加圧によるボイドフリー硬化 加圧硬化オーブン(PCO)またはオートクレーブは、隙間の発生を最小限に抑え、接着強度を高めるために使用されます。また、ダイアタッチやアンダーフィルの用途にもよく使用されます。 ボイドがもたらす不具合 デバイスと基板との密着性の低下 熱性能の低下 「はんだクリープ」による電気不具合 正確性の低下と寿命の短縮 加圧硬化によるボイドの除去 圧力が高くなると、より多くの気体分子が分解されます(ヘンリーの法則) ヘンリーの法則 – 液体中に溶ける気体量は、液体上の気体の分圧に比例する。 硬化中に圧力を上げると、ボイドがなくなります。 UF中の気泡は、圧力を上げると分解されます。 基板 硬化媒体中に残留している気泡は、圧力が高くなると分解されます。 分解されたガスは拡散します。 基板 分解されたガスは拡散し、媒体全体に広がります。端に達するとガスが外へ抜けます。 最終的に残留ガスが全て抜け、硬化媒体はボイドレスとなります。 Board 最終的に残留ガスが全て抜け、硬化媒体はボイドレスとなります。 加圧硬化炉プロセス 加圧硬化炉(PCO)またはオートクレーブはボイドを最小限に抑え、接着強度を高めるため、様々な接着・硬化用途で使用されています。 PCOは空気や窒素で硬いチャンバーを加圧し、プログラムで定められた硬化サイクル全体にわたって圧力プロファイルを維持します。 対流式ヒーターと熱交換器は、硬化サイクル全体にわたってプログラムで定められた温度プロファイルを維持します。 一般的なPCO温度と圧力プロファイル PCOの代表的な使用例 ダイアタッチ硬化 アンダーフィル硬化 Ag焼結硬化 MEMS封止 テーピング/ラミネーション PCBビア埋め 封止材硬化 コンポジット成型 加圧硬化炉の詳細はこちら
フラックスレスはんだ付け フラックス使用時の問題点 従来、はんだ付けにはフラックスを使用する必要がありました。フラックスは、はんだ付けする金属の酸化物を除去し、はんだ全体の湿潤性を向上させるため、高品質なはんだ接合を実現するために必要なものです。しかし、フラックスには欠点があります: フラックスはリフロー工程時にガスを発生させ、ボイド(隙間)ができることがあります。 フラックスは残渣を残すので、リフロー工程後に洗浄する必要があります。フラックス残渣は適切に洗浄されないと酸性に傾き、デバイスの信頼性を低下させる可能性があります。 フリップチップやBGAの場合、フラックス残渣が配線間に挟まり、アンダーフィルフローを阻害する可能性があります。その結果、アンダーフィルのボイドが発生し、装置の信頼性を低下させる原因となります。 フラックス不要のギ酸リフロー フラックスレスリフロー炉は、金属はんだの酸化物を除去するためにギ酸(CH2O2)の蒸気を利用し、フラックスの代わりにギ酸を使用します。 ボイドなどのフラックス残渣の問題を解消 リフロー前のフラックス塗布やリフロー後のフラックス洗浄などフラックスに関わる工程が不要になり、時間、コスト、設置面積の削減になります。 Heller Industriesは、連続運転可能なフラックスレスリフロー炉を市場に送り出した最初の企業です。 ギ酸リフローの仕組み ギ酸リフローに関わる化学反応は2段階のプロセスで起こります。 熱プロファイルのソーク段階(~150℃と200℃の間)で、ギ酸の蒸気がプロセスチャンバー入り、はんだ上の金属酸化物と反応してギ酸塩が生成されます。 200℃以上になると、ギ酸塩が水、水素、CO2に分解されます。これにより、はんだは酸化物を含まない、純粋な状態になります。 ステップ1:ギ酸金属が生成される(150~200℃) MeO + 2HCOOH → Me(COOH)2 + H2O ステップ2:ギ酸金属が分解され、純粋な金属が残る(200℃以上) Me(COOH)2 → Me + 2CO2 + H2 ギ酸リフロー炉 ギ酸は、ほとんどのリフロープロファイルに組み込むことができますが、ピーク温度が350℃以下の場合に使用することをお勧めします。