WO2007088695A1 - 半田付け装置、半田付け方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半田付け装置、半田付け方法、及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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WO2007088695A1
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heating chamber
solder
soldering
unsoldered
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Masahiko Kimbara
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Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki
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    • H01L2924/181—Encapsulation

Definitions

  • Soldering apparatus soldering method, and semiconductor device manufacturing method
  • the present invention relates to a soldering apparatus and a soldering method for soldering a semiconductor element to a circuit board.
  • a conventional semiconductor module includes a ceramic substrate, a wiring layer that is a metal plate bonded to the surface of the ceramic substrate, and a bonding layer that is a metal plate bonded to the back surface of the ceramic substrate.
  • the semiconductor element is soldered (bonded) to the wiring layer.
  • a heat radiating device that radiates heat generated by the semiconductor element, that is, a heat sink is bonded.
  • Patent Document 1 shows a soldering device.
  • Patent Document 1 that suppresses the generation of voids discloses that the atmosphere around the molten solder is evacuated.
  • Patent Document 2 discloses that the container is evacuated when the solder is heated.
  • FIG. 7A the present inventor has confirmed that voids are generated even when the solder is melted in a state where the degree of vacuum is high.
  • Fig. 7B it was confirmed that voids were generated even when the solder was evacuated in the molten state. Therefore, it can be said that the generation of voids can be suppressed by the soldering method described in the above document.
  • Patent Document 1 JP 2004-351480 A
  • Patent Document 2 JP 2005-271059 A
  • An object of the present invention is to provide a soldering apparatus, a soldering method, and a semiconductor device manufacturing method capable of suppressing the generation of voids.
  • a soldering apparatus for soldering a semiconductor element to a circuit board.
  • the unsoldered object includes a circuit board, a semiconductor element, and solder before soldering disposed between the circuit board and the semiconductor element.
  • the already-soldered object includes a circuit board, a semiconductor element, and a solder layer for soldering the semiconductor element to the circuit board.
  • the soldering apparatus has a heating chamber for melting the solder by heating the unsoldered object.
  • the workpiece storage chamber stores the unsoldered object to be put into the heating chamber and the already-soldered object taken out from the heating chamber.
  • the transfer device transfers the unsoldered object and the already-soldered object between the heating chamber and the workpiece storage chamber.
  • the heating device heats the unsoldered object accommodated in the heating chamber.
  • the first gas introduction unit introduces an atmospheric gas containing a reducing gas into the heating chamber.
  • the soldering apparatus is configured to realize a pressurized state in which the pressure in the heating chamber is higher than normal pressure by the atmospheric gas. Further, the soldering apparatus is configured to perform soldering in the pressurized state over the solder melting region from the start of melting of the solder to the solidification of the solder.
  • a method for soldering a semiconductor element to a circuit board includes preparing an unsoldered object before solder melting in a heating chamber.
  • the unsoldered object includes the circuit board, the semiconductor element, and solder disposed between the circuit board and the semiconductor element.
  • the unsoldered object put into the heating chamber and the soldered object after solder melting taken out by the heating chamber force are accommodated in the work accommodating chamber.
  • the unsoldered object and the already-soldered object are transported between the workpiece storage chamber and the heating chamber.
  • the solder is melted by heating the unsoldered object in the heating chamber.
  • a pressurized state in which the pressure in the heating chamber is higher than the normal pressure is realized.
  • the semiconductor element is soldered to the circuit board in the pressurized state.
  • FIG. 1 is a plan view of a semiconductor module manufactured by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG.
  • FIG. 3 (a) is a plan view of the reflow device according to the first embodiment embodying the present invention.
  • FIG. 3 (b) is a front view of the reflow chamber, the input chamber, and the take-out chamber shown in FIG. 3 (a).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an unsoldered object placed in the loading chamber shown in FIG. 3 (a).
  • FIG. 5A is a plan view of the jig shown in FIG. 4, and FIG. 5B is a perspective view of the weight shown in FIG.
  • FIG. 6 A graph showing changes in pressure and temperature in the experimental example using the reflow apparatus in FIG. 3 (a), and an X-ray photograph of the manufactured semiconductor module.
  • FIG. 7A A graph showing the pressure transition in the first comparative example, and an X-ray photograph of the manufactured semiconductor module.
  • FIG. 7B A graph showing the pressure transition in the second comparative example, and an X-ray photograph of the manufactured semiconductor module.
  • FIG. 8 (a) is a plan view of the reflow device of the second embodiment of the present invention
  • FIG. 8 (b) is a front view of the reflow device of FIG. 8 (a).
  • Fig. 9 is a plan view of the reflow apparatus of the third embodiment of the present invention
  • Fig. 9 (b) is a front view of the reflow chamber, the input chamber and the take-out chamber shown in Fig. 9 (a).
  • FIG. 10 is a front view of a reflow chamber, an input chamber, and a take-out chamber in a reflow apparatus according to another example of the present invention.
  • FIGS. 1 to 7B a first embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7B.
  • a semiconductor module 10 that is a semiconductor device includes a circuit board 11, a semiconductor element 12 bonded to the circuit board 11, and a heat sink 13 that functions as a heat dissipation device.
  • the circuit board 11 includes a ceramic substrate 14, a wiring layer 15 bonded to the surface of the ceramic substrate 14, that is, the upper surface in FIG. 2 includes a bonding layer 16 bonded to the lower surface.
  • the ceramic substrate 14 is made of, for example, aluminum nitride aluminum, alumina, or silicon nitride.
  • the wiring layer 15 is made of, for example, aluminum (pure aluminum and aluminum alloy) or copper.
  • the semiconductor element 12 is soldered to the wiring layer 15.
  • the solder layer H is located between the semiconductor element 12 and the wiring layer 15.
  • the semiconductor element 12 and the wiring layer 15 are joining members to which solder is joined.
  • the upper surface of the semiconductor element 12 is a non-bonding surface 12a to which solder is not bonded, and the lower surface of the semiconductor element 12 is a bonding surface 12b to which solder is bonded.
  • the semiconductor element 12 is composed of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a diode. A plurality of, in the present embodiment, four semiconductor elements 12 are bonded to the circuit board 11.
  • the bonding layer 16 bonds the heat sink 13 to the ceramic substrate 14.
  • the bonding layer 16 is made of, for example, aluminum or copper.
  • the heat sink 13 is bonded to the bonding layer 16.
  • the reflow device HK that functions as a soldering device solders the semiconductor element 12 to the circuit board 11.
  • the reflow apparatus HK includes a reflow chamber 20, an input chamber 21, and a take-out chamber 22.
  • Reflow room 20 functions as a heating chamber.
  • the input chamber 21 and the take-out chamber 22 constitute a work storage chamber.
  • the reflow chamber 20 receives an unsoldered object 92 before solder melting.
  • the unsoldered object 92 is disposed between the joined article 93, the semiconductor element 12 stacked on the joined article 93, and the joined article 93 and the semiconductor element 12. Includes solder sheet 17 and.
  • the joint 93 includes a circuit board 11 and a heat sink 13 joined to the circuit board 11. 3 (a) and 3 (b) show the unsoldered object 92 by shading.
  • the input chamber 21 accommodates an unsoldered object 92 to be input into the reflow chamber 20.
  • the solder sheet 17 of the unsoldered object 92 is in a solidified state before melting.
  • the take-out chamber 22 accommodates the already-soldered object 102 taken out from the reflow chamber 20. In other words, the input chamber 21 and the extraction chamber 22 are not soldered to the reflow chamber 20.
  • a workpiece storage chamber is configured to store the object 92 and the soldered object 102 taken out from the reflow chamber 20. That is, the input chamber 21 and the take-out chamber 22 prevent the reflow chamber 20 from directly communicating with the outside air outside the reflow device HK.
  • the soldered object 102 has a solder layer H that is in a solidified state after melting.
  • the reflow chamber 20 has an inlet into which the unsoldered object 92 is inserted and an outlet from which the already-soldered object 102 is taken out.
  • the input chamber 21 is connected to the input port of the reflow chamber 20.
  • the take-out chamber 22 is connected to the outlet of the reflow chamber 20.
  • the reflow device HK includes conveyors 34, 27, and 38 that function as transfer devices (transfer mechanisms) provided in the input chamber 21, the reflow chamber 20, and the take-out chamber 22, respectively.
  • the conveyor 34 conveys the unsoldered object 92 accommodated in the charging chamber 21 to the reflow chamber 20.
  • the soldered object 92 is heated and cooled in the reflow chamber 20 to become a soldered object 102.
  • the conveyor 38 takes the already-soldered object 102 to the take-out chamber 22.
  • the left force and the right direction arrow indicate the workpiece transfer direction of the reflow unit HK.
  • the input chamber 21 is located upstream of the reflow chamber 20, that is, in front of the workpiece transfer direction.
  • the take-out chamber 22 is located downstream of the reflow chamber 20, that is, behind the reflow chamber 20 with respect to the workpiece transfer direction.
  • a charging door 23 that functions as a partition member is provided between the reflow chamber 20 and the charging chamber 21.
  • An extraction door 24 that functions as a partition member is provided between the reflow chamber 20 and the extraction chamber 22.
  • the input door 23 and the extraction door 24 operate so that the arrow direction extending vertically in FIG. 3 (b) is the opening / closing direction.
  • the reflow chamber 20 communicates with the input chamber 21. That is, the unsoldered object 92 in the input chamber 21 can be input into the reflow chamber 20.
  • the input door 23 is closed, the reflow chamber 20 is disconnected from the input chamber 21. In other words, the unsoldered object 92 in the charging chamber 21 cannot be charged into the reflow chamber 20.
  • the reflow chamber 20 When the extraction door 24 is opened, the reflow chamber 20 is in communication with the extraction chamber 22. That is, the soldered object 102 in the reflow chamber 20 can be taken out from the reflow chamber 20 to the take-out chamber 22.
  • the extraction door 24 When the extraction door 24 is closed, the reflow chamber 20 becomes out of communication with the extraction chamber 22. That is, the soldered object 102 in the reflow chamber 20 is the reflow chamber. Unable to take out from 20.
  • both the entrance door 23 and the exit door 24 are closed, a sealed space is defined inside the reflow chamber 20.
  • the input chamber 21 has an entrance door 25 for receiving an unsoldered object 92 therein.
  • the take-out chamber 22 has an exit door 26 for taking out the soldered object 102 to the outside.
  • the entrance door 25 and the exit door 26 can be moved vertically in FIG. 3 (b).
  • the entrance door 25 is opened, the unsoldered object 92 can be put into the charging chamber 21.
  • a sealed space is defined inside the input chamber 21.
  • the exit door 26 is opened, the already soldered object 102 can be taken out from the take-out chamber 22.
  • both the extraction door 24 and the outlet door 26 are closed, a sealed space is defined inside the extraction chamber 22.
  • the reflow chamber 20 is provided with the conveyor 27 that functions as a transfer device for transferring the unsoldered object 92 charged from the input chamber 21. It is.
  • the reflow chamber 20 has a size capable of accommodating a plurality of unsoldered objects 92 in a line along the transport direction.
  • the conveyor 27 can convey a plurality of unsoldered objects 92 in a line.
  • a high-frequency heating coil 28 is disposed inside the reflow chamber 20. As shown in FIG. 3B, the high-frequency heating coil 28 is positioned above the unsoldered object 92 that is transported on the conveyor 27. The high-frequency heating coil 28 is disposed away from the unsoldered object 92. The high frequency heating coil 28 is electrically connected to a high frequency generation device 29 disposed outside the reflow chamber 20. The high-frequency heating coil 28 and the high-frequency generator 29 constitute a heating device that heats the unsoldered object 92 by high-frequency induction heating.
  • a reducing gas supply unit 30 is connected to the reflow chamber 20.
  • the reducing gas supply unit 30 functions as a first gas introduction unit that supplies a reducing gas such as hydrogen gas (H 2).
  • the intrinsic gas supply unit 30 includes a pipe 30a, an opening / closing valve 30b of the pipe 30a, a pressure reducing valve 30c, and a reducing gas supply source 30d.
  • the reducing gas supply source 30d is a hydrogen tank filled with hydrogen gas.
  • the pressure reducing valve 30c functions as a pressure adjusting unit that adjusts the pressure of the hydrogen gas introduced from the reducing gas supply source 30d through the opening / closing valve 30b to a constant value. .
  • the hydrogen gas having a constant pressure is supplied to the reflow chamber 20 from the pressure reducing valve 30c.
  • the reflow chamber 20 is connected to a vacuum unit 31 for evacuating.
  • the vacuum unit 31 includes a pipe 31a, an opening / closing valve 31b of the pipe 31a, and a vacuum pump 31c.
  • the reflow chamber 20 is connected with a gas discharge part 32 for discharging reducing gas to the outside.
  • the gas discharge unit 32 includes a pipe 32a, an opening / closing valve 32b of the pipe 32a, and a throttle valve 32c that functions as a pressure adjustment unit.
  • the throttle valve 32c adjusts the amount of gas discharged from the reflow chamber 20 to the outside.
  • the reducing gas supply unit 30, the vacuum unit 31, and the gas discharge unit 32 are configured to be capable of adjusting the inside of the reflow chamber 20 to a caloric pressure or a reduced pressure.
  • the pressure in the reflow chamber 20 is always maintained at a set pressure P1 higher than the normal pressure during the operation of the reflow device HK.
  • the normal pressure is about 0.1023 MPa.
  • the set pressure P1 is a constant value and is 0.13 MPa.
  • the pressure reducing valve 30c of the reducing gas supply unit 30 and the throttle valve 32c of the gas discharge unit 32 maintain the pressure of the reflow chamber 20 at a set pressure P1, which is a constant value, while allowing gas to flow inside and outside the reflow chamber 20. To be distributed in between.
  • the reducing gas supply unit 30 is located between the high-frequency heating coil 28 and the extraction chamber 22.
  • the gas discharge unit 32 is located between the high-frequency heating coil 28 and the input chamber 21.
  • the reducing gas supply unit 30 supplies the reducing gas onto the conveyance path of the unsoldered object 92 after the solder is melted by heating by the high frequency heating coil 28.
  • the reducing gas introduced into the reflow chamber 20 cools the molten solder.
  • the loading chamber 21 is provided with a conveyor 34 that functions as a transfer device for transferring the unsoldered object 92.
  • the input chamber 21 has a size that can accommodate one unsoldered object 92.
  • the charging chamber 21 serves as a second gas introduction section for supplying an inert gas such as nitrogen gas (N 2).
  • the inert gas supply unit 35 includes a pipe 35a, an opening / closing valve 35b of the pipe 35a, and an inert gas supply source 35c.
  • the inert gas supply source 35c is a nitrogen tank filled with nitrogen gas.
  • Vacuum part 36 Includes a pipe 36a, an opening / closing valve 36b of the pipe 36a, and a vacuum pump 36c. Furthermore, a gas discharge part 37 for discharging the inert gas to the outside is connected to the input chamber 21.
  • the gas discharge unit 37 includes a pipe 37a and an opening / closing valve 37b of the pipe 37a.
  • the take-out chamber 22 is provided with a comparator 38 that functions as a transfer device for transferring the soldered object 102.
  • the extraction chamber 22 has a size that can accommodate one soldered object 102.
  • the inert gas supply unit 39 includes a pipe 39a, an opening / closing valve 39b of the pipe 39a, and an inert gas supply source 39c.
  • the inert gas supply source 39c is a nitrogen tank filled with nitrogen gas.
  • the extraction chamber 22 is connected with a vacuum section 40 for evacuation.
  • the vacuum unit 40 includes a pipe 40a, an open / close solenoid 40b of the pipe 40a, and a vacuum pump 40c.
  • a gas discharge part 41 for discharging the inert gas to the outside is connected to the extraction chamber 22.
  • the gas discharge unit 41 includes a pipe 41a and an opening / closing nove 41b for the pipe 41a.
  • An unsoldered object 92 is supplied to the input chamber 21 from a work supply line 42 adjacent to the input chamber 21.
  • a jig 43, a solder sheet 17, a semiconductor element 12, and a weight 44 are sequentially stacked on the joint 93 on the work supply line 42.
  • the jig 43 is used for positioning the semiconductor element 12 and the solder sheet 17.
  • FIG. 5 (a) shows a jig 43 used for soldering.
  • FIG. 5 (b) shows the weight 44 that functions as a pressing body.
  • the jig 43 is a flat plate having the same size as the ceramic substrate 14 of the circuit board 11.
  • the jig 43 is made of, for example, graphite or ceramics. As shown in FIG. 4, the jig 43 positions the solder sheet 17, the semiconductor element 12, and the weight 44 on the circuit board 11 during soldering.
  • the jig 43 has a plurality of positioning through holes 45. Since the four semiconductor elements 12 are bonded on the circuit board 11, the jig 43 has four through holes 45. Each of the through holes 45 corresponds to a bonding portion of the semiconductor element 12 on the circuit board 11.
  • Each of the through holes 45 has a size corresponding to the semiconductor element 12.
  • the weight 44 is made of stainless steel.
  • the weight 44 is disposed immediately above the semiconductor element 12 during soldering. That is, the weight 44 is in contact with the upper surface of the semiconductor element 12, that is, the non-joint surface 12a. As a result, the weight 44 presses the semiconductor element 12 toward the circuit board 11.
