TWI517282B - Adhesive material supply method of sticky crystal machine and sticky crystal machine - Google Patents

Description

黏晶機及黏晶機之接合材料供給方法

本發明係關於一種將半導體晶片連接於基板之黏晶機者，尤其關於一種將線狀之焊料作為接合材料供給至基板，並且於該焊料上裝載半導體晶片進行焊料連接之黏晶機及黏晶機之接合材料供給方法。

作為將半導體晶片(晶粒)安裝於電路基板上之方法之一，存在有將焊料供給至電路基板之電極上，將半導體晶片焊料連接於電路基板之黏晶。

使用焊料連接之半導體元件一般而言大多用於功率半導體、電源模塊，且不僅用於空調、個人電腦等家電用途之半導體裝置，而且亦用於汽車設備、鐵路、工業設備等，故影響性能、可靠性之焊料接合部之品質變得極其重要。

於黏晶中使連接品質降低之原因之一，存在有因形成於焊料材料之表面之氧化膜之原因而產生之孔洞之影響。

作為抑制該孔洞產生之方法，先前之將半導體元件進行黏晶之裝置即黏晶機係進行利用氮氣等惰性氣體填充空間，且於該空間中加熱基板，供給焊料，並將半導體元件裝載於基板之處理。於填充有惰性氣體之空間內進行處理之原因在於抑制高溫下基板等之氧化。

專利文獻1中揭示有於半導體元件之安裝裝置中，藉由具有用於供給焊料之路徑同時確保密閉性，而抑制氧氣進入密閉空間，從而防止基板等之氧化。

又，於專利文獻2中記載有焊料氧化物去除裝置，其係將線焊料供給至填充有氮氣與氫氣之混合氣體之坩鍋內進行熔融，並對形成於經熔融之焊料之表面之氧化膜進行真空抽吸自坩鍋中排除，再自坩鍋之噴嘴噴出已去除氧化膜之焊料。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2003-133342號公報

專利文獻2：日本專利特開2008-98364號公報

一般而言，供給至黏晶機之線狀之焊料(以下記作線焊料)因暴露於大氣中，故表面與大氣中之氧氣進行反應，形成較薄之氧化膜。

該形成於供給至黏晶機之線焊料之表面之氧化膜成為焊料連接部之孔洞產生之原因，導致使焊料連接品質下降之原因之一。

專利文獻1中所記載之方法係於加熱基板或焊料時，可抑制空氣中之氧氣導致之氧化。然而，如上所述，由於並未考慮到將形成於供給之線焊料之表面之氧化膜去除，而使用表面形成有氧化膜之線焊料，故將氧化膜之氧氣帶入至焊料連接部，導致成為基板之氧化或焊料中之孔洞產生之原因。

又，於專利文獻2中記載有將表面形成有氧化膜之線焊 料暫時於坩鍋之內部熔融，使氧化膜懸浮於經熔融之焊料之表面，一面真空吸附著進行排出，一面調整坩鍋內部之氣體壓力，藉此，自坩鍋之前端之噴嘴對導線架進行恆定量供給，但並未記載關於防止氧化膜形成於供給至導線架之焊料之表面。又，以於坩鍋內部，一面將懸浮於經熔融之焊料之表面之氧化膜抽吸排出至坩鍋之外，一面控制坩鍋內之壓力，將恆定量之已熔融之焊料自噴嘴供給至導線架之方式，控制壓力將伴有相當之難度。

本案發明之目的在於解決上述先前技術之問題，提供一種藉由去除於大氣中形成於線焊料之表面之氧化膜而抑制孔洞之產生，且可常時穩定地供給恆定量之焊料之黏晶機及黏晶機之接合材料供給方法。

為了解決上述問題，本發明係如下之黏晶機中，該黏晶機包含：焊料供給單元，其係將特定量之焊料供給至試料上之特定之位置；焊料成形單元，其係將藉由該焊料供給單元而供給至試料上之特定之位置之焊料成形；半導體晶片裝載單元，其係將半導體晶片裝載於藉由該焊料成形單元而成形之焊料上；基板搬送單元，其係於焊料供給單元、焊料成形單元及半導體晶片裝載單元之間搬送試料；外部氣體遮蔽單元，其係將藉由該基板搬送單元而於焊料供給單元、焊料成形單元及半導體晶片裝載單元之間進行搬送之試料維持於與外部氣體隔斷之環境中；使焊料供給單元構成為包含：線狀焊料送出部，其係送出特定量之線 狀之焊料；電漿處理機構，其係於大氣壓中產生電漿，利用產生之電漿對藉由線狀焊料送出部送出之線狀焊料之表面進行處理；噴嘴機構，其係將表面經該電漿處理機構處理之線狀焊料以不暴露於外部氣體之方式導引至位於外部氣體遮蔽單元之內部之試料上之特定之位置。

又，為了解決上述問題，本發明係使用將特定量之焊料供給至試料上之特定之位置，使供給至該試料上之特定之位置之焊料成形，且於將試料維持於與外部氣體隔斷之環境中之狀態下進行將半導體晶片裝載於該經成形之焊料上之黏晶機，連接半導體晶片之方法，且送出特定量之線狀之焊料，於大氣壓中產生電漿，利用產生之電漿對送出之線狀焊料之表面進行處理，將表面經該電漿處理之線狀焊料以不暴露於外部氣體之方式導引至試料上之特定之位置，供給至該試料上，藉此，對試料上之特定之位置供給特定量之焊料，從而供給黏晶機之接合材料。

