TWI492347B - 加熱熔融處理裝置以及加熱熔融處理方法 - Google Patents

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Description

加熱熔融處理裝置以及加熱熔融處理方法
本發明係關於用以加熱熔融處理含有錫焊料處理對象物之加熱熔融處理裝置以及其方法者。
如焊錫處理裝置及錫焊球成形裝置等含有焊錫料處理對象物予以熔融處理而使用之加熱熔融處理裝置，被廣泛使用。尤其為了免用焊膏而做焊錫處理及焊球成形處理，眾所知悉者有使用蟻酸或其他羧酸之加熱熔融處理裝置(專利文獻1、2)。
對這些加熱熔融處理裝置，為了提高作業速度起見，須縮短焊錫料熔融後至冷卻所需時間。關於此點，專利文獻1所記載之裝置中，係在具有加熱裝置的熱板下方，以可升降方式設置冷卻板，於冷卻時，將冷卻板密貼於熱板下面，因而強行冷卻焊錫基板。
[先行技術文獻]：
專利文獻1：特開平11-233934號公報
專利文獻2：特開2001-244618號公報
然而在上揭先前之加熱熔融處理裝置，並非將冷卻板密貼於焊錫基板等處理對象物本身，而只不過是將冷卻板密貼於設有加熱裝置的熱板。
由是此一先前技術之加熱熔融處理裝置，只不過能以熱板為中介間接冷卻處理對象物而已，但有不能直接冷卻處理對象物本身之問題。而更有為了搬出處理對象物於工作室內而設置搬運裝置以外，尚須以可移動方式設置令外冷卻板問題。
於是本發明之目的係在提供一種可以直接冷卻處理對象物，而不必設置另外之冷卻板的加熱熔融處理裝置。
本發明之加熱熔融處理裝置，係一種對含有焊錫之處理對象物，在含有羧酸蒸汽之零圍中加熱熔融處理之加熱熔融處理裝置，而將該經加熱熔融處理之處理對象物承載搬運所用之手臂部兼用為冷卻板，是為其特徵。
本發明之加熱熔融處理方法，包含有對含有焊錫之處理對象物，在含有羧酸蒸氣之氛圍中加熱熔融處理之步驟，及將該經加熱熔融處理之處理對象物，承載兼用為冷卻板之手臂部而搬運之步驟，是為其特徵。
下文中依照附件來說明本發明之各種實施形態。
＜第一實施形態＞
下文中參照所附圖示來說明本發明之第一實施形態。又在附圖之說明中對同一之元件賦予同一符號而省略重複說明。此外，附圖之尺寸比例，係有所擴大，以符說明上之需要，故與實際比例有所差異。
第1圖為表示第一實施形態中，將本發明之加熱熔融處理裝置當做焊錫處理裝置使用之圖。焊錫處理裝置1具有第一工作室2及第二工作室3，兩者之間，以載送做為處理對象物的焊錫基板之手臂部4，兼用為冷卻板。
於此第一工作室2與第二工作室3，係利用可開閉之閘門閥5連接。經開關閘門閥5，形成其一部份的板狀遮蔽部材可隔離第一與第二工作室2，3。又，啟開閘門閥5時，可以保持第一及第二工作室2，3對外密封性之狀態而使兩工作室互相導通。於此，例如將形成閘門閥5一部份的遮蔽部材透過密封材55，向第一工作室2或第二工作室3之內外滑動，即可實現閘門閥5之上揭機能。密封材例如可用O環構成之。第一工作室2可用以處理含有焊錫料的處理對象物之焊錫基板100之焊錫。第二工作室3，係做為投入焊錫基板100用之負荷閉鎖室。又，所謂焊錫基板100，可為至少含有面形成有複數焊球之晶片的一對晶片，此時，為實施焊錫處理，可將該一對晶片，透過該焊球間，或透過該焊球與電極，予以積層接合來實行所謂覆晶結合處理。亦即採用覆晶結合處理的場合，第一晶片與第二晶片雙方表面均形成有焊球，透過這些焊球間，亦可焊接第一晶片與第二晶片，在第一晶片表面形成焊球之外，第二晶片表面形成電極部，透過第一晶片的焊球與第二晶片的電極部，將兩晶片以焊錫結合亦可。
以上係就第一與第二晶片雙方以焊錫接合之場合做說明，除此以外，亦可考慮將表面上形成有複數焊球的晶片與晶圓相互焊錫接合，或將表面上形成有複數焊球的複數晶元相互焊偕接合之方法。
＜關於供排氣系統＞
首先說明連接於第一工作室2及第二工作室3之供排氣系統。第一工作室2及第二工作室3分別透過閥6、7連接於排氣幫浦(真空幫浦)8。此排氣幫浦8為使兩工作室2、3內部減壓之排水裝置。此外，於本實施形態中，設有一排氣幫浦8，做為第一工作室2及第二工作室3使用之排氣裝置，但與本實施例不同，亦可就各工作室2、3獨立設置排氣幫浦。
