JPH11267825A

JPH11267825A - ロウ付け方法および装置

Info

Publication number: JPH11267825A
Application number: JP6745298A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Mori; 義明森
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】フラックスを用いることなくロウ付けを行な
うことができるとともに、ロウ付け後に腐食などを生じ
ないようにする。【解決手段】ハロゲン化部１２の放電ユニット１８
は、放電によりＣＦ_４と水蒸気とを反応させて反応性フ
ッ化ガスを含む処理ガス２８を生成し、ハロゲン化処理
室２６に配置した被ロウ付け部材３０の半田付け対象面
をフッ化する。フッ化された被ロウ付け部材３０は、還
元処理部１４の真空容器３４に搬入される。ヒータ３８
は、減圧された真空容器３４内の被ロウ付け部材３０を
加熱し、フッ素を離脱させて被ロウ付け部材を還元す
る。還元された被ロウ付け部材３０は、部品４２が搭載
されたのちにリフロー炉４０に搬入され、部品４２が半
田付けされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半田付けなどのロ
ウ付け方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、半導体装置の製造分野などにおい
ては、ロウ付けである半田付けを行なう場合、半田付け
の前に、半導体チップやプリント回路基板の半田（ロウ
材）面をハロゲン化処理、特にフッ化処理をして半田の
濡れ性を向上し、フラックスを用いずに半田付けが行な
えるようにしている。そして、米国のＭＣＮＣ社は、真
空プラズマによりラジカルなフッ素あるいはフッ素イオ
ンを生成し、これらをロウ材に接触させてフッ化処理を
することを提案している。また、本願出願人は、少なく
ともフッ素を含むガスを大気圧下での放電により分解
し、フッ化水素（ＨＦ）などの反応性フッ化ガス（中間
生成物）を形成し、その後、被ロウ付け部材の表面で反
応性フッ化ガスと水との再反応でフッ素系イオンを生成
し、このフッ素系イオンによって被ロウ付け部材のロウ
付け対象面となる半田付けする金属または半田をフッ化
する方法を提案している。

【０００３】これらはいずれも半田付け対象面が酸化物
となっているために半田の濡れが悪いとされている原因
となっている酸素を、ハロゲンであるフッ素と置換して
半田付け対象面をフッ化するものであって、従来のハロ
ゲンを含んだフラックスを用いた湿式方を乾式方に替え
たものと言い換えることができる。そして、フッ化処理
した被ロウ付け部材（被半田付け部材）は、フラックス
を用いることなく良好な半田付けを行なうことができ
る。しかも、フッ化処理した効果は、１週間から１ヵ月
程度は保持される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
被半田付け部材をフッ化処理して半田付けを行なうと、
フッ化した半田付け対象面のみならず被半田付け部材の
全体にフッ素が残留し、この残留フッ素が製品のマイグ
レーションや腐食を生ずるという問題があるばかりでな
く、被半田付け部材に残留しているフッ素または被半田
付け部材から放出されるフッ素の人体に対する安全性の
面についても注意を要する。

【０００５】そこで、ハロゲンを使用せずに酸化物から
酸素を除去するため、還元性ガスである水素ガスを放電
させて用い、酸化された金属を還元する方法が提案され
ている。しかし、この水素放電を用いる方法は、水素自
体が爆発、発火の可能性のある極めて可燃性の強いガス
であり、危険で取り扱いが容易でない。また、処理の効
果がフッ化処理に比較して劣るばかりでなく、処理速度
も遅い。しかも、酸化の進んだ金属に対しては、さほど
効果が得られない欠点がある。

【０００６】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、フラックスを用いることなくロ
ウ付けを行なうことができるとともに、ロウ付け後に腐
食などを生ずることがないようにすることを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】酸化された金属の表面を
完全に還元してピュアな状態にすると、半田の濡れ性が
よいことが知られている。そして、本発明は、ピュアな
金属は半田の濡れ性がよいこと、酸素よりハロゲンの方
が還元しやすいことに着目してなされたもので、酸化物
を一度ハロゲン化処理をしたのち、還元してハロゲンを
離脱させることを基本にしている。

【０００８】すなわち、上記の目的を達成するために、
本発明に係るロウ付け方法は、被ロウ付け部材のロウ付
け対象面をハロゲン化処理したのち、前記ロウ付け対象
面に取り込まれたハロゲンを離脱させ、その後、前記被
ロウ付け部材のロウ付けを行なう構成となっている。

