一种压接压接部的接合装置，通过使其内部的压接部气氛的水分浓度比装置外部气氛的水分浓度小，从而能够在低温、低压条件下进行压接。此时，形成压接部的接合金属端子及被接合金属端子的各表面的吸附水分量为１×１０↑［１６］分子／ｃｍ↑［２］以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在电子装置的制造特别是安装中必须用到的接合装 置。更详细地说，涉及一种在用于将半导体芯片等电子元件上的端子和外 部引出用的端子电连接的引线接合、倒装片接合等接合和将半导体元件、 电容器等电子元件往印刷布线板和封装基板等安装基板上安装之际压接 金属端子、电接合等中采用的接合装置及接合方法。这种接合方法包括向FPC(Flexible Printed Circuit)的安装、还有TAB (Tape Automated Bonding)、引线接合、倒装片等的无引线接合等。
技术介绍
近年来，随着便携电话和便携信息终端、数字视频终端等电子装置的 小型化、高功能性、高性能化所取得的进展，搭载有半导体封装和电子元 件等的印刷布线板也被强烈要求高功能化、小型化、轻量化。对于印刷基 板的设计要求也从现有的50~100pm的设计规格将来要求lOum以下的设 计规格，精细化要求提高。与之相应地，不仅将元件与印刷基板间电接合 的端子尺寸缩小，而且端子间隔也窄间距化，从而要求具有高电特性和高 可靠性的接合方法。另外，关于器件的封装内的芯片和外部引出端子的电 连接也高度精细化，于是也要求具有高电特性和高可靠性的接合方法。这 种接合一般是利用压接进行的金属端子(也包括焊接突起等)彼此的接合，而现有的压接接合例如倒装片接合和引线接合等中是在数百t:的高温、数吨/cn^的高压下进行。在这样的高温、高压条件下，大气中的氧和水分与 端子金属和基板材料的树脂等容易反应，产生金属材料的氧化劣化和树脂 的分解、解体等，产生由于接合部的电特性的劣化和机械强度的降低而造 成的可靠性降低、由于分解的有机物而造成的污染问题。作为抑制接合时的氧化劣化的方法，有一种方法如专利文献1所述的引线接合装置等中所例示，通过采用惰性气体气氛为处理气氛，从而抑制 氧化劣化。在引用了如上所述方法的接合装置中，也产生装置起动之后不久接合 特性不稳定的问题和突发性地接合特性劣化等问题，要想在短时间内可靠 地形成接合，不得不升高压接压力和压接温度。若升高压接压力，则产生 作为基板的树脂的变形问题，若升高压接温度，则产生树脂劣化这样的问 题。本专利技术的专利技术者们经过反复锐意研究，结果发现，要想进行接合温度 的低温化、低压力化、接合强度的强化，必须充分去除接合时接合部表面 的吸附水分、有机物。为此，减少接合部气氛的水分、有机物很重要。另 外，还必须将接合部的温度上升一定程度，蒸发掉接合部表面的水分。再 有，发现还必须去除成为气氛干燥气体的流路的装置内表面的水分、有机 物污染且使其表面为难以吸附水分的惰性表面。另外，还要具有减少气氛中含有的氧浓度的效果。采用含有水分和氧分别为10体积ppm以下、优 选是lppm以下、更优选是O.lppm以下的惰性气体气氛。可以含有氢为 爆炸临界的4%以下。从而能够降低压接的压力，其结果能够防止元件特 性的劣化。不过，在这种干燥的气氛中会产生静电，导致元件的破坏。为 了防止这样，优选是设置去除静电机构。要想去除静电能够适用电离剂和 软X射线照射、a射线除电等，不过软X射线照射更好。考虑将专利文献1所述的方法应用于焊接突起等接合装置、抑制氧化 劣化，不过根据专利文献1的方法，只例示了在进行接合的处理部通过惰 性气体，没有例示气体中所含的水分量、有机物量和用于降低气体中所含 的水分量、有机物量的装置构成。若在金属端子表面吸附水分则阻碍端子 彼此的密接，因此，不得不提高压接的温度、压力。专利文献h特开平5 — 109793号公报。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于，提供一种电子装置的电接合部不会产生氧 化劣化等变质、能够实现高性能高可靠性化的可在低温、低压条件下压接 的电子装置制造用接合装置及接合方法。