JP2008147555A - Soldering method and weight, and method for fabricating electronic apparatus - Google Patents

Soldering method and weight, and method for fabricating electronic apparatus Download PDF

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Masahiko Kanehara
雅彦 金原
Hideto Kubo
秀人 久保
Shigekazu Higashimoto
繁和 東元
Takashi Otani
崇詞 大谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress variation in thickness of solder at a bonding portion when a chip component is soldered onto a circuit board over the entire bonding surface. <P>SOLUTION: When a semiconductor element 12 is soldered to a metal circuit 13 provided on a circuit board 11, a weight 30 having a protrusion 30b for pressing a chip component and a protrusion 30c for regulating inclination is employed as the weight 30 for pressing the semiconductor element 12 to the metal circuit 13 side when the solder is melted. The semiconductor element 12 is arranged on the metal circuit 13 through a solder sheet 33 and the weight 30 is mounted such that the protrusion 30b for pressing a chip component presses the semiconductor element 12. The solder sheet 33 is melted while pressing the semiconductor element 12 with the weight 30, and the semiconductor element 12 is soldered to the metal circuit 13 under parallel state as the protrusion 30c for regulating inclination abuts against the metal circuit 13. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半田付け方法及び錘並びに電子機器の製造方法に係り、詳しくは回路基板上への半導体素子等のチップ部品を接合面全面で接合する半田付け方法及び錘並びに電子機器の製造方法に関する。   The present invention relates to a soldering method, a weight, and an electronic device manufacturing method, and more particularly to a soldering method, a weight, and an electronic device manufacturing method for bonding a chip component such as a semiconductor element on a circuit board over the entire bonding surface. .

従来から、金属部材とセラミックス部材や、基板と電子部品とを接合する方法として、高周波誘導加熱を用いる方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1には、複数の熱電素子と基板とを接合して熱電変換モジュールを製作する接合装置が提案されている。この接合装置は、図10(a)に示すように、台61と、基板62に下端面を接し同基板62を加圧する加圧治具(錘)63と、同加圧治具63の周りに設けられる高周波加熱コイル64とを備える。そして、台61上に順次カーボンシート65、熱電素子66、基板62を配置するとともに、加圧治具63により基板62を加圧した状態で誘導加熱(高周波加熱)により加圧治具63を加熱する。すると、加圧治具63の熱が基板62に伝わり、熱電素子66が基板62に接合される。また、接合対象との間に半田やロウ材を配置しておけば半田付けやロウ付けが行える。   Conventionally, a method using high frequency induction heating is known as a method of joining a metal member and a ceramic member, or a substrate and an electronic component (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 proposes a joining apparatus that joins a plurality of thermoelectric elements and a substrate to manufacture a thermoelectric conversion module. As shown in FIG. 10A, the bonding apparatus includes a table 61, a pressurizing jig (weight) 63 that presses the substrate 62 while contacting the lower end surface of the substrate 62, and around the pressurizing jig 63. And a high-frequency heating coil 64 provided in the apparatus. Then, the carbon sheet 65, the thermoelectric element 66, and the substrate 62 are sequentially disposed on the table 61, and the pressurizing jig 63 is heated by induction heating (high frequency heating) in a state where the pressurizing jig 63 pressurizes the substrate 62. To do. Then, the heat of the pressing jig 63 is transmitted to the substrate 62, and the thermoelectric element 66 is bonded to the substrate 62. Also, soldering or brazing can be performed by placing solder or brazing material between the objects to be joined.

また、回路基板上に半導体素子や電子部品を実装する場合、回路基板と半導体素子等とを半田を介して接合する方法が一般的である。回路基板上に半導体素子等を半田付けする場合、半導体素子等と回路基板との間に介在する半田の溶融時に、半導体素子等が溶融した半田の表面張力でその位置がずれたり、半導体素子等の接合面全体に半田が拡がらずに接合されたりする場合がある。   Further, when mounting a semiconductor element or an electronic component on a circuit board, a method of joining the circuit board and the semiconductor element or the like via solder is common. When soldering a semiconductor element or the like on a circuit board, the position of the semiconductor element or the like may be shifted due to the surface tension of the molten solder when the solder intervening between the semiconductor element or the like and the circuit board is melted. In some cases, the solder is bonded to the entire bonding surface without spreading.

従来、半田付けされる電子部品の傾斜や浮き上がり等の位置ずれを有効に防止する半田付け部品の浮き防止治具が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この浮き防止治具は、図10(b)に示すように、プリント基板71上に載置されたリレー72を跨いでプリント基板71上に載置可能とすべく、リレー72におけるプリント基板71上の高さに対応する深さの電子部品収容凹部75aを有する部品押さえ治具75を備える。部品押さえ治具75はその自重により、プリント基板71上の載置位置で保持される。電子部品収容凹部75aは、プリント基板71の載置面側に向かって漸次拡開するテーパ状に形成されている。そして、フローソルダ等の半田付け装置によって噴流される半田上を通過させることにより、プリント基板71側の回路と各リード72aとの半田付けがなされる。電子部品収容凹部75aの底面75bとリレー72の上面72bとの間には0.1mm程度のクリアランスを有する構造とされている。
実開平5−13660号公報 特開2002−261433公報
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a soldering component lifting prevention jig that effectively prevents positional deviations such as tilting and lifting of electronic components to be soldered (see, for example, Patent Document 2). As shown in FIG. 10B, the anti-lifting jig is mounted on the printed circuit board 71 in the relay 72 so as to be able to be mounted on the printed circuit board 71 across the relay 72 mounted on the printed circuit board 71. A component pressing jig 75 having an electronic component receiving recess 75a with a depth corresponding to the height of the component is provided. The component pressing jig 75 is held at the mounting position on the printed circuit board 71 by its own weight. The electronic component housing recess 75 a is formed in a tapered shape that gradually expands toward the placement surface side of the printed circuit board 71. The circuit on the printed circuit board 71 side and each lead 72a are soldered by passing over the solder jetted by a soldering apparatus such as a flow solder. A clearance of about 0.1 mm is provided between the bottom surface 75 b of the electronic component housing recess 75 a and the top surface 72 b of the relay 72.
Japanese Utility Model Publication No. 5-13660 JP 2002-261433 A

半田付け時にチップ部品(半田付けする部品)上に錘を載置すると半田の拡がりを助ける。しかし、チップ部品の接合面全体と対応する半田を溶融させて半田付けを行う場合には、半田の種類によっては、溶融状態の半田の表面張力によって半田のチップ部品と対向する面が上に凸の曲面となる。そのため、半導体素子の上に載置された錘が傾き、半導体素子と半導体素子が接合される接合面との間に存在する半田の厚さが均一ではなくなる。   Placing a weight on a chip part (part to be soldered) during soldering helps spread the solder. However, when soldering is performed by melting the solder corresponding to the entire bonding surface of the chip component, depending on the type of solder, the surface facing the chip component of the solder protrudes upward due to the surface tension of the molten solder. The curved surface. Therefore, the weight placed on the semiconductor element is tilted, and the thickness of the solder existing between the semiconductor element and the bonding surface to which the semiconductor element is bonded is not uniform.

そして、回路基板としてセラミック基板と金属製のヒートシンクとを一体化した冷却回路基板を用いた場合、半導体素子と基板とを接合する半田の厚さにばらつきがあると、厚さのばらつきが熱抵抗のばらつきとなる。その結果、半田が介在して接合されている半導体素子と配線層の線膨張率の差を吸収する応力緩和効果がばらつき、熱サイクルの疲労寿命がばらつくという問題がある。   When a cooling circuit board in which a ceramic board and a metal heat sink are integrated is used as the circuit board, if the thickness of the solder that joins the semiconductor element and the board varies, the variation in thickness may cause thermal resistance. Variation. As a result, there is a problem that the stress relaxation effect that absorbs the difference in the coefficient of linear expansion between the semiconductor element and the wiring layer that are joined via solder varies and the fatigue life of the thermal cycle varies.

特許文献1では、前記のような半田溶融時の問題に関しては何ら配慮はされていない。一方、特許文献2では、半田付けされる電子部品の傾斜や浮き上がり等の位置ずれを有効に防止する目的で部品押さえ治具75を使用する。しかし、電子部品はリード72aを備えたリード部品であり、半田付けも噴流される半田上を、プリント基板71を透過させて行う方法に関してのみ記載されており、傾斜や浮き上がりも、プリント基板71の搬送中の振動や衝撃を主原因としている。即ち、チップ部品の接合面全体と対応する半田を溶融させて半田付けを行う場合に発生する前記問題に関しては何ら配慮されていない。   In Patent Document 1, no consideration is given to the problem at the time of melting the solder as described above. On the other hand, in Patent Document 2, a component pressing jig 75 is used for the purpose of effectively preventing misalignment such as inclination or lifting of an electronic component to be soldered. However, the electronic component is a lead component including the lead 72a, and only the method of transmitting the printed board 71 through the solder on which the solder is jetted is described. The main cause is vibration and shock during transportation. That is, no consideration is given to the above-described problem that occurs when soldering is performed by melting the solder corresponding to the entire bonding surface of the chip component.

本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、回路基板上にチップ部品を接合面全面で半田付けする際に、接合部における半田の厚さのむらを抑制することができる半田付け方法及び錘並びに電子機器の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to suppress unevenness in the thickness of the solder in the joint portion when the chip component is soldered on the circuit board over the entire joint surface. It is to provide a soldering method, a weight, and a method for manufacturing an electronic device.

前記の目的を達成するため請求項1に記載の発明は、回路基板上に設けられた接合部にチップ部品を半田付けする半田付け方法である。半田の溶融時に前記チップ部品を前記接合部側に押圧する錘として、チップ部品加圧部と、傾き規制用凸部とを備えた錘を用い、前記接合部上に半田を介して前記チップ部品を配置するとともに、前記錘を前記チップ部品加圧部が前記チップ部品を押圧する状態に載置する。そして、前記錘によって前記チップ部品を加圧しながら前記半田を溶融させるとともに傾き規制用凸部が前記回路基板に当接することで前記チップ部品を前記接合部と平行な状態に半田付けする。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a soldering method for soldering a chip component to a joint provided on a circuit board. As a weight that presses the chip component toward the joint when the solder is melted, a weight including a chip component pressurizing portion and an inclination regulating convex portion is used, and the chip component is placed on the joint via solder. And the weight is placed in a state in which the chip component pressing portion presses the chip component. Then, the solder is melted while pressing the chip component with the weight, and the chip component is soldered in a state parallel to the joint portion by the tilt regulating convex portion coming into contact with the circuit board.

