(57)【要約】【課題】実装工程中に半田が再溶融した際に生じる端子ピンの傾きを補正できる端子ピンの接合方法を提供する。【解決手段】接合方法は、基板上に半導体チップが搭載された半導体装置の半導体チップ上及び基板上の少なくとも一方に、端子ピンを立設して接合する接合方法において、半導体チップ上及び基板上の少なくとも一方に、端子ピンの一端を、接合材を介して当接させて、端子ピンを立設し、端子ピンの他端を治具により保持して、端子ピンの姿勢を保持し、基板を治具により保持して、基板の反りを抑制し、端子ピン及び基板を治具で保持した状態で、加熱・冷却して、接合材を溶融・固化させ、端子ピンを固着する、工程を含む。【選択図】図４
2019054025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に半導体チップが搭載された半導体装置の前記半導体チップ上及び前記基板上の少なくとも一方に、端子ピンを立設して接合する接合方法であって、
前記半導体チップ上及び前記基板上の少なくとも一方に、前記端子ピンの一端を、接合材を介して当接させて、前記端子ピンを立設する工程と、
前記端子ピンの他端を治具により保持して、前記端子ピンの姿勢を保持する姿勢保持工程と、
前記基板を前記治具により保持して、前記基板の反りを抑制する基板の形状維持工程と、
前記端子ピン及び前記基板を前記治具で保持した状態で、加熱・冷却して、前記接合材を溶融・固化させ、前記端子ピンを固着する工程と、
を含むことを特徴とする端子ピンの接合方法。
【請求項２】
前記治具は、前記基板が載置される支持板と、
前記支持板における前記基板の周りに一端が固着され且つ立設されるフレームと、
前記フレームの他端部に設けられ且つ前記基板から突出する端子ピンの先端を保持する凹部を有する押さえ板と、
前記基板の周縁部を前記支持板との間で挟持する把持板と、
を備え、
前記姿勢保持工程において、前記基板を前記支持板上に載置し、前記端子ピンの他端を前記凹部に嵌合させて、前記押さえ板で前記端子ピンの他端を保持し、
前記形状維持工程において、前記基板の周囲に配置された把持板により、前記支持板との間で前記基板の周縁部を挟持して前記基板の反りを抑制する、請求項１に記載の端子ピンの接合方法。
【請求項３】
前記押さえ板の前記凹部は、テーパー状の内側面を有する、請求項２に記載の端子ピンの接合方法。
【請求項４】
基板上に半導体チップが搭載された半導体装置の前記半導体チップ上及び前記基板上の少なくとも一方に、端子ピンを立設して接合するための端子ピンの接合用冶具であって、
前記基板が載置される支持板と、
前記支持板における前記基板の周りに一端が固着され且つ立設されるフレームと、
前記フレームの他端部に設けられ且つ前記基板から突出する端子ピンの先端を保持する凹部を有する押さえ板と、
前記基板の周縁部を前記支持板との間で挟持する把持板と、
を備えることを特徴とする端子ピンの接合用冶具。
【請求項５】
前記押さえ板の前記凹部はテーパー状の内側面を有する、請求項４に記載の端子ピンの接合用冶具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器、電子機器、通信機器等の配線接続及び部品の接続等に用いる実装技術分野において利用される端子ピンの接合方法及び接合用冶具に関する。
【背景技術】
【０００２】
実装技術分野では、構造体の孔内に半田が充填されてリード線等の挿入実装部品を固着する半田付け構造が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、複数の端子ピンを治具にエア吸着させ、基板上でエア加圧により押し付けた状態で端子ピンを接合する技術も提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７‐１８１８８０号公報
【特許文献２】特開２０００−３４９２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術における半田付け構造は、リード線を基板上にフロー半田付けして予め実装された後に表面実装部品を搭載して混載実装する際、リフロー半田付け温度をフロー半田付けに用いた半田材の融点以上に設定すると、リード線のフロー半田付け部が再溶融する。よって、リード線のフロー半田付け部が再溶融する結果、リード線のリード線が傾く、又は、リード線が基板上から浮く、若しくは、脱離する等、半田付け不良が生じることが懸念される。また、リード線が傾いて垂直度を保てない現象が生じる要因として、基板の反りにともなう、スルーホールの傾斜も挙げられる。
