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基板处理装置以及基板处理方法

文献发布时间:2024-04-18 19:52:40


基板处理装置以及基板处理方法

技术领域

本发明关于处理已配置多个元件的基板的基板处理装置以及基板处理方法。

背景技术

在基板上形成由多个元件构成的元件阵列的技术中,为了提升多个元件与基板的机械性接合的强度或接合稳定性,使用基板处理装置进行以平板对已配置多个元件的基板压入多个元件的处理。近几年,配置于基板的元件高度小型化至数μm程度,另一方面,平板表面的平坦度有以数十μm级偏差的情况。此时,难以通过平板以均匀的力量将基板上的多个元件压入。

例如,专利文献1记载了以树脂膜披覆电子元件以及安装板的技术。树脂膜具有随着多个元件的形状变形的特征,在意图解决上述问题时,应考虑以树脂膜等弹性片材将基板上多个元件压入是有用的。使用这样的技术时,为了以均匀的力压入多个元件,需要花更多工夫。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2002-217221号公报

发明内容

[发明所欲解决的技术问题]

有鉴于此实际状况,本发明的目的为提供可以充分确保多个元件与基板的接合稳定性的基板处理装置以及基板处理方法。

[用以解决技术的手段]

为了达成上述目的,关于本发明的基板处理装置,包括:载台,设置有已配置多个元件的基板;上部构件,覆盖前述载台的上方,与前述载台之间形成加压空间;片材保持部,在前述载台与前述上部构件之间保持弹性片材;以及加压控制部,加压前述加压空间;其中前述片材保持部通过配置于前述载台两侧的推送辊与卷绕辊将前述弹性片材从前述载台的一侧搬运到另一侧,并将前述弹性片材配置于前述载台,使前述基板被覆盖。

在关于本发明的基板处理装置中加压控制部加压加压空间,片材保持部通过配置于载台两侧的推送辊与卷绕辊将弹性片材从载台的一侧搬运到另一侧,并将弹性片材配置于载台,使基板被覆盖。在将弹性片材配置于载台使基板被覆盖的状态下,通过以加压控制部加压加压空间,可以基于其压力将弹性片材往基板按压,弹性片材与基板或配置于基板的多个元件抵接,可以通过弹性片材将配置于基板的多个元件压入。

另外,在加压空间加压时,弹性片材可随着配置于基板的多个元件的形状变形,因此,使弹性片材紧密贴合多个元件,可以通过弹性片材以均匀的力压入多个元件。另外,由于通过推送辊与卷绕辊将弹性片材从载台的一侧搬运到另一侧,可以通过小型且简易的构成,在载台与上部构件之间提供弹性片材。以上,根据关于本发明的基板处理装置,可以充分确保多个元件与基板的接合稳定性。

优选为,每次在前述载台设置前述基板时,前述推送辊与前述卷绕辊分别进行前述弹性片材的送出以及卷绕。通过这样的构成,每次在载台设置基板时,在载台与上部构件之间提供弹性片材的未使用部分,通过此适当状态的弹性片材,可以以稳定的状态将配置于基板的多个元件压入。

优选为,更包括可升降地贯通前述载台的内部的多个升降销,前述基板经由多个前述升降销被搬运到前述载台。通过设为这样的构成,可以将基板以稳定的状态从其传送位置转移到载台,可以防止该转移时基板的损伤等。

优选为,前述片材保持部相对地靠近前述载台,前述弹性片材被配置于前述载台。通过这样的构成,可以有效率地进行将弹性片材配置于载台的处理,可以期待操作流水线的高速化。

优选为,更包括减压由前述弹性片材与前述载台包围的片材内空间的减压控制部。以在载台配置弹性片材使基板被覆盖的状态,通过减压片材内空间,弹性片材被吸往基板,可以使弹性片材紧密贴合基板或配置于基板的多个元件。在此状态下,加压加压空间,通过基于其压力将弹性片材往基板按压,可以由弹性片材将配置于基板的多个元件以均匀的力压入。

优选为,在比前述基板的设置区域更远离前述载台的中心的位置上,设置用以将前述弹性片材固定于前述载台的片材固定部。在片材固定部的位置上,在将弹性片材固定于载台的状态下,通过加压加压空间,可以以稳定的状态将弹性片材往基板按压,可以通过弹性片材将配置于基板的多个元件以更均匀的力压入。

优选为,前述加压控制部加压前述加压空间,使前述加压空间内部的气压成为前述加压空间外部的气压的2倍。通过这样的构成,在加压加压空间时,以适当的按压力将弹性片材往基板按压,可以通过弹性片材将多个元件以适当的力往基板压入。因此,可以防止多个元件从基板脱落,可以充分确保多个元件与基板的接合稳定性。

为了达成上述目的,关于本发明的基板处理方法包括:将配置多个元件的基板设置于被设置在加压空间的内部的载台上的工序;将前述弹性片材配置于前述载台上以覆盖前述基板的工序;减压由前述弹性片材与前述载台包围的片材内空间的工序;以及加压前述加压空间的工序。

在关于本发明的基板处理方法中,具有将弹性片材配置于载台上以覆盖基板的工序、减压由弹性片材与载台包围的片材内空间的工序,以及加压加压空间的工序。在将弹性片材配置于载台上以覆盖基板的状态下,通过减压片材内空间,弹性片材被吸往基板,弹性片材可抵接基板或配置于基板的多个元件。在此状态中,通过将加压空间加压,基于此压力,弹性片材被往基板按压,可以通过弹性片材将配置于基板的多个元件压入。

另外,片材内空间减压时,或者加压空间加压时,弹性片材可随着配置于基板的多个元件的形状变形。因此,使弹性片材紧密贴合多个元件,可以通过弹性片材以均匀的力压入多个元件。因此,根据关于本发明的基板处理方法,可以充分确保多个元件与基板的接合稳定性。

优选为,在前述弹性片材和配置于前述基板的多个前述元件抵接的状态下,加压前述加压空间。通过这样的构成,如上述那样,基于加压空间的气压,在将弹性片材往基板按压时,可以以弹性片材将配置于基板的多个元件有效率地压入。

