[发明专利]焊接装置以及焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及在电路板上焊接半导体元件的焊接装置以及焊接方法。

背景技术

以往，作为接合金属构件与陶瓷构件的、或者接合基板与电子部件的方法，例如，公知使用专利文献1、2、3中公开的高频感应加热的方法。高频感应加热是如下现象：当在流过高频电流的线圈中放置导体时，该导体因电磁感应作用而发热。在专利文献1或专利文献2所公开的装置中，以包围导体构件(铁芯或加压夹具(jig))的方式，配置高频加热线圈。并且，利用该导体构件中所产生的热量使焊料熔融，将构件彼此接合。在接合时，对接合面加压，提供良好的接合状态。因此，在专利文献1或专利文献2所公开的接合装置中，导体构件起到发热体的作用，另一方面，也起到加压体的作用。在专利文献3中，利用高频感应加热使固定在保持板上的发热体发热。并且，利用该发热体的热量，对电子部件的电极加热，由此，使焊料熔融，将构件彼此接合。

但是，在半导体模块中，在电路板上密集配置有多个小的半导体元件。在将这样的多个半导体元件接合在电路板上的焊接装置中，由于以下理由，应用专利文献1或专利文献2所公开的技术非常困难。即，需要分别对应于在电路板上密集配置的多个小的半导体元件设置起到发热体以及加压体作用的导体构件，并且分别以高频加热线圈包围这些导体构件。此外，对于在高频感应加热中所使用的高频加热线圈来说，通常在内部具有用于对线圈进行冷却的冷却水流过的水通道。因此，当将专利文献1或专利文献2所公开的技术应用于半导体模块用的焊接装置中时，焊接装置的结构变得复杂，这种应用实际上比较困难。

此外，使焊料熔融后，该熔融焊料通过冷却步骤而凝固，由此，将半导体元件接合在电路板上。在该冷却步骤中，为了得到半导体元件良好的接合状态，优选焊料冷却时利用导体构件(加压体)对半导体元件加压。由此，如专利文献1、2所示，在加压体的周围设置高频加热线圈的结构中，直到冷却步骤结束，不能使用高频加热线圈。这导致作业效率的恶化。

此外，对于半导体元件(晶体管或二极管)向电路板的焊接作业来说，例如，优选在惰性气体气氛中进行，在该情况下，需要在焊接作业中进行气氛调整。但是，专利文献3公开了对电子部件的指定位置(电极)加热而使焊料熔融的内容，但关于在惰性气体气氛中一边调整气氛一边进行焊接作业，并未公开。因此，专利文献3所公开的技术不能说是适于将半导体元件焊接在基板上的技术。此外，在专利文献3中，为了进行气氛调整，与专利文献2所公开的技术相同地，采用将高频加热线圈配置在惰性气体气氛中的结构。但是，在此情况下，将高频加热线圈配置在装入了惰性气体的容器中，导致容器的大型化以及与其相伴的焊接装置的大型化，并且，导致惰性气体的浪费。

专利文献1：特开昭59-207885号公报

专利文献2：实开平5-13660号公报

专利文献3：特开平8-293668号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现有效加热的简化的焊接装置以及能够实现有效焊接作业的焊接方法。

为了达到所述目的，在本发明的一个实施方式中，提供一种在电路板的多个接合部位分别焊接半导体元件的焊接装置。所述焊接装置包括能够密闭的容器。在隔着焊料将所述半导体元件分别载置在所述电路板的多个所述接合部位的状态下，将电路板收存在所述容器内。所述焊接装置包括由导体材料构成的加压体。该加压体载置在所述半导体元件的正上方，以将所述半导体元件朝向所述电路板按压。所述焊接装置包括以离开所述加压体的状态配置的高频加热线圈。对于该高频加热线圈来说，在通过高频电流时，利用电磁感应作用使加压体发热，由此，将所述焊料加热并使其熔融。

在本发明的其他实施方式中，提供一种分别将半导体元件焊接在电路板的多个接合部位的焊接方法。所述焊接方法具有如下步骤：将所述电路板收存在能够密闭的容器内；隔着焊料将所述半导体元件分别载置在所述电路板的多个所述接合部位；在所述半导体元件的正上方载置加压体，并将所述半导体元件朝向所述电路板按压；在将载置有所述半导体元件以及所述加压体的所述电路板收存在所述容器内的状态下，将该容器密闭；以离开所述加压体的状态配置高频加热线圈；在所述高频加热线圈中通过高频电流，以利用电磁感应作用使加压体发热，由此，对所述焊料加热并使其熔融。