专利名称：半导体元件的锡焊方法与半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将从半导体元件封装中引出的预定的引线锡焊到共同连接板的半导体元件的锡焊方法，以及对半导体装置锡焊的改良。
背景技术：
传统的半导体元件的锡焊方法和半导体装置中，把表面安装型的整流元件和连接至汇流条的外部端子配置在作为散热片的金属基底印刷电路板上，并锡焊安装到该导体图形上，同时锡焊所述汇流条和所述外部端子。这样的半导体装置例如被公开于特开平8-279592号公报(权利要求1，图1，段落号0012)。
但是，在这样的半导体装置中，由于其结构上的外部端子和汇流条各自锡焊，而外部端子的金属基底印刷电路配线板上的锡焊是回流(reflow)锡焊；由于外部端子和汇流条要各自锡焊，存在着所说的生产率差的问题。
发明内容
本发明为解决上述问题而形成，其第一目的不仅谋求对从多个半导体元件的封装引出预定引线的共同连接板进行锡焊时的生产率的提高，而且可防止从所述共同连接板的所述锡焊区域向非锡焊区域延伸的锡焊附着。
另外，本发明的第二个目的是，在需要对从多个半导体元件的封装中引出的预定的引线的共同连接板的锡焊和其它引线对控制电路板的锡焊中，谋求提高锡焊的生产率，防止对共同连接板的无用的锡焊附着。
本发明的第三目的在于，谋求提高对共同连接板的引线的锡焊操作性。
本发明的使具有封装和从所述封装中引出引线的多个半导体元件的预定的所述引线贯穿具有锡焊区域与非锡焊区域的共同连接板的所述锡焊区域部分、在把所述预定的引线的端头锡焊到所述锡焊区域的锡焊面上的半导体元件的锡焊方法中，包含如下工序为使延伸至所述锡焊面的一端的所述非锡焊区域部分比所述锡焊面凹下而在第一弯折部进行弯折的第一弯折工序；在所述第一弯折工序后，在不使所述非锡焊区域部分浸渍到锡焊槽的状态，使所述预定的引线的端头和所述锡焊面浸渍到锡焊槽的上层部分来锡焊的浸渍锡焊工序；在所述浸渍锡焊工序后，弯折所述共同连接板，使所述非锡焊区域部分的端部比所述锡焊面突出的第二弯折工序。
在所述第二弯折工序中，可在比所述第一弯折部更靠近所述非锡焊区域侧的第二弯折部弯折所述共同连接板。
另外，本发明是把有封装和从所述封装中引出的引线的多个半导体元件的预定的所述引线锡焊在共同连接板上的半导体装置，所述共同连接板具有锡焊区域和非锡焊区域，所述预定的引线贯穿所述共同连接板的所述锡焊区域部分，同时所述引线的端头被锡焊在所述锡焊区域的锡焊面上；所述共同连接板包括在把所述预定的引线的端头和所述锡焊面浸渍于锡焊槽来进行锡焊的浸渍锡焊时，为使所述的非锡焊区域部分比所述锡焊面凹下而弯折的第一弯折部。
并且，还设有第二弯折部，以在所述浸渍锡焊后使所述非锡焊区域部分的端头部分比所述锡焊面突出而加以弯折。
并且，设有与所述共同连接板的非锡焊区域部分平行配置的控制电路板，所述各半导体元件的其它的预定引线贯穿所述控制电路板，同时所述其它预定的引线被锡焊在所述控制电路板的锡焊面上，所述控制电路板中的锡焊面被配置在不突出于所述共同连接板的所述锡焊区域中的所述锡焊面的位置，同时所述控制电路板的安装元件被装于所述封装侧。
另外，在有关所述共同连接板的所述锡焊区域中的所述锡焊面和所述封装相夹的位置上设置所述控制电路板。
又，所述共同连接板的所述锡焊区域中，所述锡焊面和所述封装配置在同一平面上。