优选为,在加压前述加压空间的期间,通过加热前述加压空间,加热设置于前述载台的前述基板。通过设为这样的构成,可以将配置于基板的多个元件良好地接合到基板。另外,弹性片材变得容易随着配置于基板的多个元件的形状变形,在片材内空间减压时,或加压空间加压时,可以提高弹性片材与多个元件的紧密贴合度。

优选为,在加压前述加压空间的期间,通过加热前述载台,加热设置于前述载台的前述基板。在设为这样的构成时,也可以将配置于基板的多个元件良好地接合到基板。另外,弹性片材变得容易随着配置于基板的多个元件的形状变形,在片材内空间减压时,或加压空间加压时,可以提高弹性片材与多个元件的紧密贴合度。

附图说明

图1为关于本发明一实施方式的基板处理装置的概略剖面图。

图2为显示在图1所示的基板处理装置的载台设置基板时的状态的概略平面图。

图3为显示以弹性片材覆盖设置图2所示的基板的载台时的状态的概略平面图。

图4为同时显示图3所示的基板与弹性片材的部分概略剖面图。

图5为同时显示图3所示的设置于载台的基板与弹性片材的概略剖面图。

图6为显示图1所示的基板处理装置的功能构成的图。

图7为显示以弹性片材压入配置于基板的多个元件的工序的概略剖面图。

图8为显示图7后续的工序的概略剖面图。

图9为显示图8后续的工序的概略剖面图。

具体实施方式

以下基于附图所示的实施方式说明本发明。

如图1所示,关于本发明的一实施方式的基板处理装置10为用以在基板2上形成由多个元件4a、4b、4c构成的元件阵列4(图3)的装置,通过进行以特定手段对配置多个元件4a、4b、4c的基板2压入多个元件4a、4b、4c的处理,意图提升多个元件4a、4b、4c与基板2机械性接合的强度或接和稳定性。即,基板处理装置10在基板2上形成元件阵列4时,作为加压部(加压装置)提供功能。基板处理装置10包括腔室20、载台30以及片材保持部40。在附图中,X轴对应腔室20的宽度方向,Y轴对应腔室20的深度方向,Z轴对应腔室20的高度方向。

腔室20由金属等箱体构成,包括上部构件21以及下部构件22。上部构件21以及下部构件22被配置为可上下(Z轴方向)组合。上部构件21以及下部构件22的至少一者可在Z轴方向上移动,在本实施方式中,上部构件21相对于下部构件22上下移动。通过组合上部构件21以及下部构件22形成处理室6。处理室6为在上部构件21以及下部构件22的内侧形成的空间,作为加压空间被利用。处理室6的内部存在空气、氮气、惰性气体等。

将基板2等搬入腔室20时,上部构件21相对于下部构件22往上方移动,开放处理室6。在处理室6打开的状态下,上部构件21以及下部构件22之间形成搬运空间7。通过片材保持部40,后述的弹性片材80被搬运到搬运空间7,并且被保持。

对于配置多个元件4a、4b、4c的基板2,在以特定手段进行压入多个元件4a、4b、4c的处理时,如图9所示,上部构件21从图1所示的位置相对于下部构件22往下方移动,关闭(密闭)处理室6。因此,处理室6构成密闭空间,作为可以加压其内部的加压空间提供功能。

如图1所示,上部构件21具有由大致C字形状构成的剖面形状,包括顶板部210以及上侧脚部211。上部构件21作为腔室20的盖部提供功能。顶板部210构成上部构件21的顶部,由具有与XY平面大致平行的形状的板体构成。顶板部210被形成为覆盖载台30的上方。上侧脚部211相对于顶板部210向大致垂直方向(下方)延伸,形成于顶板部210的周缘部。虽然省略详细图示,从Z轴负方向侧看上部构件21时,上侧脚部211被形成为以大致环状(大致四边形状)围绕顶板部210的周缘部。上侧脚部211支撑顶板部210。

在上部构件21的内侧(即由顶板部210以及上侧脚部211包围的区域)形成第1空间212。在将上部构件21组合到下部构件22的状态中,第1空间212构成处理室6的上侧的一部分。

在第1空间212的内部中,在顶板部210设置上部加热装置91。上部加热装置91用以加热处理室6的内部大气,例如由加热器等构成。从上部加热装置91产生的热如后述那样,被导热至设置于载台30的基板2,有助于提升基板2与配置于其上的多个元件4a、4b、4c的接合力。另外,如后述那样,在载台30配置弹性片材80以覆盖基板2(参照图8),从上部加热装置91产生的热也导热到此弹性片材80,可以使弹性片材80的形状随着配置于基板2的多个元件4a、4b、4c的形状变形。

下部构件22具有相对于上部构件21大致对称的形状。下部构件22具有由大致C字形状构成的剖面形状,包括底部220以及下侧脚部221。底部220构成下部构件22的底部,由具有与XY平面平行的形状的板体构成。在底部220形成多个贯通孔220a,后述的多个升降销(lift pin)50可升降地插入多个贯通孔220a。

下侧脚部221相对于底部220向大致垂直方向(上方)延伸,形成于底部220的周缘部。虽然省略详细图示,从Z轴正方向侧看下部构件22时,下侧脚部221被形成为以大致环状(大致四边形状)围绕底部220的周缘部。如后所述,在将上部构件21组合到下部构件22的状态中,下侧脚部221直接或经由弹性片材80抵接上侧脚部211,支撑上部构件21。另外,优选为上侧脚部211以及下侧脚部221经由O形环等的密封构件连接。

在下部构件22的内侧(即由底部220以及下侧脚部221包围的区域)形成第2空间222。在将上部构件21组合到下部构件22的状态中,第2空间222构成处理室6的下侧的一部分。即,通过组合第1空间212以及第2空间222构成处理室6。另外,在上部构件21或下部构件22形成未图示的管路,经由此管路向处理室6内部送入气体,可以将处理室6的内部加压(设为正压)。

载台30为用以设置已配置多个元件4a、4b、4c的基板2的平台,由未图示的支撑构件固定于腔室20(上侧脚部211以及下侧脚部221)的内侧。载台30例如由金属制扁平板体构成,具有与XY平面大致平行的面。

