)는 광반도체 소자(52)가 실장되는 기판(54)에 대해, 위측에 간격을 두고 대향 배치되어 있다. 밀봉 시트(53)는 좌우 방향 및 전후 방향으로 연장되는 시트 형상을 이루고, 밀봉 시트(53)의 평면에서 보았을 때의 형상으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 평면에서 보았을 때 대략 직사각형 모양, 평면에서 보았을 때 대략 원 모양 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 밀봉 시트(53)는, 두께 방향으로 투영했을 때에, 기판(54)의 투영면에 포함되도록 형성되어 있다. 밀봉 시트(53)의 평면에서 보았을 때의 치수는 적당히 선택되며, 구체적으로는, 제 1 지지판(56) 및 제 2 지지판(57)보다 작게 설정되어 있고, 구체적으로는, 기판(54)의 평면에서 보았을 때의 최대 길이는, 예를 들면, 1㎜ 이상, 바람직하게는 5㎜ 이상이며, 또한 예를 들면, 200㎜ 이하, 바람직하게는 150㎜ 이하이다. 밀봉 시트(53)의 두께는, 예를 들면, 10㎛ 이상, 바람직하게는 50㎛ 이상이며, 또한 예를 들면, 2000㎛ 이하, 바람직하게는 1000㎛ 이하이다.
밀봉 시트(53)를 형성하는 밀봉 재료는, 예를 들면 B 스테이지의 경화성 수지를 함유한다.
즉, 경화성 수지는, 예를 들면 2단계의 반응 기구를 가지고 있고, 1단계째의 반응으로 B스테이지화(반경화)하고, 2단계째의 반응으로 C스테이지화(완전 경화)하는 2단계 경화형 수지이며, 상기한 밀봉 재료는 상기한 B스테이지화한 경화성 수지이다.
2단계 경화형 수지로서는, 예를 들면, 가열에 의해 경화하는 2단계 경화형 열강화성 수지, 예를 들면 활성 에너지선(예를 들면, 자외선, 전자선 등)의 조사에 의해 경화하는 2단계 경화형 활성 에너지선 경화성 수지 등을 들 수 있다.
구체적으로는, 2단계 경화형 수지로서 예를 들면 실리콘 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다.
또한, 밀봉 재료에는, 형광체 및/또는 충전제를 함유시킬 수도 있다.
형광체는 파장 변환 기능을 가지고 있으며, 예를 들면 청색광을 황색광으로 변환할 수 있는 황색 형광체, 청색광을 적색광으로 변환할 수 있는 적색 형광체 등을 들 수 있다.
황색 형광체로서는, 예를 들면 (Ba, Sr, Ca)2SiO4; Eu, (Sr, Ba)2SiO4 : Eu(바륨오르소실리케이트(BOS)) 등의 실리케이트 형광체, 예를 들면 Y3Al5O12: Ce(YAG(이트륨알루미늄가넷): Ce), Tb3Al3O12: Ce(TAG(테르븀알루미늄가넷): Ce) 등의 가넷형 결정 구조를 가지는 가넷형 형광체, 예를 들면 Ca-α-SiAlON 등의 산질화물 형광체 등을 들 수 있다.
적색 형광체로서는, 예를 들면, CaAlSiN3: Eu, CaSiN2: Eu 등의 질화물 형광체 등을 들 수 있다.
형광체의 형상으로서는, 예를 들면 구 형상, 판 형상, 침 형상 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 유동성의 관점에서, 구 형상을 들 수 있다.
형광체의 최대 길이의 평균값(구 형상인 경우에는 평균 입자 직경)은, 예를 들면 0.1㎛ 이상, 바람직하게는 1㎛ 이상이며, 또한 예를 들면, 200㎛ 이하, 바람직하게는 100㎛ 이하이기도 하다.
형광체는 단독 사용 또는 병용할 수 있다.
형광체의 배합 비율은, 경화성 수지 100 질량부에 대해, 예를 들면 0.1질량부 이상, 바람직하게는 0.5질량부 이상이며, 예를 들면, 80질량부 이하, 바람직하게는 50질량부 이하이다.
충전제로서는, 예를 들면 실리콘 입자(구체적으로는, 실리콘 고무 입자를 포함함) 등의 유기 미립자, 예를 들면 실리카(예를 들면, 연무 실리카 등), 탈크, 알루미나, 질화알루미늄, 질화규소 등의 무기 미립자를 들 수 있다. 또한, 충전제의 최대 길이의 평균값(구 형상인 경우에는 평균 입자 직경)은, 예를 들면 0.1㎛ 이상, 바람직하게는 1㎛ 이상이며, 또한 예를 들면, 200㎛ 이하, 바람직하게는 100㎛ 이하이기도 하다. 충전제는 단독 사용 또는 병용할 수 있다. 충전제의 배합 비율은, 경화성 수지 100질량부에 대해, 예를 들면, 0.1질량부 이상, 바람직하게는 0.5질량부 이상이며, 또한 예를 들면, 70질량부 이하, 바람직하게는 50질량부 이하이기도 하다.
