KR20240026437A - 접합체의 제조 방법 및 접합체의 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
접합체의 제조 방법에 있어서의 접합 공정은 적층체를 지지 장치에 장착하는 지지 공정과, 적층체를 압압하는 압압 공정을 구비한다. 지지 장치의 압압 부재는 원형으로 구성되는 투명한 유리판이다. 지지 장치의 시일 부재는 압압 부재와 베이스 부재 사이에서 적층체를 원형으로 둘러싸도록 구성된다. 압압 공정에서는 기압 조정 장치에 의해 수용 공간의 기압을 저하시킴으로써 압압 부재를 시일 부재에 밀착시키고, 또한 압압 부재에 의해 적층체를 압압한다.
Description
본 발명은 기판을 접합함으로써 접합체를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
주지와 같이, LED 소자, 그 외의 전자 소자는 열화 방지를 위해 기밀 패키지 내에 수용된다. 기밀 패키지는, 예를 들면 기재인 제 1 기판과, 유리 기판으로 이루어지는 제 2 기판을 접합함으로써 접합체로서 구성된다.
예를 들면 특허문헌 1에는, 기재(접합 대상 부재)인 제 1 기판과, 유리 부재로 이루어지는 제 2 기판 사이에 봉착(封着) 재료(접합재)를 개재시키고, 봉착 재료를 가열함으로써 접합체를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
이 제조 방법에서는, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 봉착 재료를 배치한 적층체를 준비하고, 이 적층체를 지그에 장착하고, 지그의 내부의 기압을 조정함으로써 적층체를 압압한다. 또한, 적층체를 압압한 상태에서, 봉착 재료에 레이저광을 조사하여 봉착 재료로부터 접합부를 형성함으로써 접합체가 제조된다(동 문헌의 단락 0036∼0046 참조).
이 제조 방법에 사용되는 지그는 적층체를 지지하는 지그 본체와, 적층체를 압압하는 지그 본체용 뚜껑체를 구비한다. 도 23(동 문헌의 도 3에 상당)에 나타낸 바와 같이, 지그 본체(101)는 적층체(LM)를 수용하는 오목부(102)와, 오목부(102) 내에 배치됨과 아울러 적층체(LM)가 적재되는 바이어싱부(103)를 구비한다.
또한, 도 23에 나타낸 바와 같이, 지그 본체(101)는 그 둘레벽부의 선단부(상단부)에 시일 부재(패킹재)(104)를 갖는다(동 문헌의 단락 0041 참조). 시일 부재(104)는 지그 본체(101)의 둘레벽부의 형상을 따라서 바이어싱부(103) 및 적층체(LM)를 둘러싸도록 평면시 사각형 형상으로 구성되어 있다. 지그 본체용 뚜껑체는 지그 본체(101) 및 시일 부재(104)의 형상을 따라서 사각형 형상으로 구성된다(동 문헌의 도 4 참조). 지그 본체용 뚜껑체는 지그 본체(101)에 부착될 때에, 시일 부재(104)에 적재된다.
특허문헌 1에 따른 접합체의 제조 방법에서는, 오목부(102)의 기체를 펌프에 의해 배출하여 오목부(102)의 기압을 저하시킴으로써, 지그 본체용 뚜껑체를 시일 부재(104)에 밀착시킴과 아울러, 이 지그 본체용 뚜껑체를 휘게 해서 적층체(LM)를 압압할 수 있다.
상기와 같은 종래의 접합체의 제조 방법에서는 시일 부재(104)가 사각형 형상으로 형성되고, 지그 본체용 뚜껑체도 사각형 형상으로 구성되어 있었기 때문에, 이하와 같은 문제가 생길 우려가 있었다.
즉, 도 23에 나타낸 바와 같이, 사각형 형상으로 배치되는 시일 부재(104)의 한 변의 중간부의 위치(P1)로부터 적층체(LM)의 중심(O)까지의 거리(D1)와 시일 부재(104)의 코너부의 위치(P2)로부터 적층체(LM)의 중심(O)까지의 거리(D2)가 상이하다. 이러한 거리(D1, D2)의 차이가 주된 원인이 되어, 적층체(LM)에 대한 지그 본체용 뚜껑체의 압압력에 불균일이 생길 우려가 있었다. 이 압압력의 불균일은 적층체(LM)가 대형화될수록 현저해진다.
상기한 바와 같이 지그 본체용 뚜껑체에 의한 적층체의 압압력에 불균일이 생기면, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 위치하는 봉착 재료에 각 기판과의 밀착이 불충분한 부분이 발생하여, 접합 불량의 원인이 된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 기판 사이에 개재하는 봉착 재료에 레이저광을 조사함으로써 접합체를 제조할 경우에, 봉착 재료와 각 기판의 밀착성을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 것이고, 제 1 기판과, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합하는 봉착층을 구비하는 접합체를 제조하는 방법으로서, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 봉착 재료를 개재시킴과 아울러, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 포갬으로써 적층체를 형성하는 적층 공정과, 상기 적층체에 있어서의 상기 봉착 재료에 레이저광을 조사함으로써 상기 봉착층을 형성하는 접합 공정을 구비하고, 상기 접합 공정은 상기 적층체를 지지 장치에 장착하는 지지 공정과, 상기 적층체를 압압하는 압압 공정과, 상기 봉착 재료에 상기 레이저광을 조사하는 레이저 조사 공정을 구비하고, 상기 지지 장치는 상기 적층체를 압압하는 압압 부재와, 상기 압압 부재를 지지하는 베이스 부재와, 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에 배치되는 시일 부재와, 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에 형성되는 상기 적층체의 수용 공간과, 상기 수용 공간의 기압을 조정하는 기압 조정 장치를 구비하고, 상기 압압 부재는 원형으로 구성되는 투명한 유리판이고, 상기 시일 부재는 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에서 상기 적층체를 원형으로 둘러싸도록 구성되어 있고, 상기 압압 공정에서는 상기 기압 조정 장치에 의해 상기 수용 공간의 기압을 저하시킴으로써 상기 압압 부재를 상기 시일 부재에 밀착시키고, 또한 상기 압압 부재에 의해 상기 적층체를 압압하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 압압 부재를 원형의 투명한 유리판으로 하고, 베이스 부재와 이 압압 부재 사이에 위치하는 시일 부재를, 적층체를 원형으로 둘러싸도록 구성함으로써, 압압 공정에 있어서 압압 부재가 적층체를 압압하는 힘의 불균일을 가급적으로 작게 하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 적층체에 있어서의 봉착 재료 각 기판에 대한 밀착성을 향상시키는 것이 가능해진다.