载台30的X轴方向宽度,只比上侧脚部211以及下侧脚部221各自的内圆周面的X轴方向宽度(即第1空间212以及第2空间222各自的X轴方向宽度)短特定长度。载台30的Y轴方向宽度,只比上侧脚部211以及下侧脚部221各自的内圆周面的Y轴方向宽度(即第1空间212以及第2空间222各自的Y轴方向宽度)短特定长度。

载台30的上方被上部构件21的顶板部210覆盖,载台30的下方配置下部构件22的底部220。载台30被配置于比下部构件22的下侧脚部221的Z轴正方向侧端部(顶部)的更上方,在将上部构件21组合到下部构件22的状态中,载台30位于上部构件21的第1空间211内部。载台30以及上部构件21之间形成的空间构成加压空间(处理室6)的一部分。

另外,不特别限定载台30的高度位置,可以是与下侧脚部221的Z轴正方向侧的端部相同的高度。或者,载台30也可以被配置于比下部构件22的下侧脚部221的Z轴正方向侧的端部(顶部)更下方处。

另外,载台30的X轴方向宽度也可以和上侧脚部211以及下侧脚部221的各内圆周面的X轴方向宽度相等,载台30的Y轴方向宽度也可以和上侧脚部211以及下侧脚部221的各内圆周面的Y轴方向宽度相等。此时,上侧脚部211与载台30的边缘部(端面)接触,由载台30、顶板部210以及上侧脚部211形成密闭空间。此密闭空间可以作为加压空间利用。

在载台30的背面设置下部加热装置92。下部加热装置92用以加热载台30,由例如加热器等构成。从下部加热装置92产生的热被导热至设置于载台30的基板2,有助于提升基板2与配置于其上的多个元件4a、4b、4c的接合力。另外,如后述那样,在载台30配置弹性片材80以覆盖基板2,从下部加热装置92产生的热也导热到此弹性片材80,可以使弹性片材80的形状随着配置于基板2的多个元件4a、4b、4c的形状变形。

载台30包括多个第1抽吸孔31、第2抽吸孔32以及片材固定部33(图3)。如图2所示,多个第1抽吸孔31的每一者被形成于载台30的基板设置区域34的外缘部34a。基板设置区域34在由大致四边形构成的载台30中,是设置基板2的区域,为符合基板2的形状的形状(在本实施方式中为大致四边形)。虽然详细内容将描述于后,在载台30设置基板2的状态中,载台30由弹性片材80覆盖(参照图3),弹性片材80以及载台30之间形成片材内空间8(图5)。第1抽吸孔31作为用以抽吸此片材内空间8内部的气体(内部大气)的抽吸孔提供功能,被配置于可抽吸片材内空间8内部的气体的位置。

关于第1抽吸孔31的大小,例如第1抽吸孔31的形状为长方形时,第1抽吸孔31的短边长度优选为0.3~10.0mm,更优选为0.5~1.5mm。另外,第1抽吸孔31的长边长度优选为2.0~15.0mm,更优选为3.0~5.0mm。

将第1抽吸孔31的短边长度设定于上述范围时,第1抽吸孔31的短边长度不会过短,可以有效率地抽吸片材内空间8(图5)内部的气体。另外,经由第1抽吸孔31抽吸片材内空间8内部的气体时,虽然弹性片材80被吸往第1抽吸孔31,此时可以防止弹性片材80经由第1抽吸孔31被过度抽吸,可以防止在使用弹性片材80的基板2加压处理后,难以从基板2或载台30将弹性片材80剥离等不良情况的发生。

另外,将第1抽吸孔31的长边长度设定于上述范围时,第1抽吸孔31的长边长度不会过短,可以有效率地抽吸片材内空间8内部的气体。另外,第1抽吸孔31的长边长度不会过长,可以防止基板2的面内的温度分布产生偏差,均匀维持基板2各部分的适度,提升基板2与配置于其上的多个元件4a、4b、4c的接合可靠度。

另外,第1抽吸孔31的形状为椭圆形时,可以将上述长方形短边长度应用于椭圆的短轴长度,将上述长方形长边长度应用于椭圆的长轴长度。另外,第1抽吸孔31的形状为其他形状时也相同,可以将上述长方形短边长度应用于由其他形状构成的第1抽吸孔31的Y轴方向长度,将上述长方形长边长度应用于由其他形状构成的第1抽吸孔31的X轴方向长度。

在图示的例子中,多个第1抽吸孔31中的几个沿着呈大致四边形的基板设置区域34的第1边34a1或第3边34a3,向Y轴方向以特定间隔被配置为直线状。多个第1抽吸孔31中的几个沿着呈大致四边形的基板设置区域34的第2边34a2或第4边34a4,向X轴方向以特定间隔被配置为直线状。

第1抽吸孔31的数量不限于图示的数量,可以适当地变更。另外,多个第1抽吸孔31的每一者的间距也可以适当地变更,例如多个第1抽吸孔31的每一者以比其直径(沿着基板设置区域34的外缘部34a的延伸方向的直径)更短的距离邻接配置。

从Z轴方向看第1抽吸孔31时,第1抽吸孔31具有大致圆形状。但是,第1抽吸孔31的形状不限于此,可以为大致椭圆形、为大致三角形、为大致四边形,或是其他多边形。例如,第1抽吸孔31的形状可以是在与基板设置区域34的外缘部34a的延伸方向垂直的方向(沿着X轴方向或Y轴方向从基板设置区域34的外缘部34a离开的方向)具有长轴的大致椭圆形。或者,与第1抽吸孔31的外缘部34a的延伸方向垂直的方向的宽度,可以比沿着第1抽吸孔31的外缘部34a的延伸方向的方向的宽度更大。

如图中的放大图所示,多个第1抽吸孔31的每一者被形成为横跨载台30的基板设置区域34的外缘部34a的内外。即,第1抽吸孔31的一部分位于比基板设置区域34的外缘部34a更外侧(远离30的中心侧)处,第1抽吸孔31剩下的一部分位于比基板设置区域34的外缘部34a更内侧(靠近载台30的中心侧)处。

