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JP6517577B2 - Power converter manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、電力変換装置の製造方法及びその製造装置に関し、特に、ハイブリッド自動車である車両に対して好適に適用され得る電力変換装置の製造方法及びその製造装置に関する。   The present invention relates to a method of and an apparatus for manufacturing a power conversion device, and more particularly to a method and an apparatus for manufacturing a power conversion device that can be suitably applied to a vehicle that is a hybrid vehicle.

近年、四輪自動車等の車両においては、駆動システムに内燃機関であるエンジンと電動モータとを協働して用いるハイブリッド自動車が普及してきている。かかるハイブリッド自動車においては、エンジンと電動モータとを協働した状態で稼働させる電子制御装置の一つとして、電力変換装置を内蔵した電力制御装置が用いられている。   BACKGROUND In recent years, in vehicles such as four-wheeled vehicles, hybrid vehicles that use an engine, which is an internal combustion engine, and an electric motor in cooperation with each other in a drive system have become widespread. In such a hybrid vehicle, a power control device incorporating a power conversion device is used as one of the electronic control devices for operating the engine and the electric motor in cooperation with each other.

かかる電力変換装置は、半田によって所定の配置位置に接合された半導体素子等の構成部品と、これら構成部品を収容する樹脂ケースと、を備えている。そして、例えば、各構成部品は、所定の配置位置で半田付け処理が施されることにより、半田によって所定の配置位置に接合されるものである。   The power converter includes components such as a semiconductor element joined to a predetermined arrangement position by solder, and a resin case that accommodates these components. Then, for example, each component is soldered to the predetermined arrangement position by the soldering process at the predetermined arrangement position.

かかる状況下で、特許文献1及び特許文献2には、還元性ガスである水素ガスを供給することによってリフロー半田材が酸化することを抑制しながら、回路基板に構成部品を半田付けする水素リフロー半田付け処理が開示されている。   Under such circumstances, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose hydrogen reflow in which components are soldered to a circuit board while suppressing the oxidation of the reflow solder material by supplying hydrogen gas which is a reducing gas. A soldering process is disclosed.

また、特許文献3には、還元性ガスである蟻酸ガスを供給することによってリフロー半田材が酸化することを抑制しながら、回路基板同士を半田付けする蟻酸リフロー半田付け処理が開示されている。   Further, Patent Document 3 discloses a formic acid reflow soldering process in which circuit boards are soldered while suppressing the oxidation of a reflow solder material by supplying a formic acid gas which is a reducing gas.

特開2009−253157号公報JP, 2009-253157, A 特開2010−000513号公報JP, 2010-000513, A 特開2011−003765号公報JP 2011-003765 A

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献1から特許文献3は、いずれも、種々の構成部品から成る電力変換装置の製造用に適合し得るリフロー半田付け処理を開示や示唆するものではない。   However, according to the study of the present inventors, Patent Documents 1 to 3 disclose or suggest reflow soldering processing that can be adapted to the manufacture of power converters consisting of various components. Absent.

つまり、特許文献1及び特許文献2が開示する水素リフロー半田付け処理では、水素の還元開始温度が相対的に高温であり、水素リフロー半田付け処理によって電力変換装置を製造する場合には、加熱に伴う電力変換装置の樹脂ケース等の温度上昇を抑制するためのカバー治具が必要となるために、多くの処理コスト及び処理労力が必要になると考えられる。   That is, in the hydrogen reflow soldering process disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the reduction start temperature of hydrogen is relatively high, and when the power converter is manufactured by the hydrogen reflow soldering process, heating is performed. Since a cover jig for suppressing the temperature rise of the resin case of the power conversion device accompanying it is required, it is considered that a large amount of processing cost and processing effort are required.

また、特許文献3が開示する蟻酸リフロー半田付け処理では、蟻酸の還元開始温度は相対的に低温ではあるが、回路基板同士を半田付けする処理条件を開示するのみであって、電力変換装置の種々の構成部品を時間効率的で自由度高く半田付けする処理条件を考慮したものではないものと考えられる。   Further, in the formic acid reflow soldering process disclosed in Patent Document 3, although the reduction start temperature of formic acid is relatively low, only the process conditions for soldering circuit boards to each other are disclosed, and the power converter It is considered that the processing conditions for soldering various components time-efficiently and freely are not considered.

よって、現状では、種々の構成部品から成る電力変換装置の製造する際に、半田付けの処理コスト及び処理労力を低減することができ、かつ時間効率及び処理自由度が高い半田付け処理を実現することができる新規な構成のリフロー半田付け処理を実現した電力変換装置の製造方法及びその製造装置が待望された状況にある。   Therefore, at present, when manufacturing a power converter composed of various components, the soldering processing cost and processing labor can be reduced, and a soldering process with high time efficiency and high processing freedom is realized. There is a great demand for a method and apparatus for manufacturing a power conversion device that realizes a reflow soldering process with a novel configuration that can be performed.

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、種々の構成部品から成る電力変換装置の製造する際に、半田付けの処理コスト及び処理労力を低減することができ、かつ時間効率及び処理自由度が高いリフロー半田付け処理を実現した電力変換装置の製造方法及びその製造装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made through the above study, and can reduce the processing cost and processing effort of soldering when manufacturing a power converter composed of various components, and is time efficient and processed. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a power conversion device realizing a reflow soldering process with a high degree of freedom and a manufacturing apparatus therefor.

