JP5557833B2 - 陽極接合方法、陽極接合治具、および陽極接合装置 - Google Patents
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Description
このようなパッケージ製品におけるパッケージおよびその製造方法として、例えば特許文献1には、基板を重ね合わせて接合することによって製造されるパッケージが記載されている。この特許文献1に記載のパッケージによれば、パッケージの空間内を気密に封止することができる。
従来の陽極接合治具では、基板上のアラインメントマークに基づいて位置合わせがされていたが、アラインメントマークに基づいて正確に重ね合わせられたあと、加圧が開始されるまでの間はアラインメントマークが隠れてしまうため、上述のズレを把握する手段はなく、ズレが残ったまま陽極接合が行われていた。したがって許容範囲を超えたズレが生じた際に当該基板上に形成された製品がすべて不良品になってしまう恐れがあった。
また、本発明の第二の目的は、陽極接合される基板の位置決めを容易にできる陽極接合治具、および陽極接合装置の提供を図ることにある。
本発明の陽極接合方法は、第一基板と第二基板とを陽極接合させる陽極接合方法であって、前記第一基板と前記第二基板とを重ね合わせ、平面を有する基台の前記平面に前記第一基板と前記第二基板とのうち陰極となる方の面を接触させて配置する基板配置工程と、前記基板配置工程に続いて、前記第一基板と前記第二基板とのうち陽極となる方の面と接触するように、可視光線が透過可能な材料からなる視認部を有する陽極接合治具を接触させて配置する治具配置工程と、前記第一基板と前記第二基板とのそれぞれに設けられた一対のマークが所定の位置関係にとなるように、前記視認部を透過する可視光線に基づいて前記第一基板と前記第二基板との相対的な位置関係を調整するアラインメント工程と、前記基台と前記陽極接合治具とを互いに近接させる方向へ加圧し、前記第一基板および前記第二基板を挟み込む加圧工程と、前記第一基板と前記第二基板との間に直流電圧を印加する印加工程とを備えることを特徴としている。
この場合、粗調整工程では一対のマークが視認部を介して把握できる位置に配置され、続いて一対のマークの相対位置を所定の位置関係にする。このため、治具配置工程において第一基板と第二基板との位置がずれた際にアラインメント工程において容易に位置関係を修正することができる。
この発明によれば、陽極接合において陽極となる方の基板には陽極接合治具の平滑面が接触する。また、視認部が平滑面の一部に設けられているので、視認部を透過する可視光線に基づいて第一基板と第二基板との位置関係を把握できる。したがって、第一基板と第二基板との位置決めを容易にできるとともに陽極接合治具を介して第一基板と第二基板とにかけられる力が均等に分散される。
この場合、陽極接合治具の面がともに平滑であるので両面とも陽極となる面に接触させるために使用することができる。
この場合、陽極接合治具全体が硬質ガラスによって一体成形されているので、均一な素材で視認部と他の部分とが構成されている。したがって、陽極接合によって温度や圧力がかけられた際に応力が特定箇所へ集中すること抑制されている。さらに、可視光線を透過可能な視認部を陽極接合治具の全体にすることができる。このため、第一基板と第二基板との位置決めがさらに容易になる。
この場合、石英ガラスが採用されているので透明度が高く、かつ陽極接合において陽極接合治具が加熱された際にも陽極接合治具が軟化されにくい。
い。
この場合、切欠から露出された陽極には電気接点が接続できるので陽極接合が容易になる。
この発明によれば、視認部を介して第一基板と第二基板との位置を容易に調整でき、第一基板と第二基板との位置が正確に位置決めされた状態で陽極接合がなされるので、陽極接合の精度を高めることができる。
また、本発明の陽極接合装置によれば、陽極接合における位置ずれが低減されているので陽極接合の精度が高められており、陽極接合された製品の歩留まりが向上する。
図1は、本実施形態の陽極接合装置を模式的に示す側面図である。図1に示すように、陽極接合装置1は、第一基板B1と第二基板B2とを陽極接合させるための装置である。本実施形態では、第一基板B1および第二基板B2はともにガラス系基板であり第一基板B1と第二基板B2との間には金属材料からなる接合膜B11が介在されている。接合膜B11は例えばアルミニウム等からなる薄膜であり、第一基板B1の面上で第二基板B2と対向する位置に配置されている。
また、本実施形態では、陽極接合装置1は接合膜B11を第二基板B2に陽極接合させる。ここで、第一基板B1は陰極側の基板であり、第二基板B2は陽極側の基板である。
本実施形態では、電源部30は、第一基板B1における接合膜B11に電線33が接続され、第二基板B2の一部に電線32が接続されている。
また、図示していないが、陽極接合治具10と基台20とは第一基板B1と第二基板B2とを挟んだ状態で第一基板B1と第二基板B2とを支持可能である。
なお、本実施形態において図1に示す加圧部40はナットとボルトとによって互いに近接動作されて締め付けられる構成が採用されているが、これは一構成例であって、陽極接合治具10と基台20との間に厚さ方向の圧縮力をかけることが可能であれば、他の構成が採用されても良い。
