CN1938838A - 加热装置及回流焊装置，焊料隆起形成方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装置，其特征在于，第一点：在搭载基板或保持有基板的夹具的载置台上设有通过所述基板或所述夹具的载置而被封闭的开口部，透过该开口部将热风吹抵所述基板或所述夹具的下侧而加热，以及，第二点，加热及回流焊焊料组成物而在基板上的多个垫式电极上形成焊料隆起时，使用焊料粒子与液体材料的混合物组成的材料作为焊料组成物，该液体材料包含熔接剂成分且常温下为液态或加热而变成液态，从所述基板侧对所述焊料组成物进行加热。采用本发明可以期待如下的效果：采用第一点的结构，可以防止热风迂回不到的基板上的糊状钎焊料的氧化和粒子粘结到基板上，采用第二点的结构，使靠近垫式电极的焊料粒子率先熔化并在垫式电极上沾润蔓延，同时使远离垫式电极的上方的焊料粒子不充分熔化，减少焊料粒子合而为一的机会。

Description

加热装置及回流焊装置，焊料隆起形成方法及装置

技术领域

本发明涉及诸如最适合用于加热焊料的加热装置及，利用该加热装置的回流焊装置。尤其涉及焊料隆起形成方法及装置，该焊料隆起形成方法及装置在诸如半导体基板和插入式(ィンタ一ポ一ザ)基板上形成突起状的焊料隆起来制造FC(flip chip：倒装晶片)和BGA(ballgrid array：球阵列封装)时被采用。

背景技术

现有的一般的焊料隆起的形成方法是采用丝网印刷法和分配法(ディスペンス法)等方法在基板的垫式电极(日文：パッド電極)上涂布糊状钎焊料(はんだペ一スト)，对该糊状钎焊料进行加热而回流焊这样的方法。另外，糊状钎焊料被称为“乳酪焊剂”.

所述糊状钎焊料的一个例子被专利文献1公开。该专利文献1所述的糊状钎焊料通过使焊料粒子在空气中流动，在粒子的表面形成氧化膜。据说该强制地形成的氧化膜起到在回流焊时克服熔接剂(フラックス)的作用从而抑制焊料粒子的合而为一这样的作用。因此，据说在基板上全面涂抹该糊状钎焊料而回流焊时，因在垫式电极间难以发生焊桥(はんだブリッジ)，故适合于垫式电极的高密度化及微细化。而且，垫式电极间的焊桥是由于焊料粒子合而为一而变成大的块，就连接起相邻的垫式电极的两方而发生的现象。

又在回流焊工序中，采用了回流焊装置。作为该回流焊装置已知有如下的装置：将基板直接放置在板式加热器上，通过板式加热器的热传导来对基板加热的装置(第一现有例子)。但是，在该回流焊装置中存在由于基板的稍微的翘曲和凹凸就使基板的热分布变得不均匀这样的缺点。又，已知有在板式加热器和基板之间设有间隙，通过板式加热器的热辐射对基板加热的回流焊装置(第二现有例子)。但是，该回流焊装置存在加热能力不足的缺点。作为克服这些第一及第二现有例子的缺点的回流焊装置，研制出对基板吹热风来加热的回流焊装置(第三现有例子，如下述专利文献2)。采用该回流焊装置，通过在热风吹出口和基板之间设有间隙，从基板的上下吹热风来加热，可以均匀加热基板，且得到充分的加热能力。

专利文献1：日本特开2000-94179号公报

专利文献2：日本特开平5-92257号公报

发明内容

发明所要解决的问题

不过，现有的焊料隆起形成方法，存在如下问题。

采用丝网印刷法和分配法正在变得难以应付近年来的进一步多电极化、高密度化及微细化。即，在丝网印刷法中，有必要使金属掩模的开口微细化，因此可产生这样的问题：或降低金属掩模的机械强度，或糊状钎焊料难以从金属掩模的开口穿过。在分配法中，由于在大量垫式电极之上一个个地放置糊状钎焊料，垫式电极越多就越不适合大量生产。

另一方面，在专利文献1的糊状钎焊料中，必须形成高精度的焊料粒子的氧化膜的膜厚。这是因为太厚时在垫式电极上焊料就不能沾润，太薄时焊料粒子就会合而为一。并且，由于熔接剂的作用随着熔接剂的状态或种类的不同而变化，因此有必要根据熔接剂的情况高精度地控制氧化膜的膜厚。另一方面，如果不能形成适当膜厚的氧化膜，就不能实现垫式电极的高密度化和微细化。因此，在专利文献1的糊状钎焊料方面，即使可以采用不需要精密的掩模的全面涂抹，也难以符合近年的高密度化及微细化的要求。

又，在第三现有例子的回流焊装置中，有时由于基板上的糊状钎焊料氧化，而不能形成焊料隆起。这认为是使用热风，被加热的多个氧分子与糊状钎焊料表面接触之故。又存在这样的缺点：当形成焊料隆起时，将热风直接吹到微细的电极上，由于该热风的影响，焊料隆起的品质不稳定。又存在热风将微粒吹到基板上而附着在焊料隆起上。在只从基板的下方吹热风时也发生该问题。其理由是热风从基板的下方迂回到基板的上方。

本发明的目的在于提供一种可符合近年来焊料隆起的高密度化及微细化的要求的焊料隆起形成方法及装置。还有本发明的目的在于提供一种虽采用热风加热也可抑制糊状钎焊料的氧化的、品质稳定且微粒影响小的加热装置及回流焊装置等。本发明的第二目的在于提供虽采用热风加热也可以液态的焊料组成物形成焊料隆起的加热装置及回流焊装置等。

用于解决问题的手段

为了达到所述的目的，本发明的焊料隆起形成方法包括在分开设置有多个垫式电极的基板上将焊料组成物堆积成层状的涂布工序、将基板上的焊料组成物加热而回流焊的回流焊工序。并且，作为焊料组成物，采用由焊料粒子与包含熔接剂成分的液体材料的混合物组成的、具有在常温下为液态或加热过程中变为液态的性质的焊料组成物。在回流焊工序中，从基板侧加热焊料组成物。

焊料组成物在常温下为液态或在加热过程中变成液态。为了得到这样的性质(流动性)，要求液体材料的粘度低、焊料粒子的混合比小及焊料粒子的粒径小。在加热过程中，焊料粒子处于漂浮或沉淀在在液体材料中的状态。另外，如果在加热过程中能变为液态的话现有的糊状钎焊料也包含在该焊料组成物中。

在此，当从基板侧加热基板上的焊料组成物时，焊料组成物靠近表面侧的温度低，靠近基板侧的温度高。这样，靠近垫式电极的下方的焊料粒子率先开始熔化，一熔化就在垫式电极上沾润蔓延。这时，远离垫式电极的上方的焊料粒子还未充分熔化。因此可以减少焊料粒子合而为一的机会，因此也能抑制发生焊桥。

又，在涂布工序中，也可以在包含多个垫式电极及它们之间的间隙的面上到处将焊料组成物堆积成层状。即，采用丝网印刷和分配器(排出器)，可以得到所谓的“全面涂抹”。即使将焊料组成物载置在垫式电极之间，也在回流焊时焊料粒子的合而为一被抑制，因此，能抑制垫式电极之间的焊桥的发生。因此，不使用精密加工的金属掩模，即使以不需要精度的全面涂抹也可高密度且微细地形成焊料隆起。

在回流焊工序中，也可以在最初将垫式电极加热到焊料粒子的熔点或熔点以上，使与垫式电极接触的焊料粒子熔化，在垫式电极上形成沾润蔓延的焊料皮膜，使焊料粒子进一步与该焊料皮膜合而为一。这样的加热状态通过控制温度曲线和温度分布来实现。

在回流焊工序中，也可以如下这样设定温度差：焊料组成物的表面侧的温度低，焊料组成物的基板侧的温度高，由此，靠近基板侧的焊料粒子率先沉淀。当如下这样设定温度差：焊料组成物的表面侧的温度低，焊料组成物的基板侧的温度高时，液体材料的温度越高粘度越低，因此靠近垫式电极的下方的焊料粒子率先沉淀并开始熔化，与垫式电极接触就沾润蔓延。这时，远离垫式电极的上方的焊料粒子还未充分沉淀且未熔化。因此，可以更减少焊料粒子合而为一的机会，故更能抑制焊桥的发生。又，这样的加热状态除了通过控制温度曲线和温度分布之外，还可通过调整液体材料的粘度的温度的依存性和焊料粒子的熔点之间的关系来实现。

在回流焊工序中，也可以利用液体材料的对流将焊料粒子向垫式电极供给。从基板侧加热焊料组成物时，在液体材料中发生对流，由此焊料粒子在液体材料中移动。因此，未堆积在垫式电极上的焊料粒子也向垫式电极移动而成为焊料隆起的一部分。因此可以有效地利用焊料粒子。