以上の目的を達成するべく、本発明の第1の局面では、第1の接続端子及び第2の接続端子を有する半導体素子と、前記第1の接続端子に接続する第1の接続部材と、前記第1の接続部材に接続する第2の接続部材と、前記半導体素子を実装する回路基板と、前記半導体素子、前記第1の接続部材、前記第2の接続部材及び前記回路基板を収容する樹脂ケースと、を備えると共に、前記半導体素子のスイッチング動作により電力変換機能を呈する電力変換装置の製造方法において、前記第1の接続端子及び前記第1の接続部材の間、前記第1の接続部材及び前記第2の接続部材の間、並びに前記第2の接続端子及び前記回路基板の間に、各々、半田を配した態様で、前記半導体素子、前記第1の接続部材、前記第2の接続部材及び前記回路基板が前記樹脂ケースに収容された予備構成体を、昇圧して大気圧以上の圧力とした蟻酸ガス雰囲気中に置いて前記圧力を維持する第1の工程と、前記第1の工程の実行と共に、前記半田の温度がその溶融温度以上になるように前記予備構成体を加熱して昇温することにより前記半田を溶融状態としながら前記蟻酸ガス雰囲気の温度がその蟻酸の還元開始温度以上及び前記樹脂ケースの温度がその樹脂の耐熱下限温度未満となるように前記蟻酸ガス雰囲気及び前記予備構成体を昇温し、前記半田の前記温度、前記蟻酸ガス雰囲気の前記温度及び前記樹脂ケースの前記温度を維持する第2の工程と、前記第1の工程及び前記第2の工程に引き続き、前記蟻酸ガス雰囲気を真空引きして排出し前記予備構成体の雰囲気を真空状態まで減圧した真空雰囲気とする第3の工程と、前記第3の工程に引き続き前記溶融状態の前記半田を降温して凝固することにより、前記第1の接続端子及び前記第1の接続部材、前記第1の接続部材及び前記第2の接続部材、並びに前記第2の接続端子及び前記回路基板を凝固された前記半田で各々接合する第4の工程と、を備え、前記第1の工程の前に、前記予備構成体の前記回路基板側をパレットに載置すると共に前記予備構成体の前記半導体素子、前記第1の接続部材及び前記第2の接続部材上に治具を載置することにより治具組み付け体を構成し、前記第2の工程で、前記治具組み付け体の前記治具側から前記治具組み付け体を加熱する上ヒータと、前記治具組み付け体の前記パレット側から前記治具組み付け体を加熱する下ヒータと、を用いて、前記下ヒータよりも前記上ヒータを先行して前記上ヒータの加熱を開始し、その後に所定の遅延時間をもって前記下ヒータの加熱を開始することにより、前記治具組み付け体の前記治具側の加熱量の印加度合いを前記治具組み付け体の前記パレット側の加熱量の印加度合いよりも早期に増大させる電力変換装置の製造方法である。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor element having a first connection terminal and a second connection terminal, and a first connection member connected to the first connection terminal. A second connection member connected to the first connection member, a circuit board on which the semiconductor element is mounted, and the semiconductor element, the first connection member, the second connection member, and the circuit board are accommodated. And a resin case, wherein the first connection member is disposed between the first connection terminal and the first connection member in a method of manufacturing a power conversion device that exhibits a power conversion function by the switching operation of the semiconductor element. The semiconductor element, the first connection member, and the second connection in a mode in which solder is disposed between the second connection member and between the second connection terminal and the circuit board; Member and circuit substrate Together with the execution of the first step, and a first step of maintaining the pressure by placing the pre-structure housed in the resin case in a formic acid gas atmosphere in which the pressure is increased to a pressure higher than atmospheric pressure; The temperature of the formic acid gas atmosphere is equal to or higher than the formic acid reduction start temperature and the resin while the solder is in a molten state by heating the temperature of the preparatory structure so that the temperature of the solder is equal to or higher than the melting temperature. The formic acid gas atmosphere and the preliminary structure are heated so that the temperature of the case is less than the heat resistant lower limit temperature of the resin, the temperature of the solder, the temperature of the formic acid gas atmosphere, and the temperature of the resin case Subsequent to the second step of maintaining, and the first step and the second step, a vacuum atmosphere in which the atmosphere of formic acid gas is evacuated and discharged, and the atmosphere of the preliminary structure is reduced to a vacuum state. The first connection terminal and the first connection member, and the first connection by lowering the temperature of the molten solder to solidify the third step and the third step following the third step. A second member and the second connection member, and a fourth step of bonding the second connection terminal and the circuit board respectively with the solidified solder , wherein the spare step is performed before the first step. A jig assembly is provided by mounting the circuit board side of the structure on a pallet and mounting a jig on the semiconductor element of the preparatory structure, the first connection member and the second connection member. An upper heater for heating the jig assembly from the jig side of the jig assembly in the second step, and the jig assembly from the pallet side of the jig assembly. Using the lower heater to heat the lower The heating amount of the upper heater precedes the heating of the upper heater before the heater, and thereafter the heating of the lower heater is started with a predetermined delay time, so that the heating amount on the jig side of the jig assembly can be obtained. the degree of application than applying the degree of heating of the pallet side of the jig assembly which is a method of manufacturing a power converter Ru increased early.

また、本発明は、第1局面に加えて、前記第2の工程で、前記半田を前記半田の溶融温度未満まで予備昇温して維持した後、更に前記半田を前記溶融温度以上に昇温することを第の局面とする。 The present invention, in addition to the first aspect, in the second step, after the solder was maintained in pre-heated to less than the solder melting temperature, further raising the solder above said melting temperature Warming is the second phase.

また、本発明は、第1又は2の局面に加えて、前記第1の工程で、前記蟻酸ガス雰囲気を真空引きして排出し前記予備構成体の雰囲気を真空状態まで減圧した真空雰囲気とした後、前記真空雰囲気を大気圧以上の圧力とした蟻酸ガス雰囲気とすることを第の局面とする。 In addition to the first or second aspect of the present invention, in the first step, the atmosphere of the formic acid gas is evacuated and discharged to make the atmosphere of the preliminary structure vacuumed to a vacuum state. After that, setting the vacuum atmosphere to a formic acid gas atmosphere at a pressure higher than atmospheric pressure is a third aspect.

また、本発明は、第1から第のいずれかの局面に加えて、前記第3の工程で、前記真空雰囲気を維持することを第の局面とする。 Further, the present invention is the first addition to the third one aspect, in the third step, a fourth aspect of maintaining the vacuum atmosphere.

また、本発明は、第1から第のいずれかの局面に加えて、前記第1の工程の前に、前記予備構成体をパレットに載置すると共に前記予備構成体上に治具を載置した治具組み付け体とし、前記治具組み付け体の雰囲気を真空状態とした後に不活性ガスで満たした不活性ガス雰囲気とし、更に前記不活性ガス雰囲気を真空状態とすることを第の局面とする。 Further, according to the present invention, in addition to any of the first to fourth aspects, prior to the first step, the preparatory structure is placed on a pallet and a jig is placed on the preparatory structure. A fifth aspect of the present invention is a jig assembly in which the atmosphere of the jig assembly is set to a vacuum state and then an inert gas atmosphere filled with an inert gas is set, and the inert gas atmosphere is set to a vacuum state. I assume.

また、本発明は、第1から第のいずれかの局面に加えて、前記第4の工程で、前記第3の工程に引き続き前記真空雰囲気を不活性ガス雰囲気とした後、前記溶融状態の前記半田を降温して凝固することを第の局面とする。 Further, in addition to any one of the first to fifth aspects of the present invention, in the fourth step, the vacuum atmosphere is changed to an inert gas atmosphere subsequently to the third step, and then the molten state is obtained. A sixth aspect is to solidify by lowering the temperature of the solder.

また、本発明は、第の局面に加えて、前記第4の工程で、前記不活性ガス雰囲気を大気圧以上に維持することを第の局面とする。 The present invention, in addition to the sixth aspect, in the fourth step, a seventh aspect of maintaining the inert gas atmosphere above atmospheric pressure.