상기 지지 장치는 상기 수용 공간 내에서 상기 적층체를 지지하는 지지 부재를 구비하고, 상기 지지 부재는 상기 적층체를 수용하는 수용부를 갖고, 상기 지지 공정에서는 상기 제 1 기판을 상기 수용부에 수용함과 아울러, 상기 제 2 기판의 두께 방향의 일부가 상기 수용부로부터 상기 압압 부재를 향해서 돌출되도록 상기 제 2 기판을 상기 수용부에 수용해도 좋다. 여기에서, 수용부는 적층체를 수용가능한 오목부이어도 좋고, 적층체를 위치 결정할 수 있는 형태이면 특별히 제한은 없고, 예를 들면 지지 부재 표면에 위치 결정용 돌출부를 복수 형성하고, 그 내측의 공간을 수용부로 해도 좋다.
적층체를 구성하는 제 2 기판을 유리 기판으로 하고, 제 2 기판의 두께 방향의 일부를 지지 부재의 수용부로부터 돌출되게 함으로써, 압압 공정에 있어서 압압 부재는 적층체의 제 2 기판에 대하여 학실하게 접촉하여, 효과적으로 적층체를 압압하는 것이 가능해진다.
또한, 제 2 기판은 상기한 바와 같이 수용부로부터 돌출되는 부분 이외의 다른 부분이 수용부에 수용됨으로써, 지지 공정 및 압압 공정에 있어서 위치 어긋남이 생기는 일 없이 수용부에 록킹되게 된다. 이것에 의해, 적층체의 봉착 재료에 대하여 레이저광을 정밀도 좋게 조사할 수 있다.
상기 제 2 기판의 두께 방향의 일부가 상기 수용부로부터 돌출되는 치수는 상기 제 2 기판의 두께 치수의 0.05∼0.95배이어도 좋다.
본 방법에서는, 상기 수용 공간의 기압은 바람직하게는 100∼95,000Pa, 보다 바람직하게는 1,000∼85,000Pa이다.
상기 압압 부재의 두께는 3∼10mm이어도 좋다. 또한, 상기 압압 부재의 영률은 바람직하게는 50∼80GPa, 보다 바람직하게는 60∼70GPa이다. 이것에 의해, 압압 공정에 있어서, 압압 부재는 적당한 휨에 의해 적층체를 적합하게 압압하는 것이 가능해진다.
상기 지지 공정에 있어서, 상기 수용 공간에 드라이 에어가 충전되어도 좋다. 이것에 의해, 제조된 접합체에 형성되는 캐비티 내를 수분이 적은 상태로 할 수 있어서, 기밀 패키지 내의 LED 소자 등의 전자 소자의 성능이 열화되는 것을 회피할 수 있다.
더욱이, 상기 제 1 기판은 고열 전도성 기판이며, 상기 제 2 기판은 유리 기판인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 것이고, 제 1 기판과, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합하는 봉착층을 구비하는 접합체를 제조하는 장치로서, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 봉착 재료를 개재시킴과 아울러 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 포갬으로써 구성되는 적층체를 지지하는 지지 장치와, 상기 적층체에 있어서의 상기 봉착 재료에 레이저광을 조사함으로써 상기 봉착층을 형성하는 레이저 조사 장치를 구비하고, 상기 지지 장치는 상기 적층체를 압압하는 압압 부재와, 상기 압압 부재를 지지하는 베이스 부재와, 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에 배치되는 시일 부재와, 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에 형성되는 상기 적층체의 수용 공간과, 상기 수용 공간의 기압을 조정하는 기압 조정 장치를 구비하고, 상기 압압 부재는 원형으로 구성되는 투명한 유리판이며, 상기 시일 부재는 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에서 상기 적층체를 원형으로 둘러싸도록 구성되어 있고, 상기 기압 조정 장치에 의해 상기 수용 공간의 기압을 저하시킴으로써 상기 압압 부재를 상기 시일 부재에 밀착시키고, 또한 상기 압압 부재에 의해 상기 적층체를 압압하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 압압 부재를 원형의 투명한 유리판으로 하고, 베이스 부재와 이 압압 부재 사이에 위치하는 시일 부재를, 적층체를 원형으로 둘러싸도록 구성함으로써, 압압 부재가 적층체를 압압하는 힘의 불균일을 가급적으로 작게 하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 적층체에 있어서의 봉착 재료의 각 기판에 대한 밀착성을 향상시키는 것이 가능해진다.
본 발명에 의하면, 기판 사이에 개재하는 봉착 재료에 레이저광을 조사함으로써 접합체를 제조할 경우에, 봉착 재료와 각 기판의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 접합체의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II 화살시선에 따른 단면도이다.
도 3은 제 2 기판의 저면도이다.
도 4는 접합체의 제조 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 지지 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI 화살시선에 따른 단면도이다.
도 7은 지지 부재의 평면도이다.
도 8은 압압 부재의 평면도이다.
도 9는 프레임체의 평면도이다.
도 10은 지지 부재를 베이스 부재에 부착하는 방법을 나타내는 단면도이다.
도 11은 지지 부재를 베이스 부재에 부착하는 방법을 나타내는 평면도이다.
도 12는 도 11의 XII-XII 화살시선에 따른 단면도이다.
도 13은 접합체의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 14는 적층 공정을 나타내는 단면도이다.
도 15는 접합 공정을 나타내는 플로우차트이다.
도 16은 지지 공정을 나타내는 단면도이다.
도 17은 지지 공정을 나타내는 단면도이다.
도 18은 제 2 실시형태에 따른 접합체의 제조 장치를 나타내는 평면도이다.
도 19는 지지 부재의 평면도이다.
도 20은 지지 부재를 베이스 부재에 부착하는 방법을 나타내는 단면도이다.
도 21은 지지 공정을 나타내는 단면도이다.
도 22는 지지 공정을 나타내는 단면도이다.
도 23은 종래의 접합체의 제조 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II 화살시선에 따른 단면도이다.
도 3은 제 2 기판의 저면도이다.
도 4는 접합체의 제조 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 지지 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI 화살시선에 따른 단면도이다.
도 7은 지지 부재의 평면도이다.
도 8은 압압 부재의 평면도이다.
도 9는 프레임체의 평면도이다.
도 10은 지지 부재를 베이스 부재에 부착하는 방법을 나타내는 단면도이다.
도 11은 지지 부재를 베이스 부재에 부착하는 방법을 나타내는 평면도이다.
도 12는 도 11의 XII-XII 화살시선에 따른 단면도이다.
도 13은 접합체의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 14는 적층 공정을 나타내는 단면도이다.
도 15는 접합 공정을 나타내는 플로우차트이다.
도 16은 지지 공정을 나타내는 단면도이다.
도 17은 지지 공정을 나타내는 단면도이다.
도 18은 제 2 실시형태에 따른 접합체의 제조 장치를 나타내는 평면도이다.
도 19는 지지 부재의 평면도이다.
도 20은 지지 부재를 베이스 부재에 부착하는 방법을 나타내는 단면도이다.
도 21은 지지 공정을 나타내는 단면도이다.
도 22는 지지 공정을 나타내는 단면도이다.
도 23은 종래의 접합체의 제조 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 내지 도 17은 본 발명에 따른 접합체의 제조 방법 및 제조 장치의 제 1 실시형태를 나타낸다.