밀봉 시트(53)는 B스테이지 상태로 형성되어 있다.
또한, 밀봉 시트(53)의 25℃에 있어서의 압축 탄성률은, 예를 들면, 0.040㎫ 이상, 바람직하게는 0.050㎫ 이상, 보다 바람직하게는 0.075㎫ 이상, 더 바람직하게는 0.100㎫ 이상이며, 또한 예를 들면, 0.145㎫ 이하, 바람직하게는 0.140㎫ 이하, 보다 바람직하게는 0.135㎫ 이하, 더 바람직하게는 0.125㎫ 이하이다.
밀봉 시트(53)는 제 2 지지판(57)에 지지되어 있고, 구체적으로는, 밀봉 시트(53)의 상면(광반도체 소자(52)를 매설하는 하면에 대한 반대측 면)이 제 2 지지판(57)의 하면에 접착되어 있다. 또, 제 2 지지판(57)은 밀봉 시트(53)에 대한 기판(54)의 반대측, 즉 위측에 배치되어 있다.
그리고, 밀봉 준비체(50)를 준비하려면, 우선 제 1 지지판(56)을 준비하고, 다음에, 광반도체 소자(52)가 실장된 기판(54)을 제 1 지지판(56)의 중앙부에 탑재함과 아울러, 제 1 지지판(56)의 둘레단부, 즉 광반도체 소자(52)가 실장된 기판(54)의 주위의 제 1 지지판(56)에 스페이서(55)를 탑재한다. 별도로, 밀봉 시트(53)를 제 2 지지판(57)에 가접합하고, 이러한 제 2 지지판(57)의 둘레단부를, 밀봉 시트(53)가 기판(54)에 대향하도록 스페이서(55)의 상면에 탑재한다.
그 후, 준비한 밀봉 준비체(50)를 제 1 밀폐 공간(12)에 설치한다.
구체적으로는, 우선 제 2 형 부재(4)의 제 2 프레임 형상 부분(10)에 탄성 부재(3)를 접촉시킨다. 이것에 의해서, 제 2 밀폐 공간(13)이 형성된다.
다음에, 밀봉 준비체(50)를 탄성 부재(3)에 설치한다. 구체적으로는, 밀봉 준비체(50)의 제 1 지지판(56)을 탄성 부재(3)의 중앙부에 탑재한다.
이것에 의해서, 광반도체 소자(52), 기판(54) 및 밀봉 시트(53)가 제 2 형 부재(4)의 위측에 탄성 부재(3)를 거쳐서 대향 배치된다.
그 후, 제 1 형 부재(2)를, 밀봉 준비체(50)를 피복하도록, 제 2 형 부재(4)에 대향 배치한다. 구체적으로는, 제 1 형 부재(2)의 제 1 프레임 형상 부분(7)이, 제 2 형 부재(4)의 제 2 프레임 형상 부분(10)과의 사이에서, 탄성 부재(3)를 두께 방향에 끼우고, 또한 제 1 형 부재(2)의 제 1 캐비티(6)가 밀봉 준비체(50)를 포함하도록, 제 1 형 부재(2)를 탄성 부재(3)에 대해 설치한다.
이것에 의해서, 제 1 밀폐 공간(12)이 형성됨과 아울러, 밀봉 준비체(50)가 제 1 밀폐 공간(12)에 설치된다.
그 후, 도시하지 않은 협지 부재에 의해서, 제 1 프레임 형상 부분(7) 및 제 2 프레임 형상 부분(10)을 두께 방향으로 끼워넣는다.
[밀봉 공정]
밀봉 공정은, 설치 공정 후, 실시된다.
밀봉 공정은 감압 공정, 차압 발생 공정 및 회수 공정을 구비한다.