また、本発明は、第1から第のいずれかの局面に加えて、前記電力変換装置は、更に、前記半導体素子を冷却する冷却器を備え、前記予備構成体では、前記第1の接続端子及び前記第1の接続端子に接続するリードフレームの各々の接続対象面の間、前記リードフレーム及び前記リードフレームに接続するバスバーの各々の接続対象面の間、前記第2の接続端子及び前記第2の接続端子に接続する前記回路基板の各々の接続対象面の間、並びに前記回路基板及び前記冷却器の各々の接続対象面の間に、前記半田を対応して配されることを第の局面とする。 Further, according to the present invention, in addition to any of the first to seventh aspects, the power conversion device further includes a cooler for cooling the semiconductor element, in the spare structure, the first connection. Between the connection target surface of each of the lead frame connected to the terminal and the first connection terminal, between the connection target surface of each of the lead frame and the bus bar connected to the lead frame, the second connection terminal and the second connection terminal It is preferable that the solder is correspondingly disposed between connection target surfaces of the circuit boards connected to the second connection terminals and between connection target surfaces of the circuit board and the cooler. It shall be the eighth phase.

以上の本発明の第1の局面にかかる電力変換装置の製造方法によれば、第1の接続端子及び第2の接続端子を有する半導体素子と、第1の接続端子に接続する第1の接続部材と、第1の接続部材に接続する第2の接続部材と、半導体素子を実装する回路基板と、半導体素子、第1の接続部材、第2の接続部材及び回路基板を収容する樹脂ケースと、を備えると共に、半導体素子のスイッチング動作により電力変換機能を呈する電力変換装置の製造方法であって、第1の接続端子及び第1の接続部材の間、第1の接続部材及び第2の接続部材の間、並びに第2の接続端子及び回路基板の間に、各々、半田を配した態様で、半導体素子、第1の接続部材、第2の接続部材及び回路基板が樹脂ケースに収容された予備構成体を、昇圧して大気圧以上の圧力とした蟻酸ガス雰囲気中に置いて圧力を維持する第1の工程と、第1の工程の実行と共に、半田の温度がその溶融温度以上になるように予備構成体を加熱して昇温することにより半田を溶融状態としながら蟻酸ガス雰囲気の温度がその蟻酸の還元開始温度以上及び樹脂ケースの温度がその樹脂の耐熱下限温度未満となるように蟻酸ガス雰囲気及び予備構成体を昇温し、半田の温度、蟻酸ガス雰囲気の温度及び樹脂ケースの温度を維持する第2の工程と、第1の工程及び第2の工程に引き続き、蟻酸ガス雰囲気を真空引きして排出し予備構成体の雰囲気を真空状態まで減圧した真空雰囲気とする第3の工程と、第3の工程に引き続き溶融状態の半田を降温して凝固することにより、第1の接続端子及び第1の接続部材、第1の接続部材及び第2の接続部材、並びに第2の接続端子及び回路基板を凝固された半田で各々接合する第4の工程と、を備え、第1の工程の前に、予備構成体の回路基板側をパレットに載置すると共に予備構成体の半導体素子、第1の接続部材及び第2の接続部材上に治具を載置することにより治具組み付け体を構成し、第2の工程で、治具組み付け体の治具側から治具組み付け体を加熱する上ヒータと、治具組み付け体のパレット側から治具組み付け体を加熱する下ヒータと、を用いて、下ヒータよりも上ヒータを先行して上ヒータの加熱を開始し、その後に所定の遅延時間をもって下ヒータの加熱を開始することにより、治具組み付け体の治具側の加熱量の印加度合いを治具組み付け体のパレット側の加熱量の印加度合いよりも早期に増大させるものであるため、種々の構成部品から成る電力変換装置を製造する際に、リフロー半田付けの処理コスト及び処理労力を低減することができ、かつ時間効率及び処理自由度が高いリフロー半田付け処理を実現することができる。特に、第1の工程及び第2の工程により、各部に配置されて溶融状態とした半田に蟻酸ガスを確実に接触させることができ、かかる半田に蟻酸の還元作用を確実に及ぼしてそれらの酸化を確実に抑制することができる。また、この際に、各部に配置された半田が溶融する温度条件、蟻酸がかかる半田に還元作用を開始する温度条件、及び樹脂ケースの樹脂材が溶融しない温度条件を全て充足することができる。更に、第2の工程で、治具組み付け体の治具側の加熱量の印加度合いを治具組み付け体のパレット側の加熱量の印加度合いよりも早期に増大させるものであるため、リフロー半田付け処理において、治具組み付け体中の治具を2次熱源として機能させながら、その予備構成体における治具側の半田接合箇所により迅速に熱量を与えて、各部に配置された半田を適切に溶融することができる。併せて、第3の工程により、各部に配置されて溶融状態とした半田を、不要なボイドの発生を抑制した態様で凝固することができる。 According to the method of manufacturing a power conversion device according to the first aspect of the present invention as described above, the semiconductor element having the first connection terminal and the second connection terminal, and the first connection connected to the first connection terminal Member, a second connection member connected to the first connection member, a circuit board on which the semiconductor element is mounted, a resin case for accommodating the semiconductor element, the first connection member, the second connection member, and the circuit board And a power conversion device exhibiting a power conversion function by the switching operation of the semiconductor device, the first connection member and the second connection between the first connection terminal and the first connection member. The semiconductor element, the first connection member, the second connection member, and the circuit board are accommodated in the resin case in a mode in which solder is disposed between the members and between the second connection terminal and the circuit board. Boost the pre-assembly to above atmospheric pressure With the execution of the first step and the first step of placing the pressure in the formic acid gas atmosphere and maintaining the pressure, the preliminary structure is heated to raise the temperature so that the temperature of the solder becomes equal to or higher than its melting temperature By heating the formic acid gas atmosphere and the preliminary structure so that the temperature of the formic acid gas atmosphere is higher than the formic acid reduction start temperature and the temperature of the resin case is less than the heat resistant lower limit temperature of the resin while The second step of maintaining the temperature of the solder, the temperature of the formic acid gas atmosphere, and the temperature of the resin case, and the first step and the second step, subsequently evacuating and discharging the formic acid gas atmosphere, and the atmosphere of the preliminary structure The third step of reducing the pressure to a vacuum state and the third step, the temperature of the molten solder is lowered subsequently to solidify the first connection terminal, the first connection member, the first Connection member and The second connecting member, and a fourth step of each joined with solder that is solidified the second connecting terminals and the circuit board, comprising a, before the first step, the palette circuit board side of the pre-structure The jig assembly is constructed by mounting the jig on the semiconductor element of the preparatory structure, the first connection member and the second connection member while mounting on the jig, and in the second step, the jig is assembled. Use the upper heater to heat the jig assembly from the jig side of the body and the lower heater to heat the jig assembly from the pallet side of the jig assembly, and let the upper heater precede the lower heater Heating of the upper heater is started, and then heating of the lower heater is started with a predetermined delay time, thereby applying the heating amount on the jig side of the jig assembly to the pallet side of the jig assembly in shall be increased earlier than the degree of applied Therefore, when manufacturing a power converter composed of various components, the processing cost and processing effort of reflow soldering can be reduced, and a reflow soldering process with high time efficiency and high processing freedom can be realized. be able to. In particular, formic acid gas can be reliably brought into contact with the solder placed in a molten state by the first step and the second step, and the reducing action of formic acid is surely exerted on the solder to oxidize them. Can be reliably suppressed. Further, at this time, it is possible to satisfy all the temperature conditions under which the solder disposed in each part melts, the temperature conditions under which the reducing action of the formic acid starts, and the temperature conditions under which the resin material of the resin case does not melt. Furthermore, in the second step, the degree of application of the heating amount on the jig side of the jig assembly is increased earlier than the degree of application of the heating amount on the pallet side of the jig assembly, so reflow soldering In processing, while causing the jig in the jig assembly to function as a secondary heat source, heat is quickly given to the solder joint portion on the jig side in the preparatory structure to appropriately melt the solder disposed in each part can do. At the same time, in the third step, the solder placed in a molten state can be solidified in a mode in which the generation of unnecessary voids is suppressed.

