加熱熔融處理裝置以及加熱熔融處理方法

2023-06-18 07:33:21 4

專利名稱：加熱熔融處理裝置以及加熱熔融處理方法
技術領域：
本發明涉及用於對包含焊錫的處理對象物體進行加熱熔融處理的加熱熔融處理裝置及其方法。
背景技術：
如錫焊處理裝置以及焊錫球的成形裝置等那樣，用於對包含焊錫的處理對象物體進行加熱熔融處理的加熱熔融處理裝置已廣泛應用。特別是為了可以不使用助焊劑地進行錫焊處理和焊錫球成形處理，已知有使用甲酸等的羧酸的加熱熔融處理裝置(專利文獻1、 2)。在這些加熱熔融處理裝置中，從提高作業速度的觀點出發，要求縮短從焊錫熔融到冷卻的時間。關於這一點，在專利文獻1所述的裝置中，通過在配備加熱單元的熱板下方設置可以升降的冷卻板，在冷卻時讓冷卻板緊貼熱板的下表面，來強制冷卻錫焊基板。(在先技術文獻)專利文獻專利文獻1 特開平11-233934號公報專利文獻2 特開2001-244618號公報

發明內容
(發明所要解決的問題)但是，在上述現有的加熱熔融處理裝置中，並不是讓冷卻板緊貼錫焊基板等處理對象物體本身，而只不過是讓冷卻板緊貼設置有加熱單元的熱板。因而，這種現有技術的加熱熔融處理裝置只不過能夠經由熱板間接地冷卻處理對象物體，存在不能直接冷卻處理對象物體的問題。另外，還存在除了用於將處理對象物體送入/移出容器內的輸送單元外，還必須將另一個冷卻板設置成可移動的問題。因而，本發明的目的在於提供一種能夠直接冷卻處理對象物體，而不需要設置另一個的冷卻板的加熱熔融處理裝置。(解決問題的手段)本發明的加熱熔融處理裝置是在包含羧酸蒸氣的氣氛中對包含焊錫的處理對象物體進行加熱熔融處理的加熱熔融處理裝置，其特徵在於將用於承載並輸送進行了上述加熱熔融處理的處理對象物體的操作部兼用作冷卻板。本發明的加熱熔融處理方法的特徵在於具有在包含羧酸蒸氣的氣氛中對包含焊錫的處理對象物體進行加熱熔融處理的步驟；將進行了上述加熱熔融處理的處理對象物體承載在兼用作冷卻板的操作部上並輸送的步驟。(發明的效果)根據本發明，與經由配備有加熱單元的熱板間接冷卻處理對象物體的情況相比， 可以迅速冷卻，能夠提高作業速度並能夠提高生產率。


圖1是表示本發明的第一實施方式的錫焊處理裝置的概略剖面圖。圖2是表示圖1的錫焊處理裝置的操作部的平面圖㈧以及A-A剖面圖(IB)。圖3是表示圖1的錫焊處理裝置中的錫焊處理的工序的概略剖面圖。圖4是表示圖3的後續工序的概略剖面圖。圖5是表示圖4的後續工序的概略剖面圖。圖6是表示圖5的後續工序的概略剖面圖。圖7是表示圖6的後續工序的概略剖面圖。圖8是表示圖7的後續工序的概略剖面圖。圖9是表示圖8的後續工序的概略剖面圖。圖10是表示圖1的錫焊處理裝置的溫度升降特性的圖。圖11是表示比較例的錫焊處理裝置的溫度升降特性的圖。圖12是表示圖10以及圖11的溫度升降特性的溫度分布測量位置的圖。圖13是表示圖10以及圖11的溫度升降特性的測量時的工藝條件的圖。圖14是表示在維持加熱狀態下，進行處理對象物體的移交時的圖1的錫焊處理裝置的溫度升降特性的圖。圖15是第二實施方式的錫焊處理裝置的內部的從上方觀察的概略剖面圖。圖16是表示本發明的變形例中的溫度升降特性一個示例的圖。
具體實施例方式以下，參照

本發明的第一實施方式。另外，在附圖的說明中對同一要素標註同一附圖標記並省略重複的說明。另外，圖面的尺寸比例有時為了說明上的方便而有所誇張，存在與實際的比例有差異的情況。圖1表示將本發明的加熱熔融處理裝置作為錫焊處理裝置應用的情況下的第一實施方式。錫焊處理裝置1具有第一室2和第二室3，在它們之間承載並輸送作為處理對象物體的錫焊基板的操作部4還兼用作冷卻板。在此，第一室2和第二室3經由可以開關的閘門閥5連結。通過關閉閘門閥5，能夠用組成閘門閥5的一部分的板形的遮擋部件將第一室2和第二室3隔開。另外，通過打開閘閥5，能夠在保持第一室2和第二室3對外部的密封性的狀態下，使第一室2和第二室 3相互連通。在此，例如，通過使構成閘門閥5的一部分的遮蔽部件穿過密封部件55而向第一室2或第二室3的內外滑動，能夠實現閘門閥5的上述功能。作為密封材料，例如可以使用0型圈來構成。第一室2為用於對作為包含焊錫的處理對象物體的錫焊基板100進行錫焊的處理室，而第二室3為用於投入錫焊基板100的裝填閉鎖室。