JP2008229660A - 半田付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水素ガスを、燃焼装置を使用しないでも無害化して半田付け装置から外気に放出する。
【解決手段】 外槽４内に窒素ガスを供給する。外槽内に予熱室１０、加熱排気室１２及び冷却室１４とを設ける。これらには、窒素ガスよりも圧力の高い水素ガスが供給されている。予熱室１０、加熱排気室１２及び冷却室１４を、被半田付け処理物１が搬送されて、予熱室１０で半田の予熱が行われ、加熱排気室１２で半田の溶融及び真空排気による溶融半田内の空隙破壊が行われ、冷却室１４で溶融半田の凝固が行われる。予熱室１０、加熱排気室１２及び冷却室１４から外槽４に流出した水素ガスは窒素ガスで希釈され、排気管８ａ、８ｂから外気に放出される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半田付け装置に関し、特に可燃性の還元ガスを使用するものに関する。

接合対象物を半田接合する場合、半田付け後の半田内に空隙が残存することを防止するための技術が例えば特許文献1に開示されている。特許文献1の技術によれば、内部の温度及び圧力を調整可能な半田付け装置内に、接合対象物をそれらの間に半田を挿入した状態で配置する。半田付け装置内を真空に近い低圧の水素ラジカルの雰囲気として、半田付け装置内の温度を上昇させて、半田を溶融し、その後に半田付け装置内の温度を低下させて、半田を凝固させる。半田の溶融後に、窒素ガスを導入することによって半田付け装置内の圧力を大気圧まで上昇させ、半田内の空隙を押しつぶす。

特開２００４−１１４０７４号公報

上記の半田が溶融した状態において、半田付け装置内の圧力を上昇させることによって、空隙をつぶそうとしている。そのため、半田の溶融を低圧の状態で行っているが、真空に近い圧力で半田を溶融加熱すると、半田の還元が不十分で、半田の濡れ不良が発生する。この点を改善するために、水素ラジカルの雰囲気を使用している。水素ラジカル雰囲気を使用しないで半田の還元を行う技術として、例えば特願２００５−１８６１１１号の明細書に開示されている技術がある。

この技術では、圧力がほぼ大気圧の水素ガス雰囲気中において半田と被半田づけ体とを備える半田づけ処理物を加熱して、半田を溶融させている。次に、半田の溶融状態において、ほぼ真空状態に減圧して、空隙を膨張させて破壊し、その後に、ほぼ大気圧の水素ガス雰囲気として被処理物を冷却している。

しかし、この技術では、水素ガスを使用しており、半田の濡れ性を向上させるために特に高濃度の水素ガスを用いた場合、この水素ガスを無害化した状態で外気に放出する必要があり、そのための燃焼装置が必要である。更に、この燃焼装置が安全に作動するための保護機能が必要となる。

本発明は、例えば水素ガスのような可燃性の還元ガスを、燃焼装置を使用しないでも無害化して外気に放出することができる半田づけ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の半田付け装置は、収容部、例えば内槽を有している。この収容部には、半田と、この半田によって半田付けされる被半田付け体とが収容されている。被半田付け体としては、例えばセラミック基板とＩＣチップとを使用することができるし、セラミック基板とヒートシンクとを使用することができる。この収容部に、可燃性還元ガス、例えば水素ガスをガス供給手段が供給する。収容部内に加熱手段が設けられ、この加熱手段は、前記可燃性還元ガス雰囲気中で前記半田と前記被半田付け体とを、前記半田の溶融温度以上の温度に加熱して、前記半田を溶融させる。前記収容部の周囲を包囲するように外槽が設けられている。この外槽には不燃性ガス供給源から不燃性ガスを供給している。前記収容部は、その内部の可燃性還元ガスが前記外槽に流出可能に形成されている。前記可燃性還元ガスの圧力は、前記不燃性ガスの圧力よりも高く設定され、前記不燃性ガスの圧力は大気圧よりも高く設定されている。前記外槽は、ガス流出口を有している。

このように構成された半田付け装置では、半田の溶融及び冷却は、可燃性還元ガス雰囲気中で行われるので、半田の濡れを良好にすることができる。しかも、可燃性還元ガスは、収容部から外槽に流れ、ここで不燃性ガスと混合されて、ガス流出口から外気に放出される。従って、可燃性還元ガスの燃焼装置を設けなくても、可燃性還元ガスを無害化して放出することができる。

