TW201332027A - 黏晶機裝置，及黏晶方法 - Google Patents

Abstract

本發明的課題是在於提供一種可降低焊錫接合部中的孔隙、界面的接合不良之黏晶機、及使用彼之黏晶製程。其解決手段係藉由黏晶機設備來使黏晶品質提升，該黏晶機設備的特徵為：在以焊錫來將半導體晶片接合於導線架或基板的黏晶機中，具備：搬送部，其係搬送上述導線架或基板；焊錫供給部，其係於上述導線架或基板上供給焊錫；及搭載部，其係將半導體晶片搭載、接合於上述導線架或基板上的焊錫，且具有：在將上述焊錫供給至上述導線架或基板上之後，除去在爐內溶融的焊錫表面的氧化膜之表面清淨化單元。

Description

黏晶機裝置，及黏晶方法

本發明是有關黏晶機(Die Bonder)裝置、及黏晶(die bond)方法。

使用導線架的半導體裝置，一般是在導線架的平面部搭載半導體晶片，藉由打線接合(Wire Bonding)等的手法來電性連接半導體晶片的電極與導線架的電極。然後，以樹脂來模製半導體晶片及前述打線接合等的配線部周圍，以能夠形成預定的導線形狀之方式切斷比樹脂部更外側的導線架部分，取得各個的半導體裝置。

在半導體裝置中，導線架與半導體晶片的連接大多是使用黏合劑，但在使用大電流、大電力等的半導體裝置中，因為需要使在半導體晶片產生的熱傳達至平面部，使熱有效率地逃至半導體裝置外部，而使用熱傳導率比一般的黏合劑更佳的焊錫來接合半導體晶片與導線架。

在導線架搭載半導體晶片，利用焊錫來接合的黏晶機裝置，是揭示於日本特開2000-216174號公報(專利文獻1)等。在此揭示的內容是經由焊錫來將半導體芯片安裝於導線架之黏晶機，在安裝半導體芯片之前利用上下轉動溶融焊錫繞著軸旋轉的攪拌棒來攪拌者，但為了縮短作業時間，若加快裝置的動作速度，則會有攪拌棒使溶融焊錫飛散的問題，此黏晶機是用以解決此問題者。

解決手段是在依序配置焊錫供給部、焊錫攪拌部及半導體芯片供給部的黏晶機設置一加熱前述攪拌棒之至少與溶融焊錫接觸的面之手段，該焊錫供給部是對在以罩所覆蓋的導軌上被加熱而間歇移動的導線架供給定量的焊錫，該焊錫攪拌部是以攪拌棒來攪拌在導線架上溶融後的焊錫，該半導體芯片供給部是在被攪拌的溶融焊錫上供給半導體芯片。

並且，在日本特開2009-283705號公報(專利文獻2)是揭示一種在焊錫攪拌棒設置可使振動於與導線架的表面平行的方向之超音波振動子，使接合部的孔隙減少之黏晶機。

其他，在日本特開2001-176893號公報(專利文獻3)是揭示一種在供給焊錫時，從焊錫供給噴嘴一旦經由焊錫溶融臂來對導線架供給焊錫，可不使焊錫的氧化膜集中於表面來擴散於焊錫內部之黏晶機裝置。

在日本特開2008-192965號公報(專利文獻4)是揭示一種在供給焊錫之後，即使在溶融後的狀態的焊錫表面產生氧化膜，為了確保焊錫浸潤性，將具有針狀的尖的針部的治具刺進焊錫表面的氧化膜而攪拌，藉此破壞氧化膜而除去之方式。在專利文獻4中，其他還揭示有吹附焊劑等的還原劑或還原性氣體之方式。

使用導線架以外的構件的半導體裝置，在功率半導體、功率模組等中，主要由銅系的材料所構成的放熱基礎基板與絕緣基板的連接，或絕緣基板與二極體等的半導體 裝置的連接等是藉由大面積的焊錫連接來進行，可適用與上述同樣的黏晶製程。在該等的大面積的焊錫連接部中，為了確保性能、確保可靠度，焊錫接合部中的孔隙減少為重要。

