JP2003168361A - Substrate sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、相対向する２枚の
基板間に真空または不活性ガス雰囲気のような減圧雰囲
気を封じ込めて加熱封着する基板封着装置であり、連続
処理が可能な基板封着装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate sealing apparatus for sealing a heat-sealed substrate by sealing a vacuum atmosphere or a reduced pressure atmosphere such as an inert gas atmosphere between two substrates facing each other, and continuous processing is possible. The present invention relates to a substrate sealing device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、相対向する２枚の基板を位置合わ
せして、これら基板間に真空または不活性ガス雰囲気の
ような減圧雰囲気を封じ込めて加熱封着する方法は、真
空ポンプ等の排気手段を備えた真空容器内で行われてお
り、真空容器の減圧雰囲気下において、２枚の基板を封
着部材を介して相対向させ、加熱手段により封着材料を
加熱し、加圧手段により加圧力を付与することにより、
相対向する２枚の基板間に減圧雰囲気を封じ込めて、２
枚の基板が加熱封着している。2. Description of the Related Art Conventionally, two substrates facing each other are aligned with each other, and a vacuum atmosphere or a decompressed atmosphere such as an inert gas atmosphere is sealed between these substrates to heat seal them. It is carried out in a vacuum container equipped with a means, the two substrates are made to face each other via a sealing member in a reduced pressure atmosphere of the vacuum container, the sealing material is heated by a heating means, and the pressing means is heated by a pressurizing means. By applying pressure,
A reduced pressure atmosphere is enclosed between two substrates facing each other.
The substrates are heat sealed.
【０００３】特に、電子放出素子を用いた平面型画像装
置の封着工程には種々の方法が用いられており、例え
ば、特開平１１−１９０３１１号公報のように加圧保持
クリップを用いる方法や、特開平１０−５５７５４号公
報のように加熱した平板で挟み込む方法等が採用されて
いる。In particular, various methods are used in the sealing process of a flat panel image device using an electron-emitting device. For example, a method using a pressure holding clip as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-190311, As described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-55754, a method of sandwiching between heated flat plates is adopted.
【０００４】この電子放出素子を用いた平面型画像装置
においては、リアプレート基板上に形成された電子放出
素子とフェースプレート基板上に形成された画像形成部
材とを１：１に対応させて、数十μｍから数百μｍの画
素を形成させる。その際、電子放出素子と画像形成部材
との位置決めが不十分であると、画素の輝度ばらつきが
生じたり、カラー画像の場合にはＲＧＢの各色が混色す
るなど画像品位が損なわれるため、電子放出素子と画像
形成部材との位置合わせを高精度に行われなければなら
ない。In the flat panel image device using this electron-emitting device, the electron-emitting device formed on the rear plate substrate and the image forming member formed on the face plate substrate are made to correspond to each other in a ratio of 1: 1. Pixels of several tens of μm to several hundreds of μm are formed. At that time, if the electron-emitting device and the image forming member are not properly positioned, the image quality is impaired, such as variations in the luminance of the pixels, and in the case of a color image, RGB colors are mixed, so that the electron emission is reduced. The alignment between the element and the image forming member must be performed with high accuracy.
【０００５】また、電子デバイスとしては、パネル内部
が高真空度であることが望ましく、電子放出素子に影響
のある基板表面の水分などの吸着物を除去することが必
要である。Further, as an electronic device, it is desirable that the inside of the panel has a high degree of vacuum, and it is necessary to remove adsorbed substances such as water on the surface of the substrate that may affect the electron-emitting devices.
【０００６】さらに、画像形成装置を量産する場合、以
上の条件を満たしつつ、基板のアライメント工程から基
板のベーキング工程、クリーニング工程、封着工程、及
び冷却工程を連続して速やかに処理する必要がある。Further, when mass-producing image forming apparatuses, it is necessary to rapidly and continuously perform the substrate alignment process, the substrate baking process, the cleaning process, the sealing process, and the cooling process while satisfying the above conditions. is there.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、加圧保持ク
リップを用いて封着を行う場合、パネルの作製は室温大
気雰囲気中での位置合わせ仮止め、真空容器への挿入、
加熱封着という工程で行われるが、このとき封着時にお
ける封着材料の軟化−すべりによる位置ずれの発生や、
加えて、真空容器内で加圧保持クリップが外れないため
基板を分離した状態、即ち排気コンダクタンスの大きい
状態でのベーキングによる脱ガス工程や、基板を分離し
電子ビームを照射してのクリーニング処理ができないと
いう問題がある。By the way, when sealing is performed by using a pressure holding clip, the panel is produced by temporarily fixing the alignment in a room temperature atmosphere, inserting it into a vacuum container,
It is carried out in a process called heat sealing, but at this time, softening of the sealing material at the time of sealing-displacement due to slippage,
In addition, a degassing process by baking in a state where the substrate is separated because the pressure holding clip does not come off in the vacuum container, that is, a state where the exhaust conductance is large, or a cleaning process by separating the substrate and irradiating an electron beam is performed. There is a problem that you cannot do it.
【０００８】また、加熱した平板で挟み込む方法を真空
容器で行う場合においては、高精度な位置合わせと基板
分離によるベーキングおよびクリーニング処理が可能な
ものの、高温の真空容器内でのアライメント機構の導入
などによる装置の複雑化や、封着終了まで基板を搬送す
ることができないため量産化には向いていないという問
題がある。Further, when the method of sandwiching between heated flat plates is performed in a vacuum container, high-accuracy alignment and baking and cleaning processing by substrate separation are possible, but introduction of an alignment mechanism in a high-temperature vacuum container, etc. However, there is a problem in that it is not suitable for mass production because the device becomes complicated and the substrate cannot be transported until the sealing is completed.
