真空加熱加壓密封成形裝置及真空加熱加壓密封成形方法
2023-06-01 02:55:16
真空加熱加壓密封成形裝置及真空加熱加壓密封成形方法
【專利摘要】一種真空加熱加壓密封成形裝置及真空加熱加壓密封成形方法，能使基板的元件上的密封片材的上表面具有足夠的平坦度，並能高精度地使密封的帶元件的基板的整體高度均勻。該真空加熱加壓密封成形裝置用於將元件真空加熱加壓密封成形於基板上，其由真空室、基板載置臺、加熱裝置、孔、內側構件及成形模具構成，其中，所述基板載置臺對帶元件的基板、元件上的密封片材或密封片材及加壓剝離薄膜進行載置，所述內側構件下降並能在其下端部與基板載置臺之間夾住加熱軟化後的密封片材或者密封片材上的加壓剝離薄膜，所述成形模具在利用加熱軟化後的密封片材將元件密封在基板上之後，將依然處於軟化狀態的密封片材實際按壓到元件上以進行規定的成形。
【專利說明】真空加熱加壓密封成形裝置及真空加熱加壓密封成形方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於利用密封片材對接合著半導體、電阻和/或電容器等元件的基板進行密封、且對使基板上的元件密封的密封片材進行成形的真空加熱加壓密封成形裝置及真空加熱加壓密封成形方法。本發明的真空加熱加壓密封成形裝置及真空加熱加壓密封成形方法能適用於將元件預先接合在基板上的情況，以及在將元件通過粘接劑配置在基板上、將元件接合在基板上並利用密封片材將元件密封在基板的情況。
【背景技術】
[0002]在將元件密封在基板上的情況下，為了防止空氣混入密封片材和基板及元件之間，利用真空下加熱軟化後的密封片材在加壓條件下將元件密封接合在基板上。 申請人:為了實現該目的而提供一種真空加熱加壓密封裝置及方法，能一邊防止在真空中空氣混入密封層(接合層)一邊調節微小的按壓力，以在適度的加壓下使密封層的厚度均勻，從而將元件良好地密封接合在基板上(專利文獻I)。
[0003]然而，通常密封的帶元件的基板被要求整體高度均勻且由附圖指定，但本發明人發現在專利文獻I的真空加熱加壓密封裝置及方法中所獲得的產品的元件上的密封層的上表面的平坦度不夠，另外，難以高精度地使密封的帶元件的基板的整體高度均勻。此外，獲知了在基板上的多個元件的高度不同的情況下，存在多個元件上的密封片材的平坦度不一致時，在組裝時不能進行正確的吸附移動這樣的缺點。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利特願2011-192995
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於提供一種真空加熱加壓密封成形裝置及真空加熱加壓密封成形方法，能使用一個真空加熱加壓密封成形裝置，一邊防止在加熱、真空中空氣混入元件及基板和密封片材，一邊能利用密封片材高精度地將元件密封在基板上，並且使對元件進行密封的密封片材在軟化的狀態下進行成形，藉此，例如能使元件上的密封片材的上表面具有足夠的平坦度，並能高精度地使密封著的帶元件的基板的整體高度均勻。
[0008](I)本發明的真空加熱加壓密封成形裝置用於將元件真空加熱加壓密封成形於基板上，其特徵是，上述真空加熱加壓密封成形裝置由真空室形成用下框體、真空室形成用上框體、基板載置臺、加熱裝置、真空排氣及高壓氣體導入用孔、內側構件及成形模具構成，其中，上述真空室形成用上框體配置於真空室形成用下框體的上方，真空室形成用下框體與真空室形成用上框體之間被密封而在內部形成有真空室，能在使真空室形成用下框體與真空室形成用上框體分離的狀態下將被加工品取出至外部，上述基板載置臺配置於真空室形成用下框體的內部，且在該基板載置臺上放置有基板，在基板上配置元件，在元件上放置密封片材，或者在密封片材上還放置比密封片材朝半徑方向外側延伸的加壓剝離薄膜，上述加熱裝置使元件上的密封片材加熱軟化，上述真空排氣及高壓氣體導入用孔設於真空室形成用下框體和真空室形成用上框體中的任一方，上述內側構件位於真空室形成用上框體的內側且從下表面朝下方延伸，內側構件下降並能在其下端部與基板載置臺之間氣密地夾住加熱軟化後的密封片材或者夾住密封片材上的加壓剝離薄膜，上述成形模具在利用加熱軟化後的密封片材將元件密封在基板上之後，將依然處於軟化狀態的密封片材按壓到元件上以進行規定的成形。
[0009]以下，示出本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的優選實施方式。
[0010](2)在上述(I)所述的真空加熱加壓密封成形裝置中，較為理想的是，真空室形成用下框體具有下框構件，真空室形成用上框體具有上框構件，真空室形成用下框體或真空室形成用上框體還具有在下框構件和上框構件的內周面或外周面氣密地滑動的滑動框體，使滑動框體滑動而將下框構件、滑動框體及上框構件之間變得氣密，以在內部形成真空室，另一方面，能在使滑動框體滑動而將下框構件與上框構件之間分離的狀態下取出或放入使被加工品。
[0011](3)在上述(I)所述的真空加熱加壓密封成形裝置中，較為理想的是，使真空室形成用下框體和真空室形成用上框體相對移動而使它們之間抵接密封，以在內部形成真空室，另一方面，能在使真空室形成用下框體和真空室形成用上框體相對移動而分離的狀態下取出或放入被加工品。