パワーデバイスのパッケージングや半導体のバンピング、ダイアタッチ用途に最も使用されていますが、フラックスを使用したくない他の用途にも適しています。ギ酸リフローはボイド除去を強化するために、真空アシストリフローと併用されることが多いです。Hellerのギ酸および真空装置の詳細については、こちらをご覧ください。 ギ酸リフロー炉 “フラックスレスはんだ付けリフロー用のガスオプションとして、フォーミングガスもご用意しています。 フォーミングガスは通常4~5%の水素と窒素の混合ガスで、高温(通常350℃以上)リフロー用途のフラックス代替としての機能を備えています。高温環境下でのフラックスレス装置をお探しなら、フォーミングガスは理想的なフラックスレスオプションです。” ギ酸リフロー炉の詳細はこちら
真空リフローによるボイドフリーはんだ付け 高性能な電子機器やパワーデバイスは、より高い電力密度を求めています。その結果、今日の信頼性基準に準拠するために、ボイドフリーのはんだ接続がますます必要となっています。 はんだ接合部のボイドは、以下のような不具合を引き起こす可能性があります: デバイスのオーバーヒート 電気性能の低下 高周波環境下でのRF性能の低下 全体的な信頼性の低下 ボイドは、真空アシストリフローで効果的に除去することができます。 閉じ込められたガスの気泡は、圧力が下がるにつれて大きくなります。 大きな気泡は他の気泡と合体し、最終的に液体はんだの端に衝突して押し出されます。 大きな気泡は強い浮力で外に押し出されます。 標準リフロー 真空リフロー Heller製真空リフロー炉の詳細はこちら Heller製真空リフロー炉の詳細はこちら
Heller工業 – ソフトウェアのダウンロード ダウンロードについては、お問い合わせください。 Hellerソフトウェア製品 Heller 365 – SPCおよびトレーサビリティソフトウェアパッケージを3段階で提供しています: レベル1 – (トレーサビリティ) 全製品の記録、オーブンパラメータ、CpK レベル2 – (センサーレス・プロファイル・モニタリング)レベル1に加え、各基板のプロファイルを監視 レベル3 – (TC付きプロファイルモニタリング)レベル1に加え、基板高さ付近にセンサーロッドを追加配置し、各基板のプロファイルを監視 インダストリー4.0対応のHellerインターフェースとHellerサポート 互換性のあるインターフェイス規格 IPC CFX Hermes SECS/GEM ASM iLNB Fuji Link EFEMを内蔵した自動化 Hellerはウエハーと大型ガラスパネルを装備するためEFEMを内蔵しています。デュアルEFEMとリターンコンベア付きシングルEFEM構成オプションもご用意しています。
縦型硬化炉 米国製インライン縦型硬化炉で世界最大の設置台数を誇るHellerは、多くの大手電子機器メーカーに選ばれています。縦型インラインのエポキシ硬化プロセス自動化により、生産性や品質の向上、および床面積を最小限に抑えています。インライン処理による生産性の向上により、バッチ式炉への搬入・搬出にかかる無駄な時間や労力を省き、装置が温まるのを待つ必要がないため、最大の生産性を実現します。全自動または半自動のオプションをご用意しています。プロセスの一貫性向上と連続的なインライン処理により、硬化炉ドアの開閉時に生じる温度変動を抑制し、強制対流式加熱により一貫性のある均一なプロファイルが得られます。プロセスの一貫性した向上により、製品品質の向上につながります。 縦型硬化炉755 K3で得られた、温度均一性に優れた30分間の硬化プロファイルです。縦型式により床面積を最小限化しています。工場フロア、特にクリーンルームのフロア配置コストが上昇する中、縦型式装置はわずか6フィートの設置面積で数時間のキュアサイクルを提供することができます。 縦型硬化炉での基板の動き – 755 K3 VCO 755 K3/K5 オプションにクリーンルーム機能が付いた縦型式小型硬化炉です。わずか6フィートの床面積で、4 時間という長いキュアサイクルを実現できます。様々なパレットサイズに対応可能な、多用途のキュア炉です。 VCO 755-350 最大350mm x 350mmの基板またはパレットに対応し、オプションにクリーンルーム機能が付いた縦型硬化炉です。 VCO 722 クリーンルームスペース4フィート未満の設置面積の小さい縦型硬化炉
