(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と，
前記半導体素子が実装される金属層と，
前記金属層とは熱膨張率が異なる素材で構成される冷却器と，
前記金属層と前記冷却器とを接着するとともに，前記金属層と前記冷却器とを電気的に絶縁する絶縁接着層と，
を備えた半導体モジュールの製造方法において，
前記金属層と前記冷却器とが前記絶縁接着層によって接着されて一体となっており，前記半導体素子が半田を介して前記金属層上に載置された被加熱体を，前記金属層を前記半田の溶融温度まで加熱している間，前記冷却器をその熱膨張量が前記金属層の熱膨張量と同等となるように加熱する実装工程を含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載する半導体モジュールの製造方法において，
前記実装工程では，
前記被加熱体の高さ方向の上側から前記被加熱体を加熱する第１加熱部材と，下側から前記被加熱体を加熱する第２加熱部材とによって，両側から前記被加熱体を加熱し，前記第１加熱部材と前記第２加熱部材との少なくとも一方を，前記冷却器と前記金属層との熱膨張量が同等となるように制御することを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する半導体モジュールの製造方法において，
前記実装工程では，
輻射加熱式の加熱手段によって前記被加熱体の高さ方向の前記半導体素子側から前記被加熱体を加熱し，前記加熱手段が前記被加熱体を加熱する間，前記冷却器の少なくとも前記半導体素子側の表面に，前記加熱手段からの輻射線を遮蔽する遮蔽部材を配置することを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する半導体モジュールの製造方法において，
前記実装工程では，
前記冷却器と前記金属層とのうち，熱膨張率が高い方の部材である高熱膨張部材を冷却しつつ前記被加熱体を加熱することを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項５】
半導体素子と，
前記半導体素子が半田によって実装された金属層と，
前記金属層よりも熱膨張率が高い素材で構成される冷却器と，
前記金属層と前記冷却器とを接着するとともに，前記金属層と前記冷却器とを電気的に絶縁する絶縁接着層と，
前記金属層から電気的に絶縁され，前記冷却器の前記半導体素子側の表面を被覆し，輻射線を遮蔽する遮蔽膜と，
を備えることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項６】
半導体素子と，
前記半導体素子が実装される金属層と，
前記金属層とは熱膨張率が異なる素材で構成される冷却器と，
前記金属層と前記冷却器とを接着するとともに，前記金属層と前記冷却器とを電気的に絶縁する絶縁接着層と，
を備えた半導体モジュールの製造装置において，
前記金属層と前記冷却器とが前記絶縁接着層によって接着されて一体となっており，前記半導体素子が半田を介して前記金属層上に載置された被加熱体を，収容する加熱室と，
前記被加熱体を加熱する加熱手段と，
を備え，
前記金属層を前記半田の溶融温度まで加熱している間，前記冷却器をその熱膨張量が前記金属層の熱膨張量と同等となるように，前記加熱手段を制御することを特徴とする半導体モジュールの製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載する半導体モジュールの製造装置において，
前記加熱手段は，
前記被加熱体の高さ方向の上側から前記被加熱体を加熱する第１加熱部材と，
前記被加熱体の高さ方向の下側から前記被加熱体を加熱する第２加熱部材とを備え，
前記第１加熱部材と前記第２加熱部材との少なくとも一方を，前記冷却器と前記金属層との熱膨張量が同等となるように，前記加熱手段を制御することを特徴とする半導体モジュールの製造装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載する半導体モジュールの製造装置において，
前記加熱手段は，前記被加熱体の高さ方向の前記半導体素子側から前記被加熱体を加熱する輻射加熱式の加熱手段であり，
前記加熱手段からの輻射線を遮蔽する遮蔽部材を備え，
前記加熱手段が前記被加熱体を加熱する間，前記冷却器の少なくとも前記半導体素子側の表面に，前記遮蔽部材を配置することを特徴とする半導体モジュールの製造装置。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれか１つに記載する半導体モジュールの製造装置において，
