CN103847096B - 真空加热加压密封成形装置及真空加热加压密封成形方法 - Google Patents

Abstract

一种真空加热加压密封成形装置及真空加热加压密封成形方法，能使基板的元件上的密封片材的上表面具有足够的平坦度，并能高精度地使密封的带元件的基板的整体高度均匀。该真空加热加压密封成形装置用于将元件真空加热加压密封成形于基板上，其由真空室、基板载置台、加热装置、孔、内侧构件及成形模具构成，其中，所述基板载置台对带元件的基板、元件上的密封片材或密封片材及加压剥离薄膜进行载置，所述内侧构件下降并能在其下端部与基板载置台之间夹住加热软化后的密封片材或者密封片材上的加压剥离薄膜，所述成形模具在利用加热软化后的密封片材将元件密封在基板上之后，将依然处于软化状态的密封片材实际按压到元件上以进行规定的成形。

Description

真空加热加压密封成形装置及真空加热加压密封成形方法

技术领域

本发明涉及用于利用密封片材对接合着半导体、电阻和/或电容器等元件的基板进行密封、且对使基板上的元件密封的密封片材进行成形的真空加热加压密封成形装置及真空加热加压密封成形方法。本发明的真空加热加压密封成形装置及真空加热加压密封成形方法能适用于将元件预先接合在基板上的情况，以及在将元件通过粘接剂配置在基板上、将元件接合在基板上并利用密封片材将元件密封在基板的情况。

背景技术

在将元件密封在基板上的情况下，为了防止空气混入密封片材和基板及元件之间，利用真空下加热软化后的密封片材在加压条件下将元件密封接合在基板上。申请人为了实现该目的而提供一种真空加热加压密封装置及方法，能一边防止在真空中空气混入密封层(接合层)一边调节微小的按压力，以在适度的加压下使密封层的厚度均匀，从而将元件良好地密封接合在基板上(专利文献1)。

然而，通常密封的带元件的基板被要求整体高度均匀且由附图指定，但本发明人发现在专利文献1的真空加热加压密封装置及方法中所获得的产品的元件上的密封层的上表面的平坦度不够，另外，难以高精度地使密封的带元件的基板的整体高度均匀。此外，获知了在基板上的多个元件的高度不同的情况下，存在多个元件上的密封片材的平坦度不一致时，在组装时不能进行正确的吸附移动这样的缺点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特愿2011-192995

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空加热加压密封成形装置及真空加热加压密封成形方法，能使用一个真空加热加压密封成形装置，一边防止在加热、真空中空气混入元件及基板和密封片材，一边能利用密封片材高精度地将元件密封在基板上，并且使对元件进行密封的密封片材在软化的状态下进行成形，藉此，例如能使元件上的密封片材的上表面具有足够的平坦度，并能高精度地使密封着的带元件的基板的整体高度均匀。

(1)本发明的真空加热加压密封成形装置用于将元件真空加热加压密封成形于基板上，其特征是，上述真空加热加压密封成形装置由真空室形成用下框体、真空室形成用上框体、基板载置台、加热装置、真空排气及高压气体导入用孔、内侧构件及成形模具构成，其中，上述真空室形成用上框体配置于真空室形成用下框体的上方，真空室形成用下框体与真空室形成用上框体之间被密封而在内部形成有真空室，能在使真空室形成用下框体与真空室形成用上框体分离的状态下将被加工品取出至外部，上述基板载置台配置于真空室形成用下框体的内部，且在该基板载置台上放置有基板，在基板上配置元件，在元件上放置密封片材，或者在密封片材上还放置比密封片材朝半径方向外侧延伸的加压剥离薄膜，上述加热装置使元件上的密封片材加热软化，上述真空排气及高压气体导入用孔设于真空室形成用下框体和真空室形成用上框体中的任一方，上述内侧构件位于真空室形成用上框体的内侧且从下表面朝下方延伸，内侧构件下降并能在其下端部与基板载置台之间气密地夹住加热软化后的密封片材或者夹住密封片材上的加压剥离薄膜，上述成形模具在利用加热软化后的密封片材将元件密封在基板上之后，将依然处于软化状态的密封片材按压到元件上以进行规定的成形。

以下，示出本发明的真空加热加压密封成形装置的优选实施方式。

(2)在上述(1)所述的真空加热加压密封成形装置中，较为理想的是，真空室形成用下框体具有下框构件，真空室形成用上框体具有上框构件，真空室形成用下框体或真空室形成用上框体还具有在下框构件和上框构件的内周面或外周面气密地滑动的滑动框体，使滑动框体滑动而将下框构件、滑动框体及上框构件之间变得气密，以在内部形成真空室，另一方面，能在使滑动框体滑动而将下框构件与上框构件之间分离的状态下取出或放入使被加工品。

(3)在上述(1)所述的真空加热加压密封成形装置中，较为理想的是，使真空室形成用下框体和真空室形成用上框体相对移动而使它们之间抵接密封，以在内部形成真空室，另一方面，能在使真空室形成用下框体和真空室形成用上框体相对移动而分离的状态下取出或放入被加工品。