【０００６】
さらに、特許文献２の技術では、エア加圧により押し付けた状態で端子ピン等の挿入実装部品を接合する際に基板の反り防止対策がないので、加熱接合後に端子ピンが傾くおそれがあった。さらに、エア加圧なので基板に対する端子ピンの押し付け力が弱く、基板に対して端子ピンが不安定である問題があった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、部品の実装工程中に半田が再溶融した際に生じる端子ピンの傾きを補正できる端子ピンの接合方法及び接合用冶具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の端子ピンの接合方法は、基板上に半導体チップが搭載された半導体装置の前記半導体チップ上及び前記基板上の少なくとも一方に、端子ピンを立設して接合する接合方法において、
前記半導体チップ上及び前記基板上の少なくとも一方に、前記端子ピンの一端を、接合材を介して当接させて、前記端子ピンを立設する工程と、
前記端子ピンの他端を治具により保持して、前記端子ピンの姿勢を保持する姿勢保持工程と、
前記基板を前記治具により保持して、前記基板の反りを抑制する基板の形状維持工程と、
前記端子ピン及び前記基板を前記治具で保持した状態で、加熱・冷却して、前記接合材を溶融・固化させ、前記端子ピンを固着する工程と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の端子ピンの接合方法によれば、端子ピンの姿勢を保持する姿勢保持工程により端子ピンの基板に対する垂直度を維持し、形状維持工程により基板の反りを抑制するので、部品の実装工程中に半田が再溶融した際に生じる端子ピンの傾きを補正できと共に、基板の反りを抑制できる。
【００１０】
本発明の端子ピンの接合方法の一つの態様においては、
前記治具は、前記基板が載置される支持板と、
前記支持板における前記基板の周りに一端が固着され且つ立設されるフレームと、
前記フレームの他端部に設けられ且つ前記基板から突出する端子ピンの先端を保持する凹部を有する押さえ板と、
前記基板の周縁部を前記支持板との間で挟持する把持板と、
を備え、
前記姿勢保持工程において、前記基板を前記支持板上に載置し、前記端子ピンの他端を前記凹部に嵌合させて、前記押さえ板で前記端子ピンの他端を保持することが好ましい。この態様によれば、端子ピンの先端を保持する凹部を有する押さえ板で当該先端を確保するので、端子ピンの垂直度が安定する。
【００１１】
本発明の端子ピンの接合方法の一つの態様においては、
前記形状維持工程において、前記基板の周囲に配置された把持板により、前記支持板との間で前記基板の周縁部を挟持して前記基板の反りを抑制する、ことが好ましい。この態様によれば、把持板によりリフロー時の基板の周縁部の支持板への密着度が向上する。
【００１２】
本発明の端子ピンの接合用冶具は、
基板上に半導体チップが搭載された半導体装置の前記半導体チップ上及び前記基板上の少なくとも一方に、端子ピンを立設して接合するための端子ピンの接合用冶具において、
前記基板が載置される支持板と、
前記支持板における前記基板の周りに一端が固着され且つ立設されるフレームと、
前記フレームの他端部に設けられ且つ前記基板から突出する端子ピンの先端を保持する凹部を有する押さえ板と、
前記基板の周縁部を前記支持板との間で挟持する把持板と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の端子ピンの接合用冶具によれば、実装工程での基板の反りにともなう端子ピンの傾きを抑制するとともに、表面実装部品の半田付け部が再溶融する場合にも、端子ピンを保持し、端子ピンの姿勢制御できるので、端子ピンが混載実装された構造体の接合信頼性を確保することが可能となる。
【００１４】
本発明の端子ピンの接合用冶具の一つの態様においては、
前記押さえ板の前記凹部はテーパー状の内側面を有することが好ましい。この態様によれば、凹部にテーパー状の内側面があるので、基板の反りにともなう端子ピンの傾きを抑制し、且つ、半導体チップ下半田接合部が再溶融したときの半導体チップ傾きにともなう端子ピンの傾きを補正し、垂直度を保つことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の端子ピンの接合方法によれば、実装工程中に生じる基板の反りを抑制しつつ、凹部付き治具にて端子ピンの先端を固定することで、実装工程中に半田が再溶融した際に生じる端子ピンの傾きを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の端子ピンの接合方法により作製される端子ピンが半田付けされた構造体の模式的な断面図である。