另外，本发明是把设有封装和从所述封装中引出的引线的多个半导体元件的预定的所述引线锡焊在共同连接板上、同时所述各半导体元件的其它预定的引线被锡焊在控制电路板上的半导体装置，所述共同连接板有锡焊区域和非锡焊区域，所述预定的引线贯穿所述共同连接板的所述锡焊区域部分，同时所述引线的端头被锡焊在所述锡焊区域的锡焊面上；与所述共同连接板的所述非锡焊区域部分平行地配置所述控制电路板，所述各半导体元件的其它预定的引线贯穿所述控制电路板，同时所述其它预定的引线被锡焊在所述控制电路板的锡焊面上；所述控制电路板中的锡焊面被配置在不突出于所述共同连接板的所述锡焊区域中的所述锡焊面的位置上，同时所述控制电路板的安装元件被装在所述封装侧。
还有，在所述共同连接板的所述锡焊区域中的所述锡焊面和所述封装相夹的位置上设置所述控制电路板。
再有，所述共同连接板的所述锡焊区域中的所述锡焊面和所述封装设置在同一平面。
还有，本发明是把有封装和从所述封装引出的引线的多个半导体元件的预定的所述引线锡焊到共同连接板上的半导体装置，所述预定的引线沿着所述共同连接板中的锡焊区域部分的主面配置，同时配置所述预定的引线，使其贯穿所述锡焊区域部分，所述预定的引线的贯穿部分被浸渍于锡焊槽中来进行锡焊。
是表示本发明实施例1中的电路图与半导体元件的关系的图。
是本发明实施例1中的半导体元件的平面图。
是本发明实施例1中的半导体元件的右侧视图。
是本发明实施例1中的半导体装置的结构和锡焊方法的说明图。
是本发明实施例2中的半导体装置的结构和锡焊方法的说明图。
是本发明实施例3中的半导体装置的结构和锡焊方法的说明图。
是本发明实施例4中的半导体元件锡焊方法的说明图。
PMu半导体元件，PMv半导体元件，PMw半导体元件，7封装，14封装，21封装，P端子，Pa冲切部分，N端子，L1引线，L2引线，L3引线，L4引线，L5引线，L6引线，L7引线，L8引线，L9引线，L10引线，L11引线，L12引线，L13引线，L15引线，L16引线，L17引线，L18引线，L19引线，L20引线，22弯折部分，23弯折部分，24弯折部分，25控制电路板，27锡焊槽，28熔化焊锡。
具体实施例方式
实施例1现参照图1至图4就实施例1进行说明。图1是众所周知的三相变频器电路图，是用由U相用、V相用、W相用的树脂密封型的功率组件构成的半导体元件PMu、PMv、PMw组成的装置。图2是半导体元件PMu的平面图，图3是半导体元件PMu的右侧面图，图4是使用了半导体元件PMu、PMv、PMw的半导体装置的结构和锡焊方法的说明图。
下面就图1进行详细说明。图中的半导体元件PMu由IGBT(是绝缘栅双极性晶体管的意思，以下简称为IGBT)1和与该IGBT1反相并联连接的续流二极管2构成的半导体元件组3和由IGBT4和与该IGBT4反相并联连接的续流二极管5构成的半导体元件组6串联连接构成，这些元件组密封在用密封树脂构成的封装7内形成，在封装7的边缘部分引出半导体元件组3、4的外部连接用引线L1至L7。另外，有关半导体元件PMv和PMw的构成中与PMu相同，各符号的详细说明从略。还有，符号10、13、17和20是表示相当于半导体元件组3、6的半导体元件组。另外，P是连接至直流电源(未图示)正极的端子，被连接到引线L1、L8和L15，是本发明的共同连接板的构成部分；端子N与端子P构成一对，是连接至所述直流电源的负极的端子，被连接至引线L6、L13和L20，是本发明的共同连接板的构成部分。
以下就图1的电路的动作进行说明。在端子P、N之间由所述直流电源施加直流电压的状态下，通过在引线L2、L4、L9、L11、L16与L18上供给由驱动电路(未图示)供给变频器控制用的预定栅信号，IGBT1、4、8、11、15与18进行预定的开关动作，从引线L7、L14与L21向负载(未图示)输出三相交流电压，进行所述负载的变频器控制。再者，关于续流二极管2、5、9、12、16与19的动作众所周知，所以省略其说明。
