JP2527278B2 - 無融剤はんだ付け方法 - Google Patents

無融剤はんだ付け方法

Info

Publication number
JP2527278B2
JP2527278B2 JP2505487A JP50548790A JP2527278B2 JP 2527278 B2 JP2527278 B2 JP 2527278B2 JP 2505487 A JP2505487 A JP 2505487A JP 50548790 A JP50548790 A JP 50548790A JP 2527278 B2 JP2527278 B2 JP 2527278B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solder
fluorine
reflowing
plasma excitation
containing plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2505487A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05500026A (ja
Inventor
ジオラ ディション
スティーブン マイケル ボビオ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MCNC
Original Assignee
MCNC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23262749&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2527278(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by MCNC filed Critical MCNC
Publication of JPH05500026A publication Critical patent/JPH05500026A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2527278B2 publication Critical patent/JP2527278B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • B23K1/206—Cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/38—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3489—Composition of fluxes; Methods of application thereof; Other methods of activating the contact surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明ははんだ付け方法、特にはんだ付け後の洗浄
（Post−soldering cleaning）の必要性を省く、フラッ
クスを必要としないはんだ付け方法（fluxless solderi
ng method）に関する。
（従来の技術） 電子回路製造分野において、個々のデバイスを電気的
に接触する必要がある。例えば、集積回路（またはチッ
プ）は、印刷配線板、または一般に基板と称することの
できる他のデバイスに、しばしば設けられている。チッ
プと基板との間の接触は、物理的、化学的および電気的
保全性および安定性を有する必要がある。
超小型電子デバイスを物理的および電気的に接続する
１つの方法においては、種々の基板の上面または露出面
に金属パッド（metal pads）を組立てることが用いら
れている。これらの金属パッドは、しばしばはんだ、す
なわち、232℃付近の温度で金属を接合するのに用いら
れる、通常、鉛−錫タイプの低融点合金の上層によって
形成されている。はんだパッドは、しばしば「冶金（me
tallurgy）と称される金属構造素子と接続させ、−−一
般的に金属パッド−−これが、熱を作用させてはんだと
金属パッドを接合させ、これによって電気的接続を形成
する際に、液体はんだによってぬれる。
最近、大抵のはんだ付けプロセスは３つの基本段階： （１）表面酸化物の予備洗浄および脱酸素；（２）はん
だリフロー（solder reflow）および／またはリフロー
接合（reflow joining）；および（３）はんだ付け後
の洗浄を含んでいる。予備洗浄段階は種々のフラックス
材料を用いて行い、はんだ付け段階に用いる表面を、は
んだ表面から汚染物および金属酸化物を除去することに
よって形成している。はんだ接合段階は、高融点酸化物
が、はんだのリフローによって接合すべき２つの表面の
ぬれを防げるので、酸化物被覆を除去した後にのみ行う
ことができる。はんだは、加熱した際に、その特有の球
形状にリフローし、表面をはんだと接触させて接合す
る。第３段階、すなわち、はんだ付け後の洗浄により、
第１段階から残留するすべてのフラックス残留物が除去
される。
後はんだ付け段階は電子部品の大きさを効果的に小さ
くするのが難かしく、このために、後はんだ付け洗浄剤
を、部品と基板との間の、一層小さい間隙に浸透させる
のが、極めて難かしくなっている。後はんだ付け段階は
表面取付け技術（Surface Mount Technology）（SMT）
を用いる場合に極めて難しくなる。
無効果の溶融（inefficient fluxing）は不完全な結
合を生じ、無効果のはんだ付け後の洗浄は全組立体の長
期間にわたる信頼性を低下する。洗浄装置、材料および
プロセスの高価な投資は若干の問題を解決することがで
きるが、しかし溶剤の洗浄によって、環境に対して、望
ましくない効果が生じる。
乾式またはフラックスを必要としないはんだ付けプロ
セスを、予備洗浄段階の代わりに用いることができ、は
んだ付け後の洗浄段階を完全に省くことができる。フラ
ックスを使用し、この間にはんだ接合をリフローイング
する主な理由は、はんだを覆う高融点でかつ硬い酸化物
を破壊することにあるから、この層を除去する気相反応
を、はんだ付け後の洗浄段階を必要とする、普通に使用
されている液体フラックスの代わりに用いることができ
る。
フラックスを必要としないはんだ付けにおいて、種々
の試みがなされているが、しかしながら、これらの試み
は小数の極めて特殊の用途にだけ適用できる制限を受け
ている。
例えば、モスコウィッツおよびイエ氏による「熱乾式
はんだ付けプロセス」と題する「J.VAC.SCI,TECHNOL.