도 1 및 도 2는, 본 발명에 의해 제조되는 접합체로서, 기밀 패키지를 예시한다. 접합체(1)는 기재가 되는 제 1 기판(2)과, 제 1 기판(2)에 포개지는 제 2 기판(3)과, 제 1 기판(2)과 제 2 기판(3)을 접합하는 복수의 봉착층(4)과, 제 1 기판(2)과 제 2 기판(3) 사이에 있고 봉착층(4)의 내측에 수용되는 소자(5)를 구비한다.
제 1 기판(2)은, 예를 들면 직사각형 형상으로 구성되지만, 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 제 1 기판(2)은 소자(5)가 설치되는 제 1 주면(2a)과, 제 1 주면(2a)의 반대측에 위치하는 제 2 주면(2b)을 갖는다. 제 1 주면(2a)은 소자(5)를 수용 가능한 오목부를 갖고 있어도 좋다.
제 1 기판(2)은 고열전도성 기판, 예를 들면 실리콘 기판에 의해 구성되지만, 이들에 한정되지 않고, 다른 금속 기판, 세라믹스 기판, 반도체 기판, 그 외의 각종 기판에 의해 구성되어도 좋다. 또한, 제 1 기판(2)의 두께는 0.1∼5.0mm의 범위 내이지만, 이 범위에 한정되지 않는다.
제 1 기판(2)의 열전도율은 제 2 기판(3)의 열전도율보다 높아도 좋다. 제 1 기판(2)의 20℃에 있어서의 열전도율은 바람직하게는 10∼500W/m·K, 보다 바람직하게는 30∼300W/m·K, 더욱 바람직하게는 70∼250W/m·K, 특히 바람직하게는 100∼200W/m·K이지만, 이 범위에 한정되는 것은 아니다.
제 2 기판(3)은, 예를 들면 직사각형 형상의 투명한 유리 기판에 의해 구성되지만, 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 제 2 기판(3)은 제 1 주면(3a)과, 제 1 주면(3a)의 반대측에 위치하는 제 2 주면(3b)을 갖는다.
제 2 기판(3)을 구성하는 유리로서는, 예를 들면, 무알칼리 유리, 붕소규산 유리, 소다 석회 유리, 석영 유리, 저열팽창계수를 갖는 결정화 유리 등을 사용할 수 있다. 제 2 기판(3)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 0.01∼2.0mm의 범위 내의 것이 사용된다. 제 2 기판(3)의 20℃에 있어서의 열전도율은 바람직하게는 0.5∼5W/m·K이지만, 이 범위에 한정되지 않는다.
복수의 봉착층(4)은 소정의 배열 패턴으로 접합체(1)에 형성되어 있다. 봉착층(4)은 복수의 봉착 재료를 제 1 기판(2)과 제 2 기판(3) 사이에 개재시키고, 상기 봉착 재료에 레이저광을 조사하고 가열에 의해 연화 유동시킴으로써 형성된다.
도 3은 제 1 기판(2)에 접합되기 전의 제 2 기판(3)의 저면도를 나타낸다. 제 1 기판(2)과 제 2 기판(3) 사이에 봉착 재료를 개재시키는 경우에 있어서, 예를 들면 제 2 기판(3)의 제 1 주면(3a)에 봉착 재료(6)를 미리 고착해도 좋다. 이것에 한정하지 않고, 봉착 재료는 제 1 기판(2)에 미리 고착되어도 좋고, 시트 형상의 봉착 재료를 제 1 기판(2)과 제 2 기판(3) 사이에 개재시켜도 좋다.
봉착 재료로서 각종의 재료가 사용 가능하다. 그 중에서도, 봉착 강도를 높이는 관점에서, 비스무트계 유리 분말과 내화성 필러 분말을 포함하는 복합 재료(유리 프릿)를 사용하는 것이 바람직하다. 비스무트계 유리뿐만 아니라, 은 인산계 유리, 텔루륨계 유리 등의 유리 분말을 봉착 재료로서 사용할 수도 있다.
내화성 필러 분말로서는 각종의 재료가 사용 가능하지만, 그 중에서도 코디어라이트, 지르콘, 산화주석, 산화니오브, 인산지르코늄계 세라믹, 윌레마이트, β-유크립타이트, β-석영 고용체에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료에 의해 구성되는 것이 바람직하다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 봉착층(4)은 소자(5)를 수용하는 공간을 접합하도록 폐곡선 형상으로 구성되어 있다. 본 발명에 있어서, 「폐곡선」의 용어는 곡선으로만 구성되는 형상뿐만 아니라, 곡선과 직선의 조합으로 구성되는 형상, 직선으로만 구성되는 형상(예를 들면 사각형 형상, 그 외의 다각형 형상)을 포함한다.
봉착층(4)의 두께는 1㎛∼20㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3∼8㎛이다. 봉착층(4)의 폭 치수(W)는 50∼2000㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게 100∼1000㎛이다.
소자(5)는 제 1 기판(2)의 제 1 주면(2a)에 탑재된다. 또한, 소자(5)는 제 1 기판(2)의 제 1 주면(2a), 제 2 기판(3)의 제 1 주면(3a) 및 봉착층(4)에 의해 구획되는 공간(캐비티)에 배치된다. 소자(5)로서는 심자외 LED(Light Emitting Diode) 등의 발광 소자, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 소자, CCD(Charge Coupled Device) 소자 등의 각종 소자가 사용될 수 있다.
도 4 내지 도 12는 접합체(1)의 제조 장치(7)를 나타낸다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 제조 장치(7)는 봉착 재료(6)를 개재해서 제 1 기판(2)과 제 2 기판(3)을 적층함으로써 구성되는 적층체(LM)를 지지하는 지지 장치(8)와, 적층체(LM)의 봉착 재료(6)에 레이저광(L)을 조사함으로써 봉착층(4)을 형성하는 레이저 조사 장치(9)를 구비한다.
도 4 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 지지 장치(8)는 적층체(LM)를 지지하는 지지 부재(10)와, 적층체(LM)를 압압하는 압압 부재(11)와, 압압 부재(11)를 지지하는 베이스 부재(12)와, 지지 부재(10)를 베이스 부재(12)에 고정하는 고정 기구(13)와, 압압 부재(11)를 베이스 부재(12)에 고정하는 프레임체(14)와, 압압 부재(11)와 베이스 부재(12) 사이에 배치되는 시일 부재(15)와, 압압 부재(11)와 베이스 부재(12) 사이에 형성되는 적층체(LM)의 수용 공간(16)과, 수용 공간(16)의 기압을 조정하는 기압 조정 장치(17)를 구비한다.