なお、前記不燃性ガス供給源及び前記可燃性還元ガス供給源に、それぞれ流量調整手段を設け、これら流量調整手段は、前記ガス流出口から流出する前記不燃性ガスに含まれる前記可燃性還元ガスの濃度が爆発限界以下となるように調整することによって、より無害化することができる。

前記外槽に排気手段を設けることができる。排気手段は、前記加熱手段による加熱後に、前記溶融された半田と前記被半田付け体との周囲を真空に排気する。

このように構成すると、溶融半田が真空中に置かれることにより、溶融半田内の空隙が膨張して半田中から放出され、半田の凝固後に空隙が残存することがない。しかも、排気する際には、可燃性還元ガスも排気されるが、可燃性還元ガスは、収容部から外槽に不燃性ガスと混合した状態で排気されるので、可燃性還元ガスの燃焼装置を設けなくても、可燃性還元ガスを無害化して放出することができる。

収容部には、加熱手段による加熱後に、溶融された半田と被半田付け体とを冷却する冷却手段を設けることもできる。このように構成すると、溶融された半田が冷却手段によって速やかに凝固する。

本発明の他の態様の半田付け装置は、大気圧よりも高い圧力の不燃性ガスが供給されると共に、ガスの流出口を有する外槽を有している。この外槽内に加熱手段が設けられている。この加熱手段は、半田とこの半田によって半田付けされる被半田付け体とを備える処理物が載置され、前記半田を溶融させる。覆い手段が、この加熱手段の加熱時に前記処理物の周囲を少なくとも覆って内部に可燃性還元ガスを供給する状態と、前記加熱手段上の前記処理物から離れて、その周囲を前記不燃性ガスと前記可燃性還元ガスの混合状態とする。

このように構成すると、処理物の加熱時には、覆い手段によって処理物を覆った状態で、可燃性還元ガスを供給することで、処理物の周囲の雰囲気を可燃性還元ガス雰囲気とすることができ、加熱後には、覆い手段を処理物から離すことによって、可燃性還元ガスは、不燃性ガスと混合し、ガス流出口から大気中に排出される。従って、可燃性還元ガスを無害化して大気中に放出することができる。

排気手段を備え、気密状態と開放状態とをとる２つの部材からなる加熱排気室を前記外槽内に設けることができる。この場合、前記２つの部材の一方内に加熱手段が配置される、前記覆い手段が、前記２つの部材の他方である。加熱排気室に可燃性還元ガスを供給する可燃性還元ガスの供給手段が設けられている。加熱排気室が気密状態において可燃性還元ガスの供給と共に加熱手段による加熱が行われ、その後に加熱排気室が開放状態とされ、再度気密状態とされて、前記排気手段が動作する。

或いは、上記加熱排気室の２つの部材の一方内に加熱手段を配置し、前記２つの部材の他方内に、前記覆い手段を設け、この覆い手段にその内部に前記可燃性還元ガスを供給する可燃性還元ガスの供給手段を設け、加熱手段上に処理物が載置されている状態において、覆い手段が処理物を覆うと共に、可燃性還元ガスの供給及び加熱手段による加熱を行い、その後に覆い手段を前記処理物から離し、排気手段を動作させることもできる。

これらのように構成すると、高濃度の可燃性還元ガスの雰囲気で処理物を加熱することができて、半田の濡れ性を向上させることができ、しかも排気することによって溶融半田中の空隙を膨張させて、半田中から放出することができる。しかも、排気時には、可燃性還元ガスは、不燃性ガスと混合状態とされ、無害化されている。

更に、外槽内において前記加熱排気室の後段に、冷却室を有するものとすることができる。この場合、冷却室専用の可燃性還元ガス供給手段が設けられる。冷却室には、加熱排気室から搬送された処理物を冷却する冷却手段が設けられている。このように構成すると、冷却を速やかに行えるし、冷却も可燃性還元ガス雰囲気中で行われるので、半田の濡れを良好にすることができる。

更に、冷却室は、開放状態と閉鎖状態とをとるものとすることができる。この場合、開放状態において溶融された半田と前記被半田付け体とが例えば搬送手段によって加熱排気室から冷却室に供給され、閉鎖状態において冷却室の可燃性還元ガス供給手段によって冷却室に可燃性還元ガスが供給され、この供給状態において処理物が冷却手段によって冷却される。この閉鎖状態において、可燃性還元ガスが外槽内に流出するように構成することも可能である。

