加热装置、回流焊装置、加热方法及焊料隆起形成方法

摘要

利用一种具有盖结构(51)的加热装置在基板上形成焊料隆起，该盖结构能隔断热风(41，42)直接吹向焊料组成物(10)。通过该装置，可减少与焊料组成物(10)接触的高温的氧分子，抑制焊料组成物(10)的氧化，能在使用热风(41，42)加热的情况下由液状焊料组成物(10)形成焊料隆起。而且，盖结构(51)被热风(41，42)均匀加热，因而来自盖结构(51)的辐射热也均匀，其结果容器(30)能加热得更均匀。由于抑制了热风(41，42)直接吹向液面(13)，因而不会出现热风(41，42)吹散液状焊料组成物(10)的情况。

说明书

技术领域

本发明涉及例如为了在半导体晶片及衬底(サブストレ一ト)基板和插入式(ィンタ一ポ一ザ)基板等工件上用液体焊料形成隆起所使用的加热装置及回流焊装置。

背景技术

现有的一般的焊料隆起的形成方法是利用丝网印刷法或分配(日文：ディスペンス)法等在基板的垫式(パツド)电极上涂布糊状钎焊料(日文：はんだペ一スト)，对该糊状钎焊料加热而进行回流焊。此时，使用“乳酪焊剂”(日文：クリ一ムはんだ)作为所述糊状钎焊料。

作为实施上述隆起形成方法的回流焊装置已知有如下结构(现有例1)：直接将基板安放在板式加热器上，通过来自板式加热器的传热对基板加热。然而，该回流焊装置存在这样的缺点：基板稍有翘曲或凹凸就会使基板的热量分布不均匀。此外还有这样的回流焊装置(现有例2)：在板式加热器与基板之间设有间隙，利用来自板式加热器的热辐射对基板加热。然而，该回流焊装置存在利用板式加热器对基板进行加热的加热能力不足的缺点。作为克服这现有例1及现有例2的缺点的回流焊装置，开发了将热风吹向基板进行加热的结构(现有例3，例如专利文献1)。专利文献1揭示的回流焊装置的结构是：在热风吹出口与基板之间设置间隙，从基板的上下对基板吹热风进行加热，从而以足够的加热能力均匀地对基板加热。

专利文献1：日本特开平5-92257号公报

然而，上述现有例3的回流焊装置存在这样的问题，由于从基板的上下对基板吹热风进行加热，基板上的糊状钎焊料受到热风的影响而氧化，难以在基板上形成所需的隆起。

此外，最近正在尝试利用焊料组成物来形成隆起。上述焊料组成物有的是在液状体中混入焊料微粒的组成。

本发明者进行了如下开发：采用上述焊料组成物，从配置在炉内的基板的下面侧供给热风以对基板加热，由此在基板的上表面形成焊料隆起。在该开发过程中，碰到了这样的问题：由于上述基板下面侧的热风进入位于基板上面侧的炉内的空间区域内，在上述空间区域内产生热风的对流，上述对流的热风与焊料组成物接触而难以形成正常的隆起。

对引起上述问题的原因可以这样考虑。首先，对由焊料组成物形成隆起的过程进行考察，将焊料组成物涂布在基板上面侧，使焊料微粒熔融进而在基板上结合而形成隆起。或将基板浸渍在焊料组成物中，一边对焊料组成物及基板加热一边使焊料微粒在基板上结合而形成隆起。

在上述隆起形成方法中，由于在焊料微粒与基板上接触时，上述焊料微粒熔融并结合，从而在基板上形成隆起。因此，可以认为一旦上述热风与焊料组成物接触，液状体就会例如产生波纹，导致该液状体中的焊料微粒不均匀或使焊料组成物飞散等，从而使隆起产生缺陷。而且可以认为由于基板下面侧的热风泄漏到炉内上部空间区域，导致基板上面侧的基板加热温度上升而超过设定值，焊料微粒在与基板接触之前就发生了熔融结合，从而使隆起产生缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能解决在利用焊料组成物形成隆起时发生的问题的加热装置及回流焊装置。

本发明者发现：在对包括焊料组成物在内的被加热物进行加热时，需要使焊料组成物中含有的焊料微粒在液状体中均匀地分布或不使焊料组成物飞散等。而且发现需要控制焊料组成物及被加热物的加热温度。为此，根据上述发现，本发明者首先研究了避免用于对焊料组成物及被加热物进行加热的热风与焊料组成物接触的对策。其次研究了控制对焊料组成物及被加热物进行加热的加热温度的对策。

本发明是根据上述发现而构成的，本发明的加热装置，具有利用热风对包括焊料组成物在内的被加热物进行加热的加热器，其特征在于，具有抑制所述热风与所述焊料组成物接触的热风抑制手段。

采用本发明，在焊料组成物加热时焊料微粒不会受热风的影响，能均匀地分布在焊料组成物的液状体中，因而形成标准的隆起。

本发明的特征在于，通过所述热风抑制手段，对加热被加热物的上面侧的温度进行控制，将所述被加热物的上面侧的加热温度设定在所述被加热物的下面侧的加热温度附近以下。

采用本发明，焊料微粒在被加热物上结合，因而形成标准的隆起。

使用了上述本发明的加热装置的回流焊装置，最好包括：搬运包括焊料组成物在内的被加热物的搬运通道；利用热风对所述搬运通道上的所述被加热物进行加热的加热器；抑制所述热风与所述焊料组成物接触的热风抑制手段。

以上说明中，将本发明作为装置进行了说明，但并不限定于此。当将本发明作为方法时，本发明的加热方法是利用热风对包括焊料组成物在内的被加热物进行加热的加热方法，在该加热方法中抑制所述热风与所述焊料组成物的接触。此时，最好吸收所述热风的热量，将所述被加热物的上面侧的加热温度设定在所述被加热物的下面侧的加热温度附近以下。

