はんだ接合装置
【課題】はんだ接合中の加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガスの濃度を、リアルタイムに継続して観測し、はんだ接合にバラツキが発生するのを防止して、はんだ接合の信頼性を高めることである。
【解決手段】リフロー部のチャンバに接続されたカルボン酸含有ガス濃度を計測する計測部と、計測部の計測キャビティ内に設置された半導体式ガスセンサと、この半導体式ガスセンサで計測された信号に基づきカルボン酸含有ガス濃度を算出する信号処理部と、信号処理部で算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータを表示する表示器を備えたはんだ接合装置である。
【解決手段】リフロー部のチャンバに接続されたカルボン酸含有ガス濃度を計測する計測部と、計測部の計測キャビティ内に設置された半導体式ガスセンサと、この半導体式ガスセンサで計測された信号に基づきカルボン酸含有ガス濃度を算出する信号処理部と、信号処理部で算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータを表示する表示器を備えたはんだ接合装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ接合装置に関するものであり、特に、半導体装置の製造工程における半導体チップや電子部品と配線基板との接合等に用いられるはんだ接合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置のリフローはんだ接合（はんだ接合と記す）では、はんだ表面や被接合物である半導体装置の表面を清浄化させるために、フラックスが用いられている。しかし、はんだ接合後に、固化して残ったハロゲン成分を含有するフラックス残渣が、半導体装置の配線の、腐食やマイグレーションの原因となるので、はんだ接合後に、フラックス残渣を除去する有機溶剤による洗浄が、不可欠であった。この有機溶剤による洗浄は、半導体装置製造のスループットを長くするとともに、環境に悪影響を与えた。
そのため、フラックスを用いないはんだ接合方法の開発が望まれていた。
【０００３】
半導体装置のフラックスを用いないはんだ接合方法の一つに、カルボン酸を用いた接合方法がある。
この方法で用いられるはんだ接合装置は、カルボン酸を供給する装置（カルボン酸供給装置と記す）から、はんだ接合される被接合物（ワークと記す）がセットされた加熱溶融チャンバ内に、蒸気状のカルボン酸を加えるか、または液状のカルボン酸を加えてカルボン酸蒸気を発生させるかして、カルボン酸蒸気により、ワーク表面を被覆している酸化膜を除去する。すなわちカルボン酸含有ガスにより洗浄処理して、はんだ接合する装置である（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３９７３１３号公報（第６頁、第７頁、第４図）
【特許文献２】特許第３４０４０２１号公報（第３頁、第４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなカルボン酸含有ガスにより、ワークを洗浄処理するはんだ接合装置では、リフロー装置の加熱チャンバ内のカルボン酸濃度が、ワークの洗浄処理に大きく影響し、半導体装置のはんだ接合の良否を左右する。
そして、上記特許文献１または特許文献２に記載のはんだ接合装置では、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガスのカルボン酸濃度（カルボン酸含有ガス濃度と記す）は、カルボン酸の供給量や温度および同時に導入される不活性ガスの供給量や温度等、カルボン酸供給装置で設定される条件で決まる。
【０００６】
しかし、上記特許文献１または特許文献２に記載のはんだ接合装置では、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する手段は用いられておらず、はんだ接合中に、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度が変化したとしても、その変化を検出できず、カルボン酸供給装置の設定条件を変えて、カルボン酸含有ガス濃度を適正な値に修正することができない。すなわち、はんだ接合中、はんだ接合装置の加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を、継続して適正な値に維持することができないので、はんだ接合にバラツキを生じるとの問題があった。
【０００７】
また、カルボン酸含有ガスによりワークを洗浄処理するはんだ接合装置では、はんだ接合が終了し、ワークである半導体装置を取り出す場合、加熱チャンバ内にカルボン酸含有ガスが残留すると、異臭が発生して作業環境が悪化したり、ワークの表面が再び酸化するので、はんだ接合終了後に加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガスを排気する処理が行われる。
しかし、上記特許文献１または特許文献２に記載のはんだ接合装置では、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する手段は用いられていないので、排気において加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガスが残留しているかどうかを判断できず、長時間の排気処理が必要であり、はんだ接合のスループットが長くなるとの問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献１または特許文献２に記載のはんだ接合装置において、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する手段として、例えば、加熱チャンバにカルボン酸含有ガス採取孔（採取孔と記す）を設け、この採取孔に、従来のガスサンプリング器を取り付け、このガスサンプリング器に採取したカルボン酸含有ガスの濃度を検知管で測定することが考えられる。
【０００９】
しかし、検知管でカルボン酸含有ガス濃度を計測する方法は、カルボン酸含有ガスを、一旦ガスサンプリング器に採取して測定するバッチ式であり、また検知管の測定濃度の上限が低いので、採取したカルボン酸含有ガスを希釈する必要があり、測定に時間を要する。すなわち、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を、リアルタイムに継続して観測することができず、濃度変化があった時に、即変化を検出して、カルボン酸含有ガス濃度を直ちに修正することができないとの問題があった。
【００１０】
それと、上記検知管による測定は、手動で行われるので、再現性が良くないとの問題があった。
それと、カルボン酸含有ガスでワークを洗浄処理するはんだ接合装置では、カルボン酸に蟻酸が最も良く用いられるが、蟻酸濃度を直接に計測する検知管がなく、酢酸用で計測し、補正するため、測定精度と再現性が良くないとの問題があった。
【００１１】