このように構成すると、冷却室には閉鎖状態の場合にのみ可燃性還元ガスを供給すればよいので、その使用量を減少させることができる。

冷却室が密閉状態と開放状態とをとるものである場合でも、無いものである場合でも、加熱排気室の前段に、予熱室を設けることができる。この場合、予熱室用の可燃性還元ガス供給手段が設けられる。予熱室には、処理物を予熱する予熱手段が設けられている。このように構成すると、予熱を行うことにより、加熱手段による半田の溶融が速やかに行われる。しかも、この予熱は、可燃性還元ガスの雰囲気中で行われるので、半田の濡れを良好にすることができる。

更に、予熱室は、開放状態と閉鎖状態とをとることができるものとすることができる。この場合、開放状態において例えば搬送手段によって処理物が予熱室に供給され、閉鎖状態において予熱室用の可燃性ガス供給手段によって予熱室に可燃性還元ガスが供給され、この供給状態において処理物が予熱手段によって予熱される。閉鎖状態において可燃性還元ガスは、外槽内に流出するように構成することも可能である。

このように構成すると、予熱室には閉鎖状態の場合にのみ可燃性還元ガスを供給すればよいので、その使用量を減少させることができる。

上述した態様の半田付け装置において、外槽の前側と後側とに、処理物を出し入れするためのロードロックチャンバーを設けることができる。このように構成すると、外槽を真空状態にすることなく、高純度の不燃性ガスの雰囲気に保持でき、不燃性ガスの消費量を削減できる。また、外槽は、真空室に構成する必要が無く、コストダウンを図ることができる。

以上のように、本発明によれば、可燃性還元ガスを使用しているが、この可燃性還元ガスを燃焼装置を使用しないで無害化して大気中に排出することができ、半田付け装置の構成を簡略化することができる上に、低コストとすることができる。

本発明の第１の実施形態の半田付け装置２は、被半田付け体、例えばセラミック基板とＩＣチップとの間に、半田を挟んだ半田付け処理物１を搬送している間に、予熱、加熱、冷却を行って半田付けするもので、外槽４を有している。外槽４内には、不燃性ガス、例えば窒素ガスが、ガス供給源、例えば窒素ガス源（図示せず）から供給管６ａ、６ｂを介して供給されている。また、外槽４には、その内部からガスを排気するガス排出口、例えば排気管８ａ、８ｂが設けられている。外槽４内の窒素ガスの圧力は、大気圧よりも幾分高く設定されている。従って、排気管８ａ、８ｂから窒素ガスは自然排気されている。窒素ガスの圧力は、窒素ガス源に設けた流量調整手段、例えば流量調整弁（図示せず）によって調整されている。

外槽４内には、収容部、例えば内槽を構成する予熱室１０、加熱排気室１２、冷却室１４が、外槽４の長さ方向に沿って前側から後側に順に配置されている。

予熱室１０は、入口と出口とを有している。その内部に予熱手段、例えばヒーター１６、１６が外槽４の長さ方向に沿って順に配置されている。この半田付け装置２の前側に接続された前側ロードロックチャンバー１８から、図示しない搬送手段、例えばコンベヤによって予熱室１０内に被半田付け処理物１が搬送され、更にコンベヤによって予熱室１０の入口からヒーター１６、１６上に順に搬送される。無論、前側ロードロックチャンバー１８に被半田付け処理物１が搬入される際には、その外槽４との境界にあるゲート１８ａが閉じられ、外槽４内に前側ロードロックチャンバー１８から半田付け処理物１を搬入する場合には、入口側のゲート１８ｂは閉じられている。従って、半田付け処理物１を搬入する際に、窒素ガスが漏れることはない。

予熱室１０のヒーター１６、１６は、半田付け処理物１を半田の溶融温度付近の温度まで予め加熱する。予熱室１０内には、外槽４の外部に設けた可燃性還元ガスの供給手段、例えば水素ガス源（図示せず）から水素ガス供給管２０を介して水素ガスが供給されている。従って、予熱は、水素ガス雰囲気中で行われる。この水素ガスの圧力は、窒素ガスの圧力よりも幾分高く設定され、水素ガス源に設けられた流量調整手段、例えば流量調整弁（図示せず）によって調整されている。このように水素ガスの圧力が設定されているので、予熱室１０の外槽４に向けて開かれた隙間から水素ガスは、外槽４内に流出し、外槽４内で窒素ガスによって希釈されている。