[0012](4)在上述(3)所述的真空加熱加壓密封成形裝置中，較為理想的是，通過使真空室形成用下框體與真空室形成用上框體相對移動，能在內側構件的下端部與基板載置臺之間氣密地夾住加熱軟化後的密封片材或加壓剝離薄膜。
[0013](5)在上述⑷所述的真空加熱加壓密封成形裝置中，較為理想的是，將加熱軟化狀態下的密封片材按壓至元件上的成形模具配置於真空室形成用上框體的內側，使真空室形成用下框體與真空室形成用上框體相對移動，利用成形模具將加熱軟化狀態下的密封片材或加壓剝離薄膜及密封片材按壓於元件上。
[0014](6)在上述(I)至(3)中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置中，較為理想的是，內側構件是安裝於中間移動板的下表面的按壓氣缸機構。
[0015](7)在上述(I)至(6)中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置中，較為理想的是，成形模具在非成形時退避至真空室形成用上下框構件的內側的非成形位置，在成形時移動至內側構件的內側的成形位置。
[0016](8)在上述(I)至(6)中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置中，較為理想的是，加熱裝置設於基板載置臺及成形模具。
[0017](9)在上述(I)至(6)中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置中，較為理想的是，加熱裝置是滷素燈等光照射裝置或紅外線、雷射、遠紅外線照射裝置。
[0018](10)在上述(I)至(8)中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置中，較為理想的是，真空室形成用下框體及基板載置臺配置於滑動移動臺上，通過利用滑動移動臺將真空室形成用下框體及基板載置臺取出至外部，可容易地進行基板及密封片材或基板、密封片材及加壓剝離薄膜相對於基板載置臺的裝拆。
[0019](11)在上述(I)至(9)中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置中，較為理想的是，用於形成真空室的加壓機構利用空氣按壓力、液壓按壓力、伺服按壓力或高壓釜。[0020]本發明還涉及由以下工序構成的真空加熱加壓密封成形方法。
[0021](I)本發明的真空加熱密封成形方法包括:在打開真空室的狀態下配置於真空室內的基板載置臺上放置基板，在基板上配置元件，在元件上配置密封片材，或者在密封片材上還配置比密封片材朝半徑方向外側延伸的加壓剝離薄膜的工序一；關閉真空室而使真空室處於真空的工序二 ；將密封片材或密封片材及加壓剝離薄膜加熱軟化的工序三；將加熱軟化後的密封片材或加壓剝離薄膜的外周部氣密地按壓於基板載置臺上，將由加熱軟化後的密封片材或加壓剝離薄膜和基板載置臺形成的空間保持為真空狀態的工序四；在該狀態下，將真空室內打開在大氣中並導入大氣，或者根據需要進一步導入高壓氣體來進行加壓，用加熱軟化狀態下的密封片材將元件密封於基板的工序五；以及將成形模具實際地按壓至依然處於軟化狀態的密封片材或加壓剝離薄膜及密封片材上的位置，以進行規定的成形的工序六。
[0022]S卩，通過在上述工序五中使真空室的容積減少來增大真空室內部的壓力，從而能提高密封片材的粘接面的緊貼度。
[0023]根據本發明，通過用加熱軟化後的密封片材或加熱軟化後的加熱剝離薄膜及密封片材將元件密封在基板上，並對元件上的保持加熱軟化狀態下的密封片材或加壓剝離薄膜及密封片材進行成形加工，因此，所獲得的產品的元件上的密封層的上表面能獲得足夠的平坦度，另外，能高精度地使密封著的帶元件的基板的整體高度均勻。因此，在對密封、成形加工後的帶元件的基板進行組裝的情況下，能進行正確的吸附移動。
[0024]另外，在利用正壓沿著元件密封來進行平坦的按壓成形的情況下，壓出的密封片材流入元件間的間隙，能進一步使基板和多個元件一體化。
[0025]此外，在通過加壓剝離薄膜進行密封的情況下，密封片材較少即可，能實現多個元件中的每個元件的局部密封，並同時進行朝這些部位的模具按壓成形。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1示出了本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第一實施方式的示意剖視圖，其示出了使真空室形成用下框體和真空室形成用下框體分離、並將被加工品配置於內部的狀態。
[0027]圖2a是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第一實施方式的基板、元件及密封片材的固定工序的示意剖視圖。
[0028]圖2b是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第一實施方式的真空室形成、密封片材的加熱軟化、抽真空工序的示意剖視圖。
