JP6054351B2

JP6054351B2 - Solder joining method, LD module manufacturing method, and solder joining apparatus

Info

Publication number: JP6054351B2
Application number: JP2014215536A
Authority: JP
Inventors: 玄人吉野
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2034-10-22
Also published as: JP2016078109A

Description

本発明は、はんだ接合方法、ＬＤモジュールの製造方法、および、はんだ接合装置に関する。 The present invention relates to a solder joining method, an LD module manufacturing method, and a solder joining apparatus.

従来、２つの部材（例えば、半導体素子とサブマウント）同士を接合するための手段として、はんだ接合が利用されている。はんだ接合では、２つの部材の間に配置された固形状態のはんだを加熱して、当該はんだを溶融することにより、上記２つの部材の間において、当該はんだを広範囲に濡れ広げさせることができる。これにより、上記２つの部材の接合強度を高めることが可能となる。 Conventionally, solder bonding is used as a means for bonding two members (for example, a semiconductor element and a submount). In solder joining, the solder in a solid state disposed between two members is heated to melt the solder, whereby the solder can be spread over a wide range between the two members. This makes it possible to increase the bonding strength between the two members.

このようなはんだ接合においては、はんだに含まれている気体がボイドとなってはんだ内に残留する場合がある。はんだ内に残留するボイドの量が多いほど、はんだの接合強度、熱伝導性、及び放熱性が低下することとなる。例えば、半導体素子とサブマウントとの接合に用いられるはんだにボイドが残留していると、半導体素子にて発生した熱がはんだを介してサブマウントに伝導し難くなり、放熱性能が低下することとなる。このような問題を解決するため、従来、はんだ接合時に、はんだに含まれている気泡を効率的に排出することを目的とした技術が考案されている。 In such solder joining, the gas contained in the solder may become a void and remain in the solder. The greater the amount of voids remaining in the solder, the lower the solder joint strength, thermal conductivity, and heat dissipation. For example, if voids remain in the solder used for joining the semiconductor element and the submount, the heat generated in the semiconductor element is difficult to conduct to the submount via the solder, and the heat dissipation performance is reduced. Become. In order to solve such a problem, conventionally, a technique has been devised for efficiently discharging bubbles contained in solder during solder joining.

例えば、下記特許文献１には、中央部が細く、且つ、中央部から両側に向けて徐々に太くなる鼓形状となるように、クリームはんだにくびれ部を形成する技術が開示されている。そして、下記特許文献１には、このような形状のクリームはんだを用いて、サーマルパットと電極とを互いに接合することにより、はんだの溶融が進行する過程において、はんだ内部に残留するボイドを上記くびれ部に集めながら外部に放出することができるとされている。 For example, Patent Document 1 below discloses a technique for forming a constricted portion in cream solder so that the central portion is thin and the drum shape gradually increases from the central portion toward both sides. In Patent Document 1 below, by using cream solder having such a shape, the thermal pad and the electrode are joined to each other, so that voids remaining in the solder are constricted in the process of melting the solder. It is said that it can be discharged to the outside while being collected in a part.

また、下記特許文献２には、基材の両面にはんだ材を積層することによってクラッド材を形成した後、当該クラッド材をプレス成型することによって、当該クラッド材の小片を形成し、さらに、当該小片における上記はんだを加熱溶融および冷却固化することにより、半田クラッド片を製造する方法が開示されている。当該方法によれば、凹状となっていた上記半田の表面を、加熱溶融および冷却固化することにより、平坦または凸状とし、これにより、ボイドの発生原因となる閉じた空間が形成されることを抑制できるとされている。 In Patent Document 2 below, after forming a clad material by laminating solder materials on both surfaces of a base material, the clad material is press-molded to form a small piece of the clad material, A method of manufacturing a solder clad piece by heating and melting and cooling and solidifying the solder in a small piece is disclosed. According to the method, the surface of the solder that has been concave is heated or melted and cooled and solidified to be flat or convex, thereby forming a closed space that causes voids. It can be suppressed.

特開２０１０−２０５７５６号公報（２０１０年９月１６日公開）JP 2010-205756 A (released on September 16, 2010) 特開２００５−７４１２号公報（２００５年１月１３日公開）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-7412 (released on January 13, 2005)

しかしながら、上記特許文献１の技術では、クリームはんだに予めくびれ部を形成しておく必要があるため、コストの増加を招来する虞がある。また、上記特許文献２の技術では、クラッド片を製造するための多くの作業工程が必要なため、コストの増加を招来する虞がある。特に、上記特許文献１の技術では、くびれ部を有する形状にはんだを成形するために、フラックスを含有するクリームはんだを用いる必要がある。このため、ノンフラックスのはんだを用いたはんだ接合を行う場合（例えば、レーザダイオードをはんだ接合する場合）には、当該技術を適用することができない。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to form a constricted portion in advance in the cream solder, which may increase the cost. Moreover, since the technique of the said patent document 2 requires many working processes for manufacturing a clad piece, there exists a possibility of causing the increase in cost. In particular, in the technique of Patent Document 1 described above, it is necessary to use cream solder containing flux in order to form solder into a shape having a constricted portion. For this reason, the technique cannot be applied when performing solder bonding using non-flux solder (for example, when laser diodes are soldered).

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、はんだを特殊な形状に加工しておく必要なく、はんだに含まれている気泡を効率的に排出することが可能なはんだ接合を実現することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to efficiently discharge bubbles contained in the solder without the need to process the solder into a special shape. It is to realize a proper solder joint.

上述した課題を解決するため、本発明に係るはんだ接合方法は、第１の部材の接合面と第２の部材の接合面との間に、前記第１の部材の接合面と接触する第１の接触面の面積が、前記第１の部材の接合面よりも小さく、且つ、前記第２の部材の接合面と接触する第２の接触面の面積が前記第２の部材の接合面よりも小さい、固形状態のはんだを配置する配置工程と、前記第１の部材および前記第２の部材の双方を加熱することにより、前記はんだの前記第１の接触面側の部分を、前記第１の部材の接合面上で濡れ広げさせるとともに、前記はんだの前記第２の接触面側の部分を、前記第２の部材の接合面上で濡れ広げさせ、前記はんだの前記第１の接触面側の部分と前記第２の接触面側の部分との間に、くびれ部を形成する加熱工程と、前記はんだに前記くびれ部が形成された状態において、前記第１の部材の接合面と前記第２の部材の接合面とを互いに押し付ける押付工程とを含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a soldering method according to the present invention is a first method of contacting a joint surface of the first member between a joint surface of the first member and a joint surface of the second member. The area of the contact surface is smaller than the bonding surface of the first member, and the area of the second contact surface that contacts the bonding surface of the second member is smaller than the bonding surface of the second member. A placement step of placing a small, solid solder and heating both the first member and the second member allows the first contact surface side portion of the solder to Wetting and spreading on the joint surface of the member, and spreading and spreading the portion of the solder on the second contact surface side on the joint surface of the second member, A heating step of forming a constricted portion between the portion and the portion on the second contact surface side, and In a state in which the constricted portion is formed in the I, characterized in that it comprises a pressing step of pressing the joint surface of the first member joining surface and the second member to each other.

上記はんだ接合方法によれば、上記のとおりはんだをその上下双方から加熱することにより、はんだの上下方向における中央部にくびれ部を形成することができる。このため、はんだを予め特別な形状に成形しておく必要はなく、一般的な形状（例えば、四角柱形状、円柱形状等）のはんだをそのまま用いることができる。したがって、コストの増加を招来する虞はない。 According to the solder joining method, as described above, the constricted portion can be formed at the center in the vertical direction of the solder by heating the solder from above and below. For this reason, it is not necessary to shape the solder in a special shape in advance, and a solder having a general shape (for example, a quadrangular prism shape, a cylindrical shape, etc.) can be used as it is. Therefore, there is no risk of increasing the cost.

また、上記はんだ接合方法によれば、はんだにくびれ部が形成された状態で、第１の部材および第２の部材を互いに押し付けるため、第１の部材と第２の部材との間ではんだが押し潰される過程において、上記くびれ部の径が徐々に拡大するように、はんだをその外周方向に流動させることができ、それに伴って、はんだに残留している気泡を、上記くびれ部から外部へ放出することができる。したがって、はんだに含まれている気泡を効率的に排出することができる。 In addition, according to the solder joining method, the solder is pressed between the first member and the second member in order to press the first member and the second member against each other with the constricted portion formed in the solder. In the process of being crushed, the solder can be caused to flow in the outer circumferential direction so that the diameter of the constricted portion gradually increases, and as a result, bubbles remaining in the solder are transferred from the constricted portion to the outside. Can be released. Therefore, bubbles contained in the solder can be efficiently discharged.

さらに、上記はんだ接合方法によれば、はんだの接触面の面積を、比較的小さくすることができるため、ボイドの発生を抑制することができる。はんだの接触面と、部材の接合面との間に隙間が生じた場合、当該隙間内の空気を逃がすことができず、当該空気がはんだ内に残留してしまう場合がある。はんだの接触面の面積が小さいほど、上記隙間が発生する可能性が減少する。したがって、上記はんだ接合方法によれば、ボイドの発生を抑制することができる。 Furthermore, according to the solder joining method, since the area of the contact surface of the solder can be made relatively small, generation of voids can be suppressed. When a gap is generated between the contact surface of the solder and the joint surface of the member, the air in the gap cannot be released and the air may remain in the solder. As the area of the contact surface of the solder is smaller, the possibility that the gap is generated is reduced. Therefore, according to the solder joining method, generation of voids can be suppressed.

上記はんだ接合方法において、前記加熱工程では、前記第１の部材および前記第２の部材のうち、重力方向における上側の部材の温度が、重力方向における下側の部材の温度以上となるように、前記第１の部材および前記第２の部材の双方を加熱することが好ましい。 In the soldering method, in the heating step, among the first member and the second member, the temperature of the upper member in the gravitational direction is equal to or higher than the temperature of the lower member in the gravitational direction. It is preferable to heat both the first member and the second member.

