WO2007077688A1 - 半田付け方法及び半導体モジュールの製造方法 - Google Patents

半田付け方法及び半導体モジュールの製造方法 Download PDF

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Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki
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Definitions

  • the present invention relates to a soldering method for soldering a plurality of semiconductor elements to a circuit board and a method for manufacturing a semiconductor module.
  • Patent Document 3 discloses a method using three-layer solder.
  • the three-layer solder includes a first solder layer having a high melting point material force and a second solder layer disposed on both surfaces of the first solder layer, and the second solder layer is the first solder layer. It also has a lower melting point material strength.
  • Three-layer solder is disposed between the semiconductor element and the support on which it is placed, and pressure is applied to the three-layer solder by a weight. Then, only the second solder layer is melted by heating and heat treatment, whereby the semiconductor element and the support are joined.
  • Patent Document 4 proposes a method of stably soldering component A and component B in an accurate positional relationship.
  • the component A is positioned and held on the transfer jig by the component holding member fixed on the transfer jig base, and the upper jig positioning member fixed on the transfer jig base is used.
  • the step of positioning and holding the jig, the step of holding the part B on the weight that is positioned and held so as to be movable up and down on the upper jig, and the part A and the part B are opposed to each other via solder. Arranged state And soldering by heating.
  • a cooling circuit board in which a ceramic substrate and a metal heat sink are integrated is used as the circuit board.
  • the thickness of the solder is reduced at the junction between the plurality of semiconductor elements and the circuit board. If there is a variation, this variation becomes a variation in thermal resistance.
  • Solder exhibits a stress relaxation effect that absorbs the difference in coefficient of linear expansion between the semiconductor element joined via the solder and the wiring layer on the circuit board. However, if there are variations in thermal resistance at multiple joints, the stress relaxation effect of the solder varies at the multiple joints. This can vary the fatigue life of multiple joints.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-260859
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-332052
  • Patent Document 3 JP-A-6-163612
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-121259
  • An object of the present invention is to provide a soldering method and a semiconductor module capable of suppressing variations in solder thickness at a plurality of joints when soldering a plurality of semiconductor elements on a circuit board. It is to provide a method.
  • a soldering method in which a semiconductor element is soldered to each of joint portions provided at a plurality of locations on a circuit board.
  • the soldering method includes providing at least three locations on the circuit board so that the joints are not in a straight line, and placing the semiconductor element on the joints via solder. Placing a weight on at least three semiconductor elements that are not in a straight line and straddling the semiconductor elements, and melting the solder while pressing the semiconductor elements with the weight. Soldering a semiconductor element to the joint.
  • a method for manufacturing a semiconductor module comprising a circuit board and semiconductor elements each soldered to joints provided at a plurality of locations on the circuit board.
  • the manufacturing method includes providing the joints in an arrangement that is not in a straight line at at least three locations on the circuit board, and placing the semiconductor element on the joints via a solder. Placing a weight on at least three semiconductor elements that are not in a straight line across the semiconductor elements, and melting the solder while pressing the semiconductor elements with the weight, thereby Soldering a semiconductor element to the joint.
  • FIG. 1 is a plan view of a semiconductor module including one ceramic substrate in the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of a semiconductor module including a plurality of ceramic substrates.
  • FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of a soldering apparatus according to the first embodiment for performing soldering on the semiconductor module of FIG.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a soldering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a soldering apparatus according to another embodiment.
  • FIG. 8A is a schematic plan view showing the arrangement of semiconductor elements and the shape of a weight according to another embodiment
  • FIG. 8B is a plan view of a support plate.
  • the semiconductor module 10 includes a circuit board 11 and at least three semiconductor elements 12 that are not in a straight line on the circuit board 11.
  • a semiconductor module 10 shown in FIGS. 1 and 2 includes four semiconductor elements 12.
  • the circuit board 11 includes a ceramic substrate 14 as a ceramic insulator having a metal circuit 13 on the surface, and a metal heat sink 15 fixed to the ceramic substrate 14 via a metal plate 16. That is, the circuit board 11 is a cooling circuit board, that is, a board with a heat sink.
  • the heat sink 15 is formed of an aluminum-based metal, copper, or the like, and includes a refrigerant channel 15a through which a cooling medium flows.
  • Aluminum-um metal means aluminum or aluminum alloy.
  • the metal plate 16 functions as a bonding layer for bonding the ceramic substrate 14 and the heat sink 15 and is made of, for example, aluminum or copper!
  • the metal circuit 13 is made of, for example, aluminum or copper.
  • the ceramic substrate 14 is made of, for example, aluminum nitride, alumina, silicon nitride, or the like.
  • the semiconductor element 12 is joined (soldered) to the metal circuit 13.
  • the metal circuit 13 constitutes a joint for joining the semiconductor element 12 onto the circuit board 11.
  • the symbol “H” in FIG. 2 indicates a solder layer.
  • the semiconductor element 12 for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a diode is used.
  • the semiconductor module 10 is not limited to the one including the circuit board 11 having a configuration in which one ceramic substrate 14 is integrated with the heat sink 15.
  • the semiconductor module 100 includes a circuit board 11 in which a plurality of (six in this embodiment) ceramic substrates 14 each having a metal circuit 13 on the surface are fixed to a heat sink 15. Good.
  • this semiconductor module 100 four semiconductor elements 12 are soldered on each ceramic substrate 14, and the semiconductor module 100 includes 24 semiconductor elements 12 as a whole. Next, a method for manufacturing a semiconductor module will be described.
  • FIG. 5 schematically shows the configuration of the soldering apparatus HK.
  • the soldering apparatus HK is configured as an apparatus for soldering the semiconductor element 12 to the metal circuit 13 provided on the circuit board 11. Further, the soldering apparatus HK of this embodiment is configured as a soldering apparatus for the semiconductor module 100 shown in FIG. 3, that is, the semiconductor module 100 including a plurality (six) ceramic substrates 14 on the heat sink 15. Has been.
  • the soldering apparatus HK includes a container (chamber) 17 that can be sealed, and the container 17 has a box-shaped main body 18 having an opening 18a, and a lid that opens and closes the opening 18a of the main body 18. 19 and including.
  • the main body 18 is provided with a support 20 for positioning and supporting the semiconductor module 100.
  • a packing 21 that can be in close contact with the lid 19 is disposed at the opening edge of the main body 18.
  • the lid body 19 is formed in a size that can close the opening 18 a of the main body 18.
  • a sealed space S is formed in the container 17 by attaching the lid 19 to the main body 18.
  • the lid body 19 has a portion 22 facing the sealed space S, and the portion 22 is formed of an electrically insulating material that passes magnetic lines of force (magnetic flux).
  • glass is used as an electrical insulating material, and the portion 22 of the lid 19 is made of a glass plate 22.
  • the main body 18 is connected to a reducing gas supply unit 23 for supplying a reducing gas (hydrogen in this embodiment) into the container 17.
  • the reducing gas supply unit 23 includes a pipe 23a, an open / close valve 23b provided in the pipe 23a, and a hydrogen tank 23c.
  • an inert gas supply unit 24 for supplying an inert gas (nitrogen in this embodiment) into the container 17 is connected to the main body 18.
  • the inert gas supply unit 24 includes a pipe 24a, an open / close valve 24b provided in the pipe 24a, and a nitrogen tank 24c.
  • the main body 18 is connected to a gas discharge section 25 for discharging the gas filled in the container 17 to the outside.
  • the gas discharge unit 25 includes a pipe 25a, an open / close valve 25b provided in the pipe 25a, and a vacuum pump 25c.
  • the soldering device HK is equipped with a reducing gas supply unit 23, an inert gas supply unit 24, and a gas discharge unit 25, so that the pressure in the sealed space S can be adjusted. Pressurized or depressurized by.
  • a supply unit (heat medium supply unit) 26 that supplies a heat medium (cooling gas) into the container 17 after soldering is connected to the main body 18.
  • the heat medium supply unit 26 includes a pipe 26a, an open / close valve 26b provided in the pipe 26a, and a gas tank 26c.
  • the heat medium supply unit 26 supplies a cooling gas to the heat sink 15 of the semiconductor module 100 accommodated in the container 17.
  • the heat medium supplied from the heat medium supply unit 26 may be a coolant.
  • the main body 18 is provided with a temperature sensor (for example, a thermocouple) 27 for measuring the temperature inside the container 17.
  • a plurality of high-frequency heating coils 28 are installed above the soldering apparatus HK, specifically above the lid 19.
  • the soldering apparatus HK of this embodiment has six high-frequency heating coils 28. As shown in FIG. 3, these high-frequency heating coils 28 are respectively arranged above the ceramic substrate 14 so as to correspond to the six ceramic substrates 14 respectively.
  • each high-frequency heating coil 28 has a size that can cover one ceramic substrate 14 when viewed from above, and is larger than the contour of the upper surface of a weight 35 to be described later.
  • Each high-frequency heating coil 28 is formed to have a spiral shape (rectangular spiral shape) in one plane, and has a substantially square plate shape as a whole.
  • Each high-frequency heating coil 28 is disposed so as to face the lid 19, specifically, to face the glass plate 22.
  • Each high-frequency heating coil 28 is electrically connected to a high-frequency generator 29 provided in the soldering apparatus HK, and the output of the high-frequency generator 29 is based on the measurement result of the temperature sensor 27 installed in the container 17.
  • Each high-frequency heating coil 28 to be controlled has a cooling passage 30 for passing cooling water inside, and is connected to a cooling water tank 31 provided in the soldering apparatus HK!