作為進行上述以外的大面積的焊錫接合的方式，是藉由印刷或分配器來對導線架或基板供給焊錫膏，在此搭載半導體晶片之後放進加熱爐，使焊錫溶融，將導線架或基板與半導體晶片間接合的製程也常被使用。在此製程中，大多使用可使爐內真空的真空回流爐作為加熱爐。亦即，首先使焊錫膏溶融，藉由有機成分的還原作用來確保對構件的浸潤之後，將全體抽真空，從接合部中排除孔隙。然後，使全體冷卻，但冷卻後焊劑殘渣會殘留，所以大多伴隨洗淨工程。

〔先行技術文獻〕

〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特開2000-216174號公報

〔專利文獻2〕日本特開2009-283705號公報

〔專利文獻3〕日本特開2001-176893號公報

〔專利文獻4〕日本特開2008-192965號公報

然而，有關上述已揭示的黏晶機的公知例，是在被供給焊錫後，藉由攪拌棒等來破壞焊錫的表面的氧化膜而使 分散，或在焊錫供給時只使焊錫的氧化膜擴散於焊錫內部，因此形成在接合部殘留氧化膜的製程。

當該等的氧化膜殘留於界面時，會阻礙焊錫與被接合材的浸潤，使產生孔隙，或形成夾著氧化膜之類接合不良的原因。並且，在使氧化膜分散於焊錫內部時，也會因為未被除去，造成在焊錫內部的孔隙。而且，還會導致焊錫的機械特性、熱傳導特性降低。

如此的孔隙發生、界面的接合不良，將導致焊錫連接部的熱阻增加、放熱性降低，引起無法確保作為半導體裝置的必要性能之問題。並且，接合強度也會降低。因此，熱疲勞特性會降低，無法確保長期的可靠度。進行該等的大面積的焊錫接合之半導體裝置，一般大多是功率半導體、功率模組的用途，除了冷氣、個人電腦等的家電用途的半導體裝置以外，也使用在汽車機器、鐵路、產業機器等，影響性能、可靠度之焊錫接合部的品質是非常重要。並且，今後在功率半導體也需要小型化，且為了使熱阻降低，亦有焊錫的厚度變薄的傾向，並且黏晶接合部的孔隙的控制、浸潤的確保變得重要。

並且，關於藉由還原性氣體來處理在爐內溶融後的狀態的焊錫表面而除去氧化膜的方式雖有記述，但有關在除去製程的反應生成物的處理方面未被考慮。該等的反應生成物若未有效地除去，則會使周圍的構件、爐內污染，即使是接合界面的接合部以外也會導致品質降低。並且，在使用氫電漿等作為還原性氣體時，與通常的爐內環境時作 比較，電漿處理用所必要的氣體量會增加，有可能成為高成本。

另一方面，在使用焊錫膏的接合方式中，孔隙發生的要因，可想像是因為溶劑成分的揮發、及焊錫與有機成分的反應物作為分解氣體產生等所造成，為了予以除去，在真空回流爐進行抽真空。但，為了抽成真空，需要分批處理，在冷卻後，因為焊劑殘渣殘留，所以需要洗淨工程等，因此製造製程會變長，成為阻礙低成本化的要因。

以上，需要減少接合部中的孔，或降低界面的接合不良之無洗淨的黏晶製程、及予以實現的黏晶機設備。並且，需要可降低處理的成本之設備。

為了解決上述課題，例如採用申請專利範圍記載的構成。

本案是包含複數解決上述課題的手段，若舉其一例，則是在爐內的環境中，在形成利用焊錫的接合部來接合複數的被接合構件之黏晶中，將供給至被接合構件的焊錫，利用氣體來還原除去表面氧化膜之後供給至被接合構件，且由設在附近的排氣口來除去包含藉由還原而產生的反應生成物的氣體。

若根據本發明，則供給至導線架或基板的焊錫的氧化 膜量會在接合半導體晶片的時間點已經減低，所以在與半導體晶片的焊錫接合部，可抑制孔隙的發生、及焊錫與被接合構件的界面之浸潤不良。亦即，焊錫的氧化膜留在界面時，雖在焊錫與被接合材的界面產生孔隙，或導致接合不良，但可防止該等的課題。

因此，可確保焊錫連接部的放熱性，可取得作為半導體裝置的必要性能。又，由於孔隙可減少，所以接合強度可確保，長期性的可靠度可保障。並且，半導體晶片周邊的圓角的形狀也良好，可確保機械的強度。