加圧硬化炉 当社はSMTはんだリフローのパイオニアとして、完全対流式や効率的な窒素使用など、様々な加圧硬化のニーズに対応するカスタマイズした加圧硬化炉やリフロー炉製品ラインナップを提供する初の企業です。HellerはR&Dから大量生産まで、様々な用途に適したチャンバーサイズの加圧硬化炉を提供しています。また、クリーンルームや自動化のオプションも多数ご用意しています。 対流加熱式加圧硬化炉 チャンバー内の圧力を一定に保ちながら、空気(または窒素)を対流式で加熱します。加熱された空気は、信頼性の高いファンモーターで移動し、圧力チャンバー内を連続的に循環し、製品に安定した加熱を提供します。 真空モジュールオプション オプションの真空ポンプを追加することで、ボイドの除去性能を向上させられます。硬化サイクルの最初に大きなボイドを真空で除去し、小さなボイドを圧力で除去します。真空と圧力の両方を活用することで、サイクルタイムの短縮を図ることができます。 PCO 500 300mmウェハー用伝導加熱プレートオプション付き手動装填・バッチ式加圧硬化炉 PCO 520 マガジン用手動装填・バッチ式加圧硬化炉 PCO 1150 PLPガラスパネル硬化用の手動装填・加圧硬化炉 PCO 1280 二重装填装置と2冊のマガジン容量を備えたPLPガラスパネル硬化用インライン式加圧硬化炉 PCO 1300 300mm EFEM付き全自動加圧硬化炉
フラックスレス/ギ酸リフロー炉 Hellerは、ギ酸蒸気用の水平型フラックスのないギ酸リフローリフローオーブンを設計/製造しました。この新しいオーブンは、Semi S2/S8の安全基準(有毒ガスを含む)を満たすように設計されています。 当社のギ酸リフロープロセス. ギ酸リフロー炉は通常のリフロー炉と同様に、重要な加熱ゾーン(通常はソークゾーン)にギ酸の蒸気を注入して動作します。ここで、リフロー前の金属上の酸化物をギ酸で除去します。ギ酸のレベルはバブラーシステムによって維持され、リアルタイムでモニターされます。 ギ酸精密バブラーキャビネット. 当社のギ酸リフロー炉は、バブラーシステムによりプロセスチャンバー内のギ酸濃度を安定させ、安定したギ酸濃度を提供します。 0.5%以内の安定したギ酸蒸気濃度を供給するよう設計されており、安定した工程を確保します。 ギ酸蒸気濃度は一定の温度でアントワン式に従って窒素を飽和させます。バブラー温度とバブラー内の窒素流量により、炉内のギ酸蒸気濃度を変化させることができます。 自動充填システムにより、バブラーが最小レベル以下になることはありません。 バブラーキャビネット Hellerギ酸ゲート. ガス消費量を大幅に削減するギ酸ゲートを開発しました。ギ酸ゲートとは、リフロー炉の出入口に設置された2重のドアを指します。生産中に製品が機械に出入りする際、一度に開くドアは 1 つだけです。これにより、プロセスチャンバーを外部から隔離し、窒素とギ酸の消費量を削減します。 1936MK5-F ギ酸リフロー炉 2043MK5-F ギ酸リフロー炉 ギ酸リフローのメリットをご紹介します: 大量生産向けギ酸リフロー – 当社のギ酸リフロー炉は、通常のリフロー炉と同様にインライン連続処理を実現します。バッチ式と比較し、最高の生産性を実現します。 低消耗コスト – ギ酸リフロー炉には、炉の入口と出口に2重ドアを設け独自のギ酸ゲート機能が備わっています。