  • FIG. 4 (a) shows a jig 32 used for soldering
  • FIG. 4 (b) shows a weight 35 as a pressure member.
  • the jig 32 is formed in a flat plate shape and has the same size as the ceramic substrate 14 in the circuit board 11.
  • the jig 32 is made of, for example, a material such as graphite or ceramics.
  • the solder sheet 33, the semiconductor element 12, and the weight 35 are attached to the ceramic substrate 14 during soldering. Used for positioning. Therefore, a plurality of positioning holes 34 are formed in the jig 32 so as to pass therethrough. These holes 34 are opposed to portions (bonding portions) on the ceramic substrate 14 to which the semiconductor element 12 is bonded.
  • Each hole 34 has a size corresponding to the size of the corresponding semiconductor element 12.
  • a plurality (four) of the semiconductor elements 12 are bonded onto the ceramic substrate 14, so that a plurality (four) of holes 34 are also formed in the jig 32.
  • the weight 35 is formed using a material that can generate heat by electromagnetic induction, that is, a material that generates heat due to its own electrical resistance when a current is generated by a change in magnetic flux passing through the weight 35.
  • the weight 35 is made of stainless steel.
  • the weight 35 is placed immediately above the four semiconductor elements 12 positioned by the jig 32 during soldering, and has a size in contact with the upper surface (non-bonding surface) of the four semiconductor elements 12. Yes. That is, the weight 35 is formed to have a size to be placed in a state of straddling at least three semiconductor elements 12 that are not in a straight line.
  • the weight 35 corresponds to the arrangement of the four semiconductor elements 12 on the side in contact with the four semiconductor elements 12 during soldering.
  • a pressure surface having a shape is provided.
  • the pressing surface of the weight 35 is divided into four pressing surfaces 35a, and these pressing surfaces 35a are formed in shapes that can be respectively inserted into the four holes 34 of the jig 32, and corresponding semiconductors. It can contact the element 12.
  • the weight 35 has a flange 35b as a hooking portion at a portion opposite to the pressing surface 35a.
  • the soldering apparatus HK is configured to be able to arrange all the weights 35 at a position where the semiconductor elements 12 can be pressed together, and to arrange all the weights 35 together. In general, it is configured to be able to move away from the semiconductor element 12.
  • a support plate 36 that can support a weight 35 is horizontally attached to the lid 19.
  • the support plate 36 is made of an insulating material (for example, ceramics) that allows passage of lines of magnetic force, and has as many holes 36a as the number of the weights 35 that allow passage of portions of the weight 35 below the flange 35b.
  • the hole 36 a is formed at a position facing the joint (metal circuit 13) of the circuit board 11 positioned on the support base 20 in a state where the lid 19 is attached to the main body 18.
  • Each weight 35 is supported by being inserted into the corresponding hole 36a. Equipped on plate 36. Then, as shown in FIG. 5, in the state where the lid 19 is disposed at the closed position, the pressure surface 35a of the weight 35 abuts against the non-joint surface of the semiconductor element 12, and the flange 35b is connected to the support plate 36. The upper surface force is also lifted, and the weight 35 pressurizes the semiconductor element 12 with its own weight.
  • soldering process is a process of the semiconductor module 100 manufacturing method.
  • a plurality of (six) ceramic substrates 14 having metal circuits 13 joined to one heat sink 15 (hereinafter referred to as “soldering target”). (Referred to as “object”) in advance. That is, the soldering object corresponds to the semiconductor module 100 shown in FIG. 3 excluding the semiconductor element 12.
  • the lid 19 is removed from the main body 18 to open the opening 18a. Then, as shown in FIG. 5, an object to be soldered is placed on the support base 20 of the main body 18 and positioned with respect to the support base 20. Next, a jig 32 is placed on each ceramic substrate 14 to be soldered, and the solder sheet 33 and the semiconductor element 12 are placed in each hole 34 of the jig 32. The solder sheet 33 is disposed between the metal circuit 13 and the semiconductor element 12.
  • the lid 19 is attached to the main body 18, the opening 18 a is closed, and the sealed space S is formed in the container 17.
  • the portion on the pressure surface 35 a side of the weight 35 is fitted into the hole 34 of the jig 32 as shown in FIG.
  • the pressing surface 35a comes into contact with the non-bonding surface, that is, the upper surface of the corresponding semiconductor element 12, and the flange 35b is also separated from the upper surface force of the support plate 36.
  • Each weight 35 is arranged so as to pressurize the semiconductor elements 12 by the weight of the weight 35 in a state of straddling the four semiconductor elements 12. In this state, the solder sheet 33, the semiconductor element 12, and the weight 35 are arranged on each ceramic substrate 14 in this order from the metal circuit 13 side.
  • the plurality of high-frequency heating coils 28 are respectively disposed above the corresponding weights 35. Between each high-frequency heating coil 28 and the weight 35 corresponding thereto, a glass plate 22 assembled to the lid 19 is disposed. In this embodiment, when the high frequency heating coil 28 is viewed from above, the region force formed by the contour of the upper surface of the weight 35 is also applied to the high frequency.
  • the high frequency heating coil 28 is constructed and arranged so that the thermal coil 28 protrudes. Since the high-frequency heating coil 28 formed in a spiral shape as in this embodiment generates a large amount of magnetic flux near the center, the weight 35 is preferably disposed near the center of the high-frequency heating coil 28.
  • the inside of the container 17 is evacuated by operating the gas discharge unit 25. Further, the inert gas supply unit 24 is operated to supply nitrogen into the container 17, and the sealed space S is filled with the inert gas. After this evacuation and nitrogen supply are repeated several times, the reducing gas supply unit 23 is operated to supply hydrogen into the container 17, and the sealed space S is made a reducing gas atmosphere.
  • the high frequency generator 29 is operated, and a high frequency current is passed through each high frequency heating coil 28.
  • the high frequency heating coil 28 generates a high frequency magnetic flux passing through the corresponding weight 35, and an eddy current is generated in the weight 35 due to the passage of the magnetic flux.
  • the weight 35 placed in the magnetic flux of the high-frequency heating coil 28 generates heat due to electromagnetic induction, and the heat is transmitted from the pressure surface 35 a of the weight 35 to the semiconductor element 12.
  • the heat generated in the weight 35 is intensively transmitted to the solder sheet 33 placed on each joint portion of the circuit board 11 through the pressure surface 35a of the weight 35 and the semiconductor element 12 and the solder sheet 33 33 is heated.
  • the solder sheet 33 melts at a temperature higher than its melting temperature.
  • the semiconductor element 12 Since the semiconductor element 12 is pressed against the circuit board 11 by the weight 35, the semiconductor element 12 is not powered by the surface tension of the melted solder.
  • the high frequency generator 29 When the solder sheet 33 is completely melted, the high frequency generator 29 is stopped.
  • the magnitude of the high-frequency current flowing through each high-frequency heating coil 28 is controlled based on the detection result of the temperature sensor 27 installed in the container 17. Further, according to the progress of the soldering operation, the atmosphere in the space in the container 17 (sealed space S) is adjusted, that is, the pressure in the container 17 is increased and decreased.
  • the heating medium supply unit 26 is operated to supply the cooling gas into the container 17.
  • the cooling gas is blown toward the inlet or outlet of the refrigerant flow path 15a of the heat sink 15. Further, the cooling gas supplied into the container 17 flows around the refrigerant flow path 15a and the heat sink 15, and cools the soldering object.
  • the molten solder is solidified by being cooled below the melting temperature, and the metal circuit 13 and the semiconductor element 12 are joined.
  • the soldering operation is completed and the semiconductor module is Jules 100 is completed.
  • the lid 19 is removed from the main body 18, the jig 32 is removed, and the semiconductor module 100 is taken out from the container 17.
  • This embodiment has the following advantages.
  • soldering a plurality of semiconductor elements 12 to the junction (metal circuit 13) of the circuit board 11
  • the plurality of semiconductor elements 12 are disposed on the metal circuit 13 via solder
  • a weight 35 is disposed on the semiconductor element 12 in a state of straddling at least three semiconductor elements 12 on a straight line. Then, the solder is heated and melted in a state where each semiconductor element 12 is pressed toward the circuit board 11 by the weight 35. Therefore, when the solder is in a molten state, the weight 35 is different from the case where the weights 35 are individually placed on the respective semiconductor elements 12. Apply pressure.
  • the molten solder existing between the semiconductor element 12 and the metal circuit 13 is cooled below its melting temperature, it solidifies in a state in which the thickness unevenness of the solder at each joint is suppressed. . Also, the molten solder spreads over the entire surface of the semiconductor element 12 facing the metal circuit 13.
  • the weight 35 includes a pressing surface 35a having a shape corresponding to the outer shape of each of the plurality of semiconductor elements 12, and pressurizes the plurality of semiconductor elements 12 with the entire pressing surface 35a. Accordingly, the applied pressure acting on each of the plurality of semiconductor elements 12 is made uniform, and variations in the thickness of the solder at the plurality of joints can be further suppressed.
  • the semiconductor modules 10 and 100 include a circuit board 11 as a cooling circuit board.
  • the circuit board 11 is configured by fixing one or a plurality of ceramic substrates 14 having a metal circuit 13 on the surface to a metal heat sink 15 provided with a refrigerant flow path 15a. Then, the solder is spread over the entire surface of each semiconductor element 12 facing the metal circuit 13, and further solidifies in a state where the thickness unevenness is suppressed. Therefore, in the semiconductor modules 10 and 100, the solder exhibits a good stress relaxation function that absorbs the difference in linear expansion coefficient between the semiconductor element 12 and the metal circuit 13, thereby reducing the fatigue life of the joint. Variation is suppressed.