本专利技术的再其他目的在于，提供一种采用上述接合方法制造的电子装置。本专利技术的接合装置，其是将接合金属端子和被接合金属端子压接并进 行接合的接合装置，其特征在于，使压接部气氛的水分浓度比装置外部气 氛的水分浓度小，另外，其特征在于，所述压接部的接合金属端子表面及被接合金属端子表面的吸附水分量及有机物吸附量分别为ixio16分子/cr^以下及5X10。分子/cm2 (廿垸换算)以下。再有，本专利技术的接合装 置，其特征在于，至少在压接部流通惰性气体，另外，该接合装置上具有 从装置外部供给所述惰性气体的供给口，该供给口的所述惰性气体的水分 含量为10体积ppm以下。再有，接触所述惰性气体的装置主要内表面的 吸附水分量及有机物吸附量分别为1X10"分子/cm2以下及5X10"分子 /cm2 (廿烷换算)以下。作为构成这种装置的主要的内表面，可例示电解 研磨不锈钢表面、电解复合研磨不锈钢表面、以氧化铬为主成分的电解研 磨或电解复合研磨表面、以氧化铝为主成分的电解研磨或电解复合研磨表 面、聚烯烃(polyolefines)类树脂表面、聚环烯烃(polycycloolefines)类 树脂表面、氟类树脂表面。本专利技术的接合装置，其特征在于，所述惰性气 体含有氮、氦、氖、氩、氪及氙中的至少任意一种。再有，本专利技术的接合装置，其特征在于，具有从所述接合金属端子表 面及所述被接合金属端子表面将吸附水分减少到1 X 1016分子/cm2以下的 机构、以及将吸附有机物量减少到5X 10"分子/cm2以下的机构。本专利技术的接合装置，其特征在于，在装置内部具备将在所述接合金属 端子、被接合金属端子以及其周围的任意一个或全部上产生的静电中和的 机构，该静电的中和优选是采用电离剂、a射线或软X射线，更优选是采 用软X射线。本专利技术的金属端子的接合方法，将接合金属端子和被接合金属端子压 接并进行电接合，所述接合方法的特征在于，该接合金属端子表面及被接 合金属端子表面含有铅、锡、银、金、铜、锌、铝、铋、铟及镍中的至少 任意一种，将在压接部形成接合的表面吸附的水分及有机物分别减少到1 X10"分子/cn^以下及5X10"分子/cm2 (廿烷换算)以下后形成接合。所述压接部的接合金属端子表面及被接合金属端子表面的吸附水分量及吸附有机物量优选为lX10"分子/ciT^以下及5X10"分子/cm2 (廿垸 换算)以下，更优选是形成单分子层吸附。关于这个利用图l进行说明。 图1 (a)是表示控制铝表面和金表面的吸附水分量、形成接合时的接合特 性的图，按照水分吸附量为1X10"分子/cn^时的接合强度进行规格化并 作成曲线。吸附水分量的控制通过预先采用与对象表面同种的表面、实验 性导出气氛水分浓度和吸附水分量的关系，控制气氛的水分浓度从而进 行。由图1可知，形成接合的面的吸附水分量从单分子层吸附变成多分子 层吸附的2X10"分子/ci^起接合特性开始劣化，若超过lX10"分子/cm2，则显著劣化。这种倾向在上述其他的金属材料间也同样。另外，同样图1 (b)表示与有机物吸附量的关系。因而，被接合金属端子表面的吸附水分量及吸附有机物量优选为IX 1016分子/(^12以下及5Xl(^分子/cn^以下，更优选是单分子层吸附。为 了实现这样的水分吸附量，通过在压接部流通惰性气体，从而能够降低吸 附水分量。供给的惰性气体的水分含量优选是10体积ppm以下。此时， 通过实验可知，向接合面的水分吸附量为1X1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种接合装置，其将接合金属端子和被接合金属端子压接并进行电接合，其特征在于， 使压接部气氛的水分浓度比装置外部气氛的水分浓度小。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：大见忠弘，森本明大，
申请(专利权)人：大见忠弘，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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