【０００９】このように構成した本発明は、被ロウ付け
部材のロウ付け対象面をハロゲン化することにより、ロ
ウ付け対象面に酸化物の形で存在している酸素を、酸素
より容易に金属から離脱させることができるハロゲンに
置換する。その後、ロウ付け対象面を還元してハロゲン
を離脱させることにより、ロウ付け対象面を酸素が存在
しないピュアな状態にすることができ、酸化膜を除去し
たと同様に、フラックスを用いずに容易にロウ付けをす
ることができる。しかも、還元処理をした直後の金属
は、非常に活性であってロウ材に対して良好な濡れ性を
示す。これは、酸素と結合していた表面の金属結合手が
フリーであるためと考えられる。このため、ハロゲンを
離脱させたのち、すなわち還元処理をしたのちは、速や
かに時間をおかずにロウ付けをすることが望ましい。

【００１０】そして、ハロゲンを離脱させてロウ付けを
した場合、被ロウ付け部材にハロゲンが残存しないた
め、ロウ付け後にマイグレーションや腐食を生ずること
がなく、また残存ハロゲンが人体に与える影響を考慮す
る必要がない。かりに、還元処理後にハロゲンの一部が
残ったとしても、このようなハロゲンは金属と強固に結
合しており、腐食などの製品にダメージを与えたり、安
全性に問題を生ずることがない。

【００１１】ハロゲン化処理としてフッ素イオンやフッ
素ラジカルに晒してフッ化処理を行なうと、金属表面の
酸素がフッ素と容易に置換する。これは、フッ素が酸素
より電気陰性度が大きいためと思われる。そして、フッ
素と反応して気体となる物質が多いため、被ロウ付け部
材からフッ素を離脱させる還元処理を容易に行なうこと
ができる。

【００１２】ハロゲンを離脱させる処理、すなわち還元
処理は、真空中に配置した被ロウ付け部材を加熱して行
なってもよいし、また窒素などの不活性ガス中に配置し
た被ロウ付け部材を加熱して行なってもよいし、さらに
被ロウ付け部材を還元性のガスに晒すことにより行なっ
てもよい。

【００１３】ハロゲン化処理とハロゲンの離脱とは、被
ロウ付け部材を搬送しつつ行なうことができる。そし
て、ハロゲンを離脱した被ロウ付け部材を順次ロウ付け
部に搬送してロウ付けするとよい。このようにすると、
ロウ付けの前処理からロウ付けを連続して行なうことが
でき、前処理のインライン化を図ることができ、金属の
活性なうちにロウ付けが可能となり、ロウ付けの強度を
向上することができる。また、被ロウ付け部材をチャン
バ内に配置し、このチャンバ内においてハロゲン化処理
とハロゲンを離脱させる処理とを連続的に行なうことが
できる。これにより、多数の被ロウ付け部材を一度に処
理するいわゆるバッチ処理をすることができる。

【００１４】また、本発明に係るロウ付け方法は、少な
くとも最表面にハロゲン化合物が形成されている被ロウ
付け部材のハロゲンを離脱させたのち、前記被ロウ付け
部材のロウ付けを行なう構成にしてある。これにより、
ハロゲンを含んだ被ロウ付け部材からハロゲンを除去し
たロウ付けをフラックスを用いずに行なうことができる
とともに、ロウ付け後の腐食などを防止でき、安全性へ
の影響も避けることができる。そして、この場合におい
ても、ハロゲンの離脱は、被ロウ付け部材を真空中や不
活性ガス中に配置して加熱したり、被ロウ付け部材を還
元性ガス（例えば、水素の活性種、アルカリ金属の活性
な状態のガス、活性状態のアンモニアガスなど）に晒し
て行なうことができる。また、ハロゲンの離脱は、被ロ
ウ付け部材を搬送しつつ行なうことができ、ハロゲンを
離脱した被ロウ付け部材を順次ロウ付け部に搬送してロ
ウ付けを行なうことができる。

【００１５】上記のロウ付け方法を実施するためのロウ
付け装置は、被ロウ付け部材のロウ付け対象面をハロゲ
ン化処理するハロゲン化処理手段と、ハロゲン化処理し
た前記ロウ付け対象面からハロゲンを離脱させる還元化
手段と、前記ハロゲンを離脱させた前記被ロウ付け部材
のロウ付けを行なうロウ付け手段とを有する構成となっ
ている。これにより、ロウ付け対象面の酸素をより容易
に還元できるハロゲンに置換することができ、還元して
ロウ付け対象面を容易にピュアにすることができる。

【００１６】還元手段は、ハロゲン化処理した被ロウ付
け部材を配置するチャンバと、このチャンバ内を減圧す
る真空ポンプと、チャンバに設けられ、減圧されたチャ
ンバ内の前記被ロウ付け部材を加熱する加熱部とを有す
る構成にできる。このように構成した本発明は、チャン
バ内に被ロウ付け部材を配置したのち、チャンバ内を減
圧して加熱することにより、被ロウ付け部材に取り込ま
れたハロゲンを容易に離脱させることができる。そし
て、ハロゲン化処理手段を、チャンバに接続したハロゲ
ン化ガス供給源を有するように構成すると、チャンバに
ハロゲン化ガスを供給してチャンバに配置した被ロウ付
け部材のロウ付け対象面をハロゲン化処理したのち、チ
ャンバ内を真空にして被ロウ付け部材を加熱することに
より、ハロゲン化処理とハロゲンの離脱とを連続的に行
なうことができ、被ロウ付け部材のバッチ処理を容易に
行なうことができる。