[0029]圖2c是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第一實施方式的密封片材按壓工序的示意剖視圖。
[0030]圖2d是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第一實施方式的對真空室內進行正壓加壓的工序的示意剖視圖。
[0031]圖2e是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第一實施方式的基於成形模具的密封片材成形工序的示意剖視圖。
[0032]圖3是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第二實施方式的基於成形模具的密封片材成形工序的示意剖視圖。[0033]圖4a是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第三實施方式的基板、元件、密封片材及加壓剝離薄膜的固定工序的示意剖視圖。
[0034]圖4b是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第三實施方式的真空室形成、密封片材及加壓剝離薄膜的加熱軟化、抽真空工序的示意剖視圖。
[0035]圖4c是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第三實施方式的密封片材及加壓剝離薄膜的按壓工序的示意剖視圖。
[0036]圖4d是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第三實施方式的對真空室內進行正壓加壓的工序的示意剖視圖。
[0037]圖4e是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第三實施方式的基於成形模具的密封片材及加壓剝離薄膜的成形工序的示意剖視圖。
[0038]圖5a是表示本發明的使用滷素燈的真空加熱加壓密封成形裝置的第四實施方式的基板、元件及密封片材的固定工序的示意剖視圖。
[0039]圖5b是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第四實施方式的真空室形成、密封片材的加熱軟化、抽真空工序的示意剖視圖。
[0040]圖5c是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第四實施方式的密封片材按壓工序的示意剖視圖。
[0041]圖5d是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第四實施方式的對真空室內進行正壓加壓的工序的示意剖視圖。
[0042]圖5e是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第四實施方式的成形模具移動工序的示意剖視圖。
[0043]圖5f是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第四實施方式的基於成形模具的密封片材成形工序的示意剖視圖。
[0044]圖6是表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第五實施方式的基板、元件、密封片材及加壓剝離薄膜的固定工序的示意剖視圖。
[0045]圖7示出了將元件密封在基板上的結構及成形模具的成形例。
[0046]圖8表示在關閉正壓口及真空口的狀態下將真空室中的空氣壓力設為0.1MPa並使中間移動板下降的情況下的下降移動距離(下降行程)和內壓測定值。
[0047]符號說明
[0048]I 基臺
[0049]2 加壓氣缸下板
[0050]3 滑動移動臺
[0051]4 滑動氣缸
[0052]5 下框構件載置臺
[0053]7 下加熱板
[0054]8 基板載置臺
[0055]9 元件
[0056]10 基板
[0057]11密封片材
[0058]12下框構件[0059]13支柱
[0060]14加壓氣缸上板
[0061]15中間移動板
[0062]16隔熱板
[0063]17上加熱板
[0064]18上框構件
[0065]19滑動構件
[0066]20滑動氣缸
[0067]21成形模具
[0068]22,22a加壓氣缸
[0069]22b氣缸機構
[0070]23桿
[0071]24內側構件
[0072]24a杆
[0073]24b框狀按壓部
[0074]24c彈簧
[0075]25正壓口
[0076]26真空口
[0077]40密封片材
[0078]41加壓剝離薄膜
[0079]50下框構件
[0080]51上框構件
[0081]51a臺階
[0082]52加熱燈
[0083]53滑動單元
[0084]53a滑動氣缸
[0085]53b滑動導軌
[0086]53c滑塊
[0087]55按壓氣缸機構
[0088]55a按壓氣缸
[0089]55b杆
[0090]55c按壓框體
[0091]60錐面部
[0092]61突起
[0093]62外周挖空部(導向孔)
【具體實施方式】
