JP3159937B2 - Metal surface pre-treatment equipment - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、２つの金属表面を
接合する前に用いられる金属表面の接合前処理装置に関
する。The present invention relates to relates to bonding pretreatment MakotoSo location of the metal surface to be used prior to joining the two metal surfaces.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、プリント回路基板やハイブリッド
集積回路基板（以下、集積回路を「ＩＣ」という）など
に実装される能動部品の多くはパッケージングされ、パ
ッケージ外部に引出したアウタリードを基板のランド部
分にはんだ付けにより機械的および電気的接合がなされ
てきた。2. Description of the Related Art Conventionally, many active components mounted on a printed circuit board or a hybrid integrated circuit board (hereinafter, an integrated circuit is referred to as an "IC") are packaged, and outer leads drawn out of the package are mounted on a substrate land. Mechanical and electrical connections have been made to parts by soldering.
【０００３】しかし、昨今の電子機器の軽薄短小化によ
り、プリント回路基板やハイブリッドＩＣ基板も小型化
対応が迫られ、実装面積の低減からパッケージ部品実装
からベアチップを直接基板に実装するチップオンボード
（ＣＯＢ）技術が実用化され始めている。[0003] However, with the recent trend toward smaller and lighter electronic devices, printed circuit boards and hybrid IC boards have also been required to be miniaturized. COB) technology is starting to be put to practical use.
【０００４】これは、基板上に接着剤で固定したベアチ
ップの電極と基板の接続電極部とを金やアルミニウムの
細線で継いで電気的接合を図るワイヤボンド技術を応用
したものである。また、ベアチップの電極部にバンプを
設け、チップのバンプと基板の電極接続部とを直接接合
するフリップチップアタッチ（ＦＣＡ）技術も開発され
ている。[0004] This is an application of a wire bonding technique in which an electrode of a bare chip fixed on a substrate with an adhesive and a connection electrode portion of the substrate are connected by a fine wire of gold or aluminum to perform electrical connection. Also, a flip chip attach (FCA) technique has been developed in which bumps are provided on the electrode portions of the bare chip, and the bumps of the chip and the electrode connection portions of the substrate are directly joined.
【０００５】半導体パッケージで用いられたワイヤボン
ディング技術は、精密洗浄されたチップパッド面とリー
ドフレームとのワイヤによる接合で、接合の障害となる
ものは金属表面の酸化膜が主であるが、通常の接続用パ
ッド表面に用いられる金やアルミニウムなどの金属材料
においては、熱や圧力さらには超音波振動の併用により
酸化膜は破壊可能であり、ワイヤ接合は比較的容易であ
った。A wire bonding technique used in a semiconductor package is a bonding between a chip pad surface that has been precisely cleaned and a lead frame by a wire, and an obstacle to the bonding is mainly an oxide film on a metal surface. In a metal material such as gold or aluminum used for the surface of the connection pad, the oxide film can be broken by the combined use of heat, pressure, and ultrasonic vibration, and wire bonding was relatively easy.
【０００６】しかし、プリント回路基板やハイブリッド
ＩＣ基板では、他の電子部品実装のために基板表面に
は、融材として用いたフラックスの残渣や実装時の熱履
歴による接続用電極表面の著しい酸化があり、これらは
金属表面の接合の大きな障害となる。フラックス残渣は
洗浄工程にてある程度の除去は可能であるが、生産レベ
ルでは洗浄液の汚染は避けられず、洗浄しきれないのが
現状であり、フラックス残渣の洗浄残りなどにより製品
の信頼性のバラツキの原因となっている。また、酸化膜
はフラックス残渣の洗浄では除去できない。However, in a printed circuit board or a hybrid IC board, remarkable oxidation of the connection electrode surface due to a residue of the flux used as a melting material or a heat history at the time of mounting occurs on the board surface for mounting other electronic components. Yes, these are major obstacles to joining metal surfaces. Flux residues can be removed to some extent in the cleaning process, but at the production level, contamination of the cleaning solution is unavoidable and cannot be completely cleaned at present. Is the cause. Also, the oxide film cannot be removed by cleaning the flux residue.
【０００７】一方、プリント回路基板やハイブリッドＩ
Ｃ基板へのＣＯＢ技術の適応は、ごく最近の技術であ
り、従来の量産に適応されていた技術は少なく、特許出
願されている技術には応用できそうな幾つかの方法があ
るものの問題がある。On the other hand, printed circuit boards and hybrid I
The adaptation of the COB technology to the C-substrate is a very recent technology, and there are few technologies that have been adapted to conventional mass production. is there.
【０００８】例えば、特開昭６３−２９３９５２号公報
には、真空下での水素プラズマ還元雰囲気中ではんだ表
面の酸化膜の還元除去についての記載がある。しかし、
この酸化膜の還元除去方法では、まず水素プラズマによ
る還元であるため、ベアチップの酸化珪素や窒化珪素な
どのパッシベーション膜や誘電体および抵抗体などの還
元さらにはエッチングによる特性劣化が問題である。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-293952 describes a method for reducing and removing an oxide film on a solder surface in a hydrogen plasma reducing atmosphere under vacuum. But,
In this method of reducing and removing the oxide film, reduction by hydrogen plasma is first performed, so that there is a problem in that a passivation film such as silicon oxide or silicon nitride of a bare chip, a reduction in a dielectric or a resistor, and a deterioration in characteristics due to etching are caused.
【０００９】また、この酸化膜の還元除去方法では、被
処理物を２００℃以上に加熱する必要があり、先の還元
に基づく問題はさらに大きくなるとともに、耐熱性の低
いものには適用できない。In this method of removing and reducing an oxide film, it is necessary to heat the object to be treated to 200 ° C. or higher, and the problem based on the reduction is further increased, and cannot be applied to a method having low heat resistance.
【００１０】さらに、この酸化膜還元除去方法は、水素
プラズマ還元を１０-4から１０-10Ｔｏｒｒ程度の比較
的高真空で行う必要があることから、大がかりな排気装
置が必要となり、コスト高となる。また、水素はその爆
発限界が４％から７５％と広いため、排気ガスの処理に
は十分な対策を要する。Further, in this method for removing and reducing an oxide film, it is necessary to perform hydrogen plasma reduction in a relatively high vacuum of about 10 @ -4 to 10 @ -10 Torr, so a large-scale exhaust device is required and the cost is increased. . In addition, since the explosion limit of hydrogen is as wide as 4% to 75%, sufficient measures are required for treating exhaust gas.
【００１１】次に、特開平１−１４８４８１号公報、特
開平３−１７４９７２号公報または特開平８−１６８８
７６号公報には、アルゴンガスを用いた接合面の清浄方
法が示されている。Next, JP-A-1-148481, JP-A-3-174972, or JP-A-8-1688.