上記構成によれば、重力の影響によって生じる、上記下側の部材の接合面上でのはんだの濡れ広がり易さを、上記上側の部材の加熱温度を高めることによって生じる、上記上側の部材の接合面上でのはんだの濡れ広がり易さにより、相殺することができる。すなわち、はんだを、上側の部材の接合面上と下側の部材の接合面上とで、同様に、濡れ広げさせることができる。これにより、はんだの上下方向における中央部にくびれ部を形成しつつ、はんだの形状を上下対称とすることができる。このように、はんだの形状を上下対称とすることで、はんだが押し潰される過程において、はんだに含まれている気泡を、はんだの上部および下部の双方から中央部に寄せ集め、当該中央部から外部へ排出することができる。したがって、はんだに残留する気泡を、効率的に排出することができる。 According to the above configuration, it is possible to join the upper member, which is caused by increasing the heating temperature of the upper member, to easily spread the solder on the joint surface of the lower member, which is caused by the influence of gravity. This can be offset by the ease of solder wetting and spreading on the surface. That is, the solder can be similarly spread on the joint surface of the upper member and the joint surface of the lower member. Thereby, the shape of the solder can be made vertically symmetric while forming a constricted portion at the center in the vertical direction of the solder. In this way, by making the shape of the solder vertically symmetric, in the process where the solder is crushed, bubbles contained in the solder are gathered from both the upper and lower parts of the solder to the central part, and from the central part. It can be discharged to the outside. Therefore, bubbles remaining in the solder can be efficiently discharged.

上記はんだ接合方法において、前記配置工程では、前記第１の部材の接合面の中心と、前記第２の部材の接合面の中心と、前記固形状態のはんだの中心とが互いに重なり合うように、前記第１の部材の接合面と前記第２の部材の接合面との間に、前記固形状態のはんだを配置することが好ましい。 In the solder bonding method, in the arranging step, the center of the bonding surface of the first member, the center of the bonding surface of the second member, and the center of the solder in the solid state overlap each other. It is preferable to arrange the solid solder between the joint surface of the first member and the joint surface of the second member.

上記構成によれば、第１の部材の接合面上および第２の部材の接合面上の各々において、はんだの中心を基準としてその周囲の全方向にはんだを濡れ広げさせることができる。これにより、はんだの上下方向における中央部においては、はんだの中心を基準としてその周囲の全方向に（すなわち、はんだの中心が対称軸となるように）、くびれ部を形成することができる。このようにはんだにくびれ部を形成することで、はんだが押し潰される過程において、はんだの周囲の全方向に向けて、はんだを流動させることができる。このため、はんだ内に在留している気泡を、はんだの周囲の全方向へ放出することができる。したがって、はんだに残留する気泡を、効率的に排出することができる。 According to the above configuration, the solder can be spread in all directions around the center of the solder on each of the joint surface of the first member and the joint surface of the second member. Thereby, in the central part in the vertical direction of the solder, a constricted part can be formed in all directions around the center of the solder (that is, so that the center of the solder is an axis of symmetry). By forming the constricted portion in the solder in this manner, the solder can be flowed in all directions around the solder in the process of being crushed. For this reason, the bubbles residing in the solder can be discharged in all directions around the solder. Therefore, bubbles remaining in the solder can be efficiently discharged.

上記はんだ接合方法において、前記固形状態のはんだは、前記第１の部材の接合面および前記第２の部材の接合面のうちの面積が小さい方の接合面と接触する接触面の面積が、前記面積が小さい方の接合面の面積の０．２０〜０．４０倍であることが好ましい。 In the solder joining method, the solder in the solid state has an area of a contact surface in contact with a joining surface having a smaller area of the joining surface of the first member and the joining surface of the second member. The area is preferably 0.20 to 0.40 times the area of the bonding surface having the smaller area.

上記構成によれば、より効率的に、はんだに含まれている気泡を排出できることが、発明者らの知見により明らかである。 According to the knowledge of the inventors, it is clear that according to the above configuration, bubbles contained in the solder can be discharged more efficiently.

上記はんだ接合方法において、前記固形状態のはんだは、前記第１の部材の接合面および前記第２の部材の接合面のうちの面積が小さい方の接合面と接触する接触面の各辺の長さが、当該辺と対向する、前記面積が小さい方の接合面の辺の長さの０．４０〜０．７０倍であることが好ましい。 In the solder bonding method, the solid-state solder is a length of each side of a contact surface that comes into contact with a bonding surface having a smaller area of the bonding surface of the first member and the bonding surface of the second member. Is preferably 0.40 to 0.70 times the length of the side of the joint surface with the smaller area facing the side.

上記はんだ接合方法において、前記固形状態のはんだは、厚さが９５〜１５０μｍであることが好ましい。 In the solder joining method, the solid solder preferably has a thickness of 95 to 150 μm.

上記はんだ接合方法において、前記加熱工程では、前記第１の部材および前記第２の部材の双方の加熱時間を、８〜２０秒とすることが好ましい。 In the soldering method, in the heating step, it is preferable that the heating time of both the first member and the second member is 8 to 20 seconds.

上記構成によれば、より効率的に、はんだに含まれている気泡を排出できることが、発明者らの知見により明らかである。なお、上記「加熱時間」とは、上記第１の部材および上記第２の部材の双方を加熱したまま待機した時間を意味する「待機時間」と表現することもできる。 According to the knowledge of the inventors, it is clear that according to the above configuration, bubbles contained in the solder can be discharged more efficiently. The “heating time” can also be expressed as a “waiting time” that means a time in which both the first member and the second member are heated and waited.

上記はんだ接合方法において、前記加熱工程では、前記はんだの融点よりも４０〜６０℃高い温度に、前記第１の部材および前記第２の部材の双方を加熱することが好ましい。 In the solder bonding method, it is preferable that in the heating step, both the first member and the second member are heated to a temperature 40 to 60 ° C. higher than the melting point of the solder.

本発明に係るＬＤモジュールの製造方法は、上記はんだ接合方法を用いて、ＬＤモジュールを構成する前記第２の部材を、前記ＬＤモジュールを構成する前記第１の部材に接合する接合工程を含むことを特徴とする。 An LD module manufacturing method according to the present invention includes a joining step of joining the second member constituting the LD module to the first member constituting the LD module using the solder joining method. It is characterized by.

上記ＬＤモジュールの製造方法によれば、上記はんだ接合方法と同様の効果を奏することができる。 According to the manufacturing method of the LD module, the same effect as the soldering method can be obtained.

本発明に係るはんだ接合装置は、第１の部材の接合面と第２の部材の接合面との間に、前記第１の部材の接合面と接触する第１の接触面の面積が、前記第１の部材の接合面よりも小さく、且つ、前記第２の部材の接合面と接触する第２の接触面の面積が前記第２の部材の接合面よりも小さい、固形状態のはんだを配置する配置手段と、前記第１の部材および前記第２の部材の双方を加熱することにより、前記はんだの前記第１の接触面側の部分を、前記第１の部材の接合面上で濡れ広げさせるとともに、前記はんだの前記第２の接触面側の部分を、前記第２の部材の接合面上で濡れ広げさせ、前記はんだの前記第１の接触面側の部分と前記第２の接触面側の部分との間に、くびれ部を形成する加熱手段と、前記はんだに前記くびれ部が形成された状態において、前記第１の部材の接合面と前記第２の部材の接合面とを互いに押し付ける押付手段とを備えることを特徴とする。 In the solder bonding apparatus according to the present invention, the area of the first contact surface that contacts the bonding surface of the first member is between the bonding surface of the first member and the bonding surface of the second member. A solid solder that is smaller than the bonding surface of the first member and has a smaller area of the second contact surface that contacts the bonding surface of the second member than the bonding surface of the second member is disposed. The first contact surface side portion of the solder is wet-spread on the joint surface of the first member by heating both the disposing means and the first member and the second member. And the portion of the solder on the second contact surface side is wet spread on the joint surface of the second member, and the portion of the solder on the first contact surface side and the second contact surface A heating means for forming a constricted portion between the side portion and the constricted portion formed on the solder. In state, characterized in that it comprises a pressing means for pressing the joint surfaces of the first member and the second member and the bonding surface of each other.

上記はんだ接合装置によれば、上記はんだ接合方法と同様の効果を奏することができる。 According to the solder bonding apparatus, the same effects as the solder bonding method can be achieved.

本発明によれば、はんだを特殊な形状（例えば、上記特許文献１に開示されているくびれ形状、上記特許文献２に開示されている凸形状、等）に加工しておく必要なく、はんだに含まれている気泡を効率的に排出することが可能なはんだ接合を実現することができる。 According to the present invention, it is not necessary to process the solder into a special shape (for example, the constricted shape disclosed in Patent Document 1 or the convex shape disclosed in Patent Document 2), and the solder can be used. Solder joint capable of efficiently discharging the contained bubbles can be realized.

本発明の実施形態に係るＬＤモジュールの構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of LD module which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るはんだ接合方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the soldering method which concerns on embodiment of this invention. 図２に示す手順により、本発明の実施形態に係る積層構造体が製造される様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the laminated structure which concerns on embodiment of this invention is manufactured by the procedure shown in FIG. 本発明の実施形態に係るはんだ接合装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the soldering apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るはんだ接合方法の実施例１〜１２において適用した各条件を示す。Each condition applied in Examples 1-12 of the soldering method which concerns on embodiment of this invention is shown. 実施例１〜１２の積層構造体を、上方から見たときの平面図であり、各構成部材の配置位置を示している。It is a top view when the laminated structure of Examples 1-12 is seen from the upper part, and has shown the arrangement position of each constituent member. 本発明の実施形態に係るはんだ接合方法の参考例１〜１４において適用した各条件を示す。Each condition applied in the reference examples 1-14 of the soldering method which concerns on embodiment of this invention is shown. 参考例１２の積層構造体を、上方から見たときの平面図であり、各構成部材の配置位置を示している。It is a top view when the laminated structure of the reference example 12 is seen from the upper part, and the arrangement position of each structural member is shown.

