TW202124129A - 加壓裝置及加壓方法 - Google Patents

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TW202124129A TW109144734A TW109144734A TW202124129A TW 202124129 A TW202124129 A TW 202124129A TW 109144734 A TW109144734 A TW 109144734A TW 109144734 A TW109144734 A TW 109144734A TW 202124129 A TW202124129 A TW 202124129A
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Abstract

提供一種加壓裝置，具備：載置被加工物100的載置台12、從上側加壓被載置於前述載置台12之被加工物100的上模20、預先以加熱手段加熱且藉由與前述上模20一起夾持前述載置台12據以一邊加壓前述被加工物100一邊加熱的加熱用下模50、預先以冷卻手段冷卻且藉由與前述上模20一起夾持前述載置台12據以一邊加壓前述被加工物100一邊冷卻的冷卻用下模52、以及控制前述模具之驅動並視前述被加工物100之加壓處理之進行狀況將對前述被加工物100之加壓有助益之下模切換為加熱用下模50或冷卻用下模52的控制部18。

Description

加壓裝置及加壓方法
本發明係關於以複數個加壓模具加壓被加工物、並加熱之加壓裝置及加壓方法。
先前，為對被加工物進行加熱加壓，一種對該被加工物以複數個加壓模具予以夾持、加壓、一邊進行加熱之加壓裝置廣為人知。例如，專利文獻1、2中揭示了一種以下模與上模夾持被加工物進行加壓、並以模具內建之加熱器加熱被加工物之裝置。該加壓裝置，在被加工物之加壓及加熱結束後，在維持加壓狀態下冷卻被加工物。之後，當被加工物被冷卻至既定溫度時，即從被加工物分離模，取出被加工物。先行技術文獻
專利文獻 [專利文獻1] 特開2004－296746號公報 [專利文獻2] 特開2007－896號公報
發明欲解決之課題
習知之加壓裝置，為進行被加工物之加熱與冷卻，係在模具内部設置加熱器及冷媒用流路，視加工進行狀況，對模具進行加熱或冷卻。然而，此種構成，需要用以使已冷卻之模具上升至既定溫度、或使已加熱之模具下降至既定溫度之時間，導致被加工物加工時間之長期化。又，當欲使用加熱器迅速加熱模具時，易發生模具之溫度暫時超過設定溫度之超限（overshoot）情形，而有產生對被加工物施加預定外之高熱之虞。
因此，本發明之目的在提供一種能更短時間適當控制被加工物之溫度的加壓裝置及加壓方法。用以解決 課題 之 手段
本發明之加壓裝置，具備：載置台，供載置被加工物；上模，係從上側對被載置於該載置台之被加工物進行加壓；加熱用下模，係預先被加熱手段加熱，與該上模一起夾持該載置台據以一邊對該被加工物進行加壓、一邊進行加熱；冷卻用下模，係預先被冷卻手段冷卻，與該上模一起夾持該載置台據以一邊對該被加工物進行加壓、一邊進行冷卻；以及控制部，係控制該上模、該加熱用下模及該冷卻用下模之驅動，視該被加工物之加壓處理之進行狀況，將對該被加工物之加壓有助益之下模切換為該加熱用下模或該冷卻用下模。
一較佳之態樣，係進一步具備在該上模與該被加工物之間之中間墊；該中間墊，包含視該被加工物之形狀柔軟地變形的柔軟層、以及在該柔軟層與該被加工物之間用以將該被加工物與該柔軟層之間隔熱的隔熱層。
此場合，較佳的是該加熱用下模將該被加工物加熱至較該柔軟層之耐熱溫度高之溫度。
又，此場合，較佳的是該控制部在使該中間墊接觸該被加工物以該中間墊保持該被加工物後，進行使用該加熱用下模對該被加工物之加熱及加壓。
另一較佳的態樣，係進一步具備：側模，係配置在該上模周圍，藉由緊貼於該載置台來與該上模、載置台一起在該加工物之周圍形成密閉空間；以及吸引泵，係吸引該密閉空間内之空氣以使該被加工物之周圍成為真空狀態；該控制部，在該被加工物之加壓前，先使該側模接觸該載置台以形成該密閉空間，並驅動該吸引泵使該密閉空間成為真空狀態。