지지 부재(10)는 적층체(LM)와 함께 수용 공간(16)에 배치된다. 지지 부재(10)는, 예를 들면 금속(스테인리스강 등)에 의해 원형 형상의 판 부재에 의해 구성된다(도 7 참조). 지지 부재(10)의 재질 및 형상은 본 실시형태에 한정되지 않는다. 지지 부재(10)는 제 1 면(10a)과, 제 1 면(10a)의 반대측에 위치하는 제 2 면(10b)을 갖는다. 제 1 면(10a)은 적층체(LM)를 수용하는 수용부(18)를 갖는다. 본 실시형태에 있어서, 수용부(18)는, 적층체(LM)를 수용 가능한 오목부에 의해 구성되지만, 수용부(18)의 구성은 적층체(LM)를 위치 결정할 수 있는 형태이면 특별히 제한은 없고, 예를 들면 지지 부재(10)의 제 1 면(10a)에 위치 결정용 돌출부를 복수 형성하고, 그 내측의 공간을 수용부(18)로 해도 좋다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 압압 부재(11)는, 예를 들면 원형으로 구성되는 투명한 유리판이다. 압압 부재(11)의 두께는, 예를 들면 3∼10mm로 하는 것이 바람직하다. 압압 부재(11)의 영률은 바람직하게는 50∼80GPa, 보다 바람직하게는 60∼70GPa이다. 이것에 의해, 후술하는 압압 공정에 있어서, 압압 부재는 적당한 휨에 의해 적층체를 적합하게 압압하는 것이 가능해진다. 압압 부재(11)는 시일 부재(15) 및 적층체(LM)에 접촉하는 제 1 면(11a)과, 프레임체(14)에 접촉하는 제 2 면(11b)을 갖는다.
베이스 부재(12)는 금속(예를 들면 스테인리스강)에 의해 구성되지만, 다른 재료에 의해 구성되어도 좋다. 베이스 부재(12)는 수용 공간(16)을 형성하기 위한 벽부(19) 및 저부(20)를 갖는다.
도 5는 고정 기구(13)에 의해 지지 부재(10)가 고정된 베이스 부재(12)의 평면도를 나타낸다. 베이스 부재(12)의 벽부(19)는 원통 형상으로 구성되지만, 이 형상에 한정되지 않는다. 벽부(19)의 내측의 중도부에는 시일 부재(15)가 부착되는 지지 좌부(21)가 형성되어 있다. 지지 좌부(21)는 베이스 부재(12)에 부착되는 압압 부재(11)와 대향하는 면이다. 이 지지 좌부(21)에는 시일 부재(15)가 부착되는 평면시 원환 형상의 홈부(21a)가 형성되어 있다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 벽부(19)는 단면(19a)(상면)과, 내주면(19b, 19c)과, 외주면(19d)을 갖는다.
벽부(19)의 단면(19a)에는 고정 부재(22)를 개재해서 프레임체(14)가 고정된다. 고정 부재(22)는, 예를 들면 볼트, 나사 부재에 의해 구성되고, 두부(22a) 및 축부(22b)를 갖는다. 이 단면(19a)에는 고정 부재(22)의 축부(22b)가 맞물리는 복수의 나사 구멍(23)이 형성되어 있다.
벽부(19)의 내주면(19b, 19c)은 압압 부재(11)를 지지 좌부(21)로 안내하는 가이드면으로서 기능하는 제 1 내주면(19b)과, 지지 부재(10)가 삽입통과 가능한 제 2 내주면(19c)을 포함한다. 제 1 내주면(19b)의 직경은 압압 부재(11)의 직경보다 크다. 제 2 내주면(19c)의 직경은 지지 부재(10)의 직경보다 크다.
베이스 부재(12)의 저부(20)는 원통 형상의 벽부(19)의 내측에 형성되어 있다. 저부(20)는 평면시 원형의 면에 의해 구성된다.
도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 고정 기구(13)는 지지 부재(10)를 지지하는 탄성 부재(24)와, 지지 부재(10)를 베이스 부재(12)에 고정하는 고정 부재(25)와, 지지 부재(10)에 형성됨과 아울러 고정 부재(25)의 일부가 삽입통과 가능한 삽입통과 구멍(26)과, 지지 부재(10)에 형성됨과 아울러 고정 부재(25)의 일부를 록킹하는 록킹 오목부(27)와, 지지 부재(10)에 형성됨과 아울러 고정 부재(25)를 삽입통과 구멍(26)과 록킹 오목부(27) 사이에서 상대적으로 이동시키는 안내 홈(28)을 포함한다.
탄성 부재(24)는 베이스 부재(12)의 저부(20)에 부착되어 있다. 저부(20)에는 복수의 탄성 부재(24)가 배치된다. 탄성 부재(24)는, 예를 들면 압축 코일 스프링에 의해 구성되지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 스프링이나 고무, 그 외의 재료에 의해 구성되어도 좋다. 저부(20)에는 탄성 부재(24)의 일부를 수용하는 복수의 부착 오목부(29)가 형성되어 있다. 탄성 부재(24)는 일단부가 부착 오목부(29)에 삽입되고, 타단부가 저부(20)로부터 돌출되어 있다. 이 탄성 부재(24)는 그 탄성 복원력에 의해 지지 부재(10)를 바이어싱하는 기능을 갖는다.
고정 부재(25)는, 예를 들면 볼트, 나사 부재에 의해 구성되고, 두부(25a) 및 축부(25b)를 갖는다. 두부(25a)는 축부(25b)의 직경보다 큰 치수(직경)를 갖는다. 축부(25b)는 수나사부(30)를 갖는다. 축부(25b)는 베이스 부재(12)의 저부(20)에 고정된다. 베이스 부재(12)의 저부(20)에는 이 축부(25b)가 끼워지는 나사 구멍(31)이 형성되어 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 삽입통과 구멍(26)은 평면시에 있어서 원형 형상으로 구성되지만, 이 형상에 한정되지 않는다. 삽입통과 구멍(26)은 고정 부재(25)의 두부(25a) 및 축부(25b)가 삽입통과할 수 있도록 두부(25a)의 치수(직경)보다 큰 직경을 갖는다.
록킹 오목부(27)는 고정 부재(25)의 두부(25a)를 삽입하는 것이 가능한 측벽면(27a)과, 이 두부(25a)를 록킹하는 저면(27b)을 갖는다. 측벽면(27a)은 평면시에 있어서 원형으로 구성되지만, 이 형상에 한정되지 않는다. 측벽면(27a)은 고정 부재(25)의 두부(25a)에 접촉하지 않도록 두부(25a)의 치수보다 큰 직경을 갖는다. 저면(27b)은 두부(25a)에 접촉하도록 구성된다.
안내 홈(28)은 고정 부재(25)의 축부(25b)가 삽입통과되도록 지지 부재(10)를 그 두께 방향으로 관통하고 있다. 안내 홈(28)은 고정 부재(25)의 축부(25b)를 삽입통과 구멍(26)과 록킹 오목부(27) 사이에서 상대적으로 이동시키도록, 고정 부재(25)의 삽입통과 구멍(26)과 록킹 오목부(27)의 저면(27b)에 연결되어 있다. 구체적으로는, 안내 홈(28)의 일단부는 삽입통과 구멍(26)의 내주면과 연통하여 있다. 안내 홈(28)의 타단부는 록킹 오목부(27)의 저면(27b)의 중심에 위치한다.