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る積層構造体について説明する。以下に説明する実施形態では、サブマウント（本発明に係る第１の部材の一例）の表面上に、半導体素子（本発明に係る第２の部材の一例）をはんだ接合することにより、ＬＤモジュールの一部をなす積層構造体を製造する例を説明する。但し、これに限らず、本発明は、様々な部材同士のはんだ接合に適用可能である。 Hereinafter, a laminated structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiment described below, a semiconductor element (an example of a second member according to the present invention) is solder-bonded onto the surface of a submount (an example of a first member according to the present invention), thereby forming an LD module. The example which manufactures the laminated structure which makes a part of will be described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to solder joining between various members.

〔積層構造体１００の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る積層構造体１００の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る積層構造体１００の構成を示す側面図である。積層構造体１００は、互いに積層されたサブマウント１１０（第１の部材）および半導体素子１２０（第２の部材）を備えている。サブマウント１１０および半導体素子１２０は、いずれも平板状の部材である。 [Configuration of Laminated Structure 100]
First, with reference to FIG. 1, the structure of the laminated structure 100 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a side view showing a configuration of a laminated structure 100 according to an embodiment of the present invention. The stacked structure 100 includes a submount 110 (first member) and a semiconductor element 120 (second member) stacked on each other. Both the submount 110 and the semiconductor element 120 are flat members.

サブマウント１１０および半導体素子１２０は、これら２つの部材の間に介在するはんだ１３０によって、互いにはんだ接合されている。すなわち、当該はんだ接合により、半導体素子１２０が、サブマウント１１０の表面上に固着されているといえる。上記はんだ接合のため、サブマウント１１０の接合面１１０Ａ（図３参照）は、上記はんだ１３０との親和性の高い材料（例えば、銅）によって形成されている。同様に、半導体素子１２０の接合面１２０Ａ（図３参照）は、上記はんだ１３０との親和性の高い材料（例えば、銅）によって形成されている。 The submount 110 and the semiconductor element 120 are soldered to each other by solder 130 interposed between these two members. That is, it can be said that the semiconductor element 120 is fixed on the surface of the submount 110 by the solder bonding. For the solder joint, the joint surface 110A (see FIG. 3) of the submount 110 is formed of a material (for example, copper) having a high affinity with the solder 130. Similarly, the bonding surface 120A (see FIG. 3) of the semiconductor element 120 is formed of a material having high affinity with the solder 130 (for example, copper).

積層構造体１００は、ＬＤモジュール（図示省略）の一部を構成するものである。上記ＬＤモジュールは、サブマウント１１０の表面上に実装された半導体素子１２０に駆動電流が供給されることにより、当該半導体素子１２０からレーザ光を出射する光源装置である。ＬＤモジュールを製造する際には、図１に示す積層構造体１００に対し、さらにボンディングワイヤ等の他の構成部材（図示省略）が設けられる。上記ＬＤモジュールの具体的な構成については、従来から知られている構成を用いることができるため、説明を省略する。以降では、図１に示す積層構造体１００をはんだ接合する際のはんだ接合方法について、詳細に説明する。 The laminated structure 100 constitutes a part of an LD module (not shown). The LD module is a light source device that emits laser light from the semiconductor element 120 when a drive current is supplied to the semiconductor element 120 mounted on the surface of the submount 110. When manufacturing the LD module, other structural members (not shown) such as bonding wires are further provided to the laminated structure 100 shown in FIG. The specific configuration of the LD module can be a conventionally known configuration and will not be described. Hereinafter, a solder joining method when soldering the laminated structure 100 shown in FIG. 1 will be described in detail.

なお、以下に説明するはんだ接合方法は、ＬＤモジュールを構成する半導体素子１２０（第２の部材）を、上記ＬＤモジュールを構成するサブマウント１１０（第１の部材）に接合する接合工程として、上記ＬＤモジュールの製造方法に組み込まれ得る。 The solder joining method described below is performed as a joining step for joining the semiconductor element 120 (second member) constituting the LD module to the submount 110 (first member) constituting the LD module. It can be incorporated into the manufacturing method of the LD module.

〔はんだ接合方法〕
次に、図２および図３を参照して、本発明の実施形態に係るはんだ接合方法の手順について説明する。図２は、本発明の実施形態に係るはんだ接合方法の手順を示すフローチャートである。図３は、図２に示す手順により、本発明の実施形態に係る積層構造体１００が製造される様子を示す図である。図３においては、図中下側（ｚ軸負側）を、重力方向における下側とし、図中上側（ｚ軸正側）を、重力方向における上側とする。 [Soldering method]
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the procedure of the soldering method according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the soldering method according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a state in which the laminated structure 100 according to the embodiment of the present invention is manufactured by the procedure shown in FIG. In FIG. 3, the lower side (z-axis negative side) in the figure is the lower side in the gravity direction, and the upper side (z-axis positive side) in the figure is the upper side in the gravity direction.

（ステップＳ２０２：配置工程）
まず、サブマウント１１０および半導体素子１２０を互いに重ね合せる。このとき、サブマウント１１０の接合面１１０Ａと半導体素子１２０の接合面１２０Ａとの間に、固形状態のはんだ１３０を配置する。これにより、図３（ａ）に示すように、サブマウント１１０と半導体素子１２０との間に固形状態のはんだ１３０を挟み込みつつ、サブマウント１１０と半導体素子１２０とが互いに積層された状態の積層構造体１００を構築する。 (Step S202: Arrangement process)
First, the submount 110 and the semiconductor element 120 are overlapped with each other. At this time, the solid solder 130 is disposed between the bonding surface 110 </ b> A of the submount 110 and the bonding surface 120 </ b> A of the semiconductor element 120. As a result, as shown in FIG. 3A, a laminated structure in which the submount 110 and the semiconductor element 120 are laminated together while the solid solder 130 is sandwiched between the submount 110 and the semiconductor element 120. Build body 100.

本配置工程では、図３（ａ）に示すように、サブマウント１１０の接合面１１０Ａと接触する接触面１３０Ａ（第１の接触面）の面積が、サブマウント１１０の接合面１１０Ａよりも小さく、且つ、半導体素子１２０の接合面１２０Ａと接触する接触面１３０Ｂ（第２の接触面）の面積が、半導体素子１２０の接合面１２０Ａよりも小さい、固形状態のはんだ１３０を配置する。これにより、後述する加熱工程において、はんだ１３０の上部が大径化するように、はんだ１３０の上部を半導体素子１２０の接合面１２０Ａ上で濡れ広げさせるとともに、はんだ１３０の下部が大径化するように、はんだ１３０の下部をサブマウント１１０の接合面１１０Ａ上で濡れ広げさせることができる。その結果、図３（ｂ）に示すように、はんだ１３０の上下両端部から中央部に向かって径が小さくなるように、はんだ１３０の中央部にくびれ部１３２を形成することができる。例えば、上記固形状態のはんだ１３０には、上記の接触面１３０Ａ，Ｂに関する条件を満たす、四角柱形状のものが用いられる。但し、これに限らず、上記固形状態のはんだ１３０には、少なくとも上記の接触面１３０Ａ，Ｂに関する条件を満たすものであればよく、例えば、円柱形状のものを用いてもよい。 In this arrangement step, as shown in FIG. 3A, the area of the contact surface 130A (first contact surface) that contacts the bonding surface 110A of the submount 110 is smaller than the bonding surface 110A of the submount 110. In addition, a solid-state solder 130 in which the area of the contact surface 130B (second contact surface) that contacts the bonding surface 120A of the semiconductor element 120 is smaller than that of the bonding surface 120A of the semiconductor element 120 is disposed. As a result, in the heating process described later, the upper part of the solder 130 is wetted and spread on the bonding surface 120A of the semiconductor element 120 so that the upper part of the solder 130 is enlarged, and the lower part of the solder 130 is enlarged. In addition, the lower portion of the solder 130 can be wet spread on the bonding surface 110A of the submount 110. As a result, as shown in FIG. 3B, a constricted portion 132 can be formed in the central portion of the solder 130 so that the diameter decreases from the upper and lower end portions of the solder 130 toward the central portion. For example, for the solid state solder 130, a rectangular column shape that satisfies the conditions regarding the contact surfaces 130A and 130B is used. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the solder 130 in the solid state satisfies at least the conditions regarding the contact surfaces 130A and 130B. For example, a cylindrical solder may be used.

特に、上記固形状態のはんだ１３０には、上記サブマウント１１０の接合面１１０Ａと上記半導体素子１２０の接合面１２０Ａとが互いに押し付けられたとき（すなわち、はんだ１３０が所定の厚さまで押し潰されたとき）に、上記サブマウント１１０の接合面１１０Ａおよび上記半導体素子１２０の接合面１２０Ａのうち、少なくとも一方の接合面（ここでは、上記半導体素子１２０の接合面１２０Ａ）の全面を覆うことが可能な体積を有するものを用いることが好ましい。これにより、上記２つの接合面よりも接触面の面積の小さいはんだ１３０を用いつつ、上記２つの部材同士の接合強度を十分に高めることができる。 In particular, when the joint surface 110A of the submount 110 and the joint surface 120A of the semiconductor element 120 are pressed against each other in the solid state solder 130 (that is, when the solder 130 is crushed to a predetermined thickness). ), A volume capable of covering at least one of the bonding surface 110A of the submount 110 and the bonding surface 120A of the semiconductor element 120 (here, the bonding surface 120A of the semiconductor element 120). It is preferable to use one having Thereby, the joint strength between the two members can be sufficiently increased while using the solder 130 whose contact surface area is smaller than that of the two joint surfaces.