<감압 공정>
감압 공정에서는, 구체적으로는, 우선 도 1의 파선을 참조하면, 제 1 대기 밸브(18) 및 제 2 대기 밸브(21)를 폐쇄하고, 또한, 도 1의 굵은 선을 참조하면, 제 1 진공 밸브(17) 및 제 2 진공 밸브(20)를 개방한다. 이것에 의해서, 제 1 밀폐 공간(12)은 제 1 관(16) 및 제 1 진공 밸브(17)를 거쳐서 흡인 펌프(15)에 연통된다. 또, 제 2 밀폐 공간(13)은 제 2 관(19) 및 제 2 진공 밸브(20)를 거쳐서 흡인 펌프(15)와 연통된다. 이 상태에서, 흡인 펌프(15)를 작동시킨다. 이것에 의해서, 제 1 밀폐 공간(12)의 기압 P1 및 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2는 모두 감압된다. 기압 P1 및 기압 P2는 동일하고, 예를 들면, 10hPa 이하, 바람직하게는 5hPa 이하, 보다 바람직하게는, 3hPa 이하이며, 또한 예를 들면, 0.01hPa 이상이다.
상기한 기압 P1 및 기압 P2가 동일하기 때문에, 탄성 부재(3)는, 도 1을 참조하면, 두께 방향으로 이동하지 않고, (설정 위치에서) 정지하고 있다.
<차압 발생 공정>
차압 발생 공정은 감압 공정 후에 실시된다.
차압 발생 공정에서는, 차압 발생 장치(5)를 작동시켜, 제 1 밀폐 공간(12)의 기압 P1을 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2보다 낮게 한다.
구체적으로는, 도 3을 참조하면, 제 2 진공 밸브(20)를 폐쇄함과 아울러, 제 2 대기 밸브(21)를 개방한다. 이것에 의해서, 제 2 밀폐 공간(13)은 제 2 관(19) 및 제 2 대기 밸브(21)를 거쳐서 대기에 개방된다. 그 때문에, 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2는 대기압으로 된다. 그렇게 하면, 제 1 밀폐 공간(12)(도 1 참조)의 기압 P1은 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2에 대해 낮아진다. 즉, 제 1 밀폐 공간(12) 및 제 2 밀폐 공간(13)에서 차압이 생긴다. 그 때문에, 제 1 밀폐 공간(12)의 체적이 작아지도록, 탄성 부재(3)의 중앙부가 제 1 캐비티(6)측, 즉 위측으로 이동한다. 즉, 탄성 부재(3)의 중앙부가 상승한다.
구체적으로는, 탄성 부재(3) 중, 제 1 지지판(56)에 대향하는 부분은, 도 3의 화살표로 나타내는 바와 같이, 제 1 지지판(56)을 위측으로 가압하도록 상승한다. 제 1 지지판(56)의 상승에 따라, 제 2 지지판(57)이 제 1 캐비티(6)의 하면(오목면)에 접촉하고, 또 제 1 지지판(56)이 제 2 지지판(57)을 가압하고, 다음에, 스페이서(55)의 상하 방향 길이(두께)가 축소된다. 이것에 의해서, 밀봉 시트(53) 및 기판(54)은 제 1 지지판(56) 및 제 2 지지판(57)에 의해서, 두께 방향으로 프레스된다.
또, 탄성 부재(3) 중, 제 1 지지판(56)으로부터 노출되는 부분은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 지지판(56) 및 제 2 지지판(57)과, 제 1 캐비티(6)의 측면에 형성되는 간극에 충전된다. 이것에 의해서, 제 1 밀폐 공간(12)이 실질적으로 소실된다.
이것에 의해서, 밀봉 준비체(50)는 상하 방향으로 가압되고, 그리고 밀봉 시트(53)에 의해서 광반도체 소자(52)가 매설되어 밀봉된다.
밀봉 시트(53)의 광반도체 소자(52)의 매설과 동시 혹은 매설 후, 밀봉 시트(53)를 C스테이지화한다. 예를 들면, 밀봉 시트(53)가 B스테이지의 2단계 경화형 열강화성 수지를 함유하는 경우에는, 제 1 형 부재(2) 및 제 2 형 부재(4)에 내장되는 히터(도시하지 않음)에 의해서 밀봉 시트(53)를 가열한다. 혹은, 밀봉 시트(53)가 B스테이지의 2단계 경화형 활성 에너지선 경화성 수지를 함유하는 경우에는, 도시하지 않은 자외선 램프 등을 이용하여 자외선을 밀봉 시트(53)에 조사한다.
이것에 의해서, 기판(54)과, 기판(54)에 실장되는 광반도체 소자(52)와, 광반도체 소자(52)를 밀봉하는 밀봉 시트(53)를 구비하는 광반도체 장치(51)가 제조된다.
[회수 공정]
회수 공정은 차압 발생 공정 후에 실시된다.
