JPS60136395A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、基板に接着すべき電子回路チップなどの対
象物を所望の温度まで加熱し、はぼ酸素のない気体中で
一定温度に保つための加熱装置に関するものである。

［従来技術］ 従来、比較的大型の基板を備えた素子をはんだ付けする
ための装置が開発されている。例えば、はんだ材料を先
ず固体のかたちで素子の接点部に配置するようにしたも
のがある。このようなものにおいては、そのあと装置全
体を適当な炉の内に置き、次にはんだの融解温度まで炉
の温度を上昇し、はんだが素子の接点部に接合するよう
になったら炉の温度を下降する。そのような周知の装置
においては、加熱炉の特性及び素子の接点構造に応じて
フラックスの必要なはんだとフラックスの不要なはんだ
とを使い分けるようにしている。

たとえば、Ｋｅｎｄｚｉｏｒａ　らの米国特許第３８８
２５９６号は、ある制御された気体中で、アルミニウム
を含む物品をフラックスなしではんだ付けするための装
置を開示する。この装置においては、両端を気密にした
複合した連続ベルト状の炉により、その炉内に配置され
た電気的なヒーターを用いて物品が加熱される。さらに
、これに加えて、予め温度制御により加熱された窒素ま
たはアルゴンガスが、絹製の導管を通って炉内に導かれ
、これにより付加的な加熱が行なわれる。典型的には、
そのようなベルト状の炉は温度の立ち上がりが速くまた
温度のサイクルタイムが短いが、温度と気体の内容とが
ともに制御しにくいという欠点がある。

より最近のものとして、Ｗａｇｎｅｒの米国特許第４１
４０２６６号及び米国特許第４２３１５０８号は、熱交
換器のアルミプレートをフラックスなしではんだ付けす
るための装置を開示する。この装置においては、窒素ガ
スのような不活性ガスをはんだ付は温度に近い温度に予
め加熱し、このガスを積み重ねたプレートに吹き付け、
十分な加熱とはんだ付けを行うようにする。

ところで、今日の高集積密度デバイスの製造においては
、フラックスなしの、またはフラックスありの両方のは
んだを用いて集積回路チップを支持基板に接合するよう
にしている。このとき、チ。

ツブを接合するために、さまざまのフラックスや、また
窒素、フォーミングガス（窒素９０％、水素１０％の混
合物）及び水素を含む循環ガスが使用される。しかしな
がら、フラックスを使用して多重チップモジュールに単
一のチップを接合する場合、典型的にははんだ接合部の
りフローイングを生して接触抵抗の増加及び強度の低下
を来たし、はんだ接合部の品質が劣化するであろうと考
えられる。

さらに、”　Ｉ　Ｂ　Ｍ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｓ
ｃｌｏｓｕｒｅｌｌｕｌｌｅｔｊｎ　Ｖｏｌ、　２３．
　Ｎｏ、　７Ａ、　２９９０ページ、１９８０年１２月
発行″において、適正に制御された気体中゛Ｃノラツク
スなしでもリフローイングしたけんた接合が生しること
がり、　Ａ、　Ｃｔ＋ａｎｃｅにより報告さ九ている。

Ｃｈａｎｃｅは、チップの接合の初期工程で使用される
フォーミングガスが、他のガスや、酸素や水を含む他の
蒸気にしばしば汚染されることを見出したのである。そ
こでＣｈａｎｃｅは、この酸素を除去するため、プラチ
ナワイヤを装填し５４０℃に熱した石英管を用いた。す
なわち、チップの加熱用の炉へ導入する前に、フォーミ
ンクカスがこの石英管を通過するようにするのである。

すると、熱したプラチナの触媒効果によって酸素の分圧
が減少し、すなわち酸素の水素との反応が促され、水が
生しる。加熱用の炉においては、チップは赤外線ヒータ
ーによって加熱された銅製プラテン上の、基板上に支持
されている。また、この炉のための比較的大型のチェン
バがチップと基板とをとり囲りでいるので、明らかに、
接合工程の開始時点でチェンバ内の空気を排出するため
の排気システムを使用する必要がある。