又，第一工作室2中，為了能以免用焊劑方式施行焊錫，透過閥10連接有羧酸蒸氣供應系統(羧酸供應裝置)。做為羧酸者，可有蟻酸、醋酸、丙酸、正丁酸、戊酸、己酸、庚酸、癸酸、壬酸、蓚酸、丙二酸、琥珀酸、丙烯酸、水楊酸、乳酸等。
羧酸蒸氣供應系統9將氫、一氧化碳等還原性氣體，或氮等惰性氣體之輸運氣體混入羧酸蒸氣中而導入於第一工作室2內。羧酸蒸氣供應系統9具有收容羧酸液的密閉容器11，密閉容器11透過閥12連接有供應輸運氣體用的輸運氣體供應管13。供應管13連接有在容器11內發生氣泡(bubbling)用之起泡部14。在容器11周邊可設置加熱器，以加溫羧酸液體。藉加溫器可保持羧酸液體於一定溫度。如此一來，因併用輸運氣體可容易將羧酸蒸氣導入於第一工作室2內，而且可防止尚未充分氣化之羧酸附著於處理對象物上而生殘渣。
此外，與本實施例不同，不使用搬運氣體，但將羧酸液體收容於密閉容器11，而與第一工作室2連通，使其蒸氣導入於第一工作室2內亦可。又，亦可將裝有羧酸液體的密閉容器11與第一工作室2連通途中混入搬運氣體。這些場合下之蒸發量，端視第一工作室2內之氣體壓力而定。
又，亦可設置加熱於羧酸令其氣化之羧酸加熱裝置(未圖示)於第一工作室2內，經過供應管(未圖示)將羧酸液體供應於第一工作室2內之羧酸加熱裝置。此時在第一工作室2內，羧酸加熱裝置加熱於液體羧酸而令其氣化，因而提供羧酸蒸氣之氣氛。
其次說明羧酸回收部。本實施形態中的焊錫處理裝置1，係設於排氣幫浦8的吸氣或排氣側，而具有羧酸回收部(回收機構)15，以便回收經氣化之羧酸。回收部15亦可為一種過濾器，裝設於排氣幫浦8之吸氣側或排氣側，亦可為裝置於排氣側的刮削器。過濾器可採用以Ca(OH)2 等混合物鹼性固體中和方式的過濾器，或熱分解羧酸的熱分解方式過濾器。又可採用以分子篩吸著方式的過濾器，或用觸媒分解反應的觸媒方式等其他方式的過濾器。另一方面，刮削器可採用液體處理羧酸中和方式的刮削器，或將經氣化之羧酸溶於溶液中回收方式的刮削器。經氣化的羧酸溶於溶液中而回收方式之刮削器，其構成為將連接於排氣幫浦排氣側的第一排氣管插入液槽內之溶液中，同時將第二排氣管連接於液槽之上部。
再者，第一工作室2係有氮供應管16經過閥17連接，藉以將其內部置換成氮氣氛圍，第二工作室3同樣，也機過閥19連接有氮供應管18。
＜關於加熱裝置＞
其次，茲說明設於第一工作室2內之加熱裝置。
第一工作室2內設有熱板20做為加熱裝置。熱板20上載有焊錫基板100而加熱。然而如焊錫基板100數目太多時，亦可藉金屬、陶瓷或其他材料所形成之托板110將焊錫基板100配置於熱板20上。第1圖例示透過托板110配置焊錫基板100的情形。因此以下的說明中為了方便，不只是焊錫基板100，有時連托板110也稱為處理對象物。
此外，熱板20可用附設有加熱器的金屬、陶瓷及其他材料構成。做為加熱器者，可採用如鎧裝電熱線等電阻發熱體。然而為了提高耐蝕性，最好將熱板20以碳板狀形成，通電於此碳板狀體20本身，使熱板20本身發熱而加熱於處理對象物。
＜關於輸運部＞
其次說明本實施形態中焊錫處理裝置之輸運部。
第二工作室3內設有蓋子21，以便取出放入處理對象物。焊錫處理裝置1，則具有輸運部(輸運裝置)22，藉以輸運所投入之處理對象物於第一及第二工作室2、3間。
輸運部22具有手臂部4，及用以進退自在的移動手臂部4的移動機構23。於本申請案中，所謂「手臂部」，即意指於搬運處理對象物之際，承載此對象物之部份。在本實施形態中，手臂部4形成板狀體。但並非限定如此而已，亦可採用種種形狀之手臂部4。又，為了提高冷卻效果，手臂部4之上表面最好成為平坦狀，以便令基板100或托板110等之下面能夠密貼。手臂部4可用金屬、陶瓷及其他材料形成之。