前記冷却器と前記金属層とのうち，熱膨張率が高い方の部材である高熱膨張部材を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする半導体モジュールの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体素子を実装した電極層と冷却器とが絶縁接着層を挟んで組み付けられた半導体モジュールおよびその製造方法に関する。さらに詳細には，その絶縁接着層の剥離を低減する半導体モジュールの製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車等に車載される高耐圧・大電流用のパワーモジュールは，半導体素子の動作時の自己発熱量が大きい。このことから，車載用パワーモジュールは，高放熱性を有する冷却構造を具備する必要がある。【０００３】
冷却構造を具備するパワーモジュールとしては，例えば，冷媒流路を備えた冷却器上に，絶縁樹脂シート，電極として機能する金属層，半導体素子が積層されたものが知られている。半導体素子は半田によって金属層に固定され，金属層と冷却器とは絶縁樹脂シートによって接着される。このようなパワーモジュールでは，半導体素子から発せられる熱を，熱伝導性に優れた金属層および薄層の絶縁樹脂シートを介して冷却器によって効率良く放熱している。【０００４】
また，電子部品を電子回路基板上に半田付けするための装置としては，例えば特許文献１に，半田を加熱，溶融，冷却して電子部品を電子回路基板に実装するリフロー装置が開示されている。このリフロー装置では，遠赤外線ヒータと被処理基板との間に，複数の開口部を有する熱遮蔽部材を介在させ，電子回路基板面内の加熱温度を部分的に調整することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３２７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，前記した従来の半導体モジュールには，次のような問題があった。すなわち，金属層と冷却器とで熱膨張率（線膨張係数）に差があると，その熱膨張率差に起因して絶縁樹脂シートの剥離が生じることがある。【０００７】
例えば，前記した従来のパワーモジュールでは，金属層が銅であり，冷却器がアルミであった場合，銅の線膨張係数が約１７×１０−６／Ｋであり，アルミの線膨張係数が約２４×１０−６／Ｋであることから，半田付けする際の高温環境下において熱膨張量に差が生じる。そのため，絶縁樹脂シートには剪断応力が生じ，その結果，剥離が生じる。この剥離は，特許文献１に示したリフロー装置のように，電子回路基板面内の加熱温度を部分的に調節したとしても生じる可能性がある。この剥離によって生じた隙間は，絶縁接着層として機能する絶縁樹脂シートと，金属層（あるいは冷却器）との接着面積を減少させ，パワーモジュールの放熱能力を低下させるおそれがある。【０００８】
本発明は，前記した従来の半導体モジュールが有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，絶縁接着層への応力集中を低減し，絶縁樹脂層の剥離を抑制する半導体モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた半導体モジュールの製造方法は，半導体素子と，半導体素子が実装される金属層と，金属層とは熱膨張率が異なる素材で構成される冷却器と，金属層と冷却器とを接着するとともに，金属層と冷却器とを電気的に絶縁する絶縁接着層とを備えた半導体モジュールの製造方法であって，金属層と冷却器とが絶縁接着層によって接着されて一体となっており，半導体素子が半田を介して金属層上に載置された被加熱体を，金属層を半田の溶融温度まで加熱し，冷却器をその熱膨張量が金属層の熱膨張量と同等となるように加熱する実装工程とを含むことを特徴としている。【００１０】
上記の半導体モジュールの製造方法では，互いに熱膨張率（線膨張係数）が異なる金属層と冷却器とが絶縁接着層によって接着され，金属層上に半田を介して半導体素子が載置された被加熱体（ワーク）を用意する。そして，その被加熱体を加熱して半田を溶融し，金属層上に半導体素子を実装する。この被加熱体の加熱の際，金属層と冷却部とのうち，低熱膨張率の方を低熱膨張部材とし，高熱膨張率の方を高熱膨張部材とした場合に，低熱膨張部材が高熱膨張部材と比較して高温となるように，被加熱体を加熱する。具体的には，金属層を半田の溶融温度まで加熱し，冷却器をその熱膨張量が金属層の熱膨張量と略同等となるように加熱する。つまり，冷却器が高熱膨張部材であれば，冷却器を金属層よりも低い温度に加熱する。一方，冷却器が低熱膨張部材であれば，冷却器を金属層よりも高い温度に加熱する。【００１１】