而且，與以往使用焊錫膏的方式作比較，由於不需要冷卻後的洗淨工程，因此可無洗淨取得高品質的黏晶接合部。

並且，可減低氫使用量，可降低處理成本。

以下，根據圖面詳細說明本發明的實施形態。另外，在用以說明實施形態的全圖中，對相同的部分原則上附上同一符號，省略其重複的說明。

〔實施例1〕

圖1是具有本發明的焊錫表面清淨化單元的黏晶機的主要部分的擴大圖。此黏晶機1是在為了遮斷外氣而以罩2來覆蓋的爐內，具有使被接合構件的導線架或基板3間歇性地移動的導軌4，且沿著導線架或基板3的移動方向 5在罩(爐)2上面的預定位置具有4個的開口窗6a、6b、6c、6d。若按黏晶製程進行說明，則第1工程是焊錫的供給工程，通過開口窗6a來供給長的線焊錫7致導線架或基板3。若詳細說明此工程，則從焊錫供給噴嘴9送出的線焊錫7是接觸於藉由加熱器8來加熱下面的導線架或基板3，線焊錫7的前端會溶融而浸潤於導線架或基板3供給焊錫(被供給的焊錫10)。

在圖1所示的本發明的黏晶機的第2工程中，焊錫成形棒11會從開口窗6b下降而推擠所被供給的焊錫10，在導線架或基板3上浸潤擴大成所望的形狀(浸潤擴大後的焊錫12)。

在第3工程中，藉由設置在開口窗6c的表面清淨化單元13來進行在導線架或基板3上浸潤擴大成所望的形狀之焊錫12的表面的氧化膜的除去或減低處理(進行表面清淨化處理後的焊錫14)。因此，進行表面清淨化處理後的焊錫14的表面的Sn氧化膜量是比以往無表面清淨化單元13的方式還大幅度減低。

在第4工程中，吸附半導體晶片15的夾頭16會下降，使半導體晶片15搭載、接合於浸潤擴大後的焊錫14。藉此，在導線架或基板3上經由焊錫連接部17來接合半導體晶片15。該等的黏晶接合部17的品質是比以往的方式更能壓低孔隙率(溶融焊錫的每單位體積所含的氣泡的容積比例)。孔隙率是可藉由X線觀察裝置、超音波探傷裝置等來測定。

為了比較，在圖12顯示以往的黏晶機裝置120，為沿著導線架或基板3的移動方向5在罩(爐)2上面的預定位置具有3個開口窗6a、6b、6d者。在第1工程中，從焊錫供給噴嘴9送出的線焊錫7是接觸於藉由加熱器8來加熱下面的導線架或基板3，線焊錫7的前端會溶融而浸潤於導線架或基板3，供給焊錫(被供給的焊錫10)。在第2工程中，藉由焊錫成形棒11來浸潤擴大成所望的形狀(浸潤擴大後的焊錫12)，在第3工程，吸附半導體晶片15的夾頭16會下降，使半導體晶片15搭載、接合於浸潤擴大後的焊錫12(接合部的焊錫121)，就以往方式而言，在浸潤擴大後的焊錫12上所存在的氧化膜是原封不動殘留於與半導體晶片15的界面或焊錫內部121，與本發明全不同。

在圖1所示的本發明的黏晶機裝置，為了使焊錫接合部的品質(黏晶品質)更提升，在第2工程，使焊錫成形棒11從開口窗6b下降，使焊錫浸潤擴大成所望的形狀時，亦可在焊錫不會飛散至不要之處的範圍，賦予超音波等的振動，使浸潤促進。並且，在與導線架或基板3水平的方向或垂直的方向、旋轉方向賦予數次變位，亦可促進浸潤。並且，若在成形棒11的前端，以焊錫能夠容易浸潤擴大成所望的形狀之方式設置溝或凹處，且以不使焊錫的流動性降低的方式設置加熱機能，則更可使品質提升。

並且，在第4工程，使半導體晶片15搭載、接合的工程中，亦可在x、y、z方向以不會位移的程度之振幅來 使動作，或賦予超音波振動等，使浸潤促進。藉此，可期待品質更提升。並且，為了更排除表面的氧化膜的影響，亦可使半導體晶片15與導線架或基板3的表面平行，從大致橫方向進入。藉此，可在半導體晶片的前端部的邊緣一邊排除氧化膜一邊搭載。或，亦可將夾頭16設為具有凸緣的形狀，利用前述夾頭16的凸緣來將氧化膜從接合部排除。藉此亦可期待品質提升。

