JP2012084686A - Connection structure between wiring members - Google Patents

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宗彦 増谷
Masami Takeuchi
政美 竹内
Shigekazu Higashimoto
繁和 東元
Harumitsu Sato
晴光 佐藤
Takuya Ishizaki
卓也 石崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To securely connect wiring members.SOLUTION: A heat spreader 20 has a groove 21 at an upper surface 20a. The groove 21 has an inclined surface 21a and an inclined surface 21b. The inclined surfaces 21a and 21b are respectively inclined relative to the upper surface 20a. A lower surface 30a of an upper electrode 30 is spaced apart from the upper surface 20a of the heat spreader 20, and an end part 32 covers part of an area of the groove 21. Melted solder 40 is supplied at an area of the groove 21 which is not covered by the end part 32. The solder 40 contacts with the lower surface 32a and connects the lower surface 30a with the upper surface 20a.

Description

本発明は、配線部材間の接続構造に関するものである。   The present invention relates to a connection structure between wiring members.

電極部材をはんだ付けする技術について、例えば特許文献１において、パワー素子の上にはんだを介して上部電極を接続した構造が開示されている。詳しくは、上部電極に、突起部とはんだ注入口とを形成し、この突起部をパワー素子上に載置して、上部電極とパワー素子との間に隙間を形成している。その後、その隙間に対しはんだ注入口から溶融はんだを供給して、毛細管現象と濡れ作用により、上部電極の下面とパワー素子の上面との間の隙間に溶融はんだを侵入させて上部電極とパワー素子とをはんだで接合できるとしている。   Regarding a technique for soldering an electrode member, for example, Patent Document 1 discloses a structure in which an upper electrode is connected to a power element via solder. Specifically, a protrusion and a solder injection port are formed on the upper electrode, and the protrusion is placed on the power element to form a gap between the upper electrode and the power element. Thereafter, molten solder is supplied from the solder injection port to the gap, and the molten solder enters the gap between the lower surface of the upper electrode and the upper surface of the power element by capillary action and wetting action, and the upper electrode and the power element. Can be joined with solder.

特開２００４−１３４４４５号公報JP 2004-134445 A

しかしながら、特許文献１で開示された従来技術においては、上部電極の下面とパワー素子の上面との間に毛細管現象が発生するような狭小な隙間を設定する必要があった。この隙間は７０〜２００μｍ程度にする必要があり、この隙間が狭いために溶融はんだが上部電極の下面に接触しづらい。非接触の場合には毛細管現象が生じないので上部電極の下面とパワー素子の上面との間ではんだが接続されないという問題がある。
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は配線部材間を確実に接続できる接続構造を提供することにある。 However, in the prior art disclosed in Patent Document 1, it is necessary to set a narrow gap between the lower surface of the upper electrode and the upper surface of the power element so that a capillary phenomenon occurs. This gap needs to be about 70 to 200 μm, and since this gap is narrow, the molten solder is difficult to contact the lower surface of the upper electrode. In the case of non-contact, since a capillary phenomenon does not occur, there is a problem that solder is not connected between the lower surface of the upper electrode and the upper surface of the power element.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a connection structure that can reliably connect wiring members.

請求項１記載の本願発明は、配線部材間の接続構造において、第一の配線部材は、第二の配線部材と対向する面に凹部を有し、前記第二の配線部材は、前記第一の配線部材と対向する面で前記第一の配線部材と離間して前記凹部の領域の一部を覆い、前記凹部は、液状の導電性材料が供給される供給部と、供給された液状の導電性材料を移動させて前記第二の配線部材の前記凹部を覆っている部位に当接させる壁部を有し、前記導電性材料が硬化して、前記第一の配線部材と前記第二の配線部材とを接続していることを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、壁部により供給された液状の導電性材料を移動させて第二の配線部材の覆っている部位に当接させることができるため、第一の配線部材と第二の配線部材とを互いに接触させることなく確実に接続させることができる。 The present invention according to claim 1 is the connection structure between wiring members, wherein the first wiring member has a recess on a surface facing the second wiring member, and the second wiring member is the first wiring member. The surface facing the wiring member is spaced apart from the first wiring member to cover a part of the recessed portion, and the recessed portion includes a supply portion to which a liquid conductive material is supplied, and a supplied liquid state A wall portion that moves the conductive material to abut the portion of the second wiring member that covers the recess, and the conductive material is cured to form the first wiring member and the second wiring member; The wiring member is connected.
According to the first aspect of the present invention, the liquid conductive material supplied by the wall can be moved and brought into contact with the portion covered by the second wiring member. The second wiring member can be reliably connected without contacting each other.

請求項２に記載の本願発明は、前記壁部は前記供給部から連続していることを特徴とするため、供給部に供給された液状の導電性材料を容易に移動させて第二の配線部材の覆っている部位に当接させることができる。   The present invention according to claim 2 is characterized in that the wall portion is continuous from the supply portion, so that the liquid conductive material supplied to the supply portion can be easily moved to form the second wiring. It can be brought into contact with the part covered by the member.