すなわち，上記の半導体モジュールの製造方法では，両者の熱膨張量を揃えるように，金属層と冷却器との間で温度差を設けて加熱する。このようにすれば，従来のように金属層と冷却器とを略同等の温度に加熱する場合と比較して，絶縁接着層に生じる剪断応力が小さくなり，結果として絶縁接着層の剥離の抑制が期待できる。【００１２】
また，上記の実装工程では，被加熱体の高さ方向の上側から被加熱体を加熱する第１加熱部材と，下側から被加熱体を加熱する第２加熱部材とによって，両側から被加熱部材を加熱し，第１加熱部材と第２加熱部材との少なくとも一方を，高熱膨張部材と低熱膨張部材との熱膨張量が略同等となるように制御するとよい。被加熱体を，被加熱体の高さ方向の両側から加熱し，少なくとも一方の加熱部材を温度制御することによって，高精度に温度差を形成できる。【００１３】
また，上記の実装工程では，輻射加熱式の加熱手段によって被加熱体の高さ方向の半導体素子側から被加熱体を加熱し，加熱手段が被加熱体を加熱する間，冷却器の少なくとも半導体素子側の表面に，加熱手段からの輻射線を遮蔽する遮蔽部材を配置するとよい。この構成のように，遮蔽部材で冷却器の上側表面（露出部分）を被覆して冷却器の加熱を制限することで，冷却器と金属層との温度差を作り易い。【００１４】
また，上記の実装工程では，高熱膨張部材を冷却しつつ被加熱体を加熱するとよい。冷却手段としては，例えばエアブローや冷却プレートが適用可能である。このような冷却手段によって高熱膨張部材を冷却することで，より温度差を作り易い。【００１５】
また，本発明は，別の形態として，半導体素子と，半導体素子が半田によって実装された金属層と，金属層よりも熱膨張率が高い素材で構成される冷却器と，金属層と冷却器とを接着するとともに，金属層と冷却器とを電気的に絶縁する絶縁接着層と，金属層から電気的に絶縁され，冷却器の半導体素子側の表面を被覆し，輻射線を遮蔽する遮蔽膜とを備えることを特徴とする半導体モジュールを含んでいる。【００１６】
また，本発明は，別の形態として，半導体素子と，半導体素子が実装される金属層と，金属層とは熱膨張率が異なる素材で構成される冷却器と，金属層と冷却器とを接着するとともに，金属層と冷却器とを電気的に絶縁する絶縁接着層とを備えた半導体モジュールの製造装置であって，金属層と冷却器とが絶縁接着層によって接着されて一体となっており，半導体素子が半田を介して金属層上に載置された被加熱体を，収容する加熱室と，金属層を半田の溶融温度まで加熱し，冷却器をその熱膨張量が金属層の熱膨張量と同等となるように被加熱体を加熱する加熱手段とを備えることを特徴とする半導体モジュールの製造装置を含んでいる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，絶縁樹脂層への熱応力を低減し，絶縁樹脂層の剥離を抑制する半導体モジュールの製造方法が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態にかかるパワーモジュールの構成を示す図である。
【図２】実施の形態にかかるリフロー炉の構成を示す図である。
【図３】被加熱体の温度とその熱膨張量との関係を示すグラフである。
【図４】応用例にかかるパワーモジュールの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下，本発明にかかる装置を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の形態では，ハイブリッド自動車用のインテリジェントパワーモジュールとして本発明を適用する。
【００２０】
［第１の形態］
［パワーモジュールの構成］
本形態のパワーモジュール１００は，図１に示すように，発熱体である半導体素子１０と，半導体素子１０が実装される金属層２０と，内部に冷媒流路を備えた冷却器３０と，金属層２０と冷却器３０とを絶縁するとともに両者を結合する絶縁樹脂シート４０と，冷却器３０上に固定され，バスバー６１を保持するバスバーハウジング６０とを備えている。パワーモジュール１００は，半導体素子１０で生じた熱を，金属層２０および絶縁樹脂シート４０を介して冷却器３０に放熱する。
【００２１】
パワーモジュール１００は，図１に示したように，冷却器３０上に，絶縁樹脂シート４０，金属層２０，および半導体素子１０を積層している。本明細書では，この積層方向を高さ方向とし，その高さ方向において半導体素子１０側を上側とし，冷却器３０側を下側として説明する。