안내 홈(28)은 평면시에 있어서 원호 형상 또는 직선 형상으로 구성된다. 안내 홈(28)은 지지 부재(10)를 그 중심 주변에 회전시킴으로써, 고정 부재(25)의 축부(25b)를 삽입통과 구멍(26)과 록킹 오목부(27)의 사이에서 상대적으로 이동시킬 수 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 프레임체(14)는 평면시 원환 형상으로 구성되는 판상 부재이다. 프레임체(14)는 고정 부재(22)에 의해 베이스 부재(12)의 벽부(19)의 단면(19a)에 고정된다. 프레임체(14)는 고정 부재(22)의 축부(22b)가 삽입통과되는 삽입통과 구멍(32)과, 고정 부재(22)의 두부(22a)를 수용하는 록킹 오목부(33)와, 통부(34)와, 개구부(35)를 구비한다.
도 4 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 삽입통과 구멍(32) 및 록킹 오목부(33)는 평면시에 있어서 동심 형상으로 형성된다. 프레임체(14)에는 복수의 삽입통과 구멍(32) 및 록킹 오목부(33)가 형성되어 있다. 통부(34)는 베이스 부재(12)의 벽부(19)의 형상에 대응하도록 원통 형상으로 구성된다. 통부(34)의 내주면의 직경은 베이스 부재(12)의 벽부(19)에 있어서의 외주면(19d)의 직경보다 크다. 개구부(35)는 평면시에 있어서 원형으로 구성되어 있다. 개구부(35)의 직경은 압압 부재(11)의 직경보다 작다.
시일 부재(15)는 고무 등의 탄성 부재(예를 들면 O 링)에 의해 구성된다. 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 시일 부재(15)는 베이스 부재(12)의 지지 좌부(21)에 형성되는 원환 형상의 홈부(21a)에 배치된다. 시일 부재(15)는 압압 부재(11)와 밀착함으로써 수용 공간(16)을 밀폐한다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 시일 부재(15)는 압압 부재(11)와 베이스 부재(12) 사이에서 적층체(LM)를 원형으로 둘러싸도록 구성된다. 시일 부재(15)의 원형 형상에 있어서의 그 직경은 압압 부재(11)의 직경보다 작고, 지지 부재(10)의 직경보다 크다.
적층체(LM)의 수용 공간(16)은 압압 부재(11)와, 베이스 부재(12)와, 시일 부재(15)에 의해 형성되는 공간이다. 수용 공간(16)은 베이스 부재(12)의 지지 좌부(21)에 부착된 시일 부재(15)에 압압 부재(11)를 밀착시킴으로써 기밀한 상태가 된다. 수용 공간(16)에는 적층체(LM), 지지 부재(10) 및 고정 기구(13)가 수용될 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 기압 조정 장치(17)는 베이스 부재(12)에 형성됨과 아울러, 수용 공간(16) 내의 기체를 유출시키는 유로(36)와, 이 유로(36)에 접속되는 배관(37)과, 배관(37)의 중도부에 설치되는 조정 밸브(38)와, 펌프(39)를 주로 구비한다. 유로(36)는 베이스 부재(12)의 저부(20)에 형성되는 흡인구(36a)와, 베이스 부재(12)의 외면에 형성되는 배기구(36b)를 포함한다. 기압 조정 장치(17)는 펌프(39)에 의해 수용 공간(16) 내의 공기를 흡인함으로써 수용 공간(16) 내의 기압을 저하시켜, 수용 공간(16)을 대기에 대해 부압으로 할 수 있다.
레이저 조사 장치(9)로서는 반도체 레이저를 조사하는 것이 적합하게 사용되지만, 이것에 한정되지 않고, YAG 레이저, 그린 레이저, 초단 펄스 레이저 등의 각종 레이저를 조사하는 장치를 사용해도 좋다.
이하, 고정 기구(13)에 의해 지지 부재(10)를 베이스 부재(12)에 고정하는 방법에 대해서 설명한다. 우선, 도 10에 나타낸 바와 같이, 고정 부재(25)의 축부(25b)를 베이스 부재(12)의 나사 구멍(31)에 부착한 상태에서, 지지 부재(10)를 베이스 부재(12)에 대해 그 상방으로부터 접근시킨다. 그 후, 지지 부재(10)를 하강시키면서, 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 삽입통과 구멍(26)을 고정 부재(25)의 두부(25a) 및 축부(25b)에 삽입통과시킨다. 이 경우에 있어서, 베이스 부재(12)에 부착되어 있는 탄성 부재(24)의 상단부가 지지 부재(10)의 제 2 면(10b)에 접촉한다.
그 후, 고정 부재(25)의 두부(25a)가, 도 12에 나타낸 바와 같이, 지지 부재(10)의 제 1 면(10a)으로부터 돌출하도록, 지지 부재(10)를 탄성 부재(24)에 압박한다. 탄성 부재(24)는 탄성 변형하면서 수축한다. 이것에 의해, 탄성 부재(24)는 지지 부재(10)를 압박하는 힘에 저항하는 탄성 복원력이 생긴다.
그 다음에, 두부(25a)가 돌출된 상태를 유지하면서, 도 11에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이, 지지 부재(10)를 평면시에 있어서 반시계방향으로 회전시킨다. 이것에 의해, 삽입통과 구멍(26)에 삽입통과되어 있었던 축부(25b)는 안내 홈(28)을 통해서 록킹 오목부(27)를 향해서 상대적으로 이동한다. 도 12에 있어서 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 안내 홈(28)에 의해 록킹 오목부(27)를 향해서 상대적으로 이동한 고정 부재(25)는 두부(25a)가 록킹 오목부(27)의 상방에 위치하게 된다.
그 후, 지지 부재(10)를 탄성 부재(24)에 압박하는 힘을 해제하면, 탄성 부재(24)의 바이어싱력에 의해, 지지 부재(10)가 밀어 올려진다. 이것에 의해, 고정 부재(25)의 두부(25a)가 록킹 오목부(27)에 들어간다. 록킹 오목부(27)는 저면(27b)이 이 두부(25a)에 접촉함으로써 고정 부재(25)에 록킹된다. 이 상태에 있어서, 탄성 부재(24)는 자유길이까지 되돌아가지 않고, 탄성 복원력에 의해 지지 부재(10)를 계속해서 바이어싱하는 것이 바람직하다.
탄성 부재(24)가 지지 부재(10)를 바이어싱하는 힘은 고정 부재(25)를 축심 주변으로 회전시켜, 축심 방향에 있어서의 두부(25a)의 위치를 변경함으로써 조정하는 것이 가능하다. 이 위치 조정이 가능해지도록, 고정 부재(25)의 축부(25b)의 단부는 베이스 부재(12)에 형성되는 나사 구멍(31)에 저부에 위치하지 않고, 나사 구멍(31)의 중도부에 위치하는 것이 바람직하다.