これにより、高い生産性を維持しながら、窒素とギ酸の消費量を抑えられます。 真空プロセスオプション – ボイドフリー化への要求が高まる中、ギ酸リフロー炉はリフローゾーンに真空チャンバーをオプションで用意しています。 先進の安全システム – ギ酸炉はすべてのSEMI S2/S8規格に適合しており、安全モニタリングと軽減システムを装備しています。 最大クラス100のクリーンルーム対応 – 複数のクリーンルーム対応オプションがあり、最大クラス100まで対応可能! リアルタイム連続ギ酸モニタリング – ギ酸濃度を連続的に表示・記録し、効果的な工程モニタリングを実現します。 リーダーシップと経験 – Heller Industriesはフラックスレスギ酸リフローのパイオニアであり、連続インラインギ酸リフローを初めて市場にもたらした技術リーダーです。
ボイドレス/真空リフロー炉 真空リフロー炉は、R&DからHVMまで、あらゆる生産量に対応できるよう、設置面積や真空チャンバーサイズなど、様々なオプションが用意されています。真空リフロー炉がお客様にどのように役立つかをご覧いただくために、VacuumTest@hellerindustries.com までお問い合わせください。真空リフローの説明会やお客様製品のボイド分析は無料でおこなっております。 Heller製真空リフロー炉の主なメリット: 低ボイド率 リフロー工程で真空サイクルを活用することにより、はんだ接合部や界面のボイドを除去することができます。 最高レベルのUPH 真空リフロー炉は、オプションのステージングコンベアで真空チャンバーの移動時間を最短にすることができます。また、デュアルレールコンベアにより生産性アップも可能です。 部品がずれない スムーズな移動コンベアシステムにより、炉内の移動中に部品がずれたり動いたりすることはありません。コンベア上の基板は、真空チャンバーへの出入りを含め、移動中の振動が最小限に抑えられます。 窒素不活性環境が10PPMになると、窒素消費量を50%削減します。 当社の真空ポンプはクローズドループ制御により、多段階のポンプダウンと充填を制御しています。これにより、競合他社が提供するシングルステージ、オープンループの真空システムで発生する可能性のある歩留まりを殺すはんだとフラックスの飛散を防ぐことができます。 マルチステップポンプダウンの真空プロファイル 赤外線ヒーター付き真空チャンバー 赤外線ヒーターにより真空チャンバー内を最高温度に到達させ、液相線上での時間を短縮し、プロセスの柔軟性を向上させます。また、高いチャンバー温度により、チャンバー内にフラックスが蓄積されることがありません。 真空チャンバー内の時間 オーブンCpkレポートソフトウェア – ECDを搭載したこのSPCパッケージは、工程のリアルタイムCpkデータを提供します – 追加料金なし標準機能です! 受賞歴のあるフラックス分離システム フィルターなしのフラックス分離システム 冷却速度を上げるための水冷オプション 30分で完了する「イージークリーン」モード 窒素不活性ガス 酸素濃度10PPMまで、窒素消費量を50%削減します。 クローズドループ制御による酸素濃度監視で、プロセス制御をより厳密にします! オーブンCpkレポートソフト ECDを搭載したこのSPCパッケージは、工程のリアルタイムCpkデータを提供します – 追加料金なし標準機能です。 真のリーダーシップと経験 Hellerは真空リフローにおける数年の経験を持ち、真空リフロー技術の世界的リーダーとして認められています。 1936 MKV真空リフローオーブン 1808MK5-VR ボイドレス真空リフロー炉 対流7ゾーン+IR3ゾーン+冷却2ゾーン、全長465cm 1911MK5-VR 10ゾーン付き真空リフロー炉 対流10ゾーン+IR3ゾーン+冷却3ゾーン、全長590cm 1912MK5-VR 真空リフロー炉 対流11ゾーン+IR3ゾーン+冷却3ゾーン、全長590cm 1936MK5-VR 真空ボイドレス炉 対流8ゾーン+IR3ゾーン+冷却3ゾーン、全長589cm 2043MK5-VR 真空リフロー炉 対流10ゾーン+IR3ゾーン+冷却3ゾーン、全長680cm