在回流焊工序中，也可以将基板放入容器内，以在容器中基板浸入焊料组成物中的状态加热。在加热过程中基板和容器之间的间隙也充满液态的焊料组成物。因此，从容器向基板的热传导就均匀。又，在现有技术的糊状钎焊料中，通过调整印刷厚度和焊料粒子的含有量，来改变焊料隆起的大小(高度)。针对此，在本发明中，通过调整焊料组成物的堆积量，可以任意改变基板上的焊料组成物的厚度，因此很简单地就可以改变焊料隆起的大小(高度)。

本发明的焊料隆起形成装置使分开设置有多个垫式电极的基板上的焊料组成物加热及回流焊而形成焊料隆起。这时所用的焊料组成物由焊料粒子与具有熔接剂作用的液体材料的混合物组成，具有在常温状态下为液态或加热变为液态的性质。除此之外，本发明的焊料隆起形成装置设置有从基板侧加热焊料组成物的加热单元。又，也还可以设置有对基板上的焊料组成物进行温度调节的调温单元。此时可以使焊料组成物的表面侧温度低、基板侧温度高这样的温度差实现所期望的状态。

又，还可以设置有收容基板及基板上的焊料组成物的容器，加热单元隔着容器从基板侧加热焊料组成物。这时，基板是平板，容器也可以具有载置基板的平的底面和防止液态的焊料组成物横溢的周壁。此时，基板与容器的底面上密切接触，因此提高热传导。本发明的焊料隆起形成装置起到的作用也与前述本发明的焊料隆起形成方法的作用相同。

下面，说明本发明所采用的焊料组成物的一个例子。焊料组成物的液体材料比如是液态体。并且，液态体含有反应温度在焊料粒子的熔点附近的熔接剂成分，具有在常温下流动而在母材上堆积成层状的粘性。焊料粒子是在所述液态体内朝母材沉淀、同时具有能均匀地分散到所述液态体内的混合比及粒径的粒剂。

该焊料组成物在常温状态下滴到平面上就由于自重蔓延而形成均匀的厚度，因此在这方面与糊状钎焊料完全不同。为了得到这样的性质(流动性)要求液态体在常温下粘度低、焊料粒子的混合比小及焊料粒子的粒径小。比如焊料粒子的混合比较好是在30wt％或以下，更好是20wt％或以下，最好是10wt％或以下。焊料粒子的粒径较好是35μm或以下，更好是20μm或以下，最好是10μm或以下。

该焊料组成物也可以是如下构成。焊料粒子的表面氧化膜只具有自然氧化膜。液态体的熔接剂成分在加热到焊料粒子的熔点或以上的状态下，通过其反应生成物抑制焊料粒子的合而为一，边促进焊料粒子和母材之间的焊接，同时促进母材上所形成的焊料皮膜与焊料粒子的合而为一。这样的熔接剂作用的成分是本发明者反复进行实验和研究而发现的成分。

作为这样的成分比如可列举出酸。酸可大致分为无机酸(如盐酸)和有机酸(如脂肪酸)，在此以有机酸为例来说明。

本发明者发现“有机酸使焊料粒子合而为一的作用小，但在垫式电极上产生焊料沾润(はんだ濡れ)的作用却大。”。产生这样作用的理由认为是以下(1)、(2)两点。

(1)有机酸除去焊料粒子的氧化膜的作用弱。因此，即使不故意在焊料粒子上形成氧化膜，由焊料粒子的自然氧化膜可以抑制焊料粒子的合而为一。因此，在本发明中，不需要形成焊料粒子的氧化膜的工序。另一方面，在日本专利文献1的现有技术中，熔接剂作用过强，因此若不在焊料粒子上形成厚的氧化膜，焊料粒子就合而为一。

(2)有机酸具有因某些理由使焊料粒子在母材上蔓延而使界面合金化，同时使焊料粒子与母材上所形成的焊料皮膜合而为一的作用。虽然焊料粒子彼此几乎不发生合而为一，但在母材上发生焊料沾润的机理却不清楚。作为推测，认为在焊料粒子和母材之间发生了轻微的破坏氧化膜的某些反应。比如，如果是镀金的母材，由于金的向焊料中的扩散效果，即使在焊料粒子上有薄的氧化膜也会产生焊料沾润。铜组成的母材时，铜与有机酸反应生成有机酸铜盐，通过该有机酸铜盐与焊料接触，由于离子化能力的差别而被还原，金属铜扩散到焊料中而进行焊料沾润。焊料粒子与母材上所形成的焊料皮膜合而为一的理由被认为是比如表面张力。

又，与焊料粒子一同混合的液态体也可以是油脂，该液态体中所含有的成分也可以是油脂中所含有的游离脂肪酸。油脂具有各式各样的用途而广泛流通，因此很易于购入、价格便宜且无害，且原来就含有游离脂肪酸这样的有机酸。特别是，脂肪酸酯(如季戊烷多元醇酯：ネオペンチルポリオ一ルェステル)一般具有优良的热稳定性、氧化稳定性，因此，最适合软钎焊。又，为了使游离脂肪酸的含有量充分，油脂的酸值最好是1或1以上。酸值就是中和油脂中所含有的游离脂肪酸所需要的氢氧化钾的毫克数。即，酸值越大，所含有的游离脂肪酸越多。另外，三油酸三甲基丙烷脂(トリメチロ一ルプロパントリオレェ一ト)的主要的性质为：40℃时的动粘度为48.3mm²/s，100℃时的动粘度为9.2mm²/s，酸值是2.4。

本发明所用的焊料组成物中使用的油脂一直存在到隆起形成结束，通过在这期间防止焊料与空气直接接触，抑制焊料的氧化。又，尽管油脂所含有的有机酸有助于除去焊料表面的氧化膜，但对有机酸的含有量需加以控制以使不完全除去焊料表面的氧化膜。由此，边抑制焊料粒子的合而为一，边可实现可焊接到母材表面上的状态。有机酸有必要具有除去母材表面的氧化膜所需的量，由此油脂的酸值最好是1或1以上。

本发明所用的焊料组成物也可以是在油脂中含有有机酸。该有机酸既可是原来就在油脂中含有的，也可是后来添加的。有机酸具有还原焊料粒子和母材的氧化膜的效果。又，本发明者发现通过得当地控制油脂中的有机酸量而在粒子的表面残留稍许氧化膜，边抑制焊料粒子的合而为一，边可焊接到母材上。又，本发明者发现焊料中含有锡时，在有机酸还原焊料表面的氧化膜的过程中有机酸锡盐作为副生成物而被得到，该有机酸锡盐大幅抑制焊料粒子的合而为一。通过控制这些现象，边防止焊料粒子的合而为一，比如边可以在垫式电极上形成不发生短路的焊料隆起。

另外，在此所说的“焊料”不限于用于形成焊料隆起，也可包含有半导体片的管心焊接用和比如接合铜管所采用的称为“软焊料”等，当然也含有无铅焊料。“焊料隆起”不限于半球状和突起状，也含有膜状物。“焊料皮膜”不限于膜状物，也包含半球状和突起状物。“基板”含有半导体片和配线板等。“液态体”也可以是液体之外的其他流动体等，除油脂之外也可是氟系高沸点溶剂和氟系油等。

发明的效果

采用本发明的焊料隆起形成方法，通过采用具有在常温状态下为液态或在加热过程中变为液态的性质的焊料组成物，从基板侧加热基板上的焊料组成物，使靠近垫式电极的下方的焊料粒子率先熔化而在垫式电极上沾润蔓延，而使远离垫式电极的上方的焊料粒子处于未充分地熔化的状态。因此，可以使焊料粒子合而为一的机会减少，由此可以抑制焊桥的发生。因此，可以高密度且微细地形成焊料隆起。

又，即使以全面涂抹方式将焊料组成物载置在基板上，在回流焊时焊料粒子的合而为一也可被抑制，由此焊桥的发生被抑制，故以简单的方法就可以高密度且微细地形成焊料隆起。

又，通过从基板侧加热基板上的焊料组成物的同时，从焊料组成物的表面侧进行调温，可以使焊料组成物的基板侧温度高、表面侧温度低这样的温度分布处于所期望的状态。

又，由于使靠近基板侧的焊料粒子率先沉淀，因而可以使靠近垫式电极的下方的焊料粒子率先沉淀和熔化而在垫式电极上沾润蔓延，而使远离垫式电极的上方的焊料粒子处于未充分沉淀和熔化的状态。因此，可以使焊料粒子合而为一的机会减少，由此可以抑制焊桥的发生。

又，通过在回流焊时利用液体材料的对流而使焊料粒子移动，将未载置在垫式电极上的焊料粒子引导到垫式电极上，因此可以不浪费地有效利用焊料粒子。

又，通过以将基板放入容器内，在容器内将基板浸入焊料组成物中的状态来加热，可以在基板和容器之间的间隙也充满液态的焊料组成物而加热，因此可以使从容器向基板的热传导均匀。因此，在相同条件下可以同时形成许多焊料隆起，因此可以降低焊料隆起制造上的偏差。除此之外，通过调整焊料组成物的向基板的载置量，可以简单地变换焊料隆起的大小(高度)。

