特開 2023-5725 接合体の製造方法及び接合体の製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023005725

(43)【公開日】2023-01-18

(54)【発明の名称】接合体の製造方法及び接合体の製造装置

(51)【国際特許分類】

   C03C 27/04 20060101AFI20230111BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20230111BHJP

【ＦＩ】

C03C27/04 B

H01L23/02 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021107851

(22)【出願日】2021-06-29

(71)【出願人】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100129148

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 淳也

(72)【発明者】

【氏名】白神 徹

【テーマコード（参考）】

4G061

【Ｆターム（参考）】

4G061AA13

4G061BA03

4G061CA01

4G061CA03

4G061CB07

4G061CB13

4G061CC03

4G061CD02

4G061CD14

4G061CD16

4G061DA23

4G061DA35

(57)【要約】

【課題】接合体を支持する支持部材の位置ずれを防止する。
【解決手段】接合体の製造方法における接合工程は、積層体を支持装置に装着する支持工程を備える。支持装置は、積層体を押圧する押圧部材と、押圧部材を支持するベース部材と、積層体を支持する支持部材と、支持部材をベース部材に固定する固定機構と、を備える。支持工程では、固定機構によって支持部材をベース部材に固定する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一基板と、第二基板と、前記第一基板と前記第二基板とを接合する封着層と、を備える接合体を製造する方法であって、
前記第一基板と前記第二基板との間に封着材料を介在させるとともに、前記第一基板と前記第二基板とを重ね合わせることにより積層体を形成する積層工程と、前記積層体における前記封着材料にレーザ光を照射することにより前記封着層を形成する接合工程と、を備え、
前記接合工程は、前記積層体を支持装置に装着する支持工程と、前記積層体を押圧する押圧工程と、前記封着材料に前記レーザ光を照射することにより前記封着層を形成するレーザ照射工程と、を備え、
前記支持装置は、前記積層体を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を支持するベース部材と、前記積層体を支持する支持部材と、前記支持部材を前記ベース部材に固定する固定機構と、を備え、
前記支持工程では、前記固定機構によって前記支持部材を前記ベース部材に固定することを特徴とする接合体の製造方法。

【請求項2】

前記固定機構は、頭部及び軸部を有する固定部材と、前記支持部材に形成されるとともに前記軸部を挿通可能な孔とを含む請求項１に記載の接合体の製造方法。

【請求項3】

前記固定機構は、頭部及び軸部を有する固定部材と、前記支持部材に形成されるとともに前記頭部及び前記軸部を挿通可能な孔と、前記支持部材に形成されるとともに前記頭部を係止する凹部と、前記支持部材に形成されるとともに前記軸部を前記孔と前記凹部との間で相対的に移動させる案内溝と、を含む請求項１に記載の接合体の製造方法。

【請求項4】

前記固定部材の前記軸部は、雄ねじ部を有し、
前記ベース部材は、前記雄ねじ部に係合するねじ穴を有する請求項２又は３に記載の接合体の製造方法。

【請求項5】

前記ベース部材は、前記支持部材を支持する弾性部材を備え、
前記支持工程において、前記固定部材は、前記弾性部材を弾性変形させた状態で、前記支持部材を前記ベース部材に固定する請求項１から４のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。

【請求項6】

前記支持部材は、前記積層体を収容する収容部を有する請求項１から５のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。

【請求項7】

第一基板と、第二基板と、前記第一基板と前記第二基板とを接合する封着層と、を備える接合体を製造する装置であって、
前記第一基板と前記第二基板との間に封着材料を介在させるとともに、前記第一基板と前記第二基板とを重ね合わせることにより構成される積層体を支持する支持装置と、前記積層体における前記封着材料にレーザ光を照射することにより前記封着層を形成するレーザ照射装置と、を備え、
前記支持装置は、前記積層体を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を支持するベース部材と、前記積層体を支持する支持部材と、前記支持部材を前記ベース部材に固定する固定機構と、を備え、
前記固定機構によって前記支持部材を前記ベース部材に固定するように構成されることを特徴とする接合体の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板を接合することによって接合体を製造する方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

周知のように、ＬＥＤ素子その他の電子素子は、劣化防止のために気密パッケージ内に収容される。気密パッケージは、例えば基材である第一基板と、ガラス基板からなる第二基板とを接合することで、接合体として構成される。

【0003】

例えば特許文献１には、基材（接合対象部材）である第一基板と、ガラス部材からなる第二基板との間に封着材料（接合材）を介在させ、封着材料を加熱することで接合体を製造する方法が開示されている。

【0004】

この製造方法では、第一基板と第二基板との間に封着材料を配置した積層体を準備し、この積層体を治具に装着し、治具の内部の気圧を調整することで積層体を押圧する。さらに、積層体を押圧した状態で、封着材料にレーザ光を照射し、封着材料から接合部を形成することで、接合体が製造される（同文献の段落００３６～００４６参照）。