【０００９】これらの問題を解決するため本願発明者等
は、基板分離を可能とする基板着脱機構と、封着時にお
いて単純かつ高精度な基板位置合わせが可能な基準アラ
イメント面突き当て方式によるアライメント機構を設け
た基板ホルダー、及び量産化に対応して基板を速やかに
次工程へと移動できるシステムを考えてきた。In order to solve these problems, the inventors of the present application have proposed a substrate attachment / detachment mechanism capable of separating substrates, and a reference alignment surface butting method capable of simple and highly accurate substrate alignment at the time of sealing. We have considered a substrate holder with a mechanism and a system that can quickly move the substrate to the next process in response to mass production.
【００１０】しかし、この過程で熱間あるいは真空条件
下において、２枚の基板を支持する支持具先端と基板の
接地面との摩擦が、パネルの位置精度、さらには基板の
破損に深く影響することが分かってきた。However, in this process, under hot or vacuum conditions, the friction between the tip of the supporting tool for supporting the two substrates and the ground plane of the substrates has a great influence on the positional accuracy of the panel and further on the damage of the substrates. I understand.
【００１１】即ち、基板の支持具先端と基板の接触面と
の摩擦は、真空中あるいは熱間中に増大する傾向にあ
り、例えば熱により基板がそれぞれ伸縮した場合、支持
具先端と基板との摩擦が、フェースプレート、リアプレ
ートのそれぞれのアライメント基準面からの相対的な追
従を妨げ、アライメント基準面からのずれを生じさせ、
結果的に相対位置のずれが生じる。さらには、単純に基
板をアライメント基準面に押し当てる力を大きくする
と、急激なすべりや押し付け力により突き当て面への衝
撃を増大させ、基板を破損させるような事態が生じてい
た。That is, the friction between the tip of the supporting member of the substrate and the contact surface of the substrate tends to increase during vacuum or hot. For example, when the substrate expands and contracts due to heat, the tip of the supporting member and the substrate, respectively. Friction interferes with the relative follow-up of the face plate and the rear plate from the alignment reference plane, causing a deviation from the alignment reference plane,
As a result, the relative position shifts. Furthermore, if the force of simply pressing the substrate against the alignment reference surface is increased, the impact on the abutting surface is increased due to a sudden slip or pressing force, and the substrate may be damaged.
【００１２】本発明は、上記の課題に鑑みて創案された
ものであり、その目的は、簡易な位置合わせ機構によ
り、相対向する２枚の基板の高精度な位置合わせが可能
であり、基板を破損させることがなく、画像表示装置を
歩留まり良く安定的に量産できる基板封着装置を提供す
ることにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to enable highly accurate alignment of two substrates facing each other by a simple alignment mechanism. An object of the present invention is to provide a substrate sealing device capable of stably mass-producing an image display device without damaging the image display device.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、本発明に係る基板封着装置は、相対向する２枚の基
板を基板ホルダー上に装着し、該基板ホルダーを複数の
処理室に順次通過させて、２枚の基板を加熱封着する装
置であって、上記基板ホルダー上で、２枚の基板が易滑
動性の基板支持具上に位置決めされていることを特徴と
する。In order to achieve the above object, a substrate sealing apparatus according to the present invention mounts two substrates facing each other on a substrate holder, and the substrate holder is provided with a plurality of processing chambers. It is an apparatus for heat-sealing two substrates by sequentially passing through the two substrates, wherein the two substrates are positioned on an easily sliding substrate support on the substrate holder.
【００１４】上記基板封着装置において、基板支持具
は、ボールベアリング機構で球体を支持する支持ピンで
あることが好ましい。In the above substrate sealing device, the substrate support is preferably a support pin that supports a sphere by a ball bearing mechanism.
【００１５】また、２枚の基板はアライメント基準面に
突き当てられ、付勢手段によって基準面へ向けて付勢さ
れて位置決めされいることが好ましい。Further, it is preferable that the two substrates are abutted against the alignment reference plane and are biased and positioned by the biasing means toward the reference plane.
【００１６】さらに、位置合わせされた２枚の基板に加
圧力を付与すべく、押し付け手段を有する加圧ピンが備
えられていることが好ましい。Further, it is preferable that a pressure pin having a pressing means is provided in order to apply a pressure to the two aligned substrates.
【００１７】そして、基板の昇降手段が備えられている
ことが好ましい。It is preferable that a means for raising and lowering the substrate is provided.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明するが、本発明は本実施形態に限
られない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this embodiment.
【００１９】図１は、本実施形態の基板封着装置の基板
ホルダーに基板をセッティングした状態を示しており、
（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。図２
は、図１（ｂ）の一部を示す部分拡大図である。図３
は、本実施形態の基板封着装置における基板支持具の先
端構造を示す模式図である。図４は本実施形態の連続処
理可能な基板封着装置を示す模式図であり、図４の下方
には基板の処理温度及び真空度プロファイルを示してい
る。なお、図４において、基板セッティングエリア１２
１における基板ホルダー１１４、基板支持具１１１、１
１２、リアプレート１０１及びフェースプレート１０２
は拡大して示してある。FIG. 1 shows a state in which a substrate is set in a substrate holder of the substrate sealing device of this embodiment.
(A) is the top view, (b) is the front view. Figure 2
FIG. 3 is a partially enlarged view showing a part of FIG. Figure 3
FIG. 4 is a schematic diagram showing a tip structure of a substrate support in the substrate sealing device of this embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram showing a substrate sealing apparatus capable of continuous processing according to this embodiment, and the processing temperature and vacuum degree profile of the substrate are shown in the lower part of FIG. In FIG. 4, the board setting area 12
1. The substrate holder 114, the substrate support 111, and 1 in FIG.
12, rear plate 101 and face plate 102
Are shown enlarged.
