特許 6575135 加熱冷却方法及び加熱冷却機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6575135

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】加熱冷却方法及び加熱冷却機器

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/56 20060101AFI20190909BHJP

   H01L 21/50 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20190909BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/56 E

   H01L21/50 J

   H01L23/36 A

   H01L25/04 C

【請求項の数】17

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-100307(P2015-100307)

(22)【出願日】2015年5月15日

(65)【公開番号】特開2016-219509(P2016-219509A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2018年2月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086689

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100157772

【弁理士】

【氏名又は名称】宮尾 武孝

(72)【発明者】

【氏名】中原 浩昭

(72)【発明者】

【氏名】和田 剛典

(72)【発明者】

【氏名】松下 毅

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 嘉男

【審査官】 安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０８６０１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００４−５３３０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５０６２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７０７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４３９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８６７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５１１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７３０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７７３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８０４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４２６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

Ｈ０１Ｌ ２１／５０

Ｈ０１Ｌ ２３／２８−３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３２４

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／６７−６８７

Ｈ０１Ｌ ２３／３４−３８

Ｈ０１Ｌ ２５／００−１８

Ｂ２９Ｃ ３９／３８

Ｈ０５Ｂ ６／０２−４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理部材を配置した気密性の処理室を真空排気しながら、圧力調節用ガスを導入して、前記処理室を減圧状態にする減圧工程と、
前記減圧状態において、前記被処理部材を冷却可能な冷却装置の冷却部を前記被処理部材から離間させた状態で、中空の誘導加熱コイルからなる非接触加熱装置を用いて前記被処理部材を加熱しながら、前記被処理部材の一部をなす未硬化の熱硬化性樹脂の脱泡を行う脱泡工程と、
前記非接触加熱装置を用いて前記被処理部材を加熱し、前記未硬化の熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程と、
前記冷却部として前記中空の誘導加熱コイルに冷媒を循環させて、前記被処理部材を冷却する冷却工程と、
を備える加熱冷却方法において、
前記被処理部材と前記冷却装置の冷却部との距離、又は／及び、前記処理室の圧力を変更して前記被処理部材からの放熱量を調節し、前記非接触加熱装置の出力を増減させて前記被処理部材への入熱量を制御することを特徴とする加熱冷却方法。

【請求項2】

前記減圧状態が、１０Ｐａ〜１０ｋＰａの範囲内で調節される請求項１記載の加熱冷却方法。

【請求項3】

前記処理室に導入される前記圧力調節用ガスが、水素、ヘリウムから選ばれる１種、又は水素とヘリウムの混合ガスである請求項１又は２記載の加熱冷却方法。

【請求項4】

前記被処理部材と前記冷却装置の冷却部との距離が、０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内で調節される請求項１〜３のいずれか一項に記載の加熱冷却方法。

【請求項5】

前記減圧工程の前に、前記処理室において、前記被処理部材に前記未硬化の熱硬化性樹脂を注入する注入工程を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の加熱冷却方法。

【請求項6】

前記減圧工程の後に、前記処理室において、前記被処理部材に前記未硬化の熱硬化性樹脂を注入する注入工程を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の加熱冷却方法。

【請求項7】

前記熱硬化性樹脂がシリコーンゲルである請求項１〜６のいずれか一項に記載の加熱冷却方法。

【請求項8】

前記被処理部材が、半導体モジュールである請求項１〜７のいずれか一項に記載の加熱冷却方法。

【請求項9】

被処理部材の出し入れが可能な開閉機構を有する気密性の処理室と、
前記処理室を真空排気する真空排気装置と、
前記処理室に圧力調節用ガスを導入するガス供給装置と、
前記被処理部材を加熱する非接触加熱装置と、
前記被処理部材を冷却する冷却装置と、
前記被処理部材及び／又は前記冷却装置の冷却部を移動させて、前記被処理部材と前記冷却装置の冷却部との距離を変更する移動装置と、
前記被処理部材の温度を計測するための温度センサと、
を備え、
前記被処理部材と前記冷却装置の冷却部との距離、又は／及び、前記処理室の圧力を変更して前記被処理部材からの放熱量を調節し、前記非接触加熱装置の出力を増減させて前記被処理部材への入熱量を制御するように構成され、
前記非接触加熱装置の加熱部は、冷媒が循環可能な流路が形成された中空の誘導加熱コイルであり、前記冷却部を兼ねていることを特徴とする加熱冷却機器。

【請求項10】

前記中空の誘導加熱コイルに当接する位置に、絶縁体材料で構成されている冷却板を備えている請求項９に記載の加熱冷却機器。

【請求項11】

前記中空の誘導加熱コイルは、平面状に巻かれていて、その主面が平坦にされている請求項９又は１０に記載の加熱冷却機器。

【請求項12】

前記冷却装置は、前記処理室の外部に設置された熱交換器と、前記冷却部及び前記熱交換器を環状に接続する冷媒配管と、前記冷媒配管内の冷媒を前記冷却部と前記熱交換器との間で循環させるための循環ポンプと、前記冷却部に循環させる冷媒の流量を調節するための冷媒流量調節弁とを備え、
前記被処理部材の熱は、固体間の直接接触、又は気体を介する間接接触によって、前記冷却部へ伝達される請求項９〜１１のいずれか一項に記載の加熱冷却機器。

【請求項13】

前記冷却部は、耐熱性を有する絶縁体材料で構成されている請求項９〜１２のいずれか一項に記載の加熱冷却機器。

【請求項14】

前記非接触加熱装置は、赤外線ランプをさらに備え、前記被処理部材に対して、前記中空の誘導加熱コイルの反対側に配置されている請求項９〜１３のいずれか一項に記載の加熱冷却機器。

【請求項15】

前記温度センサの少なくとも一つは、非接触温度センサであって、前記被処理部材の上方に配置されている請求項９〜１４のいずれか一項に記載の加熱冷却機器。

【請求項16】

前記処理室内に配置され、前記被処理部材に未硬化の熱硬化性樹脂を注入するための樹脂注入装置を備える請求項９〜１５のいずれか一項に記載の加熱冷却機器。

【請求項17】

前記被処理部材の質量を測定する質量センサを備える請求項９〜１６のいずれか一項に記載の加熱冷却機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加熱冷却方法及び加熱冷却機器に係り、より詳細には、半導体モジュールの樹脂封止に好適な、加熱冷却方法及び加熱冷却機器に関する。

【背景技術】

【0002】

電力変換用途のスイッチングデバイス等として用いられるパワー半導体モジュールなどでは、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＦＷＤ（Ｆｒｅｅ Ｗｈｅｅｌｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの半導体素子を、セラミックス板の両面にＣｕ層を設けた積層基板に搭載し、樹脂ケースに収納した後、シリコーンゲルを注入して熱硬化させる実装構造が採用されている。