A」Vol.4,No.3（1986年５月/6月）には、はんだリフロ
ーおよびPb/Snはんだの結合についての乾式はんだ付け
プロセスが記載されている。このプロセスでは、表面酸
化物を還元して、はんだ融点を超える温度ではんだリフ
ローするために、ハロゲン含有ガス、CF2，CL2，CF4お
よびSF6が用いられている。これらのガスによる酸化物
還元に必要な活性化エネルギーは、真空チャンバー中で
触媒（Ptメッシュ）を用いることによって低下する。け
れども、首尾よくリフロー結合に要する温度は350℃で
ある。この温度は多くの電子工学適用における一般的な
はんだ付け温度、すなわち、220℃を大きく上回り、構
成部品、基板を損傷し、および異なる材料間の熱不釣合
による欠陥を生じうる。
フラックスを必要としないはんだ付けにおける他の試
みについては「IBN Technical Disclosure Bulletin」V
ol.27,No.11（1985年４月）題目「ハロゲン化ガスを用
いる乾式はんだ付け法」に記載されている。このIBN Bu
lletinには、ハロゲン化ガスを、不活性キャリヤー ガ
ス中で、高温で用いて、はんだ酸化物を反応ガスにより
還元し、はんだリフローすることが記載されている。ま
た、より一般的な低温適用においては、熱損傷が生じう
る。モスコウイッツおよびダビットソン氏による「概要
アブストラクト：レーザーによる乾式はんだ付けプロセ
ス」と題する「J.VAC.SCI.TECHNOL.A.」Vol.3,No.3（19
85年５月/6月）には、はんだリフローのための、レーザ
ーによる、フラックスを必要としないはんだ付け技術に
ついて記載されている。この技術では、予備加熱はんだ
表面の存在において、他の状態の不活性ガスを励起する
のにレーザー輻射線が用いられている。この技術ではは
んだ表面にレーザー輻射線を直接に通すことが要求さ
れ、このため適用に制限を受けると共に、低い処理量の
プロセスに制約されている。
表面酸化物を除去する他の試みにおいては、スパッタ
リングが用いられている。しかしながら、スパッタリン
グ法は極めて不正確で、酸化物の除去中に、基板および
構成部品を損傷するおそれがあり、浸透距離が著しく制
限され、はんだリフローのような適用に適当でない。弗
素含有プラズマは、ドイツ公開特許第3442538号明細書
に記載されているように、はんだ付け区域に用いられて
いる。このドイツ公開特許第3442538号明細書において
は、半導体素子のアルミニウム層を弗素含有プラズマに
少なくとも１時間にわたり、50％までの酸素を含む雰囲
気において420〜670°Ｋの温度範囲でさらしている。次
いで、はんだを適用している。フラックスを必要としな
いはんだ付けについては記載されていないし、また示唆
もされていない。
要するに、利用可能な、フラックスを必要としないは
んだ付け方法において、高温を用いることは、しばしば
印刷回路板および接合される構成部品に悪影響を与えう
る。また、レーザーによるはんだ付け方法は、レーザー
ビームが非露光領域に浸透せず、それ故はんだ接合に適
用できないために、工学的使用に適当でない。更に、こ
の方法は局部ビームに基づくものであり、時間がかかる
方法である。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、改良されたはんだ付け方法を提供す
ることである。
本発明の他の目的は、改良された、フラックスを必要
としないはんだ付け方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、はんだ付け後の洗浄段階
を必要としないはんだ付け方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は改良されたはんだリフロー
についての予備はんだ付け方法（pre−soldering proce
ss）を提供することである。
また、本発明の他の目的は、レーザーまたは熱励起を
必要としない、改良された、フラックスを必要としない
はんだ付けリフロー方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は低温で実施する、改良され
た、フラックスを必要としないはんだ付け方法を提供す
ることである。
また、本発明の他の目的は酸化物のような表面化合物
をはんだ表面から除去する改良方法を提供することであ
る。
（課題を解決するための手段） 本発明のこれらのおよび他の目的はプラズマ プロセ
スをによってはんだ表面酸化物を除去するための活性化
エネルギーを供給することによって達成される。例え
ば、弗素化ガス（例えば、SF6，CF4または他の弗素化ガ
ス）を用いるプラズマ処理において、酸化錫を弗化錫に
転化することができる。弗化錫は、はんだリフロー段階
中、接合すべき２つの表面のぬれ（wetting）を妨げな
い一方、酸化錫はこれを妨げることが見出された。
はんだによって接合すべき１または２つ以上の表面を
はんだで被覆して、はんだをぬらすようにすることがで
きる。次いで、はんだをプラズマ付与反応（plasma−as
sisted reaction）で処理して、不活性雰囲気または真
空において、後に貯蔵およびリフローすることのできる
弗化錫を形成する。この方法は、はんだリフローおよび
／またはリフロー接合段階中、フラックスを必要としな
いではんだに対し表面のぬれを向上する利点を有してい
る。
本発明においては、プラズマ プロセスによる、酸化
錫の弗化錫への転化を、低温で実施する。一般に、温度
は約34〜50℃である。プラズマ処理時間は短く（即ち、
約1/2〜３分）であり、低いまたは高い圧力、すなわち
6.6661×10-1Pa〜1.33322×102Pa（５ミリトル（mmtor
r）〜１トル）で行うことができる。はんだリフロー
を、非酸化性雰囲気中で実施する。プラズマ処理および
リフローおよび／またはリフロー接合は、間断のない真
空において実施して、高品質のはんだぬれの形成を促進
するのが好ましい。このようにして、高い処理量で、信
頼性のある、はんだ付け方法が提供され、この方法は、
はんだ付けすべきチップまたは基板に損傷を与えること
がない。
（実施例） 本発明を、本発明の好適例を示す添付図面に基づいて
より詳細に説明する。しかしながら、本発明を多くの異
なる状態で具体的に例示するが、本発明はこゝに記載す
る具体例に制限されるものでなく：むしろ、本出願人は
この具体例を与え、このためにこの開示を十分かつ完全
にし、本発明の範囲を当業者により十分に理解できるよ
うにする。
より明確にするため、層の厚さは拡大して示してい
る。
図1A〜Ｅおよび2A〜Ｅは、本発明の、フラックスを必
要としないプラズマ予備処理およびリフロー接合を示し
ている。図3A〜Ｅおよび4A〜Ｅは、本発明の、フラック
スを必要としないプラズマ予備処理およびはんだリフロ
ーを示している。同じ数字は同じ要素を示している。
図１および３において、図1Aにははんだ付けすべき第