【００２０】図１において、１０１は基板としてのリア
プレートであり、このリアプレート１０１には、蛍光体
励起手段として、複数の電子放出素子が複数の行方向配
線と複数の列方向配線にマトリクス配置された電子源が
形成されている。１０２は基板としてのフェースプレー
トであり、蛍光体、ブラックストライプ、及びメタルバ
ックなどが形成されている。さらに、フェースプレート
１０２のパネルシール面にはシール材１０５ｂが充填さ
れており、具体的には融点１５６℃の低融点金属である
Ｉｎ（インジウム）が超音波半田ごてによりシール面に
充填されている。In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a rear plate as a substrate. On this rear plate 101, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix in a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings as a phosphor excitation means. An electron source is formed. Reference numeral 102 denotes a face plate as a substrate on which a phosphor, a black stripe, a metal back, and the like are formed. Further, the panel seal surface of the face plate 102 is filled with the seal material 105b, and specifically, the low melting point metal In (indium) having a melting point of 156 ° C. is filled in the seal surface by an ultrasonic soldering iron. There is.
【００２１】１０３は基板の外枠であり、フェースプレ
ート１０２とリアプレート１０１との間に配置され、フ
ェースプレート１０２及びリアプレート１０１と共に気
密容器であるパネルを構成する。また本実施形態では、
前工程において予め外枠１０３を低融点ガラス（フリッ
トガラス）１０４で所望の位置、高さに接合されてい
る。更にはフェースプレート１０２と同様に、フェース
プレート１０２と相対するパネルシール面には、パネル
シール材１０５ａであるＩｎ（インジウム）が予め超音
波半田ごてにより充填されている。Reference numeral 103 denotes an outer frame of the substrate, which is arranged between the face plate 102 and the rear plate 101 and constitutes a panel which is an airtight container together with the face plate 102 and the rear plate 101. Further, in this embodiment,
In the previous step, the outer frame 103 is previously bonded to a desired position and height with a low melting point glass (frit glass) 104. Further, similarly to the face plate 102, the panel sealing surface facing the face plate 102 is previously filled with In (indium) which is the panel sealing material 105a with an ultrasonic soldering iron.
【００２２】１０６はスペーサであり、フェースプレー
ト１０２とリアプレート１０１との間隔を維持し、パネ
ルの耐大気圧構造を保持するものである。本実施形態に
おいては、外枠１０３と同様に、前工程においてリアプ
レート１０１の電子源の電子軌道を妨げない所望の位置
に配置し、無機接着剤により予め固定している。Reference numeral 106 denotes a spacer, which maintains the space between the face plate 102 and the rear plate 101 and maintains the atmospheric pressure resistant structure of the panel. In this embodiment, like the outer frame 103, the rear plate 101 is arranged at a desired position that does not interfere with the electron trajectory of the electron source in the previous step, and is fixed in advance by an inorganic adhesive.
【００２３】なお本実施例では、外枠１０３、スペーサ
１０６をリアプレート側に予め接合しているが、フェー
スプレート側に予め接合してもよく限定されるものでは
ない。更には、フリットガラス１０４、シール材１０５
ａ、１０５ｂも、これらに限定されるものではなく、プ
ロセス条件により適宜選択することができる。In this embodiment, the outer frame 103 and the spacer 106 are preliminarily joined to the rear plate side. However, they may be preliminarily joined to the face plate side without being limited thereto. Further, the frit glass 104 and the sealing material 105
Also, a and 105b are not limited to these, and can be appropriately selected depending on the process conditions.
【００２４】１０７、１０８はリアプレート１０１とフ
ェースプレート１０２とを所望の位置に位置合わせした
後、基板端面においてそれを規定する基準面となる基板
突き当て部であり、１０９、１１０は基板突き当て部に
基板を常時密着させておくために、リアプレート１０１
及びフェースプレート１０２を付勢する手段としてのク
ランプバネである。１１１、１１２は本実施形態におけ
るリアプレート１０１及びフェースプレート１０２を支
持する基板支持具であり、１１１には更にリアプレート
１０１を封着前までフェースプレート１０２と所望の間
隔に支持し、封着時に封着荷重に対応してリアプレート
１０１が下降しうるバネ機構が設けられてある。１１３
は封着の際リアプレート１０１とフェースプレート１０
２を加圧する付勢手段としてバネ機構を有する加圧ピン
である。本実施形態において加圧ピン１１３は、図４に
示すように連続処理可能な基板封着装置内の上ホットプ
レート面に設けているが、この方式に限るものではな
い。After the rear plate 101 and the face plate 102 are aligned at desired positions, 107 and 108 are substrate abutting portions which serve as reference planes defining the end faces of the substrate, and 109 and 110 are substrate abutting portions. In order to keep the substrate in close contact with the rear portion, the rear plate 101
And a clamp spring as a means for urging the face plate 102. Reference numerals 111 and 112 denote substrate supports for supporting the rear plate 101 and the face plate 102 in the present embodiment, and 111 further supports the rear plate 101 at a desired distance from the face plate 102 before sealing, and at the time of sealing. A spring mechanism is provided so that the rear plate 101 can be lowered according to the sealing load. 113
When sealing, the rear plate 101 and the face plate 10
It is a pressure pin having a spring mechanism as a biasing means for pressing 2. In the present embodiment, the pressure pin 113 is provided on the upper hot plate surface in the substrate sealing apparatus capable of continuous processing as shown in FIG. 4, but the method is not limited to this.
【００２５】基板支持具１１１、１１２は、基板接触部
となる先端が図３に示すようなボールベアリング機構１
１５に代表されるすべり機構となっており、リアプレー
ト１０及びフェースプレート１０２が比較的小さな力で
主面に対して平行に自由に動く機構となっている。これ
により種々の条件、例えば熱処理中や真空中などの基板
変形や接触摩擦の増大する場合においても、比較的小さ
なバネ力で基準位置決め面に対して基板を押し付けて密
着させることができ、各々の基板の基準面からの寸法変
化においても相対位置を保つように追従させることがで
きる。The substrate supporting members 111, 112 have a ball bearing mechanism 1 whose tip as a substrate contact portion has a tip as shown in FIG.