  • the weight 35 is provided with a flange 35b, that is, a latching portion on the side opposite to the pressing surface 35a.
  • the weight 35 is inserted into the hole 36a of the support plate 36 attached to the lid 19, and is supported by the support plate 36 in a state where the lower surface of the flange 35b is engaged with the upper surface of the support plate 36.
  • the hole 36 a is formed at a position that can face the metal circuit 13 on the circuit board 11 positioned with respect to the support base 20 in a state where the lid 19 is attached to the main body 18. Therefore, when the lid 19 is attached to the main body 18, the weight 35 is automatically disposed at a position facing the semiconductor element 12. When the lid 19 is removed from the main body 18, the weight 35 is automatically moved away from the semiconductor element 12.
  • the solder sheet 33 and the semiconductor element 12 are positioned at predetermined positions on the ceramic substrate 14 via the jig 32. Therefore, when the configuration in which the weight 35 is attached to the support plate 36 in the above-described manner is adopted, the weight 35 can be disposed at a position that contacts each semiconductor element 12 with high accuracy and efficiency.
  • a high-frequency heating coil 28 is disposed above the weight 35 disposed immediately above the semiconductor element 12. For this reason, the high-frequency heating coil 28 can transmit heat in a planar manner to the plurality of joints in the circuit board 11 and can uniformly heat the plurality of joints in the circuit board 11. As a result, for the solder sheets 33 arranged at the plurality of joints, the melting start time can be made substantially equal, and the melting end time can be made almost equal, which makes it possible to improve the efficiency of the soldering work. Can be achieved. (9) The high frequency heating coil 28 is disposed outside the container 17. Therefore, the configuration in which the support plate 36 that supports the weight 35 is supported by the lid body 19 is simplified.
  • the atmosphere adjustment mainly includes the discharge (evacuation) of the internal force of the container 17, the supply and discharge of inert gas (such as nitrogen gas), and the supply and discharge of reducing gas (such as hydrogen).
  • inert gas such as nitrogen gas
  • reducing gas such as hydrogen
  • the time required for the discharge can be shortened or the energy required for the discharge (for example, the vacuum pump 25c is required to operate). Energy consumption) can be reduced.
  • the supply or discharge of inert gas or reducing gas the time required for supply or discharge is shortened, the amount of energy consumed for supply or discharge is reduced, or the amount of gas supplied is reduced. Consumption can be reduced.
  • the weight 35 has a passage 37, and the passage 37 opens on the lower surface (pressure surface 35 a) of the weight 35.
  • the passage 37 can apply a negative pressure to the pressurizing surface 35a through an opening that adsorbs the semiconductor element 12 and the like to the pressurizing surface 35a.
  • the passage 37 can be connected to a negative pressure source 38 provided outside the container 17.
  • a connecting portion 39 is provided.
  • the passage 37 includes portions that extend vertically toward the plurality of pressure surfaces 35a of the weight 35, and the lower ends of these portions open to the corresponding pressure surfaces 35a.
  • the connecting portion 39 is connected to the negative pressure source 38 via a flexible pipe 40, and a valve 40a is provided in the middle of the pipe 40.
  • the pipe 40 is introduced into the container 17 through the lid 19.
  • the valve 40a is configured to be switchable between a state in which the connection part 39 and the negative pressure source 38 can communicate with each other and a state in which the connection part 39 and the atmosphere can communicate with each other. That is, the switching operation of the valve 40a switches between a state where negative pressure acts on the passage 37 and a state where the working negative pressure is released.
  • the solder sheet 33 and the semiconductor element 12 are mounted on each ceramic substrate 14 by using the weight 35 as an adsorption portion.
  • the jig 32 is placed at a position corresponding to the hole 34 of the jig 32.
  • a necessary number of solder sheets 33 are arranged outside the main body 18 so as to correspond to the arrangement of the solder sheets 33 on the circuit board 11.
  • the lid body 19 is arranged so that the pressing surface 35 a of each weight 35 corresponds to the solder sheet 33.
  • the negative pressure of the negative pressure source 38 is applied to the passage 37 of each weight 35.
  • the lid body 19 is moved in a state where the solder sheet 33 is attracted to the pressing surface 35a of each weight 35, and the lid body 19 is disposed at a position where the opening 18a of the main body 18 is closed.
  • the pressing surface 35a of each weight 35 is inserted into the hole 34 of the jig 32 in a state where the solder sheet 33 is adsorbed, and the solder sheet 33 is disposed at a position corresponding to the joint portion.
  • the action of the negative pressure on the passage 37 is released, the adsorption action by the weight 35 is released, and then the lid 19 is removed from the main body 18. As a result, the solder sheet 33 is placed on the joint.
  • a necessary number of semiconductor elements 12 are arranged so as to correspond to the arrangement of the semiconductor elements 12 on the circuit board 11, and each weight 35 is added to the semiconductor elements 12.
  • the lid 19 is arranged so that the pressure surface 35a corresponds.
  • the negative pressure of the negative pressure source 38 is applied to the passage 37 of each weight 35.
  • the semiconductor element 12 is adsorbed on the pressure surface 35 a of each weight 35.
  • the lid 19 is attached to the main body 18. In this state, as shown in FIG. 6, the pressure surface 35 a of the weight 35 is fitted into the hole 34 of the jig 32, and each semiconductor element 12 is placed on the solder sheet 33.
  • the portion of the piping 40 existing inside the container 17 is supported by a support portion (not shown).
  • the Further, the weight of each weight 35 is set in consideration of the load that can be held by the pipe 40.
  • This embodiment has the following advantages in addition to the same advantages as the effects (1) to (12) in the first embodiment.
  • the weight 35 includes a passage 37 having an opening that allows a negative pressure for adsorbing the semiconductor element 12 and the like to act on the pressing surface 35a. Further, a connecting portion 39 that allows the passage 37 to be connected to the negative pressure source 38 is provided on a surface other than the lower surface of the weight 35. Accordingly, the weight 35 is used as an adsorption portion by being connected to the negative pressure source 38 via the connection portion 39. Therefore, the plurality of semiconductor elements 12 and the solder sheet 33 can be attracted to the lower surface (pressure surface 35a) of the weight 35 and can be collectively disposed on the joint portion (metal circuit 13).
  • a negative pressure source 38 is provided outside the container 17, and a pipe 40 is introduced into the container 17 through the lid 19. Therefore, the pipe 40 is unlikely to hinder the work when removing the lid 19 from the main body 18 or attaching it to the closed position.
  • the embodiment is not limited to the above-described embodiment.
  • the embodiment may be specifically described as follows.
  • the arrangement, size, height, and the like of the semiconductor element 12 are not limited to the both embodiments.
  • a plurality of semiconductor elements 12 having different sizes and heights may be joined on a ceramic substrate 14.
  • the weight 35 is formed to have a size straddling a semiconductor element (not shown) other than the three semiconductor elements 12 shown in FIG. In this case, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
  • weights 35 it is not necessary for all the weights 35 to have the same size and the same shape.
  • a plurality of semiconductor elements 12 are divided into a plurality of groups each including a different number of semiconductor elements 12.
  • the group including three semiconductor elements 12 and the group including four semiconductor elements 12 are arranged separately, and a weight 35 (shown by a two-dot chain line) is provided for each group of semiconductors.
  • FIG. 8B two types of holes 36a are formed in the support plate 36 corresponding to the shape of the weight 35.
  • the weight 35 is not limited to an integral part formed by protruding IJ, but may be a single weight 35 formed by joining a plurality of divided bodies.
  • the support plate 36 that supports the weight 35 is not limited to the configuration that is attached to the lid 19, and may be configured to be movable independently of the lid 19. In that case, a support member for supporting the support plate 36 is provided on the main body 18. The support member preferably holds the support plate 36 so that the lower surface of the flange 35b of the weight 35 is separated from the upper surface of the support plate 36 when the weight 35 is placed on the semiconductor element 12.
  • the passage 37 formed in the weight 35 is connected to the negative pressure source 38 via the pipe 40, whereby the weight 35 is attached to the suction portion.
  • the pipe 40 is removed.
  • All the weights 35 may not be arranged at a predetermined position at the same time, but may be arranged one by one or an appropriate number at a predetermined position, that is, at a position straddling at least three semiconductor elements 12 without being on a straight line. . When placing the weights 35 one by one in place, do not provide the flange 35b (holding part).
  • the structure for hooking the weight 35 on the support plate 36 is not limited to the flange 35b, but on the upper side surface of the weight 35.
  • a plurality of convex portions may be provided as the latching portion.
  • the pressure surface 35a of the weight 35 is not necessarily limited to a size capable of contacting the entire non-joint surface of the corresponding semiconductor element 12, and may be larger or smaller.
  • the jig 32 is not limited to a configuration having a positioning function for the solder sheet 33, the semiconductor element 12 and the weight 35, and may have a configuration having only a positioning function for the solder sheet 33 and the semiconductor element 12. Even in this case, the weight 35 is arranged in a state of straddling at least three semiconductor elements 12 that are not on a straight line. Compared with the case where pressure is applied toward 1, unevenness in the thickness of solder at a plurality of joints can be suppressed.
  • the weight 35 is not limited to stainless steel but may be any material that can be induction-heated. It is possible to form it by using two kinds of conductive materials with different thermal conductivity.
  • the heating method for heating the solder to the melting temperature or higher may be a method other than induction heating.
  • an electric heater may be provided in the container 17 to heat the solder!