【００２２】
半導体素子１０は，インバータ回路を構成するＩＧＢＴ等の素子であり，バスバーハウジング６０のバスバー６１にボンディングワイヤ１３によって電気的に接続されている。半導体素子１０は，金属層２０上に実装され，半田１５によって固定される。なお，車載用のパワーモジュールには，多くの半導体素子が搭載されるが，本明細書では説明を簡略化するために概略図示している。
【００２３】
金属層２０は，半導体素子１０を実装する基板である。金属層２０は，電極としての機能と，半導体素子１０からの熱を放熱する放熱板としての機能とを兼ねる。そのため，金属層２０には，熱伝導率および電気伝導率が高いものを利用する。なお，本形態では，厚さが２ｍｍ〜３ｍｍの銅（Ｃｕ）とする。
【００２４】
絶縁樹脂シート４０は，冷却器３０と金属層２０とを結合する接着シートである。また，絶縁樹脂シート４０は，冷却器３０と金属層２０とを電気的に絶縁する機能を兼ねている。そのため，絶縁樹脂シート４０には，接着機能と絶縁機能とを有しているものを利用する。なお，本形態では，厚さがおよそ２００μｍのエポキシ系の熱硬化性樹脂とする。
【００２５】
冷却器３０は，圧延薄板を波状に成形した冷却フィンと，冷却フィンを挟んで固定する天板および底板とを有している。冷却器３０を構成する各部材は，高熱伝導性を有しかつ軽量であるアルミ（Ａｌ）によって形成される。天板，底板および冷却フィンによって区画された中空部は，冷媒流路となる。冷媒としては，液体および気体のいずれを用いてもよい。冷却器３０は，半導体素子１０からの熱を効率よく冷却器３０に伝達させるため，ロウ材によって一体的に接合される。ロウ材としては，Ａｌ−Ｓｉ系合金，Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金等のアルミニウムロウ材が適用可能である。なお，冷却器３０の形態は一例であり，これに限るものではない。
【００２６】
本形態では，銅で構成される金属層２０の線膨張係数が約１７×１０−６／Ｋであり，アルミで構成される冷却器３０の線膨張係数が約２４×１０−６／Ｋである。つまり，金属層２０と冷却器３０との線膨張係数（熱膨張率）に差があり，金属層２０と比較して，冷却器３０が膨張し易い。
【００２７】
［リフロー炉］
続いて，パワーモジュール１００の半導体素子１０の実装を行うリフロー炉について説明する。本形態のリフロー炉２００は，図２に示すように，ワーク１を収容する加熱室２０１と，加熱室２０１の上面側に位置し，輻射線を射出してワーク１を加熱する輻射加熱式のヒータ２０２と，加熱室２０１の下面側に位置し，ワーク１を載置するとともにワーク１を加熱するホットプレート２０３と，ヒータ２０２からの輻射線の通過を抑制する遮蔽板２０４，２０５と，加熱室２０１内に冷却風を吐出するエアブローガン２０６とを備えている。
【００２８】
本形態でいうワーク１は，半導体素子１０を半田接合する前のパワーモジュール１００である。すなわち，ワーク１は，例えば，金属層２０上に印刷されたクリーム半田上に，半導体素子１０が載置された状態のものである。さらに，ワーク１は，金属層２０と冷却器３０とが絶縁樹脂シート４０によって接着された状態のものである。
【００２９】
リフロー炉２００は，図２に示したように，ホットプレート２０３上にワーク１を載置する。そして，ホットプレート２０３からの熱によって，ワーク１を下側から加熱する。また，ワーク１をヒータ２０２の下方に配置する。そして，ヒータ２０２からの輻射線によって，ワーク１を上側から加熱する。すなわち，リフロー炉２００は，ワーク１をその高さ方向の上下両側から加熱可能にする。
【００３０】
遮蔽板２０４，２０５は，加熱室２０１内を移動自在に設けられている。そして，ワーク１の加熱時には，遮蔽板２０４が冷却器３０および絶縁樹脂シート４０の上面（特に，露出している部分）を被覆し，遮蔽板２０５が半導体素子１０の上面を被覆する。すなわち，遮蔽板２０４，２０５は，ワーク１を高さ方向の上側から見て，ワーク１の金属層２０以外の部分を被覆する。遮蔽板２０４，２０５は，ヒータ２０２からの輻射線を反射し，その通過を抑制するものであればよい。本形態では，表面にＡｕめっきが施された鋼板とする。
【００３１】
また，遮蔽板２０４は，図２に示したように，冷却器３０の上面を被覆する遮蔽部２１４と，絶縁樹脂シート４０の上面を被覆する遮蔽部２２４とを有し，遮蔽部２１４，２２４が一体となるような形状に加工されている。
【００３２】