虽然在图示的例子中,在第1抽吸孔31中,位于比基板设置区域34的外缘部34a更外侧的部分的面积,比位于基板设置区域34的外缘部34a更内侧的部分的面积更小,但也可以更大,或他们的面积可以相等。

在基板设置区域34设置基板2时,在多个第1抽吸孔31的每一者中,位于比基板设置区域34的外缘部34a更内侧的第1抽吸孔31的一部分被基板2覆盖。即,在将基板2设置于基板设置区域34的状态下,多个第1抽吸孔31的每一者横跨设置于基板设置区域34的基板2的外缘部(周缘部)。

即使基板2被配置为比基板设置区域34的外缘部34a更往X轴方向侧及/或Y轴方向侧偏移一些位置,多个第1抽吸孔31也被形成为不因此产生障碍。即,由于多个第1抽吸孔31的每一者被配置为横跨基板设置区域34的外缘部34a,即使基板2被配置为比基板设置区域34的外缘部34a更往X轴方向侧及/或Y轴方向侧位置偏移,只要第1抽吸孔31没有完全关闭,可以经由多个第1抽吸孔31的每一者进行抽吸。如此,通过将多个第1抽吸孔31配置为横跨基板设置区域34的外缘部34a,可以容许基板2相对于基板设置区域34的位置偏移。

在将基板2设置于基板设置区域34的状态下,第1抽吸孔31的中,位于比基板设置区域34的外缘部34a更往内侧的部分被基板2关闭,另一方面,位于比基板设置区域34的外缘部34a更往外侧的部分成为被开放的状态。因此,相对上述片材内空间8(图5)的经由第1抽吸孔31的抽吸,主要在位于比基板设置区域34的外缘部34a更往外侧的部分进行。

另外,在图示的例子中,虽然在载台30形成多个第1抽吸孔31,第1抽吸孔31的数量也可以为1个。例如,可以在载台30形成沿着基板设置区域34的外缘部34a延伸(或环绕)的为大致环形状的第1抽吸孔31。

如图1所示,多个第1抽吸孔31的每一者连接第1抽吸管60。多个第1抽吸管60的每一者往下方延伸,其一部分埋设于下部构件22的底部220。经由第1抽吸孔31被抽吸的气体通过第1抽吸管60被排出于腔室20的外部。多个第1抽吸管60的每一者连接未图标的抽吸装置。另外,多个第1抽吸管60也可以互相结合,构成1根抽吸管。此时,若可以通过抽吸装置对这1根抽吸管进行抽吸,可以减少抽吸装置的数量。

第2抽吸孔32在载台30的大致中央部形成,被配置于多个第1抽吸孔31的内侧。在基板2被设置于载台30的状态中,通过经由第2抽吸孔32进行抽吸,可以将基板2吸往载台30,通过吸附固定于载台30。另外,将基板2吸附于载台30固定的作用,也可以通过经由多个第1抽吸孔31的抽吸得到。

如图3所示,第2抽吸孔32被形成于载台30的基板设置区域34的内侧,被配置于比第1抽吸孔31更往内侧(靠近载台30的中心侧)。优选为第2抽吸孔32被配置于可抽吸设置于载台30的基板2的中央部的位置。第2抽吸孔32的数量可以是1个,也可以是多个。

如图1所示,第2抽吸孔32连接第2抽吸管70。第2抽吸管70向下方延伸,其一部分埋设于下部构件22的底部220。经由第2抽吸孔32抽吸的气体通过第2抽吸管70被排出于腔室20的外部。第2抽吸管70连接未图标的抽吸装置。

如图3所示,片材固定部33被形成为大致四边形状,被设置于比多个第1抽吸孔31更远离载台的中心的位置(多个第1抽吸孔31的外侧)。片材固定部33在比基板设置区域34的外缘部34a更远离载台中心的位置(外缘部34a的外侧),且被设置于载台30的边缘部的内侧。片材固定部33,被设置为围绕基板设置区域34的外缘部34a,被配置于接近外缘部34a的位置。片材固定部33的形状不限于图示的形状,可以适当地变更。

如后所述,在本实施方式中,在载台30设置基板2的状态中,载台30由弹性片材80覆盖(图8)。片材固定部33具有将配置于此载台30的弹性片材80固定于载台30的功能。如图5所示,片材固定部33由例如形成于载台30的多个第3抽吸孔33a构成,通过经由多个第3抽吸孔33a的抽吸,弹性片材80在片材固定部33的位置紧密贴合于载台30,被固定于载台30。另外,第3抽吸孔33a连接第3抽吸管100。

在图示的例子中,虽然有多个第3抽吸孔33a设置于片材固定部33,片材固定部33也可以设置单一第3抽吸孔33a。此时,第3抽吸孔33a可以是沿着片材固定部33延伸(或环绕)的为大致环状的抽吸孔。

另外,片材固定部33也可以由接合剂(接合部)或紧扣件等接合构件构成,弹性片材80可以经由这些接合构件被固定于载台30。另外,也可以在片材固定部33的位置形成沿着片材固定部33环绕的槽,在该槽的内部形成多个第3抽吸孔33a。通过设为这样的构成,在片材固定部33的位置将弹性片材80固定于载台30时,可以提高后述的片材内空间8的气密性,可以防止气体从片材内空间8的外部进入片材内空间8的内部。

片材固定部33与配置多个第1抽吸孔31的基板设置区域34的外缘部34a之间的距离L(参照图3以及图5)优选为5~25mm,更优选为10~20mm。另外,上述距离L与基板2的厚度T1的比值L/T1(参照图5)优选为5~250,更优选为15~70。将上述距离L或上述比值L/T1设定于上述范围时,上述距离L不会变得过长,可以有效率地抽吸片材内空间8(图5)的内部的气体。另外,上述距离L不会变得过短,可以防止弹性片材80进入基板2的外缘部34a,可以防止在使用弹性片材80的基板2加压处理后,发生难以从基板2或载台30将弹性片材80剥离等不良情况的发生。另外,基板2的厚度T1(参照图4)优选为0.1~1.0mm,更优选为0.3~0.7mm。