【0005】

この製造方法に使用される治具は、積層体を支持する治具本体と、積層体を押圧する治具本体用蓋体とを備える。

【0006】

治具本体は、治具本体の凹部内に配置された積層体を治具本体用蓋体に向けて付勢する付勢部をさらに備えている。付勢部は、圧縮力に抗する付勢部本体と、付勢部本体と積層体との間に配置される付勢板と、を備える。

【0007】

付勢部本体は、複数のプランジャと、複数のプランジャが装着される基台と、を備える。付勢板は、付勢部本体のプランジャに支持されており、付勢部本体による付勢力を積層体に対してより均一に伝達することができる。積層体は、治具本体の凹部に収容される際に、付勢板に載置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０２１－３１３０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記のような従来の接合体の製造方法では、付勢部の付勢板は、付勢部本体のプランジャに接触した状態で支持されていることから、積層体が載置される際に位置ずれを生じ易く、付勢板の位置がずれると、付勢板に載置された積層体の位置も変わることから、積層体に対するレーザ光の照射位置の調整が必要となり、作業が煩雑になるおそれがあった。

【0010】

本発明は上記の事情に鑑みて為されたものであり、接合体を支持する支持部材の位置ずれを防止することを技術的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、第一基板と、第二基板と、前記第一基板と前記第二基板とを接合する封着層と、を備える接合体を製造する方法であって、前記第一基板と前記第二基板との間に封着材料を介在させるとともに、前記第一基板と前記第二基板とを重ね合わせることにより積層体を形成する積層工程と、前記積層体における前記封着材料にレーザ光を照射することにより前記封着層を形成する接合工程と、を備え、前記接合工程は、前記積層体を支持装置に装着する支持工程と、前記積層体を押圧する押圧工程と、前記封着材料に前記レーザ光を照射することにより前記封着層を形成するレーザ照射工程と、を備え、前記支持装置は、前記積層体を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を支持するベース部材と、前記積層体を支持する支持部材と、前記支持部材を前記ベース部材に固定する固定機構と、を備え、前記支持工程では、前記固定機構によって前記支持部材を前記ベース部材に固定することを特徴とする。

【0012】

かかる構成によれば、固定機構によって支持部材をベース部材に固定することで、支持工程における支持部材の位置ずれを確実に防止することができる。

【0013】

前記固定機構は、頭部及び軸部を有する固定部材と、前記支持部材に形成されるとともに前記軸部を挿通可能な孔とを含んでもよい。これにより、支持部材をベース部材に好適に固定することができる。

【0014】

前記固定機構は、頭部及び軸部を有する固定部材と、前記支持部材に形成されるとともに前記頭部及び前記軸部を挿通可能な孔と、前記支持部材に形成されるとともに前記頭部を係止する凹部と、前記支持部材に形成されるとともに前記軸部を前記孔と前記凹部との間で相対的に移動させる案内溝と、を含んでもよい。

【0015】

かかる構成によれば、ベース部材に対する支持部材の取り付け、取り外しを容易に行うことができる。

【0016】

前記固定部材の前記軸部は、雄ねじ部を有し、前記ベース部材は、前記雄ねじ部に係合するねじ穴を有してもよい。かかる構成によれば、ベース部材のねじ穴に係合させた固定部材の軸部の位置を変更することで、支持部材の位置を調整することが可能となる。

【0017】

前記ベース部材は、前記支持部材を支持する弾性部材を備え、前記支持工程において、前記固定部材は、前記弾性部材を弾性変形させた状態で、前記支持部材を前記ベース部材に固定してもよい。これにより、積層体を押圧する際に、弾性部材の弾性復元力によって支持部材を付勢することができる。

【0018】

前記支持部材は、前記積層体を収容する収容部を有してもよい。収容部に積層体を収容することで、支持部材に対する積層体の位置ずれを防止することができる。

【0019】

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、第一基板と、第二基板と、前記第一基板と前記第二基板とを接合する封着層と、を備える接合体を製造する装置であって、前記第一基板と前記第二基板との間に封着材料を介在させるとともに、前記第一基板と前記第二基板とを重ね合わせることにより構成される積層体を支持する支持装置と、前記積層体における前記封着材料にレーザ光を照射することにより前記封着層を形成するレーザ照射装置と、を備え、前記支持装置は、前記積層体を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を支持するベース部材と、前記積層体を支持する支持部材と、前記支持部材を前記ベース部材に固定する固定機構と、を備え、前記固定機構によって前記支持部材を前記ベース部材に固定するように構成されることを特徴とする。

【0020】

かかる構成によれば、固定機構によって支持部材をベース部材に固定することで、積層体を支持部材に支持させる際における支持部材の位置ずれを確実に防止することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、接合体を支持する支持部材の位置ずれを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】接合体の平面図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ矢視線に係る断面図である。