【図２】実施形態の端子ピンの接合用冶具の模式的な斜視図である。
【図３】実施形態の端子ピンの接合用冶具により、基板上に半導体チップが予め搭載されている半導体チップ上に端子ピンが立設保持された様子を示す模式的な斜視図である。
【図４】図３のＸＸ線に沿った端子ピンの接合用冶具及び基板等の模式的な断面図である。
【図５】本発明の実施形態の端子ピンの接合用冶具における押さえ板の作用面を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態の端子ピンの接合用冶具における押さえ板を外した状態を示す上面図である。
【図７】本発明の実施形態の端子ピンの接合用冶具における押さえ板の一部の模式的な拡大部分断面図である。
【図８】本発明の実施形態の端子ピンの接合用冶具における押さえ板の一部の模式的な拡大部分断面図である。
【図９】本発明の実施形態の端子ピンの接合方法により作製される端子ピンが半田付けされた他の構造体の模式的な断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の端子ピンの接合方法のプロセスフロー図である。
【図１１】本発明の実施形態の端子ピンの接合方法の要部の工程における接合用冶具及び基板等の模式的な断面図である。
【図１２】本発明の実施例の一部の工程（Ｓ３）及び（Ｓ８）の半導体チップ接合の温度プロファイル及び端子ピン接合の温度プロファイルを示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例による基板の反り量の測定結果と予備試験とによる基板の反り量の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の端子ピンの接合用冶具と端子ピンの接合方法の実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。なお、図面において同一の構成要素については、同一の符号を付け、重複する構成要素の説明は省略する。
【００１８】
（端子ピンが半田付けされた構造体）
まず、実施形態の端子ピンの接合方法により作製される端子ピンが半田付けされた構造体について説明する。
【００１９】
図１に、実施形態の端子ピンの接合方法により作製される端子ピンが半田付けされた構造体１の模式的な断面図を示す。当該端子ピンが半田付けされた構造体がパワー半導体モジュールに用いられる部品である場合を説明するが、本発明はこれに限定されず、端子ピン以外の挿入実装部品に適用できる。
【００２０】
図１において、当該端子ピンが半田付けされた構造体１は、基板２と、該基板上の半導体チップ３と、該半導体チップ上の端子ピン４とを備えている。基板２（回路板２ｂ）と半導体チップ３は、例えば半田５等の接合材により電気的に接続されている。半導体チップ３と端子ピン４も半田５等の接合材により電気的に接続されている。
【００２１】
基板２は、絶縁板２ａと、絶縁板２ａのおもて面すなわち主面に設けられた回路板２ｂと、絶縁板２ａの裏面に設けられた金属板２ｃとが積層された積層基板である。絶縁板２ａは例えば窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の絶縁性セラミックスからなる。回路板２ｂ及び金属板２ｃは、例えば銅等の金属からなる。そして回路板２ｂは、絶縁板２ａ上に選択的に形成されていて、これにより所定の電気回路（図示せず）を構成している。基板２の積層基板として、例えばＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板等を用いることができる。ＤＣＢ基板は、絶縁板２ａに銅等からなる回路板２ｂ、金属板２ｃが直接接合されている基板である。絶縁板２ａが絶縁性のため、回路板２ｂと金属板２ｃとは電気的に絶縁されている。
【００２２】
