JP5112856B2 - 加熱装置、リフロー装置、加熱方法及びバンプ形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ及びサブストレート基板やインターポーザ基板などのワーク上に液体はんだでバンプを形成するために用いる加熱装置及びリフロー装置に関する。

従来の一般的なはんだバンプの形成方法は、スクリーン印刷法やディスペンス法などを用いて基板のパッド電極上にはんだペーストを塗布し、このはんだペーストを加熱してリフローするというものである。この場合、前記はんだペーストとしては、クリームはんだが用いられていた。

前記バンプ形成方法を実施するリフロー装置として、パネルヒータ上に基板を直接載置し、パネルヒータからの熱伝導によって基板を加熱する構造のものが知られている（従来例１）。しかし、このリフロー装置では、基板の僅かな反りや凹凸によって、基板の熱分布が不均一になるという欠点がある。また、パネルヒータと基板との間に間隙を設けて、パネルヒータからの熱輻射によって基板を加熱するリフロー装置が知られている（従来例２）。しかし、このリフロー装置は、パネルヒータで基板を加熱する加熱力が不足するという欠点がある。これら従来例１及び２の欠点を克服するリフロー装置として、基板に熱風を当てて加熱するものが開発されている（従来例３、例えば特許文献１）。特許文献１に開示されたリフロー装置によれば、熱風吹き出し口と基板との間に間隙を設けて、基板の上下から熱風を当てて加熱することにより、基板を十分な加熱力をもって均一に加熱するようにしたものである。

特開平５−９２２５７号公報

しかしながら、前記従来例３に係るリフロー装置は、基板の上下から熱風を当てて加熱するため、基板上のはんだペーストが熱風の影響を受けて酸化してしまい、所望のバンプを基板上に形成することは難しいという問題がある。

さらに、最近、はんだ組成物を用いてバンプを形成する試みが行われている。前記はんだ組成物には、液状体中にはんだ微粒子を混入したものがある。

本発明者は、前記はんだ組成物を用いて、炉内に配置した基板の下面側から熱風を供給し、基板を加熱することにより、基板の上面にはんだバンプを形成する開発を行っている。この開発過程において、前記基板下面側の熱風が基板の上面側に位置する炉内の空間領域内に侵入することにより、前記空間領域内に熱風の対流を生じてしまい、前記対流する熱風がはんだ組成物に接触して、正常なバンプを形成することができないという問題に直面している。

前記問題を引き起こす原因は、次のように考えられる。先ず、はんだ組成物でバンプを形成する過程について考察すると、はんだ組成物を基板上面側に塗布し、はんだ微粒子を溶融させて基板上で合体させてバンプを形成する、或いははんだ組成物中に基板を浸漬させ、はんだ組成物及び基板を加熱させつつ、はんだ微粒子を基板上で合体させてバンプを形成する。

前記バンプ形成方法において、はんだ微粒子が基板上に触れる際に、前記はんだ微粒子が溶融して合体することにより、バンプが基板上に形成されるものである。そのため、前記熱風がはんだ組成物に接触すると、液状体が例えば波立って、その液状体中のはんだ微粒子が不均一になる、或いははんだ組成物が飛散するなどして、バンプの欠陥が生じるものと考えられる。さらに、基板下面側の熱風が炉内の上部空間領域に漏れることにより、基板上面側の基板加熱温度が設定値を越えて上昇し、はんだ微粒子が基板に触れる前に溶融して合体するため、バンプの欠陥が生じているものと考えられる。

本発明の目的は、はんだ組成物を用いてバンプを形成する場合の問題を解決した加熱装置及びリフロー装置を提供することにある。

本発明者は、はんだ組成物を含む被加熱物を加熱するにあたって、はんだ組成物に含まれるはんだ微粒子を液状体中に均一に存在させる、或いははんだ組成物を飛散などさせないことが必要であるという見解を得た。さらに、はんだ組成物及び被加熱物の加熱温度を制御する必要があるという見解を得た。そこで、前記見解に基づいて、本発明者は、先ず、はんだ組成物及び被加熱物を加熱するための熱風がはんだ組成物に接触するのを回避する対策を講じた。次に、はんだ組成物及び被加熱物を加熱する加熱温度を制御する対策を講じた。

本発明は、前記見解に基づいて構成されたものであり、本発明に係る加熱装置は、はんだ組成物を含む被加熱物を熱風で加熱する加熱器を有する加熱装置において、
前記熱風と前記はんだ組成物との接触を抑制する熱風抑制手段を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、はんだ組成物が加熱される際にはんだ微粒子は、熱風の影響を受けることがなく、はんだ組成物の液状体中に均一に存在するため、正規のバンプが形成されることとなる。

さらに、本発明は、前記熱風抑制手段により、被加熱物の上面側を加熱する温度をコントロールして、前記被加熱物の上面側の加熱温度を、被加熱物下面側の加熱温度付近以下の温度に制御したことを特徴とするものである。

本発明によれば、はんだ微粒子は被加熱物上で合体することとなり、正規のバンプが形成されることとなる。

前記本発明の加熱装置を用いたリフロー装置は、はんだ組成物を含む被加熱物を搬送する搬送路と、前記搬送路上の前記被加熱物を熱風で加熱する加熱器と、前記熱風と前記はんだ組成物との接触を抑制する熱風抑制手段を有する構成として構築することが望ましいものである。

以上の説明では、本発明を装置として構築した場合について、説明したが、これに限られるものではない。本発明を方法として構築した場合、本発明に係る加熱方法は、はんだ組成物を含む被加熱物を熱風で加熱する加熱方法において、前記熱風と前記はんだ組成物との接触を抑制する構成として構築される。この場合、前記熱風の保有する熱を吸収して、前記被加熱物の上面側の加熱温度を、前記被加熱物の下面側の加熱温度付近以下に設定することが望ましいものである。

前記本発明に係る加熱方法をバンプ形成方法に適用した場合、本発明に係るバンプ形成方法は、はんだ組成物を含む被加熱物を熱風で加熱することにより、前記被加熱物にバンプを形成するバンプ形成方法において、前記熱風と前記液体はんだとの接触を抑制する構成として構築することが望ましいものである。この場合、前記熱風抑制手段により、被加熱物の上面側を加熱する温度をコントロールして、前記被加熱物の上面側の加熱温度を、前記被加熱物の下面側の加熱温度付近以下に設定することが望ましいものである。

以上説明したように、本発明によれば、はんだ組成物を用いたとしても、前記はんだ組成物が熱風の影響を受けることがなく、正規のバンプを形成することができる。さらに、被加熱物の上面側の加熱温度は、被加熱物の下面側の加熱温度付近以下の温度に制御することにより、はんだ組成物中のはんだ微粒子は被加熱物、例えば基板上で合体することとなり、正規のバンプを形成することができる。

本発明によれば、熱風抑制手段がはんだ組成物に直接当たる熱風を遮ることにより、はんだ組成物の酸化を抑制できる。また、熱風抑制手段の存在により、被加熱物への上面からの加熱力を抑制できる。また、被加熱物の下面側のみから加熱を行う場合、被加熱物の上面を熱風抑制手段で覆うことにより、被加熱物の上面側の温度を安定させることができ、再現性のある温度プロファイルを実現することができる。また、熱風抑制手段は、被加熱物に対する上面及び下面の温度差により、輻射熱で被加熱物を加熱し、或いは被加熱物の熱を吸収して温度制御を行うことができる。