No. 76 discloses a method for cleaning a bonding surface using argon gas.
【００１２】これらに記載の接合面清浄方法は、アルゴ
ンプラズマで表面を清浄化した後、高真空下で金属表面
を接合しなければならないか、フラックスを用いて金属
表面を接合する必要があり、アルゴンプラズマにより表
面を清浄にしても、大気中に曝すと効果がなくなる問題
がある。In the bonding surface cleaning methods described above, after cleaning the surface with argon plasma, the metal surface must be bonded under a high vacuum or the metal surface must be bonded using a flux. Even if the surface is cleaned by argon plasma, there is a problem that the effect is lost when exposed to the atmosphere.
【００１３】次に、特開平２−１９０４８９号公報に
は、水素とアルゴンによるマイクロ波プラズマによる金
属表面の清浄化方法の記載がある。しかし、アルゴンは
そのペニング効果による水素ラジカル濃度の増加手段と
されている。なお、アルゴンによる活性種の効果的発生
については、「低温プラズマ材料化学」（発行所・産業
図書）の第５９頁に記載がある。Next, JP-A-2-190489 describes a method for cleaning a metal surface by microwave plasma using hydrogen and argon. However, argon is considered as a means for increasing the concentration of hydrogen radicals due to the Penning effect. The effective generation of active species by argon is described on page 59 of "Low-Temperature Plasma Material Chemistry" (publisher / industrial book).
【００１４】このマイクロ波プラズマによる金属表面清
浄化方法は、アルゴンがペニング効果による水素ラジカ
ル濃度の増加手段とされている観点から、混合比の記載
は無いが、アルゴンの混合量は数十％以下で十分であ
り、基本的に水素ラジカルの還元による金属表面の清浄
化方法である。故に、この方法においても、先に示した
水素プラズマ処理と同じ問題点がある。In this method of cleaning a metal surface by microwave plasma, the mixing ratio is not described from the viewpoint that argon is a means for increasing the hydrogen radical concentration due to the Penning effect, but the mixing amount of argon is several tens% or less. Is sufficient, and is basically a method of cleaning a metal surface by reduction of hydrogen radicals. Therefore, this method also has the same problems as the hydrogen plasma processing described above.
【００１５】次に、特開平６−２１０４４５号公報に
は、不活性ガスと水素との混合ガスを用いたコロナ放電
による金属表面の処理方法が示されている。この方法は
大気圧下でのプラズマ処理であることから、大がかりな
排気装置を必要としない反面、大気圧下での放電を維持
するために雰囲気制御のための反応容器設備が必要とな
る。Next, JP-A-6-210445 discloses a method for treating a metal surface by corona discharge using a mixed gas of an inert gas and hydrogen. Since this method is a plasma treatment under the atmospheric pressure, a large-scale exhaust device is not required, but a reaction vessel equipment for controlling the atmosphere is required to maintain the discharge under the atmospheric pressure.
【００１６】また、このコロナ放電による金属表面の処
理方法は、大気圧下で使用するガスが水素を最大で５０
％含有するため、爆発回避のための十分な排気処理設備
を必要とする。また不活性ガスの使用量が多いためラン
ニングコストは高くなる。In the method of treating a metal surface by corona discharge, the gas used under atmospheric pressure is hydrogen at a maximum of 50%.
Therefore, sufficient exhaust treatment equipment is required to avoid explosions. In addition, the running cost increases because the amount of the inert gas used is large.
【００１７】さらに、このコロナ放電による金属表面の
処理方法は、混合ガスについて、水素含有量を３容量％
とした実施例では、金属表面の還元のために金属を１５
０℃に加熱した上、２分もの処理時間がかかる点から、
量産設備には不適当な方法である。また、被処理物には
耐熱性が要求され制約を受けるという問題点もある。ま
た、大気圧下でのプラズマ生成についての具体的記述に
欠けており、大気圧下での安定したプラズマ発生が可能
であるか不明な点がある。Further, in the method of treating a metal surface by corona discharge, the hydrogen content of the mixed gas is set to 3% by volume.
In the embodiment, the metal was reduced to 15 to reduce the metal surface.
After heating to 0 ° C, it takes 2 minutes to process.
This method is not suitable for mass production equipment. Further, there is also a problem that the object to be processed is required to have heat resistance and is restricted. In addition, there is no specific description about plasma generation under atmospheric pressure, and it is unclear whether stable plasma generation under atmospheric pressure is possible.
【００１８】[0018]
【発明が解決しようとする課題】結局、従来は、電子機
器の小型化に対応するＣＯＢ技術や、さらにはＦＣＡ技
術における金属表面接合において、金属表面間に十分な
接続強度が得られない問題がある。また、金属表面の接
合時に融材を用いるため、後洗浄工程が必要となり、ま
た融材残渣の洗浄残りに起因する腐食により導体の断線
破壊のおそれがあり、金属表面接合における信頼性に欠
ける問題がある。As a result, conventionally, there has been a problem that a sufficient connection strength between metal surfaces cannot be obtained in COB technology corresponding to miniaturization of electronic equipment and metal surface bonding in FCA technology. is there. In addition, since a fusion material is used at the time of joining the metal surface, a post-cleaning step is required, and the conductor resulting from corrosion caused by the remaining residue of the fusion material may break the conductor, resulting in a lack of reliability in joining the metal surface. There is.
