JPH026053A - 通電加熱部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、通電性物質に通電し、ジュール熱を発生させ
、リード線等の被加工物を加工する通電加熱部材に関す
る。

（従来の技術） 近年、ファク１〜リーオートメーションの進歩は著しい
。その−例として集積回路（ＩＣ）を４板にはんだ付け
をする装置がある。この装置ではＦｅ、Ｍｏ、’Ｗ、Ｔ
ａ、Ｃｕ、ＡＩ、ステンレスなどの導電性物質からなる
母材を加工した加熱部材に通電し、ジュール熱を発生さ
Ｖ、前記加熱部材で一度に複数のリード線を基板に押付
けることにより、はんだ付けを行なっている。通常、Ｉ
Ｃはニガ又は四方にリード線が出ているので、加熱部材
は二個又は四個を平行あるいは四方取囲むように設置さ
れ、電気的に直列に接続されている。

並列でもよいが、この場合には、装置全体で必要な電流
の各間が多くなる。

こうした、導電性物質からなる加熱部材を直接ＩＣのリ
ード線に接触さしてはんだ付けを行なうと基板の配線が
直列に接続された加熱部材同志を結ぶ箇所では、加熱部
材から基板の配線への電流の分流が起こり、基板の配線
が切れるという不具合があった。また、加熱部材にはん
だが付着しやすいという不具合も生じた。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、導電性物質からなる加熱部材を直接
ＩＣのリード線に接触さけ−てはんだ付（ブを行なうど
、加熱部材力口ら基板の配線への電流の分流が起って、
配線が切れる、加熱部材にはんだが付着する等の不具合
があった。

本発明では、加熱部材の少なくともＩＣのリード線に接
する部分に絶縁性でかつはんだとのぬれ性が悪くはんだ
が付着しにくい材質からなる被膜で被Ｍしたことにより
加熱部材から基板の配線への電流の分流による配線切れ
及び加熱部材へのはんだの付ごを防ぎ良好な加工を流ず
ことを目的とし　ｌこ　。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の通電加熱部材は、導電性材料からなる母材の表
面で、少なくともリード線に接する部分に、比抵抗が前
記母材の１０−２Ωｃｍ以上を右しかつ鉛又は錫の少な
くとし一方を主成分とする金属の溶融物との接触角が１
０度以上の材質からなる被膜で被覆したことを特徴とづ
る。この場合接触角とは、その材質の固体に金属溶融物
が接触している時の接触線においてなす角度をいう。

従って接触角が大ぎい材質のものほど金属溶ｌＩＩ！吻
とのぬれ性が悪く、金属溶融物が付着しにくいことを示
ず。

前記被膜の材料としてはより具体的には、Ｃ９０、Ｎの
中から選ばれる少なくとら一秤以上の元素を成分とする
ものが使われる。その理由は以下に述べる通りである。

まず前記被膜は約１５０℃から３００℃程度までのピー
１−サイクルにおいて母材から剥離しない材料で構成さ
れていなければならない。また、オートメーション化さ
れたはんだ付は装置では、加熱部材は数秒程度の周期で
昇温、降温が行なわれるので、前記被膜の材料は熱伝導
率の高いものでなければならない。従って前記被膜の膜
厚１μｍを越える場合には熱伝Ｓ率はｉＷｍ−ｔｋ−を
以上でなければならない。１）り述した元素を含む材料
はすべて熱伝導率の高い材料である。

また、加熱材１１は接地電位に対し１〜１０Ｖ程度の電
位差を有するので、前記被膜は、この電圧に対し絶縁被
膜が起こらない程度の膜厚を必要とする。従って前記第
２の被膜の膜厚は５００Ａ以上好ましくは１００ＯＡ以
上は必要であり、耐摩耗性も考慮すると２μｍ程度は必
要である。熱伝導率を考に！すると５μｍ以上にするこ
とは好ましくない。前記被膜をｆｕ月の表面に被覆する
方法としては、スパッタリング、イオンブレーティング
。