【００１７】還元手段は、ハロゲン化処理した被ロウ付
け部材の表面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給源
と、被ロウ付け部材を加熱する加熱部とを有するように
構成してもよいし、さらにハロゲン化処理した被ロウ付
け部材の表面に還元性ガスを供給する還元ガス供給源
と、被ロウ付け部材を加熱する加熱部とを有するように
構成してもよい。

【００１８】また、本発明に係るロウ付け装置は、被ロ
ウ付け部材を配置するチャンバと、このチャンバ内を排
気可能な排気手段と、前記チャンバに接続され、チャン
バ内に配置した被ロウ付け部材のロウ付け対象面をハロ
ゲン化処理するハロゲン化ガスを供給するハロゲン化ガ
ス供給源と、前記チャンバに接続されてチャンバ内に不
活性ガスを供給する不活性ガス供給源と、前記チャンバ
に設けられ、チャンバ内の前記被ロウ付け部材を加熱す
る加熱部とを有する構成となっている。

【００１９】さらに、本発明に係るロウ付け装置は、被
ロウ付け部材を配置するチャンバと、このチャンバ内を
排気可能な排気手段と、前記チャンバに接続され、チャ
ンバ内に配置した被ロウ付け部材のロウ付け対象面をハ
ロゲン化処理するハロゲン化ガスを供給するハロゲン化
ガス供給源と、前記チャンバに接続されてチャンバ内に
還元ガスを供給する還元ガス供給源とを有する構成にし
てある。

【００２０】また、本発明に係るロウ付け装置は、被ロ
ウ付け部材を搬送する搬送手段と、この搬送手段により
搬送されつつある前記被ロウ付け部材にハロゲン化ガス
を供給し、被ロウ付け部材のロウ付け対象面をハロゲン
化処理するハロゲン化処理手段と、前記搬送手段の前記
ハロゲン化処理手段より下手側に設けられ、搬送手段に
より搬送されつつある前記被ロウ付け部材のハロゲン化
処理された前記ロウ付け対象面を還元する還元化手段
と、前記搬送手段の前記還元化手段より下手側に設けら
れ、搬送手段により搬送されてきた前記被ロウ付け部材
をロウ付けするロウ付け手段とを有する構成となってい
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明に係るロウ付け方法および
装置の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に
説明する。

【００２２】図１は、本発明の第１実施の形態に係るロ
ウ付け装置の説明図である。図１において、ロウ付け装
置１０は、ハロゲン化処理手段であるハロゲン化部１２
と、還元手段である還元処理部１４と、ロウ付け手段と
なる半田付け部１６とを有している。

【００２３】ハロゲン化部１２は、放電ユニット１８に
原料ガス供給源２０と水蒸気供給源２２とが接続してあ
る。そして、放電ユニット１８には、原料ガス供給源２
０からフッ素や塩素などのハロゲンを含む原料ガス（こ
の実施形態の場合、ＣＦ_４）が供給され、水蒸気供給源
２２から水蒸気（Ｈ_２Ｏ）が供給される。放電ユニット
１８は、ＣＦ_４と水蒸気との混合ガスが通る電極間に例
えば２０ｋＨｚ、１５ｋＶの電圧が印加されていて、Ｃ
Ｆ_４と水蒸気とを反応させて反応性フッ化ガスを含む処
理ガスを生成する。また、放電ユニット１８の流出側に
は、処理ガス供給配管２４を介してハロゲン化処理室２
６が接続してあって、放電ユニット１８において生成さ
れた処理ガス２８をハロゲン化処理室２６に導入し、処
理室２６に配置してある被ロウ付け部材３０の半田部等
のロウ付け対象面のフッ化処理をできるようになってい
る。

【００２４】還元処理部１４は、矢印３２のように、フ
ッ化処理を終了した被ロウ付け部材３０が搬入されるチ
ャンバである真空容器３４と、この真空容器３４内を減
圧する真空ポンプ３６とを備えている。また、真空容器
３４には、加熱部であるヒータ３８が設けてあって、真
空容器３４内の被ロウ付け部材３０を所定の温度、例え
ば１５０℃に加熱することができるようにしてある。そ
して、還元処理部１４において還元処理をされた被ロウ
付け部材３０は、矢印３９のように、還元処理部１４に
隣接して設けた半田付け部１６に搬送される。