これらの従来の装置も、特定の用途に対しては相当の成
功を収めてきているけれども、電ｆ・回路チップを基板
」ニに接合する場合にはやはり問題がある。というのは
、これらの装置では多くの場合、温度を迅速に立ち上が
らせることが可能だが、基板とチップとに比較的均等に
一定温度を分布させることを実現するのは難かしいので
ある。温度を均等に分布させることは、ハンダ材料がリ
フローイングサイクルで劣化しないように、ハンダ材料
をその融点よりも高い温度で加熱しないことを保証する
点で多くの場合重要である。例えば、Ｃｈａｎｃｅによ
って開示されたシステムでは、赤外線ヒーターは、チッ
プ及び基板を加熱すべき適当な熱伝導が行なわれるか否
かに依存している。この観点から言えば、Ｃｈａｎｃｅ
のシステムでは、銅のプラテンは熱伝導を助けるが、基
板の熱伝導率が低いので熱の均一な伝達が妨げられ、ハ
ンダのリフローイングが生じてしまう。さらに、使用さ
れるガスは明らかに制御されていない温度で炉に導入さ
れることと、炉には薄いカバーが使用されているので制
御し得ないような熱の損失を招くこととが問題である。

このように、電子回路チップ等を基板と接合するための
加熱装置には、低酸素状態であること、加熱速度が大き
いこと、加熱冷却サイクルが速いこと、はぼ一定の温度
分布を達成することなどの要望が依然として続いている
。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明の主要な目的は、絶縁基板に対して、ハンダ接
合部の好ましくない品質低下を生じないように電子回路
チップを接合するための加熱装置を提供することにある
。

この発明の他の目的は、接合部の酸化を防止するために
、加熱炉内に導入する気体の酸素含有量がきわめて低い
ような加熱装置を提供することにある。

この発明のさらに他の目的は、多層セラミック基板をほ
ぼ均一な温度で、かつ相当に高速に加熱するのに適した
加熱装置を提供することにある。

この発明のさらにまた他の目的は、加熱炉内の温度を上
昇し、はんだ付けを完了し１次に加熱炉を冷却するまで
に要する時間が短いような加熱装置を提供することにあ
る。

この発明のまた他の目的は、小型で安価で製造の容易な
加熱炉を使用し、もって単一の連続ベルト状の炉を使用
することに比較して複数の炉を組にして使用する方が経
済的に是認できるような加熱装置を提供することにある
。

この発明のさらに他の目的は、炉の蓋を閉じる前に基板
上の個々のチップの配列をチェックできるような加熱装
置を提供することにある。

この発明のまたさらに他の目的は、炉を通過するガスの
消費量と、炉を加熱するための電力の消費量とが小さい
値に抑えられるような加熱装置を提供することにある。

この発明のより他の目的は、自動化の容易な加熱装置を
提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る装置は、熱を加えて基板上にはんだ接合
すべき電子回路チップのような対象物を所望の温度まで
加熱し、そのあと対象物を酸素のない気体中でその所望
の温度に等温的に維持するのに特に適している。ここで
は酸素を少ししか含まない水素ガスが使用さ肛ている。

熱交換器は、少なくともその一部を、酸素と水素の化学
反応の触媒となるような銅等の物質で形成しである。ま
た、熱交換器は、上記触媒物質の少くとも一部を内壁と
して形成したガスの内部迂回経路を具備してなり、その
内部経路はガスの供給源に接続されている。そして、加
熱を行う間はその熱交換器の上面に加熱すべき対象物が
載置される。また、熱交換器と上記したガスの内部経路
とに熱を与えるための手段と、ガスを内部経路から熱交
換器の」二面を通過して案内し、熱交換器の上面に載置
した対象物に熱を与えるための手段とが設けられている
。この結果、ガス中の酸素は、ガスが内部経路を通過す
るうちに、触媒物質の効果によりほぼ除去される。それ
と同時に、ガスを熱交換器の上面を通過させる手段によ
って、ガスは内部経路を脱出する前に所望の温度まで加
熱される。またさらに、熱交換器には、手動操作可能と
して熱交換器の上面を覆い加熱チェンバを形成するよう
にした囲み手段が設けられており、この加熱チェンバ内
でガスが対象物に接触することにより対象物は所望の値
の、はぼ等温に保たれる。さらに、ガスを加熱チェンバ
から排出するための手段も設けらＪしている。