この発明では、回路基板上に設けられた接合部上に半田を介してチップ部品が配置される。そして、錘は、チップ部品加圧部がチップ部品を押圧する状態に回路基板上に載置された状態で半田が溶融される。溶融された半田は表面張力により、球に近づく形状に成ろうとするため、チップ部品及び錘を持ち上げる力が作用する。この力と、チップ部品及び錘の重さ(以下、錘等の重さと称す場合もある。)とがバランスした状態で半田が冷却されて固化することにより半田付けが完了する。単にチップ部品の上に錘を載せた場合には、バランスによって回路基板の接合部とチップ部品の接合面が平行にならずに傾いた状態で半田が固化する場合がある。しかし、この発明では、錘はチップ部品加圧部と傾き規制用凸部とを備えているため、半田が溶融された状態において、傾き規制用凸部の先端が回路基板と当接して、錘は、水平状態又はほぼ水平状態で各チップ部品を接合面側へ加圧する状態となる。その結果、半田がその溶融温度以下に冷却した状態では、各接合部における半田の厚さむらが抑制された状態で半田付けが行われる。   In this invention, a chip component is disposed on a joint provided on a circuit board via solder. Then, the solder is melted in the state in which the weight is placed on the circuit board in a state in which the chip component pressing portion presses the chip component. Since the melted solder tends to have a shape approaching a sphere due to surface tension, a force for lifting the chip component and the weight acts. Soldering is completed by cooling and solidifying the solder in a state where this force is balanced with the weight of the chip component and the weight (hereinafter sometimes referred to as the weight of the weight or the like). When the weight is simply placed on the chip component, the solder may solidify in a state where the joint portion of the circuit board and the joint surface of the chip component are not parallel to each other due to the balance. However, according to the present invention, the weight includes the chip component pressing portion and the tilt regulating convex portion, and therefore, in the melted state, the tip of the tilt regulating convex portion comes into contact with the circuit board, and the weight Is a state in which each chip component is pressed toward the bonding surface in a horizontal state or a substantially horizontal state. As a result, in a state where the solder is cooled below its melting temperature, soldering is performed in a state where the thickness unevenness of the solder at each joint is suppressed.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記錘は、前記チップ部品加圧部が前記チップ部品を押圧する状態に載置されたときに、前記チップ部品加圧部の中心と、前記傾き規制用凸部の中心又は端とを結ぶ仮想線で囲まれる範囲の中に前記錘の重心が存在するように形成されている。この発明では、チップ部品加圧部及び傾き規制用凸部の合計数が3以上の場合は、それらの中心を結ぶ仮想線で囲まれる範囲の中に錘の重心が存在するように錘が形成されるため、半田が溶融された状態において、傾き規制用凸部の先端が回路基板と当接して、錘は、水平状態又はほぼ水平状態で各チップ部品を接合面側へ加圧する状態となる。また、チップ部品加圧部及び傾き規制用凸部の数がそれぞれ1個の場合、チップ部品加圧部の中心と、傾き規制用凸部の両端とを結ぶ仮想線で囲まれる範囲の中に錘の重心が存在するように錘が形成される。半田の溶融状態においてチップ部品加圧部の先端面は自由に角度が変わるが、傾き規制用凸部は回路基板に面で接触するため、その両端の位置と、チップ部品加圧部の中心位置とで3点が決定されるため、接合部における半田の厚さむらが抑制された状態で半田付けが行われる。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the weight is placed in a state in which the chip component pressure portion presses the chip component, the chip component pressure portion Is formed so that the center of gravity of the weight exists in a range surrounded by an imaginary line connecting the center of the projection and the center or end of the inclination regulating convex portion. In the present invention, when the total number of chip part pressing portions and inclination regulating convex portions is 3 or more, the weight is formed so that the center of gravity of the weight exists within the range surrounded by the imaginary line connecting the centers thereof. Therefore, in a state where the solder is melted, the tip of the inclination regulating convex portion comes into contact with the circuit board, and the weight presses each chip component toward the bonding surface in a horizontal state or a substantially horizontal state. . In addition, when the number of the chip component pressurizing portion and the inclination regulating convex portion is one, it is within a range surrounded by a virtual line connecting the center of the chip component pressurizing portion and both ends of the tilt regulating convex portion. The weight is formed so that the center of gravity of the weight exists. The tip surface of the chip component pressure part changes freely in the molten state of the solder, but the inclination regulating convex part makes contact with the circuit board on the surface, so the positions of both ends and the center position of the chip component pressure part Since the three points are determined, soldering is performed in a state where the uneven thickness of the solder at the joint is suppressed.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記チップ部品加圧部は、前記チップ部品をその中心を含む半分以上の面積で押圧可能に形成されている。傾き規制用凸部の数及び錘の重さによっては、チップ部品加圧部はチップ部品をその全面で押圧する必要はない。しかし、この発明では、半田の溶融状態において、チップ部品加圧部はチップ部品をその中心を含む半分以上の面積で接合部側へ押圧するため、接合部における半田の厚さむらが抑制された状態で半田付けが容易に行われる。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the chip component pressing portion is formed so as to be capable of pressing the chip component in an area of more than half including its center. . Depending on the number of inclination regulating convex portions and the weight of the weight, the chip component pressing portion does not need to press the chip component on the entire surface. However, in the present invention, in the molten state of the solder, the chip component pressurizing portion presses the chip component to the joint portion side with an area of more than half including the center thereof, so that the uneven thickness of the solder at the joint portion is suppressed. Soldering is easily performed in the state.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記錘を介して前記半田に熱を伝達して半田を溶融させる。この発明では、例えば、錘が誘導加熱やヒータで加熱され、その熱が半田に伝達されて半田が溶融される。半田付けは非酸化状態で行うのが好ましいため、回路基板を容器内に収容して不活性ガス中あるいは還元性ガスの雰囲気で行う場合、回路基板全体や容器全体を加熱する場合に比べて効率的な加熱を実現することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, heat is transmitted to the solder through the weight to melt the solder. In the present invention, for example, the weight is heated by induction heating or a heater, and the heat is transmitted to the solder to melt the solder. Since soldering is preferably performed in a non-oxidized state, the circuit board is contained in a container and is performed in an inert gas or reducing gas atmosphere, which is more efficient than heating the entire circuit board or the entire container. Heating can be realized.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の発明において、前記回路基板、半田層、前記チップ部品の順に積層された状態で半田付けが行われる。この発明では、錘による加圧が良好に行われる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the circuit board, the solder layer, and the chip component are sequentially soldered. In this invention, the pressurization with the weight is favorably performed.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の半田付け方法に使用する錘であって、少なくとも1個の加圧面を備え、前記加圧面より先端が突出している凸部が形成されている。この発明の錘は加圧面を前記チップ部品加圧部とし、加圧面より先端が突出している凸部を前記傾き規制用凸部として用いることにより、前記請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の半田付け方法に好適に用いることができる。   A sixth aspect of the present invention is a weight used in the soldering method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the weight includes at least one pressure surface, and a tip is formed from the pressure surface. Projecting convex portions are formed. The weight of the present invention uses the pressure surface as the chip part pressure portion, and uses a convex portion whose tip protrudes from the pressure surface as the inclination regulating convex portion, so that any one of claims 1 to 5 is used. It can use suitably for the soldering method of description.

請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の半田付け方法を半田付け工程に使用する電子機器の製造方法である。この発明では、電子機器の製造方法において、対応する前記請求項に記載の発明の作用、効果を奏する。   The invention described in claim 7 is an electronic device manufacturing method using the soldering method according to any one of claims 1 to 5 in a soldering process. In this invention, in the manufacturing method of an electronic device, there exists an effect | action and effect of the invention as described in the said corresponding claim.

本発明によれば、回路基板上にチップ部品を接合面全面で半田付けする際に、接合部における半田の厚さのむらを抑制することができる。   According to the present invention, when the chip component is soldered on the circuit board over the entire bonding surface, it is possible to suppress unevenness in the thickness of the solder at the bonding portion.

(第1の実施形態)
以下、本発明を電子機器の部品となる半導体モジュールの製造方法の一工程である半導体素子の半田付け方法に具体化した第1の実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in a method for soldering a semiconductor element, which is one step of a method for manufacturing a semiconductor module that is a component of an electronic device, will be described with reference to FIGS.

図1(a),(b)に示すように、半導体モジュール10は、回路基板11と、回路基板11上に半田付けにより接合されたチップ部品としての複数(2個)の半導体素子12とを備えている。回路基板11は、表面に金属回路13を有する絶縁体としてのセラミック基板14が金属製のヒートシンク15と金属板16を介して一体化された冷却回路基板(ヒートシンク付き基板)である。ヒートシンク15は冷却媒体が流れる冷媒流路15aを備えている。ヒートシンク15は、アルミニウム系金属や銅等で形成されている。アルミニウム系金属とはアルミニウム又はアルミニウム合金を意味する。金属板16は、セラミック基板14とヒートシンク15とを接合する接合層として機能し、例えば、アルミニウムや銅等で形成されている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, a semiconductor module 10 includes a circuit board 11 and a plurality (two) of semiconductor elements 12 as chip components joined to the circuit board 11 by soldering. I have. The circuit board 11 is a cooling circuit board (substrate with a heat sink) in which a ceramic substrate 14 as an insulator having a metal circuit 13 on the surface is integrated through a metal heat sink 15 and a metal plate 16. The heat sink 15 includes a refrigerant flow path 15a through which a cooling medium flows. The heat sink 15 is formed of aluminum metal, copper or the like. An aluminum-based metal means aluminum or an aluminum alloy. The metal plate 16 functions as a bonding layer for bonding the ceramic substrate 14 and the heat sink 15 and is formed of, for example, aluminum or copper.

金属回路13は、例えば、アルミニウムや銅等で形成されている。セラミック基板14は、例えば、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ケイ素等により形成されている。半導体素子12は、金属回路13に接合(半田付け)されている。即ち、金属回路13は半導体素子12を回路基板11上に接合するための接合部を構成する。図2における符号「H」は、半田層を示している。半導体素子12としては、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor )やダイオードが用いられている。   The metal circuit 13 is made of, for example, aluminum or copper. The ceramic substrate 14 is made of, for example, aluminum nitride, alumina, silicon nitride, or the like. The semiconductor element 12 is bonded (soldered) to the metal circuit 13. That is, the metal circuit 13 constitutes a joint for joining the semiconductor element 12 on the circuit board 11. A symbol “H” in FIG. 2 indicates a solder layer. As the semiconductor element 12, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a diode is used.