当将所述本发明的加热方法应用于隆起形成方法时，本发明的隆起形成方法是通过利用热风对包括焊料组成物在内的被加热物进行加热，从而在所述被加热物上形成隆起的隆起形成方法，最好在该隆起形成方法中抑制所述热风与所述焊料组成物的接触。此时，通过所述热风抑制手段，对加热被加热物的上面侧的温度进行控制，将所述被加热物的上面侧的加热温度设定在所述被加热物的下面侧的加热温度附近以下。

综上所述，采用本发明，即使使用焊料组成物，所述焊料组成物也不会受热风的影响，能形成标准的隆起。此外，通过将被加热物的上面侧的加热温度控制在被加热物的下面侧的加热温度附近以下，使焊料组成物中的焊料微粒在被加热物例如基板上结合，能形成标准的隆起。

采用本发明，热风抑制手段隔断直接吹向焊料组成物的热风，能抑制焊料组成物的氧化。另外，由于热风抑制手段的存在，能抑制来自上面的对被加热物的加热能力。另外，仅从被加热物的下面侧加热时，因被加热物的上面被热风抑制手段覆盖，因而能使被加热物的上面侧的温度稳定，能实现具有再现性的温度分布图。另外，热风抑制手段通过相对于被加热物的上面及下面的温度差，利用辐射热加热被加热物，或吸收被加热物的热量来进行温度控制。

当盖结构(热风抑制手段)具有将被加热物保持在低氧氛围中的机构时，能进一步减少与焊料组成物接触的高温的氧分子，能进一步抑制焊料组成物的氧化。

当盖结构(热风抑制手段)具有将被加热物保持在负压氛围中的机构时，能进一步减少与焊料组成物接触的高温的氧分子，能进一步抑制焊料组成物的氧化。此外，在焊料组成物中的焊料微粒结合时，能抑制空隙(孔)的发生。

将基板作为包括焊料组成物在内的被加热物，在所述基板上涂布所述焊料组成物来形成隆起时，能抑制焊料组成物的氧化，提高基板上的焊料沾润性，能在基板上形成微小间距的焊料隆起。

此外，将作为被加热物的基板浸渍在焊料组成物中，在所述基板上形成隆起时，由于能抑制焊料组成物的氧化，因而尽管是利用热风的加热，但仍能由焊料组成物形成标准的焊料隆起。此外，由于能抑制热风直接吹向焊料组成物的液状体的液面，因而不仅焊料组成物中含有的焊料微粒均匀地分布在液状体中，而且能防止焊料组成物的飞散等。

附图说明

图1表示本发明的实施形态1的加热装置，图1(1)是在图1(2)中沿搬运通道的长度方向的I-I线剖切得到的纵向剖视图，图1(2)是俯视图。

图2是为了说明利用图1的加热装置实施的加热方法而剖切表示的工序图。

图3是表示利用了图1的加热装置的焊料隆起形成方法的一个例子的剖视图。

图4是为了说明利用了图1的加热装置的加热方法而剖切表示的工序图。

图5是为了说明利用了图1的加热装置的加热方法而剖切表示的工序图。

图6是为了说明本发明的实施形态2的加热装置的剖视图。

图7是为了说明本发明的实施形态3的加热装置的剖视图。

图8表示本发明的实施形态中的回流焊结果的照片，图8(1)是具有盖结构的情况的照片，图8(2)是没有盖结构的情况的照片。

图9是表示在本发明的实施形态4的回流焊装置中，将属于被加热物中一种的容器支撑在搬运手段上的结构的纵向剖视图，是在与搬运通道交叉的方向上剖切得到的剖视图。

图10是表示本发明的实施形态5的加热装置的示图，是在与搬运通道交叉的方向上剖切得到的纵向剖视图。

图11是表示本发明的实施形态6的加热装置的示图，是在与搬运通道交叉的方向上剖切得到的纵向剖视图。

图12是表示本发明的实施形态7的加热装置的示图，是在与搬运通道交叉的方向上剖切得到的纵向剖视图。

图13是表示本发明的实施形态8的加热装置的示图，是在与搬运通道交叉的方向上剖切得到的纵向剖视图。

图14是表示本发明的实施形态9的加热装置的示图，是在与搬运通道交叉的方向上剖切得到的纵向剖视图。

图15是图14的A部放大图。

(符号说明)

10 焊料组成物

11 焊料粒子

12 液状体(液体材料)

20 基板

21 基板表面

22 垫式电极

23 焊料隆起

30 容器

40 加热器

41，42 热风

50，50a，50b 加热装置

51，51a，51b 盖结构(热风抑制手段)

52，53 单向阀

55 氮气罐

57 真空泵

60 传输带(搬运通道)

61 搬运手段

62 支撑板

70 回流焊装置

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施形态进行说明。

(实施形态1)

将利用热风对包含焊料组成物在内的被加热物进行加热的加热装置作为本发明的实施形态1进行说明。图中为了图示方便，与水平方向相比将铅垂方向比实际放大来进行表示。

本发明的实施形态1的加热装置50作为其基本构成具有利用热风对包含焊料组成物在内的被加热物进行加热的加热器，其特征在于附加了热风抑制手段51。所述热风抑制手段51具有抑制所述热风与所述被加热物接触的功能，图1(1)及图1(2)所示的实施形态1的热风抑制手段51为覆盖所述被加热物的盖结构。

