(57)【要約】【目的】スペーサ10を介してＣＣＤ６とガラス・チップ９とが密着することにより生じる密閉空間内に接着剤11が侵入することを防止する。【構成】気圧を下げることができる気圧調整室内で，スペーサ10に接着剤11が塗布されているガラス・チップ９に，ＣＣＤ６を近づけ，ガラス・チップ９とＣＣＤ６とが接合される。ＣＣＤ６とガラス・チップ９で上下が挟まれ，スペーサ10と接着剤11で周りが囲まれた密閉空間40が形成される。密閉空間40よりも密閉空間40の外部の方が，気圧が低くなるので，密閉空間40内に侵入した接着剤11が密閉空間40外部に押し出される。【選択図】図６
2013168901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の高さをもつ側壁によって囲まれており，かつ側壁によって囲まれている内部が空洞となっているスペーサが表面上に形成されている第１のチップを，スペーサを介して第２のチップと接合するチップ接合方法において，
スペーサの表面またはスペーサに接触する第２のチップの表面に接着剤が塗布された状態で，第１のチップと第２のチップとを，スペーサが間に挟まるように気圧調整室内に対向して配置し，
気圧調整室内を減圧するとともに第１のチップと第２のチップとを相対的に近づけて，スペーサを介して第１のチップと第２のチップとを密着させることにより，第１のチップと第２のチップとを接合する，
チップ接合方法。
【請求項２】
接着剤の粘度，スペーサと第２のチップとの隙間，スペーサを介して第１のチップと第２のチップとが接合されることにより形成される密閉空間内に侵入する接着剤の量および気圧調整室内と密閉空間との気圧差から決定される時間の間，スペーサを介した第１のチップと第２のチップとの密着状態を維持しつつ気圧調整室内を調圧した状態に保つ，
請求項１に記載のチップ接合方法。
【請求項３】
第１のチップの裏面を第１の支持台に固定し，第２のチップの裏面を第２の支持台に固定し，第１の支持台と第２の支持台とを相対的に近づけることにより第１のチップと第２のチップとを相対的に近づけるものである，
請求項１または２に記載のチップ接合方法。
【請求項４】
第１のチップが透明部材，第２のチップが不透明部材で構成されていることを特徴とする，請求項１から３のうち，いずれか一項に記載のチップ接合方法。
【請求項５】
所定の高さをもつ側壁によって囲まれており，かつ側壁によって囲まれている内部が空洞となっているスペーサが表面上に形成されている第１のチップを，スペーサを介して第２のチップと接合するチップ接合装置において，
スペーサの表面またはスペーサに接触する第２のチップの表面に接着剤が塗布された状態で第１のチップと第２のチップとを，スペーサが間に挟まるように気圧調整室内に対向して保持する保持装置，
気圧調整室内を減圧する調圧装置，ならびに
上記減圧装置によって気圧調整室内を減圧しながら，第１のチップと第２のチップとを相対的に近づけて，スペーサを介して第１のチップと第２のチップとを密着させることにより，第１のチップと第２のチップとを接合するように上記保持装置および上記調圧装置を制御する制御装置，
を備えたチップ接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，チップ接合方法およびチップ接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部にキャビティと呼ばれる密閉空間ができるようにベースにキャップを固定する場合，パッケージのキャビティ内の圧力よりもパッケージ外の圧力を高くしてベースとキャップとを圧着するものがある（特許文献１）。また，カメラレンズモジュールにおいて，固体撮像素子とカメラレンズとで挟まれる空間内と外気とを接続する貫通孔による空気導入孔の空気流量を制御するもの（特許文献２），封止空間内に残存するアウトガスの量を低減するもの（特許文献３）などもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平4-55332号公報
【特許文献２】特開2005-204119号公報
【特許文献３】特開2001-230070号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のものでは，キャビティ内の圧力よりパッケージ外の圧力を高くしているので，ベースのキャップを接着する接着剤がキャビティ内に侵入してしまうことがある。特許文献２，３に記載のものにおいても空間内に接着剤が侵入してしまうことに対する対処は考えられていない。
【０００５】