好適な実施例においては、熱交換器には熱伝導率のきわ
めて大きい金属からなるベースプレー１〜が形成されて
いる。そのベースプレー１・は、熱を加えるための手段
と接触する第１の低い面と、第２の高い面と、その第２
の高い面を貫通するガスの迂回経路用の開口とを備えて
いる。やはり熱伝導率の高い金属からなるカバープレー
トがガスの内部経路を覆う。好ましくは、上記熱交換器
のベースプレートには、下方に延出しカバープレートに
接触する伝熱カラムを中央部に形成するのがよい。そう
すれば、カバープレートの中心領域から直接熱が伝わる
ので、ベースプレート上に載置した対象物が加熱される
。この結果、単一の加熱手段は、対流によって、内部経
路内のガスを加熱することと、熱伝導によってベースプ
レート上面の対象物を加熱すること、の２つのはたらき
を行うことになる。

熱交換器の上面をとり囲むための手段は、熱伝導率の大
きいプレートを備えており、そのプレートは熱交換器の
上面から離隔する下面を有している。また、熱交換器の
上面に熱を与えるための手段と、熱交換器の上面をとり
囲んで形成されたチェンバの周囲をシールするための手
段とが設けられている。好適には、熱交換器とその上面
とに熱を与えるための手段とが、互いに並列に接続され
電力により作動する等しい２個の加熱器を備えているこ
とがのぞましい。

この発明の加熱炉は特に自動制御に適したものである。

従って、加熱炉のチェンバ内の温度を測定するために熱
電対のような手段が設けられ、これにより予定の方法で
加熱器を制御することができる。さらに、加熱炉のチェ
ンバから出てゆくガス中の酸素の量を検知するための手
段が設けらｊしており、こ九により、酸素の量が許容レ
ベルを超えたときに加熱炉の加熱を停止する。

また、この発明の加熱炉によれば、４５℃／分程度の加
熱速度を得ることができ、温度を保つ場合は２℃の変動
に抑えることができる。このように、対象物はほぼ恒温
状態に保だオしろ。さらに、加熱炉のチェンバから排出
されるガス中の酸素の量が常時監視さ］したチェンバへ
の酸素の漏れが検出され、酸素の量が予定の値を超えた
時は熱交換器への熱の供給が停止される。

［実施例］ 図面において、第１図から第３Ｄ図までは、本願発明の
加熱装置または加熱炉１０を図示するものである。これ
らの図において、熱交換器１２は下方に周縁状に延出す
る環状の支持フランジ１６の、手軽内側方向に突出する
フランジ１４上に支持されている。支持フランジ１６は
、好適にはステンレス鋼等の耐腐食性の材料で形成する
。尚、製造を容易にするため、加熱炉のさまざまな部品
は円環形状に形成するのが好ましい。しかし、この発明
の範囲を逸脱しない限りにおいて他の形状を用いてもよ
い。また、フランジ１４の厚さは、支持フランジ１６へ
の熱伝導を最小限に抑えるため好ましくはＯ，’１５９
ｃ＋ｎ程度に薄くする。熱交換器工２は、ベースプレー
ト１８を備えている。

このベースプレーｊ・１８は、酸素と水素を化合させる
触媒作用をもつ銅またはその他の材料で形成するのが好
ましい。ベースプレート１８の上端には、手軽外側方向
に突出するフランジ２０が形成されており、そのフラン
ジ２０の下端面はフランジ１４の上面に載置される。

フランジ１８の内手軽と、フランジ２０の下方のベース
プレー１−の外手軽との間の直続方向の隙間はきわめて
小さく、接合部のろう付けを容易にするために、０．０
０２５４〜０．００５０８ｍ程度にしである。ベースプ
レート１８の上面２４から下方に内方の迂回経路２６が
延出している。

その経路２６はベースプレート１８の中心を中心とする
さまざまな手軽の複数の円弧により形成されており、こ
れらの円弧は、第１．３Ａ、３Ｄ図に示すように手軽方
向の延出部によって連結さＪしている。この幾つかのＵ
ターン点をもつ迂回経路２６によって、その経路２６を
通過するガスに乱流が生じ、ガスの加熱と、酸素水素結
合の触媒反応の両方が促される。又、第１図と第３Ａ図
とに示さＪしるように、ガスの迂回経路２６は、ガスの
入力３８から導通管２８を介して、加熱炉１０の外側に
配置されたガス供給源３０に連結される。