如图1所示,在载台30形成多个贯通孔35,多个升降销50以直立状态插入多个贯通孔35。多个升降销50分别可升降地贯通载台30的内部。另外,多个升降销50也插入形成于下部构件22的底部220的多个贯通孔220a的内部,可升降地贯通底部220的内部。升降销50由棒状构件构成,在Z轴方向具有特定长度。

多个升降销50支撑基板2,同时实现转移基板2的作用。多个升降销50在其顶部配置基板2的状态中,在比基板2的边缘部更内侧处支撑基板2。另外,多个升降销50的数量只要能以稳定的状态支撑基板2,即不特别限定。

在上部构件21与下部构件22之间形成搬运空间7的状态中,通过例如机械手臂等通过搬运空间7将基板2从腔室20的外部搬运到处理室6的内部。

搬运到处理室6的基板2被配置于多个升降销50的顶部,被多个升降销50支撑。此时,多个升降销50突出于载台30的上方,多个升降销50的顶部位于从载台30的表面只向上方间隔特定距离的位置。基板2在载台30上方,被传送到多个升降销50的顶部。

在此状态下,多个升降销50下降移动,在多个升降销50的顶部到达载台30上面时,基板2被设置于载台30,结束基板2的转移。如此,通过经由多个升降销50将基板2以上下方向向载台30转移,可以将基板2以稳定的状态从该传送位置转移到载台30,可以防止该转移时基板2的损伤等。

片材保持部40包括推送辊41、卷绕辊42以及多个滑轮43。推送辊41被配置于比载台30更往X轴负方向侧,卷绕辊42被配置于比载台30更往X轴正方向侧。多个滑轮43被配置于配置推送辊41的载台30的X轴负方向侧。推送辊41、卷绕辊42以及多个滑轮43的任一者都被配置于腔室20的外侧,推送辊41以及卷绕辊42在载台30与上部构件21之间(搬运空间7的一部分)保持且施加张力,使弹性片材80以与XY平面平行的状态被拉伸。

推送辊41以及卷绕辊42分别被配置为可自由旋转,同时被配置为可往Z轴方向自由移动(可升降)。推送辊41在特定时序将弹性片材80往配置卷绕辊42的一侧送出。卷绕辊42在此时序卷绕通过推送辊41送出的弹性片材80。因此,通过推送辊41与卷绕辊42,可以经由搬运空间7将弹性片材80从载台30的X轴方向的一侧搬运到另一侧。

推送辊41以及卷绕辊42在每次基板2被设置于载台30时,一边在搬运空间7保持弹性片材80,一边分别进行弹性片材80的送出以及卷绕。另外,推送辊41以及卷绕辊42在每次基板2被设置于载台30时,在载台30配置弹性片材80,使基板2被覆盖。

更详细而言,推送辊41以及卷绕辊42在分别进行弹性片材80的送出以及卷绕后,如图8所示通过向下方移动接近载台30,一边覆盖于基板2的上面,一边将弹性片材80配置于载台30上面。弹性片材80在通过推送辊41以及卷绕辊42施加张力的状态下,配置于载台30。此外,弹性片材80配置于载台30的状态下,弹性片材80可以以特定按压力按压基板2或配置于基板2的多个元件4a、4b、4c,或者也可以不按压只抵接。

如图3所示,在弹性片材80被配置于载台30的状态下,基板2全体被弹性片材80覆盖,同时弹性片材80在片材固定部33的位置被固定于载台30上面。因此,如图5所示,在片材固定部33的内侧形成由弹性片材80与载台30包围的片材内空间8。

更详细而言,片材内空间8被形成于片材固定部8与基板2的边缘部之间(图中以L显示的部分),以及基板2的上方。片材内空间8优选为对其外侧的空间气密地密封,具有高密闭性。在片材内空间8的内部,弹性片材80的背面也可以与配置于基板2的多个元件4a、4b、4c接触。

片材内空间8的高度,从片材固定部33的位置往基板2的边缘部缓缓变高,在基板2的边缘部的位置,基板2的厚度略等于多个元件4a、4b、4c的厚度的总和。片材内空间8的X轴方向长度略等于呈大致四边形的片材固定部33的X轴方向的宽度,片材内空间8从片材固定部33的X轴方向的一端延伸到另一端。片材内空间8的Y轴方向长度略等于片材固定部33的Y轴方向宽度,片材内空间8从片材固定部33的Y轴方向的一端延伸到另一端。

在片材内空间8的内部,第1抽吸孔31的一部分被基板2的边缘部覆盖,另一方面,由于第1抽吸孔31剩下的一部分开放,经由第1抽吸孔31,可以抽吸片材内空间8内部的气体。因此,片材内空间8的内部减压(变成负压),弹性片材80以紧密贴合基板2的边缘部的方式被吸(吸附)往基板2的同时,一边随着配置于基板2的元件4a、4b、4c的形状变形,一边抵接元件4a、4b、4c。

因此,进行经由第1抽吸孔31的抽吸后,与经由第1抽吸孔31进行抽吸前相比,片材内空间8的体积变小。在本实施方式中,在经由第1抽吸孔31进行抽吸,片材内空间8的体积变小后,如后所述,通过加压处理室6的内部,可以通过弹性片材80以均匀的力压入被配置于基板2的多个元件4a、4b、4c。另外,抽吸使片材内空间8的内部优选为成为真空。

弹性片材80由长尺状片材(薄膜)形成,由充分地比基板2的厚度更薄的片材构成。弹性片材80的厚度T2(参照图4)优选为10~100μm,更优选为30~70μm。

弹性片材80由具有弯曲性的薄膜构件构成,使用PET薄膜、氟系薄膜、PEN等树脂薄膜。从柔软性以及耐热性的观点,使用氟系薄膜为佳。通过使用氟系薄膜,弹性片材80对配置于基板2的多个元件4a、4b、4c紧密贴合,可以比较均匀地加压配置于基板2的多个元件4a、4b、4c。