【0003】

例えば、下記の特許文献１には、パワー半導体素子を有するパワーモジュールをチャンバー内に設置し、チャンバー内を減圧し、且つ超音波振動を印加した状態で、前記パワーモジュールにゲルを注入し、さらに所定時間前記減圧及び前記超音波振動の印加を継続することを特徴とするパワーモジュールの製造方法が開示されている。

【0004】

また、下記の特許文献２には、テープキャリヤに搭載された半導体チップを封止するための樹脂封止処理部と、前記樹脂によって封止された封止部を減圧下に置くための減圧領域形成部と、減圧領域形成部の後段に前記封止部を加熱して硬化させる熱硬化処理部とを設けた半導体装置の製造装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１５１２１４号公報

【特許文献2】特開平６−１０４３０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１、２の装置では、半導体装置に樹脂を注入する注入部、樹脂を注入した半導体装置を減圧状態において脱泡する減圧部、樹脂を熱硬化させる熱風炉等が、別チャンバーとして直列に並べられた構成になっており、設置面積が大きいという問題がある。また、超音波を印加して脱泡する方法はボンディングワイヤ等の接合部にダメージを与えるという問題がある。また、減圧し、脱泡しながら、精度よく所定の温度に調節することが求められるが、加熱装置による温度制御では十分ではないという問題があった。

【0007】

このような問題に鑑み、本発明の目的は、未硬化で高粘度の熱硬化性樹脂を効率よく脱泡した後、加熱して熱硬化させ、冷却して取出す加熱冷却方法、及び加熱冷却装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の加熱冷却方法は、被処理部材を配置した気密性の処理室を真空排気しながら、圧力調節用ガスを導入して、前記処理室を減圧状態にする減圧工程と、前記減圧状態において、前記被処理部材を冷却可能な冷却装置の冷却部を前記被処理部材から離間させた状態で、非接触加熱装置を用いて前記被処理部材を加熱しながら、前記被処理部材の一部をなす未硬化の熱硬化性樹脂の脱泡を行う脱泡工程と、前記非接触加熱装置を用いて前記被処理部材を加熱し、前記未硬化の熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程と、前記冷却装置を用いて前記被処理部材を冷却する冷却工程と、を備える加熱冷却方法において、前記被処理部材と前記冷却装置の冷却部との距離、又は／及び、前記処理室の圧力を変更して前記被処理部材からの放熱量を調節し、前記非接触加熱装置の出力を増減させて前記被処理部材への入熱量を制御することを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、被処理部材の一部をなす未硬化で高粘度の熱硬化性樹脂を、減圧状態において、この段階では熱硬化しないように温度制御しながら加熱し、効率よく脱泡することができる。そして、脱泡した未硬化の熱硬化性樹脂を更に加熱して熱硬化させ、気泡を含まない均一で良質な硬化物を得ることができる。

【0010】

本発明の加熱冷却方法において、前記減圧状態が、１０Ｐａ〜１０ｋＰａの範囲内で調節されることが好ましい。

【0011】

上記範囲内で調節すれば、被処理部材と冷却部が離間していても気体の分子運動によって熱が伝わるので、加熱と冷却をバランスさせて精度よく温度制御することができる。

【0012】

本発明の加熱冷却方法において、前記処理室に導入される前記圧力調節用ガスが、水素、ヘリウムから選ばれる１種、又は水素とヘリウムの混合ガスであることが好ましい。

【0013】

上記ガスによれば、熱伝導がよいので、被処理部材の熱を効率よく冷却装置の冷却部へ放熱させることができる。

【0014】

本発明の加熱冷却方法において、前記被処理部材と前記冷却装置の冷却部との距離が、０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内で調節されることが好ましい。

【0015】

上記範囲内で調節すれば、被処理部材と冷却部が離間していても気体の分子運動によって熱が伝わるので、加熱と冷却をバランスさせて精度よく温度制御することができる。

【0016】

本発明の加熱冷却方法において、前記減圧工程の前に、前記処理室において、前記被処理部材に前記未硬化の熱硬化性樹脂を注入する注入工程を備えることが好ましい。

【0017】

上記方法によれば、未硬化の熱硬化性樹脂の注入、脱泡、加熱、冷却を、１台の装置で連続して行うことができる。

【0018】

本発明の加熱冷却方法において、前記減圧工程の後に、前記処理室において、前記被処理部材に前記未硬化の熱硬化性樹脂を注入する注入工程を備えることが好ましい。

【0019】

上記方法によれば、減圧状態で未硬化の熱硬化性樹脂を注入するので、注入中の気泡の捲込みを避けることができる。

【0020】

本発明の加熱冷却方法において、前記熱硬化性樹脂がシリコーンゲルであることが好ましい。

【0021】

上記方法によれば、気泡を含まないシリコーンゲルの熱硬化物を得ることができる。

【0022】

本発明の加熱冷却方法において、前記被処理部材が、半導体モジュールであることが好ましい。

【0023】

上記方法によれば、気泡を含まない熱硬化性樹脂で封止され、信頼性に優れた半導体モジュールを提供できる。

【0024】

本発明の加熱冷却機器は、被処理部材の出し入れが可能な開閉機構を有する気密性の処理室と、前記処理室を真空排気する真空排気装置と、前記処理室に圧力調節用ガスを導入するガス供給装置と、前記被処理部材を加熱する非接触加熱装置と、前記被処理部材を冷却する冷却装置と、前記被処理部材及び／又は前記冷却装置の冷却部を移動させて、前記被処理部材と前記冷却装置の冷却部との距離を変更する移動装置と、前記被処理部材の温度を計測するための温度センサと、を備え、前記被処理部材と前記冷却装置の冷却部との距離、又は／及び、前記処理室の圧力を変更して前記被処理部材からの放熱量を調節し、前記非接触加熱装置の出力を増減させて前記被処理部材への入熱量を制御するように構成されていることを特徴とする。

【0025】

上記態様によれば、被処理部材と冷却部との距離、又は／及び、処理室の圧力を変更して前記被処理部材からの放熱量を調節し、非接触加熱装置の出力を増減させて被処理部材への入熱量を制御するようにしたので、減圧状態においても、被処理部材の温度を精度よく制御できる。

【0026】

本発明の加熱冷却機器において、前記非接触加熱装置の加熱部は、誘導加熱コイルであって、前記被処理部材の下方に配置された前記冷却装置の冷却部のさらに下方に配置されていることが好ましい。