회수 공정에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 진공 밸브(17)를 폐쇄하고(파선 참조), 또한 제 1 대기 밸브(18)를 개방한다(굵은 선 참조). 이것에 의해서, 제 1 밀폐 공간(12)은 제 1 관(16) 및 제 1 대기 밸브(18)를 거쳐서 대기에 개방된다. 그 때문에, 제 1 밀폐 공간(12)의 기압 P1은 대기압이 되고, 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2와 동일하게 된다. 그렇게 하면, 탄성 부재(3)는 제 2 캐비티(9)측으로 이동한다. 즉, 탄성 부재(3)는 설치 위치까지 하강한다. 이것에 의해서, 제 1 지지판(56) 및 제 2 지지판(57)의 가압이 해방되어, 스페이서(55)가 원래의 두께까지 늘어난다. 또, 밀봉 시트(53)는 기판(54) 및 광반도체 소자(52)에 접착되는 것에 의해서, 제 2 지지판(57)으로부터 이격된다.
그 후, 도시하지 않은 협지 부재를 제 1 프레임 형상 부분(7) 및 제 2 프레임 형상 부분(10)으로부터 분리하고, 계속해서 제 2 형 부재(4)를 탄성 부재(3)로부터 끌어올린다.
그 후, 밀봉 준비체(50)의 제 2 지지판(57)을 스페이서(55)로부터 끌어올리고, 그리고 광반도체 장치(51)를 회수한다. 이것에 의해서, 광반도체 장치(51)를 얻는다.
그리고, 이 밀봉 장치(1)에 의하면, 제 1 형 부재(2)와, 탄성 부재(3)와, 차압 발생 장치(5)를 구비하므로, 밀봉 장치(1)의 장치 구성을 간이하게 할 수 있고, 그 때문에, 밀봉 장치(1)의 소형화를 도모할 수 있다.
즉, 종래의 평판 프레스기는 2매의 프레스판(금형), 및 그들에 가압력을 부여하기 위한 가압원을 구비하고 있으며, 가압원은 대형의 크랭크 기구 등으로 구성되어 있고, 프레스판의 근방에 프레스판과 연결하도록 마련되어 있어, 그 때문에, 평판 프레스기는 대형이다.
이러한 종래의 평판 프레스기에 반해, 이 밀봉 장치(1)에서는, 제 1 관(16) 및 제 2 관(19)을 적당한 길이로 조절하고 있고, 제 1 형 부재(2) 및 제 2 형 부재(4)로부터 비교적 먼 위치에, 흡인 펌프(15)를 높은 자유도로 배치할 수 있다. 그 때문에, 밀봉 장치(1)의 소형화를 도모할 수 있다.
즉, 밀봉 장치(1)는 제 1 형 부재(2), 탄성 부재(3) 및 제 2 형 부재(4)와, 차압 발생 장치(5)를 별체로서 구성할 수 있으므로, 제 1 형 부재(2), 탄성 부재(3) 및 제 2 형 부재(4)와, 차압 발생 장치(5)를 각각 독립적으로 배치하여 소형화를 도모할 수 있다. 그 때문에, 밀봉 장치(1)는, 각 부재의 소형화를 도모하고, 운반성이 우수하다. 그리고, 밀봉 장치(1)의 사용시에는, 제 1 형 부재(2)와 흡인 펌프(15)를 제 1 관(16)으로 접속함과 아울러, 제 2 형 부재(4)와 흡인 펌프(15)를 제 2 관(19)으로 접속하는 것에 의해서, 밀봉 장치(1)를 구성할 수 있다.
또한, 제 1 형 부재(2), 탄성 부재(3) 및 제 2 형 부재(4)를 유닛으로 하고, 이 유닛과 차압 발생 장치(5)를 세트로 반송하고, 밀봉 장치(1)의 사용시에, 유닛과 차압 발생 장치(5)를 독립적으로 배치할 수도 있다.
또한, 이 밀봉 장치(1)에 의하면, 차압 발생 장치(5)를 작동시키는 것에 의해서, 탄성 부재(3)가 제 1 캐비티(6)측으로 이동한다. 그 때문에, 밀봉 준비체(50)를, 광반도체 소자(52)와 밀봉 시트(53)의 대향 방향, 즉 두께 방향(상하 방향)으로 가압하여, 밀봉 시트(53)에 의해서 광반도체 소자(52)를 확실히 밀봉할 수 있다.
이 밀봉 장치(1)에서는, 제 1 형 부재(2) 및 제 2 지지판(57)은 투명 재료로 형성되어 있고, 즉 광반도체 소자(52) 및 밀봉 시트(53)를 윗쪽 및/또는 옆쪽으로부터 육안으로 보기 가능하게 구성되어 있다. 그 때문에, 제 1 형 부재(2) 및 제 2 지지판(57)을 거쳐서, 광반도체 소자(52) 및 밀봉 시트(53)의 밀봉 상태를, 윗쪽 및/또는 옆쪽으로부터 육안으로 확인할 수 있다.