(4)在上述(3)所述的真空加热加压密封成形装置中，较为理想的是，通过使真空室形成用下框体与真空室形成用上框体相对移动，能在内侧构件的下端部与基板载置台之间气密地夹住加热软化后的密封片材或加压剥离薄膜。

(5)在上述(4)所述的真空加热加压密封成形装置中，较为理想的是，将加热软化状态下的密封片材按压至元件上的成形模具配置于真空室形成用上框体的内侧，使真空室形成用下框体与真空室形成用上框体相对移动，利用成形模具将加热软化状态下的密封片材或加压剥离薄膜及密封片材按压于元件上。

(6)在上述(1)至(3)中任一项所述的真空加热加压密封成形装置中，较为理想的是，内侧构件是安装于中间移动板的下表面的按压气缸机构。

(7)在上述(1)至(6)中任一项所述的真空加热加压密封成形装置中，较为理想的是，成形模具在非成形时退避至真空室形成用上下框构件的内侧的非成形位置，在成形时移动至内侧构件的内侧的成形位置。

(8)在上述(1)至(6)中任一项所述的真空加热加压密封成形装置中，较为理想的是，加热装置设于基板载置台及成形模具。

(9)在上述(1)至(6)中任一项所述的真空加热加压密封成形装置中，较为理想的是，加热装置是卤素灯等光照射装置或红外线、激光、远红外线照射装置。

(10)在上述(1)至(8)中任一项所述的真空加热加压密封成形装置中，较为理想的是，真空室形成用下框体及基板载置台配置于滑动移动台上，通过利用滑动移动台将真空室形成用下框体及基板载置台取出至外部，可容易地进行基板及密封片材或基板、密封片材及加压剥离薄膜相对于基板载置台的装拆。

(11)在上述(1)至(9)中任一项所述的真空加热加压密封成形装置中，较为理想的是，用于形成真空室的加压机构利用空气按压力、液压按压力、伺服按压力或高压釜。

本发明还涉及由以下工序构成的真空加热加压密封成形方法。

(1)本发明的真空加热密封成形方法包括：在打开真空室的状态下配置于真空室内的基板载置台上放置基板，在基板上配置元件，在元件上配置密封片材，或者在密封片材上还配置比密封片材朝半径方向外侧延伸的加压剥离薄膜的工序一；关闭真空室而使真空室处于真空的工序二；将密封片材或密封片材及加压剥离薄膜加热软化的工序三；将加热软化后的密封片材或加压剥离薄膜的外周部气密地按压于基板载置台上，将由加热软化后的密封片材或加压剥离薄膜和基板载置台形成的空间保持为真空状态的工序四；在该状态下，将真空室内打开在大气中并导入大气，或者根据需要进一步导入高压气体来进行加压，用加热软化状态下的密封片材将元件密封于基板的工序五；以及将成形模具实际地按压至依然处于软化状态的密封片材或加压剥离薄膜及密封片材上的位置，以进行规定的成形的工序六。

即，通过在上述工序五中使真空室的容积减少来增大真空室内部的压力，从而能提高密封片材的粘接面的紧贴度。

根据本发明，通过用加热软化后的密封片材或加热软化后的加热剥离薄膜及密封片材将元件密封在基板上，并对元件上的保持加热软化状态下的密封片材或加压剥离薄膜及密封片材进行成形加工，因此，所获得的产品的元件上的密封层的上表面能获得足够的平坦度，另外，能高精度地使密封着的带元件的基板的整体高度均匀。因此，在对密封、成形加工后的带元件的基板进行组装的情况下，能进行正确的吸附移动。

另外，在利用正压沿着元件密封来进行平坦的按压成形的情况下，压出的密封片材流入元件间的间隙，能进一步使基板和多个元件一体化。

此外，在通过加压剥离薄膜进行密封的情况下，密封片材较少即可，能实现多个元件中的每个元件的局部密封，并同时进行朝这些部位的模具按压成形。

附图说明

图1示出了本发明的真空加热加压密封成形装置的第一实施方式的示意剖视图，其示出了使真空室形成用下框体和真空室形成用下框体分离、并将被加工品配置于内部的状态。

图2a是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第一实施方式的基板、元件及密封片材的固定工序的示意剖视图。

图2b是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第一实施方式的真空室形成、密封片材的加热软化、抽真空工序的示意剖视图。

图2c是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第一实施方式的密封片材按压工序的示意剖视图。

图2d是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第一实施方式的对真空室内进行正压加压的工序的示意剖视图。

图2e是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第一实施方式的基于成形模具的密封片材成形工序的示意剖视图。

图3是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第二实施方式的基于成形模具的密封片材成形工序的示意剖视图。

图4a是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第三实施方式的基板、元件、密封片材及加压剥离薄膜的固定工序的示意剖视图。

图4b是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第三实施方式的真空室形成、密封片材及加压剥离薄膜的加热软化、抽真空工序的示意剖视图。

图4c是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第三实施方式的密封片材及加压剥离薄膜的按压工序的示意剖视图。

图4d是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第三实施方式的对真空室内进行正压加压的工序的示意剖视图。