１表面10aを示している。表面10aは基板50a、例えば印
刷回路またはSMTボード上のパッドであるかあるいは表
面10aは他のはんだバンプ（solder bump）にすることが
できる。
図1Bにおいて、はんだ20は第１表面10a上に堆積す
る。はんだ20は錫、鉛−錫、および鉛−錫を主成分とす
る合金のような任意の適当なはんだ付け材料から形成す
ることができる。本発明において共融63％錫,37％鉛材
料（融点183℃）を用いることができる。表面酸化物25
ははんだ20の露出部分40上に、周囲における酸素にさら
すことによって形成する。表面酸化物の存在は、はんだ
リフローまたははんだ接合する表面のぬれを妨げ、従っ
てこれを除去しなければならない。
図1Cにおいて、表面酸化物25を有する第１表面10aお
よびはんだ20を反応チャンバー30内に配置する。反応チ
ャンバーの真空内において、プラズマはんだ処理プロセ
スを行う。プラズマ励起（plasma excitation）は弗素
化ガス（すなわちSF6，CF4）による。プラズマ処理は室
温（34〜50℃）で行うことができる。プラズマ プロセ
スは極めて短い時間において行うのが好ましい（すなわ
ち1/2〜３分）。処理は比較的高い圧力、例えば1.33322
×102Pa（１トル）または低い圧力、例えば6.6661×10
-1Pa（５ミリトル（mmTorr））で行うことができる。電
力レベル、ガス流、ガス混合流および他の代表的なプラ
ズマ プロセス条件は反応器の形状および処理すべき組
立体の性質によって変えることができる。
表面酸化物ははんだ付けすべき表面のぬれを妨げるの
で除去する必要がある。本発明においては、弗素の高い
電気陰性度のために、または弗素構造が不安定であるた
めに、弗素化ガスが表面酸化物をプラズマ プロセス中
に除去されるのを確めた。
本発明においては、特定の理論に制限されるものでは
ないが、酸化物を転化するのに要する活性化エネルギー
は、表面酸化物25を拡散しおよびこれに衝突するプラズ
マにおいて励起した（excited）弗素ラジカルによって
与えられ、この結果、弗素化合物45がはんだ表面に形成
する。弗素プラズマ プロセスは、表面酸化物25をはん
だ表面から実質的に除去し、かつはんだ材料20の化合物
45および弗素がはんだ表面に形成するまで行う。
図1Dにおいて、プラズマ プロセス中に形成した化合
物45をはんだバンプ20の露出表面40上に示す。プラズマ
は弗素化ガス（例えばSF6またはCF4）であり、この結果
弗化錫化合物45が生成する。図1Dは表面酸化物層25を表
面から除去すること、および弗化錫化合物45をはんだ表
面40上に形成することを示している。
本発明の方法の第１の例において、基板およびはんだ
をプラズマ予備処理反応チャンバー30から除去する。次
いで、はんだを非酸化性雰囲気中でリフローしてはんだ
バンプ60（図3E）を形成するか、または第２表面10b
（図1E）をリフローおよび接合する。第２表面10bは構
成部分または第２基板50b上の他のはんだバンプにする
ことができる。リフローまたはリフロー接合条件は普通
の湿式フラックス方法（wet flux methods）において
用いられている代表的条件と同じである。本発明におい
ては特定の理論に制限されるものでないが、リフロー
中、化合物45（図1D）における表面弗化物を、はんだ20
に溶解するか、またはコロイド状粒子に解体する。
図3A〜Ｅは、はんだを他の物体に接合させないように
して、はんだリフローのみが発生するようにした以外
は、図1A〜Ｅに示すプロセスと同じプロセスを示してい
る。図3Bは、はんだ20が第１表面10aの側面を完全に覆
っている点で、図1Bと異なる。この差異は、例えば、表
面10a上に配置されたはんだの量および表面10aに隣接す
る基板50aのぬれ性が、はんだバンプの容積および形状
を決定しうるために発生する。また、リフロー操作中、
はんだは、幾何学的および化学平衡を達成することによ
り、新たな形状を形成する。従って、リフロー後（図3
E）には、幾何学的形状は、リフロー前（図3D）の形状
と異なる。このような理由により、リフロー操作は、他
の物体を接合させない際にも広く用いられる。
図2A〜Ｅおよび4A〜Ｅにおいては、本発明の好適例を
示している。この例においては、はんだのリフローまた
はリフロー接合を反応チャンバー30の真空中で、プラズ
マ処理による連続形式で実施し、これによって周囲に露
出しないようにすることから、高品位の接合を形成する
ことがてきる。図2Aにおいて、第１表面10aを有する第
１基板50aを示している。図1Bにおけるように、図2B
は、上にはんだ20が堆積した第１表面10aを示してい
る。表面酸化物25ははんだ20の露出表面40上に形成す
る。酸化物25は、はんだがリフローするのを妨げるか、
または、はんだが、接合すべき２つの表面をぬらすのを
妨げる。
図2Cにおいては、図2Bの構造を反応チャンバー30内に
配置し、そこで、図1Cにおいて記載すると同じプラズマ
プロセスを行う。
図2Dにおいては、表面酸化物が全く存在しない、後プ
ラズマ処理構造を示している。はんだバンプ20は、はん
だバンプ20のはんだリフローまたはぬれを第２表面に生
ずるのに十分な量のはんだおよび弗素からなる表面化合
物45を有している。
図2Eにおいては、連続操作形式において、第１表面10
a上のはんだバンプ20を、第２基板50b上の第２表面10b
に、リフロー接合する。プラズマ処理およびリフロー接
合を反応チャンバー内で連続形式で行うことによって、
再酸化の危険性が、はんだ表面を周囲に露出しないよう
にすることによって、除去されるために、高品位のはん
だ表面を形成することができる。
図4A〜Ｅは、はんだを他の物体に接合させないように
して、はんだリフローのみが発生するようにした以外
は、図2A〜Ｅに示すプロセスと同じプロセスを示してい
る。図4Bは、はんだ20が第１表面10aの側面を完全に覆
っている点で、図2Bと異なる。この差異は、図1Bに関し
て説明した理由と同様の理由により発生する。また、リ
フロー操作中、はんだは、幾何学的および化学平衡を達
成することにより、新たな形状を形成する。従って、リ
フロー後（図4E）には、幾何学的形状は、リフロー前
（図4D）の形状と異なる。
本発明の他の例において、はんだに弗素含有プラズマ
励起を与える段階およびはんだをリフローする段階を同
時に行うようにし、および／または第２基板50b上の第
２表面10bを、リフロー中に、はんだ20と接触するよう
にすることができる。また、本発明の他の例において
は、はんだにより接合すべき表面10aおよび10bのいずれ
か一方および双方を、接合すべき表面に対するはんだの
ぬれを改善するはんだ材料または他の既知の材料（すな
わち金）の層で被覆することができる。次いで、両はん
だ表面をプラズマ付与反応において処理して弗化錫を形
成し、次いでリフローする。
本発明の他の例においては、はんだに弗素含有プラズ
マ励起を与える段階の前に、工学的に一般に知られてい