【００２５】半田付け部１６は、リフロー炉４０を有し
ているとともに、図示しない部品搭載機が設けてあっ
て、電子部品などの部品４２を被ロウ付け部材３０のロ
ウ付け対象面（半田付け面）に搭載し、部品４２を搭載
した被ロウ付け部材３０をリフロー炉４０に搬入するよ
うにしてある。このリフロー炉４０は、被ロウ付け部材
３０の酸化を防止するために内部が窒素雰囲気となって
いるとともにヒータ４４を備えていて、被ロウ付け部材
３０を所定の温度に加熱してロウ材である半田を溶融
し、被ロウ付け部材３０と部品４２とを接合する。

【００２６】このように構成した第１実施形態の作用
は、次のとおりである。放電ユニット１８には、原料ガ
スであるＣＦ_４と水蒸気とが大気圧状態で供給される。
そして、このＣＦ_４と水蒸気との混合ガスは、放電ユニ
ット１８の放電により、

【００２７】

【化１】ＣＦ_４＋ｅ→ＣＦ_３ ^＋＋Ｆ⁻

【００２８】

【化２】ＣＦ_３ ^＋＋Ｆ⁻＋Ｈ_２Ｏ→ＣＯＦ_２＋２ＨＦのように反応し、反応性フッ化ガスであるＣＯＦ_２とＨ
Ｆとを生じる。この反応性フッ化ガスを含む処理ガス２
８は、処理ガス供給配管２４を介してハロゲン化処理室
２６に導入される。

【００２９】ハロゲン化処理室２６に導入された処理ガ
ス２８は、処理室２６に導入された水（水蒸気）と反応
し、

【００３０】

【化３】ＣＯＦ_２＋Ｈ_２Ｏ→ＣＯ_２＋２ＨＦとなり、さらにＨＦは、

【００３１】

【化４】ＨＦ＋Ｈ_２Ｏ→Ｆ⁻＋Ｈ_３Ｏ^＋

【００３２】

【化５】２ＨＦ＋Ｈ_２Ｏ→ＨＦ_２ ⁻＋Ｈ_３Ｏ^＋となって、反応性の強いＦ⁻、ＨＦ_２ ⁻が生成される。
そして、これらのフッ素系のイオンが半田金属を構成し
ている錫の酸化物である酸化錫（ＳｎＯ_２）と反応し、
酸素と置換されて半田部をフッ化する。

【００３３】フッ化処理を終了した被ロウ付け部材３０
は、矢印３２のように真空容器３４内に搬入する。その
後、真空ポンプ３６を駆動して真空容器３４内を被ロウ
付け部材３０が酸化されない程度、例えば１００Ｔｏｒ
ｒ以下の圧力に減圧するとともに、ヒータ３８によって
被ロウ付け部材３０をフッ素が離脱する温度、例えば１
５０〜２００℃に加熱する。この真空加熱により、被ロ
ウ付け部材３０は還元され、被ロウ付け部材に取り込ま
れたフッ素が被ロウ付け部材３０から離脱し、被ロウ付
け部材３０の半田部の表面が金属元素だけのピュアの状
態となる。

【００３４】この真空加熱によりフッ素が離脱する理由
は定かでないが、酸素と置換したフッ素が金属と完全に
結合していないためと思われる。なお、真空加熱処理の
時間は、被ロウ付け部材に取り込まれたフッ素の量に依
存（比例）する。

【００３５】上記の還元処理した被ロウ付け部材３０
は、矢印３９のように半田付け部１６に搬送し、部品４
２を搭載したのち、ヒータ４４によって所定の温度に加
熱してあるリフロー炉４０に搬入する。そして、被ロウ
付け部材３０は、半田部が溶融し、部品４２と接合され
る。

【００３６】なお、還元処理した被ロウ付け部材３０
は、速やかにリフロー炉４０に搬入して半田付けを行な
うことが望ましい。これは、還元直後の金属は酸素（フ
ッ素）と結合していた金属結合手がフリーであって非常
に活性であり、この状態が長時間持続しないことによ
る。従って、還元処理後数分以内、できれば１分以内に
リフロー炉４０に搬入することが望ましい。

【００３７】このように、実施の形態においては、被ロ
ウ付け部材３０の半田付け対象面を一度フッ化したの
ち、還元処理によってフッ素を離脱させるようにしてい
るため、半田面を容易にピュアな状態にすることがで
き、フラックスを使用せずに半田付けを行なうことがで
きる。しかも、半田付け部１６に搬入された被ロウ付け
部材３０にフッ素が残存していないため、半田付け後に
製品が腐食したりするのを防ぐことができるとともに、
安全面への影響をなくすことができる。