【0027】

上記態様によれば、被処理部材に冷却部を当接又は近接させて配置しても、冷却部に影響されることなく、被処理部材を直接加熱することが可能となり、加熱冷却効率を高めて処理時間を短縮できると共に、被処理部材を処理室内で移動させることなく、加熱処理と冷却処理とを連続して行うことができる。

【0028】

本発明の加熱冷却機器において、前記非接触加熱装置の加熱部は、赤外線ランプであって、前記被処理部材の上方に配置されていることが好ましい。

【0029】

上記態様によれば、誘導加熱では直接加熱できない熱硬化性樹脂を、直接加熱することができる。

【0030】

本発明の加熱冷却機器において、前記冷却装置は、冷媒を循環させるための冷媒流路を有する冷却部と、前記処理室の外部に設置された熱交換器と、前記冷却部及び前記熱交換器を環状に接続する冷媒配管と、前記冷媒配管内の冷媒を前記冷却部と前記熱交換器との間で循環させるための循環ポンプと、前記冷却部に循環させる冷媒の流量を調節するための冷媒流量調節弁とを備え、前記被処理部材の熱は、固体間の直接接触、又は気体を介する間接接触によって、前記冷却部へ伝達されることが好ましい。

【0031】

上記態様によれば、冷媒を循環させて冷却するので、冷却能力に優れている。

【0032】

本発明の加熱冷却機器において、前記冷却部は、耐熱性を有する絶縁体材料で構成されていることが好ましい。

【0033】

上記態様によれば、磁束は絶縁体を透過するため、絶縁体の冷却板の下に誘導コイルを配置しても被処理部材を加熱することができる。また、絶縁体の冷却板は誘導加熱されないため、加熱や冷却に要するエネルギーのロスを低減できる。

【0034】

本発明の加熱冷却機器において、前記冷却部は、冷媒が循環可能な流路が形成された中空の誘導加熱コイルを備え、前記誘導加熱装置と前記冷却装置を兼ねていることが好ましい。

【0035】

上記態様によれば、中空にされた誘導加熱コイルが、誘導加熱装置と冷却装置を兼ねているので、設置スペースを節減し、処理室を小型化できる。

【0036】

本発明の加熱冷却機器において、前記冷却部は、前記中空の誘導加熱コイルと、該中空の誘導加熱コイルの上面に当接し、絶縁体材料で構成されている冷却板とを備えていることが好ましい。

【0037】

上記態様によれば、誘導加熱コイルが誘導加熱装置と冷却装置を兼ねているので、設置スペースを節減し、処理室を小型化できる。

【0038】

本発明の加熱冷却機器において、前記冷却装置を兼ねた誘導加熱コイルは、平面状に巻かれていて、その主面が平坦にされていることが好ましい。

【0039】

上記態様によれば、冷却装置を兼ねた誘導加熱コイルと冷却板との接触面積が増えるので、冷却板を効率よく冷却することができる。

【0040】

本発明の加熱冷却機器において、前記温度センサの少なくとも一つは、非接触温度センサであって、前記被処理部材の上方に配置されていることが好ましい。

【0041】

上記態様によれば、被処理部材に注入された熱硬化性樹脂の温度を直接計測し、均一で気泡を含まない硬化物が得られるように、加熱冷却装置をフィードバック制御することができる。

【0042】

本発明の加熱冷却機器において、前記処理室内に配置され、前記被処理部材に未硬化の熱硬化性樹脂を注入するための樹脂注入装置を備えることが好ましい。

【0043】

上記方法によれば、熱硬化性樹脂の注入、脱泡、加熱、冷却、１台の装置で連続して行うことができるので、装置を小型化できる。

【0044】

本発明の加熱冷却機器において、前記被処理部材の質量を測定する質量センサを備えることが好ましい。

【0045】

上記態様によれば、熱硬化性樹脂を注入する前後の被処理部材の質量から、熱硬化性樹脂の注入量を計測することができる。

【発明の効果】

【0046】

本発明によれば、被処理部材と冷却装置の冷却部との距離、又は／及び、処理室の圧力を変更して被処理部材からの放熱量を調節し、非接触加熱装置の出力を増減させて被処理部材への入熱量を制御することできるので、減圧状態においても、被処理部材の温度を精密に調節することができる。このため、被処理部材の一部をなす未硬化で高粘度の熱硬化性樹脂を、減圧状態において、この段階では熱硬化しないように温度制御しながら加熱し、熱硬化性樹脂に含まれる気泡を、効率よく脱泡することができる。そして、脱泡した未硬化の熱硬化性樹脂を更に加熱して熱硬化させ、気泡を含まない均一で良質な硬化物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】本発明に係る加熱冷却機器の一実施形態を表す概略構成図である。

【図2】本発明に係る加熱冷却機器の制御システムの一構成例を表す図面である。

【図3】本発明に係る加熱冷却方法の一実施形態を表すタイムチャートである。

【図4】本発明に係る加熱冷却方法の他の実施形態を表すタイムチャートである。

【図5】本発明に係る加熱冷却方法のさらに他の実施形態を表すタイムチャートである。

【図6】本発明に係る加熱冷却方法のさらに他の実施形態を表すタイムチャートである。

【図7】本発明に係る加熱冷却機器の他の実施形態を表す概略構成図である。

【図8】本発明に係る加熱冷却機器のさらに他の実施形態を表す概略構成図である。

【図9】本発明に係る加熱冷却機器のさらに他の実施形態を表す概略構成図である。

【図10】本発明に係る加熱冷却機器のさらに他の実施形態を表す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0048】

以下、図面を参照し、本発明による加熱冷却機器について説明する。

【0049】

［実施形態１］
図１には、被処理部材１に未硬化の熱硬化性樹脂を注入し、減圧状態で脱泡し、加熱して熱硬化させ、冷却してから取出す加熱冷却機器１００の概略構成図が示されている。

【0050】

加熱冷却機器１００を用いて加熱冷却される被処理部材１は、特に限定されない。一例として、図１には半導体素子１ａ、積層基板１ｂ、ベース板１ｃをはんだ接合し、樹脂ケース１ｄに収納し、未硬化の熱硬化性樹脂１ｅ（例えば未硬化のシリコーンゲル）を注入した半導体モジュール１が示されている。なお、前記熱硬化性樹脂１ｅは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、マレイミド樹脂などの通常使われる樹脂でもよい。半導体素子１ａは、例えばＩＧＢＴ、ＦＷＤ、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などである。また、積層基板１ｂは、例えばアルミナや窒化ケイ素などのセラミックス板の両面に銅箔が配置されている。前記セラミックス板の半導体素子１ａを接合する側の銅箔は所定の形状に加工されている、ＤＣＢ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄｉｎｇ）基板などである。ベース板１ｃは、半導体素子１ａに通電した時に発生する熱を拡げて冷却器（図示せず）へ効率的に伝熱するためのヒートスプレッダである。樹脂ケース１ｄは、半導体素子１ａを保護する外箱である。熱硬化性樹脂１ｅは、半導体素子１ａを衝撃や環境から保護するための封止材である。なお、熱硬化性樹脂１ｅは、後述するように加熱冷却機器１００の中で注入してもよいが、他の専用注入装置で注入したあと加熱冷却機器１００に搬入する方法であってもよい。