本发明的加热装置包括有：载置台，其载置基板或载放有该基板的夹具(下面将基板或夹具称为“基板等”)；开口部，其形成在该载置台上，由基板等的载置而被堵塞；加热单元，其从该开口部将热风吹抵基板等的下侧。将基板等载置在载置台上时，开口部被基板等堵塞。因此，热风只吹抵开口部的基板等的下侧，而不会从开口部吹出。因此，热风不迂回到基板的上方，因此基板上的糊状钎焊料的氧化被抑制。又，采用本发明的加热装置，虽采用热风加热，但也可以液态的焊料组成物形成焊料隆起。其第一个理由是由于与糊状钎焊料时相同，焊料组成物的氧化被抑制。第二个理由是由于形成焊料组成物的表面侧温度低而基板侧的温度高这样的温度分布。认为通过这些理由中的至少一个，以液态的焊料组成物就可以形成焊料隆起。第二个理由在后面论述。

还可以设置有使吹到基板等的下侧的热风再次返回到加热单元的热风循环路径。此时，可以抑制热风的扩散，因此更减少迂回到基板上方的热风。且有效利用热量，可以节省能源。

又，还可以设置有对基板温度进行调解的调温单元。此时，可以防止基板的温度过度上升，因此进一步抑制基板上的糊状钎焊料和基板上的液态的焊料组成物(下面称为“糊状钎焊料等”)的氧化。调温单元如具有位于基板上方且分开的热吸收板和冷却热吸收板的吸热部。吸热部比如由空冷机构和水冷机构组成。又，调温单元也可以具有以辐射热加热基板的辐射板和加热所述辐射板的加热部。

还可以设置有将基板等固定在载置台上的夹紧机构。由于基板等的重量和热风的压力，基板等有可能被热风吹飞或移动。这样的情况设有压紧机构来固定基板等。

夹具也可以是将基板以浸入液态的焊料组成物中的状态来保持的容器。此时，容器也可以具有载置基板的平的底面和防止焊料组成物横溢的周壁。在加热过程中，基板和容器之间的间隙也充满液态的焊料组成物。因此，从容器向基板的热传导更均匀。并且，在现有技术的糊状钎焊料中，通过调整印刷厚度和焊料粒子的含有量来改变焊料隆起的大小(高度)。与之相对，在本发明中，采用液态的焊料组成物和容器，因此只调整焊料组成物的载置量，就可以任意改变基板上的焊料组成物的厚度。因此，可以简单地改变焊料隆起的大小(高度)。另外，焊料组成物在常温下即使不是液态，在加热时变为液态即可。

本发明的回流焊装置至少具备1个预加热部、1个回流焊部、1个冷却部并按此顺序配设，由搬送机构按该顺序搬送基板等，由控制单元控制预加热部、回流焊部、冷却部及搬送机构的各自动作。并且，预加热部及回流焊部具有本发明的加热装置。通过在预加热部及回流焊部采用本发明的加热装置，基板上的糊状钎焊料的氧化被抑制，另外，也可以省略冷却部。另外，所述加热单元所设有的加热单元既可以通过热风加热，也可以通过热传导加热。

也可以将预加热部、回流焊部、冷却部配设在同心圆上。此时，基板等的搬送时的人口和出口处于相同的场所。因此，比如与将这些配设成直线状的情况相比，更容易进行基板等的搬送处理，同时整体的结构也简洁和小型化。

搬送机构也可以具有使基板等相对载置台上下移动的上下移动机构。此时，使基板等上下移动，可以将其放置在载置台上或将其从载置台抬起。另外，搬送机构也可以不使基板等上下移动而保持水平搬送。

控制单元也可以在开口部未被基板等堵塞时停止热风发生部的动作。此时，可以防止在开口部未被基板等堵塞时热风从开口部吹出。

本发明的回流焊装置的使用方法是采用本发明的回流焊装置来连续地传递多个基板等来处理时，在多个基板等的前、后、或途中传递虚设(ダミ一)基板等这样的方法。虚设基板等抑制在开口部未被基板等堵塞时开口部的热风的吹出，同时抑制相对于加热装置的热容量的变动。另外，虚设基板等也可以做成与基板等相同的形状。此时可以更加抑制相对于加热装置的热容量的变动。

下面，详细说明以液态的焊料组成物可以形成焊料隆起的第二个理由。

液态的焊料组成物由焊料粒子与具有熔接剂作用的液体材料(基本制剂)的混合物组成，具有在常温下为液态或在加热过程中变成液态的性质。也就是说，焊料组成物在常温下是液态，或在加热状态过程中变为液态。为了得到这样的性质(流动性)，要求液体材料的粘度低、焊料粒子的混合比小及焊料粒子的粒径小。在加热过程中焊料粒子处于漂浮或沉淀在液体材料中的状态。另外，如果在加热过程中变成液态的话，现有的糊状钎焊料也包含在该焊料组成物中。

在此，在本发明的回流焊工序中，从基板侧加热焊料组成物。从基板侧加热基板上的焊料组成物时，焊料组成物的表面温度低而基板侧的温度高。这样，靠近垫式电极的下方的焊料粒子率先开始熔化，一熔化就在垫式电极上沾润蔓延。这时，远离垫式电极的上方的焊料粒子还未充分熔化。因此，可以减少焊料粒子合而为一的机会，也抑制焊桥的发生。

又，也可以在回流焊工序中，在最初将垫式电极加热到焊料粒子的熔点或熔点以上，使与垫式电极接触的焊料粒子熔化，在垫式电极上形成沾润蔓延的焊料皮膜，使焊料粒子更加与该焊料皮膜合而为一。这样的加热状态可通过控制温度曲线及温度分布来实现。比如，从基板侧加热基板上的焊料组成物的同时，从焊料组成物的表面侧进行调温是有效的。

并且，也可以在回流焊工序中，通过对焊料组成物如下这样设定温度差：焊料组成物的表面侧温度低而基板侧的温度高，由此，使靠近基板侧的焊料粒子率先沉淀。焊料组成物的表面侧温度低而焊料组成物的基板侧的温度高这样设定温度差时，液体材料的温度越高粘度越低，因此靠近垫式电极的下方的焊料粒子率先沉淀且开始熔化，与垫式电极接触就沾润蔓延。这时，远离垫式电极的上方的焊料粒子还未充分沉淀且未熔化。因此，可以减少焊料粒子合而为一的机会，也抑制焊桥的发生。又，这样的加热状态除了控制温度曲线及温度分布之外，还可通过调整液体材料的粘度的温度依存性和焊料粒子的熔点之间的关系来实现。

采用本发明的加热装置，通过设置有载置基板等的载置台、形成在载置台上且通过基板等的载置来堵塞的开口部、从开口部将热风吹抵基板等的下侧的热风发生部，热风只吹抵基板等的下侧而不从开口部吹出，因此可以防止热风迂回到基板之上。因此，即使采用热风加热基板等，也可以抑制基板上的糊状钎焊料等的氧化。除此之外，虽采用热风加热的装置，但也能以液状的焊料组成物形成焊料隆起。其理由是由于可以防止热风向基板之上的迂回，因此焊料组成物不被氧化，或形成焊料组成物的表面侧温度低而基板侧的温度高这样的温度分布。

又，还可以通过设置使吹到基板等的下侧的热风再次返回到加热单元的热风循环路径，可以减少迂回到基板之上的热风。且有效利用热量，可以节省能源。

又，通过设置有对基板温度进行调解的调温单元，可以进行基板的温度调节，可以容易地控制焊料隆起的形成状态。又，可以更加抑制焊料表面的氧化。

又，通过设置有将基板等固定在载置台上的压紧机构，可以防止热风将基板等吹飞或移动。

又，通过采用将基板以浸入焊料组成物中的状态进行保持的容器，可以在基板和容器之间的间隙也充满液态的焊料组成物来加热，因此自容器向基板的热传导更均匀。因此，在相同的条件下可以同时形成许多焊料隆起，因此可以降低焊料隆起制造上的偏差。除此之外，通过调整焊料组成物的向基板的载置量，也能改变焊料隆起的大小(高度)。

采用本发明的回流焊装置，通过在预加热部及回流焊部采用本发明的加热装置，可以抑制基板上的糊状钎焊料等的氧化。除此之外，虽是采用热风加热的装置，但也可以利用液状的焊料组成物形成焊料隆起。

又，通过将预加热部、回流焊部和冷却部配设在同一圆周上，容易进行基板等搬送处理，可以使整体简洁和小型化。

又，通过在开口部未被基板等堵塞时停止热风发生部的动作，可以抑制热风从开口部吹出。

采用本发明的回流焊装置的使用方法，通过在多个基板等的前、后、或途中传递虚设基板等这样的方法，可以抑制在开口部未被基板等堵塞时自开口部的热风的吹出，且相对于加热装置的热容量的变动变小，因此可以抑制热风的温度变动。

