JP2936834B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2936834B2 JP2936834B2 JP26417391A JP26417391A JP2936834B2 JP 2936834 B2 JP2936834 B2 JP 2936834B2 JP 26417391 A JP26417391 A JP 26417391A JP 26417391 A JP26417391 A JP 26417391A JP 2936834 B2 JP2936834 B2 JP 2936834B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の半導体基板をろ
う付けにより積層する、例えば高圧ダイオードのような
半導体装置の製造方法である。
う付けにより積層する、例えば高圧ダイオードのような
半導体装置の製造方法である。
【０００２】
【従来の技術】一つのｐｎ接合の逆阻止電圧には限界が
あるので、例えば耐圧16kVの高圧ダイオードを製造する
にはｐｎ接合を直列接続するために多数の半導体基板を
積層する。そのような製造方法としては、拡散方式によ
りｐｎ接合を形成し、両面にめっき電極を設けたシリコ
ンウエーハの複数枚をはんだを用いてろう付け、積層し
たのち、これを方形断面をもつ柱状に切断してｐｎ接合
の直列体とし、その両端にリード線を接続し、さらにそ
の表面にエッチング、コーティング処理を施したのち、
樹脂モールドで封止して製品化するのが一般的である。
あるので、例えば耐圧16kVの高圧ダイオードを製造する
にはｐｎ接合を直列接続するために多数の半導体基板を
積層する。そのような製造方法としては、拡散方式によ
りｐｎ接合を形成し、両面にめっき電極を設けたシリコ
ンウエーハの複数枚をはんだを用いてろう付け、積層し
たのち、これを方形断面をもつ柱状に切断してｐｎ接合
の直列体とし、その両端にリード線を接続し、さらにそ
の表面にエッチング、コーティング処理を施したのち、
樹脂モールドで封止して製品化するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記方法で製造された
柱状のｐｎ接合直列体のはんだ厚さは、製品の放熱性、
耐ヒートサイクル性等に影響するため、それを所望の設
定厚さにすることが要求される。そこで、従来はSiウエ
ーハをはんだ板を介して積層し、その積層体の両面を一
対の炭素板ではさみ、その外周を包囲する高周波コイル
に電流を流すことによって炭素板を高周波加熱し、炭素
板からの伝導熱によりはんだを溶融させる際に、はんだ
の溶融に伴って積層体の積層高さの沈み込みが起こる
が、その沈み込みを監視し、所定の沈み込みになったら
冷却を行うことによってはんだ層の厚さを制御してい
た。しかしこの方法では、沈み込みを測定するために装
置が複雑かつ高価となり、また生産性が悪いうえ、44μ
ｍのはんだ厚さを得ようとして50μｍの厚さのはんだ板
を用いたときにはんだ層の厚さが40〜48μｍの範囲にば
らつくという欠点があった。
柱状のｐｎ接合直列体のはんだ厚さは、製品の放熱性、
耐ヒートサイクル性等に影響するため、それを所望の設
定厚さにすることが要求される。そこで、従来はSiウエ
ーハをはんだ板を介して積層し、その積層体の両面を一
対の炭素板ではさみ、その外周を包囲する高周波コイル
に電流を流すことによって炭素板を高周波加熱し、炭素
板からの伝導熱によりはんだを溶融させる際に、はんだ
の溶融に伴って積層体の積層高さの沈み込みが起こる
が、その沈み込みを監視し、所定の沈み込みになったら
冷却を行うことによってはんだ層の厚さを制御してい
た。しかしこの方法では、沈み込みを測定するために装
置が複雑かつ高価となり、また生産性が悪いうえ、44μ
ｍのはんだ厚さを得ようとして50μｍの厚さのはんだ板
を用いたときにはんだ層の厚さが40〜48μｍの範囲にば
らつくという欠点があった。
【０００４】本発明の目的は、この欠点を除いて沈み込
みの監視を行わないで所望のはんだ層厚さをもつ積層体
を得ることができる半導体装置の製造方法を提供するこ
とにある。
みの監視を行わないで所望のはんだ層厚さをもつ積層体
を得ることができる半導体装置の製造方法を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、複数の半導体基板をはんだ板を介して
積層したのち加熱して基板相互をろう付けする工程を含
む半導体装置の製造方法において、加熱をはんだの固相
線温度と液相線温度の中間の温度で行うものとする。半
導体基板が一つのｐｎ接合を有すること、またはんだと
して鉛95％、すず５％の鉛・すず合金を用い、加熱温度
を307 ±５℃とすることが有効である。
めに、本発明は、複数の半導体基板をはんだ板を介して
積層したのち加熱して基板相互をろう付けする工程を含
む半導体装置の製造方法において、加熱をはんだの固相
線温度と液相線温度の中間の温度で行うものとする。半
導体基板が一つのｐｎ接合を有すること、またはんだと
して鉛95％、すず５％の鉛・すず合金を用い、加熱温度
を307 ±５℃とすることが有効である。
【０００６】
【作用】はんだの固相線温度と液相線温度との間に加熱
した場合、はんだは固相と液相の共存状態にあるため、
半導体基板の間にあるはんだ板の厚さはほとんど減少す
ることなく、そのままろう付けされるので、所望の厚さ
のはんだ層が得られる。
した場合、はんだは固相と液相の共存状態にあるため、
半導体基板の間にあるはんだ板の厚さはほとんど減少す
ることなく、そのままろう付けされるので、所望の厚さ
のはんだ層が得られる。
【０００７】
【実施例】Pb95％、Sn５％の組成のPb−Sn合金を圧延し
て45μｍの厚さのはんだ板を作製し、ｐｎ接合を形成
し、両面にめっき電極を設けた直径３インチ、厚さ285
±10μｍのシリコンウエーハの複数枚を中間にそのはん
だ板を介して積み重ね、その両端面を一対の炭素板で5.