另外,从强度或耐热性观点,优选使用PEN薄膜作为弹性片材80。通过使用PEN薄膜作为弹性片材80,可以用比较大的力压入配置于基板2的多个元件4a、4b、4c。

弹性片材80优选为脱模性良好。在本实施方式中,片材保持部40向下方移动,以接触基板2的表面的方式,在载台30配置弹性片材80后,解除载台30或基板2与弹性片材80的抵接状态,向上方移动。即,片材保持部40被配置为使弹性片材80可脱离(可剥离)载台30或基板2。

因此,为使弹性片材80可以容易从基板2或配置于基板2的多个元件4a、4b、4c脱离,优选使用脱模性好的氟系薄膜,或优选在弹性片材80形成离型层,进一步提高脱模性。

在本实施方式中,基板2的材质为涂布环氧树脂的玻璃基板。但是基板2的材质不限于此,例如可以由玻璃环氧树脂基板或作为玻璃基板的二氧化硅(SiO

在基板2的表面预先形成例如未图示的导电性接合材料。此导电性接合材料通过异向性导电粒子连接或凸压焊接连接等,将基板2与元件4a、4b、4c电性以及机械性连接,通过加热硬化。可以举例如ACF、ACP、NCF或NCP作为导电性接合材料。导电性接合材料的厚度,优选为1.0~10000μm。另外,也可以使用包含锡(Sn)等金属的低熔点接合材料代替导电性接合材料进行加热加压接合。此时,该低熔点接合材料的厚度为0.1~10000μm。

在基板2,线路以特定模式形成,可以经由导电性接合材料将元件4a、4b、4c的电极连接到此线路。

元件4a、4b、4c以阵列状被配置于基板2上。阵列状是指依照被决定的图案在多个行多个列配置元件4a、4b、4c的状态,行方向与列方向的间隔可以相同,或者也可以不同。

元件4a、4b和4c被布置在显示用显示基板上作为RGB的各像素,或者被布置于照明基板作为背光的发光体。元件4a为红色光元件、元件4b为绿色发光元件、元件4c为蓝色发光元件。但是,被配置于基板2的元件不限于这些元件。

在本实施方式中的元件4a、4b、4c为微发光元件(微LED元件),其尺寸(宽度×深度)为例如5μm×5μm~50μm×50μm。另外,元件40a~40c的厚度(高度)例如为50μm以下。

如图6所示,基板处理装置10包括驱动部11、加压控制部12、减压控制部13以及温度控制部14。驱动部11对于例如图1所示的腔室20的上部构件21或片材保持部40,或者多个升降销50执行用以可上下方向升降地驱动的处理。加压控制部13,在组合上部构件21与下部构件22,在处理室6内部形成密闭空间(加压空间)时(参照图9),执行加压处理室6的内部(设为正压)的处理。加压控制部12优选为加压处理室6,使处理室6内部的气压成为10Pa~0.5MPa。

减压控制部14在基板2载置于载台30时(参照图7)经由第2抽吸孔32以及第2抽吸管70执行进行抽吸的处理。另外,减压控制部14在弹性片材80被配置于载台30时(参照图5以及图8),经由第3抽吸孔33a以及第3抽吸管100执行进行抽吸的处理。另外,减压控制部14在基板2被弹性片材80覆盖形成片材内空间8时(参照图8以及图9),执行减压(设为负压)片材内空间8的内部的处理。

温度控制部14由上部加热装置91以及下部加热装置92控制加热温度。虽然上部加热装置91以及下部加热装置92的每一者的设定温度因弹性片材80与接合材料的材质而异,例如为100~200℃。

接下来一边参照图1以及图7~图9等,说明在基板2上形成元件阵列4的方法。以下,以弹性片材80压入配置于基板2的多个元件4a、4b、4c前后的工程为中心进行说明。

首先,如图1所示,上部构件21的上侧脚部211被配置为相对于下部构件22的下侧脚部221只向上方间隔特定距离的位置,在上部构件21与下部构件22之间形成搬运空间7。另外,以片材保持部40保持弹性片材80,使弹性片材80被配置于搬运空间7的内部。另外,预先通过推送辊41以及卷绕辊42进行弹性片材80的送出以及卷绕,将弹性片材80的未使用部分配置给搬运空间7。关于多个升降销50,预先以突出载台30的上方的状态待机。

接下来,使用机械手臂(图标省略)将配置多个元件4a、4b、4c的基板2(参照图3)搬运往搬运空间7,载置于多个升降销50的顶部。

接下来,如图7所示,将保持基板2的状态的多个升降销50向下方移动,将基板2设置于设置在处理室6内部的载台30。多个升降销50下降移动,在各自的顶部到达载台30的上面时,基板2被设置于载台30,结束基板2往载台30的转移。

接下来,进行经由第2抽吸孔32以及第2抽吸管70的抽吸,将设置于载台30的基板2吸附固定在载台30上。另外,关于经由第2抽吸孔32以及第2抽吸管70的抽吸,也可以在基板2被设置于载台30之前的时间点开始。

接下来,如图8所示,使在载台30的上方待机的片材保持部40只下降特定距离,将弹性片材80配置于载台30以覆盖基板2。片材保持部40的下降移动通过推送辊41、卷绕辊42以及滑轮43下降进行。

接下来,如图5所示,在片材固定部33的位置将弹性片材80固定于载台30。例如,通过经由第3抽吸孔33a以及第3抽吸管100的抽吸,通过将设置于载台30的弹性片材80吸附固定在载台30上,在片材固定部33的内侧形成片材内空间8。另外,关于经由第3抽吸孔33a以及第3抽吸管100的抽吸,也可以在弹性片材80被设置于载台30之前的时间点开始。

接下来,进行经由多个第1抽吸孔31以及多个第1抽吸管60的抽吸,抽吸片材内空间8内部的气体。因此,片材内空间8的内部被减压,形成片材内空间8的弹性片材80被吸往载台30或基板2。结果,片材内空间8的体积缩小,同时在基板2的边缘部吸附弹性片材80。另外,弹性片材80与被配置于基板2的多个元件4a、4b、4c紧密贴合地抵接。