  • the circuit board 11 may have a structure in which the ceramic substrate 14 is integrated with the heat sink 15 that does not have the refrigerant flow path 15a. Further, the circuit board 11 may not have the heat sink 15.
  • the lid 19 may be connected to the main body 18 so as to be detachable from the main body 18, for example, openable and closable.
  • the lid 19 may be formed of, for example, a ceramic resin instead of glass, where at least a portion facing the high-frequency heating coil 28 is preferably formed of an electrically insulating material. Further, the entire lid 19 may be formed of the same electrical insulating material.
  • the lid 19 is made of, for example, a composite material (GFRP (glass fiber reinforced Plastic)).
  • the lid 19 may be made of metal.
  • the metal is preferably a non-magnetic metal.
  • the lid body 19 may be formed of a composite material of a metal and an insulating material.
  • a ferromagnetic electromagnetic steel plate or the like is preferably used immediately above the weight 35.
  • the high-frequency heating coil 28 may be disposed above the plurality of weights 35 and straddling the plurality of weights 35. In this case, the number of high-frequency current supply paths and cooling water supply paths to the high-frequency heating coil 28 can be reduced, and the structure of the soldering device HK can be further simplified. wear.
  • the container 17 may be movable along with the production line, and the high-frequency heating coil 28 may be disposed along the movement path of the weight 35 that moves together with the container 17.
  • the high-frequency heating coil 28 may be formed in a shape along the moving path, or a plurality of high-frequency heating coils 28 may be arranged along the moving path. With this configuration, the container 17 can be heated while being moved.
  • the high frequency heating coil 28 may be disposed so as to face the side surface of the weight 35.
  • the high-frequency heating coil 28 may be disposed in the container 17 (sealed space S).

Abstract

　回路基板上の複数箇所に設けられた接合部にそれぞれ半導体素子を半田付けする半田付け方法が開示される。半田付け方法は、回路基板上の少なくとも３箇所に、接合部を一直線上に無い配置で設けることと、半導体素子を、前記接合部上に半田を介して載置することと、一直線上に無い少なくとも３個の半導体素子上に、それら半導体素子に跨った状態で錘を載置することと、錘によって半導体素子を加圧しながら半田を溶融させ、それによって接合部に半導体素子を半田付けすることとを備える。その結果、回路基板上に複数の半導体素子を半田付けする際に、複数の接合部における半田の厚さのばらつきを抑制することができる。

Description

明 細 書
半田付け方法及び半導体モジュールの製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、回路基板に複数の半導体素子を半田付けする半田付け方法及び半導 体モジュールの製造方法に関する。
背景技術
[0002] 回路基板上に半導体素子や電子部品を実装する場合、回路基板と半導体素子等 とを半田を介して接合する方法が一般的である。回路基板上に半導体素子等を半田 付けする場合、半導体素子等と回路基板との間に介在する半田の溶融時に、溶融し た半田の表面張力で半導体素子等の位置がずれたり、半導体素子等の接合面全体 に半田が拡がらずに接合されたりする場合がある。このような不具合を抑制する方法 として、例えば、特許文献 1, 2, 3, 4に開示されたような方法が提案されている。特 許文献 1, 2には、半導体素子の半田バンプをリフローして基板上に半導体素子を半 田付けする際、半導体素子上に載置された錘によって半導体素子を加圧する方法 が提案されている。
[0003] また、特許文献 3には、三層半田を用いた方法が開示されている。三層半田は、高 融点材料力 なる第 1の半田層と、その第 1の半田層の両面に配設される第 2の半田 層とを備え、第 2の半田層は第 1の半田層よりも低融点の材料力もなる。三層半田は 半導体素子とこれを載置する支持体との間に配設され、三層半田には錘によって圧 力が付加される。そして、前記第 2の半田層のみが、加熱及び熱処理によって溶融さ せられることにより、半導体素子と支持体との接合が行われる。
[0004] また、特許文献 4には、部品 Aと部品 Bとを正確な位置関係で、安定して半田付け する方法が提案されている。この半田付け方法は、搬送治具ベース上に固定された 部品保持部材によって部品 Aを搬送治具上に位置決め及び保持する工程と、搬送 治具ベース上に固定された上治具位置決め部材によって上治具を位置決め及び保 持する工程と、前記上治具上に上下移動可能に位置決め及び保持された錘に部品 Bを保持させる工程と、前記部品 Aと前記部品 Bとを半田を介して対向配置した状態 で加熱により半田付けする工程とを含む。
[0005] 特許文献 1, 2, 3, 4に開示されている方法では、半田付け時に半導体素子すなわ ち半田付けされる部品上に錘が載置され、これによつて半田の拡がりが助けられる。 特許文献 1及び特許文献 2のように半田バンプを用いる方法では、 1個の半導体素 子が溶融状態の半田に複数箇所で接触するため、半導体素子の上に載置された錘 は安定した状態で半導体素子を基板へ向けて押圧 (加圧)することができる。
[0006] しかし、特許文献 3のように、半導体素子の接合面全体と対応する半田を溶融させ て半田付けを行う場合には、以下の不具合が生じる場合がある。つまり、半田の種類 によっては、溶融状態の半田の表面張力によって、半田の半導体素子と対向する面 が凸状となる。そのため、半導体素子の上に載置された錘が傾き、半導体素子と支 持体との間に存在する半田の厚さが均一ではなくなる。
[0007] また、回路基板としてセラミック基板と金属製のヒートシンクとを一体ィ匕した冷却回路 基板を用いる場合があるこの場合、複数の半導体素子と回路基板との接合部におい て半田の厚さにばらつきがあると、このばらつきが熱抵抗のばらつきとなる。一方、半 田は、同半田を介して接合される半導体素子と回路基板上の配線層との間の線膨張 率の差を吸収する応力緩和効果を発揮する。しかし、複数の接合部において熱抵抗 のばらつきがあると、半田の応力緩和効果が複数の接合部においてばらつく。これは 複数の接合部における疲労寿命をばらつ力せる。
[0008] そのため、特許文献 4のように錘を傾かないようにするためのガイド (位置決め部材） を使用する必要がある。しかし、回路基板上に複数の半導体素子が半田付けされて 構成される半導体モジュールにおいて、複数の半導体素子毎に載置される錘に対し てそれぞれガイドを設けると、構成が複雑になるとともに、半田付けの工数が多くなる 特許文献 1：特開平 11― 260859号公報
特許文献 2：特開 2000— 332052号公報
特許文献 3：特開平 6 - 163612号公報
特許文献 4：特開 2001— 121259号公報
発明の開示 [0009] 本発明の目的は、回路基板上に複数の半導体素子を半田付けする際に、複数の 接合部における半田の厚さのばらつきを抑制することができる半田付け方法及び半 導体モジュールの製造方法を提供することにある。
[0010] 上記目的を達成するため、本発明の一態様では、回路基板上の複数箇所に設けら れた接合部にそれぞれ半導体素子を半田付けする半田付け方法が提供される。前 記半田付け方法は、前記回路基板上の少なくとも 3箇所に、前記接合部を一直線上 に無い配置で設けることと、前記半導体素子を、前記接合部上に半田を介して載置 することと、一直線上に無い少なくとも 3個の半導体素子上に、それら半導体素子に 跨った状態で錘を載置することと、前記錘によって前記半導体素子を加圧しながら前 記半田を溶融させ、それによつて前記接合部に半導体素子を半田付けすることとを 備える。