[0094]在本發明的真空加熱加壓密封成形裝置及真空加熱加壓密封成形方法能適用於將密封片材直接加壓密封於基板上的元件的情況、以及在密封片材上還放置加壓剝離薄膜並通過加壓剝離薄膜間接地對密封片材進行加壓而將其加壓密封於基板上的元件的情況，另外，在對成形模具進行加壓密封的工序中，存在從成形位置退避移動至外側並在成形時移動至成形位置以進行成形工序的情況和不退避移動至外側的情況。
[0095]以下，根據圖示的【具體實施方式】，對本發明的真空加熱加壓密封成形裝置及真空加熱加壓密封成形方法進行說明。這些實施方式僅僅是例示並不限定本發明，本領域技術人員能容易地對本發明在權利要求書的範圍內進行各種變形、變更。
[0096]另外，在本發明中，元件和密封片材是指以下構件。
[0097]在本發明中，「元件」是指IC元件、半導體、電阻和/或電容器等元件。另外，基板是指剛性基板及柔性基板，接合在基板上的元件數量既可以為一個也可以為多個，另外，高度可以相同也可以不同。「密封片材」是指密封用的粘接片材，在元件上放置密封片材，利用熱量和壓力使樹脂流動，並進行真空加熱加壓密封接合。例如是厚度為0.2?5mm左右的粘接密封用薄膜片材，加熱軟化的密封片材將元件以真空加熱加壓密封的方式與基板接合，並從外表面將元件加強性地接合於基板。作為密封片材主要使用環氧樹脂，能使用聚氨酯橡膠、矽酮橡膠等，作為加熱固化的粘接劑層起作用。
[0098]另外，「加壓剝離薄膜」是在大氣壓中加熱軟化的耐熱薄膜或耐熱軟質橡膠，具有加熱/加壓下保持強度並延伸的性質。在本發明中，加熱溫度為加壓剝離薄膜的軟化溫度，例如為100?300°C。能將加熱剝離薄膜的材質設為因耐熱性而容易軟化的樹脂或橡膠，例如將厚度設為30?1000 μ m。作為加壓剝離薄膜，能使用耐熱剝離薄膜，例如能使用PET、烯烴類樹脂、氟橡膠、矽酮橡膠。另外，在本發明中，有時因厚度不同而使得「片材」的表達比「薄膜」的表達更為恰當，但在本發明中，「加壓剝離薄膜」的意思也包括「加壓剝離片材」。
[0099](第一實施方式)
[0100]圖1示出了本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第一實施方式的示意剖視圖。由一臺真空加熱加壓密封成形裝置使用粘接性密封片材而將元件密封在基板上，使用成形模具利用密封片材將元件直接加壓密封成形加工在基板上。
[0101]在本真空加熱加壓密封成形裝置中，在基臺I上配置有加壓氣缸下板2，加壓氣缸下板2上放置有滑動移動臺3，滑動氣缸4經由杆而與滑動移動臺3的側方連接。在滑動移動臺3上放置有下框構件載置臺5，下框構件載置臺5的上方配置有下加熱板7，在下加熱板7上放置有基板載置臺8，在基板載置臺8上配置有帶元件9的基板10，在元件9上配置有密封片材11。
[0102]另外，在基板載置臺8的外側，在下框構件載置臺5的外周部上表面氣密地固定、立設有下框構件12，由下框構件載置臺5和下框構件12形成真空室形成用下框體。在真空室打開的狀態下，利用滑動氣缸4使滑動移動臺3在真空加熱加壓密封成形裝置內外移動，能將滑動移動臺3上的下框構件載置臺5、下加熱板7、基板載置臺8及下框構件12 —起相對於真空加熱加壓密封成形裝置取出或放入，藉此，能在外部將被加工品(帶元件的基板及密封片材)置於基板載置臺8並使其移動至真空加熱加壓密封成形裝置內，另外，還能將密封成形加工產品取出到該裝置外部。在本實施方式中，在基板10的上表面上預先粘接固定有多個元件9，但若能將元件正確地定位於基板的上表面，則也可將元件隔著熱塑性粘接劑等粘接劑配置於基板上表面。
[0103]在基臺I上立設有多個支柱13，在支柱13的上端部固定有加壓氣缸上板14。在加壓氣缸上板14的下方，中間移動板15以能穿過支柱13且能自由滑動的方式配置，在中間移動板15的下方隔著隔熱板16固定用上加熱板17。上加熱板17作為薄膜軟化用的加熱器起作用，下加熱板7作為基板的預熱用或粘接劑熱固化用的加熱器起作用。在隔熱板16的外側從中間移動板15的下表面朝下方氣密地延伸出與下框構件12對應的上框構件18，由中間移動板15和上框構件18形成真空室形成用上框體。在上框構件18的外周以能滑動的方式氣密地設有滑動構件19，滑動構件19因加壓氣缸上板上的滑動氣缸20而上下移動，且下降後能在下框構件12的外周移動，通過在下框構件12、滑動構件19及上框構件18之間保證氣密性而在內部形成有真空室。
[0104]固定著從隔熱板16的下表面外周部朝下方延伸的內側構件24。內側構件24由一端固定於隔熱板16的下表面的杆24a、設於杆下端部的框狀按壓部24b及繞杆24a配置的彈簧24c構成。框狀按壓部24b相對於杆24a被彈簧朝下方施力，且被從下方按壓而能朝上方移動，從而能緩衝框狀按壓部24b與基板載置臺8抵接的情況下的衝擊。在內側構件24的下端部的框狀按壓部24b與基板載置臺8之間氣密地保持有密封片材11。
[0105]在加壓氣缸上板14的上表面配置有加壓氣缸22，加壓氣缸22的氣缸杆23穿過加壓氣缸上板14而固定於中間移動板15的上表面,能利用加壓氣缸22使中間移動板15、上加熱板17、上框構件18及內側構件24在上下方向上一體地移動。也能設置對因加壓氣缸22而產生的中間移動板15、上加熱板17、上框構件18的下方移動進行限制的限位件(未圖示)，以在中間移動板15下降規定的距離時阻止其進一步的下降。作為加壓氣缸22及滑動氣缸20，也能使用液壓氣缸、空壓氣缸、伺服缸等。
