软钎焊方法技术

防止回流焊时的软钎料的飞散，且确实地去除软钎料、电极的表面形成的氧化膜。本发明专利技术的软钎焊方法具备如下工序：将焊膏涂布于印刷基板上的电极，在该焊膏上安装电子部件的工序；预热时(区间A)使腔室内为真空状态且约180℃，将印刷基板加热，从而使焊膏中含有的无残渣用助焊剂挥发的工序；还原时(区间B)使腔室内为甲酸气氛且约200℃，将印刷基板加热，从而将形成于电极等的氧化膜去除的工序；和，正式加热时(区间C)使腔室内为真空状态且250℃，将印刷基加热，从而使焊膏中含有的软钎料粉末熔融的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】软钎焊方法
本专利技术涉及将电子部件软钎焊于印刷基板上的软钎焊方法。
技术介绍
一般而言，将电子部件软钎焊于印刷基板上的电极(软钎焊部)的情况下，通过印刷法或排出法，将焊膏涂布于印刷基板的电极，之后，在回流焊装置的腔室内，对该印刷基板进行预加热和正式加热，从而将电子部件软钎焊于印刷基板上。焊膏由混合有软钎料粉末和助焊剂的接合材料构成。近年来，在半导体行业、汽车行业等广泛利用无需回流焊后的软钎焊部中的助焊剂残渣的清洗工序的无残渣焊膏。例如专利文献1中记载了一种无残渣焊膏，其由如下成分形成：固体溶剂，其在常温下为固体、且在回流焊温度下蒸发；高粘性溶剂，其在常温下为高粘性流体、且在回流焊温度下蒸发；和，余量为液体溶剂，其在常温下为液体、且在回流焊温度下蒸发。另外，作为助焊剂的残渣对策，除使用上述无残渣焊膏之外，还已知有如下技术：使用无助焊剂的预成型坯材料，将电子部件软钎焊于印刷基板上。例如专利文献2中记载了一种电源模块，其在半导体元件与绝缘金属基板的接合中使用无助焊剂的软钎焊预成型坯材料。上述情况下，回流焊使用无助焊剂的预成型坯材料，因此，在还原气氛中进行。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-025305号公报专利文献2：日本特开2008-172120号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，上述专利文献1中记载的软钎焊方法中，存在以下的问题。即，专利文献1中记载的软钎焊方法中，在正式加热时，以残留有助焊剂的状态，在大气压下或氮气气氛下，使软钎料熔融，因此，软钎料熔融时助焊剂会飞散，由于该助焊剂的飞散所产生的气势而软钎料有时也会飞散。作为助焊剂飞散的理由，考虑助焊剂中含有的溶剂成分的残留。因此，本专利技术是鉴于上述课题而作出的，其目的在于，提供：防止回流焊时的软钎料的飞散、且能确实地去除软钎料、电极的表面形成的氧化膜的软钎焊方法。用于解决问题的方案本专利技术的软钎焊方法具备如下工序：第1工序，将焊膏涂布于基板上的软钎焊部，在该焊膏上载置电子部件，所述焊膏是混合软钎料合金和无残渣用助焊剂而成的；第2工序，使炉内为真空状态且第1温度，将前述基板加热，从而使前述焊膏中所含的前述无残渣用助焊剂挥发；第3工序，使前述炉内为还原气氛且第2温度，将前述基板加热，从而至少将前述软钎焊部的氧化膜去除；和，第4工序，使前述炉内为真空状态且高于前述第2温度的第3温度，将前述基板加热，从而使前述焊膏中所含的软钎料熔融。专利技术的效果根据本专利技术，可以防止回流焊时的软钎料的飞散，且可以确实地去除软钎料、电极的表面形成的氧化膜。附图说明图1A为示出本专利技术的一实施方式的软钎焊方法的工序的一例的图。图1B为示出本专利技术的一实施方式的软钎焊方法的工序的一例的图。图1C为示出本专利技术的一实施方式的软钎焊方法的工序的一例的图。图1D为示出本专利技术的一实施方式的软钎焊方法的工序的一例的图。图2为示出回流焊时的腔室内的温度与气压的关系的一例的图。具体实施方式以下，边参照附图边对本专利技术的适合实施方式详细进行说明。[软钎焊方法的工序例]图1A～图1D示出本专利技术的软钎焊方法中的半导体装置的制造工序的一例。图2示出回流焊时的腔室内的温度与气压的关系(温度曲线)的一例。图2中，左侧的纵轴表示腔室内的温度，右侧的纵轴表示腔室内的气压，横轴表示时间。本实施方式中，作为回流焊装置100，使用用于进行利用甲酸还原的软钎焊的回流焊装置。需要说明的是，利用甲酸还原的回流焊装置是公知的，因此，对于详细的说明省略。首先，准备在印刷基板10的与电极(软钎焊部)同一部位形成有开口部的金属掩模，使该金属掩模的开口部对准印刷基板10的电极后，载置于印刷基板10上。接着，通过移动刮板使载置于金属掩模上的焊膏20填充至金属掩模的开口部内。焊膏20例如使用的是，混合由Sn-3.0Ag-0.5Cu形成的软钎料合金和无残渣用助焊剂而成者。