加热熔融处理装置以及加热熔融处理方法 技术领域 本发明涉及用于对包含焊锡的处理对象物体进行加热熔融处理的加热熔融处理 装置及其方法。
背景技术 如锡焊处理装置以及焊锡球的成形装置等那样， 用于对包含焊锡的处理对象物体 进行加热熔融处理的加热熔融处理装置已广泛应用。 特别是为了可以不使用助焊剂地进行 锡焊处理和焊锡球成形处理， 已知有使用甲酸等的羧酸的加热熔融处理装置 ( 专利文献 1、 2)。
在这些加热熔融处理装置中， 从提高作业速度的观点出发， 要求缩短从焊锡熔融 到冷却的时间。关于这一点， 在专利文献 1 所述的装置中， 通过在配备加热单元的热板下方 设置可以升降的冷却板， 在冷却时让冷却板紧贴热板的下表面， 来强制冷却锡焊基板。
( 在先技术文献 )
专利文献
专利文献 1 ： 特开平 11-233934 号公报
专利文献 2 ： 特开 2001-244618 号公报
发明内容 ( 发明所要解决的问题 )
但是， 在上述现有的加热熔融处理装置中， 并不是让冷却板紧贴锡焊基板等处理 对象物体本身， 而只不过是让冷却板紧贴设置有加热单元的热板。
因而， 这种现有技术的加热熔融处理装置只不过能够经由热板间接地冷却处理对 象物体， 存在不能直接冷却处理对象物体的问题。 另外， 还存在除了用于将处理对象物体送 入 / 移出容器内的输送单元外， 还必须将另一个冷却板设置成可移动的问题。
因而， 本发明的目的在于提供一种能够直接冷却处理对象物体， 而不需要设置另 一个的冷却板的加热熔融处理装置。
( 解决问题的手段 )
本发明的加热熔融处理装置是在包含羧酸蒸气的气氛中对包含焊锡的处理对象 物体进行加热熔融处理的加热熔融处理装置， 其特征在于 ： 将用于承载并输送进行了上述 加热熔融处理的处理对象物体的操作部兼用作冷却板。
本发明的加热熔融处理方法的特征在于具有 ： 在包含羧酸蒸气的气氛中对包含焊 锡的处理对象物体进行加热熔融处理的步骤 ； 将进行了上述加热熔融处理的处理对象物体 承载在兼用作冷却板的操作部上并输送的步骤。
( 发明的效果 )
根据本发明， 与经由配备有加热单元的热板间接冷却处理对象物体的情况相比， 可以迅速冷却， 能够提高作业速度并能够提高生产率。
附图说明
图 1 是表示本发明的第一实施方式的锡焊处理装置的概略剖面图。 图 2 是表示图 1 的锡焊处理装置的操作部的平面图 (A) 以及 A-A 剖面图 (1B)。 图 3 是表示图 1 的锡焊处理装置中的锡焊处理的工序的概略剖面图。 图 4 是表示图 3 的后续工序的概略剖面图。 图 5 是表示图 4 的后续工序的概略剖面图。 图 6 是表示图 5 的后续工序的概略剖面图。 图 7 是表示图 6 的后续工序的概略剖面图。 图 8 是表示图 7 的后续工序的概略剖面图。 图 9 是表示图 8 的后续工序的概略剖面图。 图 10 是表示图 1 的锡焊处理装置的温度升降特性的图。 图 11 是表示比较例的锡焊处理装置的温度升降特性的图。 图 12 是表示图 10 以及图 11 的温度升降特性的温度分布测量位置的图。 图 13 是表示图 10 以及图 11 的温度升降特性的测量时的工艺条件的图。图 14 是表示在维持加热状态下， 进行处理对象物体的移交时的图 1 的锡焊处理装 置的温度升降特性的图。
图 15 是第二实施方式的锡焊处理装置的内部的从上方观察的概略剖面图。
图 16 是表示本发明的变形例中的温度升降特性一个示例的图。 具体实施方式
< 第一实施方式 >
以下， 参照附图说明本发明的第一实施方式。 另外， 在附图的说明中对同一要素标 注同一附图标记并省略重复的说明。另外， 图面的尺寸比例有时为了说明上的方便而有所 夸张， 存在与实际的比例有差异的情况。
图 1 表示将本发明的加热熔融处理装置作为锡焊处理装置应用的情况下的第一 实施方式。 锡焊处理装置 1 具有第一室 2 和第二室 3， 在它们之间承载并输送作为处理对象 物体的锡焊基板的操作部 4 还兼用作冷却板。