[0106]在上加熱板17的下表面以能裝拆的方式安裝有成形模具21，能因成形目的不同而更換成形模具。在本實施方式中，在中間移動板上設有正壓口(日文:陽圧口)25和真空口 26。然而，也可將正壓口及真空口設為一個開口，將該開口通過電磁閥及開關選擇性地連接至正壓加壓機及真空排氣機，以使該開口兼用為正壓口或真空口來起作用。該實施方式也包含在本發明中。
[0107](第一實施方式:不使用加壓剝離薄膜的情況)
[0108]以下，根據圖2(a)至圖2(e)，對本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第一實施方式的動作進行說明。另外，在圖2(a)至圖2(e)中，為了簡化而省略了支柱13、加壓氣缸上板14、加壓氣缸22、杆23及配管。
[0109](I)對基板、元件、密封片材進行設置的工序
[0110]圖2 (a)示出了以下狀態:在打開真空室的狀態下利用滑動氣缸4將滑動移動臺
3、下框構件基臺5、下框構件12、下加熱板7、基板載置臺8(為了簡化而將這些構件統稱為「下方構件」)拉出至外側，在基板基臺8上放置上方配置有元件9的基板10，在基板基臺8上放置好密封片材11之後，利用滑動氣缸4將下方構件插入內側構件12下方的規定位置。
[0111](2)真空室形成、密封片材的軟化、抽真空工序
[0112]圖2 (b)示出了以下工序:利用滑動氣缸20使滑動構件19下降規定距離而氣密地在下框構件12的外周滑動，並將下框構件12、滑動構件19及上框構件18之間保持成氣密，以在內部形成真空室,使密封片材在大氣中加熱軟化,通過真空口 26進行抽真空。此時，如圖2(b)所示，密封片材11從元件9的上表面的緣部朝外周緣部向下方傾斜，該密封片材11的外周部的最外緣部延伸至與內側構件24的框狀按壓部24b的下表面相對應的位置，並與基板載置臺8的上表面接觸。通過抽真空使真空室內及基板載置臺8與密封片材11之間的空間處於真空狀態。另外，當抽真空時，關閉正壓口 25，打開真空口 26。
[0113](3)密封片材按壓工序
[0114]圖2(c)示出了以下工序:一邊在加熱下進行抽真空，一邊利用加壓氣缸22使中間移動板15、上加熱板17、上框構件18及內側構件24(以下為了簡化而稱為「上方構件」)一體地下降並停止在規定位置，以將加熱軟化後的密封片材11的外周部氣密地按壓至內側構件24的框狀按壓部24b的下表面與基板載置臺8的上表面之間。在該位置，成形模具21位於密封片材11的上方，並不與密封片材接觸。另外，形成於基板載置臺8與密封片材11之間的空間被保持為真空狀態。
[0115](4)對真空室內進行正壓加壓的工序
[0116]接著，如圖2(d)所示，關閉真空口 26，打開正壓口 25，導入大氣壓，根據需要經由正壓口導入高壓氣體，並維持加壓狀態，利用密封片材11將元件9在加壓狀態下密封在基板10上。
[0117](5)基於成形模具的密封片材成形工序
[0118]如圖2(e)所示，利用加壓氣缸22使上方構件一體地下降，並使成形模具的下表面與密封片材的上表面接觸，以對密封片材進行規定的成形加工。在該情況下，設置加壓氣缸22用限位件(未圖示)，以使成形模具停止在規定位置。另外，在使成形模具停止的情況下，也可不使用加壓氣缸的限位件，而使上框構件18的下端部下表面與下框構件12的上端部上表面抵接。另外，在增大真空室內的壓力的情況下，具有:在圖2(d)的加壓成形之後，還使確定的行程下壓增壓而使成形模具與密封片材抵接來成形的方法；以及在恰當位置完成增壓密封后，停止增壓來排氣，然後下降而抵接成形的方法。
[0119](6)產品取出、新的帶元件的基板及密封片材的配置工序
[0120]利用加壓氣缸22使上方構件朝上方移動,並利用滑動氣缸4將下方構件朝外部取出來回收產品，並且在基板載置臺8上配置新的帶元件的基板10和密封片材11，再次利用滑動氣缸4使下方構件返回至加壓成形位置(圖2(a))。
[0121](第二實施方式)
[0122]圖3示出了本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第二實施方式。
[0123]本實施方式中，省略滑動構件19及滑動氣缸20，利用加壓氣缸22a使下框構件12的上端部上表面和上框構件18的下端部底面氣密地抵接而在內部形成真空室，利用氣缸機構22b使隔熱板16下方的內側構件24及上加熱板17上下移動，除此之外，其它結構與真空加熱加壓密封成形裝置的第一實施方式相同。因此，省略詳細說明。
[0124](第三實施方式:使用加壓剝離薄膜的情況)
[0125]圖4(a)至圖4(e)表示本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第三實施方式，本實施方式與本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第一實施方式相同，僅就使用加壓剝離薄膜這點不同。圖4(a)至圖4(e)分別對應於圖2(a)至圖2(e)。另外，在圖4(a)至圖4(e)中，為了簡化而省略了支柱13、加壓氣缸上板14、加壓氣缸22及杆23。