另一本發明之加壓方法，係對被載置於載置台之被加工物進行加壓及加熱，其包含：以上模與預先被加熱手段加熱之加熱用下模夾持載置有該被加工物之載置台以對該被加工物進行加壓、並以來自該加熱用下模之熱進行該被加工物之加熱的加熱步驟；以及以該上模與預先被冷卻手段冷卻之冷卻用下模夾持該載置台以對該被加工物進行加壓、並對該被加工物進行冷卻的冷卻步驟。發明效果
根據本發明，由於係根據加壓處理之進行狀況，將對被加工物之加壓有助益之下模，切換為被預先加熱之加熱用下模或被預先冷卻之冷卻用下模，因此能大幅減低加熱或冷卻所需之時間，此外，能適當控制被加工物之溫度。
以下，參照圖式說明本發明之實施形態之加壓裝置10。首先，參照圖1說明本實施形態之加壓裝置10之加壓原理。本實施形態之被加工物100，包含使用熱硬化性接著劑接著之複數個電子零件112。例如，被加工物100，如圖1所示，包含基板110、配置在該基板110上之電路元件等之電子零件112、以及在基板110與電子零件112之間之片狀接著劑114。在基板110之表面以既定圖案形成有配線111。在電子零件112之與基板110對向之面（圖中為下面）設有作為電接點之被稱為bump的突起113。接著劑114由熱硬化性接著劑構成，配置在電子零件112與基板110之間。接著劑114，在開始加壓、加熱前之初期階段係具有既定形狀之片狀。接著劑114，當超過既定玻璃轉移溫度Tg時即軟化而具有流動性，之後，溫度進一步上升超過既定硬化溫度Tc時即不可逆的硬化。
在將電子零件112接合於基板110時，將此被加工物100以上模及下模加以夾持並進行加壓、且進行加熱。藉由加熱，接著劑114即超過玻璃轉移溫度Tg而軟化。進一步持續加熱時，接著劑114即達到硬化溫度Tc而硬化。此接著劑114軟化後至硬化為止之期間中，藉由對被加工物100持續加壓，被配線111與突起113夾著的接著劑114之部分即被壓縮，突起113與配線111之間成為導通狀態。
此時，為了對電子零件112及接著劑114從其周圍（圖中為上方及側方）均等地加壓，本實施形態中，係於上模20設有中間墊24。中間墊24具有因應被加工物100之形狀而變形之柔軟性。透過此中間墊24對被加工物100進行加壓時，如圖1（c）所示，中間墊24即繞向電子零件112或接著劑114之側方。並且，來自上模20之加壓力透過中間墊24，不僅往電子零件112及接著劑114之上方，亦傳遞至側方。
接著劑114硬化後，為防止因表面背面之熱膨脹差而產生之被加工物100之翹起，係一邊保持被加工物100之加壓狀態、一邊進行被加工物100之冷卻。接著，當被加工物100之溫度降至可取出之溫度時，即解除加壓將被加工物100從模具取出。
接著，說明實現此種加壓之加壓裝置10。圖2係顯示本實施形態之加壓裝置10之構成的圖。此加壓裝置10，具備載置被加工物100之載置台12、配置在載置台12上側之上側單元14、配置在載置台12下側之下側單元16、以及控制此等之驅動之控制部18。
載置台12係載置被加工物100之台。此載置台12，只要是能耐受由上側單元14及下側單元16賦予之加壓力、以及由後述加熱用下模50賦予之熱的話，其構成無特別限定。不過，為縮短處理時間，載置台12較佳是由能迅速傳導來自加熱用下模50之熱的高導熱性材料構成。高導熱性材料，可使用銅（400W／mK）或含銅之合金，例如株式會社守谷刃物研究所公司製之STC（註冊商標、630W／mK）、或株式會社熱石墨（Thermo Graphitics）公司製之COMPOROID（商品名、1700W／mK）等。
又，如後詳述，於本實施形態，係使被加工物100為真空狀態。載置台12以具有能耐受此真空形成之推力程度的強度，較佳為具有5mm以上、更佳為8mm以上、尤佳為10mm以上之厚度。不過，厚度過大時將導致載置台12之體積、以及熱容量增加，因此加熱時所需熱量、或冷卻時所需冷卻熱量皆會增加，導致加熱、冷卻所需時間增加。因此，載置台12最好是能做成在抑制熱容量之同時、亦能獲得耐受因真空形成之推力之強度的厚度、例如10mm～20mm程度較佳。
上側單元14，配置在載置台12之上側，具備：底座構件22、對被加工物100進行加壓之上模20、在上模20與被加工物100之間之中間墊24、支承中間墊24之框體26、以及藉由與載置台12緊貼以形成密閉空間之側模28。