지지 부재(10)를 베이스 부재(12)로부터 분리할 때에는, 지지 부재(10)를 탄성 부재(24)에 대하여 압박하여 탄성 부재(24)를 수축시킴과 아울러, 고정 부재(25)의 두부(25a)가 록킹 오목부(27)로부터 나오도록 지지 부재(10)를 하방으로 이동시킨다. 그 후, 지지 부재(10)를 평면시에 있어서 시계방향으로 회전시킨다. 이것에 의해, 고정 부재(25)의 축부(25b)가 안내 홈(28)에 맞물려진다. 그 후, 지지 부재(10)와 고정 부재(25)의 상대적인 이동에 의해, 축부(25b)는 삽입통과 구멍(26)에 배치된다.
다음에, 제 1 면(10a)측으로부터 제 2 면(10b)측을 향해서 고정 부재(25)의 두부(25a)가 삽입통과 구멍(26)을 통과하도록, 지지 부재(10)를 들어 올린다. 이것에 의해, 지지 부재(10)는 베이스 부재(12)로부터 분리된다.
상기한 바와 같이, 고정 기구(13)에 의해 지지 부재(10)를 베이스 부재(12)에 대한 부착 또는 분리를 용이하게 행하는 것이 가능해진다. 또한, 나사 구멍(31)에 대한 고정 부재(25)의 위치를 조절함으로써, 적층체(LM)의 두께에 따라서 지지 부재(10)의 고정 위치를 조정하는 것이 가능해진다.
이하, 상기 구성의 제조 장치(7)를 사용해서 접합체(1)를 제조하는 방법에 대해서 도 13 내지 도 17을 참조하면서 설명한다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 본방법은 적층 공정(S1)과 접합 공정(S2)을 구비한다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 적층 공정(S1)에서는, 우선 제 1 기판(2)의 제 1 주면(2a)과 제 2 기판(3)의 제 1 주면(3a)이 대향하도록, 제 1 기판(2)과 제 2 기판(3)을 포갠다. 또한, 제 1 기판(2)의 제 1 주면(2a)에는 미리 소자(5)가 설치되어 있다. 소자(5)가 봉착 재료(6)의 내측에 위치하도록, 제 1 기판(2)과 제 2 기판(3)이 적층됨으로써, 적층체(LM)가 형성된다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 접합 공정(S2)은 지지 공정(S21)과, 압압 공정(S22)과, 레이저 조사 공정(S23)을 구비한다.
지지 공정(S21)에서는, 적층 공정(S1)에 의해 형성된 적층체(LM)를 지지 장치(8)에 장착한다. 즉, 도 16에 나타낸 바와 같이, 우선 고정 기구(13)에 의해 베이스 부재(12)에 부착되어 있는 지지 부재(10)의 수용부(18)에 적층체(LM)를 수용한다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 적층체(LM)의 두께 치수(TLM)는 수용부(18)의 깊이 치수(D)보다 큰 것이 바람직하다. 적층체(LM)는 제 2 기판(3)의 두께 방향의 일부가 수용부(18)로부터 압압 부재(11)를 향해서 돌출되도록 수용부(18)에 수용된다. 제 2 기판(3)의 두께 방향의 일부가 오목부로부터 돌출되는 치수(PD1)는 제 2 기판(3)의 두께 치수(T)의 0.05∼0.95배(0.05T≤PD1≤0.95T)로 하는 것이 바람직하다.
그 다음에, 압압 부재(11)를 베이스 부재(12)의 지지 좌부(21)에 부착되어 있는 시일 부재(15)에 적재한다. 이것에 의해, 압압 부재(11)의 제 1 면(11a)이 시일 부재(15)에 접촉한다. 이 경우에 있어서, 압압 부재(11)와, 시일 부재(15)와, 적층체(LM)가 동심 형상이 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 이 상태에 있어서, 압압 부재(11)의 제 1 면(11a)이 적층체(LM)에 있어서의 제 2 기판(3)의 제 2 주면(3b)에 접촉해도 좋다.
그 후, 베이스 부재(12)에 있어서의 벽부(19)의 단면(19a)에 프레임체(14)를 적재하고, 고정 부재(22)에 의해 프레임체(14)를 벽부(19)에 고정한다. 즉, 프레임체(14)의 삽입통과 구멍(32)을 베이스 부재(12)의 벽부(19)의 나사 구멍(23)에 일치시키고, 고정 부재(22)의 축부(22b)를 삽입통과 구멍(32)에 삽입통과시킨 후에 나사 구멍(23)에 맞물리게 하고, 고정 부재(22)를 조인다. 이 상태에 있어서, 프레임체(14)는 시일 부재(15)와 함께 압압 부재(11)를 협지한다. 또한, 프레임체(14)의 개구부(35)는 압압 부재(11)의 제 2 면(11b)의 일부를 레이저 조사 장치(9)를 향해서 노출시킨다. 이것에 의해, 적층체(LM)의 지지 장치(8)에의 장착이 완료된다. 이것에 의해, 적층체(LM)는 지지 부재(10)와 함께 수용 공간(16) 내에 수용된 상태가 된다.
또한, 지지 공정(S21)에 있어서, 수용 공간(16) 내에는, 예를 들면 드라이 에어가 충전되어도 좋다. 드라이 에어란, 건조 처리에 의해 수분이 제거된 기체를 말하고, 압력이 변동되어도 물이 생기지 않는 기체를 의미한다. 드라이 에어로서는, 예를 들면 제조 장치(7)가 배치된 환경의 기체를 건조한 것이나 고순도의 질소 가스 등을 사용할 수 있다.
예를 들면 드라이 에어가 채워진 작업 공간에 지지 장치(8)를 배치하고, 이 작업 공간 내에서 상기 지지 공정(S21)을 행함으로써 수용 공간(16) 내에 충전되는 것이 바람직하다. 이것에 의해 수용 공간(16) 내뿐만 아니라, 적층체(LM)에 있어서의 제 1 기판(2)과 제 2 기판(3) 사이이며, 봉착 재료(6)의 내측의 공간(소자(5)의 수용 공간)에도 드라이 에어가 충전되게 된다.
그 후의 압압 공정(S22)에서는, 수용 공간(16) 내의 기체를 기압 조정 장치(17)의 유로(36)를 통해서 펌프(39)에 의해 흡인하고 외부로 배출한다. 이것에 의해, 수용 공간(16)의 기압이 저하하여 대기에 대해 부압이 된다. 이 부압의 작용에 의해, 압압 부재(11)의 제 1 면(11a)은 시일 부재(15)에 밀착됨과 아울러, 적층체(LM)의 제 2 기판(3)을 압압한다. 또한, 압압 공정(S22)에서는 조정 밸브(38)를 조작함으로써, 수용 공간(16) 내의 압력을 조정할 수 있다. 수용 공간(16)의 기압은 바람직하게는 100∼95,000Pa, 보다 바람직하게는 1,000∼85,000Pa이다.