また、上記特許文献１または特許文献２に記載のはんだ接合装置において、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する手段として、加熱チャンバに設けた採取孔にガスクロマトグラフを取り付けて、カルボン酸含有ガス濃度を測定する手段が考えられるが、ガスクロマトグラフは、装置コストが非常に高く、また、カルボン酸含有ガス濃度が大きく変わった場合、カラムを変更する必要があり、その運用にも手間とコストがかかるとの問題があった。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、はんだ接合中の加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を、コストをかけずに継続して、精度良くリアルタイムに測定することにより、カルボン酸含有ガス濃度の変化を即座に検出し、この検出結果に基づきカルボン酸供給装置の設定条件を変えてカルボン酸含有ガス濃度を適正値に修正し、はんだ接合にバラツキが発生するのを防止した信頼性の高いはんだ接合を実現できるとともに、はんだ接合終了後のカルボン酸含有ガスの排気工程において、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガスの消滅をすばやく検出して、排気処理時間を最適化することにより、はんだ接合のスループットを向上できる、はんだ接合装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係わるはんだ接合装置は、ワークを、導入されたカルボン酸含有ガスで洗浄処理するとともに接合処理するリフロー部と、リフロー部に接続され、リフロー部に導入されたカルボン酸含有ガスの濃度を計測する計測部と、計測部で計測された信号を処理する信号処理部とを備えたはんだ接合装置であって、リフロー部が、ワークを収納するチャンバと、チャンバに設けられた、計測部が接続される、第１の接続部と第２の接続部と、第１の接続部と第２の接続部との各々に設けられたガス流通開閉バルブとを備えており、計測部が、一端側の開口をチャンバの第１の接続部に接続し、他端側の開口をチャンバの第２の接続部に接続した計測キャビティと、計測キャビティ内に設置された半導体式ガスセンサとを備えており、半導体式ガスセンサが、カルボン酸ガスが分解して生成する、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２ＯおよびＣＯ２の内のいずれか１種類の分解生成ガス分子を計測するものであり、信号処理部が、半導体式ガスセンサと、半導体式ガスセンサで計測された信号に基づき算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータを表示する表示器とに接続されたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係わるはんだ接合装置は、ワークを、導入されたカルボン酸含有ガスで洗浄処理するとともに接合処理するリフロー部と、リフロー部に接続され、リフロー部に導入されたカルボン酸含有ガスの濃度を計測する計測部と、計測部で計測された信号を処理する信号処理部とを備えたはんだ接合装置であって、リフロー部が、ワークを収納するチャンバと、チャンバに設けられた、計測部が接続される、第１の接続部と第２の接続部と、第１の接続部と第２の接続部との各々に設けられたガス流通開閉バルブとを備えており、計測部が、一端側の開口をチャンバの第１の接続部に接続し、他端側の開口をチャンバの第２の接続部に接続した計測キャビティと、計測キャビティ内に設置された半導体式ガスセンサとを備えており、半導体式ガスセンサが、カルボン酸ガスが分解して生成する、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２ＯおよびＣＯ２の内のいずれか１種類の分解生成ガス分子を計測するものであり、信号処理部が、半導体式ガスセンサと、半導体式ガスセンサで計測された信号に基づき算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータを表示する表示器とに接続されたものであり、リアルタイムで精度良くカルボン酸含有ガス濃度を測定でき、信頼性の高いはんだ接合を実現できるとともに、はんだ接合終了後にカルボン酸含有ガスが残留していないことを確認でき、チャンバの排気処理時間を最適化でき、はんだ接合のスループットを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係わるはんだ接合装置の側面断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係わるはんだ接合装置の側面断面模式図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係わるはんだ接合装置の信号処理部の側面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わるはんだ接合装置の側面断面模式図である。
図１に示すように、本実施の形態のはんだ接合装置１００は、半導体装置であるワーク１５を、洗浄処理するとともに接合処理するリフロー部１２と、リフロー部１２内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する計測部４と、計測部４で計測したカルボン酸含有ガス濃度に対応した信号を処理する信号処理部７とを備えている。
【００１７】
リフロー部１２は、ワーク１５を収納するチャンバ１３と、ワーク１３の搬入排出用のゲートバルブ１６と、ワークを載置でき、且つ加熱によりはんだを溶融させるホットプレート１４と、チャンバ１３に設けられた計測部４を接続する第１の接続部３１と第２の接続部３２とを備えている。そして、第１の接続部３１と第２の接続部３２とは、各々、ガス流通開閉バルブを有している。
【００１８】
そして、チャンバ１３には、カルボン酸ガス供給装置（図示せず）からのカルボン酸含有ガスを導入するカルボン酸含有ガス導入管２０と、はんだ接合処理後に、チャンバ１３内のカルボン酸含有ガスを排気するリフロー部用排気ポート１７とが接続されている。
そして、カルボン酸含有ガス導入管２０には、カルボン酸含有ガス開閉バルブ２１が設けられ、リフロー部用排気ポート１７には、排気開閉バルブ１８が設けられており、この排気開閉バルブ１８は、ガスの流れを止めることとガスの流れを切り替えることができる。さらに、排気開閉バルブ１８の排気側には、例えば、真空ポンプのような排気手段１９が接続されている。
【００１９】
計測部４は、一端側の開口がチャンバ１３の第１の接続部３１に接続され、他端側の開口がチャンバ１３の第２の接続部３２に接続された計測キャビティ３と、計測キャビティ３内に設置された半導体式ガスセンサである半導体式ＣＯセンサ１とを備えている。
そして、計測キャビティ３には、例えば、窒素ガスのような不活性ガスを導入する不活性ガス導入管１０と、カルボン酸含有ガス濃度の計測が終了した後に、計測キャビティ３内の、カルボン酸含有ガスを排気する計測キャビティ用排気ポート２７とが接続されている。そして、不活性ガス導入管１０には、不活性ガス開閉バルブ５が設けられ、計測キャビティ用排気ポート２７は排気開閉バルブ１８に接続されている。
【００２０】
信号処理部７は、半導体式ＣＯセンサ１と、半導体式ＣＯセンサ１からの信号を伝送する信号ケーブル６で接続されている。
そして、信号処理部７には、信号処理部７からのデータによりカルボン酸含有ガス濃度を示す表示器８が接続されている。この表示器８に換えて、信号処理部７からのデータによりカルボン酸含有ガス濃度を記録するデーターロガーであっても良い。
【００２１】
次に、本実施の形態のはんだ接合装置１００の、動作について説明する。
本実施の形態のはんだ接合装置は、まず、カルボン酸含有ガス開閉バルブ２１が開かれ、カルボン酸含有ガス導入管２０から、カルボン酸含有ガスが、リフロー装置１２のチャンバ１３内に導入される。この導入されたカルボン酸含有ガスにより、ホットプレート１４で加熱されたワーク１５が、それを形成する各部品表面の酸化膜や異物コンタミ等が洗浄されるとともに、はんだ接合される。
【００２２】