在此， 第一室 2 和第二室 3 经由可以开关的闸门阀 5 连结。通过关闭闸门阀 5， 能 够用组成闸门阀 5 的一部分的板形的遮挡部件将第一室 2 和第二室 3 隔开。另外， 通过打 开闸阀 5， 能够在保持第一室 2 和第二室 3 对外部的密封性的状态下， 使第一室 2 和第二室 3 相互连通。 在此， 例如， 通过使构成闸门阀 5 的一部分的遮蔽部件穿过密封部件 55 而向第 一室 2 或第二室 3 的内外滑动， 能够实现闸门阀 5 的上述功能。作为密封材料， 例如可以使 用 O 型圈来构成。第一室 2 为用于对作为包含焊锡的处理对象物体的锡焊基板 100 进行锡 焊的处理室， 而第二室 3 为用于投入锡焊基板 100 的装填闭锁室。另外， 锡焊基板 100 可以 是至少包含在表面上形成有许多焊锡凸起的芯片的一对芯片， 在此情况下， 作为上述锡焊 处理， 执行经由上述焊锡凸起之间或者经由上述焊锡凸起与电极来将上述一对芯片叠层并 接合的倒装片式接合处理。 总之， 在采用倒装片式接合处理的情况下， 既可以是在第一基片 和第二基片的双方的表面上形成焊锡凸起， 并经由这些焊锡凸起之间对第一基片和第二基片进行锡焊接合， 也可以是在第一基片的表面上形成焊锡凸起， 而在第二基片的表面上形 成电极部， 并经由第一基片的焊锡凸起和第二基片的电极部对第一基片和第二基片进行锡 焊接合。
在以上的说明中， 叙述了对第一基片和第二基片的双方进行锡焊接合的情况， 但 此外， 还可以考虑对在表面上形成有多个焊锡凸起的基片与晶片相互进行焊锡接合， 或者 对在表面上形成有多个焊锡凸起的多个晶片之间相互进行锡焊接合。
< 给排气系统 >
首先， 对与第一室 2 和第二室 3 连接的给排气系统进行说明。对于第一室 2 和第 二室 3， 分别经由阀 6、 7 连接排气泵 ( 真空泵 )8。所述排气泵 8 是用于对第一室内和第二 室内进行减压的排气单元。另外， 在本实施方式中， 作为第一室 2 和第二室 3 所用的排气单 元， 设置了一个排气泵 8， 但也可以与本实施方式不同地， 对各个室 2、 3 分别设置独立的排 气泵。
另外， 在第一室 2 上， 为了可以不用助焊剂地进行锡焊， 经由阀 10 连接羧酸蒸气供 给系统 ( 羧酸供给单元 )9。 作为羧酸， 可以使用甲酸、 乙酸、 丙酸、 丁酸、 戊酸、 己酸、 庚酸、 辛 酸、 壬酸、 草酸、 丙二酸、 丁二酸、 丙烯酸、 水杨酸、 乳酸等。
羧酸蒸气供给系统 9 将诸如氢气、 一氧化碳的还原性气体、 或诸如氮气的惰性气 体等运载气体混合到羧酸蒸气中并导入到第一室 2 内。羧酸蒸气供给系统 9 具有容纳羧酸 的液体的密闭容器 11， 在所述密闭容器 11 上连接着经由阀 12 提供运载气体的运载气体供 给管 13。运载气体供给管 13 连接在用于在容器 11 内发生气泡的发泡部 14 上。另外， 也可 以在容器 11 的周围设置用于对羧酸液体加温的加热器。加热器将羧酸液体保持为恒定的 温度。这样， 通过并用运载气体， 对第一室 2 内导入羧酸蒸气变得容易， 并且能够防止未充 分气化状态的羧酸附着在处理对象物体上而产生残渣的现象。
另外， 也可以与本实施方式不同地， 不使用运载气体， 而是通过使容纳着羧酸液体 的密封容器 11 与第一室 2 连通， 将其蒸气导入到第一室 2 内。另外， 也可以在将容纳着羧 酸液体的密闭容器 11 连通到第一室 2 上的过程中混合运载气体。在这些情况下， 其蒸发量 依赖于第一室 2 内的气体压力。
另外， 也可以在第一室 2 内设置将羧酸加热并使之汽化的羧酸加热单元 ( 未图 示 )， 将羧酸液体经由供给管 ( 未图示 ) 提供给上述第一室内的羧酸加热单元。在此情况 下， 在第一室 2 内， 羧酸加热单元将液体的羧酸加热并使之汽化， 由此提供羧酸蒸气气氛。
