焊接装置及方法、以及所制造的基板及电子部件的制作方法_3

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、N1、Co、Bi中的一种或两种以上的情况下,容易由其一种或两种以上成分(M)与熔融焊料中的锡(Sn)而形成MSn化合物。其结果,构成电极2的成分Μ减少而导致电极2变小。
[0176]电极2的形态及尺寸没有特别限定,但在电极为设于基板上的电极图案的情况下,例如可以举出图案宽度或图案直径为5 μπι以上或10 μm以上且500 μm以下的宽度狭窄的图案或微细圆形图案的电极。另外,在电极为设于电子部件上的电极的情况下,根据该电子部件的种类,可列举数百μπι以上、数mm以下程度的较大尺寸的电极。
[0177]另外,电极2的厚度也没有特别限定,作为一例,例如可以列举5 μπι以上、30 μπι以下的程度。设置了电极2的基材1的大小及外形形状也没有特别限定,可对各种基板应用本发明。本发明的部件的制造方法是在这样的电极2的表面上形成能够抑制电极成分的溶出的电极侵蚀防止层4的方法。
[0178]这样的部件10从图1的送入门103被送入至装置100内。被送入的部件10如例如图2所示那样依次排列,并利用夹持装置(夹持并保持部件的装置)111被依次送至第二处理部120。在部件10的两面具有电极2的情况下,逐一送至第二处理部120,但仅在部件10的一面具有电极2的情况下,也可以每两个送至第二处理部120。该夹持装置111没有特别限定,可列举具有夹持部112、且升降轴113在升降电动机114的作用下进行上下移动的方式进行控制的装置。
[0179]此外,在部件10为印刷基板等的情况下,该矩形的印刷基板可直接安装,但在部件10为例如图12所示的电子部件40的情况下,优选安装在与该电子部件40的形状相符合的保持夹具42上。
[0180](第二处理部/第二处理工序)
[0181]第二处理部120是利用设于该第二处理部120与第一处理部110之间的第一开闭机构119可密闭地将两者隔开、并将从第一处理部110送入的部件10送出至接下来的第三处理部130的处理部。
[0182]第二处理部120中,在部件10从第一处理部110被送入之前,第一开闭机构119的挡板(未图示,以下相同)关闭,在部件10即将被送入时,挡板打开。挡板打开后,部件10从第一处理部110被输送至下方,部件10被安装于盒115中。安装于盒115中之后,关闭第一开闭机构119的挡板,然后打开第二开闭机构129的挡板,将安装有部件10的盒115(将其称为部件安装盒115)送出至第三处理部130。
[0183]优选将部件安装盒115送出至第三处理部130后,关闭第二开闭机构129的挡板,利用空气或非活性气体等净化并置换从第三处理部130进入的第二处理部120内的含有有机脂肪酸的溶液131的喷雾及臭味。由此,可以防止第三处理部130中使用的含有有机脂肪酸的溶液131的喷雾或臭味从第二处理部120流向第一处理部110而泄露至外部。需要说明的是,净化并置换出的气体由脱臭装置、吸附装置处理。
[0184]盒115的输送没有特别限定,可以利用例如图2所示那样的盒输送装置122来进行。该盒输送装置122由输送线路123、输送电动机124和输送辊125构成。通过该盒输送装置122,可以使盒115至少在第二处理部120和第三处理部130之间反复往返。
[0185]第二处理部120的形状没有特别限定,只要是可将1个或2个部件10安装于1个盒115中的大小即可。在图2的例子中,第二处理部130以俯视时为细长的结构构成,特别有利于节省空间。
[0186]优选在第二处理部120设置用于预先加热的加热器121。通过利用该加热器121预先对部件10进行加温,可抑制部件10与第三处理部130的含有有机脂肪酸的溶液131接触时含有有机脂肪酸的溶液131的温度下降。
[0187](第三处理部/第三处理工序)