る酸素プラズマ処理を行うことができる。酸素プラズマ
処理は−−酸化によって−−すべての有機残留物を表面
から除去し、はんだ付け前の洗浄の必要性を完全に解消
することができる。有機残留物は、表面酸化物の完全な
除去および弗素プラズマ処理による弗素での置換を妨害
しうる。酸素プラズマ処理を、上述する弗素プラズマ処
理に類似する条件で実施する。しかしながら、酸素プラ
ズマ処理は、一層高い圧力で行うことができる。この段
階を、はんだ付け前の洗浄の代わりに用いることがで
き、更にはんだリフローまたはぬれを改善することがで
きる。
図面の簡単な説明 図1A〜Ｅは、本発明の、フラックスを必要としないプラ
ズマ予備処理およびはんだリフロー接合方法を示してい
る。
図2A〜Ｅは、本発明の他の、フラックスを必要としない
プラズマ予備処理およびはんだリフロー接合方法を示し
ている。
図3A〜Ｅは、本発明の、フラックスを必要としないプラ
ズマ予備処理およびはんだリフロー方法を示している。
図4A〜Ｅは、本発明の他の、フラックスを必要としない
プラズマ予備処理およびはんだリフロー方法を示してい
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−190489（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−501898（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−68171（ＪＰ，Ｕ)

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】a.表面酸化物層（25）を有するはんだ（2
    0）を第１表面（10a）上に堆積し；次に b.前記はんだ表面酸化物層に弗素含有プラズマ励起を与
    え；次に c.前記はんだ（20）を前記第１表面（10a）においてリ
    フローイングする段階を含むことを特徴とするフラック
    スを必要としないはんだ付け方法。
  2. 【請求項２】前記はんだをリフローする前記段階は、前
    記はんだ（20）を第２表面（10b）に接触させ、これに
    より前記第１（10a）および第２（10b）表面を共に、は
    んだ付け後の洗浄の必要なくはんだ接合することを含む
    請求の範囲１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記はんだと第２表面とを接触させる段階
    を行う前に、前記第１（10a）および第２（10b）表面の
    両方をはんだ（20）で被覆する段階を行う請求の範囲２
    記載の方法。
  4. 【請求項４】前記はんだをリフローする前記段階を真空
    で行う請求の範囲１記載の方法。
  5. 【請求項５】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与え
    る段階および前記はんだをリフローさせる前記段階を連
    続真空において行う請求の範囲１記載の方法。
  6. 【請求項６】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与え
    る段階を34〜50℃の温度で行う請求の範囲１記載の方
    法。
  7. 【請求項７】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与え
    る段階は、1/2〜３分間にわたり、前記はんだに前記弗
    素含有プラズマ励起を与えることを含む請求の範囲１記
    載の方法。
  8. 【請求項８】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与え
    る段階は反応種として弗素ラジカルの使用を含む請求の
    範囲１記載の方法。
  9. 【請求項９】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与え
    る前記段階および前記はんだをリフローする前記段階を
    同時に行う請求の範囲１記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記はんだをリフローする前記段階を20
    0℃の温度で行う請求の範囲１記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与
    える前記段階により、表面酸化物がはんだおよび弗素の
    化合物に転化する請求の範囲１記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与
    える前記段階の前に酸素プラズマ処理を行う請求の範囲
    １記載の方法。
  13. 【請求項１３】前記はんだをリフローする前記段階は、
    前記はんだ（20）を前記第１表面（10a）に非酸化性雰
    囲気中でリフローする段階を含む請求の範囲１記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】前記はんだをリフローする前記段階は前
    記はんだを第２表面（10b）に接触させて前記第１表面
    （10a）と第２表面（10b）との間にはんだ接合を形成す
    ることを含む請求の範囲13記載の方法。
  15. 【請求項１５】前記はんだをリフローする前記段階を20
    0℃の温度で行う請求の範囲13記載の方法。
  16. 【請求項１６】前記はんだをリフローする前記段階を真
    空で行う請求の範囲13記載の方法。
  17. 【請求項１７】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与
    える前記段階および前記はんだをリフローする前記段階
    を連続真空において行う請求の範囲13記載の方法。
  18. 【請求項１８】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与
    える前記段階は1/2〜３分間にわたる前記弗素含有プラ
    ズマ励起を与えることを含む請求の範囲13記載の方法。
  19. 【請求項１９】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与
    える前記段階は反応種として弗素ラジカルの使用を含む
    請求の範囲13記載の方法。
  20. 【請求項２０】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与
    える前記段階および前記はんだをリフローする前記段階
    を同時に行う請求の範囲13記載の方法。
  21. 【請求項２１】前記はんだに弗素含有プラズマ励起を与
    える前記段階の前に酸素プラズマ処理を行う請求の範囲
    13記載の方法。