【0051】

加熱冷却機器１００は、被処理部材１の出し入れが可能な開閉機構を有する気密性の処理室４と、被処理部材１の下方に配置された冷却装置３の冷却部３ａと、冷却部３ａの下方に配置された非接触加熱装置２の加熱部２ａと、被処理部材１の上方に配置された非接触加熱装置２の加熱部２ｃと、被処理部材１と冷却部３ａとの間の距離を変更するための移動装置１０と、被処理部材１の温度を計測するための温度センサ５と、計測した温度に基づき非接触加熱装置２及び冷却装置３を制御する制御装置６と、制御装置６に信号を入力するための入力装置７と、処理室４を真空排気する真空排気装置８と、処理室４へ圧力調節用ガスを導入する圧力調節用ガス供給装置１５と、処理室４を大気圧へ戻すための置換用ガス供給装置１６と、被処理部材１に熱硬化性樹脂を注入するための樹脂注入装置１７、とを備えている。

【0052】

本発明においては、被処理部材１に対して加熱部２ａ、加熱部２ｂ、冷却部３ａが縦置きされているので、従来の加熱部と冷却部とが横置きされている場合に比べて、装置を大幅に小型化することができる。

【0053】

以下、各部の構成について詳細に説明する。

【0054】

処理室４は、蓋部４ａと底部４ｂとで構成される気密室であって、蓋部４ａは、開閉装置１３の駆動モーター１３ａから延出されたシャフト１３ｂによって支持され、シャフト１３ｂと共に昇降動作し、底部４ｂに対して開閉可能とされている。蓋部４ａの上面の内側には、被処理部材１から放射される赤外線ふく射を反射して被処理部材１に再入射させるための遮熱カバー１２ａ、１２ｂを取付けることができる。ここで、遮熱カバー１２ａ、１２ｂは、非接触加熱装置２による加熱を妨げない構造にされている。処理室４には真空排気装置８が接続されており、処理室４を真空排気することができる。また、処理室４には圧力調節用ガス供給装置１５と、置換用ガス供給装置１６が接続されており、処理室４に圧力調節用ガス、及び置換用ガスを供給することができる。

【0055】

非接触加熱装置２の一つは、加熱部２ａ（以降は、具体的に誘導加熱コイル２ａともいう）と電源２ｂで構成され、加熱部２ａは冷却部３ａの下方に配置されている。誘導加熱は、誘導加熱コイル２ａに交流電流を通電し、その磁束変化によって、被処理部材１の導電部分に渦電流を発生させ、渦電流によるジュール発熱によって被処理部材１を直接的に加熱する方法であり、他の非接触加熱装置に比べると構造が簡単で、小型化することができ、処理室４の中に設置することもできる。また、消耗部分もないことから、メンテナンスの必要がなく、連続運転に適している。

【0056】

ただし、被処理部材１が、非磁性材料で電気抵抗の低い金属、例えば銅で構成されている場合は、直に誘導加熱することが難しいため、誘導加熱され易い材料で構成された被加熱部材９（以降は、具体的にワーク台９ともいう）の上に載置し、誘導加熱コイルによってワーク台９を誘導加熱し、加熱されたワーク台９からの熱伝導によって間接的に被処理部材１を加熱してもよい。ワーク台９は、電気抵抗の高い金属又はカーボン等で構成されていることが好ましく、形状は特に限定されない。なお、以降の説明では、説明を簡潔にするため、ワーク台９を含めて被処理部材１と呼ぶことにする。

【0057】

誘導加熱コイル２ａの形状は、特に限定されず、例えば導線を巻いて中央に空所を有する主面の外形が円形又は縦長の楕円形の平板、あるいは主面の外形が中央にくびれを有する瓢箪形の平板のものを用いることができる。なお、導線は、自己発熱による過熱を防ぐために、冷媒が循環可能な流路が形成された中空パイプであってもよい。

【0058】

非接触加熱装置２のもう一つは、加熱部２ｃ（以降は、具体的に赤外線ランプ２ｃともいう）と電源２ｄで構成され、加熱部２ｃは被処理部材１の上方に配置されている。赤外加熱は、被処理部材１に赤外線を吸収させて非接触で加熱する方法であり、絶縁体材料でも加熱できる。また、被処理部材１の上方に配置されているので、被処理部材１の上面を直接加熱することができる。

【0059】

冷却装置３は、冷却部３ａと、熱交換器３ｂと、冷却部３ａ及び熱交換器３ｂを環状に接続する冷媒配管３ｃと、冷媒配管３ｃ内の冷媒を冷却部３ａと熱交換器３ｂとの間で循環させる循環ポンプ３ｄと、冷却部３ａに循環させる冷媒の流量を調節するための冷媒流量調節弁３ｅとで構成されている。このうち、熱交換器３ｂ、循環ポンプ３ｄ、流量調節弁３ｅは、処理室４の外部に設置されている。また、熱交換器３ｂには、図示しない配管を通して、冷媒配管３ｃ内を流れる冷媒と熱交換して冷媒を冷却するための流体が流れるようになっている。

【0060】

冷却部３ａは、例えば処理室４の底部４ｂ上に設置された、冷媒循環流路を備える板状の部材で構成することができる。冷却部３ａの材質は、特に限定されず、耐熱性があり、熱伝導に優れているものが好ましい。また、非接触加熱装置が誘導加熱装置である場合は、冷却部３ａは、誘導加熱されないように、磁束を透過させる絶縁体であることが好ましい。具体的には炭化珪素、セラミックス、石英ガラス等を使用することができ、炭化珪素は熱伝導率が高いため特に好ましい。なお、冷媒配管３ｃを循環ポンプ３ｄの注入側で冷媒流量調節弁３ｅの手前から分岐して、中空パイプで構成された誘導加熱コイル２ａに冷媒を流通させ、誘導加熱コイル２ａを冷却してもよい。