本実施の形態のはんだ接合装置１００は、はんだ接合工程中に、チャンバ１３に設けられた、第１の接続部３１と第２の接続部３２との両ガス流通開閉バルブが開かれ、カルボン酸含有ガスが計測キャビティ３内にも導入され、カルボン酸含有ガス濃度に対応したＣＯ濃度が、半導体式ＣＯセンサ１により計測される。そして、半導体式ＣＯセンサ１で計測されたＣＯ濃度の信号が、信号ケーブル６により、信号処理部７に伝送される。
信号処理部７では、半導体式ＣＯセンサ１で計測された信号を、予め検量された半導体式ＣＯセンサ１の出力値とカルボン酸濃度との相関データと比較することにより、カルボン酸含有ガス濃度を算出する。算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータは、表示器８あるいはデーターロガーに伝送される。
【００２３】
本実施の形態のはんだ接合装置１００では、はんだ接合工程の終了後、カルボン酸含有ガス開閉バルブ２１が閉じられ、カルボン酸含有ガスの導入が停止される。
次に、第１の接続部３１と第２の接続部３２との両ガス流通開閉バルブが閉じられ、計測キャビティ３の空間とチャンバ１３の空間とが遮断される。
そして、チャンバ１３内部は、排気手段によりリフロー部用排気ポート１７から排気され、真空状態となった後に、置換ガス（図示せず）が導入され、カルボン酸含有ガスが排出パージされる。次に、カルボン酸含有ガスの排出パージ後、ゲートバルブ１６が開かれ、ワーク１５が搬出される。
また、計測キャビティ３内部は、計測キャビティ用排気ポート２７からカルボン酸含有ガスを排気しながら、不活性ガス導入管１０から不活性ガスを導入し、半導体式ＣＯセンサが真空雰囲気に曝されることなく、大気圧雰囲気中でカルボン酸含有ガスがパージされる。
【００２４】
本実施の形態のはんだ接合装置１００は、リフロー部１２と、リフロー部１２のチャンバ１３内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する計測部４とを備えている。
具体的には、チャンバ１３に設けられた両接続部３１,３２に、内部に半導体式ＣＯセンサ１を設けた計測キャビティ３が接続されているので、半導体式ＣＯセンサ１が設置された計測キャビティ３のカルボン酸含有ガス濃度を、チャンバ１３内と同様にすることができる。
【００２５】
そして、半導体式ＣＯセンサ１は、信号ケーブル６を介して信号処理部７に接続されているので、はんだ接合中のカルボン酸含有ガス濃度を、自動的に、精度良く、リアルタイムに算出できる。算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータは、表示器８に伝送することにより、表示することができる。また、算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータは、データーロガーに伝送することにより、記録することもできる。
【００２６】
本実施の形態のはんだ接合装置１００は、リアルタイムに、チャンバ１３内のカルボン酸含有ガス濃度を計測できるので、例えば、カルボン酸含有ガス濃度の大きな変化を検出して、カルボン酸ガス供給装置の故障を即座に見つけることができ、はんだ接合装置の信頼性が高い。
また、リアルタイムに精度良く、必要な濃度のカルボン酸含有ガスが供給されているかどうかを、モニターできるので、ワーク１５の酸化皮膜量に対して必要量のカルボン酸が供給されず、すなわち必要な濃度のカルボン酸含有ガスが供給されず、ワーク１５に酸化皮膜が残ることによりはんだ接合不良が発生するのを防止でき、はんだ接合の安定化と信頼性向上とを実現でき、半導体装置の不良率を低減できる。
【００２７】
また、本実施の形態のはんだ接合装置１００は、はんだ接合中のカルボン酸含有ガス濃度を、自動的に計測できるので、カルボン酸含有ガス濃度測定の手間を省くことができ、半導体装置の製造コストを低減できる。
また、自動で計測したカルボン酸含有ガス濃度のデータは、データーロガーで記録することもできるので、カルボン酸含有ガス濃度の異常を確認でき、後工程で接合の良否を判定することなしに不良品を除くことができ、半導体装置の製造工程を短縮でき、生産性向上が図れる。
【００２８】
また、ワークの量や大きさに応じて必要十分なカルボン酸量は異なるが、ワークの量や大きさに対応した、適正量のカルボン酸を供給するカルボン酸含有ガス濃度を見出すことができるので、必要以上のカルボン酸を投入することがなく、カルボン酸の使用量を抑制でき、半導体装置の製造コストを低減できる。
【００２９】
また、本実施の形態のはんだ接合装置１００は、チャンバ１３内部と計測キャビティ３内部とのカルボン酸含有ガスが排出パージされた後に、再び、第１の接続部３１と第２の接続部３２との両ガス流通開閉バルブを開くことにより、チャンバ１３内部のカルボン酸含有ガス濃度を測定できるので、チャンバ１３内に、カルボン酸含有ガスが残留していないことを確認できる。それ故、ワーク１５を取出した時に、外部に残留カルボン酸含有ガスが漏れて、異臭が発生したり、ワーク表面が再酸化するのを防止できる。それと、排気処理時間を最適化でき、はんだ接合のスループットを向上できる、
また、半導体式ＣＯセンサ１が真空雰囲気に曝されることがないので、半導体式ＣＯセンサ１の、寿命の低下や性能低下が防止できる。
【００３０】
通常、カルボン酸ガスは温度如何に関わらず一定の割合で分解と再結合とを繰り返しており、その過程で、カルボン酸ガスの分解により、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２等のガス分子（分解生成ガス分子と記す）を生じ、これらの分解生成ガス分子の濃度は、カルボン酸ガス濃度と対応している。
そこで、本実施の形態のはんだ接合装置１００では、計測キャビティ３内に設置した半導体式ガスセンサとして、半導体式ＣＯセンサ１を用いたが、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２ＯおよびＣＯ２の内のいずれか１種類の分解生成ガス分子を計測する、半導体式ガスセンサを用いれば良い。
この場合は、選択された半導体式ガスセンサで計測された信号を、予め検量された選択された半導体式ガスセンサの出力値とカルボン酸含有ガス濃度との相関データと比較することにより、カルボン酸含有ガス濃度を算出できる。
【００３１】
本実施の形態のはんだ接合装置１００では、計測キャビティ３に、不活性ガスを導入する不活性ガス導入管１０と、カルボン酸含有ガスを排出する計測キャビティ用排気ポート２７とが接続されている。
しかし、はんだ接合工程終了後に、チャンバ１３内を真空状態にする必要がない場合は、第１の接続部３１と第２の接続部３２との両ガス流通開閉バルブを開放した状態で、チャンバ１３内に、排気手段によりリフロー部用排気ポート１７から排気しながら、不活性ガスを導入することにより、チャンバ１３内と計測キャビティ３内とのカルボン酸含有ガスを排出パージできるので、計測キャビティ３に、不活性ガスを導入する不活性ガス導入管１０と、カルボン酸含有ガスを排出する計測キャビティ用排気ポート２７とが、接続されていなくても良い。
【００３２】
本実施の形態のはんだ接合装置１００では、計測キャビティ３内に、計測キャビティ３とチャンバ１３との間で気体を循環させるファン等の循環手段を設けても良く、そうすると、カルボン酸含有ガス濃度の測定精度がさらに向上するので、好ましい。
また、計測キャビティ３内に、吸着したカルボン酸を蒸発させるような加熱手段を設けても良く、そうすると、メンテナンス性がさらに向上する。
【００３３】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係わるはんだ接合装置の側面断面模式図である。