另外，錫焊基板100可以是至少包含在表面上形成有許多焊錫凸起的晶片的一對晶片，在此情況下，作為上述錫焊處理，執行經由上述焊錫凸起之間或者經由上述焊錫凸起與電極來將上述一對晶片疊層並接合的倒裝片式接合處理。總之，在採用倒裝片式接合處理的情況下，既可以是在第一基片和第二基片的雙方的表面上形成焊錫凸起，並經由這些焊錫凸起之間對第一基片和第二基片進行錫焊接合，也可以是在第一基片的表面上形成焊錫凸起，而在第二基片的表面上形成電極部，並經由第一基片的焊錫凸起和第二基片的電極部對第一基片和第二基片進行錫焊接合。在以上的說明中，敘述了對第一基片和第二基片的雙方進行錫焊接合的情況，但此外，還可以考慮對在表面上形成有多個焊錫凸起的基片與晶片相互進行焊錫接合，或者對在表面上形成有多個焊錫凸起的多個晶片之間相互進行錫焊接合。首先，對與第一室2和第二室3連接的給排氣系統進行說明。對於第一室2和第二室3，分別經由閥6、7連接排氣泵(真空泵)8。所述排氣泵8是用於對第一室內和第二室內進行減壓的排氣單元。另外，在本實施方式中，作為第一室2和第二室3所用的排氣單元，設置了一個排氣泵8，但也可以與本實施方式不同地，對各個室2、3分別設置獨立的排氣泵。另外，在第一室2上，為了可以不用助焊劑地進行錫焊，經由閥10連接羧酸蒸氣供給系統(羧酸供給單元)9。作為羧酸，可以使用甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、草酸、丙二酸、丁二酸、丙烯酸、水楊酸、乳酸等。羧酸蒸氣供給系統9將諸如氫氣、一氧化碳的還原性氣體、或諸如氮氣的惰性氣體等運載氣體混合到羧酸蒸氣中並導入到第一室2內。羧酸蒸氣供給系統9具有容納羧酸的液體的密閉容器11，在所述密閉容器11上連接著經由閥12提供運載氣體的運載氣體供給管13。運載氣體供給管13連接在用於在容器11內發生氣泡的發泡部14上。另外，也可以在容器11的周圍設置用於對羧酸液體加溫的加熱器。加熱器將羧酸液體保持為恆定的溫度。這樣，通過並用運載氣體，對第一室2內導入羧酸蒸氣變得容易，並且能夠防止未充分氣化狀態的羧酸附著在處理對象物體上而產生殘渣的現象。另外，也可以與本實施方式不同地，不使用運載氣體，而是通過使容納著羧酸液體的密封容器11與第一室2連通，將其蒸氣導入到第一室2內。另外，也可以在將容納著羧酸液體的密閉容器11連通到第一室2上的過程中混合運載氣體。在這些情況下，其蒸發量依賴於第一室2內的氣體壓力。另外，也可以在第一室2內設置將羧酸加熱並使之汽化的羧酸加熱單元(未圖示)，將羧酸液體經由供給管(未圖示)提供給上述第一室內的羧酸加熱單元。在此情況下，在第一室2內，羧酸加熱單元將液體的羧酸加熱並使之汽化，由此提供羧酸蒸氣氣氛。下面，說明羧酸回收部。本實施方式的錫焊處理裝置1設置或安裝在排氣泵8的吸氣或排氣一側，並具有將汽化了的羧酸回收的羧酸回收部(回收機構)15。羧酸回收部 15可以是安裝在排氣泵8的吸氣一側或排氣一側的過濾器，也可以是安裝在排氣一側上的洗滌器。作為過濾器，可以採用使用Ca(OH)2等的混合物的鹼性固形物的中和方式的過濾器或將羧酸熱分解的熱分解方式的過濾器。另外，還可以採用使用捕捉羧酸的分子篩的吸附方式的過濾器，或者使用催化劑分解反應的催化劑反應方式等的其他方式的過濾器。另一方面，作為洗滌器，可以採用通過液體處理對羧酸進行中和的方式的洗滌器，或者將氣化了的羧酸溶解到溶液中並回收的方式的洗滌器。將氣化了的羧酸溶解到溶液中並回收的方式的洗滌器具有這樣的結構在將與排氣泵的排氣一側連結的第一排氣管插入到液槽內的溶液中的同時，在液槽的上部連接第二排氣管。