【0061】

移動装置１０は、被処理部材１を支持するフレーム１０ａと、フレーム１０ａを昇降させるための複数本の昇降シャフト１０ｂと、昇降シャフト１０ｂを駆動するための昇降アクチュエータ１０ｃからなり、被処理部材１を上下方向に移動させて、被処理部材１と冷却部３ａとの間の距離を変えることができる。被処理部材１を上昇させた場合は、被処理部材１と冷却部３ａとの熱伝達係数が小さくなって放熱量も減る。逆に、被処理部材１を下降させた場合は、冷却部３ａへの熱伝達係数が大きくなって放熱量が増える。被処理部材１を弱く加熱して低温保持したい場合は、被処理部材１を冷却部３ａへ近づけ、熱伝達係数を大きくして被処理部材１からの放熱量を増やすことにより、誘導加熱による入熱量と均衡し易くして、温度制御性を高めることができる。一方、被処理部材１を強く加熱して高温保持したい場合は、被処理部材１を冷却部３ａから遠ざけ、熱伝達係数を小さくして被処理部材１の放熱量を減らすことにより、小さい電力でも高温加熱することができる。更に、被処理部材１を冷却する場合は、被処理部材１を冷却部３ａに当接させて急冷することができる。被処理部材１を加熱する場合、被処理部材１と冷却部３ａとの距離は、被処理部材１の放熱量の調節し易さから、０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲で調節するとよい。そして、被処理部材１と冷却３ａとの距離を正確に調節するために、位置センサ１１を備えることができる。なお、移動装置１０は、被処理部材１の位置を変えず、冷却部３ａを移動させて、被処理部材１と冷却部３ａとの間の距離を変える装置であってもよい。

【0062】

温度センサ５は、特に限定されず、例えば熱電対、赤外線放射温度計等を用いることができる。ただし、温度センサ５は、誘導加熱の影響を受けない種類のセンサであるか、誘導加熱されないように電磁的に遮蔽された構造とされていることが好ましい。上記のうち、赤外線放射温度計は誘導加熱の影響を受けない温度センサである。温度センサ５が熱電対である場合は、芯線部分が直接的に誘導加熱されないように、シースで被覆されていることが好ましい。例えば、加熱冷却装置１００において、被処理部材１の下方に設置されている下部温度センサ５ａとして、シース熱電対を用いることができる。下部温度センサ５ａは、熱接触を高めるためにバネ等で付勢されて、被処理部材１の下面に当接されている。仮に、下部温度センサ５ａの先端部付近が冷却部３ａに触れていると、温度の低い冷却部３ａの影響を受けるので、少なくとも下部温度センサ５ａの先端と冷却部３ａとの間には隙間を設けることが好ましい。一方、被処理部材１の上方に設置されている上部温度センサ５ｂは、未硬化の熱硬化性樹脂に接触させなくても正確に温度を計測できる、赤外線放射温度計であることが好ましい。

【0063】

真空排気装置８は、排気量調節弁８ａを有する配管８ｂと、真空ポンプ８ｃとを備える。例えば、ガス流量一定の下では、排気量調節弁８ａの開度を増減させて排気量を調節し、処理室４の圧力を制御することができる。真空ポンプ８ｃは、特に限定されず、例えばロータリポンプ、ダイアフラムポンプ、ピストン型ポンプ等を用いることができる。ただし、可燃性ガスを排気する場合は、安全のため、真空ポンプ８ｃは防爆型であることが好ましい。

【0064】

圧力調節用ガス供給装置１５は、ガス流量調節弁１５ａを有する配管１５ｂと、圧力調節用ガスボンベ１５ｃとを備える。例えば、排気量一定の下では、ガス流量調節弁１５ａの開度を増減させてガス流量を調節し、処理室４の圧力を制御することができる。圧力調節用ガスは、特に限定されないが、熱伝導のよいガスが好ましく、例えば水素、ヘリウム、もしくは水素とヘリウムの混合ガスを好適に用いることができる。

【0065】

置換用ガス供給装置１６は、ガス流量調節弁１６ｂを有する配管１６ｂと、置換用ガスボンベ１６ｃとを備える。置換用ガスとしては、特に限定されず、安価な不活性ガス、例えば窒素、アルゴン等を用いることができる。被処理部材１を冷却する時は、処理室４に置換用ガスを導入して大気圧に戻し、ガスの熱伝導率を高めてから冷却すると、迅速に冷却することができる。

【0066】

樹脂注入装置１７は、熱硬化性樹脂の注入量を調節する注入量調節弁１７ａを有する配管１７ｂと、熱硬化性樹脂を注入するノズル１７ｃと、熱硬化性樹脂の供給タンク１７ｄとを備える。被処理部材１の重量は、例えば重量センサ１８で計測することができ、熱硬化性樹脂の注入による被処理部材１の重量変化に基づいて、注入量を算出することができる。

【0067】

図２には、加熱冷却機器１００を制御する制御システムの一構成例が示されている。制御装置６は、演算機能を有する制御装置本体６ａと、ＲＡＭ、ＲＯＭ、磁気ディスク、光ディスク等からなる記憶部６ｂと、制御装置本体６ａの下位に接続されている各種制御器６ｃ〜６ｉと、を備えることができる。

【0068】

制御装置本体６ａには、入力装置７と、記憶部６ｂと、図示しないディスプレイ、プリンタ等からなる表示装置とが接続されている。入力装置７から入力するデータとしては、例えば、目標加熱温度、目標冷却温度、目標保持時間、目標処理圧力等が挙げられる。制御装置本体６ａは、入力装置７から入力された入力データと、記憶部６ｂに格納されたプログラムやデータに基づいて、制御器６ｃ〜６ｉに制御信号を送ることができる。

【0069】

温度制御器６ｃには、上部温度センサ５ｂと、赤外線ランプ２ｃを駆動する電源２ｄが接続されている。被処理部材１の上面温度は上部温度センサ５ｂによって計測され、計測温度を知らせる計測信号ｂが温度制御器６ｃに送られる。温度制御器６ｃは、制御装置本体６ａから送られてくる目標温度と計測温度とを比較して制御信号ｇを電源２ｄに送り、電源２ｄによって赤外線ランプ２ｃに通電する電流量を調節し、被処理部材１への入熱量を制御することができる。

【0070】

温度制御器６ｄには、下部温度センサ５ａと、誘導加熱コイル２ａを駆動する電源２ｂが接続されている。被処理部材１の下面温度は下部温度センサ５ａによって計測され、計測温度を知らせる計測信号ｃが温度制御器６ｄに送られる。温度制御器６ｄは、制御装置本体６ａから送られてくる目標温度と計測温度とを比較して制御信号ｈを電源２ｂに送り、電源２ｂによって誘導加熱コイル２ａに通電する交流電流の周波数、電流量を調節し、被処理部材１への入熱量を制御することができる。