また、本配置工程では、サブマウント１１０の接合面１１０Ａの中心と、半導体素子１２０の接合面１２０Ａの中心と、固形状態のはんだ１３０の中心とが互いに重なり合うように、上記固形状態のはんだ１３０を配置することが好ましい。例えば、図３および図６に示すように、基準軸Ｘと同軸上に、サブマウント１１０の接合面１１０Ａの中心と、半導体素子１２０の接合面１２０Ａの中心と、はんだ１３０の中心とが位置するように、各構成部材を配置してもよい。このように各構成部材を配置することにより、図３（ｂ）に示すように、サブマウント１１０の接合面１１０Ａ上および半導体素子１２０の接合面１２０Ａ上の各々において、基準軸Ｘを中心として、その周囲の全方向にはんだ１３０を濡れ広げさせることができる。これにより、はんだ１３０の上下方向における中央部においては、図３（ｂ）に示すように、基準軸Ｘを中心として、その周囲の全方向に（すなわち、はんだ１３０の中心が対称軸となるように）、くびれ部１３２を形成することができる。このようにはんだ１３０にくびれ部１３２を形成することで、はんだ１３０が押し潰されたときに、はんだ１３０の周囲の全方向に向けて、はんだ１３０を流動させることができる。このため、はんだ１３０内に在留している気泡を、はんだ１３０の周囲の全方向へ放出することができる。したがって、はんだ１３０に残留する気泡を、効率的に排出することができる。 In this arrangement step, the solid state solder 130 is placed so that the center of the joint surface 110A of the submount 110, the center of the joint surface 120A of the semiconductor element 120, and the center of the solid state solder 130 overlap each other. It is preferable to arrange. For example, as shown in FIGS. 3 and 6, the center of the joint surface 110A of the submount 110, the center of the joint surface 120A of the semiconductor element 120, and the center of the solder 130 are positioned coaxially with the reference axis X. In this way, each component member may be arranged. By arranging the constituent members in this way, as shown in FIG. 3B, the reference axis X is centered on each of the bonding surface 110A of the submount 110 and the bonding surface 120A of the semiconductor element 120. The solder 130 can be spread out in all directions around it. As a result, at the central portion of the solder 130 in the vertical direction, as shown in FIG. 3 (b), the reference axis X is the center, and all the surrounding directions (that is, the center of the solder 130 is the symmetry axis). ), The constricted portion 132 can be formed. By forming the constricted portion 132 in the solder 130 in this way, the solder 130 can be flowed in all directions around the solder 130 when the solder 130 is crushed. For this reason, the bubbles staying in the solder 130 can be discharged in all directions around the solder 130. Therefore, bubbles remaining in the solder 130 can be efficiently discharged.

（ステップＳ２０４：加熱工程）
次に、はんだ１３０を加熱することにより、当該はんだ１３０を溶融する。本加熱工程では、サブマウント１１０および半導体素子１２０の双方を加熱することにより、上記はんだ１３０をその上部および下部の双方から加熱および溶融する。これにより、はんだ１３０は、その上部が半導体素子１２０の接合面１２０Ａ上で濡れ広がるとともに、その下部がサブマウント１１０の接合面１１０Ａ上で濡れ広がる。その結果、はんだ１３０には、図３（ｂ）に示すように、上下方向（図中ｚ軸方向）における中央の径が最も小さく、中央から上下両方の端部に向かって径が徐々に大きくなるように、くびれ部１３２が形成される。 (Step S204: heating step)
Next, the solder 130 is melted by heating the solder 130. In the main heating step, both the submount 110 and the semiconductor element 120 are heated, whereby the solder 130 is heated and melted from both the upper part and the lower part thereof. Accordingly, the upper portion of the solder 130 spreads wet on the bonding surface 120A of the semiconductor element 120, and the lower portion of the solder 130 spreads wet on the bonding surface 110A of the submount 110. As a result, as shown in FIG. 3B, the solder 130 has the smallest central diameter in the vertical direction (z-axis direction in the figure), and the diameter gradually increases from the center toward both the upper and lower ends. Thus, the constricted portion 132 is formed.

特に、本加熱工程では、重力方向において上側に位置する半導体素子１２０の温度が、重力方向において下側に位置するサブマウント１１０の温度以上となるように、サブマウント１１０および半導体素子１２０の双方を加熱する。これにより、重力の影響によるはんだ１３０のサブマウント１１０側への偏りを、解消することができる。したがって、図３（ｂ）に示すように、はんだ１３０の中央部にくびれ部１３２を形成しつつ、はんだ１３０の形状が上下対称となるように、はんだ１３０を溶融することができる。 In particular, in the main heating step, both the submount 110 and the semiconductor element 120 are placed so that the temperature of the semiconductor element 120 positioned on the upper side in the direction of gravity is equal to or higher than the temperature of the submount 110 positioned on the lower side in the direction of gravity. Heat. Thereby, the deviation of the solder 130 toward the submount 110 due to the influence of gravity can be eliminated. Therefore, as shown in FIG. 3B, the solder 130 can be melted so that the constricted portion 132 is formed at the center of the solder 130 and the shape of the solder 130 is vertically symmetrical.

なお、本加熱工程では、はんだ１３０の厚み（サブマウント１１０と半導体素子１２０との間隔）を維持したままである。また、本加熱工程では、はんだ１３０をその上部および下部の双方から加熱した状態で、はんだ１３０に上記くびれ部１３２が形成されるまで待機する。例えば、上記のとおり加熱した状態で、予め定められた時間待機することにより、はんだ１３０に上記くびれ部１３２を形成し、その後、次の押付工程へ進む。または、上記のとおり加熱した状態で、はんだ１３０の形状をモニタし、はんだ１３０に上記くびれ部１３２が形成されたことを確認した時点で、次の押付工程へ進んでもよい。 In this heating process, the thickness of the solder 130 (the distance between the submount 110 and the semiconductor element 120) is maintained. In this heating process, the process waits until the constricted portion 132 is formed on the solder 130 in a state where the solder 130 is heated from both the upper and lower portions. For example, the constricted portion 132 is formed in the solder 130 by waiting for a predetermined time in the heated state as described above, and then the process proceeds to the next pressing step. Alternatively, the shape of the solder 130 may be monitored in the heated state as described above, and the process may proceed to the next pressing step when it is confirmed that the constricted portion 132 has been formed on the solder 130.

また、上述した重力の影響を解消する他の方法として、例えば、先に上側部材の加熱を開始し、その後、下側部材の加熱を開始するようにしてもよい。この場合、上側部材の加熱温度と下側部材の加熱温度とが等しい場合であっても、上述した重力の影響を解消することができる。 Further, as another method for eliminating the above-described influence of gravity, for example, heating of the upper member may be started first, and then heating of the lower member may be started. In this case, even if the heating temperature of the upper member is equal to the heating temperature of the lower member, the above-described influence of gravity can be eliminated.

（ステップＳ２０６：押付工程）
次に、上記サブマウント１１０の接合面に対し、上記半導体素子１２０の接合面を押し付ける。具体的には、上記はんだ１３０に上記くびれ部１３２が形成されている状態（図３（ｂ）に示す状態）において、上記はんだ１３０を間に挟んで、上記サブマウント１１０に対し、上記半導体素子１２０を、下方（図中矢印Ａ方向）に押圧する。これにより、はんだ１３０は、サブマウント１１０と半導体素子１２０との間で押し潰され、図３（ｄ）に示すように、薄膜状となって、上記サブマウント１１０と上記半導体素子１２０との隙間を満たす。上記のとおり、はんだ１３０には、くびれ部１３２が形成されている。このため、はんだ１３０が押し潰される過程において、当該はんだ１３０は、くびれ部１３２によって小径化されている部分の径が徐々に拡大するように、はんだ１３０が外側（図中矢印Ｂ方向）に向かって流動する。これに伴い、はんだ１３０内に在留している気泡は、はんだ１３０の外周表面側に寄せ集められ、やがて、はんだ１３０の外周表面から放出される。 (Step S206: pressing process)
Next, the bonding surface of the semiconductor element 120 is pressed against the bonding surface of the submount 110. Specifically, in the state where the constricted portion 132 is formed on the solder 130 (the state shown in FIG. 3B), the semiconductor element is placed on the submount 110 with the solder 130 interposed therebetween. 120 is pressed downward (in the direction of arrow A in the figure). As a result, the solder 130 is crushed between the submount 110 and the semiconductor element 120, forming a thin film as shown in FIG. 3D, and the gap between the submount 110 and the semiconductor element 120. Meet. As described above, the constricted portion 132 is formed in the solder 130. For this reason, in the process where the solder 130 is crushed, the solder 130 is directed outward (in the direction of arrow B in the figure) so that the diameter of the portion that is reduced in diameter by the constricted portion 132 gradually increases. Fluid. Along with this, bubbles staying in the solder 130 are gathered together on the outer peripheral surface side of the solder 130 and eventually discharged from the outer peripheral surface of the solder 130.

（ステップＳ２０８：冷却工程）
最後に、上記はんだ１３０をその融点以下となるまで冷却することにより、上記はんだ１３０を固化させる。これにより、上記サブマウント１１０の表面上に、上記半導体素子１２０が固着された状態となる。本冷却工程では、例えば、周囲の大気による自然冷却により、上記はんだを冷却する。代わりに、従来から知られている何らかの冷却方式により、上記はんだ１３０を強制的に冷却してもよい。なお、自然冷却以外の強制的な冷却方式としては、例えば、圧縮空気を吹き付ける空冷方式や冷却水を供給する水冷方式などが挙げられる。 (Step S208: Cooling step)
Finally, the solder 130 is solidified by cooling the solder 130 to a melting point or lower. As a result, the semiconductor element 120 is fixed on the surface of the submount 110. In the main cooling step, the solder is cooled by, for example, natural cooling by the surrounding air. Instead, the solder 130 may be forcibly cooled by any conventionally known cooling method. Examples of forced cooling methods other than natural cooling include an air cooling method in which compressed air is blown and a water cooling method in which cooling water is supplied.

