JP4846987B2

Apparatus and method for removal of surface oxides via fluxless technique involving electron attachement and remote ion generation

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Expired 28 April 2024, 2.4 years ago.

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38 claims: 4 independent, 34 dependent

  1. 1
    金属酸化物を含んで成る少なくとも1つの部品の表面上の該金属酸化物をそのベース金属に化学的に還元する方法であって、 基材に接続された該少なくとも1つの部品を提供して、該基材が接地電位又は陽電位を有するターゲットアッセンブリを形成すること;還元ガスを含んで成るガス混合物を、 第1及び第2電極と、 ガス入口と、 該ガス入口と流体が連絡しているガス出口とを含んで成り、該第2電極が該ガス入口と該ガス出口の間に配置された遠隔イオン発生器に通過させること;該還元ガスの少なくとも一部に付着する電子を発生させて、負に帯電した還元ガスを形成するのに十分な電圧を該第1及び該第2電極の少なくとも一方に供給すること(供給工程);並びに 該ターゲットアッセンブリを該負に帯電した還元ガスと接触させて、該少なくとも1つの部品上の該金属酸化物を該ベース金属に化学的に還元することを含んで成り、周囲圧又は大気圧付近の条件下で実施される、金属酸化物を含んで成る少なくとも1つの部品の表面上の該金属酸化物をそのベース金属に化学的に還元する方法。
  2. 2
    前記遠隔イオン発生器が、前記ガス入口と前記ガス出口の間に配置された磁気コイルをさらに含んで成る、請求項1に記載の方法。
  3. 3
    前記磁気コイルが、0.1~5,000Wb/m 2 の磁界を作り出す、請求項2に記載の方法。
  4. 4
    前記第1電極が、前記第2電極と比べて陽電位を有する、請求項1に記載の方法。
  5. 5
    前記第1電極が、その表面の少なくとも一部の上に配置された絶縁材料を有する、請求項4に記載の方法。
  6. 6
    前記還元ガスが、H 2 、CO、SiH 4 、Si 2 H 6 、CF 4 、SF 6 、CF 2 Cl 2 、HCl、BF 3 、WF 6 、UF 6 、SiF 3 、NF 3 、CClF 3 、HF、NH 3 、H 2 S、直鎖、分枝又は環状のC 1 ~C 10 炭化水素、ギ酸、アルコール、以下の化学式(III)を有する酸蒸気、即ち、 以下の化学式(IV)を有する有機蒸気、即ち、 及びそれらの混合物(化学式III及びIV中の置換基Rは、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、又は置換アリール基である)から成る群より選択された、請求項1に記載の方法。
  7. 7
    前記ガス混合物が0.1~100vol%の水素を含んで成る、請求項6に記載の方法。
  8. 8
    前記ガス混合物が0.1~4vol%の水素を含んで成る、請求項7に記載の方法。
  9. 9
    前記ガス混合物がキャリヤーガスをさらに含んで成る、請求項1に記載の方法。
  10. 10
    前記キャリヤーガスが、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン及びそれらの混合物から成る群より選択された、請求項9に記載の方法。
  11. 11
    前記電圧が0.1~50kVである、請求項1に記載の方法。
  12. 12
    前記電圧が0.01~30kVである、請求項1に記載の方法。
  13. 13
    前記第1及び第2電極間の距離が0.1~30cmである、請求項1に記載の方法。
  14. 14
    前記第1及び第2電極間の距離が0.5~5cmである、請求項13に記載の方法。
  15. 15
    前記電圧がパルスである、請求項1に記載の方法。
  16. 16
    前記電圧パルスの周波数が0超~100kHzである、請求項15に記載の方法。
  17. 17
    前記第1電極が接地された、請求項1に記載の方法。
  18. 18
    前記第2電極が接地された、請求項1に記載の方法。
  19. 19