另外，在第一室2，上經由閥17連接著用於將內部置換(清除)為氮氣氣氛的氮氣供給管16，而在第二室3上同樣地經由閥19連接著氮氣供給管18。以下，說明設置在第一室2內的加熱單元。在第一室2內，設置有作為加熱單元的熱板20。在熱板20的上表面上承載錫焊基板100並進行加熱。但是，在錫焊基板100的數量多的情況下，也可以經由用金屬、陶瓷等的材料形成的託板110將錫焊基板100配置在熱板20上。在圖1中，示例了經由託板110 配置錫焊基板100的情況。因而，在以下的說明中，為了便於說明，不僅是錫焊基板100有時還將託板110稱為處理對象物體。另外，作為熱板20，可以利用附設有加熱器的金屬、陶瓷等的材料構成，作為加熱器可以採用諸如護套式加熱器那樣的電阻發熱體。但是，更優選的是，從提高耐腐蝕性的觀點出發，優選利用碳板形成熱板20，通過向所述碳板20本身通電，使熱板20本身發熱來加熱處理對象物體。以下，說明在本實施方式的錫焊處理裝置中的輸送部。在第二室3上，設置有用於將處理對象物體取出/放入的蓋21。另外，錫焊處理裝置1具備在第一室2和第二室3之間輸送投入的處理對象物體的輸送部(輸送單元)22。輸送部22具有操作部4和用於使操作部4進退自如地移動的移動機構(移動單元)23。在此，在本申請中，「操作部」是指在輸送處理對象物體時，承載該處理對象物體的部分。在本實施方式中，操作部4為板狀體。但是，並不限於這種情況，可以採用各種形狀的操作部4。另外，從提高冷卻效率的觀點出發，希望操作部4的上表面以能夠與基板100 或託板110等的下表面緊貼的方式平坦地形成。操作部4可以利用金屬、陶瓷等材料形成。圖2表示操作部的一個示例。操作部4具有冷卻用介質在內部流通的流路24。在圖2所示的例子中，可以在操作部4的內部設置流路。例如，操作部可以具有形成有成為流路的溝的操作部主體和與操作部主體接合的蓋部，通過將蓋部與操作部主體接合來完成流路。流路24優選地以為了能夠冷卻操作部4的寬的範圍而在面內蜿蜒的方式設置。另外， 也可以與本實施方式不同地，將流路24外附在與承載基板100或託板100的表面相反一側的表面的下面一側。在流路24內流動的冷卻用介質可以是液體也可以是氣體。但是，從冷卻效率的觀點出發優選為液體，特別是從使用方便的觀點出發優選為水。流路24的流入口 25和流出口 26優選地經由具有撓性的管(未圖示)延伸到第二室的外部並與外部的冷卻劑循環裝置(未圖示)連接。這種操作部4安裝在移動機構23上。移動機構23是使上述操作部4在第一室 2和第二室3之間進退自如地移動的裝置。在圖1中，移動機構23具有導軌27(27a、27b、 27c)和利用電機動力在所述導軌27上移動的移動臺28。導軌27具有位於第一室2內的第一導軌部27a、位於第二室3內的第二導軌部27b、以及位於它們之間的第三導軌部27c。 另外，第三導軌部27c安裝在閘門閥5的上部，與第一室2和第二室3之間的閘門閥5的開關動作聯動地移動，並且在閘閥5打開的狀態下，與第一導軌部27a和第二導軌部27b連結來完成導軌27的全體。另外，在本實施方式中，將導軌27和移動臺28作為移動機構23使用，但移動機構並不限於這種情況，只要可以在第一室2和第二室3之間移動操作部4，則可以是一軸或多軸的機械臂等其他的各種機構。以下，說明在第一室2內用於在與操作部4之間進行處理對象物體的移交而使處理對象物體升降的升降機構。如圖1所示，升降機構29、29是用於支持基板100或託板110 並進行升降動作的機構。升降機構29、29能夠將基板100或載置著基板100的託板110等處理對象物體以從放置在熱板20 (加熱單元)的上表面的狀態離開的方式上升移動。另夕卜，可以相反地在從熱板20離開的狀態下接收處理對象物體後，使處理對象物體下降移動直到成為在熱板20的上表面承載處理對象物體的狀態為止。在本實施方式中，說明了將棒狀的升降杆作為升降機構29、29使用的情況，但並不限於這種情況。只要可以在支持處理對象物體等的狀態下在上下方向上升降動作，就能夠作為升降機構採用。以下，說明上述那樣構成的本實施方式的錫焊處理裝置1的動作。首先，如圖3所示那樣，打開第二室3的蓋21，將作為處理對象物體的基板100投入到第二室3內。在本實施方式中，將多個基板100在承載在託板110上的狀態下投入。將投入的託板110承載在操作部4的上表面。以下，如圖4所示那樣關閉蓋21。打開閥6、7並驅動排氣泵8，對第一室2和第二室3內進行真空排氣。真空度可以適當地確定，但例如優選設置成比10000Pa( N 80託) 更加高真空，更優選的是設置成比10Pa( N 8X10_2託)更加高真空。在本實施方式中，將真空度設置為6. 6Pa (5 X 10_2託)。以下，如圖5所示那樣打開閘門閥5。