[0126](I)對基板、元件、密封片材及加壓剝離薄膜進行設置的工序
[0127]圖4(a)示出了對基板10、元件9、密封片材40及加壓剝離薄膜41進行設置的工序。圖4(a)與圖2(a)的不同點是在密封片材40上再放置加壓剝離薄膜41這點。加壓剝離薄膜41的大小隻要是能在內側構件24的下端部的框狀按壓部24b與基板載置臺8之間氣密地保持加壓剝離薄膜即可。在該情況下，密封片材的大小隻要與加壓剝離薄膜的大小相同，或者是為了將元件密封於基板上所需的大小即可。在後者的情況下，能降低密封片材的使用量。另外，能在多個部位進行局部密封，並能同時朝該部位進行模具按壓成形。
[0128](2)真空室形成、加壓剝離薄膜及密封片材的加熱軟化、抽真空工序
[0129]圖4(b)示出了以下工序:利用滑動氣缸20使滑動構件19下降規定距離並氣密地在下框構件12的外周滑動，以在內部形成真空室，使密封片材40及加壓剝離薄膜41在大氣中加熱、軟化，通過真空口 26進行抽真空。此時，如圖4(b)所示，加壓剝離薄膜41隔著密封片材40從元件9的上表面的緣部朝外周緣部向下方傾斜，該加壓剝離薄膜41的外周部的最外緣部延伸至與內側構件24的框狀按壓部24b的下表面相對應的位置，並與基板載置臺8的上表面接觸。密封片材40追隨著加壓剝離薄膜41朝向下方傾斜而傾斜。通過抽真空使真空室內及基板載置臺8與加壓剝離薄膜41之間的空間處於真空狀態。
[0130](3)密封片材按壓工序
[0131]圖4(c)示出了以下工序:一邊在加熱下進行抽真空，一邊利用加壓氣缸22使中間移動板15、上加熱板17、上框構件18及內側構件24 —體地下降並停止在規定位置，以將加熱軟化後的加壓剝離薄膜41的外周部氣密地按壓至內側構件24的框狀按壓部24b的下表面與基板載置臺8的上表面之間。在該位置，成形模具21位於加壓剝離薄膜41的上方，並不與加壓剝離薄膜41接觸。另外，形成於基板載置臺8與加壓剝離薄膜41之間的空間被保持為真空狀態。
[0132](4)對真空室內進行正壓加壓的工序
[0133]接著，如圖4(d)所示，關閉真空口 26，打開正壓口 25，導入大氣壓，根據需要經由正壓口導入高壓氣體，並維持加壓狀態，隔著加壓剝離薄膜41利用密封片材40將元件9在加壓狀態下密封在基板10上。
[0134](5)基於成形模具的密封片材成形工序
[0135]如圖4(e)所示，利用加壓氣缸22使上方構件一體下降，並使成形模具的下表面隔著加壓剝離薄膜41與密封片材上表面接觸，以對密封片材進行規定的加壓成形加工。在該情況下，設置加壓氣缸22用限位件(未圖示)，以使成形模具停止在規定位置。另外，在使成形模具停止的情況下，如上所述，也可不使用加壓氣缸的限位件，而使上框構件18與下框構件12抵接。
[0136](6)產品取出、新的帶元件的基板、密封片材及加壓剝離薄膜的配置工序
[0137]利用加壓氣缸22使上方構件朝上方移動,並利用滑動氣缸4將下方構件朝外部取出來回收產品，並且在基板載置臺8上配置新的帶元件的基板10、密封片材40及加壓剝離薄膜41，再次利用滑動氣缸4使下方構件返回至加壓成形位置(圖4(a))。
[0138](第四實施方式)
[0139]圖5(a)至圖5(f)表示真空加熱加壓密封成形裝置的第四實施方式。
[0140]在圖中，對於與第一實施方式和第四實施方式相同的構件標註相同的符號，並省略它們的說明。另外，第四實施方式中也包括支柱13、加壓氣缸上板14、加壓氣缸22及杆23，但在圖5(a)至圖5(f)中，為了簡化而省略了支柱13、加壓氣缸上板14、加壓氣缸22及杆23。[0141]在本實施方式中，也能使用滑動框體及滑動氣缸，但不使用滑動氣缸，而由下框構件50和上框構件51形成真空室。更詳細而言，由下框構件基臺5和氣密地置於下框構件基臺5上的下框構件50構成真空室形成用下框體，由中間移動板15和氣密地設於該中間移動板15的下表面的上框構件51形成真空室形成用上框體。在上框構件51的下端部內側設有臺階51a，當利用加壓氣缸22使中間移動板15、上框構件51下降時，上框構件51的臺階51a的內周面在下框構件50的外周面氣密地滑動，以在內部形成真空室。
[0142]在本實施方式中，滷素燈等加熱燈52通過隔熱板而安裝於中間移動板15的下表面，上加熱板17和安裝於該上加熱板17的下表面的成形模具21利用滑動單元53而能在成形位置與退避位置之間移動。滑動單元53由安裝於上框構件51的外側的滑動氣缸53a、安裝於中間移動板15的下方的滑動導軌53b、將上加熱板17和成形模具21固定、保持於下方並以能滑動的方式安裝於滑動導軌53b的下表面的滑塊53c構成，滑塊53c能利用滑動氣缸53a在成形位置與退避位置之間移動。在中間移動板15的下表面設有按壓氣缸機構55,按壓氣缸機構55由安裝於中間移動板15的下表面的按壓氣缸55a、從按壓氣缸55a朝下方延伸的杆55b、安裝於杆55b的下端的按壓框體55c構成，滑動單元53和按壓氣缸機構55配置於不接觸的位置。
[0143]以下，對圖5(a)至圖5(f)所示的本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第四實施方式的動作進行說明。