附图的简单说明

图1是表示本发明的加热装置的第一实施方式的概略剖视图。

图2是表示采用图1的加热装置的焊料隆起形成方法的一个例子的剖视图。

图3是表示采用图1的加热装置的焊料隆起形成方法的一个例子的剖视图(滴下工序)，按图3[1]~图3[3]的顺序进行工序。

图4是表示采用图1的加热装置的焊料隆起形成方法的一个例子的剖视图(回流焊工序)，按图4[1]~图4[3]的顺序进行工序。

图5表示的是本发明的加热装置的第二实施方式，图5[1]是局部俯视图，图5[2]是图5[1]中V-V线剖视图。

图6是表示本发明的回流焊装置的第一实施方式(加热中)的俯视图。

图7是表示本发明的回流焊装置的第一实施方式(搬送中)的俯视图。

图8是表示图5的回流焊装置的搬送机构的整体的概略剖视图。

图9是表示图5的回流焊装置的搬送机构的容器保持部的立体图。

图10是表示图5的回流焊装置的控制系统的方块图。

图11是表示本发明的焊料隆起形成方法的第一实施方式的剖视图。

图12是表示本发明的焊料隆起形成方法的第一实施方式的剖视图(滴下工序)，按图12[1]~图12[3]的顺序进行工序。

图13是表示本发明的焊料隆起形成方法的第一实施方式的剖视图(回流焊工序)，按图13[1]~图13[3]的顺序进行工序。

图14是表示本发明的焊料隆起形成装置的第一实施方式的概略剖视图。

图15是表示本发明的焊料隆起形成装置的第二实施方式的概略剖视图。

实施发明的最佳方式

下面，根据附图来说明本发明的实施方式。

本发明的第1实施方式的加热装置50是如图1所示的、用于加热基板20上的焊料组成物10的装置。如图1所示，加热装置50具有从基板20侧加热焊料组成物10的加热单元40。由加热单元40加热的基板20浸入容器30内的液态的焊料组成物10中。

加热单元40包括主加热源42、副加热源43、鼓风机44、蓄热材料45、热风循环导管46、开口部47等。开口部47是为了将热风41吹抵容器30所形成的开口。例如可采用电热加热器作为主加热源42及副加热源43。蓄热部件45比如由铝材构成，形成有使热风41通过的多个通孔48。通过鼓风机44使热风41循环。即，热风41经由主加热源42→蓄热部件45→开口部47(容器30的底部)→循环导管46→副加热源43→热风循环导管46→鼓风机44→主加热源42的循环路径而循环。该加热单元40是通过将热风41吹抵容器30来加热，因此与利用热传导的装置相比，可以更均匀地加热基板20整体。

又热风循环导管46在围着开口部47的区域形成有支承容器30的载置台51。由载置台51及开口部47之外的加热单元40构成热风发生部52。当容器30载置在载置台51上时，容器30的底部覆盖开口部47，开口部47被堵塞。热风发生部52将热风41从开口部47吹抵容器30的底部。

图1所示的加热装置50也可以根据需要设置从基板20的表面侧对基板20温度进行调温的调温单元60。图1所示的调温单元60包括主调温源62、副调温源63、鼓风机64、蓄冷(或蓄热)部件65、循环导管66、开口部67、热吸收板(或辐射板)68等。蓄冷部件65比如由铝材形成，形成有调温介质61通过的许多通孔69。热吸收板68比如最好由铝材构成，使焊料组成物10侧形成接近黑体的状态。通过鼓风机64使调温介质61循环。即，调温介质61如下这样循环：主调温源62→蓄热部件65→开口部67(冷却热吸收板68)→循环导管66→副调温源63→循环导管66→鼓风机64→主调温源62。又调温介质61是保持可调节焊料组成物10的表面侧的温度的介质即可。热吸收板68具有吸收基板20的热量的功能，调温单元60的热吸收板68之外的结构构成吸热部，该吸热部通过吸收热吸收板68的热量来使热吸收板的吸热功能继续发挥。此时，主调温源62、副调温源63发挥冷却调温介质61的功能。在以上的说明中，虽说明了调温单元60是吸收基板20的热量以使焊料组成物的表面侧和基板侧形成温度差的结构，但并不限于此，即，作为调温单元60也可是通过辐射热来对基板进行加热的结构。此时，热吸收板68起到通过辐射热对基板20进行加热的辐射板的功能，该辐射板68之外的结构构成加热部，该加热部通过加热辐射板68来使辐射板68的加热功能继续发挥。在该结构中，主调温源62及副调温源63发挥加热调温介质61的功能。而且，由调温单元60加热基板20时，该加热温度也可与加热单元40所产生的加热温度相同，或加热到超过它的温度。任一调温单元60都是不使冷风或热风的调温介质61与基板20上的焊料组成物10直接接触的方式，因此不会对堆积成层状的焊料组成物10带来不良的影响。

接着来说明加热装置50的动作。通常加热装置50被用于由加热单元40对基板20上的焊料组成物10进行加热的情况，即，将基板20浸入充填在容器30内的焊料组成物10内。并且，将该容器30载置在载置台51上，以容器30的底部堵住开口部47。由此，形成热风41的循环路径。当加热单元40产生热风41时，热风41经由所述循环路径循环，由循环的热风41对容器30的底部进行加热，吸收该热来加热基板20。热风41不迂回到容器30的上侧，因此基板20上的焊料组成物10的氧化被抑制。

另一方面，加热单元40所产生的热不迂回到焊料组成物10侧，因此与基板20侧相比，产生温度差。将基板20侧与焊料组成物10侧的温度相比较，形成基板20侧的温度高，焊料组成物10侧的温度低的状态。这意味着如后所述的对包含在焊料组成物10内的焊料粒子11的熔化进行控制。即，混合到焊料组成物10的液态体12内的焊料粒子11沉淀在液态体12中而焊接在基板20的电极上。焊料组成物10侧的温度低时可抑制沉淀在液态体12中的焊料粒子11的合而为一。并且，因为基板20侧的温度高，焊料粒子12被迅速熔化，促进焊料粒子11对基板20的电极的焊接。

在所述说明中，虽说明了在加热装置50中没有采用调温单元60的情况，也可采用调温单元60。即，在所述说明中，只有加热单元40，因此不能进行焊料组成物10侧的温度调节，但通过采用调温单元60，可以进行焊料组成物10侧的温度管理，可以抑制沉淀在液态体12中的焊料粒子11合而为一，可以可靠地焊接在基板20的电极上。

接着，说明采用本实施方式的加热装置使液态的焊料组成物形成焊料隆起的方法。图2是表示采用图1的加热装置形成焊料隆起的方法的一个例子的剖视图。下面根据附图来说明。但与图1相同的部分付上相同的符号而省略说明。另外，图1所示的是在基板上涂布焊料组成物的状态，与左右方向相比将上下方向进行了放大表示。

本实施方式所使用的焊料组成物10由大量焊料粒子11和脂肪酸酯组成的液态体12的混合物构成，被用于在垫式电极22上形成焊料隆起。并且，液态体12具有在常温的状态下滴到基板20上时，因自重蔓延而形成均匀厚度的粘度，还具有在加热到焊料粒子11的熔点或熔点以上的温度的状态下在垫式电极22上引起焊料粒子11所产生的焊料沾润的熔接剂作用。焊料粒子11具有在与液态体12一同滴到基板20上时，与液态体12一同蔓延而分散均匀这样的混合比和粒径。

又，焊料粒子11在表面只有自然氧化膜(未图示)。因液态体12是脂肪酸酯，原来就包含有机酸的一种即游离脂肪酸。游离脂肪酸具有如下作用：边抑制在加热到焊料粒子11的熔点或以上的状态下焊料粒子11的合而为一，边促进焊料粒子11和垫式电极22之间的焊接，同时促进形成在垫式电极22上的焊料皮膜和焊料粒子11之间的合而为一。

液态体12所包含的有机酸也可以根据需要来添加。也就是说，根据焊料粒子11的氧化程度和分量来调整液态体12的有机酸含量。比如，形成大量的焊料隆起时，焊料粒子11也变成大量，因此为了还原全部的焊料粒子11的氧化膜，有必要含有充分的有机酸。另一方面，添加了超过隆起形成所需的、过剩的焊料粒子11时，通过减少有机酸的含量而降低液态体12的活性，也可使焊料粉末粒度分布中属于微细侧的焊料粒子11不被熔化，仅使比较大的焊料粒子11形成最合适的隆起。此时，残留的未熔化的微细的焊料粒子11具有通过防止焊料粒子11的合而为一来降低垫式电极22的短路的效果。

焊料粒子11有必要均匀分散在液态体12中，因此最好在使用前搅拌焊料组成物10。焊料粒子11的材质可以使用锡铅系焊料或无铅焊料等。也可以使焊料粒子11的直径b小于相邻的垫式电极22之间的周端间的最短距离a。