【0071】

冷媒流量制御器６ｅには、下部温度センサ５ａと、冷却部３ａに通流される冷媒の流量を調節する冷媒流量調節弁３ｅが接続されている。冷媒流量制御器６ｅは、制御装置本体６ａから送られてくる目標温度と計測温度とを比較して制御信号ｉを冷媒流量調節弁３ｅに送り、冷却部３ａに通流される冷媒の流量を調節して、冷却部３ａの冷却能力を制御することができる。

【0072】

位置制御器６ｆには、位置センサ１１と、被処理部材１と冷却部３ａとの距離を調節する昇降アクチュエータ１０ｃが接続されている。被処理部材１の位置は位置センサ１１によって計測され、計測位置を知らせる計測信号ｄが位置制御器６ｆに送られる。位置制御器６ｆは、制御装置本体６ａから送られてくる目標位置と計測位置とを比較して制御信号ｊを昇降アクチュエータ１０ｃに送り、被処理部材１と冷却部３ａとの距離を調節して、被処理部材１の放熱量を制御することができる。

【0073】

排気量制御器６ｇには、圧力センサ１４と、処理室４の真空排気の排気量を調節する排気量調節弁８ａが接続されている。処理室４の圧力は圧力センサ１４によって計測され、計測圧力を知らせる計測信号ｅが排気量制御器６ｇに送られる。排気量制御器６ｇは、制御装置本体６ａから送られてくる目標圧力と計測圧力とを比較して制御信号ｋを排気量調節弁８ａに送り、処理室４の圧力を調節して、被処理部材１の放熱量を制御することができる。なお、排気量調節弁８ａは、開度を一定に保つように固定することもできる。この場合、ガス流量を増減させて圧力を制御する。

【0074】

ガス流量制御器６ｈには、圧力センサ１４と、処理室４に導入される圧力調節用ガスの流量を調節するガス流量調節弁１５ａが接続されている。処理室４の圧力は、圧力センサ１４によって計測され、計測圧力を知らせる計測信号ｅがガス流量制御器６ｈに送られる。ガス流量制御器６ｈは、制御装置本体６ａから送られてくる目標圧力と計測圧力とを比較して制御信号ｌをガス流量調節弁１５ａに送り、処理室４の圧力を調節して、被処理部材１の放熱量を制御することができる。なお、ガス流量制御器６ｈは、ガス流量を一定に保つように制御することもできる。この場合、排気量を増減させて圧力を制御する。

【0075】

注入量制御器６ｉには、重量センサ１８と、被処理部材１の樹脂ケース１ｄに注入される熱硬化性樹脂の注入量を調節する注入量調節弁１７ａが接続されている。被処理部材１の重量は、重量センサ１８によって計測され、計測重量を知らせる計測信号ｆが注入量制御器６ｉに送られる。注入量制御器６ｉは、制御装置本体６ａから入力された目標注入量と計測重量とを比較して制御信号ｍを注入量調節弁１７ａに出力し、熱硬化性樹脂の注入量を制御することができる。

【0076】

次に、加熱冷却機器１００を用いて被処理部材１を加熱冷却する方法について説明する。以下、被処理部材１を半導体モジュール１とし、熱硬化性樹脂１ｅをシリコーンゲル１ｅとし、圧力調節用ガスをヘリウムとし、置換用ガスを窒素とする。

【0077】

図３には、温度センサ５ａによって計測される半導体モジュール１の温度の推移と、圧力センサ１４によって計測される処理室４の圧力の推移が、タイムチャート上に示されている。時刻ｔ０〜ｔ８は、実行命令が発行される時刻や、温度、圧力の変化する変化点の時刻を表している。

【0078】

（１）注入工程（時刻ｔ０〜時刻ｔ１）
開閉装置１３によって処理室４の蓋部４ａを上昇させて処理室４を開け、半導体モジュール１をワーク台９に載置して搬入した後、開閉装置１３によって処理室４の蓋部４ａを下降させて処理室４を閉じる。そして、時刻ｔ０において、供給タンク１７ｄに貯蔵された未硬化のシリコーンゲルを注入量調節弁１７ａを介してノズル１７ｃから吐出させ、半導体モジュール１の樹脂ケース１ｄにシリコーンゲルを注入する。シリコーンゲルの注入速度は、注入量調節弁１７ａの開度によって調節する。また、シリコーンゲル１ｅの注入完了は、重量センサ１８の計測値から検知する。

【0079】

（２）減圧工程（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）
時刻ｔ１において、排気量調節弁８ａを全開にし、真空ポンプ８ｃを用いて、処理室４を真空排気し、所定の真空度に到達した後、ヘリウムをガス流量調節弁１５ａによって流量制御しながら一定流量で導入する。排気量調節弁８ａの開度を調節して、処理室４の圧力が目標圧力（例えば４００Ｐａ）になるように圧力制御する。

【0080】

時刻ｔ２において、処理室４の圧力が安定して一定値となる。

【0081】

（３）昇温工程１（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）
時刻ｔ２において、移動装置１０によって半導体モジュール１を載置したワーク台９を下降させて、ワーク台９と冷却部３ａとの距離が狭くなるように（例えば３ｍｍとなるように）接近させる。次に、誘電加熱コイル２ａに通電してワーク台９を誘導加熱し、ワーク台９からの固体熱伝導によって半導体モジュール１のシリコーンゲル１ｅを間接加熱し、下部温度センサの示度が目標温度（例えば６５℃）になるまで昇温する。減圧した状態で加熱することによって、シリコーンゲル１ｅの粘度が低下し、シリコーンゲルに内在するガスや水分が気化し、脱泡され易くなる。ただし、シリコーンゲル１ｅの温度が粘度上昇温度（例えば８４℃）を超えると、粘度が急激に上昇し熱硬化し始めるため、高精度で温度制御する必要がある。誘導加熱によってワーク台９の下面温度を制御する方法によれば、シリコーンゲル１ｅの温度はワーク台９の下面温度よりも高温にはならないので、粘度上昇温度を超えてオーバシュートする危険性が小さく安全である。時刻ｔ３において、目標温度に到達すると、温度制御器６ｄが働き、誘導加熱コイル２ａに通電する交流電流の周波数と電流量を調節して、一定温度を保持するように制御する。この時、冷媒流量調節弁３ｅは、大きく開いた状態に固定し、冷媒流量を増やして冷却部３ａの冷却能力を高めた状態にしておく。冷媒流量を増減させて温度制御するよりも、誘導加熱電流を増減させて温度を制御する方が、温度制御し易いためである。

【0082】

（４）脱泡工程（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）
時刻ｔ３〜時刻ｔ４の間（例えば４０秒間）は、シリコーンゲル１ｅに含まれている気泡が効率よく脱泡されるように、シリコーンゲル１ｅの温度と、処理室４の圧力を一定に保つ。