上記のとおり、本実施形態のはんだ接合方法は、（１）上記固形状態のはんだ１３０には、その接触面の面積が、サブマウント１１０の接合面の面積および半導体素子１２０の接合面の面積よりも小さいものを用いる。また、（２）上記加熱工程において、サブマウント１１０および半導体素子１２０の双方を加熱する。これにより、はんだ１３０が溶融する過程において、当該はんだ１３０にくびれ部１３２を形成することができる。そして、（３）はんだ１３０にくびれ部１３２が形成された状態で、サブマウント１１０の接合面に半導体素子１２０の接合面を押し付ける。これにより、はんだ１３０に含まれている気泡を効率的に排出することができる。特に、本実施形態のはんだ接合方法によれば、はんだ１３０を予め特別な形状に成形しておく必要はなく、一般的な形状（例えば、四角柱形状、円柱形状等）のはんだをそのまま用いることができる。このため、コストの増加を招来する虞はない。 As described above, in the solder bonding method of the present embodiment, (1) the area of the contact surface of the solid solder 130 is larger than the area of the bonding surface of the submount 110 and the area of the bonding surface of the semiconductor element 120. Also use a smaller one. (2) In the heating step, both the submount 110 and the semiconductor element 120 are heated. Accordingly, the constricted portion 132 can be formed in the solder 130 in the process of melting the solder 130. (3) With the constricted portion 132 formed on the solder 130, the bonding surface of the semiconductor element 120 is pressed against the bonding surface of the submount 110. Thereby, bubbles contained in the solder 130 can be efficiently discharged. In particular, according to the solder joining method of the present embodiment, it is not necessary to form the solder 130 in a special shape in advance, and a solder having a general shape (for example, a quadrangular prism shape, a cylindrical shape, etc.) is used as it is. Can do. For this reason, there is no possibility of causing an increase in cost.

〔はんだ接合装置〕
上記はんだ接合方法は、例えば、コンピュータによって制御されたはんだ接合装置によって自動的に実施され得る。但し、上記はんだ接合方法は、その少なくとも一部の工程が、人的に実施されてもよい。図４は、本発明の実施形態に係るはんだ接合装置４００の構成例を示す図である。図４に示すはんだ接合装置４００は、吸着ステージ４１０、上部加熱ヒーター４２０、吸着コレット４３０、熱伝導セラミック４４０、および下部加熱ヒーター４５０を備えている。図４では、接合装置４００において、吸着コレット４３０によって半導体素子１２０が保持され、熱伝導セラミック４４０によってサブマウント１１０が保持されている。 [Solder bonding equipment]
The soldering method can be automatically performed by a soldering apparatus controlled by a computer, for example. However, at least a part of the soldering method may be carried out manually. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the solder bonding apparatus 400 according to the embodiment of the present invention. A solder bonding apparatus 400 shown in FIG. 4 includes an adsorption stage 410, an upper heater 420, an adsorption collet 430, a heat conducting ceramic 440, and a lower heater 450. In FIG. 4, in the bonding apparatus 400, the semiconductor element 120 is held by the suction collet 430, and the submount 110 is held by the heat conductive ceramic 440.

吸着ステージ４１０は、吸着コレット４３０を吊持しており、当該吸着コレット４３０の水平移動（図中ｘ軸方向およびｙ軸方向への移動）、垂直移動（図中ｚ軸方向への移動）、および吸着エアのＯＮおよびＯＦＦを制御する。吸着コレット４３０は、対象物（例えば、半導体素子１２０）を保持することができる。具体的には、吸着コレット４３０は、内部にその底面４３０Ａに通じる通路が形成されており、吸着ステージ４１０の制御によって当該通路内に発生した吸着エアにより、底面４３０Ａに上記対象物を吸着させる。吸着コレット４３０は、上記対象物を保持した状態で、水平移動および垂直移動することができる。上部加熱ヒーター４２０は、吸着コレット４３０の一部を挟持しており、吸着コレット４３０における熱伝導を介して、吸着コレット４３０によって保持された上記対象物を加熱する。熱伝導セラミック４４０は、その表面上において、対象物（例えば、サブマウント１１０）を保持する。下部加熱ヒーター４５０は、熱伝導セラミック４４０の底面を支持しており、上記熱伝導セラミック４４０における熱伝導を介して、上記熱伝導セラミック４４０によって保持された対象物を加熱する。 The suction stage 410 suspends the suction collet 430. The suction collet 430 moves horizontally (moves in the x-axis direction and y-axis direction in the figure), vertically moves (moves in the z-axis direction in the figure), Further, ON / OFF of suction air is controlled. The suction collet 430 can hold an object (for example, the semiconductor element 120). Specifically, the suction collet 430 has a passage communicating with the bottom surface 430 </ b> A therein, and the bottom surface 430 </ b> A is caused to adsorb the object by suction air generated in the passage by the control of the suction stage 410. The suction collet 430 can move horizontally and vertically while holding the object. The upper heater 420 sandwiches a part of the adsorption collet 430 and heats the object held by the adsorption collet 430 through heat conduction in the adsorption collet 430. Thermally conductive ceramic 440 holds an object (eg, submount 110) on its surface. The lower heater 450 supports the bottom surface of the heat conductive ceramic 440 and heats the object held by the heat conductive ceramic 440 through heat conduction in the heat conductive ceramic 440.

例えば、上記配置工程では、サブマウント１１０が熱伝導セラミック４４０によって保持された状態において、吸着コレット４３０（配置手段）により、サブマウント１１０の表面上に固形状態のはんだ１３０が載置される。さらに、吸着コレット４３０により、半導体素子１２０がはんだ１３０の表面上に重ねられる。 For example, in the arrangement step, the solid solder 130 is placed on the surface of the submount 110 by the suction collet 430 (arrangement means) in a state where the submount 110 is held by the heat conductive ceramic 440. Further, the semiconductor element 120 is superposed on the surface of the solder 130 by the suction collet 430.

また、上記加熱工程では、上部加熱ヒーター４２０（加熱手段）によって半導体素子１２０が、予め設定された温度に加熱されるとともに、下部加熱ヒーター４５０（加熱手段）によってサブマウント１１０が、予め設定された温度に加熱される。これにより、はんだ１３０が溶融され、当該はんだ１３０にくびれ部１３２が形成される。 In the heating step, the semiconductor element 120 is heated to a preset temperature by the upper heater 420 (heating means), and the submount 110 is preset by the lower heater 450 (heating means). Heated to temperature. As a result, the solder 130 is melted and a constricted portion 132 is formed in the solder 130.

また、上記押付工程では、吸着コレット４３０（押付手段）の下方への移動により、半導体素子１２０がサブマウント１１０に向かって（図中ｚ軸負方向に）押し当てられる。これにより、サブマウント１１０の接合面と半導体素子１２０の接合面との間ではんだ１３０が押し潰され、当該はんだ１３０により、サブマウント１１０と半導体素子１２０とが互いに押し付けられる。 In the pressing step, the semiconductor element 120 is pressed toward the submount 110 (in the negative z-axis direction in the drawing) by the downward movement of the suction collet 430 (pressing means). Thereby, the solder 130 is crushed between the bonding surface of the submount 110 and the bonding surface of the semiconductor element 120, and the submount 110 and the semiconductor element 120 are pressed against each other by the solder 130.

また、上記冷却工程では、上部加熱ヒーター４２０による加熱、および、下部加熱ヒーター４５０による加熱が停止される。これにより、はんだ１３０が常温まで冷却される。はんだ接合装置４００は、はんだ１３０を強制的に冷却するための冷却手段（従来知られている何らかの冷却手段）を備えてもよい。 In the cooling process, heating by the upper heater 420 and heating by the lower heater 450 are stopped. Thereby, the solder 130 is cooled to room temperature. The solder bonding apparatus 400 may include a cooling means for forcibly cooling the solder 130 (any kind of conventionally known cooling means).

上述したはんだ接合装置４００の各動作は、例えば、メモリに格納されているプログラムを、プロセッサが実行することにより、実現される。上記メモリおよび上記プロセッサは、はんだ接合装置４００が備えていてもよく、外部装置が備えていてもよい。 Each operation of the solder bonding apparatus 400 described above is realized by, for example, a processor executing a program stored in a memory. The memory and the processor may be included in the solder bonding apparatus 400 or an external apparatus.

〔実施例〕
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施形態に係るはんだ接合方法の実施例１〜１２について説明する。図５は、本発明の実施形態に係るはんだ接合方法の実施例１〜１２において適用した各条件を示す。図６は、実施例１〜１２の積層構造体２００を、上方（図中ｚ軸正方向）から見たときの平面図であり、各構成部材の配置位置を示している。実施例１〜１２では、図５に示すように、各条件を具体的に規定した。そして、実施例１〜１２では、上記実施形態で説明したはんだ接合方法を用いて、下側部材２１０（実施形態のサブマウント１１０に相当する）の表面上に上側部材２２０（実施形態の半導体素子１２０に相当する）を、はんだ２３０（実施形態のはんだ１３０に相当する）によってはんだ接合し、積層構造体２００（実施形態の積層構造体１００に相当する）を形成した。さらに、実施例１〜１２では、はんだ接合後の積層構造体において、はんだ２３０におけるボイド率を、Ｘ線透過装置により測定した。ボイド率とは、はんだに含まれるボイドの割合である。実施例１〜１２では、ボイド率が１０％以下であれば、合格とした。〔Example〕
Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, Examples 1 to 12 of the soldering method according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 shows each condition applied in Examples 1 to 12 of the soldering method according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view of the laminated structure 200 of Examples 1 to 12 when viewed from above (z-axis positive direction in the figure), and shows the arrangement positions of the constituent members. In Examples 1 to 12, each condition was specifically defined as shown in FIG. In Examples 1 to 12, the upper member 220 (semiconductor element of the embodiment) is formed on the surface of the lower member 210 (corresponding to the submount 110 of the embodiment) using the solder bonding method described in the above embodiment. 120) (corresponding to the laminated structure 100 of the embodiment) was soldered by solder 230 (corresponding to the solder 130 of the embodiment) to form a laminated structure 200 (corresponding to the laminated structure 100 of the embodiment). Furthermore, in Examples 1-12, the void ratio in the solder 230 was measured with an X-ray transmission device in the laminated structure after soldering. The void ratio is the ratio of voids contained in the solder. In Examples 1-12, if the void ratio was 10% or less, it was determined to be acceptable.