  • Each of the weights 44 is an integral part made by cutting out material.
  • the pressing surface 44 a of the weight 44 can be fitted into the through hole 45 of the jig 43.
  • the pressing surface 44 a of one weight 44 can contact and press the non-joint surfaces 12 a of the four semiconductor elements 12.
  • the jig 43 includes a partition 43a that partitions adjacent through holes 45 from each other.
  • the pressing surface 44a has a groove 44b straddling the cutting 43a.
  • the pressing surface 44 a of the weight 44 functions as a surface in contact with the non-bonding surface 12 a of the semiconductor element 12.
  • FIG. 4 (a) shows a state in which one weight 44 indicated by a two-dot chain line enters four through holes 45.
  • the already-soldered object 102 transferred to the take-out chamber 22 is discharged to a work discharge line 46 adjacent to the take-out chamber 22.
  • the weight 44 and the jig 43 are sequentially removed from the soldered object 102, and the product, that is, the semiconductor module 10 is carried out.
  • the jig 43 and the weight 44 removed from the soldered object 102 in the work discharge line 46 are returned to the work supply line 42 and reused.
  • FIG. 3A shows a path A of the weight 44 and a path B of the jig 43.
  • the reflow device HK includes a control device (not shown).
  • the control device adjusts the gas atmosphere in each reflow chamber 20, input chamber 21, and extraction chamber 22, opens and closes each input door 23, extraction door 24, inlet door 25, and outlet door 26, and a transfer device (conveyor 27, 34, 38) is controlled.
  • the vacuum unit 31 first evacuates the reflow chamber 20.
  • the reducing gas supply unit 30 supplies the reducing gas to the reflow chamber 20 to replace the reflow chamber 20 with the reducing gas atmosphere.
  • the atmosphere of the reflow chamber 20 is adjusted so that the internal pressure becomes a set pressure P1 higher than the normal pressure Po.
  • the pressurized state indicating the set pressure P1 which is a constant pressure, is maintained while the gas flows in the reflow chamber 20. Is done.
  • the pressure P of the reflow chamber 20 to be raised reaches the set pressure P1, the reflow device HK starts soldering.
  • the reflow device HK opens the input door 23 and the extraction door 24 simultaneously.
  • the unsoldered object 92 is carried into the reflow chamber 20 from the loading chamber 21.
  • the soldered object 102 is carried out from the reflow chamber 20 to the take-out chamber 22.
  • the input chamber 21 and the extraction chamber 22 are gas-replaced so that the set pressure P1 is the same as the pressure in the reflow chamber 20.
  • the vacuum unit 36 evacuates the charging chamber 21
  • the inert gas supply unit 35 supplies the inert gas to the charging chamber 21.
  • the inert gas supply unit 39 supplies the inert gas to the extraction chamber 22.
  • the evacuation and the supply of inert gas in each of the input chamber 21 and the extraction chamber 22 are repeated several times.
  • the reflow device HK opens the input door 23 and the output door 24.
  • the unsoldered object 92 and the already soldered object 102 are transported.
  • the reflow device HK closes the inlet door 23 and the outlet door 24 after transporting the soldered object 92 and the soldered object 102.
  • the reflow chamber 20 is always maintained in a pressurized state indicating the set pressure P1. That is, the reflow device HK is maintained in a pressurized state indicating the set pressure P1 also when the unsoldered object 92 is supplied and when the already soldered object 102 is taken out.
  • the reflow device HK opens the entrance door 25 and the exit door 26 simultaneously.
  • the reflow device HK carries the unsoldered object 92 from the work supply line 42 to the loading chamber 21 and simultaneously unloads the soldered object 102 from the unloading chamber 22 to the work discharge line 46.
  • the reflow device HK returns the pressure in the input chamber 21 and the extraction chamber 22 to normal pressure Po before opening the entrance door 25 and the exit door 26.
  • the gas discharge unit 37 opens the input chamber 21 to the atmosphere.
  • the gas discharge unit 41 opens the extraction chamber 22 to the atmosphere.
  • the reflow device HK opens the inlet door 25 and the outlet door 26, and unsoldered object 92 and the former half. Transport the target object 102. After the unsoldered object 92 and the already soldered object 102 are conveyed, the reflow apparatus HK closes the entrance door 25 and the exit door 26.
  • the reflow apparatus HK melts the solder sheet 17 by subjecting the unsoldered object 92 in the reflow chamber 20 to high-frequency induction calorie heating.
  • the reflow apparatus HK opens the input door 23 and the extraction door 24 and supplies the next unsoldered object 92 to the reflow chamber 20.
  • the reflow apparatus HK takes the already-soldered object 102 from the reflow chamber 20 and conveys the next unsoldered object 92 directly below the high-frequency heating coil 28.
  • the reflow device HK closes the inlet door 23 and the outlet door 24, and then opens the inlet door 25 and the outlet door 26. In this state, the reflow apparatus HK supplies the next unsoldered object 92 to the charging chamber 21. At the same time, the reflow device HK carries the soldered object 102 in the take-out chamber 22 to the work discharge line 46.
  • the high-frequency generator 29 passes a high-frequency current through the high-frequency heating coil 28.
  • the weight 44 is placed in the magnetic flux of the high frequency heating coil 28. That is, high-frequency magnetic flux is generated in the weight 44, and eddy current is also generated.
  • the weight 44 generates heat due to electromagnetic induction.
  • the heat of the weight 44 is transmitted from the pressing surface 44 a of the weight 44 to the semiconductor element 12. That is, the heat of the weight 44 flows through the pressing surface 44a of the weight 44 and is concentrated, that is, locally transmitted to the bonding portion of the semiconductor element 12 to the circuit board 11.
  • the solder sheet 17 melts when the heat from the weight 44 rises above the melting temperature Tm.
  • the temperature T of the solder sheet 17 is raised to the set temperature T1.
  • the set temperature T1 is 250 ° C.
  • the semiconductor element 12 is urged against the circuit board 11 by the weight 44. Therefore, the semiconductor element 12 is not powered by the surface tension of the molten solder.
  • the conveyor 27 conveys the unsoldered object 92 toward the take-out chamber 22 on the downstream side in the conveying direction, that is, the force directly below the high-frequency heating coil 28. While the unsoldered object 92 is conveyed from directly under the high frequency heating coil 28 toward the take-out chamber 22, the molten solder is cooled and solidified.
  • the graph of FIG. 6 shows the pressure P of the gas around the solder sheet 17 and the temperature T of the solder sheet 17 in the soldering by the reflow apparatus HK of this embodiment.
  • the X-ray photograph in FIG. 6 shows the back surface of the semiconductor element 12 after soldering, that is, the bonding surface 12b.
  • the graph in Fig. 6 shows that one unsoldered object 92 is transferred from the input chamber 21 to the reflow chamber 20, heated and cooled in the reflow chamber 20, and then the pressure P and temperature T to reach the take-out chamber 22. Indicates.
  • the semiconductor element 12 is a transistor, and four transistors are soldered on one circuit board 11.
  • the ceramic substrate 14 has an aluminum nitride force.
  • the ceramic substrate 14 is a 30 mm ⁇ 30 mm square plate having a thickness of 0.6 35 mm.
  • Each of the wiring layer 15 and the bonding layer 16 is made of pure aluminum, for example, 1000 series aluminum which is industrial pure aluminum.
  • Each of the wiring layer 15 and the bonding layer 16 is a 27 mm ⁇ 27 mm square plate having a thickness of 0.4 mm.
  • the thickness of the semiconductor element 12 is 0.35 mm.
  • the solder sheet 17 also has Sn (tin) -Cum) —Ni (nickel) —P (phosphorus) lead-free solder strength.
  • the thickness of the solder sheet 17 is 0.1 mm to 0.2 mm. In the graph of Fig.
  • time ta represents the heating end time.
  • Time tb indicates the end time of the pressurization state indicating the set pressure P1.
  • the period from when the temperature T of the rising solder sheet 17 exceeds the melting temperature Tm (217 ° C) until the time tb is reached indicates the solder melting region.
  • the pressure P in the reflow chamber 20 is not lowered below the normal pressure Po (vacuum state). Soldering is performed in a state where the reflow chamber 20 is maintained in a pressurized state indicating the set pressure P1 (0.13 MPa). As a result, the joint surface 12b shown in the X-ray photograph of FIG. 6 was obtained. In the X-ray photograph, the darkest part is the solder layer H. According to this X-ray photograph, no soldering or voids could be confirmed in any solder layer H.
  • FIG. 7A soldering was performed in a state where the pressure P in the reflow chamber 20 was equal to or lower than the normal pressure Po both when the solder sheet 17 was heated and cooled.
  • FIG. 7B reflow is performed when the solder sheet 17 is cooled. Soldering was performed in a state where the pressure P in the chamber 20 was equal to or lower than the normal pressure Po.
  • the reflow chamber 20 was replaced with a reducing gas atmosphere to obtain a set pressure P1 (0.13 MPa). During the heating, the reflow chamber 20 was depressurized to the normal pressure Po or lower before the temperature T of the rising solder sheet 17 reached the melting temperature Tm. In the first comparative example, the pressure P in the reflow chamber 20 is set to the normal pressure Po or lower during both heating and cooling. According to the X-ray photograph of FIG. 7A, it can be seen that voids are generated in any solder layer H, and the voids are generated over a wide range. That is, it was confirmed that voids are generated even in a state where the degree of vacuum is high. This strongly suggests that there is almost no gas in the void! /
  • the set pressure P1 (0.13 MPa) was obtained by replacing the reflow chamber 20 with a reducing gas atmosphere before the solder sheet 17 was heated.
  • the force maintained at the set pressure P1 when heating the solder sheet 17
  • the reflow chamber 20 was depressurized to the normal pressure Po or lower.
  • the amount of voids generated is improved compared to the first comparative example.
  • Some solder layers H also have non-wetting.
  • the surface tension of the molten solder decreases as the solder temperature T increases. Since there are oxides on the surface of the solder and the surface of the bonding member (semiconductor element 12 and wiring layer 15), the wettability of these surfaces is poor.
  • three kinds of substances such as solder, bonding member, and atmospheric gas (in this embodiment, reducing gas) intersect.
  • the intersecting line which is the line where these three kinds of substances intersect, there is a first surface tension acting between the joining member (solid) and the ambient gas (gas), and between the molten solder (liquid) and the ambient gas (gas).
  • the solder Immediately after the solder is melted, the second surface tension between the molten solder and the ambient gas is large, and the interfacial tension between the molten solder and the joining member often has a negative value. In this case, Hanada is difficult to expand. Rather, the solder tends to become a sphere to reduce the joint area between the solder and the joining member. In order to suppress this tendency, it is effective to perform soldering in a state where the solder is pressed by the weight 44 as in this embodiment. For example, a flexible ball is sandwiched between a pair of upper and lower plates, and if the weight is placed on the upper plate, the ball will collapse, so the above theory is easy to understand.
  • the present inventor has confirmed through experimentation that voids are generated in solder even when soldering is performed at normal pressure Po or lower (vacuum).
  • a semiconductor element such as a power transistor with a side of about 10 mm was joined to a circuit board with a solder sheet
  • voids were scattered in the solder. It was a cylindrical type penetrating many solders with a thickness of 100-200 / ⁇ ⁇ . That is, the present inventor confirmed that the void was connected to both surfaces of the joint portion. Soldering force that existed between the semiconductor element and the circuit board before heating The vane part disappeared due to heating because the solder that existed in the void part was pushed away to the periphery of the void by some force. Means.
  • the present inventor considered that the content of the void was in a low-pressure state (a high degree of vacuum), and the force for generating the void was surface tension.
  • surface tension is the force that tries to minimize the surface area of a liquid.
  • the present inventor When present in the sphere of state close to the contact without force bonding, i.e. than the sphere surface area is 0. 025 X ⁇ mm 2, diameter lmm, the surface area at a height 100 m is 1 X ⁇ ⁇ 0. 1mm 2 I found that the cylinder was more stable.
  • the state of the void is not determined by the presence or absence of gas, but if it is determined by the surface tension, factors such as the solder material, the surface state of the semiconductor element 12 and the wiring layer 15, the temperature T, and the thickness of the solder The answer governs the state of the void.
  • a solder sheet 17 having a thickness of 100 / zm and a solder sheet 17 having a thickness of 150 / zm when soldering was tested under the same conditions, the solder sheet 17 having a thickness of 150 m is better! And got the result.
  • the solder sheet 17 having a thickness of 100 / z m corresponds to the case where the gap between the semiconductor element 12 and the wiring layer 15 which are two plates is small.
  • the 150 m thick solder sheet 17 corresponds to the case where the gap between the two plates is large. For this reason, the idea that voids are more easily suppressed by the direction pressure of the solder sheet 17 having a thickness of 150 m than the solder sheet 17 having a thickness of 100 m is established. According to the idea of the present inventor, it can be said that the generation of voids is suppressed as the pressure P of the reflow chamber 20 is increased.
  • the first embodiment has the following advantages.
  • soldering was performed in a pressurized state in which the pressure P in the reflow chamber 20 shows a set pressure P1 higher than the normal pressure Po in the solder melting region until the solder starts melting and solidifies. For this reason, in the solder melting region, a force that overcomes the surface tension is applied to the molten solder. That is, the influence of surface tension, which is considered to be a cause of void generation, is suppressed. Therefore, generation of voids can be suppressed.
  • a charging door 23 is provided between the reflow chamber 20 and a charging chamber 21 connected to the reflow chamber 20. For this reason, the part force of the reflow chamber 20 into which the unsoldered object 92 is charged can be kept open.
  • an extraction door 24 is provided between the reflow chamber 20 and the extraction chamber 22 connected to the reflow chamber 20. For this reason, it is possible to maintain a state where the reflow chamber 20 where the soldered object 102 is taken out is not released to the atmosphere. Therefore, loss of gas and heat inside the reflow chamber 20 can be reduced.
  • the pressure in the extraction chamber 22 is adjusted to a set pressure P1 that is the same value as the pressure in the reflow chamber 20, and then the extraction door 24 Released. For this reason, the extraction door 24 can be opened and closed smoothly.
  • the pressure P in the reflow chamber 20 can always be kept in a pressurized state indicating the set pressure P1.
  • the pressure P in the reflow chamber 20 is maintained at a set pressure P 1 that is a constant pressure that does not fluctuate. In other words, a pressurized state can be reliably created in the solder melting region, and the generation of voids can be suppressed.
  • the entrance door 25 can be opened and closed smoothly.
  • a high-frequency heating coil 28 is provided in the reflow chamber 20.
  • the unsoldered object 92 was heated by high frequency induction heating by the high frequency heating coil 28.
  • the reflow apparatus HK can employ a heating method that does not depend on the ambient temperature of the reflow chamber 20. That is, the solder sheet 17 can be heated by a heating method mainly based on heat transfer. Therefore, the ambient temperature can remain low. That is, heat loss can be reduced.
  • the reducing gas supply unit 30 including the pressure reducing valve 30c, the gas discharge unit 32 including the throttle valve 32c, and the force reflow chamber 20 are connected.
  • the reducing gas supply unit 30 and the gas discharge unit 32 are Gas is circulated while maintaining the pressure in the low chamber 20 at a constant value. Therefore, soldering can be performed in the reflow chamber 20 while flowing gas. Therefore, the reflow device HK is operated while reducing harmful impurities such as water generated by the reducing action in the reflow chamber 20 and volatile components that may be carried along with the unsoldered object 92. That's right.
  • the weight 44 was heated by the high-frequency heating coil 28 separated from the weight 44. For this reason, when a plurality of semiconductor elements 12 are soldered to the circuit board 11 all at once, it is not necessary to provide the high-frequency heating coil 28 for each weight 44. That is, a smaller number of high-frequency heating coils 28 than the weight 44 can heat more joint sites on the circuit board 11 at the same time.
  • the high frequency heating coil 28 is separated from the weight 44, the high frequency heating coil 28 can be handled separately from the weight 44 and the circuit board 11 when the molten solder is cooled. Therefore, for example, when a plurality of unsoldered objects 92 are arranged in the reflow chamber 20, the high-frequency heating coil 28 is moved from one unsoldered object 92 to another unsoldered object 92. As a result, the operating efficiency of the high-frequency heating coil 28 can be improved.
  • the joining portion of the circuit board 11 is heated by causing the weight 44 that presses the semiconductor element 12 to generate heat. For this reason, heat can be intensively transferred to the joint portion. Therefore, for example, the heating efficiency can be improved as compared with the case where the entire circuit board 11 is heated to the entire reflow chamber 20.
  • One high-frequency heating coil 28 is disposed above the plurality of weights 44 on one circuit board 11. For this reason, heat can be conducted in a planar manner to a plurality of joint portions in one circuit board 11. Therefore, a plurality of joined parts can be heated uniformly. As a result, it is possible to approximate the melting start timings of the solder sheets 17 arranged at the respective joint portions so as to be almost the same. Further, the timing at which all the solder sheets 17 are completely melted can be approximated so as to be almost the same. Therefore, the soldering work can be made efficient.