被加熱物を低酸素雰囲気に保持する機構を有する蓋構造（熱風抑制手段）とした場合は、はんだ組成物に触れる高温の酸素分子を更に減らせるので、はんだ組成物の酸化を更に抑制できる。

被加熱物を負圧雰囲気に保持する機構を有する蓋構造（熱風抑制手段）とした場合は、はんだ組成物に触れる高温の酸素分子を更に減らせるので、はんだ組成物の酸化が更に抑制される。さらに、はんだ組成物中のはんだ微粒子が合体する際に、ボイド（空孔）の発生を抑制できる。

はんだ組成物を含む被加熱物として基板を用い、前記基板上に前記はんだ組成物を塗布してバンプを形成する場合、はんだ組成物の酸化を抑制できることにより、基板上でのはんだ濡れ性が向上するので、ファインピッチのはんだバンプを基板上に形成できる。

さらに、はんだ組成物中に被加熱物としての基板を浸漬させて、前記基板上にバンプを形成する場合、はんだ組成物の酸化が抑えられるので、熱風を用いた加熱でありながら、はんだ組成物で正規のはんだバンプを形成できる。さらに、はんだ組成物の液状体の液面に直接当たる熱風が抑えられるので、はんだ組成物に含まれるはんだ微粒子を液状体中に均一に存在させることができるばかりでなく、はんだ組成物の飛散などを防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
はんだ組成物を含む被加熱物を熱風で加熱する加熱装置を本発明の実施形態１として説明する。図では、図示しやすくするために、水平方向に比べて鉛直方向を実際よりも拡大して示している。

本発明の実施形態１に係る加熱装置５０は基本的構成として、はんだ組成物を含む被加熱物を熱風で加熱する加熱器を有するものであって、さらに、熱風抑制手段５１を付加したことを特徴とするものである。前記熱風抑制手段５１は、前記熱風と前記被加熱物との接触を抑制する機能を有するものであり、図１［１］及び［２］に示す実施形態１に係る熱風抑制手段５１は、前記被加熱物を覆う蓋構造として形成されている。次に、図１［１］及び図１［２］に示す熱風抑制手段５１について説明する。

図１［１］，［２］に示す実施形態１に係る熱風抑制手段５１は、前記被加熱物を覆う蓋構造として形成されている。また、図１では、前記被加熱物として、はんだ組成物１０を含む基板２０を用いた例を説明する。前記基板２０は、その下面側が容器３０に支えられている。前記容器３０は、その上面が開口され、その内部にはんだ組成物１０が充填されている。また、図１に示す実施形態１では、前記はんだ組成物１０として液状はんだを用いている。この液状はんだ１０については後述する。

前記蓋構造５１は、前記容器３０に支えられた基板２０を覆うものであり、前記容器３０の周囲を取り囲む周壁５１ａと、前記周壁５１ａで形成された上部開口を閉塞する天板５１ｂとから構成され、その下面側が前記容器３０を受け入れる開口として形成されている。前記蓋構造５１をなす周壁５１ａは、その下端縁が治具６２に支えられる。また、図１に示す実施形態１に係る前記蓋構造５１の内部空間は、大気圧雰囲気に保持されている。

次に、上述した本発明の実施形態１に係る加熱装置５０を利用したリフロー装置７０を図１に基づいて説明する。

図１に示す本発明の実施形態１に係るリフロー装置７０は、基板２０を支えた容器３０を搬送するコンベア６０と、コンベア６０上の被加熱物、すなわち、はんだ組成物１０を含む基板２０を加熱する加熱器と、熱風抑制手段５１を有している。図１［１］及び［２］に示す加熱器４０ａ，４０ｂは熱風４１，４２により、被加熱物である基板２０，はんだ組成物１０を加熱するものであり、その一方の加熱器４０ａを基板２０の下面側を加熱する加熱器として用い、その他方の加熱器４０ｂを基板２０の上面側を加熱する加熱器として用いている。

また、コンベア６０は、被加熱物を搬送する搬送路（６０）を構成するものであり、図１に示すコンベア６０は、スプロケット６１ａに掛け渡した無端状のチェーン（搬送手段６１）で送りを与える構成になっている。搬送路（６０）は、前記チェーン式の搬送手段６１に限られるものではなく、ネット状の搬送手段６１を用いてもよいものである。要は、搬送路（６０）としては、被加熱物としての基板２０に送りを与えられるものであれば、いずれの構成のものであってもよい。前記熱抑制手段としての蓋構造５１は、コンベア６０上に治具６２により支えられた容器３０を個々に覆っており、基板２０及びはんだ組成物１０を収容した容器３０と、これらを覆った蓋構造５１は、一体となってコンベア６０により矢印６３方向に送りを与えられるようになっている。

また、蓋構造５１は、コンベア６０上を搬送される個々の容器３０をそれぞれ覆う構成にしたが、これに限られるものではない。すなわち、前記蓋構造５１を前記搬送路（６０）のゾーン毎に配置し、その内部空間内に複数の容器３０を収容する構成であってもよいものである。また、なお、熱風４１，４２がはんだ組成物１０に悪影響を与えない気体、例えば不活性の熱風であって、かつ、その流速がはんだ組成物１０に悪影響を与えない程度などの条件の場合、蓋構造５１は、熱風４１，４２の供給量を必要最小限に抑制するために、孔構造或いは網構造などの通気性を備えていてもよいものである。

図１［１］及び［２］に示す実施形態では、前記蓋構造５１は、前記熱風４１及び４２と前記基板２０との接触を抑制するものであるから、熱風抑制手段としての蓋構造５１を、熱風の熱を吸収する温度制御機構として用い、前記基板２０の上面側の加熱温度を、前記基板２０の下面側の加熱温度付近以下の温度に制御している。なお、基板２０の上面側に加熱器４０ｂを配置しているが、これに限られるものではない。前記搬送路（６０）を図示しない炉内に収容し、図１に示すように、前記搬送路（６０）の下方から吹き付けられた熱風４１を炉内の上部空間に滞留させ、その滞留した熱を加熱器の熱源として用い、その熱源で基板２０等を加熱する加熱器として利用してもよいものである。この場合、下方の加熱器４０ａから供給される熱風４１は、搬送路（６０）を通過して上方に上昇し、図示しない炉内で対流を生じて、熱風４１，４２とはんだ組成物１０が接触する可能性があるが、これらの熱風４１は上方からの熱風４２と同様に、前記蓋構造５１の存在によって、はんだ組成物１０との接触が抑制される。前記蓋構造５１の材質は、熱伝導率の高いアルミニウムなどが望ましいものであるが、これに限られるものではなく、これ以外にも、ステンレスなどの金属やセラミックスなどを用いてもよいものである。