ベースプレート１８の中央には円形の伝熱カラム３４が
形成されている。このカラム３４は好適には熱交換器１
８の上面２４まで延出してまた、ベースプレート１８に
は浅い対向孔３６が設けられており、この対向孔３６に
より、カバープレート４０を支持するための手軽内方に
突出する環状の張出部３８が位置決めされる。尚、カバ
ープレート４０には、ベースプレート１８の伝熱カラム
３４を受容するための中央孔４２が設けられている。ま
た、内方経路２６をつなぐ屈曲壁はカバープレート４Ｏ
へ延長してろう付し、これにより導電性を改ガする。好
適には、カラム３４の上面４４と、カバープレート４０
の上面４６とは、図示するように、はぼ同一平面上にあ
る。さらに、゛カバープレート４０は、好ましくは銅で
形成さＪしこ４しにより内部経路２６の全壁面が触媒性
材料である銅で形成されることになる。カバープレート
４０でベースプレート１８上を溶易にシールできるよう
にカラム３４の外周面とカバープレー１−４２の外周面
とにはろう付は用の溝４８．５０がそれぞれ形成しであ
る。これらの溝４８．５０は次のように利用される。す
なわち、ベースプレート１８とカバープレート４０とを
組み付ける前に、これらの溝４８．５０にはんだ材料を
充填する。

こうして１ｍみ立てられた熱交換器に熱を加えることに
より、はんだ材料が融解して必要なシールを行うことが
できる。このことは、当分野の熟練名なら容易に理解で
きるだろう。

尚、ガス供給′ｔＡ３０から流入してくるガスに接触す
る部材である、ベースプレート１８及びカバープレー１
へ４０とを形成すべき好適な部材は銅ではあるけれども
、固体の銅を使用することは必須要件ではない。ただ、
その部材が銅と同等以上に高い熱伝導率をもつことは必
要である。もし望むなら、銅または酸素−水素結合の触
媒作用をもつ物質の層を、さまざまな部材に重ねあわせ
るかメッキするかしてもよい。また、熱交換器１２内の
ガスの経路とをチェンバ２２の壁面とは、熱伝導性と酸
素を除去する効果とを高めるために、少くともその一部
を銅またはそれと同等の触媒物質で覆うようにしなけれ
ばならない。

ところで、内部経路２６を通過するガスは結局、少くと
も一つの開口を通ってその経路から出てゆくことになる
が、好適にはカバープレート４０に形成した複数の開口
５２（第３Ｂ図参照）から出てゆく方がのぞましい。そ
の複数の開口５２は好ましくはガスの少くとも一つの円
孤状経路上に位置するが、さらに好ましくは最終の円弧
状経路５４上に位置するのがよい。なるべく加熱され、
酸素の少ないガスをチェンバ２２に流入させるためにで
ある。

次に、チェンバ２２を形成するために、支持フランジ１
６をとり囲むための手段が、支持フランジ５６として与
えられる。この支持プランジ５６は、ステンレス鋼等の
材料により円周形状に形成されている。支持フランジ５
６には、半組内側方向に突出する薄いフランジ５８が形
成されており。

このフランジ５８には、熱交換器１２のカラム３４の上
面４４（第３Ａ、３Ｂ図参照）及びカッ（−プレート４
０の上面４６（第３Ｂ図参照）とに対向する下面６２を
もつ上方プレート６０が支持さＪＬる。好適には、上方
プレート６０は固体の銅であるが、前述したように、熱
伝導率の大き１）物質を用いて、その表面に銅をメッキ
するようにしてもよい。また、ろう付けを容易にするた
めに、上方プレート６０とフランジ５８との間の直経方
向の隙間はきわめて小さくしである。こ才１こつし１て
は前述したとおりである。さら１こ、チェンノ＜２２を
気密に保つため、０リング６４が支持プランジ１６．５
６間に配置され、これらの支持フランジ１６．５６は第
１図に図示しであるように、ボＪしトロ６とナツト６８
とで締めつけられる。尚、ボルトとナツトとは１便宜上
その一部を図示するＬことどめである。また、望むなら
、加熱炉の使用を容易にするため、支持フランジ５６を
支持フランジ１６に対して蝶番で連結してもよし）。と
も力１く。

上方の支持フランジ５６と上方プレート６０と（±、加
熱すべき対象物を挿入または除去できるように溶易に取
り外し可能としている。また、チェンノく２２を開放し
たときは、対象物に接触すること力１容易だから１例え
ば基板に対してチップを最終的に位置づけすることも簡
単に行うことができる。

そして、ボルト６６には、その支持平面との間に適当な
隙間を与えるように、ボルト６６を少し長めに形成する
とともに隔離用スリーブまたＣよりラシャ７０を設け、
と」しにより適合する複数の却ｍ５を形成する。