JP2505487A 1989-03-15 1990-03-14 無融剤はんだ付け方法 Expired - Lifetime JP2527278B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/324,247 US4921157A (en) 1989-03-15 1989-03-15 Fluxless soldering process
US324,247 1989-03-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05500026A JPH05500026A (ja) 1993-01-14
JP2527278B2 true JP2527278B2 (ja) 1996-08-21

Family

ID=23262749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2505487A Expired - Lifetime JP2527278B2 (ja) 1989-03-15 1990-03-14 無融剤はんだ付け方法

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4921157A (ja)
EP (1) EP0463098B1 (ja)
JP (1) JP2527278B2 (ja)
KR (1) KR0181951B1 (ja)
AU (1) AU634441B2 (ja)
CA (1) CA2011888C (ja)
DE (1) DE69005104T2 (ja)
ES (1) ES2049471T3 (ja)
HK (1) HK45894A (ja)
MY (1) MY106703A (ja)
WO (1) WO1990010518A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2730645B2 (ja) 1989-12-13 1998-03-25 松下電器産業株式会社 クリーム半田の製造方法

Families Citing this family (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4032328A1 (de) * 1989-11-06 1991-09-19 Wls Karl Heinz Grasmann Weichl Verfahren und vorrichtung zur verarbeitung von zu verloetenden fuegepartnern
BR9006515A (pt) * 1989-12-26 1991-10-01 Union Carbide Ind Gases Tech Revestimento e juncao de solda sem fundente
US5255840A (en) * 1989-12-26 1993-10-26 Praxair Technology, Inc. Fluxless solder coating and joining
US5341980A (en) * 1990-02-19 1994-08-30 Hitachi, Ltd. Method of fabricating electronic circuit device and apparatus for performing the same method
US6471115B1 (en) 1990-02-19 2002-10-29 Hitachi, Ltd. Process for manufacturing electronic circuit devices
US6227436B1 (en) * 1990-02-19 2001-05-08 Hitachi, Ltd. Method of fabricating an electronic circuit device and apparatus for performing the method
US5145104A (en) * 1991-03-21 1992-09-08 International Business Machines Corporation Substrate soldering in a reducing atmosphere
US5223691A (en) * 1991-06-03 1993-06-29 Motorola, Inc. Plasma based soldering method requiring no additional heat sources or flux
GB9123336D0 (en) * 1991-11-04 1991-12-18 Marconi Gec Ltd Methods of joining components
US5345056A (en) * 1991-12-12 1994-09-06 Motorola, Inc. Plasma based soldering by indirect heating
FR2688727B1 (fr) * 1992-03-19 1996-03-15 Fujitsu Ltd Procedes pour rendre spherique une particule metallique et pour eliminer un film d'oxyde, pate a souder et procede de soudure.
GB2287253B (en) * 1992-03-19 1996-04-03 Fujitsu Ltd Removal of oxide film from a metal
DE4225378A1 (de) * 1992-03-20 1993-09-23 Linde Ag Verfahren zum verloeten von leiterplatten unter niederdruck
JP2848960B2 (ja) * 1992-07-31 1999-01-20 リンデ アクチエンゲゼルシヤフト 低圧下でのプリント配線板の鑞接法
WO1994022628A1 (en) * 1993-04-05 1994-10-13 Seiko Epson Corporation Combining method and apparatus using solder
TW268913B (ja) * 1993-08-30 1996-01-21 Mitsubishi Gas Chemical Co
US5407121A (en) * 1993-11-19 1995-04-18 Mcnc Fluxless soldering of copper
US5499754A (en) * 1993-11-19 1996-03-19 Mcnc Fluxless soldering sample pretreating system
JP3312377B2 (ja) * 1993-12-09 2002-08-05 セイコーエプソン株式会社 ろう材による接合方法及び装置