５kg／cm2 の圧力をかけてはさみ込み、外周を包囲する
高周波コイルに電流を流し、炭素板を加熱し、積層体の
温度が307 ±５℃になるように高周波電流を制御し、５
分間加熱したのち冷却する。Pb−Sn合金では、図１の状
態図に示すように液相線１と固相線２が存在する。点線
３で示すSn５％の合金では、液相線１の温度は314 ℃、
固相線２の温度は300 ℃であり、307 ±５℃の加熱温度
では液相線１と固相線２の中間にあるため、はんだは固
相・液相共存状態にあり、5.５kg／cm2 の圧力がかかっ
た状態では液相はんだがシリコンウエーハの間から流れ
出ることがないので、45μｍの厚さのはんだ板を用いて
44±１μｍの厚さ精度の良いはんだ層でろう付けされた
積層体を得た。
て45μｍの厚さのはんだ板を作製し、ｐｎ接合を形成
し、両面にめっき電極を設けた直径３インチ、厚さ285
±10μｍのシリコンウエーハの複数枚を中間にそのはん
だ板を介して積み重ね、その両端面を一対の炭素板で5.
５kg／cm2 の圧力をかけてはさみ込み、外周を包囲する
高周波コイルに電流を流し、炭素板を加熱し、積層体の
温度が307 ±５℃になるように高周波電流を制御し、５
分間加熱したのち冷却する。Pb−Sn合金では、図１の状
態図に示すように液相線１と固相線２が存在する。点線
３で示すSn５％の合金では、液相線１の温度は314 ℃、
固相線２の温度は300 ℃であり、307 ±５℃の加熱温度
では液相線１と固相線２の中間にあるため、はんだは固
相・液相共存状態にあり、5.５kg／cm2 の圧力がかかっ
た状態では液相はんだがシリコンウエーハの間から流れ
出ることがないので、45μｍの厚さのはんだ板を用いて
44±１μｍの厚さ精度の良いはんだ層でろう付けされた
積層体を得た。
【０００８】別の実施例として、シリコンウエーハとは
んだ板の積層体をコンベア式高温炉に入れ、307 ±５℃
の温度を５分間で通過させることによりはんだ付けし
た。
んだ板の積層体をコンベア式高温炉に入れ、307 ±５℃
の温度を５分間で通過させることによりはんだ付けし
た。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、固相線と液相線の一致
する共晶はんだ以外のはんだを用いて固相線温度と液相
線温度の中間の温度に加熱してはんだ付けすることによ
り、ほとんど使用はんだ板の厚さのままの厚さのはんだ
層が得られるので、はんだ厚さを半導体装置の放熱性、
耐ヒートサイクル性の点から望ましい厚さにすることが
できる。本発明による方法は、温度制御ができる加熱装
置と積層体を加圧する装置があれば、容易にはんだ厚さ
の精度の良い積層体を有する半導体装置を製造できるの
で、その効果は極めて大きい。
する共晶はんだ以外のはんだを用いて固相線温度と液相
線温度の中間の温度に加熱してはんだ付けすることによ
り、ほとんど使用はんだ板の厚さのままの厚さのはんだ
層が得られるので、はんだ厚さを半導体装置の放熱性、
耐ヒートサイクル性の点から望ましい厚さにすることが
できる。本発明による方法は、温度制御ができる加熱装
置と積層体を加圧する装置があれば、容易にはんだ厚さ
の精度の良い積層体を有する半導体装置を製造できるの
で、その効果は極めて大きい。
【図１】Pb−Sn合金の二元状態図
１ 液相線 ２ 固相線
Claims (3)
- 【請求項１】複数の半導体基板をはんだ板を介して積層
したのち加熱して基板相互をろう付けする工程を含む半
導体装置の製造方法において、加熱をはんだの固相線温
度と液相線温度の中間の温度で行うことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項２】半導体基板が一つのｐｎ接合を有する請求
項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】はんだとして鉛95％、すず５％の鉛・すず
合金を用い、加熱温度を307 ±５℃とする請求項１ある
いは２記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26417391A JP2936834B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26417391A JP2936834B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05109593A JPH05109593A (ja) | 1993-04-30 |
| JP2936834B2 true JP2936834B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=17399477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26417391A Expired - Fee Related JP2936834B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2936834B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997011492A1 (fr) * | 1995-09-20 | 1997-03-27 | Hitachi, Ltd. | Dispositif a semi-conducteurs et son procede de fabrication |
-
1991
- 1991-10-14 JP JP26417391A patent/JP2936834B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05109593A (ja) | 1993-04-30 |
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