DE102016119215A1 - Verfahren zum erwärmen eines metallelements, verfahren zum bonden von erwärmten metallelementen und vorrichtung zum erwärmen eines metallelements - Google Patents

Verfahren zum erwärmen eines metallelements, verfahren zum bonden von erwärmten metallelementen und vorrichtung zum erwärmen eines metallelements Download PDF

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Takaya NAGAHAMA
Koichi SHIIBA
Yoshinori Imoto
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Abstract

Ein Erwärmungsverfahren hat einen Oxidfilmausbildungsschritt S110 und einen Erwärmungsschritt S120. Die Dicke α eines Oxidfilms ist in einem ersten Bereich Ar1 eingestellt, der eine erste maximale Dicke A und eine zweite maximale Dicke B hat, und der kleiner als eine zweite minimale Dicke BB im Verhältnis mit der ein periodisches Profil aufweisenden Laserabsorption ist. Die erste maximale Dicke A entspricht einem ersten Maximalwert der Laserabsorption, nämlich dem Maximalwert der Laserabsorption, der zuerst erscheint, nachdem die Dicke des Oxidfilms OM von null ansteigt. Die zweite maximale Dicke B entspricht einem zweiten Maximalwert b der Laserabsorption, nämlich dem Maximalwert der Laserabsorption, der darauffolgend auf den ersten Maximalwert a erscheint. Die zweite minimale Dicke BB entspricht einem zweiten Minimalwert bb der Laserabsorption, nämlich dem Minimalwert der Laserabsorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert b und einem dritten Maximalwert c erscheint, oder dem Maximalwert der Laserabsorption, der darauffolgend auf den zweiten Maximalwert b erscheint.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Erwärmen eines Metallelements durch Laserlicht, Verfahren zum Bonden von erwärmten Metallelementen und Vorrichtungen zum Erwärmen eines Metallelements.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Bekannterweise gibt es eine Technik, ein Metallelement zu erwärmen, indem die Oberfläche des Metallelements mit Laserlicht bestrahlt wird und verursacht wird, dass das Metallelement das Laserlicht absorbiert. Siehe zum Beispiel das japanische Patent mit der Nummer 4894528 und mit der Nummer 5602050 und die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2014-228478 ( JP 2014-228478 A ).
  • Metallelemente werden aus verschiedenen Gründen erwärmt. Einer der Gründe ist es, zwei Elemente zu bonden, wie zum Beispiel in dem japanischen Patent mit der Nummer 4894528 und mit der Nummer 5602050 beschrieben ist. Zum Beispiel wird in dem Fall des Bondens von zwei Elementen ein Metallelement erwärmt (zum Beispiel ein Leitungsdraht), das als Kontakt eines elektrischen Schaltkreises dient, um das Metallelement direkt auf ein Element zu bonden, mit dem das Metallelement zu bonden ist (zum Beispiel einem Anschluss eines Halbleitergeräts). Wie in dem japanischen Patent mit der Nummer 4894528 und mit der Nummer 5602050 beschrieben ist, darf in diesem Fall ein zu erwärmender Abschnitt nicht erwärmt werden, bis er eine flüssige Phase ausbildet. Das Erwärmen darf nämlich beendet werden, während der Abschnitt noch immer fest ist, und das Metallelement und das Element, an das das Metallelement zu bonden ist, dürfen mit einem vorbestimmten Druck gedrückt und zusammen gebondet werden (Festphasen-Diffusionsbonden). Alternativ können diese Elemente durch normales Schweißen gebondet werden. Es kann nämlich der zu erwärmende Abschnitt in eine flüssige Phase geschmolzen werden, und das Metallelement und das Element, an das das Metallelement zu bonden ist, können zusammen gebondet werden. Dieses Bonden ist gegenüber Hochtemperaturumgebungen widerstandsfähiger als in dem Fall, in dem das Metallelement und das Element, an das das Metallelement zu bonden ist, durch zum Beispiel ein Lötmittel gebondet werden.
  • Ein anderer Grund des Erwärmens ist es, zerstörungsfrei zu untersuchen, ob ein Metallelement und ein das Metallelement daran gebondetes Element mit einer ausreichenden Berührungsfläche gebondet wurden, wie zum Beispiel in der JP 2014-228478 A beschrieben ist. In der Technik der JP 2014-228478 A wird das an das Element gebondete Metallelement mit Laserlicht bestrahlt, um das Metallelement zu erwärmen, so dass die Temperatur des Metallelements ansteigt. Falls das Metallelement und das Element mit einer ausreichenden Berührungsfläche gebondet wurden, wird die Wärme zufriedenstellend gemäß der Berührungsfläche von dem Metallelement auf das Element übertragen, und die Temperatur des Metallelements steigt deswegen langsam an. Falls jedoch das Metallelement und das Element mit einer unzureichenden Berührungsfläche unzureichend gebondet wurden, kann die Wärme des Metallelements nicht ausreichend zu dem Element übertragen werden, und die Temperatur des Metallelements steigt deswegen scharf an. Der gebondete Zustand zwischen dem Metallelement und dem Element wird durch diesen Unterschied in der Rate des Temperaturanstiegs evaluiert.
  • In der voranstehend gegebenen Beschreibung wird oft ein günstiger Yttrium-Aluminium-Almandin(YAG)-Laser verwendet, um das Laserlicht abzugeben. YAG-Laser sind Laser, die nahezu infrarotes Laserlicht (0,7 µm bis 2,5 µm) abgeben. Zum Beispiel ist die YAG-Laserabsorption von Metallelementen, die aus Kupfer oder Aluminium hergestellt sind, bei niedrigen Temperaturen bis zu einer vorbestimmten Temperatur (z.B. ein Schmelzpunkt) sehr niedrig. Falls das in der Technik des japanischen Patents mit der Nummer 4894528 , des japanischen Patents mit der Nummer 5602050 oder der JP 2014-228478 A beschriebene Metallelement aus Kupfer oder Aluminium hergestellt ist, sogar falls das Metallelement direkt mit dem Laserlicht bestrahlt wird, steigt entsprechend die Temperatur des Metallelements in einem niedrigen Temperaturbereich aufgrund von dessen niedriger Laserabsorption langsam an. Es wird daher eine große Menge Energie verbraucht, bis die Temperatur des Metallelements die vorbestimmte Temperatur erreicht, mit der die Laserabsorption des Metallelements ansteigt.
  • Als Lösung dafür wird in der in der JP 2014-228478 A beschriebenen Technik ausgehend von dem bekannten Wissen die Laserabsorption des Metallelements mit niedrigeren Temperaturen durch Ausbilden eines Oxidfilms auf der Oberfläche des Metallelements verbessert. Der Oxidfilm wird durch Bestrahlen der Oberfläche des Metallelements mit einem Oxidfilmausbildungslaserlicht (Laserlicht zum Ausbilden eines Oxidfilms) bestrahlt. Die Oberfläche des Metallelements wird nämlich für eine vorbestimmte Zeit mit Laserlicht bestrahlt, um einen Oxidfilm mit einer vorbestimmten Dicke auszubilden, der eine erwünschte Laserabsorption implementiert. Das Metallelement wird dann mit einem erwärmenden Laserlicht (Laserlicht zum Erwärmen) durch den auf der Oberfläche des Metallelements ausgebildeten Oxidfilm bestrahlt. Da das Metallelement aufgrund der Ausbildung des Oxidfilms eine verbesserte Laserabsorption aufweist, steigt die Temperatur des Metallelements schnell an, wodurch eine wirkungsvolle Evaluierung des gebondeten Zustands erlangt wird. Es ist bekannt, dass die Laserabsorption gesättigt ist, wenn die Dicke des Oxidfilms größer als ein bestimmter Wert ist. In der in der JP 2014-228478 A beschriebenen Technik ist die Dicke des Oxidfilms, bei der die Laserabsorption gesättigt ist, ausgehend von diesem Wissen eingestellt, und die Laserbestrahlungszeit ist so eingestellt, dass der Oxidfilm ausgebildet werden kann, der diese Dicke aufweist.
  • Jedoch dauert es zu lange, einen Oxidfilm mit einer bestimmten Dicke oder mehr auszubilden, bei dem die Laserabsorption gesättigt ist, wie in der JP 2014-228478 A beschrieben ist, was einen Anstieg der Kosten verursacht. Falls darüber hinaus die Laserbestrahlungszeit reduziert wird, um einen Oxidfilm in einer kurzen Zeit auszubilden, ist die Dicke des Oxidfilms reduziert. In dem Verhältnis mit der Dicke eines dünnen Oxidfilms, der eine Dicke von nahezu null aufweist, und durch eine kurzzeitige Bestrahlung mit Laserlicht ausgebildet werden kann, weist die Laserabsorption des Metallelements ein periodisches Profil mit maximalen und minimalen Werten auf, die abwechselnd erscheinen, wenn die Dicke des Oxidfilms von null ansteigt. In diesem Fall verursacht sogar eine geringe Variation der Dicke des Oxidfilms eine große Variation der Laserabsorption. Entsprechend ist das Ausbilden eines dünnen Oxidfilms durch die kurzzeitige Laserbestrahlung nicht teuer, aber es ist sehr unwahrscheinlich, dass eine stabile Laserabsorption erlangt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Erwärmungsverfahren zum Erwärmen eines Metallelements bereitzustellen, ein Verfahren zum Bonden von erwärmten Metallelementen und eine Vorrichtung zum Erwärmen eines Metallelements, die stabil und wirkungsvoll ein Metallelement durch Verbessern einer Laserabsorption durch einen dünnen Oxidfilm, der zu geringen Kosten ausgebildet werden kann, erwärmen können.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat ein Erwärmungsverfahren zum Erwärmen eines Metallelements durch Bestrahlung mit erwärmendem Laserlicht: einen Oxidfilmausbildungsschritt, einen Oxidfilm mit einer vorbestimmten Dicke auf einer Oberfläche des Metallelements auszubilden; und einen Erwärmungsschritt, das Metallelement mit dem erwärmenden Laserlicht durch den Oxidfilm zu bestrahlen und zu verursachen, dass das Metallelement das erwärmende Laserlicht mit einer Absorption entsprechend der vorbestimmten Dicke des Oxidfilms absorbiert, um das Metallelement auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen.
  • Die Absorption weist derartige Eigenschaften auf, dass im Verhältnis mit einer Dicke des Oxidfilms die Absorption ein periodisches Profil mit maximalen und minimalen Werten aufweist, die abwechselnd erscheinen, wenn die Dicke ansteigt, und dass die Absorption am niedrigsten ist, wenn die Dicke des Oxidfilms null ist, und die vorbestimmte Dicke des Oxidfilms, der mit einer Dicke größer als null in dem Oxidfilmausbildungsschritt ausgebildet wird, in einem ersten Bereich eingestellt ist, der eine erste maximale Dicke und eine zweite maximale Dicke hat, und der in dem Verhältnis mit der Absorption kleiner als eine zweite minimale Dicke ist, die das periodische Profil aufweist, wobei die erste maximale Dicke einem ersten Maximalwert der Absorption entspricht, oder der Maximalwert der Absorption, der zuerst erscheint, nachdem die Dicke des Oxidfilms von null ansteigt, die zweite maximale Dicke einem zweiten Maximalwert der Absorption entspricht, oder dem Maximalwert der Absorption, der folgend auf den ersten Maximalwert erscheint, und die zweite minimale Dicke einem zweiten Maximalwert der Absorption entspricht, oder dem Minimalwert der Absorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert und dem dritten Maximalwert erscheint, oder dem Maximalwert der Absorption, der folgend auf den zweiten Maximalwert erscheint.
  • Wie voranstehend beschrieben wurde, weist die Absorption des erwärmenden Laserlichts durch das Metallelement derartige Eigenschaften auf, dass in dem Verhältnis mit der Dicke des Oxidfilms die Absorption ein periodisches Profil mit abwechselnd erscheinenden maximalen und minimalen Werten aufweist, und dass die Absorption am niedrigsten ist, wenn die Dicke des Oxidfilms null beträgt. Die Dicke des Oxidfilms des Metallelements ist in dem ersten Bereich eingestellt, der die erste maximale Dicke und die zweite maximale Dicke hat, und der kleiner als die zweite minimale Dicke ist. Die erste maximale Dicke entspricht dem ersten Maximalwert der Absorption, der erscheint, nachdem die Dicke des Oxidfilms von null ansteigt. Die zweite maximale Dicke entspricht dem zweiten Maximalwert der Absorption, der folgend auf den ersten Maximalwert erscheint. Die zweite minimale Dicke entspricht dem zweiten Minimalwert der Absorption, oder dem Minimalwert der Absorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert und dem dritten Maximalwert erscheint, oder dem Maximalwert der Absorption, der folgend auf den zweiten Maximalwert erscheint. Die Dicke des Oxidfilms kann somit in dem breiten Bereich (erster Bereich) ausgehend von dem Verhältnis zwischen den Dicken des Oxidfilms und der das periodische Profil aufweisenden Absorption eingestellt werden. Entsprechend kann sogar, falls die Dicke des Oxidfilms geringfügig variiert, wenn der Film ausgebildet wird, die Absorption des erwärmenden Laserlichts zuverlässig erhöht werden, und das Metallelement kann stabil und wirkungsvoll im Vergleich mit dem Fall erwärmt werden, in dem das Metallelement mit dem erwärmenden Laserlicht nicht durch den Oxidfilm bestrahlt wird. Da die Dicke des Oxidfilms auf den ersten Bereich nahe null begrenzt ist, ist der Oxidfilm nicht mit einer Dicke größer als der erste Bereich ausgebildet. Dies beschränkt einen Anstieg der Kosten, die durch einen übermäßigen Zeitaufwand verursacht werden, der erforderlich ist, um den Oxidfilm mit einer Dicke auszubilden, die größer als der erste Bereich ist.
  • Gemäß dem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden in einem Verfahren zum Bonden einer ersten Bondoberfläche eines Metallelements, die gegenüber einer Oberfläche des Metallelements liegt, und einer zweiten Bondoberfläche, die die erste Bondoberfläche berührt, oder der zweiten Bondoberfläche eines anderen Metallelements, mit der das Metallelement zu bonden ist, die Metallelemente durch das Erwärmungsverfahren des voranstehend beschriebenen Gesichtspunkts auf die vorbestimmte Temperatur erwärmt, so dass die erste Bondoberfläche und die zweite Bondoberfläche eine feste Phase ausbilden, die mit einer Temperatur ausgebildet ist, die niedriger als die einer flüssigen Phase ist, und die es gestattet, das Bonden in einem festen Zustand zu erlangen, und die erste Bondoberfläche und die zweite Bondoberfläche werden in einer Druck-Bond-Richtung gedrückt und zusammen gebondet.
  • Wie voranstehend beschrieben wurde, werden die erste Bondoberfläche und die zweite Bondoberfläche zu der festen Phase erwärmt, oder zu einer Temperatur, die niedriger als die ist, an der das Metallelement geschmolzen wird, und werden zusammen gebondet. Entsprechend ist eine erforderliche Menge der Bestrahlung mit dem erwärmenden Laserlicht im Vergleich mit dem Fall reduziert, in dem das Metallelement zum Bonden geschmolzen wird. Darüber hinaus ist der Oxidfilm auf dem Metallelement ausgebildet, um die Absorption des erwärmenden Laserlichts zu verbessern. Entsprechend kann die Menge der Energie des zu verwendenden erwärmenden Laserlichts bemerkenswert reduziert werden, und die Kosten zum Bonden können reduziert werden.
  • Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat eine Erwärmungsvorrichtung zum Erwärmen eines Metallelements durch Bestrahlen mit einem erwärmenden Laserlicht: eine Oxidfilmausbildungseinheit, die einen Oxidfilm mit einer vorbestimmten Dicke auf einer Oberfläche des Metallelements ausbildet; und eine Erwärmungseinheit, die das Metallelement mit dem erwärmenden Laserlicht durch den Oxidfilm bestrahlt, der mit der vorbestimmten Dicke ausgebildet ist, und verursacht, dass das Metallelement das erwärmende Laserlicht mit einer Absorption entsprechend vorbestimmten Dicke des Oxidfilms absorbiert, um das Metallelement auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen. Die Absorption weist derartige Eigenschaften auf, dass in einem Verhältnis mit einer Dicke des Oxidfilms die Absorption ein periodisches Profil mit abwechselnd erscheinenden maximalen und minimalen Werten als die Dickenanstiegsrichtung aufweist, und dass die Absorption am niedrigsten ist, wenn die Dicke des Oxidfilms null beträgt. Die vorbestimmte Dicke des Oxidfilms, der mit einer Dicke größer als null durch die Oxidfilmausbildungseinheit ausgebildet ist, ist in einem ersten Bereich eingestellt, der eine erste maximale Dicke und eine zweite maximale Dicke hat, und der kleiner als eine zweite minimale Dicke in dem Verhältnis mit der das periodische Profil aufweisenden Absorption ist. Die erste maximale Dicke entspricht einem ersten Maximalwert der Absorption, oder dem Maximalwert der Absorption, der zuerst erscheint, nachdem die Dicke des Oxidfilms von null ansteigt. Die zweite maximale Dicke entspricht einem zweiten Maximalwert der Absorption, oder dem Maximalwert der Absorption, der folgend auf den ersten Maximalwert erscheint. Die zweite minimale Dicke entspricht einem zweiten Minimalwert der Absorption, oder dem Minimalwert der Absorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert und einem dritten Maximalwert erscheint, oder dem Maximalwert der Absorption, der folgend auf den zweiten Maximalwert erscheint. Diese Heizvorrichtung kann ein stabiles, wirkungsvolles Erwärmen durchführen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die voranstehend beschriebenen und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der vorliegenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen deutlich werden, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und in denen:
  • 1 eine schematische Skizze einer Erwärmungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
  • 2 eine Konzeptskizze ist, die eine Bestrahlung eines Metallelements mit Laserlicht zeigt, das eine kontinuierliche Welle ist, und einen Oxidfilm, der auf der Oberfläche des Metallelements durch die Bestrahlung ausgebildet wird;
  • 3 ein Diagramm ist, das ein Beispiel eines Prozesses zeigt, in dem der Oxidfilm auf der Oberfläche des Metallelements durch Bestrahlung mit einem einen Oxidfilmausbildungslaserlicht ausgebildet wird;
  • 4 eine Skizze ist, die den Oxidfilm zeigt, der auf der Oberfläche des Metallelements ausgebildet ist, und eine Bohrung, die in der Oberfläche des Metallelements durch Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht ausgebildet ist;
  • 5 eine Konzeptskizze ist, die das Metallelement zeigt, das von seiner Oberfläche durch die Bestrahlung mit erwärmendem Laserlicht erwärmt ist;
  • 6 ein Diagramm ist, das das Verhältnis zwischen der Dicke des Oxidfilms und der Laserabsorption zeigt;
  • 7 ein erstes Flussdiagramm ist, das ein Erwärmungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
  • 8 eine Konzeptskizze ist, die eine Bestrahlung eines Elements mit einem einen Oxidfilmausbildungslaserlicht zeigt, das eine Impulswelle ist, in einer Erwärmungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 9 eine schematische Ansicht der Erwärmungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist;
  • 10 ein Diagramm ist, das einen Prozess zeigt, in dem ein Oxidfilm auf der Oberfläche des Metallelements durch Bestrahlung mit einem einen Oxidfilmausbildungslaserlicht in der Erwärmungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ausgebildet ist;
  • 11 ein zweites Flussdiagramm ist, das ein Erwärmungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
  • 12 ein schematisches Diagramm einer Erwärmungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform ist;
  • 13 ein drittes Flussdiagramm ist, das ein Erwärmungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform darstellt;
  • 14 eine Skizze ist, die die Konfiguration einer ersten Modifikation der dritten Ausführungsform darstellt;
  • 15 eine Skizze ist, die die Konfiguration einer zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform darstellt;
  • 16 eine schematische Ansicht einer Bondvorrichtung ist, die die Erwärmungsvorrichtung der ersten Ausführungsform verwendet;
  • 17 eine teilweise vergrößerte Ansicht der 16 ist; und
  • 18 ein viertes Flussdiagramm ist, das ein Bondverfahren unter Verwendung der Bondvorrichtung der 16 darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Vorrichtung zum Erwärmen eines Metallelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine schematische Skizze einer Erwärmungsvorrichtung 100. Die Erwärmungsvorrichtung 100 ist eine Vorrichtung, die ein Metallelement (Leitungsrahmen 62) zum Beispiel aus Kupfer und so weiter, dessen Laserabsorption bei niedrigen Temperaturen gleich wie oder niedriger als seinem Schmelzpunkt niedrig ist, und dessen Temperatur deswegen nicht wirkungsvoll bei den niedrigen Temperaturen ansteigt, mit einem Laserlicht nahe dem Infrarotbereich wie einem YAG-Laser bestrahlt, um zu verursachen, dass das Metallelement das Laserlicht mit einer höheren Absorption als in bekannten Beispielen absorbiert, um das Metallelement wirkungsvoll zu erwärmen, und die Temperatur des Metallelements zu erhöhen. Das durch die Erwärmungsvorrichtung 100 erwärmte Metallelement kann in beliebigen Anwendungen verwendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Erwärmen des Metallelements (Leitungsrahmen 62), um das Metallelement (Leitungsrahmen 62) an ein Metallelement zu bonden, an das das Metallelement (Leitungsrahmen 62) zu bonden ist (ein Metallanschluss auf der Oberfläche eines Halbleiterbauteils 50) später als Beispiel der Anwendungen beschrieben.
