JP2003068771A - 基板に電子部品を取付ける方法 - Google Patents

基板に電子部品を取付ける方法

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JP2003068771A JP2002209236A JP2002209236A JP2003068771A JP 2003068771 A JP2003068771 A JP 2003068771A JP 2002209236 A JP2002209236 A JP 2002209236A JP 2002209236 A JP2002209236 A JP 2002209236A JP 2003068771 A JP2003068771 A JP 2003068771A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 組織され又は亀裂を生じた上面が機械的損傷
を部品に発生させることなく基板に取付け可能なタイプ
の方法を提供する。 【解決手段】 加圧焼結により基板に電子部品を取りつ
ける方法であって、金属粉と溶剤からなるペーストは前
記部品と基板の間に塗られる。一度、前記ペーストが完
全に乾燥すると、部品は基板に置かれる。その後、基板
と部品と共にそのような複数の設備は静水圧圧縮機
（６）において焼結温度で加圧される。非常に多くの複
雑で、及び又は弱い部分が同時に、しかも非常に高精度
で接続されることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワー電子の分野
に関し、特に、加圧焼結により基板に電子部品を取付け
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような加圧焼結方法は、EP 0 330 8
95 B 1により公知である。この場合には、基板及びパワ
ー電子部品を含む設備は２個の圧力金型と共に圧縮機に
導入される。耐熱材料からなる弾力的に変形可能な本体
は部品の上面と１個の圧力金型の間に配置される。変形
可能な本体は、加圧処理の間、お互いに接続される部品
上に均一に圧力を伝える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、接続される部
品の形状がかなり複雑な場合には、変形可能な本体は、
通常、全体の実表面領域上に均一に圧力を伝えるのに十
分な柔軟性を有していない。その上さらに、変形可能な
本体の熱膨張は、接続される部品を移動させ、及び又は
部品を破損させ、それはまた非常に壊れやすい。
【０００４】結果として、本発明の１つの目的は、組織
され又は亀裂を生じた上面が機械的損傷を部品に発生さ
せることなく基板に取付けることにより、最初に述べた
タイプの方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は独立請求項１の特徴により達成される。
【０００６】本発明による方法において、部品と基板と
共に設備が加圧のため静水圧圧縮機の圧力チャンバーに
導入され、高圧の流体によりそこで加圧される。
【０００７】流体は、その過程において部品に損傷を与
えることがある機械的その過程において部品に損傷を与
えることがある機械的応力を発生させることなく、加圧
される設備に絶対的に均一な圧力を作用させることにな
る。
【０００８】本発明による方法の一実施例では、加圧処
理の前に、設備が弾力的に変形可能で気密なカバーに導
入され、その後、これは閉塞される。
【０００９】気密なカバーは、流体が接続される部品の
間を通過できないこと、及び又は接続される部品が流体
により損傷されるそれ自体ではないことを保証する。カ
バーはまた、保管及び移動の間、設備を保護するために
使用される。
【００１０】加圧処理の前に排気されることは、設備と
共に、カバーにとって特に有利である。結果として、接
続される部品はお互いに対して固定され、それは再度、
保管及び移動を簡素化する。
【００１１】さらに、部品と基板を有するそのような複
数の設備は１個の圧力チャンバーで同時に加圧されるこ
とができる。これはスループット率を増加させ、製造さ
れる接続部は絶対的に一定の品質を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明による方法の主なステップ
を、図１及び図２ａ）及びｂ）を参照しつつ説明する。
図はスケッチの形式であり、長さの関係は尺度を有して
いない。
【００１３】図１は電気部品１を示しており、それはマ
ウント基板２に取付けられるようになっている。
【００１４】例えば、部品１は半導体部品（サイリス
タ、ＧＴＯ、ＩＧＢＴ）であり、上部に配置された複数