この発明は，スペーサを介して第１のチップと第２のチップとが密着することにより生じる密閉空間内に接着剤が侵入することを未然に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は，所定の高さをもつ側壁によって囲まれており，かつ側壁によって囲まれている内部が空洞となっているスペーサが表面上に形成されている第１のチップを，スペーサを介して第２のチップと接合するチップ接合方法において，スペーサの表面またはスペーサに接触する第２のチップの表面に接着剤が塗布された状態で，第１のチップと第２のチップとを，スペーサが間に挟まるように気圧調整室内に対向して配置し，気圧調整室内を減圧するとともに第１のチップと第２のチップとを相対的に近づけて，スペーサを介して第１のチップと第２のチップとを密着させることにより，第１のチップと第２のチップとを接合するものである。
【０００７】
この発明は，上記チップ接合方法を実施するチップ接合装置も提供している。すなわち，所定の高さをもつ側壁によって囲まれており，かつ側壁によって囲まれている内部が空洞となっているスペーサが表面上に形成されている第１のチップを，スペーサを介して第２のチップと接合するチップ接合装置において，スペーサの表面またはスペーサに接触する第２のチップの表面に接着剤が塗布された状態で第１のチップと第２のチップとを，スペーサが間に挟まるように気圧調整室内に対向して保持する保持装置，気圧調整室内を減圧する調圧装置，ならびに上記減圧装置によって気圧調整室内を減圧しながら，第１のチップと第２のチップとを相対的に近づけて，スペーサを介して第１のチップと第２のチップとを密着させることにより，第１のチップと第２のチップとを接合するように上記保持装置および上記調圧装置を制御する制御装置を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によると，気圧調整室内に配置されている第１のチップと第２のチップとが減圧されながら相対的に近づけられる。第１のチップと第２のチップとがスペーサを介して密着させられると，密閉空間が形成される。気圧調整室内は減圧されているので，第１のチップと第２のチップとがスペーサを介して密着することにより生じる密閉空間の気圧は気圧調整室内の気圧よりも高くなる。このために，第１のチップと第２のチップとをスペーサを介して接着させる接着剤は密閉空間から外側に押し出され，密閉空間内に侵入してしまうことが未然に防止される。
【０００９】
接着剤の粘度，スペーサと第２のチップとの隙間，スペーサを介して第１のチップと第２のチップとが接合されることにより形成される密閉空間内に侵入する接着剤の量および気圧調整室内と密閉空間との気圧差から決定される時間の間，スペーサを介した第１のチップと第２のチップとの密着状態を維持しつつ気圧調整室内を調圧した状態に保つことが好ましい。
【００１０】
第１のチップの裏面を第１の支持台に固定し，第２のチップの裏面を第２の支持台に固定し，第１の支持台と第２の支持台とを相対的に近づけることにより第１のチップと第２のチップとを相対的に近づける（密着状態を維持する）ようにしてもよい。また，たとえば，第１のチップは透明部材で構成されており，第２のチップは不透明部材で構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】チップ接合装置を示している。
【図２】スペーサが固定されたガラス・チップの斜視図である。
【図３】スペーサが固定されたガラス・チップの平面図である。
【図４】図２のIV-IV線から見た断面図である。
【図５】チップ接合装置を示している。
【図６】図５のVI-VI線から見た断面図である。
【実施例】
【００１２】
図１は，この発明の実施例を示すもので，チップ接合装置１を示している。図１においては，分りやすくするために気圧調整室（減圧室）２の内部が分るように，気圧調整室２の前面の壁が除去されている。
【００１３】
チップ接合装置１は，スペーサ10が形成されているガラス・チップ（第１のチップ）９のような透明部材にＣＣＤ（第２のチップ）６のような不透明部材を接合するものであるが，他のチップ（基板）同士を接合するものでもよい。
【００１４】
チップ接合装置１には，室内の気圧を減圧できる気圧調整室２が含まれている。気圧調整室２の上部には貫通孔12が開けられている。この貫通孔12には，真空ポンプ20に接続されている吸気管21が通っている。真空ポンプ20によって，吸気管21から気圧調整室２内の空気が吸引されることにより，気圧調整室２内の気圧が低下させられる。真空ポンプ20によって吸引された空気は，排気管22によって真空ポンプ20から排気される。
【００１５】
気圧調整室２には，押圧装置13が設けられている。押圧装置13は，ガラス・チップ９とＣＣＤ６とを保持しながら，ガラス・チップ９とＣＣＤ６とを近づけて，スペーサ10を介してガラス・チップ９にＣＣＤ６を押し付けるものである。
【００１６】
押圧装置13には，下部にチップ吸着ステージ７が設けられている。このチップ吸着ステージ７上は平面であり，に仮着テープ８によってガラス・チップ９が着脱自在に配置されている。
【００１７】
図２から図４は，ガラス・チップ９を示している。図２は，ガラス・チップ９の斜視図，図３は，ガラス・チップの平面図，図４は，図２のIV-IV線から見た断面図である。
【００１８】