下面对图1(1)及图1(2)所示的热风抑制手段51进行说明。

图1(1)及图1(2)所示的实施形态1的热风抑制手段51为覆盖所述被加热物的盖结构。图1中，作为所述被加热物以包括焊料组成物10在内的基板20为例进行说明。所述基板20其下面侧由容器30支撑。所述容器30的上面开口，其内部充填有焊料组成物10。另外，图1所示的实施形态1中，使用了液状焊料作为所述焊料组成物10。对该液状焊料10在后论述。

所述盖结构51用于覆盖被所述容器30支撑的基板20，包括围住所述容器30周围的周壁51a和封住由所述周壁51a形成的上部开口的顶板51b，盖结构51的下面侧形成为放入所述容器30的开口。构成所述盖结构51的周壁51a的下端缘被支撑板62支撑。图1所示的实施形态1的所示盖结构51的内部空间保持在大气压氛围中。

下面参照图1对利用了上述本发明的实施形态1的加热装置50的回流焊装置70进行说明。

图1所示的本发明的实施形态1的回流焊装置70具有：搬运对基板20进行支撑的容器30的传输带60；对传输带60上的被加热物即包括焊料组成物10在内的基板20进行加热的加热器；热风抑制手段51。图1(1)及图1(2)所示的加热器40a、40b通过热风41、42对作为被加热物的基板20、焊料组成物10进行加热，其一方的加热器40a作为对基板20的下面侧加热的加热器，其另一方的加热器40b作为对基板20的上面侧加热的加热器。

传输带60构成搬运被加热物的搬运通道60，图1所示的传输带60利用挂设在链轮61a上的循环链(搬运手段61)进行输送。搬运通道60不限定于上述链式的搬运手段61，也可使用网状的搬运手段61。总之，作为搬运通道60只要能输送作为被加热物的基板20，任何构成都可以。作为所述热抑制手段的盖结构51分别覆盖在容器30上，该容器30由支撑板62支撑在传输带60上，收容有基板20及焊料组成物10的容器30与覆盖它们的盖结构51成为一体，由传输带60朝箭头63的方向输送。

所述盖结构51是分别覆盖在传输带60上被搬运的各个容器30的构成，但并不局限于此。即，所述盖结构51也可是针对所述搬运通道60的各区域进行配置、在其内部空间收容多个容器30的构成。在热风41、42是对焊料组成物10没有不良影响的气体、例如惰性气体的热风，且其流速是对焊料组成物10没有不良影响的大小程度等条件下，为了将热风41、42的供给量抑制在所需的最小限度，盖结构51也可具有孔结构或网结构等的通气性。

图1(1)及图1(2)所示的实施形态中，所述盖结构51用于抑制所述热风41及42与所述基板20的接触，因而将作为热风抑制手段的盖结构51用作吸收热风的热量的温度控制机构，将所述基板20的上面侧的加热温度控制成所述基板20的下面侧的加热温度附近以下的温度。在基板20的上面侧配置了加热器40b，但并不限定于此。也可将所述搬运通道60收纳在未图示的炉内，如图1所示，使从所述搬运通道60下方吹出的热风41滞留在炉内的上部空间内，将该滞留的热量用作加热器的热源，将该热源用作对基板20等加热的加热器。此时，从下方的加热器40a供给的热风41经过搬运通道60朝上方上升，在未图示的炉内产生对流，热风41、42有可能与焊料组成物10接触，但由于存在所述盖结构51，这些热风41与来自上方的热风42-样被抑制与焊料组成物10接触。所述盖结构51的材质最好是传热系数大的铝等，但并不局限于此，此外也可使用不锈钢等金属和陶瓷等。

所述热风抑制手段51除了抑制热风42与被加热物接触的功能以外还起到所述温度控制机构的作用，故被加热物被热风42加热的温度低于热风42直接与被加热物接触而使被加热物被加热的温度，能将被所述热风42加热的基板20的上面侧温度设定在被所述热风41加热的基板20的下面侧温度附近以下。所述基板20的下面侧温度附近以下是指基板20的上面侧温度与基板20的下面侧温度大致相等或比基板20的下面侧温度低的情况。此时，在进行所述加热的温度设定时，既可利用盖结构51吸收热风的热量，通过该热量对容器30等加热，也可相反使盖结构51成为绝热结构，通过控制基板20的上面侧的加热温度来调节所述加热温度。

下面对包括焊料组成物10在内的被加热物(实施形态1的基板20)进行说明。作为所述被加热物也可使用载放有糊状焊料组成物(称为糊状钎焊料)的基板。例如可以例举在印刷电路板上印刷糊状钎焊料，在糊状钎焊料上安装电子元件，利用热风使焊料熔融从而进行焊接的情况等。此时也可抑制糊状钎焊料的氧化。

如图1所示，被加热物也可是收容有液状焊料组成物10和浸渍在该焊料组成物10中的基板20的容器30。此时，与糊状钎焊料的情况相同，可利用盖结构51抑制焊料组成物10的氧化，因此即使利用热风41、42进行加热也可由液状焊料组成物10形成焊料隆起。而且，由于抑制了热风直接吹向液面，因而可消除或减少液状焊料组成物10被热风吹散。

另外，所述容器30也可具有载置基板20的平坦的底面30a和防止焊料组成物10横溢的周壁30b。加热过程中，基板20与容器30之间的间隙中也充满液状焊料组成物10。因此，从容器30向基板20的热传导更为均匀。并且，现有技术中，通过调节糊状钎焊料的印刷厚度或焊料粒子的含有量来改变焊料隆起的大小(高度)。而本发明的实施形态中，由于使用了液状焊料组成物10和容器30，因此只要调节焊料组成物的放入量就可任意改变基板20上的焊料组成物10的厚度。因此，可简单地改变焊料隆起的大小(高度)。焊料组成物也可是在常温下不是液状的材料，只要在加热时成为液状即可。