（゛４空蒸着、７７ズ？ＣＶＤ、ＥＣＲ７５，２”ＶＣ
ＶＤ、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤなどがある。この中でも、摸
の密着性がよいこと、比較的低温でα叩でき膜の特性が
損われないこと、膜の電気的特性が制御しやずいことを
考慮するとプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲブラズＣＶＤ法が
特に適当である。

（作用） 加熱ｍｕの少なくともＩＣのリード線に接する部分に絶
縁性でかつはんだとのぬれ性の悪い第２の被膜を被覆す
ることにより加熱部材にはんだが付着するという不具合
がなくなった。

（実施例） 本発明の加熱部材は導電性物質を第１図に示すように加
工し、表面に絶縁性でかつはんだとのぬれ性の悪い被膜
でｉ１１覆してなる。

オートメーション化されたはんだ付は装置においてはこ
の加熱部材を第２図に示すように四方を取囲むように設
置し、これらを電気的に直列に５０１−１　ｚの交流電
源へ接続して使用される。

加工工程は以下に示す通りである。ｔＬ根板上ＩＣが載
せられ、自動搬送されてきた後、加熱部材が降りてきて
ＩＣのリード線を約２Ｋｇ重／　ｃｍ２の圧力で押付け
るのと同時に、加熱部材に約５００△の電流を供給し、
３００℃程度まで加熱する。

はんだが溶けてリード線と基板の回路が接続された後、
通電を止め、はんだが固まったところで、加熱部材が上
貸し、この−工程が終了する。

以下に、導電性物質からなる母材の表面に前述の絶縁性
かつはんだどのぬれ性の悪い被膜を被覆することにより
、本発明の加熱部材を￥Ｊ造した実施例について記載す
る。

一実施例１− 本実施例では、プラズマＣＶＤ法により第１表に示した
成分の被膜を母材の表面に被覆した。

第３図は平行平板型の容量結合型プラズマＣＶＤ装置の
略図である。真空チャンバー６内には、平板状接地電極
７と高周波電極８が対向して設置されている。また、真
空チャンバー６にはガス導入口１２が設けられている。

接地電極７にはヒーター９が取付けられ高周波電力８に
はマツチングボックス１０を介して高周波電極１１に接
続されている。

この装置によりまず導電性加熱部材に前記被膜を被覆し
た。導電性加熱部材１３を、接地電極７に置き、図示８
しない真空ポンプによってチャンバー６内を１Ｏ−６Ｔ
ｏｒｒ程度に排気した。次に接地電極７に取付けたヒー
ター９により、加熱部材１３を１５０’Ｃから４５９℃
程度に加熱しガス導入口１２ヨリｓｉ　Ｈ４、Ｎ２　、
　Ｃｌ−１，ｓ等の原ｖ１ガスをチャンバー６内に供給
して、チャンバー６内の真空度を０．０５〜１．０Ｔｏ
ｒｒに保つように排気した。高周波電極８に電力を投入
すると、電極間にてグロー放電が起こり、原料ガスがプ
ラズマ化し絶縁性７７Ｑ膜が加熱部材１３に被覆された
被膜の成分、原料ガス及び成膜条件は第１表に示す通り
である。例えばＳｉ　ＣＮ組成のｍｖＡを成膜するＪＪ
Ｊ合には、原料ガスとしＴＳｉ　ｔ−１４１００ＳＣＣ
Ｍ　、　Ｎ　２５００　Ｓ　ＣＧ　Ｍ　、　ＣＨ、＋　
４００３　ＣＣＭをガス導入口１２より導入し、チャン
バー６内の反応圧力を１．０Ｔｏｒｒに保持し、高周波
電極８に５００Ｗの電圧を印加して成膜を行なった。

この場合、成膜時間４０分で３．０μｎ１の膜厚の被膜
が形成された。

以下、他成分の被膜でも同様に成膜された絶縁性ｗｌ膜
の成分、原料ガスとその流出、チャンバー内の反応圧力
、高周波電極８に印加される電力。

成膜時間、膜厚は第１表に示す通りである。

（以下余白） プラズマＣＶＤ法にＪ：れば、加熱部材を１５０℃乃至
４５０℃の比較的低温で処理τ−きるため、加熱部材の
特性を損うことなく母材との密着強度の強い良好なｉ１
！膜が１！７られる。