下面， 说明羧酸回收部。本实施方式的锡焊处理装置 1 设置或安装在排气泵 8 的 吸气或排气一侧， 并具有将汽化了的羧酸回收的羧酸回收部 ( 回收机构 )15。羧酸回收部 15 可以是安装在排气泵 8 的吸气一侧或排气一侧的过滤器， 也可以是安装在排气一侧上的 洗涤器。作为过滤器， 可以采用使用 Ca(OH)2 等的混合物的碱性固形物的中和方式的过滤 器或将羧酸热分解的热分解方式的过滤器。另外， 还可以采用使用捕捉羧酸的分子筛的吸 附方式的过滤器， 或者使用催化剂分解反应的催化剂反应方式等的其他方式的过滤器。另 一方面， 作为洗涤器， 可以采用通过液体处理对羧酸进行中和的方式的洗涤器， 或者将气化 了的羧酸溶解到溶液中并回收的方式的洗涤器。 将气化了的羧酸溶解到溶液中并回收的方 式的洗涤器具有这样的结构 ： 在将与排气泵的排气一侧连结的第一排气管插入到液槽内的 溶液中的同时， 在液槽的上部连接第二排气管。另外， 在第一室 2， 上经由阀 17 连接着用于将内部置换 ( 清除 ) 为氮气气氛的氮气 供给管 16， 而在第二室 3 上同样地经由阀 19 连接着氮气供给管 18。
< 加热单元 >
以下， 说明设置在第一室 2 内的加热单元。
在第一室 2 内， 设置有作为加热单元的热板 20。 在热板 20 的上表面上承载锡焊基 板 100 并进行加热。但是， 在锡焊基板 100 的数量多的情况下， 也可以经由用金属、 陶瓷等 的材料形成的托板 110 将锡焊基板 100 配置在热板 20 上。在图 1 中， 示例了经由托板 110 配置锡焊基板 100 的情况。因而， 在以下的说明中， 为了便于说明， 不仅是锡焊基板 100 有 时还将托板 110 称为处理对象物体。
另外， 作为热板 20， 可以利用附设有加热器的金属、 陶瓷等的材料构成， 作为加热 器可以采用诸如护套式加热器那样的电阻发热体。 但是， 更优选的是， 从提高耐腐蚀性的观 点出发， 优选利用碳板形成热板 20， 通过向所述碳板 20 本身通电， 使热板 20 本身发热来加 热处理对象物体。
< 关于输送部等 >
以下， 说明在本实施方式的锡焊处理装置中的输送部。 在第二室 3 上， 设置有用于将处理对象物体取出 / 放入的盖 21。 另外， 锡焊处理装 置 1 具备在第一室 2 和第二室 3 之间输送投入的处理对象物体的输送部 ( 输送单元 )22。
输送部 22 具有操作部 4 和用于使操作部 4 进退自如地移动的移动机构 ( 移动单 元 )23。在此， 在本申请中， “操作部” 是指在输送处理对象物体时， 承载该处理对象物体的 部分。在本实施方式中， 操作部 4 为板状体。但是， 并不限于这种情况， 可以采用各种形状 的操作部 4。另外， 从提高冷却效率的观点出发， 希望操作部 4 的上表面以能够与基板 100 或托板 110 等的下表面紧贴的方式平坦地形成。操作部 4 可以利用金属、 陶瓷等材料形成。
图 2 表示操作部的一个示例。操作部 4 具有冷却用介质在内部流通的流路 24。在 图 2 所示的例子中， 可以在操作部 4 的内部设置流路。例如， 操作部可以具有形成有成为流 路的沟的操作部主体和与操作部主体接合的盖部， 通过将盖部与操作部主体接合来完成流 路。流路 24 优选地以为了能够冷却操作部 4 的宽的范围而在面内蜿蜒的方式设置。另外， 也可以与本实施方式不同地， 将流路 24 外附在与承载基板 100 或托板 100 的表面相反一侧 的表面的下面一侧。在流路 24 内流动的冷却用介质可以是液体也可以是气体。但是， 从冷 却效率的观点出发优选为液体， 特别是从使用方便的观点出发优选为水。流路 24 的流入口 25 和流出口 26 优选地经由具有挠性的管 ( 未图示 ) 延伸到第二室的外部并与外部的冷却 剂循环装置 ( 未图示 ) 连接。
这种操作部 4 安装在移动机构 23 上。移动机构 23 是使上述操作部 4 在第一室 2 和第二室 3 之间进退自如地移动的装置。在图 1 中， 移动机构 23 具有导轨 27(27a、 27b、 27c) 和利用电机动力在所述导轨 27 上移动的移动台 28。导轨 27 具有位于第一室 2 内的 第一导轨部 27a、 位于第二室 3 内的第二导轨部 27b、 以及位于它们之间的第三导轨部 27c。 另外， 第三导轨部 27c 安装在闸门阀 5 的上部， 与第一室 2 和第二室 3 之间的闸门阀 5 的开 关动作联动地移动， 并且在闸阀 5 打开的状态下， 与第一导轨部 27a 和第二导轨部 27b 连结 来完成导轨 27 的全体。