また、本発明の第の局面にかかる電力変換装置の製造方法によれば、第2の工程で、半田を半田の溶融温度未満まで予備昇温して維持した後、更に半田を溶融温度以上に昇温するものであるため、リフロー半田付け処理において、各部に配置された半田の温度を適切に昇温させて、それらの均質な溶融状態を得ることができる。 Further, according to the method of manufacturing a power conversion device according to the second aspect of the present invention, after the solder is preheated to a temperature lower than the melting temperature of the solder and maintained in the second step In the reflow soldering process, it is possible to appropriately raise the temperature of the solder disposed in each part to obtain a homogeneous molten state of them.

また、本発明の第の局面にかかる電力変換装置の製造方法によれば、第1の工程で、蟻酸ガス雰囲気を真空引きして排出し予備構成体の雰囲気を真空状態まで減圧した真空雰囲気とした後、真空雰囲気を大気圧以上の圧力とした蟻酸ガス雰囲気とするものであるため、リフロー半田付け処理において、各部に配置された半田に対して、蟻酸の純度の高い蟻酸ガスを接触させて適切な還元機能を発揮させることができる。 Further, according to the method of manufacturing a power conversion device in accordance with the third aspect of the present invention, in the first step, a vacuum atmosphere in which the atmosphere of formic acid gas is evacuated and discharged to reduce the atmosphere of the preparatory structure to vacuum After that, the formic acid gas atmosphere is set to a vacuum atmosphere at a pressure higher than atmospheric pressure, so formic acid gas with high purity of formic acid is brought into contact with the solder disposed in each part in the reflow soldering process. Appropriate reduction function can be exhibited.

また、本発明の第の局面にかかる電力変換装置の製造方法によれば、第3の工程で、真空雰囲気を維持するものであるため、リフロー半田付け処理において、各部に配置されて溶融状態とした半田を、不要なボイドの発生をより抑制した態様で凝固することができる。 Further, according to the method of manufacturing a power converter according to the fourth aspect of the present invention, since the vacuum atmosphere is maintained in the third step, it is disposed in each portion and melted in the reflow soldering process. Can be solidified in a mode in which the generation of unnecessary voids is further suppressed.

また、本発明の第の局面にかかる電力変換装置の製造方法によれば、第1の工程の前に、予備構成体をパレットに載置すると共に予備構成体上に治具を載置した治具組み付け体とし、治具組み付け体の雰囲気を真空状態とした後に不活性ガスで満たした不活性ガス雰囲気とし、更に不活性ガス雰囲気を真空状態とするものであるため、各部に配置された半田の雰囲気からリフロー半田付け処理で不要な成分を排除することができる。 Further, according to the method of manufacturing a power conversion device according to the fifth aspect of the present invention, the preparatory structure is placed on the pallet and the jig is placed on the preparatory structure before the first step. As the jig assembly, the atmosphere of the jig assembly is made vacuum and then the inert gas atmosphere filled with the inert gas is made, and furthermore, the inert gas atmosphere is made vacuum, so it is arranged at each part. Unwanted components can be removed from the atmosphere of the solder by the reflow soldering process.

また、本発明の第の局面にかかる電力変換装置の製造方法によれば、第4の工程で、第3の工程に引き続き真空雰囲気を不活性ガス雰囲気とした後、溶融状態の半田を降温して凝固するものであるため、リフロー半田付け処理において、各部に配置されて溶融状態とした半田を、不要なボイドの発生をより抑制した態様で凝固することができる。 Further, according to the method of manufacturing a power converter according to the sixth aspect of the present invention, in the fourth step, the vacuum atmosphere is changed to an inert gas atmosphere subsequently to the third step, and then the molten solder is cooled. Since the solder solidifies, the solder placed in a molten state in each part of the reflow soldering process can be solidified in a mode in which the generation of unnecessary voids is further suppressed.

また、本発明の第の局面にかかる電力変換装置の製造方法によれば、第4の工程で、不活性ガス雰囲気を大気圧以上に維持するものであるため、リフロー半田付け処理で凝固中の半田の雰囲気からそれらに不要な混入し得る不純物を低減することができる。 Further, according to the method of manufacturing a power conversion device according to the seventh aspect of the present invention, since the inert gas atmosphere is maintained at atmospheric pressure or higher in the fourth step, the solidification is performed by the reflow soldering process. It is possible to reduce the impurities which may be unnecessarily mixed into them from the solder atmosphere.

また、本発明の第の局面にかかる電力変換装置の製造方法によれば、電力変換装置は、更に、半導体素子を冷却する冷却器を備え、予備構成体では、第1の接続端子及び第1の接続端子に接続するリードフレームの各々の接続対象面の間、リードフレーム及びリードフレームに接続するバスバーの各々の接続対象面の間、第2の接続端子及び第2の接続端子に接続する回路基板の各々の接続対象面の間、並びに回路基板及び冷却器の各々の接続対象面の間に、半田を対応して配されるものであるため、電力変換装置における各部のリフロー半田付け処理を一度に行うことができる。 Further, according to the method of manufacturing a power conversion device of the eighth aspect of the present invention, the power conversion device further includes a cooler for cooling the semiconductor element, and in the spare structure, the first connection terminal and the first connection terminal The second connection terminal and the second connection terminal are connected between the connection target surface of each lead frame connected to the connection terminal 1 and the connection target surface of each of the lead frame and the bus bar connected to the lead frame Since the solder is correspondingly disposed between the connection target surfaces of the circuit boards and between the connection target surfaces of the circuit board and the cooler, the reflow soldering process of each part in the power conversion device is performed. Can be done at once.