該等的製程是不用焊劑的無焊劑的製程，因此黏晶機1內以罩2所覆蓋的部分(爐)為了使焊錫表面不易氧化，需要與外氣(大氣)遮斷，罩(爐)2內部的環境是以氮或氮與氫的混合氣體等來充填，儘可能將殘留於內部的氧濃度保持低。因此，導線架或基板3之往罩(爐)2內部的入口18、出口19的形狀是儘可能小，使來自外部之氧的進入降低是件重要的事。

在圖2顯示焊錫表面清淨化單元13的一例，在導線架或基板3上之溶融後的焊錫12的表面，於大氣壓中，利用噴嘴21來進行電漿處理者。噴嘴21主要是以對向電極22及電介體23所構成，在電極是連接電源24。處理用的氣體是從氣體導入口25導入，藉由電源24來對電極間施加電場，藉此使電漿26產生。另外，電介體23的材料是玻璃、石英玻璃、礬土等，但並非限於此。

在此，處理用的氣體是使用作為本電漿裝置的環境使用的氮及氫的混合氣體。氫的濃度高是可使表面清淨化的能力高，但需要防爆構造，高成本，因此最好使用爆炸極 限以下的4%程度者。使用如此生成的氫電漿來處理溶融的焊錫12的表面，但此時會產生反應生成物。

若顯示焊錫表面的氧化膜之中有關SnO2的反應式，則形成(化學式1)SnO2+4H＊ → Sn+2H2O

在焊錫的表面主要存在的錫的氧化物是被還原成Sn，但H2O會發生於爐內。

一旦放置該等生成物，則導線架或基板3的周圍會被污染，且一旦連續性處理，則爐內2也會被污染，因此將排氣口27配置於噴嘴21附近。

排氣口27不只是利用朝罩(爐)2的外側之通氣用的管的自然排氣，還以葉輪等來賦予吸引力而吸引的強制排氣在反應生成物的除去更具效果。藉此即使是連續性處理，照樣不會有發生品質降低的情形。

並且，就圖2的例子而言，排氣口27是配置於表面清淨化單元13的噴嘴21附近，但如圖13的例子般，亦可包圍噴嘴21的外周環狀地設置排氣口27，成為一體型的構造。亦即，在噴嘴中央部開鑿一產生電漿朝導線架或基板3噴出電漿的孔，在此外周連續設置排氣口27，由此外周部的孔來吸引反應生成物，為一體型的構造，形狀亦為小型。

其次說明形成如此的發明之理由。以往，在黏晶之大面積的焊錫連接部是可多見孔隙不良。此孔隙是即使以氮或氮與氫的混合氣體等來充填黏晶機爐內，還是會留下 氧，可推定此殘留氧是造成焊錫氧化的主要因素。於是，以各種氧濃度條件來進行將半導體晶片黏著於基板的黏晶實驗。此結果，可知供給至導線架或基板3的線焊錫7的表面氧化膜會與孔隙發生有關。將此結果顯示於圖3。

圖3是表示以往的黏晶製程時的焊錫浸潤的模式圖。通常的線焊錫7是依焊錫材質、製造條件、保管條件而厚度有所不同，但在表面是一定存在氧化膜47。因此，在第1工程，線焊錫會接觸於導線架或基板3上，在被供給溶融後的焊錫的時間點，可知所被供給的焊錫10上是載有來自線焊錫7的氧化膜41。而且，即使在其次的工程藉由焊錫成形棒11來推擠被供給至導線架或基板3上的焊錫10而使浸潤擴大，基本上氧化膜42還是會留在浸潤擴大後的焊錫12上。

通常，在黏晶製程是將氮或氮與氫的混合氣體使用於環境氣體，控制成被罩2覆蓋的部分(爐)的氧濃度會變低。另一方面，廣泛作為焊錫材料使用的組成是以Sn為主成分的焊錫，焊錫表面通常是被Sn的氧化膜所覆蓋。但，為了Sn的氧化膜安定及確保黏晶製程每單位時間的生產數，最好儘可能以短時間進行各處理工程，因此可保持於高溫的時間也短，可知即使在有氫混合的環境中，在焊錫接合的200℃~300℃程度是不太能期待氧化膜的還原。因此，在浸潤擴大後的焊錫上是氧化膜42不會被除去，一定會殘留。因此，即使將半導體晶片15搭載於於此而接合，也會因為氧化膜42而阻礙接合。亦即，可知 氧化膜42雖一部分會被破壞、分散(被破壞．分散的氧化膜45)，但會造成孔隙43或浸潤不良44。