請求項３に記載の本願発明は、前記凹部は前記供給部を備える第一の傾斜面と前記壁部を備える第二の傾斜面とを有していることを特徴とするために、容易に凹部を形成することができる。   The present invention according to claim 3 is characterized in that the recess has a first inclined surface including the supply portion and a second inclined surface including the wall portion. A recess can be formed.

請求項４に記載の本願発明は、前記第一の傾斜面が前記第一の配線部材の前記第二の配線部材と対向する面に対して傾斜する角度は、前記第二の傾斜面が前記第一の配線部材の前記第二の配線部材と対向する面に対して傾斜する角度よりも大きいことを特徴とするために、凹部の外側への液状の導電性材料のはみ出しを抑制することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, the angle at which the first inclined surface is inclined with respect to the surface of the first wiring member facing the second wiring member is such that the second inclined surface is Since the angle of the first wiring member with respect to the surface facing the second wiring member is larger than the angle, the protrusion of the liquid conductive material to the outside of the recess can be suppressed. it can.

請求項５に記載の本願発明は、前記第一の配線部材は、ヒートスプレッダであることを特徴とするため、液状の導電性材料の濡れ性が悪い場合でも、上部電極とヒートスプレッダとの間を接続することができる。   The present invention according to claim 5 is characterized in that the first wiring member is a heat spreader, and therefore the upper electrode and the heat spreader are connected even when the liquid conductive material has poor wettability. can do.

請求項６に記載の本願発明は、前記壁部の上端は前記供給部の上端に対して下方に位置することを特徴とするために、凹部の外側への液状の導電性材料のはみ出しを抑制することができる。   The present invention according to claim 6 is characterized in that the upper end of the wall portion is positioned below the upper end of the supply portion, and thus prevents the liquid conductive material from protruding to the outside of the recess. can do.

請求項７に記載の本願発明は、前記導電性材料は前記凹部の一部と前記第二の配線部材とを接続していることを特徴とするために、所定の量の前記導電性材料を供給したにもかかわらず前記凹部の全体に前記導電性材料が濡れ広がった場合に前記導電性材料が前記上部電極の下面と前記下部電極の上面との間に接続されていないと容易に判断することができる。   The present invention of claim 7 is characterized in that the conductive material connects a part of the recess and the second wiring member, so that a predetermined amount of the conductive material is added. When the conductive material wets and spreads over the entire recess despite being supplied, it is easily determined that the conductive material is not connected between the lower surface of the upper electrode and the upper surface of the lower electrode. be able to.

本発明によれば、配線部材間を確実に接続することができる。   According to the present invention, wiring members can be reliably connected.

（ａ）は第一の実施の形態におけるパワーモジュールの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。(A) is a top view of the power module in 1st embodiment, (b) is a longitudinal cross-sectional view in the AA line of (a). ははんだ付け前のパワーモジュールの平面図。Is a plan view of the power module before soldering. （ａ）ははんだ付け工程を説明するためのパワーモジュールの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での縦断面図。(A) is a top view of the power module for demonstrating a soldering process, (b) is a longitudinal cross-sectional view in the BB line of (a). （ａ）ははんだの重心移動後のパワーモジュールの平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線での縦断面図。(A) is a top view of the power module after the gravity center movement of a solder, (b) is a longitudinal cross-sectional view in CC line of (a). （ａ）は第二の実施形態におけるパワーモジュールの平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線での縦断面図。(A) is a top view of the power module in 2nd embodiment, (b) is a longitudinal cross-sectional view in the DD line of (a). （ａ）は別例における平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線での縦断面図。(A) is a top view in another example, (b) is a longitudinal cross-sectional view in the EE line of (a). （ａ）は別例における平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線での縦断面図。(A) is a top view in another example, (b) is a longitudinal cross-sectional view in the FF line of (a). （ａ）別例におけるパワーモジュールの要部、（ｂ）別例におけるパワーモジュールの要部。(A) The principal part of the power module in another example, (b) The principal part of the power module in another example.

（第一の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１には本実施形態におけるパワーモジュール１０を示す。本実施形態のパワーモジュール１０は、車両用インバータとして用いられる。電力変換装置としての車両用インバータは車両に搭載され、バッテリの直流電力を交流電力に変換して走行モータを駆動するためのものである。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a power module 10 according to this embodiment. The power module 10 of this embodiment is used as a vehicle inverter. A vehicle inverter as a power conversion device is mounted on a vehicle and converts a DC power of a battery into an AC power to drive a traveling motor.

パワーモジュール１０は、第一の配線部材に相当するヒートスプレッダ２０と、第二の配線部材に相当する上部電極３０と、パワー素子（パワートランジスタ、パワーダイオード等）５０とを備えている。   The power module 10 includes a heat spreader 20 corresponding to a first wiring member, an upper electrode 30 corresponding to a second wiring member, and a power element (power transistor, power diode, etc.) 50.