底座構件22可藉由未圖示之升降機構升降，藉由此底座構件22之升降，上模20及側模28、框體26升降。此底座構件22之升降以控制部18加以控制。上模20係用以從上側對被加工物100進行加壓之模具，配置在被加工物100之直接上方。上模20被固著在底座構件22，與底座構件22連動升降。於此上模20之内部形成有冷媒流動之冷媒流路30a。未圖示之冷卻裝置，使冷媒通過該冷媒流路30a以使之循環。亦即，冷卻裝置將冷媒供應至冷媒流路30a。冷媒在流過冷媒流路30a之過程，從上模20吸收熱而溫度上升。冷卻裝置，回收從冷媒流路30a放出之冷媒並使之冷卻後，將冷卻後之冷媒再度送至冷媒流路30a。又，從圖2清楚可知，於上模20未設置加熱手段，上模20不會被加熱而僅會被冷卻。
於上模20之周圍設有支承中間墊24之框體26。框體26透過彈簧構件32安裝於底座構件22，相對上模20僅能些微的上下動。中間墊24係存在於被加工物100與上模20之間之彈性體，具備可根據被加工物100之形狀柔軟變形之柔軟層34、與在柔軟層34與被加工物100之間之隔熱層36。柔軟層34係用以均等傳遞上模20之壓力之物，由橡膠等柔軟之材料構成。此柔軟層34可以是單層構造、亦可以是複數層構造。例如，柔軟層34可以是具備由流動性高、但斥力彈性係數低之材料構成的之流動性柔軟層、與由矽海綿、氟海綿等多孔質材料構成之多孔質柔軟層的雙層構造。流動性柔軟層之材料，例如可使用GELTECH公司製高制振熱傳導凝膠片「αGEL（商標）」、或RIKEN TECHNOS公司製熱可塑性彈性體、鬼怒川橡膠工業公司製超軟質彈性體「FURENGEL（商品名）」等。
隔熱層36係存在於被加工物100與柔軟層34之間之層，用以阻礙熱從被加工物100傳遞至柔軟層34。此隔熱層36，係由例如玻璃棉或陶瓷棉、耐熱毛氈等熱傳導率低之材料形成的纖維素材構成。隔熱層36，為確保隔熱性，以厚者較佳。另一方面，隔熱層36，為了將來自上模20之壓力均勻地傳遞至被加工物100，根據被加工物100之形狀變形之柔軟性亦是需要的，無法做得過厚。因此，隔熱層36之厚度，以能兼顧適度隔熱性與柔軟性之厚度、例如2mm～10mm、較佳為3mm～6mm程度。
又，當使隔熱層36直接接觸被加工物100時，隔熱層36會緊貼於被加工物100，使兩者分離將變得困難。因此，在對被加工物100進行加壓時，係在隔熱層36與被加工物100之間再配置一貼合防止用的中間片38。中間片38係具有柔軟性之薄片狀構件，例如由聚四氟乙烯（PTFE）等之氟樹脂、或聚醯亞胺等構成。此中間片38，原則上每使用1次～數次即廢棄、更換。
側模28配置在上模20之周圍，透過氣缸（air cylinder）40安裝在底座構件22。側模28，藉由緊貼在載置台12之上面，形成以該側模28、載置台12、上模20、框體26圍繞之密閉空間。為形成此密閉空間，在側模28之底面設有密封構件28a。又，側模28可藉由驅動氣缸40而相對上模20升降。在側模28之内部亦形成有供冷媒流通之冷媒流路30b，冷卻裝置藉由使冷媒通過該冷媒流路30b而循環，以冷卻側模28。
在側模28，進一步形成有於水平方向貫通之吸引孔42。此吸引孔42連通於吸引泵44。在使側模28緊貼於載置台12以形成密閉空間之狀態下驅動吸引泵44的話，密閉空間之空氣即被吸引，密閉空間成為真空狀態。此吸引泵44及氣缸40之驅動係由控制部18加以控制。又，本實施形態中，雖係將側模28透過氣缸40安裝在底座構件22，但只要能禁止或容許側模28相對上模20之升降的話，其他構成亦可。例如，可取代氣缸40，使用油壓缸或電動缸。
下側單元16，具備加熱用下模50、冷卻用下模52、以及切換機構（未圖示）。切換機構，係藉由在加熱用下模50之上部插入冷卻用下模52，以分開使用加熱用下模50與冷卻用下模52的機構。加熱用下模50係一邊加熱被加工物100一邊進行加壓之模具，其内部設有作為加熱手段之加熱器54。加熱器54可將加熱用下模50加熱至既定處理溫度Tp，又，只要是能耐受規定之沖壓負載Pp的話，並無特別限定。本實施形態中，作為加熱器54係使用將發熱線（鎳鉻合金線）捲繞於棒狀陶瓷後插入耐熱性管（pipe）中予以筒匣化之筒匣加熱器。控制部18，控制加熱器54之驅動將加熱用下模50維持於既定處理溫度Tp。此處，處理溫度Tp，係指可將被加工物100、特別是將構成被加工物100之一部分之熱硬化性接著劑114，加熱至較該接著劑114之硬化溫度Tc高之溫度的溫度。例如，硬化溫度Tc為150～200度時，處理溫度Tp係設定為較硬化溫度Tc充分高之溫度、例如300度。