次に半導体モジュールの製造方法を説明する。
図2は、半田付け装置の構成を概略的に示している。図2に示すように、半導体モジュール10の製造に使用する半田付け装置HKは、密閉可能な容器(チャンバ)17を備え、当該容器17は開口部18aを有する箱型の本体18と、当該本体18の開口部18aを開放及び閉鎖する蓋体19とから構成されている。本体18には、半導体モジュール10を位置決めして支持する支持台20が設置されている。また、本体18には、蓋体19の装着部位にパッキン21が配設されている。
Next, a method for manufacturing a semiconductor module will be described.
FIG. 2 schematically shows the configuration of the soldering apparatus. As shown in FIG. 2, the soldering apparatus HK used for manufacturing the semiconductor module 10 includes a hermetically sealed container (chamber) 17, which includes a box-shaped main body 18 having an opening 18a, and the main body. And a lid 19 that opens and closes 18 openings 18a. The main body 18 is provided with a support base 20 that positions and supports the semiconductor module 10. The main body 18 is provided with a packing 21 at the mounting portion of the lid body 19.

蓋体19は、本体18の開口部18aを閉鎖可能な大きさで形成されており、本体18に蓋体19を装着することにより容器17内には密閉空間Sが形成されるようになっている。また、蓋体19において、密閉空間Sと対向する部位は、磁力線(磁束)を通す電気的絶縁材で形成されている。この実施形態では、電気的絶縁材としてガラスが用いられており、蓋体19にはガラス板22が組み付けられている。   The lid body 19 is formed in a size capable of closing the opening 18 a of the main body 18, and the sealed space S is formed in the container 17 by attaching the lid body 19 to the main body 18. Yes. Further, in the lid 19, a portion facing the sealed space S is formed of an electrically insulating material that passes magnetic lines of force (magnetic flux). In this embodiment, glass is used as an electrical insulating material, and a glass plate 22 is assembled to the lid 19.

また、本体18には、容器17内に還元性ガス(この実施形態では水素)を供給するための還元ガス供給部23が接続されている。還元ガス供給部23は、配管23aと、当該配管23aの開閉バルブ23bと、水素タンク23cとを備えている。また、本体18には、容器17内に不活性ガス(この実施形態では窒素)を供給するための不活性ガス供給部24が接続されている。不活性ガス供給部24は、配管24aと、当該配管24aの開閉バルブ24bと、窒素タンク24cとを備えている。また、本体18には、容器17内に充満したガスを外部に排出するためのガス排出部25が接続されている。ガス排出部25は、配管25aと、当該配管25aの開閉バルブ25bと、真空ポンプ25cとを備えている。半田付け装置HKは、還元ガス供給部23、不活性ガス供給部24及びガス排出部25を備えることにより、密閉空間S内の圧力を調整可能な構成とされており、密閉空間S内の圧力は、圧力調整によって加圧されたり、減圧されたりする。   The main body 18 is connected to a reducing gas supply unit 23 for supplying a reducing gas (hydrogen in this embodiment) into the container 17. The reducing gas supply unit 23 includes a pipe 23a, an opening / closing valve 23b of the pipe 23a, and a hydrogen tank 23c. The main body 18 is connected to an inert gas supply unit 24 for supplying an inert gas (nitrogen in this embodiment) into the container 17. The inert gas supply unit 24 includes a pipe 24a, an opening / closing valve 24b of the pipe 24a, and a nitrogen tank 24c. The main body 18 is connected to a gas discharge unit 25 for discharging the gas filled in the container 17 to the outside. The gas discharge unit 25 includes a pipe 25a, an opening / closing valve 25b of the pipe 25a, and a vacuum pump 25c. The soldering apparatus HK includes a reducing gas supply unit 23, an inert gas supply unit 24, and a gas discharge unit 25, so that the pressure in the sealed space S can be adjusted. The pressure is increased or decreased by pressure adjustment.

また、本体18には、半田付け後の容器17内に熱媒体(冷却用ガス)を供給するための供給手段としての熱媒供給部(図示せず)が接続されている。
半田付け装置HKの上部(蓋体19の上方)には、高周波加熱コイル26が設置されている。この実施形態の高周波加熱コイル26は、1枚のセラミック基板14を覆う大きさに形成されている。高周波加熱コイル26は、渦巻き状(角形渦巻き状)に形成されており、平面的に展開されている。また、高周波加熱コイル26は、蓋体19(ガラス板22の装着部位)に対向するように配置されている。高周波加熱コイル26は、半田付け装置HKが備える高周波発生装置27に電気的に接続されているとともに、容器17内に設置された温度センサ(図示せず)の計測結果に基づき、高周波発生装置27の出力が制御されるようになっている。また、高周波加熱コイル26には、コイル内部に冷却水を通すための冷却路28が形成されているとともに、半田付け装置HKが備える冷却水タンク29に接続されている。
The main body 18 is connected to a heat medium supply unit (not shown) as supply means for supplying a heat medium (cooling gas) into the container 17 after soldering.
A high-frequency heating coil 26 is installed above the soldering device HK (above the lid 19). The high-frequency heating coil 26 of this embodiment is formed in a size that covers one ceramic substrate 14. The high frequency heating coil 26 is formed in a spiral shape (rectangular spiral shape) and is developed in a plane. Moreover, the high frequency heating coil 26 is arrange | positioned so that the cover body 19 (attachment part of the glass plate 22) may be opposed. The high-frequency heating coil 26 is electrically connected to a high-frequency generator 27 provided in the soldering apparatus HK, and based on the measurement result of a temperature sensor (not shown) installed in the container 17, the high-frequency generator 27 Output is controlled. The high-frequency heating coil 26 is formed with a cooling path 28 for passing cooling water through the coil, and is connected to a cooling water tank 29 provided in the soldering apparatus HK.

蓋体19には、半田付けを行う際に、半導体素子12を加圧する錘30を支持可能な支持プレート31が水平に取り付けられている。支持プレート31は磁力線を通す絶縁材料(例えば、セラミックス)で形成されるとともに、錘30のフランジ部30aより下側が嵌挿可能な孔31aを備えている。錘30は孔31aに嵌挿された状態で支持プレート31に装備されている。そして、図2に示すように、蓋体19が閉鎖位置に配置された状態では、錘30が半導体素子12の接合面と反対側の面(非接合面)に当接するとともに、フランジ部30aが支持プレート31の上面から浮き上がった状態となって、錘30が半導体素子12を錘30の自重で加圧するようになっている。   A support plate 31 that can support a weight 30 that pressurizes the semiconductor element 12 when soldering is horizontally attached to the lid 19. The support plate 31 is formed of an insulating material (for example, ceramics) that allows passage of lines of magnetic force, and includes a hole 31 a that can be inserted below the flange portion 30 a of the weight 30. The weight 30 is mounted on the support plate 31 in a state of being inserted into the hole 31a. As shown in FIG. 2, in the state where the lid 19 is disposed at the closed position, the weight 30 abuts on the surface (non-bonded surface) opposite to the bonded surface of the semiconductor element 12, and the flange portion 30 a The weight 30 is lifted from the upper surface of the support plate 31, and the weight 30 presses the semiconductor element 12 with its own weight.

錘30は、チップ部品加圧部としてのチップ部品加圧用凸部30bと、傾き規制用凸部30cとを備えている。チップ部品加圧用凸部30bは、図2に示すように、半田付け時において半導体素子12の上面全体に当接可能な大きさに形成されており、傾き規制用凸部30cは、半田付け時において金属回路13の一部に当接可能な大きさに形成されている。錘30は、半田が溶融された状態でチップ部品加圧用凸部30bが半導体素子12を押圧し、かつ傾き規制用凸部30cが回路基板11に当接することで半導体素子12の接合面が金属回路13と平行な状態に保持可能な形状及び重さに形成されている。この実施形態では、半導体素子12は正方形状のセラミック基板14の対角線上の二隅に位置するように配置されているため、図3(a),(b)に示すように、チップ部品加圧用凸部30bは、平面正方形状の錘30の対角線上の二隅に位置するように配置され、傾き規制用凸部30cは別の対角線上の二隅に位置するように配置されている。なお、図3(a)において、フランジ部30aの外形を二点鎖線で示している。   The weight 30 includes a chip part pressing convex part 30b as a chip part pressing part and an inclination regulating convex part 30c. As shown in FIG. 2, the chip component pressing convex portion 30b is formed to have a size capable of contacting the entire upper surface of the semiconductor element 12 during soldering, and the tilt regulating convex portion 30c is formed during soldering. In FIG. 2, the metal circuit 13 is formed in a size capable of contacting. In the weight 30, the chip component pressing convex portion 30 b presses the semiconductor element 12 in a state where the solder is melted, and the inclination regulating convex portion 30 c abuts on the circuit board 11, so that the bonding surface of the semiconductor element 12 is a metal. It is formed in a shape and weight that can be held in parallel with the circuit 13. In this embodiment, since the semiconductor element 12 is disposed so as to be positioned at two corners on the diagonal line of the square ceramic substrate 14, as shown in FIGS. The convex portions 30b are arranged so as to be located at two corners on the diagonal of the planar square weight 30, and the inclination regulating convex portions 30c are arranged so as to be located at two corners on another diagonal. In addition, in Fig.3 (a), the external shape of the flange part 30a is shown with the dashed-two dotted line.