輸送部22將託板110從第二室3向第一室 2輸送。具體地說，與閘門閥5打開的動作聯動地，第一導軌部27a、第二導軌部27b以及第 3導軌部27c稱為連結起來的狀態而完成了導軌27。於是，移動臺28的電機動力起動，使操作部4沿著導軌27向第一室2內移動。移動臺28持續移動直到操作部4位於熱板20 的上方為止。例如，移動臺28製成為以不與熱板20接觸的方式跨過熱板20的形狀。接著，如圖6所示那樣，升降機構29、29上升並接收操作部4上的託板110。在將託板110移交到升降機構29、29上後，移動臺28將操作部4返回到第二室3內。接著，如圖7所示那樣，升降機構29、29下降，將託板110載置到熱板20上。與此同時，閘門閥5關閉，成為將第一室2和第二室3之間關閉的狀態。在此狀態下，羧酸蒸氣供給系統9將諸如氫、一氧化碳的還原性氣體、或者諸如氮的惰性氣體等的運載氣體混合在羧酸蒸氣中並導入到第一室9內。具體地說，打開閥12將運載氣體導入到密閉容器9內並進行發泡，調整並打開閥10，將羧酸蒸氣與運載氣體一起導入到第一室2內。在本實施方式中，作為羧酸使用甲酸。第一室2內的壓力伴隨羧酸蒸氣以及運載氣體的導入例如導入到規定的壓力。具體地說，關於羧酸蒸氣以及運載氣體的壓力，考慮到處理對象物體的表面的氧化的程度，從數Pa IXlO5Pa的寬的範圍中選擇。羧酸蒸氣和運載氣體的壓力可以通過調整閥10以及閥6的開放度來設定。另外，利用排氣泵8(排氣單元)排出的羧酸蒸氣由設置或安裝在排氣單元的吸氣或排氣一側並將氣化的羧酸回收的羧酸回收部(羧酸回收機構)15回收而無害化。與這種羧酸蒸氣以及運載氣體的導入並行地用熱板4加熱基板100。在用碳板形
8成熱板20的情況下，通過對所述碳板20本身通電，可以使熱板20的本身發熱。如果採用使碳板200本身發熱的結構，則可以不易被羧酸侵襲，能夠提高耐腐蝕性。熱板4將基板 100加熱到基板100的焊錫的熔點或更高的溫度。例如，當焊錫是Sn-3. 5Ag(熔點221°C ) 的情況下，加熱到適合於錫焊的230°C 250°C左右。當是in3-5Sn(熔點314°C)的情況下， 加熱到適合於錫焊的330°C 360°C左右。另外，從防止空孔的觀點出發，優選至少在基板 100的溫度達到熔點之前導入羧酸蒸氣。例如，如果經過規定時間(例如，5分鐘 10分鐘左右)，則停止對熱板20的通電。於是，關閉閥10、12停止供給羧酸蒸氣。接著，關閉閥15並停止排氣泵8的運行，打開閥17、19導入氮氣並用氮氣置換第一室1、2的內部。接著，如圖8所示那樣打開閘門閥5。隨之導軌27完成。於是，在第一室2內，升降機構四、四上升。升降機構四、四支持著熱板20上的託板110並使託板110從熱板20 離開。與此聯動地，移動臺觀在導軌27上從第二室3內向第一室2內移動。於是，在利用升降機構四、四使託板110(或者，如果基板100不是多個，則也可以是基板100本身)從熱板20上面離開的狀態下，移動臺(移動單元)28將操作部4插入到託板110與熱板20 之間。此時，操作部4不與熱板20本身接觸。接著，升降機構四、四下降，將託板110移交到操作部4上。操作部4設置有流路 24，水及其他冷卻用介質在所述流路M的內部循環。因此，在將託板110(或基板100)載置到操作部4上的時刻，基板100的冷卻就開始了。另外，因為操作部4並不是經由熱板20 間接地冷卻基板100，而是直接地冷卻基板100本身或託板110，所以能夠急速地冷卻。接著，如圖9所示那樣，輸送部22將託板110從第一室2向第二室3輸送。S卩，因為在第一室2和第二室3之間輸送處理對象物體時承載處理對象物體的操作部4還兼用作冷卻板，所以在輸送處理對象物體的同時，還可以在其輸送時間也持續地進行強制冷卻。如果託板110返回第二室3內，則關閉閘門閥5。於是，打開蓋21在每個託板110上取出結束了錫焊的基板100。於是，如果有接著要處理的基板100，則返回圖4的狀態，將承載有基板 100的託板110投入到操作部4上，重複錫焊操作。下面說明使用進行上述處理的錫焊處理裝置的效果。圖10是使用了本實施方式的錫焊處理裝置1時的升降溫度特性，圖11作為比較例是使用讓冷卻板緊貼著具備加熱器的熱板的現有類型的錫焊處理裝置時的升降溫度特性。