The sliding mechanism represented by 15 is a mechanism in which the rear plate 10 and the face plate 102 can freely move in parallel to the main surface with a relatively small force. This makes it possible to press the substrate against the reference positioning surface with a relatively small spring force so as to bring them into close contact with each other even under various conditions, for example, when the substrate is deformed or the contact friction is increased during heat treatment or in vacuum, and each of It is possible to follow the dimensional change from the reference plane of the substrate so as to maintain the relative position.
【００２６】本実施形態では、基板支持具１１１、１１
２として市販されているボールベアリングピンを用いて
いるが、熱間中及び真空雰囲気中において更に効果が得
られるよう材質及び精度を選択することが好ましい。ま
た、この支持機構は本実施形態ではリアプレート１０１
及びフェースプレート１０２の両方の支持に用いたが、
これに限定されることなく、装置、工程及び条件により
どちらかに用いるだけでよい場合もある。In this embodiment, the substrate supports 111, 11
Although a commercially available ball bearing pin is used as No. 2, it is preferable to select the material and accuracy so that the effect can be further obtained in the hot and vacuum atmospheres. Further, this support mechanism is the rear plate 101 in this embodiment.
And used to support both the face plate 102,
The present invention is not limited to this, and depending on the apparatus, process and conditions, it may be sufficient to use either one.
【００２７】基板支持具１１１、１１２の基板ホルダー
上の配置及び本数は、基本的には基板を支持できる個数
であればよく、３本以上とされるが、現実的には基板サ
イズを考慮した上でのセッティング時における基板の反
り及び接触圧力、更には治具等の干渉を考慮し決定され
る。本実施形態では６００ｍｍ×９００ｍｍ、厚さ２．
８ｍｍの基板を用いたことにより、基板辺々において１
５０ｍｍ程度のピッチで、各辺々端面より２０ｍｍ程度
内側の位置に対称的に配置している。なお、図面では、
図示の便宜上から本数を省略している。The arrangement and the number of the substrate holders 111 and 112 on the substrate holder may be basically three or more as long as they can support the substrate, but in reality, the substrate size is taken into consideration. It is determined in consideration of the warp and contact pressure of the substrate during the above setting, and the interference of jigs and the like. In the present embodiment, 600 mm × 900 mm, thickness 2.
By using the 8 mm substrate, it is 1
It is arranged symmetrically at a pitch of about 50 mm and at a position about 20 mm inside each end face. In the drawing,
For convenience of illustration, the number is omitted.
【００２８】また、各処理工程においてリアプレート１
０１を分離する際は、リアプレート用のクランプバネ１
０９を一時的に開放することで、基板は着脱可能な状態
となり、装置上部からリアプレート１０１を把持して持
ち上げる機構（図４中、１４５）を装置側に設けること
で分離することができる。なお、基板の着脱方式はこの
方式に限定されるものではなく、装置構成やプロセスに
より吸着方式等、適宜選択される。The rear plate 1 is used in each processing step.
When separating 01, clamp spring 1 for the rear plate
By temporarily opening 09, the substrate becomes detachable, and the device can be separated by providing a mechanism (145 in FIG. 4) for gripping and lifting the rear plate 101 from the upper part of the device on the device side. It should be noted that the substrate attaching / detaching method is not limited to this method, and a suction method or the like may be appropriately selected depending on the apparatus configuration or process.
【００２９】１１４は基板ホルダーであり、基板突き当
て部１０７、１０８、クランプバネ１０９、１１０、基
板支持具１１１、１１２の各部品は基板ホルダー１１４
上に組み上げられている。Reference numeral 114 denotes a substrate holder. The substrate abutting portions 107 and 108, the clamp springs 109 and 110, and the substrate supporting members 111 and 112 are respectively the substrate holder 114.
Assembled on top.
【００３０】リアプレート１０１とフェースプレート１
０２との位置決めは、各々の基板の四隅に設けられたア
ライメントマーカーを予め所望の位置関係に位置合わせ
た後、可動可能な基板突き当て部１０７、１０８を各々
の基板端面に突き当て、固定することで３箇所の基準面
を形成し、常にクランプバネ１０９、１１０でリアプレ
ート１０１及びフェースプレート１０２を基板突き当て
部１０７、１０８に対して押し当てておくことで、各々
の相対位置が保たれる基板端面基準の突き当てアライメ
ント方式で行う。これにより連続封着装置内における如
何なる処理において基板が一度着脱されても基板ホルダ
ーに再度固定し、リアプレート１０１、フェースプレー
ト１０２の各々をアライメント基準面に付勢手段として
のクランプバネ１０９、１１０により押し付け密着させ
ることで、常に基板端面基準による相対的位置精度を再
現することができる。ただし、治具構成はこの方式に限
定されるものではない。Rear plate 101 and face plate 1
For positioning with 02, after aligning the alignment markers provided at the four corners of each substrate to a desired positional relationship in advance, the movable substrate abutting portions 107 and 108 are abutted against the respective substrate end faces and fixed. Thus, three reference surfaces are formed, and the clamp springs 109 and 110 constantly press the rear plate 101 and the face plate 102 against the substrate abutting portions 107 and 108, so that their relative positions are maintained. The abutting alignment method based on the substrate end surface is used. As a result, even if the substrate is once attached and detached in any processing in the continuous sealing device, it is fixed again to the substrate holder, and the rear plate 101 and the face plate 102 are respectively biased to the alignment reference plane by the clamp springs 109 and 110 as biasing means. By pressing and closely contacting each other, the relative positional accuracy based on the substrate end surface reference can always be reproduced. However, the jig configuration is not limited to this method.