図２に示すように、本実施の形態のはんだ接合装置２００は、計測部４の計測キャビティ３内に第１の半導体式ガスセンサである半導体式ＣＯセンサ１と、第２の半導体式ガスセンサである半導体式Ｈ２センサ２とを備え、第１の半導体式ガスセンサである半導体式ＣＯセンサ１からの信号を伝送する信号ケーブル６ａと、第２の半導体式ガスセンサである半導体式Ｈ２センサ２からの信号を伝送する信号ケーブル６ｂとが、信号処理部７に接続されており、信号処理部７が、ＣＯ濃度の信号とＨ２濃度の信号との比を演算する機能も有している以外、実施の形態１のはんだ接合装置１００と同様であり、実施の形態１のはんだ接合装置１００と同様な効果を有する。
【００３４】
さらに、本実施の形態のはんだ接合装置２００では、半導体式ＣＯセンサ１で計測されたＣＯ濃度の信号と半導体式Ｈ２センサ２で計測されたＨ２濃度の信号とが、各々の信号ケーブル６ａ，６ｂにより、信号処理部７に伝送され、信号処理部７で、ＣＯ濃度の信号とＨ２濃度の信号との比を算定できる。
通常、カルボン酸ガスは温度如何に関わらず一定の割合で分解と再結合とを繰り返しており、その過程で、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２等の分解生成ガス分子を生じる。そして、同一条件の雰囲気空間では、ＣＯとＨ２との濃度比も含め、各分解生成ガス分子の濃度比は、大略一定となる。
【００３５】
すなわち、本実施の形態のはんだ接合装置２００は、信号処理部７で算定されたＣＯ濃度の信号とＨ２濃度の信号との比を、モニタリングすることにより、半導体式ガスセンサの故障や不具合を検出できるので、はんだ接合装置における計測部４の信頼性が優れている。
半導体式ガスセンサの故障や不具合の検出は、半導体式ＣＯセンサ１または半導体式Ｈ２センサ２のいずれか一方、あるいは、半導体式ＣＯセンサ１と半導体式Ｈ２センサ２との両方に、故障や不具合が発生すると、信号比が大きく変化するので、この変化を検出した時に、例えは、警告ブザーや警告表示灯や警告表示画面で知らせることにより、行われる。
【００３６】
本実施の形態では、信号比を算定するのに用いられた、第１の半導体式ガスセンサは半導体式ＣＯセンサ１であり、第２の半導体式ガスセンサは半導体式Ｈ２センサ２であるが、各分解生成ガス分子の濃度比は一定であるので、第１の半導体式ガスセンサを、特定の１種類の分解生成ガス分子を検出するものとし、第２の半導体式ガスセンサを、第１の半導体式ガスセンサが検出する種類の分解生成ガス分子とは異なる種類の分解生成ガス分子を検出するものとすれば良い。すなわち、異なる２種類の分解生成ガス分子を検出する半導体式ガスセンサを組み合わせれば良く、同様な効果が得られる。
【００３７】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３に係わるはんだ接合装置の信号処理部の側面模式図である。
図３に示すように、本実施の形態のはんだ接合装置は、信号処理部７に、カルボン酸ガス供給装置を制御する制御部９が接続されている以外、実施の形態１のはんだ接合装置１００と同様であり、実施の形態１のはんだ接合装置１００と同様な効果を有する。
【００３８】
本実施の形態のはんだ接合装置は、信号処理部７から、制御信号がカルボン酸ガス供給装置を制御する制御部９に伝送され、はんだ接合工程をコントロールすることができる。
すなわち、はんだ接合工程中に、リフロー部１２のチャンバ１３内のカルボン酸含有ガス濃度が変化しても、自動的にカルボン酸含有ガス濃度を調整できるので、はんだ接合の信頼性向上と、自動化とを実現できる。
本実施の形態の制御部９を設けることは、実施の形態２のはんだ接合装置にも適用でき、同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係わるはんだ接合装置は、リフロー部のチャンバに、半導体式ガスセンサが設置された計測キャビティが接続されており、リアルタイムで精度良くカルボン酸含有ガス濃度を測定できるものであり、高信頼性と製造コストの低減とが要求される、半導体装置のはんだ接合に用いられる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 半導体式ＣＯセンサ、２ 半導体式Ｈ２センサ、３ 計測キャビティ、
４ 計測部、５ 不活性ガス開閉バルブ、６ 信号ケーブル、７ 信号処理部、
８ 表示器、９ 制御部、１０ 不活性ガス導入管、１２ リフロー部、
１３ チャンバ、１４ ホットプレート、１５ ワーク、１６ ゲートバルブ、
１７ リフロー部用排気ポート、１８ 排気開閉バルブ、１９ 排気手段、
２０ カルボン酸含有ガス導入管、２１ カルボン酸含有ガス開閉バルブ、
２７ 計測部用排気ポート、３１ 第１の接続部、３２ 第２の接続部、
１００，２００ はんだ接合装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ接合装置に関するものであり、特に、半導体装置の製造工程における半導体チップや電子部品と配線基板との接合等に用いられるはんだ接合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置のリフローはんだ接合（はんだ接合と記す）では、はんだ表面や被接合物である半導体装置の表面を清浄化させるために、フラックスが用いられている。しかし、はんだ接合後に、固化して残ったハロゲン成分を含有するフラックス残渣が、半導体装置の配線の、腐食やマイグレーションの原因となるので、はんだ接合後に、フラックス残渣を除去する有機溶剤による洗浄が、不可欠であった。この有機溶剤による洗浄は、半導体装置製造のスループットを長くするとともに、環境に悪影響を与えた。
そのため、フラックスを用いないはんだ接合方法の開発が望まれていた。
【０００３】
半導体装置のフラックスを用いないはんだ接合方法の一つに、カルボン酸を用いた接合方法がある。
この方法で用いられるはんだ接合装置は、カルボン酸を供給する装置（カルボン酸供給装置と記す）から、はんだ接合される被接合物（ワークと記す）がセットされた加熱溶融チャンバ内に、蒸気状のカルボン酸を加えるか、または液状のカルボン酸を加えてカルボン酸蒸気を発生させるかして、カルボン酸蒸気により、ワーク表面を被覆している酸化膜を除去する。すなわちカルボン酸含有ガスにより洗浄処理して、はんだ接合する装置である（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３９７３１３号公報（第６頁、第７頁、第４図）
【特許文献２】特許第３４０４０２１号公報（第３頁、第４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなカルボン酸含有ガスにより、ワークを洗浄処理するはんだ接合装置では、リフロー装置の加熱チャンバ内のカルボン酸濃度が、ワークの洗浄処理に大きく影響し、半導体装置のはんだ接合の良否を左右する。
そして、上記特許文献１または特許文献２に記載のはんだ接合装置では、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガスのカルボン酸濃度（カルボン酸含有ガス濃度と記す）は、カルボン酸の供給量や温度および同時に導入される不活性ガスの供給量や温度等、カルボン酸供給装置で設定される条件で決まる。
【０００６】