傾き規制用凸部30cはチップ部品加圧用凸部30bより長く形成されている。チップ部品加圧用凸部30b及び傾き規制用凸部30cの長さは、半田の溶融状態において、傾き規制用凸部30cの先端面が金属回路13に当接した状態でチップ部品加圧用凸部30bが半導体素子12を水平状態で押圧可能な長さに設定されている。半田は溶融状態において錘30の重さにより、溶融前の状態より拡がった状態で半導体素子12を半田付けするため、チップ部品加圧用凸部30bの長さと規制用凸部30cの長さの差は、溶融前の半田シート33の厚さと半導体素子12の厚さとの和より小さく設定されている。また、錘30は、チップ部品加圧用凸部30b及び傾き規制用凸部30cの中心と、傾き規制用凸部30cの中心とを結ぶ仮想線L1で囲まれる範囲の中に錘30の重心Gが存在するように形成されている。   The inclination regulating convex part 30c is formed longer than the chip part pressing convex part 30b. The lengths of the chip part pressurizing convex part 30b and the tilt restricting convex part 30c are the chip part pressurizing convex parts in a state where the tip surface of the tilt restricting convex part 30c is in contact with the metal circuit 13 in the molten state of solder. 30b is set to a length capable of pressing the semiconductor element 12 in a horizontal state. The solder solders the semiconductor element 12 in a melted state due to the weight of the weight 30, and thus the difference between the length of the chip component pressing convex portion 30b and the length of the regulating convex portion 30c. Is set smaller than the sum of the thickness of the solder sheet 33 before melting and the thickness of the semiconductor element 12. Further, the weight 30 has a center of gravity G of the weight 30 in a range surrounded by a virtual line L1 that connects the centers of the chip part pressing convex part 30b and the inclination regulating convex part 30c and the center of the inclination regulating convex part 30c. Is formed to exist.

錘30は、錘30を介して半田に熱を伝達して半田を溶融させることが可能な材料で形成されている。この実施形態では、錘30は、磁束の変化により電流が発生し、自身の電気抵抗によって発熱する材料、即ち誘導加熱可能な材料を用いて形成されている。この実施形態の錘30は、ステンレスで形成されている。   The weight 30 is formed of a material that can transfer heat to the solder via the weight 30 to melt the solder. In this embodiment, the weight 30 is formed using a material that generates a current due to a change in magnetic flux and generates heat due to its own electrical resistance, that is, a material capable of induction heating. The weight 30 of this embodiment is formed of stainless steel.

また、半田付けを行う際には、位置決め用の治具32を用いて、セラミック基板14上に半田シート33と、半導体素子12と、錘30とを位置決めするようになっている。図3(c)に示すように、治具32は平面正方形状に形成されている。図2及び図3(c)に示すように、治具32には、その裏面に金属回路13の外周部と係合可能な正方形状の凹部32aが形成されるとともに、半導体素子12のサイズに応じた大きさで形成された位置決め用の孔32bと、規制用凸部30cのサイズに応じた大きさで形成された位置決め用の孔32cとが形成されている。この実施形態においては、両孔32b,32cはそれぞれ2個形成されている。なお、図3(c)において、フランジ部30aの外形及び金属回路13の外形を二点鎖線で示しており、金属回路13の外形を示す二点鎖線の一部は凹部32aを示す点線と重なっている。   Further, when performing soldering, a positioning jig 32 is used to position the solder sheet 33, the semiconductor element 12, and the weight 30 on the ceramic substrate 14. As shown in FIG. 3C, the jig 32 is formed in a planar square shape. As shown in FIG. 2 and FIG. 3C, the jig 32 has a square recess 32 a that can be engaged with the outer periphery of the metal circuit 13 on the back surface, and the size of the semiconductor element 12. A positioning hole 32b formed with a corresponding size and a positioning hole 32c formed with a size corresponding to the size of the restricting convex portion 30c are formed. In this embodiment, two holes 32b and 32c are formed. In FIG. 3C, the outer shape of the flange portion 30a and the outer shape of the metal circuit 13 are indicated by a two-dot chain line, and a part of the two-dot chain line indicating the outer shape of the metal circuit 13 overlaps the dotted line indicating the recess 32a. ing.

次に、前記半田付け装置HKを用いて半導体モジュール10の製造方法の一工程である半田付け工程において、回路基板11に対する半導体素子12の半田付けを行う方法について説明する。なお、半田付け装置HKを用いて半田付けを行うのに先立って、金属回路13を有するセラミック基板14をヒートシンク15と一体化した回路基板11を予め作製しておく。   Next, a method for soldering the semiconductor element 12 to the circuit board 11 in the soldering process, which is one process for manufacturing the semiconductor module 10, using the soldering apparatus HK will be described. Prior to soldering using the soldering apparatus HK, the circuit board 11 in which the ceramic substrate 14 having the metal circuit 13 and the heat sink 15 are integrated is prepared in advance.

半田付けを行う際には、最初に、本体18から蓋体19を外し、開口部18aを開放する。そして、図2に示すように本体18の支持台20上に回路基板11を置き、位置決めする。次に、回路基板11のセラミック基板14上に治具32を置き、治具32の各孔32b内に半田シート33と半導体素子12を配置する。治具32は、凹部32aが金属回路13の周縁部と係合して位置決めされた状態でセラミック基板14上に載置される。半田シート33は、金属回路13と半導体素子12との間に配置する。   When soldering, first, the lid 19 is removed from the main body 18 and the opening 18a is opened. Then, as shown in FIG. 2, the circuit board 11 is placed on the support 20 of the main body 18 and positioned. Next, a jig 32 is placed on the ceramic substrate 14 of the circuit board 11, and the solder sheet 33 and the semiconductor element 12 are disposed in each hole 32 b of the jig 32. The jig 32 is placed on the ceramic substrate 14 in a state where the concave portion 32 a is positioned by engaging with the peripheral edge portion of the metal circuit 13. The solder sheet 33 is disposed between the metal circuit 13 and the semiconductor element 12.

次に蓋体19を本体18に取り付け、開口部18aを閉鎖して、容器17内に密閉空間Sを形成する。蓋体19を本体18に取り付けると、図2に示すように、錘30のチップ部品加圧用凸部30b側が治具32の孔32bに嵌挿され、規制用凸部30cが孔32cに嵌挿される。そして、錘30のチップ部品加圧用凸部30bの先端が半導体素子12の非接合面(上面)に当接するとともに、フランジ部30aが支持プレート31の上面から離間した状態になり、各錘30は2個の半導体素子12に跨った状態で、錘30の自重によって半導体素子12を加圧する状態に配置される。この状態において、セラミック基板14上には、金属回路13側から順に半田シート33、半導体素子12、錘30が重なった状態で配置される。   Next, the lid 19 is attached to the main body 18, the opening 18 a is closed, and the sealed space S is formed in the container 17. When the lid body 19 is attached to the main body 18, as shown in FIG. 2, the chip component pressing convex portion 30b side of the weight 30 is inserted into the hole 32b of the jig 32, and the regulating convex portion 30c is inserted into the hole 32c. It is. Then, the tip of the chip part pressing convex part 30b of the weight 30 comes into contact with the non-bonding surface (upper surface) of the semiconductor element 12, and the flange part 30a is separated from the upper surface of the support plate 31. The semiconductor element 12 is disposed in a state where the semiconductor element 12 is pressurized by the weight of the weight 30 while straddling the two semiconductor elements 12. In this state, the solder sheet 33, the semiconductor element 12, and the weight 30 are arranged on the ceramic substrate 14 in this order from the metal circuit 13 side.

次に、ガス排出部25を操作して容器17内を真空引きするとともに、不活性ガス供給部24を操作して容器17内に窒素を供給し、密閉空間S内を不活性ガスで充満させる。この真空引きと窒素の供給を数回繰り返した後、還元ガス供給部23を操作して容器17内に水素を供給し、密閉空間S内を還元ガス雰囲気とする。   Next, the gas discharge unit 25 is operated to evacuate the container 17 and the inert gas supply unit 24 is operated to supply nitrogen into the container 17 so that the sealed space S is filled with the inert gas. . After this evacuation and supply of nitrogen are repeated several times, the reducing gas supply unit 23 is operated to supply hydrogen into the container 17, and the sealed space S is made a reducing gas atmosphere.

次に、高周波発生装置27を作動させ、高周波加熱コイル26に高周波電流を流す。すると、高周波加熱コイル26には、対応する錘30を通る高周波の磁束が発生し、錘30には磁束の通過によって渦電流が発生する。高周波加熱コイル26の磁束内に置かれた錘30は、電磁誘導作用によって発熱し、その熱が錘30のチップ部品加圧用凸部30bから半導体素子12に伝わる。そして、回路基板11の各接合部上に載置された半田シート33には、錘30に生じた熱が当該錘30のチップ部品加圧用凸部30b及び半導体素子12を介して集中的(局所的)に伝わり、加熱される。この結果、半田シート33は、半導体素子12を介して伝わる熱で溶融温度以上の温度になることにより溶融する。   Next, the high frequency generator 27 is operated, and a high frequency current is passed through the high frequency heating coil 26. Then, a high frequency magnetic flux passing through the corresponding weight 30 is generated in the high frequency heating coil 26, and an eddy current is generated in the weight 30 due to the passage of the magnetic flux. The weight 30 placed in the magnetic flux of the high-frequency heating coil 26 generates heat due to electromagnetic induction, and the heat is transmitted from the chip component pressing convex portion 30 b of the weight 30 to the semiconductor element 12. Then, on the solder sheet 33 placed on each joint portion of the circuit board 11, the heat generated in the weight 30 is concentrated (locally) via the chip component pressing convex portion 30 b of the weight 30 and the semiconductor element 12. ) And heated. As a result, the solder sheet 33 is melted by being heated to a temperature equal to or higher than the melting temperature by heat transmitted through the semiconductor element 12.

半田シート33が溶融すると、溶融した半田の表面張力と半導体素子12の重心とのバランスによっては、半導体素子12が傾こうとする場合がある。しかし、錘30は、チップ部品加圧用凸部30bの他に規制用凸部30cを備えており、半田が溶融された状態において、傾き規制用凸部30cの先端が回路基板11上の金属回路13と当接して、錘30は、水平状態又はほぼ水平状態で各半導体素子12を接合面側へ加圧する状態となる。その結果、半田がその溶融温度以下に冷却した状態では、各接合部における半田の厚さむらが抑制された状態で半田付けが行われる。そして、例えば、後工程においてワイヤボンディングで配線を行って回路基板11上の各半導体素子12間及び半導体素子12と配線との間を接続する際に、ワイヤボンディングに支障を来すことが回避される。   When the solder sheet 33 is melted, the semiconductor element 12 may be inclined depending on the balance between the surface tension of the melted solder and the center of gravity of the semiconductor element 12. However, the weight 30 includes a regulating convex portion 30c in addition to the chip component pressing convex portion 30b, and the tip of the inclination regulating convex portion 30c is a metal circuit on the circuit board 11 in a state where the solder is melted. 13, the weight 30 is in a state of pressing each semiconductor element 12 toward the bonding surface in a horizontal state or a substantially horizontal state. As a result, in a state where the solder is cooled below its melting temperature, soldering is performed in a state where the thickness unevenness of the solder at each joint is suppressed. For example, when wiring is performed by wire bonding in a subsequent process to connect between the semiconductor elements 12 on the circuit board 11 and between the semiconductor elements 12 and the wiring, it is avoided that the wire bonding is hindered. The

半田が完全に溶融した後、高周波発生装置27を停止させる。なお、容器17内に設置した温度センサ(図示せず)の検出結果に基づき、高周波加熱コイル26に流れる高周波電流の大きさが制御される。また、容器17内(密閉空間S)の圧力は、半田付け作業の進行状況に合わせて加圧及び減圧され、雰囲気調整が行われる。   After the solder is completely melted, the high frequency generator 27 is stopped. The magnitude of the high-frequency current flowing through the high-frequency heating coil 26 is controlled based on the detection result of a temperature sensor (not shown) installed in the container 17. Further, the pressure in the container 17 (sealed space S) is increased and decreased in accordance with the progress of the soldering operation, and the atmosphere is adjusted.