予熱室１０に隣接して加熱排気室１２が配置されている。加熱排気室１２は、２つの部材、例えば下型１２ａと上型１２ｂとを有している。下型１２ａは、上部が開口しており、上型１２ｂは、この下型１２ａと重なって気密室を構成するもので、下型１２ａの上方に配置されている。上型１２ｂは、外槽４の外部に設けた昇降装置に駆動体（共に図示せず）を介して結合され、下型１２ａの上方に上昇した開放状態と、この上昇状態から降下して下型１２ａと重なって加熱排気室１２を気密室とする気密状態とをとる。下型１２ａ内には、加熱手段、例えばヒーター２２が配置され、予熱室１０の出口から搬送手段、例えば搬送コンベヤによって搬送された被半田処理物１をその上面に載せて、半田の溶融温度以上に加熱して、半田を溶融させる。また、下型１２ａには、排気管２４が接続され、これは外槽４の外部に設けた排気手段、例えば真空ポンプ（図示せず）に接続されている。また、上型１２ｂには、上述した水素ガス源に接続された水素ガス供給管２６が接続されている。この実施形態では、上型１２ｂが覆い手段に相当する。

上型１２ｂが上昇している開放状態において、ヒーター２２上に被半田付け処理物１が予熱室１０からコンベヤによって搬送される。このとき、水素ガス供給管２６から水素ガスが供給されており、加熱排気室１２の雰囲気は、ほぼ水素ガス雰囲気である。この状態で上型１２ｂが降下して加熱排気室１２を気密にする。この水素ガス雰囲気中でヒーター２２が動作して、半田の溶融が行われる。半田が溶融された後に水素ガスの供給が停止され、上型１２ｂが上昇し、外槽４内の窒素ガスが加熱排気室１２内に流れ、水素ガスが希釈される。この状態で、上型１２ｂが再び降下し、かつ真空ポンプが動作して、加熱排気室１２内を真空に排気する。これによって、溶融された半田中に存在する空隙が膨張し、被半田付け処理物１から放出される。その後に、再び水素ガスが供給されて、上型１２ｂが上昇され、ヒーター２２が停止される。真空に排気する際、水素ガスと窒素ガスとの混合ガスが排気され、水素ガスのみが排気されることはない。上型１２ｂが覆い手段として機能する。

加熱排気室１２に隣接して、冷却室１４が配置されている。冷却室１４も、予熱室１０と同様に入口と出口とを有し、内部に冷却手段、例えば流体式の、具体的には水冷式の冷却器２８を有している。水は、外槽４の外部に設けた水供給源（図示せず）から循環するように冷却器２８に供給されている。冷却器２８上には、上型１２ｂを上昇させた状態で、入口から半田付け処理物１が加熱排気室１２からコンベヤによって搬送されて、これを冷却し、溶融された半田を凝固させる。冷却室１４には、上述した水素ガス源から水素ガス供給管３０から水素ガスが供給されている。従って、被半田付け処理物１の冷却も水素ガス雰囲気中で行われる。冷却室１４の外槽に向けて開かれた隙間から水素ガスは、外槽４内に流出し、外槽４の窒素ガスによって希釈される。冷却された被半田付け処理物１は、外槽４に後部に設けられた後側ロードロックチャンバー３２にコンベヤによって搬送され、ここから取り出される。後側ロードロックチャンバー３２も外槽４との境界にゲート３２ａを有し、出口にもゲート３２ｂを有している。後側ロードロックチャンバー３２に半田付けが終了した被半田付け処理物１を搬出する場合には、ゲート３２ｂを閉じて、ゲート３２ａを開き、この後側ロードロックチャンバー３２から被半田付け処理物１を取り出す場合には、ゲート３２ａを閉じて、ゲート３２ｂを開く。従って、被半田付け処理物１を取り出す際に、窒素ガスが大気に大量に流出することはない。