US6342275B1 (en) 1993-12-24 2002-01-29 Seiko Epson Corporation Method and apparatus for atmospheric pressure plasma surface treatment, method of manufacturing semiconductor device, and method of manufacturing ink jet printing head
JP3136390B2 (ja) * 1994-12-16 2001-02-19 株式会社日立製作所 半田接合方法及びパワー半導体装置
US6006763A (en) * 1995-01-11 1999-12-28 Seiko Epson Corporation Surface treatment method
JP3521587B2 (ja) * 1995-02-07 2004-04-19 セイコーエプソン株式会社 基板周縁の不要物除去方法及び装置並びにそれを用いた塗布方法
JPH08279495A (ja) * 1995-02-07 1996-10-22 Seiko Epson Corp プラズマ処理装置及びその方法
WO1996031997A1 (fr) * 1995-04-07 1996-10-10 Seiko Epson Corporation Equipement de traitement de surface
US5609290A (en) * 1995-04-20 1997-03-11 The University Of North Carolina At Charlotte Fluxless soldering method
US5615825A (en) * 1995-05-12 1997-04-01 Mcnc Fluorinated fluxless soldering
US5985692A (en) * 1995-06-07 1999-11-16 Microunit Systems Engineering, Inc. Process for flip-chip bonding a semiconductor die having gold bump electrodes
US5823416A (en) * 1995-07-28 1998-10-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus and method for surface treatment, and apparatus and method for wire bonding using the surface treatment apparatus
JP3598602B2 (ja) * 1995-08-07 2004-12-08 セイコーエプソン株式会社 プラズマエッチング方法、液晶表示パネルの製造方法、及びプラズマエッチング装置
JPH09233862A (ja) * 1995-12-18 1997-09-05 Seiko Epson Corp 圧電体を用いた発電方法、発電装置および電子機器
US5918794A (en) * 1995-12-28 1999-07-06 Lucent Technologies Inc. Solder bonding of dense arrays of microminiature contact pads
JPH09312545A (ja) 1996-03-18 1997-12-02 Seiko Epson Corp 圧電素子、その製造方法、及び圧電振動片のマウント装置
US5918354A (en) * 1996-04-02 1999-07-06 Seiko Epson Corporation Method of making a piezoelectric element
US5899737A (en) * 1996-09-20 1999-05-04 Lsi Logic Corporation Fluxless solder ball attachment process
US5992729A (en) * 1996-10-02 1999-11-30 Mcnc Tacking processes and systems for soldering
SE508596C2 (sv) * 1996-11-13 1998-10-19 Aga Ab Förfarande för hårdlödning medelst plasma
US5902686A (en) * 1996-11-21 1999-05-11 Mcnc Methods for forming an intermetallic region between a solder bump and an under bump metallurgy layer and related structures
US6013381A (en) * 1996-12-06 2000-01-11 Mcnc Fluorinated fluxless soldering
US5776551A (en) * 1996-12-23 1998-07-07 Lsi Logic Corporation Use of plasma activated NF3 to clean solder bumps on a device
JP3557845B2 (ja) * 1997-04-15 2004-08-25 セイコーエプソン株式会社 ロウまたはハンダ材料
JPH1112716A (ja) 1997-06-19 1999-01-19 Seiko Epson Corp ロウ接用材料およびその製造方法
JP3420917B2 (ja) * 1997-09-08 2003-06-30 富士通株式会社 半導体装置
US5961031A (en) * 1997-11-21 1999-10-05 The University Of North Carolina At Charlotte Method and apparatus for forming hydrogen fluoride
JP4029473B2 (ja) 1997-12-15 2008-01-09 セイコーエプソン株式会社 固体接合方法およびその装置、導体接合方法、パッケージ方法
JP4497154B2 (ja) * 1997-12-15 2010-07-07 セイコーエプソン株式会社 固体接合方法
JPH11224981A (ja) * 1998-02-06 1999-08-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半田付け方法および半田バンプの形成方法
US6607613B2 (en) 1998-07-10 2003-08-19 International Business Machines Corporation Solder ball with chemically and mechanically enhanced surface properties