しかし、上記特許文献１または特許文献２に記載のはんだ接合装置では、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する手段は用いられておらず、はんだ接合中に、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度が変化したとしても、その変化を検出できず、カルボン酸供給装置の設定条件を変えて、カルボン酸含有ガス濃度を適正な値に修正することができない。すなわち、はんだ接合中、はんだ接合装置の加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を、継続して適正な値に維持することができないので、はんだ接合にバラツキを生じるとの問題があった。
【０００７】
また、カルボン酸含有ガスによりワークを洗浄処理するはんだ接合装置では、はんだ接合が終了し、ワークである半導体装置を取り出す場合、加熱チャンバ内にカルボン酸含有ガスが残留すると、異臭が発生して作業環境が悪化したり、ワークの表面が再び酸化するので、はんだ接合終了後に加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガスを排気する処理が行われる。
しかし、上記特許文献１または特許文献２に記載のはんだ接合装置では、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する手段は用いられていないので、排気において加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガスが残留しているかどうかを判断できず、長時間の排気処理が必要であり、はんだ接合のスループットが長くなるとの問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献１または特許文献２に記載のはんだ接合装置において、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する手段として、例えば、加熱チャンバにカルボン酸含有ガス採取孔（採取孔と記す）を設け、この採取孔に、従来のガスサンプリング器を取り付け、このガスサンプリング器に採取したカルボン酸含有ガスの濃度を検知管で測定することが考えられる。
【０００９】
しかし、検知管でカルボン酸含有ガス濃度を計測する方法は、カルボン酸含有ガスを、一旦ガスサンプリング器に採取して測定するバッチ式であり、また検知管の測定濃度の上限が低いので、採取したカルボン酸含有ガスを希釈する必要があり、測定に時間を要する。すなわち、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を、リアルタイムに継続して観測することができず、濃度変化があった時に、即変化を検出して、カルボン酸含有ガス濃度を直ちに修正することができないとの問題があった。
【００１０】
それと、上記検知管による測定は、手動で行われるので、再現性が良くないとの問題があった。
それと、カルボン酸含有ガスでワークを洗浄処理するはんだ接合装置では、カルボン酸に蟻酸が最も良く用いられるが、蟻酸濃度を直接に計測する検知管がなく、酢酸用で計測し、補正するため、測定精度と再現性が良くないとの問題があった。
【００１１】
また、上記特許文献１または特許文献２に記載のはんだ接合装置において、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する手段として、加熱チャンバに設けた採取孔にガスクロマトグラフを取り付けて、カルボン酸含有ガス濃度を測定する手段が考えられるが、ガスクロマトグラフは、装置コストが非常に高く、また、カルボン酸含有ガス濃度が大きく変わった場合、カラムを変更する必要があり、その運用にも手間とコストがかかるとの問題があった。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、はんだ接合中の加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガス濃度を、コストをかけずに継続して、精度良くリアルタイムに測定することにより、カルボン酸含有ガス濃度の変化を即座に検出し、この検出結果に基づきカルボン酸供給装置の設定条件を変えてカルボン酸含有ガス濃度を適正値に修正し、はんだ接合にバラツキが発生するのを防止した信頼性の高いはんだ接合を実現できるとともに、はんだ接合終了後のカルボン酸含有ガスの排気工程において、加熱チャンバ内のカルボン酸含有ガスの消滅をすばやく検出して、排気処理時間を最適化することにより、はんだ接合のスループットを向上できる、はんだ接合装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係わるはんだ接合装置は、ワークを、導入されたカルボン酸含有ガスで洗浄処理するとともに接合処理するリフロー部と、リフロー部に接続され、リフロー部に導入されたカルボン酸含有ガスの濃度を計測する計測部と、計測部で計測された信号を処理する信号処理部とを備えたはんだ接合装置であって、リフロー部が、ワークを収納するチャンバと、チャンバに設けられた、計測部が接続される、第１の接続部と第２の接続部と、第１の接続部と第２の接続部との各々に設けられたガス流通開閉バルブとを備えており、計測部が、一端側の開口をチャンバの第１の接続部に接続し、他端側の開口をチャンバの第２の接続部に接続した計測キャビティと、計測キャビティ内に設置された半導体式ガスセンサとを備えており、半導体式ガスセンサが、カルボン酸ガスが分解して生成する、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２ＯおよびＣＯ２の内のいずれか１種類の分解生成ガス分子を計測するものであり、信号処理部が、半導体式ガスセンサと、半導体式ガスセンサで計測された信号に基づき算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータを表示する表示器とに接続されたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係わるはんだ接合装置は、ワークを、導入されたカルボン酸含有ガスで洗浄処理するとともに接合処理するリフロー部と、リフロー部に接続され、リフロー部に導入されたカルボン酸含有ガスの濃度を計測する計測部と、計測部で計測された信号を処理する信号処理部とを備えたはんだ接合装置であって、リフロー部が、ワークを収納するチャンバと、チャンバに設けられた、計測部が接続される、第１の接続部と第２の接続部と、第１の接続部と第２の接続部との各々に設けられたガス流通開閉バルブとを備えており、計測部が、一端側の開口をチャンバの第１の接続部に接続し、他端側の開口をチャンバの第２の接続部に接続した計測キャビティと、計測キャビティ内に設置された半導体式ガスセンサとを備えており、半導体式ガスセンサが、カルボン酸ガスが分解して生成する、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２ＯおよびＣＯ２の内のいずれか１種類の分解生成ガス分子を計測するものであり、信号処理部が、半導体式ガスセンサと、半導体式ガスセンサで計測された信号に基づき算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータを表示する表示器とに接続されたものであり、リアルタイムで精度良くカルボン酸含有ガス濃度を測定でき、信頼性の高いはんだ接合を実現できるとともに、はんだ接合終了後にカルボン酸含有ガスが残留していないことを確認でき、チャンバの排気処理時間を最適化でき、はんだ接合のスループットを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係わるはんだ接合装置の側面断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係わるはんだ接合装置の側面断面模式図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係わるはんだ接合装置の信号処理部の側面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わるはんだ接合装置の側面断面模式図である。