この半田付け装置では、被半田付け処理物１を半田付けする際には、水素ガス雰囲気中で行っているので、半田の濡れが良好である。また、半田を溶融させた後に、真空として溶融半田中の空隙を膨張させて、放出している。しかも、この排気時には、水素ガスは窒素ガスによって希釈されている。さらに、水素ガス雰囲気は、窒素ガス雰囲気とした外槽４の内部に、予熱室１０、加熱排気室１２及び冷却室１４からなる内槽中に水素ガスを供給するようにして得ている。これら予熱室１０、加熱室１２及び冷却室１４から水素ガスが流出するが、窒素ガスで希釈されて、排気管８ａ、８ｂから大気中に放出される。従って、水素ガスが爆発するおそれがなく、水素ガスを燃焼させてから外気に放出する必要が無く、半田付け装置のコストを低減することができる。しかも、各予熱室１０、加熱排気室１２及び冷却室１４に個別に水素ガスを供給するようにしているので、それぞれの室での水素ガスの濃度を所望の濃度とすることができる。

本発明の第２の実施形態の半田付け装置２ａを図２に示す。この半田付け装置２ａは、予熱室１００、１０２、冷却室１２０が、それぞれ２つの構成部材によって構成され、これら２つの部材が閉じた状態で両者の間に形成されるわずかな隙間を通じて外槽４とつながっている覆い手段になっている点が第１の実施形態の半田付け装置２と異なる。他の構成は、半田付け装置２と同様である。同等分には同一符号を付して、説明を省略する。

予熱室１００、１０２は、それぞれ個別に構成され、下型１００ａ、１０２ａと、上型１００ｂ、１０２ｂとを有している。下型１００ａ、１０２ａは、加熱排気室１２の下型１２ａと同様に、上部が開口し、その内部にヒーター１６、１６が配置されている。下型１００ａ、１０２ａと重ねて予熱室１００、１０２を形成するように、上型１００ｂ、１０２ｂが、下型１００ａ、１０２ａの上部に配置されている。上型１００ｂ、１０２ｂは、排気加熱室１２の上型１２ｂと同様に駆動体を介して昇降装置（共に図示せず）に結合され、図２に示すような開放状態と、下型１００ａ、１０２ａと共に予熱室１００、１１０を構成する閉鎖状態とをとる。予熱室１００、１０２は、閉鎖状態で、わずかな隙間を通じて外槽４内に通じている。上型１００ｂ、１０２ｂには、外槽４の外部の水素ガス供給源から上型１００ｂ、１０２ｂ内に供給するための水素ガス供給管１０８、１１０が設けられている。

予熱室１００、１０２は、上型１００ｂ、１０２ｂが開放状態において、半田付け処理物１が搬送コンベヤによって搬入され、上型１００ｂ、１０２ｂが降下して、予熱室１００、１０２が形成された後、水素ガスがそれぞれ水素ガス吸気管１０８、１１０から供給され、ヒーター１６、１６が動作して半田付け処理物１を予熱する。この際、予熱室１００、１０２を個別に形成し、その内部に水素ガスを供給しているので、予熱室１００、１０２内を所望の水素ガス濃度とするのに必要な水素ガスの量を減少させることができる。この水素ガスの供給状態において、水素ガスは、外槽４内に流出している。なお、予熱室１００から１０２へ、予熱室１０２から加熱排気室１２に被半田付け処理物１を搬送する場合には、水素ガスの供給を停止して、上型１００ｂ、１０２ｂを上昇させ、コンベヤによって被半田付け処理物を移動させる。

冷却室１１０も下型１１０ａと上型１１０ｂとからなる。下型１１０ａ、上型１１０ｂは、下型１１０ａ内に冷却器２８が配置されている以外、下型１００ａ、１０２ａ、上型１００ｂ、１０２ｂと同様に構成され、上型１１０ｂは駆動体によって昇降装置（共に図示せず）に結合されて、昇降し、水素ガス吸気管１１４によって上型１１０ｂ内に外槽４の外部の水素ガス源から水素ガスが供給される。

冷却室１１０でも、加熱排気室２６から被半田付け処理物１が搬送されるとき、上型１１０ｂが上昇している。冷却器２８上に被半田付け処理物１が搬送されると、上型１１０ｂが降下して、水素ガス供給管１１４から水素ガスが供給される。この場合も、少量の水素ガスで所望の濃度とすることができる。