【図3】第二基板の底面図である。

【図4】接合体の製造装置を示す断面図である。

【図5】支持装置の一部を示す平面図である。

【図6】図５のＶＩ－ＶＩ矢視線に係る断面図である。

【図7】支持部材の平面図である。

【図8】押圧部材の平面図である。

【図9】枠体の平面図である。

【図10】支持部材をベース部材に取り付ける方法を示す断面図である。

【図11】支持部材をベース部材に取り付ける方法を示す平面図である。

【図12】図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ矢視線に係る断面図である。

【図13】接合体の製造方法を示すフローチャートである。

【図14】積層工程を示す断面図である。

【図15】接合工程を示すフローチャートである。

【図16】支持工程を示す断面図である。

【図17】支持工程を示す断面図である。

【図18】第二実施形態に係る接合体の製造装置を示す平面図である。

【図19】支持部材の平面図である。

【図20】支持部材をベース部材に取り付ける方法を示す断面図である。

【図21】支持工程を示す断面図である。

【図22】支持工程を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図１７は、本発明に係る接合体の製造方法及び製造装置の第一実施形態を示す。

【0024】

図１及び図２は、本発明によって製造される接合体として、気密パッケージを例示する。接合体１は、基材となる第一基板２と、第一基板２に重ねられる第二基板３と、第一基板２と第二基板３とを接合する複数の封着層４と、第一基板２と第二基板３との間であって封着層４の内側に収容される素子５と、を備える。

【0025】

第一基板２は、例えば矩形状に構成されるが、この形状に限定されるものではない。第一基板２は、素子５が設置される第一主面２ａと、第一主面２ａの反対側に位置する第二主面２ｂとを有する。第一主面２ａは、素子５を収容可能な凹部を有していてもよい。

【0026】

第一基板２は、高熱伝導性基板、例えばシリコン基板により構成されるが、これらに限定されず、他の金属基板、セラミックス基板、半導体基板その他の各種基板により構成されてもよい。なお、第一基板２の厚さは、０．１～５．０ｍｍの範囲内であるが、この範囲に限定されない。

【0027】

第一基板２の熱伝導率は、第二基板３の熱伝導率よりも高くてもよい。第一基板２の２０℃における熱伝導率は、好ましくは１０～５００Ｗ／ｍ・Ｋ、より好ましくは３０～３００Ｗ／ｍ・Ｋ、更に好ましくは７０～２５０Ｗ／ｍ・Ｋ、特に好ましくは１００～２００Ｗ／ｍ・Ｋであるが、この範囲に限定されるものではない。

【0028】

第二基板３は、例えば矩形状の透明なガラス基板により構成されるが、この形状に限定されるものではない。第二基板３は、第一主面３ａと、第一主面３ａの反対側に位置する第二主面３ｂとを有する。

【0029】

第二基板３を構成するガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、石英ガラス、低熱膨張係数を有する結晶化ガラスなどを用いることができる。第二基板３の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば０．０１～２．０ｍｍの範囲内のものが用いられる。第二基板３の２０℃における熱伝導率は、好ましくは０．５～５Ｗ／ｍ・Ｋであるが、この範囲に限定されない。

【0030】

複数の封着層４は、所定の配列パターンによって接合体１に形成されている。封着層４は、複数の封着材料を第一基板２と第二基板３との間に介在させ、当該封着材料にレーザ光を照射し、加熱により軟化流動させることによって形成される。

【0031】

図３は、第一基板２に接合される前の第二基板３の底面図を示す。第一基板２と第二基板３との間に封着材料を介在させる場合において、例えば第二基板３の第一主面３ａに封着材料６を予め固着してもよい。これに限らず、封着材料は、第一基板２に予め固着されてもよく、シート状の封着材料を第一基板２と第二基板３との間に介在させてもよい。

【0032】

封着材料として、種々の材料が使用可能である。その中でも、封着強度を高める観点から、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含む複合材料（ガラスフリット）を用いることが好ましい。ビスマス系ガラスだけでなく、銀リン酸系ガラス、テルル系ガラス等のガラス粉末を封着材料として使用することもできる。

【0033】

耐火性フィラー粉末としては、種々の材料が使用可能であるが、その中でも、コーディライト、ジルコン、酸化錫、酸化ニオブ、リン酸ジルコニウム系セラミック、ウイレマイト、β－ユークリプタイト、β－石英固溶体から選ばれる一種又は二種以上の材料により構成されることが好ましい。

【0034】

図１に示すように、封着層４は、素子５を収容する空間を接合するように、閉曲線状に構成されている。本発明において、「閉曲線」の用語は、曲線のみによって構成される形状のみならず、曲線と直線との組み合わせにより構成される形状、直線のみによって構成される形状（例えば四角形状その他の多角形状）を含む。

【0035】

封着層４の厚さは、１μｍ～２０μｍであることが好ましく、より好ましくは、３～８μｍである。封着層４の幅寸法Ｗは、５０～２０００μｍであることが好ましく、より好ましく１００～１０００μｍである。

【0036】

素子５は、第一基板２の第一主面２ａに搭載される。また、素子５は、第一基板２の第一主面２ａ、第二基板３の第一主面３ａ及び封着層４によって区画される空間（キャビティ）に配置される。素子５としては、深紫外ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、ＣＣＤ(Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ)素子などの各種素子が使用され得る。

【0037】

図４乃至図１２は、接合体１の製造装置７を示す。図４に示すように、製造装置７は、封着材料６を介して第一基板２と第二基板３をと積層することにより構成される積層体ＬＭを支持する支持装置８と、積層体ＬＭの封着材料６にレーザ光Ｌを照射することにより封着層４を形成するレーザ照射装置９と、を備える。

【0038】

図４乃至図９に示すように、支持装置８は、積層体ＬＭを支持する支持部材１０と、積層体ＬＭを押圧する押圧部材１１と、押圧部材１１を支持するベース部材１２と、支持部材１０をベース部材１２に固定する固定機構１３と、押圧部材１１をベース部材１２に固定する枠体１４と、押圧部材１１とベース部材１２との間に配されるシール部材１５と、押圧部材１１とベース部材１２との間に形成される、積層体ＬＭの収容空間１６と、収容空間１６の気圧を調整する気圧調整装置１７と、を備える。

【0039】

支持部材１０は、積層体ＬＭとともに収容空間１６に配される。支持部材１０は、例えば金属（ステンレス鋼等）により、円形状の板部材により構成される（図７参照）。支持部材１０の材質及び形状は本実施形態に限定されない。支持部材１０は、第一面１０ａと、第一面１０ａの反対側に位置する第二面１０ｂとを有する。第一面１０ａは、積層体ＬＭを収容する収容部１８を有する。本実施形態において、収容部１８は、積層体ＬＭを収容可能な凹部により構成されるが、収容部１８の構成は、積層体ＬＭを位置決めできる形態であれば特に制限はなく、例えば支持部材１０の第一面１０ａに位置決め用突出部を複数設け、その内側の空間を収容部１８としてもよい。

【0040】

図８に示すように、押圧部材１１は、例えば円形に構成される透明なガラス板である。押圧部材１１の厚さは、例えば３～１０ｍｍとされることが好ましい。押圧部材１１のヤング率は、好ましくは５０～８０ＧＰａ、より好ましくは６０～７０ＧＰａである。押圧部材１１は、シール部材１５及び積層体ＬＭに接触する第一面１１ａと、枠体１４に接触する第二面１１ｂとを有する。

【0041】

ベース部材１２は、金属（例えばステンレス鋼）により構成されるが、他の材料により構成されてもよい。ベース部材１２は、収容空間１６を形成するための壁部１９及び底部２０を有する。

【0042】

図５は、固定機構１３によって支持部材１０が固定されたベース部材１２の平面図を示す。ベース部材１２の壁部１９は、円筒状に構成されるが、この形状に限定されない。壁部１９の内側の中途部には、シール部材１５が取り付けられる支持座部２１が形成されている。支持座部２１は、ベース部材１２に取り付けられる押圧部材１１と対向する面である。この支持座部２１には、シール部材１５が取り付けられる平面視円環状の溝部２１ａが形成されている。

【0043】

図４及び図５に示すように、壁部１９は、端面１９ａ（上面）と、内周面１９ｂ，１９ｃと、外周面１９ｄとを有する。

【0044】

壁部１９の端面１９ａには、固定部材２２を介して枠体１４が固定される。固定部材２２は、例えばボルト、ねじ部材により構成され、頭部２２ａ及び軸部２２ｂを有する。この端面１９ａには、固定部材２２の軸部２２ｂが係合する複数のねじ穴２３が形成されている。

【0045】

壁部１９の内周面１９ｂ，１９ｃは、押圧部材１１を支持座部２１に案内するガイド面として機能する第一内周面１９ｂと、支持部材１０を挿通可能な第二内周面１９ｃとを含む。第一内周面１９ｂの直径は、押圧部材１１の直径よりも大きい。第二内周面１９ｃの直径は、支持部材１０の直径よりも大きい。

【0046】

ベース部材１２の底部２０は、円筒状の壁部１９の内側に形成されている。底部２０は平面視円形の面により構成される。

【0047】

図４乃至図６に示すように、固定機構１３は、支持部材１０を支持する弾性部材２４と、支持部材１０をベース部材１２に固定する固定部材２５と、支持部材１０に形成されるとともに固定部材２５の一部を挿通可能な挿通孔２６と、支持部材１０に形成されるとともに固定部材２５の一部を係止する係止凹部２７と、支持部材１０に形成されるとともに固定部材２５を挿通孔２６と係止凹部２７との間で相対的に移動させる案内溝２８と、を含む。

【0048】

弾性部材２４は、ベース部材１２の底部２０に取り付けられている。底部２０には、複数の弾性部材２４が配される。弾性部材２４は、例えば圧縮コイルばねにより構成されるが、これに限らず、他のばねや、ゴムその他の材料により構成されてもよい。底部２０には、弾性部材２４の一部を収容する複数の取付凹部２９が形成されている。弾性部材２４は、一端部が取付凹部２９に挿入され、他端部が底部２０から突出している。この弾性部材２４は、その弾性復元力により、支持部材１０を付勢する機能を有する。