图4e是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第三实施方式的基于成形模具的密封片材及加压剥离薄膜的成形工序的示意剖视图。

图5a是表示本发明的使用卤素灯的真空加热加压密封成形装置的第四实施方式的基板、元件及密封片材的固定工序的示意剖视图。

图5b是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第四实施方式的真空室形成、密封片材的加热软化、抽真空工序的示意剖视图。

图5c是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第四实施方式的密封片材按压工序的示意剖视图。

图5d是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第四实施方式的对真空室内进行正压加压的工序的示意剖视图。

图5e是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第四实施方式的成形模具移动工序的示意剖视图。

图5f是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第四实施方式的基于成形模具的密封片材成形工序的示意剖视图。

图6是表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第五实施方式的基板、元件、密封片材及加压剥离薄膜的固定工序的示意剖视图。

图7示出了将元件密封在基板上的结构及成形模具的成形例。

图8表示在关闭正压口及真空口的状态下将真空室中的空气压力设为0.1MPa并使中间移动板下降的情况下的下降移动距离(下降行程)和内压测定值。

符号说明

1 基台

2 加压气缸下板

3 滑动移动台

4 滑动气缸

5 下框构件载置台

7 下加热板

8 基板载置台

9 元件

10 基板

11 密封片材

12 下框构件

13 支柱

14 加压气缸上板

15 中间移动板

16 隔热板

17 上加热板

18 上框构件

19 滑动构件

20 滑动气缸

21 成形模具

22、22a 加压气缸

22b 气缸机构

23 杆

24 内侧构件

24a 杆

24b 框状按压部

24c 弹簧

25 正压口

26 真空口

40 密封片材

41 加压剥离薄膜

50 下框构件

51 上框构件

51a 台阶

52 加热灯

53 滑动单元

53a 滑动气缸

53b 滑动导轨

53c 滑块

55 按压气缸机构

55a 按压气缸

55b 杆

55c 按压框体

60 锥面部

61 突起

62 外周挖空部(导向孔)

具体实施方式

在本发明的真空加热加压密封成形装置及真空加热加压密封成形方法能适用于将密封片材直接加压密封于基板上的元件的情况、以及在密封片材上还放置加压剥离薄膜并通过加压剥离薄膜间接地对密封片材进行加压而将其加压密封于基板上的元件的情况，另外，在对成形模具进行加压密封的工序中，存在从成形位置退避移动至外侧并在成形时移动至成形位置以进行成形工序的情况和不退避移动至外侧的情况。

以下，根据图示的具体实施方式，对本发明的真空加热加压密封成形装置及真空加热加压密封成形方法进行说明。这些实施方式仅仅是例示并不限定本发明，本领域技术人员能容易地对本发明在权利要求书的范围内进行各种变形、变更。

另外，在本发明中，元件和密封片材是指以下构件。

在本发明中，“元件”是指IC元件、半导体、电阻和/或电容器等元件。另外，基板是指刚性基板及柔性基板，接合在基板上的元件数量既可以为一个也可以为多个，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，利用热量和压力使树脂流动，并进行真空加热加压密封接合。例如是厚度为0.2～5mm左右的粘接密封用薄膜片材，加热软化的密封片材将元件以真空加热加压密封的方式与基板接合，并从外表面将元件加强性地接合于基板。作为密封片材主要使用环氧树脂，能使用聚氨酯橡胶、硅酮橡胶等，作为加热固化的粘接剂层起作用。

另外，“加压剥离薄膜”是在大气压中加热软化的耐热薄膜或耐热软质橡胶，具有加热/加压下保持强度并延伸的性质。在本发明中，加热温度为加压剥离薄膜的软化温度，例如为100～300℃。能将加热剥离薄膜的材质设为因耐热性而容易软化的树脂或橡胶，例如将厚度设为30～1000μm。作为加压剥离薄膜，能使用耐热剥离薄膜，例如能使用PET、烯烃类树脂、氟橡胶、硅酮橡胶。另外，在本发明中，有时因厚度不同而使得“片材”的表达比“薄膜”的表达更为恰当，但在本发明中，“加压剥离薄膜”的意思也包括“加压剥离片材”。

(第一实施方式)

图1示出了本发明的真空加热加压密封成形装置的第一实施方式的示意剖视图。由一台真空加热加压密封成形装置使用粘接性密封片材而将元件密封在基板上，使用成形模具利用密封片材将元件直接加压密封成形加工在基板上。

在本真空加热加压密封成形装置中，在基台1上配置有加压气缸下板2，加压气缸下板2上放置有滑动移动台3，滑动气缸4经由杆而与滑动移动台3的侧方连接。在滑动移动台3上放置有下框构件载置台5，下框构件载置台5的上方配置有下加热板7，在下加热板7上放置有基板载置台8，在基板载置台8上配置有带元件9的基板10，在元件9上配置有密封片材11。