[0188]第三处理部130是利用设于该第三处理部130与第二处理部120之间的第二开闭机构129可密闭地将两者隔开、使从第二处理部120送入的部件10与含有有机脂肪酸的溶液131接触并使该部件10水平移动的处理部。
[0189]部件安装盒115下降而被送入第三处理部130,部件10与第三处理部130内的含有有机脂肪酸的溶液131接触。通常如图3所示与在第三处理部130中填满一定量的含有有机脂肪酸的溶液131浸渍接触,但也可以喷雾含有有机脂肪酸的溶液131的淋浴。需要说明的是,将部件安装盒115送入第三处理部130后,关闭第二开闭机构129的挡板。
[0190]第三处理部130的大小及形状没有特别限定,优选为可以使部件10与含有有机脂肪酸的溶液131接触的充分的大小和形状,且以不阻碍部件安装盒115的输送的大小和形状而构成。图2的例子中,第三处理部130由俯视时为细长的结构构成,特别有利于节省空间。
[0191]与含有有机脂肪酸的溶液131接触的部件安装盒115水平移动至后述的用于进行熔融焊料附着处理及剩余焊料的除去处理而拉起的部位。然后,上升至构成第四处理部140的上方的空间部。
[0192]对于第三处理部130中含有有机脂肪酸的溶液131的温度而言,由于利用从其中蒸发的蒸气使构成第四处理部140的空间部143的温度为与熔融焊料5a的液流温度相同或基本相同的温度,因此,根据熔融焊料5a的液流温度来决定。例如在熔融焊料5a的液流温度约为250°C的情况下,优选含有有机脂肪酸的溶液131的温度也为相同或同等程度的温度,在低温类型的熔融焊料5a的液流温度约为150°C的情况下,优选含有有机脂肪酸的溶液131的温度也为相同或同等程度的温度。通过设定为这样的温度,可以将从含有有机脂肪酸的溶液131蒸发的蒸气温度设为与熔融焊料5a的液流温度相同或同等程度的温度。作为含有有机脂肪酸的溶液131的温度的控制方法,可以在第三处理部130的周围卷绕加热器或冷却器、或者向槽中插入加热器或冷却管、或者使槽中的含有有机脂肪酸的溶液131在温控设备(未图示)中循环来进行温度控制。
[0193]第三处理部130中的含有有机脂肪酸的溶液131优选为含有碳原子数12以上且20以下的有机脂肪酸的溶液。虽然也可以使用碳原子数11以下的有机脂肪酸,但这样的有机脂肪酸具有吸水性,因此不太优选。另外,碳原子数21以上的有机脂肪酸存在熔点高、浸透性差、难以处理等难点。作为代表性的有机脂肪酸,优选为碳原子数16的棕榈酸。作为有机脂肪酸,特别优选只使用碳原子数16的棕榈酸,也可以根据需要含有碳原子数12以上且20以下的其它有机脂肪酸、例如碳原子数18的硬脂酸。
[0194]含有有机脂肪酸的溶液131优选使用含有5质量%以上且25质量%以下的棕榈酸、且剩余部分由酯合成油构成的溶液。通过使用这样的含有有机脂肪酸的溶液131,该含有有机脂肪酸的溶液131可以选择性地引入存在于部件10的电极表面的氧化物、助焊剂成分等杂质,使电极表面洁净化。特别优选为含有10质量%左右(例如,5质量%以上且15质量%以下)的碳原子数16的棕榈酸的含有有机脂肪酸的溶液131。需要说明的是,含有有机脂肪酸的溶液131中不含镍盐、钴盐等金属盐或抗氧剂等添加剂。
[0195]有机脂肪酸的浓度低于5质量%时,选择性地引入存在于电极2表面的氧化物、助焊剂成分等杂质来进行精制的效果稍低,进而,有时低浓度下的管理变得复杂。另一方面,如果有机脂肪酸的浓度超过25质量%,则存在含有有机脂肪酸的溶液131的粘度变高、在300°C以上的高温区域产生发烟和恶臭的问题等问题。因此,有机脂肪酸的含量优选为5质量%以上且25质量%以下,特别是在仅使用碳原子数16的棕榈酸的情况下,优选为10质量%左右(例如,5质量%以上且15质量%以下)的含量。
[0196]在第三处理部130中,部件10与上述的含有有机脂肪酸的溶液131接触,其结果,部件10所具有的存在于电极2表面的氧化物、杂质等被除去而洁净化。而且,电极2的表面形成构成含有有机脂肪酸的溶液131的有机脂肪酸的涂层3(参照图8(B))。该涂层3可以清洁电极2的表面,进而抑制电极2表面的氧化而防止氧化被膜的生成。