【0049】

固定部材２５は、例えばボルト、ねじ部材により構成され、頭部２５ａ及び軸部２５ｂを有する。頭部２５ａは、軸部２５ｂの直径よりも大きな寸法（直径）を有する。軸部２５ｂは、雄ねじ部３０を有する。軸部２５ｂは、ベース部材１２の底部２０に固定される。ベース部材１２の底部２０には、この軸部２５ｂが嵌まるねじ穴３１が形成されている。

【0050】

図７に示すように、挿通孔２６は、平面視において円形状に構成されるが、この形状に限定されない。挿通孔２６は、固定部材２５の頭部２５ａ及び軸部２５ｂを挿通することができるように、頭部２５ａの寸法（直径）よりも大きな直径を有する。

【0051】

係止凹部２７は、固定部材２５の頭部２５ａを挿入することが可能な側壁面２７ａと、この頭部２５ａを係止する底面２７ｂとを有する。側壁面２７ａは、平面視において円形に構成されるが、この形状に限定されない。側壁面２７ａは、固定部材２５の頭部２５ａに接触しないように、頭部２５ａの寸法よりも大きな直径を有する。底面２７ｂは、頭部２５ａに接触するように構成される。

【0052】

案内溝２８は、固定部材２５の軸部２５ｂが挿通されるように、支持部材１０をその厚さ方向に貫通している。案内溝２８は、固定部材２５の軸部２５ｂを挿通孔２６と係止凹部２７との間で相対的に移動させるように、固定部材２５の挿通孔２６と係止凹部２７の底面２７ｂとに繋がっている。具体的には、案内溝２８の一端部は、挿通孔２６の内周面と連通している。案内溝２８の他端部は、係止凹部２７の底面２７ｂの中心に位置する。

【0053】

案内溝２８は、平面視において円弧状又は直線状に構成される。案内溝２８は、支持部材１０をその中心まわりに回転させることにより、固定部材２５の軸部２５ｂを、挿通孔２６と係止凹部２７との間で相対的に移動させることができる。

【0054】

図９に示すように、枠体１４は、平面視円環状に構成される板状部材である。枠体１４は、固定部材２２によってベース部材１２の壁部１９の端面１９ａに固定される。枠体１４は、固定部材２２の軸部２２ｂが挿通される挿通孔３２と、固定部材２２の頭部２２ａを収容する係止凹部３３と、筒部３４と、開口部３５と、を備える。

【0055】

図４及び図９に示すように、挿通孔３２及び係止凹部３３は、平面視において同心状に形成される。枠体１４には、複数の挿通孔３２及び係止凹部３３が形成されている。筒部３４は、ベース部材１２の壁部１９に形状に対応するように、円筒状に構成される。筒部３４の内周面の直径は、ベース部材１２の壁部１９における外周面１９ｄの直径よりも大きい。開口部３５は、平面視において円形に構成されている。開口部３５の直径は、押圧部材１１の直径よりも小さい。

【0056】

シール部材１５は、ゴム等の弾性部材（例えばＯリング）により構成される。図４及び図５に示すように、シール部材１５は、ベース部材１２の支持座部２１に形成される円環状の溝部２１ａに配される。シール部材１５は、押圧部材１１と密着することにより、収容空間１６を密閉する。

【0057】

図８に示すように、シール部材１５は、押圧部材１１とベース部材１２との間で、積層体ＬＭを円形に囲むように構成される。シール部材１５の円形状におけるその直径は、押圧部材１１の直径よりも小さく、支持部材１０の直径よりも大きい。

【0058】

積層体ＬＭの収容空間１６は、押圧部材１１と、ベース部材１２と、シール部材１５とによって形成される空間である。収容空間１６は、ベース部材１２の支持座部２１に取り付けられたシール部材１５に押圧部材１１を密着させることにより、気密な状態となる。収容空間１６には、積層体ＬＭ、支持部材１０及び固定機構１３が収容され得る。

【0059】

図４に示すように、気圧調整装置１７は、ベース部材１２に形成されるとともに、収容空間１６内の気体を流出させる流路３６と、この流路３６に接続される配管３７と、配管３７の中途部に設けられる調整弁３８と、ポンプ３９とを主に備える。流路３６は、ベース部材１２の底部２０に形成される吸引口３６ａと、ベース部材１２の外面に形成される排気口３６ｂとを含む。気圧調整装置１７は、ポンプ３９により収容空間１６内の空気を吸引することで、収容空間１６内の気圧を低下させ、収容空間１６を大気に対し負圧にすることができる。

【0060】

レーザ照射装置９としては、半導体レーザを照射するものが好適に使用されるが、これに限らず、ＹＡＧレーザ、グリーンレーザ、超短パルスレーザ等の各種レーザを照射する装置を使用してもよい。