（共通条件）
下記条件は、実施例１〜１２に共通して適用した条件である。 (Common conditions)
The following conditions are conditions commonly applied to Examples 1-12.

・はんだの材料：ＡｕＳｎ９０（融点：２１７℃）
・上側部材の材料：Ｃｕ−ＡｌＮ−Ｃｎ合板
・下側部材の材料：Ｃｕ−ＡｌＮ−Ｃｎ合板
・押付工程においてはんだに加えた荷重：１０ｇ
さらに、実施例１〜１２では、図６に示すように、基準軸Ｘと同軸上に、下側部材２１０の接合面の中心と、上側部材２２０の接合面の中心と、はんだ２３０の中心とが位置するように、各構成部材を重ね合せた。 Solder material: AuSn90 (melting point: 217 ° C.)
-Material of upper member: Cu-AlN-Cn plywood-Material of lower member: Cu-AlN-Cn plywood-Load applied to solder in pressing process: 10 g
Further, in Examples 1 to 12, as shown in FIG. 6, the center of the joint surface of the lower member 210, the center of the joint surface of the upper member 220, and the center of the solder 230 are coaxial with the reference axis X. Each structural member was overlaid so that is located.

〔実施例１，２〕
実施例１では、下記条件（１）〜（６）を適用した。 Examples 1 and 2
In Example 1, the following conditions (1) to (6) were applied.

（１）上側部材の接合面のサイズ：４．２ｍｍ×３．５ｍｍ（＝１４．７ｍｍ^２）
（２）はんだの接触面のサイズ：２．５ｍｍ×２．０ｍｍ（＝５．０ｍｍ^２）
（３）はんだの厚さ：１００μｍ
（４）上側部材の温度：２６７℃
（５）下側部材の温度：２６７℃
（６）加熱工程における待機時間：１０秒
実施例１では、上記のとおり、「（３）はんだの厚さ」を、「１００μｍ」に設定した。その結果、実施例１では、ボイド率「８．５％」が得られた。また、実施例２では、上記実施例１から、「（３）はんだの厚さ」を、「１５０μｍ」に変更した。その結果、実施例２では、ボイド率「８．８％」が得られた。実施例１、２の結果を鑑み、はんだの厚さを、９５〜１５０μｍとすることで、ボイド率を１０％以下とすることができることが判明した。 (1) Size of joint surface of upper member: 4.2 mm × 3.5 mm (= 14.7 mm ² )
(2) Size of solder contact surface: 2.5 mm × 2.0 mm (= 5.0 mm ² )
(3) Solder thickness: 100 μm
(4) Upper member temperature: 267 ° C
(5) Temperature of lower member: 267 ° C
(6) Standby time in heating step: 10 seconds In Example 1, as described above, “(3) Solder thickness” was set to “100 μm”. As a result, in Example 1, the void ratio “8.5%” was obtained. In Example 2, “(3) Solder thickness” was changed to “150 μm” from Example 1 above. As a result, in Example 2, the void ratio “8.8%” was obtained. In view of the results of Examples 1 and 2, it was found that the void ratio can be reduced to 10% or less by setting the thickness of the solder to 95 to 150 μm.

〔実施例３〜５〕
実施例３では、上記実施例１から、「（２）はんだの接触面のサイズ」を、「２．３ｍｍ×２．３ｍｍ（＝５．２９ｍｍ^２）」に変更した。その結果、実施例３では、ボイド率「９．７％」が得られた。また、実施例４では、上記実施例１から、「（２）はんだの接触面のサイズ」を、「２．０ｍｍ×１．５ｍｍ（＝３．０ｍｍ^２）」に変更した。その結果、実施例４では、ボイド率「９．５％」が得られた。また、実施例５では、上記実施例１から、「（２）はんだの接触面のサイズ」を、「２．９ｍｍ×２．３ｍｍ（＝６．６７ｍｍ^２）」に変更した。その結果、実施例５では、ボイド率「９．２％」が得られた。 [Examples 3 to 5]
In Example 3, “(2) Size of contact surface of solder” was changed from “Example ² ” to “2.3 mm × 2.3 mm (= 5.29 mm ² )”. As a result, in Example 3, a void ratio of “9.7%” was obtained. In Example 4, “(2) Size of contact surface of solder” was changed from “Example 1” to “2.0 mm × 1.5 mm (= 3.0 mm ² )”. As a result, in Example 4, the void ratio “9.5%” was obtained. In Example 5, “(2) Size of contact surface of solder” was changed from “Example 1” to “2.9 mm × 2.3 mm (= 6.67 mm ² )”. As a result, in Example 5, the void ratio “9.2%” was obtained.

実施例３，４の結果を鑑み、はんだの面積を、上側部材の接合面の面積の０．２０〜０．４０倍とすることで、ボイド率を１０％以下とすることができることが判明した。また、実施例４，５の結果を鑑み、はんだの接触面の辺の長さを、上側部材の接合面の対応する辺（平行な辺）の長さの０．４０〜０．７０倍とすることで、ボイド率を１０％以下とすることができることが判明した。 In view of the results of Examples 3 and 4, it was found that the void ratio can be reduced to 10% or less by setting the solder area to 0.20 to 0.40 times the area of the joint surface of the upper member. . In view of the results of Examples 4 and 5, the length of the side of the solder contact surface is 0.40 to 0.70 times the length of the corresponding side (parallel side) of the joint surface of the upper member. As a result, it was found that the void ratio could be 10% or less.

〔実施例６〕
実施例６では、上記実施例１から、「（５）下側部材の温度」を、「２５９℃」に変更した。その結果、実施例６では、ボイド率「５．４％」が得られた。実施例６の結果を鑑み、上側部材の温度を、下側部材の温度よりも高くすることで、ボイド率をより低下させることができることが判明した。 Example 6
In Example 6, “(5) Temperature of lower member” was changed to “259 ° C.” from Example 1 described above. As a result, in Example 6, the void ratio “5.4%” was obtained. In view of the result of Example 6, it was found that the void ratio can be further reduced by making the temperature of the upper member higher than the temperature of the lower member.

〔実施例７，８〕
実施例７では、上記実施例１から、「（４）上側部材の温度」および「（５）下側部材の温度」を、それぞれ「２５８℃」に変更した。その結果、実施例７では、ボイド率「９．７％」が得られた。また、実施例８では、上記実施例１から、「（４）上側部材の温度」および「（５）下側部材の温度」を、それぞれ「２７５℃」に変更した。その結果、実施例８では、ボイド率「９．１％」が得られた。実施例７，８の結果を鑑み、上側部材の温度および下側部材の温度を、それぞれはんだの融点よりも４０〜６０℃高くすることで、ボイド率を１０％以下とすることができることが判明した。 [Examples 7 and 8]
In Example 7, “(4) Temperature of upper member” and “(5) Temperature of lower member” were changed to “258 ° C.” from Example 1 above. As a result, in Example 7, the void ratio “9.7%” was obtained. In Example 8, “(4) Temperature of upper member” and “(5) Temperature of lower member” were changed to “275 ° C.” from Example 1 above. As a result, in Example 8, the void ratio “9.1%” was obtained. In view of the results of Examples 7 and 8, it was found that the void ratio can be reduced to 10% or less by setting the temperature of the upper member and the temperature of the lower member to be 40 to 60 ° C. higher than the melting point of the solder, respectively. did.

〔実施例９，１０〕
実施例９では、上記実施例１から、「（１）上側部材の接合面のサイズ」を、「４．０ｍｍ×５．９ｍｍ（＝２３．６ｍｍ^２）」に変更すると共に、「（２）はんだの接触面のサイズ」を、「２．５ｍｍ×２．４ｍｍ（＝６．０ｍｍ^２）」（上側部材の接合面の面積の約０．２５倍の面積）に変更した。その結果、実施例９では、ボイド率「７．２％」が得られた。また、実施例１０では、上記実施例１から、「（１）上側部材の接合面のサイズ」を、「６．２ｍｍ×３．５ｍｍ（＝２１．７ｍｍ^２）」に変更した。この際、（２）はんだの接触面のサイズ」は、変更せずに、「２．５ｍｍ×２．０ｍｍ（＝５．０ｍｍ^２）」（上側部材の接合面の面積の約０．２３倍）とした。その結果、実施例１０では、ボイド率「８．３％」が得られた。実施例９，１０の結果を鑑み、「はんだの面積を、上側部材の接合面の面積の０．２０〜０．４０倍とする」という条件を満たしていれば、ボイド率を１０％以下とすることができることが判明した。 [Examples 9 and 10]
In Example 9, “(1) size of the joining surface of the upper member” is changed from “Example 1” to “4.0 mm × 5.9 mm (= 23.6 mm ² )” and “(2) The size of the contact surface of the solder was changed to “2.5 mm × 2.4 mm (= 6.0 mm ² )” (an area approximately 0.25 times the area of the joint surface of the upper member). As a result, in Example 9, the void ratio “7.2%” was obtained. In Example 10, “(1) size of the joint surface of the upper member” was changed from “Example 1” to “6.2 mm × 3.5 mm (= 21.7 mm ² )”. At this time, “(2) size of contact surface of solder” is “2.5 mm × 2.0 mm (= 5.0 mm ² )” (approximately 0.23 times the area of the joint surface of the upper member) without changing. ). As a result, in Example 10, the void ratio “8.3%” was obtained. In view of the results of Examples 9 and 10, if the condition that “the area of the solder is 0.20 to 0.40 times the area of the joint surface of the upper member” is satisfied, the void ratio is 10% or less. It turns out that you can.