[0011] 本発明の別の態様では、回路基板と、その回路基板上の複数箇所に設けられた接 合部にそれぞれ半田付けされた半導体素子とを備える半導体モジュールの製造方 法が提供される。前記製造方法は、前記回路基板上の少なくとも 3箇所に、前記接 合部を一直線上に無い配置で設けることと、前記半導体素子を、前記接合部上に半 田を介して載置することと、一直線上に無い少なくとも 3個の半導体素子上に、それら 半導体素子に跨った状態で錘を載置することと、前記錘によって前記半導体素子を 加圧しながら前記半田を溶融させ、それによつて前記接合部に半導体素子を半田付 けすることとを備える。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]本発明における、 1枚のセラミック基板を備える半導体モジュールの平面図であ る。
[図 2]図 1の 2— 2線に沿った断面図。
[図 3]複数のセラミック基板を備えた半導体モジュールの平面図。
圆 4] (a)は半田付けに際して使用される冶具の平面図、 (b)は半田付けに際して使 用される錘の斜視図。
[図 5]図 3の半導体モジュールに半田付けを行うための第 1実施形態に係る半田付け 装置の概略縦断面図。 [図 6]本発明の第 2実施形態に係る半田付け装置の縦断面図。
[図 7]別の実施形態に係る半田付け装置の部分断面図。
[図 8] (a)は別の実施形態に係る半導体素子の配置及び錘の形状を示す模式平面 図、（b)は支持プレートの平面図。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明を具体ィ匕した第 1実施形態を図 1〜図 5にしたがって説明する。
半導体モジュール 10は、回路基板 11と、回路基板 11上において一直線上に無い 少なくとも 3個の半導体素子 12とを備えている。図 1及び図 2に示す半導体モジユー ル 10は、 4個の半導体素子 12を備えている。回路基板 11は、表面に金属回路 13を 有するセラミック絶縁体としてのセラミック基板 14と、前記セラミック基板 14に金属板 1 6を介して固定された金属製のヒートシンク 15とを含む。つまり、回路基板 11は、冷 却回路基板すなわちヒートシンク付き基板である。ヒートシンク 15は、アルミニウム系 金属や銅等で形成されており、冷却媒体が流れる冷媒流路 15aを備えている。アルミ -ゥム系金属とはアルミニウム又はアルミニウム合金を意味する。金属板 16は、セラミ ック基板 14とヒートシンク 15とを接合する接合層として機能し、例えば、アルミニウム や銅などで形成されて!、る。
[0014] 金属回路 13は、例えば、アルミニウムや銅等で形成されている。セラミック基板 14 は、例えば、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ケィ素等により形成されている。半導 体素子 12は、金属回路 13に接合 (半田付け)されている。即ち、金属回路 13は半導 体素子 12を回路基板 11上に接合するための接合部を構成する。図 2における符号 「H」は、半田層を示している。半導体素子 12としては、例えば、 IGBT (Insulated Gat e Bipolar Transistor )やダイオードが用いられている。
[0015] 半導体モジュール 10は、 1枚のセラミック基板 14をヒートシンク 15と一体ィ匕した構 成の回路基板 11を含むものに限らない。例えば、図 3に示すように、表面にそれぞれ 金属回路 13を有する複数 (この実施形態では 6枚)のセラミック基板 14がヒートシンク 15に固定されてなる回路基板 11を含む半導体モジュール 100であってもよい。この 半導体モジュール 100では、各セラミック基板 14上に 4個の半導体素子 12が半田付 けされており、半導体モジュール 100は全体で 24個の半導体素子 12を備えている。 [0016] 次に半導体モジュールの製造方法を説明する。
図 5は、半田付け装置 HKの構成を概略的に示している。半田付け装置 HKは、回 路基板 11に設けられた金属回路 13に半導体素子 12を半田付けするための装置と して構成されている。また、この実施形態の半田付け装置 HKは、図 3に示す半導体 モジュール 100、即ち、ヒートシンク 15上に複数 (6枚)のセラミック基板 14を備えた半 導体モジュール 100のための半田付け装置として構成されている。
[0017] 半田付け装置 HKは、密閉可能な容器 (チャンバ） 17を備え、当該容器 17は開口 部 18aを有する箱型の本体 18と、当該本体 18の開口部 18aを開放及び閉鎖する蓋 体 19とを含む。本体 18には、半導体モジュール 100を位置決めし且つ支持する支 持台 20が設置されている。また、本体 18の開口縁部には、蓋体 19と密着し得るパッ キン 21が配設されている。
[0018] 蓋体 19は、本体 18の開口部 18aを閉鎖可能な大きさで形成されている。本体 18 に蓋体 19を装着することにより容器 17内には密閉空間 Sが形成される。また、蓋体 1 9は密閉空間 Sと対向する部位 22を有し、当該部位 22は磁力線 (磁束)を通す電気 的絶縁材で形成されている。この実施形態では、電気的絶縁材としてガラスが用いら れており、蓋体 19の当該部位 22はガラス板 22よりなる。
[0019] また、本体 18には、容器 17内に還元性ガス (この実施形態では水素）を供給する ための還元ガス供給部 23が接続されている。還元ガス供給部 23は、配管 23aと、当 該配管 23aに設けられた開閉バルブ 23bと、水素タンク 23cとを備えている。また、本 体 18には、容器 17内に不活性ガス (この実施形態では窒素）を供給するための不活 性ガス供給部 24が接続されている。不活性ガス供給部 24は、配管 24aと、当該配管 24aに設けられた開閉バルブ 24bと、窒素タンク 24cとを備えている。また、本体 18に は、容器 17内に充満したガスを外部に排出するためのガス排出部 25が接続されて いる。ガス排出部 25は、配管 25aと、当該配管 25aに設けられた開閉バルブ 25bと、 真空ポンプ 25cとを備えている。半田付け装置 HKは、還元ガス供給部 23、不活性 ガス供給部 24及びガス排出部 25を備えることにより、密閉空間 S内の圧力を調整可 能に構成されており、密閉空間 Sは圧力調整によって加圧されたり、減圧されたりす る。 [0020] また、本体 18には、半田付け後に容器 17内に熱媒体 (冷却用ガス)を供給する供 給部 (熱媒供給部） 26が接続されている。熱媒供給部 26は、配管 26aと、当該配管 2 6aに設けられた開閉バルブ 26bと、ガスタンク 26cとを備えている。熱媒供給部 26は 、容器 17内に収容した半導体モジュール 100のヒートシンク 15に対し、冷却用ガスを 供給する。なお、熱媒供給部 26から供給される熱媒体は冷却液でも良い。また、本 体 18には、容器 17内の温度を計測するための温度センサ (例えば、熱電対など） 27 が設置されている。
[0021] 半田付け装置 HKの上部、具体的には蓋体 19の上方には、複数の高周波加熱コ ィル 28が設置されている。この実施形態の半田付け装置 HKは 6つの高周波加熱コ ィル 28を有している。図 3に示すように、これらの高周波加熱コイル 28は、 6枚のセラ ミック基板 14に各別に対応するように、セラミック基板 14の上方にそれぞれ配置され ている。この実施形態では、各高周波加熱コイル 28は、上方から見たときに、 1枚の セラミック基板 14を覆うことのできる大きさを有し、且つ後述する錘 35の上面の輪郭 よりも大きい。また、各高周波加熱コイル 28は、一平面内で渦巻き状 (角形渦巻き状） をなすように形成され、全体としてほぼ四角板状をなしている。また、各高周波加熱コ ィル 28は、蓋体 19に対向するように、具体的にはガラス板 22に対向するように配置 されている。また、各高周波加熱コイル 28は、半田付け装置 HKが備える高周波発 生装置 29に電気的に接続され、容器 17内に設置された温度センサ 27の計測結果 に基づき、高周波発生装置 29の出力が制御される各高周波加熱コイル 28は、内部 に冷却水を通すための冷却路 30を有するとともに、半田付け装置 HKに備えられた 冷却水タンク 31に接続されて!、る。
[0022] 図 4 (a)は、半田付けを行う際に使用する治具 32を示し、図 4 (b)は加圧体としての 錘 35を示している。治具 32は、平板状に形成され、回路基板 11におけるセラミック 基板 14と同一の大きさを有する。治具 32は、例えばグラフアイトやセラミックスなどの 材料で形成されており、図 5に示すように、半田付け時において半田シート 33と、半 導体素子 12と、錘 35とをセラミック基板 14に対して位置決めするために使用される。 このため、治具 32には、位置決め用の複数の孔 34が貫通するように形成される。そ れら孔 34は、半導体素子 12が接合されるセラミック基板 14上の部位 (接合部）に対 応して治具 32に形成されている。各孔 34は、対応する半導体素子 12のサイズに応 じた大きさを有する。そして、この実施形態においては、セラミック基板 14上に複数（ 4つ）の半導体素子 12が接合されるので、治具 32にも複数 (4つ）の孔 34が形成され ている。
[0023] 錘 35は、電磁誘導作用によって発熱し得る材料、すなわち自身を通る磁束の変化 により電流が発生したときに自身の電気抵抗に起因して発熱する材料を用いて形成 されている。この実施形態において、錘 35はステンレスで形成されている。錘 35は、 半田付け時において、治具 32で位置決めされた 4個の半導体素子 12の直上に載置 され、 4個の半導体素子 12の上面 (非接合面）に接する大きさを有している。即ち、錘 35は、一直線上に無い少なくとも 3個の半導体素子 12に跨った状態で載置される大 きさに形成されている。