前記熱風抑制手段５１は、熱風４２と被加熱物との接触を抑制する機能に加えて、前記温度制御機構として作用するため、被加熱物が熱風４２で加熱される温度が、熱風４２が直接被加熱物と接触して加熱される温度と比較して低くなり、前記熱風４２で加熱される基板２０の上面側温度は、前記熱風４１で加熱される基板２０の下面側温度付近以下に設定される。前記基板２０の下面側温度付近以下とは、基板２０の上面側温度が、基板２０の下面側温度とほぼ等しいか、基板２０の下面側温度よりも低い場合を示すものである。この場合、前記加熱の温度設定を行う際に、熱風が保有する熱を蓋構造５１で吸熱して、その熱により容器３０等を加熱するようにしてもよく、或いは逆に蓋構造５１を断熱構造として、基板２０の上面側の加熱温度を制御することにより、前記加熱温度に調整するようにしてもよいものである。

次に、はんだ組成物１０を含む被加熱物（実施形態１の基板２０）について説明する。前記被加熱物としては、ペースト状のはんだ組成物（以下、「はんだペースト」という。）を載置した基板を用いてもよいものである。例えば、プリント配線板上にはんだペーストを印刷し、その上に電子部品を装着して、熱風によってはんだを溶融してはんだ付けを行う場合などが挙げられる。この場合も、はんだペーストの酸化が抑制される。

被加熱物は、図１に示すように液状のはんだ組成物１０と、このはんだ組成物１０中に浸漬された基板２０とを収容する容器３０であってもよい。この場合は、はんだペーストの場合と同様に、はんだ組成物１０の酸化が蓋構造５１で抑えられるので、熱風４１，４２を用いた加熱でありながら、液状のはんだ組成物１０ではんだバンプを形成することが可能となる。しかも、液面に直接当たる熱風が抑えられる結果、液状のはんだ組成物１０が熱風で飛散することも無くなる又は少なくなる。

また、前記容器３０は、基板２０を載置する平らな底面３０ａと、はんだ組成物１０の横溢を防止する周壁３０ｂとを有するものとしてもよい。加熱中は、基板２０と容器３０との隙間にも液状のはんだ組成物１０が満たされる。そのため、容器３０から基板２０への熱伝導がより均一になる。更に、従来技術におけるはんだペーストでは、印刷厚やはんだ粒子の含有量を調整することによって、はんだバンプの大きさ（高さ）を変えていた。これに対して、本発明の実施形態では、液状のはんだ組成物１０と容器３０とを用いているので、はんだ組成物の載置量を調整するだけで、基板２０上のはんだ組成物１０の厚みを任意に変えられる。そのため、簡単にはんだバンプの大きさ（高さ）を変えることができる。なお、はんだ組成物は、常温では液状でなくても、加熱時に液状になるものであればよい。

次に、本発明の実施形態に用いるはんだ組成物１０について説明する。液状のはんだ組成物１０は、はんだ粒子とフラックス作用を有する液体材料（ベース剤）との混合物からなり、常温で又は加熱中に液状になる性質を有する。つまり、はんだ組成物１０は、常温で液状であり、又は加熱中に液状になる。このような性質（流動性）を得るには、液体材料の粘度が低いこと、はんだ粒子の混合比が小さいこと、及びはんだ粒子の粒径が小さいことが要求される。加熱中は、液体材料中にはんだ粒子が漂っているか又は沈降している状態である。なお、このはんだ組成物には、加熱中に液状になるものであれば、従来のはんだペーストも含まれる。

はんだ組成物の液体材料は、例えば液状体である。そして、液状体は、常温の状態で平面に滴下すると自重で広がって均一な厚みになる粘度と、はんだ粒子の融点以上に加熱された状態ではんだ粒子によるはんだ濡れを母材に引き起こすフラックス作用とを有する。はんだ粒子は、液状体とともに平面に滴下した際に液状体とともに広がって均一に分散する混合比及び粒径を有する。

このはんだ組成物は、常温の状態で平面に滴下すると自重で広がって均一な厚みになるので、この点において、はんだペーストとは全く異なる。このような性質（流動性）を得るには、液状体の常温での粘度が低いこと、はんだ粒子の混合比が小さいこと、及びはんだ粒子の粒径が小さいことが要求される。例えば、はんだ粒子の混合比は、好ましくは３０ｗｔ％以下、より好ましくは２０ｗｔ％以下、最も好ましくは１０ｗｔ％以下である。はんだ粒子の粒径は、好ましくは３５μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、最も好ましくは１０μｍ以下である。

このはんだ組成物１０は、次のような構成にしてもよい。はんだ粒子は、表面に自然酸化膜のみを有する。液状体のフラックス作用は、はんだ粒子の融点以上に加熱された状態で、はんだ粒子同士の合体を抑制しつつ、はんだ粒子と母材とのはんだ付けを促進するとともに、母材上に形成されたはんだ皮膜とはんだ粒子との合体を促進するものである。このようなフラックス作用の成分は、本発明者が実験及び考察を繰り返して特定したものである。

このような成分としては、例えば酸が挙げられる。酸は無機酸（例えば塩酸）と有機酸（例えば脂肪酸）とに大別できるが、ここでは有機酸を例に説明する。

本発明者は、「有機酸は、はんだ粒子同士を合体させる作用は小さいが、パッド電極にはんだ濡れを生じさせる作用は大きい。」ということを見出した。このような作用が生じる理由として、次の（１），（２）のようなことが考えられる。

（１）．有機酸には、はんだ粒子の酸化膜を除去する作用が弱い。そのため、はんだ粒子に故意に酸化膜を形成しなくても、はんだ粒子の自然酸化膜によって、はんだ粒子同士の合体を抑えることができる。したがって、本発明の実施形態では、はんだ粒子の酸化膜を形成する工程が不要である。

（２）．有機酸は、何らかの理由によって、はんだ粒子を母材に広げて界面を合金化するとともに、母材上に形成されたはんだ皮膜にはんだ粒子を合体させる作用がある。はんだ粒子同士はほとんど合体しないにもかかわらず、母材上ではんだ濡れが生ずるメカニズムは定かではない。推測として、はんだ粒子と母材との間で、僅かな酸化膜を打ち破る何らかの反応が起こっていると考えられる。例えば、金メッキされた母材であれば、金のはんだ中への拡散効果により、はんだ粒子に例え薄い酸化膜があったとしてもはんだ濡れが生ずる。銅からなる母材の場合は、銅が有機酸と反応して有機酸銅塩となり、その有機酸銅塩がはんだと接触することによりイオン化傾向の差から還元され、金属銅がはんだ中に拡散してはんだ濡れが進行する。母材上に形成されたはんだ皮膜にはんだ粒子が合体する理由については、例えば表面張力が考えられる。

また、はんだ粒子とともに混合される液状体は油脂であり、この液状体中に含まれる成分は油脂中に含まれる遊離脂肪酸である、としてもよい。油脂は、様々な用途で広く流通しているので入手しやすく安価かつ無害であり、しかも遊離脂肪酸という有機酸を元々含んでいる。特に、脂肪酸エステル（例えばネオペンチルポリオールエステル）は、一般に熱・酸化安定性に優れるので、はんだ付けには最適である。また、遊離脂肪酸の含有量を十分なものとするために、油脂の酸価は１以上であることが好ましい。酸価とは、油脂中に含まれる遊離脂肪酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数をいう。すなわち、酸価の値が大きいほど、遊離脂肪酸が多く含まれることになる。なお、トリメチールプロパントリオレエートの主な性状は、４０℃での動粘度が４８．３ｍｍ²／ｓ、１００℃での動粘度が９．２ｍｍ²／ｓ、酸価が２．４である。