使焊料组成物10在常温下由于自然落下滴到具有垫式电极22的基板20上。由此即可在基板20上涂布厚度均匀的焊料组成物10。也就是说，不采用丝网印刷和分配法，就可以在基板20上形成膜厚均匀的焊料组成物10的涂布膜。涂布的均匀性对焊料隆起的偏差带来影响，因此尽可能均匀涂布。之后，通过对基板20整体进行均匀的加热，就可能形成焊料隆起。在短时间升温加热到焊料熔点或熔点以上。通过在短时间内升温，可以抑制在过程中的有机酸活性的降低。

接着，说明在本实施方式所使用的基板20。基板20是硅片。在基板20的表面21上形成有垫式电极22。在垫式电极22上形成有采用本实施方法所形成的焊料隆起。基板20由焊料隆起与其他半导体片和配线板电连接及机械连接。垫式电极22的形状比如为圆，直径c比如是40μm。相邻的垫式电极22的中心间的距离d比如是80μm。焊料粒子14的直径b比如是3～15μm。

垫式电极22包括在基板20上形成的铝电极24、形成在铝电极24上的镍层25、形成在镍层25上的金层26。镍层25及金层26是UBM(under barrier metal或under bumpmetallurgy)层。基板20上的垫式电极22之外的部分被保护膜27覆盖。

接着，说明垫式电极22的形成方法。首先，在基板20上形成铝电极24，铝电极24之外的部分由聚酰胺树脂或氮化硅膜形成保护膜27。这些采用比如光刻技术及蚀刻技术而形成。接着，在铝电极24表面实施锌酸盐(ジンケ一ト)处理后，采用非电解镀层法在铝电极24上形成镍层25及金层26。设有该UBM层的理由是对铝电极24赋予焊料沾润性的缘故。

可以使用诸如Sn-Pb(熔点183℃)、Sn-Ag-Cu(熔点218℃)、Sn-Ag(熔点221℃)、Sn-Cu(熔点227℃)、其他无铅焊料等作为焊料粒子11的材质。

加热单元40包括所述鼓风机、电热器等，其吹动热风41从基板20侧(下侧)来加热焊料组成物10。

图3及图4是表示采用图1的加热装置形成焊料隆起的方法的一个例子的剖视图。图3是滴下工序，工序依图3[1]～图3[3]顺序进行。图4是回流焊工序，工序依图4[1]～图4[3]顺序进行。下面，根据这些附图来说明。但是，与图2相同部分付与相同的符号，因此省略说明。另外，在图3的说明中，将所述的“容器30”称为“承接容器30”。

在图3中，省略基板20上的垫式电极22的图示。首先，如图3[1]所示，将基板20放入承接容器30内。并且，在浇注容器31中根据需要搅拌焊料组成物10后，从浇注口32将焊料组成物10滴到基板20上。这样，焊料组成物10因自重蔓延成均匀的厚度。这时，常温即可，且可以利用焊料组成物10的自然流下。并且，也可以采用印刷机和排出机将焊料组成物10涂布在基板20上。

另外，承接容器30因为在回流焊工序与基板20一同加热，因此其由具有耐热性的、热传导优良的，且不产生焊料粒子11所产生的焊料沾润的金属如铝组成。又，承接容器30具有载置平板状的基板20的平的底面33和防止焊料组成物10的横溢的周壁34。此时，承接容器30的底面33与基板20紧密接触，因此提高热传导。另外，在图2及图4中省略了承接容器30的图示。

又，在滴下工序中或滴下工序后，通过水平旋转基板10，也可以使基板20上的焊料组成物10形成均匀的厚度。在水平旋转基板10时，采用市场上销售的旋转涂布机即可。

滴下工序的结束按照是否将焊料组成物10滴落到使基板20浸入在焊料组成物10中的程度而分成两种。图3[2]是基板20未浸入焊料组成物10中的情况，此时，基板20上的焊料组成物10的厚度t1主要是由焊料组成物10的表面张力及粘性决定的数值。另一方面，图3[3]是基板20浸入焊料组成物10中的情况。此时，基板20上的焊料组成物10的厚度t2可以设定为与滴落的焊料组成物10的量对应的所期望的数值。

通过以上的滴下工序，如图2所示，焊料组成物10通过全面涂布被载置在多个垫式电极22分开设置的基板20上。这时，在包含有多个隆起电极22和位于它们之间的间隙中的保护膜27的面上到处都载置有焊料组成物10。焊料组成物10恰如油墨这样的状态。

接着，在回流焊工序，当基板20和焊料组成物10的加热开始时，液态体12的粘性更加降低。这样，如图4[1]所示，焊料粒子11的比重大于液态体12，因此焊料粒子11沉淀并层积在垫式电极22及保护膜27上。

接着，如图4[2]所示，焊料组成物10被加热到焊料粒子11的熔点或熔点以上。在此，从基板20侧对基板20上的焊料组成物10进行加热，因此焊料组成物10越到表面侧温度越低，越到基板20侧温度越高。这样，靠近垫式电极22的下方的焊料粒子11率先开始熔化，一熔化就在基板20上沾润蔓延。此时，远离垫式电极22的上方的焊料粒子11还未充分熔化。因此，可以减少焊料粒子11合而为一的机会，因此焊桥的发生也被抑制。换言之，在回流焊工序中，最初将垫式电极22加热到焊料粒子11的熔点或熔点以上，使与垫式电极22接触的焊料粒子11熔化，在垫式电极22上形成沾润蔓延的皮膜23’，进一步使焊料粒子11与焊料皮膜23’合而为一。

又，此时，由于液态体12所含有的有机酸的作用，引起如下这样的状态。首先，焊料粒子11的合而为一被抑制。但是，在图4[2]中未图示，一部分的焊料粒子11合而为一而变大。也就是说，焊料粒子11即使合而为一，只要具有一定的大小或一定大小以下就没有问题。另一方面，焊料粒子11在垫式电极20上蔓延而在界面形成合金层。其结果，在垫式电极20上形成焊料皮膜23’，焊料粒子11进一步与焊料皮膜23’合而为一。即，焊料皮膜23’成长，成为图8[3]所示那样的焊料隆起23。

另外，在图4[3]中的、焊料隆起23的形成中未被使用的焊料粒子11和残留的液态体12一同在后续工序中被洗掉。

又，在回流焊工序中，也可以通过如下这样设定温度差：焊料组成物10的表面侧温度低，焊料组成物10的基板20侧温度高，由靠近基板20侧的焊料粒子11先开始沉淀。当焊料组成物10的表面侧温度低，焊料组成物10的基板20侧温度高这样设定温度差时，液态体12温度越高，粘度越降低，因此靠近垫式电极22的下方的焊料粒子先沉淀且开始熔化，与垫式电极22接触就沾润蔓延。此时，远离垫式电极22的上方的焊料粒子11还没有充分沉淀和熔化。因此，可以更减少焊料粒子11合而为一的机会，因此，焊桥的发生也更被抑制。又，这样的加热状态可以如下这样实现：比如从基板20侧加热基板20上的焊料组成物10的同时，或从焊料组成物10的表面侧进行调温，或调整液态体12的粘度的温度依存性和焊料粒子11的熔点之间的关系。

还有，在回流焊工序中，也可以利用液态体12的对流向垫式电极22供给焊料粒子11。当从基板20侧加热焊料组成物10时，就在液态体12种发生对流，由此焊料粒子11就在液态体12中运动。因此，未被载置在垫式电极22上的焊料粒子11也移动到垫式电极22上而变成焊料隆起23的一部分。因此，可有效地利用焊料粒子11。

在以上的说明中，说明了对焊料组成物发挥调温单元60的冷却功能来形成焊料隆起的情况，但并不限于此。也可以对焊料组成物发挥调温单元60的加热功能来形成焊料隆起。并且，也可以交替发挥调温单元60的冷却功能和加热功能来形成焊料隆起。

图5所示的是本发明的加热装置的第二实施方式，图5[1]是局部俯视图，图5[2]是图5[1]中的V-V线剖视图。下面根据该附图来说明。但是，与图1相同的部分通过付与相同的符号或通过不图示来省略说明。

在本实施方式中，具有将基板20固定在载置台51上的压紧机构55。压紧机构55由柱塞式螺线管56a、56b、陀螺状压紧凸轮57a、57b组成。螺线管56a的一端561转动自如地安装在载置台51上，另一端562转动自如地安装在压紧凸轮57a的外周附近。压紧凸轮57a通过中心轴571转动自如地安装在载置台51上。螺线管56b及压紧凸轮57b也是相同的结构。

在图中，螺线管56a、56b处于压缩的状态，压紧凸轮57a、57b转动至压紧基板20的角度。在此，如图中箭头所示，当螺线管56a、56b伸展时，压紧凸轮57a、57b就转动至松开基板20的角度。

由于基板20的重量和热风41的压力，基板20有可能被热风41吹飞或移动。这种情况下设有压紧机构55来固定基板20。另外压紧机构55在本实施方式中作成压紧基板20的机构，毫无疑问也可以作成压紧容器30(图1)的机构。

下面，根据图6及图7来说明将本发明实施方式的加热装置应用于回流焊装置时的例子。图6及图7表示的是本发明的回流焊装置实施方式的俯视图，图6是加热中的状态，图7是搬送中的状态。下面根据这些附图来说明。但是，与图1相同的部分通过付与相同的符号省略说明。