另外，關於測量，如圖12所示那樣， 在碳板即熱板(碳加熱器)上承載300mmX 300mm且厚度5mm的碳質的託板110，在託板110 的點1 點11的各點處測量溫度。另外，作為工藝條件，無論是本實施方式的錫焊處理裝置的情況還是比較例的錫焊處理裝置的情況，都採用圖13所示的相同條件。如圖11所示那樣，相對於在以往類型的錫焊處理裝置中，託板110上的溫度從 250°C變為50°C需要16分鐘左右的時間的情況，在本實施方式的錫焊處理裝置中，託板110 上的溫度從250°C變為50°C只要3分鐘左右的時間就夠了。另外，因為採用碳板，通過對碳板通電能夠使碳板本身發熱，所以測量點1 11的各個溫度分布是均勻的。這樣，如果採用本實施方式的錫焊處理裝置，則在對處理對象物體急速冷卻時，因為不需要經由具備有加熱單元的熱板間接地冷卻處理對象物體，所以可以進一步急速冷卻。總之，通過縮短降溫時間，能夠提高作業速度並提高生產率。另外，說明了在上述條件下，從室溫開始升溫的情況，但如果採用本發明的錫焊處理裝置，則起冷卻板作用的操作部4不與熱板20接觸而不需要將熱板20冷卻。因而，能夠在將熱板20本身的溫度維持在規定溫度或更高，例如維持在70°C 300°C左右的狀態下， 進行下一個的處理對象物體的處理。因而，根據需要，還能夠縮短升溫時間。總之，如果採用上述專利文獻1所述的現有的方法，則為了冷卻處理對象物體，必須冷卻熱板。總之，從防止處理對象物體的焊錫的氧化、或防止操作者的燙傷等的觀點出發，需要冷卻處理對象物體，但如果採用現有的方法，則一直到熱板為止都需要冷卻。其結果，如果採用現有的方法，則需要將熱板降溫到接近常溫(根據JIS標準為20士 15°C )，但如果採用本實施方式的錫焊處理裝置，則不需要將熱板降溫到接近常溫。因而，例如，通過將作為具有加熱功能的熱板20的溫度預先提高到70°C或更高的溫度範圍，能夠縮短升溫時間。圖14表示將熱板20本身維持在270°C左右的溫度的狀態下，利用起冷卻板作用的操作部4移交處理對象物體時的升降溫度特性。圖14的縱軸表示溫度(°C )，橫軸表示經過時間(分鐘)。另外，在圖14中，虛線表示熱板20的溫度，各個實線表示圖12所示的託板(處理對象物體)的點1 點12的各點處的溫度。在圖14中，目標溫度優選設定在適合於錫焊的230°C 250°C，在本實施方式中設定在250°C。在圖14所示的例子中，在未承載處理對象物體的情況下，熱板20也維持通電並保持加熱狀態。於是，在將熱板20本身維持在比目標溫度還高的設定溫度的270°C左右的狀態下，承載託板(處理對象物體)。在承載所述託板的瞬間，因為熱被託板奪走，所以熱板20的溫度暫時下降到230°C。但是，通過其後的溫度控制再次恢復到設定溫度。如圖14所示那樣，由於在將熱板20本身的溫度維持在目標溫度附近(優選的是比目標溫度高的溫度區域)下進行處理對象物體的移交，因而能夠縮短將非對稱物的處理溫度從室溫附近升溫到目標溫度所需要的時間。在圖14所示的情況下，從室溫到目標溫度)的升溫所需要的時間被抑制在1分鐘左右。另外，如果與在如圖11所示那樣進行熱板20本身的溫度升降的控制的情況下從室溫附近升溫到目標溫度需要5分鐘左右相比，如圖14所示那樣，通過在將熱板20本身的溫度維持在目標溫度附近(優選的是比目標溫度還高的溫度)的狀態下進行處理對象物體的移交，可以大幅度縮短處理時間。另外，在如圖14所示那樣，將熱板20本身的溫度維持在目標溫度附近(優選的是比目標溫度還高的溫度)的狀態下進行處理對象物體的移交的情況下，與如圖11所示那樣進行熱板20本身的溫度升降的情況相比，熱板20的溫度不會超調。因而，控制也變得容易。以上，如圖14所示那樣，本實施方式的錫焊處理裝置在急速冷卻處理對象物體時，因為不需要經由具備加熱單元的熱板間接地冷卻處理對象物體，所以可以進一步急速冷卻。總之，通過縮短降溫時間，可以提高作業速度並提高生產率。如上所述的本實施方式的錫焊處理裝置起到以下的效果。(1)在急速冷卻處理對象物體時，與經由具備加熱單元的熱板間接地冷卻處理對象物體的情況相比，能夠縮短降溫時間。(2)能夠在將熱板20本身的溫度維持在高的狀態下，進行下一個處理對象物體的處理。因而，還能夠根據需要縮短升溫時間。(3)因為將作為輸送單元的構成部分的操作部4兼用作冷卻板，所以還可以將輸送時間作為強制冷卻時間來利用。另外，不需要將輸送系統和冷卻系統作為單獨的機械結構來設置。