下面对本发明的实施形态中使用的焊料组成物10进行说明。液状的焊料组成物10由焊料粒子与具有熔接剂的作用的液体材料(基底(base)焊剂)的混合物构成，具有在常温下或加热时成为液状的特性。也就是说，焊料组成物10在常温下为液状或在加热时成为液状。为了得到这样的特性(流动性)，要求液体材料的粘度小、焊料粒子的混合比小、焊料粒子的粒径小。加热过程中，粒子处于飘浮或沉降在液体材料中的状态。若是加热中成为液状的材料，该焊料组成物也包含现有的糊状钎焊料。

焊料组成物的液体材料例如为液状体。液状体具有常温状态下一旦滴在平面上就会在自重作用下蔓延成为均匀厚度的粘度，也具有在加热到焊料粒子的熔点以上的状态下在母材上引起焊料粒子产生焊料沾润的熔接剂的作用。焊料粒子具有在与液状体一起滴在平面上时蔓延而均匀地分散的混合比及粒径。

该焊料组成物在常温状态下一旦滴在平面上就会在自重作用下蔓延成为均匀的厚度，从这点来看与糊状钎焊料完全不同。为了得到这样的特性(流动性)，要求液状体在常温下的粘度低、焊料粒子的混合比小以及焊料粒子的粒径小。例如，焊料粒子的混合比为30wt％以下，以20wt％以下为佳，最好为10wt％以下。焊料粒子的粒径为35μm以下，以20μm以下为佳，最好为10μm以下。

该焊料组成物10也可是以下构成。焊料粒子在表面仅具有自然氧化膜。在加热到焊料粒子的熔点以上的状态下，液状体的熔接剂的作用能抑制焊料粒子相互之间的结合，促进焊料粒子与母材的焊接，并促进母材上形成的焊料皮膜与焊料粒子的结合。这样的熔接剂的作用的成分是本发明者通过反复实验及研究而发现出来的。

作为这样的成分可例举酸。酸可分为无机酸(例如盐酸)和有机酸(例如脂肪酸)，在此以有机酸为例进行说明。

本发明者发现了“有机酸其使焊料粒子彼此结合的作用较小，但在垫式电极上产生焊料沾润的作用较大”。产生这样的作用的理由可以认为有以下两点。

(1)有机酸其除去焊料粒子的氧化膜的作用较弱。因此，即使焊料粒子不故意形成氧化膜也可利用焊料粒子的自然氧化膜来抑制焊料粒子彼此的结合。因此，本发明的实施形态中，不需要形成焊料粒子的氧化膜的工序。

(2)有机酸由于某一原因而具有使焊料粒子向母材扩散而使界面合金化，同时使焊料粒子与母材上形成的焊料皮膜结合的作用。尽管焊料粒子彼此几乎不结合，但在母材上会产生焊料沾润，其机理还不清楚。作为推测，可以认为焊料粒子与母材之间发生了某一破坏极少量氧化膜的反应。例如，若是镀金的母材，通过金向焊料中的扩散效果，即使焊料粒子具有薄的氧化膜也会产生焊料沾润。由铜构成母材时，铜与有机酸反应而成为有机酸铜盐，通过该有机酸铜盐与焊料接触，因离子化能力的差别而还原，金属铜在焊料中扩散而使焊料沾润进一步发展。对于焊料粒子与母材上形成的焊料皮膜结合的理由例如被认为是表面张力。

另外，与焊料粒子一起混合的液状体是油脂，该液状体中含有的成分也可是油脂中含有的游离脂肪酸。油脂在各种用途中广泛流通，容易购买、廉价且无害，而且本来就含有游离脂肪酸这样的有机酸。尤其是脂肪酸酯(例如季戊烷多元醇酯)一般来说热稳定性、氧化稳定性优良，最适合焊接。为了使游离脂肪酸的含有量充足，最好油脂的酸价为1以上。酸价是指中和油脂中含有的游离脂肪酸所需的氢氧化钾的毫克数。即，酸价的值越大，含有的游离脂肪酸越多。三油酸三甲基丙烷脂(トリメチ一ルプロパントリオレェ一ト)的主要物性是40℃时的动粘度为48.3mm²/s，100℃时的动粘度为9.2mm²/s，酸价为2.4。

在此所说的“焊料”并不局限于用于形成焊料隆起，也包括用于半导体芯片的管芯焊接和例如用于铜管的接合的“软焊料”等，当然也含有无铅焊料。“焊料隆起”不限于半球状和突起状，也含有膜状物。“焊料皮膜”不限于膜状，也包含半球状和突起状。“基板”包含半导体晶片和电路板等。对“液状体”来说除了液体以外也可是流动体等，除了油脂以外也可是氟系高沸点溶剂或氟系油等。

热风抑制手段51通过遮住直接吹向焊料组成物10的热风41、42来减少与焊料组成物10接触的高温的氧分子，抑制焊料组成物的氧化。热风抑制手段51不必遮住所有的热风41、42，也可仅遮住一部分的热风。

如上所述，热风抑制手段51也可本身被热风加热，利用由此产生的辐射热对被加热物进行加热。此时，热风抑制手段51被热风均匀地加热，故来自热风抑制手段51的辐射热也均匀，其结果能更均匀地对被加热物加热。

下面对利用图1所示的加热装置对被加热物进行加热的情况进行说明。

首先，如图2(1)所示，将基板20安放在容器30内，在所述容器30内灌入焊料组成物10，使焊料组成物10与基板20的形成隆起等的上表面接触。接着如图2(2)所示，将所述容器30载放在支撑板62上，利用盖结构51覆盖所述容器30。此时，所述盖结构51的下端部与所述支撑板62之间最好用密封材料进行气密性密封。接着如图2(3)所示，从所述支撑板62的下方朝上方吹热风41，从所述支撑板62的上方向下方吹热风42。来自所述支撑板62下方的热风41对基板20的下面侧进行加热，来自所述支撑板62的上面侧的热风42对基板20的上面侧进行加热。利用覆盖所述容器30的盖结构51从热风42吸收热量，将被所述热风42加热的基板20的上面侧温度设定在被所述热风41加热的基板20的下面侧温度附近以下。