−実流例２ 本実施例では、スパッタリング法により第２表に示した
成分の被膜を成膜した。使用されるスパッタ装置は第４
図に示す通りである。真空チ↑・シバ−６内には平板状
接地型ＶｉＡ７と高周波ｍ　ｌ＆　８とが対向して設置
されており、平板状接地電床７にはヒーター９が取付け
られている。高周波電極８はマツチングボックス１０を
介して高周波電極１１に接続されている。真空チャンバ
ー６の側壁にはガス導入口１２が設けられている。この
ようにスパッタリング装ばは前述のプラズマＣＶＤ装置
と煩似しているが、高周波電極８に原料の固体をターゲ
ット１４として設けている点のみが異なっている。この
装置により第１の絶縁性被膜を成膜するには、まずター
ゲット１４として原料の固体を設置し、ガス導入口１２
よりＡｒガス、場合により反応ガスを同時に流入した。

これらのガスがプラズマ化しΔｒイオンがターゲット１
４の物質を原子状あるいは分子状にしてたたき出した後
、反応ガスのプラズマ中で反応しながら加熱部材１３の
表面に絶縁性被膜を成膜した。第３表には成膜された被
膜の成分、原料及び成膜条件等が記載されている。例え
ば、非晶質シリコンからなる被膜を成膜するには、ター
ゲットとして単結晶又は多結晶シリコンを設置し、ガス
導入口１２よりＡｒ　ｊｊガス　０ＳＣＣＭ、１−１２
　ガ、’、１００３ＣＣＭを導入しチャンバー内圧力を
１Ｘ１０−３Ｔｏｒｒに保ち高周波電極８に５００Ｗの
電圧をかけて成膜を行なった。

この場合、成膜時間６０分で３．Ｏｆｌｍの膜厚の非晶
質シリコン被膜が成膜された。また、原料ガスとしてＡ
ｒガス、Ｈ２ガスと同時にＢ２　Ｈ６ガスＩＳＣＣＭ又
はＰ　ｌ−１３ガス１８ＣＣＭを導入させてもよい。以
下他の成分の被膜についても同様にターゲットの固体、
原料ガスとその流量、チャンバー６内の反応圧力、高周
波電極８に印加された電力。

記載した。

成膜時間及び成膜の膜厚を第３表中に （以下余白） スパッタリング法は原料として固体が使用できるため扱
いやすく、また、加熱部材の形状により装置の形状を変
える必要がなく汎用的な方法といえる。

実施例３ 本実施例では、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法により母材の表
面に被膜を成膜した。この方法に使われる装置は、第５
図に示す通りである。成膜室１５の側壁にはガス導入口
１２が設けられている。

また、成膜室１５上方にはプラズマ形成室１６が配設さ
れ、この成膜室１６とは、仕切り板１７に設けられたプ
ラズマ導入口１８によって連通している。プラズマ形成
室１６の土壁には石英板１９が配設され、石英板１９の
上方にはマイク［１波力波管２０が配設されている。ま
た、プラズマ形成室１６″土壁にはガス導入口２１が設
けられ、プラズマ形成室１６の周囲には、電磁石２２が
設けられている。

この装置により加熱部材に絶縁性被膜を被覆するには、
加熱部材１３を成膜室１５内底部に設置し以下の通り成
膜を行なった。成膜室１５内を真空ポンプにより排気し
、１Ｘ１０−５乃至１×１０−３の真空度に保持した。

導入管１２より成膜室１５に原料ガス、導入管２１より
プラズマ形成室、反応ガス（Ｎ２．０２　、ＣＨ４等）
または、それ自身は反応ぎずにエネルギーを他に供給す
るガス、（Ａｒ　、Ｈｅ　、１−１２　）をそれぞＦ′
Ｌ導入した。

マイクロ波導波惰２０Ｊ、す２．４５ＧＨｚのマイクロ
波をプラズマ形成室１６に導入すると、このマイクロ波
に」、す、電ＱＥが生じる。また、電磁石２２に電流を
流してプラズマ形成室１６内に８７５ガウスＩｎ　、ｌ
Ｊ２　Ｂを形成する。プラズマ形成室１６内の電子が共
鳴し励起される。この電子の共鳴にＪ、り導入管２１か
ら導入されると、Ｎ２、またはＡ　ｒガスにそのエネル
ギーが供給され、これらのガスのプラズマを形成づ−る
。このプラズマは限場の発散に伴い、プラズマ導出管１
８より、成膜室１５に引出される。成膜室１５中に導入
管１２より導入された原料ガスの成分が成膜室１５内の
平、板状の加熱部材１３の表面に成膜された。各被膜に
ついて原料ガス、成膜条件Ｓを第５表に記載した。例え
ば、ｓｒ＠Ｎ成分の成膜をづる場合には、原料としてＳ
ｔ　ｔ１４１０ＳＣＣＭをガス導入口により導入し、反
応ガスとして、Ｎ２５０３ＣＣＭをガス導入口により導
入した。チャンバー内の圧力は３Ｘ　１０””　Ｔｏｒ
ｒに保らマイクロ波電力を５００Ｗとした。この場合、
成膜時間４０分で膜厚３．Ｏｍの被膜を得た。以下、他
の成分の被膜についても同様に第５表中に、原料ガスと
その流量、成膜室１５内の反応圧力、マイクロ波電力、
成膜時間、膜厚を２或した。

（以下余白） このようにＥＣＩＩプラズマＣＶＤ法によれば加熱部材
を加熱することなく処理でき、成分が均で部材に密着し
た被膜が成膜できる。

以上の実施例１乃至３に示した成膜を行なう前に△ｒイ
オンボンバード処理を行なうと、被膜と母材の密着度を
高くすることができる。この処理を行なうにはプラズマ
ＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＯ法の場合は、被膜とな
る原料ガスを供給せずに八ｒを流してプラズマを形成す
ればに＜、スパックリング法の場合には、ターゲットで
はなく丹Ｈに電力を印加ずればよい。

さらに被膜と母材との密着度を高めるには、被膜と母材
の界面に、窒素、炭素、酸素笠を母材より多く含有する
領域を形成するとよい。そのためには予めイオン窒化、
浸炭処理等を行なった母材に絶縁性被膜を被覆させたり
、前記イオンボンバードの際にＡｒガスにＮ２．０２　
、ＣＨ４等を混合してもよい。また、Ｎ２．０２　、Ｃ
ｌ−１４等のガスのイオンボンバードを行なってもよい
。

このように、導電性物質からなる母材の表面に絶縁性か
つはんだとのぬれ性の悪い材質の被膜を被覆することに
より、加熱部材から基板の回路への電流の分流がな（な
り、良好な加工を施すことができ、また、はんだが付着
しにくく、かつ耐摩耗性、耐酸化性に優れ、数万回の使
用にも耐えることができる加熱部材を提供することがで
きる。

［究明の効果］ 以上詳述したように、本発明の絶縁性でかつはんだとの
ぬれ性の悲い材質の被膜で被覆した加熱部材によれば、
加熱部材から被加工物への電流の分流がなく、かつはん
だが付着しにくく、良好な加工がなされる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はすべて本発明の実施例に関するもの
であり、第１図は１個の加熱部材の斜視図、第２図は４
個の加熱部材を直列に繋いだ様子を示した様式図、第３
図乃至第５図は加熱部材を製造するための装置の概略図
であり、第３図はプラズマＣＶＤ法に用いられる装置の
概略図、第４図はスパッタリング法に用いられる装置の
概略図、第５図はＥＣＲプラズマＣＶＤ法に用いられる
装置の概略図である。 １３・・・加熱部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性物質からなる母材に通電することで加熱せしめ被
   加工物に加工を施す部材において、少なくとも母材の被
   加工物と接する部分は比抵抗が母材の１０＾−＾２Ωｃ
   ｍ以上でかつ鉛または錫の少なくとも一方を主成分とす
   る金属の溶融物との接触角が１０度以上である被膜で被
   覆されたことを特徴とする通電加熱部材。