另外，在基板载置台8的外侧，在下框构件载置台5的外周部上表面气密地固定、立设有下框构件12，由下框构件载置台5和下框构件12形成真空室形成用下框体。在真空室打开的状态下，利用滑动气缸4使滑动移动台3在真空加热加压密封成形装置内外移动，能将滑动移动台3上的下框构件载置台5、下加热板7、基板载置台8及下框构件12一起相对于真空加热加压密封成形装置取出或放入，藉此，能在外部将被加工品(带元件的基板及密封片材)置于基板载置台8并使其移动至真空加热加压密封成形装置内，另外，还能将密封成形加工产品取出到该装置外部。在本实施方式中，在基板10的上表面上预先粘接固定有多个元件9，但若能将元件正确地定位于基板的上表面，则也可将元件隔着热塑性粘接剂等粘接剂配置于基板上表面。

在基台1上立设有多个支柱13，在支柱13的上端部固定有加压气缸上板14。在加压气缸上板14的下方，中间移动板15以能穿过支柱13且能自由滑动的方式配置，在中间移动板15的下方隔着隔热板16固定用上加热板17。上加热板17作为薄膜软化用的加热器起作用，下加热板7作为基板的预热用或粘接剂热固化用的加热器起作用。在隔热板16的外侧从中间移动板15的下表面朝下方气密地延伸出与下框构件12对应的上框构件18，由中间移动板15和上框构件18形成真空室形成用上框体。在上框构件18的外周以能滑动的方式气密地设有滑动构件19，滑动构件19因加压气缸上板上的滑动气缸20而上下移动，且下降后能在下框构件12的外周移动，通过在下框构件12、滑动构件19及上框构件18之间保证气密性而在内部形成有真空室。

固定着从隔热板16的下表面外周部朝下方延伸的内侧构件24。内侧构件24由一端固定于隔热板16的下表面的杆24a、设于杆下端部的框状按压部24b及绕杆24a配置的弹簧24c构成。框状按压部24b相对于杆24a被弹簧朝下方施力，且被从下方按压而能朝上方移动，从而能缓冲框状按压部24b与基板载置台8抵接的情况下的冲击。在内侧构件24的下端部的框状按压部24b与基板载置台8之间气密地保持有密封片材11。

在加压气缸上板14的上表面配置有加压气缸22，加压气缸22的气缸杆23穿过加压气缸上板14而固定于中间移动板15的上表面，能利用加压气缸22使中间移动板15、上加热板17、上框构件18及内侧构件24在上下方向上一体地移动。也能设置对因加压气缸22而产生的中间移动板15、上加热板17、上框构件18的下方移动进行限制的限位件(未图示)，以在中间移动板15下降规定的距离时阻止其进一步的下降。作为加压气缸22及滑动气缸20，也能使用液压气缸、空压气缸、伺服缸等。

在上加热板17的下表面以能装拆的方式安装有成形模具21，能因成形目的不同而更换成形模具。在本实施方式中，在中间移动板上设有正压口(日文：陽圧口)25和真空口26。然而，也可将正压口及真空口设为一个开口，将该开口通过电磁阀及开关选择性地连接至正压加压机及真空排气机，以使该开口兼用为正压口或真空口来起作用。该实施方式也包含在本发明中。

(第一实施方式：不使用加压剥离薄膜的情况)

以下，根据图2a至图2e，对本发明的真空加热加压密封成形装置的第一实施方式的动作进行说明。另外，在图2a至图2e中，为了简化而省略了支柱13、加压气缸上板14、加压气缸22、杆23及配管。

(1)对基板、元件、密封片材进行设置的工序

图2a示出了以下状态：在打开真空室的状态下利用滑动气缸4将滑动移动台3、下框构件基台5、下框构件12、下加热板7、基板载置台8(为了简化而将这些构件统称为“下方构件”)拉出至外侧，在基板基台8上放置上方配置有元件9的基板10，在基板基台8上放置好密封片材11之后，利用滑动气缸4将下方构件***内侧构件12下方的规定位置。

(2)真空室形成、密封片材的软化、抽真空工序

图2b示出了以下工序：利用滑动气缸20使滑动构件19下降规定距离而气密地在下框构件12的外周滑动，并将下框构件12、滑动构件19及上框构件18之间保持成气密，以在内部形成真空室，使密封片材在大气中加热软化，通过真空口26进行抽真空。此时，如图2b所示，密封片材11从元件9的上表面的缘部朝外周缘部向下方倾斜，该密封片材11的外周部的最外缘部延伸至与内侧构件24的框状按压部24b的下表面相对应的位置，并与基板载置台8的上表面接触。通过抽真空使真空室内及基板载置台8与密封片材11之间的空间处于真空状态。另外，当抽真空时，关闭正压口25，打开真空口26。

(3)密封片材按压工序

图2c示出了以下工序：一边在加热下进行抽真空，一边利用加压气缸22使中间移动板15、上加热板17、上框构件18及内侧构件24(以下为了简化而称为“上方构件”)一体地下降并停止在规定位置，以将加热软化后的密封片材11的外周部气密地按压至内侧构件24的框状按压部24b的下表面与基板载置台8的上表面之间。在该位置，成形模具21位于密封片材11的上方，并不与密封片材接触。另外，形成于基板载置台8与密封片材11之间的空间被保持为真空状态。