【００３１】本実施形態においてパネルの封着は、図２
に示す加圧ピン１１３により、封着剤の溶融する条件下
において加圧ピン１１３を上部から押し付けることによ
って行う。加圧力は、加圧ピン１１３に装着されたバネ
機構による押し付け力により決定され、リアプレート１
０１に接触した後、リアプレート１０１がフェースプレ
ート１０２に近づき接するまで加圧を行う。また、加圧
力は封着剤の種類により適宜選択される。ただし、加圧
の方式はこの方式に限られることなく、加圧機構は適宜
選択される。In this embodiment, the panel is sealed as shown in FIG.
The pressure pin 113 is pressed by pressing the pressure pin 113 from above under the condition that the sealing agent melts. The pressing force is determined by the pressing force of the spring mechanism attached to the pressing pin 113, and the rear plate 1
After contacting 01, pressure is applied until the rear plate 101 approaches and contacts the face plate 102. Further, the pressing force is appropriately selected depending on the kind of the sealing agent. However, the pressurizing method is not limited to this method, and the pressurizing mechanism is appropriately selected.
【００３２】次に、本実施形態の連続処理可能な基板封
着装置におけるパネル製造プロセスを図４を用いて説明
する。Next, a panel manufacturing process in the substrate sealing apparatus capable of continuous processing according to this embodiment will be described with reference to FIG.
【００３３】１２１は基板セッティングエリア、１２２
は前室、１２３はベーク処理室、１２４はＥＢ照射処理
室（クリーニング処理室）、１２５はゲッター処理室、
１２６は封着処理室、１２７は冷却室であり、順次搬送
方向に従って配列接続され、それぞれ不図示の真空ポン
プで排気され、所定の真空雰囲気が形成されている。大
気及び各処理室間は、ゲートバルブ１３１、１３２、１
３３、１３４、１３５、１３６、１３７で隔てられてお
り、基板はゲートバルブの開閉と不図示の搬送ローラー
とによって順次各処理室へ移動する。Reference numeral 121 is a substrate setting area, and 122
Is a front chamber, 123 is a bake treatment chamber, 124 is an EB irradiation treatment chamber (cleaning treatment chamber), 125 is a getter treatment chamber,
Reference numeral 126 is a sealing treatment chamber and 127 is a cooling chamber, which are sequentially arranged and connected according to the transport direction, and each is evacuated by a vacuum pump (not shown) to form a predetermined vacuum atmosphere. Gate valves 131, 132, 1 are provided between the atmosphere and each processing chamber.
The substrates are separated by 33, 134, 135, 136, 137, and the substrate is sequentially moved to each processing chamber by opening / closing a gate valve and a transport roller (not shown).
【００３４】また１４２、１４３は、基板を加熱するた
めのホットプレートである。Reference numerals 142 and 143 are hot plates for heating the substrate.
【００３５】１４６はクリーニング処理室において基板
をクリーニング処理するための電子照射手段である電子
銃、１４７はゲッター処理室においてチャンバー内の排
気作用をおこなうチャンバーゲッターフラッシュ装置、
１４８は基板へのゲッターフラッシュを行うパネルゲッ
ターフラッシュ装置である。Reference numeral 146 denotes an electron gun which is an electron irradiating means for cleaning the substrate in the cleaning processing chamber, and 147 a chamber getter flash device for evacuating the chamber in the getter processing chamber.
Reference numeral 148 is a panel getter flash device for performing getter flash on the substrate.
【００３６】さらに、１４１、１４４はホットプレート
を昇降させる昇降機、１４５はリアプレート１０１を昇
降させる昇降機であり、各処理工程に必要な高さに昇降
させる機能を有する。Further, 141 and 144 are elevators for raising and lowering the hot plate, and 145 is an elevator for raising and lowering the rear plate 101, which has a function of raising and lowering to a height required for each processing step.
【００３７】また１１１、１１２は、図１及び図２に示
したリアプレート１０１及びフェースプレート１０２を
支持する支持具であり、１１４は基板ホルダーである。
１１３は、上ホットプレート１４２に取り付けられたバ
ネ機構を有する加圧ピンである。Further, 111 and 112 are supporting members for supporting the rear plate 101 and the face plate 102 shown in FIGS. 1 and 2, and 114 is a substrate holder.
Reference numeral 113 is a pressure pin having a spring mechanism attached to the upper hot plate 142.
【００３８】以下に、パネル製造プロセスを説明する。The panel manufacturing process will be described below.
【００３９】まず、基板セッティングエリア１２１で前
記したアライメント方法により基板ホルダー１１４上の
基板支持具１１１、１１２において、リアプレート１０
１、外枠１０３、スペーサ１０６からなる第１の部材
と、フェースプレート１０２からなる第２の部材を所望
の位置に位置合わせし、クランプ固定する。ここでは、
各々の基板はクランプバネ１０９、１１０により常に基
板突き当て面１０７、１０８に押し当てられ密着した状
態となっている。またリアプレート１０１は、基板支持
具１１１により封着前までフェースプレート１０２と僅
かな間隔を維持しながら接触しない状態で支持された状
態となっている。First, the rear plate 10 is mounted on the substrate holders 111 and 112 on the substrate holder 114 by the alignment method described above in the substrate setting area 121.
The first member composed of 1, the outer frame 103, and the spacer 106 and the second member composed of the face plate 102 are aligned at desired positions and clamped. here,
The respective substrates are constantly pressed against the substrate abutting surfaces 107 and 108 by the clamp springs 109 and 110 to be in a close contact state. Further, the rear plate 101 is supported by the substrate supporting member 111 in a state in which it does not come into contact with the face plate 102 while maintaining a slight gap before sealing.
【００４０】次に、基板セッティングが完了した基板ホ
ルダー１１４を、ゲートバルブ１３１を開放した後に前
室１２２に移動し、ゲートバルブ１３１を閉止しチャン
バー内を排気する。この間、ベーク処理室１２３以降の
処理室はそれぞれの真空度に設定しておく。Next, the substrate holder 114 on which the substrate setting is completed is moved to the front chamber 122 after opening the gate valve 131, the gate valve 131 is closed, and the chamber is evacuated. During this time, the processing chambers after the bake processing chamber 123 are set to the respective vacuum degrees.
