JP2012124444A

JP2012124444A - Substrate bonding method

Info

Publication number: JP2012124444A
Application number: JP2010286609A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Imagawa; 豊今川
Original assignee: Shinko Engineering Co Ltd
Current assignee: Shinko Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2012-06-28

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of bonding substrates with high bonding accuracy at a low cost.SOLUTION: During alignment, an upper substrate (5) is drawn in arcuately by suction so that a lower substrate is raised to a position where the image of a lower substrate alignment mark can be captured by a CCD camera without bringing the lower substrate into contact with a transparent adhesive sheet (7). When the upper and lower substrates are bonded, bubbles between the upper and lower substrates are released from the center to the end side by applying pressure and pushing out the upper substrate (5) arcuately thus eliminating residual bubbles after bonding.

Description

Detailed Description of the Invention

本発明は、基板同士の貼り合せにおいて、低コスト及び高精度な貼り合せ精度を実現する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for realizing low-cost and high-precision bonding accuracy in bonding substrates.

タッチパネル等の基板の貼り合せにおいて、上基板と下基板との間に樹脂等の接着剤の塗布もしくは透明粘着シートを貼り付けて、上基板と下基板とを圧着させる。この圧着の際、画像処理を用いた高精度なアライメントが要求される。 In bonding substrates such as a touch panel, an adhesive such as a resin or a transparent adhesive sheet is bonded between the upper substrate and the lower substrate, and the upper substrate and the lower substrate are pressure-bonded. At the time of this pressure bonding, highly accurate alignment using image processing is required.

このようなことから、本発明より先に出願された技術文献として、上下基板のアライメントマークが重なるように、画像処理により、アライメント、及び、ＸＹθテーブルを移動させ、また、上方向に加圧しながら、ＵＶ（ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）硬化させることにより、上下基板の貼り合せを行う方法が開示された文献がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平０９−２１１４７１号公報 For this reason, as a technical document filed prior to the present invention, the alignment and the XYθ table are moved by image processing so that the alignment marks on the upper and lower substrates overlap, and while pressing upward. There is a document that discloses a method for bonding the upper and lower substrates by UV (Ultra Violet) curing (see, for example, Patent Document 1).
JP 09-211471 A

しかしながら、上記特許文献１の方法では、高コストであり、かつ、画像処理によるアライメントを実施するための上基板アライメントマークと下基板アライメントマークとの間の距離がレンズの被写界深度よりも大きく、そのため光軸ずれが発生し、正確な画像処理が行えず、所望の貼り合せ精度を、低コストで得ることができない。 However, in the method of Patent Document 1, the cost is high and the distance between the upper substrate alignment mark and the lower substrate alignment mark for performing alignment by image processing is larger than the depth of field of the lens. Therefore, the optical axis shift occurs, and accurate image processing cannot be performed, and a desired bonding accuracy cannot be obtained at low cost.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、低コストで、かつ、高精度な貼り合せ精度を実現させる方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for realizing high-precision bonding accuracy at a low cost.

かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有することとする。 In order to achieve this object, the present invention has the following features.

本発明にかかる基板貼り合せ方法は、基板の端部全周を吸着させる手段を有することを特徴とするものである。 The substrate bonding method according to the present invention is characterized by having means for adsorbing the entire periphery of the end portion of the substrate.

また、本発明にかかる基板貼り合せ方法は、基板の中央部を吸引することによって、基板を弓形に引き込ませ、上基板、かつ、下基板のアライメントマークを、正確にＣＣＤカメラによって撮像させる手段を有することを特徴とするものである。 Further, the substrate bonding method according to the present invention includes means for drawing the substrate into an arcuate shape by sucking the central portion of the substrate, and accurately imaging the alignment marks on the upper substrate and the lower substrate with a CCD camera. It is characterized by having.

また、本発明にかかる貼り合せ方法は、上下基板を接触させずに、上下基板のアライメントマークを重ね合わせる手段を有することを特徴とするものである。 The bonding method according to the present invention is characterized by having means for overlaying alignment marks on the upper and lower substrates without contacting the upper and lower substrates.