또한, 이 밀봉 장치(1)에서는, 제 2 형 부재(4)가, 제 2 밀폐 공간(13)을 형성 가능한 제 2 캐비티(9)를 가지므로, 제 2 캐비티(9)에 의해서, 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2를 제 1 밀폐 공간(12)의 기압 P1보다 확실히 높게 하는 것에 의해서, 탄성 부재(3)를 제 1 캐비티(6)측으로 확실히 이동시킬 수 있다.
또, 이 밀봉 장치(1)에서는, 제 1 지지판(56) 및 제 2 지지판(57)의 각각에 의해서, 광반도체 소자(52)가 실장되는 기판(54) 및 밀봉 시트(53)의 각각의 밀봉 자세(밀봉 자세)를 확실히 유지할 수 있다. 구체적으로는, 기판(54) 및 밀봉 시트(53)의 수평 자세를 확실히 유지할 수 있다. 그 때문에, 밀봉 시트(53)에 의해서 광반도체 소자(52)를 정밀도 좋게 밀봉할 수 있다.
또한, 상기한 방법에 의하면, 밀봉 공정에서, 차압 발생 장치(5)를 작동시키는 것에 의해서, 제 1 밀폐 공간(12)의 기압 P1을 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2보다 낮게 하고, 탄성 부재(3)를 제 1 캐비티(6)측으로 이동시키고, 이것에 의해서, 밀봉 준비체(50)를 광반도체 소자(52)와 밀봉 시트(53)의 대향 방향, 즉 두께 방향(상하 방향)으로 가압하여, 밀봉 시트(53)에 의해서 광반도체 소자(52)를 확실히 밀봉할 수 있다.
그 때문에, 제 1 밀폐 공간(12)의 기압 P1을 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2보다 낮게 하는 간이한 방법으로, 밀봉 시트(53)에 의해서 광반도체 소자(52)를 확실히 밀봉할 수 있다.
또, 이 방법에 의하면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 감압 공정에서, 제 1 밀폐 공간(12) 및 제 2 밀폐 공간(13)을 모두 감압한 후, 도 3에 나타내는 바와 같이, 차압 발생 공정에서, 제 2 밀폐 공간(13)에 대기를 유입시키는 것에 의해서, 그 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2를 대기압으로 할 수 있다. 그 때문에, 제 1 밀폐 공간(12)의 기압 P1을 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2보다 신속히 낮게 할 수 있다.
즉, 구체적으로는, 도 3을 참조하면, 제 2 대기 밸브(21)를 한번에 개방하는 것에 의해서, 제 2 대기 밸브(21), 제 1 분기부(22) 및 제 2 관(19)으로부터 대기가 순간적으로 유입될 수 있다.
그 결과, 탄성 부재(3)를 제 1 캐비티(6)측으로 신속히 이동, 즉 탄성 부재(3)를 단번에 상승시켜, 밀봉 시트(53)에 의해서 광반도체 소자(52)를 효율적으로 밀봉할 수 있다.
(변형예)
이후의 설명에서, 도 1~도 4의 실시 형태와 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 밀봉 시트(53)를, 광반도체 소자(52)가 실장되는 기판(54)의 위측에 배치하고, 밀봉 시트(53)에 의해서 광반도체 소자(52)의 상면 및 측면을 피복하고 있다. 그러나, 밀봉 시트(53), 및 광반도체 소자(52)가 실장되는 기판(54)의 배치는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 5를 참조하면, 밀봉 시트(53)를, 광반도체 소자(52)가 실장되는 기판(54)의 아래측에 배치하고, 다음에, 밀봉 시트(53)에 의해서, 광반도체 소자(52)의 하면 및 측면을 피복할 수도 있다.
또, 제 2 지지판(57)은 탄성 부재(3)의 중앙부에 탑재되어 있고, 그 상면에는 밀봉 시트(53)의 하면이 가접착되어 있다.
또한, 제 2 지지판(57)은 투명 재료 이외의 경질의 재료를 채용할 수도 있다.
한편, 제 1 지지판(56)에는, 기판(54)이 가접합되어 있다.
또한, 제 1 지지판(56)은, 밀봉 공정에서, 구체적으로는 탄성 부재(3)의 중앙부가 상승하면, 그 상면이 제 1 캐비티(6)의 하면(오목면)에 접촉된다.