【００３８】なお、前記実施の形態においては、放電ユ
ニット１８によって反応性フッ化ガスを生成した場合に
ついて説明したが、反応性フッ化ガスは、ＣＦ_４などを
熱分解や光分解などによって生成してもよいし、ボンベ
からハロゲン化処理室２６に直接供給するようにしても
よい。また、前記実施の形態においては、ハロゲン化処
理がフッ化処理である場合について説明したが、塩化水
素ガスなどを用いて塩化処理などをしてもよい。そし
て、前記実施の形態においては、ハロゲン化部１２のハ
ロゲン化処理室２６と、還元処理部１４の真空容器３４
とを別々に設けた場合について説明したが、ハロゲン化
処理室２６を真空容器によって形成し、ハロゲン化処理
室２６において大気圧下で被ロウ付け部材３０のフッ化
処理をし、その後減圧して還元処理を行なうようにして
もよい。これにより、フッ化処理と還元処理とを連続的
に行なえるとともに、装置と工程との簡素化を図ること
ができる。

【００３９】図２は、第２実施の形態に係るロウ付け装
置の要部説明図であって、半田付け部が省略してある。
この第２実施の形態のロウ付け装置５０は、ハロゲン化
部１２が第１実施の形態と同様に形成してある。そし
て、ロウ付け装置５０の還元処理部５２は、真空容器３
４に還元ガスである水素ガスを供給する水素ガス源（還
元ガス供給源）５４が接続してあるとともに、放電用電
源５６に接続した放電電極５８が接続してある。

【００４０】このように構成した第２実施の形態におい
ては、ハロゲン化部１２においてフッ化処理をした被ロ
ウ付け部材３０を真空容器３４に搬入したのち、真空ポ
ンプ３６を駆動して真空容器３４の内部を減圧する。そ
して、真空容器３４内を所定の圧力に減圧したならば、
水素ガス源５４から水素ガス（Ｈ_２）を真空容器３４に
供給するとともに、放電電極５８に高周波電圧を印加し
て水素ガスを介して放電を発生させ、水素プラズマ６０
を生成した被ロウ付け部材３０に照射する。これによ
り、被ロウ付け部材３０に取り込まれたフッ素は、被ロ
ウ付け部材３０の表面に衝突する水素プラズマと反応
し、フッ化水素（ＨＦ）となって被ロウ付け部材３０か
ら離脱し、被ロウ付け部材３０が還元される。還元され
た被ロウ付け部材３０は、前記の実施形態と同様に半田
付け部に搬送される。

【００４１】この第２実施形態のように一度フッ化した
のちに水素プラズマにより還元を行なうと、被ロウ付け
部材３０の残留フッ素を大幅に低減することができ、フ
ッ化処理をしないで直接酸素離脱（還元）を行なうより
還元性がよく、良好な半田付けを行なうことができる。

【００４２】なお、この実施形態においては、真空にお
いて水素プラズマを生成する場合について説明したが、
大気圧状態でプラズマを発生させてもよい。そして、前
記実施の形態においては、真空容器４３に水素ガスを供
給して水素プラズマを生成する場合について説明した
が、水素を含む安全なガスを用いて水素プラズマを生成
してもよい。ただし、被ロウ付け部材３０の還元処理後
に、被ロウ付け部材３０が再酸化されたり、再ハロゲン
化されるようなガスを避ける。

【００４３】また、前記実施の形態においては、放電に
よって水素プラズマを生成した場合について説明した
が、水素プラズマを用いる趣旨は、真空容器３４に導入
したガスをフッ素と反応する活性な状態にするためであ
って、放電によらずに紫外線の照射などによって水素ガ
スを活性な状態にしてもよい。さらに、還元ガスは、水
素系に限らず、フッ素と結合する還元性を有するガスで
あればよい。

【００４４】図３は、第３実施の形態に係る還元処理部
の説明図である。この還元処理部６２は、ヒータ６４を
備えた恒温槽６６を有していて、恒温槽６６に配置した
被ロウ付け部材を所定の温度に加熱できるようになって
いる。そして、恒温槽６６には、還元ガス供給源６８が
接続してあって、アンモニアガス（ＮＨ_３）などの還元
性ガス７０を導入できるようにしてある。

【００４５】この第３実施の形態においては、フッ化処
理をした被ロウ付け部材３０を恒温室６６に配置して例
えば１００℃以上に加熱し、恒温槽６６にアンモニアガ
スを導入すると、

【００４６】

【化６】３ＮＨ_３＋Ｆ→Ｎ_２＋Ｈ_２＋ＮＨ_４Ｆの反応を生じ、被ロウ付け部材３０に取り込まれたフッ
素が大気圧下でも揮発性であるフッ化アンモニウムとな
って被ロウ付け部材３０から離脱する。

【００４７】この第３実施に形態においては、被ロウ付
け部材３０を加熱しなくとも被ロウ付け部材３０の還元
を行なうことができる。そして、被ロウ付け部材３０を
加熱することにより、還元反応を促進することができ
る。

【００４８】なお、恒温槽６６に大気圧状態の窒素ガス
（Ｎ_２）を導入してフッ化された被ロウ付け部材３０を
１５０〜２００℃に加熱したところ、被ロウ付け部材３
０を還元することができた。また、前記した真空容器３
４にアルゴン（Ａｒ）などの希ガスを導入し、減圧状態
または大気圧状態でプラズマを生成し、フッ化処理した
被ロウ付け部材３０に照射したところ、フッ素が離脱し
て被ロウ付け部材３０が還元された。