【００１９】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、電子部品における機械的および電気的接続部とな
る金属表面を接合前にプラズマ処理することにより、金
属表面間の接続強度の向上と、融材の不要化により後洗
浄工程の削除および融材残渣の腐食作用に対する信頼性
の向上とを図れる金属表面の接合前処理装置を提供する
ことを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above points, and improves the connection strength between metal surfaces by subjecting a metal surface, which is a mechanical and electrical connection part in an electronic component, to plasma treatment before joining. When, it is an object to provide a bonding pretreatment MakotoSo location of the metal surface which attained and improvement of reliability against the corrosive action of deleting and fusing material residue post-cleaning step by unnecessary reduction of the fusing material.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、２つの金属表面を接合する前に前処理する金属表
面の接合前処理装置であって、低圧空間を形成する真空
チャンバと、真空チャンバ内に主要成分ガスである不活
性ガスに３容量％以上で８容量％未満の水素を添加した
混合ガスであるプロセスガスを供給するとともに排気す
るガス量調整の可能なガス給排機構と、真空チャンバ内
のプロセスガス中に低圧下で金属表面の酸化膜を破壊す
る水素含有プラズマを発生させるプラズマ発生機構と、
水素含有プラズマに曝される位置に前処理を施す金属表
面を対向させた被処理物を保持する被処理物保持機構と
を具備し、プラズマ発生機構は、高周波電源に負荷整合
器を介して接続された電極を有し、被処理物保持機構
は、プラズマ発生機構の高周波電源に負荷整合器を介し
て接続された電極と対向して配置され、高周波電源に負
荷整合器を介して接続された電極は、プロセスガスの供
給を受けるとともに、イオンを捕捉しラジカルを金属表
面に照射する金属表面の接合前処理装置である。Means for Solving the Problems The invention described in claim 1 is a joined pretreatment apparatus pretreated metal surface prior to bonding the two metal surfaces, a vacuum chamber for forming a low-pressure space A gas supply / discharge mechanism capable of supplying and exhausting a process gas which is a mixed gas obtained by adding 3% by volume or more and less than 8% by volume of hydrogen to an inert gas which is a main component gas in a vacuum chamber; A plasma generation mechanism that generates a hydrogen-containing plasma that destroys an oxide film on a metal surface under a low pressure in a process gas in a vacuum chamber;
A workpiece holding mechanism for holding a workpiece whose metal surface is subjected to pretreatment at a position to be exposed to the hydrogen-containing plasma, wherein the plasma generating mechanism is load-matched to a high-frequency power supply
Object holding mechanism having electrodes connected via a vessel
Is connected to the high frequency power supply of the plasma generation mechanism via a load matching device.
Placed opposite the electrode connected to the
The electrodes connected via the load matching device supply the process gas.
As well as trapping ions and radicals
This is a pretreatment device for bonding a metal surface to irradiate the surface.
【００２１】そして、本発明は、プリント回路基板やハ
イブリッド集積回路基板などへのベアチップ実装などに
おいて、不活性ガスに３容量％以上で８容量％未満の水
素を添加したプロセスガスの水素含有プラズマを接続電
極部に照射して、金属表面の酸化膜を破壊することで、
金属表面の清浄化を図ることにより、接続強度の高い金
属接合を行う。また、金属表面の接合時に融材を用いる
必要がないため、後洗浄工程を削除可能であり、融材残
渣の洗浄残りに起因する腐食による導体の断線破壊の心
配がない信頼性の高い金属接合を行うことが可能となる
接合前処理装置を提供できる。高周波電源に負荷整合器
を介して接続された電極は、プロセスガスの供給を受け
ながら効率よく水素含有プラズマを発生させ、また、イ
オンを捕捉してイオン衝撃による被処理物の損傷を抑制
するとともに、ラジカルを金属表面に照射して金属表面
を清浄化処理する。 According to the present invention, when a bare chip is mounted on a printed circuit board, a hybrid integrated circuit board, or the like, a hydrogen-containing plasma of a process gas in which 3% by volume or more and less than 8% by volume of hydrogen is added to an inert gas. By irradiating the connection electrode part and destroying the oxide film on the metal surface,
By cleaning the metal surface, metal bonding with high connection strength is performed. In addition, since there is no need to use a fusion material when joining metal surfaces, a post-cleaning step can be omitted, and a highly reliable metal joint that does not have the risk of conductor breakage due to corrosion caused by residual cleaning of the fusion material residue. Can be provided. Load matching device for high frequency power supply
The electrodes connected through receive the supply of process gas
While efficiently generating a hydrogen-containing plasma.
Captures ON to suppress damage to workpiece due to ion bombardment
And irradiate the metal surface with radicals.
Is subjected to a cleaning treatment.
【００２２】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の金属表面の接合前処理装置におけるプラズマ発生機
構として、高周波電源が負荷整合器を介して電極に接続
され、複数の電極間、一方の電極と他方の接地された電
極との間、および電極と接地された真空チャンバの一部
との間のいずれか一つでプラズマを発生させ、金属表面
にプラズマおよびプラズマに含まれるラジカルを照射す
るものである。According to a second aspect of the present invention, as a plasma generating mechanism in the apparatus for pre-bonding metal surfaces according to the first aspect , a high-frequency power source is connected to the electrodes via a load matching device, and a plurality of electrodes are connected between the electrodes. A plasma is generated between one electrode and the other grounded electrode and between the electrode and a part of the grounded vacuum chamber, and the plasma and radicals contained in the plasma are generated on the metal surface. Irradiation.
【００２３】そして、水素含有プラズマの発生方法の一
例を挙げると、０．５Ｔｏｒｒの圧力に調整した真空チ
ャンバ内にて、１３．５６ＭＨｚ（メガヘルツ）の高周
波電源に負荷整合器を介して接続した２枚の平行平板電
極に、数百ワットの電力を印加して電極間に放電を生じ
させることができる。さらに、上記電力を印加される一
方の電極と他方の接地された電極との間、または、上記
電力を印加される真空チャンバ内の電極と、アース側に
接続された真空チャンバの一部との間で、放電を生じさ
せることも可能である。An example of a method for generating the hydrogen-containing plasma is as follows. In a vacuum chamber adjusted to a pressure of 0.5 Torr, a high-frequency power supply of 13.56 MHz (megahertz) is connected via a load matching device. Electric power of several hundred watts can be applied to the parallel plate electrodes to generate a discharge between the electrodes. Furthermore, between one electrode to which the power is applied and the other grounded electrode, or between the electrode in the vacuum chamber to which the power is applied and a part of the vacuum chamber connected to the earth side. In between, it is also possible to cause a discharge.
【００２４】請求項３に記載された発明は、請求項１ま
たは２記載の金属表面の接合前処理装置において、不活
性ガスをアルゴンおよびヘリウムのいずれか一方とした
ものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for pre-joining a metal surface according to the first or second aspect, wherein the inert gas is any one of argon and helium. is there.
【００２５】そして、不活性ガスはアルゴンだけでなく
ヘリウムであっても、水素含有プラズマを発生させるプ
ロセスガスの主要成分ガスとなり得る。[0025] Even if the inert gas is not only argon but also helium, it can be a main component gas of the process gas for generating the hydrogen-containing plasma.
【００２６】請求項４に記載された発明は、請求項１乃
至３のいずれかに記載の金属表面の接合前処理装置にお
いて、プラズマを照射される被処理物の金属表面が、鍍
金により形成された面と、金属含有ペーストによる厚膜
印刷後の焼成により形成された面のいずれか一方であ
る。The invention described in claim 4 is the junction pretreatment device of the metal surface according to any one of claims 1乃<br/> optimum 3, the metal surface of the object to be irradiated with plasma One surface formed by plating, or the surface formed by baking after printing a thick film with a metal-containing paste.