そして、半田シート33が完全に溶融した後、冷却用の熱媒供給部を操作して容器17内に冷却用ガスを供給する。冷却用ガスは、ヒートシンク15の冷媒流路15aの入口又は出口に向かって吹き込まれるとともに、容器17内に供給された冷却用ガスは、冷媒流路15a及びヒートシンク15の周囲を流れて、半田付け対象物(半導体モジュール10)を冷却する。この結果、溶融した半田は、溶融温度未満に冷却されることによって凝固し、金属回路13と半導体素子12とを接合する。この状態において、半田付けが終了し、半導体モジュール10が完成する。そして、蓋体19を本体18から取り外し、治具32を外した後に容器17内から半導体モジュール10を取り出す。   After the solder sheet 33 is completely melted, the cooling gas is supplied into the container 17 by operating the cooling medium supply unit. The cooling gas is blown toward the inlet or outlet of the refrigerant flow path 15a of the heat sink 15, and the cooling gas supplied into the container 17 flows around the refrigerant flow path 15a and the heat sink 15 to be soldered. The object (semiconductor module 10) is cooled. As a result, the molten solder is solidified by being cooled below the melting temperature, and joins the metal circuit 13 and the semiconductor element 12. In this state, the soldering is finished and the semiconductor module 10 is completed. Then, the lid 19 is removed from the main body 18, the jig 32 is removed, and the semiconductor module 10 is taken out from the container 17.

したがって、この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)回路基板11上に設けられた金属回路13に半導体素子12を接合面全面で半田付けする半田付け方法において、半田の溶融時に半導体素子12を金属回路13側に押圧する錘30として、チップ部品加圧用凸部30bと、傾き規制用凸部30cとを備えた錘30を用いる。金属回路13上に半田を介して半導体素子12を配置するとともに、錘30をチップ部品加圧用凸部30bが半導体素子12を押圧する状態に載置する。そして、錘30によって半導体素子12を加圧しながら半田を溶融させるとともに傾き規制用凸部30cが回路基板11(正確には金属回路13)に当接することで半導体素子12を金属回路13と平行な状態に半田付けする。したがって、半田がその溶融温度以下に冷却された状態では、各接合部における半田の厚さむらが抑制された状態で半田付けが行われる。
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In a soldering method in which the semiconductor element 12 is soldered to the metal circuit 13 provided on the circuit board 11 over the entire bonding surface, the weight 30 that presses the semiconductor element 12 toward the metal circuit 13 when the solder melts. The weight 30 provided with the convex part 30b for chip component pressurization, and the convex part 30c for inclination control is used. The semiconductor element 12 is disposed on the metal circuit 13 via solder, and the weight 30 is placed in a state where the chip component pressing convex portion 30b presses the semiconductor element 12. The semiconductor element 12 is parallel to the metal circuit 13 by melting the solder while pressing the semiconductor element 12 with the weight 30 and contacting the inclination regulating convex part 30c with the circuit board 11 (more precisely, the metal circuit 13). Solder to state. Therefore, in a state where the solder is cooled below its melting temperature, soldering is performed in a state where the thickness unevenness of the solder at each joint is suppressed.

(2)錘30は、チップ部品加圧用凸部30bが半導体素子12を押圧する状態に載置されたときに、チップ部品加圧用凸部30bの中心と、傾き規制用凸部30cの中心とを結ぶ仮想線L1で囲まれる範囲の中に錘30の重心Gが存在するように形成されている。したがって、半田の溶融状態において、2個の傾き規制用凸部30cの先端面が回路基板11と当接して、錘30は、水平状態又はほぼ水平状態で各半導体素子12を接合面側へ加圧する状態となる。その結果、回路基板11上に半導体素子12を接合面全面で半田付けする際に、確実に接合部における半田の厚さむらが抑制された状態で半田付けが行われる。   (2) When the weight 30 is placed in a state where the chip component pressing convex portion 30b presses the semiconductor element 12, the weight 30 is centered on the chip component pressing convex portion 30b and the center of the tilt regulating convex portion 30c. Are formed such that the center of gravity G of the weight 30 exists in the range surrounded by the virtual line L1 connecting the two. Therefore, in the molten state of the solder, the tip surfaces of the two inclination regulating convex portions 30c abut against the circuit board 11, and the weight 30 adds each semiconductor element 12 to the bonding surface side in a horizontal state or a substantially horizontal state. It will be in the state to press. As a result, when the semiconductor element 12 is soldered on the circuit board 11 over the entire bonding surface, the soldering is performed in a state in which the thickness unevenness of the solder at the bonding portion is reliably suppressed.

(3)チップ部品加圧用凸部30bは、半導体素子12をその中心を含む半分以上の面積で押圧可能に形成されている。傾き規制用凸部30cの数及び錘30の重さによっては、チップ部品加圧用凸部30bは半導体素子12をその全面で押圧する必要はない。しかし、半田の溶融状態において、チップ部品加圧用凸部30bは半導体素子12をその中心を含む半分以上の面積で接合部側へ押圧するため、接合部における半田の厚さむらが抑制された状態で半田付けが容易に行われる。   (3) The chip component pressing convex portion 30b is formed so as to be capable of pressing the semiconductor element 12 in an area of more than half including the center thereof. Depending on the number of the inclination regulating convex portions 30 c and the weight 30, the chip component pressing convex portion 30 b does not need to press the semiconductor element 12 over the entire surface. However, in the melted state of the solder, since the chip component pressing convex portion 30b presses the semiconductor element 12 to the joint portion side with an area of more than half including the center thereof, the thickness unevenness of the solder at the joint portion is suppressed. Soldering is easy.

(4)半田付けは非酸化状態で行うのが好ましいため、回路基板11を容器17内に収容して不活性ガス中あるいは還元性ガスの雰囲気で行われるが、錘30を介して半田に熱を伝達して半田を溶融させるため、回路基板11全体や容器17全体を加熱する場合に比べて効率的な加熱を実現することができる。   (4) Since the soldering is preferably performed in a non-oxidized state, the circuit board 11 is accommodated in the container 17 and is performed in an inert gas or reducing gas atmosphere. Since the solder is melted by transmitting the heat, it is possible to achieve more efficient heating than the case where the entire circuit board 11 and the entire container 17 are heated.

(5)錘30を誘導加熱で発熱させるとともに、半導体素子12を介して半導体素子12と金属回路13との間に配置された半田シート33を加熱するため、半田シート33に対して集中的に熱を伝えることができる。したがって、回路基板11全体や容器17全体を加熱する場合に比べて効率的な加熱を実現できる。   (5) The weight 30 is caused to generate heat by induction heating, and the solder sheet 33 disposed between the semiconductor element 12 and the metal circuit 13 is heated via the semiconductor element 12. Can convey heat. Therefore, efficient heating can be realized as compared with the case where the entire circuit board 11 and the entire container 17 are heated.

(6)回路基板11、半田シート33(半田層)、半導体素子12の順に積層され、その上に錘30を載置した状態で半田付けが行われる。したがって、錘30による加圧が良好に行われる。   (6) The circuit board 11, the solder sheet 33 (solder layer), and the semiconductor element 12 are laminated in this order, and soldering is performed with the weight 30 placed thereon. Therefore, the pressurization by the weight 30 is performed satisfactorily.

(7)錘30は、一つの面に複数の凸部、即ちチップ部品加圧用凸部30b及び規制用凸部30cが形成されるとともに、チップ部品加圧用凸部30bは長さが規制用凸部30cより短く形成されている。即ち、複数の凸部のうち少なくとも1個の凸部は他の凸部より短く形成されている。   (7) The weight 30 has a plurality of convex portions, that is, a chip component pressing convex portion 30b and a regulating convex portion 30c formed on one surface, and the chip component pressing convex portion 30b has a length of the regulating convex portion. It is formed shorter than the part 30c. That is, at least one of the plurality of protrusions is formed shorter than the other protrusions.

(8)錘30はフランジ部30a(掛止部)を備えている。そして、錘30は、蓋体19に取り付けられるとともに、所定位置に孔31aが形成された支持プレート31の孔31aに嵌挿されて、フランジ部30aの下面が支持プレート31の上面と係合する状態で支持プレート31に支持される。したがって、蓋体19を本体18に取り付けると、錘30が自動的に半導体素子12と対向する所定位置に配置されるとともに、蓋体19を本体18から取り外すと、錘30が自動的に半導体素子12と離間する位置へ配置される。   (8) The weight 30 is provided with the flange part 30a (holding part). The weight 30 is attached to the lid body 19 and is inserted into the hole 31a of the support plate 31 in which the hole 31a is formed at a predetermined position, and the lower surface of the flange portion 30a is engaged with the upper surface of the support plate 31. It is supported by the support plate 31 in a state. Therefore, when the lid body 19 is attached to the main body 18, the weight 30 is automatically arranged at a predetermined position facing the semiconductor element 12, and when the lid body 19 is removed from the main body 18, the weight 30 automatically becomes the semiconductor element. 12 is arranged at a position separated from 12.

(9)半田シート33及び半導体素子12は、治具32を介してセラミック基板14上の所定位置に位置決めされた状態で配置される。したがって、錘30を前記構成で支持プレート31に取り付ける構成を採用した場合、錘30を精度良く、各半導体素子12と当接する位置に効率良く配置することができる。   (9) The solder sheet 33 and the semiconductor element 12 are arranged in a state of being positioned at a predetermined position on the ceramic substrate 14 via the jig 32. Therefore, when the configuration in which the weight 30 is attached to the support plate 31 with the above-described configuration is adopted, the weight 30 can be efficiently arranged at a position where the weight 30 is in contact with each semiconductor element 12.