根據本發明，可將形成於線焊料之表面之氧化膜去除後供給焊料，藉此，可進行高品質之接合。

使用圖1，說明黏晶機之概略構成。

黏晶機50係構成為包含搬入基板4之基板搬入部501、將焊料2供給至基板4且於基板4上形成焊料部5之焊料供給部502、使形成於基板4之焊料部5成形之焊料成形部503、將半導體晶片60裝載於基板4上所成形之焊料部5進行焊料連 接之晶片裝載部504、將裝載有晶片60之基板4搬出之基板搬出部505，且焊料供給部502與焊料成形部503及晶片裝載部504由隔斷外部氣體之壁51覆蓋，藉由未圖示之氣體供給機構及氣體排出機構，而對由壁51覆蓋之空間之內部混合地填充氮氣或氬氣等惰性氣體或氫氣等還原氣體。又，基板4係沿著導軌52於基板搬入部501、焊料供給部502、焊料成形部503、晶片裝載部504、基板搬出部505之間受到未圖示之驅動機構驅動向箭頭53之方向進行間歇性移動。

54a、54b、54c係分別對應於焊料供給部502、焊料成形部503、晶片裝載部504設置於壁51之開口窗。將由壁51覆蓋之室內稱為滑槽3，滑槽3中包含入口55及出口56。

其次，依序說明藉由焊料供給部502、焊料成形部503、及晶片裝載部504而進行之步驟。

焊料供給部502係藉由線焊料供給單元511而自將線焊料2捲起之線軸6，利用進給裝置7將線焊料2經由窗54a供給至基板4。線焊料2係由線焊料供給噴嘴8以使線焊料2進行移動之方式導引至基板4上之特定之位置。基板4由於進入滑槽3後受到加熱器57加熱，因此，自線焊料供給噴嘴8供給之線焊料2於接觸於基板4之狀態下熔融，其結果，於基板4上形成焊料部5。

其次之焊料成形部503係藉由焊料成形單元512而經由窗54b將焊料成形棒58按壓於基板4上之焊料部5，藉此，使焊料部5於基板4上濕潤擴散至所需之範圍為止。此目的在於在其次之晶片裝載部504中，使半導體晶片60易於裝載 於焊料部5。

最後之晶片裝載部504係藉由晶片裝載單元513而經由窗54c，使用夾盤59，將由未圖示之機構而供給之半導體晶片60保持著抵住由焊料成形部503成形且濕潤擴散之焊料面。藉此，將半導體晶片60與基板4焊料接合。

以下，利用圖式對本發明中裝載於黏晶機50之焊料供給部502之實施形態進行說明。

[實施例1]

本實施例係對將可於相對較短時間內去除氧化膜之直接式大氣壓電漿處理部裝載於黏晶機之線焊料供給單元511之例進行說明。

圖2係表示將本實施例之直接式大氣壓電漿處理部9裝載於黏晶機50之線焊料供給單元1(相當於圖1之線焊料供給單元511)，並且將線焊料2以特定量為單位供給至滑槽3內之基板4之情況的正面之剖面圖。

線焊料供給單元1係將線焊料2送出至滑槽3。送出至滑槽3之線焊料2係與搬送至線焊料供給單元1之下之基板4接觸。基板4由於在搬送過程中受到加熱器57加熱變為高溫，因此，線焊料2於接觸於基板4之階段熔解，於基板4上形成焊料部5。

此處，基板4係既存在例如為包含銅(Cu)、或於銅之表面鍍敷有銀(Ag)或鎳(Ni)之類的金屬即一般稱為導體之導電性較高之材質之物體之情形，亦存在為包含陶瓷之類的導電性較低之材質之物體之情形。

線焊料供給單元1係包括線軸6、進給機構部7、線焊料供給噴嘴8、及直接式大氣壓電漿處理部9。線軸6係以捲線狀收納線焊料2。進給機構部7係將位於線軸6之線焊料2送出至噴嘴8。直接式大氣壓電漿處理部9係將位於通過噴嘴8輸送之線焊料2之表面之氧化錫膜等氧化膜進行還原去除。

直接式大氣壓電漿處理部9係包含絕緣體10、高電壓電極11、介電質12、大氣壓電漿產生區域13、及交流高壓電源14。

本實施例之直接式大氣壓電漿處理部9係裝載於將線焊料2供給至基板4為止之中途路徑。圖2所示之構成係將直接式大氣壓電漿處理部9裝載於滑槽3之外，但亦可裝載於滑槽3之內部或自滑槽3之內部遍及外部之線軸6側之區域。

其次，利用圖2對實施例1之形態之直接式大氣壓電漿處理部9之構成及其作用進行詳細說明。

11係第一電極，且係連接於交流高壓電源14之一端施加高頻電力之施加電壓之電極。交流高壓電源14之另一端係接地。施加電壓之電極11例如係由鋁(Al)或不鏽鋼之類的金屬形成，且包含一般稱為導體之導電性較高之材質，且以包圍噴嘴8之外周部之方式形成為圓筒狀。

供給至噴嘴8之內部之線焊料2係作為與施加電壓之電極1對向設置之作為第二電極之接地電極發揮作用。又，線焊料2亦為作為電漿處理之對象之被處理物。線焊料2係包 含一般稱為焊料之含錫之合金之棒狀物體。本實施例係設想線焊料2由以錫為主體且具有200~300℃左右之熔點之材料構成。