〔実施例１１，１２〕
実施例１１では、上記実施例１から、「（６）加熱工程における待機時間」を、「１８秒」に変更した。その結果、実施例１１では、ボイド率「９．７％」が得られた。また、実施例１２では、上記実施例１から、「（６）加熱工程における待機時間」を、「８秒」に変更した。その結果、実施例１２では、ボイド率「９．８％」が得られた。実施例１１，１２の結果を鑑み、加熱工程における待機時間を、８〜２０秒とすることで、ボイド率を１０％以下とすることができることが判明した。 [Examples 11 and 12]
In Example 11, “(6) Standby time in the heating step” was changed from “Example 1” to “18 seconds”. As a result, in Example 11, the void ratio “9.7%” was obtained. In Example 12, “(6) Standby time in the heating step” was changed from “Example 1” to “8 seconds”. As a result, in Example 12, the void ratio “9.8%” was obtained. In view of the results of Examples 11 and 12, it was found that the void ratio can be 10% or less by setting the standby time in the heating step to 8 to 20 seconds.

〔参考例〕
次に、図７，８を参照して、上述した各実施例が特に好ましい実施例であることを示す参考例１〜１４について説明する。図７は、参考例１〜１４において適用した各条件を示す。図８は、参考例１２の積層構造体を、上方から見たときの平面図であり、各構成部材の配置位置を示している。参考例１〜１４では、図７に示すように、各条件を具体的に規定した。そして、参考例１〜１４では、上記実施形態で説明したはんだ接合方法を用いて、下側部材（実施形態のサブマウント１１０に相当する）の表面上に上側部材（実施形態の半導体素子１２０に相当する）をはんだ接合し、積層構造体（実施形態の積層構造体１００に相当する）を形成した。さらに、参考例１〜１４では、はんだ接合後の積層構造体において、はんだにおけるボイド率を、Ｘ線透過装置により測定した。参考例１〜１４では、ボイド率が１０％以下であれば、合格とした。 [Reference example]
Next, with reference to FIGS. 7 and 8, reference examples 1 to 14 showing that the above-described embodiments are particularly preferable embodiments will be described. FIG. 7 shows the conditions applied in Reference Examples 1-14. FIG. 8 is a plan view of the laminated structure of Reference Example 12 as viewed from above, and shows the arrangement positions of the constituent members. In Reference Examples 1 to 14, each condition was specifically defined as shown in FIG. In Reference Examples 1 to 14, the upper member (on the semiconductor element 120 of the embodiment) is formed on the surface of the lower member (corresponding to the submount 110 of the embodiment) using the solder bonding method described in the above embodiment. (Corresponding to the laminated structure 100 of the embodiment) to form a laminated structure. Furthermore, in Reference Examples 1 to 14, the void ratio in the solder was measured with an X-ray transmission device in the laminated structure after soldering. In Reference Examples 1 to 14, if the void ratio was 10% or less, it was determined to be acceptable.

〔参考例１，２〕
参考例１では、上記実施例１から、「（３）はんだの厚さ」を、「９０μｍ」に変更した。その結果、参考例１では、ボイド率「１０．８％」が得られた。また、参考例２では、上記実施例１から、「（３）はんだの厚さ」を、「１６０μｍ」に変更した。その結果、参考例２では、ボイド率「１０．９％」が得られた。参考例１、２の結果を鑑み、はんだの厚さを、９５〜１５０μｍとすることで、ボイド率を１０％以下とすることができることの確証が得られた。 [Reference Examples 1 and 2]
In Reference Example 1, “(3) Solder thickness” was changed to “90 μm” from Example 1 above. As a result, in Reference Example 1, a void ratio “10.8%” was obtained. In Reference Example 2, “(3) Solder thickness” was changed to “160 μm” from Example 1 above. As a result, in Reference Example 2, a void ratio of “10.9%” was obtained. In view of the results of Reference Examples 1 and 2, it was confirmed that the void ratio could be 10% or less by setting the solder thickness to 95 to 150 μm.

〔参考例３〜６〕
参考例３では、上記実施例１から、「（２）はんだの接触面のサイズ」を、「２．５ｍｍ×２．５ｍｍ（＝６．２５ｍｍ^２）」（上側部材の接合面の面積１４．７ｍｍ^２の０．４０倍よりも大きい面積）に変更した。その結果、参考例３では、ボイド率「１５．２％」が得られた。また、参考例４では、上記実施例１から、「（２）はんだの接触面のサイズ」を、「１．５ｍｍ×１．５ｍｍ（＝２．２５ｍｍ^２）」（上側部材の接合面の面積１４．７ｍｍ^２の０．２０倍よりも小さい面積）に変更した。その結果、参考例４では、ボイド率「１０．５％」が得られた。また、参考例５では、上記実施例１から、「（２）はんだの接触面のサイズ」を、「３．１ｍｍ×１．５ｍｍ（＝４．６５ｍｍ^２）」（長辺の長さが上側部材の接合面の長辺の長さ４．２ｍｍの０．７倍よりも長い）に変更した。その結果、参考例５では、ボイド率「１３．３％」が得られた。また、参考例６では、上記実施例１から、「（２）はんだの接触面のサイズ」を、「２．８ｍｍ×１．２ｍｍ（＝３．３６ｍｍ^２）」（短辺の長さが上側部材の接合面の短辺の長さ３．５ｍｍの０．４倍よりも短い）に変更した。その結果、参考例６では、ボイド率「１２．７％」が得られた。 [Reference Examples 3 to 6]
In Reference Example 3, from (1) above, “(2) Size of contact surface of solder” is set to “2.5 mm × 2.5 mm (= 6.25 mm ² )” (area 14.2 of the joint surface of the upper member). The area was larger than 0.40 times 7 mm ² . As a result, in Reference Example 3, a void ratio “15.2%” was obtained. Further, in Reference Example 4, “(2) Size of contact surface of solder” from Example 1 is set to “1.5 mm × 1.5 mm (= 2.25 mm ² )” (the area of the joint surface of the upper member) 14.7 mm ² smaller than 0.20 times). As a result, in Reference Example 4, a void ratio of “10.5%” was obtained. Further, in Reference Example 5, “(2) Size of contact surface of solder” is changed from “Example 3.1” to “3.1 mm × 1.5 mm (= 4.65 mm ² )” (the length of the long side is the upper side) The long side length of the joining surface of the member is longer than 0.7 times of 4.2 mm). As a result, in Reference Example 5, a void ratio of “13.3%” was obtained. In Reference Example 6, “(2) Size of contact surface of solder” is changed from “Example 1” to “2.8 mm × 1.2 mm (= 3.36 mm ² )” (the length of the short side is the upper side). The length of the short side of the joint surface of the member is shorter than 0.4 times the length of 3.5 mm). As a result, in Reference Example 6, a void ratio of “12.7%” was obtained.

参考例３，４の結果を鑑み、はんだの面積を、上側部材の接合面の面積の０．２０〜０．４０倍とすることで、ボイド率を１０％以下とすることができることの確証が得られた。また、参考例５，６の結果を鑑み、はんだの接触面の辺の長さを、上側部材の接合面の対応する辺（平行な辺）の長さの０．４０〜０．７０倍とすることで、ボイド率を１０％以下とすることができることの確証が得られた。 In view of the results of Reference Examples 3 and 4, it is confirmed that the void ratio can be 10% or less by setting the solder area to 0.20 to 0.40 times the area of the joint surface of the upper member. Obtained. In view of the results of Reference Examples 5 and 6, the length of the side of the solder contact surface is 0.40 to 0.70 times the length of the corresponding side (parallel side) of the joint surface of the upper member. As a result, confirmation that the void ratio could be 10% or less was obtained.

〔参考例７，８〕
参考例７では、上記実施例１から、「（５）下側部材の温度」を、「２３７℃」（はんだの融点２１７℃に４０℃を加えた温度よりも低い温度）に変更した。その結果、参考例７では、ボイド率「１８．４％」が得られた。また、参考例８では、上記実施例１から、「（４）上側部材の温度」を、「２８８℃」（はんだの融点２１７℃に６０℃を加えた温度よりも高い温度）に変更した。その結果、参考例８では、ボイド率「１１．６％」が得られた。参考例７，８の結果を鑑み、上側部材の温度および下側部材の温度を、それぞれはんだの融点よりも４０〜６０℃高くすることで、ボイド率を１０％以下とすることができることの確証が得られた。 [Reference Examples 7 and 8]
In Reference Example 7, “(5) Temperature of lower member” was changed from “Example 1” to “237 ° C.” (temperature lower than 40 ° C. added to solder melting point 217 ° C.). As a result, in Reference Example 7, a void ratio “18.4%” was obtained. In Reference Example 8, “(4) Temperature of upper member” was changed from “Example 1” to “288 ° C.” (a temperature higher than the temperature obtained by adding 60 ° C. to the melting point of solder 217 ° C.). As a result, in Reference Example 8, the void ratio “11.6%” was obtained. In view of the results of Reference Examples 7 and 8, it is confirmed that the void ratio can be reduced to 10% or less by increasing the temperature of the upper member and the temperature of the lower member by 40 to 60 ° C. higher than the melting point of the solder, respectively. was gotten.

〔参考例９〕
参考例９では、上記実施例１から、「（４）上側部材の温度」を、「２５７℃」（下側部材の温度より低い温度）に変更した。その結果、参考例９では、ボイド率「１０．９％」が得られた。参考例９の結果を鑑み、上側部材の温度を、下側部材の温度よりも高くすることで、ボイド率をより低下させることができることの確証が得られた。 [Reference Example 9]
In Reference Example 9, “(4) Temperature of the upper member” was changed from “Example 1” to “257 ° C.” (temperature lower than the temperature of the lower member). As a result, in Reference Example 9, a void ratio “10.9%” was obtained. In view of the result of Reference Example 9, it was confirmed that the void ratio can be further reduced by making the temperature of the upper member higher than the temperature of the lower member.