通过调整金属掩模的开口部的开口尺寸、厚度，从而可以形成与任意大小的电极等对应的焊膏20。接着，如图1A所示那样，将金属掩模从印刷基板10上拆卸后，在焊膏20上载置电子部件30(第1工序)。接着，如图1B所示那样，将安装有电子部件30的印刷基板10输送至回流焊装置100的腔室内。在腔室内，如图2所示那样，在区间A的预热时，使腔室内为真空状态，且设定为150～180℃(第1温度)。作为真空度，例如优选10～100Pa。由此，如图1C所示那样，成为焊膏20中含有的助焊剂完全挥发了的无残渣的状态，成为印刷基板10上仅残留有软钎料粉末22的状态(第2工序)。需要说明的是，本实施方式中，图1C所示的助焊剂挥发了的状态的“无残渣”中，如上述，除助焊剂完全挥发而成为没有助焊剂残渣的情况之外，还包括基本未见助焊剂残渣的情况，具体而言，助焊剂残渣的量成为助焊剂中的1质量％以下。接着，如图2所示那样，在区间B的还原中，向回流焊装置100的腔室内供给甲酸，且使腔室内从真空状态为大气压状态。另外，正式加热时的腔室内的温度设定为第1温度以上且低于软钎料的熔融温度的温度(第2温度)。优选设定为比软钎料的熔融温度低10℃～20℃的温度。由此，向腔室内供给的甲酸成分使印刷基板10的电极、软钎料的表面形成的氧化膜还原，将电极、软钎料表面的氧化膜去除。即，即使为无助焊剂，也能去除电极、软钎料表面的氧化膜(第3工序)。接着，如图2所示那样，区间C的正式加热中，腔室内的甲酸被排气，且使腔室内从大气压状态为真空状态。作为真空度，例如优选10～100Pa。另外，正式加热时的腔室内的温度设定为比软钎料的熔融温度高20℃～50℃、优选高20℃～30℃的温度(第3温度)。由此，如图1D所示那样，通过软钎料熔融，从而电子部件30接合于印刷基板10上的电极(第4工序)。软钎料熔融时，助焊剂挥发而不残留，因此，还可以防止软钎料的飞散。本实施方式中，通过这样的一系列的工序，借助焊膏20将电子部件30软钎焊于印刷基板10上。实施例接着，对变更腔室内的温度、气压等回流焊条件进行回流焊时的回流焊后的空隙的发生、助焊剂残渣、软钎料的飞散分别进行了验证。回流焊装置使用ATVTechnologieGmbh公司制的SRO700。首先，制作由Sn-3.0Ag-0.5Cu形成的软钎料粉末，将作为无残渣用助焊剂的NRB60与软钎料粉末进行混合，制作焊膏。接着，在铜板上涂布焊膏，在该焊膏上载置8mm见方的Si芯片后，变更腔室内的温度、气压等回流焊条件进行软钎焊。最后，对于进行了软钎焊的铜板，使用X射线检查装置，确认了回流焊后的空隙的发生和软钎料的飞散，使用电子显微镜确认了助焊剂残渣。(1)空隙的评价方法将X射线的倍率设为7倍，利用图像处理软件进行空隙率的测定。○：空隙率为1％以下。×：空隙率超过1％。(2)软钎焊的评价方法如果软钎焊能正常进行则记作○，如果软钎焊无法进行则记作×。表1示出各回流焊条件下的回流焊后的空隙的发生、助焊剂残渣和软钎料的飞散的结果。[表1]实施例1中，如表1所示那样，区间A中的预热时在真空状态下将焊膏加热，使助焊剂完全挥发，因此，在回流焊后也未确认到助焊剂残渣。另外，区间C中的正式加热时，助焊剂已经挥发，因此，也未确认到源自助焊剂的软钎料的飞散。进而，利用甲酸将氧化膜去除，因此，也可以正常地进行软钎焊。软钎料熔融本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软钎焊方法，其特征在于，具备如下工序：第1工序，将焊膏涂布于基板上的软钎焊部，在该焊膏上载置电子部件，所述焊膏是混合软钎料合金和无残渣用助焊剂而成的；第2工序，使炉内为真空状态且第1温度，将所述基板加热，从而使所述焊膏中所含的所述无残渣用助焊剂挥发；第3工序，使所述炉内为还原气氛且第2温度，将所述基板加热，从而至少将所述软钎焊部的氧化膜去除；和，第4工序，使所述炉内为真空状态且高于所述第2温度的第3温度，将所述基板加热，从而使所述焊膏中所含的软钎料熔融。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.22 JP 2016-2264191.一种软钎焊方法，其特征在于，具备如下工序：第1工序，将焊膏涂布于基板上的软钎焊部，在该焊膏上载置电子部件，所述焊膏是混合软钎料合金和无残渣用助焊剂而成的；第2工序，使炉内为真空状态且第1温度，将所述基板加热，从而使所述焊膏中所含的所述无残渣用助焊剂挥发；第3工序，使所述炉内为还原气氛且第2温度，将所述基板加热，从而至少将所述软钎焊部的氧化膜去除...

【专利技术属性】
技术研发人员：角石衛，鹈饲竜史，
申请(专利权)人：千住金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP