JP3554851B2 - 複合基板面への線半田付け方法及びそれに用いる治具 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はパワーモジュール用の基板として用いられる金属−セラミックス複合基板に用いる半田付け治具及び該治具を用いた半田付け方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
パワーモジュール基板の製造法としては、アルミナ基板上に金属板としての銅板を特殊な雰囲気や特定温度下において接合する直接接合法や、窒化アルミニウム基板等に金属活性ろう材を塗布して金属板を接合するろう接合法によって所望の複合基板を得、更にエッチング処理を施して所定の回路を形成する。
【0003】
そして、これらの製造法によって得られたいずれのパワーモジュール基板も、放熱板(下面)側にアルミニウム板や銅板等のヒートシンク体を接合するが、この場合、半田を介して接合し実際の電気部品として使用しているのが現状であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように従来のパワーモジュール体基板は、ヒートシンク体と接合させており、この場合、半田をパワーモジュール基板下面の放熱板上、あるいはヒートシンク体上に全面あるいは部分的に配置して接合していたため、均一な厚みや端面がほぼ直角のものが得られないという欠点を有していた。
【0005】
従って、得られた最終製品の強度面の不安定さや導通上の欠点を避けられないことから、新規な半田付けの方法が求められているが、本発明はこの課題を解決することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は斯かる課題を解決するために鋭意研究したところ、特殊な半田付け治具を用いることで端面がほぼ直角である複数列の線状半田を複合基板面に付着できることを見出し、本発明法を提供することができた。
【0007】
即ち本発明において、第1の発明は、金属板とセラミックス基板とが接合された複合基板に半田を付着せしめる方法において、上記金属板が上面となるようにカーボン製の半田付け下型治具上に配置し、更に該金属板上にはシート状半田を配置した後、内面に複数の凸条を有するカーボン製の半田付け上型治具を前記下型治具と嵌合せしめた状態で加熱炉に装入して半田を帯状態で金属板上に付着せしめることを特徴とする複合基板面への線半田付け方法に関する。
【0008】
第2の発明は、外枠を有する内面部に複数列の凸条を有する上型体と、前記上型体外枠と接する外枠を有し、内面に被処理基板を配置する平面を有する下型体とから構成されてなることを特徴とするカーボン製の線半田付け治具に関する。
【0009】
本発明において使用する治具は、上・下の型体が突起を介して嵌合する構造であり、上型体の内面には半田充填のための凸条を設けてある。これらの材質としては、カーボン製のものが好ましいが、接合炉中で熱を吸収しない材質であればカーボン以外の材質でもよい。
【0010】
また、上型体の重量としては約200g以上のものが好ましくこれは軽すぎると半田端面の直角性が得られなくなり、逆に重すぎると取扱い上危険なため、好ましくは500g前後が好ましい重量である。
【0011】
この上型体内面に設けた凸条の高さは250μmとしてあるがこの高さは目的とする半田の厚みに合わせて調整すると良い。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照に本発明法を詳細に説明する。
【0013】
本発明においては、図1に示す下型体1の内面台上に、金属板8を接合した縦幅100mm×横幅50mm×厚み0.635mmのセラミックス基板7としてのAlN基板を配置した。
【0014】
次いで、該金属板上に縦幅80mm×横幅40mm×厚み100μmのシート体であるPb92.5−Sn7.5(融点309℃)のシート状半田(図示せず)を配置した後、図2に示すようにその内面に溝台5と複数の矩形体である凸条6を有する上型体3を反対にして外枠に設けられている穴4,4′に上記下型体1の突起2,2′を嵌合せしめた。
【0015】
この状態で加熱炉に装入して、炉温360〜410℃、好ましくは380℃前後で、5分保持して半田付けを行ない、線半田11の端面がほぼ直角である複数個の線状体を得、それに別途ヒートシンク体9を加熱接合せしめて最終的に図4に示すパワーモジュール構造体を得た。なお、10,10′はセラミックス基板7に設けた回路である。
【0016】
【発明の効果】
本発明は上述のように特殊な半田付け治具を用いることによって端面が直角である線半田を付着することができるものであり、これらの治具を複数以上用いて大量の半田付けを行なうことによって量産化できる上、従来法のように仮半田付け−本半田付けという二工程を要せず、コスト上の効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明治具の下枠体を示す斜視図である。
【図2】本発明治具の上枠体を内面部から示す斜視図である。
【図3】図2における凸条部分の拡大部分図である。
【図4】本発明によって得られた最終接合体を示す断面図である。
【符号の説明】
1 下型体
2 突起
2′ 突起
3 上型体
4 突起穴
4′ 突起穴
5 溝台
6 凸条
7 セラミックス基板
8 金属板(放熱板)
9 ヒートシンク体
10 回路
10′ 回路
11 半田

Claims (3)

  1. 金属板とセラミックス基板とが接合された複合基板に半田を付着せしめる方法において、上記金属板が上面となるようにカーボン製の半田付け下型治具上に配置し、更に該金属板上にはシート状半田を配置した後、内面に複数の凸条を有するカーボン製の半田付け上型治具を前記下型治具と嵌合せしめた状態で加熱炉に装入して半田を帯状態で金属板上に付着せしめることを特徴とする複合基板面への線半田付け方法。
  2. 前記凸条は、矩形体であることを特徴とする請求項1記載の複合基板面への線半田付け方法。
  3. 外枠を有する内面部に複数列の凸条を有する上型体と、前記上型体外枠と接する外枠を有し、内面に被処理基板を配置する平面を有する下型体とから構成されてなることを特徴とするカーボン製の線半田付け治具。
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