【００２７】そして、金属表面が鍍金された面であって
も、金属含有ペーストを厚膜印刷した後に焼成された面
であっても、水素含有プラズマを照射することにより、
それらの金属表面を清浄化できる。Irrespective of whether the metal surface is a plated surface or a surface baked after printing a metal-containing paste in a thick film, the hydrogen-containing plasma is irradiated,
These metal surfaces can be cleaned.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
１を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００２９】図１は、本発明に係る金属表面の接合前処
理装置を示し、11は低圧空間を形成する真空チャンバで
あり、この真空チャンバ11の内部に一方の電極としての
平板電極12が配置され、真空チャンバ11の底部は他方の
電極としてアースＥに接続されて、真空チャンバ11の底
部と平板電極12との間で放電が生じる構造になってい
る。FIG. 1 shows a pretreatment apparatus for bonding a metal surface according to the present invention. Reference numeral 11 denotes a vacuum chamber for forming a low-pressure space, and a plate electrode 12 as one electrode is disposed inside the vacuum chamber 11. The bottom of the vacuum chamber 11 is connected to the ground E as the other electrode, so that a discharge is generated between the bottom of the vacuum chamber 11 and the plate electrode 12.
【００３０】また、平板電極12は、多数の孔が穿設され
た金属板、すなわちパンチングプレートを用いることに
より、イオントラップの役割と同時に、平板電極12の上
側に配置された被処理物13へのプラズマ照射部となって
いる。The plate electrode 12 is formed by using a metal plate provided with a large number of holes, that is, a punching plate, so that it serves as an ion trap, and at the same time, to the object 13 disposed above the plate electrode 12. Of the plasma irradiation part.
【００３１】被処理物13は、プリント回路基板やハイブ
リッド集積回路基板などであり、それらの被処理金属表
面は、平板電極12の側に向けられてセットされている。
この金属表面は、鍍金法により形成された面でもよい
し、金属含有ペーストを厚膜印刷した後に焼成する方法
により形成された面でもよい。いずれか一方により形成
された金属表面である。The object to be processed 13 is a printed circuit board, a hybrid integrated circuit board, or the like, and the surface of the metal to be processed is set to face the plate electrode 12.
The metal surface may be a surface formed by a plating method or a surface formed by baking after printing a metal-containing paste in a thick film. A metal surface formed by either one.
【００３２】真空チャンバ11の底部と平板電極12との間
には、ガス供給用配管14が平面的に配管設置され、この
ガス供給用配管14より水素含有プラズマを発生させるプ
ロセスガスが平板電極12の面に一様に均一に供給される
ように工夫されている。プロセスガスは、主要成分ガス
である不活性ガスに水素を添加した混合ガスである。ガ
ス供給用配管14は、プロセスガスの流れが被処理物のプ
ラズマ照射面に対して直交するようにプロセスガスを供
給する多数のノズル孔を有する。A gas supply pipe 14 is provided between the bottom of the vacuum chamber 11 and the plate electrode 12 in a planar manner, and a process gas for generating hydrogen-containing plasma is supplied from the gas supply pipe 14 to the plate electrode 12. It is devised so as to be uniformly and uniformly supplied to the surface. The process gas is a mixed gas obtained by adding hydrogen to an inert gas which is a main component gas. The gas supply pipe 14 has a large number of nozzle holes for supplying a process gas so that the flow of the process gas is orthogonal to the plasma irradiation surface of the workpiece.
【００３３】プロセスガスは、３容量％以上で８容量％
未満の水素と、不活性ガスとの混合ガスを用いる。ま
た、不活性ガスは、アルゴンおよびヘリウムのいずれか
一方を用いる。The process gas is 3% by volume or more and 8% by volume.
A mixed gas of less than hydrogen and an inert gas is used. As the inert gas, one of argon and helium is used.
【００３４】平板電極12は、負荷整合器としてのインピ
ーダンス整合器15を介し１３．５６ＭＨｚの高周波電源
（以下、「ＲＦ電源」という）16に接続され、一方、真
空チャンバ11はアースＥに接続されている。The plate electrode 12 is connected to a 13.56 MHz high frequency power supply (hereinafter referred to as “RF power supply”) 16 via an impedance matching unit 15 as a load matching unit, while the vacuum chamber 11 is connected to a ground E. ing.
【００３５】被処理物13は、平板電極12の上方に設けら
れたグランドプレート17の下面に保持具17a により保持
されている。このグランドプレート17もまた平板電極12
と同様にパンチングプレートを用いたものである。グラ
ンドプレート17は、真空チャンバ11を介してアースＥに
接続されている。The object 13 is held by a holder 17a on the lower surface of a ground plate 17 provided above the plate electrode 12. This ground plate 17 is also a plate electrode 12
In the same manner as in the above, a punching plate was used. The ground plate 17 is connected to the ground E via the vacuum chamber 11.
【００３６】そして、真空チャンバ11は、約１分で０．
０８Ｔｏｒｒ程度の真空に引けるロータリポンプ18にス
ロットルバルブ19を介して接続され、真空チャンバ11内
のプロセスガスなどは、このロータリポンプ18によりプ
ロセスガス供給側と反対のチャンバ上部より、０．１乃
至１Ｔｏｒｒの低圧まで排気される。Then, the vacuum chamber 11 is set to 0.1 mm in about 1 minute.
The vacuum pump 11 is connected via a throttle valve 19 to a rotary pump 18 capable of drawing a vacuum of about 08 Torr. Process gas and the like in the vacuum chamber 11 are moved from the upper part of the chamber opposite to the process gas supply side by the rotary pump 18 to 0.1 to 1 Torr. Exhaust to a low pressure.
【００３７】前記ガス供給用配管14にプロセスガスを供
給するガス供給管14a には、プロセスガス流量を計測す
るマスフローメータ20が設けられている。The gas supply pipe 14a for supplying the process gas to the gas supply pipe 14 is provided with a mass flow meter 20 for measuring the flow rate of the process gas.
【００３８】真空チャンバ11には、このチャンバ内の真
空度をモニタするための真空計21が設けられ、また、真
空チャンバ11内に窒素ガスを供給してチャンバ内圧を復
圧するための復圧弁22が設けられている。The vacuum chamber 11 is provided with a vacuum gauge 21 for monitoring the degree of vacuum in the chamber, and a pressure reducing valve 22 for supplying nitrogen gas to the vacuum chamber 11 to reduce the internal pressure of the chamber. Is provided.