  • Zuerst wird die Erwärmungsvorrichtung 100 beschrieben. Wie aus 1 ersichtlich ist, hat die Erwärmungsvorrichtung 100 eine Oxidfilmausbildungseinheit 120, eine Erwärmungseinheit 130 und eine Steuereinheit 140. Die Oxidfilmausbildungseinheit 120 bildet einen Oxidfilm OM mit einer vorbestimmten Dicke α (siehe 2) auf der Oberfläche des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) aus. Die vorbestimmte Dicke α ist eine erwünschte Dicke, die eine Laserabsorption des Leitungsrahmens 62 im Vergleich zu davor verbessert.
  • Der Begriff „davor“ betrifft den Zustand, in dem der Oxidfilm OM nicht auf der Oberfläche des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) ausgebildet wurde. Das Einstellen der vorbestimmten Dicke α wird später im Detail beschrieben. Die Oxidfilmausbildungseinheit 120 hat einen Laseroszillator 121, einen Laserkopf 122 und ein Gehäuse 123. Der Laserkopf 122 ist in dem Gehäuse 123 platziert. Die Oxidfilmausbildungseinheit 120 hat außerdem eine Laserlichtsteuereinheit 141a, eine Laserabgabeanpassungseinheit 141b, eine Temperaturmesseinheit 142, eine Bestrahlungszeitmesseinheit 143, eine Dickenberechnungseinheit 144 und eine Dickenbestimmungseinheit 145, die in der im Folgenden beschriebenen Steuereinheit 140 vorhanden sind.
  • Der Laseroszillator 121 ist ein Laseroszillator, der eine kontinuierliche Welle CW (siehe die Konzeptskizze der 2) mit verschiedenen Abgabehöhen durch Umschalten eines durch die Steuereinheit 140 durchgeführten Betriebs abgeben kann. Die kontinuierliche Welle CW ist ein Laserlicht, das kontinuierlich und ohne Unterbrechung abgegeben wird. In der vorliegenden Ausführungsform gibt der Laseroszillator 121 die kontinuierliche Welle CW in zwei Abgabehöhen ab. Die hohe Abgabehöhe ist eine kontinuierliche Welle CW1 und die niedrige Abgabehöhe, die niedriger als die kontinuierliche Welle CW1 ist, ist eine kontinuierliche Welle CW2. Der Laseroszillator 121 erzeugt diese zwei Abgabehöhen, nämlich die kontinuierliche Welle CW1 und die kontinuierliche Welle CW2 durch eine Abgabeanpassung, die durch die Laserabgabeanpassungseinheit 141b vorgenommen wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist die kontinuierliche Welle CW1 ein einen Oxidfilm ausbildendes Laserlicht, und die kontinuierliche Welle CW2 ist ein erwärmendes Laserlicht, das im Detail im Folgenden beschrieben werden wird.
  • Falls die Abgabe der kontinuierlichen Welle CW1 zum Beispiel 100 W beträgt, beträgt die Abgabe der kontinuierlichen Welle CW2 zum Beispiel ungefähr 20 W. Jedoch sind diese Abgabewerte lediglich als Beispiel gegeben, und nicht auf diese Werte begrenzt. Wenn das Ausbilden des Oxidfilms OM mit der vorbestimmten Dicke α an der Oberfläche 62a (der oberen Oberfläche in 1) des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) vorgenommen wird, wird die Oberfläche 62a mit der kontinuierlichen Welle CW1 durch den Betrieb der Oxidfilmausbildungseinheit 120 bestrahlt.
  • Wenn das Erwärmen des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) vorgenommen wird, wird die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 mit der kontinuierlichen Welle CW2 durch den Betrieb der Erwärmungseinheit 130 durch den auf der Oberfläche 62a ausgebildeten Oxidfilm OM bestrahlt, die später im Detail beschrieben ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die kontinuierlichen Wellen C1, C2 die gleiche Art von Laserlicht, das durch das gleiche Gerät (den Laseroszillator 121 und den Laserkopf 122) zu der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 abgegeben wird. Die kontinuierlichen Wellen C1, C2 unterscheiden sich in der Abgabe, weisen aber die gleiche Wellenlänge auf. Die kontinuierliche Welle CW1 wird im Folgenden als „das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1“ bezeichnet, und die kontinuierliche Welle CW2 wird als das „erwärmende Laserlicht L2“ bezeichnet.
  • Der Laseroszillator 121 der Oxidfilmausbildungseinheit 120 erzeugt das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 durch Oszillation mit einer vorbestimmten Wellenlänge gemäß der Art des Laserlichts. Es ist bevorzugt, dass die Wellenlänge des Oxidfilmausbildungslaserlichts L1 (kontinuierliche Welle CW1) sich in dem Bereich von 0,7 µm bis 2,5 µm befindet. Es ist nämlich bevorzugt, dass das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 ein nahe dem Infrarotbereich liegendes Laserlicht ist, das durch Laser wie zum Beispiel einen YAG-Laser abgegeben wird.
  • Entsprechend kann der Laseroszillator 121 kostengünstig erzeugt werden. Insbesondere kann das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 ein Holmium-YAG (HoYAG) (Wellenlänge: ungefähr 1,5 µm), Yttriumvandat (YVO) (Wellenlänge: ungefähr 1,06 µm), Ytterbium (Yb) (Wellenlänge: ungefähr 1,09 µm) Faserlaserlicht und so weiter sein. Der Laseroszillator 121 hat eine optische Faser 125, die das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 von dem Laseroszillator 121 zu dem Laserkopf 122 überträgt.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der in dem Gehäuse 123 platzierte Laserkopf 122 so vorgesehen, dass er zu der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 mit einem vorbestimmten Abstand von der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 gerichtet ist. Der Laserkopf 122 weist eine Kollimatorlinse 132, einen Spiegel 134 und eine fθ-Linse 138 auf. Die Kollimatorlinse 132 kollimiert das den Sauerstofffilm ausbildende Laserlicht L1, das von der optischen Faser 125 abgegeben wird, in einen parallelen Strahl.
  • Der Spiegel 134 ändert die Richtung, in der sich das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 bewegt, so dass das kollimierte Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 auf die fθ-Linse 138 einfällt. In der vorliegenden Ausführungsform ändert der Spiegel 134 die Richtung, in die das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 sich bewegt, um 90 Grad. Die fθ-Linse 138 ist eine Linse, die das einfallende kollimierte Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 von dem Spiegel 134 sammelt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 kontinuierlich mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 bestrahlt, wobei dessen optische Achse rechtwinklig zu der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 liegt. Der Oxidfilm OM wird durch diese kontinuierliche Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 ausgebildet (siehe das Diagramm der 3). Wenn die Bestrahlungszeit H ansteigt, wächst der Oxidfilm OM allmählich derart an, dass die Dicke des Oxidfilms OM ansteigt. Zum Beispiel wird der Oxidfilm OM mit der vorbestimmten Dicke α (größer als null) in einem kreisförmigen Bereich mit einem Durchmesser von ungefähr 200 µm um die optische Achse des Laserlichts L1 ausgebildet.
  • Zu dieser Zeit wird ein Loch 62c mit einem sehr kleinen Öffnungsdurchmesser in der Oberfläche 62a (bestrahlte Position) des mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 bestrahlten Leitungsrahmen 62 ausgebildet (siehe 4). Zum Beispiel beträgt der Öffnungsdurchmesser des Lochs 62c ungefähr 10 µm. Die Form (Durchmesser usw.) des Lochs 62c wird gemäß dem Profil des Oxidfilmausbildungslaserlichts L1 bestimmt.
  • Das Profil des Laserlichts bezieht sich auf den Strahlungsdurchmesser (Punktdurchmesser) und die räumliche Intensitätsverteilung, die für das Laserlicht spezifisch sind. Wenn die Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 bestrahlt wird, wird das Loch 62c gemäß dem Profil des Oxidfilmausbildungslaserlichts L1 zu dieser Zeit in der Oberfläche 62a ausgebildet. Die Spezifikation des Profils kann so eingestellt sein, dass das Loch 62c nicht in der Oberfläche 62a ausgebildet wird, obwohl die Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 bestrahlt wird. Das Profil des Oxidfilmausbildungslaserlichts L1 kann durch Ändern der Linsenkonfiguration wie zum Beispiel der Form und der Positionierung der Linse wie gewünscht geändert werden.
  • Wenn die Oberfläche 62a durch die im Folgenden beschriebene Erwärmungseinheit 130 mit dem erwärmenden Laserlicht L2 (kontinuierliche Welle CW2) bestrahlt wird, dringt ein Teil des erwärmenden Laserlichts L2 in das Loch 62c ein. Der Teil des erwärmenden Laserlichts L2, der in das Loch 62c eingedrungen ist, trifft die Seitenoberfläche des Lochs 62c und wird absorbiert, während es durch die Seitenoberfläche des Lochs 62c unregelmäßig reflektiert wird. Das somit absorbierte Laserlicht wird in Wärme umgewandelt, was zu einem Anstieg der Temperatur des Leitungsrahmens 62 beiträgt. Wie voranstehend beschrieben wurde, beträgt der Öffnungsdurchmesser des Lochs 62c, das in der Oberfläche 62a ausgebildet ist, ungefähr 10 µm, und die Tiefe des Lochs 62c beträgt ungefähr 5 µm. Jedoch ist dies lediglich eine beispielhafte Darstellung. Der Öffnungsdurchmesser und die Tiefe des Lochs 62c sind nicht auf diese Werte begrenzt, sondern können beliebige Werte sein.
  • Die Erwärmungseinheit 130 gibt das erwärmende Laserlicht L2 (kontinuierliche Welle CW2) zu dem Oxidfilm OM, der auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) ausgebildet ist, durch die Oxidfilmausbildungseinheit 120 ab, um den Leitungsrahmen 62 zu erwärmen (siehe 2 und 5). Wie voranstehend beschrieben wurde, ist das erwärmende Laserlicht L2 die gleiche Art von Laserlicht wie das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 und ist leidglich von der Abgabe her kleiner als das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1.
  • Das erwärmende Laserlicht L2 wird durch den Oxidfilm OM mit der vorbestimmten Dicke α übertragen oder davon reflektiert, und wird wirkungsvoll durch die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 und das Loch 62c absorbiert, und erwärmt dabei den Leitungsrahmen 62 zufriedenstellend. Insbesondere erwärmt das erwärmende Laserlicht L2 den Leitungsrahmen 62 so, dass Wärme von der Oberfläche 62a zu der Rückseitenoberfläche (entsprechend der ersten Bondoberfläche 62b, die im Folgenden beschrieben ist) des Leitungsrahmens 62, die gegenüber der Oberfläche 62a liegt, übertragen wird. Das erwärmende Laserlicht L2 erwärmt schlussendlich die erste Bondoberfläche 62b auf eine gewünschte Temperatur.
  • Der Abschnitt D in 5 zeigt konzeptartig, dass der Leitungsrahmen 62 von der Oberfläche 62a zu der ersten Bondoberfläche 62b hin erwärmt wird. Die Übertragung der Wärme wird durch schraffierte Linien gezeigt, die dünner als die sind, die den Abschnitt des Leitungsrahmens 62 zeigen.
  • Die Funktion des Oxidfilms OM zum Verbessern der Absorption des erwärmenden Laserlichts L2 durch den Leitungsrahmen 62 basiert auf dem bekannten Wissen. Die Beschreibung des Prinzips usw., das die Wirkung herbeiführt, wird ausgelassen. Wie im Detail später beschrieben wird, variiert die Absorption des erwärmenden Laserlichts L2 durch den Leitungsrahmen 62 gemäß der Dicke des Oxidfilms OM (siehe das Diagramm der 6). Die vorbestimmte Dicke α des Oxidfilms OM, der durch die Oxidfilmausbildungseinheit 120 ausgebildet wird, ist so eingestellt, dass das erwärmende Laserlicht L2 wirkungsvoll durch den Leitungsrahmen 62 absorbiert werden kann.
  • Wie voranstehend beschrieben wurde, ist das erwärmende Laserlicht L2, das durch die Erwärmungseinheit 130 zu dem Oxidfilm OM abgegeben wird, die auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) ausgebildet ist, die kontinuierliche Welle CW2, deren Abgabe unterschiedlich von (niedriger als) der des Oxidfilmausbildungslaserlichts L1 (kontinuierliche Welle CW1) ist. Der Laseroszillator 121 ändert die Abgabe des Oxidfilmausbildungslaserlichts L1 zu der Abgabe des erwärmenden Laserlichts L2 in Erwiderung auf eine Anweisung der Laserabgabeanpassungseinheit 141b der Steuereinheit 140, die im Folgenden ausführlich beschrieben ist, wodurch das erwärmende Laserlicht L2 abgegeben wird. Die Erwärmungseinheit 130 weist eine Konfiguration ähnlich zu der der Oxidfilmausbildungseinheit 120 mit Ausnahme der Bestrahlungszeitmesseinheit 143, der Dickenberechnungseinheit 144 und der Dickenbestimmungseinheit 145 der Oxidfilmausbildungseinheit 120 auf.
  • Die Steuereinheit 140 ist ein Steuergerät, das den Betrieb der Oxidfilmausbildungseinheit 120 und der Erwärmungseinheit 130 steuert. Wie aus 1 ersichtlich ist, hat die Steuereinheit 140 die Laserlichtsteuereinheit 141a, die Laserabgabeanpassungseinheit 141b, die Temperaturmesseinheit 142, die Bestrahlungszeitmesseinheit 143, die Dickenberechnungseinheit 144 und die Dickenbestimmungseinheit 145, die den Betrieb des Oxidfilmausbildungseinheit 120 steuern. Wie voranstehend beschrieben wurde, sind die Laserlichtsteuereinheit 141a, die Laserabgabeanpassungseinheit 141b, die Temperaturmesseinheit 142, die Bestrahlungszeitmesseinheit 143, die Dickenberechnungseinheit 144 und die Dickenbestimmungseinheit 145 in der Oxidfilmausbildungseinheit 120 vorhanden.
  • Die Steuereinheit 140 hat die Laserlichtsteuereinheit 141a, die Laserabgabeanpassungseinheit 141b und die Temperaturmesseinheit 142, die den Betrieb der Erwärmungseinheit 130 steuern. Die Laserlichtsteuereinheit 141a, die Laserabgabeanpassungseinheit 141b und die Temperaturmesseinheit 142 sind sowohl für die Oxidfilmausbildungseinheit 120 wie auch die Erwärmungseinheit 130 bereitgestellt und ebenfalls in der Erwärmungseinheit 130 vorhanden.
  • Die Laserlichtsteuereinheit 141a steuert die Laserabgabeanpassungseinheit 141b, um die Abgabe des durch den Laseroszillator 121 erzeugten Laserlichts zu ändern. Die Laserlichtsteuereinheit 141a steuert nämlich ausgewählt die Laserabgabeanpassungseinheit 141b, die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 (kontinuierliche Welle CW1) oder dem erwärmenden Laserlicht L2 (kontinuierliche Welle CW2) zu bestrahlen.
  • Insbesondere sendet die Laserlichtsteuereinheit 141a einen Sollabgabewert des abzugebenden Laserlichts zu der Laserabgabeanpassungseinheit 141b. Die Laserabgabeanpassungseinheit 141b steuert den Laseroszillator 121 so, dass der Laseroszillator 121 mit dem Sollabgabewert oszilliert, der durch die Laserlichtsteuereinheit 141a bestimmt ist, um das erwünschte Laserlicht (zum Beispiel das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1) zu erzeugen, und die Oberfläche 62a kontinuierlich mit dem Laserlicht zu bestrahlen.
  • Mit dieser Bestrahlung mit dem Laserlicht (siehe 2) steigt die Temperatur der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62, und der Oxidfilm OM wird mit einer Dicke gemäß der Bestrahlungszeit H ausgebildet, wie aus dem Diagramm der 3 ersichtlich ist. In dem Diagramm der 3 stellt die Abszisse die Bestrahlungszeit H dar, und die Ordinate stellt die Dicke des Oxidfilms OM dar, der auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 ausgebildet ist. Das Diagramm der 3 wird lediglich auf beispielhafte Weise gezeigt und kann unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
  • Die Dicke α1 des Oxidfilms OM, der auf der Oberfläche 62a durch die kontinuierliche Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 ausgebildet wird, variiert abhängig von der Temperatur T der Oberfläche 62a, die durch die Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 ansteigt, und die Bestrahlungszeit H oder die Dauer der Bestrahlung. Die Dicke α1 des Oxidfilms OM kann nämlich durch die Verwendung der Temperatur T der Oberfläche 62a und der Bestrahlungszeit H berechnet werden.
  • Die Temperaturmesseinheit 142 misst die Temperatur T der Oberfläche 62a zu der Zeit der Bestrahlung der Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1. Die Temperatur T der Oberfläche 62a wird mit einem nicht berührenden Infrarotthermometer 39 gemessen. Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt ist, sondern dass die Temperatur T der Oberfläche 62a mit einem beliebigen Messinstrument gemessen werden kann.
  • Die Temperaturmesseinheit 142 überträgt die Daten der gemessenen Temperatur T zu der Dickenberechnungseinheit 144.
  • Die Bestrahlungszeitmesseinheit 143 misst die Bestrahlungszeit H der kontinuierlichen Bestrahlung der Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1. Die Bestrahlungszeit H kann tatsächlich gemessen werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt, sondern die Bestrahlungszeitmesseinheit 143 kann Daten einer voreingestellten Bestrahlungszeit von der Laserlichtsteuereinheit 141a erhalten. Die Bestrahlungszeitmesseinheit 143 überträgt die Daten der Bestrahlungszeit H zu der Dickenberechnungseinheit 144.
  • Die Dickenberechnungseinheit 144 berechnet die Dicke α1 des Oxidfilms OM, der durch die kontinuierliche Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 ausgebildet wird, ausgehend von der Temperatur T und der Bestrahlungszeit H, die von der Temperaturmesseinheit 142 und der Bestrahlungszeitmesseinheit 143 erhalten wird.
  • Die Dickenbestimmungseinheit 145 bestimmt, ob die Dicke α1 des Oxidfilms OM, die durch die Dickenberechnungseinheit 144 berechnet wurde, den Bereich der vorbestimmten Dicke α erlangt hat.
