JP6476342B1 - 還元ガス供給装置及び処理済対象物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】還元用液体を飛散させずに供給する還元ガス供給装置及び処理済対象物の製造方法を提供する。
【解決手段】還元ガス供給装置１は、対象物Ｔの半田付けが行われる空間を形成するチャンバ１０と、チャンバ１０内に供給される還元ガスＦＧとなる前の還元用液体ＦＬを導入し気化させて還元ガスＦＧを生成する気化器２０と、還元用液体ボトル８０内の還元用液体ＦＬを気化器２０に導入する前に一旦貯留する中間容器３０と、搬送チューブ５１と、供給チューブ４１と、還元用液体ボトル８０内の還元用液体ＦＬを中間容器３０に移送する搬送部５８と、中間容器３０内の還元用液体ＦＬを気化器２０に移送する供給部４８とを備える。処理済対象物の製造方法は、チャンバ１０内に対象物Ｔを供給し、チャンバ１０内に還元ガスＦＧを供給しながら対象物Ｔの半田付けを行い、半田付けが行われた対象物Ｔをチャンバ１０から取り出す。
【選択図】図１

Description

本発明は還元ガス供給装置及び処理済対象物の製造方法に関し、特に還元用液体を飛散させずに供給することができる還元ガス供給装置及び処理済対象物の製造方法に関する。

接合対象物の半田付けを行う際、金属表面の酸化物を還元するために、ギ酸ガス等の還元ガスを、接合対象物の半田付けが行われるチャンバ内に供給することが行われる（例えば、特許文献１参照。）。

特許第６０４２９５６号公報

チャンバ内に供給される還元ガスは、保存の容易性の観点から液体の状態（以下「還元用液体」ということがある。）で保存され、チャンバに供給される前に気化させるようにするのが一般的である。ボトルに保存された還元用液体を供給する手段として、従来は、還元用液体が収容されたボトルを圧力タンク内に設置し、窒素等の不活性ガスを圧力タンク内に供給して圧力タンク内を加圧することで、ボトル内の還元用液体を送り出すようにするものがあった。しかしながら、この手段では、加圧したときにボトルから還元用液体が吹き出すことがあり、これに伴って、還元用液体の浪費や、ボトル交換の際に飛散した還元用液体に触れてしまうリスクを招来するという不都合があった。

本発明は上述の課題に鑑み、還元用液体を飛散させずに供給することができる還元ガス供給装置及びこの装置を用いた処理済対象物の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る還元ガス供給装置は、例えば図１に示すように、対象物Ｔの半田付けが行われる空間を形成するチャンバ１０と；チャンバ１０内に供給される還元ガスＦＧを生成する気化器２０であって、還元ガスＦＧとなる前の還元用液体ＦＬを導入し気化させて還元ガスＦＧを生成する気化器２０と；還元用液体ＦＬが収容された還元用液体ボトル８０内の還元用液体ＦＬを、気化器２０に導入する前に一旦貯留する中間容器３０と；還元用液体ボトル８０内の還元用液体ＦＬを中間容器３０に導く搬送チューブ５１と；中間容器３０内の還元用液体ＦＬを気化器２０に導く供給チューブ４１と；還元用液体ボトル８０内の還元用液体ＦＬを中間容器３０に移送する搬送部５８と；中間容器３０内の還元用液体ＦＬを気化器２０に移送する供給部４８とを備える。

このように構成すると、還元用液体を飛散させずに気化器に供給することができ、還元ガスを安定的にチャンバへ供給することができる。

また、本発明の第２の態様に係る還元ガス供給装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様に係る還元ガス供給装置１において、搬送部５８が、中間容器３０の内部を負圧にする負圧生成部５５を含んで構成されている。

このように構成すると、中間容器の内部を負圧にすることによって中間容器の内部と還元用液体ボトルの内部との圧力差で還元用液体を中間容器に移送することができると共に、中間容器の内部に移送された還元用液体に気泡が混入していた場合にその気泡を除去することが可能になる。

また、本発明の第３の態様に係る還元ガス供給装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る還元ガス供給装置１において、供給部４８が、中間容器３０の内部を加圧する加圧部４５を含んで構成されている。

このように構成すると、中間容器の内部を加圧することによって中間容器の内部の還元用液体を気化器に向けて圧送することができる。

また、本発明の第４の態様に係る還元ガス供給装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る還元ガス供給装置１において、還元用液体ボトル８０の内部が負圧になったときに逆止弁付きフィルタを通して外気を取り込むボトルキャップ８３を有する還元用液体ボトル８０を備える。

このように構成すると、還元用液体ボトルの内部の還元用液体がなくなったときに、還元用液体が収容された還元用液体ボトルごと交換することで、簡便に還元用液体の供給を継続することができる。

また、本発明の第５の態様に係る還元ガス供給装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係る還元ガス供給装置１において、中間容器３０の内部の還元用液体ＦＬの液面があらかじめ設定された高液位に達したことを検知する高液位センサ３５と；高液位センサ３５が高液位を検知したときに還元用液体ボトル８０内の還元用液体ＦＬの中間容器３０への移送を停止するように搬送部５８を制御する第１の制御部９２とを備える。