〔参考例１０，１１〕
参考例１０では、上記実施例１から、「（１）上側部材の接合面のサイズ」を、「４．０ｍｍ×５．９ｍｍ（＝２３．６ｍｍ^２）」に変更した。この際、「（２）はんだの接触面のサイズ」は、変更せずに「２．５ｍｍ×２．０ｍｍ（＝５．０ｍｍ^２）」（面積は上側部材の面積の０．２倍よりも大きいが、短辺の長さは上側部材の接合面の対応する辺の長さ５．９ｍｍの０．４倍よりも短い）とした。その結果、参考例１０では、ボイド率「１１．１％」が得られた。また、参考例１１では、上記実施例１から、「（１）上側部材の接合面のサイズ」を、「６．２ｍｍ×３．５ｍｍ（＝２１．７ｍｍ^２）」に変更すると共に、「（２）はんだの接触面のサイズ」を「２．５ｍｍ×１．５ｍｍ（＝３．７５ｍｍ^２）」（上側部材の接合面の面積２１．７ｍｍ^２の０．２０倍よりも小さい面積）に変更した。その結果、参考例１１では、ボイド率「１４．７％」が得られた。 [Reference Examples 10 and 11]
In Reference Example 10, “(1) the size of the joint surface of the upper member” was changed from “Example 1” to “4.0 mm × 5.9 mm (= 23.6 mm ² )”. At this time, “(2) Size of contact surface of solder” is not changed to “2.5 mm × 2.0 mm (= 5.0 mm ² )” (the area is more than 0.2 times the area of the upper member) Although it is large, the length of the short side is shorter than 0.4 times the length of the corresponding side of the upper member, which is 5.9 mm). As a result, in Reference Example 10, the void ratio “11.1%” was obtained. In Reference Example 11, “(1) the size of the joining surface of the upper member” is changed from “Example 1” to “6.2 mm × 3.5 mm (= 21.7 mm ² )” and “( change 2) the size "of the solder contact surface" 2.5 mm × 1.5 mm (= 3.75 mm ²⁾ "(area less than 0.20 times the area 21.7 mm ² of the joint surface of the upper member) did. As a result, in Reference Example 11, a void ratio “14.7%” was obtained.

〔参考例１２〕
参考例１２では、積層構造体２００（図６参照）に対し、図８に示すように、上側部材２２０の中心および下側部材２１０の中心を基準軸Ｘに合わせたまま、はんだ２３０の中心を基準軸Ｘからずらし、積層構造体２００’を形成した。そして、当該積層構造体２００’に対し、上記実施例１と同様の条件を適用して、本発明の実施形態に係るはんだ接合方法を実施した。その結果、参考例１２では、ボイド率「２３．１％」が得られた。参考例１２の結果を鑑み、はんだの中心を、基準軸Ｘ（すなわち、上側部材の接合面の中心および下側部材の接合面の中心）にできるだけ近づけることで、ボイド率をより低下させることができることの確証が得られた。 [Reference Example 12]
In Reference Example 12, with respect to the laminated structure 200 (see FIG. 6), as shown in FIG. 8, the center of the solder 230 is kept while the center of the upper member 220 and the center of the lower member 210 are aligned with the reference axis X. The laminated structure 200 ′ was formed by shifting from the reference axis X. And the conditions similar to the said Example 1 were applied with respect to the said laminated structure 200 ', and the soldering method which concerns on embodiment of this invention was implemented. As a result, in Reference Example 12, a void ratio of “23.1%” was obtained. In view of the result of Reference Example 12, the void ratio can be further reduced by bringing the center of the solder as close as possible to the reference axis X (that is, the center of the joint surface of the upper member and the center of the joint surface of the lower member). I have confirmed that I can do it.

〔参考例１３，１４〕
参考例１３では、上記実施例１から、「（６）加熱工程における待機時間」を、「２５秒」に変更した。その結果、参考例１３では、ボイド率「１１．２％」が得られた。また、参考例１４では、上記実施例１から、「（６）加熱工程における待機時間」を、「４秒」に変更した。その結果、参考例１４では、ボイド率「１５．５％」が得られた。参考例１３，１４の結果を鑑み、加熱工程における待機時間を、８〜２０秒とすることで、ボイド率を１０％以下とすることができることの確証が得られた。上記待機時間を８秒よりも短くした場合、はんだにくびれ部が十分に形成されず、気泡の排出効果が低下することが考えられる。上記待機時間を２０秒よりも長くした場合、はんだが上下で分離してしまい、気泡の排出効果が低下することが考えられる。 [Reference Examples 13 and 14]
In Reference Example 13, “(6) Standby time in heating step” was changed to “25 seconds” from Example 1 above. As a result, in Reference Example 13, a void ratio of “11.2%” was obtained. In Reference Example 14, “(6) Standby time in heating step” was changed from “Example 1” to “4 seconds”. As a result, in Reference Example 14, a void ratio of “15.5%” was obtained. In view of the results of Reference Examples 13 and 14, it was confirmed that the void ratio could be 10% or less by setting the standby time in the heating step to 8 to 20 seconds. When the waiting time is shorter than 8 seconds, it is conceivable that the constricted portion of the solder is not sufficiently formed and the bubble discharging effect is lowered. When the waiting time is longer than 20 seconds, it is considered that the solder is separated at the top and bottom, and the bubble discharging effect is lowered.

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 [Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、２つの部材同士をはんだ接合する際のはんだ接合方法として好適に利用することができる。また、本発明は、２つの部材同士のはんだ接合を伴うＬＤモジュールの製造方法として、好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used as a soldering method for soldering two members together. Moreover, this invention can be utilized suitably as a manufacturing method of LD module with the solder joining of two members.

１００積層構造体（ＬＤモジュールの一部）
１１０サブマウント（第１の部材）
１１０Ａ接合面
１２０半導体素子（第２の部材）
１２０Ａ接合面
１３０はんだ
１３０Ａ接触面（第１の接触面）
１３０Ｂ接触面（第２の接触面）
１３２くびれ部
４００はんだ接合装置
４１０吸着ステージ
４２０上部加熱ヒーター（加熱手段）
４３０吸着コレット（配置手段）
４４０熱伝導セラミック
４５０下部加熱ヒーター（加熱手段） 100 Laminated structure (part of LD module)
110 Submount (first member)
110A Bonding surface 120 Semiconductor element (second member)
120A Joint surface 130 Solder 130A Contact surface (first contact surface)
130B Contact surface (second contact surface)
132 Constriction part 400 Solder joint apparatus 410 Adsorption stage 420 Upper heater (heating means)
430 Adsorption collet (placement means)
440 Heat conduction ceramic 450 Lower heater (heating means)

Claims

Between the bonding surface of the first member and the bonding surface of the second member, the area of the first contact surface that contacts the bonding surface of the first member is larger than the bonding surface of the first member. An arrangement step of disposing a solid solder that is small and has an area of a second contact surface that is in contact with the joint surface of the second member that is smaller than the joint surface of the second member;
By heating both the first member and the second member, the portion on the first contact surface side of the solder is wet spread on the joint surface of the first member, and the solder The portion on the second contact surface side of the second member is wet spread on the joint surface of the second member, and the first contact surface side portion and the second contact surface side portion of the solder In between, a heating step to form a constriction,
A pressing step of pressing the joint surface of the first member and the joint surface of the second member against each other in a state where the constricted portion is formed in the solder ,
In the heating step,
Of the first member and the second member, the temperature of the upper member in the gravitational direction is equal to or higher than the temperature of the lower member in the gravitational direction. A solder joining method characterized by heating both of the above .

In the arrangement step,
The joint surface of the first member and the second member are arranged such that the center of the joint surface of the first member, the center of the joint surface of the second member, and the center of the solid solder overlap each other. soldering method according to claim 1 of between the bonding surface of the member, characterized by arranging the solder of the solid state.

The solid solder is
The area of the contact surface in contact with the smaller one of the joint surfaces of the first member and the second member is 0.20 of the area of the joint surface with the smaller area. It is -0.40 time. The soldering method of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

The solid solder is
The length of each side of the contact surface that contacts the smaller one of the joint surface of the first member and the joint surface of the second member faces the side, and the area is small. It is 0.40 to 0.70 times of the length of the side of the other joining surface. The solder joining method according to any one of claims 1 to 3 characterized by things.

The solid solder is
The soldering method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the thickness is 95 to 150 µm.

In the heating step,
The soldering method according to any one of claims 1 to 5 , wherein a heating time of both the first member and the second member is 8 to 20 seconds.

In the heating step,
To 40 to 60 ° C. higher temperature than the melting point of the solder, solder joint according to the any one of the first member and the claims 1 to 6, characterized in that heating both the second member Method.

A joining step of joining the second member constituting the LD module to the first member constituting the LD module using the solder joining method according to any one of claims 1 to 7. An LD module manufacturing method characterized by the above.

Between the bonding surface of the first member and the bonding surface of the second member, the area of the first contact surface that contacts the bonding surface of the first member is larger than the bonding surface of the first member. Arrangement means for disposing a solid solder that is small and has an area of a second contact surface that is in contact with the joint surface of the second member smaller than the joint surface of the second member;
By heating both the first member and the second member, the portion on the first contact surface side of the solder is wet spread on the joint surface of the first member, and the solder The portion on the second contact surface side of the second member is wet spread on the joint surface of the second member, and the first contact surface side portion and the second contact surface side portion of the solder A heating means for forming a constricted portion therebetween,
Pressing means for pressing the joint surface of the first member and the joint surface of the second member to each other in a state where the constricted portion is formed in the solder ;
The heating means includes
Of the first member and the second member, the temperature of the upper member in the gravitational direction is equal to or higher than the temperature of the lower member in the gravitational direction. A solder joining apparatus characterized by heating both of them .