第３の実施形態の半田付け装置２ｂは、加熱排気室１２０の構成が異なる以外、第２の実施形態の半田付け装置２ａと同様に構成されている。同一部分には、同一符号を付して、説明を省略する。加熱排気室１２０は、下型１２ａ、上型１２ｂ、ヒーター２２を第１の実施形態の加熱冷却室１２と同様に有し、更に、ヒーター２２上に搬送された被半田付け処理物１を被うように覆い手段、例えばカバー１２２が上型１２ｂを貫通して昇降可能に設けられている。図示しない駆動手段によって昇降される。カバー１２２は、下型１２ａ上に降下した状態において、わずかな隙間によって加熱排気室１２０につながっている。カバー１２２には、外槽４の外部の水素ガス供給源からカバー１２２内に水素ガスを供給するための水素ガス供給管１２４が設けられている。また、加熱排気室１２０内に外槽４の外部の窒素ガス供給源から窒素ガスを供給するための窒素ガス供給管１２６が設けられている。

加熱排気室１２０の上型１２ｂが上昇し、水素ガス供給管１２４によって水素ガスの供給が行われず、窒素ガス供給管１２６によって窒素ガスの供給が行われている状態において、予熱室１０２から予熱された被半田付け処理物１がヒーター２２上に搬送される。この状態でカバー１２２が降下して、被半田付け処理物１を覆った状態で水素ガス供給管１２４によって水素ガスの供給が行われ、ヒーター２２が動作して、水素雰囲気中で被半田付け処理物１の加熱が行われる。半田が溶融すると、水素ガスの供給が停止され、かつカバー１２２が上昇する。カバー１２２内に供給された水素ガスは、隙間を通じて加熱排気室１２０内に流出し、加熱排気室１２０内の窒素ガスにより希釈され、排出口から排出されるので、水素ガスが爆発することはない。上型１２ｂが降下して、窒素ガスの供給が停止され、真空ポンプが動作して、窒素ガスによって希釈された水素ガスが排気され、加熱排気室１２０は真空状態になり、溶融した半田中の空隙が膨張して、半田から放出される。その後、上型１２ｂが上昇し、ヒーター２２が停止され、冷却室１１０に搬送される。

なお、ヒーター２２上に被半田付け処理物１を載置した後、上型１２ｂを降下させた後、カバー１２２を降下させて、被半田付け処理物１を覆って、水素ガスの供給を行うこともできる。この場合、カバー１２２の容積を小さくして、カバー１２２を上昇させたときに、加熱排気室１２２内の水素ガスが窒素ガスによって充分に希釈されるようにする。

本発明の第４の実施形態の半田付け装置２ｃは、図４に示すようにバッチ式のものである。この半田付け装置２ｃも外槽２００を有している。外槽２００は、上下に分割形成されている。下部外槽２００ａに対して上部外槽２００ｂが蓋のように取付可能に構成され、この取付状態において、下部外槽２００ａと上部外槽２００ｂとの接触面は気密に形成されている。下部外槽２００ａには、外部に設けた真空ポンプに接続された真空排気管２０２、２０２が設けられている。上部外槽２００ｂには、窒素ガス吸気管２０４を介して外部に設けた窒素ガス源（図示せず）から窒素ガスが供給されている。また外気に連通した外気排気管２０６も設けられている。この外気排気管２０６には、外槽２００内に外部からガスが流入しないように逆止弁が設けられている。窒素ガスの圧力は大気圧よりも幾分高く設定されている。

外槽２００内には、収容部、例えば内槽２０８が配置されている。内槽２０６も下部内槽２０８ａと上部内槽２０８ｂとに分割形成されている。上部内槽２０８ｂは上部外槽２００ｂの開閉に伴って下部内槽２０８ａの上部を開閉するように上部外槽２００ｂ内に設けられている。図３に示すように上部外槽２００ｂが下部内槽２００ａを閉じている状態において、上部内槽２０８ｂは、下部内槽２０８ｂとの間に幾分の隙間を介して下部内槽２０８ｂの上部に位置している。

下部内槽２０８ａの内部にヒーター２１０が配置されている。このヒーター２１０は、半田付け処理物１の加熱を行う。ヒーター２１０の下方に冷却器２１２が設けられ、これは、駆動体２１４を介して外槽２００の外部に設けた昇降装置（図示せず）に結合され、ヒーター２１０の下面に接触するように上昇する状態と、ヒーター２１０の下面と非接触となる降下状態とをとる。

上部内槽２０８ｂには、水素ガス供給管２１６を介して外槽２００の外部に設けた水素ガス源（図示せず）から水素ガスが供給される。この水素ガスの圧力は、窒素ガスの圧力よりも幾分高く設定されている。