【0061】

以下、固定機構１３によって支持部材１０をベース部材１２に固定する方法について説明する。まず、図１０に示すように、固定部材２５の軸部２５ｂをベース部材１２のねじ穴３１に取り付けた状態で、支持部材１０をベース部材１２に対し、その上方から接近させる。その後、支持部材１０を下降させつつ、図１１及び図１２に示すように、挿通孔２６を固定部材２５の頭部２５ａ及び軸部２５ｂに挿通する。この場合において、ベース部材１２に取り付けられている弾性部材２４の上端部が支持部材１０の第二面１０ｂに接触する。

【0062】

その後、固定部材２５の頭部２５ａが図１２に示すように支持部材１０の第一面１０ａから突出するように、支持部材１０を弾性部材２４に押し付ける。弾性部材２４は、弾性変形しながら収縮する。これにより、弾性部材２４は、支持部材１０を押し付ける力に抗する弾性復元力が生じる。

【0063】

次に、頭部２５ａが突出した状態を維持しつつ、図１１において矢印で示すように、支持部材１０を平面視において反時計回りに回転させる。これにより、挿通孔２６に挿通されていた軸部２５ｂは、案内溝２８を通じて係止凹部２７に向かって相対的に移動する。図１２において二点鎖線で示すように、案内溝２８によって係止凹部２７に向かって相対的に移動した固定部材２５は、頭部２５ａが係止凹部２７の上方に位置することとなる。

【0064】

その後、支持部材１０を弾性部材２４に押し付ける力を解除すると、弾性部材２４の付勢力によって、支持部材１０が押し上げられる。これにより、固定部材２５の頭部２５ａが係止凹部２７に入る。係止凹部２７は、底面２７ｂがこの頭部２５ａに接触することで固定部材２５に係止される。この状態において、弾性部材２４は自由長まで戻らず、弾性復元力により支持部材１０を付勢し続けることが望ましい。

【0065】

弾性部材２４が支持部材１０を付勢する力は、固定部材２５を軸心まわりに回転させ、軸心方向における頭部２５ａの位置を変更することで、調整することが可能である。この位置調整が可能となるように、固定部材２５の軸部２５ｂの端部は、ベース部材１２に形成されるねじ穴３１に底部に位置することなく、ねじ穴３１の中途部に位置することが好ましい。

【0066】

支持部材１０をベース部材１２から取り外す際には、支持部材１０を弾性部材２４に対して押し付け、弾性部材２４を収縮させるとともに、固定部材２５の頭部２５ａが係止凹部２７から出るように支持部材１０を下方に移動させる。その後、支持部材１０を平面視において時計回りに回転させる。これにより、固定部材２５の軸部２５ｂが案内溝２８に係合する。その後、支持部材１０と固定部材２５の相対的な移動により、軸部２５ｂは、挿通孔２６に配置される。

【0067】

次に、第一面１０ａ側から第二面１０ｂ側に向かって固定部材２５の頭部２５ａが挿通孔２６を通過するように、支持部材１０を持ち上げる。これにより、支持部材１０は、ベース部材１２から取り外される。

【0068】

上記のように、固定機構１３によって、支持部材１０をベース部材１２に対する取り付け、又は取り外しを容易に行うことが可能となる。また、ねじ穴３１に対する固定部材２５の位置を調節することで、積層体ＬＭの厚さに応じて、支持部材１０の固定位置を調整することが可能となる。

【0069】

以下、上記構成の製造装置７を使用して接合体１を製造する方法について、図１３乃至図１７を参照しながら説明する。図１３に示すように、本方法は、積層工程Ｓ１と、接合工程Ｓ２とを備える。

【0070】

図１４に示すように、積層工程Ｓ１では、まず、第一基板２の第一主面２ａと、第二基板３の第一主面３ａとが対向するように、第一基板２と第二基板３とを重ね合わせる。なお、第一基板２の第一主面２ａには、予め素子５が設置されている。素子５が封着材料６の内側に位置するように、第一基板２と第二基板３とが積層されることで、積層体ＬＭが形成される。

【0071】

図１５に示すように、接合工程Ｓ２は、支持工程Ｓ２１と、押圧工程Ｓ２２と、レーザ照射工程Ｓ２３とを備える。

【0072】

支持工程Ｓ２１では、積層工程Ｓ１によって形成された積層体ＬＭを支持装置８に装着する。すなわち、図１６に示すように、まず、固定機構１３によってベース部材１２に取り付けられている支持部材１０の収容部１８に積層体ＬＭを収容する。

【0073】

図１７に示すように、積層体ＬＭの厚さ寸法ＴＬＭは、収容部１８の深さ寸法Ｄよりも大きいことが好ましい。積層体ＬＭは、第二基板３の厚さ方向の一部が収容部１８から押圧部材１１に向かって食み出るように収容部１８に収容される。第二基板３の厚さ方向の一部が凹部から食み出る寸法ＰＤ１は、第二基板３の厚さ寸法Ｔの０．０５～０．９５倍（０．０５Ｔ≦ＰＤ１≦０．９５Ｔ）とされることが好ましい。