[0024] 図 4 (a)及び図 4 (b)に示すように、錘 35は、半田付け時において 4つの半導体素 子 12と当接する側において、それら 4つの半導体素子 12の配置と対応する形状を 有する加圧面を備えている。本実施形態において、錘 35の加圧面は 4つの加圧面 3 5aに分割され、それら加圧面 35aは、治具 32の 4つの孔 34にそれぞれ嵌挿可能な 形状に形成されて、対応する半導体素子 12に当接可能である。また、錘 35は、加圧 面 35aと反対側の部位に、掛止部としてのフランジ 35bを有している。図 4 (a)は錘 35 の加圧面 35a側の外形を二点鎖線で示し、錘 35が治具 32の孔 34に嵌挿された際 の治具 32と錘 35との位置関係を示して 、る。
[0025] また、この実施形態においては、半田付け装置 HKは、全ての錘 35を一括して半 導体素子 12を加圧可能な位置へ配置可能に構成されるとともに、全ての錘 35を一 括して半導体素子 12から離間した位置へ退去可能に構成されている。具体的には、 図 5に示すように、蓋体 19には錘 35を支持可能な支持プレート 36が水平に取り付け られている。支持プレート 36は磁力線を通す絶縁材料 (例えば、セラミックス)で形成 されているとともに、フランジ 35bより下側の錘 35の部位の揷通を許容する孔 36aを 錘 35の個数分だけ備えている。孔 36aは、蓋体 19が本体 18に取り付けられた状態 において、支持台 20上に位置決めされた回路基板 11の接合部 (金属回路 13)と対 向する位置に形成されている。各錘 35は対応する孔 36aに嵌挿された状態で支持 プレート 36に装備されている。そして、図 5に示すように、蓋体 19が閉鎖位置に配置 された状態では、錘 35の加圧面 35aが半導体素子 12の非接合面に当接するととも に、フランジ 35bが支持プレート 36の上面力も浮き上がった状態となって、錘 35が半 導体素子 12を錘 35の自重で加圧するようになって 、る。
[0026] 次に、前記半田付け装置 HKを用いて半導体素子 12の半田付けを行う方法につ いて説明する。半田付け工程は、半導体モジュール 100の製造方法の一工程である 。なお、半田付け装置 HKを用いて半田付けを行うのに先立って、金属回路 13を有 する複数 (6枚)のセラミック基板 14を 1つのヒートシンク 15に接合した物（以下、「半 田付け対象物」という）を予め作製しておく。すなわち、半田付け対象物は、図 3に示 す半導体モジュール 100から半導体素子 12を除いたものに相当する。
[0027] 半田付けを行う際には、最初に、本体 18から蓋体 19を外し、開口部 18aを開放す る。そして、図 5に示すように本体 18の支持台 20上に半田付け対象物を置き、支持 台 20に対して位置決めする。次に、半田付け対象物の各セラミック基板 14上に治具 32を置き、治具 32の各孔 34内に半田シート 33と半導体素子 12とを配置する。半田 シート 33は、金属回路 13と半導体素子 12との間に配置される。
[0028] 次に蓋体 19を本体 18に取り付け、開口部 18aを閉鎖して、容器 17内に密閉空間 Sを形成する。蓋体 19を本体 18に取り付けると、図 5に示すように、錘 35の加圧面 3 5a側の部位が治具 32の孔 34に嵌挿される。そして、加圧面 35aが対応する半導体 素子 12の非接合面つまり上面に当接するとともに、フランジ 35bが支持プレート 36の 上面力も離間した状態になる。各錘 35は 4個の半導体素子 12に跨った状態で、錘 3 5の自重によってそれら半導体素子 12を加圧するように配置される。この状態におい て、各セラミック基板 14上には、金属回路 13側から順に半田シート 33、半導体素子 12、錘 35が重なった状態で配置される。
[0029] 密閉空間 S内に回路基板 11、半田シート 33、半導体素子 12及び錘 35を収容した 状態において、複数の高周波加熱コイル 28は、対応する錘 35の上方にそれぞれ配 置される。各高周波加熱コイル 28とそれに対応する錘 35との間には、蓋体 19に組 み付けられたガラス板 22が配置されている。この実施形態では、高周波加熱コイル 2 8を上方から見たときに、錘 35の上面の輪郭によって形成される領域力も高周波加 熱コイル 28がはみ出るように、高周波加熱コイル 28が構成及び配置されている。こ の実施形態のように渦巻き状に形成された高周波加熱コイル 28は、その中央寄り〖こ 磁束を多く発生させることから、当該高周波加熱コイル 28の中央寄りに錘 35を配置 することが好ましい。
[0030] 次に、ガス排出部 25を操作して容器 17内を真空引きする。さらに、不活性ガス供 給部 24を操作して容器 17内に窒素を供給し、密閉空間 S内を不活性ガスで充満さ せる。この真空引きと窒素の供給とを数回繰り返した後、還元ガス供給部 23を操作し て容器 17内に水素を供給し、密閉空間 S内を還元ガス雰囲気とする。
[0031] 次に、高周波発生装置 29を作動させ、各高周波加熱コイル 28に高周波電流を流 す。すると、高周波加熱コイル 28は、対応する錘 35を通る高周波の磁束を発生し、 錘 35には磁束の通過によって渦電流が発生する。その結果、高周波加熱コイル 28 の磁束内に置かれた錘 35は、電磁誘導作用によって発熱し、その熱が錘 35の加圧 面 35aから半導体素子 12に伝わる。そして、回路基板 11の各接合部上に載置され た半田シート 33には、錘 35に生じた熱が当該錘 35の加圧面 35a及び半導体素子 1 2を介して集中的に伝わり、半田シート 33が加熱される。この結果、半田シート 33は 、自身の溶融温度以上の温度になって、溶融する。
[0032] 半導体素子 12は、錘 35によって回路基板 11に向力つて加圧されているので、溶 融した半田の表面張力で動力されることはない。そして、半田シート 33が完全に溶融 したとき、高周波発生装置 29を停止させる。なお、各高周波加熱コイル 28に流れる 高周波電流の大きさは、容器 17内に設置した温度センサ 27の検出結果に基づき制 御される。また、半田付け作業の進行状況に応じて、容器 17内の空間 (密閉空間 S) の雰囲気調整が行われる、すなわち容器 17内の圧力が加圧及び減圧される。
[0033] そして、半田シート 33が完全に溶融した後、熱媒供給部 26を操作して容器 17内に 冷却用ガスを供給する。冷却用ガスは、ヒートシンク 15の冷媒流路 15aの入口又は 出口に向力つて吹き込まれる。さらに、容器 17内に供給された冷却用ガスは、冷媒 流路 15a及びヒートシンク 15の周囲を流れて、半田付け対象物を冷却する。この結 果、溶融した半田は、溶融温度未満に冷却されることによって凝固し、金属回路 13と 半導体素子 12とを接合する。この状態において、半田付け作業が終了し、半導体モ ジュール 100が完成する。そして、蓋体 19を本体 18から取り外し、治具 32を外した 後に容器 17内から半導体モジュール 100を取り出す。
[0034] この実施形態は、以下の利点を有する。
(1)複数の半導体素子 12を回路基板 11の接合部 (金属回路 13)に半田付けする 半田付け工程において、複数の半導体素子 12が金属回路 13上に半田を介して配 置されるとともに、一直線上に無 、少なくとも 3個の半導体素子 12に跨つた状態で半 導体素子 12上に錘 35が配置される。そして、錘 35により各半導体素子 12が回路基 板 11へ向けて加圧された状態で半田が加熱及び溶融される。従って、半田が溶融 状態になった場合、錘 35が個別に各半導体素子 12上に載置される場合と異なり、 錘 35は、水平状態又はほぼ水平状態で複数の半導体素子 12を接合面へ向けて加 圧する。そのため、半導体素子 12と金属回路 13との間に存在する溶融状態の半田 は、自身の溶融温度以下に冷却されれば、各接合部における半田の厚さむらが抑 制された状態で凝固する。また、溶融した半田は半導体素子 12の金属回路 13と対 向する面全体に行き渡るように拡がる。
[0035] (2)錘 35は、複数の半導体素子 12の外形にそれぞれ対応した形状を有する加圧 面 35aを備えるとともに、それら加圧面 35a全体で複数の半導体素子 12を加圧する 。従って、複数の半導体素子 12にそれぞれ作用する加圧力が均一化されて複数の 接合部における半田の厚さのばらつきをより抑制することができる。
[0036] (3)半導体モジュール 10, 100は、冷却回路基板としての回路基板 11を備えてい る。回路基板 11は、表面に金属回路 13を有する 1つ又は複数のセラミック基板 14が 冷媒流路 15aを備えた金属製のヒートシンク 15に固定されて構成されている。そして 、半田は、金属回路 13と対向する各半導体素子 12の面全体に行き渡らされ、さらに 厚さのむらが抑制された状態で凝固する。従って、半導体モジュール 10, 100にお いて、半田は半導体素子 12と金属回路 13との間における線膨張率の差を吸収する 応力緩和機能を良好に発揮し、それによつて接合部の疲労寿命のばらつきが抑制さ れる。
[0037] (4)複数のセラミック基板 14を有する回路基板 11において、各セラミック基板 14上 に、それぞれ一直線上に無 、状態で少なくとも 3個の半導体素子 12が配置されて ヽ る。これらの半導体素子 12に跨った状態で、セラミック基板 14毎に 1個の錘 35が配 置される。そして、複数の錘 35の全ては、半導体素子 12と当接して半導体素子 12を 加圧するための所定位置に一括して配置されるとともに、半導体素子 12と離間する 位置に一括して退去させられる。従って、錘 35が複数個存在しても、錘 35の所定位 置への配置及び所定位置から離間する位置への退去を効率良く行うことができる。
[0038] (5)錘 35は加圧面 35aと反対側にフランジ 35bすなわち掛止部を備えている。そし て、錘 35は、蓋体 19に取り付けられた支持プレート 36の孔 36aに嵌挿されて、フラン ジ 35bの下面が支持プレート 36の上面と係合する状態で支持プレート 36に支持され る。孔 36aは、蓋体 19が本体 18に取り付けられた状態において、支持台 20に対して 位置決めされた回路基板 11上の金属回路 13と対向可能な位置に形成されている。 従って、蓋体 19を本体 18に取り付けると、錘 35が自動的に半導体素子 12と対向す る位置に配置される。蓋体 19を本体 18から取り外すと、錘 35が自動的に半導体素 子 12と離間する位置へ退去させられる。