ヒートスプレッダ２０は直方体形状をなし、上面２０ａが水平となる状態で配置されている。ヒートスプレッダ２０は銅よりなる。
ヒートスプレッダ２０の上面２０ａ（上部電極３０と対向する面）にはパワー素子５０が接合されている。ヒートスプレッダ２０は、パワー素子５０と電気的につながっており、電極として機能する。また、ヒートスプレッダ２０は、通電により発熱するパワー素子５０の放熱部材として機能する。このように、第一の配線部材としてのヒートスプレッダ２０はパワー素子５０と電気的かつ熱的に結合されている。 The heat spreader 20 has a rectangular parallelepiped shape, and is arranged in a state where the upper surface 20a is horizontal. The heat spreader 20 is made of copper.
A power element 50 is bonded to the upper surface 20a of the heat spreader 20 (the surface facing the upper electrode 30). The heat spreader 20 is electrically connected to the power element 50 and functions as an electrode. The heat spreader 20 functions as a heat radiating member of the power element 50 that generates heat when energized. As described above, the heat spreader 20 as the first wiring member is electrically and thermally coupled to the power element 50.

ヒートスプレッダ２０の上方には上部電極３０が配置されている。上部電極３０は平板状をなしている。上部電極３０は銅よりなる。   An upper electrode 30 is disposed above the heat spreader 20. The upper electrode 30 has a flat plate shape. The upper electrode 30 is made of copper.

ヒートスプレッダ２０と上部電極３０とは、配線部材間に相当するヒートスプレッダ２０と上部電極３０との間にて導電性材料に相当するはんだ４０により接合されている。即ち、ヒートスプレッダ２０に対しボンディングワイヤーを介すのではなく上部電極３０が直接はんだ付けされている。   The heat spreader 20 and the upper electrode 30 are joined by a solder 40 corresponding to a conductive material between the heat spreader 20 corresponding to the wiring members and the upper electrode 30. That is, the upper electrode 30 is directly soldered to the heat spreader 20 rather than via a bonding wire.

上部電極３０は本体部３１と端部３２とを有する。上部電極３０は、下面３０ａ（ヒートスプレッダ２０と対向する面）がヒートスプレッダ２０の上面２０ａとは距離ｄ１０だけ離間した状態でヒートスプレッダ２０の上面２０ａに沿って水平に延びている。距離ｄ１０は、例えば０．３ｍｍ程度である。端部３２は下面３２ａを有する。   The upper electrode 30 has a main body portion 31 and an end portion 32. The upper electrode 30 extends horizontally along the upper surface 20a of the heat spreader 20 with the lower surface 30a (the surface facing the heat spreader 20) separated from the upper surface 20a of the heat spreader 20 by a distance d10. The distance d10 is about 0.3 mm, for example. The end portion 32 has a lower surface 32a.

ヒートスプレッダ２０の上面２０ａには凹部に相当する溝部２１が形成されている。溝部２１は上方に開口し、図１（ｂ）においてＶ字形状をなしているとともに平面視長方形状をなしている。溝部２１は第一の傾斜面に相当する傾斜面２１ａ、第二の傾斜面に相当する傾斜面２１ｂと、側面２２ａと側面２２ｂとを有している。傾斜面２１ａと傾斜面２１ｂとは互いに連続しているとともに上面２０ａに対して傾斜しており、側面２２ａと側面２２ｂとは互いに対向している。図１（ｂ）において、傾斜面２１ａは上面２０ａに対してα度傾斜し、傾斜面２１ｂは上面２０ａに対してβ度傾斜している。本実施形態では、角度αは角度βと同じ角度になっている。
側面２２ａと側面２２ｂとは傾斜面２１ａと傾斜面２１ｂとから垂直方向に延びている。また、平面視長方形状をなす溝部２１において、側面２２ａと側面２２ｂとが短辺をなし、傾斜面２１ａと傾斜面２１ｂとが長辺をなしている。 A groove portion 21 corresponding to a concave portion is formed on the upper surface 20a of the heat spreader 20. The groove portion 21 opens upward and has a V shape in FIG. 1B and a rectangular shape in plan view. The groove 21 has an inclined surface 21a corresponding to the first inclined surface, an inclined surface 21b corresponding to the second inclined surface, a side surface 22a and a side surface 22b. The inclined surface 21a and the inclined surface 21b are continuous with each other and inclined with respect to the upper surface 20a, and the side surface 22a and the side surface 22b face each other. In FIG. 1B, the inclined surface 21a is inclined by α degrees with respect to the upper surface 20a, and the inclined surface 21b is inclined by β degrees with respect to the upper surface 20a. In the present embodiment, the angle α is the same as the angle β.
The side surface 22a and the side surface 22b extend in the vertical direction from the inclined surface 21a and the inclined surface 21b. Further, in the groove portion 21 having a rectangular shape in plan view, the side surface 22a and the side surface 22b form short sides, and the inclined surface 21a and the inclined surface 21b form long sides.

上部電極３０は、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａに沿って延びる本体部３１から端部３２が溝部２１の領域に位置している。即ち、上部電極３０は溝部２１の一部を覆っている。具体的には、端部３２は傾斜面２１ｂの一部を覆っている。 The upper electrode 30 has an end portion 32 located in the region of the groove portion 21 from the main body portion 31 extending along the upper surface 20 a of the heat spreader 20. That is, the upper electrode 30 covers a part of the groove 21. Specifically, the end portion 32 covers a part of the inclined surface 21b.