所述盖结构51抑制来自上方的热风42与焊料组成物10的接触，而且抑制来自下方的热风41绕过来与焊料组成物10接触。

下面对图1所示的利用加热器40a及40b对基板20的下面侧及上面侧加热的情况进行说明。利用加热器40a及40b对基板20的下面侧及上面侧加热时，盖结构51吸收来自上面侧的加热器40b的热量，利用辐射热加热基板20。相反，当基板20侧的温度高于盖结构51的温度时，盖结构51吸收基板20的热量。

另外，利用加热器40a仅从基板20的下面侧加热时，因基板20被盖结构51覆盖，因而能使基板20的上面侧的温度稳定，当基板20的温度高于盖结构51的温度时，盖结构51能吸收基板20的热量，能实现具有再现性的温度分布图。

使盖结构51为绝热结构时，利用加热器40a及40b分别加热基板20的下面侧及上面侧，利用绝热结构的盖结构51来控制加热器40b对基板20的上面侧加热时的温度。另外，仅在基板20的下面侧设置加热器40a，且使盖结构51为绝热结构时，来自加热器40a的热风迂回到基板20的上面侧，由盖结构51控制该热风对基板20的上面侧加热的温度。

以上所说明的对基板20的上下面侧加热的情况下，当然基板20的上面侧的加热温度设定在基板20下面侧的加热温度附近以下。

下面对本实施形态的加热装置及加热方法的作用及效果进行说明。盖结构51通过遮住直接吹向焊料组成物10的热风41、42来减少与焊料组成物10接触的高温的氧分子，抑制焊料组成物10的氧化。因此，尽管是利用热风41、42进行加热，还是能由液状的焊料组成物10形成焊料隆起。而且，盖结构51由热风41、42均匀加热，因而来自盖结构51的辐射热也均匀，其结果，容器30能被加热得更均匀。而且，由于抑制了热风41、42直接吹向焊料组成物10的液面，因而不会出现热风41、42吹散液状焊料组成物10的情况。

下面对利用图1所示的本发明的实施形态1的回流焊装置使液状的焊料组成物形成焊料隆起的方法进行说明。图1是在基板上涂布了焊料组成物后的状态，将上下方向比左右方向放大表示。

本实施形态中使用的焊料组成物10是大量焊料粒子11与由脂肪酸酯构成的液状体12的混合物，用于在垫式电极22上形成焊料隆起。液状体12具有常温状态下一旦滴在基板20上就会在自重作用下蔓延成为均匀厚度的粘度；也具有在加热到焊料粒子11的熔点以上的状态下在垫式电极22上引起焊料粒子11产生焊料沾润的熔接剂的作用。焊料粒子11具有在与液状体12一起滴在基板20上时与液状体12一起蔓延而均匀地分散的混合比及粒径。

另外，焊料粒子11在表面仅有自然氧化膜(未图示)。因液状体12为脂肪酸酯，故原本就含有有机酸之一的游离脂肪酸。在加热到焊料粒子11的熔点以上的状态下，游离脂肪酸能抑制焊料粒子11相互之间的结合，并具有促进焊料粒子11与垫式电极22的焊接、促进垫式电极22上形成的焊料皮膜与焊料粒子11结合的作用。

液状体12中含有的有机酸也可根据需要进行添加。即，根据焊料粒子11的氧化程度和氧化量来调节液状体12的有机酸含有量。例如，在形成大量焊料隆起时，焊料粒子11的量也较多，需要含有足够使所有的焊料粒子11的氧化膜还原的有机酸。另一方面，在加入了形成隆起所需的量以上的过剩的焊料粒子11时，也可通过减少有机酸的含有量以降低液状体12的活性力，使焊料粉末粒度分布中属于微细侧的焊料粒子11不融化，仅由较大的焊料粒子11形成最佳的隆起。此时，未融化而残留的细小的焊料粒子11具有通过防止焊料粒子11彼此的结合而降低垫式电极22的短路的效果。

由于需要焊料粒子11在液状体12中均匀分散，因此焊料组成物10最好在使用前进行搅拌。焊料粒子11的材质使用锡铅系焊料或无铅焊料等。焊料粒子11的直径b应小于相邻的垫式电极22彼此的周端间的最短距离a。此时，分别到达相邻的两个垫式电极22上形成的焊料皮膜的焊料粒子11彼此不接触，因而不会结合而形成焊桥。

焊料组成物10在常温下以自然落下的方式滴在具有垫式电极22的基板20上。只要这样就可在基板20上涂布均匀厚度的焊料组成物10。即，不采用丝网印刷和分配法就可在基板20上形成均匀膜厚的焊料组成物10的涂布膜。涂布的均匀性影响到焊料隆起的偏差，因此尽可能均匀地进行涂布。此后，通过对基板20整体均匀加热，就可形成焊料隆起。加热是在短时间内升温到焊料熔点以上。通过短时间升温，能抑制流程中有机酸活性力的下降。

下面对本实施形态中使用的基板20进行说明。基板20是硅晶片。在基板20的表面21形成有垫式电极22。在垫式电极22上利用本实施形态的形成方法形成有焊料隆起。基板20通过焊料隆起与其他半导体芯片或电路板电气及机械连接。垫式电极22的形状例如为圆形，直径c例如为40μm。相邻的垫式电极22的中心间的距离d例如为80μm。焊料粒子14的直径b例如为3～15μm。