【００３９】上記構成において、アースＥに接続された
真空チャンバ11の底部、平板電極12、インピーダンス整
合器15およびＲＦ電源16は、真空チャンバ11内のプロセ
スガス中に低圧下でプラズマを発生させるプラズマ発生
機構Ｐを形成する。In the above configuration, the bottom of the vacuum chamber 11 connected to the ground E, the plate electrode 12, the impedance matching unit 15, and the RF power supply 16 are used to generate plasma under a low pressure in the process gas in the vacuum chamber 11. The generating mechanism P is formed.
【００４０】また、上記構成において、ガス供給管14a
、ガス供給用配管14およびマスフローメータ20からな
るガス供給系と、ロータリポンプ18およびスロットルバ
ルブ19からなるガス排気系は、真空チャンバ11内にプロ
セスガスを供給するとともに排気するガス量調整の可能
なガス給排機構Ｇを形成する。In the above configuration, the gas supply pipe 14a
A gas supply system including a gas supply pipe 14 and a mass flow meter 20 and a gas exhaust system including a rotary pump 18 and a throttle valve 19 can adjust the amount of gas to be supplied and exhausted while supplying a process gas into the vacuum chamber 11. A gas supply / discharge mechanism G is formed.
【００４１】さらに、上記構成において、グランドプレ
ート17の下面に保持具17a により被処理物13を保持する
構造は、プラズマに曝される位置に前処理を施す被処理
物13の金属表面を対向させて保持する被処理物保持機構
Ｈを形成する。Further, in the above structure, the structure for holding the object 13 by the holder 17a on the lower surface of the ground plate 17 is such that the metal surface of the object 13 to be subjected to the pretreatment is opposed to the position exposed to the plasma. A workpiece holding mechanism H for holding the workpiece is formed.
【００４２】次に、この接合前処理装置を用いて行なう
金属表面の接合前処理方法の一例を説明する。Next, an example of a method for pre-joining a metal surface using this pre-joining apparatus will be described.
【００４３】水素含有プラズマの発生方法の一例を挙げ
ると、真空チャンバ11内に、ガス供給用配管14より、ア
ルゴンに３容量％以上で８容量％未満の水素を添加した
混合ガスをプロセスガスとして供給し、ロータリポンプ
18およびスロットルバルブ19により０．５Ｔｏｒｒの圧
力に調整する。As an example of a method for generating hydrogen-containing plasma, a mixed gas obtained by adding 3% by volume or more and less than 8% by volume of hydrogen to argon from a gas supply pipe 14 in a vacuum chamber 11 is used as a process gas. Supply and rotary pump
The pressure is adjusted to 0.5 Torr by the throttle valve 18 and the throttle valve 19.
【００４４】同時に、１３．５６ＭＨｚ（メガヘルツ）
のＲＦ電源16からインピーダンス整合器15を介して真空
チャンバ11内の平板電極12に数百ワットの電力を印加し
て、この平板電極12と、アースされた真空チャンバ11の
底部との間で放電を生じさせる。At the same time, 13.56 MHz (megahertz)
A few hundred watts of power is applied from the RF power supply 16 to the plate electrode 12 in the vacuum chamber 11 via the impedance matching unit 15 to discharge between the plate electrode 12 and the bottom of the vacuum chamber 11 grounded. Cause.
【００４５】多数の孔が穿設されたパンチングプレート
の平板電極12は、プロセスガスの供給を受けながら水素
含有プラズマを発生させ、イオンを吸着して捕捉すると
同時に、平板電極12の上側に配置された被処理物13に対
し上記放電により生じたプラズマおよびプラズマに含ま
れるラジカルを照射し、被処理物13の下側の金属表面を
清浄化処理する。The plate electrode 12 of the punching plate, on which a number of holes are formed, generates a hydrogen-containing plasma while being supplied with a process gas, adsorbs and captures ions, and is arranged above the plate electrode 12. The processed object 13 is irradiated with plasma generated by the discharge and radicals contained in the plasma to clean the lower metal surface of the object 13.
【００４６】すなわち、ワイヤボンディングなどにより
接合される前の金属表面の酸化膜を破壊するとともに、
金属表面を酸化膜の形成されにくい面に改質処理して、
金属接合状態での接続強度を向上させる。That is, the oxide film on the metal surface before being bonded by wire bonding or the like is destroyed,
Reforming the metal surface to a surface on which an oxide film is difficult to be formed,
Improve the connection strength in the metal bonding state.
【００４７】プラズマ処理条件は、被処理物を特に加熱
する必要はなく、常温（室温）で処理時間は１２０秒未
満でも十分な効果が得られる。Regarding the plasma processing conditions, it is not necessary to heat the object to be processed, and a sufficient effect can be obtained even if the processing time is less than 120 seconds at normal temperature (room temperature).
【００４８】このようにしてプラズマ処理された被処理
物としてのプリント回路基板やハイブリッドＩＣ基板な
どに対し、ベアチップ実装などを行なうと、金属接合に
おける金属表面間の接続強度を高めることができる。When a bare chip is mounted on a printed circuit board, a hybrid IC board, or the like as an object to be processed which has been subjected to plasma processing as described above, the connection strength between metal surfaces in metal bonding can be increased.
【００４９】次に、図１には示されていないが本発明に
は含まれる種々の他の実施形態を説明する。Next, various other embodiments not shown in FIG. 1 but included in the present invention will be described.
【００５０】真空チャンバ11内に２枚の平行平板電極を
配置し、これらの２枚の平行平板電極間にインピーダン
ス整合器15およびＲＦ電源16を接続し、２枚の平行平板
電極間に数百ワットの電力を印加して、これらの電極間
の放電によりプラズマを生じさせるようにしてもよい。Two parallel plate electrodes are arranged in the vacuum chamber 11, an impedance matching device 15 and an RF power supply 16 are connected between these two parallel plate electrodes, and several hundreds of parallel plates are placed between the two parallel plate electrodes. A power of watts may be applied to generate a plasma by the discharge between these electrodes.
【００５１】その際、一方の平行平板電極はインピーダ
ンス整合器15を介してＲＦ電源16に接続し、他方の平行
平板電極は接地してもよい。At this time, one of the parallel plate electrodes may be connected to the RF power supply 16 via the impedance matching unit 15, and the other parallel plate electrode may be grounded.
【００５２】被処理物は、このような平行平板電極の間
もしくは平行平板電極上に配するか、またはアースに落
とされたプレートにて保持してもよい。このとき、被処
理物のプラズマ照射面に対して、プロセスガスの流れは
直交するように考慮することが望まれる。The object to be processed may be disposed between or on such parallel plate electrodes, or may be held by a plate dropped to ground. At this time, it is desired that the flow of the process gas is considered to be orthogonal to the plasma irradiation surface of the workpiece.