なお，遮蔽板２０４の遮蔽部２１４と遮蔽部２２４とは別体であってもよい。また，遮蔽板２０４，２０５は，例えば，複数のパーツを有し，各パーツが組み合わさってワーク１の必要箇所を遮蔽するものであってもよいし，１枚の板にワークの非被覆部分（本形態では，金属層２０部分）が切り抜かれたものであってもよい。
【００３３】
エアブローガン２０６は，加熱室２０１内を移動自在に設けられている。そして，冷却器３０の，遮蔽板２０４による遮蔽が困難な箇所に向かって冷却風を射出し，冷却器３０の表面を冷却する。なお，エアブローガン２０６による冷却器３０の冷却が不要な場合（例えば，遮蔽板２０４，２０５による遮蔽のみで後述する温度制御が可能になる場合）には，エアブローガン２０６は加熱室２０１外に退避している。
【００３４】
［半田付け手順］
続いて，上述したリフロー炉２００を利用してパワーモジュール１００の半田付けを行う手順を説明する。
【００３５】
まず，図２に示したように，ワーク１をホットプレート２０３上に配置する。さらに，遮蔽板２０４，２０５を，ワーク１とヒータ２０２の間に移動させる。具体的には，遮蔽板２０４を，冷却器３０および絶縁樹脂シート４０の上面を被覆するように配置し，遮蔽板２０５を，半導体素子１０の上面を被覆するように配置する。
【００３６】
次に，ヒータ２０２およびホットプレート２０３による加熱を開始する。具体的には，金属層２０を，少なくとも半田１５の溶融温度まで加熱する。このとき金属層２０は，遮蔽板２０４，２０５に被覆されておらず，ヒータ２０２からの輻射線を吸収する。そのため，金属層２０は，ヒータ２０２によって加熱される。金属層２０が加熱されると，その熱が半田１５に伝わり，半田１５が溶融することになる。
【００３７】
また，冷却器３０や絶縁樹脂シート４０は，遮蔽板２０４によって被覆されていることから，ヒータ２０２からの輻射線をほとんど吸収しない。そのため，冷却器３０や絶縁樹脂シート４０は，ヒータ２０２からの輻射線の影響をほとんど受けない。半導体素子１０も同様に，遮蔽板２０５に被覆されているため，ヒータ２０２からの輻射線の影響をほとんど受けない。
【００３８】
一方，冷却器３０側では，ホットプレート２０３によって冷却器３０が加熱される。具体的にリフロー炉２００では，冷却器３０が金属層２０と略同等の熱膨張量（すなわち，幅方向への広がり量）となるようにホットプレート２０３の加熱制御を行う。例えば，半田付けを３００℃で実施する場合には，金属層２０が３００℃となるように，ヒータ２０２でワーク１を輻射加熱する一方，冷却器３０側では，冷却器３０が２１２℃となるように制御する。そして，ヒータ２０２およびホットプレート２０３によってワーク１を加熱している間，金属層２０の温度と冷却器３０との温度を検出し続け，両者の熱膨張量が略同等となるように冷却器３０の温度を金属層２０の温度上昇に追随して上昇させる。つまり，金属層２０と冷却器３０との熱膨張量差が所定値以内となる状態を維持できるように，ホットプレート２０３を制御する。
【００３９】
つまり，このリフロー工程（実装工程の一例）では，金属層２０と冷却器３０との熱膨張量差が閾値以下となるように，金属層２０と冷却器３０とで温度差を設ける。このように，金属層２０と冷却器３０との熱膨張量に差が生じないように制御されることから，絶縁樹脂シート４０に歪が生じ難く，応力集中が抑制される。
【００４０】
なお，冷却器３０の温度調整の際，ホットプレート２０３の加熱制御のみで冷却器３０の温度調節を行っているが，エアブローガン２０６を利用して冷却風を冷却器３０に当てながら温度の微調整を行ってもよい。また，遮蔽板２０４，２０５の代わりに，冷却風によって冷却器３０を冷却することで，金属層２０と冷却器３０との温度差を持たせてもよい。
【００４１】
図３は，被加熱体の温度とその熱膨張量との関係を示している。従来の形態では，金属層２０の温度と冷却器３０の温度とをともに半田１５の溶融温度（図３中のＡ）まで加熱している。つまり，金属層２０の温度と冷却器３０の温度とが等しい。そのため，図３中のＤのように熱膨張率差に起因して熱膨張量に差が生じる。その結果として，絶縁樹脂シート４０の剥離を招いてしまっている。
【００４２】
一方，本形態では，金属層２０の温度と冷却器３０の温度とに差を持たせ，両者の熱膨張量を等しくしている。つまり，本形態では，冷却器３０の熱膨張率が金属層２０よりも高い。そこで，冷却器３０の温度を金属層２０よりも低くして，冷却器３０の熱膨張量を金属層２０に揃える。例えば，金属層２０が図３中の温度Ａとなったとき，冷却器３０については，金属層Ａの膨張量Ｃとその膨張量が等しくなる温度Ｂとなるように温度調節する。本形態では，熱膨張量が等しいことから絶縁樹脂シート４０に生じる歪が小さく，結果として絶縁樹脂シート４０の剥離が抑制される。