攪拌浸潤擴大後的焊錫12的表面，或在搭載半導體晶片15時賦予超音波振動等，氧化膜42的破壞、分散也會被促進，但結果是無法除去氧化膜42，殘留於接合層中。而且，當爐內的殘留氧的量多時，可知留在焊錫表面的氧化膜42會阻礙半導體晶片15周圍的順暢的圓角形成，如圖4所示般，形成橢圓的圓角形狀46。

若彙整以上的檢討結果，則即使在含氫的還原性的環境中，通常的錫焊溫度附近、及通常的量產製程的各處理時間是不太能期待焊錫表面的Sn氧化膜的還原．除去。並且，殘留於表面的氧化膜是即使在之後的製程使機械性地破壞．分散，也會留在焊錫接合部，引起孔隙、浸潤不良、圓角形狀不良。並且，一般焊錫是即使一度進行氧化膜除去，若氧存在於周圍，則會馬上形成氧化膜。氧化膜是越高溫越容易成長。因此，可知為了確保黏晶品質，在即將搭載、接合半導體晶片15之前，除去溶融後的狀態的焊錫12的表面的氧化膜42是件重要的事。

為此，在即將於溶融後的焊錫12搭載、接合半導體晶片15之前的工程設置焊錫清淨化單元13。此時，可知作為除去氧化膜的方式，機械的方式因為殘渣殘留於接合部中，所以不具效果，需要殘渣不會殘留於接合部中的方式。且排除反應生成物的影響為重要。

其次，說明藉由使用如此的焊錫表面清淨化單元13， 即將在導線架或基板3接合、搭載半導體晶片之前處理溶融後的焊錫12的表面之黏晶製程，而品質提升的理由。

圖5是表示使用表面清淨化單元13時的黏晶製程的焊錫氧化膜的變化。殘留於線焊錫7的表面的氧化膜47是在對導線架或基板3供給線焊錫時，在溶融後的焊錫10上作為氧化膜41殘留，然後在第2工程的擴展工程也作為氧化膜42來殘留於溶融後的焊錫12的表面，但若通過焊錫表面清淨化單元13，則焊錫14的表面氧化膜的量會大幅度地減少。因此，若如此在氧化膜少的焊錫14，於第4工程使半導體晶片15搭載、接合，則不易在接合部發生孔隙、浸潤不良，可取得高品質的接合部。

其次說明本發明的其他效果。藉由表面清淨化單元13的一例之電漿處理，可在搭載、接合半導體晶片15之前有效地除去減少溶融後的焊錫12的表面的氧化膜，因此有關爐內的環境，殘留氧濃度、氫濃度皆不需要在爐內全域將濃度管理保持於高水準。一般，殘留氧濃度是以能夠形成約200ppm以下的方式考量氣體流量、裝置構造，氫濃度是使用爆炸極限以下的4%程度以下。但，使氫在爐內全體保持於4%程度時，裝置運轉時的氣體使用量多，有礙成本降低。然而，本發明是即使爐內的殘留氧濃度高而多少焊錫表面被氧化，還是可藉由設置在即將搭載、接合、半導體晶片15之前的工程的表面清淨化單元13來還原，所以不成問題。

在電漿處理時需要氫，所以從表面清淨化單元13的 噴嘴21的氣體導入口25導入氫與氮的混合氣體，使氫集中於電漿處理部分，但其他的部分可壓低氫的濃度。因此，若以爐內全體來看，可減少氫的使用量。並且，此結果，在黏晶機爐內，成為具有氫氣的濃度分布。在圖6顯示由上方來看黏晶機裝置時之氫濃度的分布。氫濃度是以等高線61表示。氫濃度是隨著從a到e而變低。亦即，在開口窗6c周邊是氫濃度最高，設定成4%程度，但在輸送機的入口18、出口19附近是氫濃度低，可減少全體的氫使用量。並且，因為氫濃度平均低，所以安全上亦有利。