[0144](I)對基板、元件及密封片材進行設置的工序
[0145]圖5 (a)中示出了對基板、元件及密封片材進行設置的工序。除了利用滑動單元53使上加熱板17和成形模具21移動至退避位置之外，對基板、元件及加壓剝離薄膜進行設置的工序與本發明的第一實施方式的工序(I)(圖2(a))大致相同。
[0146](2)真空室形成、密封片材的軟化、抽真空工序
[0147]圖5(b)示出了真空室形成、密封片材的軟化、抽真空工序。利用加壓氣缸22使中間移動板15下降，使上框構件51的臺階51a的內周面氣密地在下框構件50的外周面滑動規定距離而停止，以在內部形成真空室。接著，接通加熱燈52以使密封片材在大氣中加熱軟化，並通過真空口 26進行抽真空。此時，如圖5(b)所示，密封片材11從元件9的上表面的緣部朝外周緣部向下方傾斜，該密封片材11的外周部的最外緣部延伸至與內側構件24的框狀按壓部24b的下表面相對應的位置，並與基板載置臺8的上表面接觸。通過抽真空使真空室內及基板載置臺8與密封片材11之間的空間處於真空狀態。
[0148](3)密封片材按壓工序
[0149]圖5(c)示出了密封片材按壓工序。一邊在加熱條件下進行抽真空，一邊利用按壓氣缸機構55的按壓氣缸55a經由杆55b、按壓框體55c將密封片材11的外周部氣密地按壓於按壓框體55c與基板載置臺8之間，從而將形成於基板載置臺8與密封片材11之間的空間保持成真空狀態。
[0150](4)對真空室內進行正壓加壓的工序
[0151]圖5(d)示出了對真空室內進行正壓加壓的工序。如圖5(d)所示，關閉真空口 26，打開正壓口 25，導入大氣壓，根據需要經由正壓口導入高壓氣體，並維持加壓狀態，利用密封片材11將元件9在加壓狀態下密封在基板10上。
[0152](5)成形模具移動工序[0153]圖5(e)示出了成形模具移動工序。切斷加熱燈52，一邊利用上加熱板17進行加熱，一邊利用滑動氣缸53a使位於退避位置的對上加熱板17和成形模具21進行保持的滑塊53c沿著滑動導軌53b移動至成形位置。
[0154](6)基於成形模具的密封片材成形工序
[0155]圖5(f)示出了基於成形模具的密封片材按壓工序。如圖5(f)所示，利用加壓氣缸22使中間移動板15、上加熱板17、成形模具21 —體地克服按壓氣缸機構55的按壓力下降規定距離，使成形模具的下表面與密封片材上表面接觸，以對密封片材進行規定的成形加工。在該情況下，設置加壓氣缸22用限位件(未圖示)，以使成形模具停止在規定位置。另外，在使成形模具停止的情況下，也可不使用加壓氣缸的限位件，而使上框構件18與下框構件12抵接。
[0156](7)產品取出、新的帶元件的基板及密封片材的配置工序
[0157]在成形加工後，打開真空室，利用按壓氣缸55a使按壓框體55c上升，利用加壓氣缸22使上方構件朝上方移動，並利用滑動氣缸4將下方構件朝外部取出來回收產品，並且在基板載置臺8上配置新的帶元件的基板10和密封片材11，再次利用滑動氣缸4使下方構件返回至加壓成形位置(圖5(a))。
[0158](第五實施方式)
[0159]圖6示出了本發明的真空加熱加壓密封成形裝置的第五實施方式。與第三實施方式相同，除了在密封片材40上放置加壓剝離薄膜41之外，本發明第五實施方式的其它結構與第四實施方式相同，因此，參照圖4 (a)至圖4 (d)及圖5 (a)至圖5 (f)，省略第五實施方式的說明。
[0160]圖7示出了將元件密封在基板上的結構及成形模具的成形例。圖7(a)示出了直接使用密封片材11而將元件9密封在基板10上的例子，圖7 (b)示出了隔著加壓剝離薄膜41利用密封片材40將元件9密封在基板10上的例子。圖7 (c)示出了使用具有平坦底面的成形模具以將完成品的厚度形成的均勻的例子，圖7(d)示出了使用在平坦的底面具有多列突起的成形模具以在密封片材上插入多根肋的例子，圖7(e)示出了使用能在上表面緣部附加圓角部或錐面部60的成形模具的例子。在圖7(e)中，符號61和符號62分別表示突起和外周挖空部或導向孔，適於朝其它零件的組裝對位。圖7(f)示出了用於在上表面形成方眼或凹凸圖案(散熱用等)的成形模具的例子。當然，成形模具並不限定於此。
[0161]圖8表示在關閉正壓口及真空口的狀態或在不設置正壓口而關閉真空口的狀態下將真空室中的空氣壓力設為0.1MPa，使中間移動板下降的情況下的下降移動距離(下降行程)和內壓測定值。確認出使真空室內的容積每下降IOmm的情況下的真空室內的壓力上升。通常，在對真空室內部進行加壓的情況下，若是空氣壓，則外部壓縮機的空氣壓力一般將0.7MPa設為上限。當利用該加壓氣缸使真空室縮小(下降行程:50mm)時，行程50mm能達到接近約1.9倍更高的加壓。即，通過在加壓密封工序中使真空室的容積減少來增大真空室內部的壓力，從而能提高密封片材的粘接面的緊貼度。
【權利要求】