本发明实施方式的回流焊装置70按预加热部71、回流焊部72、冷却部73这样的顺序排列设置在同心圆上，回流焊装置70具有将容器30按该顺序搬送的搬送机构80。又，在预加热部71和冷却部73之间设有进出口部74。将所述加热装置10用在预加热部71和回流焊部72上。图8所示的回流焊装置70采用未设置有调温单元60的加热装置10，但并不限于此。也可以在预加热部71及回流焊部72上采用设置有图1所示的调温单元60的加热装置10。利用图1的加热装置10的加热单元40的机构作为冷却部73。此时，采用冷却介质61代替加热单元40中供给的介质61。并且，该冷却介质61通过开口部67从容器30的下侧吹，逐渐冷却基板。

图8及图9表示的是图6的回流焊装置的搬送机构，图8是整体的概略剖视图，图9是容器保持部的立体图。下面根据图6至图9来说明。但是，通过将图3及图4中与图1相同的部分付与相同符号而省略说明。

如图8所示，搬送机构80包括中心的驱动部81、安装在驱动部81上的4根臂部82、形成在臂部82的顶端的容器保持部83。驱动部81包括支承4根臂部82的中心板84、使中心板84上下移动的气缸85、使中心板84及气缸85同时旋转的环状电动机86。

如图9所示，容器保持部83呈圆环状，在其上表面形成有三个凸部831~833。凸部831~833与形成在容器30的底面上的凹部(未图示)卡合。通过凸部831~833与凹部卡合，容器30可拆卸自如地被固定在容器保持部83上。

图10表示的是图6的回流焊装置的控制系统的方块图。下面根据该图来说明。但是，通过对与图6相同的部分付与相同的符号来省略说明。

回流焊装置70还具有控制预加热部71、回流焊部72、冷却部73及搬送机构80的各自动作的控制单元75。控制单元75由比如微型计算机及其程序组成。控制单元75的控制对象是预加热部71、回流焊部72及冷却部73的温度及风量、搬送机构80的搬送动作等。

下面根据图6至图10来说明回流焊装置70的动作。另外，控制动作的是控制单元75。

首先，将基板20放入容器30，采用分配器从其上方滴入焊料组成物10。于是，从进出口部74将该容器30载置在容器保持部83上。至此的动作可以自动化完成，也可以由操作员进行。接着，使环状电动机86旋转，将容器30搬送到下个预加热部71。此时，位于预加热部71、回流焊部72及冷却部73的容器30也分别向回流焊部72、冷却部73及进出入口部74搬送。另外，在搬送开始和结束时，通过未图示的电磁阀使气缸85动作，使容器30连同容器保持部83上下运动。

在预加热部71，通过一定时间的加热，容器30被加热到某一定的温度。接着，使环状电动机86旋转，将容器30搬送到下一个回流焊部72。在回流焊部72，容器30通过一定时间的加热，焊料组成物10被回流焊。接着，使环状电动机86旋转，将容器30搬送到下一个冷却部73。在冷却部73，容器30通过一定时间的加热被冷却到一定的温度。接着，使环状电动机86旋转，将容器30搬送到下一个进出口部74。在此，通过将容器30从容器保持部83取下，结束回流焊工序。

采用回流焊装置70，通过将加热单元40用到预加热部71及回流焊部72上，采用热风41来加热，以焊料组成物10可以形成焊料隆起。其第一个理由是热风不迂回，因此焊料组成物10的氧化被抑制的缘故。第二个理由是焊料组成物10的表面侧温度低而基板20侧的温度高这样的温度分布的缘故。

又，预加热部71及回流焊部72也可以这样控制：根据来自控单元75的指令，在如图7所示开口部47不被容器30堵塞时，停止热风发生部52的热风的供给。此时，比如停止鼓风机44的动作，或使用未图示的遮蔽板来抑制热风41的吹出。这样一来，在开口部47不被容器30堵塞时，可以防止热风41从开口部47吹出。

并且，采用回流焊装置70，将多个容器30连续地传送而处理之际，也可以在多个容器30的前、后或中途，将虚设容器(未图示)传送。虚设容器可抑制开口部47未被容器30堵塞时的热风41自开口部47吹出，同时能抑制加热单元40以外的热容量的变动。另外，将虚设容器做成与容器30相同的形状时，可以更加抑制加热单元40以外的热容量的变动。还可以省略冷却部73。

另外，本发明自不必说，并不限于所述实施方式。比如，作为硅片(FC)的替代品，可以采用微细间距的基片和插入式基片，还可以采用配线板(BGA)。又，电极材料不限于铝，也可以采用Al-Si、Al-Si-Cu、Al-Cu、Cu等。

图11是表示本发明的实施方式的焊料隆起形成方法的剖视图。下面根据该附图来说明。另外，图11表示的是将焊料组成物涂布在基板上的状态，上下方向比左右方向放大。

在本实施方式中使用的焊料组成物10由大量的焊料粒子11与脂肪酸酯组成的液态体(液体材料)12的混合物组成，被用于在垫式电极22上形成焊料隆起。并且，液态体12具有在常温的状态下滴到基板20上时，因自重蔓延为均匀的厚度的粘度，还具有在加热到焊料粒子11的熔点或熔点以上的温度的状态下在垫式电极22上引起焊料粒子11所产生的焊料沾润的熔接剂(スラックス)作用。焊料粒子11具有在与液态体12一同滴到基板20上时，与液态体12一同蔓延而分散均匀这样的混合比和粒径。

又，焊料粒子11在表面只有自然氧化膜(未图示)。因液态体12是脂肪酸酯，原来就含有机酸的一种即游离脂肪酸。游离脂肪酸具有如下作用：在加热到焊料粒子11的熔点或以上的状态下边利用其反应生成物抑制焊料粒子11的合而为一，边促进焊料粒子11和垫式电极22之间的焊接，同时促进在垫式电极22上形成的焊料皮膜和焊料粒子11之间的合而为一。

液态体12所包含的有机酸也可以根据需要来添加。也就是说，根据焊料粒子11的氧化程度和分量来调整液态体12的有机酸含量。比如，形成大量的焊料隆起时，焊料粒子11也变成大量，因此为了还原全部的焊料粒子11的氧化膜，有必要含有充分的有机酸。另一方面，添加了超过形成隆起所需的过剩的焊料粒子11时，通过减少有机酸的含量变少而降低液态体12的活性，使焊料粉末粒度分布中属于微细侧的焊料粒子11不被熔化，可仅以比较大的焊料粒子11进行最合适的隆起形成。此时，残留的未熔化的微细的焊料粒子11具有通过防止焊料粒子11的合而为一来降低垫式电极22的短路的效果。

焊料粒子11有必要均匀分散在液态体12中，因此最好在使用前搅拌焊料组成物10。焊料粒子11点多材质可以使用锡铅系焊料或无铅焊料等。也可以使焊料粒子11的直径b小于相邻的垫式电极22之间的周端间的最短距离a。

焊料组成物10在常温下由于自然流下滴到具有垫式电极22的基板20上。这样即可在基板20上涂布厚度均匀的焊料组成物10。也就是说，不采用网板印刷和分配法，就可以在基板20上形成膜厚均匀的焊料组成物10的涂布膜。涂布的均匀性对焊料隆起的偏差带来影响，因此尽可能均匀涂布。之后，通过对基板20整体进行均匀的加热，就可能形成焊料隆起。在短时间升温加热到焊料熔点或熔点以上。通过在短时间内升温，可以抑制在过程中的有机酸活性的降低。

接着，说明在本实施方式所使用的基板20。基板20是硅片。在基板20的表面21上形成有垫式电极22。在垫式电极22上采用本实施方法的形成方法形成焊料隆起。基板20由焊料隆起与其他半导体片和配线板电连接及机械连接。垫式电极22的形状比如为圆，直径c比如是40μm。相邻的垫式电极22的中心间的距离d比如是80μm。焊料粒子14的直径b比如是3～15μm。

垫式电极22包括在基板20上形成的铝电极24、形成在铝电极24上的镍层25、形成在镍层25上的金层26。镍层25及金层26是UBM(under barrier metal或under bumpmetallurgy)层。基板20上的垫式电极22之外的部分被保护膜27覆盖。

接着，说明垫式电极22的形成方法。首先，在基板20上形成铝电极24，铝电极24之外的部分由聚酰胺树脂或氮化硅膜形成保护膜27。这些采用比如光刻技术及蚀刻技术而形成。接着，在铝电极24表面实施锌酸盐处理后，采用非电解镀层法在铝电极24上形成镍层25及金层26。设有该UBM层的理由是在铝电极24上付与焊料沾润性的缘故。