垫式电极22包括：形成在基板20上的铝电极24；形成在铝电极24上的镍层25；形成在镍层25上的金层26。镍层25及金层26是UBM(under barrier metal或under bump metallurgy)层。基板20上的垫式电极22以外的部分由保护膜27覆盖。

下面对垫式电极22的形成方法进行说明。首先，在基板20上形成铝电极24，对铝电极24以外的部分利用聚酰亚胺树脂或硅氮化膜形成保护膜27。这些例如使用光刻技术及蚀刻技术形成。接着，对铝电极24表面实施锌酸盐处理，然后利用无电解电镀法在铝电极24上形成镍层25及金层26。设置该UBM层的理由是为了赋予铝电极24焊料沾润性。

作为焊料粒子11的材质例如可使用Sn-Pb(熔点183℃)、Sn-Ag-Cu(熔点218℃)、Sn-Ag(熔点221℃)、Sn-Cu(熔点227℃)、其他无铅焊料等。

加热器40a例如由鼓风机、电加热器等构成，将热风41吹向基板20的下面侧以对基板20的下面侧加热。另外，虽然在图3中未图示，如图1所示，配置有利用热风42对基板20的上面侧加热的加热器40b，收容有焊料组成物10及基板20的图1所示的容器30由盖结构51覆盖。盖结构51作为被热风42加热而以辐射热对基板20的上面侧进行加热的加热器发挥作用，而且还具有避免热风41、42与焊料组成物10接触的功能。而且，由于所述盖结构51抑制了热风42与被加热物的接触，因而被加热物被热风42加热的温度低于热风42直接与被加热物接触而使被加热物被加热的温度，能将被所述热风42(也包括所述盖结构51的辐射热)加热的基板20的上面侧温度设定在被所述热风42加热的基板20的下面侧温度附近以下。

为了在基板20的电极22上形成隆起，首先如图4(1)所示，将基板20放入容器30内。在注入容器31中根据需要搅拌了焊料组成物10后使焊料组成物10从倾注口32滴在基板20上。于是，焊料组成物10因自重而蔓延，成为均匀的厚度。此时，在常温下即可，可利用焊料组成物10的自由落下。当然也可使用印刷机和排出机将焊料组成物10涂布在基板20上。

由于容器30在回流焊工序中与基板20一起加热，因此由热传导优良、具有耐热性且不会产生焊料粒子11的焊料沾润的金属例如铝构成。所述容器30具有载放平板状的基板20的平坦的底面33和防止焊料组成物10横溢的周壁34。此时，基板20与容器30的底面33紧密接触，可提高热传导。在图3及图5中省略了容器30的图示。

另外，也可在滴下工序的途中或之后，通过将基板20水平旋转使基板20上的焊料组成物10成为均匀的厚度。使基板20水平旋转也可使用市场上销售的旋转涂布装置。

对于滴下工序的结束按照是否将焊料组成物10滴落到使基板20浸入在焊料组成物10中的程度而分成两种。图4(2)是基板20不浸渍在焊料组成物10中的情况。此时，基板20上的焊料组成物10的厚度t1主要是由焊料组成物10的表面张力及粘性决定的值。另一方面，图4(3)是将基板20浸渍在焊料组成物10中的情况。此时，基板20上的焊料组成物10的厚度t2可设定为与滴下的焊料组成物10的量对应的所希望的值。

通过以上的滴下工序，如图3所示，焊料组成物10通过全面涂布被载置在多个垫式电极22分开设置的基板20上。此时，在包括多个隆起电极22上及它们的间隙的保护膜27上的面到处都载有焊料组成物10。焊料组成物10类似油墨的状态。

接着，在回流焊工序中，当开始基板20及焊料组成物10的加热后，液状体12的粘性进一步下降。于是，如图5(1)所示，由于焊料粒子11的比重比液状体12大，因而沉淀并层积在垫式电极22及保护膜27上。

接着，如图5(2)所示，焊料组成物10受到盖结构51的辐射热而被加热，基板20的下面侧被热风41加热。本实施形态中，由于基板20的上面侧的加热温度设定在基板20的加热温度附近以下，因此位于基板20的上面侧的焊料组成物10越到表面温度越低，越到基板20侧温度越高。于是，靠近垫式电极22的下方的焊料粒子11先开始熔化，一旦熔融就在垫式电极22上沾润蔓延。此时，远离垫式电极22的上方的焊料粒子11还未充分熔化。因此，可减少焊料粒子11彼此结合的机会，因而也可抑制焊桥的发生。换言之，回流焊工序中，最初将垫式电极22加热到焊料粒子11的熔点以上，使与垫式电极22接触着的焊料粒子11熔化，在垫式电极22上形成沾润蔓延的焊料皮膜23’，并进一步使焊料粒子11与焊料皮膜23’结合。

此时，在液状体12中含有的有机酸的作用下，会引发以下的状态。首先，焊料粒子11彼此的结合受到抑制。不过，图5(2)中尽管未图示，但一部分焊料粒子11彼此结合而增大。也就是说，即使焊料粒子11彼此结合，只要在一定的大小以下就没有问题。另一方面，焊料粒子11在垫式电极20上蔓延，在界面上形成合金层。其结果，在垫式电极20上形成焊料皮膜23’，焊料粒子11进一步与焊料皮膜23’结合。即，焊料皮膜23’成长，图4(3)所示，成为焊料隆起23。