[0197](第四处理部/第四处理工序)
[0198]第四处理部140是具有熔融焊料附着机构33及熔融焊料除去机构34的处理部,所述熔融焊料附着机构33使在第三处理部130中水平移动的部件10移动至上方的空间部143而使熔融焊料5a附着于电极2上,所述熔融焊料除去机构34用于除去在空间部143中附着的熔融焊料5a中剩余的熔融焊料5a。需要说明的是,符号141为熔融焊料5a的配管,在该配管141上通常以等间隔设有喷嘴33。另外,符号142为含有有机脂肪酸的溶液131的配管,在该配管142上通常以等间隔设有喷嘴34。
[0199]该第四处理部140中,如图3所示,由夹持装置181的夹持部182从部件安装盒115中夹持部件10,通过升降轴183的升降来进行之后的上升、下降、水平移动等。需要说明的是,在图3的例子中,从部件安装盒115中仅夹持部件10进行移动,但也可以以部件安装盒115的形式移动并应用附着机构33及除去机构34。
[0200]首先,对熔融焊料附着机构33进行说明。
[0201]熔融焊料附着机构33使在第三处理部130中水平移动的部件10移动至上方的空间部143并使熔融焊料5a附着于电极2上。如图3?图5所示,部件10被第三处理部130的含有有机脂肪酸的溶液131处理后,被拉起至上方的空间部143。空间部143是与含有有机脂肪酸的溶液131相同或基本相同的含有有机脂肪酸的溶液131的蒸气氛围的经过了加压的空间部,该空间部在水平方向上间隔地配置有用于向设于部件10的电极2喷雾熔融焊料5a的液流5’的附着机构33、以及向后述的剩余熔融焊料5a喷雾含有有机脂肪酸的溶液131而除去剩余熔融焊料5a的除去机构34。
[0202]空间部:
[0203]优选空间部143被含有有机脂肪酸的溶液131的蒸气等充满而成为加压状态。空间部143的压力没有特别限定,但优选为0.1Pa左右。特别是通过由含有有机脂肪酸的溶液131的蒸气形成上述范围的加压状态,部件10的电极2不会被氧化或被杂质污染。该空间部143如下形成:首先导入氮气,然后对含有有机脂肪酸的溶液131加温,并利用其蒸气充满空间部143。需要说明的是,符号148是用于调整空间部内的压力或进行气体置换的排水管。
[0204]空间部143的氛围温度优选为与焊接的熔融焊料5a的温度相同或接近该温度的温度。虽然也可以为相同的温度,但优选设为比熔融焊料5a略高的温度。例如,优选设为比熔融焊料5a的液流温度高2°C以上且10°C以下、更优选设为比熔融焊料5a的液流温度高2°C以上且5°C以下的氛围温度。通过设为该温度范围内,可以使喷射至电极2表面之后的熔融焊料5a的液流5’遍布该电极2的表面而流动,特别是可以使熔融焊料5a扩展至微节距的电极或小面积的电极表面的各个角落。在氛围温度比熔融焊料5a的液流温度低的情况下,有时熔融焊料5a的粘度降低而使熔融焊料5a的流动性降低,另一方面,如果设为比熔融焊料5a的液流温度高超过10°C的氛围温度,则存在温度过高而对部件10造成热损伤的担心。
[0205]在空间部143的下方具有第三处理部130,从该第三处理部130蒸发的含有有机脂肪酸的溶液131的蒸气充满空间部143。其量没有特别限定,只要是能够产生使空间部143的压力为0.1MPa左右的蒸气的程度的量即可。
[0206]对于空间部143的下方的含有有机脂肪酸的溶液131的温度而言,由于要利用从其中1蒸发的蒸气使空间部143的温度为与熔融焊料5a的液流温度相同或基本相同的温度,因此,根据熔融焊料5a的液流温度来决定。例如在熔融焊料5a的液流温度为250°C的情况或如低温焊料那样为150°C程度的情况下,优选含有有机脂肪酸的溶液131的温度也为相同或同等程度的温度。通过设为这样的温度,可以使由含有有机脂肪酸的溶液131蒸发的蒸气温度为与熔融焊料5a的液流温度相同或同等程度的温度。作为含有有机脂肪酸的溶液131的温度的控
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