なお、ここでいう「はんだ」には、はんだバンプ形成用に限らず、半導体チップのダイボンディング用や、例えば銅管の接合用に用いられる「軟ろう」と呼ばれるもの等も含まれるとともに、当然のことながら鉛フリーはんだも含まれる。「はんだバンプ」には、半球状や突起状のものに限らず、膜状のものも含まれる。「はんだ皮膜」とは、膜状のものに限らず、半球状や突起状のものも含むものとする。「基板」には、半導体ウエハや配線板などが含まれる。「液状体」は、液体の他に流動体などでもよく、油脂の他にフッ素系高沸点溶剤やフッ素系オイルなどでもよい。

熱風抑制手段５１がはんだ組成物１０に直接当たる熱風４１，４２を遮ることにより、はんだ組成物１０に触れる高温の酸素分子を減らせるので、はんだ組成物の酸化が抑制される。なお、熱風抑制手段５１は、必ずしも全ての熱風４１，４２を遮る必要はなく、一部の熱風を遮るだけでもよい。

熱風抑制手段５１は、上述したように、それ自身が熱風によって加熱され、これによって発生する輻射熱で被加熱物を加熱するようにしてもよいものである。この場合は、熱風抑制手段５１が熱風によって均一に加熱されるので、熱風抑制手段５１からの輻射熱も均一になり、その結果、被加熱物がより均一に加熱される。

次に、図１に示す加熱装置を用いて被加熱物を加熱する場合について説明する。

まず、図２［１］に示すように、基板２０を容器３０に装填し、前記容器３０内にはんだ組成物１０を充填し、基板２０のバンプなどを形成する上面にはんだ組成物１０を接触させる。次に図２［２］に示すように、前記容器３０を治具６２上に載置し、前記容器３０を蓋構造５１で覆う。この場合、前記蓋構造５１の下端部と前記治具６２の間をシール材で気密にシールすることが望ましい。引き続いて図２［３］に示すように、前記治具６２の下方から上方に向けて熱風４１を吹き付け、前記治具６２の上方から下方に向けて熱風４２を吹き付ける。前記治具６２の下方からの熱風４１は、基板２０の下面側を加熱し、前記治具６２の上面側からの熱風４２は、基板２０の上面側を加熱する。前記容器３０を覆う蓋構造５１により、熱風４２から熱を奪い、前記熱風４２で加熱される基板２０の上面側温度を、前記熱風４１で加熱される基板２０の下面側温度付近以下に設定する。

前記蓋構造５１は、上方からの熱風４２がはんだ組成物１０と接触するのを抑制すると共に、下方からの熱風４１が回り込んではんだ組成物１０と接触するのを抑制する。

次に、図１に示すように、基板２０の下面側及び上面側を加熱器４０ａ及び４０ｂで加熱する場合について説明する。基板２０の下面側及び上面側から加熱器４０ａ及び４０ｂで加熱する場合、蓋構造５１は、上面側の加熱器４０ｂからの熱を吸収し輻射熱により基板２０を加熱する。これとは逆に、基板２０側の温度が蓋構造５１の温度より高い場合には、蓋構造５１は、基板２０からの熱を吸熱する。

また、基板２０の下面側のみから加熱器４０ａで加熱する場合は、基板２０が蓋構造５１で覆われているため、基板２０の上面側の温度を安定させることができ、基板２０の温度が蓋構造５１の温度より高い場合には、蓋構造５１が基板２０の熱を吸熱することができ、再現性のある温度プロファイルを実現することができる。

また、蓋構造５１を断熱構造とした場合、基板２０の下面側及び上面側を加熱器４０ａ及び４０ｂでそれぞれ加熱する場合、加熱器４０ｂが基板２０の上面側を加熱する際の温度が断熱構造の蓋構造５１でコントロールされる。また、基板２０の下面側に加熱器４０ａのみを設置し、かつ蓋構造５１を断熱構造とした場合には、加熱器４０ａからの熱風が基板２０の上面側に回り込み、その熱風が基板２０の上面側を加熱する温度が蓋構造５１でコントロールされる。

以上説明した基板２０の上下面側を加熱する場合、基板２０の上面側の加熱温度が、基板２０の下面側の加熱温度付近以下に設定されることはいうまでもないことである。

次に、本実施形態の加熱装置及び加熱方法の作用及び効果を説明する。蓋構造５１は、はんだ組成物１０に直接当たる熱風４１，４２を遮ることにより、はんだ組成物１０に触れる高温の酸素分子を減らせるので、はんだ組成物１０の酸化が抑制される。そのため、熱風４１，４２を用いた加熱でありながら、液状のはんだ組成物１０ではんだバンプを形成することが可能となる。また、蓋構造５１が熱風４１，４２によって均一に加熱されるので、蓋構造５１からの輻射熱も均一になり、その結果、容器３０がより均一に加熱される。しかも、はんだ組成物１０の液面１３に直接当たる熱風４１，４２が抑えられる結果、液状のはんだ組成物１０が熱風４１，４２で飛散することも無くなる。

次に、図１に示す本発明の実施形態１に係るリフロー装置を用いて、液状のはんだ組成物ではんだバンプを形成する方法について説明する。なお、図１は、基板上にはんだ組成物を塗布した状態であり、上下方向は左右方向よりも拡大して示している。

本実施形態で使用するはんだ組成物１０は、多数のはんだ粒子１１と脂肪酸エステルからなる液状体１２との混合物からなり、パッド電極２２にはんだバンプを形成するために用いられる。そして、液状体１２は、常温の状態で基板２０に滴下すると自重で広がって均一な厚みになる粘度と、はんだ粒子１１の融点以上に加熱された状態ではんだ粒子１１によるはんだ濡れをパッド電極２２に引き起こすフラックス作用とを有する。はんだ粒子１１は、液状体１２とともに基板２０に滴下した際に液状体１２とともに広がって均一に分散する、混合比及び粒径を有する。

また、はんだ粒子１１は表面に自然酸化膜（図示せず）のみを有する。液状体１２は、脂肪酸エステルであるので、有機酸の一種である遊離脂肪酸を元々含んでいる。遊離脂肪酸は、はんだ粒子１１の融点以上に加熱された状態で、はんだ粒子１１同士の合体を抑制しつつ、はんだ粒子１１とパッド電極２２とのはんだ付けを促進するとともに、パッド電極上２２に形成されたはんだ皮膜とはんだ粒子１１との合体を促進する作用を有する。

液状体１２に含まれる有機酸は、必要に応じて添加しても良い。つまり、はんだ粒子１１の酸化度合いや分量に応じて、液状体１２の有機酸含有量を調整する。例えば、多量のはんだバンプを形成する場合は、はんだ粒子１１も多量になるので、全てのはんだ粒子１１の酸化膜を還元するのに十分な有機酸を含有する必要がある。一方、バンプ形成に使用される以上の過剰なはんだ粒子１１を加える場合は、有機酸の含有量を少なくして液状体１２の活性力を落とすことにより、はんだ粉末粒度分布でいうところの微細な側のはんだ粒子１１を溶かさないようにして、比較的大きなはんだ粒子１１のみで最適なバンプ形成を行うことも可能である。この際、溶けずに残った微細なはんだ粒子１１は、はんだ粒子１１同士の合体を防ぐことにより、パッド電極２２のショートを低減させる効果も持つ。

はんだ粒子１１は液状体１２中に均一に分散している必要があるので、はんだ組成物１０は使用直前に攪拌しておくことが望ましい。はんだ粒子１１の材質は、錫鉛系はんだ又は鉛フリーはんだ等を使用する。隣接するパッド電極２２同士の周端間の最短距離ａよりも、はんだ粒子１１の直径ｂを小さくするとよい。この場合、隣接する二つのパッド電極２２上のはんだ皮膜にそれぞれ到達したはんだ粒子１１同士は、接触しないため合体してはんだブリッジを形成することがない。

はんだ組成物１０は、パッド電極２２を有する基板２０上に、常温において自然落下により滴下させる。これだけで、基板２０上に均一な厚みのはんだ組成物１０を塗布できる。つまり、スクリーン印刷やディスペンサを用いることなく、均一な膜厚のはんだ組成物１０の塗布膜を基板２０上に形成することができる。塗布の均一性ははんだバンプのばらつきに影響を及ぼすため、できる限り均一に塗布する。その後、基板２０全体を均一に加熱することにより、はんだバンプの形成が可能となる。加熱は短時間ではんだ融点以上まで昇温する。短時間で昇温することにより、プロセス中での有機酸活性力の低下を抑えることができる。

次に、本実施形態で使用する基板２０について説明する。基板２０はシリコンウエハである。基板２０の表面２１には、パッド電極２２が形成されている。パッド電極２２上には、本実施形態の形成方法によってはんだバンプが形成される。基板２０は、はんだバンプを介して、他の半導体チップや配線板に電気的及び機械的に接続される。パッド電極２２は、形状が例えば円であり、直径ｃが例えば４０μｍである。隣接するパッド電極２２の中心間の距離ｄは、例えば８０μｍである。はんだ粒子１４の直径ｂは、例えば３〜１５μｍである。

パッド電極２２は、基板２０上に形成されたアルミニウム電極２４と、アルミニウム電極２４上に形成されたニッケル層２５と、ニッケル層２５上に形成された金層２６とからなる。ニッケル層２５及び金層２６はＵＢＭ（under barrier metal又はunder bump metallurgy）層である。基板２０上のパッド電極２２以外の部分は、保護膜２７で覆われている。

次に、パッド電極２２の形成方法について説明する。まず、基板２０上にアルミニウム電極２４を形成し、アルミニウム電極２４以外の部分にポリイミド樹脂又はシリコン窒化膜によって保護膜２７を形成する。これらは、例えばフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて形成される。続いて、アルミニウム電極２４表面にジンケート処理を施した後に、無電解めっき法を用いてアルミニウム電極２４上にニッケル層２５及び金層２６を形成する。このＵＢＭ層を設ける理由は、アルミニウム電極２４にはんだ濡れ性を付与するためである。

はんだ粒子１１の材質としては、例えばＳｎ−Ｐｂ（融点１８３℃）、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ（融点２１８℃）、Ｓｎ−Ａｇ（融点２２１℃）、Ｓｎ−Ｃｕ（融点２２７℃）、その他鉛フリーはんだ等を使用する。

加熱器４０ａは、例えばブロワ、電熱ヒータ等からなり、熱風４１を基板２０の下面側に当てて基板２０の下面側を加熱する。また、図３では図示していないが、図１に示すように、基板２０の上面側を熱風４２で加熱する加熱器４０ｂが配置されており、はんだ組成物１０及び基板２０を収容した図１に示す容器３０は、蓋構造５１で覆われている。蓋構造５１は、熱風４２で加熱されて輻射熱で基板２０の上面側を加熱する加熱器として機能すると共に、熱風４１，４２とはんだ組成物１０が接触するのを回避する機能を有している。さらに、前記蓋構造５１は、熱風４２と被加熱物との接触を抑制しているため、被加熱物が熱風４２で加熱される温度が、熱風４２が直接被加熱物と接触して加熱される温度と比較して低くなり、前記熱風４２（前記蓋構造５１の輻射熱も含めて）で加熱される基板２０の上面側温度は、前記熱風４２で加熱される基板２０の下面側温度付近以下に設定される。

基板２０の電極２２上にバンプを形成するには、先ず図４[１]に示すように、容器３０に基板２０を入れる。そして、注ぎ容器３１中で必要に応じはんだ組成物１０を撹拌した後、注ぎ口３２からはんだ組成物１０を基板２０上に滴下させる。すると、はんだ組成物１０が自重で広がって均一な厚みになる。このときは、常温でよく、しかも、はんだ組成物１０の自然落下を利用できる。なお、印刷機や吐出機を用いてはんだ組成物１０を基板２０上に塗布してもよい。

なお、容器３０は、リフロー工程で基板２０とともに加熱するので、耐熱性があって熱伝導が良く、かつはんだ粒子１１によるはんだ濡れが生じない金属例えばアルミニウムからなる。また、容器３０は、平板状の基板２０を載置する平らな底面３３と、はんだ組成物１０の横溢を防止する周壁３４とを有する。この場合は、容器３０の底面３３上に基板２０が密接するので、熱伝導が向上する。なお、図３及び図５では容器３０の図示を略している。

また、滴下工程の途中又は後に、基板２０を水平に回転させることによって、基板２０上のはんだ組成物１０を均一な厚みにしてもよい。基板２０を水平に回転させるには、市販のスピンコート装置を用いればよい。

滴下工程の終了は、はんだ組成物１０中に基板２０が浸漬されるまで、はんだ組成物１０を滴下するか否かによって二通りに分かれる。図４［２］は、はんだ組成物１０中に基板２０を浸漬しない場合である。この場合、基板２０上のはんだ組成物１０の厚みｔ１は、はんだ組成物１０の主に表面張力及び粘性によって決まる値である。一方、図４［３］は、はんだ組成物１０中に基板２０を浸漬する場合である。この場合、基板２０上のはんだ組成物１０の厚みｔ２は、滴下するはんだ組成物１０の量に応じた所望の値に設定できる。

以上の滴下工程によって、図３に示すように、複数のパッド電極２２が離間して設けられた基板２０上に、はんだ組成物１０がベタ塗りによって載置されたことになる。このとき、複数のバンブ電極２２上及びこれらの間隙の保護膜２７上を含む面に、全体的にはんだ組成物１０が載置される。はんだ組成物１０は、ちょうどインクのような状態である。

続いて、リフロー工程で、基板２０及びはんだ組成物１０の加熱が始まると、液状体１２の粘性が更に低下する。すると、図５［１］に示すように、はんだ粒子１１は、液状体１２よりも比重が大きいので、沈降してパッド電極２２上及び保護膜２７上に積み重なる。

続いて、図５［２］に示すように、はんだ組成物１０が蓋構造５１の輻射熱を受けて加熱され、基板２０の下面側が熱風４１で加熱される。本実施形態では、基板２０の上面側の加熱温度が基板２０の加熱温度付近以下に設定されるため、基板２０の上面側に位置するはんだ組成物１０は表面になるほど温度が低く、基板２０側になるほど温度が高くなる。すると、パッド電極２２に近い下方のはんだ粒子１１は、先に溶融し始め、溶融すればパッド電極２２に濡れ広がる。その時、パッド電極２２から遠い上方のはんだ粒子１１は、まだ十分に溶融していない。したがって、はんだ粒子１１同士で合体する機会を減少させることができるので、はんだブリッジの発生も抑制される。換言すると、リフロー工程では、最初にパッド電極２２をはんだ粒子１１の融点以上に加熱し、パッド電極２２に接触しているはんだ粒子１１を溶融して、パッド電極２２に濡れ広がったはんだ皮膜２３’を形成し、はんだ皮膜２３’に更にはんだ粒子１１を合体させる。

また、このとき、液状体１２に含まれる有機酸の作用によって、次のような状態が引き起こされる。まず、はんだ粒子１１同士は合体が抑えられる。ただし、図５［２］では図示していないが、一部のはんだ粒子１１同士は合体して大きくなる。つまり、はんだ粒子１１同士は合体しても一定の大きさ以下であれば問題ない。一方、はんだ粒子１１は、パッド電極２０上に広がって界面に合金層を形成する。その結果、パッド電極２０上にはんだ皮膜２３’が形成され、はんだ皮膜２３’に更にはんだ粒子１１が合体する。すなわち、はんだ皮膜２３’は成長して、図４［３］に示すようなはんだバンプ２３となる。

なお、図５［３］において、はんだバンプ２３の形成に使用されなかったはんだ粒子１１は、残った液状体１２とともに後工程で洗い落とされる。

また、リフロー工程では、はんだ組成物１０にその表面側が低く基板２０側が高くなるような温度差を設けることにより、基板２０側に近いはんだ粒子１１から先に沈降させてもよい。はんだ組成物１０の表面側が低くはんだ組成１０物の基板２０側が高くなるような温度差を設けると、液状体１２は温度が高いほど粘度が低下するので、パッド電極２２に近い下方のはんだ粒子１１は、先に沈降かつ溶融し始め、パッド電極２２に接触すると濡れ広がる。その時、パッド電極２２から遠い上方のはんだ粒子１１は、まだ十分に沈降かつ溶融していない。したがって、はんだ粒子１１同士で合体する機会をより減少させることができるので、はんだブリッジの発生もより抑制される。また、このような加熱状態は、例えば基板２０上のはんだ組成物１０を基板２０側から加熱するとともにはんだ組成物１０の表面側から加冷したり、液状体１２の粘度の温度依存性とはんだ粒子１１の融点との関係を調整したりすることにより、実現される。

更に、リフロー工程では、液状体１２の対流を利用してはんだ粒子１１をパッド電極２２へ供給するようにしてもよい。はんだ組成物１０を基板２０側から加熱すると、液状体１２に対流が発生し、これによりはんだ粒子１１が液状体１２中を動く。そのため、パッド電極２２上に載置されなかったはんだ粒子１１もパッド電極２２上へ移動してはんだバンプ２３の一部になる。したがって、はんだ粒子１１が有効に利用される。

（実施形態２）
本発明の実施形態１に係る加熱装置の変形例を実施形態２として説明する。

図６に示す本発明の実施形態２に係る加熱装置５０ａは、蓋構造５１が被加熱物を覆う空間を低酸素雰囲気に保持する機構を、前記蓋構造５１に備えたことを特徴とするものである。すなわち、蓋構造５１には、蓋構造５１の内部空間中に窒素ガスＮ₂を封入したまま保持する弁５２，５３が設けられている。また、蓋構造５１の治具６２と接する端面５４には、密閉性を高めるためにゴムなどのシール部材７１を取り付ける。

次に、図６[１]に示す加熱装置５０ａを用いた加熱方法について説明する。まず図６[２]に示すように、はんだ組成物１０及び基板２０を容器３０に入れ、前記容器３０を治具６２上に載置し、前記容器３０を蓋構造５１で覆う。このとき、例えば窒素ボンベ５５の弁５６と蓋５１の弁５２とを配管で繋ぎ、弁５６，５２，５３を「開」とすることにより、蓋５１内を不活性ガス、例えば窒素ガスＮ₂で満たす。続いて図６[３]に示すように、弁５２，５３を「閉」にし、容器３０を熱風４１，４２によって加熱する。

本実施形態の加熱装置及び加熱方法によれば、実施形態１と同等の効果が得られる他、はんだ組成物１０に触れる高温の酸素分子を更に減らせるので、はんだ組成物１０の酸化を更に抑制できるという利点がある。

（実施形態３）
図７は、本発明の実施形態３に係る加熱装置を示す断面図であり、図７［１］［２］［３］の順に加熱工程が進行する。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図２と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

図７に示す本発明の実施形態３に係る加熱装置５０ｂは、蓋構造５１で覆われた空間を負圧雰囲気に保持する機構を前記蓋構造５１に有している。すなわち、蓋構造５１には、蓋構造５１の内部空間を負圧にしたまま保持する弁５２が設けられている。また、蓋構造５１の治具６２と接する端面５４には、密閉性を高めるためにゴムなどのシール部材７１を取り付ける。

次に、加熱装置５０ｂを用いた加熱方法について説明する。まず図７[１]に示すように、はんだ組成物１０及び基板２０を容器３０に入れ、図７[２]に示すように、前記容器３０を治具６２上に載置し、その上を蓋構造５１で覆う。このとき、例えば真空ポンプ５７と蓋５１の弁５２とを配管で繋ぎ、真空ポンプ５７を駆動して、弁５２を「開」とすることにより、蓋構造５１内を負圧にする。続いて、弁５２を「閉」にし、図７[３]に示すように、容器３０を熱風４１，４２によって加熱する。

本実施形態の加熱装置及び加熱方法によれば、実施形態１と同等の効果が得られる他、はんだ組成物１０に触れる高温の酸素分子を更に減らせるので、はんだ組成物１０の酸化が更に抑制される。しかも、蓋構造５１が大気圧によって治具６２に押し付けられるので、蓋構造５１が強く固定される。特に、熱風４１，４２の圧力によって蓋５１が吹き飛ばされたりずれたりするおそれがある場合に、有効である。更に、蓋構造５１ｂの内部空間は負圧雰囲気に保持されるため、はんだ接合部におけるボイドの発生を低減できるという利点を有する。

次に、本発明の実施形態に係る加熱装置を利用したリフロー装置ではんだバンプを形成した場合と、従来例に係るリフロー装置ではんだバンプを形成した場合の結果を図８に示す。

本発明の実施形態に係るリフロー装置７０においては、はんだ組成物１０を含む基板２０を蓋構造５１（５１ａ，５１ｂ）で覆い、熱風４１とはんだ組成物１０の接触を回避するため、熱風４１がはんだ組成物１０に影響を与えることはない。従って、図８[１]に示すように、蓋構造５１が有る場合は、はんだブリッジなどが無く、大きさも均一な高品質のはんだバンプが形成されている。