另外， 在本实施方式中， 将导轨 27 和移动台 28 作为移动机构 23 使用， 但移动机构
并不限于这种情况， 只要可以在第一室 2 和第二室 3 之间移动操作部 4， 则可以是一轴或多 轴的机械臂等其他的各种机构。
以下， 说明在第一室 2 内用于在与操作部 4 之间进行处理对象物体的移交而使处 理对象物体升降的升降机构。如图 1 所示， 升降机构 29、 29 是用于支持基板 100 或托板 110 并进行升降动作的机构。升降机构 29、 29 能够将基板 100 或载置着基板 100 的托板 110 等 处理对象物体以从放置在热板 20( 加热单元 ) 的上表面的状态离开的方式上升移动。另 外， 可以相反地在从热板 20 离开的状态下接收处理对象物体后， 使处理对象物体下降移动 直到成为在热板 20 的上表面承载处理对象物体的状态为止。
在本实施方式中， 说明了将棒状的升降杆作为升降机构 29、 29 使用的情况， 但并 不限于这种情况。只要可以在支持处理对象物体等的状态下在上下方向上升降动作， 就能 够作为升降机构采用。
以下， 说明上述那样构成的本实施方式的锡焊处理装置 1 的动作。
首先， 如图 3 所示那样， 打开第二室 3 的盖 21， 将作为处理对象物体的基板 100 投 入到第二室 3 内。 在本实施方式中， 将多个基板 100 在承载在托板 110 上的状态下投入。 将 投入的托板 110 承载在操作部 4 的上表面。 以下， 如图 4 所示那样关闭盖 21。打开阀 6、 7 并驱动排气泵 8， 对第一室 2 和第二 室 3 内进行真空排气。真空度可以适当地确定， 但例如优选设置成比 10000Pa( ≒ 80 托 ) 更加高真空， 更优选的是设置成比 10Pa( ≒ 8×10-2 托 ) 更加高真空。在本实施方式中， 将 -2 真空度设置为 6.6Pa(5×10 托 )。
以下， 如图 5 所示那样打开闸门阀 5。输送部 22 将托板 110 从第二室 3 向第一室 2 输送。具体地说， 与闸门阀 5 打开的动作联动地， 第一导轨部 27a、 第二导轨部 27b 以及第 3 导轨部 27c 称为连结起来的状态而完成了导轨 27。于是， 移动台 28 的电机动力起动， 使 操作部 4 沿着导轨 27 向第一室 2 内移动。移动台 28 持续移动直到操作部 4 位于热板 20 的上方为止。例如， 移动台 28 制成为以不与热板 20 接触的方式跨过热板 20 的形状。
接着， 如图 6 所示那样， 升降机构 29、 29 上升并接收操作部 4 上的托板 110。在将 托板 110 移交到升降机构 29、 29 上后， 移动台 28 将操作部 4 返回到第二室 3 内。
接着， 如图 7 所示那样， 升降机构 29、 29 下降， 将托板 110 载置到热板 20 上。与此 同时， 闸门阀 5 关闭， 成为将第一室 2 和第二室 3 之间关闭的状态。
在此状态下， 羧酸蒸气供给系统 9 将诸如氢、 一氧化碳的还原性气体、 或者诸如氮 的惰性气体等的运载气体混合在羧酸蒸气中并导入到第一室 9 内。具体地说， 打开阀 12 将 运载气体导入到密闭容器 9 内并进行发泡， 调整并打开阀 10， 将羧酸蒸气与运载气体一起 导入到第一室 2 内。在本实施方式中， 作为羧酸使用甲酸。
第一室 2 内的压力伴随羧酸蒸气以及运载气体的导入例如导入到规定的压力。具 体地说， 关于羧酸蒸气以及运载气体的压力， 考虑到处理对象物体的表面的氧化的程度， 从 5 数 Pa ～ 1×10 Pa 的宽的范围中选择。羧酸蒸气和运载气体的压力可以通过调整阀 10 以 及阀 6 的开放度来设定。另外， 利用排气泵 8( 排气单元 ) 排出的羧酸蒸气由设置或安装在 排气单元的吸气或排气一侧并将气化的羧酸回收的羧酸回收部 ( 羧酸回收机构 )15 回收而 无害化。