この半田付け装置２ｃでは、上部外槽２００ｂ及び上部内槽２０８ｂを開いた状態として、被半田付け処理物１をヒーター２１０の上部に載置し、上部外槽２００ｂで下部外槽２００ａを閉じると、内槽上部２０８ｂが内槽下部２０８ａの上部に位置する。この状態で、外槽２００内を真空に排気した後、窒素ガスを外槽２００内に供給し、更に水素ガスを内槽２０８内に供給する。このとき、水素ガスの圧力が窒素ガスの圧力よりも高いので、内槽２０８内には窒素ガスは流入せず、逆に水素ガスが下部内槽２０８ａと上部内槽２０８ｂとの隙間から外槽２００内に流出している。この状態において、ヒーター２１０が動作し、半田の溶融が行われる。その後、ヒーター２１０を停止させ、冷却器２１２を上昇させて、ヒーター２１０に接触させて、被半田付け処理物１を冷却し、半田を凝固させる。この半田の溶融、凝固が行われている間、半田は水素雰囲気中に晒されているので、還元され、濡れが良好になる。また、内槽２０８の隙間から外槽２００内に流出した水素ガスは窒素ガスによって希釈され、窒素ガスと共に、外気排気管２０６から大気に放出される。窒素ガスによって希釈されているので、水素ガスが爆発する怖れはない。

半田が凝固した後、水素ガスの供給及び窒素ガスの供給を停止して、上部外槽２００ｂを開いて、被半田付け処理物１を取り出す。なお、冷却器２１２を上昇させる前に、内槽２０８及び外槽２００内を真空に排気して、溶融された半田中のボイドを膨張させて、放出した後に、再び外槽２００内に窒素ガス、内槽２０８内に水素ガスを供給して、その後に冷却器２１２を上昇させて、冷却することもできる。この場合も、排気される水素ガスは、窒素ガスによって希釈されているので、爆発のおそれはない。

上記の第１乃至第３の実施形態では、予熱室を設けたが、場合によっては、これを省略することもできる。同様に、第１乃至第３の実施形態では冷却室を設けたが、場合によっては、これを省略することもできる。また、第２及び第３の実施形態では、予熱室、冷却室を上型と下型とによって構成したが、上型に代えて、例えば第３の実施形態の加熱冷却室に設けたカバーのように被半田付け処理物１を覆って、被半田付け処理物１に水素ガスを供給するように水素ガス供給管をカバーに設けることもできる。また、第１の実施形態においても、第３の実施形態のように、加熱排気室に被半田付け物１を覆うカバーを設けて、水素ガスをカバー内に供給した状態でヒーターによる加熱を行い、その後にカバーを上昇させて、水素ガスを窒素ガスで希釈した状態で、排気してもよい。上記の各実施形態では、不燃性ガスとして窒素ガスを使用したがこれに限ったものではなく、例えばアルゴンガスような不活性ガスを使用することもできる。可燃性還元ガスとして水素ガスを使用したがこれに限ったものではなく、例えば水素ラジカル等も使用することができる。

本発明の第１の実施形態の半田付け装置の概略構成図である。 本発明の第２の実施形態の半田付け装置の概略構成図である。 本発明の第３の実施形態の半田付け装置の概略構成図である。 本発明の第４の実施形態の半田付け装置の概略構成図である。

符号の説明

２ ２ａ ２ｂ ２ｃ 半田付け装置
４ ２００ 外槽
１０ １００ １０２ 予熱室（内槽）
１２ 加熱排気室（内槽）
１４ １１０ 冷却室（内槽）
１６ ヒーター（予熱手段）
２２ ２１０ ヒーター（加熱手段）
２８ ２１２ 冷却器（冷却手段）
２０８ 内槽

Claims (12)