(4)对真空室内进行正压加压的工序

接着，如图2d所示，关闭真空口26，打开正压口25，导入大气压，根据需要经由正压口导入高压气体，并维持加压状态，利用密封片材11将元件9在加压状态下密封在基板10上。

(5)基于成形模具的密封片材成形工序

如图2e所示，利用加压气缸22使上方构件一体地下降，并使成形模具的下表面与密封片材的上表面接触，以对密封片材进行规定的成形加工。在该情况下，设置加压气缸22用限位件(未图示)，以使成形模具停止在规定位置。另外，在使成形模具停止的情况下，也可不使用加压气缸的限位件，而使上框构件18的下端部下表面与下框构件12的上端部上表面抵接。另外，在增大真空室内的压力的情况下，具有：在图2d的加压成形之后，还使确定的行程下压增压而使成形模具与密封片材抵接来成形的方法；以及在恰当位置完成增压密封后，停止增压来排气，然后下降而抵接成形的方法。

(6)产品取出、新的带元件的基板及密封片材的配置工序

利用加压气缸22使上方构件朝上方移动，并利用滑动气缸4将下方构件朝外部取出来回收产品，并且在基板载置台8上配置新的带元件的基板10和密封片材11，再次利用滑动气缸4使下方构件返回至加压成形位置(图2a)。

(第二实施方式)

图3示出了本发明的真空加热加压密封成形装置的第二实施方式。

本实施方式中，省略滑动构件19及滑动气缸20，利用加压气缸22a使下框构件12的上端部上表面和上框构件18的下端部底面气密地抵接而在内部形成真空室，利用气缸机构22b使隔热板16下方的内侧构件24及上加热板17上下移动，除此之外，其它结构与真空加热加压密封成形装置的第一实施方式相同。因此，省略详细说明。

(第三实施方式：使用加压剥离薄膜的情况)

图4a至图4e表示本发明的真空加热加压密封成形装置的第三实施方式，本实施方式与本发明的真空加热加压密封成形装置的第一实施方式相同，仅就使用加压剥离薄膜这点不同。图4a至图4e分别对应于图2a至图2e。另外，在图4a至图4e中，为了简化而省略了支柱13、加压气缸上板14、加压气缸22及杆23。

(1)对基板、元件、密封片材及加压剥离薄膜进行设置的工序

图4a示出了对基板10、元件9、密封片材40及加压剥离薄膜41进行设置的工序。图4a与图2a的不同点是在密封片材40上再放置加压剥离薄膜41这点。加压剥离薄膜41的大小只要是能在内侧构件24的下端部的框状按压部24b与基板载置台8之间气密地保持加压剥离薄膜即可。在该情况下，密封片材的大小只要与加压剥离薄膜的大小相同，或者是为了将元件密封于基板上所需的大小即可。在后者的情况下，能降低密封片材的使用量。另外，能在多个部位进行局部密封，并能同时朝该部位进行模具按压成形。

(2)真空室形成、加压剥离薄膜及密封片材的加热软化、抽真空工序

图4b示出了以下工序：利用滑动气缸20使滑动构件19下降规定距离并气密地在下框构件12的外周滑动，以在内部形成真空室，使密封片材40及加压剥离薄膜41在大气中加热、软化，通过真空口26进行抽真空。此时，如图4b所示，加压剥离薄膜41隔着密封片材40从元件9的上表面的缘部朝外周缘部向下方倾斜，该加压剥离薄膜41的外周部的最外缘部延伸至与内侧构件24的框状按压部24b的下表面相对应的位置，并与基板载置台8的上表面接触。密封片材40追随着加压剥离薄膜41朝向下方倾斜而倾斜。通过抽真空使真空室内及基板载置台8与加压剥离薄膜41之间的空间处于真空状态。

(3)密封片材按压工序

图4c示出了以下工序：一边在加热下进行抽真空，一边利用加压气缸22使中间移动板15、上加热板17、上框构件18及内侧构件24一体地下降并停止在规定位置，以将加热软化后的加压剥离薄膜41的外周部气密地按压至内侧构件24的框状按压部24b的下表面与基板载置台8的上表面之间。在该位置，成形模具21位于加压剥离薄膜41的上方，并不与加压剥离薄膜41接触。另外，形成于基板载置台8与加压剥离薄膜41之间的空间被保持为真空状态。

(4)对真空室内进行正压加压的工序

接着，如图4d所示，关闭真空口26，打开正压口25，导入大气压，根据需要经由正压口导入高压气体，并维持加压状态，隔着加压剥离薄膜41利用密封片材40将元件9在加压状态下密封在基板10上。

(5)基于成形模具的密封片材成形工序

如图4e所示，利用加压气缸22使上方构件一体下降，并使成形模具的下表面隔着加压剥离薄膜41与密封片材上表面接触，以对密封片材进行规定的加压成形加工。在该情况下，设置加压气缸22用限位件(未图示)，以使成形模具停止在规定位置。另外，在使成形模具停止的情况下，如上所述，也可不使用加压气缸的限位件，而使上框构件18与下框构件12抵接。