可以使用诸如Sn-Pb(熔点183℃)、Sn-Ag-Cu(熔点218℃)、Sn-Ag(熔点221℃)、Sn-Cu(熔点227℃)等作为焊料粒子11的材质。

加热单元40包括如鼓风机、电热器，其吹动热风41从基板20侧(下侧)来加热焊料组成物10。

图12及图13是表示本发明的焊料隆起形成方法的第一实施方式的剖视图。图12是涂布工序的一个例子即滴下工序，工序依图12[1]～图12[3]顺序进行。图13是回流焊工序，工序依图13[1]～图13[3]顺序进行。下面，根据这些附图来说明。但是，通过将与图11相同部分付与相同的符号而省略说明。

在图12中，省略基板20上的垫式电极22的图示。首先，如图12[1]所示，将基板20放入承接容器30内。并且，在浇注容器31中根据需要搅拌焊料组成物10后，从浇注口32将焊料组成物10滴到基板20上。这样，焊料组成物10因自重蔓延成均匀的厚度。这时，常温即可，且可以利用焊料组成物10的自然流下。并且，也可以采用印刷机和排出机将焊料组成物10涂布在基板20上。

另外，承接容器30在回流焊工序与基板20一同加热，因此其由具有耐热性的、热传导优良的，且不产生焊料粒子11所产生的焊料沾润的金属如铝组成。又，承接容器30具有载置平板状的基板20的平的底面33和防止焊料组成物10的横溢的周壁34。此时，承接容器30的底面33与基板20紧密接触，因此提高热传导。另外，在图1及图3中省略承接容器30的图示。

又，在滴下工序中或滴下工序后，通过水平旋转基板10，也可以使基板20上的焊料组成物10形成均匀的厚度。在水平旋转基板10时，采用市场上销售的旋转涂布机即可。

滴下工序的结束按照是否将焊料组成物10滴落到使基板20浸入在焊料组成物10中的程度而分成两种。图12[2]是基板20未浸入焊料组成物10中的情况，此时，基板20上的焊料组成物10的厚度t1主要是由焊料组成物10的表面张力及粘性决定的数值。另一方面，图12[3]是基板20浸入焊料组成物10中的情况。此时，基板20上的焊料组成物10的厚度t2可以设定为与滴落的焊料组成物10的量对应的所期望的数值。

通过以上的滴下工序，如图11所示，焊料组成物10通过全面涂布被载置在多个垫式电极22分开设置的基板20上。这时，在包含多个隆起电极22和位于它们之间的间隙中的保护膜27上的面上到处都载置有焊料组成物10。焊料组成物10恰如油墨这样的状态。

接着，在回流焊工序，当基板20和焊料组成物10的加热开始时，液态体12的粘性进一步降低。这样，如图13[1]所示，焊料粒子11的比重大于液态体12，因此焊料粒子11沉淀并层积在垫式电极22及保护膜27上。

接着，如图13[2]所示，焊料组成物10被加热到焊料粒子11的熔点或熔点以上。在此，从基板20侧对基板20上的焊料组成物10进行加热，因此焊料组成物10的表面侧温度低，基板20侧的温度高。这样，靠近垫式电极22下方的焊料粒子11首先开始熔化，一熔化就在基板20上沾润蔓延。此时，远离垫式电极22的上方的焊料粒子11还未充分熔化。因此，可以减少焊料粒子合而为一的机会，因此焊桥的发生也被抑制。换言之，在回流焊工序中，最初将垫式电极22加热到焊料粒子11的熔点或熔点以上，使与垫式电极22接触的焊料粒子11熔化，在垫式电极22上形成沾润蔓延的皮膜23’，进一步使焊料粒子11与焊料皮膜23’合而为一。

又，此时，由于液态体12所含有的有机酸的作用，引起如下这样的状态。首先，焊料粒子11的合而为一被抑制。但是，在图13[2]中未图示，一部分的焊料粒子11合而为一而变大。也就是说，焊料粒子11即使合而为一，只要具有一定的大小或一定大小以下就没有问题。另一方面，焊料粒子11在垫式电极20上蔓延而在界面形成合金层。其结果，在垫式电极20上形成焊料皮膜23’，焊料粒子11进一步与焊料皮膜23’合而为一。即，焊料皮膜23’长大，成为图12[3]所示那样的焊料隆起23。

另外，在图13[3]中的、未被焊料隆起23的形成所使用的焊料粒子11和残留的液态体12一同在后续工序中被洗掉。

又，在回流焊工序中，也可以通过如下这样设定温度差：焊料组成物10的表面侧温度低，焊料组成物10的基板20侧温度高，使靠近基板20侧的焊料粒子11先开始沉淀。当焊料组成物10的表面侧温度低、焊料组成物10的基板20侧温度高这样设定温度差时，液态体12的温度越高，粘度越降低，因此靠近垫式电极22的下方的焊料粒子11先沉淀且开始熔化，与垫式电极22接触就沾润蔓延。此时，远离垫式电极22的上方的焊料粒子11还没有充分沉淀和熔化。因此，可以更减少焊料粒子11合而为一的机会，因此，焊桥的发生也更被抑制。又，这样的加热状态可以如下这样实现：比如从基板20侧加热基板20上的焊料组成物10的同时，或从焊料组成物10的表面侧进行调温，或调整液态体12的粘度的温度依存性和焊料粒子11的熔点之间的关系。

还有，在回流焊工序中，也可以利用液态体12的对流来将焊料粒子11向垫式电极22供给。当从基板20侧加热焊料组成物10时，就在液态体12中发生对流，由此焊料粒子11就在液态体12中运动。因此，未被载置在垫式电极22上的焊料粒子11也移动到垫式电极22上而变成焊料隆起23的一部分。因此，可有效地利用焊料粒子11。

图14是表示本发明的实施方式的焊料隆起形成装置的概略剖视图。下面根据该附图来说明。但是，通过将与图11至图13相同的部分付与相同的符号而省略说明。另外，将“承接容器30”简称为“容器30”。

本实施方式的焊料隆起形成装置50A是用来加热及回流焊基板20上的焊料组成物10而形成焊料隆起的装置，设置有从基板20侧加热焊料组成物10的加热单元40和调节焊料组成物10的温度的调温单元60。

加热单元40包括主加热源42、副加热源43、鼓风机44、蓄热部件45、热风循环导管46、开口部47等。例如可采用电加热器作为主加热源42及副加热源43。蓄热部件45比如由铝材构成，形成有使热风41通过的多个通孔48。通过鼓风机44使热风41循环。即，热风41经由如下的循环路径循环：主加热源42→蓄热部件45→开口部47(加热容器30)→循环导管46→副加热源43→热风循环导管46→鼓风机44→主加热源42。该加热单元40是通过将热风41吹抵容器30来加热，因此与利用热传导的装置相比，可以更均匀地加热基板20整体。

调温单元60包括主调温源62、副调温源63、鼓风机64、蓄冷(或蓄热)部件65、循环导管66、开口部67、热吸收板(或辐射板)68等。并且，调温单元60采用冷风作为调温介质61。主调温源62和副调温源63比如是冷却水冷却器。蓄冷部件65比如由铝材形成，形成有冷风61通过的许多通孔69。热吸收板68比如由铝材构成，最好使焊料组成物10侧形成接近黑体的状态。利用鼓风机64使冷风61循环。即，冷风61经由如下的循环路径循环：主调温源62→蓄冷(或蓄热)部件65→开口部67(冷却热吸收板68)→循环导管66→副调温源63→冷风循环导管66→鼓风机64→主调温源62。热吸收板68具有吸收焊料组成物10热量的功能，调温单元60的热吸收板68之外的结构构成吸热部，该吸热部通过吸收热吸收板68的热量来使热吸收板68的吸热功能继续发挥。此时，主调温源62、副调温源63起到冷却调温介质61的作用。在以上的说明中，虽说明了调温单元60是吸收焊料组成物10的热量而在焊料组成物的表面侧和基板侧形成温度差的结构，但并不限于此，即，作为调温单元60也可以通过辐射热来对焊料组成物10进行加热的结构。此时，热吸收板68作为通过辐射热对焊料组成物10进行加热的辐射板来发挥功能，该辐射板68之外的结构构成加热部，该加热部通过加热辐射板68来使辐射板68的加热功能继续发挥。另外，由调温单元60加热焊料组成物10时，其加热温度也可与加热单元40所产生的加热温度相同，或加热到超过它的温度。任一调温单元60都是不使冷风或热风的调温介质61与焊料组成物10直接接触的方式，因此不会对堆积成层状的焊料组成物10带来不良的影响。

下面来说明焊料隆起形成装置50A的动作。以加热单元40从基板20侧对焊料组成物10进行加热，同时以调温单元60从焊料组成物10的表面侧对其温度进行调节。这样，焊料形成物10的温度如下这样分布：越靠近基板20侧温度越高，越靠近表面侧温度越低。这时，如上所述，可以减少焊料粒子合为一体的机会，因此也可以抑制焊桥的发生。因此，易于形成高密度且微细的焊料隆起。