【００４１】その後、前室１２２が１０-5Ｐａ台に達し
た後、ゲートバルブ１３２を開放してベーク処理室１２
３に基板ホルダー１１４を移動し、ゲートバルブ１３２
を閉止する。After that, after the front chamber 122 reaches the level of 10 −5 Pa, the gate valve 132 is opened to open the baking chamber 12.
3 moves the substrate holder 114 to the gate valve 132.
Close.
【００４２】ベーク処理室１２３ではホットプレート１
４２、１４３の加熱により、リアプレート１０１、フェ
ースプレート１０２などの基板のベーク処理を行う。こ
のベーク処理は基板に吸着されている水、酸素、水素な
どの不純物をガス放出させる目的で行う。このときのベ
ーク温度は一般には３００〜４００℃で行い、その真空
度は１０-5Ｐａである。本実施例においては、３５０℃
において１時間保持することでベーク処理を行った。In the baking processing chamber 123, the hot plate 1
By heating 42 and 143, the substrates such as the rear plate 101 and the face plate 102 are baked. This baking process is performed for the purpose of releasing impurities such as water, oxygen, and hydrogen adsorbed on the substrate. The baking temperature at this time is generally 300 to 400 ° C., and the degree of vacuum is 10 −5 Pa. In this example, 350 ° C.
The baking treatment was carried out by holding for 1 hour.
【００４３】次に、ベーク処理を施した後、リアプレー
ト１０１、フェースプレート１０２を載せた基板ホルダ
ー１１４をゲートバルブ１３３を開放してクリーニング
処理室１２４に移動し、ゲートバルブ１３３を閉止した
後、基板ホルダー１１４上のリアプレート用のクランプ
バネ１０９を解除し、昇降機１４５によってリアプレー
ト１０１をホットプレート１４２と同期させながら昇降
し、処理室上部へ移動させる。この間、基板は穏やかな
降温状態を保てるよう処理することが必要で、急激な面
内の温度ムラを生じさせないようにする。この降温状態
の基板温度域において電子銃１４６からフェースプレー
ト１０２の蛍光体形成面に向けてＥＢ（エレクトロンビ
ーム）を照射しＥＢ照射処理を行う。このときの基板温
度は１５０℃域で行い、真空度は１０-4Ｐａから１０-5
Ｐａである。一般にＥＢ処理は、脱ガス効率の点から１
００℃からベーク温度までの範囲で行うことが好まし
い。Next, after baking, the substrate holder 114 on which the rear plate 101 and the face plate 102 are placed is moved to the cleaning processing chamber 124 by opening the gate valve 133, and after closing the gate valve 133, The clamp spring 109 for the rear plate on the substrate holder 114 is released, and the elevator 145 moves the rear plate 101 up and down in synchronization with the hot plate 142, and moves it to the upper part of the processing chamber. During this time, the substrate needs to be treated so that the temperature can be kept in a gentle temperature-reducing state so that abrupt in-plane temperature unevenness does not occur. EB (electron beam) is irradiated from the electron gun 146 to the phosphor forming surface of the face plate 102 in the substrate temperature range of this temperature drop state, and EB irradiation processing is performed. The substrate temperature at this time is 150 ° C., and the degree of vacuum is from 10 −4 Pa to 10 −5.
Pa. Generally, EB treatment is 1 in terms of degassing efficiency.
It is preferable to carry out in the range from 00 ° C to the baking temperature.
【００４４】ＥＢ照射処理が終了した後、リアプレート
１０１を元の位置に降下させ、再度基板ホルダー１１４
上にセットし、続いてゲートバルブ１３４を開放してゲ
ッター処理室１２５に移動し、ゲートバルブ１３４を閉
止する。移動後、基板ホルダー１１４上のリアプレート
用のクランプバネ１０９を再度解除し、クリーニング処
理室１２４と同様に、リアプレート１０１を所望の位置
まで上昇させる。この時、ゲッター処理室１２５は１０
-6Ｐａ台に保持しておく。まず、チャンバー内面にむけ
られた蒸発型のチャンバーゲッター材１４７（本実施形
態ではＢａゲッター材を使用）を抵抗加熱方式でフラッ
シュさせる。更に数１０分ほど間隔をあけて、蒸発型の
パネルゲッター材１４８（本実施例ではＢａゲッター
材）を上記チャンバーゲッター材１４７と同様に抵抗加
熱方法で加熱蒸発させ、フェースプレート１０２の蛍光
体形成面にゲッター膜を被着せしめた。After the EB irradiation process is completed, the rear plate 101 is lowered to its original position, and the substrate holder 114 is again placed.
Then, the gate valve 134 is opened, the gate valve 134 is moved to the getter processing chamber 125, and the gate valve 134 is closed. After the movement, the clamp spring 109 for the rear plate on the substrate holder 114 is released again, and the rear plate 101 is raised to a desired position as in the cleaning processing chamber 124. At this time, the getter processing chamber 125 has 10
-Keep it on the 6 Pa level. First, the evaporation type chamber getter material 147 (Ba getter material is used in the present embodiment) facing the inner surface of the chamber is flashed by a resistance heating method. Further, the evaporation type panel getter material 148 (Ba getter material in this embodiment) is heated and evaporated by the resistance heating method in the same manner as the chamber getter material 147 at intervals of several tens of minutes to form a phosphor on the face plate 102. A getter film was applied to the surface.
【００４５】なお、チャンバーゲッター材１４７はチャ
ンバー内の真空度を向上させる目的として用いられ、フ
ェースプレート面に被着させたゲッターのガス吸着によ
る劣化を小さくする効果を有する。これによりフェース
プレート１０２に被着したゲッター材は十分にゲッター
排気能力を維持したまま次工程へと移されることとな
る。The chamber getter material 147 is used for the purpose of improving the degree of vacuum in the chamber, and has the effect of reducing the deterioration of the getter deposited on the face plate surface due to gas adsorption. As a result, the getter material deposited on the face plate 102 is transferred to the next step while sufficiently maintaining the getter exhaust capability.