半導体チップ３は、特に限定されないが、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＦＷＤ（Free Wheeling Diode）であってもよいし、これらを一つの半導体チップの中で縦方向に形成されたＲＢ−ＩＧＢＴ（Reverse Blocking-Insulated Gate Bipolar Transistor ）やＲＣ−ＩＧＢＴ（Reverse Conducting-Insulated Gate Bipolar Transistor）であってもよい。ＳｉＣからなる半導体チップ（例えばＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ）は、シリコンからなる半導体チップに比べて高耐圧で、且つ高周波でのスイッチングが可能である。
【００２３】
半導体チップ３には、図示しないが、おもて面と裏面を備える半導体基板に縦型のスイッチング素子が設けられてもよい。半導体チップ３は、そのおもて面に主電極（図示せず）を備え、その裏面にも電極（図示せず）を備えていてもよい。例えば半導体チップ３がＩＧＢＴである場合には、おもて面には、主電極のエミッタ電極及びゲート電極が形成され、裏面にはコレクタ電極が形成されていてもよい。
【００２４】
端子ピン４は、一端及び他端を備える棒状の導電部材であり、一端が例えば半田５等の接合材を介して半導体チップ３に電気的且つ機械的に接続されている。端子ピン４の他端は、半導体チップ３に対向して配置され得る配線基板（図示せず）に電気的且つ機械的に接続されることができる。なお、図示しない配線基板と端子ピン４とは、例えば、配線基板の所定の位置に形成されている孔に端子ピン４を圧入することにより電気的且つ機械的に接続される。圧入の他、半田やロウ付け、又はカシメによることもできる。
【００２５】
端子ピン４は、例えば互いに平行な平坦な両端面を備える円柱や角柱等のピン形状を有し、銅等の電気抵抗が低く、熱伝導率が高い金属材料から形成される。端子ピン４は、１つの半導体チップ３のおもて面上に、複数個の端子ピンを配置することが好ましい。こうすることによって、半導体チップ３から配線基板（図示せず）への熱伝導性を向上させることができる。
【００２６】
半田５は、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｓｂ−Ａｇ系等の半田材料を用いることができる。パワー半導体モジュール１において、各々の接合に半田５として同じ半田材料を用いてもよいし、例えば、半導体チップ３及び回路板２ｂを接合する半田５と半導体チップ３及び端子ピン４を接合する半田５とに異なる半田材料を用いてもよい。
【００２７】
（端子ピンの接合用冶具）
次に、実施形態の端子ピンの接合方法に用いられる端子ピンの接合用冶具について説明する。
【００２８】
図２に、実施形態の端子ピンの接合方法に用いられる端子ピンの接合用冶具１０の模式的な斜視図を示す。図３は、端子ピンの接合用冶具１０により、基板２上に半導体チップ３が予め搭載されている半導体チップ３上に端子ピン４が立設するように、保持された様子を示す模式的な斜視図である。図４は、図３のＸＸ線に沿った端子ピンの接合用冶具１０及び基板２等の模式的な断面図である。
【００２９】
かかる接合用冶具１０は、基板２が載置される四角形の支持板ＳＰと、支持板ＳＰにおける基板２の周りに一端が固着され且つ立設されるフレームＦＲと、フレームＦＲの他端部に設けられた押さえ板ＰＰ、基板２の周縁部を支持板ＳＰとの間で挟持する把持板ＰＨ（基板反り抑制治具とも呼ぶ）と、から構成される。
【００３０】
四角のフレームＦＲには四つの脚部ＦＬ（各一端）がそれぞれ含まれ、四角形の支持板ＳＰの四隅にそれぞれ固着されている。
【００３１】
フレームＦＲの枠本体（他端の段差部）には四角形の押さえ板ＰＰが嵌合されている。押さえ板ＰＰのおもて面の四隅は、それぞれ保持加圧用ネジＰＰｂにより、支持板ＳＰに向かうように所定圧力で加圧されつつ保持されている。
【００３２】
押さえ板ＰＰの裏面（作用面）の略中央には、図５に示すように、複数の凹部ＲＣが形成されている。この実施形態では、３×３のマトリクス上に配置された９つの凹部ＲＣが形成されている。凹部ＲＣは基板２から突出する端子ピン４の先端をそれぞれ保持する。
【００３３】
基板２は、図６に示すように、支持板ＳＰのおもて面の略中央に位置合わせして載置され、その周縁部（四隅）が支持板ＳＰとの間で把持板ＰＨにより挟持されている。基板２のおもて面の四隅は、それぞれ把持板ＰＨと保持加圧用ネジＰＨｂにより、支持板ＳＰに向かうように所定圧力で加圧されつつ保持されている。基板２のおもて面の略中央には、図６に示すように、３×３のマトリクス上に配置された９組の半導体チップ３と端子ピン４が載置されている。
【００３４】