12係設置於施加電壓之電極11之介電質。介電質12係包含氧化鋁、玻璃、或聚醯亞胺等絕緣體，且以包圍噴嘴8之外周部之方式形成之圓筒狀物體。介電質12之厚度較佳為0.1~5 mm，以實現介電質屏蔽放電。若厚度過薄則介電質屏蔽放電變得不充分，易引起流光或電弧放電。若過厚則產生於施加電壓之電極11與線焊料2間之空間之電場減少，導致用於產生電漿所需之施加電壓增大。

其次，對施加電壓之電極11、介電質12、線焊料2之位置關係進行詳細說明。圖3係圖2之區域15中之放大圖。施加電壓之電極11之長度較佳為其端部短於介電質12。若施加電壓之電極11相較介電質12突出至外側，則於突出至外側之端部無法受到介電質之屏蔽。於該情形時，將導致施加電壓之電極11與線焊料2間產生電弧或流光放電。又，即便施加電壓之電極11與介電質12之端部位於大致相同之位置，有時亦將經由略微之間隙，於施加電壓之電極11與線焊料2間產生電弧或流光放電。

圖4A係圖2之面16中之剖面圖。線焊料2與介電質12之間隙t1較佳為0.5~5 mm。於t1小於0.5 mm之情形時，若交流高壓電源14之輸出電壓變動為增加側、或者線焊料2於彎曲狀態下供給至直接式大氣壓電漿處理部9之條件重合，則產生於介電質12與線焊料2間之電場將變得更高。最 終，存在於介電質12與線焊料2間產生流光或電弧放電之情形。於t1大於5 mm之情形時，產生於介電質12與線焊料2間之空間之電場減少，導致用於產生電漿所需之施加電壓增大。

10係設置於除了與電漿產生區域13對向之面以外之施加高電壓之電極11之周圍之絕緣體。絕緣體10係與介電質12同樣地包含氧化鋁、玻璃、或聚醯亞胺等絕緣體之物體，但厚度較佳為10 mm以上。其原因在於藉由使厚度充分變大而提高電絕緣性，避免絕緣體10之周圍產生較高電場。其結果，可僅使施加高電壓之電極11與線焊料2之間之空間、即電漿產生區域13產生較高電場，從而可限定電漿所產生之區域。

6係可對施加電壓之電極11與線焊料2之間施加1 kV以上之高電壓之交流高壓電源，且係電壓施加部。交流高壓電源6之頻率較佳為30 kHz以上且未達1000 kHz。

於未達30 kHz之情形時，由於產生之電漿密度較低，故形成於線焊料2之表面之氧化膜之去除速度較低。此處，藉由實驗結果而說明電源頻率對氧化膜去除速度造成之影響。於本實施例1之直接式大氣壓電漿處理部9中，對交流高壓電源14之輸出頻率設為30 kHz以下之情形時的線焊料2之氧化膜去除速度進行評價。評價條件係如以下所述。處理試料之線焊料2係包含SnAg3Cu0.5之外徑1 mm之棒。介電質12係包含Pyrex(註冊商標)玻璃之內徑4 mm且外徑5 mm之圓柱體。施加電壓之電極係包含銅(Cu)之內徑 5．1 mm之圓柱體。處理氣體係氮(N2)+氫(H2)(4%)，且氣體流量為2 slm。電源係輸出正弦半波狀電壓波之交流高壓電源，且其輸出頻率為12~30 kHz。電源之施加電壓係設為於不引起流光或電弧放電之範圍內施加高電壓。利用SERA(Sequential Electrochemical Reduction Analysis，循序電化學還原分析)法測定電漿處理前後之線焊料2之氧化錫膜(SnOx)厚，並藉由將該膜厚差除以處理時間而求得氧化錫膜之去除速度。

於圖5中表示氧化錫膜去除速度之電源頻率依存性。如圖5所示，氧化膜去除速度係於電源頻率未達30 kHz之情形時為0.01~0.02 nm/s，另一方面，於30 kHz之情形時為0.4 nm/s。其結果表示若頻率為30 kHz則可於約5秒內完全地去除自然氧化膜2 nm，而若頻率未達30 kHz則需要100~200秒左右。

若電源頻率達到1000 kHz以上，則關於電源及電力供給路徑，必需考慮電力匹配進行設計及製作。其結果，除電源之外，不得不使用阻抗匹配器，導致電源系統之費用增大。

其次，說明對電漿產生區域13之處理氣體導入。圖2之氣體導入口17係連接於氣體導入管(未圖示)、及氣體供給源(未圖示)。處理氣體係經由氣體導入口17，自線軸6及進給裝置7之側導入至大氣壓電漿處理部1之電漿產生區域13。處理氣體之構成係以氦氣(He)、氬氣(Ar)等稀有氣體或氮氣(N2)為主。自處理成本降低之角度而言，較佳為使 用氮氣。除了主要之氣體之外，為了將線焊料2之氧化膜進行還原處理，而混合氫等解離之原子可變為還原性活性種之反應性氣體。

以下對本實施例中之直接式大氣壓電漿處理部9之具體處理動作進行說明。圖6係於第1實施形態之直接式大氣壓電漿處理部9中，開始進行線焊料2之電漿處理時直接式大氣壓電漿處理部9之下部之正面剖面圖。首先，如圖6所示，以施加電壓之電極11之下端與線焊料2之前端之距離t2變為10 mm以下之方式進行配置，且於將線焊料2固定之狀態下，利用交流高壓電源14對施加電壓之電極11進行電壓施加，使電漿產生區域13中產生電漿，開始進行電漿處理。若開始進行電漿處理，則對線焊料2之與施加電壓之電極11對向之部分照射含氫原子(H)之電漿。此外，由於處理氣體自上部之線軸6側流入滑槽3側，因此，氫原子亦流向該方向。若t2為10 mm以下，則可將由電漿生成之氫原子以於介電質12中不過度去活化之方式供給至線焊料2之前端。其結果，可於電漿處理開始時去除線焊料2之前端之氧化膜。將線焊料2之前端之氧化膜去除後，繼續著電漿處理，驅動進給機構部7，開始進行線焊料2之供給。