在加熱用下模50之周圍設有第一隔熱構件56，以防止加熱器54之熱漏至側方。又，在加熱器54之下部設有第二隔熱構件58，以防止加熱器54之熱漏至下方。加熱用下模50被此第二隔熱構件58區隔為上下，在較第二隔熱構件58下側部分，形成有冷媒流通之冷媒流路30d。冷媒以流通於該冷媒流路30d之方式受冷卻裝置控制而循環。
冷卻用下模52，係一邊冷卻被加工物100一邊進行加壓之模具，其内部形成有冷媒流通之冷媒流路30e。冷媒以流通於該冷媒流路30e之方式受冷卻裝置控制而循環。又，在冷卻用下模52之底面設有隔熱構件60。藉由此隔熱構件60之設置，在將冷卻用下模52在加熱用下模50之直接上方時，防止來自加熱用下模50之熱傳遞。
切換機構視處理之進行狀況，使冷卻用下模52移動。具體而言，切換機構具有使冷卻用下模52水平移動之水平移動機構。水平移動機構使冷卻用下模52在加熱用下模50之直接上方位置、與從加熱用下模50往水平方向錯開之位置之間移動。又，於此加壓裝置10設有使上側單元14升降之升降機構，使上側單元14朝向下側單元16下降，使載置台12壓接於位在加熱用下模50或加熱用下模50之上之冷卻用下模52，以進行被加工物100之加壓。也就是說，於本實施形態，係在冷卻用下模52位於加熱用下模50之上之狀態下使上側單元14下降，即能一邊冷卻被加工物100一邊進行加壓，而在加熱用下模50之上不存在冷卻用下模52之狀態下使上側單元14下降，即能一邊加熱被加工物100一邊進行加壓。從另一角度來看，於本實施形態，能以升降機構使上側單元14升降，據以控制加壓之實施、解除，能以水平機構使冷卻用下模52水平移動，據以將對加壓有助益之下模切換為加熱用下模50或冷卻用下模52。此升降機構及水平機構之驅動係以控制部18加以控制。
其次，針對此此種以加壓裝置10進行之被加工物100之加壓處理，參照圖3～圖7加以說明。進行對被加工物100之加壓時，預先以加熱器54加熱加熱用下模50，加熱至既定處理溫度Tp備用。此外，上模20與側模28、冷卻用下模52則使用冷媒加以冷卻，使其降至較設於被加工物100之接著劑114之玻璃轉移溫度Tg充分低之溫度，例如常溫。
載置有被加工物100之載置台12被搬送到上模20之直接下方時，控制部18，首先如圖3所示，使上側單元14下降、或使載置台12上升，以使側模28之底面緊貼於載置台12。此時，被避免上模20或中間墊24抵接於被加工物100，控制部18對氣缸40賦予空氣壓使之伸長，成為側模28較上模20等突出於下方之狀態。又，此時，加熱用下模50及冷卻用下模52皆從載置台12分離。因此，在此狀態下，於被加工物100並未被賦予加壓力。
藉由使側模28之底面緊貼於載置台12，形成以側模28、上模20、框體26、載置台12圍繞之密閉空間。成為此狀態後，控制部18即驅動吸引泵44，吸出密閉空間内部之空氣使密閉空間成為真空狀態。據此，被加工物100周圍之空氣即被除去。藉由在接著劑114軟化前除去接著劑114周圍之空氣，能有效防止空氣進到軟化後接著劑114之内部而產生摻氣（air entrainment）。
密閉空間之真空吸引完成後，控制部18即解除氣缸40之壓力，使氣缸40能進行收縮。當氣缸40可收縮時，上模20及側模28即因真空壓（因密閉空間與外部空間之壓力差），被加工物100朝向載置台12相對移動。最終的，中間墊24接觸被加工物100，被加工物100即以反映真空壓之負載Pb被預備加壓。此預備加壓之負載Pb，遠低於後述實際加壓賦予之衝壓負載Pp。又，由截至目前之說明或圖4可清楚得知，此預備加壓係在載置台12與加熱用下模50分離之狀態下進行。換言之，預備加壓中被加工物100不被加熱，係在接著劑114軟化前之狀態下進行。藉由此預備加壓之進行，中間墊24根據被加工物100之表面形狀變形，繞至被加工物100之周圍、特別繞至是軟化前之接著劑114之周圍以保持被加工物100。