  • Die vorbestimmte Dicke α ist auf einen Wert eingestellt, der es dem erwärmenden Laserlicht L2 gestattet, durch die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 wirkungsvoller als davor absorbiert zu werden. Wie in dem Diagramm der 6 gezeigt ist, ist die vorbestimmte Dicke α in dem Bereich von 35 nm bis 360 nm eingestellt.
  • Um den Bereich der Dicke α auf diese Weise einzustellen, haben die Erfinder wiederholt Versuche durchgeführt, um das Verhältnis zwischen der Dicke des Oxidfilms OM und der Absorption des Laserlichts L durch das Metallelement zu erhalten. Das Diagramm der 6 wurde aus den Ergebnissen der Versuche erhalten.
  • In dem Diagramm der 6 stellt die Abszisse die Dicke (nm) des Oxidfilms OM dar, der auf der Metalloberfläche ausgebildet ist, und die Ordinate stellt die Laserabsorption (%) des Leitungsrahmens 62 zu der Zeit dar, zu der die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) mit dem Laserlicht L durch den Oxidfilm OM bestrahlt wird, der auf der Oberfläche 62a ausgebildet ist.
  • Das Diagramm der 6 zeigt, dass im Verhältnis mit der Dicke des Oxidfilms OM die Laserabsorption ein periodisches Profil mit Maximalwerten (um 60%) und Minimalwerten (um 20%) aufweist, die abwechselnd erscheinen, wenn die Dicke des Oxidfilms OM ansteigt. Wenn die Dicke des Oxidfilms OM null ist, ist die Laserabsorption kleiner als 10%. Jedoch ist die Laserabsorption in dem gesamten Bereich, in dem die Dicke größer als null ist, höher als diejenige, die der Dicke von null entspricht.
  • Die Erfinder stellen die vorbestimmte Dicke α, die größer als null ist, in dem Bereich mit einer ersten maximalen Dicke A (85 nm) und einer zweiten maximalen Dicke B (265 nm) in dem Verhältnis mit der Laserabsorption ein, die das periodische Profil aufweist. Die erste maximale Dicke A entspricht einem ersten maximalen Wert a der Laserabsorption, nämlich dem Maximalwert (60%) der Laserabsorption, der zuerst erscheint, wenn die Dicke des Oxidfilms OM von null ansteigt. Die zweite Maximale Dicke B entspricht einem zweiten Maximalwert b der Laserabsorption, nämlich dem Maximalwert (60%) der Laserabsorption, der darauffolgend auf den ersten Maximalwert a erscheint.
  • Die Erfinder stellen ebenfalls die vorbestimmte Dicke α in dem Bereich ein, der kleiner als die zweite minimale Dicke BB ist. Die zweite minimale Dicke BB entspricht einem zweiten Minimalwert bb der Laserabsorption, nämlich dem Minimalwert der Laserabsorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert b und dem dritten Maximalwert c erscheint, oder dem Maximalwert der Laserabsorption, der darauffolgend auf den zweiten Maximalwert b erscheint. Ein erster Bereich Ar1 ist der Bereich, der die erste maximale Dicke A und die zweite maximale Dicke B hat, und der kleiner als die zweite minimale Dicke BB ist (siehe 6).
  • Wie aus 6 ersichtlich ist, stellen die Erfinder insbesondere die vorbestimmte Dicke α des ersten Bereichs Ar1 auf den Bereich von 35 nm bis 360 nm ein, der ein praktischer Bereich in Bezug auf die Ausbildung des Oxidfilms OM ist, und steuern dessen Dicke. Wie aus dem Diagramm der 6 ersichtlich ist, sind sowohl 35 nm wie auch 360 nm die Dicken entsprechend der Laserabsorption von ungefähr 40%.
  • In den voranstehenden Versuchen wurde ein aus Kupfer hergestelltes Metallelement verwendet, ein YAB-Laser wurde zum Abgeben des Laserlichts L verwendet, und das Laserlicht L war ein Infrarotlaserlicht. Das Laserlicht L war ein Laserlicht der kontinuierlichen Welle CW, und der Oxidfilm OM wurde in einem Heizofen ausgebildet. Die Dicke des Oxidfilms OM wurde durch eine darauffolgende elektrochemische Reduktionsanalyse (SERA) gemessen. In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich die Dicke des Oxidfilms OM immer auf die durch SERA gemessene Dicke. SERA ist ein bekanntes Verfahren zum Messen einer Filmdicke. Insbesondere wird die Metalloberfläche zuerst mit einer elektrolytischen Lösung in Berührung gebracht, und ein sehr kleiner Strom wird von einer Elektrode angelegt, um eine Reduktionsreaktion zu verursachen. Da jeder Stoff ein einzigartiges Reduktionspotential aufweist, kann die Dicke durch Messen der für die Reduktion erforderlichen Zeit berechnet werden.
  • Falls die Dickenbestimmungseinheit 145 bestimmt, dass die Dicke α1 den Bereich der vorbestimmten Dicke α erreicht hat, steuert die Laserlichtsteuereinheit 141a die Laserabgabeanpassungseinheit 141b, den Abgabewert des Laserlichts, das durch den Laseroszillator 121 erzeugt wird, zu ändern. Die Laserlichtsteuereinheit 141a schaltet nämlich die Abgabe der kontinuierlichen Welle CW von der hohen Abgabehöhe zu der niedrigen Abgabehöhe um. Das Laserlicht L wird somit von dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 zu dem erwärmenden Laserlicht L2 umgeschaltet. Die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 wird mit dem erwärmenden Laserlicht L2 durch den Oxidfilm OM bestrahlt, um den Leitungsrahmen 62 auf eine vorbestimmte Oberflächentemperatur Ta zu erwärmen.
  • Da der Leitungsrahmen 62 den auf der Oberfläche 62a ausgebildeten Oxidfilm OM aufweist, wird das erwärmende Laserlicht L2 durch den Leitungsrahmen 62 wirkungsvoller als in dem Fall absorbiert, in dem der Leitungsrahmen 62 keinen Oxidfilm OM auf der Oberfläche 62a ausgebildet aufweist. Ob der Leitungsrahmen 62 auf die vorbestimmte Oberflächentemperatur Ta erwärmt wurde oder nicht, kann durch tatsächliches Messen der Oberflächentemperatur des Leitungsrahmens 62 mit dem Infrarotthermometer 39 bestimmt werden.
  • Jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt, und die erhöhte Temperatur der Oberfläche 62a kann aus der Laserabsorption entsprechend der Dicke (geschätzte Dicke) des Oxidfilms OM geschätzt werden, der auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 ausgebildet ist, die aus dem Diagramm der 6 erhalten wird, und der Bestrahlungszeit mit dem erwärmenden Laserlicht L2. Falls eine Oberflächentemperaturbestimmungseinheit, die nicht dargestellt ist, bestimmt, dass die Oberflächentemperatur des Leitungsrahmens 62 die vorbestimmte Oberflächentemperatur Ta erreicht hat, wird die Abgabe des erwärmenden Laserlichts L2 angehalten.
  • Ein Verfahren zum Erwärmen des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) durch die Erwärmungsvorrichtung 100 wird im Folgenden mit Bezug auf das erste Flussdiagramm der 7 beschrieben. Das Erwärmungsverfahren hat einen Oxidfilmausbildungsschritt S110 und einen Erwärmungsschritt S120. Der Oxidfilmausbildungsschritt S110 hat einen Oxidfilmausbildungslaserlichtabgabeschritt S111, einen Temperaturmessschritt S112, einen Bestrahlungszeitmessschritt S113, einen Dickenberechnungsschritt S114 und einen Dickenbestimmungsschritt S115. Der Erwärmungsschritt 120 hat einen Umschaltschritt S121, einen Schritt S122, ein erwärmendes Laserlicht abzugeben, und einen Oberflächentemperaturbestimmungsschritt S123.
  • In dem Oxidfilmausbildungslaserlichtabgabeschritt S111 (Oxidfilmausbildungsschritt S110) wird, falls der Bediener einen Startknopf, der nicht dargestellt ist, der Erwärmungsvorrichtung 100 drückt, die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) durch die Steuerung der Laserlichtsteuereinheit 141a (Laserabgabeanpassungseinheit 141b) kontinuierlich mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 (kontinuierliche Welle CW1) unter davor bestimmten Bestrahlungsbedingungen (Abgabe, Bestrahlungspunktdurchmesser usw.) bestrahlt. Eine Solldicke α des Oxidfilms OM, der durch die Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 auszubilden ist, kann manuell eingegeben werden. Alternativ kann ein in einer nicht dargestellten Speichereinheit der Steuereinheit 140 vorgespeicherter Wert als die Solldicke α erlangt werden.
  • Mit dieser kontinuierlichen Bestrahlung steigt die Temperatur T der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62, und der Oxidfilm OM mit einer Dicke (α1) gemäß der erhöhten Oberflächentemperatur T und der Bestrahlungszeit H, wie aus dem Diagramm der 3 ersichtlich ist, wird auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 ausgebildet.
  • In dem Temperaturmessschritt S112 (Oxidfilmausbildungsschritt S110) misst die Temperaturmesseinheit 142 die Temperatur T der Oberfläche 62a mit dem Infrarotthermometer 39 in regelmäßigen Zeitabständen während der Bestrahlung der Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 und überträgt die Messdaten zu der Dickenberechnungseinheit 144 der Steuereinheit 140.
  • In dem Bestrahlungszeitmessschritt S113 (Oxidfilmausbildungsschritt S110) misst die Bestrahlungszeitmesseinheit 143 die kontinuierliche Bestrahlungszeit der Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 und überträgt Messdaten zu der Dickenberechnungseinheit 144 der Steuereinheit 140.
  • In dem Dickenberechnungsschritt S114 (Oxidfilmausbildungseinheit S110) berechnet die Dickenberechnungseinheit 144 eine geschätzte Dicke α1 des Oxidfilms OM, der auf der Oberfläche 62a ausgebildet ist, ausgehend von der Oberflächentemperatur T und der Bestrahlungszeit H, die in dem Temperaturmessschritt S112 und dem Bestrahlungszeitmessschritt S113 erlangt werden.
  • Als Nächstes bestimmt in dem Dickenbestimmungsschritt S115 (Oxidfilmausbildungsschritt S110) die Dickenbestimmungseinheit 145, ob die geschätzte Dicke α1 des Oxidfilms OM, die durch die Dickenberechnungseinheit 144 berechnet wurde, den Bereich der vorbestimmten Dicke α erreicht hat. Falls die Dickenbestimmungseinheit 145 bestimmt, dass die geschätzte Dicke α1 den Bereich der vorbestimmten Dicke α erreicht hat, schreitet die Routine zu dem Schaltschritt S121 voran (Erwärmungsschritt S121). Falls die Dickenbestimmungseinheit 145 bestimmt, dass die geschätzte Dicke α1 den Bereich der vorbestimmten Dicke α nicht erreicht hat, kehrt die Routine zu dem Oxidfilmausbildungslaserlichtabgabeschritt S111 (Oxidfilmausbildungsschritt S110) zurück. Die Schritt S111 bis S114 werden wiederholt, bis die Dickenbestimmungseinheit 145 in dem Dickenbestimmungsschritt S115 bestimmt, dass die geschätzte Dicke α1 den Bereich der vorbestimmten Dicke α erreicht hat.
  • Darauffolgend verursacht in dem Umschaltschritt S121 (Erwärmungsschritt S120) die Laserabgabeanpassungseinheit 141b (Laserlichtsteuereinheit 141a), dass der Laseroszillator 121 die Abgabe des Laserlichts ändert, um das Laserlicht von dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 zu dem erwärmenden Laserlicht L2 umschaltet.
  • In dem Schritt S122, ein erwärmendes Laserlicht abzugeben, (Aufwärmschritt S120) verursacht die Laserabgabeanpassungseinheit 141b, dass das erwärmende Laserlicht L2 von dem Laserkopf 122 durch den Oxidfilm OM zu der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 abzugeben ist, um den Leitungsrahmen 62 auf die vorbestimmte Temperatur Ta zu erwärmen. Zu dieser Zeit wurde das Loch 62c mit einem sehr kleinen Durchmesser in der Oberfläche 62a (bestrahlte Position) des Leitungsrahmens 62 ausgebildet, wie voranstehend beschrieben wurde.
  • Wenn die Oberfläche 62a mit dem erwärmenden Laserlicht L2 bestrahlt wird, dringt entsprechend ein Teil des erwärmenden Laserlichts L2 in das Loch 62c ein, und der Teil des erwärmenden Laserlichts L2, der in das Loch 62c eingedrungen ist, wird unregelmäßig durch die Seitenoberfläche des Lochs 62c reflektiert, wie voranstehend beschrieben wurde. Das erwärmende Laserlicht L2 wird somit durch die Seitenoberfläche des Lochs 62c absorbiert, wodurch die Temperatur des Leitungsrahmens 62 schneller erhöht wird. In 5 ist die Übertragung der Wärme von der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 zu dem Inneren des Leitungsrahmens 62 in konzeptartiger Weise durch einen Abschnitt gezeigt, der unterschiedlich zu dem des Leitungsrahmens 62 ist.
  • Darauffolgend bestimmt in dem Oberflächentemperaturbestimmungsschritt S123 (Erwärmungsschritt S120) die Oberflächentemperaturbestimmungseinheit, die nicht dargestellt ist, ob die Temperatur T der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 die vorbestimmte Oberflächentemperatur Ta (Oberflächentemperatur T ≥ Ta) erreicht hat. Ob die Oberflächentemperatur T des Leitungsrahmens 62 die vorbestimmte Oberflächentemperatur Ta erreicht hat oder nicht, kann durch tatsächliches Messen der Oberflächentemperatur des Leitungsrahmens 62 mit dem Infrarotthermometer 39 bestimmt werden. Alternativ kann die erhöhte Temperatur der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 durch eine Berechnung unter Verwendung der Laserabsorption entsprechend der Dicke des Oxidfilms OM, der auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 ausgebildet ist, und der Bestrahlungszeit mit dem erwärmenden Laserlicht L2 geschätzt werden.
  • Falls die Oberflächentemperaturbestimmungseinheit, die nicht dargestellt ist, bestimmt, dass die Temperatur T der Oberfläche 62a die vorbestimmte Oberflächentemperatur Ta erreicht hat, beendet die Laserabgabeanpassungseinheit 141b (Laserlichtsteuereinheit 141a) die Abgabe des erwärmenden Laserlichts L2, und das Programm wird beendet. Falls die Oberflächentemperaturbestimmungseinheit bestimmt, dass die Temperatur T der Oberfläche 62a die vorbestimmte Oberflächentemperatur Ta nicht erreicht hat, schreitet die Routine zu dem Schritt S122 voran, ein erwärmendes Laserlicht abzugeben, und die Schritte S122, S123 werden durchgeführt, bis die Temperatur T der Oberfläche 62a in dem Oberflächentemperaturbestimmungsschritt S123 gleich wie oder größer als die Oberflächentemperatur Ta (die Oberflächentemperatur T ≥ die Oberflächentemperatur Ta) wird.
  • Die Oberflächentemperatur Ta ist ein eingestellter Wert, der abhängig von dem Zweck zum Erwärmen des Leitungsrahmens 62 variiert. Falls es zum Beispiel der Zweck zum Erwärmen des Leitungsrahmens 62 ist, die erste Bondoberfläche 62b gegenüber der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 an ein anderes Element zu schweißen, muss die erste Bondoberfläche 62b auf eine Temperatur Tb erwärmt werden, die zum Schweißen erforderlich ist. Entsprechend wurden zuvor Untersuchungen vorgenommen, und die Temperatur der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 zu der Zeit, zu der die erste Bondoberfläche 62b auf die Temperatur Tb erwärmt wurde, die zum Schweißen erforderlich ist, wird im Voraus durch Versuche und so weiter erlangt. Die Oberflächentemperatur Ta ist auf diese Temperatur der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 eingestellt.
  • Falls es der Zweck zum Erwärmen des Leitungsrahmens 62 ist, den Leitungsrahmen 62 zu schneiden, ist es nicht notwendig, die Oberflächentemperatur Ta einzustellen. In diesem Fall muss die Abgabe des erwärmenden Laserlichts L2 lediglich fortgeführt werden, bis der Leitungsrahmen 62 geschnitten ist. Obwohl die Beschreibung von anderen Beispielen ausgelassen wird, kann die Oberflächentemperatur Ta somit gemäß dem Zweck des Erwärmens eingestellt werden, wie erwünscht ist.
  • In der ersten Ausführungsform wird in dem Oxidfilmausbildungsschritt S110 die Dicke α1 des auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 ausgebildeten Oxidfilms OM ausgehend von der Oberflächentemperatur T berechnet, die durch die Temperaturmesseinheit 142 und die durch die Bestrahlungszeitmesseinheit 143 gemessene Bestrahlungszeit H von dem Beginn der Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 gemessen wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. In einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform kann die geschätzte Dicke α1 des Oxidfilms OM durch Akkumulieren von jeder Dicke αA, αB, ... des Oxidfilms OM erlangt werden, der zusätzlich nach der vorangehenden Berechnung ausgebildet wird, die ausgehend von der in regelmäßigen Zeitabständen gemessenen Temperatur t und der Bestrahlungszeit h berechnet wird. Diese Modifikation weist Wirkungen auf, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind.
  • Eine zweite Ausführungsform wird beschrieben. In der ersten Ausführungsform sind sowohl das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 wie auch das erwärmende Laserlicht L2 eine kontinuierliche Welle CW. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. In der zweiten Ausführungsform kann das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 in der ersten Ausführungsform eine Impulswelle PW sein (siehe Konzeptdiagramm der 8). In diesem Fall unterscheidet sich eine Erwärmungsvorrichtung 200 (siehe 9) der zweiten Ausführungsform von der Erwärmungsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform in der Oxidfilmausbildungseinheit 120 und der Steuereinheit 140. Die Abschnitte, die unterschiedlich zu denen der ersten Ausführungsform sind, werden im Detail beschrieben, und die Beschreibung der Abschnitte, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind, werden ausgelassen. Konfigurationen, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen wie die in der ersten Ausführungsform bezeichnet.
  • 9 ist eine schematische Skizze der Erwärmungsvorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform. Wie aus 9 ersichtlich ist, hat die Erwärmungsvorrichtung 200 eine Oxidfilmausbildungseinheit 220, eine Erwärmungseinheit 130 und eine Steuereinheit 240. Die Oxidfilmausbildungseinheit 220 bildet einen Oxidfilm OM mit einer vorbestimmten Dicke α (akkumulierte Dicke) auf der Oberfläche eines Leitungsrahmens 62 (Metallelement) aus. Die Oxidfilmausbildungseinheit 220 hat einen Laseroszillator 221, einen Laserkopf 122 und ein Gehäuse 123. Die Oxidfilmausbildungseinheit 220 hat außerdem eine Laserlichtsteuereinheit 241a, eine Laserabgabeanpassungseinheit 241b, eine Temperaturmesseinheit 142, eine Bestrahlungszeitmesseinheit 143, eine Dickenberechnungseinheit 244 und eine Dickenbestimmungseinheit 245, die in der im Folgenden beschriebenen Steuereinheit 240 vorhanden sind.