このように構成すると、中間容器の内部の液面の過度な上昇を抑制することができ、搬送チューブの先端が液没することを抑制することができる。

また、本発明の第６の態様に係る還元ガス供給装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第５の態様に係る還元ガス供給装置１において、中間容器３０の内部の還元用液体ＦＬの液面があらかじめ設定された低液位に達したことを検知する低液位センサ３６と；低液位センサ３６が低液位を検知したときに中間容器３０内の還元用液体ＦＬの気化器２０への移送を停止するように供給部４８を制御する第２の制御部９３とを備える。

このように構成すると、高液位と低液位との間の容積を把握することができるため、気化器へ供給された還元用液体及びチャンバに供給された還元ガスの量を把握することができる。

また、本発明の第７の態様に係る還元ガス供給装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第６の態様のいずれか１つの態様に係る還元ガス供給装置１において、チャンバ１０内の圧力を検知する圧力センサ１８と；圧力センサ１８で検知された圧力に応じて気化器２０に移送する還元用液体ＦＬの量を調節するように供給部４８を制御する第３の制御部９３とを備える。

このように構成すると、圧力センサで検知された圧力からチャンバ内の還元ガスの量を推定することができ、チャンバ内の還元ガスの量を適切に調節することで、半田付けが行われる際の還元作用の低下を抑制することができる。

また、本発明の第８の態様に係る処理済対象物の製造方法は、例えば図２及び図１を参照して示すと、上記本発明の第１の態様乃至第７の態様のいずれか１つの態様に係る還元ガス供給装置１を用いて、対象物Ｔに半田付けが行われた処理済対象物を製造する方法であって；チャンバ１０内に対象物Ｔを供給する工程（Ｓ３）と；チャンバ１０内に還元ガスＦＧを供給しながら対象物Ｔの半田付けを行う工程（Ｓ８〜Ｓ１０）と；半田付けが行われた対象物Ｔをチャンバ１０から取り出す工程（Ｓ１３）とを備える。

このように構成すると、還元用液体を飛散させずに気化器に供給して還元ガスを安定的にチャンバへ供給しながら処理済対象物を製造することができる。

本発明によれば、還元用液体を飛散させずに気化器に供給することができ、還元ガスを安定的にチャンバへ供給することができる。

本発明の実施の形態に係るギ酸供給装置の概略構成を示す模式的系統図である。 処理済対象物の製造手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係るギ酸供給装置１を説明する。図１は、ギ酸供給装置１の概略構成を示す模式的系統図である。ギ酸供給装置１は、主な要素として、対象物Ｔの半田付けが行われる空間を形成するチャンバ１０と、気化器２０と、シリンジ３０と、加圧ポンプ４５と、真空ポンプ５５と、制御装置９０とを備えている。

ギ酸供給装置１は、本実施の形態では、対象物Ｔに対して、ギ酸ガスＦＧを供給しながら半田付けを行うことができる装置となっている。対象物Ｔは、表面に金属部分を有しており、半田付けは、対象物Ｔの表面の金属部分に対して行われる。対象物Ｔとして、基板や電子部品を適用することができる。フラックスを使用せずに対象物Ｔの半田付けを行う際、対象物Ｔの表面の金属部分の酸化物を除去するために、還元剤で酸化物を還元するとよく、本実施の形態では還元剤としてギ酸を用いることとしている。ギ酸は、保存の利便性の観点から液体（ギ酸液ＦＬ）の状態でギ酸液ボトル８０に保存され、還元力を発揮させる観点から気体（ギ酸ガスＦＧ）の状態でチャンバ１０内に供給されるようにしている。ギ酸は、還元剤として機能するカルボン酸の一種であり、ギ酸ガスＦＧは還元ガスに相当し、ギ酸液ＦＬは還元用液体に相当する。また、ギ酸供給装置１は還元ガス供給装置に相当する。

チャンバ１０は、前述のように、対象物Ｔの半田付けが行われる空間を形成するものである。チャンバ１０は、対象物Ｔを搬入出することができる搬入出口１１が形成されている。また、チャンバ１０は、搬入出口１１を塞ぐことができるように、開閉可能なシャッタ１２を有している。チャンバ１０は、シャッタ１２で搬入出口１１を塞ぐことにより、内部の空間を密閉することができるように構成されている。チャンバ１０は、内部の空間を所望の圧力（例えば概ね１０Ｐａ（絶対圧力））に減圧しても耐えうるような材料や形状が採用されている。また、チャンバ１０には、排気管１６が接続されている。排気管１６には、流路を遮断可能な排気仕切弁１７が配設されている。また、チャンバ１０には、内部の圧力を検知する圧力センサ１８が設けられている。