另外,关于经由多个第1抽吸孔31以及多个第1抽吸管70的抽吸也可以在形成片材内空间8之前的时间点开始。由第3抽吸孔33a等抽吸的时序可以与由第1抽吸孔31抽吸的时序相同,或者也可以不同。在本实施方式中,由第2抽吸孔32等进行抽吸后,开始由第3抽吸孔33a等的抽吸,之后开始由第1抽吸孔31等的抽吸。

接下来,如图9所示,上部构件21向下方移动,以将弹性片材80夹在中间的状态使上部构件21的上侧脚部211抵接下部构件22的下侧脚部221。因此,处理室6成为密闭空间,提供作为加压空间的功能。

接下来,以弹性片材80覆盖基板2的状态(弹性片材80与被配置于基板2的多个元件4a、4b、4c抵接的状态),经由被形成于腔室20的未图示的管线将气体送入处理室6的内部,加压处理室6的内部。因此,形成片材内空间8的内部被减压,另一方面,片材内空间8的外部(处理室6)被加压的状态,片材内空间8(图5)的内部与外部之间产生压力差。

结果,形成片材内空间8的弹性片材80以更大的力压入基板2或被配置于基板2的多个元件4a、4b、4c,片材内空间8的体积明显地缩小。另外,弹性片材80随着配置于基板2的多个元件4a、4b、4c的形状变形,使弹性片材80以高紧密贴合度紧密贴合多个元件4a、4b、4c,可以通过弹性片材80以均匀的力压入多个元件4a、4b、4c。

另外,在本实施方式中,弹性片材80不是通过物理手段(例如平板或弹性体等物体)压入,是基于片材内空间8的内外的压力差被按压。因此,不受形成于平板或弹性体等的表面的凹凸或倾斜的影响,可以按压弹性片材80,可以通过弹性片材80以均匀且适度的力压入多个元件4a、4b、4c。

加压处理室6内部的期间,由上部加热装置91加热处理室6内部的同时,由下部加热装置92加热载台30。因此,可以以良好平衡加热设置于载台30的基板2的上面侧以及下面侧,经由导电性接合材料,可以将被配置于基板2的多个元件4a、4b、4c良好地接合到基板2。另外,通过从上部加热装置91以及下部加热装置92接受的热,弹性片材80变得容易随着配置于基板2的多个元件4a、4b、4c的形状变形,可以提高弹性片材80与多个元件4a、4b、4c的紧密贴合度。

由上部加热装置91以及下部加热装置92加热时也经由多个第1抽吸孔32进行抽吸。因此,伴随着弹性片材80因为加热的变形,可以防止在弹性片材80与基板2之间形成间隙,可以提高弹性片材80与配置于基板2的多个元件4a、4b、4c的紧密贴合度。另外,由上部加热装置91以及下部加热装置92加热时,虽然有接合多个元件4a、4b、4c与基板2的接合材料(导电性接合材料)被分解,产生分解气体的情况,通过维持上述抽吸状态,可以由多个第1抽吸孔32抽吸分解气体并去除。

另外,由上部加热装置91以及下部加热装置92的加热可以与处理室6内部加压的开始同时,或比它更早进行。

如图9所示,以弹性片材80将基板2只压入特定时间后,进行从处理室6取出基板2的处理。即,如图8所示,使上部构件21只向上方移动特定距离,打开处理室6。接下来,如图7所示,使片材保持部40只上升特定距离,在载台30的上方待机。因此,被配置于载台30以覆盖基板2的弹性片材80从载台30脱离(剥离)。另外,在此时间点,也可以通过推送辊41以及卷绕辊42进行弹性片材80的送出以及卷绕,将弹性片材80的未使用部分配置给搬运空间7。

接下来,如图1所示,使多个升降销50向上方移动。多个升降销50上升移动,各自的顶部到达载台30的上面时,基板2被载置于多个升降销50的顶部,由多个升降销50支撑。此状态下,将多个升降销50上升到载台30上方只突出特定距离的位置并待机。之后,通过使用机械手臂(图示省略)从搬运空间7取出基板2,可以得到多个元件4a、4b、4c以均匀的力被固定于基板2的元件阵列4。

如上所述,在关于本实施方式的基板处理装置10中,图6所示的加压控制部12加压图9所示的处理室6,如图9所示,片材保持部40通过配置于载台30两侧的推送辊41与卷绕辊42将弹性片材80从载台30的一侧搬运到另一侧,并将弹性片材80配置于载台30以覆盖基板2。在将弹性片材80配置于载台30以覆盖基板2的状态下,通过加压控制部12加压处理室6,可以基于其压力将弹性片材80往基板2按压,弹性片材80与基板2或配置于基板2的多个元件4a、4b、4c抵接,可以通过弹性片材80将配置于基板2的多个元件4a、4b、4c压入。

另外,处理室6加压时,弹性片材80可能随着配置于基板2的多个元件4a、4b、4c的形状变形,因此,使弹性片材80紧密贴合多个元件4a、4b、4c,可以通过弹性片材80以均匀的力压入多个元件4a、4b、4c。另外,由于通过推送辊41与卷绕辊42将弹性片材80从载台30的一侧搬运到另一侧,可以通过小型且简易的构成,在载台30与上部构件21之间提供弹性片材80。以上,根据关于本实施方式的基板处理装置10,可以充分确保多个元件4a、4b、4c与基板2接合的稳定性。

另外,在本实施方式中,每次在载台30设置基板2时,推送辊41以及卷绕辊42分别进行弹性片材80的送出以及卷绕。因此,每次在载台30设置基板2时,在载台30与上部构件21之间提供弹性片材80的未使用部分,通过此适当状态的弹性片材80,可以以稳定的状态将配置于基板2的多个元件4a、4b、4c压入。

另外,在本实施方式中,片材保持部40相对靠近载台30,弹性片材80被配置于载台30。因此,可以有效率地进行将弹性片材80配置于载台30的处理,可以期待操作流水线的高速化。