  • Der Laseroszillator 221 ist ein Laseroszillator, der durch Umschalten von Laserlicht durch die Steuereinheit 240 eine Impulswelle PW (siehe Konzeptskizze der 8) und eine kontinuierliche Welle CW (siehe Konzeptskizze der 2) abgeben kann. Die Impulswelle PW ist ein Laserlicht, das unterbrochen abgegeben wird. Die Impulswelle PW wird unter vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen (die Zeit, zu der die Impulswelle abgegeben wird), die Abgabe, ein Bestrahlungspunktdurchmesser, usw.) zu der Oberfläche 62a (der oberen Oberfläche in 9) des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) abgegeben, wenn der Oxidfilm OM mit der vorbestimmten Dicke α auf der Oberfläche 62a ausgebildet wird. Da die Impulswelle PW im Vergleich mit der kontinuierlichen Welle CW dazu tendiert, eine große Menge von Energie kurzfristig abzugeben, ist die Impulswelle PW ein Laserlicht das für die Ausbildung des Oxidfilms OM geeignet ist, die eine relativ hohe Abgabe erfordert.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind die Impulswelle PW und die kontinuierliche Welle CW die gleiche Art von Laserlicht, das durch das gleiche Gerät (den Laseroszillator 221 und den Laserkopf 122) zu der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 abgegeben wird, und das die gleiche Wellenlänge aufweist. Die Impulswelle PW wird im Folgenden als das „Oxidfilmausbildungslaserlicht L3“ bezeichnet, und die kontinuierliche Welle CW wird als das „erwärmende Laserlicht L4“ bezeichnet. Das erwärmende Laserlicht L4 ist das gleiche wie das erwärmende Laserlicht L2 der zweiten Ausführungsform.
  • Wie in der ersten Ausführungsform ist es bevorzugt, dass das Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 (Impulswelle PW) ein Laserlicht nahe dem Infrarotbereich ist, das durch Laser wie zum Beispiel einen YAG-Laser abgegeben wird. Der Laserkopf 122 (eine Kollimatorlinse 132, ein Spiegel 134 und eine fθ-Linse 138) ist ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform.
  • In der zweiten Ausführungsform wird die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 unterbrochen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 (Impulsbestrahlung) mit einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen derart bestrahlt, dass das Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 rechtwinklig zu der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 liegt. Mit dieser unterbrochenen Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 wird der Oxidfilm OM mit zum Beispiel einem Durchmesser von ungefähr 200 µm und einer vorbestimmten Dicke α größer als null auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 ausgebildet. Zu dieser Zeit wird wie in der ersten Ausführungsform ein Loch 62c in der Oberfläche 62a (bestrahlte Position) des mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 bestrahlten Leitungsrahmens 62 ausgebildet, das eine sehr kleine Oberfläche aufweist. Die Erwärmungseinheit 130 ist ähnlich zu der Erwärmungseinheit 130 der ersten Ausführungsform.
  • Die Steuereinheit 240 ist ein Steuergerät, das einen Betrieb der Oxidfilmausbildungseinheit 220 und der Erwärmungseinheit 130 steuert. Die Steuereinheit 240 hat die Laserlichtsteuereinheit 241a, die Laserabgabeanpassungseinheit 241b, die Temperaturmesseinheit 142, die Bestrahlungszeitmesseinheit 143, die Dickenberechnungseinheit 244 und die Dickenbestimmungseinheit 245. Wie voranstehend beschrieben wurde, sind die Laserlichtsteuereinheit 241a, die Laserabgabeanpassungseinheit 241b, die Temperaturmesseinheit 142, die Bestrahlungszeitmesseinheit 143, die Dickenberechnungseinheit 244 und die Dickenbestimmungseinheit 245 in der Oxidfilmausbildungseinheit 220 vorhanden.
  • Die Steuereinheit 240 hat die Laserlichtsteuereinheit 241a, die Laserabgabeanpassungseinheit 241b und die Temperaturmesseinheit 142, die den Betrieb der Erwärmungseinheit 130 steuern. Die Laserlichtsteuereinheit 241a, die Laserabgabeanpassungseinheit 241b und die Temperaturmesseinheit 142 sind sowohl für die Oxidfilmausbildungseinheit 220 wie auch die Erwärmungseinheit 130 bereitgestellt, und sind ebenfalls in der Erwärmungseinheit 130 vorhanden.
  • In Erwiderung auf eine Anweisung von der Laserlichtsteuereinheit 241a erzeugt die Laserabgabeanpassungseinheit 241b das Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 (Impulswelle PW) und bestrahlt unterbrochen die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 unter vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen. Wie aus 10 ersichtlich ist, wird die Temperatur der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 kurzzeitig durch die erste Bestrahlung in der unterbrochenen Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 erhöht. Der Oxidfilm OM wird somit an der bestrahlten Position ausgebildet, und die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 wird in der Luft sofort schnell abgekühlt. In dem Diagramm der 10 stellt die Abszisse eine verstrichene Zeit dar, und die Ordinate stellt die Temperatur der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 und die Dicke des Oxidfilms OM dar.
  • Aufgrund von jeder unterbrochenen Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 wird der Oxidfilm OM auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 ausgebildet und auf dem ausgebildeten Oxidfilm OM gestapelt (akkumuliert) (siehe α4 bis α7 in 10). Jede Dicke α4 bis α7 des Oxidfilms OM, der durch jede unterbrochene Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 ausgebildet wird, ist die Dicke gemäß der Temperatur t der Oberfläche 62a, die durch die Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 und die Bestrahlungszeit h (Dauer der Bestrahlung) erhöht wird. Es kann nämlich jede Dicke des Oxidfilms OM durch die Temperatur t der Oberfläche 62a und die Bestrahlungszeit h (nicht gezeigt) berechnet werden. Die Temperaturmesseinheit 142 ist ähnlich zu der der ersten Ausführungsform.
  • Die Bestrahlungszeitmesseinheit 143 misst die Bestrahlungszeit h von jeder unterbrochenen Bestrahlung der Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3. In diesem Fall kann die Bestrahlungszeit h tatsächlich gemessen werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt, sondern die Bestrahlungszeitmesseinheit 143 kann Daten einer voreingestellten Bestrahlungszeit mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 von der Steuereinheit 240 erhalten. Die Bestrahlungszeitmesseinheit 143 überträgt dann die Daten der Bestrahlungszeit zu der Dickenberechnungseinheit 244 der Steuereinheit 240.
  • Die Dickenberechnungseinheit 244 berechnet jede Dicke α4, α5, ..., αn des durch jede unterbrochene Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 oder eine Impulswelle ausgebildeten Oxidfilms OM ausgehend von der Oberflächentemperatur t und der Bestrahlungszeit h, die durch die Temperaturmesseinheit 142 und die Bestrahlungszeitmesseinheit 143 erhalten werden. Die Dickenberechnungseinheit 244 akkumuliert nacheinander die berechneten Dicken α4, α5, ..., αn um die akkumulierte Dicke Σ (α4 + α5 + ... + αn) des Oxidfilms OM zu berechnen.
  • Die Dickenbestimmungseinheit 245 bestimmt, ob die akkumulierte Dicke Σ (α4 + α5 + ... + αn) des Oxidfilms OM, die eine geschätzte Dicke ist, die durch die Dickenberechnungseinheit 244 berechnet wird, den Bereich der vorbestimmten Dicke α erreicht hat.
  • Falls die Dickenbestimmungseinheit 245 bestimmt, dass die akkumulierte Dicke Σ (α4 + α5 + ... + αn) den Bereich der vorbestimmten Dicke α erreicht hat, führt die Laserabgabeanpassungseinheit 141b eine Anpassung durch, um die Abgabe des Oxidfilmausbildungslaserlichts L3 zu reduzieren und eine kontinuierliche Bestrahlung durchzuführen, um das Laserlicht von dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 in Erwiderung auf eine Anweisung der Laserlichtsteuereinheit 141a zu dem erwärmenden Laserlicht H4 umzuschalten. Die Laserabgabeanpassungseinheit 141b bestrahlt die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 durch den Oxidfilm OM mit dem erwärmenden Laserlicht L4, um den Leitungsrahmen 62 auf die vorbestimmte Oberflächentemperatur Ta zu erwärmen. Die zweite Ausführungsform weist somit Wirkungen auf, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind.
  • Ein Verfahren zum Erwärmen des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) durch die Erwärmungsvorrichtung 200 wird im Folgenden mit Bezug auf das zweite Flussdiagramm der 11 beschrieben. Das Erwärmungsverfahren hat einen Oxidfilmausbildungsschritt S210 und einen Erwärmungsschritt S120. Der Oxidfilmausbildungsschritt S210 hat einen Oxidfilmausbildungslaserlichtabgabeschritt S211, einen Temperaturmessschritt S212, einen Bestrahlungszeitmessschritt S213, einen Schritt S214 zum Berechnen der akkumulierten Dicke, und einen Dickenbestimmungsschritt S215. Der Erwärmungsschritt S120 hat einen Umschaltschritt S121, einen Schritt S122, ein erwärmendes Laserlicht abzugeben, und einen Oberflächentemperaturbestimmungsschritt S123. Da der Erwärmungsschritt S120 der gleiche Erwärmungsschritt S120 der ersten Ausführungsform ist, wird die Beschreibung davon ausgelassen.
  • In dem Oxidfilmausbildungslaserlichtabgabeschritt S211 des Oxidfilmausbildungsschritts S210 wird, falls der Bediener einen nicht dargestellten Startknopf der Erwärmungsvorrichtung 200 drückt, die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) unterbrochen unter vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen (Abgabe, ein Bestrahlungspunktdurchmesser, usw.) durch die Steuerung der Laserlichtsteuereinheit 241a und der Laserabgabeanpassungseinheit 241b mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 (Impulswelle PW) bestrahlt.
  • Die Temperatur t der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 wird plötzlich durch jede unterbrochene Bestrahlung erhöht, wie in dem Diagramm der 10 ersichtlich ist, und der Oxidfilm OM mit einer Dicke (α4 bis α7) gemäß der erhöhten Oberflächentemperatur t und der Bestrahlungszeit h von jeder unterbrochenen Bestrahlung wird auf der Oberfläche 62a ausgebildet. Nach jedem Anstieg der Oberflächentemperatur sinkt die Oberflächentemperatur t plötzlich.
  • Jedoch verringert sich die Temperatur t der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 nicht vollständig zu einer normalen Temperatur oder einer Anfangstemperatur nach jeder unterbrochenen Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3. Entsprechend weist in jeder der zweiten und darauffolgenden unterbrochenen Bestrahlungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 eine geringfügig höhere Temperatur bei dem Beginn der Bestrahlung als die Anfangstemperatur (in dem Fall der zweiten unterbrochenen Bestrahlung) oder die Temperatur zu dem Start der vorangehenden Bestrahlung auf.
  • Wie aus 10 ersichtlich ist, steigt deswegen die höchste Oberflächentemperatur t, die durch Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 erreicht werden kann, ein wenig um ein wenig, sogar falls das Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 jedes Mal mit der gleichen Abgabe abgegeben wird. In jeder unterbrochenen Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 wird der Oxidfilm OM mit der Dicke α4, α5, ..., αn auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 ausgebildet, und die Dicke α4, α5, ..., αn wird akkumuliert (siehe 10). Das Diagramm der 10 zeigt aus Gründen der Bequemlichkeit lediglich α4 bis α7.
  • Der Temperaturmessschritt S212 ist ähnlich zu dem Temperaturmessschritt S112 der ersten Ausführungsform. In dem Bestrahlungsmessschritt S213 misst die Bestrahlungszeitmesseinheit 143 jede Bestrahlungszeit h der unterbrochenen Bestrahlung der Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 und überträgt die Messdaten zu der Dickenberechnungseinheit 244 der Steuereinheit 240.
  • In dem Schritt S214 zum Berechnen der akkumulierten Dicke berechnet die Dickenberechnungseinheit 244 die Dicken α4, α5, ..., αn des auf der Oberfläche 62a durch jede unterbrochene Bestrahlung mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 ausgebildeten Oxidfilms ausgehend von der Oberflächentemperatur t und der Bestrahlungszeit h, die in dem Temperaturmessschritt S212 und dem Bestrahlungszeitmessschritt S213 erhalten wurden. Die Dickenberechnungseinheit 244 akkumuliert die Dicke α4, α5, ..., αn, um die akkumulierte Dicke Σ (α4 + α5 + ... + αn) oder die geschätzte Dicke des Oxidfilms OM zu erlangen. Folglich bestimmt die Dickenbestimmungseinheit 245 in dem Dickenbestimmungsschritt S215, ob die akkumulierte Dicke Σ (geschätzte Dicke) des Oxidfilms OM, die durch die Dickenberechnungseinheit 244 berechnet wurde, die vorbestimmte Dicke α erreicht hat. Falls die Dickenbestimmungseinheit 245 bestimmt, dass die akkumulierte Dicke Σ die vorbestimmte Dicke α erreicht hat, schreitet die Routine zu dem Umschaltschritt S121 des Erwärmungsschritts S120 voran.
  • Falls die Dickenbestimmungseinheit 245 bestimmt, dass die akkumulierte Dicke Σ die vorbestimmte Dicke α nicht erreicht hat, kehrt die Routine zu dem Oxidfilmausbildungslaserlichtabgabeschritt S211 zurück. Die Schritte S211 bis S214 werden wiederholt, bis die Dickenbestimmungseinheit 245 in dem Dickenbestimmungsschritt S215 bestimmt, dass die akkumulierte Dicke Σ die vorbestimmte Dicke α erreicht hat. Die vorbestimmte Dicke α ist eingestellt, wie voranstehend beschrieben wurde. Der Erwärmungsschritt S120 ist ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform. Es kann daher ein Erwärmen durchgeführt werden, das ähnliche Wirkungen aufweist wie das der ersten Ausführungsform.
  • In der zweiten Ausführungsform ist das Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 eine Impulswelle PW, und das erwärmende Laserlicht L4 ist eine kontinuierliche Welle CW. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. In einer ersten Modifikation der zweiten Ausführungsform kann das Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 eine kontinuierliche Welle CW sein, und das erwärmende Laserlicht L4 kann eine Impulswelle PW sein. In einer zweiten Modifikation der zweiten Ausführungsform können sowohl das Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 wie auch das erwärmende Laserlicht L4 eine Impulswelle PW sein. Diese Modifikationen haben geeignete Wirkungen.
  • Eine Erwärmungsvorrichtung 300 einer dritten Ausführungsform wird beschrieben. Wie in 12 ersichtlich ist, unterscheidet sich die Erwärmungsvorrichtung 300 der dritten Ausführungsform von der Erwärmungsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform in der Oxidfilmausbildungseinheit 120 und der Steuereinheit 140. Die Erwärmungsvorrichtung 300 der dritten Ausführungsform hat eine Oxidfilmausbildungseinheit 320, eine Erwärmungseinheit 130 und eine Steuereinheit 340. In der dritten Ausführungsform sind sowohl das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 wie auch das erwärmende Laserlicht L6 eine kontinuierliche Welle CW wie in der ersten Ausführungsform. In der Beschreibung der Erwärmungsvorrichtung 300 sind Konfigurationen, die ähnlich zu denen der Erwärmungsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie die der ersten Ausführungsform bezeichnet.
  • Die Erwärmungsvorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform wird allgemein im Folgenden beschrieben. Die Erwärmungsvorrichtung 300 bestrahlt eine Oberfläche 62a eines Leitungsrahmens 62 mit einem Absorptionsmesslaserlicht, wenn ein Oxidfilm OM durch die Oxidfilmausbildungseinheit 320 ausgebildet wird, und berechnet eine tatsächliche Absorption Abr ausgehend von der Abgabe des reflektierten Lichts des Absorptionsmesslaserlichts von der Oberfläche 62a. Die tatsächliche Absorption Abr ist die tatsächliche Absorption des erwärmenden Laserlichts L6 durch den Leitungsrahmen 62. Die Erwärmungsvorrichtung 300 erlangt den Unterschied ΔAb zwischen der berechneten tatsächlichen Absorption Abr und der geschätzten Absorption Abe, die ausgehend von einer geschätzten Dicke erhalten wird, die durch eine Dickenberechnungseinheit 144 berechnet wird. Ausgehend von dem Unterschied ΔAb stellt die Erwärmungsvorrichtung 300 Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 ein. Die berechnete geschätzte Dicke ist erforderlich, um den Bereich einer vorbestimmten Dicke α erreicht zu haben.
  • Es ist bevorzugt, dass das Messlaserlicht, das zum Berechnen der tatsächlichen Absorption Abr verwendet wird (Laserlicht L7 zum Messen der tatsächlichen Absorption) die gleiche Art von Laserlicht wie das erwärmende Laserlicht L6 oder das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 ist. Dies gestattet es, dass die tatsächliche Absorption Abr mit höherer Genauigkeit erlangt wird. Entsprechend wird in der vorliegenden Ausführungsform das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 ebenfalls als das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht L7 verwendet.
  • Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Laserlicht, das unter den gleichen Bestrahlungsbedingungen wie die des erwärmenden Laserlichts L6 abgegeben wird, kann als das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht L7 verwendet werden, und die Absorption in dem Fall, in dem das erwärmende Laserlicht L6 abgegeben wird, kann aus Messdaten des erhaltenen reflektierten Lichts geschätzt werden. Alternativ kann Laserlicht, das unter Bestrahlungsbedingungen abgegeben wird, die unterschiedlich zu denen des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 und des erwärmenden Laserlichts L6 sind, als tatsächliches Absorptionsmesslaserlicht L7 verwendet werden, und die Absorption in dem Fall, in dem das erwärmende Laserlicht L6 abgegeben wird, kann aus Messdaten des erhaltenen reflektierten Lichts geschätzt werden.
  • Die Oxidfilmausbildungseinheit 320 der Erwärmungsvorrichtung 300 hat einen Laseroszillator 121, einen Laserkopf 122, ein Gehäuse 123 und einen Leistungsmesser 330, die im Folgenden beschrieben sind. Die Oxidfilmausbildungseinheit 320 hat eine Laserlichtsteuereinheit 141a, eine Laserabgabeanpassungseinheit 141b (ebenfalls als eine tatsächliche Absorptionsmesslaserlichtabgabeeinheit verwendet), eine Temperaturmesseinheit 142, eine Bestrahlungszeitmesseinheit 143, die Dickenberechnungseinheit 144, eine Dickenbestimmungseinheit 145, eine Einheit 346 zum Messen eines reflektierten abgegebenen Laserlichts, eine Einheit 347 zum Berechnen einer tatsächlichen Absorption, eine Einheit 348 zum Berechnen einer geschätzten Absorption, eine Einheit 349 zum Berechnen eines Absorptionsunterschieds, eine Einheit 350 zum Bestimmen eines Absorptionsunterschieds und eine Einheit 351 zum Ändern einer Bestrahlungsbedingung eines einen Oxidfilmausbildungslaserlichts, die in der Steuereinheit 340 vorhanden sind.
  • Wie aus 12 ersichtlich ist, ist der Laserkopf 122 mit einem vorbestimmten Winkel γ° mit Bezug auf die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 platziert. Der Leistungsmesser 330 ist an einer gewünschten Position und einem gewünschten Winkel platziert, die es ermöglichen, dass das reflektierte Laserlicht L7A (L5A) oder das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht L7 (den Oxidfilm ausbildendes Laserlicht L5), das von dem Laserkopf 122 zu der Oberfläche 62a abgegeben und von der Oberfläche 62a reflektiert wird, vollständig auf die einfallende Oberfläche des Leistungsmessers 330 einfällt. Der Leistungsmesser 330 ist mit der Einheit 346 zum Messen des reflektierten abgegebenen Laserlichts verbunden und überträgt Messdaten zu der Einheit 346 zum Messen des reflektierten abgegebenen Laserlichts.
  • Die Steuereinheit 340 ist ein Steuergerät, das den Betrieb der Oxidfilmausbildungseinheit 320 und der Erwärmungseinheit 130 steuert. Die Steuereinheit 340 hat die Laserlichtsteuereinheit 141a, die Laserabgabeanpassungseinheit 141b (ebenfalls als tatsächliche Absorptionsmesslaserlichtabgabeeinheit verwendet), die Temperaturmesseinheit 142, die Bestrahlungszeitmesseinheit 143, die Dickenberechnungseinheit 144, die Dickenbestimmungseinheit 145, die Einheit 346 zum Messen des reflektierten abgegebenen Laserlichts, die Einheit 347 zum Berechnen der tatsächlichen Absorption, die Einheit 348 zum Berechnen der geschätzten Absorption, die Einheit 349 zum Berechnen des Absorptionsunterschieds, die Einheit 350 zum Bestimmen des Absorptionsunterschieds, und die Einheit 351 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts, die den Betrieb der Oxidfilmausbildungseinheit 320 steuern.
