甲酸分解用装置及甲酸的分解方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种甲酸分解用装置及甲酸的分解方法。
【背景技术】
[0002]在半导体芯片上形成焊料凸块时，使焊料附着于焊垫上，接下来，使焊料凸块的形状从蘑燕形状变成半球体形状，接下来，使其回焊(ref low)并焊接接合。在过去的焊接方法中，为了形成均匀的焊料凸块，利用助焊剂去除焊料的表面氧化膜，而将焊料凸块表面洁净化。
[0003]然而，在使用了助焊剂的焊接中，有时会因为助焊剂的分解，而在焊料凸块中形成微小的空隙(孔隙)。这些空隙不只会使已形成的焊接接合的电性及机械性质降低，还会破坏附有焊接凸块的半导体的平坦性，也可能会对于后续的半导体接合步骤产生影响。分解后的助焊剂的挥发性物质有时可能会污染回焊处理装置(焊接装置)内部，因此而可能增加维护成本。再加上，助焊剂残留物常残留在半导体基板上，引起金属的腐蚀，有时会使组件(assembly)的性能降低。此外，在回焊后，清洗去除助焊剂残留物的方法中，由于要加入“后清洗”这个新的处理步骤，因此焊接所需的时间增加。
[0004]因此，作为不利用助焊剂的焊接方法，已知有利用甲酸来还原焊料和被接合构件也就是基板或电极等的方法(参照专利文献I?3等)。这样的还原方法中，在搭载有焊料构件的基板到达特定温度时，使焊料构件暴露在含有甲酸的还原性气体中而进行去除表面的氧化膜的还原处理后，进行熔融处理。
[0005]然而，甲酸有可能腐蚀腔室材料，腐蚀物作为金属性杂质而成为腔室内的污染源，飞散且附着于基板或搭载于基板上的电子零件等上，因此还原处理结束后需要从腔室内去除甲酸。另外，由于甲酸有刺激性，因此希望能安全地处理从腔室回收的甲酸。
[0006]在专利文献I所记载的焊接装置中，在加热室内将甲酸以150?200°C加热并汽化，如下所述地分解而产生氢气气体及一氧化碳气体，且将产生的气体供给至焊接装置来还原氧化膜。但是，此装置是利用通过甲酸的加热分解所产生的还原性气体(氢气、一氧化碳)的装置，并非是以甲酸去除氧化膜的装置。
[0007]hcooh^h2o+co
[0008]hcooh^h2+co2
[0009]在专利文献2所记载的焊接装置中，具备处理室、及将含有甲酸的氛围气体导入该处理室内的甲酸导入机构，并且，在处理室的回焊处理部与处理室内壁之间，配置有用以加热分解甲酸的甲酸分解部件(加热器)，在回焊结束后，利用以覆盖内壁面的方式来设置的加热器，将附着于遮蔽材料和腔室材料上的甲酸氛围气体以200°C以上进行加热分解处理。
[0010]在专利文献3所记载的焊接装置中，在焊接装置的排气口，设置排气栗与甲酸回收机构，并使排出的甲酸溶解于水中或酒精中来回收。另外，在焊接装置的排气口安装有甲酸分解机构，将从腔室排放的甲酸气体以加热器加热到200?300°C来分解。
[0011]另外，于专利文献4中记载:一种焊接装置，具有向加热室供给甲酸的甲酸供给机构、及将甲酸排出到加热室外的排气机构；甲酸分解机构或甲酸回收机构连接到排气机构的排气部分，且前述甲酸分解机构是将从排气机构排放出来的排气气体加热到400°C以上的加热部。
[0012]此外，于专利文献5中记载:一种焊接装置，具有供给甲酸到加热熔融区域内的甲酸供给机构、及在加热熔融区域将甲酸气体排气的排气机构，供给到加热熔融区域中的甲酸，利用排气机构被导向甲酸分解机构或甲酸回收机构，藉此防止因甲酸所导致的环境破坏；另外，于甲酸分解机构中，贯通孔的内部利用加热器加热到200?300°C，所以甲酸在通过贯通孔的期间内被分解成水与碳且被排出。
[0013][先行技术文献]