【００４３】
［第２の形態］
［パワーモジュールの構成］
第２の形態にかかるパワーモジュール１１０は，図４に示すように，冷却器３０の半導体素子１０側の表面のうち，絶縁樹脂シート４０と接していない部分を遮蔽膜５０で被覆している。バスバーハウジング６０は，遮蔽膜５０上に固定される。
【００４４】
遮蔽膜５０は，ヒータ２０２からの輻射線を反射し，その通過を抑制するものであり，例えば，Ａｕ膜が該当する。すなわち，遮蔽膜５０は，リフロー炉２００の遮蔽板２０４，２０５と同等の機能を有する。また，遮蔽膜５０は，金属層２０と非接触であり，絶縁樹脂シート４０を介して金属層２０と電気的に絶縁されている。
【００４５】
パワーモジュール１１０は，冷却器３０のヒータ２０２側の表面が遮蔽膜５０で覆われており，ヒータ２０２が冷却器３０の加熱に寄与しない。そのため，第１の形態と同様に，金属層２０と冷却器３０との間に温度差を設けることができる。
【００４６】
パワーモジュール１１０は，パワーモジュール自身に遮蔽部材が設けられており，第１の形態のようなリフロー炉に遮蔽板を設ける必要がない。そのため，パワーモジュールの構成に変更があったとしても，リフロー炉の構成を変更する必要がない。そのため，リフロー炉の構成が第１の形態と比較してシンプルになる。
【００４７】
一方，第１の形態のように，リフロー炉に遮蔽板を設けることで，パワーモジュールに遮蔽膜が必要ない。そのため，パワーモジュールの部品点数が少なくてすむ。また，冷却器の製造についても，遮蔽膜を被覆する工程が不要なため，第２の形態と比較してシンプルになる。
【００４８】
以上詳細に説明したように本形態のパワーモジュールの半田付け工程では，金属層２０（低熱膨張部材）が冷却器３０（高熱膨張部材）と比較して高温となるように，ワーク１を加熱している。具体的には，金属層２０を半田１５の溶融温度まで加熱し，冷却器３０をその熱膨張量が金属層２０の熱膨張量と略同等となるように加熱している。このように，金属層２０と冷却器３０とを温度差を設けて加熱することで，金属層２０と冷却器３０とが略同等の温度となるように加熱する場合と比較して，両者の熱膨張量差が少ない。そのため，絶縁樹脂シート４０に生じる剪断応力が小さく，結果として絶縁樹脂シート４０の剥離の抑制が期待できる。
【００４９】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本実施の形態では，ハイブリッド自動車用のインテリジェントパワーモジュールに本発明を適用しているが，電子部品を電子回路基板に実装する一般的なモジュールにも適用可能である。
【００５０】
また，実施の形態では，ワーク１を加熱する手段として，輻射加熱式のヒータ２０２やホットプレート２０３を利用しているが，これに限るものではない。例えば，熱風，レーザ加熱，アーク加熱，電磁誘導加熱，電子ビーム加熱，イオンビーム加熱であっても適用可能である。
【００５１】
また，実施の形態では，ワーク１を冷却する手段として，エアブローガン２０６による冷却風を利用しているが，これに限るものではない。例えば，冷却プレート，冷却水，圧縮冷却であっても適用可能である。
【００５２】
また，実施の形態では，金属層２０と冷却器３０とを接合し，両者を絶縁する部材として，シート状の部材４０を適用しているが，これに限るものではない。例えば，板状の部材（セラミック絶縁板等）であってもよい。
【００５３】
また，実施の形態では，金属層２０と比較して，冷却器３０の熱膨張率が高いことから，冷却器３０の温度を金属層２０よりも低くなるように加熱調整しているが，これに限るものではない。すなわち，金属層２０と比較して，冷却器３０の熱膨張率が低い場合には，冷却器３０の温度を金属層２０よりも高くなるように加熱調整して熱膨張量を揃えるようにする。
【符号の説明】
【００５４】
１      ワーク（被加熱体）
１０    半導体素子
１５    半田
２０    金属層
３０    冷却器
４０    絶縁樹脂シート（絶縁接着層）
１００  パワーモジュール（半導体モジュール）
２００  リフロー炉
２０１  加熱室
２０２  輻射加熱式のヒータ
２０３  ホットプレート
２０４  遮蔽板
【図１】
0005561356.tif 000002
【図２】
0005561356.tif 000003
【図３】
0005561356.tif 000004
【図４】
0005561356.tif 000005