【0083】

（５）昇温工程２（時刻ｔ４〜時刻ｔ６）
時刻ｔ４において、処理室４へのヘリウム導入と真空排気を止め、置換用ガス供給装置１６から窒素を供給して、処理室４を大気圧に戻す。同時に、誘導加熱コイル２ａの出力を上げ、赤外線ランプ２ｃによる加熱も行って、シリコーンゲル１ｅを熱硬化させる硬化温度（例えば１１０℃）まで昇温する。このように、脱泡工程で使用していた高価なヘリウムを安価な窒素に切り替えることによって運転経費を節減できる。ただし、大気圧にするとワーク台９と冷却部３ａとの間の熱伝導がよくなり放熱量が増大して昇温し難くなるため、移動装置１０によってワーク台９を冷却部３ａから遠ざけて放熱量を減らし、加熱に要する電力負担を軽減する。

【0084】

（６）熱硬化工程（時刻ｔ６〜時刻ｔ７）
時刻ｔ６〜時刻ｔ７の間（例えば１時間）は、シリコーンゲル１ｅを硬化温度に保ち熱硬化させる。シリコーンゲル１ｅは、赤外線波長２３μｍ付近に吸収ピークを有するので、上方から赤外線を照射して直接加熱することができる。シリコーンゲル１ｅの表面温度を上部温度センサ（例えば赤外放射温度計）５ｂを用いて非接触で計測し、温度制御器６ｃによって赤外線ランプ２ｃの出力を制御する。同時に、誘導加熱コイル２ａによって下方からシリコーンゲル１ｅを加熱する。このように、上下から加熱すると、シリコーンゲル１ｅの中は温度が一様になり、均質なシリコーンゲル硬化物を得ることができる。なお、この間、目標圧力（例えば４００Ｐａ）になるように減圧状態に圧力制御してもよい。硬化時に減圧状態にすることによって、シリコーンゲルに内在するガスを除去することができる。

【0085】

（７）冷却工程（時刻ｔ７〜時刻ｔ８）
時刻ｔ７において加熱を止める。ワーク台９を下降させて冷却部３ａに当接させる。そして、冷媒流量調節弁３ｅを全開にして、半導体モジュール１を急冷する。所定温度まで冷却した後、時刻ｔ８において、処理室４の蓋４ａを上昇させて処理室４を開け、半導体モジュール１をワーク台９と共に搬出する。

【0086】

以上述べた方法によって、シリコーンゲル１ｅを熱硬化させ、半導体モジュール１を封止することができる。シリコーンゲル１ｅは、脱泡してから、熱硬化させているので、気泡を含まず、封止性に優れている。

【0087】

［実施形態２］
実施形態２では、加熱冷却機器１００を用い、圧力調節用ガスとして水素、置換用ガスとして窒素を使用する。水素は、ヘリウムよりも安価で熱伝達に優れている。

【0088】

図４には、実施形態２のタイムチャートが示されている。このうち、（１）注入工程（時刻ｔ０〜時刻ｔ１）、（２）減圧工程（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）、（３）昇温工程１（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）、（４）脱泡工程（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）については、圧力調節に水素を使用するものの、実施形態１と同様の操作を行うので説明を省略する。昇温工程２以降の操作は、下記のようになる。

【0089】

（５）昇温工程２（時刻ｔ４〜時刻ｔ５）
時刻ｔ４において、誘導加熱コイル２ａの出力を上げ、同時に赤外線ランプ２ｃによる加熱も行って、シリコーンゲル１ｅを熱硬化させる硬化温度まで昇温する。しかし、処理室４は、水素を導入しながら真空排気することにより、減圧状態を維持する。加熱に要する電力を節約するため、ワーク台９を冷却部３ａから遠ざけて放熱量を減らしてもよいが、放熱量を極端に減らしてしまうと、入熱量と放熱量をバランスさせることが難しくなり、温度制御性が悪化する。よって、ワーク台９の下面と冷却部３ａとの距離は、０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内で変更する。

【0090】

（６）熱硬化工程（時刻ｔ５〜時刻ｔ６）
時刻ｔ５〜時刻ｔ６の間（例えば１時間）は、処理室４を減圧状態に維持したまま、シリコーンゲル１ｅを硬化温度に保ち熱硬化させる。

【0091】

（７）冷却工程（時刻ｔ６〜時刻ｔ９）
時刻ｔ６において加熱と水素の導入を停止し、ワーク台９を下降させて冷却部３ａに当接させる。そして、冷媒流量調節弁３ｅを全開にして、半導体モジュール１を冷却する。水素の導入を止めた後、しばらく真空排気してから、時刻ｔ７において置換用ガスを導入して、処理室４を大気圧に戻す。所定温度まで冷却した時刻ｔ９において、処理室４の蓋４ａを上昇させて処理室４を開け、半導体モジュール１をワーク台９と共に搬出する。

【0092】

［実施形態３］
実施形態３では、冷却加熱機器１００を用い、圧力調節用ガスとしてヘリウム、置換用ガスとして窒素を使用する。

【0093】

図５には、実施形態３のタイムチャートが示されている。

【0094】

（１）減圧工程（時刻ｔ０〜時刻ｔ１）
開閉装置１３によって処理室４の蓋部４ａを上昇させて処理室４を開け、半導体モジュール１をワーク台９に載置して搬入した後、開閉装置１３によって処理室４の蓋部４ａを下降させて処理室４を閉じる。そして、時刻ｔ０において、排気量調節弁８ａを全開にし、真空ポンプ８ｃを用いて、処理室４を真空排気し、所定の真空度に到達した後、圧力調節のためヘリウムをガス流量調節弁１５ａによって流量制御しながら一定流量で導入する。処理室４の圧力は、排気量調節弁８ａの開度を調節して、目標圧力になるように圧力制御する。時刻ｔ１において、処理室４の圧力が安定して一定値となる。

【0095】

（２）注入工程（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）
時刻ｔ１において、供給タンク１７ｄに貯蔵された未硬化のシリコーンゲルを注入量調節弁１７ａを介してノズル１７ｃから吐出させ、半導体モジュール１の樹脂ケース１ｄにシリコーンゲルを注入する。シリコーンゲルの注入速度は、注入量調節弁１７ａの開度によって調節する。また、シリコーンゲル１ｅの充填完了は、重量センサ１８によって検知する。

【0096】

以降の、（３）昇温工程１（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）、（４）脱泡工程（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）（５）昇温工程２（時刻ｔ４〜時刻ｔ６）、（６）熱硬化工程（時刻ｔ６〜時刻ｔ７）、（７）冷却工程（時刻ｔ７〜時刻ｔ８）については、実施形態１と同様の操作を行うので説明を省略する。