(10)高周波加熱コイル26を容器17の外部に配置した。したがって、錘30を支持する支持プレート31を蓋体19に支持する構成が簡単になる。
(11)電子機器の部品となる半導体モジュール10の製造方法の一工程である半導体素子12の半田付け工程において前記の方法で半田付けを行っている。したがって、電子機器の製造方法において、前記各効果を得ることができる。
(10) The high frequency heating coil 26 is disposed outside the container 17. Therefore, the configuration in which the support plate 31 that supports the weight 30 is supported by the lid 19 is simplified.
(11) Soldering is performed by the above-described method in the soldering process of the semiconductor element 12 which is one process of the manufacturing method of the semiconductor module 10 which is a component of the electronic device. Therefore, each effect described above can be obtained in the method for manufacturing an electronic device.

(第2の実施形態)
次に、本発明を具体化した第2の実施形態を図4(a),(b)を参照しながら説明する。なお、第2の実施形態は、錘30及び治具32の構成が異なりその他の構成は第1の実施形態と基本的に同様であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b). The second embodiment is different in the configuration of the weight 30 and the jig 32, and the other configurations are basically the same as those in the first embodiment. Therefore, detailed description of the same parts is omitted.

この実施形態では、錘30は、1個の半導体素子12毎に設けられている。図4(b)に示すように、錘30は1個のチップ部品加圧用凸部30bと2個の規制用凸部30cとを備えている。錘30は、平面形状が金属回路13の検出に対応した略L字状に形成されるとともに、Lのコーナ部にチップ部品加圧用凸部30bが形成され、端部に規制用凸部30cが形成されている。また、治具32にはチップ部品加圧用凸部30bを挿通するための孔32bが2個と、規制用凸部30cを挿通するための孔32cが4個形成されている。   In this embodiment, the weight 30 is provided for each semiconductor element 12. As shown in FIG. 4B, the weight 30 includes one chip component pressing convex portion 30b and two regulating convex portions 30c. The weight 30 is formed in a substantially L shape corresponding to the detection of the metal circuit 13, and the chip component pressing convex portion 30b is formed at the corner portion of the weight 30, and the regulating convex portion 30c is formed at the end portion. Is formed. The jig 32 is formed with two holes 32b for inserting the chip component pressurizing convex portions 30b and four holes 32c for inserting the restricting convex portions 30c.

この実施形態の錘30及び治具32を用いて半導体素子12を回路基板11に半田付けする場合も前記第1の実施形態と同様に、容器17内に回路基板11を配置し、回路基板11のセラミック基板14上に治具32を置き、治具32の各孔32b内に半田シート33と半導体素子12を配置する。そして、蓋体19を閉じると、図4(a)に示すように、各錘30によって半導体素子12が押圧される状態となる。そして、高周波発生装置27が作動されて錘30が高周波加熱されて半田の溶融が行われる。   Even when the semiconductor element 12 is soldered to the circuit board 11 using the weight 30 and the jig 32 of this embodiment, the circuit board 11 is disposed in the container 17 in the same manner as in the first embodiment. A jig 32 is placed on the ceramic substrate 14, and the solder sheet 33 and the semiconductor element 12 are disposed in each hole 32 b of the jig 32. When the lid 19 is closed, the semiconductor element 12 is pressed by each weight 30 as shown in FIG. Then, the high frequency generator 27 is operated, the weight 30 is heated at high frequency, and the solder is melted.

各錘30のチップ部品加圧用凸部30b及び規制用凸部30cの中心は一直線上になく、チップ部品加圧用凸部30b及び規制用凸部30cの中心を結ぶ仮想線L1で囲まれる範囲の中に錘30の重心が存在する。したがって、半田の溶融状態において、錘30は、水平状態又はほぼ水平状態で各半導体素子12を接合面側へ加圧する状態となる。その結果、半田がその溶融温度以下に冷却した状態では、各接合部における半田の厚さむらが抑制された状態で半田付けが行われる。   The centers of the chip part pressing convex part 30b and the regulating convex part 30c of each weight 30 are not in a straight line, but in a range surrounded by a virtual line L1 connecting the centers of the chip part pressing convex part 30b and the regulating convex part 30c. The center of gravity of the weight 30 exists inside. Accordingly, in the molten state of the solder, the weight 30 is in a state of pressing each semiconductor element 12 toward the bonding surface in a horizontal state or a substantially horizontal state. As a result, in a state where the solder is cooled below its melting temperature, soldering is performed in a state where the thickness unevenness of the solder at each joint is suppressed.

この実施形態においては、前記第1の実施形態における効果(1)〜(11)と同様な効果の他に次の効果を得ることができる。
(12)錘30が複数設けられているため、1個の錘30で両半導体素子12を押圧する構成に比べて錘30の合計重量を軽くすることができる。回路基板11はセラミック基板14が1個とは限らず、複数のセラミック基板14をヒートシンク15と一体化した回路基板11上に半導体素子12が半田付けされて構成される半導体モジュール10もある。したがって、同じ能力であれば、合計重量が軽い方が有利となる。
In this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the same effects as the effects (1) to (11) in the first embodiment.
(12) Since a plurality of weights 30 are provided, the total weight of the weights 30 can be reduced as compared with a configuration in which both the semiconductor elements 12 are pressed by one weight 30. The circuit board 11 is not limited to one ceramic substrate 14, and there is also a semiconductor module 10 configured by soldering a semiconductor element 12 on a circuit board 11 in which a plurality of ceramic substrates 14 are integrated with a heat sink 15. Therefore, if the ability is the same, it is advantageous that the total weight is light.

(第3の実施形態)
次に、本発明を具体化した第3の実施形態を図5及び図6を参照しながら説明する。この実施形態は、複数の規制用凸部30cの先端面が金属回路13に当接してチップ部品加圧用凸部30bの先端面の位置が設定されて、溶融後の半田層Hと半導体素子12の厚さの合計が設定される点が前記第1及び第2の実施形態と大きく異なっている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the tip surfaces of the plurality of restricting convex portions 30c are in contact with the metal circuit 13, and the positions of the tip surfaces of the chip component pressing convex portions 30b are set, and the solder layer H and the semiconductor element 12 after melting are set. This is largely different from the first and second embodiments in that the total thickness is set.

図6に示すように、錘30は、平面正方形状に形成されるとともに、4個の規制用凸部30cが錘30の四隅に形成され、2個のチップ部品加圧用凸部30bが各規制用凸部30cの外側を結ぶ仮想線(図示せず)で囲まれる範囲に形成されている。チップ部品加圧用凸部30b及び規制用凸部30cの長さの差は、溶融状態の半田を錘30がその重さで押圧して各規制用凸部30cの先端面が全て金属回路13に当接する状態になるように設定されている。使用される半田シート33の厚さ及び面積により、チップ部品加圧用凸部30b及び規制用凸部30cの長さの差の適切な値が異なる。そのため、実験でチップ部品加圧用凸部30b及び規制用凸部30cの長さの差の適切な値を求めて、設定するのが好ましい。   As shown in FIG. 6, the weight 30 is formed in a planar square shape, four restricting convex portions 30 c are formed at the four corners of the weight 30, and two chip component pressing convex portions 30 b are respectively restricted. It is formed in a range surrounded by an imaginary line (not shown) connecting the outside of the convex portion 30c for use. The difference in length between the chip component pressing convex portion 30b and the regulating convex portion 30c is that the weight 30 presses the molten solder with its weight, and the leading end surfaces of the regulating convex portions 30c are all on the metal circuit 13. It is set to come into contact. Depending on the thickness and area of the solder sheet 33 to be used, an appropriate value of the difference in length between the chip component pressing convex portion 30b and the regulating convex portion 30c varies. Therefore, it is preferable to obtain and set an appropriate value of the difference in length between the chip component pressing convex portion 30b and the regulating convex portion 30c in an experiment.

この実施形態では、半田シート33の溶融前は規制用凸部30cは、金属回路13から若干離れた状態に配置される。そして、半田が溶融されると、錘30の重さによって各規制用凸部30cの先端面が金属回路13に当接する状態となり、錘30は、水平状態で各半導体素子12を接合面側へ加圧する状態となる。その結果、半田がその溶融温度以下に冷却した状態では、各接合部における半田の厚さむらが抑制された状態で半田付けが行われる。   In this embodiment, before the solder sheet 33 is melted, the restricting convex portion 30 c is arranged in a state slightly separated from the metal circuit 13. When the solder is melted, the weights of the weights 30 bring the tip surfaces of the restricting convex portions 30c into contact with the metal circuit 13, and the weights 30 move the semiconductor elements 12 to the bonding surface side in a horizontal state. Pressurized. As a result, in a state where the solder is cooled below its melting temperature, soldering is performed in a state where the thickness unevenness of the solder at each joint is suppressed.

この実施形態においては、前記第1の実施形態における効果(1)、(3)〜(11)と同様な効果の他に次の効果を得ることができる。
(13)冷却後の半田層Hの厚さが、規制用凸部30c及びチップ部品加圧用凸部30bの長さの差で決まるため、第1及び第2の実施形態のように溶融状態における半田の厚さと、規制用凸部30c及びチップ部品加圧用凸部30bの長さの差とのバランスで決める場合より、錘30の重さの自由度が高くなる。
In this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (3) to (11) in the first embodiment.
(13) Since the thickness of the solder layer H after cooling is determined by the difference in length between the restricting convex portion 30c and the chip component pressing convex portion 30b, in the molten state as in the first and second embodiments. The weight of the weight 30 is more flexible than when the thickness is determined by the balance between the thickness of the solder and the difference in length between the regulating convex part 30c and the chip part pressing convex part 30b.