於位於線軸6中之線焊料2耗盡等結束電漿處理時，停止對施加電壓之電極11之電壓施加，從而停止電漿放電。其後，對線軸6再次填充線焊料2，自圖6之狀態起再次開始進行電漿處理。

[實施例1之變化例1]

於焊料黏晶機之線焊料供給單元1中，為了使對基板4之焊料供給量精度較佳地達到特定量，而存在進行線焊料2與基板4之接觸偵測之情形。

圖7係說明組裝於線焊料供給單元1'之電流式接觸偵測部18之原理之圖。此例係揭示於線焊料供給裝置1'中不包含實施例1中說明之直接式大氣壓電漿處理部9之構成。電流式接觸偵測部18係包含直流電源19、過流保護用電阻20、接觸偵測電路21、及進給機控制部22。由直流電源19施加之直流電壓係通過線軸6及進給機構部7施加至線焊料2。又，滑槽3內之基板4係電性接地。

以下，對電流式接觸偵測部18中之接觸偵測及特定量之線焊料供給之動作進行說明。藉由直流電源19而對線焊料2施加數十V左右之特定之直流電壓。線焊料2只要不接觸於滑槽3內之基板4，則不會流入電流。若線焊料2與基板4接觸，則直流電流自直流電源19流經基板4之路徑，接觸偵測電路21對電流進行偵測。進給機構控制部22基於電流偵測之時序，對進給機構部7輸送特定量(特定之長度)之線焊料2。以此方式，自線焊料2接觸於基板4時起，對基板4輸送特定量之線焊料2。

本變化例中使用之基板4係例如包含銅(Cu)、或於銅之表面鍍敷有銀(Ag)或鎳(Ni)之類的金屬即一般稱為導體之導電性較高之材質之物體，以進行上述之電流之接觸偵測。

於圖7所示之組裝電流式接觸偵測部18之黏晶機中，裝 載實施例1之圖2所示之直接式大氣壓電漿處理部9之情形時，會引起以下之問題。

第一，由於電性接地之部位係電流偵測電路，因此，來自交流高壓電源之高電壓將施加於自線焊料2直至電流偵測電路21為止之電流式接觸偵測部18之各零件。電流式接觸偵測部18之各零件無法承受來自交流高壓電源18之數kV之電壓施加，故造成各零件損傷。第二，對線焊料2，藉由電流式接觸偵測部18而施加數十V之直流電壓，但同時藉由交流高壓電源18而施加數kV之交流高電壓，其結果，無法穩定地施加用於接觸偵測之直流電壓。

為解決上述2個問題，而於以下說明不將用於大氣壓電漿放電之交流高電壓施加於電流式接觸偵測部18，而對線焊料2施加特定之直流電壓之構成。

圖8係實施例1之變化例1之線焊料供給單元100之正面剖面圖。圖8所示之變化例1之線焊料供給單元100相對於實施例1中使用圖2說明之線焊料供給單元1，不同之處在於設置有包含電子濾波器電路23之電流式接觸偵測部180。其他則與實施例1中說明之構成相同，並標註相同編號，故省略說明。

電子濾波器電路23係包含線圈24、及電容器25、26。此處，較佳為，線圈24相對於藉由交流高壓電源14施加之交流電壓，具有100 Ω以上之高阻抗，另一方面，電容器25、26之阻抗係1 Ω以下，較小為線圈24之阻抗之1/100以下。以下對電子濾波器電路之作用進行說明。

來自交流高壓電源14之交流高電壓係施加於自施加電壓之電極11起直至線軸6為止之電氣路徑，但由於電容器25為低阻抗，因此，成為通過電容器25而交流接地之狀態。由於電容器25係低阻抗，且線圈24係高阻抗，因此，交流高電壓幾乎無法施加於電流式接觸偵測部180。再者，電容器26係附件以進一步提高電容器25、線圈24之濾波特性。

另一方面，相對於自直流電源19輸出之直流電壓，線圈24為電性短路，以及電容器24、25成為電性開路，因此，對線焊料係施加特定之直流電壓。

再者，上述電子濾波器電路23係包含線圈24、及電容器25、26之電路，但亦可進行適當變更，代替線圈24而使用電阻且省略電容器26等。

[實施例1之變化例2]

於圖9中，表示對於實施例1中說明之直接式大氣壓電漿處理部9之剖面圖即圖3，改變線焊料2之位置之情形之剖面圖。如圖9所示，於線焊料2自施加電壓之電極11之內側之介電質12所包圍之電漿產生區域13之中心軸偏移，且外周之點A與介電質12之間之間隙t3變窄之情形時，相對點A之線焊料中心為相反側之點B與介電質12之間隙t4變寬。如實施例1所說明，線焊料2與介電質12之間隙係對電場及放電處理造成影響。因此，於圖9之情形時，線焊料2之點A與點B於電漿處理、即氧化錫膜去除速度中變得不均一。