【００４９】これらによって還元される理由は定かでな
いが、被ロウ付け部材３０をフッ化処理して酸素とフッ
素とを置換したときに、被ロウ付け部材に取り込まれた
フッ素が金属元素と完全な結合をしていないことによる
ものと思われる。なお、半田付けを窒素雰囲気のリフロ
ー炉を用いて行なう場合、そのリフロー炉を還元用のの
チャンバとしてよい。このようにすると、装置の小型化
を図ることができる。

【００５０】図４は、第４実施の形態に係るロウ付け装
置の説明図である。この実施の形態に係るロウ付け装置
７２は、コンベヤなどの搬送手段７４を有していて、被
ロウ付け部材３０を矢印７６のように順次連続的に搬送
できるようになっている。そして、搬送手段７４の上部
には、ハロゲン化部１２を構成している処理ガス照射部
７８が配設してある。この処理ガス照射部７８は、処理
ガス供給配管２４を介してハロゲン化ガス供給源となる
放電ユニット１８に接続してあって、放電ユニット１８
において生成された処理ガス２８を、搬送手段に７６よ
って搬送されつつある被ロウ付け部材３０に吹き付け、
被ロウ付け部材３０の半田付け対象面をフッ化できるよ
うにしてある。また、移動する被ロウ付け部材３０のハ
ロゲン化部１２の下手側には、還元処理部８０が設けて
ある。

【００５１】この還元処理部８０は、移動しつつあるフ
ッ化処理された被ロウ付け部材３０に還元性ガスである
アンモニアガスを照射する還元ガス照射部８２と、アン
モニアガス源（還元ガス供給源）８４とを有し、これら
が配管８６によって接続してある。そして、配管８６に
は、ヒータ８８が設けてあって、アンモニアガスを所定
の温度に加熱できるようにしてある。

【００５２】還元処理部８０の下手側には、半田付け部
９０が設けてある。この半田付け部９０は、搬送手段７
４によって搬送されている還元処理された被ロウ付け部
材３０に部品４２を搭載する搭載ロボット９２と、被ロ
ウ付け部材３０と部品４２とを接合する接合処理部９４
とを有している。接合処理部９４は、搬送手段７４を跨
いで配置した加熱部９６を備えており、加熱部９６を通
過する被ロウ付け部材３０と部品４２とを半田が溶融す
る温度に加熱できるようにしてある。そして、加熱部９
６には、配管９８を介して窒素ガス源１００が接続して
あり、加熱部９６内に窒素ガスが供給されて被ロウ付け
部材３０と部品４２との酸化防止が図られている。

【００５３】この第４実施の形態においては、被ロウ付
け部材３０の半田付け対象面が搬送手段７４によって搬
送されつつハロゲン化部１２においてフッ化処理された
のち、還元処理部８０によって還元処理される。そし
て、還元処理された被ロウ付け部材３０は、搬送手段７
４によって順次半田付け部９０に搬送され、搭載ロボッ
ト９２によって部品４２が搭載され、加熱部９６に搬入
されて部品４２が半田付けされる。

【００５４】このように、この実施の形態においては、
被ロウ付け部材３０を移動させた状態でフッ化処理、還
元処理、半田付けが行なわれるため、半田付けの前処理
のインライン化が可能であるとともに、前処理と半田付
けとを１つのラインで連続的に行なうことができ、半田
付け工程の簡素化とコスト削減とを行なうことができ
る。そして、還元処理した被ロウ付け部材３０を速やか
に半田付けすることができるため、接合強度が向上す
る。なお、部品４２についても、フッ化処理、還元処理
を行なっておくことが望ましい。

【００５５】なお、還元処理部８０における還元処理
は、水素プラズマや活性な水素を被ロウ付け部材３０に
照射して行なってもよい。

【００５６】

【実施例】《実施例１》安定なＣＦ_４を水にバブリング
して水蒸気とともに放電ユニットに供給した。放電ユニ
ットへのＣＦ_４の供給量は１００ＣＣＭである。そし
て、放電ユニットの電極間に２０ｋＨｚ、１５ｋＶの電
圧を印加してＣＯＦ_２とＨＦとを含む処理ガスを生成し
た。放電により生成されたＣＯＦ_２とＨＦの量は、処理
ガスを中和滴定したところ、ＣＯＦ_２が２．５ＣＣ／ｍ
ｉｎであり、ＨＦが５ＣＣ／ｍｉｎであると思われる。