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 錘30は、チップ部品加圧部及び傾き規制用凸部30cを備え、金属回路13上に半田を介して配置された半導体素子12をチップ部品加圧用凸部30bが押圧する状態に錘30を載置して半田を溶融させたとき、傾き規制用凸部30cが回路基板11に当接することで半導体素子12を金属回路13と平行な状態に半田付けできればよい。例えば、セラミック基板14上に半導体素子12を2個半田付けする場合、図7(a)に示すように、チップ部品加圧用凸部30b及び規制用凸部30cを1個ずつ備えた錘30を2個用いてもよい。錘30は、チップ部品加圧用凸部30bの中心と、傾き規制用凸部30cの両端とを結ぶ仮想線L1で囲まれる範囲の中に錘30の重心が存在するように形成されている。例えば、規制用凸部30cは、チップ部品加圧用凸部30b及び規制用凸部30cの中心を結ぶ仮想線L1と直交する方向の長さが、半導体素子12の同方向の長さと同程度に形成される。この場合、半田の溶融状態においてチップ部品加圧用凸部30bの先端面は自由に角度が変わるが、傾き規制用凸部30cは回路基板11(正確には金属回路13)に面で接触するため、その両端の位置と、チップ部品加圧用凸部の中心位置との3点を結ぶ仮想線L1の範囲の中に錘30の重心が存在する状態となる。その結果、錘30が傾くことが抑制され、接合部における半田の厚さむらが抑制された状態で半田付けが行われる。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
The weight 30 includes a chip component pressing portion and an inclination regulating convex portion 30c, and the weight 30 is in a state where the chip component pressing convex portion 30b presses the semiconductor element 12 disposed on the metal circuit 13 via solder. It is sufficient that the semiconductor element 12 can be soldered in a state parallel to the metal circuit 13 by placing the inclination restricting convex portion 30 c in contact with the circuit board 11 when the solder is melted by placing the solder. For example, when two semiconductor elements 12 are soldered on the ceramic substrate 14, as shown in FIG. 7A, a weight 30 provided with one chip component pressing convex portion 30b and one regulating convex portion 30c is provided. Two may be used. The weight 30 is formed such that the center of gravity of the weight 30 exists in a range surrounded by a virtual line L1 that connects the center of the chip component pressing convex portion 30b and both ends of the inclination regulating convex portion 30c. For example, the length of the regulating convex portion 30c in the direction orthogonal to the virtual line L1 connecting the centers of the chip component pressing convex portion 30b and the regulating convex portion 30c is approximately the same as the length of the semiconductor element 12 in the same direction. It is formed. In this case, the tip surface of the chip component pressurizing convex portion 30b can freely change its angle in the molten state of the solder, but the tilt regulating convex portion 30c is in contact with the circuit board 11 (more precisely, the metal circuit 13). Then, the center of gravity of the weight 30 exists in the range of the virtual line L1 connecting the three points of the both end positions and the center position of the chip component pressing convex portion. As a result, tilting of the weight 30 is suppressed, and soldering is performed in a state where unevenness in the thickness of the solder at the joint is suppressed.

○ 第3の実施形態のように、溶融状態の半田を錘30の重さで押し付けるとともに、規制用凸部30cとチップ部品加圧用凸部30bの長さの差で半田の厚さ(高さ)を決める構成において、半導体素子12の数は1個であってもよい。例えば、図7(b)に示すように、錘30は、平面正方形状に形成されるとともに、下面中央にチップ部品加圧用凸部30bが1個形成され、四隅に規制用凸部30cがそれぞれ1個形成されていてもよい。   ○ As in the third embodiment, the molten solder is pressed by the weight 30 and the thickness (height) of the solder is determined by the difference in length between the regulating convex portion 30c and the chip component pressing convex portion 30b. 1), the number of the semiconductor elements 12 may be one. For example, as shown in FIG. 7B, the weight 30 is formed in a planar square shape, one chip component pressing convex portion 30b is formed at the center of the lower surface, and the restricting convex portions 30c are formed at the four corners. One may be formed.

○ 治具32は、凹部32aが金属回路13の周縁部と係合して位置決めされた状態でセラミック基板14上に載置される構成に限らない。例えば、図8に示すように、凹部32aの周面がセラミック基板14の周面14aと係合可能な形状にしてもよい、金属回路13の厚さはセラミック基板14の厚さに比較して薄いため、周面14aと係合可能に形成する方が凹部32aの形成が容易になる。   The jig 32 is not limited to the configuration in which the concave portion 32 a is placed on the ceramic substrate 14 in a state where the concave portion 32 a is positioned by engaging with the peripheral edge portion of the metal circuit 13. For example, as shown in FIG. 8, the peripheral surface of the recess 32 a may be configured to be engageable with the peripheral surface 14 a of the ceramic substrate 14. The thickness of the metal circuit 13 is compared with the thickness of the ceramic substrate 14. Since it is thin, it is easier to form the recess 32a if it can be engaged with the peripheral surface 14a.

○ 錘30は、チップ部品加圧部として機能する少なくとも1個の加圧面を備え、傾き規制用凸部として前記加圧面より先端が突出している凸部が形成されていればよい。即ち、チップ部品加圧部はチップ部品加圧用凸部30bに限らない。例えば、図9に示すように、チップ部品加圧用凸部30bに代えて加圧面30dを備え、加圧面30dより先端が突出している規制用凸部30cが形成されている錘30を使用してもよい。なお、チップ部品加圧部としてチップ部品加圧用凸部30bを備えている場合は、チップ部品加圧用凸部30bの先端面が加圧面となる。   The weight 30 includes at least one pressing surface that functions as a chip component pressing portion, and it is only necessary to form a convex portion whose tip protrudes from the pressing surface as the tilt regulating convex portion. In other words, the chip component pressing portion is not limited to the chip component pressing convex portion 30b. For example, as shown in FIG. 9, using a weight 30 provided with a pressurizing surface 30d instead of the chip component pressurizing convex portion 30b and having a regulating convex portion 30c whose tip protrudes from the pressurizing surface 30d. Also good. In the case where the chip component pressurizing portion 30b is provided as the chip component pressurizing portion, the tip surface of the chip component pressurizing convex portion 30b becomes the pressurizing surface.

○ 回路基板11上に設けられるセラミック基板14の数は1個に限らず複数であってもよい。また、回路基板11上に設けられるセラミック基板14の数が1個の場合、複数の回路基板11を容器17に収容して同時に半田付けをするようにしてもよい。   The number of ceramic substrates 14 provided on the circuit board 11 is not limited to one and may be plural. When the number of ceramic substrates 14 provided on the circuit board 11 is one, a plurality of circuit boards 11 may be accommodated in the container 17 and soldered at the same time.

○ 錘30は、フランジ部30aを備えずに1個ずつ回路基板11上に載置する構成であってもよい。しかし、フランジ部30aにより支持プレート31に支持された状態で載置位置と離間位置とに移動される構成の方が、錘30を所定の位置に配置するのが容易になる。特に、一回の半田付けにおいて、複数個の錘30を回路基板11上に載置する必要がある場合、錘30の載置を同時に、かつ容易に行うことができる。   The weight 30 may be configured to be placed on the circuit board 11 one by one without providing the flange portion 30a. However, the configuration in which the weight 30 is moved to the mounting position and the separated position while being supported by the support plate 31 by the flange portion 30a makes it easier to place the weight 30 at a predetermined position. In particular, when it is necessary to place a plurality of weights 30 on the circuit board 11 in one soldering, the weights 30 can be placed simultaneously and easily.

○ 半導体素子12(チップ部品)は、例えば、トランジスタとダイオードでは一般に厚さが異なるため、錘30としてチップ部品加圧用凸部30b及び規制用凸部30cの長さの差が異なるものを準備しておき、半田付けすべきチップ部品に対応して最適な錘30を使用するようにしてもよい。   ○ As the semiconductor element 12 (chip component), for example, a transistor and a diode generally have different thicknesses, so that weights 30 having different length differences between the chip component pressing convex portion 30b and the regulating convex portion 30c are prepared. In addition, an optimum weight 30 corresponding to the chip component to be soldered may be used.

○ 傾き規制用凸部30cの数及び錘30の重さによっては、チップ部品加圧用凸部30bはチップ部品(半導体素子12)をその全面で押圧する必要はないため、チップ部品加圧用凸部30bはその先端面が必ずしも押圧すべき半導体素子12の非接合面と同じ大きさである必要はない。しかし、第1及び第2の実施形態のように規制用凸部30cと、溶融状態の半田とのバランスで半田の厚さが規制される半田付け方法の場合は、チップ部品加圧用凸部30bはチップ部品をその中心を含む半分以上の面積で接合部側へ押圧する大きさに形成されているのが好ましい。チップ部品加圧用凸部30bの先端面がチップ部品をその中心を含む半分以上の面積で接合部側へ押圧すると、接合部における半田の厚さむらが抑制された状態で半田付けが容易に行われる。   ○ Depending on the number of the inclination regulating convex portions 30c and the weight 30, the chip component pressing convex portion 30b does not need to press the chip component (semiconductor element 12) on the entire surface thereof. The tip surface 30b does not necessarily have to be the same size as the non-joint surface of the semiconductor element 12 to be pressed. However, in the case of the soldering method in which the thickness of the solder is regulated by the balance between the regulating convex portion 30c and the molten solder as in the first and second embodiments, the chip component pressing convex portion 30b. It is preferable that the chip component is formed to have a size that presses the chip part toward the joint portion in an area of more than half including its center. When the tip surface of the chip component pressurizing convex portion 30b presses the chip component toward the joint portion with an area of more than half including the center thereof, soldering can be easily performed in a state where the thickness unevenness of the solder at the joint portion is suppressed. Is called.

○ 錘30を支持プレート31の孔31aに嵌挿した状態で移動させる場合、錘30を支持プレート31に掛止するための構成はフランジ部30aに限らず、錘30の上部の側面に掛止部として複数の凸部を設けてもよい。   When the weight 30 is moved in a state of being inserted into the hole 31 a of the support plate 31, the structure for hooking the weight 30 to the support plate 31 is not limited to the flange portion 30 a, but is hooked to the upper side surface of the weight 30. You may provide a some convex part as a part.

○ 治具32は、半田シート33、半導体素子12及び錘30の位置決め機能を有する構成に限らず、半田シート33及び半導体素子12の位置決め機能のみを有する構成でもよい。   The jig 32 is not limited to the configuration having the positioning function of the solder sheet 33, the semiconductor element 12, and the weight 30, and may have a configuration having only the positioning function of the solder sheet 33 and the semiconductor element 12.

○ 誘導加熱で錘30を加熱してその熱で半田を溶融させる構成において、錘30はステンレス製に限らず、誘導加熱可能な材料であればよく、例えば、ステンレスに代えて、鉄やグラファイトで形成したり、熱伝導率の異なる2種類の導体材料を用いて構成してもよい。   In the configuration in which the weight 30 is heated by induction heating and the solder is melted by the heat, the weight 30 is not limited to stainless steel but may be any material that can be induction heated. For example, instead of stainless steel, iron or graphite may be used. You may form and may comprise using two types of conductor materials from which heat conductivity differs.