図1は、本発明の実施形態における電力変換装置の製造装置及び製造方法によって製造される電力変換装置の構成を示す模式的要部断面図である。FIG. 1 is a schematic main part cross-sectional view showing the configuration of a power conversion device manufactured by the power conversion device manufacturing apparatus and method according to an embodiment of the present invention. 図2(a)は、本実施形態における電力変換装置の製造装置の構成を示す模式図であり、また、図2(b)は、図2(a)に示す電力変換装置の製造装置のチャンバの内部構成を示す模式図である。Fig.2 (a) is a schematic diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus of the power converter in this embodiment, Moreover, FIG.2 (b) is a chamber of the manufacturing apparatus of the power converter shown to Fig.2 (a). It is a schematic diagram which shows the internal structure of. 図3(a)は、本発明の実施形態における電力変換装置の製造装置及び製造方法によって製造される電力変換装置の予備構成体に治具及びパレットをセットした治具組み付け体の模式的要部断面図であり、図3(b)は、本実施形態における電力変換装置の製造装置及び製造方法による製造時の温度特性、真空度特性、及びチャンバ内雰囲気の種類を示す図である。Fig.3 (a) is a typical principal part of the jig assembly which set the jig and the pallet to the preparatory structure of the power converter manufactured by the manufacturing apparatus and manufacturing method of the power converter in embodiment of this invention. FIG. 3B is a cross-sectional view, showing temperature characteristics, vacuum characteristics, and types of atmosphere in the chamber at the time of manufacturing by the power conversion device manufacturing apparatus and manufacturing method in the present embodiment. 図4(a)は、本実施形態における電力変換装置の製造装置及び製造方法による製造時の上下ヒータの加熱特性を示す図であり、図4(b)は、本実施形態における電力変換装置の製造装置及び製造方法による電力変換装置の製造時の温度特性、真空度特性、及びチャンバ内雰囲気の種類の変形例を示す図である。Fig.4 (a) is a figure which shows the heating characteristic of the upper and lower heater at the time of manufacture by the manufacturing apparatus and manufacturing method of the power converter device in this embodiment, FIG.4 (b) is a power converter device in this embodiment. It is a figure which shows the modification of the temperature characteristic at the time of manufacture of the power converter device by a manufacturing apparatus and a manufacturing method, a vacuum degree characteristic, and the kind of atmosphere in a chamber.

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における電力変換装置の製造装置及び製造方法につき、詳細に説明する。なお、図中、x軸及びz軸は、2軸直交座標系を成し、x軸の方向は、水平方向に相当し、z軸の方向は、上下方向に相当するものとする。   Hereinafter, with reference to the drawings as appropriate, an apparatus and a method for manufacturing a power conversion device according to an embodiment of the present invention will be described in detail. In the drawing, the x-axis and the z-axis form a biaxial orthogonal coordinate system, the direction of the x-axis corresponds to the horizontal direction, and the direction of the z-axis corresponds to the vertical direction.

〔電力変換装置の構成〕
まず、図1を参照して、本実施形態における電力変換装置の製造装置及び製造方法によって製造される電力変換装置の構成につき、詳細に説明する。
[Configuration of Power Converter]
First, with reference to FIG. 1, the configuration of a power conversion device manufactured by the power conversion device manufacturing apparatus and method according to the present embodiment will be described in detail.

図1は、本実施形態における電力変換装置の製造装置及び製造方法によって製造される電力変換装置の構成を示す模式的要部断面図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a power conversion device manufactured by the power conversion device manufacturing apparatus and method according to the present embodiment.

図1に示すように、電力変換装置1は、典型的には、図示を省略する車両に搭載された水冷式電力変換装置であり、電力変換装置1の内部の構成要素を冷却する冷却器2と、冷却器2の上に固設された樹脂ケース3と、樹脂ケース3の内部に収容されると共に冷却器2上に半田接合部4によって接合された回路基板5と、樹脂ケース3の内部に収容されると共に回路基板5上に半田接合部6によって接合されて回路基板5に電気的に接続された複数の半導体素子7と、樹脂ケース3の内部に収容されると共に複数の半導体素子7に半田接合部8によって対応して接合されて電気的に接続される複数のリードフレーム91と、樹脂ケース3の内部に収容されると共に複数のリードフレーム91に半田接合部10によって対応して接合されて電気的に接続される複数のバスバー9と、を備えている。半田接合部4、6、8、10は、各々、それらのリフロー半田材が溶融された後に凝固されて形成されたものである。なお、複数のバスバー9の端部は、樹脂ケース3を貫通してその外部に至り、端子部を構成していてもよい。   As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 is typically a water-cooled power conversion device mounted on a vehicle (not shown), and is a cooler 2 for cooling the components inside the power conversion device 1. A resin case 3 fixed on the cooler 2, a circuit board 5 housed inside the resin case 3 and joined by the solder joint 4 on the cooler 2, and an inside of the resin case 3 And a plurality of semiconductor elements 7 joined to the circuit board 5 by the solder joint 6 and electrically connected to the circuit board 5, and housed in the resin case 3 and the plurality of semiconductor elements 7. And a plurality of lead frames 91 which are correspondingly joined and electrically connected by the solder joint portion 8 and which are accommodated in the resin case 3 and are correspondingly joined by the solder joint portion 10 to the plurality of lead frames 91 Being electric It includes a plurality of bus bars 9, a to be connected to. The solder joints 4, 6, 8, 10 are each formed by solidification after the reflow solder material is melted. The end portions of the plurality of bus bars 9 may penetrate through the resin case 3 and reach the outside thereof to constitute a terminal portion.

かかる電力変換装置1は、典型的には、車両に搭載され図示を省略するバッテリからの直流電力を3相電流の電力に変換して駆動電動モータに供給するDC(Direct Current)/AC(Alternate Current)変換機能、及び回生機構からの3相電流の電力を直流電力に変換してバッテリに供給するAC/DC変換機能の双方を有する。なお、電力変換装置1は、必要に応じDC/AC変換機能及びAC/DC変換機能の一方を有していてもよい。   Such a power conversion device 1 is typically DC (Direct Current) / AC (Alternate) which converts DC power from a battery (not shown) mounted on a vehicle into power of a three-phase current and supplies it to a driving electric motor. Current) A conversion function, and an AC / DC conversion function of converting the power of the three-phase current from the regeneration mechanism into DC power and supplying it to the battery. The power conversion device 1 may have one of a DC / AC conversion function and an AC / DC conversion function as needed.

冷却器2は、典型的には、アルミ材等の金属製の鋳物成形品である。冷却器2は、クーラント流路21内を流れるクーラントにより、半田接合部4、回路基板5、及び半田接合部6を介して複数の半導体素子7を冷却する。   The cooler 2 is typically a cast product made of metal such as aluminum. The cooler 2 cools the plurality of semiconductor elements 7 via the solder joint portion 4, the circuit board 5, and the solder joint portion 6 by the coolant flowing in the coolant flow path 21.