与这种羧酸蒸气以及运载气体的导入并行地用热板 4 加热基板 100。在用碳板形
成热板 20 的情况下， 通过对所述碳板 20 本身通电， 可以使热板 20 的本身发热。如果采用 使碳板 200 本身发热的结构， 则可以不易被羧酸侵袭， 能够提高耐腐蚀性。热板 4 将基板 100 加热到基板 100 的焊锡的熔点或更高的温度。例如， 当焊锡是 Sn-3.5Ag( 熔点 221℃ ) 的情况下， 加热到适合于锡焊的 230℃～ 250℃左右。当是 Pb-5Sn( 熔点 314℃ ) 的情况下， 加热到适合于锡焊的 330℃～ 360℃左右。另外， 从防止空孔的观点出发， 优选至少在基板 100 的温度达到熔点之前导入羧酸蒸气。
例如， 如果经过规定时间 ( 例如， 5 分钟～ 10 分钟左右 )， 则停止对热板 20 的通 电。于是， 关闭阀 10、 12 停止供给羧酸蒸气。接着， 关闭阀 15 并停止排气泵 8 的运行， 打开 阀 17、 19 导入氮气并用氮气置换第一室 1、 2 的内部。
接着， 如图 8 所示那样打开闸门阀 5。随之导轨 27 完成。于是， 在第一室 2 内， 升 降机构 29、 29 上升。升降机构 29、 29 支持着热板 20 上的托板 110 并使托板 110 从热板 20 离开。与此联动地， 移动台 28 在导轨 27 上从第二室 3 内向第一室 2 内移动。于是， 在利用 升降机构 29、 29 使托板 110( 或者， 如果基板 100 不是多个， 则也可以是基板 100 本身 ) 从 热板 20 上面离开的状态下， 移动台 ( 移动单元 )28 将操作部 4 插入到托板 110 与热板 20 之间。此时， 操作部 4 不与热板 20 本身接触。 接着， 升降机构 29、 29 下降， 将托板 110 移交到操作部 4 上。操作部 4 设置有流路 24， 水及其他冷却用介质在所述流路 24 的内部循环。因此， 在将托板 110( 或基板 100) 载 置到操作部 4 上的时刻， 基板 100 的冷却就开始了。另外， 因为操作部 4 并不是经由热板 20 间接地冷却基板 100， 而是直接地冷却基板 100 本身或托板 110， 所以能够急速地冷却。
接着， 如图 9 所示那样， 输送部 22 将托板 110 从第一室 2 向第二室 3 输送。即， 因 为在第一室 2 和第二室 3 之间输送处理对象物体时承载处理对象物体的操作部 4 还兼用作 冷却板， 所以在输送处理对象物体的同时， 还可以在其输送时间也持续地进行强制冷却。 如 果托板 110 返回第二室 3 内， 则关闭闸门阀 5。于是， 打开盖 21 在每个托板 110 上取出结束 了锡焊的基板 100。于是， 如果有接着要处理的基板 100， 则返回图 4 的状态， 将承载有基板 100 的托板 110 投入到操作部 4 上， 重复锡焊操作。
下面说明使用进行上述处理的锡焊处理装置的效果。图 10 是使用了本实施方式 的锡焊处理装置 1 时的升降温度特性， 图 11 作为比较例是使用让冷却板紧贴着具备加热器 的热板的现有类型的锡焊处理装置时的升降温度特性。另外， 关于测量， 如图 12 所示那样， 在碳板即热板 ( 碳加热器 ) 上承载 300mm×300mm 且厚度 5mm 的碳质的托板 110， 在托板 110 的点 1 ～点 11 的各点处测量温度。另外， 作为工艺条件， 无论是本实施方式的锡焊处理装 置的情况还是比较例的锡焊处理装置的情况， 都采用图 13 所示的相同条件。
如图 11 所示那样， 相对于在以往类型的锡焊处理装置中， 托板 110 上的温度从 250℃变为 50℃需要 16 分钟左右的时间的情况， 在本实施方式的锡焊处理装置中， 托板 110 上的温度从 250℃变为 50℃只要 3 分钟左右的时间就够了。另外， 因为采用碳板， 通过对碳 板通电能够使碳板本身发热， 所以测量点 1 ～ 11 的各个温度分布是均匀的。