在图5(3)中，在焊料隆起23形成时没有用到的焊料粒子11与剩余的液状体12一起在后面的工序中洗掉。

另外，在回流焊工序中，也可使焊料组成物10的表面侧温度低，基板20侧温度高，形成温度差，使靠近基板20侧的焊料粒子11先沉淀。一旦使焊料组成物10的表面侧温度低，基板20侧温度高，形成温度差，由于温度越高，液状体12粘度下降越大，因而靠近垫式电极22的下方的焊料粒子11先沉淀并开始熔化，一旦与垫式电极22接触就沾润蔓延。此时，远离垫式电极22的上方的焊料粒子11还未充分沉淀和熔化。因此，可进一步减少焊料粒子11彼此结合的机会，更可靠地抑制焊桥的发生。而这样的加热状态例如可通过对基板20上的焊料组成物10从基板20侧进行加热，并从焊料组成物10的表面侧进行冷却，或调节液状体12的粘度的温度依存性与焊料粒子11的熔点的关系来实现。

此外，在回流焊工序中，也可利用液状体12的对流将焊料粒子11供给到垫式电极22上。当从基板20侧对焊料组成物10加热就会在液状体12产生对流，焊料粒子11因此在液状体12中移动。因此，没有载放在垫式电极22上的焊料粒子11也向垫式电极22上移动而成为焊料隆起23的一部分。因而能有效地利用焊料粒子11。

(实施形态2)

将本发明的实施形态1的加热装置的变形例作为实施形态2进行说明。

图6所示的本发明的实施形态2的加热装置50a的特征在于，所述盖结构51具有一种使盖结构51覆盖被加热物的空间保持在低氧氛围的机构。即，在盖结构51上设有阀52、53，以保持盖结构51的内部空间中封入氮气N₂的状态。另外，在盖结构51与支撑板62接触的端面54安装有用于提高密封性的橡胶等的密封构件71。

下面对使用了图6(1)所示的加热装置50a的加热方法进行说明。首先，如图6(2)所示，将焊料组成物10及基板20放入容器30内，将所述容器30载放在支撑板62上，利用盖结构51覆盖所述容器30。此时，利用配管连接例如氮气罐55和盖结构51的阀52，打开阀56、52、53，使盖结构51内充满惰性气体例如氮气N₂。接着如图6(3)所示，关闭阀52、53，利用热风41、42对容器30加热。

采用本实施形态的加热装置及加热方法除了能得到与实施形态1相同的效果以外还可进一步减少与焊料组成物10接触的高温的氧分子，具有进一步抑制焊料组成物10氧化的优点。

(实施形态3)

图7是表示本发明的实施形态3的加热装置的剖视图，以图7(1)(2)(3)的顺序进行加热工序。以下参照附图进行说明。与图2相同的部分标上相同的编号并省略说明。

图7所示的本发明的实施形态3的加热装置50b在所述盖结构51上具有使被盖结构51覆盖的空间保持在负压氛围的机构。即，在盖结构51上设有阀52，以保持盖结构51的内部空间为负压的状态。另外，在盖结构51与支撑板62接触的端面54安装有用于提高密封性的橡胶等的密封构件71。

下面对使用了加热装置50b的加热方法进行说明。首先，如图7(1)所示，将焊料组成物10及基板20放入容器30内，然而如图7(2)所示，将所述容器30载放在支撑板62上，利用盖结构51覆盖在所述容器30上。此时，利用配管连接例如真空泵57和盖结构51的阀52，通过驱动真空泵57，打开阀52，使盖结构51内为负压。接着如图7(3)所示，关闭阀52，利用热风41、42对容器30加热。

采用本实施形态的加热装置及加热方法除了能得到与实施形态1相同的效果以外还可进一步减少与焊料组成物10接触的高温的氧分子，具有进一步抑制焊料组成物10氧化的优点。而且，盖结构51被大气压推压在支撑板62上，盖结构51被牢固地固定。尤其是在热风41、42的压力的作用下盖结构51有可能被吹掉或错位时是有效的。而且，由于盖结构51b的内部空间保持在负压氛围，能减少焊料接合部的空隙(日文：ボィド)的发生。

图8表示利用本发明的实施形态的加热装置的回流焊装置形成焊料隆起时的结果和由现有例的回流焊装置形成焊料隆起时的结果。

在本发明的实施形态的回流焊装置70中，利用盖结构51(51a、51b)覆盖包括焊料组成物10在内的基板20，避免了热风41与焊料组成物10的接触，因而热风41不会对焊料组成物10造成影响。因此如图8(1)所示，在具有盖结构51时，能形成没有焊桥等、大小也均匀的高质量的焊料隆起。

相比之下，利用现有例的回流焊装置形成焊料隆起时，如图8(2)所示，尽管能形成焊料隆起，但由于没有相当于盖结构的构件，热风直接作用于焊料组成物。因此，若详细观察图8(2)就可发现在焊料隆起的周围形成朝外侧突出的附属球(日文：サテラィトボ一ル)。而且有较多的焊料隆起形成有该附属球。所述附属球是指没有被焊料隆起接纳而附着在焊料隆起周围的焊料，成为发生焊桥的原因。

在图8(1)及(2)中，在由黑色圆表示的焊料隆起的中央附近存在白点。所述白点是对焊料隆起摄影时的照明被作为映像的一部分而反映在焊料隆起中的。图8所示的照片尽管不易看清，但如图8(1)所示，本发明的实施形态中，由于焊料组成物10不受热风的影响，因而焊料隆起的大小和形状均匀，所述白点在许多焊料隆起中的相同的位置出现。

相比之下，如图8(2)所示，现有例的所述白点的位置及大小不整齐，也就是说焊料隆起的形成及大小不整齐。

本发明当然不局限于上述实施形态。例如可做成以下的构成。(1)可取代硅晶片(FC)而使用微小间距的衬底基板、插入式基板和电路板(BGA)。(2)基板的电极材料不限定于铝，也可使用Al-Si、Al-Si-Cu、Al-Cu、Cu等。(3)被加热物不限定于放入有液状焊料组成物和基板的容器，也可是载放有糊状钎焊料及电子元件的基板，或在固化后的焊料上涂布熔接剂、然后放上电子元件的基板等。(4)热风抑制手段不限定于盖结构，例如也可是密闭容器。