(4)作為熱板20，可以採用碳板，並通過對碳板的通電使碳板本身發熱，所以能夠提高耐腐蝕性。在上述的第一實施方式中，說明了具有冷卻用液體在內部流通的流路的操作部4 的情況。但在第二實施方式中，操作部4不具有冷卻用液體在內部流通的流路。圖15是第二實施方式的錫焊處理裝置的內部的從上方看時的概略平面圖。另夕卜，省略了關於與第一實施方式相同的結構的說明。本實施方式的錫焊裝置的操作部4優選是用諸如銅(398W · πΓ1 · K—1)等那樣熱傳導率大的物質形成，優選的是用熱傳導率為 100W πΓ1 .IT1或更高的物質形成。於是，在本實施方式中，操作部4本身不具有冷卻用液體流通的流路。如圖15所示那樣，在第二室3內具有將操作部4強制冷卻的冷卻部(強制冷卻單元)30。冷卻部30例如既可以如第一實施方式中的操作部那樣具有冷卻用液體流通的冷卻路並始終進行冷卻，另外也可以進行空冷，或者還可以用帕爾貼冷卻等其他的裝置冷卻。移動機構(在圖15中只表示了軌道部27)不僅使操作部4在第一室2 (特別是熱板20)與第二室3之間進退自如地移動，而且使操作部4以與冷卻部30上接觸的方式移動。本實施方式的錫焊處理裝置執行以下那樣的動作。首先，移動機構使操作部4在冷卻部30上移動，並與冷卻部30抵接。通過與冷卻部30抵接，操作部4被強制冷卻。然後，移動機構使操作部4從冷卻部30離開。於是，從第二室3向第一室2移動，接著，在第一室2中接收基板100或承載有基板100的託板110，操作部4承載處理對象物體並從第一室 2向上述第二室3輸送。然後，通過將操作部4移動到冷卻部30上，使因承載並輸送加熱後的處理對象物體而溫度提高的操作部4被強制冷卻。總之，在從第一室2中將經過加熱的處理對象物體取出之後、到從第一室2將經過加熱的處理對象物體取出為止的期間，操作部4 由冷卻部30強制冷卻至少一次。另外，為了對新投入的處理對象物體進行加熱處理，在從第二室3向第一室2輸送的情況下也可以使用操作部4，但因為不需要使用像這樣的在從第二室3向第一室2輸送中兼用作冷卻板的操作部4，所以準備搬入用的另外的操作部，而兼用作冷卻板的操作部4在利用另一個操作部進行輸送處理期間，也能夠利用冷卻部30連續進行強制冷卻以備在下一次取出中使用。另外，處理對象物體的接收和輸送因為與參照圖 8以及圖9說明的第一實施方式的情況相同，所以省略詳細的說明。上述的本實施方式的錫焊處理裝置由於也使用強制冷卻後的操作部4來輸送處理對象物體，所以還起到了可以將搬送時間作為強制冷卻時間利用的效果。因此，起到了和上述第一實施方式的情況一樣的效果。另外，在操作部4本身上不需要使冷卻用液體循環， 不需要在移動的部分上配置冷卻用液體的管道。因而，設備的維護容易。在第一實施方式的升溫過程中，(A)對第一室2以及第二室3內進行真空排氣； (B)在第一室2內，將運載氣體混合到羧酸蒸氣中並導入到第一室2內，在運載氣體和羧酸蒸氣的氣氛中加熱基板，一邊進行還原處理一邊進行焊錫的熔解。另外，在第一實施方式的降溫過程中，(C)從第一室2內將羧酸蒸氣和運載氣體的混合氣體排出；(D)在將第一室2 和第三室3內的氣體用氮氣置換後，在氮氣氣氛中，將處理對象物體從第一室2向第二室3 輸送。另外，如圖13所示那樣，以在升溫過程中始終使溫度上升的情況為例進行了說明。
但是，本發明並不限於這種情況。熱板也可以如圖16所示那樣，使處理對象物體在比焊錫熔點還低的還原處理溫度(優選為130°C或更高，特別優選為150°C或更高)上保持數分鐘左右的時間。通過這樣保持在還原處理溫度上，能夠充分進行焊錫的還原處理。根據本發明，即使在這樣保持在促進還原處理的還原處理溫度的情況下，作為具有冷卻板功能的操作部4不需要冷卻熱板20而不與熱板20接觸。因此，還可以將熱板20本身的溫度始終保持於還原處理溫度。另外，在進行還原處理之前的時刻，不是必須在羧酸蒸氣的氣氛中進行升溫。例如，在到成為還原處理溫度為止的期間，既可以在真空中加熱升溫，也可以在氮氣等惰性氣體氣氛中加熱升溫。