藉由預備加壓，中間墊24緊貼於被加工物100，接著，控制部18，如圖5所示，使載置台12被真空吸附之上側單元14下降，實施對載置台12以加熱用下模50從下側按壓之實際加壓。於實際加壓中，被加工物100被上模20及加熱用下模50夾持，被規定之衝壓負載Pp加壓。又，如前所述，加熱用下模50預先加熱至處理溫度Tp。此加熱用下模50之熱透過導熱性佳之載置台12傳遞至被加工物100。也就是說，於實際加壓中，被加工物100係一邊被以規定之衝壓負載Pp加壓、一邊被加熱至規定之處理溫度Tp。藉由此實際加壓之既定時間之實施，設於被加工物100之熱硬化性接著劑114，在達到玻璃轉移溫度Tg軟化後，達到硬化溫度Tc而硬化。藉此，電子零件112與基板110即接著。又，此時，加熱用下模50之熱透過載置台12、被加工物100亦傳遞至中間墊24。不過，由於中間墊24之下部設有隔熱層36，因此熱不易傳遞至柔軟層34，能防止柔軟層34及位於其上之上模20溫度過於高溫。
若能充分時間實施實際加壓的話，控制部18，如圖6所示，使上側單元14上升，以使加熱用下模50從載置台12分離。在加熱用下模50與載置台12之間形成充分的空間的話，控制部18，如圖7所示，即將冷卻用下模52配置在載置台12與加熱用下模50之間。並在此狀態下，使上側單元14與載置台12一起下降，對被加工物100以規定之冷卻時負載Pc進行加壓。此時，冷卻用下模52因已預先被冷媒冷卻，故能迅速地冷卻被加工物100。此外，冷卻期間中，被加工物100係被冷卻用下模52及上模20夾持、加壓，因此能有效防止因熱膨脹差引起之翹曲等。又，由於冷卻時負載Pc只要是能防止被加工物100之變形即可，因此可較衝壓負載Pp小。當被加工物100冷卻至能取出之溫度（例如常溫）時，控制部18即使上側單元14與載置台12一起上升，解除加壓。又，控制部18對氣缸40賦予壓力使該氣缸40伸長，據以使上模20上升，以使中間墊24與被加工物100分離。又，使吸引孔42開放於大氣，使密閉空間成為大氣壓。最後，使上側單元14進一步上升，使上模20單元從載置台12分離後，將載置台12搬送至既定搬出位置（未圖示）。
圖8係顯示加壓處理之實施中被加工物100之周邊環境壓力、被加工物100之溫度、對被加工物100賦予之負載之變化例的圖表。由截至目前為止之說明可知，於加壓處理之開始時（時間t0），被加工物100之周邊環境之壓力為大氣壓Pa。又，於時間t0，由於被加工物100之加熱及加壓尚未開始，因此被加工物100之溫度為常溫Tn、加壓力為零。
之後，於時間t1開始真空吸引，當於真空吸引完成後解除氣缸40之壓力時，於時間t2，被加工物100被賦予相應於真空壓Pv之負載Pb，進行預備加壓。並於時間t3，開始以加熱完成之加熱用下模50按壓於載置台12之實際加壓。當時實際加壓開始時，被加工物100之溫度急遽上升，以較短時間到達規定之處理溫度Tp。此處理溫度Tp，較設於被加工物100之接著劑114之玻璃轉移溫度Tg、或接著劑之硬化溫度Tc高。因此，被加工物100在到達處理溫度Tp之過程，達到玻璃轉移溫度Tg而軟化，之後，達到硬化溫度Tc而硬化。
又，以加熱用下模50進行按壓，於時間t4，被加工物100被既定衝壓負載Pp加壓。此衝壓負載Pp，係能獲得電子零件112之突起113與基板110之配線之導通的充分大小，例如為20頓。之後，到時間t5時，實際加壓即結束。亦即，於時間t5，控制部18使上側單元14上升，以解除被加工物100之加壓。
當使上側單元14上升時，被加工物100被賦予之加壓力急遽降低。另一方面，自然冷卻時，被加工物100之溫度不易降低，被加工物100仍為處理溫度Tp。因此，為冷卻被加工物100，控制部18取代加熱用下模50以冷卻用下模52按壓被加工物100使之冷卻。於時間t6，當冷卻用下模52接觸載置台12時，被加工物100之溫度急遽降低。又，藉由上側單元14之下降，被加工物100之加壓力亦上升，能有效防止被加工物100之翹曲等變形。此時被賦予之冷卻時負載Pc，例如為10頓程度。
當被加工物100冷卻至常溫時，控制部18即使上側單元14上升，以解除被加工物100之加壓。之後，將被加工物100之周圍解放至大氣壓。接著，於時間t8，被加工物100之周圍回到大氣壓時，即使上側單元14從被加工物100分離，連載置台12一起將被加工物100搬送至排出位置。
由以上說明清楚可知，於本實施形態，係將對被加工物100之加壓有助益之下模，在預先加熱之加熱用下模50、與預先冷卻之冷卻用下模52間進行切換。關於此構成之理由，與習知技術相較說明如下。