这样， 如果采用本实施方式的锡焊处理装置， 则在对处理对象物体急速冷却时， 因 为不需要经由具备有加热单元的热板间接地冷却处理对象物体， 所以可以进一步急速冷 却。总之， 通过缩短降温时间， 能够提高作业速度并提高生产率。
另外， 说明了在上述条件下， 从室温开始升温的情况， 但如果采用本发明的锡焊处
理装置， 则起冷却板作用的操作部 4 不与热板 20 接触而不需要将热板 20 冷却。因而， 能够 在将热板 20 本身的温度维持在规定温度或更高， 例如维持在 70℃～ 300℃左右的状态下， 进行下一个的处理对象物体的处理。因而， 根据需要， 还能够缩短升温时间。总之， 如果采 用上述专利文献 1 所述的现有的方法， 则为了冷却处理对象物体， 必须冷却热板。总之， 从 防止处理对象物体的焊锡的氧化、 或防止操作者的烫伤等的观点出发， 需要冷却处理对象 物体， 但如果采用现有的方法， 则一直到热板为止都需要冷却。其结果， 如果采用现有的方 法， 则需要将热板降温到接近常温 ( 根据 JIS 标准为 20±15℃ )， 但如果采用本实施方式的 锡焊处理装置， 则不需要将热板降温到接近常温。因而， 例如， 通过将作为具有加热功能的 热板 20 的温度预先提高到 70℃或更高的温度范围， 能够缩短升温时间。
图 14 表示将热板 20 本身维持在 270℃左右的温度的状态下， 利用起冷却板作用的 操作部 4 移交处理对象物体时的升降温度特性。图 14 的纵轴表示温度 (℃ )， 横轴表示经 过时间 ( 分钟 )。另外， 在图 14 中， 虚线表示热板 20 的温度， 各个实线表示图 12 所示的托 板 ( 处理对象物体 ) 的点 1 ～点 12 的各点处的温度。在图 14 中， 目标温度优选设定在适 合于锡焊的 230℃～ 250℃， 在本实施方式中设定在 250℃。在图 14 所示的例子中， 在未承 载处理对象物体的情况下， 热板 20 也维持通电并保持加热状态。于是， 在将热板 20 本身维 持在比目标温度还高的设定温度的 270℃左右的状态下， 承载托板 ( 处理对象物体 )。在承 载所述托板的瞬间， 因为热被托板夺走， 所以热板 20 的温度暂时下降到 230℃。但是， 通过 其后的温度控制再次恢复到设定温度。
如图 14 所示那样， 由于在将热板 20 本身的温度维持在目标温度附近 ( 优选的是 比目标温度高的温度区域 ) 下进行处理对象物体的移交， 因而能够缩短将非对称物的处理 温度从室温附近升温到目标温度 (250℃ ) 所需要的时间。 在图 14 所示的情况下， 从室温到 目标温度 (250℃ ) 的升温所需要的时间被抑制在 1 分钟左右。另外， 如果与在如图 11 所示 那样进行热板 20 本身的温度升降的控制的情况下从室温附近升温到目标温度需要 5 分钟 左右相比， 如图 14 所示那样， 通过在将热板 20 本身的温度维持在目标温度附近 ( 优选的是 比目标温度还高的温度 ) 的状态下进行处理对象物体的移交， 可以大幅度缩短处理时间。
另外， 在如图 14 所示那样， 将热板 20 本身的温度维持在目标温度附近 ( 优选的是 比目标温度还高的温度 ) 的状态下进行处理对象物体的移交的情况下， 与如图 11 所示那样 进行热板 20 本身的温度升降的情况相比， 热板 20 的温度不会超调。 因而， 控制也变得容易。
以上， 如图 14 所示那样， 本实施方式的锡焊处理装置在急速冷却处理对象物体 时， 因为不需要经由具备加热单元的热板间接地冷却处理对象物体， 所以可以进一步急速 冷却。总之， 通过缩短降温时间， 可以提高作业速度并提高生产率。
如上所述的本实施方式的锡焊处理装置起到以下的效果。
(1) 在急速冷却处理对象物体时， 与经由具备加热单元的热板间接地冷却处理对 象物体的情况相比， 能够缩短降温时间。