압압 공정(S22)에 있어서, 압압 부재(11)는 수용 공간(16)의 대기에 대한 부압의 작용에 의해 적층체(LM)를 압압하도록 휘는 것이 바람직하다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 레이저 조사 공정(S23)에서는, 레이저 조사 장치(9)로부터 레이저광(L)을 적층체(LM)의 봉착 재료(6)에 조사함으로써, 이 봉착 재료(6)를 가열한다(가열 공정). 레이저광(L)은 압압 부재(11) 및 제 2 기판(3)을 투과해서 봉착 재료(6)에 조사된다. 접합 공정(S2)에서는, 레이저광(L)의 조사에 의해 봉착 재료(6)의 연화점 이상의 온도 또는 봉착 재료(6)가 연화 유동하는 온도에서 봉착 재료(6)를 가열한다. 레이저광(L)은 봉착 재료(6)의 폐곡선을 따라 주회하도록 조사된다.
레이저광(L)의 파장은 600∼1600nm인 것이 바람직하다. 사용되는 레이저로서는 반도체 레이저가 적합하게 사용되지만, 이것에 한정되지 않고, YAG 레이저, 그린 레이저, 초단 펄스 레이저 등의 각종 레이저를 사용해도 좋다.
레이저광(L)에 의해 가열됨으로써, 봉착 재료(6)는 연화 유동하고, 그 후에 고화된다. 이것에 의해, 제 1 기판(2)과 제 2 기판(3)을 기밀하게 접합하는 봉착층(4)이 형성된다. 이상에 의해, 제 1 기판(2), 제 2 기판(3) 및 봉착층(4)을 구비하는 접합체(1)가 제조된다. 접합체(1)는 프레임체(14) 및 압압 부재(11)가 베이스 부재(12)로부터 분리된 후에, 지지 부재(10)로부터 분리된다.
이상 설명한 본 실시형태에 따른 접합체(1)의 제조 방법 및 제조 장치(7)에 의하면, 지지 장치(8)의 압압 부재(11)를 원형으로 구성하고, 이 압압 부재(11)와 베이스 부재(12) 사이에서 시일 부재(15)를 적층체(LM)를 원형으로 둘러싸도록 구성함으로써, 종래와 같이 압압 부재(지그 본체용 뚜껑체) 및 시일 부재(패킹재)가 사각형 형상으로 했을 경우와 비교하여, 적층체(LM)에 대한 압압 부재(11)의 압압력의 불균일을 가급적으로 저감할 수 있다. 이것에 의해, 적층체(LM)에 있어서의 봉착 재료(6)와 각 기판(2, 3)의 밀착이 불충분한 부분이 발생하는 것에 의한 접합 불량을 저감하는 것이 가능해진다.
도 18 내지 도 22는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타낸다. 본 실시형태에서는, 적층체(LM)의 구성, 및 제조 장치(7)의 지지 장치(8)의 구성이 제 1 실시형태와 상이하다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 지지 장치(8)의 압압 부재(11)는 지지 부재(10)의 수용부(18)에 삽입되는 볼록부(40)를 갖는다. 볼록부(40)는 압압 부재(11)의 제 1 면(11a)에 형성되어 있다. 볼록부(40)는 원주 형상으로 구성되지만, 이 형상에 한정되지 않는다. 볼록부(40)의 돌출 치수(PD2)는 수용부(18)의 깊이 치수(D)보다 작다(도 21 참조). 볼록부(40)는 적층체(LM)의 제 2 기판(3)의 제 2 주면(3b)에 면접촉하는 압압면(41)을 갖는다.
도 19에 나타낸 바와 같이, 지지 장치(8)의 지지 부재(10)는 평면시 원형 형상의 수용부(18)를 갖는다. 적층체(LM)는 이 수용부(18)에 맞물리도록, 평면시 원형 형상으로 구성된다(도시 생략). 즉, 적층체(LM)의 제 1 기판(2) 및 제 2 기판(3)은 원판 형상으로 구성된다.
도 18 내지 도 22에 나타낸 바와 같이, 고정 기구(13)는 제 1 실시형태와 같은 탄성 부재(24) 및 고정 부재(25) 외에, 지지 부재(10)에 형성되는 삽입통과 구멍(26) 및 록킹 오목부(27)를 갖는다. 또한, 본 실시형태에 따른 지지 부재(10)에는 제 1 실시형태에 있어서의 안내 홈(28)이 형성되어 있지 않다.
삽입통과 구멍(26)의 직경은 고정 부재(25)의 축부(25b)의 직경보다 크고, 두부(25a)의 직경보다 작다. 따라서, 삽입통과 구멍(26)은 고정 부재(25)의 축부(25b)를 삽입통과시킬 수는 있지만, 두부(25a)를 통과시킬 수 없다.
록킹 오목부(27)는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 평면시 원형의 측벽면(27a)과, 고정 부재(25)의 두부(25a)를 록킹하는 저면(27b)을 갖는다. 록킹 오목부(27)는 평면시에 있어서 삽입통과 구멍(26)과 동심 형상으로 형성된다.
본 실시형태에 따른 지지 부재(10)는 이하와 같이 해서 베이스 부재(12)에 부착된다. 우선, 도 20에 나타낸 바와 같이, 고정 기구(13)의 고정 부재(25)를 베이스 부재(12)의 나사 구멍(31)으로부터 분리한 상태에서, 지지 부재(10)를 베이스 부재(12)에 부착되어 있는 탄성 부재(24)에 적재한다.
그 다음에, 평면시에 있어서, 지지 부재(10)의 삽입통과 구멍(26)과, 베이스 부재(12)의 나사 구멍(31)과 일치시키고, 삽입통과 구멍(26)에 고정 부재(25)의 축부(25b)를 삽입통과시킨다. 그 후, 이 축부(25b)를 나사 구멍(31)에 맞물리게 한다. 이것에 의해, 고정 부재(25)의 두부(25a)는 록킹 오목부(27)의 저면(27b)에 접촉하고 지지 부재(10)를 록킹한다. 이것에 의해, 지지 부재(10)는 고정 기구(13)에 의해 베이스 부재(12)에 고정된다.
도 18, 도 21 및 도 22에 나타낸 바와 같이, 지지 장치(8)는 수용부(18)에 맞물리는 조정판(42)을 구비한다. 본 실시형태에서는 1매의 조정판(42)을 예시하지만, 복수의 조정판(42)을 사용해도 좋다. 조정판(42)은, 예를 들면 원형의 유리판또는 금속판에 의해 구성된다. 조정판(42)은 수용부(18)의 저부에 적재됨으로써, 수용부(18)의 깊이를 조정한다. 이 사용 형태에 한정하지 않고, 조정판(42)을 투명한 유리판으로 하고, 수용부(18)에 수용된 적층체(LM)에 있어서의 제 2 기판(3)의 제 2 주면(3b)에 이 조정판(42)을 포개서 사용해도 좋다.