習知之加壓裝置10，亦係以上模20與下模夾持被加工物100，視需要冷卻或加熱被加工物100。於習知之加熱裝置，為進行被加工物100之加熱及冷卻，係在下模内部設置加熱手段與冷卻手段之雙方，視需要對下模進行加熱及冷卻。此場合，需要將經冷卻之下模加熱至既定處理溫度Tp為止之時間、及將經加熱之下模冷卻至既定冷卻溫度之時間。其結果，於習知之加壓裝置10，導致處理時間之長期化。特別是，加壓裝置10為了耐受高壓力，不得不將下模做成厚度大、熱容量大之形狀。此種大型下模之加熱及冷卻原本非常耗時。
當然，使用加熱能力高之加熱器是可縮短加熱所需時間。然而，此種加熱器非常高價，將導致成本增加。此外，當欲使曾冷卻之下模短時間內上升至加熱溫度時，在上升過程中，易產生超過所欲處理溫度Tp之超限。其結果，被加工物100即便是暫時的，但仍有過加熱之虞。
於本實施形態，如前所述，係視處理之進行狀況切換欲先加熱之加熱用下模50、與預先冷卻之冷卻用下模52。其結果，無需用以加熱或冷卻下模所需之時間，能迅速地加熱及冷卻被加工物100。亦即，如參照圖8所作之說明，於本實施形態，當加熱用下模50接觸載置台12時（參照圖8之時間t3前後），被加工物100之溫度即迅速上升，當冷卻用下模52接觸載置台12時（參照圖8之時間t6前後），被加工物100之溫度即迅速地降低。換言之，根據本實施形態，無需將下模加熱或冷卻至所欲溫度之時間。其結果，能大幅降低加壓處理所需之時間。
又，藉由將下模區分為加熱用與冷卻用，能降低能量損失，亦能降低蒸氣之產生。亦即，對一個下模進行加熱及冷卻之習知之加壓裝置10，須加熱及冷卻熱容量大的下模，能量損失大。此外，在將下模加熱後，欲流以水等液體作為冷媒使之冷卻時，液體成為蒸氣會導致冷媒流路内之壓力上升等。為防止此等問題，就必須在液體之供應前先流以冷卻用空氣、或另行設置暫時貯留冷卻在供應液體後產生之蒸氣的緩衝，導致構成之複雜化。本實施形態，由於無需在高溫構件之内部流以冷媒，因此不會產生蒸氣，可使構成簡化。
又，於本實施形態，係將被加工物100僅從下側進行加熱，上側不進行加熱。換言之，本實施形態，未於上模20設置加熱手段。如此，即能在不提高中間墊24之溫度之情形下，將被加工物100加熱至較習知更高溫。
亦即，於習知之加壓裝置10，為能迅速加熱，不僅是在下模，在上模20亦有設置加熱手段之情形。此場合，雖能迅速加熱被加工物100，但另一方面，在該上模20與被加工物100之間之中間墊24亦被加熱。此處，本實施形態之中間墊24雖具有隔熱層36，但習知之中間墊24不具有隔熱層36，係以矽系之有機物為主成分之柔軟層為主構成。此種柔軟層34之耐熱溫度多不滿200度。另一方面，近年來，設在被加工物100之接著劑114之硬化溫度Tc變高，多為150度～300度。也就是說，為了使接著劑114硬化，將電子零件112接著於基板110，必須將被加工物100加熱至150度～300度。
欲以設在上模20之加熱手段將被加工物100加熱至150度～300度時，設在上模20與被加工物100之間之中間墊24（柔軟層34）亦被加熱。此場合，中間墊24將會超過耐熱溫度而有破損之虞。也就是說，在上模20設置加熱手段之習知加壓裝置10，有可能招致中間墊24之破損。因此，在上模20設置加熱手段之習知加壓裝置10，是無法將被加工物100加熱至較中間墊24（柔軟層34）之耐熱溫度更高之溫度。
另一方面，於本實施形態，如前所述，加熱手段僅設在加熱用下模50，未設置在上模20。因此，耐熱性低之柔軟層34不會有從上模20被加熱之情形。又，於本實施形態，在耐熱性低之柔軟層34與被加熱至高溫之被加工物100之間設有隔熱層36。此外，上模20係藉由於冷媒流路30a流通冷媒而被保持於一定溫度。其結果，能有效防止對柔軟層34之傳熱，而能防止柔軟層34之溫度上升，進而有效防止熱破損。從另一角度來看，根據本實施形態，能將被加工物100加熱至較柔軟層34之耐熱溫度高之溫度，可處理之被加工物100之範圍更廣。
又，由以上之說明清楚可知，於本實施形態，係在被加工物100之加熱前，先對被加工物之周邊環境進行真空吸引。據此，能防止加熱、加壓後之接著劑114内部殘存空氣之摻氣。此處，此種真空吸引，以在接著劑熔融之前，亦即接著劑114達到玻璃轉移溫度Tg之前進行較佳。若係在上模20設置加熱手段之習知加壓裝置10，於真空吸引時，高溫之上模20會接近被加工物100，因此亦會有接著劑114熔融、無法適當進行排除空氣之問題。當然，於真空吸引時，停止上模20之加熱的話，雖能避免此種問題，但此場合，在真空吸引後需進行上模20之加熱，而有處理所需時間長的問題。