在這些情況下，在達到了還原處理溫度後，只要在第一室2內導入羧酸即可。在氮氣等惰性氣體氣氛中升溫的情況下，在提高升溫速度方面是有利的。另外，在第一實施方式中，說明了在將第一室2內設置成運載氣體和羧酸蒸氣的氣氛之前，暫時進行真空排氣的情況。當然，為了降低第一室2內的氧，優選暫時進行真空排氣，但也可以根據需要而省略真空排氣處理。例如，也可以利用氮等惰性氣體將第一室2 內充分地置換，在達到促進還原處理的溫度的時刻，將羧酸蒸氣導入到容器內。在此情況下，錫焊裝置具有用於向第一室2內和/或第二室3內提供惰性氣體的惰性氣體提供單元以代替真空排氣單元。另外，即使在降溫過程中，也不限於如第一實施方式那樣，在排出羧酸氣氛後，利用氮氣對第一室2和第三室3內進行置換，在氮氣氣氛中進行降溫並將處理對象物體取出的情況。當然，在氮氣氣氛中進行降溫並將處理對象物體取出的方法在降溫方面從加速降溫速度的觀點出發是優選的，但也可以根據需要在能夠避免表面氧化的真空中進行降溫， 還可以在不排出羧酸氣體的狀態下將處理對象物體從第一室2取出到第二室3。如上所述那樣說明了本發明的實施方式以及變形例，但本發明並不限於這些。例如，在上述的說明中，作為處理對象物體以錫焊基板為例，並且作為加熱熔融處理裝置以錫焊處理裝置為例進行了說明，但本發明並不限於這種情況。本發明只要能夠對包含焊錫的處理對象物體進行焊錫的加熱熔融處理就可以適用。例如，能夠用於熔融焊錫並形成焊錫球等的焊錫球成形裝置、以及其他的加熱熔融處理裝置。另外，基板不限於錫焊基板。另外，在以上的說明中，說明了具有第一室和第二室的加熱熔融處理裝置，但本發明並不限於此。在對包含焊錫的處理對象物體在包含羧酸蒸氣的氣氛中進行加熱熔融處理的加熱熔融處理裝置中，也可以將從第一室輸送到裝置外部並取出的輸送單元的操作部兼用作冷卻板。另外，加熱熔融處理裝置也可以具有三個或更多的室。例如，可以具有用於將加熱處理前的處理對象物體投入到第一室內的投入側室和用於將加熱處理後的處理對象物體從第一室內移出的移出側室。在此情況下，也可以將多個操作部中用於輸送加熱後的處理對象物體的操作部兼用作冷卻板。S卩，只要是對包含焊錫的處理對象物體在包含羧酸蒸氣的氣氛中進行加熱熔融處理的加熱熔融處理裝置，並且將用於承載並輸送進行了上述加熱熔融處理的處理對象物體的操作部兼用作冷卻板，就能夠應用本發明。本發明在不脫離權利要求範圍的範圍中可以進行追加、刪除、以及變更等。(附圖標記說明)
1 錫焊處理裝置2 第一室3 第二室4 操作部5:閘門閥(可開關的閥)8:排氣泵(排氣單元)9 羧酸蒸氣供給系統(供給單元)10:原稿讀取部11:密閉容器13:運載氣體供給管14:發泡部15 羧酸回收部(回收機構)20:熱板(加熱單元)21:輸入裝置22:輸送部(輸送單元)23 移動機構24:流路29:升降機構100 基板110:託板
權利要求
1.一種在包含羧酸蒸氣的氣氛中對包含焊錫的處理對象物體進行加熱熔融處理的加熱熔融處理裝置，其特徵在於將用於承載並輸送經所述加熱熔融處理的處理對象物體的操作部兼用作冷卻板。
2.根據權利要求1所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於具有 用於對包含焊錫的所述處理對象物體進行加熱熔融處理的第一室； 與所述第一室之間經由可開關的閥而連接的第二室；向所述第一室中提供所述羧酸的羧酸供給單元； 設置在所述第一室中用以加熱所述處理對象物體的加熱單元；以及具有在所述第一室與所述第二室之間輸送所述處理對象物體時承載所述處理對象物體的所述操作部且將所述操作部兼用作冷卻板的輸送單元。
3.根據權利要求2所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於所述操作部具有冷卻用液體在內部流通的流路。
4.根據權利要求2所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於具有設置在所述第二室內並將所抵接的所述操作部強制冷卻的強制冷卻單元， 由強制冷卻單元冷卻後的操作部承載所述處理對象物體並從所述第一室向所述第二室輸送。