【００４６】次に、ゲッター処理が終了した後リエプレ
ート１０１を降下させ、再度基板ホルダー１１４上にセ
ットし、１０-6Ｐａ台以下に排気された封着処理室１２
６へゲートバルブ１３５の開閉を行い移動させる。移動
後、基板ホルダー１１４上におけるリアプレート用のク
ランプバネ１０９の開閉動作を数回行い、リアプレート
１０１をアライメント基準面である基板突き当て部１０
７へ確実に密着させた。これによりフェースプレート１
０２とリアプレート１０１との端面基準からの相対位置
が再度精度よく決定される。Next, after the getter processing is completed, the lie plate 101 is lowered, set again on the substrate holder 114, and the sealing processing chamber 12 is evacuated to the level of 10 −6 Pa or less.
The gate valve 135 is opened and closed to move to 6. After the movement, the clamp spring 109 for the rear plate on the substrate holder 114 is opened / closed several times to move the rear plate 101 to the substrate abutting portion 10 which is the alignment reference surface.
It was firmly attached to 7. This allows face plate 1
02 and the rear plate 101, the relative position from the end face reference is again accurately determined.
【００４７】この後、昇降機１４１を降下させ、上ホッ
トプレート１４２を基板に近づけた状態で図４に示した
温度プロファイルにて１８０℃まで加熱し、封着剤であ
るＩｎを軟化させる。さらに封着温度に達した状態で３
０ｍｉｎほど保持し、その後上ホットプレート１４２を
徐々に下降させることにより、加圧ピン１１３でリアプ
レート１０１の裏面を段階を経て加圧し、リアプレート
１０１が降下し、フェースプレートへ接触して押圧する
ことにより封着を行った。このときの加圧荷重は６０ｋ
ｇとした。After that, the elevator 141 is lowered, and the upper hot plate 142 is heated to 180 ° C. with the temperature profile shown in FIG. 3 when the sealing temperature is reached
After holding for about 0 min, the upper hot plate 142 is gradually lowered to pressurize the back surface of the rear plate 101 with the pressure pins 113 in stages, and the rear plate 101 descends and presses against the face plate. By doing so, sealing was performed. Pressurized load at this time is 60k
It was set to g.
【００４８】その後、加圧したまま基板温度を降温さ
せ、Ｉｎを硬化させることにより封着を完了させた。こ
の時、封着処理室１２６は１０-6Ｐａを維持しており、
本工程で封着されたパネル内も１０-6Ｐａとなる。これ
により気密容器が形成された。封着温度は封着剤の選択
により決定され、さらに加圧荷重も封着剤により適宜選
択される。Thereafter, the temperature of the substrate was lowered while the pressure was applied, and In was cured to complete the sealing. At this time, the sealing treatment chamber 126 maintains 10 −6 Pa,
The inside of the panel sealed in this step also becomes 10 −6 Pa. This formed an airtight container. The sealing temperature is determined by the selection of the sealing agent, and the pressure load is also appropriately selected by the sealing agent.
【００４９】基板の温度が封着剤であるＩｎが固化する
温度領域（本実施形態では１２０〜１３０℃）まで下が
った後、上ホットプレート１４２を上昇させて荷重を取
り除いた後、基板ホルダー１１４を冷却室１２７に移動
する。この時、冷却処理室１２７は、封着処理室１２６
の真空度を維持するため１０-6Ｐａ台に真空排気してお
く。冷却処理室１２７では急激な温度降下によりパネル
が損傷しないように温度分布を配慮し冷却を行う。After the temperature of the substrate is lowered to the temperature range (120 to 130 ° C. in the present embodiment) where In, which is the sealing agent, is solidified, the upper hot plate 142 is raised to remove the load, and then the substrate holder 114 is used. Are moved to the cooling chamber 127. At this time, the cooling processing chamber 127 is the sealing processing chamber 126.
In order to maintain the degree of vacuum of, the vacuum is evacuated to the level of 10 −6 Pa. In the cooling processing chamber 127, cooling is performed in consideration of the temperature distribution so that the panel is not damaged due to a sudden temperature drop.
【００５０】最後に、封着パネルの温度が室温、あるい
は室温に近い温度まで降下した段階で冷却処理室１２７
の真空リークを行い、処理室を大気圧にした。その後、
装置外大気側のゲートバルブ１３７を開放し、パネルを
装置外に搬出した。Finally, when the temperature of the sealing panel drops to room temperature or close to room temperature, the cooling treatment chamber 127 is reached.
The vacuum leak was performed to bring the processing chamber to atmospheric pressure. afterwards,
The gate valve 137 on the atmosphere side outside the apparatus was opened, and the panel was carried out of the apparatus.
【００５１】こうして作製したディスプレイパネルは高
精度な位置合わせとパネルの破損のない画像表示装置で
あることを確認した。It was confirmed that the display panel manufactured in this manner was an image display device with high precision alignment and no damage to the panel.
【００５２】なお本発明では、前記のように加熱による
基板のベーク処理やエレクトロンビームを用いたクリー
ニング処理、さらにはパネルを高真空に保持するために
ゲッター材をパネル内面（基板表面）に付着させるゲッ
ター処理を導入するためには、処理室内で２枚の基板を
分離し基板間に空間を設けることが必要である。In the present invention, as described above, the baking treatment of the substrate by heating, the cleaning treatment using the electron beam, and the getter material are attached to the inner surface of the panel (the surface of the substrate) in order to maintain the panel in a high vacuum. In order to introduce the getter treatment, it is necessary to separate two substrates in the treatment chamber and provide a space between the substrates.