  • One pressing surface 44 a of the weight 44 can contact the non-joint surfaces 12 a of the plurality of semiconductor elements 12. That is, one weight 44 is a weight for pressing one semiconductor element 12 This is a collection of a plurality of For this reason, it is possible to enlarge the pressing surface 44a of one weight 44. Therefore, the weight 44 stably presses each semiconductor element 12 as compared with the case where the pressing surface 44a is small. Accordingly, each semiconductor element 12 is stably soldered and hardly affected by the surface tension of the molten solder.
  • FIGS. 8 (a) and 8 (b) The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted or simplified.
  • the reflow apparatus HK of the second embodiment has a tray TR on which a plurality of, ie, three, unsoldered objects 92 are mounted in a flat state.
  • the reflow device HK can simultaneously melt the solder sheets 17 by heating a plurality of unsoldered objects 92 at the same time.
  • the reflow apparatus HK includes a reflow chamber 50 that functions as a heating chamber, an input chamber 51, and an extraction chamber 52.
  • the input chamber 51 and the take-out chamber 52 constitute a work storage chamber.
  • Each of the reflow chamber 50, the input chamber 51, and the extraction chamber 52 functions in the same manner as the reflow chamber 20, the input chamber 21, and the extraction chamber 22 in the first embodiment.
  • the input chamber 51 is connected to the reflow chamber 50 so as to be located upstream in the transport direction, that is, in the direction of the arrow shown in FIG.
  • the take-out chamber 52 is connected to the reflow chamber 50 so as to be located on the downstream side in the transport direction.
  • the arrangement of the reflow chamber 50, the input chamber 51, and the extraction chamber 52 is the same as the arrangement of the reflow chamber 20, the input chamber 21, and the extraction chamber 22 in the first embodiment.
  • an input door 53 that functions as a partition member is disposed between the reflow chamber 50 and the extraction chamber 52.
  • An extraction door 54 that functions as a partition member is disposed between the reflow chamber 50 and the extraction chamber 52.
  • the input chamber 51 is provided with an entrance door 55.
  • an exit door 56 is provided in the take-out chamber 52.
  • the structure and function of the input door 53, the extraction door 54, the entrance door 55, and the exit door 56 are the same as the input door 23, the extraction door 24, the entrance door 25, and the exit door 26 of the first embodiment. .
  • the reflow chamber 50 is divided into a heating area 50a and a cooling area 50b!
  • the heating area 5 Oa is adjacent to the input chamber 51.
  • the cooling area 50b is adjacent to the take-out chamber 52.
  • the reflow chamber 50 has a partition door 57 that can partition the heating area 50a from the cooling area 50b. Is provided.
  • the partition door 57 can operate with the arrow direction indicating the vertical direction in FIG. 8 (b) as the opening / closing direction.
  • the partition door 57 has a function of blocking transmission to the thermal cooling area 50b of the heating area 50a.
  • the partition door 57 may be a shutter-like member or a sheet-like member.
  • a conveyor 58 is disposed in the heating area 50a.
  • the conveyor 58 functions as a transfer device that transfers the unsoldered object 92 that has been input from the input chamber 51 into the heating area 50a.
  • a high frequency heating coil 59 is disposed in the heating area 50a. As shown in FIG. 8B, the high frequency heating coil 59 is located above the unsoldered object 92 on the conveyor 58. The high frequency heating coil 59 is located inside the reflow chamber 50.
  • the high-frequency heating coil 59 has a size that covers the plurality of unsoldered objects 92 so that the plurality of unsoldered objects 92 can be heated simultaneously.
  • the high-frequency heating coil 59 has a square spiral shape.
  • the high frequency heating coil 59 is disposed away from the unsoldered object 92.
  • the high frequency heating coil 59 is electrically connected to a high frequency generator 29 located outside the reflow chamber 50.
  • the high frequency heating coil 59 and the high frequency generator 29 constitute the heating device of the second embodiment.
  • a reducing gas supply unit 30 and a gas discharge unit 32 are connected to the heating area 50a.
  • a heat insulating material D is disposed on the bottom surface and the ceiling surface of the heating area 50a.
  • a conveyor 60 is disposed in the cooling area 50b.
  • the conveyor 60 functions as a transport device that transports the unsoldered object 92 that has been transported to the cooling area 50b as well as the force of the hot heat area 50a.
  • the cooling area 50b has an inert gas such as nitrogen gas (N
  • the inert gas supply unit 61 includes a pipe 61a, an open / close solenoid 61b for the pipe 61a, and an inert gas supply source 61c.
  • the inert gas supply source 61c is a nitrogen tank filled with nitrogen gas.
  • a gas discharge unit 62 for discharging the inert gas to the outside is connected to the cooling area 50b.
  • the gas discharge unit 62 includes a pipe 62a and an open / close valve 62b for the pipe 62a.
  • a comparator 63 that functions as a transfer device for transferring the unsoldered object 92 is disposed.
  • an inert gas supply unit 35, a vacuum unit 36, and a gas discharge unit 37 are connected to the input chamber 51.
  • a comparator 64 that functions as a transfer device that transfers the soldered object 102 is disposed.
  • An inert gas supply unit 39, a vacuum unit 40, and a gas discharge unit 41 are connected to the extraction chamber 52 !.
  • a work supply line 65 is adjacent to the input chamber 51.
  • the workpiece supply line 65 supplies the unfinished object 92 to the input chamber 51.
  • the workpiece supply line 65 includes a placement portion 66 for placing the tray TR and a mounter 67 for receiving the tray TR from the placement portion 66.
  • On the mounting portion 66 one tray TR carries a plurality of joints 93.
  • the mounter 67 sequentially stacks the jig 43, the solder sheet 17, the semiconductor element 12, and the weight 44 on the joint 93 on the tray TR. That is, the unsoldered object 92 is prepared on the workpiece supply line 65 and supplied to the input chamber 51 after preparation.
  • a work discharge line 68 is adjacent to the take-out chamber 52.
  • the already-soldered object 102 in the take-out chamber 52 is discharged to the work discharge line 68.
  • the weight 44 and the jig 43 are sequentially removed from the soldered object 102, and the remaining semiconductor module 10 is conveyed as a product.
  • the reflow device HK of this embodiment includes a control device (not shown).
  • the control device adjusts the gas atmosphere in the reflow chamber 50, the input chamber 51, and the extraction chamber 52, opens and closes the input door 53, the extraction door 54, the inlet door 55, and the outlet door 56, and a conveyor device, that is, a conveyor. Control the operation of 58, 60, 63, 64.
  • the reflow device HK of the second embodiment performs soldering in the same manner as in the first embodiment. That is, the atmosphere of the reflow chamber 50 is adjusted so that the pressure P becomes a set pressure P1 (0.13 MPa) higher than the normal pressure Po by supplying gas. Soldering is performed in this pressurized state.
  • the unsoldered object 92 is supplied from the workpiece supply line 65 to the input chamber 51 and then transferred from the input chamber 51 to the heating area 50a and the cooling area 50b of the reflow chamber 50.
  • the already-soldered object 102 is transferred from the cooling area 50b to the take-out chamber 52 and the work discharge line 68.
  • the reflow device HK opens the input door 53, the extraction door 54, and the partition door 57 simultaneously with the entrance door 55 and the exit door 56 closed.
  • the charging chamber 51 Bring the unsoldered object 92 into the low chamber 50.
  • the soldered object 102 is taken out from the reflow chamber 50 to the take-out chamber 52.
  • the unsoldered object 92 in the charging chamber 51 is transported to the calothermal area 50a in the riff P-chamber 50.
  • the unattached object 92 of the calorie 50a is transferred to the cooling area 50b of the reflow chamber 50.
  • the already-soldered object 102 in the cooling area 50 b is transferred to the take-out chamber 52.
  • the pressure in the input chamber 51 and the extraction chamber 52 is the same as the pressure in the reflow chamber 50. Is adjusted to the set pressure P1, which is the value of.
  • the reflow device HK opens the entrance door 55 and the exit door 56 at the same time when the input door 53, the extraction door 54 and the partition door 57 are closed.
  • the workpiece supply line 65 also carries the unsoldered object 92 into the loading chamber 51.
  • the soldered object 102 is carried out from the take-out chamber 52 to the work discharge line 68.
  • the unsoldered object 92 and the already-soldered object 102 are transported in a state in which the pressure of the garden students in the input chamber 51 and the extraction chamber 52 is returned to the normal pressure Po.
  • the high frequency generator 29 causes a high frequency current to flow through the high frequency heating coil 59
  • the high frequency heating coil 59 heats the unsoldered object 92 in the heating area 50a by high frequency induction.
  • the solder sheet 17 is melted.
  • the unsoldered object 92 is transferred to the cooling area 50b when the solder sheet 17 is completely melted.
  • the cooling area 50b the molten solder is cooled and solidified.
  • the reflow device HK solders the semiconductor element 12 to the circuit board 11 in a pressurized state indicating the set pressure P1. For this reason, generation of voids can be suppressed as in the case of the first embodiment.
  • the second embodiment has the advantages (1) to (9) of the first embodiment, and further has the following advantages.
  • the reflow chamber 50 is divided into a heating area 50a and a cooling area 50b.
  • the partition door 57 blocks the flow of heat between the heating area 50a and the cooling area 50b. For this reason, heat transfer from the heating area 50a to the cooling area 50b is suppressed. Therefore, the cooling effect of the already-soldered object 102 can be enhanced.
  • One tray TR carries a plurality of unsoldered objects 92. Soldering is performed by simultaneously heating a plurality of unsoldered objects 92. For this reason, the production efficiency of the semiconductor module 10 can be improved.
  • the reflow device HK of the third embodiment is a multi-stage tray R on which a plurality of, ie, three, unsoldered objects 92 are mounted in a multi-stacked state, that is, a three-stage stacked state.
  • the reflow device HK melts each solder sheet 17 by simultaneously heating a plurality of unsoldered objects 92.
  • the reflow device HK has a heating method to increase the atmospheric temperature of the heating chamber to the solder melting temperature Tm or higher.
  • the reflow device HK includes a reflow chamber 70 that functions as a heating chamber, an input chamber 71, and an extraction chamber 72.
  • the input chamber 71 and the take-out chamber 72 constitute a work storage chamber.
  • Each of the reflow chamber 70, the input chamber 71, and the extraction chamber 72 functions in the same manner as the reflow chamber 20, the input chamber 21, and the extraction chamber 22 of the first embodiment.
  • the input chamber 71 is connected to the reflow chamber 70 so as to be located on the upstream side in the transport direction (the arrow direction shown in FIG. 9).
  • the take-out chamber 72 is connected to the reflow chamber 70 so as to be located on the downstream side in the transport direction.
  • the arrangement of the reflow chamber 70, the input chamber 71, and the take-out chamber 72 is the same as the arrangement of the reflow chamber 20, the input chamber 21, and the take-out chamber 22 in the first embodiment.
  • a charging door 73 that functions as a partition member is disposed between the reflow chamber 70 and the charging chamber 71.
  • An extraction door 74 that functions as a partition member is disposed between the reflow chamber 70 and the extraction chamber 72.
  • an entrance door 75 is provided in the input chamber 71.
  • an exit door 76 is provided in the take-out chamber 72.
  • the structure and function of each input door 73, extraction door 74, inlet door 75, and outlet door 76 are the same as the input door 23, extraction door 24, inlet door 25, and outlet door 26 of the first embodiment. .
  • the reflow chamber 70 is divided into a heating area 70a adjacent to the input chamber 71 and a cooling area 70b adjacent to the extraction chamber 72.
  • the reflow chamber 70 has a partition curtain 77 for partitioning the heating area 70a into the cooling area 70b.
  • the partition curtain 77 is a staking type.
  • the cutting curtain 77 is a sheet that blocks heat from the heating area 70a against the cooling area 70b. It is.
  • the partition curtain 77 restricts the movement of the atmospheric gas between the heating area 70a and the cooling area 70b. That is, the reflow chamber 70 is divided into a heating area 70a that functions as a high temperature chamber and a cooling area 70b that functions as a low greenhouse.
  • an openable / closable partition door may be arranged as shown in the second embodiment.
  • a conveyor 78 functioning as a transfer device for transferring the unsoldered object 92 put into the heating area 70a from the charging chamber 71 is disposed.
  • a gas supply device 79 that supplies high-temperature gas to adjust the atmospheric temperature of the reflow chamber 70 is connected to the heating area 7 Oa.
  • the heating area 70a of the reflow chamber 70 is maintained at a predetermined temperature and a set pressure P1 (0.13 MPa) that is higher than the normal pressure Po by the gas supply device 79.
  • the gas supply device 79 functions as a heating device.
  • a conveyor 80 that functions as a transporting device for transporting the unsoldered object 92 put in from the heating area 70a is disposed.
  • a transfer machine 81 such as a robot that functions as a transfer device for transferring the unsoldered object 92 is disposed.
  • An inert gas supply unit 35, a vacuum unit 36, and a gas discharge unit 37 are connected to the input chamber 71.
  • a transfer device 82 such as a robot that functions as a transfer device for transferring the soldered object 102 is disposed.
  • An inert gas supply unit 39, a vacuum unit 40, and a gas discharge unit 41 are connected to the extraction chamber 72.
  • the input chamber 71 is supplied with an unsoldered object 92 from a workpiece supply line 83 adjacent to the input chamber 71.
  • the workpiece supply line 83 includes a mounter 84 and a transfer device 85 such as a robot.
  • the mounter 84 sequentially stacks the jig 43, the solder sheet 17, the semiconductor element 12, and the weight 44 on the joint 93.
  • the transfer machine 85 stacks a plurality of unsoldered objects 92 in a multi-stage tray scale.
  • An unsoldered object 92 as shown in FIG. 4 is prepared in the workpiece supply line 83 and supplied to the input chamber 71.
  • the soldered object 102 accommodated in the take-out chamber 72 is discharged to the work discharge line 86 adjacent to the take-out chamber 72.
  • the workpiece discharge line 86 is provided with a transfer device 87 such as a robot for taking out the already-soldered object 102 from the multi-stage tray R.
  • the transfer device 87 transfers the soldered object 102 to a transfer conveyor (not shown). Conveyor etc.
  • the tray collection line 88 having a mechanism returns the multistage tray R after the soldered object 102 is taken out from the work discharge line 86 to the work supply line 83.
  • the reflow device HK includes a control device (not shown).
  • the control device adjusts the gas atmosphere in each reflow chamber 70, input chamber 71, and extraction chamber 72, opens and closes each input door 73, extraction door 74, inlet door 75, and outlet door 76, and conveyers 78, 80, Controls the operation of transport mechanisms such as transfer machines 81 and 82.
  • the reflow apparatus HK of the third embodiment differs from the reflow apparatus HK of the first and second embodiments in the caloric heat system, but basically performs soldering in the same operation. That is, the pressure P of the reflow chamber 70 of the third embodiment is also set to the set pressure P1 (0.13 MPa) that is higher than the normal pressure Po by supplying gas to the reflow chamber 70. Adjusted. Soldering is performed in the reflow chamber 70 in such a pressurized state.
  • the unsoldered object 92 is supplied from the workpiece supply line 83 to the input chamber 71, and is then transferred from the input chamber 71 to the heating area 70a and the cooling area 70b of the reflow chamber 70.
  • the soldered object 102 is discharged from the cooling area 70b in the order of the extraction chamber 72 and the workpiece discharge line 86.
  • the entrance door 73, the exit door 74, and the partition curtain 77 are simultaneously opened while the entrance door 75 and the exit door 76 are closed.
  • the unsoldered object 92 is carried from the charging chamber 71 into the heating area 70a.
  • the already-soldered object 102 is carried out to the take-out chamber 72 from the cooling area 70b.
  • the pressure in the input chamber 71 and the extraction chamber 72 is the same as the pressure in the reflow chamber 70. Adjusted to P1.
  • the reflow device HK opens the entrance door 75 and the exit door 76 at the same time with the input door 73, the extraction door 74 and the partition curtain 77 closed.
  • the unsoldered object 92 is carried into the input chamber 71 from the work supply line 83.
  • the soldered object 102 is taken out from the take-out chamber 72 to the work discharge line 86.
  • the unsoldered object 92 and the already-soldered object 102 are transported.
  • the heating area 70a is set to a set temperature T1 which is a high temperature by the atmospheric gas, and the unsoldered object 92 is heated by the heat, and the solder sheet 17 is melted. If the solder sheet 17 is completely melted, the unsoldered object 92 is transferred from the heating area 70a to the cooling area 70b. The molten solder is cooled and solidified in the cooling area 70b.
  • the reflow device HK of the third embodiment performs soldering in a pressurized state indicating the set pressure P1, the generation of voids can be suppressed as in the first and second embodiments.
  • the third embodiment has the same advantages as the advantages (1) to (4) and (9) of the first embodiment and the advantages (10) and (11) of the second embodiment.
  • the number of work storage chambers connected to each of the reflow chambers 20, 50, 70 may be one.
  • the unsoldered object 92 is put into the corresponding reflow chambers 20, 50, 70 from the one workpiece storage chamber.