第2圖表示手臂部4之一例。手臂部4具有流通路24，以便流通冷卻用媒體於其內部。第2圖所示之例而言，可在手臂部4內部設置流通路。例如手臂部包含形成有當作流通路之溝的手臂部本體，及接合於手臂部本體之蓋部。藉蓋部接合於手臂部本體而完成流通路亦可。流通路24最好以蛇行狀形成於面內，以便能夠廣範圍冷卻手臂部4。又，與本實施形態不同，而將流通路24外設於承載基板100或托板100之面的反對側下面亦可。流通路24中所流通之冷卻用媒體，液體或氣體都可以。然而從冷卻效果而言，最好為液體，尤其以使用上之方便而言，最好以水為佳。流通路24之流入口25及流出口26，最好利用可撓性管子(未圖示)延長至第二工作室3之外部而連接於冷媒循環裝置(未圖示)。
如此的手臂部4係裝設於移動機構23。移動機構23在第一工作室2與第二工作室3之間進退自在的移動手臂部4。參照第1圖，移動機構23具有軌道27(27a、27b、27c)及以馬達動力移動於軌道27上的移動台28。軌道27具有位於第一工作室2內的第一軌道部27a，位於第二工作室3內的第二軌道部27b，及位於其間的第三軌道部27c。又，第三軌道部27c係裝設於閘門閥5之上部，連動於第一工作室2與第二工作室3間之閘門閥5之開閉動作而移動，於閘門閥5在開啟狀態下，連接第一軌道部27a與第二軌道部27b而完成整體之軌道27。
此外，於本實施形態中，係以軌道27與移動台28當作移動機構23使用，但移動機構並非限定於此場合，只要是可移動手臂部4於第一工作室2與第二工作室3間者，如具有一軸或多軸的機器人臂等其他各種機構均可。
其次說明在第一工作室2內，與手臂部4之間交予處理對象物而升降處理對象物的升降機構。如第1圖所示，升降機構29、29為支持基板100與托板110而做升降動作的機構。升降機構29、29可將基板100或承載基板100的托板110等處理對象物向上移軌，使其脫離被置放於熱板20(加熱裝置)上面之狀態。又，與之相反，以脫離熱板20的狀態而領受處理對象物後，將處理對象物向下移動，直至處理對象物成為載置於熱板20上面之狀態。在本實施例中，係就使用棒狀升降桿為升降機構29、29之場合予以說明，但並非限定如此場合而已，只要能夠支持處理對象物在上下方向升降動作者，均可採用為升降機構。
其次，就具有以上構成之本實施形態的焊錫處理裝置1之動作情形加以說明。
首先如第3圖所示，開啟第二工作室3的蓋子21，投入做為處理對象物的基板100於第二工作室3內。在本實施形態中，複數的基板100以承載於托板110之狀態被投入。被投入之基板110係載置於手臂部4上面。
其次如第4圖所示，蓋子21被關閉。閥6、7被開啟，排氣幫浦被驅動而第一工作室2與第二工作室3內成為真空。其真空度可適當決定，但調整成例如高於10000Pa(≒80 Torr)之高真空度尤佳。又最好成為10Pa(≒8×10-2 Torr)更高之真空度。本實施形態中之真空度調整成6.6Pa(5×10-2 Torr)。
其次如第5圖所示，開啟閘門閥5。於是運輸部22將托板110從第二工作室3運送至第一工作室2。具體而言，與閘門閥5連動，第一軌道部27a，第二軌道部27b，第三軌道部27c成為相連繫狀態而完成軌道27。於是移動台28的連動馬達動力被開啟，沿軌道27移動手臂部4至第一工作室2內。移動台28繼續移動，直至手臂部4達於板20上方位置。例如移動台28成為跨於熱板20之形狀，以免與熱板20接觸。
其次如第6圖所示，升降機構29，29上昇而收受手臂部4上之托板110。將托板110交給升降機構29，29後，移動台28送回手臂部4於第二工作室3內。
其次如第7圖所示，升降機構29，29下降，載置托板110於熱板20上。與此同時，閘門閥5被關閉，第一工作室2與第二工作室3之間成為閉鎖狀態。
以此狀態，羧酸蒸氣供應系統9，將如一氧化碳等還原性氣體，或氮氣等惰性氣體等載運氣體混合於羧酸蒸氣中而導入於第一工作室2內。具體上開啟閥12而導入載運氣體於密閉容器9內而使之起泡，一面調整，一面開啟閥10，將羧酸蒸氣與載運氣體一同導入於第一工作室2內。本實施形態中，使用蟻酸為羧酸。