또한, 제 1 지지판(56)은, 바람직하게는 광반도체 소자(52) 및 밀봉 시트(53)의 시인성의 관점에서, 유리, 아크릴 수지, 실리콘 수지(구체적으로는, PMMA 등) 등의 투명 재료로 형성되어 있다.
도 5의 실시 형태에 의해서, 도 1~도 4와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
도 1~도 5의 실시 형태에서는, 제 2 형 부재(4)를 제 1 형 부재(2)의 아래측에 배치하고 있지만, 예를 들면 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 제 2 형 부재(4)를 제 1 형 부재(2)의 위쪽에 배치할 수도 있다.
도 6 및 도 7의 실시 형태에서는, 차압 발생 공정에서, 제 1 밀폐 공간(12)(도 6 및 도 7에서 도시하지 않음, 도 1 참조)의 기압 P1이 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2에 비해 낮아지는 차압이 생기고, 그 때문에, 탄성 부재(3)가 아래측으로 이동한다. 즉, 탄성 부재(3)의 중앙부가 하강한다.
도 6의 실시 형태에서는, 차압 공정에서, 밀봉 시트(53)가, 광반도체 소자(52)가 실장되는 기판(54)의 위측에 배치되고, 밀봉 시트(53)가, 광반도체 소자(52)의 상면 및 측면을 피복한다.
한편, 도 7의 실시 형태에서는, 차압 공정에서, 밀봉 시트(53)가, 광반도체 소자(52)가 실장되는 기판(54)의 아래측에 배치되어 밀봉 시트(53)이, 광반도체 소자(52)의 하면 및 측면을 피복한다.
도 6 및 도 7의 실시 형태에 의해서, 도 1~도 5와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 1~도 7의 실시 형태에서는, 제 2 형 부재(4)에 미리 제 2 캐비티(9)를 형성하고 있지만, 예를 들면, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 2 형 부재(4)를 평판 형상으로 형성할 수도 있다.
도 8 및 도 9에서, 제 2 형 부재(4)의 상면은 평탄형으로 형성되어 있다.
이 제 2 형 부재(4)를 이용하여도, 감압 공정(도 8 참조) 및 차압 발생 공정(도 9 참조)에서, 제 1 밀폐 공간(12)(도 8 참조) 및 제 2 밀폐 공간(13)(도 9 참조)이 각각 형성됨과 아울러, 제 1 밀폐 공간(12)(도 8 참조) 및 제 2 밀폐 공간(13)(도 9 참조)에서, 제 1 밀폐 공간(12)의 기압 P1이 제 2 밀폐 공간(13)의 기압 P2에 비해 낮아지는 차압이 생긴다.
도 8 및 도 9의 실시 형태에 의해서도, 도 1~도 7과 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또, 도 8 및 도 9의 실시 형태에서는, 제 2 형 부재(4)에 제 2 캐비티(9)를 형성하지 않고, 그 상면을 평탄형으로 형성하고 있으므로, 밀봉 장치(1)의 구성을 보다 한층 간단하게 할 수 있다.
또, 도 1~도 9의 실시 형태에서는, 제 2 형 부재(4)를 밀봉 장치(1)에 마련하고 있지만, 예를 들면, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 제 2 형 부재(4)를 밀봉 장치(1)에 마련하지 않고, 밀봉 장치(1)를 구성할 수도 있다.
도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 탄성 부재(3)는 밀봉 장치(1)의 하부에 마련되어 있고, 탄성 부재(3)의 하면은 노출되어 있다. 또한, 탄성 부재(3)의 둘레단부는 제 1 형 부재(2)의 제 1 프레임 형상 부분(7)과 접촉하도록 배치되어 있다.
또한, 탄성 부재(3)에 대해 제 1 밀폐 공간(12)의 반대측의 공간은 개방 공간(13')으로 되어 있다.
또힌, 차압 발생 장치(5)는 제 2 관(19), 제 2 진공 밸브(20) 및 제 2 대기 밸브(21)를 구비하고 있지 않다.
이 방법의 밀봉 공정은, 상기한 감압 공정을 구비하지 않고, 차압 발생 공정 전에, 우선 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 대기 밸브(18) 및 제 1 진공 밸브(17)를 개방함과 아울러, 흡인 펌프(15)를 작동시킨다.
이 때, 제 1 밀폐 공간(12)은 제 1 진공 밸브(17)를 거쳐서 흡인 펌프(15)에 연통되는 한편, 제 1 대기 밸브(18)를 거쳐서 대기에 개방되고 있으므로, 제 1 밀폐 공간(12)의 기압 P1은 감압되지 않고, 대기압을 유지하고 있다.