根據上述原因，為了對線焊料2遍及外周均一地進行電漿處理，較佳為，線焊料2通過直接式大氣壓電漿處理部9內時，通過由介電質12包圍之電漿產生區域13之中心軸上。因此，作為實施例1之變化例2，提出使線焊料2通過由介電質12包圍之電漿產生區域13之中心軸上之裝置。

圖10係實施例1之變化例2之直接式大氣壓電漿處理部9之正面剖面圖。實施例1之變化例2係相對於實施例1中說明之圖2所示之構成，不同之處在於設置有線焊料位置修正零件27。其他則與第1實施形態相同，故而省略說明。

線焊料位置修正零件27係設置於施加高電壓之電極11之上下端。線焊料位置修正零件27係與絕緣體10同樣地包含氧化鋁、玻璃或聚醯亞胺等絕緣體之物體。

於圖11中，說明線焊料位置修正零件27之配置、形狀之詳細情況。線焊料位置修正零件27係相對線焊料2之供給方向(圖11之箭線方向)具有斜率，且該斜率之角度設為α。角度α較佳為大於45°且為85°以下。其原因在於，於小於45°之情形，線焊料2碰到線焊料位置修正零件27後，易產生線焊料2之前端朝向供給方向之反方向，導致線無法適當供給焊料2之情形。

線焊料位置修正零件27係具有中空，且該中空之內徑設為d1。內徑d1係相較線焊料2之外徑大0.1~1 mm。若小於0.1 mm則線焊料變得難以通過，而若大於1 mm則線焊料之波動變大，對中心軸進行修正之效果變小。

再者，上述線焊料位置修正零件27係剖面形狀為梯形 狀，若與線焊料2觸碰之角度α為上述角度範圍內，則可適當變更為剖面形狀為半圓狀者等。

[實施例1之變化例3]

其次，利用圖12A與圖12B，對實施例1之變化例3中之直接式大氣壓電漿處理部9進行說明。圖12A與圖12B係實施例1之變化例3之線焊料供給單元120a與120b之局部之剖面放大圖。圖12A與圖12B係相對於實施例1中利用圖2說明之構成，不同之處在於線焊料供給噴嘴8及絕緣體10將材質及形狀變更。其他則與實施例1中利用圖2說明之構成相同，因此，標註相同零件編號，省略說明。

於圖12A與圖12B中，線焊料供給噴嘴8a及8b幾乎不透過可見光，另一方面，透明絕緣體10a及10b良好地透過可見光，即包含透明之材質。

圖12A所示之線焊料供給單元120a之構成係於X方向上線焊料供給噴嘴8a之寬度較寬，且於Y方向上透明絕緣體10a之寬度較窄。因此，觀察者自視點A之類的X方向通過透明絕緣體10a，僅可略微觀察到電漿產生區域13之發光，而自視點B則因被線焊料供給噴嘴8a遮光而無法觀察到電漿產生區域13之發光。

圖12B所示之線焊料供給單元120b之構成係與圖12A所說明之構成相比，於X方向上線焊料供給噴嘴8b之寬度較窄，且於Y方向上透明絕緣體10b之寬度較寬。因此，觀察者自視點C通過透明絕緣體10b，對於電漿產生區域13自端部可觀察到中央更深之部分之發光。其結果，觀察者可以 更高發光強度觀察電漿產生區域13，從而對電漿之點火、消失或異常放電之產生等之診斷變得容易。

[實施例1之變化例4]

於圖4B中，表示關於實施例1中說明之直接式大氣壓電漿處理部9之面16中之剖面即圖4A，將線焊料2自剖面為圓形之棒狀變為剖面為矩形之帶狀之情形時的剖面。圖4A中，高電壓電極11及介電質12為圓筒形狀，以包圍棒狀之線焊料，而圖4B中，高電壓電極11係與線焊料2兩面對向之2塊平板狀，且介電質12係設置於高電壓電極11之線焊料面側之平板狀。因此，由於夾著介電質12之高電壓電極11與線焊料2作為平行平板電極而對向，故而，於間隙t1產生均一之電場。藉此，大氣壓電漿區域13係平板狀地生成於與高電壓電極11相接之介電質12與線焊料2之間，其結果，可均一地對線焊料2之表面進行電漿處理。

[實施例2]

本實施例2係說明裝載有遠距式大氣壓電漿處理部90之線焊料供給單元130之例。圖13係表示將本實施例2之遠距式大氣壓電漿處理部90裝載於黏晶機之線焊料供給單元130，並且將線焊料2供給至滑槽3之內部之基板4之構成的正面剖面圖。本實施例2係不同之處在於取代實施例1所示之直接式大氣壓電漿處理部9，而裝載遠距式大氣壓電漿處理90，其他則與實施例1中利用圖2說明之構成相同，因此，省略說明。

於圖13所示之構成中，將自氣體導入口17導入氣體導入 噴嘴30之處理氣體作為原料，於遠距式大氣壓電漿處理部90之電漿生成部28內生成電漿。於電漿內產生之活性種29係由自氣體導入口17供給之氣流擠出，且沿著氣體導入噴嘴30流動地導入至線焊料供給噴嘴8之內部，從而噴附至線焊料2。

此處，氣體導入噴嘴30係包含玻璃、陶瓷之類的導電性較低一般稱為絕緣體之材質之物體。其中，可使氣體導入噴嘴30之內不與遠距式大氣壓電漿處理機構28內之電極接觸之部分的一部分為不鏽鋼、鋁(Al)之類一般稱為導體之金屬。氣體導入噴嘴30之形狀係管狀，以將氣體導入至中央部，且其剖面有時為圓形，有時亦為矩形。