  • the soldered object 102 is taken out from each of the reflow chambers 20, 50, and 70 into the workpiece storage chamber. That is, a work storage chamber that serves as both the input chambers 21, 51, 71 and the extraction chambers 22, 52, 72 may be provided.
  • the already-soldered object 102 may be taken out from each of the reflow chambers 20, 50, and 70 and transferred to the workpiece storage chamber. Also in this case, the workpiece storage chamber is adjusted to a pressurized state indicating a set pressure P1 that is the same pressure as the reflow chambers 20, 50, and 70. As a result, the pressurized state in the solder melting region is maintained.
  • the partition door 57 and the partition curtain are used. 77 may be omitted. In other words, the cooling P areas 50b and 70b in the reflow chambers 20 and 50 need not be partitioned.
  • the unsoldered object 92 in a molten solder state is removed from the reflow chambers 20, 50 to the extraction chambers 52, 72 in a state where the extraction chambers 52, 72 are adjusted to the same pressure as the reflow chambers 50, 70. Transported to 72.
  • the unsoldered object 92 carried into the take-out chambers 52 and 72 is retained in the take-out chambers 52 and 72 until the molten solder is solidified. If the solder has solidified, the extraction chambers 52 and 72 are decompressed and replaced with gas, and then the soldered object 102 is transferred to the work discharge lines 68 and 86. In this case, the partition door 57 and the partition curtain 77 are omitted. Therefore, the configuration of the reflow device HK is simplified.
  • the set pressure P1 of the reflow chambers 20, 50, 70 is set to 0.13 MPa, but may be set to a pressure higher than 0.13 MPa.
  • the set pressure P1 of the reflow chamber 20, 50, 70 is set to 0.13 MPa.
  • a pressure in the range of 0.1 lMPa or more and 0.13 MPa or less may be used. good.
  • the set pressure P1 required to suppress voids can be changed according to wettability and surface tension. If the pressure in the reflow chambers 20, 50, 70 is close to normal pressure Po, that is, approximately 0.1023 MPa, it is advantageous in terms of durability of the container.
  • the pressure P in the reflow chambers 20, 50, 70 may be monitored.
  • the pressure P in the reflow chambers 20, 50, 70 is kept constant by introducing the atmospheric gas into the reflow chambers 20, 50, 70 based on the pressure value obtained by the monitoring.
  • the reflow chambers 20, 50, 70 at the time of soldering were in a reducing gas atmosphere, that is, a hydrogen gas 100% atmosphere.
  • the present invention is not limited to this, and the reflow chambers 20, 50, 70 at the time of soldering may be a gas atmosphere containing a reducing gas.
  • the reflow chamber 20, 50, 70 during soldering may be a gas atmosphere in which 3% hydrogen gas (reducing gas) is mixed with nitrogen gas (inert gas).
  • the reducing gas is not limited to a gas containing hydrogen gas, and may be a gas having other composition such as containing formaldehyde.
  • the gas introduced into the input chambers 21, 51, 71 and the extraction chambers 22, 52, 72 may be a reducing gas.
  • a heat generating device may be provided in the reflow chambers 20, 50, 70, and the solder sheet 17 may be heated by the heat generating device.
  • a heat medium may be circulated through the heat sink 13.
  • the solder sheet 17 is heated by transferring heat to the heat sink 13 force solder sheet 17.
  • the solder sheet 17 is heated by heat transfer from the weight 44 by high frequency induction heating. By changing this, the solder sheet 17 may be directly heated by the high frequency heating coils 28 and 59. The work site around the solder sheet 17 may be heated. In this case, the solder sheet 17 can be heated by heat transfer from the work part.
  • the unsoldered object 92 may include only the circuit board 11 in a state where the heat sink 13 is not joined. In this case, in each of the reflow chambers 20, 50, 70, an unsoldered object consisting of the circuit board 11 and the semiconductor element 12 is accommodated and soldered. The number of unsoldered objects 92 to be conveyed to the reflow chambers 20, 50, 70 may be changed. The number of unsoldered objects 92 to be heated all at once may be changed.
  • the semiconductor module may include a plurality of circuit boards 11.
  • the weight 44 is not limited to an integral part made by cutting out material.
  • the weight 44 may be a single assembly formed by joining a plurality of divided bodies.
  • a plurality of weights corresponding to one semiconductor element 12 may be used. Specifically, four weights are prepared corresponding to the four semiconductor elements 12 bonded to one circuit board 11. Each of the child weights is disposed immediately above the corresponding semiconductor element 12.
  • the components of the solder sheet 17 are not limited to the above embodiment. That is, in order to suppress the generation of voids, the molten solder may be pressurized with a pressure higher than the normal pressure Po (set pressure P1). That is, the component of the solder sheet 17 to be used is not limited.
  • the reducing gas supply unit 30 connected to the gas inlets of the reflow chambers 20, 50 has the pressure reducing valve 30c.
  • the arrangement of the pressure reducing valve and the throttle valve may be changed.
  • the reducing gas supply unit 30 may have a pressure reducing valve 30c and a throttle valve
  • the gas discharge unit 32 may also have a pressure reducing valve and a throttle valve 32c.
  • the pressure in the reflow chambers 20 and 50 is kept at a constant set pressure P1.
  • the reducing gas supply unit 30 may have only a throttle valve, and the gas discharge unit 32 may have only a pressure reducing valve.
  • conveyors 90 and 91 that function as a transfer device may be provided instead of the transfer device 81 of the input chamber 71 and the transfer device 82 of the take-out chamber 72 in the third embodiment.
  • the vacuum unit 31 can realize the reducing gas atmosphere in the reflow chamber 20 earlier when the reflow apparatus HK is started, compared to, for example, the case where the vacuum unit 31 is not provided. Therefore, it is preferable to connect the vacuum part 31 to the reflow chamber 20.

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Abstract

リフロー室（２０）に還元性ガスを導入することによって、リフロー室（２０）の圧力（Ｐ）を、常圧（Ｐｏ）よりも高い圧力である設定圧力Ｐ１（例えば０．１３ＭＰａ）に調節する。このようにリフロー室（２０）を加圧した状態において、リフロー室（２０）において半田付け対象物（９２）を加熱し、その後に冷却する。そうすることによって、回路基板（１１）に対する半導体素子（１２）の半田付けを行う。よって、ボイドの発生が抑制される。

Description

明 細 書
半田付け装置、半田付け方法、及び半導体装置の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、回路基板に半導体素子を半田付けする半田付け装置、半田付け方法
、及び半導体装置の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来の半導体モジュールは、セラミックス基板と、該セラミックス基板の表面に接 合された金属板である配線層と、前記セラミックス基板の裏面に接合された金属板で ある接合層とを含む。半導体素子は、配線層に半田付け (接合)される。接合層には 、半導体素子の発する熱を放熱する放熱装置すなわちヒートシンクが接合される。特 許文献 1は半田付け装置を示す。
[0003] 半田付けの際、半田を溶融させて力 凝固するまでの過程において、半田にボイ ドが発生する場合が多い。半田に多くのボイドが発生した場合、半田を通過する電気 や熱の抵抗が高くなる。更に、 1つのボイドの大きさがある程度以上になると、半導体 素子の電気や熱は、ボイドを迂回して配線層および回路基板に流れる。このため、半 導体素子のボイド周縁部に、局所的な高温領域であるホットスポットが生じる虞がある 。その結果、半導体素子が破壊される虞がある。
[0004] そこで、ボイドの発生を抑制すベぐ特許文献 1は、溶融状態の半田の周囲の雰囲 気を真空引きすることを開示する。特許文献 2は、半田の加熱時に容器を真空引き することを開示する。
[0005] し力しながら、図 7Aに示すように、本発明者は、真空度が高い状態で半田を溶融し てもボイドが発生することを確認した。図 7Bに示すように、半田の溶融状態において 真空引きした場合もボイドが発生することを確認した。したがって、上記文献の半田 付け方法では、ボイドの発生を抑制し得るとは言、難、、。
特許文献 1：特開 2004— 351480号公報
特許文献 2：特開 2005— 271059号公報
発明の開示 [0006] 本発明の目的は、ボイドの発生を抑制することができる半田付け装置、半田付け方 法、及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
本発明の一観点によれば、回路基板に半導体素子を半田付けする半田付け装置 が提供される。未半田付け対象物は、回路基板と、半導体素子と、前記回路基板と 前記半導体素子との間に配置される半田付け前の半田とを有する。既半田付け対象 物は、回路基板と、半導体素子と、前記半導体素子を前記回路基板に半田付けする 半田層とを有する。半田付け装置は、前記未半田付け対象物を加熱することによつ て前記半田を溶融させるための加熱室を有する。ワーク収容室は、前記加熱室に投 入される前記未半田付け対象物と、前記加熱室から取り出された既半田付け対象物 とを収容する。搬送装置は、前記加熱室と前記ワーク収容室との間において、前記 未半田付け対象物及び前記既半田付け対象物を搬送する。加熱装置は、前記加熱 室に収容された前記未半田付け対象物を加熱する。第 1ガス導入部は、前記加熱室 に、還元性ガスを含む雰囲気ガスを導入する。半田付け装置は、前記雰囲気ガスに よって前記加熱室の圧力を常圧よりも高くした加圧状態を実現するように構成されて いる。更に、半田付け装置は、前記半田の溶融開始から当該半田が凝固するまでの 半田溶融域にぉ 、て前記加圧状態で半田付けを行うように構成されて 、る。
[0007] 更に、本発明の一観点によれば、回路基板に半導体素子を半田付けする方法が 提供される。半田付け方法は、半田溶融前の未半田付け対象物を加熱室に準備す ることを含む。前記未半田付け対象物は、前記回路基板と、前記半導体素子と、前 記回路基板と前記半導体素子との間に配置された半田とを有する。前記加熱室に投 入される前記未半田付け対象物と、前記加熱室力 取り出される半田溶融後の既半 田付け対象物とは、ワーク収容室に収容される。前記ワーク収容室と前記加熱室との 間において、前記未半田付け対象物および前記既半田付け対象物は搬送される。 前記加熱室において前記未半田付け対象物が加熱されることによって、前記半田は 溶融させられる。還元性ガスを含む雰囲気ガスが前記加熱室に導入されることによつ て、前記加熱室の圧力を常圧よりも高くした加圧状態が実現される。前記半田の溶 融開始から当該溶融半田が凝固するまでの半田溶融域において、前記加圧状態に おいて前記回路基板に前記半導体素子が半田付けされる。 [0008] 更に、本発明の一観点によれば、回路基板と、該回路基板に半田付けされた半導 体素子とを含む半導体装置の製造方法が提供される。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]本発明の製造方法により製造された半導体モジュールの平面図。
