特許6041043IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

半導体モジュールを構成する絶縁基板上に半田接合により搭載され、外部出力端子を差し込むことにより外部と導電接続させる構造を有するコンタクト部品、およびコンタクト部品を搭載した半導体モジュール

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

前述の図5に示すように、コンタクト部品103は、絶縁基板102への接合強度を大きくするために、端面の面積を大きくするフランジ構造を備えているので、相当量の半田量を必要とする。一方、半田量が増えると半田接合時に通常用いられる減圧式加熱炉の影響により、図8に示すように、コンタクト部品103内に充填されている半田111が毛細管現象により円筒の内壁を這い上がり、そのまま内壁に留まるか一部が円筒の上側開口から吐出する現象が頻繁に発生する。この現象が起きると、外部出力端子をコンタクト部品103の中心孔へ挿入する際に不具合が生じ不良品となる。この這い上がり現象は半田量が多い場合に起き易いことが分かった。従って、この這い上がり現象を防ぐためには、半田量を少なくすれば良い。しかし、半田量を少なくすると、長期信頼性の得られる最低限の接合強度(例えば10N)を確保することが困難になる。従って、前記最低限の接合強度である10Nを確保することができる半田量以上であって、円筒内、特に中心孔に入り込む半田量をできるだけ少なくするように半田量を調整する必要がある。 しかしながら、ペースト状半田の塗布印刷による半田量の調整の場合、半田量の調整だけによって、前述の半田の這い上がり現象の防止と長期信頼性を有する接合強度の両方を満足させる半田量に調整することは非常に難しいことが分かった。例えば、接合に関与する半田量(斜線ハッチング部分)を図4に示す半田量から、図9(a)〜(c)の順に減少させる実験では、この順に接合形態が図のように変化し、それに伴ってコンタクト部品103の接合強度も、この順に低下する。コンタクト部品103の接合強度は前述した10Nを下回ると、半導体モジュールにおける信頼性低下に繋がるので、避けなければならない。図9(a)では、接合強度は良好であるが、円筒内部の半田量がまだ多く、這い上がり現象を無くすことはできない。図9(b)では這い上がり現象を無くすことはできるが、接合強度の信頼性に問題が生じる場合がある。特に図9(c)に示す程度に半田量を低下させた場合は、多くのものが接合強度が前述の最低限の接合強度10Nを下回るため、外部出力端子が半導体モジュールから外れるなどの問題の発生が非常に多くなり問題であった。その結果、ペースト状半田の塗布印刷による半田量の調整では、図9(a)と(b)の中間の半田量に調整することが必要であるが、そのように半田量を制御することは極めて困難であるという結論に至った。 本発明は、以上説明した点を考慮してなされたものである。本発明の目的は、半田の這い上がり不良を防止するため半田量を減少させ、コンタクト部品の円筒内部に半田が充填されないような半田接合状態でも、従来と同等以上の半田接合強度を得ることができるコンタクト部品、および半導体モジュールを提供することである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明は、前記発明の目的を達成するために、請求項1に記載の発明においては、半導体モジュールの絶縁基板上に設けられた金属領域に半田接合されるものであって、外部端子が嵌合する中空穴を有するコンタクト部品において、該コンタクト部品はその下端部にその筒状部の外径より大きな径を有するフランジを備え、該フランジの前記半田接合される端面に、平坦な底面と筒の内周端から前記フランジ外周端に向かう凹部とを備え、・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
この発明によれば、半田の這い上がり不良を防止するため半田量を減少させ、円筒状のコンタクト部品103の円筒内部に半田が充填されないような半田接合状態でも、従来と同等以上の半田接合強度を得ることができる半導体モジュール用コンタクト部品、該コンタクト部品を搭載した半導体モジュールおよびそれらの製造方法を提供することができる。 本発明のおよび他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の実施例1のコンタクト部品の断面図(a)および絶縁基板に半田接合させた状態を示す図11の破線枠内の断面図(b)である。

【図2】本発明の実施例2のコンタクト部品の断面図(a)および絶縁基板に半田接合させた状態を示す図11の破線枠内の断面図(b)である。

【図3】本発明の実施例3のコンタクト部品の断面図である。

【図4】本発明の実施例4のコンタクト部品の断面図(a)および絶縁基板に半田接合させた状態を示す図11の破線枠内の断面図(b)である。

【図5】従来のコンタクト部品のフランジ端面を絶縁基板上に半田接合させる状態を示す断面図である。

【図6】従来のコンタクト部品の円筒の軸に沿ったA1−A2線での断面図である。

【図7】図6の円筒内周部のエッジに丸みを持たせた断面図である。

【図8】円筒内に充填されている半田が毛細管現象により円筒の内壁を這い上がり、そのまま内壁に留まるか一部が円筒の上側開口から吐出する現象を説明するための従来のコンタクト部品の断面図である。

【図9】接合に関与する半田量を(a)〜(c)の順に減少させた場合のコンタクト部品と絶縁基板の半田の接合形態を示す断面図である。

【図10】本発明と従来の半田接合強度をせん断強度の比較により示す関係図である。

【図11】本発明のコンタクト部品を搭載した半導体モジュールの断面図である。

【図12】従来のコンタクト部品を搭載した半導体モジュールの断面図である。

【図13】図12の半導体モジュールを構成している絶縁基板の上面図と側方から見た断面図である。

【図14】従来のコンタクト部品の斜視図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

3、3a、3b、103 コンタクト部品   6、106 フランジ   6a、106a 端面   7、107 凹部   10 エッジ   10a 面取り部   10b 段差部   10c 溝   11、111 半田   12 凸部   100、200、201、202 半導体モジュール   101 外部出力端子   102 絶縁基板   104 半導体チップ   105 アルミワイヤ   108 樹脂ケース   109 金属基板   110 丸み   111a 半田フィレット

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