また、本発明にかかる貼り合せ方法は、上下基板貼り合せ時に、基板を加圧により、弓形に押し出させ、上下基板を中央部から接着させながら、加圧を徐々に弱めることにより、上下基板間の気泡を、基板中央から端部へ逃がす手段を有することを特徴とするものである。 In addition, the bonding method according to the present invention is such that when the upper and lower substrates are bonded together, the substrates are pressed into an arcuate shape by pressurization, and the upper and lower substrates are bonded from the central portion, and the pressure is gradually weakened, thereby It is characterized by having a means for releasing the bubbles from the center of the substrate to the end.

本発明によれば、低コストで、かつ、高精度な基板貼り合せを行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to perform highly accurate substrate bonding at low cost.

（本実施形態の構成）
まず、図１〜３を参照しながら、本実施形態における貼り合せ方法の構成を説明する。(Configuration of this embodiment)
First, the structure of the bonding method in this embodiment is demonstrated, referring FIGS.

図１に示すように、本実施形態における構成は、ＸＹＺθテーブル（１）と、上定盤（２）と、ＣＣＤカメラ（３）、（４）と、上基板（５）と、下基板（６）と、透明粘着シート（７）と、を有して構成される。 As shown in FIG. 1, the configuration in this embodiment includes an XYZθ table (1), an upper surface plate (2), CCD cameras (3) and (4), an upper substrate (5), a lower substrate ( 6) and a transparent adhesive sheet (7).

ＸＹＺθテーブル（１）は、下基板（６）を吸着して固定し、かつ、Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向と、θ軸方向と、に移動するテーブルである。各軸は、例えば、サーボモータにより高精度な位置決め移動が実施される。この位置決め移動は、サーボモータ以外の手段によっても考えられる。ＸＹＺθテーブル（１）は、画像処理と連動して移動するが、この限りではない。なお、ＸＹＺθテーブル（１）が、上基板（５）を吸着することも考えられる。また、ＸＹＺθテーブル（１）と上定盤（２）が、入れ替わった構成も考えられる。 The XYZθ table (1) is a table that sucks and fixes the lower substrate (6) and moves in the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, and the θ-axis direction. Each axis is positioned and moved with high accuracy by a servo motor, for example. This positioning movement can be considered by means other than the servo motor. The XYZθ table (1) moves in conjunction with image processing, but is not limited to this. It is also conceivable that the XYZθ table (1) sucks the upper substrate (5). A configuration in which the XYZθ table (1) and the upper surface plate (2) are interchanged is also conceivable.

上定盤（２）は、上基板（５）を吸着し、固定する。上定盤（２）の詳細構造を図３に示す。上基板（５）の基板端全周を吸引により吸着できる構造となっている。また、上基板（５）の中央部を吸引により、引き込ませることと、加圧により、押し出させることが可能である。なお、上定盤（２）は、下基板（６）を吸着し、固定する構成でもよい。 The upper surface plate (2) adsorbs and fixes the upper substrate (5). The detailed structure of the upper surface plate (2) is shown in FIG. The entire periphery of the substrate end of the upper substrate (5) can be adsorbed by suction. Further, the central portion of the upper substrate (5) can be pulled in by suction and pushed out by pressurization. The upper surface plate (2) may be configured to suck and fix the lower substrate (6).

ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）カメラ（３）、（４）は、画像処理によるアライメントのために、図２に示すように、上基板（５）に付けられた上基板アライメントマーク（８）、（９）及び下基板（６）に付けられた下基板アライメントマーク（１０）、（１１）を撮像する。なお、ＣＣＤカメラ（３）、（４）は下向きの設置でなく、例えば、下基板（６）の下から上向きの設置等も考えられる。 CCD (Charge Coupled Device) cameras (3) and (4) are provided with upper substrate alignment marks (8) and (9) attached to the upper substrate (5) as shown in FIG. ) And lower substrate alignment marks (10) and (11) attached to the lower substrate (6). Note that the CCD cameras (3) and (4) are not installed downward, and for example, installation from the bottom of the lower substrate (6) upward is also conceivable.