(6)产品取出、新的带元件的基板、密封片材及加压剥离薄膜的配置工序

利用加压气缸22使上方构件朝上方移动，并利用滑动气缸4将下方构件朝外部取出来回收产品，并且在基板载置台8上配置新的带元件的基板10、密封片材40及加压剥离薄膜41，再次利用滑动气缸4使下方构件返回至加压成形位置(图4a)。

(第四实施方式)

图5a至图5f表示真空加热加压密封成形装置的第四实施方式。

在图中，对于与第一实施方式和第四实施方式相同的构件标注相同的符号，并省略它们的说明。另外，第四实施方式中也包括支柱13、加压气缸上板14、加压气缸22及杆23，但在图5a至图5f中，为了简化而省略了支柱13、加压气缸上板14、加压气缸22及杆23。

在本实施方式中，也能使用滑动框体及滑动气缸，但不使用滑动气缸，而由下框构件50和上框构件51形成真空室。更详细而言，由下框构件基台5和气密地置于下框构件基台5上的下框构件50构成真空室形成用下框体，由中间移动板15和气密地设于该中间移动板15的下表面的上框构件51形成真空室形成用上框体。在上框构件51的下端部内侧设有台阶51a，当利用加压气缸22使中间移动板15、上框构件51下降时，上框构件51的台阶51a的内周面在下框构件50的外周面气密地滑动，以在内部形成真空室。

在本实施方式中，卤素灯等加热灯52通过隔热板而安装于中间移动板15的下表面，上加热板17和安装于该上加热板17的下表面的成形模具21利用滑动单元53而能在成形位置与退避位置之间移动。滑动单元53由安装于上框构件51的外侧的滑动气缸53a、安装于中间移动板15的下方的滑动导轨53b、将上加热板17和成形模具21固定、保持于下方并以能滑动的方式安装于滑动导轨53b的下表面的滑块53c构成，滑块53c能利用滑动气缸53a在成形位置与退避位置之间移动。在中间移动板15的下表面设有按压气缸机构55，按压气缸机构55由安装于中间移动板15的下表面的按压气缸55a、从按压气缸55a朝下方延伸的杆55b、安装于杆55b的下端的按压框体55c构成，滑动单元53和按压气缸机构55配置于不接触的位置。

以下，对图5a至图5f所示的本发明的真空加热加压密封成形装置的第四实施方式的动作进行说明。

(1)对基板、元件及密封片材进行设置的工序

图5a中示出了对基板、元件及密封片材进行设置的工序。除了利用滑动单元53使上加热板17和成形模具21移动至退避位置之外，对基板、元件及加压剥离薄膜进行设置的工序与本发明的第一实施方式的工序(1)(图2a)大致相同。

(2)真空室形成、密封片材的软化、抽真空工序

图5b示出了真空室形成、密封片材的软化、抽真空工序。利用加压气缸22使中间移动板15下降，使上框构件51的台阶51a的内周面气密地在下框构件50的外周面滑动规定距离而停止，以在内部形成真空室。接着，接通加热灯52以使密封片材在大气中加热软化，并通过真空口26进行抽真空。此时，如图5b所示，密封片材11从元件9的上表面的缘部朝外周缘部向下方倾斜，该密封片材11的外周部的最外缘部延伸至与内侧构件24的框状按压部24b的下表面相对应的位置，并与基板载置台8的上表面接触。通过抽真空使真空室内及基板载置台8与密封片材11之间的空间处于真空状态。

(3)密封片材按压工序

图5c示出了密封片材按压工序。一边在加热条件下进行抽真空，一边利用按压气缸机构55的按压气缸55a经由杆55b、按压框体55c将密封片材11的外周部气密地按压于按压框体55c与基板载置台8之间，从而将形成于基板载置台8与密封片材11之间的空间保持成真空状态。

(4)对真空室内进行正压加压的工序

图5d示出了对真空室内进行正压加压的工序。如图5d所示，关闭真空口26，打开正压口25，导入大气压，根据需要经由正压口导入高压气体，并维持加压状态，利用密封片材11将元件9在加压状态下密封在基板10上。

(5)成形模具移动工序

图5e示出了成形模具移动工序。切断加热灯52，一边利用上加热板17进行加热，一边利用滑动气缸53a使位于退避位置的对上加热板17和成形模具21进行保持的滑块53c沿着滑动导轨53b移动至成形位置。

(6)基于成形模具的密封片材成形工序

图5f示出了基于成形模具的密封片材按压工序。如图5f所示，利用加压气缸22使中间移动板15、上加热板17、成形模具21一体地克服按压气缸机构55的按压力下降规定距离，使成形模具的下表面与密封片材上表面接触，以对密封片材进行规定的成形加工。在该情况下，设置加压气缸22用限位件(未图示)，以使成形模具停止在规定位置。另外，在使成形模具停止的情况下，也可不使用加压气缸的限位件，而使上框构件18与下框构件12抵接。