図１（ａ）において、ヒートスプレッダ２０の溝部２１の領域での上部電極３０に覆われない領域のうち、溝部２１にはんだ４０が供給されたところが供給部に相当する。また、溝部２１において上部電極３０に覆われる部位が壁部に相当する。 In FIG. 1A, the portion where the solder 40 is supplied to the groove portion 21 in the region not covered by the upper electrode 30 in the region of the groove portion 21 of the heat spreader 20 corresponds to the supply portion. Further, the portion covered with the upper electrode 30 in the groove portion 21 corresponds to a wall portion.

ここで図１（ａ）に示すように、はんだ４０は溝部の全体ではなく一部を濡れ広がっている。例えば上部電極３０の幅方向にははんだ４０は広がっていない。また、図１（ｂ）に示すように、はんだ４０は下面３０ａと上面２０ａとの間を端部３２から本体部３１の方へ濡れ広がっている。さらに、はんだ４０は下面３２ａからフィレットが形成されている。 Here, as shown in FIG. 1 (a), the solder 40 spreads over a part of the groove, not the whole. For example, the solder 40 does not spread in the width direction of the upper electrode 30. Further, as shown in FIG. 1B, the solder 40 wets and spreads from the end portion 32 toward the main body portion 31 between the lower surface 30 a and the upper surface 20 a. Further, the solder 40 has a fillet formed from the lower surface 32a.

次に、パワーモジュール１０におけるヒートスプレッダ２０と上部電極３０とのはんだ付け工程について説明する。   Next, a soldering process between the heat spreader 20 and the upper electrode 30 in the power module 10 will be described.

まず、図２に示すように、ヒートスプレッダ２０の上にパワー素子５０を接合したものを用意する。そして、ヒートスプレッダ２０と上部電極３０とが離間するとともに、端部３２が溝部２１の領域を覆うような状態で、ヒートスプレッダ２０に上部電極３０を配置する。これにより、ヒートスプレッダ２０の溝部２１の上方で、端部３２に覆われない領域にはんだ供給口Ｓ１が形成される。
なお、はんだが上部電極３０に付着することなく所定の量だけ確実に溝部２１に供給するためにはんだ供給口Ｓ１は傾斜面２１ａの上方にあるほうが好ましく、さらには傾斜面２１ａに供給されるはんだが端部３２の方へ移動するところにあるほうが好ましい。また、距離ｄ１を大きくすると、はんだ供給口Ｓ１を大きくすることができる。
また、はんだ付け対象部品（ヒートスプレッダ２０、上部電極３０）は、はんだ濡れをよくするために加熱しておく。 First, as shown in FIG. 2, a heat spreader 20 on which a power element 50 is bonded is prepared. The upper electrode 30 is disposed on the heat spreader 20 in a state where the heat spreader 20 and the upper electrode 30 are separated from each other and the end portion 32 covers the region of the groove portion 21. As a result, the solder supply port S <b> 1 is formed in the region not covered by the end portion 32 above the groove portion 21 of the heat spreader 20.
In order to reliably supply a predetermined amount of solder to the groove portion 21 without adhering to the upper electrode 30, the solder supply port S1 is preferably located above the inclined surface 21a, and further, the solder supplied to the inclined surface 21a. Is preferably located where it moves toward the end 32. Further, when the distance d1 is increased, the solder supply port S1 can be increased.
Also, the parts to be soldered (heat spreader 20, upper electrode 30) are heated in order to improve solder wetting.

引き続き、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、液状の導電性材料に相当する溶融したはんだ４０を内蔵したはんだ供給装置６０における供給口６０ａがはんだ供給口Ｓ１に接近して配置され、はんだ供給装置６０の供給口６０ａから、はんだ供給口Ｓ１にはんだ４０を供給する。このとき、はんだ４０は溝部２１から隆起するように量が調整され、供給部に相当する傾斜面２１ａに供給される。図４（ｂ）に示すように、供給されたはんだ４０は壁部に相当する傾斜面２１ｂの上部電極３０に覆われる部位の濡れ性により溝部２１から隆起したまま移動する。すなわち、図３の（ａ）および図４の（ａ）に示すように、はんだ４０の重心は端部３２の方へ移動する。そして、はんだ４０が下面３２ａに当接する。すなわち、はんだ４０は傾斜面２１ｂにより下面３２ａに誘導されることとなる。   Subsequently, as shown in FIGS. 3A and 3B, the supply port 60a in the solder supply device 60 containing the molten solder 40 corresponding to the liquid conductive material approaches the solder supply port S1. Solder 40 is supplied from the supply port 60a of the solder supply device 60 to the solder supply port S1. At this time, the amount of the solder 40 is adjusted so as to rise from the groove portion 21, and is supplied to the inclined surface 21a corresponding to the supply portion. As shown in FIG. 4B, the supplied solder 40 moves while being raised from the groove portion 21 due to the wettability of the portion covered with the upper electrode 30 of the inclined surface 21b corresponding to the wall portion. That is, as shown in FIGS. 3A and 4A, the center of gravity of the solder 40 moves toward the end portion 32. Then, the solder 40 comes into contact with the lower surface 32a. That is, the solder 40 is guided to the lower surface 32a by the inclined surface 21b.