樹脂ケース3は、典型的には、平面視で矩形状の枠体であって、非導電性の樹脂(合成樹脂)製の成形品であり、回路基板5、半導体素子7、リードフレーム91、及びバスバー9を収容する。樹脂ケース3の樹脂材の耐熱下限温度は、半田接合部4、6、8、10のリフロー半田材の溶融温度よりも高く設定されている。   The resin case 3 is typically a frame having a rectangular shape in a plan view, and is a molded product made of a nonconductive resin (synthetic resin), and the circuit board 5, the semiconductor element 7, the lead frame 91, And the bus bar 9 is accommodated. The heat-resistant lower limit temperature of the resin material of the resin case 3 is set higher than the melting temperature of the reflow soldering material of the solder joints 4, 6, 8, 10.

回路基板5は、典型的には、水平面に平行に配設されると共に、平板状のDCB(Direct Copper Bond)基板であり、アルミナセラミックス基板である絶縁基板51上に銅回路板52を接合した回路基板である。絶縁基板51の下面は、半田接合部4を介してクーラント流路21が形成された冷却器2の上面に接合される。銅回路板52の上面の所定部位には半田接合部6が接合される。回路基板5の耐熱下限温度は、半田接合部4、6、8、10のリフロー半田材の溶融温度よりも高く設定されている。   Circuit board 5 is typically disposed parallel to a horizontal plane, is a flat DCB (Direct Copper Bond) board, and has copper circuit board 52 bonded onto insulating substrate 51 which is an alumina ceramic substrate. It is a circuit board. The lower surface of the insulating substrate 51 is joined via the solder joint portion 4 to the upper surface of the cooler 2 in which the coolant flow channel 21 is formed. The solder joint portion 6 is joined to a predetermined portion of the upper surface of the copper circuit board 52. The heat-resistant lower limit temperature of the circuit board 5 is set higher than the melting temperature of the reflow soldering material of the solder joints 4, 6, 8, 10.

複数の半導体素子7は、典型的には、パワー半導体素子であり、コレクタ端子71とエミッタ端子72とを有するIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。複数の半導体素子7は、半田接合部6を介して回路基板5の銅回路板52上に接合されると共に、半田接合部8を介してリードフレーム91に接合される。つまり、複数の半導体素子7において、各々、コレクタ端子71は、半田接合部6を介して回路基板5の銅回路板52に対応して接合されて電気的に接続され、エミッタ端子72は、半田接合部8を介してリードフレーム91に対応して接合されて電気的に接続される。複数の半導体素子7の耐熱下限温度は、半田接合部4、6、8、10のリフロー半田材の溶融温度よりも高く設定されている。なお、複数の半導体素子7の各々におけるコレクタ端子71とエミッタ端子72との相対位置は、仕様等に応じてそれらの天地を反対にしてもよい。   The plurality of semiconductor elements 7 are typically power semiconductor elements, and are IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) each having a collector terminal 71 and an emitter terminal 72. The plurality of semiconductor elements 7 are joined onto the copper circuit board 52 of the circuit board 5 via the solder joint portion 6 and are joined to the lead frame 91 via the solder joint portion 8. That is, in the plurality of semiconductor elements 7, the collector terminals 71 are respectively joined corresponding to the copper circuit boards 52 of the circuit board 5 via the solder joint portions 6 and electrically connected, and the emitter terminals 72 are soldered It is joined corresponding to lead frame 91 via junction part 8, and is electrically connected. The heat resistant lower limit temperature of the plurality of semiconductor elements 7 is set higher than the melting temperature of the reflow soldering material of the solder joints 4, 6, 8, 10. The relative positions of the collector terminal 71 and the emitter terminal 72 in each of the plurality of semiconductor elements 7 may be reversed in their heights according to the specification and the like.

リードフレーム91は、典型的には、鋼材等の金属製の板部材であり、半田接合部8を介して対応する半導体素子7のエミッタ端子72に接合されて電気的に接続されると共に、半田接合部10を介して対応するバスバー9に接合されて電気的に接続される。   Lead frame 91 is typically a plate member made of metal such as steel, and is joined to and electrically connected to emitter terminal 72 of corresponding semiconductor element 7 through solder joint portion 8 and also solder It is joined and electrically connected to the corresponding bus bar 9 through the joint portion 10.

バスバー9は、典型的には、鋼材等の金属製の板部材であり、樹脂ケース3内で複数の半導体素子7間の空間を延在しながらx軸の正負両側でその両端部が樹脂ケース3外に延出している。バスバー9は、半田接合部10を介して対応するリードフレーム91に接合されて電気的に接続される。   The bus bar 9 is typically a plate member made of metal such as steel, and while extending the space between the plurality of semiconductor elements 7 in the resin case 3, both ends of the resin case are on both positive and negative sides of the x axis. 3 It has been extended outside. The bus bar 9 is joined and electrically connected to the corresponding lead frame 91 via the solder joint portion 10.

〔電力変換装置の製造装置の構成〕
次に、図2を参照して、本実施形態における電力変換装置1の製造装置の構成につき、詳細に説明する。
[Configuration of manufacturing apparatus of power converter]
Next, with reference to FIG. 2, the configuration of the manufacturing apparatus of the power conversion device 1 in the present embodiment will be described in detail.

図2(a)は、本実施形態における電力変換装置1の製造装置の構成を示す模式図であり、また、図2(b)は、図2(a)に示す電力変換装置1の製造装置のチャンバの内部構成を示す模式図である。   Fig.2 (a) is a schematic diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus of the power converter device 1 in this embodiment, and FIG.2 (b) is a manufacturing apparatus of the power converter device 1 shown to Fig.2 (a). It is a schematic diagram which shows the internal structure of a chamber.

図2(a)に示すように、本実施形態における電力変換装置1の製造装置100は、コンベア101と、チャンバ102と、真空ポンプ104と、窒素ガス配管105と、蟻酸発生装置106と、を備えている。製造装置100の各種構成要素の動作は、図示を省略するコントローラによって自動制御してもよいし、作業者の手動によってもよい。   As shown to Fig.2 (a), the manufacturing apparatus 100 of the power converter device 1 in this embodiment includes the conveyor 101, the chamber 102, the vacuum pump 104, the nitrogen gas piping 105, and the formic acid generator 106. Have. The operations of the various components of the manufacturing apparatus 100 may be controlled automatically by a controller (not shown) or manually by an operator.

コンベア101は、チャンバ102内を貫通して移動自在であり、リフロー半田付け処理を行うべき電力変換装置1に関する治具組み付け体110(予備構成体に治具及びパレットをセットしたもので詳細は後述する)を載置して搬送する装置である。   The conveyor 101 is movable through the inside of the chamber 102, and the jig assembly 110 for the power conversion device 1 to be subjected to the reflow soldering process (the jig and pallet are set in the preliminary structure, the details will be described later) ) Is placed and transported.