○ 半田は半田シート33として金属回路13の接合部と対応する箇所に配置する方法に限らず、半田ペーストを接合部と対応する箇所に塗布するようにしてもよい。
○ 半田を溶融温度以上に加熱する加熱方法は誘導加熱以外の方法であってもよい。例えば、容器17内に電気ヒータを設けて半田を加熱するようにしてもよい。
The solder is not limited to a method of arranging the solder sheet 33 at a location corresponding to the joint portion of the metal circuit 13, but a solder paste may be applied to a location corresponding to the joint portion.
○ The heating method for heating the solder to the melting temperature or higher may be a method other than induction heating. For example, an electric heater may be provided in the container 17 to heat the solder.

○ 回路基板11は、セラミック基板14が冷媒流路15aを有しないヒートシンク15と一体化された構成や、ヒートシンク15を有しない構成であってもよい。
○ 蓋体19は、本体18に対して取り外し不能な構成、例えば、開閉式でもよい。
The circuit board 11 may have a configuration in which the ceramic substrate 14 is integrated with the heat sink 15 that does not have the refrigerant flow path 15 a or a configuration that does not have the heat sink 15.
The lid 19 may be configured so as not to be removable from the main body 18, for example, an openable type.

○ 蓋体19は、少なくとも高周波加熱コイル26と対向する部位が電気的絶縁材で形成されているのが好ましく、当該部位をガラスに代えて、例えば、セラミックスや樹脂で形成してもよい。また、蓋体19全体を同じ電気的絶縁材で形成してもよい。   The lid 19 is preferably formed of an electrically insulating material at least at a portion facing the high-frequency heating coil 26, and may be formed of, for example, ceramics or resin instead of glass. Moreover, you may form the whole cover body 19 with the same electrical insulating material.

○ 高周波加熱コイル26は、複数の錘30の上方に跨って配置する構成としてもよい。この場合、高周波加熱コイル26に対する高周波電流の供給経路や冷却水の供給経路を少なくすることができ、半田付け装置HKの構造をさらに簡素化できる。   (Circle) the high frequency heating coil 26 is good also as a structure arrange | positioned ranging over the some weight 30. FIG. In this case, the high-frequency current supply path and the cooling water supply path to the high-frequency heating coil 26 can be reduced, and the structure of the soldering apparatus HK can be further simplified.

○ 回路基板11上に設けられた接合部(金属回路23)に接合される電子部品は、接合部と対向する面全体が接合されるものに限らず、チップ抵抗やチップコンデンサ等のように電子部品の両端に端子を有し、各端子が異なる接合部に接合されるものであってもよい。   The electronic component bonded to the bonding portion (metal circuit 23) provided on the circuit board 11 is not limited to the one where the entire surface facing the bonding portion is bonded, but an electronic component such as a chip resistor or a chip capacitor. A terminal may be provided at both ends of the component, and each terminal may be joined to a different joint.

○ 半田付けの際に規制用凸部30cが回路基板11の上面に当接して錘30の傾きを規制する構成であればよく、金属回路13に当接して錘30の傾きを規制する構成に限らない。例えば、規制用凸部30cがセラミック基板14の上面に当接する構成であってもよい。   O It is sufficient that the regulating convex portion 30c is in contact with the upper surface of the circuit board 11 during soldering so as to regulate the inclination of the weight 30, and is in contact with the metal circuit 13 to regulate the inclination of the weight 30. Not exclusively. For example, the configuration may be such that the regulating convex portion 30 c contacts the upper surface of the ceramic substrate 14.

○ 規制用凸部30cは、先端が面接触する形状に限らず、点接触や線接触する形状であってもよい。例えば、規制用凸部30cの先端に線状の凸部が形成された形状や、規制用凸部30cの先端に小さな凸部が形成された形状としてもよい。   The restricting convex portion 30c is not limited to the shape in which the tip is in surface contact, but may be in the shape of point contact or line contact. For example, a shape in which a linear convex portion is formed at the tip of the regulating convex portion 30c or a shape in which a small convex portion is formed at the tip of the regulating convex portion 30c may be used.

○ 高周波加熱コイル26を、容器17(密閉空間S)内に配置してもよい。
以下の技術的思想(発明)は前記実施形態から把握できる。
(1)請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の発明において、前記錘は誘導加熱可能な導電材料により形成されている。
(Circle) you may arrange | position the high frequency heating coil 26 in the container 17 (sealed space S).
The following technical idea (invention) can be understood from the embodiment.
(1) In the invention according to any one of claims 1 to 7, the weight is formed of a conductive material capable of induction heating.

(a)はセラミック基板が1枚の半導体モジュールの平面図、(b)は(a)のA−A線断面図。(A) is a top view of the semiconductor module with one ceramic substrate, (b) is the sectional view on the AA line of (a). 第1の実施形態の半田付け方法に用いる半田付け装置の概略縦断面図。The schematic longitudinal cross-sectional view of the soldering apparatus used for the soldering method of 1st Embodiment. (a)は金属回路、チップ部品加圧用凸部、規制用凸部等の関係を示す模式図、(b)は錘の模式斜視図、(c)は治具の模式平面図。(A) is a schematic diagram which shows the relationship between a metal circuit, the convex part for chip | tip component pressurization, the convex part for regulation, (b) is a schematic perspective view of a weight, (c) is a schematic top view of a jig | tool. 第2の実施形態を示し、(a)は半田付け時の状態を示す模式断面図、(b)は金属回路、チップ部品加圧用凸部、規制用凸部等の関係を示す模式図。The second embodiment, (a) is a schematic cross-sectional view showing a state at the time of soldering, (b) is a schematic view showing the relationship between a metal circuit, a chip component pressing convex portion, a regulating convex portion, and the like. 第3の実施形態における半田付け時の状態を示す模式断面図。The schematic cross section which shows the state at the time of soldering in 3rd Embodiment. 同じく金属回路、チップ部品加圧用凸部、規制用凸部等の関係を示す模式図。The schematic diagram which similarly shows the relationship between a metal circuit, the convex part for chip | tip component pressurization, the convex part for regulation, etc. (a)は別の実施形態における錘とチップ部品との関係を示す模式図、(b)は別の実施形態における錘とチップ部品との関係を示す模式図。(A) is a schematic diagram which shows the relationship between the weight in another embodiment, and a chip component, (b) is a schematic diagram which shows the relationship between the weight in another embodiment, and a chip component. 別の実施形態の治具の形状を示す模式断面図。The schematic cross section which shows the shape of the jig | tool of another embodiment. 別の実施形態の錘を示す模式斜視図。The model perspective view which shows the weight of another embodiment. (a)は従来技術を示す断面図、(b)は別の従来技術を示す模式断面図。(A) is sectional drawing which shows a prior art, (b) is a schematic cross section which shows another prior art.

符号の説明Explanation of symbols

H…半田層、G…重心、L1…仮想線、11…回路基板、12…チップ部品としての半導体素子、13…接合部としての金属回路、30…錘、30b…チップ部品加圧部としてのチップ部品加圧用凸部、30c…規制用凸部、30d…チップ部品加圧部としての加圧面。   H ... solder layer, G ... center of gravity, L1 ... virtual line, 11 ... circuit board, 12 ... semiconductor element as a chip component, 13 ... metal circuit as a junction, 30 ... weight, 30b ... as a pressure component for a chip component Chip component pressing convex portion, 30c... Restricting convex portion, 30d... Pressure surface as a chip component pressing portion.

Claims (7)

回路基板上に設けられた接合部にチップ部品を半田付けする半田付け方法であって、
半田の溶融時に前記チップ部品を前記接合部側に押圧する錘として、チップ部品加圧部と、傾き規制用凸部とを備えた錘を用い、前記接合部上に半田を介して前記チップ部品を配置するとともに、前記錘を前記チップ部品加圧部が前記チップ部品を押圧する状態に載置し、前記錘によって前記チップ部品を加圧しながら前記半田を溶融させるとともに傾き規制用凸部が前記回路基板に当接することで前記チップ部品を前記接合部と平行な状態に半田付けすることを特徴とする半田付け方法。
A soldering method for soldering a chip component to a joint provided on a circuit board,
As a weight that presses the chip component toward the joint when the solder is melted, a weight including a chip component pressurizing portion and an inclination regulating convex portion is used, and the chip component is placed on the joint via solder. And the weight is placed in a state where the chip component pressing portion presses the chip component, the solder is melted while pressing the chip component with the weight, and the tilt regulating convex portion is A soldering method comprising: soldering the chip component in a state parallel to the joint by contacting a circuit board.
前記錘は、前記チップ部品加圧部が前記チップ部品を押圧する状態に載置されたときに、前記チップ部品加圧部の中心と、前記傾き規制用凸部の中心又は端とを結ぶ仮想線で囲まれる範囲の中に前記錘の重心が存在するように形成されている請求項1に記載の半田付け方法。   The weight is a virtual connection between the center of the chip component pressurizing portion and the center or end of the tilt regulating convex portion when the chip component pressurizing portion is placed in a state of pressing the chip component. The soldering method according to claim 1, wherein the weight is formed so that the center of gravity of the weight exists in a range surrounded by a line. 前記チップ部品加圧部は、前記チップ部品をその中心を含む半分以上の面積で押圧可能に形成されている請求項1又は請求項2に記載の半田付け方法。   3. The soldering method according to claim 1, wherein the chip component pressing portion is formed so as to be able to press the chip component in an area of half or more including a center thereof. 前記錘を介して前記半田に熱を伝達して半田を溶融させる請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の半田付け方法。   The soldering method according to claim 1, wherein heat is transmitted to the solder through the weight to melt the solder. 前記回路基板、半田層、前記チップ部品の順に積層された状態で半田付けが行われる請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の半田付け方法。   The soldering method according to any one of claims 1 to 4, wherein the soldering is performed in a state where the circuit board, the solder layer, and the chip component are laminated in this order. 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の半田付け方法に使用する錘であって、少なくとも1個の加圧面を備え、前記加圧面より先端が突出している凸部が形成されていることを特徴とする錘。   A weight used in the soldering method according to any one of claims 1 to 5, wherein the weight is provided with at least one pressing surface, and a convex portion whose tip protrudes from the pressing surface is formed. A weight characterized by being. 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の半田付け方法を半田付け工程に使用することを特徴とする電子機器の製造方法。   6. A method for manufacturing an electronic device, wherein the soldering method according to claim 1 is used in a soldering process.
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