上方プレート６Ｏと熱交換器１２のベースプレート１８
とには、それぞれ平板状の電気力■熱デイスフ７２．７
４が接触している。これらの電気加熱ディスク７２．７
４は、ボルト７６．７８の貫通により支持されている。

また、熱の損失を低減するために、電気加熱ディスク７
２．７４には、表面を研磨した金属または銀を被着した
ガらスからなる反射板８０．８２が、それぞれ離隔用の
ワッシャ８４．８６を介してボルト７６．７８により個
別に支持されている。

上方プレート６０の下端面６２と、カバープレー１〜の
上面４６及びベースプレー１〜１８のカラム３４の上面
４４とは互いに平行であるのが好ましい。この発明の、
基板に電子回路チップを接合するために用いられる一実
施例では、下端面６２と上面４４．４６の間の隙間は０
．７９４ａｎである。

このように間隙が狭いので、毎分１リットル程度の流量
で開口５２からチェンバ２２に十分加熱されたガスが流
入すると、そのガスは第１図に矢印で示すように下端面
６２と上面４４．４６の間で乱流を生じながら衝突し往
復する。このガスの乱流によりチェンバ２２内の加熱に
よる温度の立ち上がり特性とガスの対流による加熱効率
とが改善されるのである。そして、チェンバ２２はちょ
うど加熱すべき対象物を収めるに足るだけの大きさであ
るから、加熱サイクルの開始時点でこれらのシステムに
流出すべきガスの爪は少なくてよい。

゛　このことは、加熱と冷却のサイクルを完了すべきガ
スの全量についても言えることである。このように、上
面４４．４６上に載置されチップ９０を支持する基板８
８は、ベースプレート１８からはカラム３４とカバープ
レート４０からの直接の熱伝導によって加熱され、一方
チェンバ２２の周囲からは、加熱され乱流を生じたガス
の対流及び上方プレート６０からの熱放射により加熱さ
れる。

そして、この装置ではかなり速く熱平衡に持ってゆくこ
とができるのだが、−たん加熱炉が熱平衡に達すると、
基板とチップとはほぼ等温的で酸素をわずかしか含まな
いガスの流れに浴することになる。すなわち、基板に対
して最大でも２℃以下の変動に抑えたほぼ等温的な温度
分布が得られるのである。

加熱されたガスのチェンバ２２からの排出はカバープレ
ート４０に形成した少くとも１つの開口９２からベース
プレート１８内の内部排出経路９４へつながる経路を通
って行なわれる。好適には、加熱した乱流ガスが上面４
４．４６の全体に行き亘って、上面４４．４６上に載置
した対象物をまんべんなく加熱するように、開口９２を
開口５２の反対側に形成するのがよい。内部排出経路９
４からは、加熱したガスの排出地点まで導通管９６によ
りつながれている。尚、導入用の導通管３２と排出用の
導通管９６との経路をつくりやすくするため、第１．２
図に示すように、下方の支持フランジ１６には円孤状の
ノツチ９８．１００を形成しである。

第４図は、第１〜３Ｃ図で示した加熱炉を実現するだめ
のシステム全体をあられす概要図である。

同図において、加熱器７２．７４は電気的に並列接続さ
Ａし、等しい電力消費量を示す。加熱器７２．７４の動
作は、例えば基板８８の表面温度を検出する単一の熱電
対１０２と、熱電対１０２の検出状態に応答するプログ
ラマブルコントローラ１０４とにより制御される。この
とき、Ｆ方の加熱器７４は、上方の加熱器７２よりも大
きい熱的負荷をかかえているので自動的により多くの電
力を要求し、従ってそれぞれの加熱器７２．７４が互い
に追従しあうことを保証するような、自己補償作用が行
なわれることになる。

導通管９６内のガスは水分（Ｈ２Ｏ）の検出器１０６を
通過し、その際、Ｈ２０検出器１０６はガス中の水蒸気
の量をプログラマブルコントローラ１０４に報知する。

酸素（Ｏ２）検出器１０８と流量計１１０も設けられて
いる。０□検出器１Ｏ８は、Ｈ，Ｏ検出器１０６に対し
て上流と下流のどちらに配置してもよい。排出するガス
の中の酸素の濃度が、吸入時の酸素の濃度を超えている
なら、それは一般的には、周囲から加熱炉のチェンバに
ガスが漏れていることを示すものである。