最後に、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、はんだ４０が端部３２に当接すると溶融はんだ４０は上部電極３０の下面３０ａとヒートスプレッダ２０の上面２０ａとの間を濡れ広がる。このとき、はんだ４０は端部３２から本体部３１の方向に向かって濡れ広がる。よって、はんだ４０が硬化して上部電極３０の下面３０ａとヒートスプレッダ２０の上面２０ａとの間をはんだ４０で確実に接続することができる。
なお、はんだ４０は溝部２１の全体に濡れ広がっていない。これにより、所定の量のはんだを供給したにもかかわらず溝部２１の全体にはんだ４０が濡れ広がった場合、上部電極３０の下面３０ａとヒートスプレッダ２０の上面２０ａとの間にはんだ４０が接続されていないと容易に判断することができる。 Finally, as shown in FIGS. 1A and 1B, when the solder 40 comes into contact with the end portion 32, the molten solder 40 wets between the lower surface 30a of the upper electrode 30 and the upper surface 20a of the heat spreader 20. spread. At this time, the solder 40 wets and spreads from the end portion 32 toward the main body portion 31. Therefore, the solder 40 is hardened, and the lower surface 30a of the upper electrode 30 and the upper surface 20a of the heat spreader 20 can be reliably connected by the solder 40.
Note that the solder 40 does not spread over the entire groove 21. Accordingly, when the solder 40 wets and spreads over the entire groove portion 21 even though a predetermined amount of solder is supplied, the solder 40 is connected between the lower surface 30a of the upper electrode 30 and the upper surface 20a of the heat spreader 20. If not, it can be easily determined.

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第一の配線部材としてのヒートスプレッダ２０の上に、はんだ４０を介して第二の配線部材としての上部電極３０を接続したヒートスプレッダ２０と上部電極３０との接続構造として次のようにした。
ヒートスプレッダ２０は、上面２０ａに溝部２１を有している。溝部２１は傾斜面２１ａと傾斜面２１ｂと側面２２ａと側面２２ｂとを有している。傾斜面２１ａと傾斜面２１ｂとは互いに上面２０ａに対してそれぞれ角度α、角度β傾斜しており、側面２２ａと側面２２ｂとは互いに対向している。上部電極３０は、下面３０ａがヒートスプレッダ２０の上面２０ａと離間し、溝部２１の領域の一部を覆っている。このため、溝部２１において上部電極３０に覆われる部位によりはんだ４０は移動して上部電極３０の覆っている部位に当接する。なお、覆われていないところがはんだ供給口Ｓ１となり、そこからはんだ４０が供給される。
従って、はんだ４０が端部３２の下面３２ａに当接しやすく、上部電極３０の下面３０ａとヒートスプレッダ２０の上面２０ａとの間をはんだ４０で確実に接続することができる。
（２）第一の傾斜面２１ａと第二の傾斜面２１ｂとが連続しているため、供給部に供給されたはんだ４０を容易に移動させて第二の配線部材の溝部２１を覆っている部位に当接させることができる。
（３）第一の配線部材として、パワー素子５０と電気的かつ熱的に結合されたヒートスプレッダ２０を用いている。ヒートスプレッダ２０を用いた場合において、はんだ濡れ性が悪い場合でも、上部電極３０の下面３３ａとヒートスプレッダ２０の上面２０ａとの間をはんだ４０で確実に接続することができる。
（４）はんだ４０の濡れ性を利用し、溝部２１の全体にはんだ４０を満たすことなく接続している。従って、所定の量のはんだ４０を供給したにもかかわらず溝部２１の全体にはんだ４０が濡れ広がった場合にはんだ４０が上部電極３０の下面３０ａとヒートスプレッダ２０の上面２０ａとの間に接続されていないと容易に判断することができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。前記実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
図５には第２の実施形態のパワーモジュール１１を示す。 According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The connection structure between the heat spreader 20 and the upper electrode 30 in which the upper electrode 30 as the second wiring member is connected via the solder 40 on the heat spreader 20 as the first wiring member is as follows. .
The heat spreader 20 has a groove 21 on the upper surface 20a. The groove part 21 has the inclined surface 21a, the inclined surface 21b, the side surface 22a, and the side surface 22b. The inclined surface 21a and the inclined surface 21b are inclined with respect to the upper surface 20a by an angle α and an angle β, respectively, and the side surface 22a and the side surface 22b are opposed to each other. In the upper electrode 30, the lower surface 30 a is separated from the upper surface 20 a of the heat spreader 20 and covers a part of the region of the groove portion 21. For this reason, the solder 40 moves by the part covered with the upper electrode 30 in the groove portion 21 and comes into contact with the part covered with the upper electrode 30. In addition, the place which is not covered becomes solder supply port S1, and the solder 40 is supplied from there.
Therefore, the solder 40 can easily come into contact with the lower surface 32 a of the end portion 32, and the lower surface 30 a of the upper electrode 30 and the upper surface 20 a of the heat spreader 20 can be reliably connected with the solder 40.
(2) Since the first inclined surface 21a and the second inclined surface 21b are continuous, the solder 40 supplied to the supply portion is easily moved to cover the groove portion 21 of the second wiring member. It can be brought into contact with the part.
(3) As the first wiring member, the heat spreader 20 that is electrically and thermally coupled to the power element 50 is used. In the case where the heat spreader 20 is used, even when the solder wettability is poor, the lower surface 33a of the upper electrode 30 and the upper surface 20a of the heat spreader 20 can be reliably connected by the solder 40.
(4) The wettability of the solder 40 is used to connect the entire groove portion 21 without filling the solder 40. Accordingly, when the solder 40 wets and spreads over the entire groove portion 21 even though a predetermined amount of solder 40 is supplied, the solder 40 is connected between the lower surface 30a of the upper electrode 30 and the upper surface 20a of the heat spreader 20. If not, it can be easily determined.
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. The same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 5 shows a power module 11 according to the second embodiment.