の接点及び又は制御電極を有している。各種電極は幾分
高く形成された面となる。部品の底面１１は接触形成層
により覆われている。
【００１５】例えば、基板は直径が約３０ｍｍのモリブ
デンからなる１．５ｍｍ厚のウェーハである。これには
少なくとも部品１に面する側に接触層２１が供給され、
それは約２〜３μｍの厚さを有し、例えば、銀からなっ
ている。
【００１６】部品の接触層１１及び又は基板の接触層２
１に部品を取り付けるため、金属粉、特に銀粉からなる
焼結層３が形成される。例えば、焼結層３はケーストの
形式で塗布され、それは本質的に銀粉及び溶剤からなっ
ている。このペーストは溶剤を絞り出すことにより塗布
後に乾燥される。室温での乾燥時間は約３０分である。
乾燥時間は温度が高い場合、数分に減少される。その
後、部品１は基板２に配置される。
【００１７】図２ａ）が示すように、他の上部に１個を
配置された部品から形成された設備４は気密で弾力性の
あるプラスチックカバー５に導入され、その後、それは
少なくとも部分的に排気され、閉塞される。弾力性のあ
るカバーは、図２ｂ）に示されているように、設備の輪
郭にぴったりと従う。カバーの排気はさらに設備を安定
化させる。結果として、部品及び基板は加圧処理の前又
はその間、移動できない。
【００１８】カバーは高導電率の材料、例えば、シリコ
ンゴム又は圧縮ポリテトラフルオロエチレンフィルムか
ら作られ、それは試験で特に適切であると認められた。
【００１９】カバーへの設備の導入に対する代案とし
て、例えば、ゴムペーストからなる保護層を使用して、
部品と基板の間の接触領域だけを密閉することも可能で
ある。
【００２０】図３が示すように、その後、複数のそのよ
うな設備４は静水圧圧縮機６の圧力チャンバー６１に導
入される。このような静水圧圧縮機は、例えば、US6,25
0,907により公知である。
【００２１】圧力チャンバー内の圧力は流体（液体又は
気体）７により作られ、それは高圧で圧力チャンバー６
１内に加圧される。流体は、圧力チャンバーに導入され
る前、その間及び又はその後、１５０と２５０℃の間の
焼結温度まで加熱される。
【００２２】良好な接続は、６０秒までの数秒の焼結時
間の間、約４０００Ｎ／ｃｍ2の圧力を設備に作用させ
ることにより達成される。
【００２３】焼結時間は圧力及び又は焼結温度を上昇さ
せることにより減少される。
【００２４】安全のため、所定圧力でのその沸点が焼結
温度以上の圧力流体が有利に使用される（例えば、GALD
EN HT、沸点が３０９℃）。
【００２５】焼結処理後、設備は再度、弾力性のあるカ
バーから取出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気部品及び基板を有し、本発明による方法を
行うのに適した設備の断面図を示している。
【図２】ａ)及びｂ)は、図１に示された設備を有する、
本発明による方法の一実施例での主なステップを示して
いる。
【図３】圧力伝達の間における、図１に示された設備を
示している。
【符号の説明】
１ 電子部品 ２ マウント基板 ３ 焼結層 ４ 部品及び基板を有する設備 ５ カバー、膜 ６ 圧縮機 ７ 流体（気体、液体） １１ 接触形成層、境界面 ２１ 接触形成層 ６１ 圧力チャンバー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加圧焼結により基板に電子部品を取付け
    る方法であって、 本質的に金属粉からなる焼結層が、基板の接触層又は境
    界面と前記接触層の両方に接触形成層を与える部品の境
    界面に形成され、 前記部品の境界面が前記基板の接触面に配置され、 前記基板及び部品を備えた設備が焼結温度で加圧され、 前記設備は加圧のため静水圧圧縮機の圧力チャンバーに
    導入され、 前記設備は高圧の流体により圧力チャンバー内で加圧さ
    れる、ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記設備は、前記加圧処理の前に、弾力
    的に変形可能で、気密なカバーに導入され、その後、前
    記カバーが閉塞される請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記設備を有するカバーは、前記加圧処
    理の前に、少なくとも部分的に排気される請求項２に記
    載の方法。
  4. 【請求項４】 基板及び部品を有する複数の設備が１つ
    の圧力チャンバー内で加圧される請求項１〜３のいずれ
    か１の請求項に記載の方法。
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