본 실시형태에 따른 고정 기구(13) 및 조정판(42)은 제 1 실시형태의 지지 장치(8)에 사용해도 좋다.
이하, 본 실시형태에 따른 접합체의 제조 방법에 있어서, 제 1 실시형태와 상이한 점에 대해서 설명한다. 도 21에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 접합체의 제조 방법에서는, 지지 공정(S21)에 있어서 지지 부재(10)의 수용부(18)에 조정판(42)을 수용하고, 그 후 적층체(LM)를 이 수용부(18)에 수용한다.
도 22에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 수용부(18)의 깊이 치수(D)는 적층체(LM)의 두께 치수(TLM)보다 크다. 이 때문에, 적층체(LM)는 제 2 기판(3)의 일부가 수용부(18)로부터 돌출되는 일 없이, 그 모두가 수용부(18)에 수용된다.
그 다음에, 압압 부재(11)를 베이스 부재(12)에 부착된 시일 부재(15)에 적재한다. 이 때, 압압 부재(11)의 볼록부(40)는 지지 부재(10)의 수용부(18)에 삽입된다. 볼록부(40)의 압압면(41)은 수용부(18)에 수용된 적층체(LM)에 있어서의 제 2 기판(3)의 제 2 주면(3b)에 접촉한다.
압압 공정(S22)에 있어서, 이 압압면(41)은 적층체(LM)의 제 2 기판(3)을 압압한다. 그 후의 레이저 조사 공정(S23)에 있어서, 레이저광(L)은 압압 부재(11)의 볼록부(40) 및 적층체(LM)의 제 2 기판(3)을 투과하여, 봉착 재료(6)에 조사된다.
본 실시형태에 있어서의 그 외의 구성은 제 1 실시형태와 같다. 본 실시형태에 있어서 제 1 실시형태와 같은 구성요소에는 공통의 부호를 붙이고 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태의 구성에 한정되는 것이 아니고, 상기한 작용 효과에 한정되는 것도 아니다. 본 발명은 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종의 변경이 가능하다.
1: 접합체
2: 제 1 기판
3: 제 2 기판
4: 봉착층
6: 봉착 재료
8: 지지 장치
10: 지지 부재
11: 압압 부재
12: 베이스 부재
15: 시일 부재
16: 수용 공간
17: 기압 조정 장치
18: 수용부
L: 레이저광
LM: 적층체
PD1: 제 2 기판의 두께 방향의 일부가 수용부로부터 돌출되는 치수
S1: 적층 공정
S2: 접합 공정
S21: 지지 공정
S22: 압압 공정
S23: 레이저 조사 공정
2: 제 1 기판
3: 제 2 기판
4: 봉착층
6: 봉착 재료
8: 지지 장치
10: 지지 부재
11: 압압 부재
12: 베이스 부재
15: 시일 부재
16: 수용 공간
17: 기압 조정 장치
18: 수용부
L: 레이저광
LM: 적층체
PD1: 제 2 기판의 두께 방향의 일부가 수용부로부터 돌출되는 치수
S1: 적층 공정
S2: 접합 공정
S21: 지지 공정
S22: 압압 공정
S23: 레이저 조사 공정
Claims (9)
- 제 1 기판과, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합하는 봉착층을 구비하는 접합체를 제조하는 방법으로서,
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 봉착 재료를 개재시킴과 아울러, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 포갬으로써 적층체를 형성하는 적층 공정과, 상기 적층체에 있어서의 상기 봉착 재료에 레이저광을 조사함으로써 상기 봉착층을 형성하는 접합 공정을 구비하고,
상기 접합 공정은 상기 적층체를 지지 장치에 장착하는 지지 공정과, 상기 적층체를 압압하는 압압 공정과, 상기 봉착 재료에 상기 레이저광을 조사하는 레이저 조사 공정을 구비하고,
상기 지지 장치는 상기 적층체를 압압하는 압압 부재와, 상기 압압 부재를 지지하는 베이스 부재와, 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에 배치되는 시일 부재와, 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에 형성되는 상기 적층체의 수용 공간과, 상기 수용 공간의 기압을 조정하는 기압 조정 장치를 구비하고,
상기 압압 부재는 원형으로 구성되는 투명한 유리판이며,
상기 시일 부재는 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에서 상기 적층체를 원형으로 둘러싸도록 구성되어 있고,
상기 압압 공정에서는 상기 기압 조정 장치에 의해 상기 수용 공간의 기압을 저하시킴으로써 상기 압압 부재를 상기 시일 부재에 밀착시키고, 또한 상기 압압 부재에 의해 상기 적층체를 압압하는 것을 특징으로 하는 접합체의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지 장치는 상기 수용 공간 내에서 상기 적층체를 지지하는 지지 부재를 구비하고,
상기 지지 부재는 상기 적층체를 수용하는 수용부를 갖고,
상기 지지 공정에서는 상기 제 1 기판을 상기 수용부에 수용함과 아울러, 상기 제 2 기판의 두께 방향의 일부가 상기 수용부로부터 상기 압압 부재를 향해서 돌출되도록 상기 제 2 기판을 상기 수용부에 수용하는 접합체의 제조 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 기판의 두께 방향의 일부가 상기 수용부로부터 돌출되는 치수는 상기 제 2 기판의 두께 치수의 0.05∼0.95배인 접합체의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수용 공간의 기압을 100∼95,000Pa로 하는 접합체의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압압 부재의 두께는 3∼10mm인 접합체의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압압 부재의 영률은 50∼80GPa인 접합체의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 공정에 있어서, 상기 수용 공간에 드라이 에어가 충전되는 접합체의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 기판은 고열 전도성 기판이며, 상기 제 2 기판은 유리 기판인 접합체의 제조 방법. - 제 1 기판과, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합하는 봉착층을 구비하는 접합체를 제조하는 장치로서,
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 봉착 재료를 개재시킴과 아울러, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 포갬으로써 구성되는 적층체를 지지하는 지지 장치와, 상기 적층체에 있어서의 상기 봉착 재료에 레이저광을 조사함으로써 상기 봉착층을 형성하는 레이저 조사 장치를 구비하고,
상기 지지 장치는 상기 적층체를 압압하는 압압 부재와, 상기 압압 부재를 지지하는 베이스 부재와, 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에 배치되는 시일 부재와, 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에 형성되는 상기 적층체의 수용 공간과, 상기 수용 공간의 기압을 조정하는 기압 조정 장치를 구비하고,
상기 압압 부재는 원형으로 구성되는 투명한 유리판이며,
상기 시일 부재는 상기 압압 부재와 상기 베이스 부재 사이에서 상기 적층체를 원형으로 둘러싸도록 구성되어 있고,
상기 기압 조정 장치에 의해 상기 수용 공간의 기압을 저하시킴으로써 상기 압압 부재를 상기 시일 부재에 밀착시키고, 또한 상기 압압 부재에 의해 상기 적층체를 압압하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 접합체의 제조 장치.
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