[0039] (6)半田シート 33及び半導体素子 12は、治具 32を介してセラミック基板 14上の所 定位置に位置決めされる。従って、錘 35が前記態様で支持プレート 36に取り付けら れる構成を採用した場合、錘 35は精度良く且つ効率良ぐ各半導体素子 12と当接 する位置に配置されることができる。
[0040] (7)半導体素子 12を加圧する錘 35を誘導加熱で発熱させるとともに、半導体素子 12と金属回路 13との間に配置された半田シート 33を、半導体素子 12を介して加熱 するため、半田シート 33に対して集中的に熱を伝えることができる。従って、回路基 板 11全体や容器 17全体を加熱する場合に比べて半田シート 33の効率的な加熱を 実現できる。
[0041] (8)半導体素子 12の直上に配置される錘 35の上方に高周波加熱コイル 28を配置 した。このため、高周波加熱コイル 28は、回路基板 11における複数の接合部に対し て平面的に熱を伝えることができ、回路基板 11における複数の接合部を均等に加熱 することができる。この結果、複数の接合部に配置された半田シート 33について、溶 融の開始時期をほぼ等しくすることができるとともに、溶融の終了時期をほぼ等しくす ることができ、半田付け作業の効率ィ匕を図ることができる。 [0042] (9)高周波加熱コイル 28を容器 17の外部に配置した。このため、錘 35を支持する 支持プレート 36を蓋体 19で支持する構成が簡単になる。
(10)複数のセラミック基板 14を備えた回路基板 11への半田付けを行う場合に、各 セラミック基板 14 (錘 35)に対して 1つの高周波加熱コイル 28を対応付けて配置し、 当該セラミック基板 14上に配置した錘 35を発熱させるようにした。このため、複数の セラミック基板 14上にそれぞれ配置される複数の錘 35を纏めて 1つの高周波加熱コ ィル 28で発熱させる場合に比して効率が良い。
[0043] (11)高周波加熱コイル 28を容器 17の内部ではなく容器 17の外部に配置すること により、容器 17の容積を極力小さくして容器 17の小型化を図ることができる。また、 雰囲気調整は、主に、容器 17内力もの空気の排出 (真空引き）、不活性ガス (窒素ガ スなど)の供給と排出、還元性ガス (水素など)の供給と排出を含む。このため、容器 1 7の容積を小さくすることにより、例えば、空気の排出に関しては、排出に掛かる時間 を短くしたり、排出に掛カるエネルギー（例えば、真空ポンプ 25cを動作させるのに必 要なエネルギー）の消費量を少なくしたりすることができる。また、不活性ガスや還元 性ガスの供給又は排出に関しては、供給又は排出に掛カる時間を短くしたり、供給 又は排出に掛カるエネルギーの消費量を少なくしたり、あるいは供給するガスの消費 量を少なくしたりすることができる。
[0044] ( 12)セラミック基板 14に接合されたヒートシンク 15に冷却用ガスが供給されること により、金属回路 13の接合部が冷却される。このため、ヒートシンク 15を通じて金属 回路 13の接合部を効率的に冷却することができ、冷却時間の短縮ィ匕を図ることがで きる。その結果、半田付け作業に係る時間の短縮ィ匕を図ることもできる。
[0045] 次に、本発明を具体化した第 2の実施形態を図 6を参照しながら説明する。なお、 第 2の実施形態は、錘 35の構成が異なりその他の構成は第 1の実施形態と基本的に 同様であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
[0046] この実施形態においては、錘 35は通路 37を有しており、通路 37は錘 35の下面（ 加圧面 35a)に開口している。前記通路 37は、半導体素子 12等を加圧面 35aに吸 着すベぐ開口を通じて加圧面 35aに負圧を作用させることが可能である。錘 35の下 面以外の面には、通路 37を容器 17の外部に設けられた負圧源 38と接続可能にす る接続部 39が設けられている。通路 37は、錘 35の複数の加圧面 35aに向かってそ れぞれ垂直に延びる部分を備えており、それらの部分の下端が対応する加圧面 35a に開口している。接続部 39はフレキシブルな配管 40を介して負圧源 38に接続され ており、配管 40の途中にバルブ 40aが設けられている。配管 40は、蓋体 19を経て容 器 17の内部に導入されている。バルブ 40aは、接続部 39と負圧源 38とが連通可能 な状態と、接続部 39と大気とが連通可能な状態とを切り換え可能に構成されている。 即ち、バルブ 40aの切り換え操作により、通路 37に対して負圧が作用する状態と、作 用している負圧が解除される状態とに切り換えられる。
[0047] この実施形態の半田付け装置 HKを使用して半田付け作業を行う場合、半田シー ト 33及び半導体素子 12は、錘 35を吸着部として使用することによって、各セラミック 基板 14上に載置された治具 32の孔 34と対応する位置に配置される。例えば、半田 シート 33を孔 34と対応する位置に配置する場合は、本体 18の外部において、必要 な数の半田シート 33を回路基板 11上における半田シート 33の配置に対応するよう に配置する。そして、各錘 35の加圧面 35aがそれらの半田シート 33に対応するよう に蓋体 19を配置する。その状態で各錘 35の通路 37に負圧源 38の負圧を作用させ る。そして、各錘 35の加圧面 35aに半田シート 33を吸着させた状態で蓋体 19を移動 させて、蓋体 19を本体 18の開口部 18aを閉鎖する位置に配置する。このとき、各錘 3 5の加圧面 35aが半田シート 33を吸着した状態で治具 32の孔 34に嵌挿されて、半 田シート 33が接合部と対応する位置に配置される。次に通路 37に対する負圧の作 用を解除して、錘 35による吸着作用を解除した後、蓋体 19を本体 18から取り外す。 これにより、半田シート 33が接合部上に載置される。
[0048] 次に本体 18の外部において、必要な数の半導体素子 12を回路基板 11上におけ る半導体素子 12の配置に対応するように配置し、それらの半導体素子 12に各錘 35 の加圧面 35aが対応するように蓋体 19を配置する。その状態で各錘 35の通路 37に 負圧源 38の負圧を作用させる。そして、各錘 35の加圧面 35aに半導体素子 12を吸 着させる。次に蓋体 19を本体 18に取り付ける。この状態では、図 6に示すように、錘 3 5の加圧面 35aが治具 32の孔 34に嵌挿されて、各半導体素子 12が半田シート 33上 に載置された状態になる。次に通路 37に対する負圧の作用が解除されて、錘 35に よる吸着作用が解除される。その結果、各半導体素子 12及び各錘 35の所定位置へ の配置が完了する。その後、第 1の実施形態と同様にして半田付け作業が行われる
[0049] なお、配管 40の荷重が錘 35による加圧作用に悪影響を及ぼさないようにするため に、容器 17の内部に存在する配管 40の部位は、図示されていない支持部により支 持される。また、各錘 35の重さは配管 40によってカ卩えられる荷重を考慮して設定され る。
[0050] この実施形態においては、前記第 1の実施形態における効果（1)〜（12)と同様な 利点を有する他に次の利点を有する。
(13)錘 35は、半導体素子 12等を吸着するための負圧を加圧面 35aに作用させる ことが可能な開口を有する通路 37を備えている。また、通路 37を負圧源 38と接続可 能とする接続部 39が錘 35の下面以外の面に設けられている。従って、錘 35は接続 部 39を介して負圧源 38に接続されることにより、吸着部として使用される。したがって 、複数の半導体素子 12や半田シート 33を錘 35の下面 (加圧面 35a)に吸着して接 合部 (金属回路 13)上に一括して配置することができる。
[0051] (14)負圧源 38が容器 17の外部に設けられるとともに、配管 40が蓋体 19を経て容 器 17の内部に導入されている。従って、蓋体 19を本体 18から取り外したり閉鎖位置 に取り付けたりする作業の際に、配管 40が作業の支障となり難い。
[0052] 実施形態は前記に限定されるものではなぐ例えば、次のように具体ィ匕してもよい。
半導体素子 12の配置や大きさ、高さ等は前記両実施形態に限らない。例えば、図 7に示すように、異なる大きさ及び高さを有する複数の半導体素子 12をセラミック基 板 14上に接合するようにしてもよい。錘 35は、図 7に図示された 3個の半導体素子 1 2以外の図示しない半導体素子にも跨る大きさに形成されている。この場合も第 2の 実施形態と同様の効果が得られる。
[0053] 全ての錘 35が同じ大きさ及び同じ形状である必要はなぐ例えば、図 8 (a)に示す ように、複数の半導体素子 12を、互いに異なる個数の半導体素子 12を含む複数の グループ（図の例では、 3個の半導体素子 12を含むグループと 4個の半導体素子 12 を含むグループ）に分けて配置し、錘 35 (二点鎖線で図示）を各グループの半導体 素子 12の配置に対応した形状に形成してもよい。この場合、図 8 (b)に示すように、 2 種類の孔 36aが錘 35の形状に対応して支持プレート 36に形成される。
[0054] 錘 35は、肖 IJり出しによって形成された一体ィ匕部品に限らず、複数の分割体を接合 して形成された、一つの錘 35でもよい。
錘 35を支持する支持プレート 36は、蓋体 19に取り付けられる構成に限らず、蓋体 19と独立して移動可能に構成してもよい。その場合、本体 18に支持プレート 36を支 持するための支持部材を設ける。支持部材は、錘 35が半導体素子 12上に載置され た状態において、錘 35のフランジ 35bの下面が支持プレート 36の上面から離れるよ うに支持プレート 36を保持するのが好まし!/、。