熱処理ソリューションにおけるリーダーシップ SMT、電子機器組立、パワーデバイス組立、半導体アドバンスドパッケージング業界向けの熱処理ソリューションにおけるリーダーシップに注力します。 Heller Industriesは1960年に設立され、1980年代には対流式リフローはんだ付けのパイオニアとなりました。長年にわたり、Hellerはお客様と協力し、高い要望を満たすためにシステムを継続的に改良してきました。挑戦と変化を受け入れることで、Hellerは熱処理ソリューションにおけるワールドリーダーの地位を獲得してきました。 リフロー炉技術、フラックスレスリフロー技術、硬化炉技術におけるマーケットリーダーとして、世界中の電子機器メーカーや半導体先端のパッケージメーカーにソリューションを提供しています。 私たちは、システムの寿命が尽きるまで、セールス、エンジニアリング、サポートを提供し続けます。また、単一の窓口で、迅速で知識豊富なサービス組織を提供します。HELLERが長年にわたって安定した成長を遂げてきた理由は、この信頼性にあります。特にグローバル市場では、ビジネス関係を構築するには長年の努力が必要なのです。 当社の高度な製造・生産システムは、標準炉も特殊炉も、コスト効率よく、迅速に提供します。これらのサービスは、60年以上にわたる一貫した経営方針と技術専門知識の結果である企業力と財政力に支えられています。対流式リフロー炉の技術開発パイオニアとして、お客様のリフロー・硬化用途のニーズをぜひお聞かせください。 リフローオーブン市場におけるリーダーシップ HELLER工業は、オーブン技術におけるリーダーシップの限界に挑戦し続けています。強制対流リフローやインライン連続硬化などの導入のパイオニアとして、世界中の電子機器メーカーや組立メーカーにソリューションを提供しています。HELLERの経営理念の根底には、お客様のお悩みを解決する製品開発へのこだわりであることです。 私たちは、業界の懸念に耳を傾けることが非常に重要であると考えています。現場からのフィードバック、提案、カスタムリクエストをすべて検討し、お客様と相談しながら新しいコンセプトを創り出しています。HELLERの最も重要なイノベーションは、このプロセスから生まれたもので、市場に広く応用されています。 私たちが提供する包括的な社内価値観教育プログラムは、顧客対応型の製品開発への継続的な注力を保証するものです。また、従業員の献身的な努力と熱意は、グローバル市場へのアプローチにおいて重要な要素であり続けています。このような従業員への投資により、常にお客様の要望を超え続けるサービスを提供します。 当社の豊富なエンジニアリングリソースは、お客様それぞれのプロセス要件を満たすカスタムソリューションを創造します。 オーブン製造におけるリーダーシップ 私たちは最先端の生産システムを使用し、品質保証プロトコルを用いて世界中の現場経験を調査し、エンジニアリングに即座にフィードバックしています。工場では、従業員の活躍により、製品やプロセスの改善が文書化され、伝達され、実施されます。これらのプロセスの相互作用により、当社は納期厳守、長期信頼性、収率の高い量産を特徴とする機器を製造しています。 私たちは世界中のシックスシグマ生産環境において信頼性の高いリフロー炉と硬化炉のシステムを製造しています。 マネジメントにおけるリーダーシップ 経営陣の結束力により、継続性を確保しています。今日あなたが話している人たちは、この会社で受け継がれてきたものであり、そして未来があるのです。当社のスタッフは全員、工学基礎に基づき、炉製造の訓練を受けています。