(实施形态4)

图9表示有关将容器30支撑在搬运手段61上的结构的实施形态。如图9所示，支撑板62的左右端支撑在两个搬运手段61、61之间，所述两个搬运手段61、61配置在图1的链轮61a上挂设的链条等的左右，所述支撑板62的支撑孔62a内收容有容器30的周壁30b，将容器30通过支撑板62支撑在搬运手段61上。

所述支撑板62以一定的间隔配置在所述搬运手段61的长度方向，各个支撑板62将容器30收容支撑在支撑孔62a。而且，盖结构51分别对被支撑板62支撑的容器30单独进行覆盖，避免热风42与容器30内的焊料组成物10接触。

(实施形态5)

图10表示的加热装置中的盖结构51是具有绝热层51c的内外双层结构。

下面对图10所示的实施形态4的盖结构51进行详细说明。本实施形态4的盖结构51由大小不同的内盖51d和外盖51e构成为内外双层，在内盖51d和外盖51e之间夹设有绝热层51c。所述内盖51d和外盖51e的下缘被支撑在由传输带60输送的支撑板62上。所述内盖51d和外盖51e的下缘与所述支撑板62的接触面也可由密封材料进行气密封地密封。本实施形态中，绝热层51c由空气层形成的，但也可由绝热材料形成绝热层51c。

本实施形态的盖结构51由内外双层的盖51d和51e构成，且在两者之间存在绝热层51c，因而不仅可避免热风41与焊料组成物10的接触，而且与焊料组成物10相对的内盖51d被热风42加热的程度极小。这就意味着绝热层51d可起到控制盖结构51的辐射热的机构的作用。因此，本实施形态的盖结构51能更正确地将被所述热风42(也包括所述盖结构51的辐射热)加热的基板20的上面侧温度设定在被所述热风42加热的基板20的下面侧温度附近以下。

而且，能使基板20、盖结构51、支撑板62及焊料组成物10的液状体等被加热物的热容量较小，降低对基板10的上面侧的加热能力。这就意味着能更正确地将被所述热风42(也包括所述盖结构51的辐射热)加热的基板20的上面侧温度设定在被所述热风42加热的基板20的下面侧温度附近以下。

(实施形态6)

图11表示的实施形态的盖结构51是将图10所示的盖结构加以变更后的结构。即，图11所示的实施形态的盖结构51将内盖51d的下缘与外盖51e的下缘结合成一体，内部封闭有绝热层51c。

由于绝热层51c切断了与外部的热交换，因而采用本实施形态能有效地切断热风41的热量，与实施形态4相比，能更正确地将被所述热风42(也包括所述盖结构51的辐射热)加热的基板20的上面侧温度设定在被所述热风42加热的基板20的下面侧温度附近以下。

(实施形态7)

图12表示的实施形态6的加热装置50在盖结构51的与热风41接触的上表面设置板52，通过利用板52散热来调节盖结构51的辐射热的温度。

采用图12所示的实施形态的盖结构51，利用板52的热扩散来控制盖结构51的辐射热，因而与实施形态1相比，能更正确地将被所述热风42(也包括所述盖结构51的辐射热)加热的基板20的上面侧温度设定在被所述热风42加热的基板20的下面侧温度附近以下。

(实施形态8)

图13所示的实施形态6是对图11所示的盖结构加以变更后的例子。图13所示的实施形态6的盖结构51设有单向阀53，用作将内盖51d的内部空间51g保持在负压氛围的机构，而且在搬运通道60的每个区域配置盖结构51。即，本实施形态中，在盖结构51的内盖51d内收容有多个容器30，在盖结构51内利用传输带60搬运容器30。在所述容器30内配置有包括焊料组成物10在内的基板20。

在具有减压氛围的现有装置中，在炉的出入口设有闸门阀，是开闭所述闸门阀的方式。该方式中，对每个工件需要抽真空的区域和从真空返回常压的区域，因而处理能力存在极限。而且装置成本也非常高。

相比之下，本实施形态中，对一般的回流焊装置所使用的作为传输带60的链条搬运通道的每个区域设置盖结构51，能连续地进行一系列的处理。而且，从下部利用对流加热使支撑板62及基板20升温，因而能使支撑板62及基板20的温度分布均匀。另外，由于能在盖结构51的减压氛围中对基板20及焊料组成物10加热，因此能防止空隙的发生。

(实施形态9)

图14及图15所示的实施形态的盖结构51设有单向阀54，用作将覆盖被加热物的内部空间51g保持在加压氛围的机构，如图15所示，盖结构51的内盖51d及外盖51e的结合部与支撑板62之间利用密封材料55进行紧密地密封。

在本实施形态8的盖结构51中，形成在内盖51d内的内部空间51g内保持为加压状态，因此容器30内的焊料组成物10的液状体中含有的有机酸(分解生成物)的沸点增大，具有减少焊料组成物10的有机酸气化的效果。由此，能抑制被加热的焊料组成物10的液状体中产生气泡，焊料微粒在所述液状体中沉淀之际，能尽可能地减小所述气泡的影响，形成稳定的隆起。另外，通过加压，作为分解生成物的有机酸滞留在液状体中，即可抑制有机酸的气化，成为在较低的温度下活性力好的焊料组成物。因此，可在较低的温度下进行隆起。另外，能减少分解生成物的气化所吸收的能量，能以较小的能量达到所需的加热温度。因此，可实现节能。

产业上利用的可能性

综上所述，采用本发明，即使焊料组成物使用液体也可抑制对该液体焊料的影响，正确地形成隆起。