[図 2]図 1の 2— 2線断面図。
[図 3]図 3 (a)は、本発明を具体ィ匕した第 1実施形態に係るリフロー装置の平面図、図
3 (b)は、図 3 (a)に示されるリフロー室、投入室、及び取出室の正面図。
[図 4]図 3 (a)に示される投入室に投入される未半田付け対象物の断面図。
[図 5]図 5 (a)は、図 4に示される治具の平面図、図 5 (b)は、図 4に示される錘の斜視 図。
[図 6]図 3 (a)のリフロー装置による実験例における圧力および温度の変遷を示すダラ フと、製造された半導体モジュールの X線写真。
[図 7A]第 1比較例における圧力の変遷を示すグラフと、製造された半導体モジユー ルの X線写真。
[図 7B]第 2比較例における圧力の変遷を示すグラフと、製造された半導体モジユー ルの X線写真。
[図 8]図 8 (a)は、本発明の第 2実施形態のリフロー装置の平面図、図 8 (b)は、図 8 (a )のリフロー装置の正面図。
[図 9]図 9 (a)は、本発明の第 3実施形態のリフロー装置の平面図、図 9 (b)は、図 9 (a )に示されるリフロー室、投入室及び取出室の正面図。
[図 10]本発明の別例のリフロー装置におけるリフロー室、投入室及び取出室の正面 図。
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明を具体化した第 1実施形態を、図 1〜図 7Bにしたがって説明する。
図 1及び図 2に示すように、半導体装置である半導体モジュール 10は、回路基板 1 1と、該回路基板 11に接合される半導体素子 12と、放熱装置として機能するヒートシ ンク 13とを含む。回路基板 11は、セラミックス基板 14と、セラミックス基板 14の表面、 すなわち図 2にて上面に接合される配線層 15と、セラミックス基板 14の裏面、すなわ ち図 2にて下面に接合される接合層 16とを含む。セラミックス基板 14は、例えば窒ィ匕 アルミニウム、アルミナ、窒化ケィ素により形成されている。配線層 15は、例えばアル ミニゥム（純アルミニウム及びアルミニウム合金)や銅により形成されて 、る。半導体素 子 12は、配線層 15に半田付けされる。半田層 Hは、半導体素子 12と配線層 15との 間に位置する。半導体素子 12および配線層 15は、半田が接合される接合部材であ る。半導体素子 12の上面は、半田が接合されない非接合面 12aであり、半導体素子 12の下面は半田が接合される接合面 12bである。
[0011] 半導体素子 12は、 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor )やダイオードからなる 。回路基板 11には、複数、本実施形態において 4つの半導体素子 12が接合されて いる。接合層 16は、セラミックス基板 14にヒートシンク 13を接合する。接合層 16は、 例えばアルミニウムや銅により形成されている。ヒートシンク 13は、接合層 16に接合さ れている。
[0012] 図 3に示すように、半田付け装置として機能するリフロー装置 HKは、回路基板 11 に半導体素子 12を半田付けする。
リフロー装置 HKは、リフロー室 20、投入室 21、及び取出室 22を備えている。リフロ 一室 20は、加熱室として機能する。投入室 21と取出室 22は、ワーク収容室を構成す る。リフロー室 20は、半田溶融前の未半田付け対象物 92を受け入れる。
[0013] 図 4に示すように、未半田付け対象物 92は、接合物 93と、該接合物 93に積層され た半導体素子 12と、接合物 93と半導体素子 12との間に配置された半田シート 17と を含む。接合物 93は、回路基板 11と、該回路基板 11に接合されたヒートシンク 13と を含む。図 3 (a)および図 3 (b)は、未半田付け対象物 92を網掛けで示す。
[0014] リフロー室 20において、未半田付け対象物 92が加熱されることによって、半田シー ト 17が溶融する。リフロー室 20において半田溶融後の未半田付け対象物 92の温度 が下がることによって、溶融半田が凝固する。
[0015] 投入室 21は、リフロー室 20に投入すべき未半田付け対象物 92を収容する。投入 室 21において、未半田付け対象物 92の半田シート 17は、溶融前の凝固状態である 。取出室 22は、リフロー室 20から取り出された、既半田付け対象物 102を収容する。 すなわち、投入室 21および取出室 22は、リフロー室 20に投入される未半田付け対 象物 92と、前記リフロー室 20から取り出された既半田付け対象物 102とを収容する ワーク収容室を構成する。つまり、投入室 21および取出室 22は、リフロー室 20がリフ ロー装置 HKの外部の外気に直接連通してしまうことを防止する。既半田付け対象物 102は、溶融後の凝固状態である半田層 Hを有する。リフロー室 20は、未半田付け 対象物 92が投入される投入口と、既半田付け対象物 102が取り出される取出口とを 有する。投入室 21は、リフロー室 20の前記投入口に接続されている。取出室 22は、 リフロー室 20の前記取出口に接続されている。
[0016] リフロー装置 HKは、投入室 21、リフロー室 20、及び取出室 22にそれぞれ設けられ る搬送装置 (搬送機構）として機能するコンベア 34, 27, 38を有する。コンベア 34は 、投入室 21に収容された未半田付け対象物 92を、リフロー室 20に搬送する。未半 田付け対象物 92は、リフロー室 20において加熱処理及び冷却処理を受け、既半田 付け対象物 102になる。その後、コンベア 38は、既半田付け対象物 102を取出室 22 に搬送する。図 3において左力 右に向力 矢印は、リフロー装置 HKのワーク搬送 方向を示す。投入室 21は、ワーク搬送方向に関して、リフロー室 20よりも上流側すな わち前方に位置する。取出室 22は、前記ワーク搬送方向に関して、リフロー室 20より も下流側すなわち後方に位置する。
[0017] リフロー室 20と投入室 21の間には、仕切部材として機能する投入扉 23が設けられ ている。リフロー室 20と取出室 22との間には、仕切部材として機能する取出扉 24が 設けられている。投入扉 23と取出扉 24は、図 3 (b)において上下に延びる矢印方向 が開閉方向であるように動作する。投入扉 23が開放されると、リフロー室 20は投入室 21に連通状態になる。すなわち、投入室 21にある未半田付け対象物 92は、リフロー 室 20に投入可能な状態になる。投入扉 23が閉鎖されると、リフロー室 20は投入室 2 1に非連通状態になる。すなわち、投入室 21にある未半田付け対象物 92は、リフロ 一室 20に投入不能な状態になる。
[0018] 取出扉 24が開放されると、リフロー室 20は取出室 22に連通状態になる。すなわち 、リフロー室 20にある既半田付け対象物 102は、リフロー室 20から取出室 22に取り 出し可能な状態になる。取出扉 24が閉鎖されると、リフロー室 20は取出室 22に非連 通状態になる。すなわち、リフロー室 20にある既半田付け対象物 102は、リフロー室 20から取り出し不能な状態になる。投入扉 23と取出扉 24の両方が閉鎖されると、リ フロー室 20の内部に、密閉空間が区画される。
[0019] 投入室 21は、内部に未半田付け対象物 92を受け入れるための入口扉 25を有する 。取出室 22は、外部に既半田付け対象物 102を取り出すための出口扉 26を有する 。入口扉 25と出口扉 26は、それぞれ図 3 (b)において上下方向に動作可能である。 入口扉 25が開放されると、投入室 21に未半田付け対象物 92を投入可能な状態に なる。投入扉 23と入口扉 25の両方が閉鎖されると、投入室 21の内部に密閉空間が 区画される。出口扉 26が開放されると、取出室 22から既半田付け対象物 102が取り 出し可能な状態になる。取出扉 24と出口扉 26の両方が閉鎖されると、取出室 22の 内部に密閉空間が区画される。
[0020] 以下、リフロー室 20、投入室 21及び取出室 22を、更に詳しく説明する。
図 3 (a)および図 3 (b)に示すように、リフロー室 20には、投入室 21から投入された 未半田付け対象物 92を搬送する搬送装置として機能する前記コンベア 27が配設さ れている。リフロー室 20は、複数個の未半田付け対象物 92を搬送方向に沿って一 列に収容可能な大きさを有する。コンベア 27は、複数個の未半田付け対象物 92を 一列に整列した状態で搬送し得る。
[0021] リフロー室 20の内部には、高周波加熱コイル 28が配設されている。高周波加熱コ ィル 28は、図 3 (b)に示すように、コンベア 27上を搬送される未半田付け対象物 92 の上方に位置する。高周波加熱コイル 28は、未半田付け対象物 92から離間して配 置される。高周波加熱コイル 28は、リフロー室 20の外部に配設された高周波発生装 置 29に、電気的に接続されている。高周波加熱コイル 28と高周波発生装置 29は、 高周波誘導加熱により未半田付け対象物 92を加熱する加熱装置を構成している。
[0022] リフロー室 20には還元性ガス供給部 30が接続されている。還元性ガス供給部 30 は、還元性ガス例えば水素ガス (H )を供給する第 1ガス導入部として機能する。還
2
元性ガス供給部 30は、配管 30aと、当該配管 30aの開閉バルブ 30bと、減圧弁 30c と、還元性ガス供給源 30dとを備えている。還元性ガス供給源 30dは、水素ガスを充 填した水素タンクである。減圧弁 30cは、還元性ガス供給源 30dから開閉バルブ 30b を通過して導入された水素ガスの圧力を、一定値にする圧力調整部として機能する 。一定圧にされた水素ガスは、減圧弁 30cからリフロー室 20に供給される。
[0023] リフロー室 20には、真空引きするための真空部 31が接続されている。真空部 31は 、配管 31aと、当該配管 31aの開閉バルブ 31bと、真空ポンプ 31cとを備えている。更 にリフロー室 20には、還元性ガスを外部に排出するガス排出部 32が接続されている 。ガス排出部 32は、配管 32aと、当該配管 32aの開閉バルブ 32bと、圧力調整部とし て機能する絞り弁 32cとを備えている。絞り弁 32cは、リフロー室 20のガスの、外部へ の排出量を調整する。
[0024] 還元性ガス供給部 30、真空部 31及びガス排出部 32は、リフロー室 20の内部をカロ 圧または減圧する調整が可能な構成である。本実施形態においてリフロー室 20の圧 力は、リフロー装置 HKの作動中、常時、常圧よりも高い設定圧力 P1に保たれている 。本明細書において、常圧は、おおよそ 0. 1023MPaである。本実施形態において 設定圧力 P1は一定値であり、 0. 13MPaである。還元性ガス供給部 30の減圧弁 30 cと、ガス排出部 32の絞り弁 32cとは、リフロー室 20の圧力を一定値である設定圧力 P1に保ちつつ、ガスをリフロー室 20の内部と外部との間にお 、て流通させる。
[0025] 図 3 (a)に示すように、還元性ガス供給部 30は、高周波加熱コイル 28と取出室 22 の間に位置する。ガス排出部 32は、高周波加熱コイル 28と投入室 21の間に位置す る。還元性ガス供給部 30は、高周波加熱コイル 28による加熱によって半田溶融後の 未半田付け対象物 92の搬送経路上に、還元性ガスを供給する。リフロー室 20に導 入された還元性ガスは、溶融半田を冷却する。
[0026] 次に、投入室 21を説明する。
図 3 (a)および図 3 (b)に示すように、投入室 21には、未半田付け対象物 92を搬送 する搬送装置として機能するコンベア 34が配設されている。投入室 21は、一個の未 半田付け対象物 92を収容可能な大きさを有する。
[0027] 投入室 21には、不活性ガス例えば窒素ガス (N )を供給する第 2ガス導入部として
2
機能する不活性ガス供給部 35が接続されている。不活性ガス供給部 35は、配管 35 aと、当該配管 35aの開閉バルブ 35bと、不活性ガス供給源 35cとを備えている。不 活性ガス供給源 35cは、窒素ガスを充填した窒素タンクである。
[0028] 更に投入室 21には、真空引きするための真空部 36が接続されている。真空部 36 は、配管 36aと、当該配管 36aの開閉バルブ 36bと、真空ポンプ 36cとを備えている。 更に投入室 21には、不活性ガスを外部に排出するためのガス排出部 37が接続され ている。ガス排出部 37は、配管 37aと、当該配管 37aの開閉バルブ 37bとを備えてい る。
[0029] 次に、取出室 22を説明する。
取出室 22には、既半田付け対象物 102を搬送する搬送装置として機能するコンペ ァ 38が配設されている。取出室 22は、一個の既半田付け対象物 102を収容可能な 大きさを有する。
[0030] 取出室 22には、不活性ガス例えば窒素ガス (N )を供給する第 2ガス導入部として
2
機能する不活性ガス供給部 39が接続されている。不活性ガス供給部 39は、配管 39 aと、当該配管 39aの開閉バルブ 39bと、不活性ガス供給源 39cとを備えている。不 活性ガス供給源 39cは、窒素ガスを充填した窒素タンクである。
[0031] 更に取出室 22には、真空引きするための真空部 40が接続されている。真空部 40 は、配管 40aと、当該配管 40aの開閉ノ レブ 40bと、真空ポンプ 40cとを備えている。 取出室 22には、不活性ガスを外部に排出するためのガス排出部 41が接続されてい る。ガス排出部 41は、配管 41aと、当該配管 41aの開閉ノ レブ 41bとを備えている。
[0032] 投入室 21には、当該投入室 21に隣接するワーク供給ライン 42から未半田付け対 象物 92が供給される。ワーク供給ライン 42上の接合物 93には、治具 43、半田シート 17、半導体素子 12、及び錘 44が順次積層される。治具 43は、半導体素子 12や半 田シート 17の位置決め用である。
[0033] 図 5 (a)は、半田付けに用いられる治具 43を示す。図 5 (b)は、押圧体として機能す る前記錘 44を示す。治具 43は、回路基板 11のセラミックス基板 14と同一の大きさを 有する平板状である。治具 43は、例えばグラフアイトやセラミックス製である。図 4に示 すように、治具 43は、半田付け時に、回路基板 11上に半田シート 17、半導体素子 1 2、及び錘 44を位置決めする。治具 43は、位置決め用の貫通孔 45を複数個有する 。回路基板 11上に 4つの半導体素子 12が接合されるので、治具 43は 4つの貫通孔 45を有する。貫通孔 45の各々は、回路基板 11上の、半導体素子 12の接合部位に 対応する。貫通孔 45の各々は、半導体素子 12に応じた大きさを有する。 [0034] 錘 44を通る磁束が変化すると、錘 44に電流が発生し、その結果、錘 44自身の電 気抵抗によって錘 44が発熱するように、錘 44の材料は選択されている。本実施形態 において、錘 44はステンレス製である。図 4に示すように、錘 44は、半田付け時に、 半導体素子 12の直上に配置される。つまり、錘 44は、半導体素子 12の上面、すな わち非接合面 12aに接する。その結果、錘 44は、半導体素子 12を回路基板 11に向 かって押圧する。錘 44の各々は、材料の削り出しによって作製された一体ィ匕部品で ある。錘 44の押圧面 44aは、治具 43の貫通孔 45に嵌揷可能である。 1つの錘 44の 押圧面 44aは、 4つの半導体素子 12の非接合面 12aに接触および押圧可能である。 治具 43は、隣接する貫通孔 45同士を仕切る仕切り 43aを有する。押圧面 44aは、仕 切り 43aを跨ぐ溝 44bを有している。錘 44の押圧面 44aは、半導体素子 12の非接合 面 12aに接する面として機能する。図 4 (a)は、二点鎖線で示す 1つの錘 44が、 4つ の貫通孔 45に入り込む様子を示す。
[0035] 取出室 22に搬送された既半田付け対象物 102は、当該取出室 22に隣接するヮー ク排出ライン 46に排出される。ワーク排出ライン 46において、既半田付け対象物 10 2から錘 44と治具 43が順次取り外され、製品すなわち半導体モジュール 10が搬出さ れる。ワーク排出ライン 46において既半田付け対象物 102から取り外された治具 43 と錘 44は、ワーク供給ライン 42に戻されて再利用される。図 3 (a)は、錘 44の経路 A と、治具 43の経路 Bとを示す。
[0036] 次に、リフロー装置 HK力 回路基板 11に半導体素子 12を半田付けする方法につ いて説明する。リフロー装置 HKは、図示しない制御装置を備えている。該制御装置 は、各リフロー室 20、投入室 21、及び取出室 22のガス雰囲気調整、各投入扉 23、 取出扉 24、入口扉 25、及び出口扉 26の開閉、及び搬送装置 (コンベア 27, 34, 38 )の動作を制御する。
[0037] リフロー装置 HKの起動時、全ての扉、すなわち投入扉 23、取出扉 24、入口扉 25 及び出口扉 26が閉鎖されている。リフロー装置 HKが起動後、まず、真空部 31がリフ ロー室 20を真空引きする。次に、還元性ガス供給部 30がリフロー室 20に還元性ガス を供給することによって、リフロー室 20を還元性ガス雰囲気に置換する。リフロー室 2 0は、内圧が常圧 Poよりも高い設定圧力 P1になるように雰囲気調整される。還元性 ガス供給部 30による還元性ガスの供給と、ガス排出部 32によるガスの排出とにより、 リフロー室 20の内部においてガスが流通されながら、一定圧である設定圧力 P1を示 す加圧状態が維持される。上昇させられるリフロー室 20の圧力 Pが設定圧力 P1に達 したならば、リフロー装置 HKは半田付けを開始する。
[0038] 入口扉 25と出口扉 26を閉鎖した状態において、リフロー装置 HKは、投入扉 23と 取出扉 24とを、同時に開放する。この状態において、未半田付け対象物 92は、投入 室 21からリフロー室 20に搬入される。同時に、既半田付け対象物 102は、リフロー室 20から取出室 22に搬出される。投入扉 23と取出扉 24を開放させる前に、投入室 21 と取出室 22は、リフロー室 20の圧力と同一の圧力である設定圧力 P1になるようにガ ス置換される。具体的には、真空部 36が投入室 21を真空引きした後、不活性ガス供 給部 35が投入室 21に不活性ガスを供給する。真空部 40が取出室 22内を真空引き した後、不活性ガス供給部 39が取出室 22に不活性ガスを供給する。投入室 21と取 出室 22のそれぞれにおける、真空引きと不活性ガスの供給は、数回繰り返される。
[0039] 投入室 21と取出室 22の各圧力がリフロー室 20の圧力と同一の圧力である設定圧 力きになったならば、リフロー装置 HKは、投入扉 23と取出扉 24を開放し、未半田 付け対象物 92および既半田付け対象物 102を搬送する。リフロー装置 HKは、未半 田付け対象物 92および既半田付け対象物 102の搬送後、投入扉 23と取出扉 24を 閉鎖する。リフロー室 20は、常時、設定圧力 P1を示す加圧状態に維持されている。 すなわち、リフロー装置 HKは、未半田付け対象物 92の供給時及び既半田付け対 象物 102の取出時も、設定圧力 P1を示す加圧状態に維持される。