(2) 能够在将热板 20 本身的温度维持在高的状态下， 进行下一个处理对象物体的 处理。因而， 还能够根据需要缩短升温时间。
(3) 因为将作为输送单元的构成部分的操作部 4 兼用作冷却板， 所以还可以将输 送时间作为强制冷却时间来利用。另外， 不需要将输送系统和冷却系统作为单独的机械结 构来设置。(4) 作为热板 20， 可以采用碳板， 并通过对碳板的通电使碳板本身发热， 所以能够 提高耐腐蚀性。
< 第二实施方式 >
在上述的第一实施方式中， 说明了具有冷却用液体在内部流通的流路的操作部 4 的情况。但在第二实施方式中， 操作部 4 不具有冷却用液体在内部流通的流路。
图 15 是第二实施方式的锡焊处理装置的内部的从上方看时的概略平面图。另 外， 省略了关于与第一实施方式相同的结构的说明。本实施方式的锡焊装置的操作部 4 优 选是用诸如铜 (398W·m-1·K-1) 等那样热传导率大的物质形成， 优选的是用热传导率为 -1 -1 100W·m ·K 或更高的物质形成。于是， 在本实施方式中， 操作部 4 本身不具有冷却用液 体流通的流路。
如图 15 所示那样， 在第二室 3 内具有将操作部 4 强制冷却的冷却部 ( 强制冷却单 元 )30。 冷却部 30 例如既可以如第一实施方式中的操作部那样具有冷却用液体流通的冷却 路并始终进行冷却， 另外也可以进行空冷， 或者还可以用帕尔贴冷却等其他的装置冷却。
移动机构 ( 在图 15 中只表示了轨道部 27) 不仅使操作部 4 在第一室 2( 特别是热 板 20) 与第二室 3 之间进退自如地移动， 而且使操作部 4 以与冷却部 30 上接触的方式移动。 本实施方式的锡焊处理装置执行以下那样的动作。首先， 移动机构使操作部 4 在 冷却部 30 上移动， 并与冷却部 30 抵接。通过与冷却部 30 抵接， 操作部 4 被强制冷却。然 后， 移动机构使操作部 4 从冷却部 30 离开。 于是， 从第二室 3 向第一室 2 移动， 接着， 在第一 室 2 中接收基板 100 或承载有基板 100 的托板 110， 操作部 4 承载处理对象物体并从第一室 2 向上述第二室 3 输送。然后， 通过将操作部 4 移动到冷却部 30 上， 使因承载并输送加热后 的处理对象物体而温度提高的操作部 4 被强制冷却。 总之， 在从第一室 2 中将经过加热的处 理对象物体取出之后、 到从第一室 2 将经过加热的处理对象物体取出为止的期间， 操作部 4 由冷却部 30 强制冷却至少一次。另外， 为了对新投入的处理对象物体进行加热处理， 在从 第二室 3 向第一室 2 输送的情况下也可以使用操作部 4， 但因为不需要使用像这样的在从第 二室 3 向第一室 2 输送中兼用作冷却板的操作部 4， 所以准备搬入用的另外的操作部， 而兼 用作冷却板的操作部 4 在利用另一个操作部进行输送处理期间， 也能够利用冷却部 30 连续 进行强制冷却以备在下一次取出中使用。另外， 处理对象物体的接收和输送因为与参照图 8 以及图 9 说明的第一实施方式的情况相同， 所以省略详细的说明。
上述的本实施方式的锡焊处理装置由于也使用强制冷却后的操作部 4 来输送处 理对象物体， 所以还起到了可以将搬送时间作为强制冷却时间利用的效果。 因此， 起到了和 上述第一实施方式的情况一样的效果。另外， 在操作部 4 本身上不需要使冷却用液体循环， 不需要在移动的部分上配置冷却用液体的管道。因而， 设备的维护容易。
< 变形例 >
在第一实施方式的升温过程中， (A) 对第一室 2 以及第二室 3 内进行真空排气 ； (B) 在第一室 2 内， 将运载气体混合到羧酸蒸气中并导入到第一室 2 内， 在运载气体和羧酸 蒸气的气氛中加热基板， 一边进行还原处理一边进行焊锡的熔解。 另外， 在第一实施方式的 降温过程中， (C) 从第一室 2 内将羧酸蒸气和运载气体的混合气体排出 ； (D) 在将第一室 2 和第三室 3 内的气体用氮气置换后， 在氮气气氛中， 将处理对象物体从第一室 2 向第二室 3 输送。另外， 如图 13 所示那样， 以在升温过程中始终使温度上升的情况为例进行了说明。