[0014](专利文献)
[0015]专利文献1:日本特开2011-060856号公报
[0016]专利文献2:日本特开2007-125578号公报
[0017]专利文献3:日本特开2001-244618号公报
[0018]专利文献4:日本特开2002-361472号公报
[0019]专利文献5:日本特开2002-210555号公报
【发明内容】
[0020][发明所要解决的问题]
[0021]然而，由于专利文献I所记载的方法是将氧化膜以氢气与一氧化碳还原，因此，对于融点是在氢气的还原开始温度(约270°C)以下的无铅焊料，有在焊料熔融前无法进行还原处理的问题点。
[0022]关于这点，专利文献2、3所记载的方法，由于是使用甲酸(还原开始温度:约150°C)，因此具有对于熔点较低的焊料也能广泛使用的优点。但是，在专利文献2的方法中，在甲酸分解后需要去除残存于焊接装置内的水分，在专利文献3的方法中，必须要以碱来处理回收后的甲酸，无论是哪种方法的甲酸的处理步骤都很繁杂。
[0023]本发明是鉴于前述情况而完成，目的在于提供一种甲酸分解用装置、甲酸的分解方法、及焊接装置，其能安全且迅速地处理甲酸。
[0024][解决问题的技术方法]
[0025]为了解决前述问题，本发明人等经过不断地努力研究，发现利用在甲酸分解用催化剂的存在下，使含有甲酸的气体与氧或空气反应，能安全且迅速地将甲酸无害化，而完成本发明。
[0026]也就是说，本发明如下所述。
[0027](I)—种甲酸分解用装置，其是将从对表面氧化膜用甲酸进行还原处理的焊接装置排出的排气气体中所包含的甲酸分解成水与二氧化碳的甲酸分解用装置，其特征在于，具备:
[0028]填充有催化剂的甲酸分解部，所述催化剂是在除碳材料以外的载体上承载有铂族金属的催化剂；
[0029]将含有甲酸的排气气体从前述焊接装置导入到前述甲酸分解部的气体导入管;及
[0030]将氧或含有氧的气体导入到前述甲酸分解部的气体导入机构；[0031 ]其中，所述甲酸分解用装置连接到前述焊接装置来使用。
[0032](2)如前述(I)所述的甲酸分解用装置，其特征在于，前述甲酸分解部具备催化剂加热用加热器。
[0033](3)如前述(I)所述的甲酸分解用装置，其特征在于，前述甲酸分解部至少在上游部的一处，具备用于测量催化剂的温度的热电偶；
[0034]该热电偶用以测量在将含有甲酸的排气气体、及氧或含有氧的气体导入甲酸分解部时，因甲酸的分解反应时的放热而上升的催化剂温度的变化量(A T)，来判定催化剂的活性；
[0035]当以前述热电偶测量到的催化剂温度的变化量(AT)在设定值以上时，判定催化剂的活性仍保持着，当以前述热电偶测量到的催化剂温度的变化量(AT)小于设定值时，判定催化剂的活性降低。
[0036](4)如前述(3)所述的甲酸分解用装置，其特征在于，当以前述热电偶测量到的催化剂温度的变化量(A T)小于设定值时，装置报警器触发。
[0037](5)如前述(I)所述的甲酸分解用装置，其特征在于，前述甲酸分解部至少在上游部与下游部的两处，具备用于测量催化剂的温度的热电偶；
[0038]该两处的热电偶分别用以测量在将含有甲酸的排气气体、及氧或含有氧的气体导入甲酸分解部时，因甲酸的分解反应时的放热而上升的催化剂温度的变化量(△ Tl、△ T2)，来判定催化剂的活性；
[0039]比较以上游部的热电偶测量到的催化剂温度的变化量(ΔTl)与以下游部的热电偶测量到的催化剂温度的变化量(△ T2)，当△ Tl小于设定值时，判定催化剂的活性降低。
[0040](6)如前述(5)所述的甲酸分解用装置，其特征在于，当前述催化剂温度的变化量(A Tl)小于设定值时，装