  • Die Steuereinheit 340 hat die Laserlichtsteuereinheit 141a und die Laserabgabeanpassungseinheit 141b, die den Betrieb der Erwärmungseinheit 130 steuern. Die Laserlichtsteuereinheit 141a und die Laserabgabeanpassungseinheit 141b sind sowohl für die Oxidfilmausbildungseinheit 320 wie auch die Erwärmungseinheit 130 bereitgestellt, und sind ebenfalls in der Erwärmungseinheit 130 vorhanden.
  • Da die Laserlichtsteuereinheit 141a, die Laserabgabeanpassungseinheit 141b (ebenfalls als die tatsächliche Absorptionsmesslaserlichtabgabeeinheit verwendet), die Temperaturmesseinheit 142, die Bestrahlungszeitmesseinheit 143, die Dickenberechnungseinheit 145, die in der Steuereinheit 340 vorhanden sind, die gleichen wie die der Steuereinheit 140 der ersten Ausführungsform sind, wird deren Beschreibung ausgelassen.
  • Ein Verfahren zum Erwärmen des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) durch die Erwärmungsvorrichtung 300 wird mit Bezug auf das dritte Flussdiagramm der 13 beschrieben. Das Erwärmungsverfahren der Erwärmungsvorrichtung 300 hat einen Oxidfilmausbildungsschritt S310 und einen Erwärmungsschritt S120 ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform. Der Oxidfilmausbildungsschritt S310 hat einen Oxidfilmausbildungslaserlichtabgabeschritt S111, einen Temperaturmessschritt S112, einen Bestrahlungszeitmessschritt S113, einen Dickenberechnungsschritt S114, einen Dickenbestimmungsschritt S115, einen Schritt S311 zum Berechnen einer geschätzten Absorption, einen Schritt S312 zum Abgeben eines tatsächlichen Absorptionsmesslaserlichts, einen Schritt S313 zum Messen eines reflektierten abgegebenen Laserlichts, einen Schritt S314 zum Berechnen einer tatsächlichen Absorption, einen Schritt S315 zum Berechnen eines Absorptionsunterschieds, einen Schritt S316 zum Bestimmen eines Absorptionsunterschieds und einen Schritt S317 zum Ändern einer Bestrahlungsbedingung eines einen Oxidfilmausbildungslaserlichts.
  • Der Oxidfilmausbildungsschritt S310 des dritten Flussdiagramms ist ähnlich zu dem Oxidfilmausbildungsschritt S110 der ersten Ausführungsform bis zu dem Dickenbestimmungsschritt S115, unterscheidet sich aber von dem Oxidfilmausbildungsschritt S110 der ersten Ausführungsform in den Schritten, die auf den Dickenbestimmungsschritt S115 folgen. Entsprechend werden nur der Dickenbestimmungsschritt S115 und die darauffolgenden Schritte in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Da der Erwärmungsschritt S120 ebenfalls ähnlich zu dem des ersten Flussdiagramms ist, wird die Beschreibung davon ausgelassen.
  • In der dritten Ausführungsform wird eine geschätzte Dicke α1 des Oxidfilms OM in dem Dickenberechnungsschritt S114 berechnet. In dem Dickenbestimmungsschritt S115 wird bestimmt, ob die berechnete geschätzte Dicke α1 des Oxidfilms OM den Bereich einer vorbestimmten Dicke α erreicht hat. Falls bestimmt ist, dass die geschätzte Dicke α1 den Bereich der vorbestimmten Dicke α erreicht hat, schreitet die Routine zu dem Schritt S311 zum Berechnen der geschätzten Absorption voran.
  • Falls in dem Dickenbestimmungsschritt S115 bestimmt wird, dass die geschätzte Dicke α1 den Bereich der vorbestimmten Dicke α nicht erreicht hat, kehrt die Routine zu dem Schritt S111 zum Abgeben des Oxidfilmausbildungslaserlichts zurück. Die Schritte S111 bis S114 werden wiederholt, bis in dem Dickenbestimmungsschritt S115 bestimmt ist, dass die geschätzte Dicke α1 den Bereich der vorbestimmten Dicke α erreicht hat.
  • Darauffolgend wird die geschätzte Absorption Abe in dem Schritt S311 zum Berechnen der geschätzten Absorption berechnet. In dem Schritt S311 zum Berechnen der geschätzten Absorption berechnet die Einheit 348 zum Berechnen der geschätzten Absorption die geschätzte Absorption Abe ausgehend von dem Verhältnis zwischen der Dicke des Oxidfilms OM und der Absorption Ab, die das aus 6 ersichtliche periodische Profil aufweisen. Ausgehend von dem Diagramm der 6 berechnet nämlich die Einheit 348 zum Berechnen der geschätzten Absorption die geschätzte Absorption Abe des erwärmenden Laserlichts L6, die der geschätzten Dicke α1 entspricht, die durch die Dickenberechnungseinheit 144 berechnet wird, und von der in dem Dickenbestimmungsschritt S115 bestimmt wird, dass sie die vorbestimmte Dicke α erreicht hat. Zum Beispiel in dem Fall, in dem die geschätzte Dicke, die durch die Dickenberechnungseinheit 144 berechnet wird, X1 beträgt, beträgt die geschätzte Absorption Abe in 6 Y1.
  • Darauffolgend bestrahlt die Einheit zum Abgeben des tatsächlichen Absorptionsmesslaserlicht (ebenfalls als Laserabgabeanpassungsabschnitt 141b verwendet) in dem Schritt S312 zum Abgeben des tatsächlichen Absorptionsmesslaserlichts (Oxidfilmausbildungsschritt S310) die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) mit dem tatsächlichen Absorptionsmesslaserlicht L7 (auch als Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 verwendet) durch den Oxidfilm OM, dessen geschätzte Dicke α1 in dem Dickenbestimmungsschritt S115 bestimmt wurde, dass sie den Bereich der vorbestimmten Dicke α erreicht hat. Zu dieser Zeit wird die Abgabe des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 angehalten, und wird dann zur Messung der tatsächlichen Absorption wieder aufgenommen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf das begrenzt. Die Abgabe des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 kann fortgeführt werden, ohne anzuhalten. Es ist bevorzugt, dass die Bestrahlungsbedingungen derart sind, dass die Bestrahlungszeit mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 so kurz sind, dass kein zusätzlicher Oxidfilm OM ausgebildet wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 anstelle des erwärmenden Laserlichts L6 als das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht L7 verwendet. Entsprechend kann die tatsächliche Absorption Abr, die in diesem Fall berechnet wird, geringfügig unterschiedlich zu der sein, die in dem Fall berechnet wird, in dem die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 mit dem erwärmenden Laserlicht L6 durch den Oxidfilm OM bestrahlt wird. Jedoch berücksichtigten die Erfinder, dass der Unterschied sehr klein war, und berechneten die tatsächliche Absorption Abr unter Verwendung des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5.
  • Das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht L7 (Oxidfilmausbildungslaserlicht L5), das zu dem Oxidfilm OM auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) abgegeben wird, wird teilweise als das reflektierte Laserlicht L7A reflektiert. Das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht L7, das nicht das reflektierte Laserlicht L7A (L5A) ist, wird durch den Leitungsrahmen 62 absorbiert.
  • In dem Schritt S313 zum Messen des reflektierten abgegebenen Laserlichts misst die Einheit 346 zu Messen des reflektierten abgegebenen Laserlichts die Abgabe des reflektierten Laserlichts L7A (L5A) mit dem Leistungsmesser 330, der mit der Einheit 346 zum Messen des reflektierten abgegebenen Laserlichts verbunden ist. Der Leistungsmesser 330 überträgt die Messdaten zu der Einheit 347 zum Berechnen der tatsächlichen Absorption. Da der Leistungsmesser 330 ein bekanntes Messinstrument ist, das die Abgabe des Laserlichts misst, wird die detaillierte Beschreibung davon ausgelassen. Die Abgabe des reflektierten Laserlichts L7A (L5A) muss nicht notwendigerweise mit dem Leistungsmesser gemessen werden, sondern kann mit einem Strahlprofiler, einem Ladung-Kopplung-Gerät-(CCD-)Sensor einem Komplementär-Metalloxidhalbleiter-(CMOS)-Sensor und so weiter gemessen werden.
  • Um in dem Schritt S314 die tatsächliche Absorption zu berechnen, berechnet die Einheit 347 zum Berechnen der tatsächlichen Absorption die tatsächliche Absorption Abr des erwärmenden Laserlichts L6 ausgehend von dem reflektierten Laserlicht L7A (L5A). Die tatsächliche Absorption Abr wird durch die Gleichung: Abr = ((P1 – P2)/P1) berechnet. P1 stellt die Anfangsabgabe des tatsächlichen Absorptionsmesslaserlichts L7 (den Oxidfilm ausbildendes Laserlicht L5) dar, das zu der Oberfläche 62a abgegeben wird, und P2 stellt die Abgabe des gemessenen reflektierten Laserlichts L7A (L5A) dar. Wie aus 6 ersichtlich ist, beträgt die tatsächliche Absorption ABr Y2.
  • Darauffolgend berechnet die Einheit 349 zum Berechnen des Absorptionsunterschieds in dem Schritt S315 zum Berechnen des Absorptionsunterschieds den Unterschied ΔAb (= Abr – Abe = Y2 – Y1) zwischen der geschätzten Absorption Abe, die in dem Schritt S311 zum Berechnen der geschätzten Absorption berechnet wurde, und der tatsächlichen Absorption Abr, die in dem Schritt S314 zum Berechnen der tatsächlichen Absorption berechnet wurde, und entsprechend dem Oxidfilm OM, der zu der Zeit ausgebildet wurde, zu der die geschätzte Absorption Abe berechnet wurde. Die Einheit 349 zum Berechnen des Absorptionsunterschiedes überträgt das Berechnungsergebnis zu der Einheit 350 zum Bestimmen des Absorptionsunterschiedes.
  • In dem Schritt S316 zum Bestimmen des Absorptionsunterschiedes bestimmt die Absorptionsunterschiedsbestimmungseinheit 350, ob der berechnete Absorptionsunterschied ΔAb (= Y2 – Y1) in einem vorbestimmten Bereich β liegt. Falls der Absorptionsunterschied ΔAb in dem vorbestimmten Bereich β liegt, bestimmt die Absorptionsunterschiedsbestimmungseinheit 350, dass das Berechnungsergebnis der geschätzten Dicke zuverlässig ist, und die Routine schreitet zu dem Umschaltschritt S121 des Erwärmungsschritts S120 voran. Der vorbestimmte Bereich β ist wie gewünscht ausgehend von zuvor durchgeführten Versuchen und so weiter eingestellt.
  • In dem Erwärmungsschritt S120 bestrahlt die Laserabgabeanpassungseinheit 141b die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 mit dem erwärmenden Laserlicht L6 durch den Oxidfilm OM wie in der ersten Ausführungsform. Die Laserabgabeanpassungseinheit 141b erwärmt somit den Leitungsrahmen 62 auf eine vorbestimmte Oberflächentemperatur ta. Folglich, falls eine Oberflächentemperaturbestimmungseinheit, die nicht dargestellt ist, bestimmt, dass die Oberflächentemperatur des Leitungsrahmens 62 die vorbestimmte Oberflächentemperatur ta erreicht hat, wird die Abgabe des erwärmenden Laserlichts L6 angehalten.
  • Falls die Einheit 350 zum Bestimmen des Absorptionsunterschieds in dem Schritt S316 zum Bestimmen des Absorptionsunterschieds bestimmt, dass der Absorptionsunterschied ΔAb nicht in dem vorbestimmten Bereich β liegt, schreitet die Routine zu dem Schritt S317 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts voran. Zum Beispiel ändert in dem Schritt S317 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts die Einheit 351 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts die Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 so, dass der Absorptionsunterschied ΔAb so schnell wie möglich innerhalb des Bereichs β fällt.
  • Die Einheit 351 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts ändert die vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 ausgehend von der geschätzten Dicke X1, der tatsächlichen Absorption Abr und dem Verhältnis zwischen der Dicke des Oxidfilms OM und der Absorption Ab, die das periodische Profil aufweisen.
  • Mit anderen Worten, die Einheit 351 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts ändert die vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 ausgehend von der geschätzten Absorption Abe, die durch die Einheit 348 zum Berechnen der geschätzten Absorption berechnet wurde, ausgehend von der geschätzten Dicke X1 und der tatsächlichen Absorption Abr, die durch die Einheit 347 zum Berechnen der tatsächlichen Absorption berechnet wurde und entsprechend dem Oxidfilm OM, der zu der Zeit ausgebildet wurde, zu der die geschätzte Absorption Abe berechnet wurde. Die geschätzte Absorption Abe wird von der geschätzten Dicke X1 und dem Verhältnis zwischen der Dicke des Oxidfilms OM und der Absorption Ab erhalten, die das periodische Profil aufweist.
  • Insbesondere, falls die Einheit 350 zum Bestimmen des Absorptionsunterschieds bestimmt, dass der Absorptionsunterschied ΔAb nicht in dem vorbestimmten Bereich β liegt, ändert die Einheit 351 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts die vorbestimmte Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 gemäß der Größenordnung des Absorptionsunterschieds ΔAb so, dass der Absorptionsunterschied ΔAb innerhalb des vorbestimmten Bereichs β in der folgenden Bestimmung der Einheit 350 zum Bestimmen des Absorptionsunterschieds fällt.
  • Zum Beispiel ändert die Einheit 351 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts die Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 in dem Fall so, in dem die tatsächliche Absorption Abr niedriger als die geschätzte Absorption Abe ist und der Absorptionsunterschied ΔAb in der negativen Richtung ansteigt, dass der Oxidfilm OM wahrscheinlicher ausgebildet werden wird. Andererseits ändert die Einheit 351 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts die Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 in dem Fall so, in dem die tatsächliche Absorption Abr höher als die geschätzte Absorption Abe ist, und der Absorptionsunterschied ΔAb in die positive Richtung steigt, dass der Oxidfilm OM weniger wahrscheinlich ausgebildet werden wird. Dies erhöht die Möglichkeit, dass der Absorptionsunterschied ΔAb innerhalb des vorbestimmten Bereichs β in der folgenden Bestimmung der Einheit 350 zum Bestimmen des Absorptionsunterschieds fällt. Eine erwünschte Dicke α des Oxidfilms OM wird deswegen schneller erlangt. Es ist somit wirkungsvoll, die Bestrahlungsbedingungen in der voranstehend beschriebenen Weise zu ändern.
  • In der dritten Ausführungsform wird die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 mit dem tatsächlichen Absorptionsmesslaserlicht L7 (den Oxidfilm ausbildendes Laserlicht L5) durch den Oxidfilm OM bestrahlt. Darauffolgend empfängt der Leistungsmesser 330 direkt das reflektierte Laserlicht L7A (L5A) von der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Wie aus 14 ersichtlich ist, kann in einer ersten Modifikation der dritten Ausführungsform die Erwärmungsvorrichtung 300 einen dichromatischen Spiegel 410 auf der optischen Achse des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 (tatsächliches Absorptionsmesslaserlicht L8) haben. Der dichromatische Spiegel 410 ist ein Element, das Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs (zum Beispiel Wellenlängen nahe des Infrarotbereichs) reflektiert und Licht von anderen Wellenlängenbereichen überträgt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den dichromatischen Spiegel begrenzt, sondern ein beliebiges Element mit derartigen Eigenschaften kann verwendet werden.
  • Wie aus 14 ersichtlich ist, ist der dichromatische Spiegel 410 zwischen dem Laserkopf 122 und der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 platziert, nämlich auf der optischen Achse des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 (L8), damit er um ungefähr 45 Grad mit Bezug auf die Oberfläche 62a gekippt wird. In der ersten Ausführungsform, in der der dichromatische Spiegel 410 auf diese Weise platziert ist, wird das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 (L8) von dem Laserkopf 122 zu dem dichromatischen Spiegel 410 abgegeben. Der Laserkopf 122 ist derart platziert, dass die optische Achse des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 (L8) sich horizontal erstreckt.
  • Das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 (L8), das den dichromatischen Spiegel 410 erreicht hat, wird am stärksten durch eine Spiegeloberfläche 410a des dichromatischen Spiegels 410 reflektiert und teilweise durch den dichromatischen Spiegel 410 übertragen. Das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 (L8) wird durch die Spiegeloberfläche 410a rechtwinklig zu der Richtung reflektiert, in der das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 (L8), das von dem Laserkopf 122 abgegeben wurde, sich zu dem dichromatischen Spiegel 410 bewegt, und erreicht die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62.
  • Ein Teil des reflektierten Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 (L8) wird dann durch die Oberfläche 62a durch den Leitungsrahmen 62 absorbiert und in Wärme umgewandelt. Das verbleibende Teil des reflektierten Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 (L8) wird durch die Oberfläche 62a reflektiert, und das reflektierte Laserlicht L5A (L8A) bewegt sich zu der Spiegeloberfläche 410a des dichromatischen Spiegels 410 und erreicht die Spiegeloberfläche 410a, die mit Bezug auf die Oberfläche 62a gekippt ist. Das Meiste des reflektierten Laserlichts L5A (L8A), das die Spiegeloberfläche 410a des dichromatischen Spiegels 410 erreicht, wird wieder durch die Spiegeloberfläche 410a reflektiert und bewegt sich parallel zu der optischen Achse des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 (L8) zu dem Laserkopf 122.
  • Ein Teil des reflektierten Laserlichts L5A (L8A), das die Spiegeloberfläche 410a des dichromatischen Spiegels 410 erreicht hat, wird durch den dichromatischen Spiegel 410 übertragen und bewegt sich in 14 nach oben. Der Leistungsmesser 330, der auf der oberen Seite in 14 platziert ist, empfängt dieses übertragene Laserlicht L5AA (L8AA) und misst die Abgabe des übertragenen Laserlichts L5AA (L8AA). Die tatsächliche Absorption Abr des Oxidfilms OM kann somit wie in der dritten Ausführungsform geschätzt werden. Diese Konfiguration weist Wirkungen auf, die ähnlich zu denen der dritten Ausführungsform sind.
  • Ungleich zu der dritten Ausführungsform kann in der ersten Modifikation der dritten Ausführungsform der Laserkopf 122 horizontal platziert werden, und die Konfiguration kann vereinfacht werden. Da die Abgabe des übertragenen Laserlichts L5AA (L8AA), das durch den Leistungsmesser 330 empfangen wird, niedrig ist, kann ein kleiner Leistungsmesser verwendet werden, was zu einer Kostenreduktion beitragen kann.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Form der ersten Modifikation begrenzt. In einer zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform können ein dichromatischer Spiegel 420, der Laserkopf 122 und der Leistungsmesser 330 platziert werden, wie aus 15 ersichtlich ist. In der zweiten Ausführungsform ist der dichromatische Spiegel 420 zwischen dem Laserkopf 122, der eine optische Achse aufweist, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 platziert, nämlich auf der optischen Achse des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 (tatsächliches Absorptionsmesslaserlicht L9), damit er um 45 Grad mit Bezug auf die Oberfläche 62a gekippt ist. Der dichromatische Spiegel 420 unterscheidet sich von dem dichromatischen Spiegel 410 in der Weise, in der er das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 (L9) durch sich hindurch überträgt oder das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 (L9) reflektiert.
  • In der zweiten Modifikation, in der der dichromatische Spiegel 420 auf diese Weise platziert ist, wie es in 15 ersichtlich ist, wird das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 (L9) von dem Laserkopf 122 abgegeben, der derart platziert ist, dass seine optische Achse sich vertikal zu dem dichromatischen Spiegel 420 hin erstreckt.