1. 半田と、この半田によって半田付けされる被半田付け体とが収容される収容部と、
   この収容部に可燃性還元ガスを供給するガス供給手段と、
   前記収容部内に設けられ、前記可燃性還元ガス雰囲気中で前記半田と前記被半田付け体とを、前記半田の溶融温度以上の温度に加熱して、前記半田を溶融させる加熱手段とを、
   具備し、
   前記収容部の周囲を包囲するように外槽を設け、この外槽には不燃性ガス供給源から不燃性ガスを供給し、前記収容部は、その内部の可燃性還元ガスが前記外槽に流出可能に形成され、前記可燃性還元ガスの圧力は、前記不燃性ガスの圧力よりも高く設定され、前記不燃性ガスの圧力は大気圧よりも高く設定され、前記外槽は、ガス流出口を有する半田付け装置。
2. 請求項１記載の半田付け装置において、前記不燃性ガス供給源及び前記可燃性還元ガス供給源は、それぞれ流量調整手段を有し、これら流量調整手段は、前記ガス流出口から流出する前記不燃性ガスに含まれる前記可燃性還元ガスの濃度が爆発限界以下となるように調整されている半田付け装置。
3. 請求項１または２記載の半田付け装置において、前記外槽に排気手段が設けられ、前記排気手段は、前記加熱手段による加熱後に、前記外槽内を真空に排気する半田付け装置。
4. 請求項１乃至３いずれか記載の半田付け装置において、前記収容部には、前記加熱手段による加熱後に、前記溶融された半田と前記被半田付け体とを冷却する冷却手段が設けられている半田付け装置。
5. 大気圧よりも高い圧力の不燃性ガスが供給されると共に、ガスの流出口を有する外槽と、
   この外槽内に設けられ、半田とこの半田によって半田付けされる被半田付け体とを備える処理物が載置され、前記半田を溶融させる加熱手段と、
   この加熱手段の加熱時に前記処理物の周囲を少なくとも覆って内部に可燃性還元ガスを供給する状態と、前記加熱手段上の前記処理物から離れて、その周囲を前記不燃性ガスと前記可燃性還元ガスの混合状態とする覆い手段とを、
   具備する半田付け装置。
6. 請求項５記載の半田付け装置において、
   排気手段を備え、気密状態と開放状態とをとる２つの部材からなる加熱排気室が前記外槽内に設けられ、
   前記２つの部材の一方内に前記加熱手段が配置され、
   前記覆い手段が、前記２つの部材の他方であり、
   前記加熱排気室に前記可燃性還元ガスを供給する可燃性還元ガスの供給手段が設けられ、
   前記加熱排気室が気密状態において前記可燃性還元ガスの供給と共に前記加熱手段による加熱が行われ、その後に前記加熱排気室が前記開放状態とされ、再度前記気密状態とされて、前記排気手段が動作する
   半田付け装置。
7. 請求項５記載の半田付け装置において、
   排気手段を備え、気密状態と開放状態とをとる２つの部材からなる加熱排気室が前記外槽内に設けられ、
   前記２つの部材の一方内に前記加熱手段が配置され、
   前記２つの部材の他方内に、前記覆い手段が設けられ、
   この覆い手段にその内部に前記可燃性還元ガスを供給する可燃性還元ガスの供給手段が設けられ、
   前記加熱手段上に前記処理物が載置された状態で、前記覆い手段が前記処理物を覆うと共に、前記可燃性還元ガスの供給と共に前記加熱手段による加熱が行われ、その後に前記覆い手段が前記処理物から離れ、前記排気手段が動作する
   半田付け装置。
8. 請求項５記載の半田付け装置において、
   前記外槽内の前記加熱排気室の後段に、冷却室が設けられ、この冷却室に可燃性還元ガス供給手段が設けられ、前記冷却室には、前記加熱排気室から搬送された前記処理物を冷却する冷却手段が設けられている半田付け装置。
9. 請求項８記載の半田付け装置において、前記冷却室は、開放状態と閉鎖状態とをとり、前記冷却室の開放状態において前記処理物が前記加熱排気室から前記冷却室に供給され、前記冷却室の閉鎖状態において前記冷却室の可燃性ガス供給手段によって前記冷却室に前記可燃性還元ガスが供給され、この供給状態において前記処理物が前記冷却手段によって冷却される半田付け装置。
10. 請求項５記載の半田付け装置において、前記外槽内の前記加熱排気室の前段に、予熱室を有し、この予熱室専用の可燃性還元ガス供給手段が設けられ、前記予熱室には、前記処理物を予熱する予熱手段が設けられている半田付け装置。
11. 請求項１０記載の半田付け装置において、前記予熱室は、開放状態と閉鎖状態とをとり、前記予熱室の開放状態において前記処理物が前記予熱室に搬送され、前記閉鎖状態において前記予熱室用の可燃性ガス供給手段によって前記予熱室に前記可燃性還元ガスが供給され、この供給状態において前記処理物が前記予熱手段によって予熱される半田付け装置。
12. 請求項５乃至１１いずれか記載の半田付け装置において、前記外槽の前側と後側とに、前記処理物を出し入れするためのロードロックチャンバーが設けられている半田付け装置。

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