但是， 本发明并不限于这种情况。热板也可以如图 16 所示那样， 使处理对象物体 在比焊锡熔点还低的还原处理温度 ( 优选为 130℃或更高， 特别优选为 150℃或更高 ) 上保 持数分钟左右的时间。 通过这样保持在还原处理温度上， 能够充分进行焊锡的还原处理。 根 据本发明， 即使在这样保持在促进还原处理的还原处理温度的情况下， 作为具有冷却板功 能的操作部 4 不需要冷却热板 20 而不与热板 20 接触。因此， 还可以将热板 20 本身的温度 始终保持于还原处理温度。
另外， 在进行还原处理之前的时刻， 不是必须在羧酸蒸气的气氛中进行升温。例 如， 在到成为还原处理温度为止的期间， 既可以在真空中加热升温， 也可以在氮气等惰性气 体气氛中加热升温。在这些情况下， 在达到了还原处理温度后， 只要在第一室 2 内导入羧酸 即可。在氮气等惰性气体气氛中升温的情况下， 在提高升温速度方面是有利的。
另外， 在第一实施方式中， 说明了在将第一室 2 内设置成运载气体和羧酸蒸气的 气氛之前， 暂时进行真空排气的情况。当然， 为了降低第一室 2 内的氧， 优选暂时进行真空 排气， 但也可以根据需要而省略真空排气处理。例如， 也可以利用氮等惰性气体将第一室 2 内充分地置换， 在达到促进还原处理的温度的时刻， 将羧酸蒸气导入到容器内。在此情况 下， 锡焊装置具有用于向第一室 2 内和 / 或第二室 3 内提供惰性气体的惰性气体提供单元 以代替真空排气单元。 另外， 即使在降温过程中， 也不限于如第一实施方式那样， 在排出羧酸气氛后， 利 用氮气对第一室 2 和第三室 3 内进行置换， 在氮气气氛中进行降温并将处理对象物体取出 的情况。当然， 在氮气气氛中进行降温并将处理对象物体取出的方法在降温方面从加速降 温速度的观点出发是优选的， 但也可以根据需要在能够避免表面氧化的真空中进行降温， 还可以在不排出羧酸气体的状态下将处理对象物体从第一室 2 取出到第二室 3。
如上所述那样说明了本发明的实施方式以及变形例， 但本发明并不限于这些。
例如， 在上述的说明中， 作为处理对象物体以锡焊基板为例， 并且作为加热熔融处 理装置以锡焊处理装置为例进行了说明， 但本发明并不限于这种情况。本发明只要能够对 包含焊锡的处理对象物体进行焊锡的加热熔融处理就可以适用。例如， 能够用于熔融焊锡 并形成焊锡球等的焊锡球成形装置、 以及其他的加热熔融处理装置。 另外， 基板不限于锡焊 基板。
另外， 在以上的说明中， 说明了具有第一室和第二室的加热熔融处理装置， 但本发 明并不限于此。 在对包含焊锡的处理对象物体在包含羧酸蒸气的气氛中进行加热熔融处理 的加热熔融处理装置中， 也可以将从第一室输送到装置外部并取出的输送单元的操作部兼 用作冷却板。另外， 加热熔融处理装置也可以具有三个或更多的室。例如， 可以具有用于将 加热处理前的处理对象物体投入到第一室内的投入侧室和用于将加热处理后的处理对象 物体从第一室内移出的移出侧室。在此情况下， 也可以将多个操作部中用于输送加热后的 处理对象物体的操作部兼用作冷却板。
即， 只要是对包含焊锡的处理对象物体在包含羧酸蒸气的气氛中进行加热熔融处 理的加热熔融处理装置， 并且将用于承载并输送进行了上述加热熔融处理的处理对象物体 的操作部兼用作冷却板， 就能够应用本发明。
本发明在不脱离权利要求范围的范围中可以进行追加、 删除、 以及变更等。
( 附图标记说明 )
1： 锡焊处理装置 2： 第一室 3： 第二室 4： 操作部 5： 闸门阀 ( 可开关的阀 ) 8： 排气泵 ( 排气单元 ) 9： 羧酸蒸气供给系统 ( 供给单元 ) 10 ： 原稿读取部 11 ： 密闭容器 13 ： 运载气体供给管 14 ： 发泡部 15 ： 羧酸回收部 ( 回收机构 ) 20 ： 热板 ( 加热单元 ) 21 ： 输入装置 22 ： 输送部 ( 输送单元 ) 23 ： 移动机构 24 ： 流路 29 ： 升降机构 100 ： 基板 110 ： 托板