気化器２０は、ギ酸液ＦＬを導入してギ酸ガスＦＧを生成するものである。気化器２０は、本実施の形態では、ギ酸液ＦＬよりも熱容量が大きい金属のブロック２１にヒーター２２が埋め込まれると共にギ酸流体（ギ酸液ＦＬ、ギ酸ガスＦＧ、あるいはこれらの混合流体）が流れる流体流路２３が形成され、ヒーター２２であらかじめ加熱されたブロック２１にギ酸液ＦＬを流入させ、ギ酸液ＦＬが流体流路２３を流れる際にブロックから受熱して気化してギ酸ガスＦＧが生成されるように構成されている。気化器２０は、本実施の形態では、ギ酸ガスＦＧの出口２０ｄがチャンバ１０内に開口するようにブロック２１がチャンバ１０の外面に取り付けられているが、ブロック２１をチャンバ１０から離れた位置に設置して、ブロック２１に形成されたギ酸ガスＦＧの出口とチャンバ１０とをチューブで接続するように構成してもよい。いずれにしても、気化器２０は、生成したギ酸ガスＦＧをチャンバ１０内に供給することができるように配置されている。なお、気化器２０として、上述のブロック２１を有する構成のもののほか、ギ酸液ＦＬの中にキャリアガスを供給しバブリングさせてキャリアガスと共にギ酸ガスＦＧを供給するように構成されたものを用いてもよい。

シリンジ３０は、ギ酸液ボトル８０に保存されているギ酸液ＦＬを気化器２０に流入させる前に一旦貯留するものであり、中間容器に相当する。ギ酸液ボトル８０のギ酸液ＦＬを気化器２０に流入させる前に一旦シリンジ３０に貯留することで、ギ酸液ボトル８０から気化器２０に搬送されるギ酸液ＦＬに含まれ得る気泡の除去を可能にしている。シリンジ３０は、本実施の形態では、ギ酸の影響で腐食することを回避又は抑制することができる材料で形成されており、ガラスで円筒状に形成された本体３１と、本体３１の両端に設けられた蓋３２とを有している。本体３１は、チャンバ１０に供給されるギ酸ガスＦＧの量を勘案してその容積を決定するとよく、本実施の形態では内容積が概ね１０〜５０ｃｃになるように形成されている。また、本体３１は、ギ酸液ＦＬが貯留されたときに、ギ酸液ＦＬの液面から上端までの空間を確保するために、細長く形成することが好ましい。蓋３２は、本実施の形態では、ステンレス板を、フッ素樹脂の一種であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）でコーティングして構成されている。蓋３２は、本体３１をその両端の開口が鉛直上下になるように配置したときに、本体３１の上側の開口を塞ぐものを上蓋３２ｔといい、下側の開口を塞ぐものを下蓋３２ｓということとする。なお、シリンジ３０の内部にピストンは設けられていない。

シリンジ３０には、高液位センサ３５と、低液位センサ３６とが設けられている。高液位センサ３５は、シリンジ３０内のギ酸液ＦＬの液位が、あらかじめ設定された高液位に達したことを検知するものである。低液位センサ３６は、シリンジ３０内のギ酸液ＦＬの液位が、あらかじめ設定された低液位に達したことを検知するものである。高液位センサ３５及び低液位センサ３６として、ガラス製の本体３１を挟むように発光素子と受光素子とを配置して両素子間の光を遮るか否かで液位を検知するものや、本体３１の側方からカメラで液面を撮影した画像の処理により液位を検知するもの等、種々のセンサを用いることができる。

シリンジ３０と気化器２０とは、供給チューブ４１で接続されている。供給チューブ４１は、シリンジ３０内のギ酸液ＦＬを気化器２０に導く流路を構成する管である。供給チューブ４１の一端は、シリンジ３０の下蓋３２ｓを貫通して本体３１の内部に連通して開口するように下蓋３２ｓに取り付けられている。供給チューブ４１の他端は、気化器２０のギ酸液導入口２０ｅに接続されている。供給チューブ４１には、流路を遮断可能な供給仕切弁４３が配設されている。上述した低液位センサ３６が検知する低液位は、本体３１内と連通して開口する供給チューブ４１の一端の最上部よりも高い位置（供給チューブ４１の一端の開口がギ酸液ＦＬで満たされる液位）に設定されるようになっている。

シリンジ３０には、上述の供給チューブ４１のほか、搬送チューブ５１と、加圧チューブ４６と、真空チューブ５６とが接続されている。搬送チューブ５１、加圧チューブ４６、真空チューブ５６は、それぞれ、シリンジ３０の上蓋３２ｔを貫通して本体３１の内部に連通するように上蓋３２ｔに取り付けられている。搬送チューブ５１は、ギ酸液ボトル８０内のギ酸液ＦＬをシリンジ３０に導く流路を構成する管である。搬送チューブ５１の一方の端部は、上述のように上蓋３２ｔを貫通し、本体３１の内部に中ほどまで延びて、本体３１の内部に開口している。本体３１の内部にある搬送チューブ５１の端部５１ｅは、前述した高液位センサ３５が検知する高液位よりも上方に配置されている。搬送チューブ５１の他方の端部は、ギ酸液ボトル８０に接続されている。搬送チューブ５１には、流路を遮断可能な搬送仕切弁５３が配設されている。なお、搬送仕切弁５３とギ酸液ボトル８０との間の搬送チューブ５１に、迅速流体継手（カップリング）等の連結器５２を設けると、シリンジ３０とギ酸液ボトル８０との搬送チューブ５１を介した着脱が容易になり、ギ酸液ボトル８０の交換がしやすくなって好適である。