上部電極７０は本体部７１と端部７２とを有する。上部電極７０は平面視凸状に形成され、端部７２は本体部７１より溝部２１の長手方向における幅が狭く、溝部２１の一部を覆っている。 The upper electrode 70 has a main body 71 and an end 72. The upper electrode 70 is formed in a convex shape in plan view, and the end 72 is narrower in the longitudinal direction of the groove 21 than the main body 71 and covers a part of the groove 21.

ヒートスプレッダ２０の溝部２１の領域内において、本体部７１の一部および端部７２が溝部２１の一部を覆っている。具体的には、図５（ａ）に示すように本体部７１の一部は傾斜面２１ｂの一部を覆い、端部７２は傾斜面２１ｂの一部および傾斜面２１ａの一部を覆っている。このとき、上部電極７０が溝部２１を覆っていない領域にはんだ供給口Ｓ２、Ｓ３が形成されている。はんだ供給口Ｓ２、Ｓ３から溝部２１にはんだ４０が供給されたところが供給部に相当する。このように、上部電極７０が溝部２１を覆っていない領域にはんだ供給口が２つ形成されている。一方、傾斜面２１ｂにおいて上部電極７０に覆われる部位が壁部に相当する。
なお、はんだが上部電極３０に付着することなく所定の量だけ確実に溝部２１に供給するためにはんだ供給口Ｓ２、Ｓ３は傾斜面２１ａの上方にあるほうが好ましく、さらには傾斜面２１ａに供給されるはんだが本体部７１側へ移動するところにあるほうが好ましい。
ヒートスプレッダ２０の溝部２１の傾斜面２１ａに、はんだ供給口Ｓ２、Ｓ３からはんだ４０が供給されている。 In the region of the groove 21 of the heat spreader 20, a part of the main body 71 and the end 72 cover a part of the groove 21. Specifically, as shown in FIG. 5A, a part of the main body 71 covers a part of the inclined surface 21b, and an end 72 covers a part of the inclined surface 21b and a part of the inclined surface 21a. Yes. At this time, solder supply ports S <b> 2 and S <b> 3 are formed in a region where the upper electrode 70 does not cover the groove 21. The place where the solder 40 is supplied to the groove portion 21 from the solder supply ports S2 and S3 corresponds to the supply portion. Thus, two solder supply ports are formed in the region where the upper electrode 70 does not cover the groove 21. On the other hand, the part covered with the upper electrode 70 in the inclined surface 21b corresponds to a wall part.
Note that the solder supply ports S2 and S3 are preferably located above the inclined surface 21a in order to reliably supply a predetermined amount of solder to the groove portion 21 without adhering to the upper electrode 30, and further supplied to the inclined surface 21a. It is preferable that the solder to be moved to the main body 71 side.
Solder 40 is supplied to the inclined surface 21a of the groove portion 21 of the heat spreader 20 from the solder supply ports S2 and S3.

ヒートスプレッダ２０と上部電極７０とのはんだ付けの際には、図５（ｂ）に示すように、はんだ供給装置６０の供給口６０aから、はんだ４０をはんだ供給口Ｓ２、Ｓ３に供給する。そして、はんだ供給口Ｓ２、Ｓ３からヒートスプレッダ２０の溝部２１にはんだ４０が供給される。
はんだ４０の重心は傾斜面２１ｂ側へ移動し、はんだ４０が上部電極７０に当接するとはんだ４０は上部電極７０の下面７０ａとヒートスプレッダ２０の上面２０ａとの間に端部７２から本体部７１の方向へ濡れ広がる。このとき、端部７２が傾斜面２１ａと傾斜面２１ｂとの境界を覆っているため下面７２ａにはんだ４０が当接しやすい。よって、上部電極７０の下面７０ａとヒートスプレッダ２０の上面２０ａとの間をはんだ４０で確実に接続することができる。また、溝部２１において、はんだ４０の接合面積を広くすることができるので接合強度が良好になる。 When soldering the heat spreader 20 and the upper electrode 70, as shown in FIG. 5B, the solder 40 is supplied from the supply port 60a of the solder supply device 60 to the solder supply ports S2 and S3. Then, the solder 40 is supplied to the groove portion 21 of the heat spreader 20 from the solder supply ports S2 and S3.
The center of gravity of the solder 40 moves toward the inclined surface 21 b, and when the solder 40 comes into contact with the upper electrode 70, the solder 40 moves from the end 72 to the main body 71 between the lower surface 70 a of the upper electrode 70 and the upper surface 20 a of the heat spreader 20. Spread wet in the direction. At this time, since the end portion 72 covers the boundary between the inclined surface 21a and the inclined surface 21b, the solder 40 easily comes into contact with the lower surface 72a. Therefore, the solder 40 can reliably connect the lower surface 70 a of the upper electrode 70 and the upper surface 20 a of the heat spreader 20. Moreover, since the bonding area of the solder 40 can be increased in the groove portion 21, the bonding strength is improved.