【００５７】放電ユニットにおいて生成した処理ガスを
１ＳＬＭのエアで希釈して被ロウ付け部材を配置したハ
ロゲン化処理室に水蒸気とともに供給した。水蒸気の供
給量は、１０ＣＣＭである。また、被ロウ付け部材とし
て、錫８０％、鉛２０％の半田メッキをした銅板を用い
た。

【００５８】この半田合金を上記の処理ガスと水蒸気と
の混合したガス雰囲気中に１分間晒してフッ化処理を行
なった。そして、半田メッキ銅板のフッ化処理前とフッ
化処理後の表面の元素分析を行なったところ、処理前に
比較して処理後の方が酸素が減少してフッ素が多く検出
され、銅板にメッキした半田合金がフッ化されているこ
とが確認された。

【００５９】次に、フッ化処理をした半田メッキ銅板を
真空容器に入れ、真空容器を１００Ｔｏｒｒに減圧して
水素プラズマを発生させ、銅板を水素プラズマに３０分
間晒して半田の還元処理を行なった。その後、還元処理
後の銅板の表面の元素分析を行なったところ、銅板に残
留しているフッ素を大幅に低減し、半田が還元されてい
ることが確認された。そして、還元処理をした２枚の半
田メッキ銅板を還元処理後１分以内に窒素雰囲気のリフ
ロー炉に入れて半田付けを行なったところ、良好な半田
付けをすることができた。

【００６０】なお、この実施例においては、水素ガス１
００％により水素プラズマを発生させたが、アルゴン９
７％、水素ガス３％の状態、すなわち水素ガスの爆発限
界以下の濃度の混合ガスによりプラズマを生成してもよ
い。ただし、この場合、アルゴンによるスパッタリング
の影響を防止するようにする。

【００６１】《実施例２》実施例１と同様にフッ化処理
した半田メッキ銅板を恒温槽に入れ、アンモニアガスの
雰囲気中で１００℃に加熱し、１０分間保持した。その
後、恒温槽から取り出して元素分析を行なったところ、
半田メッキ銅板に残存しているフッ素が大幅に減少して
いた。また、半田付けも良好に行なうことができた。

【００６２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、被ロウ付け部材を一度ハロゲン化処理したのち、還
元処理をしてハロゲンを離脱させるようにしているた
め、酸化した金属を容易にピュアな状態にすることがで
き、フラックスを用いずにロウ付けをすることができる
とともに、還元処理した被ロウ付け部材にハロゲンが残
留しないため、ロウ付け後に製品にマイグレーションや
腐食が発生するのを防ぐことができ、また安全性に与え
る影響をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態に係るロウ付け装置の
説明図である。