又，於本實施形態，係在真空吸引後、被加工物100之加熱前，將被加工物以上模20及中間墊24，以較衝壓負載Pp低之預備負載Pb進行加壓之預備加壓。藉由在加熱前進行預備加壓，被加工物100被中間墊24保持。其結果，即使接著劑114熔融，電子零件112之移動亦會受到中間墊24限制，能有效防止電子零件112之偏移。亦即，於習知加壓裝置10是在不進行預備加壓之情形下，進行被加工物100之加壓及加熱。因此，會有被加工物100在被中間墊24充分保持之前，接著劑114達到玻璃轉移溫度Tg而軟化之虞。在未被中間墊24保持之狀態下，接著劑114軟化時，電子零件112能較自由的移動，因此會導致電子零件112之位置偏移等。另一方面，於本實施形態，係以未被加熱之上模20及中間墊24對被加工物100進行預備加壓，將被加工物100以中間墊24加以保持後，進行被加工物100之加熱。因此，即使因加熱使接著劑軟化，電子零件11之移動亦會受到限制，能有效防止電子零件112之位置偏移。
接著，針對第二實施形態參照圖9～圖12加以說明。圖9～圖12係顯示第二實施形態中之加壓處理流程的圖。第二實施形態，係加熱用下模50及冷卻用下模52之雙方皆能水平移動之點與第一實施形態相異。圖9顯示第二實施形態中之加壓處理之開始時。如圖9所示，此場合，冷卻用下模52係在相對上模20於水平方向錯開之位置，加熱用下模50則係位在上模20之下方。在此狀態下，載置有被加工物100之載置台12被搬送至冷卻用下模52之上。此場合，由於冷卻用下模52係在從上模20往水平方向錯開之位置，因此能在冷卻用下模52之上側確保大的空間，充分確保用以進行載置台12之搬送之空間（例如搬送載置台12之機構之設置空間等）。
在將載置台12搬送至冷卻用下模52上後，接著，控制部18，如圖10所示，使加熱用下模50移動至從上模20往水平方向錯開之位置。同時，控制部18使冷卻用下模52水平移動至上模20之直接下方位置。之後，使上側單元14下降，使側模28之底面緊貼於載置台12之上面。之後，與第一實施形態同樣的，在對被加工物100周圍之密閉空間進行真空吸引後，利用該密閉空間與外部空間之差壓，以預備負載Pb對被加工物進行預備加壓。預備加壓完成後，控制部18，再一次使冷卻用下模52移動至從上模20往水平方向錯開之位置，並使加熱用下模50移動至上模20之直接下方位置。接著，如圖11所示，以加熱用下模50按壓載置台12，進行一邊對被加工物100以規定之衝壓負載Pp進行加壓、一邊加熱之實際加壓。實際加壓結束後，如圖12所示，使加熱用下模50與冷卻用下模52互換，一邊以冷卻用下模52對被加工物100進行加壓、一邊使其冷卻。接著，在被加工物100之冷卻結束後，使上側單元14上升以使上側單元14與載置台12分離後，使載置載置台12之冷卻用下模52往水平方向移動。之後，將載置台12搬送至既定排出位置。
由以上說明、及圖10、圖12等可知，根據第二實施形態，由於加熱用下模50與冷卻用下模52不會上下排列，因此能防止兩下模50、52間之傳熱。其結果，易於將各下模50、52保持於規定溫度。
又，第二實施形態亦與第一實施形態同樣的，能大幅縮短加熱及冷卻所需之時間、以及加壓處理之時間。此外，在接著劑114軟化之前進行了真空吸引與預備加壓，因此能確實防止摻氣及零件之偏移等。
又，以上所說明之構成僅為一例，只要是能將對加壓有助益之下模，以加熱用下模50與冷卻用下模52加以切換的話，亦可適當變更為其他構成。例如，本實施形態中，係在實際加壓前進行真空吸引及預備加壓，但亦可視情形省略此等步驟。此外，本實施形態中，雖係於中間墊24設有柔軟層34與隔熱層36，但若能將柔軟層34保持於耐熱溫度以下的話，隔熱層36是可以省略的。又，以上之說明中，雖係使上側單元14升降以切換加壓之實施／解除，但亦可取代上側單元14，或再加上使下側單元16升降，以切換加壓之實施／解除。此外，各種驅動機構、冷卻手段、加熱手段之構成，可以公知之其他構成取代。