【0074】

次に、押圧部材１１をベース部材１２の支持座部２１に取り付けられているシール部材１５に載置する。これにより、押圧部材１１の第一面１１ａがシール部材１５に接触する。この場合において、押圧部材１１と、シール部材１５と、積層体ＬＭとが同心状になるように配されることが好ましい。また、この状態において、押圧部材１１の第一面１１ａが積層体ＬＭにおける第二基板３の第二主面３ｂに接触してもよい。

【0075】

その後、ベース部材１２における壁部１９の端面１９ａに枠体１４を載せ、固定部材２２によって枠体１４を壁部１９に固定する。すなわち、枠体１４の挿通孔３２をベース部材１２の壁部１９のねじ穴２３に一致させ、固定部材２２の軸部２２ｂを挿通孔３２に挿通した後にねじ穴２３に係合させ、固定部材２２を締め付ける。この状態において、枠体１４は、シール部材１５とともに押圧部材１１を挟持する。また、枠体１４の開口部３５は、押圧部材１１の第二面１１ｂの一部をレーザ照射装置９に向かって露出させる。これにより、積層体ＬＭの支持装置８への装着が完了する。これにより、積層体ＬＭは、支持部材１０とともに収容空間１６内に収容された状態となる。

【0076】

なお、支持工程Ｓ２１において、収容空間１６内には、例えばドライエアが充填されてもよい。これにより、製造される積層体ＬＭに形成されるキャビティ内を水分の少ない状態にすることができ、気密パッケージ内の素子５の性能が劣化することを回避することができる。ここで、ドライエアとは、乾燥処理により水分が除去された気体をいい、圧力が変動しても水が生じない気体を意味する。ドライエアとしては、例えば、製造装置７が配された環境の気体を乾燥したものや高純度の窒素ガス等を使用することができる。

【0077】

例えばドライエアが満たされた作業空間に支持装置８を配置し、この作業空間内で上記の支持工程Ｓ２１を行うことで、収容空間１６内に充填されることが好ましい。これにより収容空間１６内だけでなく、積層体ＬＭにおける第一基板２と第二基板３との間であって、封着材料６の内側の空間（素子５の収容空間）にもドライエアが充填されることになる。

【0078】

その後の押圧工程Ｓ２２では、収容空間１６内の気体を、気圧調整装置１７の流路３６を通じてポンプ３９により吸引し、外部に排出する。これにより、収容空間１６の気圧が低下し、大気に対し負圧となる。この負圧の作用により、押圧部材１１の第一面１１ａは、シール部材１５に密着するとともに積層体ＬＭの第二基板３を押圧する。なお、押圧工程Ｓ２２では、調整弁３８を操作することにより、収容空間１６内の圧力を調整することができる。収容空間１６の気圧は、好ましくは１００～９５，０００Ｐａ、より好ましくは１，０００～８５，０００Ｐａである。

【0079】

押圧工程Ｓ２２において、押圧部材１１は、収容空間１６の負圧の作用により、積層体ＬＭを押圧するように撓むことが好ましい。

【0080】

図４に示すように、レーザ照射工程Ｓ２３では、レーザ照射装置９からレーザ光Ｌを積層体ＬＭの封着材料６に照射することにより、この封着材料６を加熱する（加熱工程）。レーザ光Ｌは、押圧部材１１及び第二基板３を透過して封着材料６に照射される。接合工程Ｓ２では、レーザ光Ｌの照射により封着材料６の軟化点以上の温度又は封着材料６が軟化流動する温度で封着材料６を加熱する。レーザ光Ｌは、封着材料６の閉曲線に沿って周回するように照射される。

【0081】

レーザ光Ｌの波長は、６００～１６００ｎｍであることが好ましい。使用されるレーザとしては、半導体レーザが好適に使用されるが、これに限らず、ＹＡＧレーザ、グリーンレーザ、超短パルスレーザ等の各種レーザを使用してもよい。

【0082】

レーザ光Ｌにより加熱されることで、封着材料６は、軟化流動し、その後に固化する。これにより、第一基板２と第二基板３とを気密に接合する封着層４が形成される。以上により、第一基板２、第二基板３及び封着層４を備える接合体１が製造される。接合体１は、枠体１４及び押圧部材１１がベース部材１２から取り外された後に、支持部材１０から取り外される。

【0083】

以上説明した本実施形態に係る接合体１の製造方法及び製造装置７によれば、固定機構１３によって支持部材１０をベース部材１２に固定することで、支持工程Ｓ２１において、積層体ＬＭを支持部材１０の収容部１８に収容させる際に、支持部材１０の位置ずれを確実に防止することができる。

【0084】

図１８乃至図２２は、本発明の第二実施形態を示す。本実施形態では、積層体ＬＭの構成、及び製造装置７の支持装置８の構成が第一実施形態と異なる。

【0085】

図１８に示すように、支持装置８の押圧部材１１は、支持部材１０の収容部１８に挿入される凸部４０を有する。凸部４０は、押圧部材１１の第一面１１ａに形成されている。凸部４０は円柱状に構成されるが、この形状に限定されない。凸部４０の突出寸法ＰＤ２は、収容部１８の深さ寸法Ｄよりも小さい（図２１参照）。凸部４０は、積層体ＬＭの第二基板３の第二主面３ｂに面接触する押圧面４１を有する。