本實施例之特徵係遠距式大氣壓電漿處理部90之電漿生成部28與線焊料2及線焊料供給噴嘴8電性絕緣。藉此，於併用實施例1之變化例1之提出之電流式接觸偵測部18與遠距式大氣壓電漿處理部90時，可不需要實施例1之變化例1中說明之電子濾波器電路23。

圖14至圖17係表示遠距式大氣壓電漿處理部90之可選之構成。

圖14係遠距式大氣壓電漿處理機構部90之第1構成例。相對於氣體導入口17，自近處起配置有高電壓電極31、接地電極32，且於該等高電壓電極31與接地電極32連接有交流高壓電源14，接地電極32為接地。絕緣體33係於高電壓電極31與接地電極32之間配置於氣體導入噴嘴30之外側。於高電壓電極31與接地電極32之間之氣體導入噴嘴30之內 部產生高電場，且於該高電場中生成電漿及活性種29。高電壓電極31及接地電極32間之氣體導入噴嘴30外側由絕緣體33覆蓋，故不產生高電場，從而不生成電漿。由於高電壓電極31與接地電極32係以覆蓋之方式與氣體導入噴嘴30相接，因此，該等之形狀為管狀，又，該等之材質為不鏽鋼、鋁(Al)之類一般稱為導體之金屬。再者，亦可替換高電壓電極31與接地電極32之配置。

圖15係遠距式大氣壓電漿處理部90之第2構成例。於氣體導入噴嘴30之半徑方向外側設置有接地電極34，於氣體導入噴嘴30之半徑方向內側設置有氣體導入噴嘴30與間隙，並且配置有高電壓電極35，該等接地電極34與高電壓電極35連接有交流高壓電源14，且接地電極34為接地。於接地電極34與高電壓電極35之間之間隙產生高電場，且於其中生成電漿及活性種29。接地電極34係以覆蓋之方式與氣體導入噴嘴30相接，因此，該等之形狀為管狀。另一方面，高電壓電極35之形狀為棒狀或管狀。接地電極34與高電壓電極35之材質分別為不鏽鋼、鋁(Al)之類一般稱為導體之金屬。又，亦可利用氧化鋁、玻璃或聚醯亞胺等絕緣體覆蓋高電壓電極35之表面。再者，亦可替換接地電極34與高電壓電極35之配置。

圖16係遠距式大氣壓電漿處理機構90之第3構成例。於氣體導入噴嘴30之外側，以捲繞之方式配置有線圈36，且線圈36之兩端連接於交流高壓電源14，線圈36之一端接地。再者，交流高壓電源14之高電壓側與接地側之配置方 向為隨機順序。於線圈36與氣體導入噴嘴30之內側產生高頻交變磁場，且於其中產生電感耦合(ICP，inductive coupling plasma)電漿。藉由ICP電漿而於氣體導入噴嘴30之內部空間生成活性種29。線圈36係銅(Cu)、鋁(Al)之類一般稱為導體之金屬。又，亦可利用氧化鋁、玻璃、或聚醯亞胺等絕緣體覆蓋線圈36之表面。

圖17係遠距式大氣壓電漿處理部90之第4構成例。配置有一組平行平板電極38與39，且於該等電極間之間隙部以自氣體導入口17導入氣體之方式連接有導入管40。導入管40中相較平行平板電極38與39之間隙部位於氣體路徑之下游之部分41係與氣體導入噴嘴30連接。平行平板電極38與39係於相互對向之面配置有介電質板37。於平行平板電極38連接有交流高壓電源14，且平行平板電極39為接地。再者，對於一組電極38、39，何者為交流高壓電源14之高電壓側或接地側之方向為隨機順序。於平行平板電極37與38之間之間隙產生電場，且於其中產生電漿及活性種29。

[實施例2之變化例1]

於圖18表示作為實施例2之變化例1，將上述實施例2中說明之遠距式大氣壓電漿處理機構90設為夾著線焊料2及線焊料供給噴嘴8而對向之例。如圖18所示，藉由將遠距式大氣壓電漿處理機構90以1台為單位對向地配置於線焊料供給噴嘴8之左右，而自左右兩方向對供給噴嘴8內之線焊料2噴附活性種29。藉此，對線焊料2之圓形之外周，可於儘可能寬之面上噴附活性種29，從而抑制產生線焊料2 之氧化膜內無法去除之部分。再者，圖18係將遠距式大氣壓電漿處理部90左右2台地配置於線焊料供給噴嘴8，但亦可等間隔地排列並配置更多之台數。可藉由增加遠距式大氣壓電漿處理部90之配置台數，而期待線焊料2之氧化膜之去除速度之增加及去除之均一性之提昇。

圖19與圖20分別為改變圖17所示之遠距式大氣壓電漿處理部90之配置之情形時的正視圖與俯視圖。代替圖17所示之一組平行平板電極37、38，而對線焊料供給噴嘴8以包圍之方式配置具有中空之一組平行圓板電極41、42。對圖17說明之介電質板37，其功能由氣體導入噴嘴30代替。可藉由以上之配置，而將平行圓板電極41、42間生成之活性種29均一地噴附於線焊料供給噴嘴8之內部之線焊料2之外周。其結果，可均一地處理線焊料2之氧化膜。

[實施例2之變化例2]

圖21係實施例2之變化例2之電漿處理機構之剖面放大圖。圖21係相對於圖13中說明之實施例2之構成，不同之處在於將氣體導入噴嘴30之材質及形狀進行變更。其他則與圖13中說明之實施例2之構成相同，因此省略說明。