図１に示すように、本実施の形態のはんだ接合装置１００は、半導体装置であるワーク１５を、洗浄処理するとともに接合処理するリフロー部１２と、リフロー部１２内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する計測部４と、計測部４で計測したカルボン酸含有ガス濃度に対応した信号を処理する信号処理部７とを備えている。
【００１７】
リフロー部１２は、ワーク１５を収納するチャンバ１３と、ワーク１３の搬入排出用のゲートバルブ１６と、ワークを載置でき、且つ加熱によりはんだを溶融させるホットプレート１４と、チャンバ１３に設けられた計測部４を接続する第１の接続部３１と第２の接続部３２とを備えている。そして、第１の接続部３１と第２の接続部３２とは、各々、ガス流通開閉バルブを有している。
【００１８】
そして、チャンバ１３には、カルボン酸ガス供給装置（図示せず）からのカルボン酸含有ガスを導入するカルボン酸含有ガス導入管２０と、はんだ接合処理後に、チャンバ１３内のカルボン酸含有ガスを排気するリフロー部用排気ポート１７とが接続されている。
そして、カルボン酸含有ガス導入管２０には、カルボン酸含有ガス開閉バルブ２１が設けられ、リフロー部用排気ポート１７には、排気開閉バルブ１８が設けられており、この排気開閉バルブ１８は、ガスの流れを止めることとガスの流れを切り替えることができる。さらに、排気開閉バルブ１８の排気側には、例えば、真空ポンプのような排気手段１９が接続されている。
【００１９】
計測部４は、一端側の開口がチャンバ１３の第１の接続部３１に接続され、他端側の開口がチャンバ１３の第２の接続部３２に接続された計測キャビティ３と、計測キャビティ３内に設置された半導体式ガスセンサである半導体式ＣＯセンサ１とを備えている。
そして、計測キャビティ３には、例えば、窒素ガスのような不活性ガスを導入する不活性ガス導入管１０と、カルボン酸含有ガス濃度の計測が終了した後に、計測キャビティ３内の、カルボン酸含有ガスを排気する計測キャビティ用排気ポート２７とが接続されている。そして、不活性ガス導入管１０には、不活性ガス開閉バルブ５が設けられ、計測キャビティ用排気ポート２７は排気開閉バルブ１８に接続されている。
【００２０】
信号処理部７は、半導体式ＣＯセンサ１と、半導体式ＣＯセンサ１からの信号を伝送する信号ケーブル６で接続されている。
そして、信号処理部７には、信号処理部７からのデータによりカルボン酸含有ガス濃度を示す表示器８が接続されている。この表示器８に換えて、信号処理部７からのデータによりカルボン酸含有ガス濃度を記録するデーターロガーであっても良い。
【００２１】
次に、本実施の形態のはんだ接合装置１００の、動作について説明する。
本実施の形態のはんだ接合装置は、まず、カルボン酸含有ガス開閉バルブ２１が開かれ、カルボン酸含有ガス導入管２０から、カルボン酸含有ガスが、リフロー装置１２のチャンバ１３内に導入される。この導入されたカルボン酸含有ガスにより、ホットプレート１４で加熱されたワーク１５が、それを形成する各部品表面の酸化膜や異物コンタミ等が洗浄されるとともに、はんだ接合される。
【００２２】
本実施の形態のはんだ接合装置１００は、はんだ接合工程中に、チャンバ１３に設けられた、第１の接続部３１と第２の接続部３２との両ガス流通開閉バルブが開かれ、カルボン酸含有ガスが計測キャビティ３内にも導入され、カルボン酸含有ガス濃度に対応したＣＯ濃度が、半導体式ＣＯセンサ１により計測される。そして、半導体式ＣＯセンサ１で計測されたＣＯ濃度の信号が、信号ケーブル６により、信号処理部７に伝送される。
信号処理部７では、半導体式ＣＯセンサ１で計測された信号を、予め検量された半導体式ＣＯセンサ１の出力値とカルボン酸濃度との相関データと比較することにより、カルボン酸含有ガス濃度を算出する。算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータは、表示器８あるいはデーターロガーに伝送される。
【００２３】
本実施の形態のはんだ接合装置１００では、はんだ接合工程の終了後、カルボン酸含有ガス開閉バルブ２１が閉じられ、カルボン酸含有ガスの導入が停止される。
次に、第１の接続部３１と第２の接続部３２との両ガス流通開閉バルブが閉じられ、計測キャビティ３の空間とチャンバ１３の空間とが遮断される。
そして、チャンバ１３内部は、排気手段によりリフロー部用排気ポート１７から排気され、真空状態となった後に、置換ガス（図示せず）が導入され、カルボン酸含有ガスが排出パージされる。次に、カルボン酸含有ガスの排出パージ後、ゲートバルブ１６が開かれ、ワーク１５が搬出される。
また、計測キャビティ３内部は、計測キャビティ用排気ポート２７からカルボン酸含有ガスを排気しながら、不活性ガス導入管１０から不活性ガスを導入し、半導体式ＣＯセンサが真空雰囲気に曝されることなく、大気圧雰囲気中でカルボン酸含有ガスがパージされる。
【００２４】
本実施の形態のはんだ接合装置１００は、リフロー部１２と、リフロー部１２のチャンバ１３内のカルボン酸含有ガス濃度を計測する計測部４とを備えている。
具体的には、チャンバ１３に設けられた両接続部３１,３２に、内部に半導体式ＣＯセンサ１を設けた計測キャビティ３が接続されているので、半導体式ＣＯセンサ１が設置された計測キャビティ３のカルボン酸含有ガス濃度を、チャンバ１３内と同様にすることができる。
【００２５】
そして、半導体式ＣＯセンサ１は、信号ケーブル６を介して信号処理部７に接続されているので、はんだ接合中のカルボン酸含有ガス濃度を、自動的に、精度良く、リアルタイムに算出できる。算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータは、表示器８に伝送することにより、表示することができる。また、算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータは、データーロガーに伝送することにより、記録することもできる。
【００２６】
本実施の形態のはんだ接合装置１００は、リアルタイムに、チャンバ１３内のカルボン酸含有ガス濃度を計測できるので、例えば、カルボン酸含有ガス濃度の大きな変化を検出して、カルボン酸ガス供給装置の故障を即座に見つけることができ、はんだ接合装置の信頼性が高い。
また、リアルタイムに精度良く、必要な濃度のカルボン酸含有ガスが供給されているかどうかを、モニターできるので、ワーク１５の酸化皮膜量に対して必要量のカルボン酸が供給されず、すなわち必要な濃度のカルボン酸含有ガスが供給されず、ワーク１５に酸化皮膜が残ることによりはんだ接合不良が発生するのを防止でき、はんだ接合の安定化と信頼性向上とを実現でき、半導体装置の不良率を低減できる。
【００２７】
また、本実施の形態のはんだ接合装置１００は、はんだ接合中のカルボン酸含有ガス濃度を、自動的に計測できるので、カルボン酸含有ガス濃度測定の手間を省くことができ、半導体装置の製造コストを低減できる。
また、自動で計測したカルボン酸含有ガス濃度のデータは、データーロガーで記録することもできるので、カルボン酸含有ガス濃度の異常を確認でき、後工程で接合の良否を判定することなしに不良品を除くことができ、半導体装置の製造工程を短縮でき、生産性向上が図れる。
【００２８】