【図２】本発明の第２実施の形態に係るロウ付け装置の
要部説明図である。

【図３】本発明の第３実施の形態に係る還元処理部の説
明図である。

【図４】本発明の第４実施の形態に係るロウ付け装置の
説明図である。

【符号の説明】

１０ロウ付け装置１２ハロゲン化部１４還元処理部１６半田付け部１８放電ユニット２６ハロゲン化処理室２８処理ガス３０被ロウ付け部材３４真空容器３６真空ポンプ３８ヒータ４０リフロー炉４２部品５０、７２ロウ付け装置５２、８０還元処理部５４還元ガス供給源（水素ガス源）５８放電電極６０水素プラズマ６２還元処理部６４ヒータ６６チャンバ（恒温槽）６８還元ガス供給源７０還元性ガス８４還元ガス供給源（アンモニアガス源）８８ヒータ９０半田付け部９２搭載ロボット９４接合処理部９６加熱部１００窒素ガス源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被ロウ付け部材のロウ付け対象面をハロ
ゲン化処理したのち、前記ロウ付け対象面に取り込まれ
たハロゲンを離脱させ、その後、前記被ロウ付け部材の
ロウ付けを行なうことを特徴とするロウ付け方法。
【請求項２】前記ハロゲン化処理は、フッ化処理であ
ることを特徴とする請求項１に記載のロウ付け方法。
【請求項３】前記ハロゲンの離脱は、ハロゲン化処理
した前記被ロウ付け部材を真空中で加熱して行なうこと
を特徴とする請求項１または２に記載のロウ付け方法。
【請求項４】前記ハロゲンの離脱は、ハロゲン化処理
した前記被ロウ付け部材を不活性ガス中で加熱して行な
うことを特徴とする請求項１または２に記載のロウ付け
方法。
【請求項５】前記ハロゲンの離脱は、ハロゲン化処理
した前記被ロウ付け部材を還元性ガスの雰囲気に晒して
行なうことを特徴とする請求項１または２に記載のロウ
付け方法。
【請求項６】前記ハロゲン化処理と前記ハロゲンの離
脱とは、前記被ロウ付け部材を搬送しつつ行なうことを
特徴とする請求項１、２、４、５のいずれかに記載のロ
ウ付け方法。
【請求項７】前記ハロゲンを離脱した前記被ロウ付け
部材を順次ロウ付け部に搬送してロウ付けを行なうこと
を特徴とする請求項６に記載のロウ付け方法。
【請求項８】前記ハロゲン化処理と前記ハロゲンの離
脱とは、同一のチャンバ内で行なうことを特徴とする請
求項１ないし５のいずれかに記載のロウ付け方法。
【請求項９】少なくとも最表面にハロゲン化合物が形
成されている被ロウ付け部材のハロゲンを離脱させたの
ち、前記被ロウ付け部材のロウ付けを行なうことを特徴
とするロウ付け方法。
【請求項１０】前記ハロゲンの離脱は、前記被ロウ付
け部材を真空中で加熱して行なうことを特徴とする請求
項９に記載のロウ付け方法。
【請求項１１】前記ハロゲンの離脱は、前記被ロウ付
け部材を不活性ガス中で加熱して行なうことを特徴とす
る請求項９に記載のロウ付け方法。
【請求項１２】前記ハロゲンの離脱は、前記被ロウ付
け部材を還元性ガスの雰囲気に晒して行なうことを特徴
とする請求項９に記載のロウ付け方法。
【請求項１３】前記ハロゲンの離脱は、前記被ロウ付
け部材を搬送しつつ行なうことを特徴とする請求項９、
１１、１２のいずれかに記載のロウ付け方法。
【請求項１４】前記ハロゲンを離脱した前記被ロウ付
け部材を順次ロウ付け部に搬送してロウ付けを行なうこ
とを特徴とする請求項１３に記載のロウ付け方法。
【請求項１５】被ロウ付け部材のロウ付け対象面をハ
ロゲン化処理するハロゲン化処理手段と、ハロゲン化処
理した前記ロウ付け対象面からハロゲンを離脱させる還
元化手段と、前記ハロゲンを離脱させた前記被ロウ付け
部材のロウ付けを行なうロウ付け手段とを有することを
特徴とするロウ付け装置。
【請求項１６】前記還元手段は、前記ハロゲン化処理
した前記被ロウ付け部材を配置するチャンバと、このチ
ャンバ内を減圧する真空ポンプと、前記チャンバに設け
られ、減圧されたチャンバ内の前記被ロウ付け部材を加
熱する加熱部とを有していることを特徴とする請求項１
５に記載のロウ付け装置。
【請求項１７】前記ハロゲン化処理手段は、前記チャ
ンバに接続されてチャンバ内にハロゲン化ガスを供給す
るハロゲン化ガス供給部を有していることを特徴とする
請求項１６に記載のロウ付け装置。
【請求項１８】前記還元手段は、前記ハロゲン化処理
した前記被ロウ付け部材の表面に不活性ガスを供給する
不活性ガス供給源と、前記被ロウ付け部材を加熱する加
熱部とを有することを特徴とする請求項１５に記載のロ
ウ付け装置。
【請求項１９】前記還元手段は、前記ハロゲン化処理
した前記被ロウ付け部材の表面に還元性ガスを供給する
還元ガス供給源と、前記被ロウ付け部材を加熱する加熱
部とを有することを特徴とする請求項１５に記載のロウ
付け装置。
【請求項２０】被ロウ付け部材を配置するチャンバ
と、このチャンバ内を排気可能な排気手段と、前記チャ
ンバに接続され、チャンバ内に配置した被ロウ付け部材
のロウ付け対象面をハロゲン化処理するハロゲン化ガス
を供給するハロゲン化ガス供給源と、前記チャンバに接
続されてチャンバ内に不活性ガスを供給する不活性ガス
供給源と、前記チャンバに設けられ、チャンバ内の前記
被ロウ付け部材を加熱する加熱部とを有することを特徴
とするロウ付け装置。
【請求項２１】被ロウ付け部材を配置するチャンバ
と、このチャンバ内を排気可能な排気手段と、前記チャ
ンバに接続され、チャンバ内に配置した被ロウ付け部材
のロウ付け対象面をハロゲン化処理するハロゲン化ガス
を供給するハロゲン化ガス供給源と、前記チャンバに接
続されてチャンバ内に還元ガスを供給する還元ガス供給
源とを有することを特徴とするロウ付け装置。
【請求項２２】被ロウ付け部材を搬送する搬送手段
と、この搬送手段により搬送されつつある前記被ロウ付
け部材にハロゲン化ガスを供給し、被ロウ付け部材のロ
ウ付け対象面をハロゲン化処理するハロゲン化処理手段
と、前記搬送手段の前記ハロゲン化処理手段より下手側
に設けられ、搬送手段により搬送されつつある前記被ロ
ウ付け部材のハロゲン化処理された前記ロウ付け対象面
を還元する還元化手段と、前記搬送手段の前記還元化手
段より下手側に設けられ、搬送手段により搬送されてき
た前記被ロウ付け部材をロウ付けするロウ付け手段とを
有することを特徴とするロウ付け装置。