JP2018041887A - Dielectric plate sticking method for power module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パワーモジュール用の絶縁板貼り付け方法に関し、例えば、パワーカードの対向する主面に夫々絶縁板を貼り付ける方法に関する。 The present invention relates to a method for attaching an insulating plate for a power module, for example, a method for attaching an insulating plate to each opposing main surface of a power card.
パワーモジュールに搭載される半導体素子の熱を放出するために、一般的には、パワーモジュールに冷却機構が設けられている。例えば、特許文献1の両面冷却型半導体装置は、半導体素子上に絶縁板及び冷却チューブを積層し、絶縁板を介して半導体素子の熱を冷却チューブに伝達して放熱する構成とされている。このとき、半導体素子と絶縁板との間、及び絶縁板と冷却チューブとの間に放熱グリスを介在させることで、半導体素子の熱を伝達させている。
Generally, a cooling mechanism is provided in the power module in order to release heat of the semiconductor element mounted on the power module. For example, the double-sided cooling type semiconductor device of
特許文献1の両面冷却型半導体装置のように、半導体素子上に絶縁板を積層する際には、パワーモジュールの所定の位置に絶縁板を精度良く配置する必要がある。しかしながら、特許文献1には、如何にしてパワーモジュールの所定の位置に絶縁板を配置するかに関しては開示されていない。
As in the double-sided cooling type semiconductor device of
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、パワーモジュールの所定の位置に絶縁板を精度良く配置することができるパワーモジュール用の絶縁板貼り付け方法を実現する。 This invention is made | formed in view of such a problem, and implement | achieves the insulating board sticking method for power modules which can arrange | position an insulating board accurately in the predetermined position of a power module.
本発明の一態様に係るパワーモジュール用の絶縁板貼り付け方法は、パワーモジュールの対向する主面に夫々に絶縁板を貼り付ける方法であって、
前記パワーモジュールの主面が鉛直方向に配置されるように、前記パワーモジュールをパレットで保持する工程と、
吸着パッドと第1の位置決めピンとを有する貼付治具を用いて、前記絶縁板を前記第1の位置決めピンで位置決めしつつ前記吸着パッドで吸着して保持する工程と、
前記貼付治具で保持した前記絶縁板を前記パワーモジュールの主面と対向させる工程と、
前記パワーモジュールを挟み込むように配置された前記貼付治具のうち、一方の貼付治具に設けられた第2の位置決めピンを前記パレットに形成された位置決め孔に通すと共に前記第1の位置決めピンを前記パレットに接触させて当該パレットに対して逆側に押し込みつつ、前記一方の貼付治具を前記パワーモジュールの一方の主面に近付けて、前記絶縁板を前記パワーモジュールの一方の主面に貼り付ける工程と、
前記パレットの位置決め孔から突き出た前記第2の位置決めピンを他方の貼付治具に形成された位置決め穴に挿入すると共に前記第1の位置決めピンを前記パレットに接触させて当該パレットに対して逆側に押し込みつつ、前記他方の貼付治具を前記パワーモジュールの他方の主面に近付けて、前記絶縁板を前記パワーモジュールの他方の主面に貼り付ける工程と、
を備える。
これにより、パワーモジュールの所定の位置に絶縁板を精度良く貼り付けることができる。
An insulating plate attaching method for a power module according to one aspect of the present invention is a method of attaching an insulating plate to each of the opposing main surfaces of the power module,
Holding the power module with a pallet so that the main surface of the power module is arranged in a vertical direction;
Using a sticking jig having a suction pad and a first positioning pin, holding the insulating plate by suction with the suction pad while positioning the insulating plate with the first positioning pin;
A step of causing the insulating plate held by the sticking jig to face the main surface of the power module;
Among the sticking jigs arranged so as to sandwich the power module, the second positioning pin provided in one sticking jig is passed through the positioning hole formed in the pallet and the first positioning pin is passed. While bringing the pallet into contact with the pallet and pushing it in the opposite direction, the one attaching jig is brought close to one main surface of the power module, and the insulating plate is attached to one main surface of the power module. Attaching process,
The second positioning pin protruding from the positioning hole of the pallet is inserted into a positioning hole formed in the other sticking jig, and the first positioning pin is brought into contact with the pallet and is opposite to the pallet. While pressing into the other main surface of the power module, the step of adhering the insulating plate to the other main surface of the power module,
Is provided.