  • Das Meiste des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 (L9), das den dichromatischen Spiegel 420 erreicht hat, wird durch eine Spiegeloberfläche 420a des dichromatischen Spiegels 420 übertragen. Das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 (L9), das durch die Spiegeloberfläche 420a übertragen wurde, erreicht die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62.
  • Ein Teil des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 (L9) wird dann durch den Leitungsrahmen 62 durch die Oberfläche 62a absorbiert und in Wärme umgewandelt. Der verbleibende Teil des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 (L9) wird durch die Oberfläche 62a reflektiert, und das reflektierte Laserlicht L5A (L9A) bewegt sich zurück zu einer Spiegeloberfläche 420b des dichromatischen Spiegels 420 und erreicht die Spiegeloberfläche 420b, die mit Bezug auf die Oberfläche 62a gekippt ist. Ein Teil des reflektierten Laserlichts L5A (L9A) das die Spiegeloberfläche 420b des dichromatischen Spiegels 420 erreicht hat, wird rechtwinklig durch die Spiegeloberfläche 420a reflektiert und bewegt sich zu dem Leistungsmesser 330. Der Leistungsmesser 330, der auf der linken Seite in 15 platziert ist, empfängt das reflektierte Laserlicht L5AB (L9AB) und misst die Abgabe des reflektierten Laserlichts L5AB (L9AB). Die tatsächliche Absorption Abr des Oxidfilms OM kann somit wie in der dritten Ausführungsform geschätzt werden. Diese Konfiguration weist Wirkungen auf, die ähnlich zu denen der dritten Ausführungsform sind.
  • Ungleich zu der dritten Ausführungsform kann in der zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform der Laserkopf 122 vertikal platziert werden, und die Konfiguration kann vereinfacht werden. Wie in der ersten Modifikation der dritten Ausführungsform, da die Abgabe des reflektierten Laserlichts L5AB (L9AB), das durch den Leistungsmesser 330 empfangen wird, niedrig ist, kann ein kleiner Leistungsmesser verwendet werden, was zu einer Kostenreduktion beitragen kann.
  • In der dritten Ausführungsform werden das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5, das erwärmende Laserlicht L6 und das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht L7 zueinander durch den Umschaltvorgang (Abgabeanpassung) umgeschaltet, der durch den einzelnen Laseroszillator 121 umgesetzt wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. In einer dritten Modifikation der dritten Ausführungsform kann ein Laseroszillator für das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht L7 getrennt bereitgestellt sein (nicht dargestellt). Diese Konfiguration ist wirkungsvoll, da die tatsächliche Absorption Abr gleichzeitig mit der Abgabe des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 gemessen werden kann.
  • In der dritten Ausführungsform sind sowohl das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 wie auch das erwärmende Laserlicht L6 eine kontinuierliche Welle CW. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. In einer vierten Modifikation der dritten Ausführungsform kann das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 eine Impulswelle PW sein und das erwärmende Laserlicht L6 kann eine kontinuierliche Welle CW sein. In einer fünften Modifikation der dritten Ausführungsform kann das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 eine kontinuierliche Welle CW sein und das erwärmende Laserlicht L6 kann eine Impulswelle PW sein. In einer sechsten Modifikation der dritten Ausführungsform können sowohl das Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 wie auch das erwärmende Laserlicht L6 eine Impulswelle PW sein. Diese Modifikationen haben geeignete Wirkungen.
  • In der dritten Ausführungsform wird das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht L7 (L5) abgegeben, nachdem die Abgabe des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 in dem Oxidfilmausbildungslaserlichtabgabeschritt S111 zum Ausbilden des Oxidfilms OM beendet ist, um die tatsächliche Absorption Abr zu erhalten. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. In einer siebten Modifikation der dritten Ausführungsform kann während der Abgabe des Oxidfilmausbildungslaserlichts L5 zum Ausbilden des Oxidfilms OM der Leistungsmesser 330 gleichzeitig das reflektierte Laserlicht L7A (L5A) des tatsächlichen Absorptionsmesslaserlichts L7 (L5) empfangen, um die tatsächliche Absorption Abr zu berechnen.
  • In den ersten bis dritten Ausführungsformen wird das abzugebende Laserlicht von dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1, L3, L5 zu dem erwärmenden Laserlicht L2, L4, L6 durch Anpassen der Abgabe des Oxidfilmausbildungslaserlichts L1, L3, L5 umgeschaltet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Die Steuereinheit 140, 240, 340 kann eine Abgabeeinheit haben, die das Laserlicht mit einer voreingestellten Abgabe abgibt, und die Steuereinheit 140, 240, 340 kann zwischen dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1, L3, L5 und dem erwärmenden Laserlicht L2, L4, L6 durch einen Umschaltvorgang umschalten, der durch die Abgabeeinheit durchgeführt wird.
  • Eine Bondvorrichtung 400, die zwei Elemente unter Verwendung der Erwärmungsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform bondet, wird beschrieben. Bonden wird mit Bezug auf ein Beispiel beschrieben, in dem ein Metallanschluss eines Halbleiterbauteils 50 oder ein Metallelement, an das ein anderes Metallelement zu bonden ist, durch ein bekanntes Festphasendiffusionsbonden an den Leitungsrahmen 62 gebondet wird, der voranstehend als zu erwärmendes Element beschrieben wurde. Festphasendiffusionsbonden ist ein bekanntes Bondverfahren, in dem ein Metallelement (Leitungsrahmen 62) und ein anderes Metallelement, an das das Metallelement zu bonden ist (Metallanschluss des Halbleiterbauteils 50) erwärmt werden, um eine feste Phase auszubilden, die mit einer Temperatur niedriger als der einer flüssigen Phase ausgebildet ist, und das es gestattet, dass das Bonden in einem festen Zustand erlangt wird, und die erste Bondoberfläche 62b und eine zweite Oberfläche 50a in einer Druckbondrichtung zusammengedrückt und -gebondet werden.
  • Insbesondere ist die erste Bondoberfläche 62b gegenüber der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 an die zweite Bondoberfläche 50a gebondet, und die Oberfläche einer Metallschicht 51, die als Anschluss auf der oberen Oberfläche des Halbleiterbauteils 50 ausgebildet ist (siehe 15). Zum Beispiel besteht die Metallschicht 51 aus Gold (Au). Wie aus 16 und 17 ersichtlich ist, sind die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a miteinander in Berührung, bevor sie zusammengebondet werden. Die untere Oberfläche des Halbleiterbauteils 50 wird durch ein vorbestimmtes Stützelement 52 gestützt. Der Leitungsrahmen 62 und das Halbleiterbauteil 50 werden durch Drücken der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 in die Richtung, in die die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a zusammen druckgebondet werden (siehe Pfeile in 17) zusammengebondet.
  • Wie aus 16 ersichtlich ist, ist die Bondvorrichtung 400 eine Vorrichtung, die die Erwärmungsvorrichtung 100 (die Oxidfilmausbildungseinheit 120, die Erwärmungseinheit 130 und die Steuereinheit 140) verwendet. Die Bondvorrichtung 400 hat die Erwärmungsvorrichtung 100, eine Druckeinheit 430 und eine Steuereinheit 440. Die Druckeinheit 430 drückt die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens in die Richtung, in der die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a zusammen druckgebondet werden (siehe die Pfeile in 17), wenn die Erwärmungseinheit 130 der Erwärmungsvorrichtung 100 die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 mit dem erwärmenden Laserlicht L2 bestrahlt, um die Oberfläche 62a zu erwärmen.
  • In diesem Fall kann das Drücken mittels einem beliebigen Mittel durchgeführt werden. Der Druck, der angewendet wird, um die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 zu drücken, ist ein Druck, der ein Festphasendiffusionsbonden erlangen kann, und wird im Voraus berücksichtigt und bestimmt. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Pressen der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 in die Richtung, in der die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a zusammen druckgebondet werden, zu der gleichen Zeit begonnen, zu der die Erwärmungsvorrichtung 100 betätigt ist. Die Druckeinheit 430 wird durch die Laserlichtsteuereinheit 141a der Steuereinheit 140 gesteuert.
  • Die Steuereinheit 440 hat eine Temperaturmesseinheit 442, eine Bestrahlungszeitmesseinheit 443, eine Fügefestigkeitsberechnungseinheit 444 und eine Fügefestigkeitsbestimmungseinheit 445. Da die Temperaturmesseinheit 442 eine Funktion ähnlich zu der der Temperaturmesseinheit 142 der Steuereinheit 140 aufweist, kann die Temperaturmesseinheit 142 ebenfalls als die Temperaturmesseinheit 442 verwendet werden. Die Temperaturmesseinheit 442 überträgt die Daten der gemessenen Temperatur t der Oberfläche 62a zu der Fügefestigkeitsberechnungseinheit 444 der Steuereinheit 440. Die Bestrahlungszeitmesseinheit 443 misst die Bestrahlungszeit h der Oberfläche 62a mit dem erwärmenden Laserlicht L2. Die Bestrahlungszeitmesseinheit 443 überträgt Daten von der gemessenen Bestrahlungszeit h zu der Fügefestigkeitsberechnungseinheit 444 der Steuereinheit 440.
  • Die Fügefestigkeitsberechnungseinheit 444 berechnet die Fügefestigkeit F in dem Festphasendiffusionsbonden zwischen der ersten Bondoberfläche 62b und der zweiten Bondoberfläche 50a ausgehend von der Oberflächentemperatur t und der Bestrahlungszeit h, die durch die Temperaturmesseinheit 442 und die Bestrahlungszeitmesseinheit 443 erlangt werden.
  • Die Fügefestigkeitsbestimmungseinheit 445 bestimmt, ob die Fügefestigkeit F, die durch die Fügefestigkeitsberechnungseinheit 444 berechnet wurde, die vorbestimmte Fügefestigkeit F1 erlangt hat. Die Fügefestigkeitsbestimmungseinheit 445 bestimmt nämlich, ob die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a mit der Fügefestigkeit F (≥ vorbestimmte Fügefestigkeit F1) zusammengebondet worden sind.
  • Ein Bondverfahren unter Verwendung der Bondvorrichtung 400 wird mit Bezug auf das vierte Flussdiagramm der 18 beschrieben. Wie aus dem vierten Flussdiagramm der 18 ersichtlich ist, hat das Bondverfahren einen Oxidfilmausbildungsschritt S110 und einen Erwärmungsschritt S120A. Der Oxidfilmausbildungsschritt S110 ist ähnlich zu dem Oxidfilmausbildungsschritt S110 des voranstehend beschriebenen Erwärmungsverfahrens. Jedoch ist der Erwärmungsschritt S120A teilweise von dem Erwärmungsschritt S120 des Erwärmungsverfahrens der ersten Ausführungsform unterschiedlich. Entsprechend zeigt das vierte Flussdiagramm der 18 nicht die Details des Oxidfilmausbildungsschritts S110 sondern zeigt lediglich den Erwärmungsschritt S120A im Detail. In der folgenden Beschreibung wird lediglich der Erwärmungsschritt S120A im Detail beschrieben. Die Konfigurationen und Schritte, die ähnlich zu denen des in der voranstehend beschriebenen Ausführungsform beschriebenen Erwärmungsverfahren sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen wie die in der voranstehend beschriebenen Ausführungsform bezeichnet.
  • Wie in dem vierten Flussdiagramm der 18 ersichtlich ist, hat der Erwärmungsschritt S120A des Bondverfahrens einen Umschaltschritt S121, einen Schritt S122, ein erwärmendes Laserlicht abzugeben, einen Temperaturmessschritt S123A, einen Bestrahlungszeitmessschritt S124A, einen Fügefestigkeitsberechnungsschritt S125A und einen Fügefestigkeitsbestimmungsschritt S126A.
  • Falls in dem Dickenbestimmungsschritt S115 des Oxidfilmausbildungsschritt S110 bestimmt ist, dass die geschätzte Dicke α1 die vorbestimmte Dicke α (den Bereich davon) erreicht hat, passt die Laserabgabeanpassungseinheit 141b (Laserlichtsteuereinheit 141a) die Abgabe des Oxidfilmausbildungslaserlichts L1 in dem Umschaltschritt S121 an, um die Laserlichtabgabe von dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 zu dem erwärmenden Laserlicht L2 umzuschalten.
  • In dem Schritt S122, das erwärmende Laserlicht abzugeben, wird die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 mit dem erwärmenden Laserlicht L2 durch den Oxidfilm OM durch Steuerung der Laserabgabeanpassungseinheit 141b bestrahlt. In dem Temperaturmessschritt S123A wird die Oberflächentemperatur t des Leitungsrahmens 62 mit dem Infrarotthermometer 39 gemessen, und die gemessenen Daten werden zu der Fügefestigkeitsberechnungseinheit 444 der Steuereinheit 440 übertragen. In dem Bestrahlungszeitmessschritt S124A wird die Bestrahlungszeit h der Oberfläche 62a mit dem erwärmenden Laserlicht L2 gemessen, und die Messdaten werden zu der Fügefestigkeitsberechnungseinheit 444 der Steuereinheit 440 übertragen.
  • In dem Fügefestigkeitsberechnungsschritt S125A wird die Fügefestigkeit F zwischen der ersten Bondoberfläche 62b und der zweiten Bondoberfläche 50a ausgehend von der Oberflächentemperatur t und der Bestrahlungszeit h berechnet, die in dem Temperaturmessschritt S123A und dem Bestrahlungszeitmessschritt S124A erlangt wurde. Zu dieser Zeit werden in dem Fügefestigkeitsberechnungsschritt S125A die Temperaturen der ersten Bondoberfläche 62b und der zweiten Bondoberfläche 50a zuerst von der Temperatur t der Oberfläche 62a und der Bestrahlungszeit h geschätzt. Die Fügefestigkeit F wird ausgehend von den geschätzten Temperaturen und dem Verhältnis zwischen den Temperaturen der ersten Bondoberfläche 62b und der zweiten Bondoberfläche 50a und der Fügefestigkeit F geschätzt, die im Voraus in der Steuereinheit 440 gespeichert ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt, sondern die Fügefestigkeit F kann auf eine beliebige Weise berechnet werden.
  • Falls in dem Fügefestigkeitsbestimmungsschritt S126A bestimmt ist, dass die geschätzte Fügefestigkeit F die vorbestimmte Fügefestigkeit F1 nicht erreicht hat, kehrt die Routine darauffolgend zu dem Schritt S122 zum Abgeben des erwärmenden Laserlichts zurück, und die Schritte S122 bis S126A werden wiederholt, bis in dem Fügefestigkeitsbestimmungsschritt S126A bestimmt ist, dass die geschätzte Fügefestigkeit F die vorbestimmte Fügefestigkeit F1 erreicht hat. Falls in dem Fügefestigkeitsbestimmungsschritt S126A bestimmt ist, dass die geschätzte Fügefestigkeit F die vorbestimmte Fügefestigkeit F1 erreicht hat, beendet die Laserabgabeanpassungseinheit 141b die Abgabe des erwärmenden Laserlichts L2, und das Programm wird beendet.
  • Das voranstehend beschriebene Bondverfahren hat den Fügefestigkeitsberechnungsschritt S125A und den Fügefestigkeitsbestimmungsschritt S146A, und die Abgabe des erwärmenden Laserlichts L2 wird angehalten, wenn bestimmt ist, dass die Fügefestigkeit F die vorbestimmte Fügefestigkeit F1 erreicht hat. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Das Bondverfahren muss nicht den Fügefestigkeitsberechnungsschritt S125A und den Fügefestigkeitsbestimmungsschritt S146A haben. In diesem Fall wird in dem Bondverfahren durch lediglich die Messdaten (Oberflächentemperatur t), die in dem Temperaturmessschritt S123A erhalten werden, bestimmt, ob das Bonden vollständig ist oder nicht. Dies weist ebenfalls geeignete Wirkungen auf.
  • In diesem Fall ist die Temperatur ta der Oberfläche 62a, die verwendet wird, um zu bestimmen, ob das Bonden vollständig ist, die Temperatur der Oberfläche 62a zu der Zeit, zu der die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a eine feste Phase ausbilden und das Festphasendiffusionsbonden mit der ersten Bondoberfläche 62b und der zweiten Bondoberfläche 50a in der Druckbondrichtung zusammengedrückt vollendet wurde. Die Oberflächentemperatur ta wird ebenfalls berücksichtigt und im Voraus eingestellt.
  • Das voranstehend beschriebene Bondverfahren wird mit Bezug auf den Fall beschrieben, in dem die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a durch Festphasendiffusionsbonden zusammengebondet werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Form begrenzt. In einem Bondverfahren in einer anderen Form können die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a in einer flüssigen Phase (geschmolzener Zustand) zusammengebondet werden. In diesem Fall muss der Leitungsrahmen 62 nicht in die Richtung gedrückt werden, in der der Leitungsrahmen 62 an das Halbleiterbauteil 50 druckgebondet wird.
  • In diesem Fall wird ebenfalls die Vollendung des Bondens ausgehend von der Oberflächentemperatur t bestimmt, die in dem Temperaturmessschritt S123A gemessen wurde, oder der Fügefestigkeit F, die in dem Fügefestigkeitsberechnungsschritt S125A berechnet wurde. Wie in dem voranstehend beschriebenen Fall ist die Oberflächentemperatur ta, die verwendet wird, um zu bestimmen, ob das Bonden vollendet ist, die Temperatur der Oberfläche 62a, die es gestattet, zu bestätigen, dass die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a in einer flüssigen Phase zusammengebondet wurden. Diese Oberflächentemperatur ta wird ebenfalls im Voraus berücksichtigt und bestimmt. Es sollte verstanden werden, dass zur Bestimmung, ob die Fügefestigkeit F die vorbestimmte Fügefestigkeit F1 erreicht hat oder nicht, das Verhältnis zwischen der Oberflächentemperatur t und der Fügefestigkeit F im Voraus erhalten wird, und diese Bestimmung wird ausgehend von diesem Verhältnis vorgenommen.
  • Gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen hat das Verfahren zum Erwärmen des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) durch Bestrahlung mit dem erwärmenden Laserlicht L2: den Oxidfilmausbildungsschritt S110, den Oxidfilm OM mit der vorbestimmten Dicke α auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) auszubilden; und den Erwärmungsschritt S120, die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) mit dem erwärmenden Laserlicht L2 durch den Oxidfilm OM zu bestrahlen, und zu verursachen, dass der Leitungsrahmen 60 (Metallelement) das erwärmende Laserlicht L2 mit einer Absorption entsprechend der vorbestimmten Dicke α des Oxidfilms OM absorbiert, um den Leitungsrahmen 62 (Metallelement) auf die vorbestimmte Oberflächentemperatur Ta, ta zu erwärmen.
  • Die Absorption weist derartige Eigenschaften auf, dass in dem Verhältnis mit der Dicke des Oxidfilms OM die Absorption ein periodisches Profil mit maximalen und minimalen Werten aufweist, die abwechselnd erscheinen, wenn die Dicke ansteigt, und dass die Absorption am niedrigsten ist, wenn die Dicke des Oxidfilms OM null ist. Die vorbestimmte Dicke α des Oxidfilms OM, die in dem Oxidfilmausbildungsschritt S110 ausgebildet wird, wird in den ersten Bereich Ar1 eingestellt, der die erste maximale Dicke A und die zweite maximale Dicke B hat, und der kleiner als die zweite minimale Dicke BB in dem Verhältnis mit der das voranstehend beschriebene periodische Profil aufweisenden Absorption hat. Die erste maximale Dicke A entspricht dem ersten Maximalwert A der Absorption, nämlich dem Maximalwert der Absorption, der zuerst erscheint, nachdem die Dicke des Oxidfilms OM von null ansteigt. Die zweite maximale Dicke B entspricht dem zweiten Maximalwert b der Absorption, nämlich dem Maximalwert der Absorption, der darauffolgend auf den ersten Maximalwert a erscheint. Die zweite minimale Dicke BB entspricht dem zweiten Minimalwert bb der Absorption, nämlich dem Minimalwert der Absorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert b und dem dritten Maximalwert c erscheint, oder dem Maximalwert der Absorption, der darauffolgend auf dem zweiten Maximalwert b erscheint.