另外,在本实施方式中,包括减压由弹性片材80与载台30包围的片材内空间8的减压控制部13(图6)。在将弹性片材80配置于载台30以覆盖基板2的状态下,通过减压片材内空间8,弹性片材80被吸往基板2,可以使弹性片材80紧密贴合基板2或被配置于基板2的多个元件4a、4b、4c。在此状态下,通过加压处理室6,基于其压力将弹性片材80往基板2按压,可以通过弹性片材80将配置于基板2的多个元件4a、4b、4c以均匀的力压入。

另外,在本实施方式中,如图3所示,在比基板设置区域34更远离载台30的中心的位置(基板设置区域34的外侧),设置用以将弹性片材80固定于载台30的片材固定部33。在片材固定部33的位置,在将弹性片材80固定于载台30的状态下,通过加压处理室6,可以以稳定的状态将弹性片材80往基板2按压,可以通过弹性片材80将配置于基板2的多个元件4a、4b、4c以更均匀的力压入。

另外,在本实施方式中,图6所示的加压控制部12加压处理室6,使图1所示的处理室6内部的气压成为处理室6外部的气压的2倍。因此,加压处理室6时,以适当的按压力将弹性片材80往基板2按压,可以通过弹性片材80以适当的力将多个元件4a、4b、4c压入基板2。因此,可以防止多个元件4a、4b、4c从基板2脱落,可以充分确保多个元件4a、4b、4c与基板2的接合稳定性。

另外,在关于本实施方式的基板处理方法中,包括将弹性片材80配置于载台30上以覆盖基板2的工序;减压由弹性片材80与载台30包围的片材内空间8的工序;以及加压处理室6的工序。在将弹性片材80配置于载台30上以覆盖基板2的状态下,通过减压片材内空间8,弹性片材80被吸往基板2,可以使弹性片材80抵接基板2或配置于基板2的多个元件4a、4b、4c。在这个状态中,通过加压处理室6,基于此压力,弹性片材80往基板2按压,可以以弹性片材80压入配置于基板2的多个元件4a、4b、4c。

另外,在本实施方式中,在弹性片材80抵接配置于基板2的多个元件4a、4b、4c的状态下,加压处理室6。因此,如上述那样,基于处理室6的气压,在将弹性片材80往基板2按压时,可以通过弹性片材80将配置于基板2的多个元件4a、4b、4c有效率地压入。

另外,本发明不限于上述实施方式,可以在本发明的范围内做各种改变。

在上述实施方式中,图1所示的上侧脚部211或下侧脚部221在比多个第1抽吸孔31更远离载台30的中心的位置(例如载台30的边缘部)与载台30接触,也可以形成加压空间。通过设为这样的构成,可以利用以载台30、顶板部210以及上侧脚部211或下侧脚部221包围的空间作为加压空间。由于该加压空间的容积比由第1闭空间212以及第2闭空间222构成的处理室6的容积更小,可以有效率地提高该加压空间的气压,可以基于该加压空间与片材内空间8的压力差,通过弹性片材80以适度的力压入配置于基板2的多个元件4a、4b、4c。

在上述实施方式中,如图3所示,虽然片材固定部33被设置于载台30,也可以被设置于腔室20。例如,片材固定部33也可以被形成于如图1所示的下部构件22的下侧脚部221上面。此时,作为片材固定部33的形态,除了上述实施方式描述的形态的外,例示如下述那样的形态。例如,在下侧脚部221的上面形成凹部,同时在对应该凹部的位置,在上侧脚部211的下面设置凸部或夹具。设为这样的构成时,上部构件21下降,与下侧脚部221抵接时,设置于上侧脚部211的凸部或夹具嵌合凹部。因此,由于位于上侧脚部211与下侧脚部221之间的弹性片材80,以形成于上侧脚部211的凸部或夹具在形成于下侧脚部221的凹部内部压入,可以将弹性片材80固定在上侧脚部211与下侧脚部221之间。

在上述实施方式中,如图8所示,虽然通过推送辊41以及卷绕辊42相对地往载台30接近,片材保持部40将弹性片材80配置于载台30以覆盖基板2,以弹性片材80覆盖基板2的手段不限于此。例如,基板处理装置10可以包括层压机,由层压机以弹性片材80覆盖基板2。

在上述实施方式中,如图3所示,虽然基板2的形状为大致四边方形,但也可以是圆形或其他多边形。

在上述实施方式中,虽然如图8所示,弹性片材80下降到载台30的位置后,如图9所示,上部构件21下降到下部构件22的位置,但上部构件21下降到下部构件22的位置并在腔室20内形成密闭空间(处理室6)后,弹性片材80也可以下降到载台30的位置。

在上述实施方式中,虽然基板处理装置10包括上部加热装置91以及下部加热装置92的2个加热装置,也可以只包括任一者。另外,虽然优选为由上部加热装置91以及下部加热装置92加热的温度以相等,但也可以不同。

在上述实施方式中,虽然通过片材保持部40接近载台30,片材保持部40将弹性片材80配置于载台30以覆盖基板2,也可以通过设置基板2的载台30接近片材保持部40(或弹性片材80),片材保持部40将弹性片材80配置于载台30以覆盖基板2。或者,多个升降销50在支撑基板2的状态下,也可通过接近片材保持部40(或弹性片材80)使片材保持部40以弹性片材80覆盖基板2。

在上述实施方式中,虽然被配置为多个第1抽吸孔31与片材固定部33(第3抽吸孔33a)只间隔特定距离,但它们也可以被配置为邻接。

【符号说明】

2…基板

4…元件阵列

4a,4b,4c…元件

6…处理室

7…搬运空间

8…片材内空间

10…基板处理装置

11…驱动部

12…加压控制部

13…减压控制部

14…温度控制部

20…腔室

21…上部构件

210…顶板部

211…上侧脚部

212…第1闭空间

22…下部构件

220…底部

220a…贯通孔

221…下侧脚部

222…第2闭空间

30…载台

31…第1抽吸孔

32…第2抽吸孔

33…片材固定部

33a…第3抽吸孔

34…基板设置区域

34a…外缘部

35…贯通孔

40…片材保持部

41…推送辊

42…卷绕辊

50…升降销

60…第1抽吸管

70…第2抽吸管

80…弹性片材

91…上部加热装置

92…下部加热装置

100…第3抽吸管。

相关技术
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