チャンバ102は、コンベア101によって搬送されてきた治具組み付け体110を加熱する加熱機能を有する装置である。図2(b)に示すように、チャンバ102は、治具組み付け体110をその上面側から加熱する複数の上ヒータ102aと、治具組み付け体110をその下面側から加熱する複数の下ヒータ102bと、チャンバ102内を排気する複数の排気口102cと、チャンバ102内に窒素ガスを導入する複数の窒素ガス導入口102dと、チャンバ102内に蟻酸ガスを導入する複数の蟻酸ガス導入口102eと、を備えている。複数の上ヒータ102a及び複数の下ヒータ102bは、各々、典型的には加熱光源から構成される。なお、図2(b)中では、チャンバ102内に複数の治具組み付け体110が導入された態様が例示されているが、チャンバ102内には1個の治具組み付け体110が導入されるものであってもよい。また、チャンバ102の個数は、特に限定されるものではなく、任意に設定可能である。   The chamber 102 is a device having a heating function of heating the jig assembly 110 transported by the conveyor 101. As shown in FIG. 2B, the chamber 102 includes a plurality of upper heaters 102a for heating the jig assembly 110 from the upper surface side thereof and a plurality of lower heaters 102b for heating the jig assembly 110 from the lower surface side thereof. A plurality of exhaust ports 102c for exhausting the inside of the chamber 102, a plurality of nitrogen gas inlets 102d for introducing nitrogen gas into the chamber 102, and a plurality of formic acid gas inlets 102e for introducing formic acid gas into the chamber 102; And. Each of the plurality of upper heaters 102 a and the plurality of lower heaters 102 b is typically composed of a heating light source. Although FIG. 2B illustrates an example in which a plurality of jig assemblies 110 are introduced into the chamber 102, one jig assembly 110 is introduced into the chamber 102. It may be one. Further, the number of the chambers 102 is not particularly limited, and can be set arbitrarily.

真空ポンプ104は、排気管104aを介してチャンバ102の排気口102cに接続されている。真空ポンプ104は、排気管104aを介してチャンバ102内を排気することによって、チャンバ102内を真空状態にする装置である。   The vacuum pump 104 is connected to the exhaust port 102c of the chamber 102 via the exhaust pipe 104a. The vacuum pump 104 is a device for evacuating the inside of the chamber 102 by evacuating the inside of the chamber 102 through the exhaust pipe 104 a.

窒素ガス配管105は、図示を省略する窒素ガス源からチャンバ102の窒素ガス導入口102d、及び蟻酸発生装置106に対応して接続され、チャンバ102、及び蟻酸発生装置106に窒素ガス源から窒素ガスを供給する配管である。なお、ここで、窒素ガス以外の不活性ガスが、適用されてもかまわない。   The nitrogen gas pipe 105 is connected from the nitrogen gas source (not shown) to the nitrogen gas inlet 102 d of the chamber 102 and the formic acid generator 106 corresponding to the nitrogen gas source from the nitrogen gas source to the chamber 102 and the formic acid generator 106. Is a pipe that supplies In addition, inert gas other than nitrogen gas may be applied here.

蟻酸発生装置106は、蟻酸ガス配管106aを介してチャンバ102の蟻酸ガス導入口102eに接続されている。蟻酸発生装置106は、所定濃度の蟻酸ガスを生成し、蟻酸ガス配管106aを介して生成した蟻酸ガスをチャンバ102内に供給する装置である。蟻酸ガスの還元機能を発現する実用的な還元開始温度は、典型的には、半田接合部4、6、8、10のリフロー半田材の溶融温度よりも低いものである。また、蟻酸ガスの所定濃度は、典型的には、窒素ガス源から窒素ガス配管105を介して蟻酸発生装置106に供給される窒素ガスと蟻酸発生装置106が発生する蟻酸ガスとを混合して得られる。   The formic acid generator 106 is connected to a formic acid gas inlet 102e of the chamber 102 through a formic acid gas pipe 106a. The formic acid generator 106 is an apparatus that generates a formic acid gas having a predetermined concentration and supplies the generated formic acid gas into the chamber 102 through a formic acid gas pipe 106 a. The practical reduction start temperature which expresses the formic acid gas reduction function is typically lower than the melting temperature of the reflow soldering material of the solder joints 4, 6, 8, 10. Further, the predetermined concentration of formic acid gas is typically a mixture of nitrogen gas supplied from a nitrogen gas source to formic acid generator 106 through nitrogen gas pipe 105 and formic acid gas generated by formic acid generator 106. can get.

〔電力変換装置の製造方法〕
次に、図3及び図4を参照して、本実施形態における製造装置100を用いた電力変換装置1の製造方法につき、詳細に説明する。
[Method of Manufacturing Power Converter]
Next, with reference to FIG.3 and FIG.4, it demonstrates in detail about the manufacturing method of the power converter device 1 using the manufacturing apparatus 100 in this embodiment.

図3(a)は、本発明の実施形態における製造装置100及び製造方法によって製造される電力変換装置1の予備構成体に治具及びパレットをセットした治具組み付け体110の模式的要部断面図であり、図3(b)は、本実施形態における製造装置100及び製造方法による製造時の温度特性、真空度特性、及びチャンバ内雰囲気の種類を示す図である。また、図4(a)では、本実施形態における製造装置100及び製造方法による製造時の上下ヒータ102a、102bの加熱特性を示す図である。なお、図3(b)では、上段に温度特性、中断に真空度特性、及び下段にチャンバ内雰囲気の種類を各々示している。   Fig.3 (a) is a typical principal part cross section of the jig | tool assembly 110 which set the jig | tool and the pallet to the preparatory structure of the power converter 1 manufactured by the manufacturing apparatus 100 and manufacturing method in embodiment of this invention. It is a figure, FIG.3 (b) is a figure which shows the temperature characteristic at the time of manufacture by the manufacturing apparatus 100 and manufacturing method in this embodiment, a vacuum degree characteristic, and the kind of atmosphere in a chamber. FIG. 4A is a view showing the heating characteristics of the upper and lower heaters 102a and 102b at the time of manufacturing by the manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method in the present embodiment. In FIG. 3B, the upper stage shows the temperature characteristic, the interruption shows the vacuum degree characteristic, and the lower stage shows the type of the atmosphere in the chamber.

図1に示す電力変換装置1を製造する際には、まず、図3(a)に示すように、電力変換装置1の予備構成体11にパレット111及び治具112を組み付けた治具組み付け体110を用意する。   When manufacturing the power conversion device 1 shown in FIG. 1, first, as shown in FIG. 3A, a jig assembly in which the pallet 111 and the jig 112 are assembled to the preparatory structure 11 of the power conversion device 1. Prepare 110.