【００５３】そして、それらは一連の連続した工程で行
うため、一度分離した２枚の基板を再度近づけてアライ
メント位置に戻し、加熱し、加熱時における基板ホルダ
ーの伸縮、及び基板の伸縮をうまく吸収しながら、２枚
の基板が相対的な位置を保ちつつ、最後に加圧封着され
ることが重要である。Since they are carried out in a series of continuous steps, the two substrates once separated are brought close to each other again to return to the alignment position and heated, and the expansion and contraction of the substrate holder and the expansion and contraction of the substrate during heating are well absorbed. However, it is important that the two substrates are finally pressure-sealed while maintaining their relative positions.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の基板封着
装置によれば、簡易な位置合わせ機構により相対向する
２枚の基板の高精度な位置合わせが可能であり、基板を
破損させることがなく、画像表示装置を歩留まり良く安
定的に量産できるパネル連続封着装置を提供することが
できるという優れた効果を発揮する。As described above, according to the substrate sealing apparatus of the present invention, it is possible to perform highly accurate alignment between two substrates facing each other by a simple alignment mechanism and damage the substrates. It is possible to provide a continuous panel sealing device capable of stably mass-producing image display devices without causing a problem.
【図１】本実施形態の基板封着装置の基板ホルダーに基
板をセットティングした状態を示しており、（ａ）はそ
の平面図、（ｂ）はその正面図である。FIG. 1 shows a state in which a substrate is set on a substrate holder of a substrate sealing device according to the present embodiment, (a) is a plan view thereof, and (b) is a front view thereof.
【図２】図１（ｂ）の一部を示す部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view showing a part of FIG. 1 (b).
【図３】本実施形態の基板封着装置における基板支持具
の先端構造を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a tip structure of a substrate support in the substrate sealing device according to the present embodiment.
【図４】本実施形態の連続処理可能な基板封着装置を示
す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing a substrate sealing device capable of continuous processing according to the present embodiment.
１０１ リアプレート
１０２ フェースプレート
１０３ 外枠
１０４ 封着剤（フリットガラス）
１０５ａ、１０５ｂ シール材（Ｉｎ）
１０６ スペーサ
１０７、１０８ 基板突き当て部
１０９、１１０ クランプバネ
１１１、１１２ 基板支持具
１１３ 封着加圧ピン
１１４ 基板ホルダー
１１５ ボールベアリング機構
１２１ 基板セッティングエリア
１２２ 前室
１２３ ベーク処理室
１２４ クリーニング処理室
１２５ ゲッター処理室
１２６ 封着処理室
１２７ 冷却室
１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１
３７ ゲートバルブ
１４１ 上ホットプレート昇降機
１４２ 上ホットプレート
１４３ 下ホットプレート
１４４ 下ホットプレート昇降機
１４５ リアプレート昇降機
１４６ 電子銃
１４７ チャンバーゲッターフラッシュ装置
１４８ パネルゲッターフラッシュ装置Reference Signs List 101 rear plate 102 face plate 103 outer frame 104 sealing agent (frit glass) 105a, 105b sealing material (In) 106 spacers 107, 108 substrate abutting portions 109, 110 clamp springs 111, 112 substrate support 113 sealing pressure Pin 114 Substrate holder 115 Ball bearing mechanism 121 Substrate setting area 122 Front chamber 123 Bake treatment chamber 124 Cleaning treatment chamber 125 Getter treatment chamber 126 Sealing treatment chamber 127 Cooling chamber 131, 132, 133, 134, 135, 136, 1
37 Gate valve 141 Upper hot plate lifter 142 Upper hot plate 143 Lower hot plate 144 Lower hot plate lifter 145 Rear plate lifter 146 Electron gun 147 Chamber getter flash device 148 Panel getter flash device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池島 潔 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金井 正博 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5C012 AA01 BC04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kiyoshi Ikeshima 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Non non corporation (72) Inventor Masahiro Kanai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Non non corporation F-term (reference) 5C012 AA01 BC04
Claims (5)
に装着し、該基板ホルダーを複数の処理室に順次通過さ
せて、２枚の基板を加熱封着する装置であって、 上記基板ホルダー上で、２枚の基板が易滑動性の基板支
持具上に位置決めされていることを特徴とする基板封着
装置。1. An apparatus for mounting two substrates facing each other on a substrate holder, sequentially passing the substrate holders through a plurality of processing chambers, and heat-sealing the two substrates. A substrate sealing device, wherein two substrates are positioned on a slideable substrate support on a holder.
球体を支持する支持ピンであることを特徴とする請求項
１に記載の基板封着装置。2. The substrate sealing device according to claim 1, wherein the substrate support is a support pin that supports a sphere by a ball bearing mechanism.
当てられ、付勢手段によって基準面へ向けて付勢されて
位置決めされいることを特徴とする請求項１または２に
記載の基板封着装置。3. The substrate sealing method according to claim 1, wherein the two substrates are abutted against the alignment reference plane and are positioned by being biased toward the reference plane by the biasing means. apparatus.
付与すべく、押し付け手段を有する加圧ピンが備えられ
ていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記
載の基板封着装置。4. The substrate according to claim 1, further comprising a pressure pin having a pressing means for applying a pressing force to the two aligned substrates. Sealing device.
特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の基板封着
装置。5. The substrate sealing device according to claim 1, further comprising a substrate lifting unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001363649A JP2003168361A (en) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Substrate sealing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001363649A JP2003168361A (en) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Substrate sealing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003168361A true JP2003168361A (en) | 2003-06-13 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001363649A Withdrawn JP2003168361A (en) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Substrate sealing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003168361A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007052939A (en) * | 2005-08-16 | 2007-03-01 | Sony Corp | Method of assembling flat display device |
-
2001
- 2001-11-29 JP JP2001363649A patent/JP2003168361A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007052939A (en) * | 2005-08-16 | 2007-03-01 | Sony Corp | Method of assembling flat display device |
| JP4742737B2 (en) * | 2005-08-16 | 2011-08-10 | ソニー株式会社 | Method for assembling flat display device |
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