これに対して、従来例に係るリフロー装置を用いてはんだバンプを形成した場合、図８[２]に示すように、はんだバンプが形成されるが、蓋構造に相当するものが存在しないため、熱風がはんだ組成物に直接作用する。このため、図８[２]を詳細に観察すると、外側に突き出たサテライトボールがはんだバンプの周囲に形成されていることが分かる。このサテライトボールは、多くのはんだバンプに形成されていることが分かる。前記サテライトボールとは、はんだバンプに取り込まれずに、はんだバンプ周辺に付着したはんだのことであり、はんだブリッジ発生の原因となる。

図８[１]及び[２]において、黒丸で表されたはんだバンプの中央付近に白点が映し出されている。前記白点は、はんだバンプを撮影するときの照明がはんだバンプに映像の一部に写り込まれたものである。図８に示す写真では、分かりづらいが、図８[１]に示すように、本発明の実施形態では、はんだ組成物１０が熱風の影響を受けないため、はんだバンプの大きさ及び形状が揃っており、前記白点は、多くのはんだバンプにおいて共通した位置に揃えられていることが分かる。

これに対して、従来例では図８[２]に示すように、前記白点の位置及び大きさが不揃いであり、その結果、はんだバンプの形成及び大きさが不揃いであることが分かる。

なお、本発明は言うまでもないが、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、次のような構成にしてもよい。(1).シリコンウエハ（ＦＣ）の代わりに、微細ピッチのサブストレートやインターポーザ、更に配線板（ＢＧＡ）を用いてもよい。(2).基板の電極材料は、アルミニウムに限らず、Ａｌ‐Ｓｉ、Ａｌ‐Ｓｉ‐Ｃｕ、Ａｌ‐Ｃｕ、Ｃｕなどを用いてもよい。(3).被加熱物は、液状のはんだ組成物と基板とを入れた容器に限らず、はんだペースト及び電子部品を載置した基板や、固化したはんだにフラックスを塗って電子部品を載置した基板などでもよい。(4).熱風抑制手段は、蓋構造に限らず、例えば密閉容器のようなものでもよい。

（実施形態４）
図９は、搬送手段６１に容器３０を支える構造に関する実施形態を示している。図９に示すように、図１のスプロケット６１ａに掛け渡したチェーンなどの左右に配置した２つの搬送手段６１、６１間に治具６２の左右端を支持させ、前記治具６２の支持孔６２ａ内に容器３０の周壁３０ｂを受け入れて、搬送手段６１に容器３０を治具６２を介して支持している。

前記治具６２は、前記搬送手段６１の長さ方向に一定間隔で配置されており、それぞれの治具６２は、支持孔６２ａに容器３０を受け入れて支持している。さらに、蓋構造５１は、治具６２に支持された容器３０をそれぞれ個々に覆い、熱風４２が容器３０内のはんだ組成物１０に触れるのを回避している。

（実施形態５）
図１０に示す加熱装置における蓋構造５１は、熱絶縁層５１ｃを備えた内外２重構造に構成されている。

図１０に示す実施形態４に係る蓋構造５１を詳細に説明する。本実施形態４に係る蓋構造５１は、大きさを異ならせた内蓋５１ｄと外蓋５１ｅの内外２重に配置し、内蓋５１ｄと外蓋５１ｅの間に熱絶縁層５１ｃを介装している。前記内蓋５１ｄと外蓋５１ｅの下縁は、コンベア６０で送りが与えられる治具６２に支えられている。なお、前記内蓋５１ｄと外蓋５１ｅの下縁と前記治具６２の接触面はシール材で気密にシールしてもよいものである。また、実施形態では、熱絶縁層５１ｃを空気層で形成したが、断熱材で熱絶縁層５１ｃを形成してもよいものである。

本実施形態に係る蓋構造５１は、内外２重に蓋５１ｄ及び５１ｅから構成され、かつその両者間に熱絶縁層５１ｃが存在するため、熱風４１とはんだ組成物１０の接触を断つことができるばかりでなく、はんだ組成物１０に対面する内蓋５１ｄが熱風４２で加熱される度合いを極めて小さくすることができる。このことは、熱絶縁層５１ｄが、蓋構造５１の輻射熱を制御する機構をして作用することを意味する。したがって、本実施形態に係る蓋構造５１は、前記熱風４２（前記蓋構造５１の輻射熱も含めて）で加熱される基板２０の上面側温度を、前記熱風４２で加熱される基板２０の下面側温度付近以下により正確に設定することができるという利点がある。

更に、基板２０，蓋構造５１，治具６２及びはんだ組成物１０の液状体などの被加熱体の熱容量を比較的小さくし、基板１０の上面側への加熱力を低減できる。このことは、前記熱風４２（前記蓋構造５１の輻射熱も含めて）で加熱される基板２０の上面側温度を、前記熱風４２で加熱される基板２０の下面側温度付近以下により正確に設定することができることを意味する。

（実施形態６）
図１１に示す実施形態の蓋構造５１は、図１０に示す蓋構造を変更したものである。すなわち、図１１に示す実施形態の蓋構造５１は、内蓋５１ｄと外蓋５１ｅの下縁を一体に結合し、内部に熱絶縁層５１ｃを密閉したものである。

本実施形態によれば、熱絶縁層５１ｃは、外部と遮断されているため、有効に熱風４１による熱を遮断することができ、実施形態４と比較して、前記熱風４２（前記蓋構造５１の輻射熱も含めて）で加熱される基板２０の上面側温度を、前記熱風４２で加熱される基板２０の下面側温度付近以下により正確に設定することができるという利点を有している。

（実施形態７）
図１２に示す実施形態６に係る加熱装置５０は、蓋構造５１の熱風４１と接触する上面にプレート５２を設け、プレート５２により、熱を発散させることにより、蓋構造５１による輻射熱の温度を調整するようにしたものである。

図１２に示す実施形態の蓋構造５１によれば、蓋構造５１による輻射熱をプレート５２の熱拡散により制御することができるため、実施形態１と比較して、前記熱風４２（前記蓋構造５１の輻射熱も含めて）で加熱される基板２０の上面側温度を、前記熱風４２で加熱される基板２０の下面側温度付近以下により正確に設定することができるという利点を有している。

（実施形態８）
図１３に示す実施形態６は、図１１に示す蓋構造を変更した例を示すものである。図１３に示す実施形態６の蓋構造５１は、内蓋５１ｄの内部空間５１ｇを負圧雰囲気に保持する機構をして、逆止弁５３を設け、かつ蓋構造５１を搬送路（６０）のゾーン毎に配置したものである。すなわち、本実施形態では、蓋構造５１の内蓋５１ｄ内に複数の容器３０を受け入れて、蓋構造５１内に容器３０をコンベア６０で搬送する構成としたものである。なお、前記容器３０内には、はんだ組成物１０を含む基板２０が配置されている。

減圧雰囲気を有する従来装置では、炉の入出口にゲートバルブを設け、前記ゲートバルブを開閉する方式であった。この方式では、ワーク毎に真空引きをするゾーン、また真空から常圧に戻すゾーンが必要で処理能力に限界があった。また、装置用コストも非常に高額となってしまう。