また、ワークの量や大きさに応じて必要十分なカルボン酸量は異なるが、ワークの量や大きさに対応した、適正量のカルボン酸を供給するカルボン酸含有ガス濃度を見出すことができるので、必要以上のカルボン酸を投入することがなく、カルボン酸の使用量を抑制でき、半導体装置の製造コストを低減できる。
【００２９】
また、本実施の形態のはんだ接合装置１００は、チャンバ１３内部と計測キャビティ３内部とのカルボン酸含有ガスが排出パージされた後に、再び、第１の接続部３１と第２の接続部３２との両ガス流通開閉バルブを開くことにより、チャンバ１３内部のカルボン酸含有ガス濃度を測定できるので、チャンバ１３内に、カルボン酸含有ガスが残留していないことを確認できる。それ故、ワーク１５を取出した時に、外部に残留カルボン酸含有ガスが漏れて、異臭が発生したり、ワーク表面が再酸化するのを防止できる。それと、排気処理時間を最適化でき、はんだ接合のスループットを向上できる、
また、半導体式ＣＯセンサ１が真空雰囲気に曝されることがないので、半導体式ＣＯセンサ１の、寿命の低下や性能低下が防止できる。
【００３０】
通常、カルボン酸ガスは温度如何に関わらず一定の割合で分解と再結合とを繰り返しており、その過程で、カルボン酸ガスの分解により、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２等のガス分子（分解生成ガス分子と記す）を生じ、これらの分解生成ガス分子の濃度は、カルボン酸ガス濃度と対応している。
そこで、本実施の形態のはんだ接合装置１００では、計測キャビティ３内に設置した半導体式ガスセンサとして、半導体式ＣＯセンサ１を用いたが、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２ＯおよびＣＯ２の内のいずれか１種類の分解生成ガス分子を計測する、半導体式ガスセンサを用いれば良い。
この場合は、選択された半導体式ガスセンサで計測された信号を、予め検量された選択された半導体式ガスセンサの出力値とカルボン酸含有ガス濃度との相関データと比較することにより、カルボン酸含有ガス濃度を算出できる。
【００３１】
本実施の形態のはんだ接合装置１００では、計測キャビティ３に、不活性ガスを導入する不活性ガス導入管１０と、カルボン酸含有ガスを排出する計測キャビティ用排気ポート２７とが接続されている。
しかし、はんだ接合工程終了後に、チャンバ１３内を真空状態にする必要がない場合は、第１の接続部３１と第２の接続部３２との両ガス流通開閉バルブを開放した状態で、チャンバ１３内に、排気手段によりリフロー部用排気ポート１７から排気しながら、不活性ガスを導入することにより、チャンバ１３内と計測キャビティ３内とのカルボン酸含有ガスを排出パージできるので、計測キャビティ３に、不活性ガスを導入する不活性ガス導入管１０と、カルボン酸含有ガスを排出する計測キャビティ用排気ポート２７とが、接続されていなくても良い。
【００３２】
本実施の形態のはんだ接合装置１００では、計測キャビティ３内に、計測キャビティ３とチャンバ１３との間で気体を循環させるファン等の循環手段を設けても良く、そうすると、カルボン酸含有ガス濃度の測定精度がさらに向上するので、好ましい。
また、計測キャビティ３内に、吸着したカルボン酸を蒸発させるような加熱手段を設けても良く、そうすると、メンテナンス性がさらに向上する。
【００３３】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係わるはんだ接合装置の側面断面模式図である。
図２に示すように、本実施の形態のはんだ接合装置２００は、計測部４の計測キャビティ３内に第１の半導体式ガスセンサである半導体式ＣＯセンサ１と、第２の半導体式ガスセンサである半導体式Ｈ２センサ２とを備え、第１の半導体式ガスセンサである半導体式ＣＯセンサ１からの信号を伝送する信号ケーブル６ａと、第２の半導体式ガスセンサである半導体式Ｈ２センサ２からの信号を伝送する信号ケーブル６ｂとが、信号処理部７に接続されており、信号処理部７が、ＣＯ濃度の信号とＨ２濃度の信号との比を演算する機能も有している以外、実施の形態１のはんだ接合装置１００と同様であり、実施の形態１のはんだ接合装置１００と同様な効果を有する。
【００３４】
さらに、本実施の形態のはんだ接合装置２００では、半導体式ＣＯセンサ１で計測されたＣＯ濃度の信号と半導体式Ｈ２センサ２で計測されたＨ２濃度の信号とが、各々の信号ケーブル６ａ，６ｂにより、信号処理部７に伝送され、信号処理部７で、ＣＯ濃度の信号とＨ２濃度の信号との比を算定できる。
通常、カルボン酸ガスは温度如何に関わらず一定の割合で分解と再結合とを繰り返しており、その過程で、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２等の分解生成ガス分子を生じる。そして、同一条件の雰囲気空間では、ＣＯとＨ２との濃度比も含め、各分解生成ガス分子の濃度比は、大略一定となる。
【００３５】
すなわち、本実施の形態のはんだ接合装置２００は、信号処理部７で算定されたＣＯ濃度の信号とＨ２濃度の信号との比を、モニタリングすることにより、半導体式ガスセンサの故障や不具合を検出できるので、はんだ接合装置における計測部４の信頼性が優れている。
半導体式ガスセンサの故障や不具合の検出は、半導体式ＣＯセンサ１または半導体式Ｈ２センサ２のいずれか一方、あるいは、半導体式ＣＯセンサ１と半導体式Ｈ２センサ２との両方に、故障や不具合が発生すると、信号比が大きく変化するので、この変化を検出した時に、例えは、警告ブザーや警告表示灯や警告表示画面で知らせることにより、行われる。
【００３６】
本実施の形態では、信号比を算定するのに用いられた、第１の半導体式ガスセンサは半導体式ＣＯセンサ１であり、第２の半導体式ガスセンサは半導体式Ｈ２センサ２であるが、各分解生成ガス分子の濃度比は一定であるので、第１の半導体式ガスセンサを、特定の１種類の分解生成ガス分子を検出するものとし、第２の半導体式ガスセンサを、第１の半導体式ガスセンサが検出する種類の分解生成ガス分子とは異なる種類の分解生成ガス分子を検出するものとすれば良い。すなわち、異なる２種類の分解生成ガス分子を検出する半導体式ガスセンサを組み合わせれば良く、同様な効果が得られる。
【００３７】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３に係わるはんだ接合装置の信号処理部の側面模式図である。
図３に示すように、本実施の形態のはんだ接合装置は、信号処理部７に、カルボン酸ガス供給装置を制御する制御部９が接続されている以外、実施の形態１のはんだ接合装置１００と同様であり、実施の形態１のはんだ接合装置１００と同様な効果を有する。
【００３８】
本実施の形態のはんだ接合装置は、信号処理部７から、制御信号がカルボン酸ガス供給装置を制御する制御部９に伝送され、はんだ接合工程をコントロールすることができる。
すなわち、はんだ接合工程中に、リフロー部１２のチャンバ１３内のカルボン酸含有ガス濃度が変化しても、自動的にカルボン酸含有ガス濃度を調整できるので、はんだ接合の信頼性向上と、自動化とを実現できる。
本実施の形態の制御部９を設けることは、実施の形態２のはんだ接合装置にも適用でき、同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係わるはんだ接合装置は、リフロー部のチャンバに、半導体式ガスセンサが設置された計測キャビティが接続されており、リアルタイムで精度良くカルボン酸含有ガス濃度を測定できるものであり、高信頼性と製造コストの低減とが要求される、半導体装置のはんだ接合に用いられる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 半導体式ＣＯセンサ、２ 半導体式Ｈ２センサ、３ 計測キャビティ、