加圧チューブ４６は、シリンジ３０の内部を加圧するための不活性ガス（本実施の形態では窒素ガス）をシリンジ３０に導く流路を構成する管である。加圧チューブ４６の一端は、シリンジ３０の上蓋３２ｔを貫通して本体３１の内部に連通して開口するように上蓋３２ｔに取り付けられている。加圧チューブ４６の他端は、窒素ガスタンク等の窒素ガス源（不図示）に接続されている。加圧チューブ４６には、窒素ガスを圧送する加圧ポンプ４５が配設されている。加圧ポンプ４５は、窒素ガスをシリンジ３０内に供給することでシリンジ３０の内部を加圧することが可能であり、加圧部に相当する。加圧ポンプ４５はコンプレッサであってもよい。加圧ポンプ４５とシリンジ３０との間の加圧チューブ４６には、流路を遮断可能な加圧仕切弁４７が配設されている。供給仕切弁４３及び加圧仕切弁４７を開けた状態で、加圧ポンプ４５を起動し、加圧チューブ４６を介して窒素ガスをシリンジ３０の内部に供給してシリンジ３０の内部を加圧すると、シリンジ３０内のギ酸液ＦＬを、供給チューブ４１を介して気化器２０に移送することができるため、供給仕切弁４３、加圧ポンプ４５、加圧チューブ４６、及び加圧仕切弁４７は供給部４８を構成する。

真空チューブ５６は、シリンジ３０の内部を負圧にするためにシリンジ３０内の気体を排出する流路を構成する管である。真空チューブ５６の一端は、シリンジ３０の上蓋３２ｔを貫通して本体３１の内部に連通して開口するように上蓋３２ｔに取り付けられている。真空チューブ５６の他端は、シリンジ３０の外側で開放されている。真空チューブ５６には、真空ポンプ５５が配設されている。真空ポンプ５５は、シリンジ３０内の気体を排出することでシリンジ３０の内部を負圧にすることが可能であり、負圧生成部に相当する。真空ポンプ５５とシリンジ３０との間の真空チューブ５６には、流路を遮断可能な真空仕切弁５７が配設されている。搬送仕切弁５３及び真空仕切弁５７を開けた状態で、真空ポンプ５５を起動し、真空チューブ５６を介してシリンジ３０内の気体を外部に排出してシリンジ３０の内部を負圧にすると、シリンジ３０の内部とギ酸液ボトル８０の内部との圧力差により、ギ酸液ボトル８０内のギ酸液ＦＬをシリンジ３０内に搬送することができるため、搬送仕切弁５３、真空ポンプ５５、真空チューブ５６、及び真空仕切弁５７は搬送部５８を構成する。なお、前述のように、シリンジ３０の本体３１の内部にある搬送チューブ５１の端部を、高液位センサ３５が検知する高液位よりも上方に配置すると、搬送チューブ５１の先端の液没を防ぐことができ、これによってシリンジ３０の内部を負圧にしたときのギ酸液ＦＬの導入を確保することができる。シリンジ３０の内部を負圧にしたときに真空ポンプ５５がギ酸液ＦＬを吸引しないように、また、シリンジ３０の内部を加圧ポンプ４５で加圧したときにギ酸液ＦＬが搬送チューブ５１に逆流しないように、高液位は低めに設定するとよい。真空ポンプ５５と真空ポンプ５５との間の真空チューブ５６には、一端がチャンバ１０に接続された排気管１６の他端が接続されている。この構成により、真空ポンプ５５は、シリンジ３０内を負圧にする装置とチャンバ１０内を負圧にする装置とを兼ねることとなる。

ギ酸液ボトル８０は、シリンジ３０に搬送されるギ酸液ＦＬが収容されたボトルであり、還元用液体ボトルに相当する。ギ酸液ボトル８０は、ギ酸液ＦＬが収容された本体８１と、本体８１の開口を塞ぐボトルキャップ８３とを有している。本体８１は、ギ酸液ＦＬが瓶に入った状態で市販されている場合にその瓶をそのまま利用することができ、３．８Ｌや５００ｍＬ等、種々の大きさのものを用いることができる。ボトルキャップ８３は、図示は省略するが、内側面には本体８１に螺合するためのネジ山が切ってあり、端面には搬送チューブ５１を貫通させる貫通孔が形成されていると共に逆止弁付きフィルタが設けられている。逆止弁付きフィルタは、外部から内部へ空気（外気）を取り入れることができるがその逆（内部から外部）へは空気を通過させないように構成されたフィルタである。ボトルキャップ８３は、必要に応じてアダプタを用いることで、本体８１として種々の大きさの市販の瓶に螺合することができる。ギ酸液ボトル８０は、ロードセル８８に載置して用いることで、内部のギ酸液ＦＬの残量管理を行うこととしてもよい。