そのように酸素の量が過剰だと、例えばリフローイング
し八は谷だ接合部の品質低下をまねく惧れがある。従っ
て、基板にチップを接合させるときに酸素の量が例えば
２））ＰＭ（１００万分の１の単位）を超えると、０□
検出器１０８により信号が発生され、これにより加熱器
７２．７４をオフにするようにコントローラ１０４が制
御動作を行う。一方、ガス導入側の導通管３２には周知
の熱電気式冷却器１１２が設けられている。この冷却器
１１２は任意の時に加熱炉を迅速に冷却するためにのぞ
ましいものである。あるいは、第３Ｂ図に示すように、
ベースプレート１８内のガスの経路２６の内方の円弧部
の両端を閉じて入口２ｂと出力２ｃをもつ環状の経路２
６ａを形成し、この経路２６ａに水または油等の冷却剤
を流入して冷却を行ってもよい。図示しないが、同様の
冷却剤用の経路を上方プレート６０に形成してもよい。

そのような冷却剤用の経路を設けることにより、必要な
らベースプレート１８や上方プレート６０やガスの冷却
を加速することができる。

第１．２．３Ａ、３Ｃ及び３Ｂ図の実施例では、加熱炉
の大きさは直径約６．６６８ａｎであり、支持フランジ
１６．５６はステンレス銅で形成されている。フランジ
１４の内側の直径は８．５７５印±０．００１ａｎであ
る。ろう付けを適切に行なうために、銅製のベースプレ
ート１８の外周の直−スプレー１へ１８の全体の厚さは
１．５８８■、カバープレー１・４Ｏの厚さは０．１５
８８ｃｍである。

同様にして、支持フランジ５８の内側の直径は８．２５
８ａｎ＋Ｏ，００１ａｎであり、銅製の上方プレート６
０の直径は８．２５５ｃｍ＋０．００１印である。上労
プレートの厚さは０．４７６＋ａｎである。支持フラン
ジ１４．５８は、上方プレート６０の下端面６２と熱交
換器１２の上面４４．４６とが平行でその間隔が０．７
９４印となるように位置決めを行う。

ベースプレート１８上で、伝熱カラム３４の直径は２．
５４ａｎ＋０．０００５ｃｍである。円孤状のガスの経
路２６の深さは約０．’９５３ｃｍで、その半経方向の
幅は約０．６３５■、また各経路を隔てる壁の半経方向
の厚さは０．３７８ａｎである。

好適には、ガスの内部経路２６の断面積を導通管３２の
断面積よりも大きくし、これによりガスの内部経路内の
滞在時間が増加するので熱効率の向」−となる。ガスの
人力の直径は約０．６３５ｃｍ、またガスの出力の直径
は０．７９４ｃ＋ｎとする。カバープレート４０におい
て、孔４２の直径は２゜Ｆｉ４３ｃｓｎ±Ｏ，０００５
ａｎである。直径約０．３７８印の１０個の開口が、ガ
スの出口９４との対向側で対称的な生鮮３．４９３ｃｍ
、９０″の円弧−にに設けられている。

実験によると、開口５２の直径を０．２２９ａｎに小さ
くしてみたところ、その間口５２を通過するガスの流Ｊ
しが衰え乱流が消滅してしまった。このように、加熱炉
を乱流領域中で動作させるためには、孔の直径やガスの
経路の大きさなどに配慮することが必要である。尚、開
口５２の面は、上＊ｒ；ｒ４６より下方の四面１１４（
第３Ｃ図）上に配置されている。この凹面１１４は幅０
．３７８■、深さ０．０７９４ａｎで１１０°の円弧を
なす。

加熱器７２．７４はＣｈｒｏｍａｌｏｘ　Ｃｏｒｐｏｒ
ａｔｉｏｎ製のＭｏｄｅｌ　Ｎｏ、　Ａｌｌ５−３０で
、各々の電力消費量は６００Ｗである。

尚、本発明がここに記載した実施例に限定されるもので
なく、加熱されるへき部分よりも幾分広いチェンバをも
つ加熱炉を提供するためには、上述したさまざまのパラ
メータを増減させることができることは熟練した当業者
の容易に理解するところであろう。例えば、上述した数
値をほぼ４倍したような加熱炉においても、その動作に
格別の変化はあられれなかった。