【００５３】また、イオン衝撃による被処理物の損傷を
抑制するために、被処理物との間にパンチングプレート
や金属メッシュ板を配設してもよい。Further, a punching plate or a metal mesh plate may be disposed between the object and the object to suppress damage to the object due to ion bombardment.
【００５４】さらに、被処理物保持機構Ｈには、被処理
物13を保持して真空チャンバ11内に搬入するとともに処
理後は外部へ搬出する搬送コンベヤも含まれる。Further, the processing object holding mechanism H also includes a transfer conveyor that holds the processing object 13 and carries it into the vacuum chamber 11 and carries it out after processing.
【００５５】加えて、２つの金属表面を接合する前に、
一方の金属表面にのみ水素含有プラズマを照射し、他方
の金属表面には水素含有プラズマを照射しない場合で
も、一方の金属表面でプラズマ処理された効果はあり、
このような場合も本発明に含まれる。In addition, before joining the two metal surfaces,
Even when irradiating only one metal surface with hydrogen-containing plasma and not irradiating the other metal surface with hydrogen-containing plasma, there is an effect of plasma treatment on one metal surface,
Such a case is also included in the present invention.
【００５６】[0056]
【実施例】次に、具体的な数値に基づき本発明に係る実
験例を説明する。EXAMPLES Next, experimental examples according to the present invention will be described based on specific numerical values.
【００５７】（実施例１） 厚膜抵抗体、厚膜導体（金ペースト）などをセラミック
ス基板上に焼成して形成したラインサーマルヘッドの金
電極パッド部とドライバＩＣ間のワイヤボンド接合につ
いて、その接続強度向上のために水素含有アルゴンプラ
ズマ処理を行った結果を一例として挙げる。試験装置の
外観を図１に示す。Example 1 A wire bond bonding between a gold electrode pad portion of a line thermal head formed by firing a thick film resistor, a thick film conductor (gold paste), etc. on a ceramic substrate and a driver IC is described. The result of performing a hydrogen-containing argon plasma treatment to improve the connection strength will be described as an example. FIG. 1 shows the appearance of the test apparatus.
【００５８】真空チャンバ11の容積は８０リットルで、
この真空チャンバ11の底部と平板電極12の間で放電が生
じる構造になっている。平板電極12には、パンチングプ
レートを用い、イオントラップの役割と同時に被処理物
13へのプラズマ照射部となっている。The volume of the vacuum chamber 11 is 80 liters,
The discharge is generated between the bottom of the vacuum chamber 11 and the plate electrode 12. For the plate electrode 12, a punching plate is used, and the object to be treated is
13 is a plasma irradiation part.
【００５９】ガス供給用配管14は、この平板電極12とチ
ャンバ11の底部との間に設けられ、プロセスガスが平板
電極12の面に一様に供給されるように工夫されている。
平板電極12はインピーダンス整合器15を介して１３．５
６ＭＨｚのＲＦ電源16に接続され、一方、真空チャンバ
11はアースＥに落とされている。The gas supply pipe 14 is provided between the plate electrode 12 and the bottom of the chamber 11, and is designed so that the process gas is uniformly supplied to the surface of the plate electrode 12.
The plate electrode 12 is connected to the impedance matching device 15 via the impedance matching device 13.5.
Connected to a 6 MHz RF power supply 16, while a vacuum chamber
11 is dropped to earth E.
【００６０】被処理物13は、平板電極12の上方に設けら
れたグランドプレート17の下面に保持具17a により保持
されている。このグランドプレート17もまた平板電極12
と同様にパンチングプレートを用いたものである。グラ
ンドプレート17は、真空チャンバ11を介してアースＥに
接続されている。被処理物13の被処理面は平板電極12の
側に向けられている。The object 13 is held by a holder 17a on the lower surface of a ground plate 17 provided above the plate electrode 12. This ground plate 17 is also a plate electrode 12
In the same manner as in the above, a punching plate was used. The ground plate 17 is connected to the ground E via the vacuum chamber 11. The surface of the object 13 to be processed is directed toward the plate electrode 12.
【００６１】真空チャンバ11は、約１分で０．０８Ｔｏ
ｒｒ程度の真空に引けるロータリポンプ18にスロットル
バルブ19を介して接続され、ガスはプロセスガス供給側
と反対のチャンバ上部より排気される。処理時には０．
０５Ｔｏｒｒ程度まで減圧した後、水素を７容量％含有
したアルゴンガスをプロセスガスとしてマスフローメー
タ20を介して供給する。真空度は真空チャンバ11に設け
られた真空計21によりモニタする。The vacuum chamber 11 has a capacity of 0.08 To
A gas is exhausted from the upper portion of the chamber opposite to the process gas supply side by being connected via a throttle valve 19 to a rotary pump 18 capable of drawing a vacuum of about rr. During processing, 0.
After reducing the pressure to about 05 Torr, argon gas containing 7% by volume of hydrogen is supplied as a process gas through the mass flow meter 20. The degree of vacuum is monitored by a vacuum gauge 21 provided in the vacuum chamber 11.
【００６２】そして、ＲＦ電源16よりインピーダンス整
合器15を経て平板電極12と真空チャンバ11とに６００Ｗ
の高周波電力を供給して、平板電極12と真空チャンバ11
の底部との間で放電を生じさせ、発生したプラズマに被
処理物13を６０秒間曝した。このとき、被処理物13は特
に加熱せず常温（室温）で処理する。処理後、真空チャ
ンバ11内に復圧弁22より窒素ガスを供給して復圧し、被
処理物13を真空チャンバ11より取出し、真空梱包して保
管した。Then, 600 W is applied to the plate electrode 12 and the vacuum chamber 11 from the RF power source 16 through the impedance matching unit 15.
To supply the high-frequency power of the plate electrode 12 and the vacuum chamber 11
A discharge was generated between the substrate and the bottom of the substrate, and the object 13 was exposed to the generated plasma for 60 seconds. At this time, the object 13 is processed at normal temperature (room temperature) without heating. After the treatment, nitrogen gas was supplied from the pressure recovery valve 22 into the vacuum chamber 11 to recover the pressure, and the object 13 was taken out of the vacuum chamber 11, vacuum-packaged and stored.
【００６３】この保管された被処理物13は、１つは処理
４日後に真空梱包を破り、ワイヤボンディングを行っ
た。また、１つは真空梱包を破った後７日間デシケータ
中で保管した後にワイヤボンディングを行った。One of the stored objects to be processed 13 was broken in vacuum packing four days after the processing, and wire bonding was performed. In the first case, wire bonding was performed after storing in a desiccator for 7 days after breaking the vacuum packaging.