  • Wie voranstehend beschrieben wurde, weist die Absorption des erwärmenden Laserlichts L2 durch den Leitungsrahmen 62 (Metallelement) derartige Eigenschaften auf, das in dem Verhältnis mit der Dicke des Oxidfilms OM die Absorption ein periodisches Profil mit wechselnd erscheinenden maximalen und minimalen Werten aufweist, und dass die Absorption am niedrigsten ist, wenn die Dicke des Oxidfilms OM null ist. Die Dicke des Oxidfilms OM des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) ist in dem ersten Bereich Ar1 (35 nm bis 360 nm) eingestellt, der die erste maximale Dicke A und die zweite maximale Dicke B hat, und der kleiner als die zweite minimale Dicke BB ist. Die erste maximale Dicke A entspricht dem ersten Maximalwert a, oder dem Maximalwert der Absorption, der zuerst erscheint, nachdem die Dicke des Oxidfilms OM von null ansteigt. Die zweite maximale Dicke B entspricht dem zweiten Maximalwert b der Absorption, der darauffolgend auf den ersten Maximalwert a erscheint. Die zweite minimale Dicke BB entspricht dem zweiten Minimalwert bb der Absorption, nämlich dem Minimalwert der Absorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert b und dem dritten Maximalwert c erscheint, oder dem Maximalwert der Absorption, der darauffolgend auf dem zweiten Maximalwert b erscheint.
  • Entsprechendkann die Absorption des erwärmenden Laserlichts L2 sogar zuverlässig erhöht werden, falls die Dicke des Oxidfilms OM geringfügig variiert, und der Leitungsrahmen 62 (Metallelement) kann stabil und wirkungsvoll erwärmt werden, wenn mit dem Fall verglichen wird, in dem der Leitungsrahmen 62 (Metallelement) mit dem erwärmenden Laserlicht L2 nicht durch den Oxidfilm OM bestrahlt wird. Da die Dicke des Oxidfilms OM auf den ersten Bereich Ar1 nahe null begrenzt ist, wird der Oxidfilm OM nicht mit einer Dicke größer als der erste Bereich Ar1 ausgebildet, was einen Verbrauch von Zeit reduziert.
  • Gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen wird die vorbestimmte Dicke α des Oxidfilms OM in dem ersten Bereich Ar1 von 35 nm bis 360 nm in dem Fall eingestellt, in dem der Leitungsrahmen 62 oder das Metallelement aus Kupfer hergestellt ist und die Dicke des Oxidfilms OM durch SERA gemessen wird. Entsprechend wird die Absorption des erwärmenden Laserlichts L2 durch den Leitungsrahmen 62 (Metallelement) zuverlässig im Vergleich mit dem Fall erhöht, in dem es keinen Oxidfilm gibt. Der Leitungsrahmen 62 (Metallelement) kann deswegen wirkungsvoll erwärmt werden.
  • Gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen wird in dem Oxidfilmausbildungsschritt S110, S210 des Erwärmungsverfahrens der Oxidfilm OM durch Bestrahlen der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1, L3, L5 unter den vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen ausgebildet. Dies ist wirkungsvoll, da die gleiche Erwärmungsvorrichtung 100, 200, 300 sowohl für den Oxidfilmausbildungsschritt S110, S210 wie auch den Erwärmungsschritt S120 verwendet werden kann.
  • Gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen wird in dem Oxidfilmausbildungsschritt S110, S210 des Erwärmungsverfahrens die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 bestrahlt, um das Loch 62c an der bestrahlten Position der Oberfläche 62a auszubilden. In dem Erwärmungsschritt S120 wird ein Teil des erwärmenden Laserlichts L2 somit in das Loch 62c eingebracht, wodurch die Seitenoberfläche des Lochs 62c mit dem erwärmenden Laserlicht L2 bestrahlt werden kann und das erwärmende Laserlicht L2 absorbieren kann. Der Leitungsrahmen 62 (Metallelement) kann somit wirkungsvoll erwärmt werden.
  • Gemäß den Erwärmungsverfahren der ersten bis dritten Ausführungsformen sind das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1, L3, L5 und das erwärmende Laserlicht L2, L4, L6 die gleiche Art von Laserlicht (Laserlicht nahe dem infraroten Bereich). Die Erwärmungsvorrichtung 100, 200, 300 kann deswegen zu niedrigen Kosten hergestellt werden.
  • Gemäß den ersten und dritten Ausführungsformen sind sowohl das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1, L5 wie auch das erwärmende Laserlicht L2, L6 eine kontinuierliche Welle CW. Die Erwärmungsvorrichtung 100, 300 kann deswegen zu niedrigen Kosten hergestellt werden.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 eine Impulswelle PW, und das erwärmende Laserlicht L2 ist eine kontinuierliche Welle CW. Da die Bestrahlungsweise, mit der das Laserlicht zwischen den unterschiedlichen Zwecken variiert wird, nämlich der Ausbildung des Oxidfilms und des Erwärmens, kann die Ausbildung des Oxidfilms und das Erwärmen wirkungsvoll implementiert werden.
  • Gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen hat der Oxidfilmausbildungsschritt S110, S210, S310 des Erwärmungsverfahrens: den Temperaturmessschritt S112, S212, die Temperatur T, t der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) zu messen, wenn die Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1, L3, L5 bestrahlt wird; den Bestrahlungszeitmessschritt S113, S213, die Bestrahlungszeit H, h der Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 zu messen; den Dickenberechnungsschritt S114, S214, die akkumulierte Dicke des Oxidfilms OM zu berechnen, der auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) ausgebildet ist, ausgehend von der gemessenen Oberflächentemperatur T, t und der gemessenen Bestrahlungszeit H, h; und den Dickenbestimmungsschritt S115, S215, zu bestimmen, ob die Dicke (akkumulierte Dicke) des Oxidfilms OM, die in dem Dickenberechnungsschritt S114, S214 berechnet wird, die vorbestimmte Dicke α erreicht hat.
  • Der Erwärmungsschritt S120 hat: den Umschaltschritt S121, die Laserlichtabgabe von dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 zu dem erwärmenden Laserlicht L2 umzuschalten, falls in dem Dickenbestimmungsschritt S115 bestimmt ist, dass die akkumulierte Dicke die vorbestimmte Dicke α erreicht hat; und den Schritt S122, ein erwärmendes Laserlicht abzugeben, die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) mit dem erwärmenden Laserlicht L2 durch den Oxidfilm OM zu bestrahlen, um den Leitungsrahmen 62 (Metallelement) zu der vorbestimmten Oberflächentemperatur Ta zu erwärmen. Der Leitungsrahmen 62 (Metallelement) wird somit wirkungsvoller, genauer und stabiler erwärmt.
  • Gemäß dem Erwärmungsverfahren der dritten Ausführungsform hat der Oxidfilmausbildungsschritt S310: den Temperaturmessschritt S112, die Temperatur der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) zu messen, wenn die Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 bestrahlt wird; dem Bestrahlungszeitmessschritt S113, die Bestrahlungszeit der Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 zu messen; den Dickenberechnungsschritt S114, die Dicke des Oxidfilms OM zu berechnen, die auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) ausgebildet ist, als geschätzte Dicke, ausgehend von der gemessenen Oberflächentemperatur und der gemessenen Bestrahlungszeit; den Schritt S312, das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht abzugeben, die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement), der darauf ausgebildet den Oxidfilm OM aufweist, mit dem tatsächlichen Absorptionsmesslaserlicht L7 durch den Oxidfilm OM zu bestrahlen; den Schritt S313, das reflektierte abgegebene Laserlicht zu messen, die Abgabe des reflektierten Laserlichts L7A zu messen, oder das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht L7, das in dem Schritt S312 der Abgabe des tatsächlichen Absorptionsmesslaserlichts abgegeben wird und durch die Oberfläche 62a reflektiert wird; den Schritt S314, die tatsächliche Absorption zu berechnen, die tatsächliche Absorption Abr des erwärmenden Laserlichts L6 durch die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) zu berechnen, das darauf ausgebildet den Oxidfilm OM aufweist, ausgehend von der Größenordnung der Abgabe des reflektierten Laserlichts L7A, die in dem Schritt S313 zum Messen des reflektierten abgegebenen Laserlichts gemessen wurde; und den Schritt S317, die Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts zu ändern, die vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 ausgehend von der geschätzten Dicke, der tatsächlichen Absorption Abr und dem Verhältnis zwischen der Dicke des Oxidfilms und der Absorption, die das periodische Profil aufweist, zu ändern. Entsprechend dem Erwärmungsverfahren der dritten Ausführungsform hat der Oxidfilmausbildungsschritt S310 den Schritt S311 die geschätzte Absorption zu berechnen, die geschätzte Absorption Abe des erwärmenden Laserlichts L6 zu berechnen, die der geschätzten Dicke entspricht, die in dem Dickenberechnungsschritt S114 berechnet wurde, ausgehend von dem Verhältnis zwischen der Dicke des Oxidfilms und der Absorption, die das periodische Profil aufweist. In dem Schritt S317 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts werden die Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 ausgehend von der geschätzten Absorption Abe geändert, die in dem Schritt S311 zum Berechnen der geschätzten Absorption berechnet wurde, und der tatsächlichen Absorption Abr entsprechend dem Oxidfilm OM, der zu der Zeit ausgebildet wurde, zu der die geschätzte Absorption Abe berechnet wurde. Da der Oxidfilm OM somit ausgehend von der geschätzten Absorption Abe und der tatsächlichen Absorption Abr ausgebildet wurde, ist es wahrscheinlicher, dass der die gewünschte Absorption aufweisende Oxidfilm OM ausgebildet wird.
  • Gemäß dem Erwärmungsverfahren der dritten Ausführungsform hat der Oxidfilmausbildungsschritt S310: in Schritt S315 den Absorptionsunterschied zu berechnen, den Unterschied ΔAb zwischen der geschätzten Absorption Abe, die in dem Schritt S311 zum Berechnen der geschätzten Absorption berechnet wurde, und der tatsächlichen Absorption Abr entsprechend dem Oxidfilm OM, der zu der Zeit ausgebildet wurde, zu der die geschätzte Absorption Abe berechnet wurde, zu berechnen; und den Absorptionsunterschiedbestimmungsschritt 316, zu bestimmen, ob der berechnete Absorptionsunterschied ΔAb sich in dem vorbestimmten Bereich β befindet. Falls in dem Absorptionsunterschiedbestimmungsschritt S316 bestimmt ist, dass der Absorptionsunterschied ΔAb sich nicht in dem vorbestimmten Bereich β befindet, werden die vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 gemäß der Größenordnung des Absorptionsunterschieds ΔAb so geändert, dass der Absorptionsunterschied ΔAb innerhalb des vorbestimmten Bereichs β in dem Schritt S317 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts fällt. Der Oxidfilm OM, der die gewünschte Laserabsorption aufweist, wird somit zu verlässig ausgebildet.
  • Gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen hat die Erwärmungsvorrichtung 100, 200, 300: die Oxidfilmausbildungseinheit 120, 220, 320, die den Oxidfilm OM mit der vorbestimmten Dicke α auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) ausbildet; und die Erwärmungseinheit 130, die den Leitungsrahmen 62 (Metallelement) mit dem erwärmenden Laserlicht L2, L4, L6 durch den Oxidfilm OM bestrahlt, der mit der vorbestimmten Dicke α ausgebildet ist, und verursacht, dass der Leitungsrahmen 62 (Metallelement) das erwärmende Laserlicht L2, L4, L6 mit der Absorption entsprechend der vorbestimmten Dicke α des Oxidfilms OM absorbiert, um den Leitungsrahmen 62 (Metallelement) auf die vorbestimmte Oberflächentemperatur Ta, ta zu erwärmen.
  • Die Absorption weist derartige Eigenschaften auf, dass im Verhältnis mit der Dicke des Oxidfilms OM die Absorption ein periodisches Profil mit Maximal- und Minimalwerten aufweist, die abwechselnd erscheinen, wenn die Dicke ansteigt, und dass die Absorption die niedrigste ist, wenn die Dicke des Oxidfilms OM null ist. Die vorbestimmte Dicke α des Oxidfilms OM, die durch die Oxidfilmausbildungseinheit 120, 220, 320 ausgebildet ist, ist in den ersten Bereich Ar1 eingestellt, der die erste maximale Dicke A hat und die zweite maximale Dicke B, und der kleiner als die zweite minimale Dicke BB in dem Verhältnis mit der das periodische Profil aufweisenden Absorption ist. Die erste maximale Dicke A entspricht dem ersten Maximalwert der Absorption, nämlich dem Maximalwert der Absorption, der zuerst erscheint, nachdem die Dicke des Oxidfilms OM von null ansteigt. Die zweite maximale Dicke B entspricht dem zweiten Maximalwert b der Absorption, nämlich dem Maximalwert der Absorption, die darauffolgend auf den ersten Maximalwert a erscheint. Die zweite minimale Dicke BB entspricht dem zweiten Minimalwert bb der Absorption, nämlich dem Minimalwert der Absorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert b und dem dritten Maximalwert c erscheint, oder dem Maximalwert der Absorption, der darauffolgend auf dem zweiten Maximalwert b erscheint. Die Erwärmungsvorrichtung 100, 200, 300 kann ein wirkungsvolles Erwärmen ähnlich zu dem des Erwärmungsverfahrens durchführen.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform bildet die Oxidfilmausbildungseinheit 320 der Erwärmungsvorrichtung 300 den Oxidfilm OM durch Bestrahlen der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 unter den vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen aus. Die Oxidfilmausbildungseinheit 320 hat: die Temperaturmesseinheit 142, die die Temperatur der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) misst, wenn die Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 bestrahlt wird; die Bestrahlungszeitmesseinheit 143, die die Bestrahlungszeit der Oberfläche 62a mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 misst; die Dickenberechnungseinheit 144, die die Dicke des Oxidfilms OM berechnet, der auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) ausgebildet ist, als die geschätzte Dicke ausgehend von der gemessenen Oberflächentemperatur und der gemessenen Bestrahlungszeit; die Einheit zum Abgeben des tatsächlichen Absorptionsmesslaserlichts (Laserabgabeanpassungseinheit 141b), die die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) bestrahlt, das den Oxidfilm OM darauf mit dem tatsächlichen Absorptionsmesslaserlicht L7 durch den Oxidfilm OM ausgebildet aufweist; die Einheit 346 zum Messen des reflektierten abgegebenen Laserlichts, die die Abgabe des reflektierten Laserlichts L7A misst, oder das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht L7, das von der Einheit zum Abgeben des tatsächlichen Absorptionsmesslaserlichts (Laserabgabeanpassungseinheit 141b) abgegeben und von der Oberfläche 62a reflektiert wurde; die Einheit 347 zum Berechnen der tatsächlichen Absorption, die die tatsächliche Absorption des erwärmenden Laserlichts L6 durch die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) berechnet, das den Oxidfilm OM darauf ausgebildet aufweist, ausgehend von der Größenordnung der Abgabe des reflektierten Laserlichts L7A, die durch die Einheit 346 zum Messen des reflektierten abgegebenen Laserlichts gemessen wurde; und die Einheit 351 zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts, die die Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L5 ausgehend von der geschätzten Dicke, der tatsächlichen Absorption Abr und dem Verhältnis zwischen der Dicke des Oxidfilms OM und der das periodische Profil aufweisenden Absorption Ab ändert. Die Erwärmungsvorrichtung 300 kann somit ein Erwärmen so durchführen, dass Wirkungen ähnlich zu denen des Erwärmungsverfahrens der dritten Ausführungsform aufgewiesen sind.
  • Das Bondverfahren unter Verwendung der Bondvorrichtung 400 der voranstehenden Ausführungsform ist ein Verfahren zum Bonden der ersten Bondoberfläche 62b des Leitungsrahmens 62 (Metallelement), das gegenüber der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 liegt, und der Bondoberfläche 50a, die die erste Bondoberfläche 62b berührt, nämlich die zweite Bondoberfläche 50a eines anderen Metallelements, an die der Leitungsrahmen 62 zu bonden ist. In diesem Bondverfahren wird der Leitungsrahmen 62 (Metallelement) durch das Erwärmungsverfahren der ersten bis dritten Ausführungsformen auf die vorbestimmte Temperatur erwärmt, so dass die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a eine feste Phase ausbilden, die mit einer Temperatur niedriger als der einer flüssigen Phase ausgebildet ist, und die erlaubt, ein Bonden in einem festen Zustand zu erlangen, und die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a werden in der Druckbondrichtung zusammengedrückt und -gebondet.
  • Wie voranstehend beschrieben wurde, werden die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 50a in einer festen Phase erwärmt, oder auf eine Temperatur, die niedriger als die ist, mit der der Leitungsrahmen 62 (Metallelement), das aus Kupfer hergestellt ist, geschmolzen wird, und werden zusammengebondet. Entsprechend wird eine erforderliche Bestrahlungsmenge mit dem erwärmenden Laserlicht L2 im Vergleich mit dem Fall reduziert, in dem der Leitungsrahmen 62 (Metallelement) zum Bonden geschmolzen wird. Darüber hinaus wird der Oxidfilm OM auf dem Leitungsrahmen 62 (Metallelement) in dem Oxidfilmausbildungsschritt S110, S210, S310 ausgebildet, um die Absorption des erwärmenden Laserlichts L2 zu verbessern. Entsprechend kann die erforderliche Energiemenge des erwärmenden Laserlichts L2 bemerkenswert reduziert werden, und die Kosten zum Bonden können reduziert werden.
  • In den ersten bis dritten Ausführungsformen wird die vorbestimmte Dicke α des Oxidfilms OM, der auf der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) ausgebildet ist, in den ersten Bereich Ar1 eingestellt, der die erste maximale Dicke A und die zweite maximale Dicke B hat, und der kleiner als die zweite minimale Dicke BB in dem Verhältnis mit der das periodische Profil aufweisenden Absorption ist. Die erste maximale Dicke A entspricht dem ersten Maximalwert a der Absorption, nämlich dem Maximalwert der Absorption, die zuerst erscheint, nachdem die Dicke des Oxidfilms OM von null ansteigt. Die zweite maximale Dicke B entspricht dem zweiten Maximalwert b der Absorption, nämlich dem Maximalwert der Absorption, die darauffolgend auf den ersten Maximalwert a erscheint. Die zweite minimale Dicke BB entspricht dem zweiten Minimalwert bb der Absorption, nämlich dem Minimalwert der Absorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert b und dem dritten Maximalwert c erscheint, oder dem Maximalwert der Absorption, der darauffolgend auf den zweiten Maximalwert b erscheint.
  • Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Wie in den Diagrammen der 6 gezeigt ist, kann die vorbestimmte Dicke α des Oxidfilms OM in einem zweiten Bereich Ar2 oder einem dritten Bereich Ar3 eingestellt sein. Der zweite Bereich Ar2 ist der Bereich, der die erste maximale Dicke A hat und der kleiner als eine erste minimale Dicke AA entsprechend einem ersten minimalen Wert aa ist, oder den minimalen Wert der Absorption, der zwischen dem ersten Maximalwert a und dem zweiten Maximalwert b der Absorption erscheint. Der dritte Bereich Ar3 ist der Bereich, der die zweite maximale Dicke B hat und der größer als die erste minimale Dicke AA und kleiner als die zweite minimale Dicke BB ist. Der Bereich der vorbestimmten Dicke α wird somit reduziert und stabilisiert im Vergleich mit dem in der voranstehend beschriebenen Ausführungsform eingestellten Bereich, und der Durchschnittsbereich der Absorption wird erhöht, wodurch ein wirkungsvolleres Erwärmungsergebnis erlangt werden kann.