制御装置９０は、ギ酸供給装置１の動作を制御する機器である。制御装置９０は、受信部９１と、真空制御部９２と、加圧制御部９３と、総合制御部９４と、演算部９５とを有している。受信部９１は、圧力センサ１８、高液位センサ３５、低液位センサ３６のそれぞれと有線又は無線で電気的に接続されており、各センサで検知された結果を信号として受信することができるように構成されている。真空制御部９２は、真空ポンプ５５と有線又は無線で電気的に接続されており、真空ポンプ５５の起動及び停止を制御することができるように構成されている。真空制御部９２は第１の制御部に相当する。加圧制御部９３は、加圧ポンプ４５と有線又は無線で電気的に接続されており、加圧ポンプ４５の起動及び停止を制御することができるように構成されている。加圧制御部９３は、第２の制御部と第３の制御部とを兼ねている。総合制御部９４は、チャンバ１０のシャッタ１２と有線又は無線で電気的に接続されており、シャッタ１２の開閉を制御することができるように構成されている。また、総合制御部９４は、気化器２０と有線又は無線で電気的に接続されており、気化器２０のヒーター２２の起動及び停止を制御することができるように構成されている。また、総合制御部９４は、排気仕切弁１７、供給仕切弁４３、加圧仕切弁４７、搬送仕切弁５３、真空仕切弁５７のそれぞれと有線又は無線で電気的に接続されており、各弁の開閉を制御することができるように構成されている。演算部９５は、圧力センサ１８で検知された圧力に基づいて、チャンバ１０内のギ酸ガスＦＧの量を推定することができるように構成されている。演算部９５におけるギ酸ガスＦＧの量の推定は、チャンバ１０内にギ酸ガスＦＧが多く供給されればチャンバ１０内におけるギ酸ガスＦＧの分圧が上昇してチャンバ１０の内圧が上昇することを利用して行われる。なお、制御装置９０を構成する受信部９１、真空制御部９２、加圧制御部９３、総合制御部９４、演算部９５は、図示の例では、機能の観点から別体に構成されていることとしているが、渾然一体に構成されていてもよい。あるいは、各部９１、９２、９３、９４、９５は、図示のように集合して配置される代わりに分離して配置されていてもよい。

引き続き図２を参照して、本発明の実施の形態に係る、対象物Ｔに半田付け処理が行われた処理済対象物を、ギ酸供給装置１を用いて製造する方法を説明する。図２は、処理済対象物の製造手順を示すフローチャートである。以下のギ酸供給装置１を用いた処理済対象物の製造方法の説明は、ギ酸供給装置１の作用の説明を兼ねている。以下の説明において、ギ酸供給装置１の構成に言及しているときは、適宜図１を参照することとする。

ギ酸供給装置１の停止中は、シャッタ１２が閉まっており、加圧ポンプ４５及び真空ポンプ５５が停止しており、各弁（排気仕切弁１７、供給仕切弁４３、加圧仕切弁４７、搬送仕切弁５３、真空仕切弁５７）が閉となっている。ギ酸供給装置１が起動すると加圧ポンプ４５及び真空ポンプ５５が起動し、ギ酸供給装置１の作動中は常時加圧ポンプ４５及び真空ポンプ５５が作動していることとなる。また、本実施の形態では、ギ酸供給装置１を起動したタイミングで、制御装置９０が気化器２０のヒーター２２を起動することとしている。この状態で、まず、ギ酸液ボトル８０をセットする（Ｓ１）。ギ酸液ボトル８０をセットするには、典型的には、市販されている瓶入りのギ酸液ＦＬを入手し、瓶の蓋をボトルキャップ８３に付け替え、瓶を本体８１として利用する。このようにすると、ギ酸液ＦＬを他の容器に移し替えることなく、ボトルキャップ８３を交換するだけで済むので、簡便にギ酸液ボトル８０をセットすることができる。なお、ギ酸液ボトル８０をセットする工程（Ｓ１）は、ギ酸供給装置１の停止中に行ってもよい。ギ酸液ボトル８０をセットする工程（Ｓ１）では、搬送チューブ５１を、ボトルキャップ８３の貫通孔を貫通させて、搬送チューブ５１の他端が本体８１の底部付近に至るまで差し込む。このとき、ギ酸液ＦＬに入れる前の搬送チューブ５１内に存在していた空気が、本体８１に収容されているギ酸液ＦＬに混入する場合がある。

次に、制御装置９０は、排気仕切弁１７を開にする（Ｓ２）。排気仕切弁１７を開けると、排気管１６及び真空チューブ５６の一部を介したチャンバ１０内の気体の排気が行われる。シャッタ１２を開ける前に排気管１６等を介してチャンバ１０内の気体をチャンバ１０から排出させることで、シャッタ１２を開けてもチャンバ１０内の気体が搬入出口１１を介してチャンバ１０の外に流出することを防ぐことができる。排気管１６等を介してチャンバ１０から排出される気体の流量は、チャンバ１０内の気体が搬入出口１１から流出しない程度にチャンバ１０内を負圧にすることができる流量で足りる。これにより、チャンバ１０内にギ酸ガスＦＧが残存していた場合も、ギ酸ガスＦＧがそのままチャンバ１０の外に流出することを防ぐことができる。次に、チャンバ１０のシャッタ１２を開け、対象物Ｔをチャンバ１０内に供給する（Ｓ３）。シャッタ１２の開閉動作は、典型的には、装置の操作者がシャッタ１２を開けるボタン（不図示）を押すことにより、制御装置９０がシャッタ１２の開閉を制御することにより行われる。対象物Ｔがチャンバ１０内に搬入されたら、制御装置９０は、シャッタ１２を閉じて、チャンバ１０内を密閉する。チャンバ１０が密閉された後も排気仕切弁１７を開の状態に維持することで、チャンバ１０内が対象物Ｔの半田付けに適した真空度（例えば１００Ｐａ（絶対圧力）程度）に減圧される。