ガラス・チップ９は，平面から見て矩形であり，その上面の外周に沿って所定幅ｗを有する枠状のスペーサ10が貼り付けられている。スペーサ10は所定の高さをもつ側壁によって囲まれており，かつ側壁によって囲まれている内部が空洞となっている。このスペーサ10の上面に接着剤11が塗布されている。スペーサ10に接触するＣＣＤ６の下面に接着剤が塗布されていてもよい。
【００１９】
図１に戻って，チップ吸着ステージ７の奥側には水平方向に間隔を空けて二本の支柱５が立設している。これらの二本の支柱５によってロボ・シリンダ３が上下に移動自在に支持されている。ロボ・シリンダ３の下面にはチップ吸着カートリッジ４が取り付けられている。このチップ吸着カートリッジ４の下面にＣＣＤ６が着脱自在に取り付けられている。ロボ・シリンダ３が下方に動かされることにより，ＣＣＤ６がガラス・チップ９に近づく。
【００２０】
チップ接合装置１には，制御装置30も含まれている。この制御装置30によって，押圧装置13および真空ポンプ20が制御させられる。
【００２１】
図５は，チップ接合装置１によりＣＣＤ６とガラス・チップ９とがスペーサ10を介して接合される様子を示している。
【００２２】
上述のように，チップ吸着カートリッジ４にＣＣＤ６が取り付けられる。また，チップ吸着ステージ７に仮着テープ８によって，上面にスペーサ10が形成されているガラス・チップ９が配置される。上述のようにスペーサ10の上部には接着剤11が塗布されている。
【００２３】
気圧調整室２内の空気が吸引され，気圧調整室２内に気圧が下げられるように，制御装置30によって真空ポンプ20が制御される。気圧調整室２内の気圧が下げられている状態で，ロボ・シリンダ３が徐々に下方に移動させられるように，制御装置30によって押圧装置13が制御される。
【００２４】
ロボ・シリンダ３が徐々に下方に移動させられると，ＣＣＤ６の下面が接着剤11と接し，接着剤11がつぶされる。
【００２５】
図６は，図５のVI-VI線から見た断面図である。
【００２６】
上述のように，ロボ・シリンダ３が徐々に下方に移動させられ，ＣＣＤ６の下面に接着剤11とつくと，ＣＣＤ６およびガラス・チップ９で上下が挟まれ，かつスペーサ10および接着剤11で側面の周囲が囲まれている密閉空間40が生じる。
【００２７】
上述したように，気圧調整室２の気圧は下げられているから，密閉空間40の気圧よりも密閉空間40外の気圧調整室２内の気圧の方が低い。このために，ＣＣＤ６の下面によって接着剤11が押され，接着剤11が潰れたときに，密閉空間40内に侵入する接着剤11は密閉空間40から押し出されることとなる。密閉空間40内に接着剤11が侵入してしまうことが未然に防止される。
【００２８】
接着剤の粘度μを１Pa・s，スペーサ10とＣＣＤ６との隙間ｈを２μm，密閉空間40内に侵入すると考えられる接着剤量Ｑを式１で表すと，隙間ｈから流れる接着剤の流量は式２で表すことができる。
【００２９】
【数１】
2013168901.tif 000003
【００３０】
【数２】
2013168901.tif 000004
【００３１】
式２から密閉空間40と気圧調整室２内の気圧差が0.01MPaであるとすると，約５分間の間，ＣＣＤ６の仮面と接着剤11に押し付けた状態で，その気圧差を維持すれば，密閉空間40内に侵入した接着剤11が密閉空間40から押し出されることとなる。接着剤11は，たとえば，常温硬化型接着剤であるが，熱硬化型接着剤でもよい。
【００３２】
上述の実施例では，ガラス・チップ９を固定し，ＣＣＤ６をガラス・チップ９に近づけているが，ＣＣＤ６を固定し，ガラス・チップ９をＣＣＤ６に近づけるようにしてもよい。また，ＣＣＤ６とガラス・チップ９との両者を近づけるようにしてもよい。さらに，ガラス・チップ９にスペーサ10を固定せずにＣＣＤ６にスペーサ10を固定するようにしてもよい。
【００３３】
気圧調整室２内の気圧を大気圧よりも高くしておき，上述した接合処理が開始すると，気圧調整室２内の気圧を徐々に大気圧に戻すようにしてもよい。その場合には，真空ポンプ20の代わりに加圧装置が設けられ，加圧装置により気圧調整室２内の気圧が大気圧よりも高くされ，気圧調整室２内の空気が徐々に抜かれることとなろう。
【符号の説明】
【００３４】
１  チップ接合装置
２  気圧調整室
３  ロボ・シリンダ（第２の支持台，保持装置）
６  ＣＣＤ（第２のチップ）
７  チップ吸着ステージ（第１の支持台，保持装置）
９  ガラス・チップ（第１のチップ）
10  スペーサ
11  接着剤
13  押圧装置
20  真空ポンプ
【図１】
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【図２】
2013168901.tif 000006
【図３】
2013168901.tif 000007
【図４】
2013168901.tif 000008
【図５】
2013168901.tif 000009
【図６】
2013168901.tif 000010