【0097】

上記態様によれば、減圧状態でシリコーンゲルを注入するので、気泡が抜け易いという長所がある。

【0098】

［実施形態４］
実施形態４では、冷却加熱機器１００を用い、圧力調節用ガスとして水素、置換用ガスとして窒素を使用する。

【0099】

図６には、実施形態４のタイムチャートが示されている。

【0100】

（１）減圧工程（時刻ｔ０〜時刻ｔ１）
開閉装置１３によって処理室４の蓋部４ａを上昇させて処理室４を開け、半導体モジュール１をワーク台９に載置して搬入した後、開閉装置１３によって処理室４の蓋部４ａを下降させて処理室４を閉じる。そして、時刻ｔ０において、排気量調節弁８ａを全開にし、真空ポンプ８ｃを用いて、処理室４を真空排気し、所定の真空度に到達した後、水素をガス流量調節弁１５ａによって流量制御しながら一定流量で導入する。排気量調節弁８ａの開度を調節して、処理室４の圧力が目標圧力になるように圧力制御する。時刻ｔ１において、処理室４の圧力が安定して一定値となる。

【0101】

（２）注入工程（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）
時刻ｔ１において、供給タンク１７ｄに貯蔵された未硬化のシリコーンゲルを注入量調節弁１７ａを介してノズル１７ｃから吐出させ、半導体モジュール１の樹脂ケース１ｄにシリコーンゲルを注入する。シリコーンゲルの注入速度は、注入量調節弁１７ａの開度によって調節する。また、シリコーンゲル１ｅの充填完了は、重量センサ１８によって検知する。

【0102】

以降の、（３）昇温工程１（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）、（４）脱泡工程（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）（５）昇温工程２（時刻ｔ４〜時刻ｔ５）、（６）熱硬化工程（時刻ｔ５〜時刻ｔ６）、（７）冷却工程（時刻ｔ６〜時刻ｔ９）については、実施形態２と同様の操作を行うので説明を省略する。

【0103】

上記態様によれば、減圧状態でシリコーンゲルを注入するので、気泡が抜け易いという長所がある。

【0104】

［実施形態５］
本発明に係る加熱冷却機器の他の実施形態について説明する。図７には、冷媒が循環可能な流路が形成された中空パイプの誘導加熱コイル２ａと、誘導加熱コイル２ａの上方に配置した絶縁体材料で構成されている冷却板３ａａを備え、加熱部と冷却部が兼用になっている加熱冷却機器１０１が示されている。誘導加熱コイル２ａの断面は冷却板３ａａとの接触面積を大きくするため、冷却板３ａａに接する面が平坦にされている。具体的には中空を有する矩形断面になっている。被処理部材１を冷却する場合は、移動装置１０によって、ワーク台９を冷却板３ａａに当接させて、急冷することができる。上記態様によれば、誘導加熱コイル２ａが加熱部と冷却部を兼ねているので、設置スペースを節減し、処理室を小型化できる。

【0105】

なお、被処理部材１は、実施形態１〜４から選ばれるいずれか１つの方法にしたがって処理される。

【0106】

［実施形態６］
図８には、冷媒が循環可能な流路が形成された中空パイプの誘導加熱コイル２ａを備え、加熱部と冷却部が兼用になっている加熱冷却機器１０２が示されている。誘導加熱コイル２ａの断面はワーク台９との接触面積を大きくするため、ワーク台９に接する面が平坦にされている。具体的には中空を有する矩形断面になっている。上記態様によれば、誘導加熱コイル２ａが加熱部と冷却部を兼ねているので、設置スペースを節減し、処理室を小型化できる。

【0107】

なお、被処理部材１は、実施形態１〜４から選ばれるいずれか１つの方法にしたがって処理される。

【0108】

［実施形態７］
図９には、加熱冷却機器１０１から樹脂注入装置１７を除いた加熱冷却機器１０３が示されている。専用の樹脂注入装置（図示せず）を用いて半導体モジュール１に未硬化のシリコーンゲルを充填した後、処理室４に搬送し、実施形態１又は実施形態２に記載された、減圧工程以降の工程手順にしたがって処理される。

【0109】

［実施形態８］
図１０には、加熱冷却機器１０３から更に赤外線ランプ２ｃを除いた加熱冷却機器１０４が示されている。専用の樹脂注入装置（図示せず）を用いて半導体モジュール１に未硬化のシリコーンゲルを充填した後、処理室４に搬送し、実施形態１又は実施形態２に記載された、減圧工程以降の工程手順にしたがって処理される。

【符号の説明】

【0110】

１ 被処理部材（例えば半導体モジュール）
１ａ 半導体素子
１ｂ 積層基板
１ｃ ベース板
１ｄ 樹脂ケース
１e 熱硬化性樹脂（例えばシリコーンゲル）
２ 非接触加熱装置
２ａ 加熱部（例えば誘導加熱コイル）
２ｂ 電源
２ｃ 加熱部（例えば赤外線ランプ）
２ｄ 電源
３ 冷却装置
３ａ 冷却部
３ａａ 冷却板
３ｂ 熱交換器
３ｃ 冷媒配管
３ｄ 循環ポンプ
３ｅ 冷媒流量調節弁
４ 処理室
４ａ 蓋部
４ｂ 底部
５ 温度センサ
５ａ 下部温度センサ
５ｂ 上部温度センサ
６ 制御装置
６ａ 制御装置本体
６ｂ 記憶部
６ｃ 温度制御器
６ｄ 温度制御器
６ｅ 冷媒流量制御器
６ｆ 位置制御器
６ｇ 排気量制御器
６ｈ ガス流量制御器
６ｉ 注入量制御器
７ 入力装置
８ 真空排気装置
８ａ 排気量調節弁
８ｂ 配管
８ｃ 真空ポンプ
９ 被加熱部材（例えばワーク台）
１０ 移動装置
１０ａ フレーム
１０ｂ 昇降シャフト
１０ｃ 昇降アクチュエータ
１１ 位置センサ
１２ａ，１２ｂ 遮熱カバー
１３ 開閉装置
１３ａ 駆動モータ
１３ｂ シャフト
１４ 圧力センサ
１５ 圧力調節用ガス供給装置
１５ａ ガス流量調節弁
１５ｂ 配管
１５ｃ 圧力調節用ガスボンベ
１６ 置換用ガス供給装置
１６ａ ガス流量調節弁
１６ｂ 配管
１６ｃ 置換用ガスボンベ
１７ 樹脂注入装置
１７ａ 注入量調節弁
１７ｂ 配管
１７ｃ ノズル
１７ｄ 供給タンク
１８ 重量センサ
１００，１０１，１０２，１０３，１０４ 加熱冷却機器
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ 計測信号
ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ 制御信号
ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８，ｔ９ 時刻

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】