Thereby, an insulating board can be accurately affixed on the predetermined position of a power module.
本発明によれば、パワーモジュールの所定の位置に絶縁板を精度良く配置することができる。 According to the present invention, the insulating plate can be accurately arranged at a predetermined position of the power module.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
図1は、本実施の形態のパワーモジュール用の絶縁板貼り付け方法において、パワーモジュールに絶縁板を貼り付ける前段階を側方から見た部分断面図である。図2は、本実施の形態のパワーモジュール用の絶縁板貼り付け方法において、パワーモジュールに絶縁板を貼り付ける前段階を上方から見た部分断面図である。図3は、絶縁板が貼り付けられるパワーモジュールを示す斜視図である。図4は、本実施の形態のパワーモジュール用の絶縁板貼り付け方法で用いるパレットを示す正面図である。図5は、本実施の形態のパワーモジュール用の絶縁板貼り付け方法で用いるパレットを示す上面図である。なお、各図は簡略化して示しているため、一部省略されている部分がある。ここで、パレットの上下方向は鉛直方向(重力方向)と一致するものとする。 FIG. 1 is a partial cross-sectional view, as viewed from the side, of a stage before attaching an insulating plate to a power module in the method for attaching an insulating plate for a power module according to the present embodiment. FIG. 2 is a partial cross-sectional view, as viewed from above, of a stage before an insulating plate is attached to the power module in the method for attaching an insulating plate for a power module according to the present embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing a power module to which an insulating plate is attached. FIG. 4 is a front view showing a pallet used in the method for attaching an insulating plate for a power module of the present embodiment. FIG. 5 is a top view showing a pallet used in the method for attaching an insulating plate for a power module of the present embodiment. Since each figure is shown in a simplified manner, some parts are omitted. Here, the vertical direction of the pallet is assumed to coincide with the vertical direction (gravity direction).
本実施の形態のパワーモジュール用の絶縁板貼り付け方法(以下、単に貼り付け方法と省略する場合がある。)は、先ず、図1及び図2に示すように、パワーモジュール1をパレット2で保持する。 In the method for attaching an insulating plate for a power module according to the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as an attaching method), first, as shown in FIGS. Hold.
パワーモジュール1は、図2及び図3に示すように、パワーカード3に半導体素子(図示を省略)が搭載されており、当該半導体素子にヒートスプレッダー4が熱の伝達を可能に接続された構成である。ヒートスプレッダー4は、パワーカード3の主面3a、3bから夫々露出し、当該主面3a、3bと略面一とされている。半導体素子には、端子5が電気的に接続されており、当該端子5がパワーカード3の高さ方向の両面から突出している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
パレット2は、図4及び図5に示すように、パワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3a、3bがパレット2の上下方向に配置されるように保持する。パレット2は、例えば、基部2aから立設する左右の支柱2bを備えている。左右の支柱2bは、パレット2の左右方向に間隔を開けて配置されている。そして、支柱2bは、パワーカード3の主面3a、3bがパレット2の上下方向に配置された状態で、パワーモジュール1を当該パワーモジュール1の幅方向から挟み込む挟持機構2cを備えている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