上基板（５）には、上基板（５）と下基板（６）を接着するための透明粘着シート（７）が貼られている。透明粘着シート（７）は、図２に示すように、上基板（５）の周囲を一定幅で空けて貼られる。なお、透明粘着シート（７）は、下基板（６）に貼られてもよい。また、透明粘着シート（７）の代わりに、ＵＶ樹脂等でもかまわない。 A transparent adhesive sheet (7) for adhering the upper substrate (5) and the lower substrate (6) is attached to the upper substrate (5). As shown in FIG. 2, the transparent adhesive sheet (7) is pasted with a certain width around the upper substrate (5). The transparent adhesive sheet (7) may be attached to the lower substrate (6). Further, a UV resin or the like may be used instead of the transparent adhesive sheet (7).

（本実施形態の動作）
次に、図１〜４を参照しながら、本実施形態における基板貼り合せ方法を説明する。(Operation of this embodiment)
Next, the substrate bonding method in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、上定盤（２）に上基板（５）が吸着固定され、また、ＸＹＺθテーブル（１）に下基板（６）が吸着固定される（ステップＳ１）。上基板（５）は、図３の上基板吸着状態のように、基板端全周が、上定盤（２）を通して、吸引により吸着されている。 First, the upper substrate (5) is sucked and fixed to the upper surface plate (2), and the lower substrate (6) is sucked and fixed to the XYZθ table (1) (step S1). The upper substrate (5) is sucked by suction through the upper surface plate (2), as in the upper substrate suction state of FIG.

次に、ＣＣＤカメラ（３）、（４）によって、下基板アライメントマーク（１０）、（１１）が撮像できる位置まで、下基板（６）を、ＸＹＺθテーブル（１）により、上昇させる（Ｚ軸上昇）。ＣＣＤカメラ（３）、（４）は、上基板アライメントマーク（８）、（９）、及び、下基板アライメントマーク（１０）、（１１）を撮像する。その撮像結果を基に、画像処理が行われ、上基板アライメントマーク（８）と下基板アライメントマーク（１０）、及び、上基板アライメントマーク（９）と下基板アライメントマーク（１１）が、それぞれ、中心点が一定のずれ以内で重なるように、アライメントされ、そのアライメント結果を基に、ＸＹＺθテーブル（１）を移動させることにより、下基板（６）を移動させる（Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸移動）。このとき、図３のアライメント状態で示すように、上基板（５）の中央部を吸引により、引き込ませ、上基板アライメントマーク（８）、（９）が付けられている上基板（５）の基板端全周以外が弓型に引き込まれるようにする。これにより、下基板（６）が、透明粘着シート（７）に触れずに、ＣＣＤカメラ（３）、（４）により、下基板アライメントマーク（１０）、（１１）を正確に撮像できる位置へ、ＸＹＺθテーブルを上昇させ、また、Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向、及び、θ軸方向へ移動させることが可能となる（ステップＳ２）。 Next, the lower substrate (6) is raised by the XYZθ table (1) to the position where the lower substrate alignment marks (10), (11) can be imaged by the CCD cameras (3), (4) (Z axis). Rise). The CCD cameras (3) and (4) image the upper substrate alignment marks (8) and (9) and the lower substrate alignment marks (10) and (11). Image processing is performed based on the imaging result, and the upper substrate alignment mark (8) and the lower substrate alignment mark (10), and the upper substrate alignment mark (9) and the lower substrate alignment mark (11) are respectively Alignment is performed so that the center points overlap within a certain deviation, and based on the alignment result, the XYZθ table (1) is moved to move the lower substrate (6) (X axis, Y axis, θ axis) Move). At this time, as shown in the alignment state of FIG. 3, the central portion of the upper substrate (5) is drawn by suction, and the upper substrate (5) to which the upper substrate alignment marks (8) and (9) are attached is drawn. The part other than the entire periphery of the substrate is drawn into the bow shape. Thus, the lower substrate (6) is brought into a position where the lower substrate alignment marks (10) and (11) can be accurately imaged by the CCD cameras (3) and (4) without touching the transparent adhesive sheet (7). The XYZθ table can be raised and moved in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θ-axis direction (step S2).