さて、ガス供給源３０が水素またはフォーミングガス（
水素と窒素の混合ガス）を供給する場合には、内部経路
２６の熱された銅の壁面は水素と酸素の反応を促すため
の触媒面として働く。第５図は、上述した実施例の実際
の動作をグラフ化したものである。低酸素濃度で毎分１
リツトルの流量の水素を用いた実験では、加熱器７２．
７４は室温から毎分３５℃の温度勾配をなすように作動
、だが、これは従来の連続ベルト状加熱炉における温度
勾配に比較して好ましいものである。このとき圧力は１
０キロパスカル、すなわち１０ミリバールである。そし
て、はじめの酸素の濃度が１１００ＰＰであると、そ汎
は２分以内にＩＰＰＭに低減さＪした。また、はじめの
酸素の濃度が６ＰＰＭであると、上記よりもずっと短か
い時間内にＩＰＰＭに低減された。そのような酸素のレ
ベルは従来のベルト状加熱炉では純度の高いガス供給源
からの高圧のガス流を用いることによりようやく達成す
ることのできたものである。これに対して、本発明の加
熱炉では、ガス供給源にあまり純度の高くないガスを用
いても加熱炉のチェンバ内では低酸素濃度の状態を保証
することができる。

上述した本発明の実施例の加熱炉は毎分４５℃程度の温
度勾配をつくり出すことができ、その様子は第６図に示
しである。この図では、室温から。

基板に対するチップの典型的な接合温度である３５０’
Ｃまで加熱しており、それに関した時間は１０〜１５分
であった。そのあと気体による冷却を行った。このとき
、液体による強制冷却を行なわなくとも、サイクルタイ
ムはわずかに約４５分であった。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、水素ガスを含むガス
をして銅などの触媒性の壁面をもつ経路中を通過させる
ので、そのガス中の酸素を除去することができ、よって
ハンダ付けすべき接合部の劣化を防止することができる
。

また、ベースプレートによる熱伝導と、ガスによる対流
とによりきわめて効率よく対象物を加熱するので加熱速
度を高めることができ、また加熱炉内の温度分布をほぼ
均一に保つことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の加熱装置の、第２図１−１
線断面図、第２図は下方の支持フランジの平面図、第３
Ａ図は熱交換・器のベースプレートの平面図、第３Ｂ図
はガスの経路のみならず冷却剤の経路をも設けた他の実
施例の熱交換器のベースプレートの平面図、第３Ｃ図は
熱交換器のカバープレートの平面図、第３Ｄ図は第３Ａ
図の３Ｄ−３Ｄ線断面図、第４図は電気回路と通気経路
とを示すブロック図、第５図は温度対酸素濃度をプロッ
トした図、第６図は加熱しそのあと冷却した場合のチッ
プの温度の時間変化を示す図である。 １２・・・・熱交換器、１８・・・・ベースプレート、
２２・・・・チェンバ、２６・・・・ガスの迂回経路、
２８・・・・ガスの入口、３ｏ・・・・ガス供給源、４
ｏ・・・・カバー−／シー１〜．５２・・・・案内手段
としての開口、１６．５６・・・・囲み手段としての支
持フランジ、６０・・・・囲み手段としての上方プレー
１−１９２・・・・排出手段としての開口。 出願人　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人　弁理士　岡　１）　次　生 （外１名） Ｆヨ玉°Ｅ Ｆヨｉよ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋）水素と小量の酸素とを含むガスを貯溜したガス供
   給源と、 上面に態量すべき対象物を載置するための載置部を形成
   して、前記ガスを導入するための入口と、該入口に連結
   するガスの内部経路とを設け、該内部経路の壁面の少く
   とも一部は酸素と水素の化合を促す触媒作用をもつ材料
   で構成した熱交換器と、前記ガスを前記内部経路から前
   記載置部へ導くための案内手段と。 前記熱交換器自身と、前記内部経路内のガスとをともに
   加熱するように前記熱交換器に熱を与えるための加熱手
   段と、 前記熱交換器の上面に前記載置部を含むほぼ気密なチェ
   ンバを形成するように前記熱交換器上をとり囲み、手動
   操作により前記熱交換器に着脱可能とした囲み手段と、 前記チェンバからガスを排出するための排出手段、 とを具備する加熱装置。 （２）前記熱又換器は銅で形成されてなる特許請求の範
   囲（１）項に記載の加熱装置。 （３）前記案内手段は前記熱交換器の上面に形成した開
   Ｌ１である特許請求の範囲第（１）項または第（２）項
   に記載の加熱装置。