この共通した経験が組立、設計、サービス、品質保証など、会社のさまざまな機能の遂行を支えています。 設備の選択は大きな決断です。これは、常に多くの要素を慎重に分析、検討しなければならない重大事項なのです。HELLERを選べば、これらすべての要素が保証されます。即応性のある経営陣、エンジニアリングの専門知識、革新への献身、そして信頼性の高い設備が、お客様のニーズを満たしてくれるのです。58年の歴史を持つ企業と財務強みにより、HELLERは資本設備ビジネスの自然なサイクルの中で安定性を維持することができています。 低運用コスト、高い柔軟性、メンテナンスの軽減、高いスループットなど、当社のオーブンの強みはすべて、お客様の工程をより効率的にして差し上げます。これにより、お客様が希望する品質と納期を実現することができるのです。市場をリードする企業を選択すれば、その機械とそれを支える人々が、競争力そのものとなるのです。 当社経営陣は、リーダーシップ、炉の革新性、顧客満足を通じて、お客様の安全を確保します。 熱処理イノベーションにおけるリーダーシップ 1987年に最初のフル対流リフローオーブンを発表して以来、HELLER工業は革新と改良を市場にもたらしてきました。HELLERは、電子機器メーカーの製品開発サイクルの短縮化に対応する中で、リフローや硬化の問題をに対するノウハウを蓄積してきた。現在、業界標準となっているフル対流リフローの先駆者として、当社は次のような大きな技術的課題を克服してきましたし、これからも克服していきます。 不活性雰囲気でのリフロー時の窒素消費量と酸素PPMを最小化し、運用コストを削減します。 窒素リフローオーブンの冷却ゾーンからフラックスの凝縮水を除去するため、初のフィルターレスソリューションを開発し、メンテナンスはほぼ不要となりました。 経済における柔軟性を高めるために、現場で窒素を再導入できるリフローオーブンを開発しました。 初となる二重レールオーブンを設計し、省スペース、低コストで、ユーザーのリフローと短期硬化の両方をサポートしています。 ダイアタッチ、フリップチップアンダーフィル、COBカプセル化などの用途に対応したインライン縦型オーブンシリーズで、硬化の生産性を向上させます。 ボイドフリーエポキシ、アンダーフィル硬化用加圧硬化炉の製品ラインを開発します。 フラックスフリーギ酸リフローとボイドフリー真空リフローのソリューションを開発するために、業界のパートナーと協力します。 イノベーションへの当社の取り組みにより、ダイナミックで最先端の技術革新に対応することができます。 熱処理開発、サービス、サポートにおけるリーダーシップ HELLERのエンジニアリングスタッフは、お客様とのパートナーシップのもと、小さな改良から斬新なアプローチまで、全ての要望にお答えします。このような継続的な改善プログラムにより、すべてのお客様に大きな利益をもたらします。当社のリフローと硬化の技術をお客様の工程に適用することで、競争力を高めることができます。 HELLERは、アメリカ、ヨーロッパ、アジアに複数のサービス拠点を持っており、工場には24時間体制でサービスエンジニアが常駐しています。世界中のお客様をサポートしているのです。また、最先端のRMATS(Remote Modem-Accessible Technical Service)プログラムでは、世界中の動画機能を使ったサポートをも提供しています。この最新のシステムにより、当社のサービスエンジニアはオーブン内部の電子機器にアクセスし、いつでもどこでもお客様のご質問にお答えすることができます。
製品:2043 Mark 5 リフローオーブン Heller工業のリフローオーブン「2043 Mark 5」が2015 SMT VISION Awardのリフローはんだ付け部門を受賞しました。この賞は、2015年4月21日に上海万博展示コンベンションセンターで開催された「NEPCON China 2015」の式典で授与されています。