US6056831A (en) 1998-07-10 2000-05-02 International Business Machines Corporation Process for chemically and mechanically enhancing solder surface properties
US6250540B1 (en) * 1999-04-30 2001-06-26 International Business Machines Corporation Fluxless joining process for enriched solders
FR2781706B1 (fr) * 1998-07-30 2000-08-25 Air Liquide Procede de brasage par refusion de composants electroniques et dispositif de brasage pour la mise en oeuvre d'un tel procede
US6742701B2 (en) * 1998-09-17 2004-06-01 Kabushiki Kaisha Tamura Seisakusho Bump forming method, presoldering treatment method, soldering method, bump forming apparatus, presoldering treatment device and soldering apparatus
US6605175B1 (en) * 1999-02-19 2003-08-12 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Process for manufacturing component parts, use of same, with air bearing supported workpieces and vacuum processing chamber
US6219910B1 (en) * 1999-03-05 2001-04-24 Intel Corporation Method for cutting integrated circuit dies from a wafer which contains a plurality of solder bumps
US6092714A (en) * 1999-03-16 2000-07-25 Mcms, Inc. Method of utilizing a plasma gas mixture containing argon and CF4 to clean and coat a conductor
JP3514670B2 (ja) * 1999-07-29 2004-03-31 松下電器産業株式会社 半田付け方法
US6206276B1 (en) 1999-09-13 2001-03-27 Lucent Technologies Inc. Direct-placement fluxless soldering using inert gas environment
US6196446B1 (en) 1999-09-13 2001-03-06 Lucent Technologies Inc. Automated fluxless soldering using inert gas
US6193135B1 (en) 1999-09-13 2001-02-27 Lucent Technologies Inc. System for providing back-lighting of components during fluxless soldering
US6469394B1 (en) 2000-01-31 2002-10-22 Fujitsu Limited Conductive interconnect structures and methods for forming conductive interconnect structures
US6931723B1 (en) * 2000-09-19 2005-08-23 International Business Machines Corporation Organic dielectric electronic interconnect structures and method for making
US7098072B2 (en) * 2002-03-01 2006-08-29 Agng, Llc Fluxless assembly of chip size semiconductor packages
DE10210216A1 (de) * 2002-03-08 2003-10-16 Behr Gmbh & Co Verfahren zum Löten von Aluminium
US6926190B2 (en) * 2002-03-25 2005-08-09 Micron Technology, Inc. Integrated circuit assemblies and assembly methods
US6712260B1 (en) * 2002-04-18 2004-03-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Bump reflow method by inert gas plasma
US6936546B2 (en) * 2002-04-26 2005-08-30 Accretech Usa, Inc. Apparatus for shaping thin films in the near-edge regions of in-process semiconductor substrates
KR100521081B1 (ko) * 2002-10-12 2005-10-14 삼성전자주식회사 플립 칩의 제조 및 실장 방법
JP2006511938A (ja) * 2002-12-20 2006-04-06 アギア システムズ インコーポレーテッド 銅相互接続構造に結合するための構造および方法
US20050170609A1 (en) * 2003-12-15 2005-08-04 Alie Susan A. Conductive bond for through-wafer interconnect
US7012328B2 (en) * 2004-05-14 2006-03-14 Intevac, Inc. Semiconductor die attachment for high vacuum tubes
US7608534B2 (en) * 2004-06-02 2009-10-27 Analog Devices, Inc. Interconnection of through-wafer vias using bridge structures
JP2011023509A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法、および、これに用いる半導体製造装置
JP2011124398A (ja) * 2009-12-11 2011-06-23 Hitachi Ltd 接合構造及びその製造方法
US8492242B2 (en) * 2010-05-25 2013-07-23 Micron Technology, Inc. Dry flux bonding device and method
US9038883B2 (en) 2013-09-11 2015-05-26 Princeton Optronics Inc. VCSEL packaging
US11217550B2 (en) * 2018-07-24 2022-01-04 Xilinx, Inc. Chip package assembly with enhanced interconnects and method for fabricating the same

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2294014A1 (fr) * 1974-12-13 1976-07-09 Cerca Procede d'assemblage a chaud
US4328044A (en) * 1978-02-02 1982-05-04 University Of Dayton Method for cleaning metal parts
US4405379A (en) * 1980-02-06 1983-09-20 University Of Dayton Method for cleaning metal parts
US4504007A (en) * 1982-09-14 1985-03-12 International Business Machines Corporation Solder and braze fluxes and processes for using the same
US4498046A (en) * 1982-10-18 1985-02-05 International Business Machines Corporation Room temperature cryogenic test interface
CH662007A5 (en) * 1983-12-21 1987-08-31 Bbc Brown Boveri & Cie Method of soldering semiconductor components
US4577398A (en) * 1984-09-07 1986-03-25 Trilogy Computer Development Partners, Ltd. Method for mounting a semiconductor chip
US5048746A (en) * 1989-12-08 1991-09-17 Electrovert Ltd. Tunnel for fluxless soldering

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN=1985 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2730645B2 (ja) 1989-12-13 1998-03-25 松下電器産業株式会社 クリーム半田の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE69005104T2 (de) 1994-07-07
ES2049471T3 (es) 1994-04-16
AU5349890A (en) 1990-10-09
AU634441B2 (en) 1993-02-18
DE69005104D1 (de) 1994-01-20
KR0181951B1 (en) 1999-05-01
WO1990010518A1 (en) 1990-09-20
MY106703A (en) 1995-07-31
CA2011888A1 (en) 1990-09-15
JPH05500026A (ja) 1993-01-14
EP0463098A1 (en) 1992-01-02
EP0463098B1 (en) 1993-12-08
HK45894A (en) 1994-05-20
US4921157A (en) 1990-05-01
CA2011888C (en) 1995-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2527278B2 (ja) 無融剤はんだ付け方法
US5499754A (en) Fluxless soldering sample pretreating system
US5164566A (en) Method and apparatus for fluxless solder reflow
US5407121A (en) Fluxless soldering of copper
US5345056A (en) Plasma based soldering by indirect heating
JP2003007764A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US6935553B2 (en) Reflow soldering method
KR100322823B1 (ko) 전자회로장치의제조방법
JPH11163036A (ja) バンプ形成方法、はんだ接合用前処理方法、はんだ接合方法、バンプ形成装置、はんだ接合用前処理装置およびはんだ接合装置
Koopman et al. Fluxless soldering in air and nitrogen
US5615825A (en) Fluorinated fluxless soldering
US6092714A (en) Method of utilizing a plasma gas mixture containing argon and CF4 to clean and coat a conductor
JP3400408B2 (ja) フリップチップ実装方法
JP3998484B2 (ja) 電子部品の接続方法
JP2865770B2 (ja) 電子回路装置の製造方法
US6013381A (en) Fluorinated fluxless soldering
JP2626001B2 (ja) フラックスレス接合方法
JP3543573B2 (ja) 電子部品の実装方法およびチップの実装方法
JP2527278C (ja)
JPH07235763A (ja) 電子回路の製造方法
KR100292295B1 (ko) 레이저를 이용한 웨이퍼 레벨의 무플럭스 솔더 접합 장치 및 방법
JPH06326448A (ja) 電子回路のフラックスレスはんだ接合方法およびその装置
JP2000049450A (ja) 電子部品の半田付け方法
JPH07170063A (ja) リフロー半田付け方法
JPH03106564A (ja) フラックスレスはんだ接合方法