  • In der voranstehend beschriebenen Ausführungsform, in der das Metallelement aus Kupfer hergestellt ist und die Dicke des Oxidfilms OM durch SERA gemessen wird, ist die vorbestimmte Dicke α des Oxidfilms OM in den ersten Bereich Ar1 von 35 nm bis 360 nm eingestellt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt, und die vorbestimmte Dicke α des Oxidfilms OM kann in den zweiten Bereich Ar2 von 35 nm bis 135 nm oder den dritten Bereich Ar3 von 165 nm bis 360 nm eingestellt sein. Die Dicke α wird somit stabilisiert und der Durchschnittswert der Absorption wird erhöht, wodurch ein wirkungsvolleres Erwärmungsergebnis erhalten werden kann.
  • In den ersten bis dritten Ausführungsformen ist das Metallelement der Leitungsrahmen 62, der aus Kupfer hergestellt ist. Jedoch ist das Metallelement nicht auf Kupfer begrenzt, sondern kann aus einem Metall wie zum Beispiel Aluminium oder Eisen hergestellt sein. In dem Fall, in dem das Metallelement aus Aluminium oder Eisen hergestellt ist, variieren die Laserabsorptionsoxidfilmdickeneigenschaften, die durch die Oxidfilmausbildungseinheit 120, 220, 320 und die Erwärmungseinheit 130 zu verwenden sind, abhängig von dem für das Metallelement verwendeten Metall. In diesem Fall wird die vorbestimmte Dicke α neu ausgehend von der Laserabsorptionsoxidfilmdickeneigenschaft entsprechend dem für das Metallelement verwendeten Metall eingestellt.
  • In den ersten bis dritten Ausführungsformen wird der Oxidfilm OM durch Bestrahlen der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht L1, L3, L5 in dem Oxidfilmausbildungsschritt S110, S210, S310 ausgebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel kann der Oxidfilm OM in einem Erwärmungsofen erwärmt werden. In diesem Fall ist die Leistungsfähigkeit in der Ausbildung des Oxidfilms OM reduziert. Wenn jedoch der Erwärmungsschritt S120 betrachtet wird, weist dieses Erwärmungsverfahren ähnliche Wirkungen wie die der voranstehend beschriebenen Ausführungsform auf.
  • Das die Erwärmungsvorrichtung 100, 200, 300 der ersten bis dritten Ausführungsformen verwendete Erwärmungsverfahren kann verwendet werden, um ein aus Kupfer, Eisen, Aluminium und so weiter hergestelltes Element zu schneiden oder zu markieren. Das voranstehend beschriebene Erwärmungsverfahren und das Bondverfahren können verwendet werden, um ein aus Kupfer, Eisen, Aluminium und so weiter hergestelltes Element durch einen dreidimensionalen(3D)-Drucker zu stapeln.
  • In der zweiten Ausführungsform muss in dem zweiten Flussidagramm der 11, die das Erwärmungsverfahren der Ausführungsform darstellt, in dem Fall, in dem die akkumulierte Dicke Σ des Oxidfilms OM die vorbestimmte Dicke α in S215 nicht erreicht hat, und die Routine zu dem Schritt S211, das Oxidfilmausbildungslaserlicht abzugeben, zurückkehrt, das Oxidfilmausbildungslaserlicht L1 nicht notwendigerweise mit der gleichen Anzahl von Impulsen wie in der vorangehenden Abgabe abgegeben werden. Das Oxidfilmausbildungslaserlicht L3 kann mit der Anzahl der Impulse so geändert abgegeben werden, dass es zum Ausbilden eines derartigen Oxidfilms geeignet ist, dass die akkumulierte Dicke Σ die vorbestimmte Dicke α erreicht.
  • Obwohl die Bondvorrichtung 400 und das Bondverfahren, die voranstehend beschrieben wurden, unter Verwendung der Erwärmungsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Die Bondvorrichtung 400 und das Bondverfahren können die Erwärmungsvorrichtung 200 der zweiten Ausführungsform oder die Erwärmungsvorrichtung 300 der dritten Ausführungsform verwenden.
  • Ein Erwärmungsverfahren hat einen Oxidfilmausbildungsschritt S110 und einen Erwärmungsschritt S120. Die Dicke α eines Oxidfilms ist in einem ersten Bereich Ar1 eingestellt, der eine erste maximale Dicke A und eine zweite maximale Dicke B hat, und der kleiner als eine zweite minimale Dicke BB im Verhältnis mit der ein periodisches Profil aufweisenden Laserabsorption ist. Die erste maximale Dicke A entspricht einem ersten Maximalwert der Laserabsorption, nämlich dem Maximalwert der Laserabsorption, der zuerst erscheint, nachdem die Dicke des Oxidfilms OM von null ansteigt. Die zweite maximale Dicke B entspricht einem zweiten Maximalwert b der Laserabsorption, nämlich dem Maximalwert der Laserabsorption, der darauffolgend auf den ersten Maximalwert a erscheint. Die zweite minimale Dicke BB entspricht einem zweiten Minimalwert bb der Laserabsorption, nämlich dem Minimalwert der Laserabsorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert b und einem dritten Maximalwert c erscheint, oder dem Maximalwert der Laserabsorption, der darauffolgend auf den zweiten Maximalwert b erscheint.
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Claims (16)

  1. Erwärmungsverfahren zum Erwärmen eines Metallelements durch Bestrahlung mit einem erwärmenden Laserlicht, mit: einem Oxidfilmausbildungsschritt, einen Oxidfilm mit einer vorbestimmten Dicke auf einer Oberfläche des Metallelements auszubilden; und einem Erwärmungsschritt, das Metallelement mit dem erwärmenden Laserlicht durch den Oxidfilm zu bestrahlen und zu verursachen, dass das Metallelement das erwärmende Laserlicht mit einer Absorption entsprechend der vorbestimmten Dicke des Oxidfilms absorbiert, um das Metallelement auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen; wobei die Absorption derartige Eigenschaften aufweist, dass die Absorption in einem Verhältnis mit einer Dicke des Oxidfilms ein periodisches Profil mit Maximal- und Minimalwerten aufweist, die abwechselnd erscheinen, wenn die Dicke ansteigt, und dass die Absorption am niedrigsten ist, wenn die Dicke des Oxidfilms null beträgt, und die vorbestimmte Dicke des Oxidfilms, der mit einer Dicke größer als null in dem Oxidfilmausbildungsschritt ausgebildet wird, in einem ersten Bereich eingestellt ist, der eine erste maximale Dicke und eine zweite maximale Dicke hat, und der in dem Verhältnis mit der das periodische Profil aufweisenden Absorption kleiner als eine zweite minimale Dicke ist, wobei die erste maximale Dicke einem ersten Maximalwert der Absorption entspricht, oder dem Maximalwert der Absorption, der zuerst erscheint, nachdem die Dicke des Oxidfilms von null angestiegen ist, die zweite maximale Dicke einem zweiten Maximalwert der Absorption entspricht, oder dem Maximalwert der Absorption, der darauffolgend auf den ersten Maximalwert erscheint, und die zweite minimale Dicke einem zweiten Minimalwert der Absorption entspricht, oder dem Minimalwert der Absorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert und einem dritten Maximalwert erscheint, oder dem Maximalwert der Absorption, der darauffolgend auf den zweiten Maximalwert erscheint.
  2. Erwärmungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Dicke des Oxidfilms in einem zweiten Bereich oder einem dritten Bereich eingestellt ist, wobei der zweite Bereich ein Bereich ist, der die erste maximale Dicke hat und der kleiner als eine erste minimale Dicke entsprechend einem ersten Minimalwert ist, oder der Minimalwert der Absorption, der zwischen dem ersten Maximalwert und dem zweiten Maximalwert der Absorption erscheint, und der dritte Bereich ein Bereich ist, der die zweite maximale Dicke hat und der größer als die erste minimale Dicke und kleiner als die zweite minimale Dicke ist.
  3. Erwärmungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Metallelement aus Kupfer hergestellt ist, und wenn die Dicke des Oxidfilms durch eine darauffolgende elektrochemische Reduktionsanalyse gemessen wird, die vorbestimmte Dicke des Oxidfilms in dem ersten Bereich von 35 nm bis 360 nm eingestellt ist.
  4. Erwärmungsverfahren nach Anspruch 2, wobei das Metallelement aus Kupfer hergestellt ist, und wenn die Dicke des Oxidfilms durch eine darauffolgende elektrochemische Reduktionsanalyse gemessen wird, die vorbestimmte Dicke des Oxidfilms in dem zweiten Bereich von 35 nm bis 135 nm oder dem dritten Bereich von 165 nm bis 360 nm eingestellt ist.
  5. Erwärmungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem Oxidfilmausbildungsschritt der Oxidfilm durch Bestrahlen der Oberfläche des Metallelements mit einem Oxidfilmausbildungslaserlicht unter vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen ausgebildet ist.
  6. Erwärmungsverfahren nach Anspruch 5, wobei in dem Oxidfilmausbildungsschritt die Oberfläche des Metallelements mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht bestrahlt wird, um ein Loch an einer bestrahlten Position auszubilden.
  7. Erwärmungsverfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Oxidfilmausbildungslaserlicht und das erwärmende Laserlicht die gleiche Art von Laserlicht sind.
  8. Erwärmungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei sowohl das Oxidfilmausbildungslaserlicht wie auch das erwärmende Laserlicht eine kontinuierliche Welle sind.
  9. Erwärmungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Oxidfilmausbildungslaserlicht eine Impulswelle ist, und das erwärmende Laserlicht eine kontinuierliche Welle ist.
  10. Erwärmungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der Oxidfilmausbildungsschritt hat einen Temperaturmessschritt, eine Temperatur der Oberfläche des Metallelements zu messen, wenn die Oberfläche mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht bestrahlt wird, einen Bestrahlungszeitmessschritt, die Bestrahlungszeit der Oberfläche mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht zu messen, einen Dickenberechnungsschritt, die Dicke des auf der Oberfläche des Metallelements ausgebildeten Oxidfilms als eine geschätzte Dicke, ausgehend von der gemessenen Oberflächentemperatur und der gemessenen Bestrahlungszeit zu berechnen, und einen Dickenbestimmungsschritt, zu bestimmen, ob die geschätzte Dicke des Oxidfilms, die in dem Dickenberechnungsschritt berechnet wurde, die vorbestimmte Dicke erreicht hat, und der Erwärmungsschritt hat einen Umschaltschritt, die Laserlichtabgabe von dem Oxidfilmausbildungslaserlicht zu dem erwärmenden Laserlicht umzuschalten, falls in dem Dickenbestimmungsschritt bestimmt wurde, dass die geschätzte Dicke die vorbestimmte Dicke erreicht hat, und einen Schritt, das erwärmende Laserlicht abzugeben, die Oberfläche des Metallelements mit dem erwärmenden Laserlicht durch den Oxidfilm zu bestrahlen, um das Metallelement auf die vorbestimmte Temperatur zu erwärmen.
  11. Erwärmungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der Oxidfilmausbildungsschritt hat einen Temperaturmessschritt, eine Temperatur der Oberfläche des Metallelements zu messen, wenn die Oberfläche mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht bestrahlt wird, einen Bestrahlungszeitmessschritt, eine Bestrahlungszeit der Oberfläche mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht zu messen, einen Dickenberechnungsschritt, die Dicke des auf der Oberfläche des Metallelements ausgebildeten Oxidfilms ausgehend von der gemessenen Oberflächentemperatur und der gemessenen Bestrahlungszeit als eine geschätzte Dicke zu berechnen, einen Dickenbestimmungsschritt, zu bestimmen, ob die in dem Dickenberechnungsschritt berechnete geschätzte Dicke des Oxidfilms die vorbestimmte Dicke erreicht hat, einen Schritt, ein tatsächliches Absorptionsmesslaserlicht abzugeben, die Oberfläche des Metallelements mit einem tatsächlichen Absorptionsmesslaserlicht durch den Oxidfilm zu bestrahlen, dessen geschätzte Dicke in dem Bestimmungsschritt bestimmt wurde, die vorbestimmte Dicke erreicht zu haben, einen Schritt, eine Abgabe eines reflektierten Laserlichts zu messen, die Abgabe eines reflektierten Laserlichts oder des tatsächlichen Absorptionsmesslaserlichts zu messen, das in dem Schritt, das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht abzugeben, abgegeben wurde und durch die Oberfläche reflektiert wurde, einen Schritt, die tatsächliche Absorption zu berechnen, die tatsächliche Absorption des erwärmenden Laserlichts durch die Oberfläche des darauf ausgebildet den Oxidfilm aufweisenden Metallelements ausgehend von einer Größenordnung der Abgabe des reflektierten Laserlichts zu berechnen, das in dem Schritt, die Abgabe des reflektierten Laserlichts zu messen, gemessen wurde, und einen Schritt, die Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts zu ändern, die vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht ausgehend von der geschätzten Dicke, der tatsächlichen Absorption und dem Verhältnis zwischen der Dicke des Oxidfilms und der das periodische Profil aufweisenden Absorption zu ändern.
  12. Erwärmungsverfahren nach Anspruch 11, wobei der Oxidfilmausbildungsschritt einen Schritt hat, eine geschätzte Absorption zu berechnen, die geschätzte Absorption des erwärmenden Laserlichts ausgehend von dem Verhältnis zwischen der Dicke des Oxidfilms und der das periodische Profil aufweisenden Absorption zu berechnen, die der geschätzten Dicke des Oxidfilms entspricht, die in dem Dickenbestimmungsschritt bestimmt wurde, die vorbestimmte Dicke erreicht zu haben, und in dem Schritt, die Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts zu ändern, die Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht ausgehend von der geschätzten Absorption geändert werden, die in dem Schritt, die geschätzte Absorption zu berechnen, berechnet wurden, und ausgehend von der der tatsächlichen Absorption entsprechend dem Oxidfilm, die zu der Zeit ausgebildet wurde, zu der die geschätzte Absorption berechnet wurde.
  13. Erwärmungsverfahren nach Anspruch 12, wobei der Oxidfilmausbildungsschritt hat einen Absorptionsunterschiedberechnungsschritt, einen Unterschied zwischen der geschätzten Absorption, die in dem Schritt, die geschätzte Absorption zu berechnen, und der tatsächlichen Absorption entsprechend dem Oxidfilm, der zu der Zeit ausgebildet wurde, zu dem die geschätzte Absorption berechnet wurde, zu berechnen, und einen Absorptionsunterschiedbestimmungsschritt, zu bestimmen, ob der berechnete Absorptionsunterschied in einem vorbestimmten Bereich liegt, und falls in dem Absorptionsunterschiedbestimmungsschritt bestimmt ist, dass der Absorptionsunterschied nicht in dem vorbestimmten Bereich liegt, die vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht gemäß einer Größenordnung des Absorptionsunterschieds so geändert werden, dass der Absorptionsunterschied in dem Schritt, die Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts zu ändern, innerhalb des vorbestimmten Bereichs fällt.
  14. Verfahren zum Bonden einer ersten Bondoberfläche eines Metallelements, das gegenüber einer Oberfläche des Metallelements liegt, und einer zweiten Bondoberfläche, die die erste Bondoberfläche berührt, oder der zweiten Bondoberfläche eines anderen Metallelements, mit der das Metallelement zu bonden ist, wobei die Metallelemente durch das Erwärmungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 auf die vorbestimmte Temperatur erwärmt werden, so dass die erste Bondoberfläche und die zweite Bondoberfläche eine feste Phase ausbilden, die mit einer Temperatur niedriger als der einer flüssigen Phase ausgebildet ist, und die gestattet, ein Bonden in einem festen Zustand zu erlangen, und die erste Bondoberfläche und die zweite Bondoberfläche in einer Druck-Bond-Richtung zusammengedrückt und -gebondet werden.
  15. Erwärmungsvorrichtung zum Erwärmen eines Metallelements durch Bestrahlung mit einem erwärmenden Laserlicht mit: einer Oxidfilmausbildungseinheit, die einen Oxidfilm mit einer vorbestimmten Dicke auf einer Oberfläche des Metallelements ausbildet; und einer Erwärmungseinheit, die das Metallelement mit dem erwärmenden Laserlicht durch den Oxidfilm bestrahlt, der mit der vorbestimmten Dicke ausgebildet ist, und verursacht, dass das Metallelement das erwärmende Laserlicht mit einer Absorption entsprechend der vorbestimmten Dicke des Oxidfilms absorbiert, um das Metallelement auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen; wobei die Absorption derartige Eigenschaften aufweist, dass in einem Verhältnis mit einer Dicke des Oxidfilms die Absorption ein periodisches Profil mit abwechselnd erscheinenden Maximal- und Minimalwerten aufweist, wenn die Dicke ansteigt, und dass die Absorption am niedrigsten ist, wenn die Dicke des Oxidfilms null beträgt, und die vorbestimmte Dicke des Oxidfilms, der mit einer Dicke größer als null durch die Oxidfilmausbildungseinheit ausgebildet wird, in einem ersten Bereich eingestellt ist, der eine erste maximale Dicke und eine zweite maximale Dicke hat, und der in dem Verhältnis mit der das periodische Profil aufweisenden Absorption kleiner als eine zweite minimale Dicke ist, wobei die erste maximale Dicke einem ersten Maximalwert der Absorption entspricht, oder dem Maximalwert der Absorption, der zuerst erscheint, nachdem die Dicke des Oxidfilms von null ansteigt, die zweite maximale Dicke einem zweiten Maximalwert der Absorption entspricht, oder dem Maximalwert der Absorption, der darauffolgend auf den ersten Maximalwert erscheint, und die zweite minimale Dicke einem zweiten Minimalwert der Absorption entspricht, oder dem Minimalwert der Absorption, der zwischen dem zweiten Maximalwert und einem dritten Maximalwert erscheint, oder dem Maximalwert der Absorption, der darauffolgend auf dem zweiten Maximalwert erscheint.
  16. Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Oxidfilmausbildungseinheit den Oxidfilm durch Bestrahlen der Oberfläche des Metallelements mit einem einen Oxidfilmausbildungslaserlicht unter vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen ausbildet, und die Oxidfilmausbildungseinheit hat eine Temperaturmesseinheit, die eine Temperatur der Oberfläche des Metallelements misst, wenn die Oberfläche mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht bestrahlt wird, eine Bestrahlungszeitmesseinheit, die eine Bestrahlungszeit der Oberfläche mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht misst, eine Dickenberechnungseinheit, die die Dicke des auf der Oberfläche des Metallelements ausgebildeten Oxidfilms ausgehend von der gemessenen Oberflächentemperatur und der gemessenen Bestrahlungszeit als eine geschätzte Dicke berechnet, eine Einheit zum Abgeben eines tatsächlichen Absorptionsmesslaserlichts, das die Oberfläche des darauf den Oxidfilm ausgebildet aufweisenden Metallelements mit einem tatsächlichen Absorptionsmesslaserlicht durch den Oxidfilm bestrahlt, eine Einheit zum Messen einer Abgabe eines reflektierten Laserlichts, die die Abgabe von reflektiertem Laserlicht misst, oder das tatsächliche Absorptionsmesslaserlicht, das von der Einheit zum Abgeben des tatsächlichen Absorptionsmesslaserlichts abgegeben und von der Oberfläche reflektiert wurde, eine Einheit zum Berechnen der tatsächlichen Absorption, die die tatsächliche Absorption des erwärmenden Laserlichts durch die Oberfläche des den Oxidfilm darauf ausgebildet aufweisenden Metallelements ausgehend von einer Größenordnung der Abgabe des reflektierten Laserlichts, die durch die Einheit zum Messen der Abgabe des reflektierten Laserlichts gemessen wurde, berechnet, und eine Einheit zum Ändern der Bestrahlungsbedingung des Oxidfilmausbildungslaserlichts, die die vorbestimmten Bestrahlungsbedingungen mit dem Oxidfilmausbildungslaserlicht ausgehend von der geschätzten Dicke, der tatsächlichen Absorption und dem Verhältnis zwischen der Dicke des Oxidfilms und der das periodische Profil aufweisenden Absorption ändert.
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