[0040] 投入扉 23と取出扉 24が閉鎖された状態において、リフロー装置 HKは、入口扉 25 と出口扉 26を同時に開放する。この状態において、リフロー装置 HKは、ワーク供給 ライン 42から投入室 21に未半田付け対象物 92を搬入し、同時に、取出室 22からヮ ーク排出ライン 46に既半田付け対象物 102を搬出する。リフロー装置 HKは、入口 扉 25と出口扉 26を開放する前に、投入室 21と取出室 22の圧力を常圧 Poに戻す。 具体的には、ガス排出部 37が、投入室 21を大気開放する。ガス排出部 41は、取出 室 22を大気開放する。投入室 21と取出室 22の各圧力が常圧 Poに戻ったならば、リ フロー装置 HKは入口扉 25と出口扉 26を開放し、未半田付け対象物 92および既半 田付け対象物 102を搬送する。未半田付け対象物 92および既半田付け対象物 102 の搬送後は、リフロー装置 HKは入口扉 25と出口扉 26を閉鎖する。
[0041] リフロー装置 HKは、リフロー室 20における未半田付け対象物 92を高周波誘導カロ 熱することによって、半田シート 17を溶融させる。溶融半田が凝固したならば、リフロ 一装置 HKは、投入扉 23と取出扉 24を開放し、リフロー室 20に次の未半田付け対 象物 92を供給する。同時に、リフロー装置 HKは、リフロー室 20から既半田付け対象 物 102を取り出し、次の未半田付け対象物 92を高周波加熱コイル 28の直下に搬送 する。
[0042] リフロー装置 HKは、投入扉 23と取出扉 24を閉鎖した後、入口扉 25と出口扉 26を 開放する。この状態において、リフロー装置 HKは、投入室 21に次の未半田付け対 象物 92を供給する。同時に、リフロー装置 HKは、取出室 22における既半田付け対 象物 102を、ワーク排出ライン 46に搬出する。
[0043] 高周波加熱コイル 28の直下に未半田付け対象物 92が存在する状態において、高 周波発生装置 29は、高周波加熱コイル 28に高周波電流を流す。錘 44は、高周波 加熱コイル 28の磁束に置かれた状態になる。すなわち、錘 44には高周波の磁束が 発生し、渦電流も発生する。錘 44は、電磁誘導作用によって発熱する。錘 44の熱は 、錘 44の押圧面 44aから半導体素子 12に伝わる。つまり、錘 44の熱は、当該錘 44 の押圧面 44aを流れて、半導体素子 12の回路基板 11への接合部位に集中的すな わち局所的に伝わる。半田シート 17は、錘 44からの熱が溶融温度 Tm以上に上昇 すること〖こより溶融する。半田シート 17の温度 Tは、設定温度 T1まで上昇させられる 。例えば設定温度 T1は 250°Cである。半導体素子 12は、錘 44によって回路基板 11 に向力つて押圧されている。よって、半導体素子 12が、溶融半田の表面張力によつ て動力されてしまうことはない。半田シート 17が完全に溶融したならば、コンベア 27 は、未半田付け対象物 92を、高周波加熱コイル 28の直下力も搬送方向下流側すな わち取出室 22に向けて搬送する。未半田付け対象物 92が、高周波加熱コイル 28の 直下から取出室 22に向けて搬送される間に、溶融半田は、冷却され凝固する。
[0044] 次に、本実施形態のリフロー装置 HKによる半田付けの実験結果を、図 6を用いて 説明する。 図 6のグラフは、本実施形態のリフロー装置 HKによる半田付けにおける、半田シー ト 17の周囲のガスの圧力 Pと、半田シート 17の温度 Tを示す。図 6の X線写真は、半 田付け後の半導体素子 12の裏面すなわち接合面 12bを示す。図 6のグラフは、 1つ の未半田付け対象物 92を投入室 21からリフロー室 20に搬送し、そのリフロー室 20 において加熱 Z冷却した後、取出室 22に至るまでの圧力 Pと温度 Tを示す。
[0045] 図 7Aに示す第 1比較例および図 7Bに示す第 2比較例において、半導体素子 12 力 Sトランジスタである場合に、接合面 12bに多くのボイドが発生した。よって、図 6の実 験例において、半導体素子 12をトランジスタとし、 4つのトランジスタを 1つの回路基 板 11上に半田付けした。
[0046] 実験例で用いた半導体モジュール 10の各寸法は、以下のとおりである。
セラミックス基板 14は、窒化アルミニウム力 なる。セラミックス基板 14は、厚み 0. 6 35mmを有する 30mm X 30mmの四角形板である。配線層 15および接合層 16の 各々は、純アルミニウム、例えば工業用純アルミニウムである 1000系アルミニウムか らなる。配線層 15および接合層 16の各々は、厚み 0. 4mmを有する 27mm X 27m mの四角形板である。半導体素子 12の厚みは、 0. 35mmである。半田シート 17は、 Sn (錫） -Cum)— Ni (ニッケル）—P (リン）系の鉛フリー半田力もなる。半田シート 17の厚みは、 0. lmm〜0. 2mmである。図 6のグラフにおいて、時刻 taは加熱終了 時刻を示す。時刻 tbは、設定圧力 P1を示す加圧状態の終了時刻を示す。上昇する 半田シート 17の温度 Tが溶融温度 Tm (217°C)を超えてから、時刻 tbに達するまで の期間が、半田溶融域を示す。
[0047] 図 6の実験例において、リフロー室 20の圧力 Pは、常圧 Po以下 (真空状態）に下げ られることがない。設定圧力 P1 (0. 13MPa)を示す加圧状態にリフロー室 20が維持 された状態において、半田付けが行われる。その結果、図 6の X線写真で示す接合 面 12bが得られた。 X線写真では、最も色が濃い部分が半田層 Hである。この X線写 真によれば、何れの半田層 Hにも、不濡れ及びボイドを全く確認できな力つた。
[0048] 次に、図 7Aに示す第 1比較例と、図 7Bに示す第 2比較例を示す。図 7Aでは、半 田シート 17の加熱時および冷却時の両方にリフロー室 20の圧力 Pが常圧 Po以下で ある状態において、半田付けを行った。図 7Bでは、半田シート 17の冷却時にリフロ 一室 20の圧力 Pが常圧 Po以下である状態において、半田付けを行った。
[0049] 詳しくは、図 7Aに示す第 1比較例において、半田シート 17の加熱前に、リフロー室 20を還元性ガス雰囲気に置換することによって設定圧力 P1 (0. 13MPa)にした。加 熱中に、上昇する半田シート 17の温度 Tが溶融温度 Tmに達する前に、リフロー室 2 0を常圧 Po以下に減圧した。第 1比較例では、加熱時及び冷却時の何れも、リフロー 室 20の圧力 Pは常圧 Po以下に設定されている。図 7Aの X線写真によれば、何れの 半田層 Hにもボイドが発生し、そのボイドが広範囲に亘つて発生していることが分かる 。つまりボイドは、真空度が高い状態でも発生することが確認された。このことは、ボイ ドの中にガスが殆ど存在しな 、ことを強く示唆して！/、る。
[0050] 図 7Bに示す第 2比較例において、半田シート 17の加熱前にリフロー室 20を還元 性ガス雰囲気に置換することによって、設定圧力 P1 (0. 13MPa)にした。半田シート 17の加熱時は設定圧力 P1に維持した力 溶融半田の冷却時は、リフロー室 20を常 圧 Po以下に減圧した。図 7Bの X線写真によれば、ボイドの発生量は第 1比較例に比 して改善されている。しかし、図 7Bの場合も、依然として何れの半田層 Hにもボイドが 発生していることが分かる。一部の半田層 Hには、不濡れも発生している。
[0051] 図 6の実験例を、図 7Aの第 1比較例及び図 7Bの第 2比較例に比較すると、実験例 ではボイドの発生が抑制されていることが一目瞭然である。図 6の実験例では、半田 の溶融開始から当該半田が凝固するまでの半田溶融域において、リフロー室 20の 圧力 Pが常圧 Poを超える設定圧力 P1を示す加圧状態が維持されている。この加圧 状態によって、ボイドの発生が抑制されている。
[0052] これらの実験結果を踏まえ、ボイドの発生要因について以下に考察する。
溶融半田の表面張力は、半田の温度 Tが上昇するほど低下する。半田の表面、お よび接合部材（半導体素子 12と配線層 15)の表面には酸ィ匕物が存在するため、これ ら表面の濡れ性は悪い。半田が濡れる界面において、半田、接合部材、雰囲気ガス (本実施形態において還元性ガス）といった 3種類の物質が交差している。この 3種類 の物質が交差する線である交差線上には、接合部材（固体)と雰囲気ガス (気体)の 間に働く第 1表面張力と、溶融半田 (液体)と雰囲気ガス (気体)の間に働く第 2表面 張力と、接合部材 (固体)と溶融半田 (液体)の間に働く界面張力とが存在する。これ ら第 1表面張力、第 2表面張力、及び界面張力の各々は、前記交差線からそれぞれ 対応する界面方向に向力つて働く。
[0053] 半田が溶融直後にお 、て、溶融半田と雰囲気ガスとの間の第 2表面張力は大きく、 溶融半田と接合部材との間の界面張力は負の値を有することが多い。この場合、半 田は拡がり難い。寧ろ、半田は、半田と接合部材との間の接合面積を縮小するため に球になろうとする傾向を有する。この傾向を抑えるには、本実施形態のような錘 44 によって半田を加圧した状態において、半田付けすることが有効である。例えば柔軟 なボールを上下一対の板の間に挟んだ状態にお!、て、上板に錘を載せればボール が潰れることから、上記理論は理解し易い。しかし、雰囲気の圧力のみによって、溶 融半田の球形化傾向を防止することは難し 、。例えば水で満たしたボールの雰囲気 ガスの圧力を上昇させても、ボールは球形力 変形し難いが、ボールに錘を載せれ ば容易にボールが潰れることから、上記理論は理解し易 、。
[0054] 本明細書の背景技術にも記載のように、従来のボイド発生対策は、リフロー室 20の 圧力 Pを常圧 Po以下 (真空）にした状態において、半田を加熱していた。これは、ボ イドの発生原因を、雰囲気ガス、あるいは残留ガスや半田など力 発生するガスであ ると考えたことによる。つまり、ガス抜きした真空状態において、ボイドの発生が抑えら れるという考えであった。
[0055] しかし、図 7Aに示すように、本発明者は、常圧 Po以下 (真空）において半田付けを しても、半田にボイドが発生することを実験で確認した。一辺が約 10mmのパワートラ ンジスタなどの半導体素子を、半田シートによって回路基板に接合する場合、半田に ボイドが点在した。多くのボイドカ 100〜200 /ζ πιの厚みの半田を貫通する円筒型 であった。つまり、本発明者は、ボイドが接合部の両面に繋がっていたことを確認した 。加熱前に半導体素子と回路基板との間に存在していた半田力 加熱によってボイ ド部分で消滅しているのは、ボイド部分に存在した半田が、何らかの力でボイド周辺 部に押し退けられたことを意味して 、る。
[0056] これらの結果から、本発明者は、ボイドの中身が低圧状態 (真空度が高い状態)で あり、ボイドを発生させる力は表面張力であると考えた。表面張力は、換言すれば、 液体の表面積を最小にしょうとする力である。本発明者は、直径 lmmの不濡れ部分 力 接合せずに密着に近い球の状態で存在する場合、すなわち球表面積が 0. 025 X π mm2の場合よりも、直径 lmm、高さ 100 mで表面積が 1 X π Χ 0. 1mm2の円 筒の方が安定していることを発見した。このため、ボイドの中身が真空度の高い状態 であれば、溶融半田の表面張力に打ち勝つ圧力を当該溶融半田に付与すれば、ボ イドは消滅すると考えられる。この理論に基づき、図 6に示すように加圧状態で半田 付けを行ったところ、ボイドを計測できない状態、すなわちボイドゼロ状態を実現でき た。
[0057] ボイドの状態は、ガスの有無によっては決まらず、表面張力によって決まるとすれば 、半田の材質、半導体素子 12や配線層 15の表面状態、温度 T、半田の厚さなどの 要因がボイドの状態を支配する答である。厚さ 100 /z mの半田シート 17と、厚さ 150 /z mの半田シート 17とを用いて、両者同一条件で半田付けを実験したところ、厚さ 1 50 mの半田シート 17の方が良!、結果を得られた。
[0058] 例えば 2枚の板を、両者間に隙間を空けた状態にして液体に漬けると、 2枚の板が 良く濡れれば前記隙間に沿って液面が上昇する。隙間が小さいほど液面は上昇する 。濡れが悪くて、板が液体を弾けば、液面は低く押し込まれる。隙間が小さいと、液面 は低い位置まで押し込まれる力 隙間が大きいと、液面はあまり押し込まれない。
[0059] 厚み 100 /z mの半田シート 17は、 2枚の板である半導体素子 12と配線層 15との間 の隙間が小さい場合に対応する。厚み 150 mの半田シート 17は、 2枚の板の間の 隙間が大きい場合に対応する。このようなことから、厚み 100 mの半田シート 17より も、厚み 150 mの半田シート 17の方力 圧力によってボイドを抑制し易いという考 えが成り立つ。本発明者の考えによれば、ボイドの発生は、リフロー室 20の圧力 Pを 高めるほど抑制されると言える。
[0060] 第 1実施形態は、以下の利点を有する。
(1)半田が溶融開始して力 凝固するまでの半田溶融域において、リフロー室 20 の圧力 Pが常圧 Poよりも高い設定圧力 P1を示す加圧状態において、半田付けを行 つた。このため、半田溶融域において、溶融半田には、表面張力に打ち勝つ力が加 えられる。つまり、ボイド発生の要因と考えられる表面張力の影響が抑えられる。した がって、ボイドの発生を抑制できる。 [0061] (2)リフロー室 20と、当該リフロー室 20に接続される投入室 21との間に、投入扉 23 を設けた。このため、未半田付け対象物 92が投入されるリフロー室 20の部位力 大 気に開放されていない状態を保つことが出来る。更に、リフロー室 20と、リフロー室 2 0に接続される取出室 22との間に、取出扉 24を設けた。このため、既半田付け対象 物 102が取出しされるリフロー室 20の部位力 大気に開放されていない状態を保つ ことが出来る。したがって、リフロー室 20の内部のガスと熱の損失を低減できる。
[0062] (3)リフロー室 20に投入室 21を連通状態にする場合、投入室 21の圧力を、リフロ 一室 20の圧力と同一の値である設定圧力 P1に調節した上で、投入扉 23を開放した 。このため、投入扉 23の開閉をスムーズに行うことができる。
[0063] また、リフロー室 20に取出室 22を連通状態にする場合、取出室 22の圧力を、リフロ 一室 20の圧力と同一の値である設定圧力 P1に調節した上で、取出扉 24を開放した 。このため、取出扉 24の開閉をスムーズに行うことができる。
[0064] 更に、投入室 21及び取出室 22の圧力をリフロー室 20の圧力に一致させることによ つて、リフロー室 20の圧力 Pを常時、設定圧力 P1を示す加圧状態に保つことができ る。その結果、リフロー室 20の圧力 Pは、変動することなぐ一定圧である設定圧力 P 1に保たれる。すなわち、半田溶融域において、加圧状態を確実に作り出すことがで き、ボイドの発生を抑制できる。
[0065] (4)投入室 21の入口扉 25を開閉する場合、投入室 21の圧力を常圧 Poに戻した。
このため、入口扉 25の開閉をスムーズに行うことができる。
また、取出室 22の出口扉 26を開閉する場合には、取出室 22の圧力を常圧 Poに 戻した。このため、出口扉 26の開閉をスムーズに行うことができる。
[0066] (5)リフロー室 20に高周波加熱コイル 28を設けた。高周波加熱コイル 28による高 周波誘導加熱により、未半田付け対象物 92を加熱した。このため、リフロー装置 HK は、リフロー室 20の雰囲気温度に依存しない加熱方式を採用できる。すなわち、伝 熱主体の加熱方式によって、半田シート 17を加熱することが出来る。したがって、雰 囲気温度は低いままで済む。つまり、熱損失を小さくすることができる。
[0067] (6)減圧弁 30cを備える還元性ガス供給部 30と、絞り弁 32cを備えるガス排出部 32 と力 リフロー室 20に接続される。還元性ガス供給部 30およびガス排出部 32は、リフ ロー室 20の圧力を一定値に保ちつつ、ガスを流通させる。このため、リフロー室 20に おいて、ガスを流しながら半田付けを行うことができる。したがって、リフロー室 20に おいて還元作用によって発生する水や、未半田付け対象物 92に伴って搬入される 虞がある揮発成分などの有害な不純物を低減しながら、リフロー装置 HKを運転させ ることがでさる。
[0068] (7)錘 44から離間させた高周波加熱コイル 28によって、錘 44を発熱させた。このた め、一斉に複数の半導体素子 12を回路基板 11に半田付けする場合、錘 44毎に高 周波加熱コイル 28を設けなくても良い。つまり、錘 44よりも少ない数の高周波加熱コ ィル 28が、回路基板 11上のより多くの接合部位を一斉に加熱することができる。
[0069] また、高周波加熱コイル 28は錘 44から離間しているため、溶融半田の冷却時、高 周波加熱コイル 28を、錘 44及び回路基板 11とは別に取り扱うことが可能である。よ つて、例えばリフロー室 20内に複数の未半田付け対象物 92を配置している場合に、 高周波加熱コイル 28を、或る未半田付け対象物 92から別の未半田付け対象物 92 に移動させることによって、高周波加熱コイル 28の稼働効率を向上させることができ る。
[0070] また、本実施形態は、半導体素子 12を押圧する錘 44を発熱させることによって回 路基板 11の接合部位を加熱する。このため、当該接合部位に集中的に熱を伝えるこ とができる。よって、例えば回路基板 11全体ゃリフロー室 20全体を加熱する場合に 比べて、加熱効率を向上できる。
[0071] (8) 1つの高周波加熱コイル 28は、 1つの回路基板 11上の複数の錘 44の上方に 配置された。このため、 1つの回路基板 11における複数の接合部位に、平面的に熱 を伝えることができる。よって、複数の接合部位を均等に加熱することができる。この 結果、各接合部位に配置した半田シート 17の溶融開始タイミングを、ほぼ同時にな るように近似させることが出来る。また、すべての半田シート 17が溶融完了するタイミ ングを、ほぼ同時になるように近似させることができる。よって、半田付け作業を効率 化できる。
[0072] (9)錘 44の 1つの押圧面 44aは、複数の半導体素子 12の非接合面 12aに接触可 能である。すなわち、 1つの錘 44は、半導体素子 12の 1個分を押圧するための子錘 を複数個集めた集合体である。このため、一つの錘 44の押圧面 44aを大きくすること が可能である。よって、押圧面 44aが小さい場合に比較して、錘 44は、各半導体素 子 12を安定して押圧する。従って、各半導体素子 12は、溶融半田の表面張力によ る影響を受け難ぐ安定して半田付け作業が行われる。
[0073] 次に、本発明を具体化した第 2実施形態を、図 8 (a)および図 8 (b)にしたがって説 明する。第 1実施形態と同一の構成には、同一の符号を付すことによって、重複説明 を省略又は簡略する。
[0074] 図 8 (a)に示すように、第 2実施形態のリフロー装置 HKは、複数個すなわち 3個の 未半田付け対象物 92を平置き状態で搭載するトレイ TRを有する。リフロー装置 HK は、複数個の未半田付け対象物 92を同時に加熱することによって、各々の半田シー ト 17を同時に溶融可能である。
[0075] リフロー装置 HKは、加熱室として機能するリフロー室 50、投入室 51、及び取出室 52を備えている。投入室 51および取出室 52は、ワーク収容室を構成する。リフロー 室 50、投入室 51、及び取出室 52の各々は、第 1実施形態におけるリフロー室 20、 投入室 21及び取出室 22と同様に機能する。投入室 51は、搬送方向、すなわち図 8 に示す矢印方向にぉ 、て上流側に位置するようにリフロー室 50に接続されて 、る。 取出室 52は、前記搬送方向の下流側に位置するようにリフロー室 50に接続されてい る。リフロー室 50、投入室 51、及び取出室 52の配置は、第 1実施形態におけるリフロ 一室 20、投入室 21及び取出室 22の配置に同様である。