図４に示すように、基板２上に半導体チップ３が予め搭載されている半導体チップ３上に立設する端子ピン４は、端子ピンの接合用冶具１０により、支持板ＳＰと押さえ板ＰＰの間において所定圧力で加圧されつつ保持される。この状態でリフロー処理が行われる。
【００３５】
図７に示すように、端子ピン４の先端を保持する押さえ板ＰＰの凹部ＲＣは、テーパー状の内側面１２（内周傾斜面）を有する。この実施形態の凹部ＲＣは円錐台形状の凹部であり、図７に示すように、中央の底面１１を包囲して内周傾斜面１２が形成されて構成される。テーパー状の内側面１２において、底面１１と内周傾斜面１２の成すテーパー角度θは９０度以上１５０度以下が好ましく、９０度以上１２０度以下がより好ましい。円錐台形状の凹部ＲＣにより、端子ピン４の嵌合の際に基板２に対する端子ピン４の位置合わせが確実となる。なお、凹部ＲＣの断面形状は、図８に示すような断面矩形状、すなわち角度θ＝９０°となる形状であってもよい。このような形状としては、円柱形状をなす凹部が挙げられる。端子ピン４の直径及び端子ピン傾きの許容値から、テーパー角度並びに、端子ピン４の側面及び内側面１２の間のクリアランス量を決定すればよい。
【００３６】
接合用冶具１０における、支持板ＳＰ、フレームＦＲ、押さえ板ＰＰ及び把持板ＰＨは例えば、ファインセラミックスから構成される。
【００３７】
なお、上記の実施形態例では、端子ピン４が基板２上に予め搭載された半導体チップ３上に半田５を介して立設した構造体の場合を説明したが、本発明はこれには限定されず、図９に示すように、端子ピン４が基板２上に半田５のみを介して直接立設したものを含む場合にも適用できる。
【００３８】
（端子ピンの接合方法）
図１０は端子ピンの接合方法のプロセスフロー図である。
【００３９】
端子ピンの接合方法は、基板上の所定位置に半田を塗布し（Ｓ１）、当該半田上に半導体チップを搭載し（Ｓ２）、基板に半導体チップを加熱接合し（Ｓ３）、基板上の半導体チップのおもて面等に半田を塗布し（Ｓ４）、当該半田上に端子ピンを立設・搭載し（Ｓ５）、治具により端子ピンの姿勢を保持し（Ｓ６）、基板を治具により保持して基板の反りを抑制し（Ｓ７）、基板等に端子ピンを加熱接合（Ｓ８）する工程を、を含む。
【００４０】
端子ピンの接合方法の要部の工程（Ｓ４）〜（Ｓ７）について図１１を参照しつつ説明する。ここでは、上記工程（Ｓ１）〜（Ｓ３）により、半導体チップ３が基板２上に半田（図示せず）を介して予め搭載されているものとする。また、基板２上に予め搭載された半導体チップ３上に端子ピン４を半田５を介して立設させ、且つ端子ピン４を基板２上に半田５のみを介して直接立設させる構造体（図９）の場合の端子ピンの接合方法を説明する。
【００４１】
工程（Ｓ４）において、図１１（ａ）に示すように、フレームＦＲの脚部に囲まれる支持板ＳＰの中央に基板２を載置した後、半導体チップ３上及び基板２の所定位置上に半田５を塗布する。
【００４２】
工程（Ｓ５）において、図１１（ｂ）に示すように、半導体チップ３上及び基板２上の半田５上の少なくとも一方に、それぞれ端子ピン４の一端を、当接させて、端子ピン４を立設する。
【００４３】
工程（Ｓ６）において、図１１（ｃ）に示すように、フレームＦＲの他端部に設けられた押さえ板ＰＰの凹部ＲＣに端子ピン４の他端を挿入し、保持加圧用ネジＰＰｂにより、押さえ板ＰＰで端子ピン４の他端を押圧して、端子ピン４の姿勢を保持する。
【００４４】
工程（Ｓ７）において、図１１（ｄ）に示すように、基板反り抑制治具ＰＨ（把持板）を保持加圧用ネジＰＨｂにより締め付けて、支持板ＳＰとの間で基板２の周縁部を挟持して保持し、基板２の反りを抑制する。
【００４５】
その後、端子ピン４及び基板２を上記治具で保持した状態で、加熱・冷却して、半田５を溶融・固化させ、端子ピン４を基板２に固着つつ電気的且つ機械的に接続する。
【００４６】
（予備試験）
予備試験として、端子ピンの接合方法にて発現する基板の反りを測定し、基板の反りを定義した。
【００４７】
予備試験における表面実装部品の上面に端子ピンが半田付けされた構造体（図６参照）は、銅製端子ピン（１ｍｍ直径で長さ１５ｍｍ）９本と、ＤＣＢ基板（一辺２０ｍｍの正方形で厚さ１ｍｍ）１枚と、半導体チップ（３ｍｍの正方形で厚さ０．５ｍｍ）９個とから構成された。
【００４８】
図１０に示す端子ピンの接合方法のプロセスフローから、治具により端子ピンの姿勢を保持する工程（Ｓ６）及び基板を治具により保持して基板の反りを抑制する工程（Ｓ７）を省略して、半導体チップ上に半田を塗布して端子ピンを搭載した後、加熱接合した構造体を作成した。