【0086】

図１９に示すように、支持装置８の支持部材１０は、平面視円形状の収容部１８を有する。積層体ＬＭは、この収容部１８に係合するように、平面視円形状に構成される（図示省略）。すなわち、積層体ＬＭの第一基板２及び第二基板３は、円板状に構成される。

【0087】

図１８乃至図２２に示すように、固定機構１３は、第一実施形態と同じ弾性部材２４及び固定部材２５の他、支持部材１０に形成される、挿通孔２６及び係止凹部２７を有する。なお、本実施形態に係る支持部材１０には、第一実施形態における案内溝２８が形成されていない。

【0088】

挿通孔２６の直径は、固定部材２５の軸部２５ｂの直径よりも大きく、頭部２５ａの直径よりも小さい。したがって、挿通孔２６は、固定部材２５の軸部２５ｂを挿通させることはできるが、頭部２５ａを通過させることができない。

【0089】

係止凹部２７は、第一実施形態と同様に、平面視円形の側壁面２７ａと、固定部材２５の頭部２５ａを係止する底面２７ｂとを有する。係止凹部２７は、平面視において挿通孔２６と同心状に形成される。

【0090】

本実施形態に係る支持部材１０は、以下のようにしてベース部材１２に取り付けられる。まず、図２０に示すように、固定機構１３の固定部材２５をベース部材１２のねじ穴３１から取り外した状態で、支持部材１０をベース部材１２に取り付けられている弾性部材２４に載置する。

【0091】

次に、平面視において、支持部材１０の挿通孔２６と、ベース部材１２のねじ穴３１と一致させ、挿通孔２６に固定部材２５の軸部２５ｂを挿通する。その後、この軸部２５ｂをねじ穴３１に係合させる。これにより、固定部材２５の頭部２５ａは、係止凹部２７の底面２７ｂに接触し、支持部材１０を係止する。以上により、支持部材１０は、固定機構１３によってベース部材１２に固定される。

【0092】

図１８、図２１及び図２２に示すように、支持装置８は、収容部１８に係合する調整板４２を備える。本実施形態では、一枚の調整板４２を例示するが、複数の調整板４２を使用してもよい。調整板４２は、例えば円形のガラス板又は金属板により構成される。調整板４２は、収容部１８の底部に載置されることにより、収容部１８の深さを調整する。この使用態様に限らず、調整板４２を透明なガラス板とし、収容部１８に収容された積層体ＬＭにおける第二基板３の第二主面３ｂにこの調整板４２を重ねて使用してもよい。

【0093】

本実施形態に係る固定機構１３及び調整板４２は、第一実施形態の支持装置８に使用してもよい。

【0094】

以下、本実施形態に係る接合体の製造方法において、第一実施形態と異なる点について説明する。図２１に示すように、本実施形態に係る接合体の製造方法では、支持工程Ｓ２１において、支持部材１０の収容部１８に調整板４２と収容し、その後、積層体ＬＭをこの収容部１８に収容する。

【0095】

図２２に示すように、本実施形態に係る収容部１８の深さ寸法Ｄは、積層体ＬＭの厚さ寸法ＴＬＭよりも大きい。このため、積層体ＬＭは、第二基板３の一部が収容部１８から食み出ることもなく、その全てが収容部１８に収容される。

【0096】

次に、押圧部材１１をベース部材１２に取り付けられたシール部材１５に載置する。このとき、押圧部材１１の凸部４０は、支持部材１０の収容部１８に挿入される。凸部４０の押圧面４１は、収容部１８に収容された積層体ＬＭにおける第二基板３の第二主面３ｂに接触する。

【0097】

押圧工程Ｓ２２において、この押圧面４１は、積層体ＬＭの第二基板３を押圧する。その後のレーザ照射工程Ｓ２３において、レーザ光Ｌは、押圧部材１１の凸部４０及び積層体ＬＭの第二基板３を透過して、封着材料６に照射される。

【0098】

本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において第一実施形態と同じ構成要素には、共通の符号を付している。

【0099】

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0100】

１ 接合体
２ 第一基板
３ 第二基板
４ 封着層
６ 封着材料
８ 支持装置
１０ 支持部材
１１ 押圧部材
１２ ベース部材
１３ 固定機構
１８ 収容部
２４ 弾性部材
２５ 固定機構の固定部材
２６ 挿通孔
２７ 係止凹部
２８ 案内溝
３０ 雄ねじ部
３１ ねじ穴
Ｌ レーザ光
ＬＭ 積層体
Ｓ１ 積層工程
Ｓ２ 接合工程
Ｓ２１ 支持工程
Ｓ２２ 押圧工程
Ｓ２３ レーザ照射工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】