第一工作室2內之壓力，隨著羧酸蒸氣及載運氣體之導入，一直導入至達於所定壓力。具體而言，羧酸蒸氣及載運氣體之壓力，應考慮處理對象物表面氧化之程度從數Pa～1×105 Pa之廣範圍中選擇。羧酸蒸氣及載運氣體之壓力，可藉調整閥10及閥6之開啟度等而予以設定。又，以排氣幫浦8(排氣裝置)排出之羧酸蒸氣，係藉羧酸回收部(回收機構)15所回收，並使成無害。回收部15設於排氣裝置吸氣或排氣側，以回收經氣化之羧酸。
並行於此導入之羧酸蒸氣及輸運氣體，由熱板4進行基板100之加熱。熱板20若以碳板狀體形成之場合，藉碳板狀體20本身之通電，即可使熱板20本身發熱。如形成碳板狀體20本身發熱之構成，即可使其不易被羧酸侵蝕而提高耐蝕性。熱板4加熱於基板100，直至基板100的焊接熔點以上溫度。例如焊錫為Sn-3.5Ag(熔點221℃)之場合，可加熱至適於焊接的溫度230℃～250℃左右。如為Pb-5Sn(熔點314℃)之場合，加熱至適於焊接之溫度330℃～360℃左右。此外，為防止空洞化，羧酸蒸氣之導入，最好在基板100之溫度達於熔點以前。
例如經過所定時間(5分鐘～10分鐘左右)後，停止熱板20之通電。於是關閉閥10、12，停止羧酸蒸氣的供應。接著關閉閥15，停止排氣幫浦8之運轉，開啟閥17、19，導入氮氣而置換第一工作室2內部。
其次如第8圖所示，啟開關閉閥5。隨著完成軌道27。於是在第一工作室2內升降機構29、29上昇。升降機構29、29一面支持在熱板20上的托板110，一面使托板110脫離熱板20。與此連動，移動台28滑行軌道27上，自第二工作室3內移向第一工作室2。於是藉升降機構29、29，托板110(或如基板100非複數時，亦可以是基板本身)以自熱板20上面脫離之狀態，移動台(移動裝置)28將手臂部4插入托板110與熱板20之間。此時手臂部4並不與熱板20本身接觸。
接著，升降機構29、29下降，將托板110移置於手臂部4上。手臂部4上設有流通路24，其內部有水或其他冷卻用媒體在循環。由是，手臂部4上有托板110(或基板100)載置的時點，已開始冷卻基板100。但是手臂部4並非間接透過熱板20冷卻基板100，而是直接冷卻基板100本身或托板110，故可做急速冷卻。
其次如第9圖所示，運輸部22將托板110自第一工作室2輸送至第二工作室3。亦即在第一工作室2與第二工作室3間搬運處理對象物之際，承載處理對象物之手臂部4兼可做冷卻板之用，故可一方面搬運處理對象物，一方面在搬運中繼續進行強制之冷卻。托板110返回第二工作室3內後，閘門閥5就關閉。於是啟開蓋子21將完成焊接之基板100連同托板110取出。然後如有須接下去處理的基板100，則回到第4圖之狀態，將載有基板100之托板110投置手臂部4上，重複焊接操作。
茲說明使用施行上揭處理的焊錫處理裝置的效果。第10圖為使用本實施形態之焊接處理裝置1時的升降溫特性圖。第11圖為比較例之先前技術所用密貼冷卻板於具有加熱器之熱板的焊錫處理裝置升降溫特性圖。又如第12圖所示，測定時在碳板狀體熱板(碳加熱器)上，載置300×300 mm厚度5 mm之碳托板110，就托板110之點1～點11各點測定其溫度。又過程條件而言，無論本實施形態的焊錫處理裝置的場合，或比較例中焊錫處理裝置的場合，都採用如第13圖所示的過程條件。
如第11圖所示，在先前型態之焊錫處理裝置，托板110上的溫度從250℃降到50℃需時16分鐘左右，與之相對，本實施形態之焊錫處理裝置，托板110上之溫度從250℃降到50℃只需3分鐘左右就夠。又可以採用碳板狀體，對其通電，使其本身發熱，結果測定點1～11各點溫度分佈成為均勻。
如此依照本實施例之焊錫處理裝置，於急速冷卻處理對象物之際，不必透過具有加熱裝置之熱板而間接冷卻處理對象物，使急速冷卻更加可行。亦即藉縮短降溫時間，可提高作業速度與加工性。