挟持機構2cは、図2及び図5に示すように、挟持部2dを備えている。挟持部2dは、例えば、パワーモジュール1の幅方向で向かい合う一方の側面の少なくとも一部と接触するように、支柱2bにおける他方の支柱2bと向かい合う面に形成された溝部である。そして、少なくとも一方の支柱2bは、パレット2の左右方向にスライド可能であり、弾性体(図示を省略)によって他方の支柱2b側に付勢されている。このような支柱2bにおけるパレット2の前後方向の厚さは、パワーモジュール1に絶縁板6が貼り付けられる際に、絶縁板6と干渉しないように設定されており、例えば、パワーモジュール1のパワーカード3より薄く設定されている。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
これにより、パワーカード3の主面3a、3bがパレット2の上下方向に配置された状態のパワーモジュール1を向かい合う挟持部2dの間に配置すると、パワーモジュール1は当該パワーモジュール1の幅方向から挟持部2dによって挟持される。
Accordingly, when the
このようにパワーカード3の主面3a、3bがパレット2の上下方向に配置された状態で、パワーモジュール1をパレット2で保持する。このとき、パワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3a、3bは、向かい合う挟持部2dの間から露出する。
In this way, the
次に、貼付治具7を用いて絶縁板6をパワーモジュール1の所定の位置に貼り付ける。貼付治具7は、図1及び図2に示すように、パワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3a、3bを挟み込むように、即ち、パレット2の前後方向でパワーモジュール1を挟み込むように配置されている。
Next, the
貼付治具7は、回転部7a、吸着パッド7b及び第1の位置決めピン7cを備えている。回転部7aには、吸着パッド7bや第1の位置決めピン7cなどが搭載されている。そして、回転部7aは、パレット2の左右方向に延在する回転軸7dを中心に回転可能であると共に、パレット2の前後方向に移動可能である。
The sticking
吸着パッド7bは、絶縁板6を吸着して保持する。つまり、吸着パッド7b内の空気をポンプによって吸引することで絶縁板6が吸着パッド7bに吸着される。吸着パッド7bの吸着面は、回転部7aの一側面から露出しており、吸着パッド7bの吸着面がパレット2の上側に向かって回転部7aから露出した状態から当該回転部7aが回転すると、パワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3a又は3bと対向するように回転部7aから露出する。
The
第1の位置決めピン7cは、絶縁板6の四隅と対応するように、回転部7aにおける吸着パッド7bの吸着面が露出する面から当該面と略直交する方向に突出している。そして、第1の位置決めピン7cは、回転部7aにおける吸着パッド7bの吸着面が露出する面と略直交する方向に移動可能である。また、第1の位置決めピン7cは、弾性体7eによって回転部7aの外方に向かって付勢されている。
The first positioning pins 7c protrude from the surface where the suction surface of the
このような貼付治具7は、パワーモジュール1に対して所定の位置に位置決め可能な構成とされている。例えば、前側の貼付治具7は、回転部7aにおける吸着パッド7bの吸着面が露出する面に第2の位置決めピン7fを備えている。第2の位置決めピン7fは、回転部7aにおける吸着パッド7bの吸着面が露出する面から当該面と略直交する方向に突出している。
Such a sticking
パレット2の支柱2bは、貼付治具7の第2の位置決めピン7fが挿入される位置決め孔2eを備えている。位置決め孔2eは、パレット2の前後方向に貫通しており、前側の貼付治具7の第2の位置決めピン7fが通された状態で当該前側の貼付治具7、しいては絶縁板6をパワーモジュール1に対して所定の位置に配置する。
The
後側の貼付治具7は、回転部7aにおける吸着パッド7bの吸着面が露出する面にパレット2における支柱2bの位置決め孔2eから突き出た前側の貼付治具7の第2の位置決めピン7fが挿入される位置決め穴7gを備えており、支柱2bの位置決め孔2eから突き出た前側の貼付治具7の第2の位置決めピン7fが後側の貼付治具7の位置決め孔7gに挿入された状態で当該後側の貼付治具7、しいては絶縁板6をパワーモジュール1に対して所定の位置に配置する。
The
このような貼付治具7を用いて絶縁板6をパワーモジュール1の所定の位置に貼り付ける場合、先ず、貼付治具7における吸着パッド7bの吸着面がパレット2の上側に向くように当該貼付治具7を配置する。
When the insulating
次に、貼付治具7の第1の位置決めピン7cに絶縁板6の四隅が接触するように、吸着パッド7bの吸着面上に絶縁板6を配置し、吸着パッド7bで絶縁板6を吸着する。このとき、絶縁板6は、第1の位置決めピン7cで位置決めされつつ吸着パッド7bに吸着される。
Next, the insulating
次に、絶縁板6がパワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3a又は3bと向かい合うように、絶縁板6を位置決めしつつ吸着した状態で貼付治具7を回転させる。これにより、図1及び図2に示す状態となる。
Next, the sticking