下面，就半导体元件PMu，PMv和PMw的结构以PMu为代表例进行说明，特别参照图2和图3就引线L1至L7从封装中的引出进行说明。图2是半导体元件PMu的平面图，是表示引线L1至L7的配置的图。图3是对应于图2的平面图的右侧面图，表示从封装7中的引线L1至L7的引出形状，具有与已知的DIP型IC相同的结构。
下面，按图4说明半导体元件PMu，PMv和PMw的引线的锡焊方法和采用该锡焊方法的半导体装置。图中的板状端子P构成引线L1、L8和L15的共同连接板，设于该端子P的正主面的半导体元件PMu，PMv和PMw的引线L1、L8和L15贯穿端子P的锡焊区域部分，其端头被锡焊在端子P的背主面(锡焊面)；其锡焊方法是把需要锡焊的端子浸渍到锡焊槽27中的熔化锡焊28上，即所谓用锡焊浸渍进行锡焊的方法。锡焊时，在由端子P的锡焊区域延伸的一侧的非锡焊区域上设置如图4虚线所示那样，把所述非锡焊区域由所述背主面向封装7、14、21一侧作一次后退那样地弯折的弯折部分(第一弯折部)22和23，在锡焊完成后，向箭头A的方向弯折，设置如实线所示形状弯折的弯折部分(第二弯折部)24。另外，图4中未图示的端子N和引线L6、L13、L20用与端子P和引线L1、L8、L15的锡焊相同的方法进行锡焊。另外，不需要锡焊的其它端子均适当配置，以不浸渍到锡焊槽27内的熔化锡焊28中。还有，所述第一弯折部22、23位于锡焊区域与非锡焊区域的中间部分，第二弯折部24也位于锡焊区域与非锡焊区域的中间部分。第二弯折部24比第一弯折部22、23更靠近非锡焊区域一侧。
也就是说，这种锡焊方法包含下列工序为使与锡焊面一侧延伸连接的非锡焊区域部分比锡焊面在半导体元件PMu，PMv和PMw一侧凹下而将弯折部分22、23弯折的第一弯折工序；在这个工序之后，在不把非锡焊区域部分浸渍到锡焊槽中的状态下，使引线L1、L8和L15的端头和锡焊面浸渍到锡焊槽的上层部分加以锡焊的浸渍锡焊工序；在该工序后弯折端子P，使非锡焊区域部分的端头部分比锡焊面向所述半导体元件PMu，PMv和PMw的对侧突出的第二弯折工序。另外，在端子P这样弯折的状态下，把非锡焊区域部分作为与直流电源等的外部连接的端子使用。
若用这样的锡焊方法，在可以谋求防止引线和端子在非锡焊区域的锡焊附着，并且可以分别同时进行端子P和引线L1、L8、L15的锡焊以及端子N和引线L6、L13、L20的锡焊，也具有可谋求提高锡焊生产率的效果。
再有，用本实施例1说明过的半导体元件的锡焊方法也可用以下的方式加以说明。
也就是，这个锡焊方法使从封装中引出引线的多个半导体元件的预定的引线贯穿共同连接板，把该引线的端头锡焊在所述共同连接板的锡焊面上，同时使比所述锡焊面突出的所述共同连接板的一端不附着锡焊的半导体元件，其中包括把由所述锡焊面延伸至所述一端的所述共同连接板由第一中间部弯折、使其比所述锡焊面凹下的第一弯折工序；然后，在所述一端不浸渍于所述锡焊槽的状态下，使所述引线的端头和所述锡焊面在焊锡槽的上层部分浸渍、锡焊的浸渍锡焊工序；之后，由比所述共同连接板的所述第一中间部更靠近端头侧的第二中间部弯折，使其端头比所述锡焊面突出的第二弯折工序。
另外，本实施例1说明过的半导体装置也可用以下的方式加以说明。