【００６４】このとき使用したワイヤボンダは、九州松
下電器社製のＨＷ２２Ｕ−Ｈであり、２５ミクロン径の
金ワイヤを用いた。接続強度の測定では、金ワイヤにフ
ックを引掛けて一定荷重を加え、金ワイヤの接続箇所が
破断したときの荷重をその接続強度とし、プラズマ処理
されていない標準品の接続強度と比較評価した。強度測
定したワイヤ数は各々２０本である。The wire bonder used at this time was HW22U-H manufactured by Kyushu Matsushita Electric Co., Ltd., and a gold wire having a diameter of 25 microns was used. In the measurement of the connection strength, a constant load was applied by hooking the hook on the gold wire, and the load when the connection point of the gold wire was broken was taken as the connection strength, and compared with the connection strength of the standard product that was not plasma-treated. . The number of wires whose strength was measured was 20 each.
【００６５】表１に、この強度測定の結果を示す。接続
強度は正規分布をとるものと仮定して、比較評価にはそ
の平均値を用いた。その結果、プラズマ処理によりその
接続強度を１０％向上させることができた。また処理後
７日間の放置後も同様の接続強度が得られた。Table 1 shows the results of this strength measurement. Assuming that the connection strength has a normal distribution, the average value was used for comparative evaluation. As a result, the connection strength could be improved by 10% by the plasma treatment. The same connection strength was obtained after standing for 7 days after the treatment.
【００６６】[0066]
【表１】 （実施例２） 装置の構成および被処理物13の保持方法、プラズマ処理
条件、ワイヤボンド条件および接続評価方法は実施例１
と同様である。実施例１と異なるのは、被処理物が、ガ
ラスエポキシ基板（ＦＲ４）上にメッキ形成された金電
極パッドであり、その評価結果を表２に示す。[Table 1] Second Embodiment The configuration of the apparatus, the method of holding the object 13 to be processed, the plasma processing conditions, the wire bonding conditions, and the connection evaluation method are described in the first embodiment.
Is the same as The difference from Example 1 is that the object to be processed is a gold electrode pad formed by plating on a glass epoxy substrate (FR4), and the evaluation results are shown in Table 2.
【００６７】プラズマ処理されていない標準品と比較す
ると、接続強度を約２３％向上させることができた。ま
た、実施例１と同様に、処理後７日間の放置後も同様に
高い接続強度を得た。As compared with the standard product not subjected to the plasma treatment, the connection strength could be improved by about 23%. Further, similarly to Example 1, a high connection strength was similarly obtained even after being left for 7 days after the treatment.
【００６８】[0068]
【表２】 以上のように、本発明は、主に電子機器の小型化に対応
するＣＯＢ技術や、さらにはＦＣＡ技術における金属表
面接合の接続信頼性を向上させるための金属表面の接合
前処理方法およびその装置を提供できる。[Table 2] INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention mainly provides a method and apparatus for pre-bonding a metal surface for improving the connection reliability of a metal surface bonding in the COB technology corresponding to the miniaturization of electronic equipment and further the FCA technology. Can be provided.
【００６９】すなわち、本発明は、プリント回路基板や
ハイブリッド集積回路基板などへのベアチップ実装など
において、水素含有プラズマを接続電極部に照射し、金
属表面の清浄化を図ることにより、接続強度の高い金属
接合を行える。また、金属表面の接合時に融材を用いる
必要がないため、後洗浄工程を削除可能であり、融材残
渣の洗浄残りが無いため融材残渣に起因する腐食による
導体の断線破壊の心配もなく、クリーンで信頼性の高い
金属接合を行うことが可能となる。That is, according to the present invention, when a bare chip is mounted on a printed circuit board, a hybrid integrated circuit board, or the like, the connection electrode portion is irradiated with hydrogen-containing plasma to clean the metal surface, thereby achieving high connection strength. Metal bonding can be performed. In addition, since it is not necessary to use a fusion material at the time of joining the metal surface, the post-cleaning step can be omitted, and there is no residual cleaning of the fusion material residue, so there is no fear of breakage of the conductor due to corrosion caused by the fusion material residue. Thus, clean and highly reliable metal bonding can be performed.
【００７０】[0070]
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、真空チャ
ンバ内の低圧下でガス給排機構によりガス量調整された
主要成分ガスである不活性ガスに３容量％以上で８容量
％未満の水素を添加したプロセスガス中にてプラズマ発
生機構により発生させた水素含有プラズマを、被処理物
保持機構により対向保持された被処理物の金属表面に照
射して、金属表面の酸化膜を破壊するから、プリント回
路基板やハイブリッド集積回路基板などと、これらに実
装されるベアチップなどの接続電極部の金属表面の清浄
化に効果があり、接続強度の高い金属接合を行える金属
表面の接合前処理装置を提供できる。また、金属表面の
接合時に融材を用いる必要がないため、後洗浄工程を削
除でき、融材残渣の洗浄残りに起因する腐食による導体
の断線破壊の心配がない信頼性の高い金属接合を行なえ
る接合前処理装置を提供できる。さらに、高周波電源に
負荷整合器を介して接続された電極により、プロセスガ
スの供給を受けながら効率よく水素含有プラズマを発生
させ、また、イオンを捕捉してイオン衝撃による被処理
物の損傷を抑制できるとともに、ラジカルを金属表面に
照射して金属表面を清浄化処理できる。 According to the first aspect of the present invention, the inert gas, which is the main component gas whose gas amount has been adjusted by the gas supply / discharge mechanism under a low pressure in the vacuum chamber, is at least 3% by volume and less than 8% by volume. Hydrogen-containing plasma generated by a plasma generation mechanism in a process gas to which hydrogen has been added is applied to the metal surface of the workpiece that is opposed and held by the workpiece holding mechanism to destroy the oxide film on the metal surface Therefore, it is effective for cleaning the metal surface of the printed circuit board, hybrid integrated circuit board, etc. and the connection electrodes such as bare chips mounted on them, and pre-joining processing of the metal surface that can perform metal joining with high connection strength Equipment can be provided. In addition, since there is no need to use a fusion material when joining the metal surfaces, the post-cleaning step can be eliminated, and a highly reliable metal joint can be performed without fear of breakage of the conductor due to corrosion caused by residual cleaning of the flux residue. Can be provided. Furthermore, for high frequency power supply
Process electrodes are connected by electrodes connected through a load matching device.
Efficiently generates hydrogen-containing plasma while receiving supply of gas
And capture the ions to be treated by ion bombardment.
In addition to suppressing damage to objects, radicals can be
Irradiation can clean the metal surface.