次に、貼付治具7をパワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3a又は3b側に移動させて、絶縁板6でヒートスプレッダー4を覆うように当該絶縁板6を主面3a及び3bに貼り付ける。なお、パワーモジュール1のヒートスプレッダー4上には、予め放熱グリス8を塗布しておく。
Next, the sticking
ここで、本実施の形態の貼付治具7は、一つのサーボシリンダのストローク変化で連動してパレット2の前後方向に移動する構成とされており、当該サーボシリンダのストロークが減ると、例えば、先ず、前側の貼付治具7が移動する。
Here, the sticking
前側の貼付治具7がパワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3a側(即ち、パレット2の後側)に移動すると、前側の貼付治具7の第1の位置決めピン7cがパレット2の支柱2bに接触してパワーモジュール1に対して逆側に押し込まれつつ、前側の貼付治具7の第2の位置決めピン7fがパレット2に支柱2bの位置決め孔2eに挿入される。このとき、第1の位置決めピン7cで絶縁板6が位置決めされつつ、第2の位置決めピン7fと位置決め孔2eとの嵌合構造で前側の貼付治具7が位置決めされる。
When the front-
その状態から前側の貼付治具7をパワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3a側に移動させると、絶縁板6がパワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3aの所定の位置に放熱グリス8を介して貼り付けられる。
When the
さらにサーボシリンダのストロークが減ると、次は、後側の貼付治具7が移動する。後側の貼付治具7がパワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3b側(即ち、パレット2の前側)に移動すると、後側の貼付治具7の第1の位置決めピン7cがパレット2の支柱2bに接触してパワーモジュール1に対して逆側に押し込まれつつ、パレット2の支柱2bの位置決め孔2eから突き出た前側の貼付治具7の第2の位置決めピン7fが位置決め穴7gに挿入される。このとき、第1の位置決めピン7cで絶縁板6が位置決めされつつ、第2の位置決めピン7fと位置決め穴7gとの嵌合構造で後側の貼付治具7が位置決めされる。
When the stroke of the servo cylinder further decreases, the
その状態から後側の貼付治具7をパワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3b側に移動させると、絶縁板6がパワーモジュール1におけるパワーカード3の主面3bの所定の位置に放熱グリス8を介して貼り付けられる。
When the sticking
その後、前後の貼付治具7の吸着パッド7bのエアを解き、前後の貼付治具7を互いに離間するように移動させると、絶縁板6の貼り付けが完了する。
Thereafter, when the air of the
このように本実施の形態の貼り付け方法は、貼付治具7の第1の位置決めピン7cで絶縁板6を位置決めすると共に、貼付治具7の第2の位置決めピン7fと、パレット2の支柱2bの位置決め孔2e又は貼付治具7の位置決め穴7gと、の嵌合構造で貼付治具7をパワーモジュール1に対して所定の位置に位置決めしつつ、絶縁板6をパワーモジュール1に貼り付ける。そのため、パワーモジュール1の所定の位置に絶縁板6を精度良く貼り付けることができる。
As described above, the attaching method according to the present embodiment positions the insulating
しかも、例えば、図6に示すように、水平に配置された貼付治具101上に絶縁板6を載置してパワーモジュール1の所定の位置に貼り付ける場合、貼付治具101上に異物102が存在すると、絶縁板6をパワーモジュール1の所定の位置に貼り付けるために、絶縁板6を貼付治具101とパワーモジュール1とで挟み込んだ際に、絶縁板6に曲げ応力が発生し、絶縁板6に割れが発生する可能性がある。
In addition, for example, as shown in FIG. 6, when the insulating
一方、本実施の形態の貼り付け方法は、吸着パッド7bを用いて絶縁板6をパワーモジュール1の所定の位置に貼り付けるため、貼り付け時に絶縁板6に応力がかからない。しかも、貼り付け時にパワーモジュール1及び絶縁板6の主面などをパレット2の上下方向に配置するので、パワーモジュール1及び絶縁板6の主面などに異物が乗る可能性が低く、貼り付け時に異物による悪影響を抑制することができる。
On the other hand, since the insulating
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施の形態では、前側の貼付治具7に第2の位置決めピン7fを設け、後側の貼付治具7に位置決め穴7gを設けているが、サーボシリンダのストロークが減った際に、最初に移動する側の貼付治具7に第2の位置決めピン7fを設け、次に移動する側の貼付治具7に位置決め穴7gを設ければよい。
For example, in the above-described embodiment, the
例えば、上記実施の形態では、第2の位置決めピン7fと、位置決め孔2e又は位置決め穴7gと、を用いて貼付治具7をパワーモジュール1に対して位置決めしているが、第2の位置決めピン7fと位置決め孔2eとで貼付治具7をパワーモジュール1に対して位置決めしてもよい。この場合、後側の貼付治具7にも第2の位置決めピン7fが設けられる。