[0076] リフロー室 50と投入室 51の間には、仕切部材として機能する投入扉 53が配置され ている。リフロー室 50と取出室 52の間には、仕切部材として機能する取出扉 54が配 置されている。投入室 51には、入口扉 55が設けられている。取出室 52には、出口扉 56が設けられている。投入扉 53、取出扉 54、入口扉 55、及び出口扉 56の各々の 構造及び機能は、第 1実施形態の投入扉 23、取出扉 24、入口扉 25、及び出口扉 2 6と同じである。
[0077] リフロー室 50は、加熱エリア 50aと冷却エリア 50bとに二分されて!、る。加熱エリア 5 Oaは、投入室 51に隣接している。冷却エリア 50bは、取出室 52に隣接している。リフ ロー室 50には、加熱エリア 50aを冷却エリア 50bから仕切ることが可能な仕切扉 57が 設けられている。仕切扉 57は、図 8 (b)における上下方向を示す矢印方向を開閉方 向として動作可能である。仕切扉 57は、加熱エリア 50aの熱力 冷却エリア 50bに伝 わるのを遮断する機能を有している。仕切扉 57は、シャッター状の部材でも良いし、 シート状の部材でも良い。
[0078] 図 8 (a)および図 8 (b)に示すように、加熱エリア 50aには、コンベア 58が配設されて いる。コンベア 58は、投入室 51から加熱エリア 50aに投入された未半田付け対象物 92を搬送する搬送装置として機能する。加熱エリア 50aには、高周波加熱コイル 59 が配設されている。図 8 (b)に示すように、高周波加熱コイル 59は、コンベア 58上の 未半田付け対象物 92の上方に位置する。高周波加熱コイル 59は、リフロー室 50の 内部に位置する。高周波加熱コイル 59は、複数個の未半田付け対象物 92を同時に 加熱し得るように、複数個の未半田付け対象物 92を覆う大きさを有する。高周波加 熱コイル 59は、角形の渦巻き形状を有する。高周波加熱コイル 59は、未半田付け対 象物 92から離間して配置される。高周波加熱コイル 59は、リフロー室 50の外部に位 置する高周波発生装置 29に、電気的に接続されている。高周波加熱コイル 59と高 周波発生装置 29は、第 2実施形態の加熱装置を構成している。加熱エリア 50aには 、還元性ガス供給部 30とガス排出部 32が接続されている。図 8 (b)に示すように、加 熱エリア 50aの底面および天井面には、断熱材 Dが配設されている。
[0079] 冷却エリア 50bには、コンベア 60が配設されている。コンベア 60は、カロ熱エリア 50a 力も冷却エリア 50bに搬送された未半田付け対象物 92を搬送する搬送装置として機 能する。図 8 (a)に示すように、冷却エリア 50bには、不活性ガス例えば窒素ガス (N
2
)を供給する不活性ガス供給部 61が接続されている。不活性ガス供給部 61は、配管 61aと、当該配管 61aの開閉ノ レブ 61bと、不活性ガス供給源 61cとを備えている。 不活性ガス供給源 61cは、窒素ガスを充填した窒素タンクである。更に冷却エリア 50 bには、不活性ガスを外部に排出するガス排出部 62が接続されている。ガス排出部 6 2は、配管 62aと、当該配管 62aの開閉バルブ 62bとを備えている。
[0080] 投入室 51には、未半田付け対象物 92を搬送する搬送装置として機能するコンペ ァ 63が配設されている。図 8 (a)に示すように、投入室 51には、不活性ガス供給部 3 5、真空部 36、及びガス排出部 37が接続されている。 [0081] 取出室 52には、既半田付け対象物 102を搬送する搬送装置として機能するコンペ ァ 64が配設されている。取出室 52には、不活性ガス供給部 39、真空部 40、及びガ ス排出部 41が接続されて!、る。
[0082] 投入室 51には、ワーク供給ライン 65が隣接している。ワーク供給ライン 65は、未半 田付け対象物 92を投入室 51に供給する。ワーク供給ライン 65は、トレイ TRを載置 する載置部 66と、当該載置部 66からトレィ TRを受け入れるマウンタ 67とを備える。 載置部 66上において、 1つのトレィ TRは、複数個の接合物 93を搭載する。マウンタ 67は、トレイ TR上の接合物 93に、治具 43、半田シート 17、半導体素子 12、及び錘 44を順次積層する。すなわち、未半田付け対象物 92は、ワーク供給ライン 65上にお いて準備され、準備後に投入室 51に供給される。
[0083] 取出室 52には、ワーク排出ライン 68が隣接する。取出室 52における既半田付け対 象物 102は、ワーク排出ライン 68に排出される。ワーク排出ライン 68において、既半 田付け対象物 102から錘 44と治具 43が順次取り外され、残った半導体モジュール 1 0が製品として搬送される。
[0084] 次に、本実施形態のリフロー装置 HKが、半導体素子 12を回路基板 11に半田付け する方法を説明する。本実施形態のリフロー装置 HKは、図示しない制御装置を備 えている。該制御装置は、リフロー室 50、投入室 51、及び取出室 52のガス雰囲気調 整、投入扉 53、取出扉 54、入口扉 55、及び出口扉 56の開閉、及び搬送装置すな わちコンベア 58, 60, 63, 64の動作を制御する。
[0085] 第 2実施形態のリフロー装置 HKは、第 1実施形態と基本的に同様に、半田付けを 行う。すなわち、リフロー室 50は、ガスが供給されることによって、圧力 Pが常圧 Poより も高い設定圧力 P1 (0. 13MPa)になるように雰囲気調整される。この加圧状態にお いて、半田付けされる。未半田付け対象物 92は、ワーク供給ライン 65から投入室 51 に供給された後、当該投入室 51からリフロー室 50の加熱エリア 50a、冷却エリア 50b に搬送される。既半田付け対象物 102は、冷却エリア 50bから、取出室 52、ワーク排 出ライン 68に搬送される。
[0086] リフロー装置 HKは、入口扉 55と出口扉 56を閉鎖した状態において、投入扉 53、 取出扉 54及び仕切扉 57を同時に開放する。この状態において、投入室 51からリフ ロー室 50に未半田付け対象物 92を搬入する。同時に、リフロー室 50から取出室 52 に既半田付け対象物 102を搬出する。具体的には、投入室 51の未半田付け対象物 92は、リフ P—室 50のカロ熱エリ 50aに搬送される。同時に、カロ熱エリ 50aの未半 田付け対象物 92は、リフロー室 50の冷却エリア 50bに搬送される。同時に、冷却エリ ァ 50bの既半田付け対象物 102は、取出室 52に搬送される。リフロー室 50、投入室 51及び取出室 52における対応する未半田付け対象物 92および既半田付け対象物 102の搬送時において、投入室 51及び取出室 52の圧力は、リフロー室 50の圧力と 同一の値である設定圧力 P1に調整される。
[0087] リフロー装置 HKは、投入扉 53、取出扉 54及び仕切扉 57を閉鎖した状態において 、入口扉 55と出口扉 56を同時に開放する。この状態において、ワーク供給ライン 65 力も投入室 51に未半田付け対象物 92を搬入する。同時に、取出室 52からワーク排 出ライン 68に既半田付け対象物 102を搬出する。投入室 51と取出室 52の園生の圧 力が常圧 Poに戻された状態において、未半田付け対象物 92および既半田付け対 象物 102は搬送される。
[0088] 高周波発生装置 29が高周波加熱コイル 59に高周波電流を流すことにより、高周波 加熱コイル 59は、加熱エリア 50aにおける未半田付け対象物 92を高周波誘導加熱 する。その結果、半田シート 17が溶融する。未半田付け対象物 92は、半田シート 17 が完全に溶融したならば、冷却エリア 50bに搬送される。冷却エリア 50bにおいて、 溶融半田は冷却され、凝固する。
[0089] リフロー装置 HKは、設定圧力 P1を示す加圧状態において、半導体素子 12を回路 基板 11に半田付けする。このため、第 1実施形態の場合と同様に、ボイドの発生を抑 制し得る。
[0090] 第 2実施形態は、第 1実施形態の利点（1)〜（9)を有し、更に以下の利点を有する
(10)リフロー室 50は、加熱エリア 50aと冷却エリア 50bとに二分される。仕切扉 57 は、加熱エリア 50aと冷却エリア 50bとの間において、熱の流れを遮断する。このため 、加熱エリア 50aから冷却エリア 50bへの伝熱が抑制される。従って、既半田付け対 象物 102の冷却効果を高めることができる。 [0091] ( 11) 1つのトレィ TRが、複数個の未半田付け対象物 92を搭載する。複数個の未 半田付け対象物 92を同時に加熱することによって、半田付けが行われる。このため、 半導体モジュール 10の生産効率を向上させることができる。
[0092] 次に、本発明を具体化した第 3実施形態を、図 9 (a)及び図 9 (b)にしたがって説明 する。
図 9 (b)に示すように、第 3実施形態のリフロー装置 HKは、複数個すなわち 3個の 未半田付け対象物 92を、多段積み状態すなわち 3段積み状態で搭載する多段式ト レイ Rを有する。リフロー装置 HKは、複数個の未半田付け対象物 92を同時に加熱 することによって、各々の半田シート 17を溶融させる。リフロー装置 HKは、加熱室の 雰囲気温度を、半田の溶融温度 Tm以上にするための加熱方式を有する。
[0093] リフロー装置 HKは、加熱室として機能するリフロー室 70、投入室 71及び取出室 7 2を備えている。投入室 71及び取出室 72は、ワーク収容室を構成する。各リフロー室 70、投入室 71、及び取出室 72は、第 1実施形態のリフロー室 20、投入室 21及び取 出室 22と同様に機能する。
[0094] 投入室 71は、搬送方向（図 9に示す矢印方向）の上流側に位置するようにリフロー 室 70に接続されている。取出室 72は、前記搬送方向の下流側に位置するようにリフ ロー室 70に接続されている。各リフロー室 70、投入室 71、及び取出室 72の配置は、 第 1実施形態のリフロー室 20、投入室 21及び取出室 22の配置と同様である。リフロ 一室 70と投入室 71の間には、仕切部材として機能する投入扉 73が配置されている 。リフロー室 70と取出室 72の間には、仕切部材として機能する取出扉 74が配置され ている。投入室 71には、入口扉 75が設けられている。取出室 72には、出口扉 76が 設けられている。各投入扉 73、取出扉 74、入口扉 75、及び出口扉 76の構造及び機 能は、第 1実施形態の投入扉 23、取出扉 24、入口扉 25、及び出口扉 26と同じであ る。
[0095] リフロー室 70は、投入室 71に隣接する加熱エリア 70aと、取出室 72に隣接する冷 却エリア 70bとに二分されている。リフロー室 70は、加熱エリア 70aを冷却エリア 70b 力も仕切るための仕切カーテン 77を有する。仕切カーテン 77は卷取り式である。仕 切カーテン 77は、冷却エリア 70bに対して、加熱エリア 70aの熱を遮断するシート状 である。仕切カーテン 77は、加熱エリア 70aと冷却エリア 70bとの間の雰囲気ガスの 移動を制限する。つまり、リフロー室 70は、高温室として機能する加熱エリア 70aと、 低温室として機能する冷却エリア 70bとに仕切られて 、る。仕切カーテン 77に代えて 、第 2実施形態に示すように開閉可能な仕切扉を配置しても良い。
[0096] 加熱エリア 70aには、投入室 71から加熱エリア 70aに投入された未半田付け対象 物 92を搬送する搬送装置として機能するコンベア 78が配設されて 、る。加熱エリア 7 Oaには、リフロー室 70の雰囲気温度を調整するために高温のガスを供給するガス供 給装置 79が接続されている。リフロー室 70の加熱エリア 70aは、ガス供給装置 79に より、所定の温度に、かつ、常圧 Poよりも高い圧力である設定圧力 P1 (0. 13MPa) に保たれている。ガス供給装置 79は加熱装置として機能する。リフロー室 70の冷却 エリア 70bには、加熱エリア 70aから投入された未半田付け対象物 92を搬送する搬 送装置として機能するコンベア 80が配設されている。
[0097] 投入室 71には、未半田付け対象物 92を搬送する搬送装置として機能するロボット などの移送機 81が配設されている。投入室 71には、不活性ガス供給部 35、真空部 36、及びガス排出部 37が接続されている。
[0098] 取出室 72には、既半田付け対象物 102を搬送する搬送装置として機能するロボッ トなどの移送機 82が配設されている。取出室 72には、不活性ガス供給部 39、真空 部 40、及びガス排出部 41が接続されている。
[0099] 投入室 71には、当該投入室 71に隣接するワーク供給ライン 83から、未半田付け対 象物 92が供給される。ワーク供給ライン 83は、マウンタ 84と、ロボットなどの移送機 8 5とを備えている。マウンタ 84は、接合物 93に、治具 43、半田シート 17、半導体素子 12、および錘 44を順次積層する。移送機 85は、多段式トレイ尺に、複数個の未半田 付け対象物 92を多段積みする。図 4に示すような未半田付け対象物 92は、ワーク供 給ライン 83において準備され、投入室 71に供給される。
[0100] 取出室 72に収容されている既半田付け対象物 102は、当該取出室 72に隣接する ワーク排出ライン 86に排出される。ワーク排出ライン 86は、多段式トレイ Rカも既半田 付け対象物 102を取り出すロボットなどの移送機 87を備えている。移送機 87は、既 半田付け対象物 102を、図示しない搬送コンベアに移送する。コンベアなどの搬送 機構を有するトレイ回収ライン 88は、既半田付け対象物 102が取り出された後の多 段式トレイ Rを、ワーク排出ライン 86からワーク供給ライン 83に戻す。
[0101] 次に、本実施形態のリフロー装置 HKが、半導体素子 12を回路基板 11に半田付け する方法について説明する。リフロー装置 HKは、図示しない制御装置を備えている 。該制御装置は、各リフロー室 70、投入室 71、及び取出室 72のガス雰囲気調整、各 投入扉 73、取出扉 74、入口扉 75、及び出口扉 76の開閉、及び、コンベア 78, 80や 移送機 81, 82などの搬送機構の動作を制御する。
[0102] 第 3実施形態のリフロー装置 HKは、第 1,第 2実施形態のリフロー装置 HKとはカロ 熱方式が異なるが、基本的に同じ動作で半田付けを行う。すなわち、第 3実施形態 のリフロー室 70の圧力 Pも、リフロー室 70にガスが供給されることによって、常圧 Poよ りも高い圧力である設定圧力 P1 (0. 13MPa)になるように雰囲気調整される。このよ うな加圧状態のリフロー室 70において、半田付けが行われる。未半田付け対象物 92 は、ワーク供給ライン 83から投入室 71に供給された後、当該投入室 71からリフロー 室 70の加熱エリア 70a、冷却エリア 70bに搬送される。既半田付け対象物 102は、冷 却エリア 70bから、取出室 72、ワーク排出ライン 86の順に排出される。
[0103] リフロー装置 HKでは、入口扉 75と出口扉 76を閉鎖した状態において、投入扉 73 、取出扉 74及び仕切カーテン 77を同時に開放する。この状態において、未半田付 け対象物 92は、投入室 71から加熱エリア 70aに搬入される。既半田付け対象物 102 は、冷却エリア 70bから取出室 72に搬出される。リフロー室 70、投入室 71及び取出 室 72における未半田付け対象物 92および既半田付け対象物 102の搬送時、投入 室 71及び取出室 72の圧力は、リフロー室 70の圧力と同一の設定圧力 P1に調節さ れる。
[0104] リフロー装置 HKは、投入扉 73、取出扉 74及び仕切カーテン 77を閉鎖した状態に おいて、入口扉 75と出口扉 76を同時に開放する。この状態において、未半田付け 対象物 92は、ワーク供給ライン 83から投入室 71に搬入される。既半田付け対象物 1 02は、取出室 72からワーク排出ライン 86に搬出される。投入室 71と取出室 72の圧 力を常圧 Poに戻した状態において、未半田付け対象物 92および既半田付け対象 物 102は搬送される。 [0105] 加熱エリア 70aは、雰囲気ガスによって高温である設定温度 T1にされ、その熱によ り未半田付け対象物 92が加熱され、半田シート 17が溶融する。半田シート 17が完 全に溶融したならば、未半田付け対象物 92は、加熱エリア 70aから冷却エリア 70bに 搬送される。溶融半田は、冷却エリア 70bにおいて冷却され、凝固する。
[0106] 第 3施形態のリフロー装置 HKは、設定圧力 P1を示す加圧状態において半田付け を行うため、第 1,第 2実施形態と同様に、ボイドの発生を抑制し得る。
第 3実施形態は、第 1実施形態の利点（1)〜(4) , (9)及び第 2実施形態の利点（1 0) , (11)と同様の利点を有する。
[0107] 上記各実施形態は、以下のように変更しても良い。
上記各実施形態において、リフロー室 20, 50, 70の各々に接続されるワーク収容 室は、 1つでも良い。この場合、当該 1つのワーク収容室から、対応するリフロー室 20 , 50, 70に未半田付け対象物 92を投入する。リフロー室 20, 50, 70の各々から、前 記ワーク収容室に、既半田付け対象物 102を取り出す。すなわち、投入室 21, 51, 7 1と取出室 22, 52, 72を兼用するワーク収容室を設けても良い。
[0108] 溶融半田が凝固する前に、各リフロー室 20, 50, 70から既半田付け対象物 102を 取り出して、ワーク収容室に搬送しても良い。この場合も、ワーク収容室は、リフロー 室 20, 50, 70と同一圧力である設定圧力 P1を示す加圧状態に調整される。その結 果、半田溶融域における加圧状態が維持させる。
[0109] 第 2,第 3実施形態において、溶融半田が凝固する前に、未半田付け対象物 92を リフロー室 50, 70から取出室 52, 72に搬送する場合、仕切扉 57および仕切カーテ ン 77を省略しても良い。つまり、リフロー室 20, 50における冷去 Pエリア 50b, 70bを区 画しなくても良い。
[0110] この場合、半田溶融状態の未半田付け対象物 92は、取出室 52, 72がリフロー室 5 0, 70と同一圧力に調整された状態において、リフロー室 20, 50から取出室 52, 72 に搬送される。取出室 52, 72に搬入された未半田付け対象物 92は、溶融半田が凝 固するまで、該取出室 52, 72に留め置かれる。半田が凝固したならば、取出室 52, 72の減圧およびガス置換が行われ、その後、既半田付け対象物 102がワーク排出ラ イン 68, 86に搬送される。この場合、仕切扉 57および仕切カーテン 77を省略してい る分、リフロー装置 HKの構成は簡略ィ匕される。
[0111] 上記各実施形態において、リフロー室 20, 50, 70の設定圧力 P1を 0. 13MPaとし ているが、 0. 13MPaよりも高い圧力にしても良い。