在此，表面清淨化單元13是每1個黏晶機設備設置1個，但亦可配置複數個。例如圖7所示般，在第1工程與第2工程之間設置表面處理單元13的處理噴嘴72，一旦處理供給至導線架或基板3的焊錫10表面，在搭載、接合半導體晶片15的工程之前再度進行溶融的焊錫14表面的清淨化處理。藉由將處理設為2步驟，可有效地活用通過爐內的輸送機所要的時間，且可確實地清淨化，可提升品質。此時，雖未圖示，但實際在處理噴嘴72、73的附近是設置圖2、圖13所示那樣的排氣口，藉此可防止爐內的污染，有效確保長期性的品質安定。

並且，其他的方式，如圖8所示般，在供給第1線焊錫的工程，藉由設置表面清淨化噴嘴74，可同時進行基板的表面清淨化處理及供給後的焊錫表面的處理，有效提升品質。圖8中雖未顯示，但實際在處理噴嘴73、74的附 近是設置圖2、圖13所示那樣的排氣口，藉此可防止爐內的污染，有效確保長期性的品質安定。

其他的方式，如圖9所示般，在將半導體晶片15搭載、接合於供給至導線架或基板3的焊錫12之第3工程中，亦可設置表面清淨化單元13的處理噴嘴74。藉此，可縮小裝置面積。若裝置小型化，則可減少在爐內使用的環境氣體的使用量等，可謀求低成本化。

以上，藉由使用具有表面清淨化單元13的黏晶機裝置，可長期性爐內無污染，氫使用量亦少，低成本來減少成為焊錫接合部的缺陷之孔隙。

〔實施例2〕

在圖10顯示其他的焊錫表面清淨化單元13的一例，在導線架或基板3上之溶融後的焊錫12的表面，於大氣壓中，利用火炬型的噴嘴31來進行電漿處理者。火炬型的噴嘴31是在對電極32的中央配置有中心電極33，在各個的電極表面設有絕緣物34。在中心電極33是連接高頻電源35。並且，處理用的氣體是從氣體導入口36供給，在放電空間37使電漿產生，由氣體出口38來使照射噴嘴狀的電漿39。處理用的氣體是使用作為本電漿裝置的環境使用的氮與氫的混合氣體。藉此產生氫電漿，可使導線架或基板3上之溶融後的焊錫12的表面所存在的氧化膜還原。

此時，產生反應生成物，若予以放置不管，則導線架 或基板3的周圍會被污染，且一旦連續性處理，則爐內也會被污染，因此在噴嘴31的附近配置排氣口40。藉此，即使連續性處理，也不會有發生品質降低的情形。並且，藉由從氣體導入口36導入含氫的氣體，不僅可提高溶融後的焊錫表面的氧化膜除去效果，還可使氫使用量減少，可謀求成本降低。

在此，上述的實施例是在圖2中顯示電介體勢壘方式，在圖10中顯示火炬型遠隔方式，作為表面清淨化單元，但並非限於此。並且，亦可將一方的電極置於基板下，使產生直接方式的電漿來處理。就此方式而言，因為處理面積大，所以具有可同時處理複數處的優點。

〔實施例3〕

在圖11中顯示其他的焊錫表面清淨化單元的一例。本方式是照射雷射束者，從雷射振盪機101發生的雷射束102會經由光纖103、光學透鏡系104等來照射至導線架或基板3上之溶融後的焊錫14的表面。爐內是氧濃度低的環境，由於具還原性的氫也存在，因此可有效地除去焊錫的表面氧化膜。在此，雷射是使用YAG雷射光或準分子雷射光的脈衝雷射，但並非限於此。並且，亦可不是噴嘴狀，而是配置成線狀。

並且，應處理的焊錫的面積廣時，雷射束不是中央部的輸出高的山型(凸型)，而是以全體能夠大致成為同輸出的方式甜甜圈狀地照射雷射束，可對應於廣範圍的面 積。如此甜甜圈狀的雷射束形狀是在中央部的雷射輸出過高而擔心溫度造成損傷時亦有效。

如以上般，藉由雷射束，在即將搭載、接合半導體晶片15之前，可減少、除去供給至導線架或基板3的焊錫12表面的氧化膜，可使接合部的品質提升。

在此，藉由利用雷射照射的表面洗淨，可想像發生殘渣，在噴嘴104的附近設置排氣口較能防止接合部以外的部分的污染，防止長期性的爐內的污染，因此較具效果。

又，由於表面洗淨化單元周圍的氫濃度高者氧化膜除去的效率較高，因此藉由接近照射雷射束的表面洗淨化單元的照射部104來供給氫與惰性氣體的混合氣體而設置氫濃度的分布，可減少氫氣的使用量，可謀求低成本化。