於圖21中，氣體導入噴嘴30'係包含對於可見光而言之透明部分30a及遮光部分30b。如實施例2部分中使用圖14至圖17所說明，於遠距式大氣壓電漿處理部90中，具有電漿產生部分28，且於該部分產生(電漿區域43)電漿。

圖21中氣體導入噴嘴30之透明部分30a係噴嘴伸展方向之寬度較寬。因此，觀測者可自視點D通過透明部分30a， 直至電漿區域之更內部觀察到電漿區域43之發光。其結果，與實施例1之變化例3中使用圖12A與圖12B進行說明之情形相同，即使遠距式大氣壓電漿處理部90，觀察者對電漿之點火、消失或異常放電之產生等之診斷亦變得容易。

再者，本發明並不限定於上述實施例，且包含各種變化例。例如，上述實施例係為便於理解本發明而進行說明者，且並非一定限定於包含所說明之全部構成者。又，可將某實施例之構成之一部分替換為其他實施例之構成，又，可對某實施例之構成追加其他實施例之構成。又，可對各實施例之構成之一部分進行其他構成之追加、刪除、替換。

1、1'、100、120a、120b、130‧‧‧線焊料供給裝置

2‧‧‧線焊料

3‧‧‧滑槽

4‧‧‧基板

5‧‧‧焊料部

6‧‧‧線軸

7‧‧‧進給機構

8‧‧‧線焊料供給噴嘴

9、90‧‧‧大氣壓電漿處理機構

10‧‧‧絕緣體

11‧‧‧高電壓電極

12‧‧‧介電質

13‧‧‧大氣壓電漿區域

14‧‧‧交流高壓電源

17‧‧‧氣體導入口

18‧‧‧電流式接觸偵測機構

19‧‧‧直流電源

20‧‧‧過流保護用電阻

21‧‧‧接觸偵測電路

22‧‧‧進給機控制裝置

23‧‧‧電子濾波器電路

27‧‧‧線焊料位置修正零件

28‧‧‧遠距式大氣壓電漿處理機構

30‧‧‧氣體導入噴嘴

31‧‧‧高電壓電極

32‧‧‧接地電極

33‧‧‧絕緣體

34‧‧‧接地電極

35‧‧‧高電壓電極

36‧‧‧線圈

37‧‧‧介電質板

38、39‧‧‧平行平板電極

41、42‧‧‧平行圓板電極

43‧‧‧電漿區域

圖1係表示本發明之黏晶機之整體概略構成之方塊圖。

圖2係表示本發明之實施例1之線焊料供給單元之直接式大氣壓電漿處理部之概略構成的正面剖面圖。

圖3係本發明之實施例1之線焊料供給單元之直接式大氣壓電漿處理部中的施加電壓之電極之端部之放大剖面圖。

圖4A係本發明之實施例1之線焊料供給單元之直接式大氣壓電漿處理部中，圖2中之面16之剖面圖。

圖4B係本發明之實施例1之變化例4之線焊料供給單元之直接式大氣壓電漿處理部中，圖2中之面16之剖面圖。

圖5係於本發明之實施例1之線焊料供給單元之直接式大氣壓電漿處理部中，表示線焊料表面之氧化錫膜之去除速 度相對於交流高壓電源之頻率之關係的圖表。

圖6係於本發明之實施例1之線焊料供給單元之直接式大氣壓電漿處理部中，表示有電漿處理開始時之線焊料與電漿處理部之位置關係的直接式大氣壓電漿處理部之前端部附近之剖面圖。