10:加壓裝置 12:載置台 14:上側單元 16:下側單元 18:控制部 20:上模 22:底座構件 24:中間墊 26:框體 28:側模 28a:密封構件 30a、30b、30d、30e:冷媒流路 32:彈簧構件 34:柔軟層 36:隔熱層 38:中間片 40:氣缸 42:吸引孔 44:吸引泵 50:加熱用下模 52:冷卻用下模 54:加熱器 56、58、60:隔熱構件 100:被加工物 110:基板 111:配線 112:電子零件 113:泵 114:接著劑
[圖1]係說明以本實施形態之加壓裝置進行被加工物加壓之原理的圖。 [圖2]係顯示本實施形態之加壓裝置的圖。 [圖3]係顯示以加壓裝置進行加壓處理之過程的圖。 [圖4]係顯示以加壓裝置進行加壓處理之過程的圖。 [圖5]係顯示以加壓裝置進行加壓處理之過程的圖。 [圖6]係顯示以加壓裝置進行加壓處理之過程的圖。 [圖7]係顯示以加壓裝置進行加壓處理之過程的圖。 [圖8]係顯示加壓處理期間中被加工物周邊環境之壓力、被加工物之溫度、賦予被加工物之負載之一變化例的圖表。 [圖9]係顯示以第二實施形態之加壓裝置進行之加壓處理之過程的圖。 [圖10]係顯示以第二實施形態之加壓裝置進行之加壓處理之過程的圖。 [圖11]係顯示以第二實施形態之加壓裝置進行之加壓處理之過程的圖。 [圖12]係顯示以第二實施形態之加壓裝置進行之加壓處理之過程的圖。
10:加壓裝置
12:載置台
14:上側單元
16:下側單元
18:控制部
20:上模
22:底座構件
24:中間墊
26:框體
28:側模
28a:密封構件
30a、30b、30d、30e:冷媒流路
32:彈簧構件
34:柔軟層
36:隔熱層
38:中間片
40:氣缸
42:吸引孔
44:吸引泵
50:加熱用下模
52:冷卻用下模
54:加熱器
56、58、60:隔熱構件
100:被加工物

Claims (6)

  1. 一種加壓裝置，具備： 載置台，供載置被加工物； 上模，係從上側對被載置於該載置台之被加工物進行加壓； 加熱用下模，係預先被加熱手段加熱，與該上模一起夾持該載置台據以一邊對該被加工物進行加壓、一邊進行加熱； 冷卻用下模，係預先被冷卻手段冷卻，與該上模一起夾持該載置台據以一邊對該被加工物進行加壓、一邊進行冷卻； 側模，係配置在該上模周圍，藉由緊貼於該載置台來與該上模、該載置台一起在該加工物之周圍形成密閉空間； 吸引泵，係吸引該密閉空間内之空氣以使該被加工物之周圍成為真空狀態；以及 控制部，係控制該上模、該加熱用下模及該冷卻用下模之驅動，視該被加工物之加壓處理之進行狀況，將對該被加工物之加壓有助益之下模切換為該加熱用下模或該冷卻用下模； 該控制部，在該被加工物之加壓前，先使該側模接觸該載置台以形成該密閉空間，並驅動該吸引泵使該密閉空間成為真空狀態； 該載置台，係可在與該側模形成真空之密閉空間之狀態下移動。
  2. 如請求項1所述之加壓裝置，其進一步具備在該上模與該被加工物之間之中間墊； 該中間墊，包含視該該被加工物之形狀柔軟地變形的柔軟層、以及在該柔軟層與該被加工物之間用以將該被加工物與該柔軟層之間隔熱的隔熱層。
  3. 如請求項2所述之加壓裝置，其中，該加熱用下模將該被加工物加熱至較該柔軟層之耐熱溫度高之溫度。
  4. 如請求項2所述之加壓裝置，其中，該控制部在使該中間墊接觸該被加工物而以該中間墊保持該被加工物後，進行使用該加熱用下模對該被加工物之加熱及加壓。
  5. 如請求項3所述之加壓裝置，其中，該控制部在使該中間墊接觸該被加工物而以該中間墊保持該被加工物後，進行使用該加熱用下模對該被加工物之加熱及加壓。
  6. 一種加壓方法，係對被載置於載置台之被加工物進行加壓及加熱，其包含： 以上模與預先被加熱手段加熱之加熱用下模夾持載置有該被加工物之載置台以對該被加工物進行加壓、並以來自該加熱用下模之熱進行該被加工物之加熱的加熱步驟； 以該上模與預先被冷卻手段冷卻之冷卻用下模夾持該載置台以對該被加工物進行加壓、並對該被加工物進行冷卻的冷卻步驟；以及 在該加熱步驟前，先藉由使配置在該上模周圍之側模接觸該載置台，來與該上模、該載置台一起在該加工物之周圍形成密閉空間，藉由吸引泵來吸引該密閉空間内之空氣以使該被加工物之周圍成為真空狀態的吸引步驟。
TW109144734A 2016-04-27 2017-03-23 加壓裝置及加壓方法 TWI747669B (zh)

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