〔實施例4〕

在圖14顯示將圖1所示的黏晶機的主要部分的第3工程(表面清淨化單元13)與其他的工程藉由內壁51.52來隔開遮斷外氣後的罩(爐)2內的環境之實施例。本案發明的特徵是由接近表面清淨化單元13的位置，供給氫與惰性氣體的混合氣體，以需要氫氣的濃度最高的第3工程附近的氫濃度作為峰值，以形成分別朝向輸送機的入口18及出口19氫濃度減少的濃度分布之方式構成罩2內的環境。

藉由設置圖14所示的內壁51.52、及只在載於導軌4上而移動於工程間的導線架或基板3通過時開閉的門53， 54，可更減少氫使用量，只在表面清淨化單元13附近維持高的氫濃度。並且，前述開閉門53，54因為導線架或基板3的厚度非常薄，所以亦可不是門，而是設置剛好可通過的孔，提高阻氣。

以上的實施例，藉由使用具有表面清淨化單元的黏晶機裝置，可長期性爐內無污染，氫使用量亦少，低成本來減少成為焊錫接合部的缺陷之孔隙。

1‧‧‧本發明的黏晶機的主要部分

2‧‧‧罩(爐)

3‧‧‧導線架、或基板

4‧‧‧導軌

5‧‧‧導線架、或基板的移動方向

6a，6b，6c，6c-1，6c-2，6d‧‧‧開口窗

7‧‧‧線焊錫

8‧‧‧加熱器

9‧‧‧焊錫供給噴嘴

10‧‧‧被供給的焊錫

11‧‧‧焊錫成形棒

12‧‧‧浸潤擴大後的焊錫

13‧‧‧表面清淨化單元

14‧‧‧進行表面清淨化處理後的焊錫

15‧‧‧半導體晶片

16‧‧‧夾頭

17‧‧‧焊錫連接部

18‧‧‧往爐內的入口

19‧‧‧來自爐內的出口

21‧‧‧噴嘴

22‧‧‧電極

23‧‧‧電介體

24‧‧‧電源

25‧‧‧氣體導入口

26‧‧‧電漿

27‧‧‧排氣口

31‧‧‧噴嘴

32‧‧‧電極

33‧‧‧中心電極

34‧‧‧絕緣物

35‧‧‧電源

36‧‧‧氣體導入口

37‧‧‧放電空間

38‧‧‧氣體出口

39‧‧‧電漿

40‧‧‧排氣口

41‧‧‧來自線焊錫的氧化膜

42‧‧‧浸潤擴大後的焊錫上的氧化膜

43‧‧‧孔隙

44‧‧‧浸潤不良

45‧‧‧被破壞．分散的氧化膜

46‧‧‧橢圓的圓角形狀

47‧‧‧留在線焊錫的表面的氧化膜

61‧‧‧氫濃度分布的等高線

71‧‧‧電漿產生器

72、73、74‧‧‧處理噴嘴

101‧‧‧雷射振盪機

102‧‧‧雷射束

103‧‧‧光纖

104‧‧‧光學系透鏡

120‧‧‧以往的黏晶機裝置的主要部分

121‧‧‧焊錫接合部

圖1是表示本發明的黏晶機的主要部分的圖。

圖2是表示本發明的表面清淨化單元的例圖。

圖3是模式性地表示孔隙、浸潤不良發生時的情況的圖。

圖4是表示圓角形狀的不良部的圖。

圖5是模式性地表示在本發明的焊錫表面清淨化單元處理之後的黏晶連接部的圖。

圖6是表示在本發明的黏晶機爐內氫濃度分布的圖。

圖7是表示本發明的別的黏晶機的主要部分的圖。

圖8是表示本發明的別的黏晶機的主要部分的圖。

圖9是表示本發明的別的黏晶機的主要部分的圖。

圖10是表示本發明的別的表面清淨化單元的例圖。

圖11是表示本發明的別的表面清淨化單元的例圖。

圖12是表示以往的黏晶機的主要部分的圖。

圖13是表示本發明的別的表面清淨化單元的例圖。

圖14是表示將表面清淨化工程與其他的工程及環境以壁隔開的黏晶機裝置的例圖。

1‧‧‧本發明的黏晶機的主要部分

2‧‧‧罩(爐)