也就是，所述半导体装置中，使从封装中引出引线的多个半导体元件的预定的引线贯穿共同连接板，在把其端头锡焊到所述共同连接板的锡焊面，同时使比所述锡焊面突出的所述共同连接板的一端不附着锡焊；其特征在于在使设置所述引线的端头和所述锡焊面浸渍于锡焊槽的上层部分进行锡焊的浸渍锡焊时，为了把所述一端不浸渍于所述锡焊槽，弯折所述共同连接板的一部分，使它比锡焊面凹下。
实施例2参照图5就实施例2进行说明。图5表示实施例2中半导体元件的锡焊方法和采用该锡焊方法的半导体装置的结构。其中，25是控制电路板，半导体元件PMu的控制用引线L2至L5，半导体元件PMv的控制用引线L9至L12以及半导体元件PMw的控制用引线L16至L19从其正主面向背主面贯穿，其端头与形成在所述背主面(锡焊面)的预定的电路图形(未图示)锡焊而连接。26是安装在控制电路板25的正主面的、构成电路的电阻等的电元件(安装元件)。该电元件被安装在封装7、14、21一侧。因而，端子P、N的锡焊区域部分的正主面与控制电路板25的背主面成相向配置。从图5可知，这个控制电路板25以相对于端子P、N的非锡焊区域部分成大致平行地配置。再者，控制电路板25的背主面设置在不突出于端子P、N的锡焊区域中的锡焊面的位置上(躲避到封装7、14、21一侧的位置)。再有，由于其它的符号说明与实施例1的符号相同或相当，省略其说明。另外，由于本实施例2只是比实施例1上增加了控制电路板25，电路动作实质上与实施例1的相同，因此说明从略。
下面就半导体元件PMu、PMv和PMw的锡焊方法进行说明。首先，用与实施例1相同的要点使半导体元件PMu、PMv和PMw的引线L1、L8、L15贯穿控制电路板25，从端子P的正主面穿到背主面，另外，使引线L6、L13、L20贯穿控制电路板25，从端子N的正主面分别穿到背主面，它们的端头从端子P、N的背主面以预定的量突出；同时把半导体元件PMu、PMv和PMw的控制用引线L2至L5，L9至L12，L16至L19从控制电路板25的正主面分别穿到背主面，它们的端头从控制电路板25的背主面以预定的量突出。
接着，按虚线的形状所示浸渍端子P和N，使控制电路板25的背主面接触到锡焊槽27内的熔化锡焊28的表面，然后，从锡焊槽27提起，引线L1、L8、L15的端头被锡焊到端子P的背主面，引线L6、L13、L20的端头被锡焊到端子N的背主面，控制引线L2至L5，L9至L12，L16至L19的端头分别被锡焊到控制电路板25背主面的预定的电路图形上。然后，在弯折端子P部分24弯折，可防止对端子P的一端的非锡焊区域的锡焊附着。再有，与端子P一样，端子N的一端的非锡焊区域也可以防止焊锡附着。
这样一来，不仅对于端子P、N，而且对于设有控制电路板25的半导体装置，可以同时进行半导体元件PMu、PMv和PMw的引线和端子P、N及控制用电路板的锡焊，其结果，在可以谋求防止对引线和端子P、N的非锡焊区的锡焊附着，同时可以谋求提高锡焊的生产率；再有，使端子P、N的锡焊区域部分的正主面与控制电路板25的背主面对置，具有可以谋求半导体装置的平面尺寸小型化的效果。
再有，在半导体元件PMu、PMv和PMw的引线锡焊之前的端子P、N向控制电路板25的安装，当然没有特定的顺序。
以实施例2说明的半导体装置也可用以下的方式加以说明。
也就是，所述半导体装置中，从封装引出引线的多个半导体元件的预定的引线贯穿共同连接板，其端头锡焊到所述共同连接板的锡焊面上，同时其它引线贯穿与所述共同连接板处于同一个平面或比共同连接板偏向所述封装的一侧、与所述共同连接板的至少一部分或延长面成平行地配置的控制电路板，它们的端头锡焊在所述控制电路板的锡焊面上；所述半导体装置的特征在于把安装到所述控制电路板的元件在与所述封装相对的面上安装，以使所述控制电路板的锡焊面不比所述共同连接板的锡焊面突出。