(7)产品取出、新的带元件的基板及密封片材的配置工序

在成形加工后，打开真空室，利用按压气缸55a使按压框体55c上升，利用加压气缸22使上方构件朝上方移动，并利用滑动气缸4将下方构件朝外部取出来回收产品，并且在基板载置台8上配置新的带元件的基板10和密封片材11，再次利用滑动气缸4使下方构件返回至加压成形位置(图5a)。

(第五实施方式)

图6示出了本发明的真空加热加压密封成形装置的第五实施方式。与第三实施方式相同，除了在密封片材40上放置加压剥离薄膜41之外，本发明第五实施方式的其它结构与第四实施方式相同，因此，参照图4a至图4d及图5a至图5f，省略第五实施方式的说明。

图7示出了将元件密封在基板上的结构及成形模具的成形例。图7a示出了直接使用密封片材11而将元件9密封在基板10上的例子，图7b示出了隔着加压剥离薄膜41利用密封片材40将元件9密封在基板10上的例子。图7c示出了使用具有平坦底面的成形模具以将完成品的厚度形成的均匀的例子，图7d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***多根肋的例子，图7e示出了使用能在上表面缘部附加圆角部或锥面部60的成形模具的例子。在图7e中，符号61和符号62分别表示突起和外周挖空部或导向孔，适于朝其它零件的组装对位。图7f示出了用于在上表面形成方眼或凹凸图案(散热用等)的成形模具的例子。当然，成形模具并不限定于此。

图8表示在关闭正压口及真空口的状态或在不设置正压口而关闭真空口的状态下将真空室中的空气压力设为0.1MPa，使中间移动板下降的情况下的下降移动距离(下降行程)和内压测定值。确认出使真空室内的容积每下降10mm的情况下的真空室内的压力上升。通常，在对真空室内部进行加压的情况下，若是空气压，则外部压缩机的空气压力一般将0.7MPa设为上限。当利用该加压气缸使真空室缩小(下降行程：50mm)时，行程50mm能达到接近约1.9倍更高的加压。即，通过在加压密封工序中使真空室的容积减少来增大真空室内部的压力，从而能提高密封片材的粘接面的紧贴度。

Claims (14)

1.一种真空加热加压密封成形装置，用于将元件真空加热加压密封成形于基板上，其特征在于，

所述真空加热加压密封成形装置由真空室形成用下框体、真空室形成用上框体、基板载置台、加热装置、真空排气孔及高压气体导入孔、内侧构件及成形模具构成，其中，

所述真空室形成用上框体配置于真空室形成用下框体的上方，真空室形成用下框体与真空室形成用上框体之间被密封而在内部形成有真空室，能在使真空室形成用下框体与真空室形成用上框体分离的状态下将被加工品取出至外部，

所述基板载置台配置于真空室形成用下框体的内部，且在该基板载置台上放置有基板，在基板上配置元件，在元件上放置密封片材，或者在密封片材上还放置比密封片材朝半径方向外侧延伸的加压剥离薄膜，

所述加热装置使元件上的密封片材或密封片材及加压剥离薄膜加热软化，

所述真空排气孔及高压气体导入孔设于真空室形成用下框体和真空室形成用上框体中的任一方，

所述内侧构件位于真空室形成用上框体的内侧且从下表面朝下方延伸，内侧构件能够一边下降，一边通过抽真空使真空室内及基板载置台与密封片材之间的空间处于真空状态，且内侧构件能够进一步下降而在内侧构件的下端部与基板载置台之间气密地夹住加热软化后的密封片材或者气密地夹住密封片材上的加压剥离薄膜，

所述成形模具在利用加热软化后的密封片材将元件密封在基板上之后，将依然处于软化状态的密封片材按压到元件上以进行规定的成形，

所述真空加热加压密封成形装置适合于：

在真空加热加压密封成形装置的内部形成真空室，使密封片材或密封片材及加压剥离薄膜在大气中加热软化，

在仅使用密封片材时，使密封片材从元件的上表面的缘部朝外周缘部向下方倾斜，该密封片材的外周部的最外缘部延伸至与内侧构件的下表面相对应的位置，并与基板载置台的上表面接触，通过抽真空使真空室内及基板载置台与密封片材之间的空间处于真空状态，

或者，在使用密封片材及加压剥离薄膜时，加压剥离薄膜隔着密封片材从元件的上表面的缘部朝外周缘部向下方倾斜，该加压剥离薄膜的外周部的最外缘部延伸至与内侧构件的下表面相对应的位置，并与基板载置台的上表面接触，密封片材追随着加压剥离薄膜朝向下方倾斜而倾斜，通过抽真空使真空室内及基板载置台与加压剥离薄膜之间的空间处于真空状态，

然后，将加热软化后的密封片材或加压剥离薄膜的外周部气密地按压于内侧构件的下表面与基板载置台的上表面之间，

在该状态下，通过真空排气孔使真空室内朝大气压敞开，在关闭真空排气孔后通过高压气体导入孔导入大气，或者根据需要进一步导入高压气体来进行加压，用加热软化状态下的密封片材将元件密封于基板，