又，在上述條件時，係就室溫開始升溫予以說明者。依照本實施形態之焊錫處理裝置，有冷卻板作用的手臂部4不接觸於熱板20，故不必冷卻熱板20。由是得以維持熱板20本身之溫度於所定溫度以上，例如70℃～300℃，進行下一個對象物之處理。由是必要時亦可縮短升溫時間。亦即如果依照上述專利文獻1所記載之先前方法，必須為了冷卻處理對象物而冷卻熱板。亦即為了防止焊接對象物時焊錫之氧化，或操作員之燙傷起見，必須冷卻處理對象物。依照以往之方法，甚至連熱板都要冷卻。結果，依照先前的方法，熱板須降溫至常溫(依照JIS規格為20±15℃)附近，但依照本實施形態之焊錫處理裝置，熱板20不必降溫至常溫附近。由是，例如將具有加熱裝置作用的熱板20之溫度，預先升溫至70℃以上溫度範圍，即可縮短升溫時間。
第14圖表示維持熱板20本分溫度於270℃左右，藉具有冷卻板作用的手臂部4交給處理對象物時之升降溫特性。第14圖之縱軸表示溫度(℃)，橫軸表示經過時間(分)。又，在第14圖中，點線表示熱板20的溫度，各實線表示第12圖所示之托板(處理對象物)的點1～點12各點溫度。第14圖中，其目標溫度最好設定於適於焊錫之230℃～250℃。本實施例係設定於250℃。第14圖所示例中，未承載處理對象物之場合，也維持熱板20之通電而保持加熱狀態。於是將熱板20本身維持於較目標溫度為高的設定溫度270℃程度載置托板(處理對象物)。此載置托板瞬間，熱量會被托板所奪，熱板20的溫度將一旦降下至230℃左右。但之後經溫度控制，可恢復設定溫度。
如第14圖所示，維持熱板20本身溫度於目標溫度附近(最好在高於目標溫度之領域)交予處理對象物，由是可縮短處理對象物之處理溫度自室溫附近升溫至目標溫度(250℃)所需時間。第14圖所示之場合，係將自室溫升溫至目標溫度(250℃)所需時間抑制於1分鐘左右。又如第11圖所示，控制熱板20本身之溫度升降之場合，自室溫附近升溫至目標溫度需要5分鐘左右。與此相較，如第14圖所示，維持熱板本身溫度於目標溫度附近(最好在高於目標溫度之領域)交予處理對象物，後者可更大幅度縮短處理時間。
又，如第14圖所示，維持熱板20本身溫度於目標溫度附近(最好在高於目標溫度之領域)交予處理對象物之場合，較之如第11圖所示之熱板20本身溫度升降之場合，熱板20之溫度不致於太逾越分際，因而也容易控制。
以上如第14圖所示，本實施形態的焊錫處理裝置，於急速冷卻處理對象物之際，不必藉具有加熱裝置之熱板間接冷卻處理對象物，因此可更加速冷卻。亦即因縮短降溫時間，可提高作業速度及加工性。
以上所述，本實施形態的焊錫處理裝置有以下之效果。
(1)　處理對象物急速冷卻之際，較之透過具有加熱裝置之熱板間接冷卻處理對象物之場合，可更縮短降溫時間。
(2)　可維持熱板20本身之溫度於高溫下，進行下一對象物之處理。由是可應需要縮短升溫時間。
(3)　可兼用屬於輸運裝置構成部份的手臂部4為冷卻板，因此連輸運時間也可利用為強制冷卻期間。又不必設置輸運系統與冷卻系統為分開的機械構成。
(4)　採用碳板狀體做為熱板20，可通電於碳板狀體而使其本身發熱，因而提高耐蝕性。
＜第二實施形態＞
於上揭第一實施形態中，係說明了採用具有供冷卻用液體流通於內部之流通路手臂部4之場合。於第二實施形態中，手臂部4沒有流通路供冷卻用液體流通內部。
第15圖為第二實施形態中從上面觀察其焊錫處理裝置內部之概略平面圖。又，與第一實施形態具有同樣構成者省略其說明。本實施形態的焊錫裝置手臂部4，最好由如銅(398 W‧m-1 ‧K-1 )等熱傳導率較大之物質形成，更佳的為由熱傳導率100W‧m-1 ‧K-1 以上之物質形成。再者，在本實施形態中，手臂部4本身並不具有冷卻用液體的流通路。
如第15圖所示，第二工作室3內，設有強制冷卻手臂部4之冷卻部(強制冷卻裝置)30。冷卻部30，例如具有第一實施形態中的手臂部所具有冷卻用液體流通用的冷卻路，經常受冷卻，又亦可被空氣冷卻，亦可採如珼耳帖(Peltier)冷卻等其他方式。
移動機構(第15圖中只表示軌道27)不僅在第一工作室2(特別是熱板20)與第二工作室3間進退自在地移動手臂部4，而且還可將手臂部4抵接著冷卻部30移動。