図3はマークMおよび陽極接合治具10の作用を示す斜視図である。図3に示すように、マークMには、第一基板B1に設けられた第一マークM1と、第二基板B2に設けられた第二マークM2とがある。第二基板B2はガラス系基板であるため可視光線を透過可能であり、さらに陽極接合治具10は第一面11と第二面13との間で可視光線を透過可能である。したがって使用者は第一マークM1と第二マークM2とが重ねあわされている状態を陽極接合治具10を通して把握することができる。なお、第一マークM1は第一基板B1上において接合膜B11のパターンPを避けて配置されている。
粗調整工程S21においては、マークMが視認部のうち領域A1、A2と厚さ方向に重畳する程度に第一基板B1および第二基板B2の位置を基台20に対して調整し、領域A1、A2の内部においてマークMが所定の位置関係にほぼ合う程度に位置合わせを行う。これは、第一基板B1と第二基板B2とのそれぞれに形成された回路パターン等(例えば接合膜B11のパターンP等)を基準にして目視で位置合わせを行うなどの手法によって行われても良い。
接合工程S3では、まず図1に示す位置関係で陽極接合治具10、第一基板B1、第二基板B2、基台20が加圧部40にセットされて加圧工程S31が行われる。続いて第一基板B1の接合膜B11に電線33が接続され、第二基板B2に接点電極31が接続され、電源部30によって直流電圧が印加される。すると、陰極側である第一基板B1の接合膜B11と陽極側である第二基板B2とが陽極接合される。
図9は、本変形例の陽極接合装置を模式的に示す側面図である。本変形例では図9に示すように、第一基板B1に代えて第一基板B111が使用される場合について説明する。
第一基板B111は、例えばシリコンなどを含有する金属系基板であり、陽極接合のために接合膜を要しないタイプの基板である。この場合では、基台20を電気伝導性を有する素材で構成し、基台20に電線33を配する構成を採用することができる。
例えば、本実施形態では、本体10aの第一面11に平滑面が設けられている構成を採用したが、これに限らず、平滑面が第二面13にも設けられている構成を採用することもできる。この場合、第一面11と第二面13とのいずれも陽極となる基板に密着させることができるので、本体10aの向きに注意を払う必要が無くなり、作業性が高まる。
10 陽極接合治具
10a 本体
11 第一面(平滑面)
12 切欠
13 第二面
20 基台
21 平面
30 電源部
40 加圧部
B1 第一基板
B2 第二基板
B11 接合膜
S1 挟み込み工程
S2 アラインメント工程
S21 粗調整工程
S22 微調整工程
S3 接合工程
S31 加圧工程
S32 印加工程
Claims (5)
- 第一基板と第二基板とを陽極接合させる陽極接合方法であって、
前記第一基板と前記第二基板とを重ね合わせ、平面を有する基台の前記平面に前記第一基板と前記第二基板とのうち陰極となる方の面を接触させて配置する基板配置工程と、
前記基板配置工程に続いて、前記第一基板と前記第二基板とのうち陽極となる方の面と接触するように、可視光線が透過可能な材料からなる視認部を有する陽極接合治具を接触させて配置する治具配置工程と、
前記第一基板と前記第二基板とのそれぞれに設けられた一対のマークが所定の位置関係となるように、前記視認部を透過する可視光線に基づいて前記第一基板と前記第二基板との相対的な位置関係を調整するアラインメント工程と、
前記基台と前記陽極接合治具とを互いに近接させる方向へ加圧し、前記第一基板および前記第二基板を挟み込む加圧工程と、
前記第一基板と前記第二基板との間に直流電圧を印加する印加工程と、
を備える陽極接合方法。 - 請求項1に記載の陽極接合方法であって、
前記アラインメント工程が、
前記一対のマークと視認部とが前記視認部の厚さ方向に重畳するように前記第一基板および前記第二基板の位置を前記基台に対して調整する粗調整工程と、
前記粗調整工程に続いて前記一対のマークが所定の位置関係になるように前記第一基板と前記第二基板との相対位置を調整する微調整工程と、
を有する陽極接合方法。 - 第一基板と第二基板とを陽極接合させる際に用いる陽極接合治具であって、
第一面と第二面とを有する本体と、
前記第一面及び前記第二面の少なくとも一部に設けられ前記第一基板と前記第二基板とのうち陽極となる方の面に密着可能な平滑面と、
前記平滑面の少なくとも一部に設けられ可視光線を前記第一面と前記第二面との間で透過可能な材料からなる視認部と、を有し、
前記平滑面が前記第一面と前記第二面とのそれぞれに設けられており、前記本体が硬質ガラスによって一体成形されている陽極接合治具。 - 請求項3に記載の陽極接合治具であって、
前記本体が、少なくとも前記平滑面の一部を含む位置に切欠を有する陽極接合治具。 - 第一基板と第二基板とを陽極接合させる陽極接合装置であって、
請求項3又は4に記載の陽極接合治具と、
前記第一基板と前記第二基板とのうち陰極となる方の面が配置される平面を有する基台と、
前記第一基板と前記第二基板とに電気的に接続されて前記第一基板と前記第二基板との間で直流電圧を印加する電源部と、
前記基台と前記陽極接合治具とを近接させる方向に加圧する加圧部と、
を備える陽極接合装置。
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