5.根據權利要求2 4的任意一項所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於所述輸送單元包含用於進退自如地移動所述操作部的移動機構。
6.根據權利要求2 5的任意一項所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於所述加熱單元是載置所述處理對象物體的碳板，通過對所述碳板通電來加熱所述處理對象物體。
7.根據權利要求2 6的任意一項所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於 具有使載置在所述加熱單元的上表面的所述處理對象物體升降的升降機構， 所述操作部在利用所述升降機構使所述處理對象物體從所述加熱單元的上表面離開的狀態下，插入到所述處理對象物體與所述加熱單元之間。
8.根據權利要求2 7的任意一項所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於 所述羧酸供給單元具備容納羧酸的液體的容器；與所述容器連通以用於提供與在所述容器中產生的羧酸蒸氣混合的運載氣體的供給管。
9.根據權利要求2 7的任意一項所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於 所述羧酸供給單元具備將羧酸的液體提供到所述第一室內的供給管； 設置在所述第一室內並使所述羧酸的液體氣化的羧酸加熱單元。
10.根據權利要求1 9的任意一項所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於還具有用於對所述第一室內以及所述第二室內進行減壓的一個或多個排氣單元。
11.根據權利要求10所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於還具有設置或安裝在所述排氣單元的吸氣或排氣一側並回收氣化了的羧酸的回收機構。
12.根據權利要求1 9的任意一項所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於還具有用於向所述第一室內和/或所述第二室內提供惰性氣體的惰性氣體供給單元。
13.根據權利要求2 12的任意一項所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於 所述處理對象物體是錫焊基板，所述加熱熔融處理是錫焊處理。
14.根據權利要求13所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於所述錫焊基板是至少包含在表面上形成有多個焊錫凸起的晶片的一對晶片， 所述錫焊處理是經由所述焊錫凸起之間或經由所述焊錫凸起和電極來將所述一對晶片接合的倒裝片接合處理。
15.根據權利要求14所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於所述錫焊基板是在表面上形成有多個焊錫凸起的晶片和晶片、或者是在表面上形成有多個焊錫凸起的多個晶片。
16.根據權利要求2 9的任意一項所述的加熱熔融處理裝置，其特徵在於 兼用作所述冷卻板的所述操作部承載所述處理對象物體而不與所述加熱單元接觸， 為了縮短升溫時間，預先將加熱單元的溫度提高到70°C或更高的溫度。
17.一種加熱熔融處理方法，其特徵在於具有在包含羧酸蒸氣的氣氛中對包含焊錫的處理對象物體進行加熱熔融處理的步驟； 將經所述加熱熔融處理的處理對象物體承載在兼用作冷卻板的操作部上並輸送的步馬聚ο
全文摘要
提供一種能夠直接冷卻處理對象物體，不需要設置另外的冷卻板的加熱熔融處理裝置。本發明的加熱熔融處理裝置是對包含焊錫的處理對象物體(100)在包含羧酸蒸氣的氣氛中進行加熱熔融處理的加熱熔融處理裝置(1)，將用於承載進行了加熱熔融處理的處理對象物體(100)並輸送的操作部(4)兼用作冷卻板。
文檔編號B23K101/40GK102481650SQ201080038060
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月24日 優先權日2009年8月27日
發明者阿部英之 申請人:阿有米工業股份有限公司