対象物Ｔをチャンバ１０内に供給したら、制御装置９０は、搬送仕切弁５３及び真空仕切弁５７を開にする（Ｓ４）。すると、シリンジ３０の内部が減圧されて負圧（陰圧）となり、ギ酸液ボトル８０内とシリンジ３０内との圧力差によって、ギ酸液ボトル８０内のギ酸液ＦＬが、飛散することなく、搬送チューブ５１を介してシリンジ３０内に搬送される。このとき、ギ酸液ボトル８０内のギ酸液ＦＬが搬送チューブ５１を介して吸引されて、ギ酸液ボトル８０内が負圧（陰圧）になると、ボトルキャップ８３に設けられた逆止弁付フィルタを通してギ酸液ボトル８０内に外気が取り込まれ、ギ酸液ボトル８０内の圧力が平衡することとなる。また、ギ酸液ボトル８０内のギ酸液ＦＬをシリンジ３０内に真空引きすることで、搬送チューブ５１をギ酸液ボトル８０に入れる際にギ酸液ＦＬに空気が混入した場合でも、シリンジ３０内に搬送されたギ酸液ＦＬ中の存在し得る気体が真空ポンプ５５に吸引され、シリンジ３０内のギ酸液ＦＬから気泡を除去することができる。

搬送仕切弁５３及び真空仕切弁５７を開けたら、制御装置９０は、高液位センサ３５が高液位を検知したか否かを判断する（Ｓ５）。高液位を検知しない場合は再び高液位センサ３５が高液位を検知したか否かを判断する工程（Ｓ５）に戻る。他方、高液位を検知した場合は、搬送仕切弁５３及び真空仕切弁５７を閉にする（Ｓ６）。搬送仕切弁５３及び真空仕切弁５７を閉じることで、ギ酸液ボトル８０からシリンジ３０へのギ酸液ＦＬの搬送が停止する。高液位を検知したときにシリンジ３０へのギ酸液ＦＬの搬送を停止することで、シリンジ３０内の搬送チューブ５１がギ酸液ＦＬに没入することを防ぐことができる。搬送仕切弁５３及び真空仕切弁５７を閉じたら、制御装置９０は、排気仕切弁１７を閉にする（Ｓ７）。

次に、制御装置９０は、供給仕切弁４３及び加圧仕切弁４７を開にする（Ｓ８）。供給仕切弁４３及び加圧仕切弁４７を開にすると、窒素ガスがシリンジ３０の内部の上部に供給されてシリンジ３０の内部の気相部分が加圧され、シリンジ３０内と気化器２０内との圧力差によって、シリンジ３０内のギ酸液ＦＬが供給チューブ４１を介して気化器２０に供給される。ここでのシリンジ３０内の加圧は、チャンバ１０内の真空（負圧）に対する加圧であり、大気圧以下（例えば０．００５ＭＰａ程度）である。供給仕切弁４３及び加圧仕切弁４７の開によって供給チューブ４１を流れるギ酸液ＦＬは、気化器２０に流入すると、ブロック２１内の流路２３を流れる際に、ヒーター２２で加熱されたブロック２１から受熱して、気化器２０から流出するまでの間に気化し、ギ酸ガスＦＧとなってチャンバ１０内に供給される。ギ酸ガスＦＧが供給されたチャンバ１０内では、対象物Ｔの半田付けが行われ、半田付けされた処理済対象物が生成される。

供給仕切弁４３及び加圧仕切弁４７を開にして、ギ酸液ＦＬを気化器２０に供給し、ギ酸ガスＦＧをチャンバ１０内に供給したら、制御装置９０は、ギ酸液ＦＬが気化器２０に所定の量供給されたか否かを判断する（Ｓ９）。所定の量供給されたか否かは、圧力センサ１８で検知された圧力から、演算部９５が、チャンバ１０内に供給されたギ酸ガスＦＧの量を推定することから把握される。ここで、所定の量は、チャンバ１０内における対象物Ｔの半田付けを適切に行うのに必要な量のギ酸ガスＦＧをチャンバ１０内に供給することができる分の、気化器２０に供給されるギ酸液ＦＬの量である。チャンバ１０内における対象物Ｔの半田付けの際に、対象物Ｔの金属部分の酸化膜の除去に作用するのは、ギ酸液ＦＬではなくギ酸ガスＦＧである。したがって、仮に気化器２０に供給されたギ酸液ＦＬの一部が気化せずにギ酸液ＦＬのままチャンバ１０内に供給された場合は、気化されなかったギ酸液ＦＬの分は有効に作用されなかった分となる。この場合は、気化器２０に供給されたギ酸液ＦＬのすべてがギ酸ガスＦＧとなってチャンバ１０内に供給された場合に比べて、たとえ気化器２０に供給されたギ酸液ＦＬの量が同じであっても、ギ酸液ＦＬの一部が気化しない場合は所定の量のギ酸液ＦＬが気化器２０に供給されたとはいえないこととなる。圧力センサ１８で検知された圧力の上昇は、チャンバ１０内のギ酸ガスＦＧの分圧の上昇とみることができるので、圧力センサ１８で検知された圧力からチャンバ１０内に供給されたギ酸ガスＦＧの量を推定することができる。