For example, in the above embodiment, the sticking
例えば、上記実施の形態では、前側の貼付治具7を移動させた後に、後側の貼付治具7を移動させているが、移動させる順番は逆でも良く、また、同時に移動させてもよい。
For example, in the above-described embodiment, after the front-
1 パワーモジュール
2 パレット、2a 基部、2b 支柱、2c 挟持機構、2d 挟持部、2e 位置決め孔
3 パワーカード、3a、3b 主面
4 ヒートスプレッダー
5 端子
6 絶縁板
7 貼付治具、7a 回転部、7b 吸着パッド、7c 第1の位置決めピン、7d 回転軸、7e 弾性体、7f 第2の位置決めピン、7g 位置決め穴
8 放熱グリス
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記パワーモジュールの主面が鉛直方向に配置されるように、前記パワーモジュールをパレットで保持する工程と、
吸着パッドと第1の位置決めピンとを有する貼付治具を用いて、前記絶縁板を前記第1の位置決めピンで位置決めしつつ前記吸着パッドで吸着して保持する工程と、
前記貼付治具で保持した前記絶縁板を前記パワーモジュールの主面と対向させる工程と、
前記パワーモジュールを挟み込むように配置された前記貼付治具のうち、一方の貼付治具に設けられた第2の位置決めピンを前記パレットに形成された位置決め孔に通すと共に前記第1の位置決めピンを前記パレットに接触させて当該パレットに対して逆側に押し込みつつ、前記一方の貼付治具を前記パワーモジュールの一方の主面に近付けて、前記絶縁板を前記パワーモジュールの一方の主面に貼り付ける工程と、
前記パレットの位置決め孔から突き出た前記第2の位置決めピンを他方の貼付治具に形成された位置決め穴に挿入すると共に前記第1の位置決めピンを前記パレットに接触させて当該パレットに対して逆側に押し込みつつ、前記他方の貼付治具を前記パワーモジュールの他方の主面に近付けて、前記絶縁板を前記パワーモジュールの他方の主面に貼り付ける工程と、
を備える、パワーモジュール用の絶縁板貼り付け方法。 It is a method of attaching an insulating plate to each of the opposing main surfaces of the power module,
Holding the power module with a pallet so that the main surface of the power module is arranged in a vertical direction;
Using a sticking jig having a suction pad and a first positioning pin, holding the insulating plate by suction with the suction pad while positioning the insulating plate with the first positioning pin;
A step of causing the insulating plate held by the sticking jig to face the main surface of the power module;
Among the sticking jigs arranged so as to sandwich the power module, the second positioning pin provided in one sticking jig is passed through the positioning hole formed in the pallet and the first positioning pin is passed. While bringing the pallet into contact with the pallet and pushing it in the opposite direction, the one attaching jig is brought close to one main surface of the power module, and the insulating plate is attached to one main surface of the power module. Attaching process,
The second positioning pin protruding from the positioning hole of the pallet is inserted into a positioning hole formed in the other sticking jig, and the first positioning pin is brought into contact with the pallet and is opposite to the pallet. While pressing into the other main surface of the power module, the step of adhering the insulating plate to the other main surface of the power module,
A method for attaching an insulating plate for a power module.
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