【００７１】請求項２記載の発明によれば、高周波電源
から負荷整合器を介して電極に電力を供給するプラズマ
発生機構は、複数の電極間、一方の電極と他方の接地さ
れた電極との間、および電極と接地された真空チャンバ
の一部との間のいずれか一つを被処理物に応じて選択で
き、これらの間で発生したプラズマおよびプラズマに含
まれるラジカルを被処理物の金属表面に照射して、被処
理物に応じた金属表面の清浄化処理を行なえる。According to the second aspect of the present invention, the plasma generating mechanism for supplying power to the electrodes from the high-frequency power supply via the load matching device is provided between the plurality of electrodes, one electrode and the other grounded electrode. Between the electrodes and between the electrode and a part of the vacuum chamber grounded can be selected according to the object to be processed, and the plasma generated between them and radicals contained in the plasma can be selected as the metal of the object to be processed. By irradiating the surface, the metal surface can be cleaned according to the object to be processed.
【００７２】請求項３記載の発明によれば、不活性ガス
はアルゴンだけでなく、ヘリウムを用いても、水素含有
プラズマを発生させるプロセスガスの主要成分ガスとな
り得る。According to the third aspect of the present invention, even if helium is used as the inert gas in addition to argon, the inert gas can be a main component gas of the process gas for generating the hydrogen-containing plasma.
【００７３】請求項４記載の発明によれば、金属表面が
鍍金された面であっても、金属含有ペーストを厚膜印刷
した後に焼成された面であっても、水素含有プラズマを
照射することにより、それらの金属表面を清浄化でき
る。According to the fourth aspect of the present invention, the hydrogen-containing plasma is irradiated regardless of whether the metal surface is a plated surface or a surface baked after printing a thick metal-containing paste. Thereby, those metal surfaces can be cleaned.
【図１】本発明に係る金属表面の接合前処理装置の一実
施形態を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a junction pretreatment MakotoSo location of the metal surface according to the present invention.
Ｇ ガス給排機構 Ｐ プラズマ発生機構 Ｈ 被処理物保持機構 11 真空チャンバ 12 電極 13 被処理物 15 負荷整合器としてのインピーダンス整合器 16 高周波電源（ＲＦ電源） G Gas supply / discharge mechanism P Plasma generation mechanism H Workpiece holding mechanism 11 Vacuum chamber 12 Electrode 13 Workpiece 15 Impedance matching device as load matching device 16 High frequency power supply (RF power supply)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０１ Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｈ (72)発明者 勝瀬 準一 東京都練馬区東大泉一丁目19番43号 株 式会社タムラ製作所内 (72)発明者 横手 康浩 東京都練馬区東大泉一丁目19番43号 株 式会社タムラ製作所内 (56)参考文献 特開 平４−313373（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−190489（ＪＰ，Ａ)──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H05K 3/34 501 H01L 23/12 H (72) Inventor Junichi Katase 1-19-43 Higashi-Oizumi, Nerima-ku, Tokyo (72) Inventor Yasuhiro Yokote 1-19-43 Higashi-Oizumi, Nerima-ku, Tokyo Co., Ltd. (56) References JP-A-4-313373 (JP, A) JP-A-2- 190489 (JP, A)
Claims (4)
る金属表面の接合前処理装置であって、 低圧空間を形成する真空チャンバと、 真空チャンバ内に主要成分ガスである不活性ガスに３容
量％以上で８容量％未満の水素を添加した混合ガスであ
るプロセスガスを供給するとともに排気するガス量調整
の可能なガス給排機構と、 真空チャンバ内のプロセスガス中に低圧下で金属表面の
酸化膜を破壊する水素含有プラズマを発生させるプラズ
マ発生機構と、 水素含有プラズマに曝される位置に前処理を施す金属表
面を対向させた被処理物を保持する被処理物保持機構と
を具備し、 プラズマ発生機構は、高周波電源に負荷整合器を介して
接続された電極を有し、 被処理物保持機構は、プラズマ発生機構の高周波電源に
負荷整合器を介して接続された電極と対向して配置さ
れ、 高周波電源に負荷整合器を介して接続された電極は、プ
ロセスガスの供給を受けるとともに、イオンを捕捉しラ
ジカルを金属表面に照射する ことを特徴とする金属表面
の接合前処理装置。An apparatus for pre-bonding a metal surface, which pre-processes before bonding two metal surfaces, comprising: a vacuum chamber forming a low-pressure space; and an inert gas which is a main component gas in the vacuum chamber. A gas supply / exhaust mechanism that can supply and exhaust a process gas that is a mixed gas containing 3% by volume or more and less than 8% by volume of hydrogen, and a metal gas under a low pressure in the process gas in a vacuum chamber. A plasma generation mechanism that generates a hydrogen-containing plasma that destroys an oxide film on the surface, and a workpiece holding mechanism that holds a workpiece whose metal surface is subjected to pretreatment at a position exposed to the hydrogen-containing plasma and that faces the workpiece. Equipped , the plasma generation mechanism is connected to the high-frequency power supply via a load matching device
It has an electrode connected, and the workpiece holding mechanism is connected to the high-frequency power supply of the plasma generation mechanism.
Placed facing the electrode connected via the load matching device
The electrode connected to the high-frequency power supply via the load matching device
Process gas and capture ions
An apparatus for pre-joining a metal surface, wherein the metal surface is irradiated with dical .
整合器を介して電極に接続され、複数の電極間、一方の
電極と他方の接地された電極との間、および電極と接地
された真空チャンバの一部との間のいずれか一つでプラ
ズマを発生させ、金属表面にプラズマおよびプラズマに
含まれるラジカルを照射することを特徴とする請求項１
記載の金属表面の接合前処理装置。2. A plasma generating mechanism, comprising: a high-frequency power source connected to electrodes via a load matching device; a plurality of electrodes; one electrode and the other grounded electrode; and a vacuum grounded electrode. claim plasma is generated in any one between the portion of the chamber, and irradiating the radicals contained in the plasma and the plasma to the metal surface 1
A pretreatment apparatus for bonding metal surfaces according to the above.
のいずれか一方であることを特徴とする請求項１または
２記載の金属表面の接合前処理装置。Wherein the inert gas or claim 1, characterized in that it is either argon and helium
3. The pretreatment apparatus for bonding metal surfaces according to 2 .
面は、鍍金により形成された面と、金属含有ペーストに
よる厚膜印刷後の焼成により形成された面のいずれか一
方であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載の金属表面の接合前処理装置。4. A metal surface of an object to be treated irradiated with plasma is one of a surface formed by plating and a surface formed by firing after printing a thick film with a metal-containing paste. The pretreatment apparatus for bonding metal surfaces according to any one of claims 1 to 3 , wherein
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|---|---|---|---|
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1997
- 1997-06-10 JP JP15252397A patent/JP3159937B2/en not_active Expired - Lifetime
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