图15是表示本发明的焊料隆起形成装置的第二实施方式的概略剖视图。下面根据该附图来说明。但是，通过将与图14相同的部分付与相同的符号而省略说明。

在本实施方式的焊料隆起形成装置50B中，采用利用热传导的加热单元71来替代图14中的利用热风41的加热单元40。加热单元71是比如板式加热器等电加热器，是直接载置容器30的、通过热传导来加热容器30的简单的结构。采用隆起形成装置70，与第一实施方式相比结构可以更简单。

另外，本发明自不必说，并不限于所述实施方式。比如，也可以采用配线板(BGA)代替硅片(FC)。又，电极材料不限铝，也可以采用Al-Si、Al-Si-Cu、Al-Cu、Cu等。

实施例1

下面来说明将本实施方式更具体化的实施例1。

使用的焊料粒子的成分为96.5wt％Sn-3.0wt％Ag-0.5wt％Cu(熔点218℃)，平均直径为6μm(粒度分布2-11μm)。使用一种脂肪酸酯(三油酸三甲基丙烷脂)作为液态体。该脂肪酸酯的主要的性质如下：40℃时的动粘度为48.3mm²/s，100℃时的动粘度为9.2mm²/s，酸值为2.4。不添加有机酸，利用脂肪酸酯原来所包含的游离脂肪酸。又，为了尽量抑制脂肪酸酯受水分的影响，进行了水的蒸气压或以下的真空脱泡。

在焊料隆起形成用的基板方面使用了边长为10mm的正方形硅片。在硅片上，80μm间距的垫式电极形成二维阵列状。垫式电极的形状是边长为40μm的正方形。垫式电极表面的材质是在非电解镀镍上所形成的零点几微米膜厚的镀金。保护膜的材质是硅氮化物。

符号说明

10 焊料组成物

11 焊料粒子

12 液态体(液体材料)

20 基板

21 基板的表面

22 垫式电极

23 焊料隆起

23’ 焊料皮膜

30 承接容器(容器)

31 浇注容器

32 浇注口

40、71 加热装置

41 热风

50A、50B 焊料隆起形成装置

60 调温单元

61 冷风

70 回流焊装置

Claims (35)

1.一种加热装置，其特征在于，

包括：

载置台，其搭载基板或保持有基板的夹具；

开口部，其形成在所述载置台上，由于载置所述基板或所述夹具而被封闭；加热单元，其通过所述开口部将热风吹抵所述基板或所述夹具的下侧来加热。

2.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，

设置有将吹抵所述基板或所述夹具的热风返回到所述加热单元侧的热风循环路径。

3.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，

设置有调温单元，其位于所述载置台的上方，对所述基板进行温度控制。

4.如权利要求3所述的加热装置，其特征在于，

所述调温单元具有以辐射热加热所述基板的辐射板和加热所述辐射板的加热部。

5.如权利要求3所述的加热装置，其特征在于，

所述调温单元具有吸收所述基板的热量的热吸收板和冷却所述热吸收板的吸热部。

6.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，

设置有将所述基板或所述夹具固定在所述载置台上的压紧机构。

7.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，

所述夹具是将基板浸入液态焊料组成物中进行保持的容器。

8.一种回流焊装置，其特征在于，

包括：至少一个预加热部，其对基板或保持有基板的夹具进行预热；

至少一个回流焊部，其对所述预热好的基板或所述夹具进行正式加热；

以及搬送机构，其将所述基板或所述夹具搬送到所述预加热部和所述回流焊部，所述预加热部及所述回流焊部包括：

载置台，其搭载基板或保持有基板的夹具；

开口部，其形成在所述载置台上，由于载置所述基板或所述夹具而被封闭；加热单元，其通过所述开口部将热风吹抵所述基板或所述夹具的下侧来加热。

9.如权利要求8所述的回流焊装置，其特征在于，

设置有将吹抵所述基板或所述夹具的热风返回到所述加热单元侧的热风循环路径。

10.如权利要求8所述的回流焊装置，其特征在于，

设置有调温单元，其位于所述载置台的上方，对所述基板进行温度控制。

11.如权利要求10所述的回流焊装置，其特征在于，

所述调温单元具有以辐射热加热所述焊料组成物的辐射板和加热所述辐射板的加热部。

12.如权利要求10所述的回流焊装置，其特征在于，

所述调温单元具有吸收所述焊料组成物的热量的热吸收板和冷却所述热吸收板的吸热部。

13.如权利要求8所述的回流焊装置，其特征在于，

设置有将所述基板或所述夹具固定在所述载置台上的压紧机构。

14.如权利要求8所述的回流焊装置，其特征在于，

所述夹具是将基板浸入液态焊料组成物中进行保持的容器。

15.如权利要求8所述的回流焊装置，其特征在于，

除所述预加热部和所述回流焊部之外，设置有对所述基板或所述夹具进行慢慢冷却的至少一个冷却部。

16.如权利要求15所述的回流焊装置，其特征在于，

所述预加热部和所述回流焊部和所述回流焊部被配置在同心圆上，

所述搬送机构通过旋转运动将所述基板或所述夹具搬入所述预加热部、所述回流焊部及所述冷却部或从这些部位搬出。

17.如权利要求8所述的回流焊装置，其特征在于，

所述搬送机构具有上下移动机构，其使所述基板或所述夹具升降而从所述载置台脱离或搭载在所述载置台上。

18.如权利要求8所述的回流焊装置，其特征在于，

所述加热单元具有在所述基板或所述夹具未被载置在所述载置台上的状态下停止供应热风的功能。

19.如权利要求16所述的回流焊装置，其特征在于，

所述搬送机构将所述基板或所述夹具连续地搬送到所述预加热部、所述回流焊部及。

20.如权利要求19所述的回流焊装置，其特征在于，所述搬送机构将虚设工件混在一起搬送所述基板或所述夹具。

21.一种焊料隆起形成装置，对设有多个垫式电极的基板上的焊料组成物进行加热及回流焊而形成焊料隆起，其特征在于，

所述焊料组成物是由焊料粒子与含有熔接剂成分且在常温下为液态或加热变成液态的液体材料的混合物组成，

所述焊料隆起形成装置具有从所述基板侧对所述焊料组成物进行加热的加热单元。

22.如权利要求21所述的焊料隆起形成装置，其特征在于，

设置有调温单元，其位于所述载置台的上方，对所述焊料组成物进行温度控制。

23.如权利要求22所述的焊料隆起形成装置，其特征在于，

所述调温单元具有以辐射热加热所述焊料组成物的辐射板和加热所述辐射板的加热部。

24.如权利要求22所述的焊料隆起形成装置，其特征在于，

所述调温单元具有吸收所述焊料组成物的热量的热吸收板和冷却所述热吸收板的吸热部。

25.如权利要求21所述的焊料隆起形成装置，其特征在于，

所述加热单元将热风吹抵所述基板的下侧来加热。

26.如权利要求21所述的焊料隆起形成装置，其特征在于，

所述加热单元通过热传导对所述基板的下侧加热。

27.如权利要求21所述的焊料隆起形成装置，其特征在于，

所述基板被浸入容器内的焊料组成物中，

所述加热单元隔着所述容器从所述基板侧对所述焊料组成物加热。

28.一种焊料隆起形成方法，其特征在于，包括以下工序：

将焊料组成物在设有多个垫式电极的基板上堆积成层状的涂布工序，所述焊料组成物由焊料粒子与含有熔接剂成分且常温下为液态或加热变成液态的液体材料的混合物组成；

从所述基板侧对所述焊料组成物进行加热而回流焊的回流焊工序。

29.如权利要求28所述的焊料隆起形成方法，其特征在于，

在所述涂布工序中，将所述焊料组成物堆积在包含所述多个垫式电极及其它们之间的间隙的整个面上。

30.如权利要求28所述的焊料隆起形成方法，其特征在于，

在所述回流焊工序中，使所述焊料组成物的表面侧和基板侧的加热温度形成温度差地加热所述焊料组成物。

31.如权利要求28所述的焊料隆起形成方法，其特征在于，

在所述回流焊工序中，使所述焊料组成物的表面侧和基板侧的加热温度几乎相同地加热所述焊料组成物。

32.如权利要求28所述的焊料隆起形成方法，其特征在于，

在所述回流焊工序中，将所述垫式电极加热到所述焊料粒子的熔点或熔点以上，使与该垫式电极接触的焊料粒子熔化，形成在该垫式电极上沾润蔓延的焊料皮膜，进一步使所述焊料粒子与该焊料皮膜合而为一。

33.如权利要求28所述的焊料隆起形成方法，其特征在于，

在所述回流焊工序中，使所述焊料组成物的基板侧的加热温度高于其表面侧的加热温度，以此形成温度差，靠近所述基板侧的所述焊料粒子率先沉淀。

34.如权利要求28所述的焊料隆起形成方法，其特征在于，

在所述回流焊工序中，使所述焊料组成物的基板侧的加热温度高于其表面侧的加热温度，以此形成温度差，在所述液体材料中产生对流，通过该对流来促进所述焊料粒子的沉淀。

35.如权利要求28所述的焊料隆起形成方法，其特征在于，

在所述回流焊工序中，在将所述基板浸入容器内的所述焊料组成物中的状态下对其加热。

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