特别是，其特征在于控制电路板处在由共同连接板的锡焊区域和封装夹在其间的位置。
实施例3参照图6就实施例3进行说明。另外，图6表示实施例3中的半导体元件的锡焊方法和采用该锡焊方法的半导体装置的结构。本实施例3与实施例2的不同点是，将端子P、N的背主面(锡焊面)与控制电路板25的背主面(锡焊面)作为同一平面。其它结构与实施例2的相同，省略其说明。
这种结构的装置中，可以防止对端子P、N的正主面的无用的焊锡附着。
另外，端子P、N的背主面和控制电路板25的背主面可以不完全在同一平面，而是大致在同一平面。
也可以说，本实施例3说明的半导体装置的特征在于共同连接板的锡焊面与控制电路板的锡焊面配置在同一平面上。
实施例4以下，参照图7就实施例4进行说明。图7说明引线L1、L8、L15和引线L6、L13、L20在端子P、N上安装的变形例，以端子P和半导体元件PMu的引线L1之间的关系作为代表例。图中，Pa是通过对端子P作冲压加工而形成的从正主面向背主面贯穿的冲孔部分，使引线L1嵌入该冲孔部分Pa，即引线L1处于沿端子P的背主面配置的状态，浸渍到锡焊槽27的熔化焊锡28中，然后提起来，如此进行锡焊。
在这样的结构中，可以降低把端子P、N浸渍到熔化锡焊中的反力，因而，具有可以降低人工操作的锡焊加工中的所述反力引起的不稳定性的效果。
本实施例4说明的半导体装置也可以用以下的方式加以说明。
也就是，所述半导体装置中，使从封装引出引线的多个半导体元件的引线贯穿共同连接板，将其端头锡焊到所述共同连接板；其特征在于将所述贯穿部分浸渍到焊锡槽，使所述引线沿所述共同连接板的主面配置。
如上所述，本发明在使有封装和从所述封装引出引线的多个半导体元件的预定的所述引线贯穿有锡焊区域和非锡焊区域的共同连接板的所述锡焊区域部分，把所述预定的引线的端头锡焊到所述锡焊区域的锡焊面上的半导体元件的锡焊方法中包括延伸至所述锡焊面的一端的所述非锡焊区域部分在第一弯折部弯折，以比所述锡焊面更凹下的第一弯折工序；在所述第一弯折工序后，在所述非锡焊区域不浸渍到锡焊槽的状态下，把所述预定的引线的端头与所述锡焊面浸渍到锡焊槽的上层部分进行锡焊的浸渍锡焊工序；在所述的浸渍锡焊后，弯折所述共同连接板，使所述非锡焊区域部分的端头比所述锡焊面突出的第二弯折工序；提供了谋求防止对所述共同连接板的一端的锡焊附着，而且可进行生产率优良的锡焊的半导体元件的锡焊方法。
权利要求
1.一种使设有封装和从所述封装中引出的引线的多个半导体元件的预定的所述引线贯穿具有锡焊区域和非锡焊区域的共同连接板的所述锡焊区域部分，把所述预定的引线的端头锡焊在所述锡焊区域的锡焊面上的半导体元件的锡焊方法，其特征在于包括如下工序延伸至所述锡焊面的一端的所述非锡焊区域部分在第一弯折部弯折，以比所述锡焊面凹下的第一弯折工序；在所述第一弯折工序后，在使所述非锡焊区域部分不浸渍于锡焊槽的状态下，使所述预定的引线端头和所述锡焊面浸渍于焊锡槽的上层部分来锡焊的浸渍锡焊工序；以及在所述浸渍锡焊工序后，弯折所述共同连接板，以使所述非锡焊区域部分的端头部分比所述锡焊面突出的第二弯折工序。
2.如权利要求1所述的半导体元件的锡焊方法，其特征在于在所述第二弯折工序中，在比所述第一弯折部更靠近所述非锡焊区域侧的第二弯折部弯折所述共同连接板。