これに対して、本実施形態によれば、一般的なリフロー装置で使用しているコンベア６０としてのチェーン搬送路のゾーン毎に蓋構造５１を設置して一連の処理を連続して処理することができる。また、下部からは、対流加熱で治具６２及び基板２０を昇温させているため、治具６２及び基板２０の温度分布を均一にすることができる。また、蓋構造５１の減圧雰囲気中で基板２０及びはんだ組成物１０に加熱を行えるため、ボイドの発生を防止できるという利点を有している。

（実施形態９）
図１４及び図１５に示す実施形態の蓋構造５１は、被加熱物を覆う内部空間５１ｇを加圧雰囲気に保持する機構として逆止弁５４を設けている。図１５に示すように、蓋構造５１の内蓋５１ｄ及び外蓋５１ｅの結合部と治具６２との間をシール材５５で密にシールしている。

本実施形態８に係る蓋構造５１においては、内蓋５１ｄ内に形成される内部空間５１ｇ内が加圧状態に保持されているため、容器３０内のはんだ組成物１０の液状体中に含まれる有機酸（分解生成物）の沸点が高くなり、はんだ組成物１０の有機酸の気化を減少させる効果がある。これにより、加熱されるはんだ組成物１０の液状体中での気泡の発生を抑えることができ、はんだ微粒子が前記液状体中を沈降する際に、前記気泡による影響を極力小さくして安定したバンプを形成することができる。また、加圧することにより、分解生成物である有機酸を液状体中に留めておく、すなわち、有機酸の気化を抑制することが可能となり、比較的低温にて活性力の高いはんだ組成物となる。したがって、比較的低温にてバンピングが可能となる。また、分解生成物の気化により奪われるエネルギーを減少させて、比較的小さいエネルギーで所望の加熱温度に到達させることができる。したがって、省エネルギー化を実現することができるという利点を有している。

以上説明したように本発明によれば、ハンド組成物に液体はんだを用いても、その液体はんだに与える影響を抑制できるため、バンプを正確に形成することができる。

本発明の実施形態１に係る加熱装置を示し、図１［１］は図１［２］において、搬送路の長さ方向のＩ−Ｉ線に沿う方向で断面した縦断面図、図１［２］は平面図である。 図１の加熱装置を用いた加熱方法を説明するために断面して示す工程図である。 図１の加熱装置を用いたはんだバンプ形成方法の一例を示す断面図である。 図１の加熱装置を用いたはんだバンプ形成方法を説明するために断面して示す工程図である。 図１の加熱装置を用いたはんだバンプ形成方法を説明するために断面して示す工程図である。 本発明の実施形態２に係る加熱装置を説明するための断面図である。 本発明の実施形態３に係る加熱装置を説明するための断面図である。 本発明の実施形態におけるリフロー結果を示す写真であり、図８［１］は蓋構造が有る場合、図８［２］は蓋構造が無い場合を示す写真である。 本発明の実施形態４に係るリフロー装置において、搬送手段に被加熱物の一種である容器を支持する構造を示す縦断面図であって、搬送路に交差する方向で断面した断面図である。 本発明の実施形態５に係る加熱装置を示す図であって、搬送路に交差する方向で断面した縦断面図である。 本発明の実施形態６に係る加熱装置を示す図であって、搬送路に交差する方向で断面した縦断面図である。 本発明の実施形態７に係る加熱装置を示す図であって、搬送路に交差する方向で断面した縦断面図である。 本発明の実施形態８に係る加熱装置を示す図であって、搬送路に交差する方向で断面した縦断面図である。 本発明の実施形態９に係る加熱装置を示す図であって、搬送路に交差する方向で断面した縦断面図である。 図１４のＡ部拡大図である。

符号の説明

１０ はんだ組成物
１１ はんだ粒子
１２ 液状体（液体材料）
２０ 基板
２１ 基板の表面
２２ パッド電極
２３ はんだバンプ
３０ 容器
４０ 加熱器
４１，４２ 熱風
５０，５０ａ，５０ｂ 加熱装置
５１，５１ａ，５１ｂ 蓋構造（熱風抑制手段）
５２，５３ 逆止弁
５５ 窒素ボンベ
５７ 真空ポンプ
６０ コンベア（搬送路）
６１ 搬送手段
６２ 治具
７０ リフロー装置

Claims (17)

1. はんだ組成物を含む被加熱物を熱風で加熱する加熱器を有する加熱装置において、
   前記被加熱物を収容する容器と、
   前記容器を覆って前記熱風と前記はんだ組成物との接触を抑制する蓋を有し、その蓋が加熱されることによる輻射熱で前記被加熱物を加熱する蓋構造を有することを特徴とする加熱装置。
2. 前記蓋構造は、蓋構造で仕切られた空間を減圧、加圧状態又は低酸素雰囲気に保持する弁機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
3. 前記蓋構造は、前記被加熱物を覆う空間を低酸素雰囲気に保持する機構を有することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
4. 前記蓋構造の前記被加熱物を覆う空間は、大気圧雰囲気であることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
5. 前記蓋構造は、前記被加熱物を覆う空間を負圧雰囲気に保持する機構を有することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
6. 前記蓋構造は、前記被加熱物を覆う空間を加圧雰囲気に保持する機構を有することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
7. 前記蓋構造は、輻射熱の温度を制御する機構を有することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
8. 前記蓋構造は、熱絶縁層を備えた内外２重構造に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
9. 前記蓋構造は、一体型の２重構造であることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
10. 前記蓋構造は、前記被加熱物を搬送する搬送路のゾーン毎に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
11. 前記蓋構造は、前記被加熱物毎に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
12. はんだ組成物を含む被加熱物を収容する容器と、
    前記容器を搬送する搬送路と、
    前記搬送路上の前記被加熱物を熱風で加熱する加熱器と、
    前記容器を覆って前記熱風と前記はんだ組成物との接触を抑制する蓋を有し、その蓋が加熱されることによる輻射熱で前記被加熱物を加熱する蓋構造とを有することを特徴とするリフロー装置。
13. 前記蓋構造は、輻射熱の温度を制御する機構を有することを特徴とする請求項１２に記載のリフロー装置。
14. はんだ組成物を含む被加熱物を熱風で加熱する加熱方法において、
    前記はんだ組成物を含む被加熱物を容器に収容し、
    蓋構造の蓋で前記容器を覆って前記熱風と前記はんだ組成物との接触を抑制して、輻射熱で前記被加熱物を加熱することを特徴とする加熱方法。
15. 前記被加熱物の上面側の加熱温度を、前記被加熱物の下面側の加熱温度付近以下に設定することを特徴とする請求項１４に記載の加熱方法。
16. はんだ組成物を含む被加熱物を熱風で加熱することにより、前記被加熱物にバンプを形成するバンプ形成方法において、
    前記はんだ組成物を含む被加熱物を容器に収容し、
    蓋構造の蓋で前記容器を覆って前記熱風と前記はんだ組成物との接触を抑制し、輻射熱で前記被加熱物を加熱して、前記被加熱物の表面に前記はんだ微粒子でバンプを形成することを特徴とするバンプ形成方法。
17. 前記被加熱物の上面側の加熱温度を、前記被加熱物の下面側の加熱温度付近以下に設定することを特徴とする請求項１６に記載のバンプ形成方法。

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