利用成形模具对密封片材进行成形。

2.如权利要求1所述的真空加热加压密封成形装置，其特征在于，

所述内侧构件(24)由一端固定于隔热板(16)的下表面的杆(24a)、设于杆的下端部的框状按压部(24b)及绕杆(24a)配置的弹簧(24c)构成，其中，所述隔热板(16)设置于真空室形成用上框体的下表面。

3.如权利要求1所述的真空加热加压密封成形装置，其特征在于，

真空室形成用下框体具有下框构件，真空室形成用上框体具有上框构件，真空室形成用下框体或真空室形成用上框体还具有在下框构件和上框构件的内周面或外周面气密地滑动的滑动框体，使滑动框体滑动而将下框构件、滑动框体及上框构件之间变得气密，以在内部形成真空室，另一方面，能在使滑动框体滑动而将下框构件与上框构件之间分离的状态下取出或放入被加工品。

4.如权利要求1所述的真空加热加压密封成形装置，其特征在于，

使真空室形成用下框体和真空室形成用上框体相对移动而将它们之间密封，以在内部形成真空室，另一方面，能在使真空室形成用下框体和真空室形成用上框体相对移动而分离的状态下取出或放入被加工品。

5.如权利要求4所述的真空加热加压密封成形装置，其特征在于，

通过使真空室形成用下框体与真空室形成用上框体相对移动，能在内侧构件的下端部与基板载置台之间气密地夹住加热软化后的密封片材或密封片材及加压剥离薄膜。

6.如权利要求5所述的真空加热加压密封成形装置，其特征在于，

将加热软化状态下的密封片材按压至元件上的成形模具配置于真空室形成用上框体的内侧，使真空室形成用下框体与真空室形成用上框体相对移动，以利用成形模具将加热软化状态下的密封片材或加压剥离薄膜及密封片材按压于元件上。

7.如权利要求1所述的真空加热加压密封成形装置，其特征在于，

内侧构件是安装于中间移动板的下表面的按压气缸机构。

8.如权利要求1至7中任一项所述的真空加热加压密封成形装置，其特征在于，

成形模具在非成形时退避至真空室形成用上下框构件的内侧的非成形位置，在成形时移动至内侧构件的内侧的成形位置。

9.如权利要求1至7中任一项所述的真空加热加压密封成形装置，其特征在于，

加热装置设于基板载置台及成形模具。

10.如权利要求1至7中任一项所述的真空加热加压密封成形装置，其特征在于，

加热装置是光照射装置或红外线、激光、远红外线照射装置。

11.如权利要求1至7中任一项所述的真空加热加压密封成形装置，其特征在于，

真空室形成用下框体及基板载置台配置于滑动移动台上，通过利用滑动移动台将真空室形成用下框体及基板载置台取出至外部，能容易地进行基板及密封片材或基板、密封片材及加压剥离薄膜相对于基板载置台的装拆。

12.如权利要求1至7中任一项所述的真空加热加压密封成形装置，其特征在于，

用于形成真空室的加压机构利用空气按压力、液压按压力、伺服按压力或高压釜。

13.一种真空加热加压密封成形方法，其特征在于，包括：

工序一，在该工序一中，在打开真空室的状态下配置于真空室内的基板载置台上放置基板，在基板上配置元件，在元件上配置密封片材，或者在密封片材上还配置比密封片材朝半径方向外侧延伸的加压剥离薄膜；

工序二，在该工序二中，关闭真空室并使真空室处于真空；

工序三，在该工序三中，将密封片材或密封片材及加压剥离薄膜加热软化；

工序四，在该工序四中，将由加热软化后的密封片材或加压剥离薄膜和基板载置台形成的空间保持为真空状态的情况下，

在仅使用密封片材时，使密封片材从元件的上表面的缘部朝外周缘部向下方倾斜，该密封片材的外周部的最外缘部延伸至与内侧构件的下表面相对应的位置，并与基板载置台的上表面接触，通过抽真空使真空室内及基板载置台与密封片材之间的空间处于真空状态，

或者，在使用密封片材及加压剥离薄膜时，加压剥离薄膜隔着密封片材从元件的上表面的缘部朝外周缘部向下方倾斜，该加压剥离薄膜的外周部的最外缘部延伸至与内侧构件的下表面相对应的位置，并与基板载置台的上表面接触，密封片材追随着加压剥离薄膜朝向下方倾斜而倾斜，通过抽真空使真空室内及基板载置台与加压剥离薄膜之间的空间处于真空状态，

然后，将加热软化后的密封片材或加压剥离薄膜的外周部气密地按压于内侧构件的下表面与基板载置台的上表面之间；

工序五，在该工序五中，在该状态下，使真空室内朝大气压敞开以导入大气，或者根据需要进一步导入高压气体来进行加压，用加热软化状态下的密封片材将元件密封于基板；以及

工序六，在该工序六中，将成形模具实际地按压至依然处于软化状态的密封片材或加压剥离薄膜及密封片材上的位置，以进行规定的成形。

14.如权利要求13所述的真空加热加压密封成形方法，其特征在于，

在所述工序五中，使真空室的容积减少以增大真空室内部的压力，来提高密封片材的粘接面的紧贴度。