上記各実施形態において、リフロー室 20, 50, 70の設定圧力 P1を 0. 13MPaとし ている力 材質や表面処理の状況によっては、 0. l lMPa以上、 0. 13MPa以下の 範囲の圧力としても良い。ボイドを抑制するために必要な設定圧力 P1は、濡れ性と 表面張力などに応じて変更可能である。リフロー室 20, 50, 70の圧力は、常圧 Po、 即ちおおよそ 0. 1023MPaに近いと、容器の耐久性の点で有利である。
[0112] 上記各実施形態において、リフロー室 20, 50, 70の圧力 Pを監視しても良い。この 場合、当該監視によって得られた圧力値に基づき雰囲気ガスをリフロー室 20, 50, 7 0に導入することによって、リフロー室 20, 50, 70の圧力 Pを一定に保つ。
[0113] 上記各実施形態において、半田付け時のリフロー室 20, 50, 70は、還元性ガス雰 囲気すなわち水素ガス 100%雰囲気であった。此に限らず、半田付け時のリフロー 室 20, 50, 70を、還元性ガスを含むガス雰囲気にしても良い。例えば、半田付け時 のリフロー室 20, 50, 70は、 3%の水素ガス（還元性ガス）を、窒素ガス（不活性ガス) に混合したガス雰囲気としても良 、。
[0114] 還元性ガスは、水素ガスを含むガスに限らず、ホルムアルデヒドを含むなど他の組 成のガスであっても良い。
上記各実施形態において、投入室 21, 51, 71及び取出室 22, 52, 72に導入す るガスを、還元性ガスにしても良い。
[0115] 上記各実施形態において、例えばリフロー室 20, 50, 70に発熱装置を設け、該発 熱装置によって半田シート 17を加熱しても良い。
また、ヒートシンク 13に熱媒体を流通させても良い。この場合、当該ヒートシンク 13 力 半田シート 17に熱を伝えることによって、半田シート 17を加熱する。
[0116] 第 1,第 2実施形態では、高周波誘導加熱による錘 44からの伝熱によって、半田シ ート 17を加熱していた。此を変更して、高周波加熱コイル 28, 59によって半田シート 17を直接加熱しても良い。半田シート 17周辺のワーク部位を加熱しても良い。この 場合、該ワーク部位からの伝熱によって半田シート 17を加熱し得る。 [0117] 未半田付け対象物 92は、ヒートシンク 13を接合していない状態の回路基板 11のみ を含んでも良い。この場合、各リフロー室 20, 50, 70には、回路基板 11と半導体素 子 12からなる未半田付け対象物が収容され、半田付けが行われる。リフロー室 20, 5 0, 70に搬送する未半田付け対象物 92の数を、変更しても良い。一斉に加熱する未 半田付け対象物 92の数を、変更しても良い。半導体モジュールが、複数の回路基板 11を備えても良い。
[0118] 錘 44は、材料の削り出しによる一体ィ匕部品に限らない。錘 44は、複数の分割体を 接合することによって形成した一つの集合体であっても良い。
錘 44に替えて、半導体素子 12の 1個分に対応する子錘を、複数用いても良い。具 体的には、 1つの回路基板 11に接合される 4つの半導体素子 12に対応して、 4つの 子錘を用意する。子錘の各々は、対応する半導体素子 12の直上に配置される。
[0119] 上記半田シート 17の成分は、上記実施形態に限定されない。すなわち、ボイドの発 生を抑制するためには、溶融半田を常圧 Po以上の圧力（設定圧力 P1)によって加圧 すれば良い。つまり、使用する半田シート 17の成分は限定されない。
[0120] 第 1,第 2実施形態において、リフロー室 20, 50のガス入口に接続される還元性ガ ス供給部 30は、減圧弁 30cを有していた。リフロー室 20, 50のガス出口に接続され るガス排出部 32は、絞り弁 32cを有していた。しかし、減圧弁および絞り弁の配置態 様を変更しても良い。
[0121] 例えば、還元性ガス供給部 30が減圧弁 30cと絞り弁を有し、且つ、ガス排出部 32 も減圧弁と絞り弁 32cを有しても良い。この場合、リフロー室 20, 50へのガス導入量と 、リフロー室 20, 50からのガス排出量を同一に設定することによって、リフロー室 20, 50の圧力を一定の設定圧力 P1に保つ。
[0122] 上記実施形態とは逆に、還元性ガス供給部 30が絞り弁のみを有し、ガス排出部 32 が減圧弁のみを有しても良!、。
図 10に示すように、第 3実施形態における投入室 71の移送機 81と取出室 72の移 送機 82に代えて、搬送装置として機能するコンベア 90, 91を設けても良い。
[0123] 図 3 (a)に示す第 1実施形態において、リフロー室 20に還元性ガス供給部 30とガス 排出部 32のみを接続しても良い。つまり、真空部 31を削除しても良い。 但し、真空部 31は、例えば真空部 31が無い場合に比較して、リフロー装置 HKの 起動時に、リフロー室 20における還元性ガス雰囲気を早く実現させることができる。よ つて、真空部 31をリフロー室 20に接続する方が好ましい。

Claims

請求の範囲
[1] 回路基板（11)に半導体素子（12)を半田付けする半田付け装置 (HK)であって、 未半田付け対象物（92)は、回路基板（11)と、半導体素子（12)と、前記回路基板（ 11)と前記半導体素子（12)との間に配置される半田付け前の半田（17)とを有し、既 半田付け対象物（102)は、回路基板 (11)と、半導体素子（12)と、前記半導体素子 (12)を前記回路基板（11)に半田付けする半田層 (H)とを有し、該半田付け装置（ HK)は、
前記未半田付け対象物（92)を加熱することによって前記半田（17)を溶融させる ための加熱室（20)と、
前記加熱室（20)に投入される前記未半田付け対象物（92)と、前記加熱室（20) 力 取り出された既半田付け対象物（102)とを収容するワーク収容室（21, 22)と、 前記加熱室（20)と前記ワーク収容室（21, 22)との間において、前記未半田付け 対象物（92)及び前記既半田付け対象物（102)を搬送する搬送装置（27, 34, 38) と、
前記加熱室 (20)に収容された前記未半田付け対象物（92)を加熱する加熱装置（ 28, 29)と、
前記加熱室（20)に、還元性ガスを含む雰囲気ガスを導入する第 1ガス導入部（30 )と
を備える半田付け装置であって、
前記雰囲気ガスによって前記加熱室（20)の圧力（P)を常圧 (Po)よりも高くしたカロ 圧状態を実現し、前記半田（17)の溶融開始力 当該半田（17)が凝固するまでの半 田溶融域にぉ ヽて前記加圧状態で半田付けを行うように構成されて ヽることを特徴と する半田付け装置。
[2] 請求項 1に記載の半田付け装置 (HK)において、
前記加圧状態における前記加熱室（20)の圧力を 0. l lMPa以上にするように構 成されている半田付け装置。
[3] 請求項 1に記載の半田付け装置 (HK)において、
前記加圧状態における前記加熱室（20)の圧力を 0. 13MPa以上にするように構 成されている半田付け装置。
[4] 請求項 1に記載の半田付け装置 (HK)において、
前記加圧状態における前記加熱室（20)の圧力を 0. l lMPa〜0. 13MPaの範囲 内にするように構成されて 、る半田付け装置。
[5] 請求項 1〜4のうちいずれか一項に記載の半田付け装置 (HK)は更に、
前記ワーク収容室（21, 22)に不活性ガス又は前記雰囲気ガスを導入する第 2ガス 導入部（35, 39)と、
前記加熱室（20)に対して前記ワーク収容室（21, 22)を連通状態と非連通状態と に切り替え可能な仕切部材（23, 24)と
を備え、
前記ワーク収容室（21, 22)の圧力を前記加熱室（20)の圧力と同一の値 (P1)に 調整し、該調整後に前記仕切部材（23, 24)を開放することによって、前記ワーク収 容室（21, 22)と前記加熱室（20)との間において前記未半田付け対象物（92)およ び前記既半田付け対象物（102)を搬送するように構成されている半田付け装置。
[6] 請求項 1〜4のうちのいずれか一項に記載の半田付け装置 (HK)において、前記 搬送装置（34, 27, 38)は、前記未半田付け対象物（92)を前記ワーク収容室（21) から前記加熱室（20)に搬送し、且つ、前記既半田付け対象物（102)を前記加熱室 (21)から前記ワーク収容室（22)に搬送するための搬送方向を規定し、
前記ワーク収容室（21, 22)は、前記搬送方向において前記加熱室（20)の前に配 置される投入室（21)と、前記搬送方向にお!、て前記加熱室（20)の後に配置される 取出室（22)とを含み、
前記半田付け装置 (HK)は更に、
前記投入室（21)および前記取出室（22)の各々に不活性ガス又は前記雰囲気ガ スを導入する第 2ガス導入部（35)と、
前記加熱室（20)に対して前記投入室（21)を連通状態と非連通状態とに切り替え 可能であるとともに、前記加熱室（20)に対して前記取出室（22)を連通状態と非連 通状態とに切り替え可能な仕切部材 (23, 24)と
を備え、 前記投入室（21)の圧力を前記加熱室（20)の圧力と同一の値 (P1)に調整し、該 調整後に前記仕切部材 (23, 24)を開放した状態において、前記未半田付け対象 物（92)を前記投入室（21)から前記加熱室（20)に搬送するように構成されて 、る半 田付け装置。
[7] 請求項 1〜4のうちのいずれか一項に記載の半田付け装置 (HK)において、前記搬 送装置（34, 27, 38)は、前記未半田付け対象物（92)を前記ワーク収容室（21)か ら前記加熱室（20)に搬送し、且つ、前記既半田付け対象物（102)を前記加熱室（2 1)から前記ワーク収容室（22)に搬送するための搬送方向を規定し、
前記ワーク収容室（21, 22)は、前記搬送方向において前記加熱室（20)の前に配 置される投入室（21)と、前記加熱室（20)の後に配置される取出室（22)とを含み、 前記半田付け装置は更に、
前記投入室（21)および前記取出室（22)の各々に不活性ガス又は前記雰囲気ガ スを導入する第 2ガス導入部（39)と、
前記加熱室（20)に対して前記投入室（21)を連通状態と非連通状態とに切り替え 可能であるとともに、前記加熱室（20)に対して前記取出室（22)を連通状態と非連 通状態とに切り替え可能な仕切部材 (23, 24)と
を備え、
前記取出室（22)の圧力を前記加熱室（20)の圧力と同一の値 (P1)に調整し、該 調整後に前記仕切部材 (23, 24)を開放した状態において、前記既半田付け対象 物（102)を前記加熱室（20)から前記取出室（22)に搬送するように構成されて！、る 半田付け装置。
[8] 請求項 1〜7のうちいずれか一項に記載の半田付け装置 (HK)において、
前記半田（17)は前記加熱室（20)において溶融され、
当該半田（17)の凝固後に、前記既半田付け対象物（102)を前記加熱室（20)か ら取り出して搬送するように構成されて 、る半田付け装置。
[9] 請求項 1〜8のうちいずれか一項に記載の半田付け装置 (HK)において、
前記加熱装置（28, 29)は、前記未半田付け対象物（92)を高周波誘導加熱する ように構成されて 、る半田付け装置。
[10] 請求項 1〜9のうちいずれか一項に記載の半田付け装置 (HK)は更に、 前記加熱室（20)に導入された前記雰囲気ガスを、前記加熱室（20)の外部に排出 するガス排出部（32)と、
前記加熱室（20)に導入される前記雰囲気ガスを、前記ガス排出部（32)で排出し ながら、前記加熱室（20)の圧力を一定値 (P1)に維持するように構成されている圧 力調整部（30c, 32c)と
を備える半田付け装置。
[11] 回路基板（11)に半導体素子（12)を半田付けする方法であって、該半田付け方法 は、
半田溶融前の未半田付け対象物（92)を加熱室（20)に準備することであって、前 記未半田付け対象物（92)は、前記回路基板（11)と、前記半導体素子（12)と、前 記回路基板 (11)と前記半導体素子（ 12)との間に配置された半田（ 17)とを有するこ とと、
前記加熱室（20)に投入される前記未半田付け対象物（92)と、前記加熱室（20) 力 取り出される半田溶融後の既半田付け対象物（102)とを、ワーク収容室（21, 2 2)に収容することと、
前記ワーク収容室（21, 22)と前記加熱室（20)との間において、前記未半田付け 対象物（92)および前記既半田付け対象物（102)を搬送することと、
前記加熱室（20)において前記未半田付け対象物（92)を加熱することによって前 記半田（17)を溶融させることと
を備える半田付け方法であって、
還元性ガスを含む雰囲気ガスを前記加熱室（20)に導入することによって、前記カロ 熱室 (20)の圧力を常圧 (Po)よりも高くした加圧状態を実現することと、
前記半田（17)の溶融開始から当該溶融半田（17)が凝固するまでの半田溶融域 において、前記加圧状態において前記回路基板（11)に前記半導体素子（12)を半 田付けすることと
を特徴とする半田付け方法。
[12] 半導体装置（10)の製造方法であって、前記半導体装置（10)は、回路基板 (11)と 、該回路基板（11)に半田付けされた半導体素子（12)とを含み、前記製造方法は、 加熱室（20)に半田溶融前の未半田付け対象物（92)を準備することであって、前 記未半田付け対象物（92)は、前記回路基板（11)と、前記半導体素子（12)と、前 記回路基板 (11)と前記半導体素子（ 12)との間に配置された半田（ 17)とを有するこ とと、
前記加熱室（20)に投入される前記未半田付け対象物（92)と、前記加熱室（20) から取り出される半田溶融後の既半田付け対象物（102)とをワーク収容室（21, 22) に収容することと、
前記ワーク収容室（21, 22)と前記加熱室（20)との間において、前記未半田付け 対象物（92)および前記既半田付け対象物（102)を搬送することと、
前記加熱室（20)において前記未半田付け対象物（92)を加熱することによって前 記半田（17)を溶融させることと
を備える半導体装置の製造方法であって、
前記加熱室（20)に還元性ガスを含む雰囲気ガスを導入することによって、前記カロ 熱室 (20)の圧力を常圧 (Po)よりも高くした加圧状態を実現することと、
前記半田（17)の溶融開始から当該溶融半田（17)が凝固するまでの半田溶融域 において、前記加圧状態において前記回路基板（11)に前記半導体素子（12)を半 田付けすることと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1952929A1 (de) * 2007-02-02 2008-08-06 Seho Systemtechnik GmbH Verfahren zum Reflow-Löten
WO2013057252A3 (de) * 2011-10-21 2013-08-29 Asscon Systemtechnik-Elektronik Gmbh Vorrichtung und verfahren zum löten
JP2016129205A (ja) * 2015-01-09 2016-07-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
EP3771875A1 (de) * 2019-07-29 2021-02-03 Rehm Thermal Systems GmbH Mechatronischer vorhang für eine prozesskammer zur durchführung thermischer prozesse in der fertigung elektronischer baugruppen

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5233764B2 (ja) * 2009-03-13 2013-07-10 株式会社デンソー リフローはんだ付方法
JP5580703B2 (ja) * 2010-09-21 2014-08-27 アスリートＦａ株式会社 リフロー半田付け装置
DE102014106631B4 (de) 2013-05-10 2021-12-02 Seho Systemtechnik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Lötverbindungen
JP2015009262A (ja) * 2013-07-01 2015-01-19 三菱電機株式会社 リフロー装置
JP6124255B2 (ja) * 2013-07-08 2017-05-10 三菱電機株式会社 リフロー装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06112644A (ja) * 1992-09-29 1994-04-22 Fujitsu Ltd プリント配線基板のはんだ付け方法
JPH07171677A (ja) * 1993-12-20 1995-07-11 Sony Corp ハンダ付け装置
JP2003297860A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2005205418A (ja) * 2004-01-20 2005-08-04 Denso Corp 接合構造体の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06112644A (ja) * 1992-09-29 1994-04-22 Fujitsu Ltd プリント配線基板のはんだ付け方法
JPH07171677A (ja) * 1993-12-20 1995-07-11 Sony Corp ハンダ付け装置
JP2003297860A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2005205418A (ja) * 2004-01-20 2005-08-04 Denso Corp 接合構造体の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1952929A1 (de) * 2007-02-02 2008-08-06 Seho Systemtechnik GmbH Verfahren zum Reflow-Löten
WO2013057252A3 (de) * 2011-10-21 2013-08-29 Asscon Systemtechnik-Elektronik Gmbh Vorrichtung und verfahren zum löten
JP2016129205A (ja) * 2015-01-09 2016-07-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
CN105789074A (zh) * 2015-01-09 2016-07-20 瑞萨电子株式会社 用于制造半导体器件的方法
EP3771875A1 (de) * 2019-07-29 2021-02-03 Rehm Thermal Systems GmbH Mechatronischer vorhang für eine prozesskammer zur durchführung thermischer prozesse in der fertigung elektronischer baugruppen
US11910539B2 (en) 2019-07-29 2024-02-20 Rehm Thermal Systems Gmbh Mechatronic curtain for a process chamber for carrying out thermal processes in the manufacture of electronic assemblies

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