다음에, 차압 발생 공정에서, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제 1 대기 밸브(18)를 폐쇄한다. 그렇게 하면, 제 1 밀폐 공간(12)은 제 1 진공 밸브(17)를 거쳐서 흡인 펌프(15)에만 연통되므로, 제 1 밀폐 공간(12)의 기압 P1이 감압된다. 즉, 제 1 밀폐 공간(12)의 기압 P1이 개방 공간(13')의 기압 P2, 즉 대기압에 비해 낮아진다. 그렇게 하면, 탄성 부재(3)가 상승한다. 이것에 의해서, 밀봉 준비체(50)가 두께 방향으로 가압되어, 광반도체 소자(52)가 밀봉 시트(53)에 의해서 밀봉된다.
도 10 및 도 11에 의해서도, 도 1~도 9의 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또 도 10 및 도 11의 실시 형태에서는, 밀봉 장치(1)가 제 2 형 부재(4)를 구비하지 않기 때문에, 밀봉 장치(1)의 구성을 보다 한층 간단하게 할 수 있다.
또한, 도시하지 않지만, 도 1~도 9의 실시 형태에서는, 감압 공정 및 차압 발생 공정에서, 흡인 펌프(15)를 이용하여 제 1 밀폐 공간(12)을 감압하고 있지만, 예를 들면, 흡인 펌프(15) 대신에, 압력 등의 기체에 의한 가압 장치를 이용하여, 제 2 밀폐 공간(13)을 가압할 수도 있다.
또한, 도시하지 않지만, 도 1~도 11의 실시 형태에서는, 밀봉 준비체(50)에 제 1 지지판(56) 및 제 2 지지판(57)을 마련하고 있지만, 예를 들면, 도시하지 않지만, 제 1 지지판(56) 및 제 2 지지판(57)의 어느 한쪽만을 마련하거나 혹은 양쪽을 마련하지 않고, 밀봉 준비체(50)를 구성할 수도 있다.
또한, 도 1~도 11의 실시 형태에서는, 밀봉 준비체(50)에 스페이서(55)를 마련하고 있지만, 특별히 한정되지 않고, 도시하지 않지만, 밀봉 준비체(50)를, 스페이서(55)를 마련하는 일없이 구성할 수도 있다.
또한, 도 1~도 11의 실시 형태에서는, 본 발명의 접착 장치를, 광반도체 소자(52)를 밀봉 시트(53)에 의해서 밀봉하기 위한 밀봉 장치(1)로서 설명하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 1을 참조하면, 전자 부품(52)을 수지 시트(53)에 의해서 접착하기 위한 접착 장치(1)로 할 수도 있다.
또, 본 발명의 접착 장치를, 도 1을 참조하면, 전자 부품(52)과, 다른 부재(57)를 수지 시트(53)에 의해서 접착하기 위한 접착 장치(1)로 할 수도 있다. 이 경우에는, 수지 시트(53)는 전자 부품(52)과, 다른 부재(57)에 의해서 두께 방향으로 끼워넣는다.
전자 부품(52)은 광반도체 소자(52) 및 그 이외의 반도체 소자를 포함하고, 또한 콘덴서 등도 포함한다.
수지 시트(53)는 충전제로서, 카본 블랙 등의 안료를 적당한 비율로 포함할 수도 있다.
접착 장치(1)에는, 도 1을 참조하면, 설치 공정에서, 접착 준비체(50)가 설치된다. 접착 준비체(50)는 전자 부품(52)이 실장된 기판(54)을 구비한다.
또, 상기 발명은, 본 발명의 예시의 실시 형태로서 제공했지만, 이것은 단순한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해서 명백한 본 발명의 변형예는 후기(後記)하는 특허청구범위에 포함된다.
(산업상 이용 가능성)
접착 장치는 밀봉 장치로서 이용된다.