ギ酸液ＦＬが気化器２０に所定の量供給されたか否かを判断する工程（Ｓ９）において、所定の量供給されていない場合、制御装置９０は、低液位センサ３６が低液位を検知したか否かを判断する（Ｓ１０）。低液位を検知しない場合は再びギ酸液ＦＬが気化器２０に所定の量供給されたか否かを判断する工程（Ｓ９）に戻る。他方、低液位センサ３６が低液位を検知したか否かを判断する工程（Ｓ１０）において低液位を検知した場合、あるいは、ギ酸液ＦＬが気化器２０に所定の量供給されたか否かを判断する工程（Ｓ９）において所定の量供給された場合、制御装置９０は供給仕切弁４３及び加圧仕切弁４７を閉にする（Ｓ１１）。供給仕切弁４３及び加圧仕切弁４７の閉により、気化器２０へのギ酸液ＦＬの供給が停止する。低液位センサ３６が低液位を検知したときに気化器２０へのギ酸液ＦＬの供給を停止した場合は、供給チューブ４１の入口をギ酸液ＦＬで満たした状態を維持することができ、供給チューブ４１に気体が混入することを回避することができる。ギ酸液ＦＬが気化器２０に所定の量供給されたときに気化器２０へのギ酸液ＦＬの供給を停止した場合は、過剰の量のギ酸液ＦＬを気化器２０に供給することを抑制することができる。なお、ギ酸液ＦＬが気化器２０に所定の量供給されたか否かを判断する工程（Ｓ９）と低液位センサ３６が低液位を検知したか否かを判断する工程（Ｓ１０）とは、順序が逆であってもよく、同時に行われてもよい。

供給仕切弁４３及び加圧仕切弁４７を閉にしたら、制御装置９０は、排気仕切弁１７を開にする（Ｓ１２）。このように、排気仕切弁１７を開にしてチャンバ１０内をやや負圧にすることでチャンバ１０内の気体がチャンバ１０外に流出しないようにしてから、シャッタ１２を開けて、処理済の対象物Ｔをチャンバ１０から取り出せるようにする（Ｓ１３）。これで、処理済対象物の製造が完了する。１つの処理済対象物の製造が完了し、次の処理済対象物を製造する際、上述のフローを再度行うことになるが、ギ酸液ボトル８０内にギ酸液ＦＬが残っており、ギ酸液ボトル８０を新たにセットする必要がない場合は、工程（Ｓ１３）のときに既に排気仕切弁１７が開いているので、上述のフローチャートにおいて、対象物Ｔをチャンバ１０内に供給する工程（Ｓ３）から始めればよい。なお、チャンバ１０内で対象物Ｔの半田付けの際に用いられたギ酸ガスＦＧを含む排出ガスは、排気管１６及び真空チューブ５６を介して触媒ユニット（不図示）に導かれ、排出ガス中のギ酸の濃度を環境に影響を与えない濃度まで低下させる処理が行われた後、触媒ユニット（不図示）から排出される。

以上で説明したように、本実施の形態に係るギ酸供給装置１によれば、搬送チューブ５１を介してギ酸液ボトル８０に接続されたシリンジ３０の内部を負圧にすることでギ酸液ボトル８０内のギ酸液ＦＬを一旦シリンジ３０に搬送し、その後、シリンジ３０の内部を加圧してシリンジ３０内のギ酸液ＦＬを供給チューブ４１を介して気化器２０に供給するので、従来のギ酸液が収容されたボトルが内部に設置された圧力タンク内を加圧した場合に生じ得るギ酸液ＦＬの飛散を生じさせずに、ギ酸液ボトル８０内のギ酸液ＦＬを気化器２０に供給することができる。また、シリンジ３０の内部を負圧にすることでギ酸液ボトル８０内のギ酸液ＦＬをシリンジ３０に搬送するので、ギ酸液ボトル８０内のギ酸液ＦＬに気泡が混入していた場合にその気泡を真空引きにより除去することができる。また、シリンジ３０内を加圧することでシリンジ３０内のギ酸液ＦＬを気化器２０に供給するので、ギ酸液ＦＬを搬送するポンプ（耐ギ酸仕様のポンプ）を設けなくて済む。また、ギ酸液ボトル８０内のギ酸液ＦＬがなくなったときに、ギ酸液ＦＬが収容されたギ酸液ボトル８０ごと交換することで、簡便かつ安全にギ酸液ＦＬの気化器２０への供給を継続することができる。

以上の説明では、チャンバ１０内へのギ酸ガスＦＧの供給量の管理を、チャンバ１０内に設けられた圧力センサ１８で検知された圧力に基づいて行うこととしたが、これに代えて、又はこれと併用して、供給チューブ４１に流量計を設けてこの流量計で検知された、気化器２０へ供給されるギ酸液ＦＬの流量に基づいて行うこととしてもよく、高液位センサ３５で検知される高液位と低液位センサ３６で検知される低液位との間のギ酸液ＦＬの量を１回につき気化器２０へ供給する量に設定して行うこととしてもよく、加圧ポンプ４５の起動による供給チューブ４１を介したギ酸液ＦＬの気化器２０への定格時の供給流量と送液時間との関係から気化器２０へ供給されるギ酸液ＦＬの供給量を演算により求め、この演算された結果に基づいて行うこととしてもよい。