本實施形態的焊錫處理施行以下之動作。首先移動機構移動手臂部4於冷卻部30上並抵接之。這樣抵接後手臂部4即可受強制冷卻。然後移動機構使手臂部4離開冷卻部30。於是自第二工作室3移動至第一工作室2。接著在第一工作室2接受基板100或載有基板100的托板110，手臂部4承載處理對象物從第一工作室2搬運至第二工作室3。載運經加熱之處理對象物而溫度升高之手臂部4，被移至於冷卻部30上受強制冷卻。亦即手臂部4自第一工作室2取出經加熱之處理對象物。在取出之間受冷卻器30之強制冷卻至少一次。又，為了將新投入之處理對象物加熱處理而將其自第二工作室3搬入第一工作室2之場合，固可使用手臂部4，但這樣自第二工作室3搬入第一工作室2時不必使用兼做冷卻板的手臂部4，故可準備另外之搬入用手臂部，則兼用為冷卻板的手臂部4，於該另外的手臂部在進行搬入處理期間，可以準備下一次之取出，繼續接受冷卻部30之強制冷卻。又，關於處理對象物之接受與搬運，其情形與參照第8圖及第9圖所做說明之第一實施形態相同，故省略詳細的說明。
如以上所述，本實施形態之焊錫處理裝置，也是利用經強制冷卻後之手臂部4搬運處理對象物，故具有可利用搬運時間做為強制冷卻時間之效果，其與上揭第一實施形態之場合效果相同。又，手臂部4本身沒有循環冷卻用液體之必要，故也不必於移動部份設置冷卻用液體之管路，因此設備的維護很容易。
＜變形例＞
第一實施形態中的升溫過程為：(i)第一工作室2及第二工作室3內形成真空，(ii)在第一工作室2內，混合搬運氣體於羧酸蒸氣中而導入第一工作室2內，在搬運氣體與羧酸蒸氣的氛圍中加熱於基板，進行還原處理中熔解焊錫料。又，於第一實施形態的降溫過程中：(iii)將羧酸蒸氣與搬運氣體之混合氣體排出於第一工作室2外，(iv)以氮氣置換第一工作室2與第一工作室3內後，在氮氣氛圍中，將處理對象物自第一工作室2搬至第二工作室3。又，如第13圖所示，在升溫過程中，係以經常維持升溫之場合為例加以說明者。
但是本發明並非限於如此場合而已。如第16圖所示，熱板可將處理對象物保持於較焊料熔點為低之還原處理溫度(最好是130℃以上，尤其以150℃以上為佳)數分左右。如此保持於還原處理溫度，即可充分進行焊料之還原處理。這樣於保持能促進還原處理之溫度之場合，依照本發明，也不須要不令做為冷卻板之手臂部4不接觸熱板20而冷卻熱板20，由是亦可經常保持熱板20本身溫度於還原處理溫度。
此外，在進行還原處理前之時點，不一定須要在羧酸蒸氣範圍中升溫。例如可以在真空中升溫加熱，直到達於還原處理溫度，也可在氮氣等惰性氣體範圍中升溫加熱。這些場合下，於到達還原處理溫度後，導入羧酸於第一工作室2內即可。在如氮氣等惰性氣體範圍中升溫時，可提高升溫速度，甚為有利。
再者，在第一實施形態中，曾說明了在形成搬運氣體與羧酸蒸氣之範圍於第一工作室2內以前，一度進行真空排氣之場合。的確，為了減少第一工作室2內的氧氣，最好一度進行真空排氣，但端視實際需要，亦可省略真空排氣處理。例如以氮氣等惰性氣體充分置換第一工作室2內，於到達可促進還原處理溫度之時點，導入羧酸蒸氣於工作室內亦可。此時焊錫裝置，已成為具有供應惰性氣體於第一工作室2及/或第二工作室3內之供應裝置，而替代真空排氣裝置。
又，於降溫過程時，也並非限定於如第一實施形態，排除羧酸範圍後，以氮氣置換第一工作室2及第二工作室3內，而在氮氣氛圍中降溫並取出處理對象物之場合。的確，在氮氣氛圍中降溫而取出處理對象物，從降溫可加速降溫速度之觀點而言應屬可喜，但視需要可在真空中降溫，以避免表面氧化亦可。還可以不必排出羧酸氛圍，而自第一工作室2至第二工作室3移動取出處理對象物。
以上就本發明之實施形態及變形例做了說明，但本發明並不限定於如此而已。
例如上揭說明中，處理對象物係以焊錫基板做為例子，同時以焊錫處理裝置做為加熱熔融裝置來例示，但本發明並非限定於如此場合。只要是含焊料之處理對象物而對焊料做加熱熔融處理者均可適用。例如熔融焊錫料形成焊球的焊球成形裝置，其他加熱熔融處理裝置均可利用。又基板並不限定於焊錫基板而已。