以上のごとく本実施形態によれば、前述の（１）〜（４）に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（５）上部電極７０は平面視凸状に形成され、端部７２は本体部７１より溝部２１の長手方向における幅が狭く、下面７０ａがヒートスプレッダ２０の上面２０ａと離間し、端部７２が傾斜面２１ａと傾斜面２１ｂとの境界を覆っている。よって、下面７２ａにはんだ４０が当接しやすく、上部電極７０の下面７０ａとヒートスプレッダ２０の上面２０ａとの間をはんだ４０で確実に接続することができる。また、溝部２１において、はんだ４０の接合面積を広くすることができるので接合強度が良好になる。
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
・電極間の接合材（導電性材料）としてはんだ４０を用いたが、導電性があるものであれば材質は問わない。例えば、ロウ材でも良い。
・第一の配線部材としてヒートスプレッダ２０を用いたが、これに限ることはない。例えば、半導体素子の電極でもよい。
・溝部２１の形状は平面視長方形以外でもよい。
・上部電極３０は平板状以外のものを用いてもよい。
・角度αは角度βより大きくてもよい（α＞β）。例えば、図６のような形状でもよい。このとき、傾斜面２１ａに供給されるはんだの重心をより早く端部３２の方へ移動させることができるとともに、傾斜面２１ａにおけるヒートスプレッダ２０の上面２０ａへのはんだのはみ出しを抑制することができる。
・傾斜面２１ａの上端を傾斜面２１ｂの上端より上方に設けてもよい。例えば、図７のような形状でもよい。このとき、傾斜面２１ａにおけるヒートスプレッダ２０の上面２０ａへのはんだのはみ出しをより抑制することができる。また、傾斜面２１ｂの上端を傾斜面２１ａの上端より下方に設けてもよい。このとき、パワーモジュール１０の小型化が可能になるとともに、はんだが供給されてから端部３２へ当接するまでの時間を短縮することができる。このため、はんだ付けにかかる時間を短縮することができる。
・凹部としての溝部２１の形状について、壁部を備える傾斜面２１ｂを用いたが、供給されたはんだ４０を移動させて上部電極３０の溝部２１を覆っている部位に当接させるものであれば形状は問わない。例えば、図８（ａ）に示すような階段状の形状を用いて溝部２１を形成しても良い。この場合、はんだの接合面積を広くすることができるので接合強度が良好になる。
・凹部としての溝部２１の形状について、供給部を備える傾斜面２１ａを用いたが、例えば、図８（ｂ）に示すような階段状の形状を用いて溝部２１を形成しても良い。この場合、はんだの接合面積を広くすることができるので接合強度が良好になる。 As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the above (1) to (4).
(5) The upper electrode 70 is formed in a convex shape in plan view, the end 72 is narrower in the longitudinal direction of the groove 21 than the main body 71, the lower surface 70a is separated from the upper surface 20a of the heat spreader 20, and the end 72 is inclined. The boundary between the surface 21a and the inclined surface 21b is covered. Therefore, the solder 40 can easily come into contact with the lower surface 72a, and the lower surface 70a of the upper electrode 70 and the upper surface 20a of the heat spreader 20 can be reliably connected with the solder 40. Moreover, since the bonding area of the solder 40 can be increased in the groove portion 21, the bonding strength is improved.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the invention. For example, the following modifications may be made.
-Although solder 40 was used as a bonding material (conductive material) between electrodes, any material can be used as long as it has conductivity. For example, a brazing material may be used.
-Although the heat spreader 20 was used as a 1st wiring member, it does not restrict to this. For example, an electrode of a semiconductor element may be used.
The shape of the groove portion 21 may be other than a rectangular shape in plan view.
The upper electrode 30 may be other than a flat plate.
The angle α may be larger than the angle β (α> β). For example, the shape as shown in FIG. At this time, the center of gravity of the solder supplied to the inclined surface 21a can be moved faster toward the end portion 32, and the solder can be prevented from protruding from the upper surface 20a of the heat spreader 20 in the inclined surface 21a.
-You may provide the upper end of the inclined surface 21a above the upper end of the inclined surface 21b. For example, the shape as shown in FIG. At this time, the protrusion of the solder to the upper surface 20a of the heat spreader 20 on the inclined surface 21a can be further suppressed. Moreover, you may provide the upper end of the inclined surface 21b below the upper end of the inclined surface 21a. At this time, the power module 10 can be reduced in size, and the time from when the solder is supplied until it contacts the end portion 32 can be shortened. For this reason, the time concerning soldering can be shortened.
-About the shape of the groove part 21 as a recessed part, although the inclined surface 21b provided with a wall part was used, if the supplied solder 40 is moved and it makes it contact | abut to the site | part which has covered the groove part 21 of the upper electrode 30 The shape does not matter. For example, the groove 21 may be formed using a stepped shape as shown in FIG. In this case, the bonding area of the solder can be increased, so that the bonding strength is improved.
-Although the inclined surface 21a provided with a supply part was used about the shape of the groove part 21 as a recessed part, you may form the groove part 21 using the step-shaped shape as shown in FIG.8 (b), for example. In this case, the bonding area of the solder can be increased, so that the bonding strength is improved.