    前記電子が、陰極放出、ガス放電、又はそれらの組み合せから成る群より選択された少なくとも1つの方法によって前記供給工程で生成される、請求項1に記載の方法。
  20. 20
    前記陰極放出法が、電界放出、熱放出、熱電界放出、光電子放出、及び電子ビーム放出から成る群より選択された少なくとも1つの方法である、請求項19に記載の方法。
  21. 21
    少なくとも1つの表面上に半田及び金属酸化物を含んで成る少なくとも1つの部品をフラックスレス半田付けする方法であって、 基材が接地電位又は陽電位を有するターゲットアッセンブリとして、該基材に接続される少なくとも1つの部品を提供すること;還元ガスを含んで成るガス混合物を、ガス入口、該ガス入口と流体が連絡しているガス出口、アノード、カソード、及び該ガス入口と該ターゲットアッセンブリに近い該ガス出口との間に配置された磁気コイルを含んで成る遠隔イオン発生器に通過させること;該カソード及び該アノードのうち少なくとも一方にエネルギーを供給して、該遠隔イオン発生器を通過する該還元ガスの少なくとも一部に付着する電子を発生させ、それによって負に帯電した還元ガスを該ガス出口で形成すること(供給工程);該磁気コイルにエネルギーを供給して、該負に帯電した還元ガスの近くに磁界を与えること;並びに 該ターゲットアッセンブリを該負に帯電した還元ガスと接触させて、該少なくとも1つの部品の該少なくとも1つの表面上の該金属酸化物をそのベース金属に化学的に還元することを含んで成り、周囲圧又は大気圧付近の条件下で実施される、少なくとも1つの表面上に半田及び金属酸化物を含んで成る少なくとも1つの部品をフラックスレス半田付けする方法。
  22. 22
    前記アノードが、その表面の少なくとも一部の上に配置された絶縁材料を含んで成る、請求項21に記載の方法。
  23. 23
    前記遠隔イオン発生器中の前記ガス混合物の温度が25°C~3,500°Cである、請求項21に記載の方法。
  24. 24
    前記遠隔イオン発生器中の前記ガス混合物の温度が150°C~1,500°Cである、請求項23に記載の方法。
  25. 25
    前記カソードの温度が25°C~3,500°Cである、請求項21に記載の方法。
  26. 26
    前記カソードの温度が150°C~1,500°Cである、請求項25に記載の方法。
  27. 27
    前記供給工程のエネルギーが、電気エネルギー源、電磁エネルギー源、熱エネルギー源、光エネルギー源、及びそれらの組み合せから成る群より選択された少なくとも1つの供給源である、請求項21に記載の方法。
  28. 28
    前記エネルギーが前記カソードに適用される、請求項21に記載の方法。
  29. 29
    前記遠隔イオン発生器内の圧力が1~20気圧である、請求項21に記載の方法。
  30. 30
    前記遠隔イオン発生器内の圧力が1~5気圧である、請求項29に記載の方法。
  31. 31
    前記カソードが、黄銅、ステンレス鋼、銅、ニッケルクロム、アルミニウム、タングステン、黒鉛、金属基材上に堆積された金属酸化物、及びそれらの混合物から成る群より選択された材料から構成される、請求項21に記載の方法。
  32. 32
    前記カソードが、ワイヤー、コイル、スクリーン、ロッド、鋭いチップを備えたロッド、鋭いチップを備えたずらりと並んだロッド、ワイヤーから構成されたブラシ、その表面の少なくとも1つから出た突出部を有するプレート、その表面から出た突出部を有するロッド、及びそれら2種以上から成る群より選択された幾何学形状を有する、請求項21に記載の方法。
  33. 33
    前記部品と前記遠隔イオン発生器の出口との間の距離が0.1~30cmである、請求項21に記載の方法。
  34. 34
    前記部品と前記遠隔イオン発生器の出口との間の距離が0.5~5cmである、請求項21に記載の方法。
  35. 35
    前記遠隔イオン発生器が移動する、請求項21に記載の方法。
  36. 36
    前記ターゲットアッセンブリが移動する、請求項21に記載の方法。
  37. 37
    前記遠隔イオン発生器が移動する、請求項36に記載の方法。
  38. 38
    リフロー半田付け、ウェーブ半田付け、ウェハバンピング、メッキ、ろう付け、溶接、表面洗浄、薄膜の脱酸素、及びそれら2種以上より成る群からの少なくとも1つの処理で使用される、請求項21に記載の方法。
Independent claims38