[0055] 支持プレート 36と独立して蓋体 19が移動可能な構成において、錘 35に形成され た通路 37が配管 40を介して負圧源 38と接続されることにより、錘 35を吸着部として 用いることができる。この場合、錘 35を半導体素子 12と共に所定位置に配置した後 、配管 40を取り外す。その結果、蓋体 19を閉鎖位置に配置する際に、配管 40が蓋 体 19の取り付けに支障を来さないようにすることができる。また、配管 40が錘 35の姿 勢や加圧作用に悪影響を及ぼすことを回避することができる。
[0056] 全ての錘 35を全部同時に所定位置に配置せず、 1個ずつ又は適宜の数ずつ所定 位置、即ち一直線上に無 、少なくとも 3個の半導体素子 12に跨る位置に配置しても よい。錘 35を 1個ずつ所定位置に配置する場合は、フランジ 35b (掛止部）を設けな くてちょい。
[0057] 錘 35を支持プレート 36の孔 36aに嵌挿した状態で移動させる場合、錘 35を支持プ レート 36に掛止するための構成はフランジ 35bに限らず、錘 35の上部の側面に掛止 部として複数の凸部を設けてもよい。
[0058] 錘 35の加圧面 35aは、必ずしも対応する半導体素子 12の非接合面の全面に当接 可能な大きさに限らず、それより大きくてもあるいは小さくてもよい。
治具 32は、半田シート 33、半導体素子 12及び錘 35の位置決め機能を有する構 成に限らず、半田シート 33及び半導体素子 12の位置決め機能のみを有する構成で もよい。この場合でも、錘 35がー直線上に無い少なくとも 3個の半導体素子 12に跨る 状態で配置されるため、半導体素子 12毎に個別の錘で半導体素子 12を回路基板 1 1に向けて加圧する場合に比較して、複数の接合部における半田の厚さのむらを抑 ff¾することができる。
[0059] 誘導加熱で錘 35を加熱してその熱で半田を溶融させる構成において、錘 35はス テンレス製に限らず、誘導加熱可能な材料であればよぐ例えば、ステンレスに代え て、鉄やグラフアイトで形成したり、熱伝導率の異なる 2種類の導体材料を用いて構 成してちょい。
[0060] 半田シート 33を金属回路 13の接合部と対応する箇所に配置することに代えて、半 田ペーストを接合部と対応する箇所に塗布するようにしてもょ 、。
半田を溶融温度以上に加熱する加熱方法は誘導加熱以外の方法であってもよい。 例えば、容器 17内に電気ヒーターを設けて半田を加熱するようにしてもよ!、。
[0061] 回路基板 11は、セラミック基板 14が冷媒流路 15aを有しないヒートシンク 15と一体 化された構成であってもよい。また、回路基板 11はヒートシンク 15を有しない構成で あってもよい。
[0062] 蓋体 19は、本体 18に対して取り外し不能な構成、例えば、開閉可能に本体 18に 連結されてもよい。
蓋体 19は、少なくとも高周波加熱コイル 28と対向する部位が電気的絶縁材で形成 されているのが好ましぐ当該部位をガラスに代えて、例えば、セラミックスゃ榭脂で 形成してもよい。また、蓋体 19全体を同じ電気的絶縁材で形成してもよい。
[0063] 容器 17の内外の圧力差に対応して蓋体 19の強度を上げる必要がある場合には、 蓋体 19を、例えば、グラスファイバーと榭脂との複合材 (GFRP (ガラス繊維強化ブラ スチック））で構成してもよい。また、蓋体 19を、金属で構成してもよい。金属としては 非磁性材の金属が好ましい。なお、蓋体 19に磁性材製の金属を用いる場合には、 錘 35よりも電気抵抗率が高いものを用いた方が良い。また、蓋体 19を金属と絶縁材 との複合材で形成してもよい。また、錘 35に効果的に磁束を導くように、錘 35の直上 部には強磁性体の電磁鋼板等を用いると良い。
[0064] 高周波加熱コイル 28は、複数の錘 35の上方において、複数の錘 35に跨って配置 されてもよい。この場合、高周波加熱コイル 28に対する高周波電流の供給経路や冷 却水の供給経路を少なくすることができ、半田付け装置 HKの構造をさらに簡素化で きる。
[0065] 生産ラインィ匕に伴って容器 17を移動可能とし、当該容器 17とともに移動する錘 35 の移動経路に沿って高周波加熱コイル 28を配置してもよい。この場合、高周波加熱 コイル 28を移動経路に沿った形状に構成しても良 、し、移動経路に沿って複数配置 しても良い。このように構成することで、容器 17は移動させられながら加熱されること が可能である。
[0066] 高周波加熱コイル 28は、錘 35の側面に対向するように配置されても良い。
高周波加熱コイル 28は、容器 17 (密閉空間 S)内に配置されても良い。

Claims

請求の範囲
[1] 回路基板上の複数箇所に設けられた接合部にそれぞれ半導体素子を半田付けす る半田付け方法において、
前記回路基板上の少なくとも 3箇所に、前記接合部を一直線上に無い配置で設け ることと、
前記半導体素子を、前記接合部上に半田を介して載置することと、
一直線上に無 、少なくとも 3個の半導体素子上に、それら半導体素子に跨つた状 態で錘を載置することと、
前記錘によって前記半導体素子を加圧しながら前記半田を溶融させ、それによつ て前記接合部に半導体素子を半田付けすることと
を備える半田付け方法。
[2] 前記溶融させられた半田を、前記半導体素子の前記接合部と対向する面全体に 行き渡らせるように半田付けを行うことをさらに備える請求項 1に記載の半田付け方 法。
[3] 前記回路基板は、表面に金属回路を有するセラミック絶縁体を、冷媒流路を備えた 金属製のヒートシンクに固定することによって形成される請求項 1又は請求項 2に記 載の半田付け方法。
[4] 前記回路基板は、表面に金属回路を有する複数のセラミック絶縁体を、冷媒流路 を備えた金属製のヒートシンクに固定することによって形成される請求項 1又は請求 項 2に記載の半田付け方法。
[5] 前記ヒートシンクはアルミニウム製又は銅製である請求項 3又は請求項 4に記載の 半田付け方法。
[6] 前記錘は通路を備え、その通路は、少なくとも 3個の半導体素子に当接可能な錘の 加圧面に、それら半導体素子にそれぞれ対応する開口を有し、前記通路を負圧源 に接続可能な接続部が前記加圧面以外の錘の部位に設けられ、前記方法はさらに 前記負圧源で生じた負圧を前記通路に作用させることによって、前記錘の加圧面 に少なくとも 3個の半導体素子を吸着することと、 加圧面に前記半導体素子を吸着した状態で、該半導体素子を一直線上に無い少 なくとも 3箇所の接合部まで移動させることと
を備える請求項 1〜請求項 5のいずれか一項に記載の半田付け方法。
[7] 前記半田付けは、本体及び蓋体を有する密閉可能な容器内で、前記錘を複数使 用して行われ、前記錘に対応する複数の孔を有する支持プレートが前記蓋体に取り 付けられ、前記方法はさらに、
前記錘を対応する孔に揷通し且つ該錘に設けられた掛止部を前記支持プレートの 上面に掛止した状態で、錘を前記蓋体と共に前記本体まで移動させて、蓋体を本体 に取り付けることを備え、蓋体が本体に取り付けられたとき、各錘は、掛止部が支持プ レートの上面力 離間した状態で、対応する少なくとも 3個の半導体素子上に載置さ れる請求項 1〜請求項 6のいずれか一項に記載の半田付け方法。
[8] 電磁誘導作用によって前記錘を発熱させ、それによつて前記半田を溶融させること をさらに備える請求項 1〜請求項 7の 、ずれか一項に記載の半田付け方法。
[9] 回路基板と、その回路基板上の複数箇所に設けられた接合部にそれぞれ半田付 けされた半導体素子とを備える半導体モジュールの製造方法において、
前記回路基板上の少なくとも 3箇所に、前記接合部を一直線上に無い配置で設け ることと、
前記半導体素子を、前記接合部上に半田を介して載置することと、
一直線上に無 、少なくとも 3個の半導体素子上に、それら半導体素子に跨つた状 態で錘を載置することと、
前記錘によって前記半導体素子を加圧しながら前記半田を溶融させ、それによつ て前記接合部に半導体素子を半田付けすることと
を備える製造方法。
[10] 前記溶融させられた半田を、前記半導体素子の前記接合部と対向する面全体に 行き渡らせるように半田付けを行うことをさらに備える請求項 9に記載の製造方法。
[11] 表面に金属回路を有するセラミック絶縁体を、冷媒流路を備えた金属製のヒートシ ンクに固定することによって、前記回路基板を形成することをさらに備える請求項 9又 は請求項 10に記載の製造方法。
[12] 表面に金属回路を有する複数のセラミック絶縁体を、冷媒流路を備えた金属製のヒ ートシンクに固定することによって、前記回路基板を形成することをさらに備える請求 項 9又は請求項 10に記載の製造方法。
[13] 前記ヒートシンクをアルミニウム又は銅により形成することをさらに備える請求項 11 又は請求項 12に記載の製造方法。
[14] 前記錘は通路を備え、その通路は、少なくとも 3個の半導体素子に当接可能な錘の 加圧面に、それら半導体素子にそれぞれ対応する開口を有し、前記通路を負圧源 に接続可能な接続部が前記加圧面以外の錘の部位に設けられ、前記方法はさらに 前記負圧源で生じた負圧を前記通路に作用させることによって、前記錘の加圧面 に少なくとも 3個の半導体素子を吸着することと、
加圧面に前記半導体素子を吸着した状態で、該半導体素子を一直線上に無い少 なくとも 3箇所の接合部まで移動させることと
を備える請求項 9〜請求項 13のいずれか一項に記載の製造方法。
[15] 前記半田付けは、本体及び蓋体を有する密閉可能な容器内で、前記錘を複数使 用して行われ、前記錘に対応する複数の孔を有する支持プレートが前記蓋体に取り 付けられ、前記方法はさらに、
前記錘を対応する孔に揷通し且つ該錘に設けられた掛止部を前記支持プレートの 上面に掛止した状態で、錘を前記蓋体と共に前記本体まで移動させて、蓋体を本体 に取り付けることを備え、蓋体が本体に取り付けられたとき、各錘は、掛止部が支持プ レートの上面力 離間した状態で、対応する少なくとも 3個の半導体素子上に載置さ れる請求項 9〜請求項 14のいずれか一項に記載の半田付け方法。
[16] 電磁誘導作用によって前記錘を発熱させ、それによつて前記半田を溶融させること をさらに備える請求項 9〜請求項 15のいずれか一項に記載の製造方法。
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