４ 計測部、５ 不活性ガス開閉バルブ、６ 信号ケーブル、７ 信号処理部、
８ 表示器、９ 制御部、１０ 不活性ガス導入管、１２ リフロー部、
１３ チャンバ、１４ ホットプレート、１５ ワーク、１６ ゲートバルブ、
１７ リフロー部用排気ポート、１８ 排気開閉バルブ、１９ 排気手段、
２０ カルボン酸含有ガス導入管、２１ カルボン酸含有ガス開閉バルブ、
２７ 計測部用排気ポート、３１ 第１の接続部、３２ 第２の接続部、
１００，２００ はんだ接合装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを、導入されたカルボン酸含有ガスで洗浄処理するとともに接合処理するリフロー部と、上記リフロー部に接続され、上記リフロー部に導入されたカルボン酸含有ガスの濃度を計測する計測部と、上記計測部で計測された信号を処理する信号処理部とを備えたはんだ接合装置であって、
上記リフロー部が、上記ワークを収納するチャンバと、上記チャンバに設けられた、上記計測部が接続される、第１の接続部と第２の接続部と、上記第１の接続部と上記第２の接続部との各々に設けられたガス流通開閉バルブとを備えており、
上記計測部が、一端側の開口を上記チャンバの第１の接続部に接続し、他端側の開口を上記チャンバの第２の接続部に接続した計測キャビティと、上記計測キャビティ内に設置された半導体式ガスセンサとを備えており、上記半導体式ガスセンサが、カルボン酸ガスが分解して生成する、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２ＯおよびＣＯ２の内のいずれか１種類の分解生成ガス分子を計測するものであり、
上記信号処理部が、上記半導体式ガスセンサと、上記半導体式ガスセンサで計測された信号に基づき算出された上記カルボン酸含有ガス濃度のデータを表示する表示器とに接続されたはんだ接合装置。
【請求項２】
上記計測キャビティ内に設置された半導体式ガスセンサが、第１の半導体式ガスセンサと第２の半導体式ガスセンサとからなり、上記第１の半導体式ガスセンサが、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２ＯおよびＣＯ２の内のいずれか１種類のカルボン酸ガスの分解生成ガス分子を計測するものであり、上記第２の半導体式ガスセンサが、上記第１の半導体式ガスセンサが計測する分解生成ガス分子とは異なる１種類の分解生成ガス分子を計測するものであり、
上記信号処理部が、上記第１の半導体式ガスセンサの信号と上記第２の半導体式ガスセンサの信号との比を演算する機能も有していることを特徴とする請求項１に記載のはんだ接合装置。
【請求項３】
上記計測キャビティに、不活性ガスを導入する不活性ガス導入管とカルボン酸含有ガスを排出する計測キャビティ用排気ポートとが接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のはんだ接合装置。
【請求項４】
上記計測キャビティ内に、上記計測キャビティとチャンバとの間で気体を循環させる循環手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項５】
上記計測キャビティ内に、吸着したカルボン酸を蒸発させる加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項６】
上記信号処理部が、半導体式ガスセンサと、上記半導体式ガスセンサで計測された信号に基づき算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータを記録するデーターロガーとに接続されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項７】
上記信号処理部に、カルボン酸ガス供給装置を制御する制御部が接続されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項１】
ワークを、導入されたカルボン酸含有ガスで洗浄処理するとともに接合処理するリフロー部と、上記リフロー部に接続され、上記リフロー部に導入されたカルボン酸含有ガスの濃度を計測する計測部と、上記計測部で計測された信号を処理する信号処理部とを備えたはんだ接合装置であって、
上記リフロー部が、上記ワークを収納するチャンバと、上記チャンバに設けられた、上記計測部が接続される、第１の接続部と第２の接続部と、上記第１の接続部と上記第２の接続部との各々に設けられたガス流通開閉バルブとを備えており、
上記計測部が、一端側の開口を上記チャンバの第１の接続部に接続し、他端側の開口を上記チャンバの第２の接続部に接続した計測キャビティと、上記計測キャビティ内に設置された半導体式ガスセンサとを備えており、上記半導体式ガスセンサが、カルボン酸ガスが分解して生成する、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２ＯおよびＣＯ２の内のいずれか１種類の分解生成ガス分子を計測するものであり、
上記信号処理部が、上記半導体式ガスセンサと、上記半導体式ガスセンサで計測された信号に基づき算出された上記カルボン酸含有ガス濃度のデータを表示する表示器とに接続されたはんだ接合装置。
【請求項２】
上記計測キャビティ内に設置された半導体式ガスセンサが、第１の半導体式ガスセンサと第２の半導体式ガスセンサとからなり、上記第１の半導体式ガスセンサが、ＣＯ、Ｈ２、Ｈ２ＯおよびＣＯ２の内のいずれか１種類のカルボン酸ガスの分解生成ガス分子を計測するものであり、上記第２の半導体式ガスセンサが、上記第１の半導体式ガスセンサが計測する分解生成ガス分子とは異なる１種類の分解生成ガス分子を計測するものであり、
上記信号処理部が、上記第１の半導体式ガスセンサの信号と上記第２の半導体式ガスセンサの信号との比を演算する機能も有していることを特徴とする請求項１に記載のはんだ接合装置。
【請求項３】
上記計測キャビティに、不活性ガスを導入する不活性ガス導入管とカルボン酸含有ガスを排出する計測キャビティ用排気ポートとが接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のはんだ接合装置。
【請求項４】
上記計測キャビティ内に、上記計測キャビティとチャンバとの間で気体を循環させる循環手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項５】
上記計測キャビティ内に、吸着したカルボン酸を蒸発させる加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項６】
上記信号処理部が、半導体式ガスセンサと、上記半導体式ガスセンサで計測された信号に基づき算出されたカルボン酸含有ガス濃度のデータを記録するデーターロガーとに接続されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項７】
上記信号処理部に、カルボン酸ガス供給装置を制御する制御部が接続されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１２１１０２（Ｐ２０１１−１２１１０２Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８２３４７（Ｐ２００９−２８２３４７）
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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