3.一种有封装和从所述封装引出的引线的多个半导体元件的预定的所述引线被锡焊于共同连接板的半导体装置，其特征在于所述共同连接板有锡焊区域和非锡焊区域；所述预定的引线贯穿所述共同连接板的所述锡焊区域部分，同时所述引线的端头被锡焊在所述锡焊区域的锡焊面上；所述共同连接板包含，在使所述引线的端头和所述锡焊面浸渍锡焊槽的上层部分来进行锡焊的浸渍锡焊时、为使所述非锡焊区域部分比所述锡焊面凹下而弯折的第一弯折部。
4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于所述共同连接板还包含第二弯折部，该部分在所述浸渍锡焊后为使所述非锡焊区域部分的端头部分比所述锡焊面突出而被弯折。
5.如权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于设有与所述共同连接板的非锡焊区域部分平行地配置的控制电路板；所述各半导体元件的其它预定的引线贯穿所述控制电路板，同时所述其它预定的引线被锡焊在所述控制电路板的锡焊面上；所述控制电路板中的锡焊面被配置在不突出于所述共同连接板的所述锡焊区域中的所述锡焊面的位置上，同时所述控制电路板的安装元件被安装到所述封装侧。
6.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于所述控制电路板配置在所述共同连接板的所述锡焊区域中的所述锡焊面和所述封装相夹的位置上。
7.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于所述共同连接板的所述锡焊区域中的所述锡焊面和所述封装配置在同一平面上。
8.一种有封装和从所述封装引出的引线的多个半导体元件的预定的所述引线被锡焊于共同连接板，同时所述各半导体元件的其它引线被锡焊于共同连接板的半导体装置，其特征在于所述共同连接板有锡焊区域与非锡焊区域，所述预定的引线贯穿所述共同连接板的所述锡焊区域部分，同时所述引线的端头被锡焊在所述锡焊区域的锡焊面上；所述控制电路板与所述共同连接板的所述非锡焊区域部分平行地设置，所述各半导体元件的其它预定的引线贯穿所述控制电路板，同时所述其它预定的引线被锡焊于所述控制电路板的锡焊面上；所述控制电路板中的锡焊面被配置在不比所述共同连接板的所述锡焊区域中的所述锡焊面突出的位置上，同时所述控制电路板的安装元件被安装到所述封装侧。
9.如权利要求8所述的半导体装置，其特征在于所述控制电路板设置在所述共同连接板的所述锡焊区域中的所述锡焊面和所述封装相夹的位置上。
10.如权利要求8所述的半导体装置，其特征在于所述共同连接板的所述锡焊区域中的所述锡焊面和所述封装设置在同一平面上。
11.一种有封装和从所述封装引出的引线的多个半导体元件的预定的所述引线被锡焊到共同连接板的半导体装置，其特征在于所述预定的引线沿所述共同连接板中的锡焊区域部分的主面配置，同时所述预定的引线贯穿所述锡焊区域部分，所述预定的引线的贯穿部分被浸渍于锡焊槽加以锡焊。
全文摘要
一种使从封装中引出引线的多个半导体元件的预定的引线贯穿共同连接板，把该引线的端头锡焊到所述共同连接板的锡焊面上，同时不在所述共同连接板的一端附着焊锡的半导体元件的锡焊方法，该方法谋求锡焊加工生产率的提高。其解决手段是设置弯折所述共同连接板的弯折部，使得在引线端头和锡焊该引线端头的共同连接板的锡焊面浸渍到锡焊槽内的熔化焊锡上时，位于所述共同连接板的一端的非锡焊区域不与熔化的焊锡接触。
文档编号H01L25/00GK1525545SQ0315240
公开日2004年9月1日 申请日期2003年7月25日 优先权日2003年2月24日
发明者山下信三 申请人:三菱电机株式会社