1.一種真空加熱加壓密封成形裝置，用於將元件真空加熱加壓密封成形於基板上，其特徵在於， 所述真空加熱加壓密封成形裝置由真空室形成用下框體、真空室形成用上框體、基板載置臺、加熱裝置、真空排氣及高壓氣體導入用孔、內側構件及成形模具構成，其中， 所述真空室形成用上框體配置於真空室形成用下框體的上方，真空室形成用下框體與真空室形成用上框體之間被密封而在內部形成有真空室，能在使真空室形成用下框體與真空室形成用上框體分離的狀態下將被加工品取出至外部， 所述基板載置臺配置於真空室形成用下框體的內部，且在該基板載置臺上放置有基板，在基板上配置元件，在元件上放置密封片材，或者在密封片材上還放置比密封片材朝半徑方向外側延伸的加壓剝離薄膜， 所述加熱裝置使元件上的密封片材加熱軟化， 所述真空排氣及高壓氣體導入用孔設於真空室形成用下框體和真空室形成用上框體中的任一方， 所述內側構件位於真空室形成用上框體的內側且從下表面朝下方延伸，內側構件下降並能在其下端部與基板載置臺之間氣密地夾住加熱軟化後的密封片材或者夾住密封片材上的加壓剝離薄膜， 所述成形模具在利用加熱軟化後的密封片材將元件密封在基板上之後，將依然處於軟化狀態的密封片材按壓到元件上以進行規定的成形。
2.如權利要求1所述的真空加熱加壓密封成形裝置，其特徵在於， 真空室形成用下框體具有下框構件，真空室形成`用上框體具有上框構件，真空室形成用下框體或真空室形成用上框體還具有在下框構件和上框構件的內周面或外周面氣密地滑動的滑動框體，使滑動框體滑動而將下框構件、滑動框體及上框構件之間變得氣密，以在內部形成真空室，另一方面，能在使滑動框體滑動而將下框構件與上框構件之間分離的狀態下取出或放入被加工品。
3.如權利要求1所述的真空加熱加壓密封成形裝置，其特徵在於， 使真空室形成用下框體和真空室形成用上框體相對移動而將它們之間密封，以在內部形成真空室，另一方面，能在使真空室形成用下框體和真空室形成用上框體相對移動而分離的狀態下取出或放入被加工品。
4.如權利要求3所述的真空加熱加壓密封成形裝置，其特徵在於， 通過使真空室形成用下框體與真空室形成用上框體相對移動，能在內側構件的下端部與基板載置臺之間氣密地夾住加熱軟化後的密封片材或密封片材及加壓剝離薄膜。
5.如權利要求4所述的真空加熱加壓密封成形裝置，其特徵在於， 將加熱軟化狀態下的密封片材按壓至元件上的成形模具配置於真空室形成用上框體的內側，使真空室形成用下框體與真空室形成用上框體相對移動，以利用成形模具將加熱軟化狀態下的密封片材或加壓剝離薄膜及密封片材按壓於元件上。
6.如權利要求1至3中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置，其特徵在於， 內側構件是安裝於中間移動板的下表面的按壓氣缸機構。
7.如權利要求1至6中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置，其特徵在於， 成形模具在非成形時退避至真空室形成用上下框構件的內側的非成形位置，在成形時移動至內側構件的內側的成形位置。
8.如權利要求1至6中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置，其特徵在於， 加熱裝置設於基板載置臺及成形模具。
9.如權利要求1至6中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置，其特徵在於， 加熱裝置是滷素燈等光照射裝置或紅外線、雷射、遠紅外線照射裝置。
10.如權利要求1至8中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置，其特徵在於， 真空室形成用下框體及基板載置臺配置於滑動移動臺上，通過利用滑動移動臺將真空室形成用下框體及基板載置臺取出至外部，能容易地進行基板及密封片材或基板、密封片材及加壓剝離薄膜相對於基板載置臺的裝拆。
11.如權利要求1至9中任一項所述的真空加熱加壓密封成形裝置，其特徵在於， 用於形成真空室的加壓機構利用空氣按壓力、液壓按壓力、伺服按壓力或高壓釜。
12.—種真空加熱加壓密封成形方法，其特徵在於，包括: 工序一，在該工序一中，在打開真空室的狀態下配置於真空室內的基板載置臺上放置基板，在基板上配置元件，在元件上配置密封片材，或者在密封片材上還配置比密封片材朝半徑方向外側延伸的加壓剝離薄膜； 工序二，在該工序二中，關閉真空室並使真空室處於真空； 工序三，在該工序三中·，將密封片材或密封片材及加壓剝離薄膜加熱軟化； 工序四，在該工序四中，將加熱軟化後的密封片材或加壓剝離薄膜的外周部氣密地按壓於基板載置臺上，將由加熱軟化後的密封片材或加壓剝離薄膜和基板載置臺形成的空間保持為真空狀態； 工序五，在該工序五中，在該狀態下，使真空室內朝大氣壓敞開以導入大氣，或者根據需要進一步導入高壓氣體來進行加壓，用加熱軟化狀態下的密封片材將元件密封於基板；以及 工序六，在該工序六中，將成形模具實際地按壓至依然處於軟化狀態的密封片材或加壓剝離薄膜及密封片材上的位置，以進行規定的成形。
13.如權利要求12所述的真空加熱加壓密封成形方法，其特徵在於， 在所述工序五中，使真空室的容積減少以增大真空室內部的壓力，來提高密封片材的粘接面的緊貼度。
【文檔編號】B30B15/14GK103847096SQ201310428990
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2012年11月29日
【發明者】伊藤英敏, 佐藤豐樹 申請人:米卡多機器販賣株式會社