以上の説明では、ギ酸供給装置１の作動中は常時加圧ポンプ４５及び真空ポンプ５５を作動させておき、シリンジ３０から気化器２０へのギ酸液ＦＬの供給を停止する際に供給仕切弁４３及び加圧仕切弁４７を閉にすることとしたが、締切運転による不都合が生じる場合は供給仕切弁４３及び加圧仕切弁４７を閉じると共に加圧ポンプ４５を停止することとしてもよい。また、以上の説明では、排気管１６の他端が真空チューブ５６に接続されていて、シリンジ３０内を負圧にする装置とチャンバ１０内を負圧にする装置とを真空ポンプ５５が兼ねることとしたが、排気管１６の他端を真空チューブ５６に接続せずに排気管１６を真空チューブ５６とは独立した系統として構成したうえでチャンバ１０内の気体を排出する排気ポンプ（不図示）を排気管１６に設けて、シリンジ３０内の負圧化とチャンバ１０内の負圧化とを個別に制御できる構成としてもよい。この場合、排気仕切弁１７、搬送仕切弁５３、真空仕切弁５７の作動の際に、上述の加圧ポンプ４５の制御の例に倣って、必要に応じて排気ポンプ（不図示）及び／又は真空ポンプ５５を発停させることとしてもよい。

以上の説明では、還元ガスとしてギ酸ガスＦＧを用いることとしたが、ギ酸ガスＦＧ以外のカルボン酸ガスや水素等を用いることとしてもよい。しかしながら、入手容易性や半田付け処理の利便性の観点から還元ガスとしてギ酸ガスＦＧを用いるのが好ましい。

１ ギ酸供給装置
１０ チャンバ
１８ 圧力センサ
２０ 気化器
３０ シリンジ
３５ 高液位センサ
３６ 低液位センサ
４１ 供給チューブ
４５ 加圧ポンプ
４８ 供給部
５１ 搬送チューブ
５５ 真空ポンプ
５８ 搬送部
８０ ギ酸液ボトル
８３ ボトルキャップ
９０ 制御装置
９２ 真空制御部
９３ 加圧制御部
ＦＧ ギ酸ガス
ＦＬ ギ酸液
Ｔ 対象物

Claims (8)

1. 対象物の半田付けが行われる空間を形成するチャンバと；
   前記チャンバ内に供給される還元ガスを生成する気化器であって、前記還元ガスとなる前の還元用液体を導入し気化させて前記還元ガスを生成する気化器と；
   前記還元用液体が収容された還元用液体ボトル内の前記還元用液体を、前記気化器に導入する前に一旦貯留する中間容器と；
   前記還元用液体ボトル内の前記還元用液体を前記中間容器に導く搬送チューブと；
   前記中間容器内の前記還元用液体を前記気化器に導く供給チューブと；
   前記還元用液体ボトル内の前記還元用液体を前記中間容器に移送する搬送部と；
   前記中間容器内の前記還元用液体を前記気化器に移送する供給部とを備える；
   還元ガス供給装置。
2. 前記搬送部が、前記中間容器の内部を負圧にする負圧生成部を含んで構成された；
   請求項１に記載の還元ガス供給装置。
3. 前記供給部が、前記中間容器の内部を加圧する加圧部を含んで構成された；
   請求項１又は請求項２に記載の還元ガス供給装置。
4. 前記還元用液体ボトルの内部が負圧になったときに逆止弁付きフィルタを通して外気を取り込むボトルキャップを有する前記還元用液体ボトルを備える；
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の還元ガス供給装置。
5. 前記中間容器の内部の前記還元用液体の液面があらかじめ設定された高液位に達したことを検知する高液位センサと；
   前記高液位センサが前記高液位を検知したときに前記還元用液体ボトル内の前記還元用液体の前記中間容器への移送を停止するように前記搬送部を制御する第１の制御部とを備える；
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の還元ガス供給装置。
6. 前記中間容器の内部の前記還元用液体の液面があらかじめ設定された低液位に達したことを検知する低液位センサと；
   前記低液位センサが前記低液位を検知したときに前記中間容器内の前記還元用液体の前記気化器への移送を停止するように前記供給部を制御する第２の制御部とを備える；
   請求項５に記載の還元ガス供給装置。
7. 前記チャンバ内の圧力を検知する圧力センサと；
   前記圧力センサで検知された圧力に応じて前記気化器に移送する前記還元用液体の量を調節するように前記供給部を制御する第３の制御部とを備える；
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の還元ガス供給装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の還元ガス供給装置を用いて、前記対象物に半田付けが行われた処理済対象物を製造する方法であって；
   前記チャンバ内に前記対象物を供給する工程と；
   前記チャンバ内に前記還元ガスを供給しながら前記対象物の半田付けを行う工程と；
   前記半田付けが行われた前記対象物を前記チャンバから取り出す工程とを備える；
   処理済対象物の製造方法。

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