次に、ＸＹＺθテーブル（１）を更に上昇させ、上基板（５）と下基板（６）を貼り合せる。このとき、図３の上下基板貼り合せ状態に示すように、上基板（５）の中央部を加圧により、押し出させ、上基板アライメントマーク（８）、（９）が付けられている上基板（５）の基板端全周以外が弓型に押し出されるようにする。これにより、上基板（５）と下基板（６）の貼り合せの際に入り込む気泡を、基板中央より端部側へ逃がし、上基板（５）と下基板（６）の貼り合せ後に、気泡が残らないようにする。ＸＹＺθテーブルを上昇させる際、上基板（５）の中央（透明粘着シート（７）中央）と、下基板（６）の中央と、が接着後、ＸＹＺθテーブル（１）の上昇量に応じて、加圧量を徐々に少なくしていくことにより、上基板（５）と下基板（６）が、中央より徐々に、端部側に向かって貼り合せていき、気泡を中央から端部側へ逃がしていく（ステップＳ３）。以上により、本発明方法による基板貼り合せの一連処理が完了となる。 Next, the XYZθ table (1) is further raised, and the upper substrate (5) and the lower substrate (6) are bonded together. At this time, as shown in the bonded state of the upper and lower substrates in FIG. 3, the upper substrate (5) is pushed out by pressing the center of the upper substrate (5) so that the upper substrate alignment marks (8) and (9) are attached. Except for the entire circumference of the substrate end in (5), it is pushed out into a bow shape. As a result, bubbles that enter when the upper substrate (5) and the lower substrate (6) are bonded to each other are released from the center of the substrate to the end side, and after the upper substrate (5) and the lower substrate (6) are bonded, Do not leave. When raising the XYZθ table, after the center of the upper substrate (5) (the center of the transparent adhesive sheet (7)) and the center of the lower substrate (6) are bonded, according to the amount of rise of the XYZθ table (1), By gradually reducing the amount of pressurization, the upper substrate (5) and the lower substrate (6) are gradually bonded from the center toward the end side, and the bubbles are moved from the center to the end side. Let go (step S3). As described above, a series of substrate bonding processes according to the method of the present invention is completed.

本発明にかかる基板貼り合せ方法は、電気電子、ガラス等の分野での貼り合せ装置に適用可能である。 The substrate bonding method according to the present invention can be applied to a bonding apparatus in the fields of electric and electronic, glass and the like.

本実施形態における全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure in this embodiment. 本実施形態における上下基板のアライメントマーク位置を示す図である。It is a figure which shows the alignment mark position of the upper and lower board | substrates in this embodiment. 本実施形態における各工程での、上定盤、及び、上基板の形態を示す図である。It is a figure which shows the form of the upper surface plate and the upper board | substrate in each process in this embodiment. 本実施形態における基板貼り合せの一連の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of processes of the board | substrate bonding in this embodiment.

１ＸＹＺθテーブル
２上定盤
３、４ＣＣＤカメラ
５上基板
６下基板
７透明粘着シート
８、９上基板アライメントマーク
１０、１１下基板アライメントマーク1 XYZθ table 2 Upper surface plate 3, 4 CCD camera 5 Upper substrate 6 Lower substrate 7 Transparent adhesive sheet 8, 9 Upper substrate alignment mark 10, 11 Lower substrate alignment mark

Claims

A method for bonding substrates with low cost and high accuracy bonding accuracy,
A substrate bonding method, wherein during alignment, the substrate is drawn into a bow shape by suction, and the alignment marks on the upper substrate and the lower substrate are accurately imaged by a CCD camera.

The substrate bonding method is characterized in that the alignment marks on the upper and lower substrates are overlapped without contacting the upper and lower substrates.

In the substrate bonding method, when the upper and lower substrates are bonded, the substrate is pushed out into an arc by pressurization, and the pressure between the upper and lower substrates is gradually weakened while adhering the upper and lower substrates, so that bubbles between the upper and lower substrates are removed from the substrate center. A substrate bonding method, wherein the substrate is allowed to escape to the end.