【００４９】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、図１０に示す端子ピンの接合方法のプロセスフローにおける基板に半導体チップを加熱接合する工程（Ｓ３）及び基板等に端子ピンを加熱接合する工程（Ｓ８）の半導体チップ接合の温度プロファイル及び端子ピン接合の温度プロファイルをそれぞれ示す。
【００５０】
予備試験で得られた構造体の基板の反り量はレーザ変位計（型式：ＬＫ−Ｇ３０００、キーエンス製）を用い、基板裏面の断面形状データを取得した。基板裏面の断面形状にて、最大値と最小値の差を基板の反りと定義する。この結果を図１３の「治具なし」のグラフに示す。図１３に示されるように、基板の一辺に平行なＸ方向の基板の反り量の平均値は約７９μｍであり、Ｘ方向に直交するＹ方向の基板の反り量の平均値は約９４μｍであった。Ｘ方向、Ｙ方向いずれも反り量の目標値（≦７０μｍ）を満足しない。その結果、端子ピンに傾きが生じ、基板の端子ピン側に対向する配線基板の対応するピン穴に端子ピンが挿入できない状態となった。なお、反り量の目標値（≦７０μｍ）は半田厚さバラツキ（１００μｍ±３０μｍ）を考慮し、基板の反り量の目標値を設定したものである。
【００５１】
（実施例）
図１０に示す端子ピンの接合方法を用いた以外、上記予備試験と同一の条件にて構造体を作成した。
【００５２】
図４に示すように、端子ピン姿勢保持用治具１０を用いて、端子ピンの姿勢を保持しながら、端子ピンをＤＣＢ基板に向けて押さえた。
【００５３】
上記予備試験の反り量を抑制するため、図２に示す端子ピン姿勢保持用治具１０を用いた。押さえ板ＰＰ及び保持加圧用ネジＰＰｂによる基板を保持するときの面圧は、０．３ＭＰａ〜５０ＭＰａの範囲とした。押さえ板ＰＰ及び保持加圧用ネジＰＰｂにより、加熱工程、冷却工程で生じる端子ピンの傾きを抑制できた。
【００５４】
押さえ板ＰＰ及び保持加圧用ネジＰＰｂによる面圧の範囲は、基板の形状、サイズにより異なる。基板の面圧の下限値を０．３ＭＰａとしているのは、０．３ＭＰａに満たない面圧では基板の反りを抑制できないためである。一方、５０ＭＰａを超える面圧で加圧したとき、表面実装部品にクラックが発生する、若しくは、半導体チップを破壊する等の不具合が発生した。よって、端子ピンを加圧するときの面圧の上限値を５０ＭＰａとした。
【００５５】
本実施例では、端子ピンに嵌る押さえ板ＰＰの凹部は、端子ピンの傾きに応じたテーパー形状を有することで、半田接合部が再溶融して、端子ピンの先端位置にズレが生じても、端子ピンを一定の傾き内で固定することができることを確認した。
【００５６】
一方、端子ピンの先端をテーパー形状凹部付き治具に固定し、押さえ板ＰＰに２ｋｇの荷重（端子ピン１本当たり２／９ｋｇの荷重）をかけ、各端子ピンの端面に３ＭＰａの面圧を付与して実装したときの基板の反り量の測定結果（予備試験と実施例）を、図１３の「治具あり」のグラフに示す。各端子ピンの端面に３ＭＰａの面圧をかける工程に関しては、感圧紙による面圧とネジ締め量の関係に基づき、ネジ締め量を決定した。Ｘ方向の基板の反り量の平均値は約１４μｍ、Ｙ方向の基板の反り量の平均値は約１７μｍ（治具を使用しないときの１／５以下）となり、Ｘ方向、Ｙ方向いずれも反り量の目標値（≦７０μｍ）を満足し、基板の端子ピン側に対向する配線基板の対応するピン穴に端子ピンが挿入できる状態を確保できた。
【００５７】
本実施例の接合用治具を用いることで、実装工程での基板の反りにともなう端子ピンの傾きを抑制して垂直度を保つとともに、半導体チップ下の半田接合部が再溶融したときに生じる端子ピンの傾きを補正することで、ＤＣＢ基板上の半導体チップの上面に端子ピンが半田付けされた構造体を安定して形成できる。また、同様の手法にて治具形状及び加圧条件出しをすることで、端子ピンと表面実装部品が混載実装された構造体にも適用できる。
【００５８】
以上、本発明は、上記の実施形態、実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１‥構造体、２‥基板、３‥半導体チップ、４‥端子ピン、５‥半田、１０‥接合用冶具、ＳＰ‥支持板、ＦＲ‥フレーム、ＰＰ‥押さえ板、ＰＨ‥把持板、ＲＣ‥凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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