3‧‧‧導線架、或基板

4‧‧‧導軌

5‧‧‧導線架、或基板的移動方向

6a，6b，6c，6d‧‧‧開口窗

7‧‧‧線焊錫

8‧‧‧加熱器

9‧‧‧焊錫供給噴嘴

10‧‧‧被供給的焊錫

11‧‧‧焊錫成形棒

12‧‧‧浸潤擴大後的焊錫

13‧‧‧表面清淨化單元

14‧‧‧進行表面清淨化處理後的焊錫

15‧‧‧半導體晶片

16‧‧‧夾頭

17‧‧‧焊錫連接部

18‧‧‧往爐內的入口

19‧‧‧來自爐內的出口

Claims (16)

1. 一種黏晶機裝置，係形成利用焊錫的接合部來接合複數的被接合構件之黏晶機裝置，其特徵係具備：焊錫供給手段，其係對前述被接合構件供給焊錫；表面清淨化手段，其係利用氣體來還原除去供給至前述被接合構件的焊錫的表面氧化膜；排氣手段，其係將使用於前述焊錫的還原的氣體予以排氣；加熱手段，其係將前述焊錫加熱而使溶融；及接合手段，其係於被除去前述表面氧化物且供給至前述被接合構件的溶融焊錫接合其他的被接合構件。
2. 如申請專利範圍第1項之黏晶機裝置，其中，前述表面清淨化手段係於大氣壓中進行電漿處理，藉此除去前述氧化膜。
3. 如申請專利範圍第1項之黏晶機裝置，其中，前述表面清淨化手段係進行雷射照射，藉此除去前述氧化膜。
4. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之黏晶機裝置，其中，前述氣體係氫與惰性氣體的混合氣體，以能夠成為在前述表面清淨化手段的附近氫濃度高，隨著離開前述表面清淨化手段而氫濃度減少的濃度分布之方式構成爐內的環境。
5. 如申請專利範圍第4項之黏晶機裝置，其中，爐內的氫濃度係壓在4%以下。
6. 如申請專利範圍第1項之黏晶機裝置，其中，前述 排氣手段係藉由吸引來將前述氣體予以排氣。
7. 如申請專利範圍第1項之黏晶機裝置，其中，前述排氣手段係藉由一體設在前述表面清淨化手段之產生電漿的噴嘴的外周的排氣口來進行排氣。
8. 如申請專利範圍第1項之黏晶機裝置，其中，在前述表面清淨化手段與前述接合手段之間設置隔開構件，前述排氣手段係設在比前述隔開構件更靠前述表面清淨化手段側。
9. 如申請專利範圍第1項之黏晶機裝置，其中，具備第2清淨化手段，其係使被供給前述焊錫之前的被接合構件清淨化。
10. 如申請專利範圍第1項之黏晶機裝置，其中，具備第3清淨化手段，其係進行被供給至前述被接合構件接合前述其他的被接合構件之前的前述焊錫的表面清淨化處理。
11. 一種黏晶方法，係形成利用焊錫的接合部來接合複數的被接合構件之黏晶方法，其特徵係包含：利用氣體來還原除去供給至前述被接合構件的焊錫的表面氧化膜之表面清淨化工程；將使用於前述焊錫的還原的氣體予以排氣之工程；將除去前述氧化膜後的焊錫供給至被接合構件之工程；將前述焊錫加熱而使溶融之工程；及在被除去前述表面氧化物且供給至前述被接合構件的 溶融焊錫接合其他的被接合構件之工程。
12. 如申請專利範圍第11項之黏晶方法，其中，前述表面清淨化工程係於大氣壓中對前述焊錫進行電漿處理。
13. 如申請專利範圍第11項之黏晶方法，其中，前述表面清淨化工程係對前述焊錫進行雷射照射。
14. 如申請專利範圍第11~13項中的任一項所記載之黏晶方法，其中，在進行前述表面清淨化工程的位置的附近氫濃度高，隨著離開其位置而氫濃度減少。
15. 如申請專利範圍第11項之黏晶方法，其中，前述排氣工程係藉由吸引來排出前述氣體。
16. 如申請專利範圍第14項之黏晶方法，其中，前述氫濃度為4%以下。