又，以上之敘述係就具有第一及第二工作室之加熱熔融處理裝置加以說明者。但本發明並不限定於如此場合而已。關於以含焊料之焊錫處理對象物，在含羧酸蒸氣氛圍中加熱熔融處理的加熱熔融處理裝置中，亦可將自第一工作室向裝置外部搬運而取出之輸運裝置的手臂部做為冷卻板兼用。又，加熱熔融處理裝置亦可具有3個以上工作室。例如具有為了將加熱處理前之處理對象物投入於第一工作室內之投入側工作室，及將加熱處理後的處理對象物自第一工作室內搬出之搬出側工作室也可以。此時亦可從複數手臂部中，將搬運加熱後之處理對象物用之手臂部兼用為冷卻板。
亦即關於含有焊料之處理對象物，只要是在含有羧酸蒸氣氛圍中加熱熔融處理之加熱熔融處理裝置，而將經加熱熔融處理之處理對象物載送使用之手臂部兼用為冷卻板者，均可適用本發明。
[本發明之效果]
依照本發明，與透過具有加熱裝置之熱板，對於處理對象物間接加以冷卻之情形相較，可以急速冷卻，提高作業速度與生產性。
本發明在不逸脫申請專利範圍內，可做種種追加、刪除及變更等。
1．．．焊錫處理裝置
2．．．第一工作室
3．．．第二工作室
4．．．手臂部
5．．．閘門閥
6、7．．．閥
8．．．排氣幫浦(排氣裝置)
9．．．羧酸蒸氣供應系統(供應裝置)
10．．．閥
11．．．密閉容器
12．．．閥
13．．．輸送氣體供應管
14．．．起泡部
15．．．羧酸回收部(回收機構)
16、18．．．閥
17、19．．．氮供應管
20．．．熱板(加熱裝置)
21．．．輸入裝置
22．．．輸運部(輸運裝置)
23．．．移動機構
27．．．軌道
27a．．．第一軌道部
27b．．．第二軌道部
27c．．．第三軌道部
28．．．移動台
29．．．升降機構
55．．．密封材
100．．．基板
110．．．托板
24．．．流通路
25．．．流入口
30．．．冷卻部
第1圖為本發明之第一實施形態中表示焊錫處理裝置之概略斷面圖。
第2圖為第1圖之焊錫處理裝置手臂部之平面圖(A)及A-A斷面圖(B)。
第3圖為表示藉第1圖之焊錫處理裝置處理施行焊錫處理過程的概略斷面圖。
第4圖為表示後續於第3圖之過程的概略斷面圖。
第5圖為表示後續於第4圖之過程的概略斷面圖。
第6圖為表示後續於第5圖之過程的概略斷面圖。
第7圖為表示後續於第6圖之過程的概略斷面圖。
第8圖為表示後續於第7圖之過程的概略斷面圖。
第9圖為表示後續於第8圖之過程的概略斷面圖。
第10圖為表示第1圖之焊錫處理裝置升降溫特性圖。
第11圖為表示比較例之焊錫處理裝置升降溫特性圖。
第12圖為表示第10圖及第11圖之升降溫特性的溫度分佈測定位置圖。
第13圖為表示第10圖及第11圖之升降溫特性測定之際的過程條件圖。
第14圖為表示維持加熱狀態下授與處理對象物時，第1圖之焊錫處理裝置升降溫特性圖。
第15圖為第二實施形態中從上面觀察其焊錫處理裝置內部之概略斷面圖。
第16圖為表示本發明之變形例中其升溫特性一例圖。
2．．．第一工作室
3．．．第二工作室
4．．．手臂部
5．．．閘門閥
8．．．排氣幫浦
9．．．羧酸蒸氣供應裝置
10．．．閥
11．．．密閉容器
12．．．閥
13．．．輸送氣體供應管
14．．．起泡部
15．．．羧酸回收部
16、18．．．氮供應管
17、19．．．閥
20．．．熱板
21．．．輸入裝置
22．．．輸運部
23．．．移動機構
27．．．軌道
27a．．．第一軌道部
27b．．．第二軌道部
27c．．．第三軌道部
28．．．移動台
29．．．升降機構
100．．．基板
110．．．托板

Claims (16)

  1. 一種加熱熔融處理裝置，其係於含羧酸蒸氣氛圍中進行加熱熔融處理含有焊錫料之處理對象物，並將用以載運該經加熱熔融處理後之處理對象物的手臂部兼用為冷卻板者；其中，加熱熔融處理裝置，包含有：一用以加熱熔融處理含有焊錫料之該處理對象物的第一工作室；一與該第一工作室間透過可啟閉之閥連接的第二工作室；一用以供應該羧酸於該第一工作室內的羧酸供應裝置；一為了加熱於該處理對象物而設於該第一工作室內的加熱裝置；及一於該第一工作室與該第二工作室間搬運該處理對象物之際，具有承載該處理對象物之該手臂部，而該手臂部並兼用為冷卻板的輸運裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項之加熱熔融處理裝置，其中所述手臂部具有使冷卻用液體流通內部的流通路。
