JPS5843182B2 - 二部材の半田付け方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は母材と被取付体とを半田付は方法、特に放熱
板を兼ねる母材としての基板上に、被取付体としての半
導体ペレットを半田付けする半導体装置の製造方法に好
適な半田付は方法に関するもので、そのペレットマウン
ト工程において、半田層の酸化防止を図ることを主な目
的とするものである。

現在例えばトランジスタ等の半導体装置を製造するため
には、ペレットマウント工程を経ている。

このペレットマウント工程は、一般に放熱板を兼ねる基
板上にペレットを半田付けして固着する工程であって、
次のような作業を行っている場合が多い。

すなわち、１ず第１図に示すように、基板１の半田付は
予定位置ａ上に半田片２を載置しておき、つぎに、これ
らを加熱炉中へ導き半田片２を溶融させるとともに、溶
融した半田２′上に、なじみ易くするために微摺動させ
ながらペレット３を供給して半田付けを行っている。

ところでこのペレットマウントに関しては、固着して製
造完了した半導体装置の寿命を劣化させないために、半
田の熱酸化防止を図る必要がある。

したがって従来より第２図に示すように、加熱炉４は、
基板１及び半田片２を低温（約２５０℃以下）のプリヒ
ータ５で予熱してから、高温２５０℃〜３５０℃のヒー
タ６で半田片２を溶融して、半田２′としている。

この時に周囲をカバー７にて覆って、カバー７内に不活
性ガスとしてのＮ２ガスを充満させて半田２の熱酸化防
止を行っている。

しかしカバー７内にＮ２ガスを常に完全に充満させる技
術は、現実には極めて困難であった。

しかもペレットマウント工程を自動化しようとする場合
には、外気と遮断する機構を採用せねばならず、半田の
熱酸化防止がより一層困難となる欠点があった。

この発明は、上記欠点を解消する目的で提案するｔので
、予め母材としての基板の固着面へ不活性かつ動粘性が
１０〜１００００ Ｏｃｓｔ の絶縁油を塗布する工
程と、加熱された母材の固着面に半田を供給し溶融させ
る工程と、溶融半田上に被取付体を供給し半田付けする
工程とを含む半田付は方法を提供するものである。

以下この発明の具体的一実施例を、図面を参照しつつ説
明する。

第３図は、この発明の実施により得られた半導体装置の
ペレットマウント工程完了時のペレットマウント構体を
示し、８は放熱板兼用のステム基板、９はｐｂ系半田層
、１０は半田層９の表面からペレット１１の上面にかけ
て絶縁被覆した不活性かつ動粘度が１０〜Ｉ ００００
０ ｃｓｔの絶縁油被覆層である。

この絶縁油被覆層１０の具体的な材料としては、次の第
１表に示すような緒特性を有し分子式構造が、（ＣＨ３
）３ＳｉＯ−Ｘｎ−８ｉＣＣＨａ）３（但しＸは（ＣＨ
３）２ Ｓ ｉＯでｎ＝１ 、２ 、３ 、・−・・・
・）で示される鎖状ジメチルポリシロキサン（例えば信
越シリコーン社製造の商品名信越シリコーンオイル・Ｋ
Ｆ９６）と呼称するものがある。

次に上記のペレットマウント構体の製造方法について説
明する。

１ず最初に、第４図に示すようにステム基板８をヒータ
１２上に導き、２５０〜３５０°Ｃ（高温状態）に加熱
する。

つぎに絶縁油１０′を所望量だけ、ステム基板８の半田
付固着面すに薄く塗布する。

そして、第５図に示すように所定量の半田片９′を絶縁
油１０′上へ載置する。

この際に半田片９′の比重は約１１．３程度であるのに
対して、絶縁油１０′の比重は第１表の如く０．７６０
〜０．９８０であり、しかも表面張力が小さいので、第
６図に示すとおりに、溶融半田９″の表面を絶縁油層１
０″が覆うことになる。

そして第７図のように超音波振動ホーン１３を、絶縁油
層１０″および貯融半田９″１で接触させて、表面部を
押しのける。

さらに第８図のように、コレット１４に吸着しておいた
ペレット１１を、溶融半田９″上に載置する。

この場合に、ペレット１１の上面の方１で絶縁油層１０
″が被さる。

そしてこの時、絶縁油層１０″は、溶融半田ｒの熱ニヨ
って（ヒータ１２の温度にほぼ等しい）、加熱されるの
で、結果的に、先述の第３図に示された如く、半田層９
が形成されるとともに、半田層９表面からペレット１１
の表面に亘って、絶縁油被覆層１０が焼付は形成される
。

尚この半導体装置の、その他の工程は、従来より公知の
作業方法手段により行うので、説明を癌略する。

上記半田付は方法においては、ペレットマウント時に加
熱溶融半田９″の表面は、絶縁油層１０′が被さってい
るので熱酸化は防止され、その後ペレットマウント構体
化しても、半田層９表面からペレット１１の表面に亘っ
て絶縁油被層１０が覆っているので、外気により半田層
９が酸化されて脆くなることが防止される。

また絶縁油１０’は、表面張力が小さいので、加熱溶融
半田９″中に取り残されることがない上に、消泡性が強
く、ペレット載置作業中に、外気を巻き込んだり、半田
片９′中に含捷れていた吸蔵ガスが、発生しても直ちに
外部へ排出されてし１う。

この発明によれば、次に述べる長所が期待できる。

■ 半田層は、被取付体を母材に固着作業中においては
熱酸化が、防止され、固着後においては、外気と遮断さ
れるので、外気による酸化が防止される。

■ 半田層中に気泡やガス泡が残ることがないので、半
田層が経時的に劣化することがなくなり、半導体装置に
釦いては著しく寿命劣化が阻止される。

■ 渣た特に半導体装置においては、半田層が、絶縁油
被覆層にて保護されるので、外部よりの湿気侵入が起っ
ても、耐湿性が向上する。

■ さらに特に半導体装置においては、ペレット表面が
保護されることにもなるので、製造工程中でのＰｎ接合
表面汚損が起らず、よって増幅作用をするトランジスタ
等のｈＦＥ特性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半田付構体のマウント工程を示す半田載
置基板の断面図、第２図は従来の加熱炉の略断面図、第
３図はこの発明を実施した半田付構体の断面図、第４図
乃至第８図は本発明による製造方法を説明するための各
作業工程での半田載置、絶縁油塗布基板の断面図である
。 ８・・・・・・基板（母材）、９・・・・・・半田層、
１０・・・・・・絶縁油被覆層、１０′−・・・・・絶
縁油、ト（被取付体）、ｂ・・・・・・固着面。 １１・・・・・・ペレツ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 母材に被取付体を半田付けして固着するのに際して
   、予め母材の固着面へ不活性かつ動粘度が１０〜１００
   ０００ｃｓｔの絶縁油を塗布する工程と、加熱された母
   材の固着面に半田を供給し溶融させる工程と、溶融半田
   上に被取付体を供給し半田付けする工程とを含むことを
   特徴とする二部材の半田付は方法。