1: 밀봉 장치(접착 장치)
2: 제 1 형 부재
3: 탄성 부재
4: 제 2 형 부재
5: 차압 발생 장치
6: 제 1 캐비티
12: 제 1 밀폐 공간
13: 제 2 밀폐 공간
13': 개방 공간
50: 밀봉 준비체(접착 준비체)
52: 광반도체 소자(전자 부품)
53: 밀봉 시트(수지 시트)
54: 기판
56: 제 1 지지판
57: 제 2 지지판
P1: 기압(제 1 밀폐 공간)
P2: 기압(제 2 밀폐 공간)

Claims (7)

  1. 전자 부품을 수지 시트에 의해서 접착하기 위한 접착 장치로서,
    상기 전자 부품, 및 상기 전자 부품과 간격을 두고 대향 배치되는 상기 수지 시트를 구비하는 접착 준비체를 수용 가능한 제 1 캐비티를 가지는 제 1 형 부재와,
    상기 제 1 캐비티와 제 1 밀폐 공간을 형성 가능하도록, 상기 수지 시트와 대향 배치되는 탄성 부재와,
    상기 제 1 형 부재에 접속되어 있고, 상기 제 1 밀폐 공간의 기압을, 상기 탄성 부재에 대해 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 공간의 기압보다 낮게 하기 위한 차압 발생 수단
    을 구비하되,
    상기 차압 발생 수단이 작동하는 것에 의해서, 상기 탄성 부재가 상기 제 1 캐비티측으로 이동하고, 이것에 의해, 상기 접착 준비체가, 상기 전자 부품과 상기 수지 시트의 대향 방향으로 가압되어, 상기 수지 시트에 의해서 상기 전자 부품을 접착하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 접착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 형 부재 및 상기 탄성 부재는 상기 차압 발생 수단과 별체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 접착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 형 부재는 상기 전자 부품 및/또는 상기 수지 시트를 육안으로 보는 것이 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 접착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 형 부재와 상기 탄성 부재를 사이에 두고 대향 배치되는 제 2 형 부재를 구비하며,
    상기 제 2 형 부재는, 상기 제 1 캐비티와 상기 탄성 부재를 사이에 두고 대향하고, 상기 탄성 부재와, 상기 탄성 부재에 대해 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 상기 공간을 밀폐하는 제 2 밀폐 공간을 형성 가능한 제 2 캐비티를 가지는 것을 특징으로 하는 접착 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착 준비체는,
    상기 전자 부품이 실장되는 기판과,
    상기 기판의 상기 전자 부품에 대한 반대측에 배치되고, 상기 기판을 지지하기 위한 제 1 지지판과,
    상기 수지 시트의 상기 기판에 대한 반대측에 배치되고, 상기 수지 시트를 지지하기 위한 제 2 지지판을 구비하는 것을 특징으로 하는 접착 장치.
  6. 접착 장치를 이용하여, 수지 시트에 의해서 전자 부품을 접착해서 전자 장치를 제조하는 방법으로서,
    상기 접착 장치는, 상기 전자 부품, 및 상기 전자 부품과 간격을 두고 대향 배치되는 상기 수지 시트를 구비하는 접착 준비체를 수용 가능한 제 1 캐비티를 가지는 제 1 형 부재와,
    상기 제 1 캐비티와 제 1 밀폐 공간을 형성 가능하도록, 상기 수지 시트와 대향 배치되는 탄성 부재와,
    상기 제 1 형 부재에 접속되어 있고, 상기 제 1 밀폐 공간의 기압을, 상기 탄성 부재에 대해 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 공간의 기압보다 낮게 하기 위한 차압 발생 수단을 구비하며,
    상기 차압 발생 수단이 작동하는 것에 의해서, 상기 탄성 부재가 상기 제 1 캐비티측으로 이동하고, 이것에 의해, 상기 접착 준비체가, 상기 전자 부품과 상기 수지 시트의 대향 방향으로 가압되어, 상기 수지 시트에 의해서 상기 전자 부품을 접착하도록 구성되어 있고,
    상기 방법은,
    상기 접착 장치의 상기 제 1 밀폐 공간에 상기 접착 준비체를 설치하는 설치 공정, 및
    상기 차압 발생 수단을 작동시켜, 상기 제 1 밀폐 공간의 기압을, 탄성 부재에 대해 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 공간의 기압보다 낮게 하는 것에 의해서, 상기 탄성 부재를 상기 제 1 캐비티측으로 이동시키고, 이것에 의해, 상기 접착 준비체를 상기 전자 부품과 상기 수지 시트의 대향 방향으로 가압시켜, 상기 수지 시트에 의해 상기 전자 부품을 접착하는 접착 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 접착 공정은,
    상기 제 1 밀폐 공간 및 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 상기 공간을 모두 감압하는 감압 공정, 및
    상기 감압 공정 후, 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 상기 공간의 기압을 대기압으로 하고, 상기 제 1 밀폐 공간의 기압을 상기 제 1 밀폐 공간의 반대측의 상기 공간의 기압보다 낮게 하는 차압 발생 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
KR1020157025605A 2013-03-18 2014-01-30 접착 장치 및 전자 장치의 제조 방법 KR20150131055A (ko)

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JP2013055249A JP2014183096A (ja) 2013-03-18 2013-03-18 貼着装置および電子装置の製造方法
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