  3. 如申請專利範圍第1項之加熱熔融處理裝置，其更具有：一設於該第二工作室內，而用以強制冷卻所 抵接之該手臂部的強制冷卻裝置；其中：該強制冷卻裝置可使經冷卻後之手臂部自該第一工作室載運該處理對象物至該第二工作室。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項之加熱熔融處理裝置，其中所述輸運裝置含有移動機構，藉以可進退自在方式移動該手臂部。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項之加熱熔融處理裝置，其中所述加熱裝置，為用以載放該處理對象物之碳板狀體，因通電而加熱於該處理對象物者。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項之加熱熔融處理裝置，其更具有：一升降機構，藉以升降載置於該加熱裝置上面之該處理對象物；其中：該手臂部，以藉該升降機構將該處理對象物從該加熱裝置上面脫離之狀態，而被插入該處理對象物與該加熱裝置間。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項之加熱熔融處理裝置，其中：所述羧酸供應裝置更具有：一用以收容羧酸液體之容器；及一連通於該容器之供應管，藉以供應在該容器內產生之羧酸蒸氣相混合之搬運氣體。
  8. 如申請專利範圍第7項之加熱熔融處理裝置，其 中：所述羧酸供應裝置更具有：一供應羧酸液體予該第一工作室內之供應管；及一設置於該第一工作室內，用以氣化該羧酸液體之羧酸加熱裝置。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項之加熱熔融處理裝置，更具有：一個或複數個之排氣裝置，藉以將該第一工作室內及該第二工作室內減壓。
  10. 如申請專利範圍第9項之加熱熔融處理裝置，更具有：一回收機構設置或附裝於該排氣裝置之吸氣或排氣側，以回收經氣化之羧酸。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項之加熱熔融處理裝置，更具有：一惰性氣體供應裝置，以供應惰性氣體於該第一工作室內，及/或該第二工作室內。
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項之加熱熔融處理裝置，其中：所述處理對象物為焊錫基板，而該加熱熔融處理為焊錫處理。
  13. 如申請專利範圍第12項之加熱熔融處理裝置，其中： 所述焊錫基板為一對晶片，至少含有表面上形成有複數之焊錫球的晶片；該焊錫處理為將該一對晶片，透過該焊錫球互相或該焊錫球與電極相接合之覆晶接合處理者。
  14. 如申請專利範圍第13項之加熱熔融處理裝置，其中：所述焊錫基板為表面形成有複數焊錫球的晶片與晶圓，或表面形成有複數焊錫球的複數晶片與晶圓者。
  15. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項之加熱熔融處理裝置，其中：所述兼用做該冷卻板之該手臂部，係以不接觸於該加熱裝置之方式承載該處理對象物；而且，為了縮短升溫時間，預先將該加熱裝置之溫度升高至70℃以上。
  16. 一種加熱熔融處理方法，其包含：一將含有焊錫料的處理對象物在含有羧酸蒸氣的第一工作室氛圍中加熱熔融處理的步驟；一藉由強制冷卻一手臂部在第一工作室中冷卻處理對象物之步驟，藉由使用該手臂部承載處理對象物，通過一可啟閉之閥，在第一工作室與第二工作室之間，輸運處理對象物，而該手臂部也可作為冷卻板；以及一在強制冷卻裝置冷卻處理對象物後，從第 一工作室輸運承載處理對象物之手臂部到第二工作室之步驟。
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