圖7係說明本發明之實施例1之變化例1中之電流式接觸偵測部之原理的線焊料供給單元之正面剖面圖。

圖8係於本發明之實施例1之變化例1之線焊料供給單元之直接式大氣壓電漿處理部中，包含含有電子濾波器電路之電流式接觸偵測部的線焊料供給部之正面剖面圖。

圖9係用於說明本發明之實施例1之變化例2之線焊料供給單元之直接式大氣壓電漿處理部之原理之表示線焊料脫離電漿處理部之中心軸之狀態的線焊料供給噴嘴之剖面圖。

圖10係本發明之實施例1之變化例2之線焊料供給單元之直接式大氣壓電漿處理部之正面剖面圖。

圖11係本發明之實施例1之變化例2之線焊料供給單元之直接式大氣壓電漿處理部的含有線焊料位置修正零件之電漿處理部之局部之放大正面剖面圖。

圖12A係表示本發明之實施例1之變化例3之線焊料供給噴嘴之外徑大於電漿處理部之外形之狀態的電漿處理部之上端部附近之剖面圖。

圖12B係表示本發明之實施例1之變化例3之線焊料供給噴嘴之外徑小於電漿處理部之外形之狀態的電漿處理部之 上端部附近之剖面圖。

圖13係表示本發明之實施例2之線焊料供給單元之概略構成的正面剖面圖。

圖14係表示本發明之實施例2之線焊料供給單元之遠距式大氣壓電漿處理部之構成的正視圖。

圖15係表示本發明之實施例2之線焊料供給單元之遠距式大氣壓電漿處理部之構成的正視圖。

圖16係表示本發明之實施例2之線焊料供給單元之遠距式大氣壓電漿處理部之構成的正視圖。

圖17係表示本發明之實施例2之線焊料供給單元之遠距式大氣壓電漿處理部之構成的正視圖。

圖18係表示本發明之實施例2之變化例1之線焊料供給單元之遠距式大氣壓電漿處理部之構成的正視圖。

圖19係表示本發明之實施例2之變化例2之線焊料供給單元之遠距式大氣壓電漿處理部之構成的正視圖。

圖20係表示本發明之實施例2之變化例2之線焊料供給單元之遠距式大氣壓電漿處理部之構成的平面圖。

圖21係表示本發明之實施例2之變化例3之線焊料供給單元之遠距式大氣壓電漿處理部之構成的正視圖。

2‧‧‧線焊料

3‧‧‧滑槽

4‧‧‧基板

5‧‧‧焊料部

6‧‧‧線軸

7‧‧‧進給機構

8‧‧‧線焊料供給噴嘴

50‧‧‧黏晶機

51‧‧‧壁

52‧‧‧導軌

54a、54b、54c‧‧‧開口窗

55‧‧‧入口

56‧‧‧出口

57‧‧‧加熱器

58‧‧‧焊料成形棒

59‧‧‧夾盤

60‧‧‧半導體晶片

501‧‧‧基板搬入部

502‧‧‧焊料供給部

503‧‧‧焊料成形部

504‧‧‧晶片裝載部

505‧‧‧基板搬出部

511‧‧‧線焊料供給單元

512‧‧‧焊料成形單元

513‧‧‧晶片裝載單元

Claims (12)

1. 一種黏晶機，其特徵在於包含：焊料供給單元，其係將特定量之焊料供給至試料上之特定之位置；焊料成形單元，其係將藉由該焊料供給單元而供給至上述試料上之特定之位置之焊料成形；半導體晶片裝載單元，其係將半導體晶片裝載於藉由該焊料成形單元而成形之焊料上；基板搬送單元，其係於上述焊料供給單元、上述焊料成形單元及上述半導體晶片裝載單元之間搬送上述試料；以及外部氣體遮蔽單元，其係將藉由該基板搬送單元而於上述焊料供給單元、上述焊料成形單元及上述半導體晶片裝載單元之間進行搬送之上述試料維持於與外部氣體隔斷之環境中；上述焊料供給單元包含：線狀焊料送出部，其係送出特定量之線狀之焊料；電漿處理機構，其係於大氣壓中產生電漿，利用上述產生之電漿對藉由上述線狀焊料送出部送出之線狀焊料之表面進行處理；及噴嘴機構，其係將表面經該電漿處理機構處理之上述線狀焊料以不暴露於外部氣體之方式導引至位於上述外部氣體遮蔽單元之內部之試料上之特定之位置。
2. 如請求項1之黏晶機，其中上述噴嘴機構係於混合有氮 氣或氬氣等惰性氣體與氫氣等還原氣體之氣體環境中，將上述線狀焊料導引至上述試料上之特定之位置。
3. 如請求項1之黏晶機，其中上述電漿處理機構係藉由對上述線狀焊料之表面進行電漿處理，而去除上述線狀焊料之表面之氧化膜。
4. 如請求項1之黏晶機，其中上述電漿處理機構係藉由自上述噴嘴機構之外部施加高頻電場而使上述噴嘴機構之內部直接產生電漿，且藉由該產生之電漿而對上述線狀焊料之表面進行處理。
5. 如請求項1之黏晶機，其中上述電漿處理機構係將藉由高頻電場產生之電漿輸送至上述噴嘴機構之內部，且藉由該輸送之電漿而對上述線狀焊料之表面進行處理。
6. 如請求項1之黏晶機，其中上述焊料供給單元更包含電性偵測上述線狀焊料接觸於上述試料之接觸狀態偵測機構，且上述線狀焊料送出部基於藉由上述接觸狀態偵測機構而偵測到上述線狀焊料接觸於上述試料之信號，控制上述線狀焊料之送出量。
7. 一種黏晶機之接合材供給方法，其特徵在於：其係使用將特定量之焊料供給至試料上之特定之位置，使供給至該試料上之特定之位置之焊料成形，且於將上述試料維持於與外部氣體隔斷之環境中之狀態下進行將半導體晶片裝載於該經成形之焊料上之黏晶機，連接半導體晶片之方法，且該方法係送出特定量之線狀之焊料， 於大氣壓中產生電漿，利用上述產生之電漿對上述送出之線狀焊料之表面進行處理，將表面經該電漿處理之上述線狀焊料以不暴露於外部氣體之方式導引至試料上之特定之位置，供給至該試料上，藉此，對上述試料上之特定之位置供給特定量之焊料。
8. 如請求項7之黏晶機之接合材供給方法，其中於混合有氮氣或氬氣等惰性氣體與氫氣等還原氣體的氣體環境中，進行將表面經上述電漿處理之上述線狀焊料以不暴露於外部氣體之方式導引至試料上之特定之位置，供給至該試料上之處理。
9. 如請求項7之黏晶機之接合材供給方法，其中藉由對上述線狀焊料之表面進行電漿處理，而去除上述線狀焊料之表面之氧化膜。
10. 如請求項7之黏晶機之接合材供給方法，其中藉由自上述噴嘴機構之外部施加高頻電場而使上述噴嘴之內部直接產生電漿，且藉由該產生之電漿而對上述線狀焊料之表面進行處理。
11. 如請求項7之黏晶機之接合材供給方法，其中藉由高頻電場而產生上述電漿，且將該產生之電漿輸送至上述噴嘴之內部，藉由該輸送之電漿而對上述線狀焊料之表面進行處理。
12. 如請求項7之黏晶機之接合材供給方法，其中基於電性 偵測到上述線狀焊料接觸於上述試料之信號，控制上述線狀焊料之供給。