１０…パワーモジュール、１１…パワーモジュール、２０…ヒートスプレッダ、２０ａ…上面、２１…溝部、２１ａ…傾斜面、２１ｂ…傾斜面、２２ａ…側面、２２ｂ…側面、３０…上部電極、３０ａ…下面、３１…本体部、３２…端部、３２ａ…下面、４０…はんだ、７０…上部電極、７０ａ…下面、７１…本体部、７２…端部、７２ａ…下面、ｄ１…距離、α…角度、β…角度、Ｓ１…はんだ供給口、Ｓ２…はんだ供給口、Ｓ３…はんだ供給口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Power module, 11 ... Power module, 20 ... Heat spreader, 20a ... Upper surface, 21 ... Groove, 21a ... Inclined surface, 21b ... Inclined surface, 22a ... Side surface, 22b ... Side surface, 30 ... Upper electrode, 30a ... Lower surface, 31 ... body part, 32 ... end part, 32a ... lower surface, 40 ... solder, 70 ... upper electrode, 70a ... lower surface, 71 ... body part, 72 ... end part, 72a ... lower surface, d1 ... distance, α ... angle, β ... Angle, S1 ... Solder supply port, S2 ... Solder supply port, S3 ... Solder supply port

Claims (7)

配線部材間の接続構造において、
第一の配線部材は、第二の配線部材と対向する面に凹部を有し、
前記第二の配線部材は、前記第一の配線部材と対向する面で前記第一の配線部材と離間して前記凹部の領域の一部を覆い、
前記凹部は、液状の導電性材料が供給される供給部と、供給された液状の導電性材料を移動させて前記第二の配線部材の前記凹部を覆っている部位に当接させる壁部を有し
前記導電性材料が硬化して、前記第一の配線部材と前記第二の配線部材とを接続していることを特徴とする配線部材間の接続構造。
In the connection structure between wiring members,
The first wiring member has a recess on the surface facing the second wiring member,
The second wiring member covers a part of the region of the concave portion separated from the first wiring member on a surface facing the first wiring member,
The concave portion includes a supply portion to which a liquid conductive material is supplied, and a wall portion that moves the supplied liquid conductive material to contact a portion of the second wiring member that covers the concave portion. A connection structure between wiring members, wherein the conductive material is cured and connects the first wiring member and the second wiring member.
前記壁部は前記供給部から連続していることを特徴とする請求項１に記載の配線部材間の接続構造。
The said wall part is continuing from the said supply part, The connection structure between the wiring members of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記凹部は前記供給部を備える第一の傾斜面と前記壁部を備える第二の傾斜面とを有していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の配線部材間の接続構造。
The said recessed part has the 1st inclined surface provided with the said supply part, and the 2nd inclined surface provided with the said wall part, Between the wiring members of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Connection structure.
前記第一の傾斜面が前記第一の配線部材の前記第二の配線部材と対向する面に対して傾斜する角度は、前記第二の傾斜面が前記第一の配線部材の前記第二の配線部材と対向する面に対して傾斜する角度よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の配線部材間の接続構造。
The angle at which the first inclined surface is inclined with respect to the surface of the first wiring member facing the second wiring member is such that the second inclined surface is the second wiring member of the first wiring member. The connection structure between wiring members according to any one of claims 1 to 3, wherein the connecting member has a larger angle than an inclination angle with respect to a surface facing the wiring member.
前記第一の配線部材は、ヒートスプレッダであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の配線部材間の接続構造。
The connection structure between wiring members according to any one of claims 1 to 4, wherein the first wiring member is a heat spreader.
前記壁部の上端は前記供給部の上端に対して下方に位置することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の配線部材間の接続構造。
The connection structure between wiring members according to any one of claims 1 to 5, wherein an upper end of the wall portion is positioned below an upper end of the supply portion.
前記導電性材料は前記凹部の一部と前記第二の配線部材とを接続していることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の配線部材間の接続構造。 The connection structure between wiring members according to any one of claims 1 to 6, wherein the conductive material connects a part of the recess and the second wiring member.
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