具体的には、まず、冷却器2上における回路基板5の対応する配置位置にリフロー半田材4aを配置すると共に、リフロー半田材4a上に回路基板5を載置して、冷却器2の接続対象面及び回路基板5の接続対象面間にリフロー半田材4aを配置する。次に、回路基板5上における半導体素子7のコレクタ端子71の対応する接続位置にリフロー半田材6aを配置すると共に、リフロー半田材6a上にコレクタ端子71を載置して、回路基板5の接続対象面及びコレクタ端子71の接続対象面間にリフロー半田材6aを配置する。次に、半導体素子7のエミッタ端子72上におけるリードフレーム91の接続位置にリフロー半田材8aを配置すると共に、リフロー半田材8a上にリードフレーム91を載置して、エミッタ端子72の接続対象面及びリードフレーム91の接続対象面間にリフロー半田材8aを配置する。次に、リードフレーム91の接続対象面と樹脂ケース3を貫通させたバスバー9の接続対象面間にリフロー半田材10aを配置する。そして、樹脂ケース3を冷却器2に装着することにより、電力変換装置1の予備構成体11を構成する。なお、かかるリフロー半田材4a、6a、8a、10aは、典型的に鉛フリーリフロー半田材であり、それらを配置する順番は、必要に応じて変更してもかまわない。また、必要に応じて、リフロー半田材4a、6a、8a、10aを一度に適用しなくてもよく、例えば、熱容量の大きい冷却器2上に配置されるリフロー半田材4aを、リフロー半田材6a、8a、10aのリフロー半田付け処理とは別のリフロー半田付け処理において適用してもよい。   Specifically, first, the reflow solder material 4a is disposed at the corresponding arrangement position of the circuit board 5 on the cooler 2, and the circuit board 5 is placed on the reflow solder material 4a to connect the cooler 2 The reflow soldering material 4 a is disposed between the target surface and the connection target surface of the circuit board 5. Next, the reflow soldering material 6 a is disposed at the corresponding connection position of the collector terminal 71 of the semiconductor element 7 on the circuit board 5, and the collector terminal 71 is placed on the reflow soldering material 6 a to connect the circuit board 5. The reflow soldering material 6 a is disposed between the target surface and the connection target surface of the collector terminal 71. Next, the reflow soldering material 8a is disposed at the connection position of the lead frame 91 on the emitter terminal 72 of the semiconductor element 7, and the lead frame 91 is mounted on the reflow soldering material 8a. Then, the reflow soldering material 8 a is disposed between connection target surfaces of the lead frame 91. Next, the reflow soldering material 10 a is disposed between the connection target surface of the lead frame 91 and the connection target surface of the bus bar 9 penetrating the resin case 3. Then, the resin case 3 is attached to the cooler 2 to configure the preparatory structure 11 of the power conversion device 1. The reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, and 10a are typically lead-free reflow soldering materials, and the order of arranging them may be changed as necessary. In addition, if necessary, the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a may not be applied at one time. For example, the reflow soldering material 4a disposed on the cooler 2 having a large heat capacity is a reflow soldering material 6a. , 8a, 10a may be applied in another reflow soldering process.

ここで、かかる予備構成体11の下部は、カーボン等の高熱伝導性材料製のパレット111に一部収容されて載置されると共に、かかる予備構成体11の上部には、カーボン等の高熱伝導性材料製の治具112が載置される。実用的には、予備構成体11を構成する際に、パレット111上に冷却器2を載置して、その冷却器2上における回路基板5の対応する配置位置にリフロー半田材4aを配置し、その後、順次、リフロー半田材6a、8a、10aを配置して予備構成体11を構成して、かかる予備構成体11の各構成要素を固定して保持するために、半導体素子7、リードフレーム91及びバスバー9の各々の上部等に治具112を嵌め合わせて載置することにより、治具組み付け体110が構成される。ここで、特に、治具112は、リードフレーム91及びバスバー9の各々に直接的に接触しているか、又はできるだけ近接していることが好ましい。というのは、リードフレーム91及びバスバー9の一部が樹脂ケース3等に接触する場合や、バスバー9の一部が樹脂ケース3の貫通孔の孔壁に接触しながら延出する場合には、リードフレーム91及びバスバー9の実効的な熱伝導性が低下することを考慮して、治具112を2次的な熱源としながら、治具112側のリードフレーム91及びバスバー9を迅速に昇温して、治具112側の半田接合箇所により迅速に熱量を与え、それらのリフロー半田材を適切に溶融するためである。なお、リフロー半田付け処理中のパレット111側の冷却器2内にはクーラントが充填されていないため、パレット111側の冷却器2の熱伝導性は、低下していない。   Here, the lower portion of the preliminary structure 11 is partially accommodated and placed in a pallet 111 made of a high thermal conductivity material such as carbon, and the upper portion of the preliminary structure 11 is made of high thermal conductivity such as carbon. The jig 112 made of the elastic material is placed. Practically, when constructing the preparatory structure 11, the cooler 2 is placed on the pallet 111, and the reflow soldering material 4a is arranged at the corresponding arrangement position of the circuit board 5 on the cooler 2. Then, the reflow soldering materials 6a, 8a and 10a are sequentially arranged to constitute the preparatory structure 11, and the semiconductor element 7 and the lead frame are used to fix and hold the respective constituent elements of the preparatory structure 11 A jig assembly 110 is configured by fitting and mounting the jig 112 on the upper portion of each of the bus bar 91 and the bus bar 9 and the like. Here, in particular, the jig 112 is preferably in direct contact with or as close as possible to each of the lead frame 91 and the bus bar 9. That is, in the case where part of the lead frame 91 and the bus bar 9 contacts the resin case 3 or the like, or in the case where part of the bus bar 9 contacts the hole wall of the through hole of the resin case 3 Considering that the effective thermal conductivity of the lead frame 91 and the bus bar 9 is lowered, the temperature of the lead frame 91 and the bus bar 9 on the jig 112 side can be rapidly raised while using the jig 112 as a secondary heat source Then, the amount of heat is given more quickly to the solder joint portion on the jig 112 side, and these reflow solder materials are appropriately melted. Since the coolant is not filled in the cooler 2 on the pallet 111 side during the reflow soldering process, the thermal conductivity of the cooler 2 on the pallet 111 side is not lowered.

次に、このようにして得られた治具組み付け体110をコンベア101上に載置し、コンベア101を移動して治具組み付け体110をチャンバ102に搬送しながら、リフロー半田材4a、6a、8a、10aを溶融した後凝固して半田接合部4、6、8、10を形成した電力変換装置1を製造する。   Next, the jig assembly 110 thus obtained is placed on the conveyor 101, and the conveyor 101 is moved to convey the jig assembly 110 to the chamber 102 while the reflow soldering materials 4a, 6a, After melting 8a and 10a, they are solidified to produce the power conversion device 1 in which the solder joints 4, 6, 8 and 10 are formed.

具体的には、まず、図3(b)に示す時刻t=0で、コンベア101を移動して治具組み付け体110をチャンバ102内に導入し、上ヒータ102a及び下ヒータ102bを用いて治具組み付け体110の加熱を開始し、以降、治具組み付け体110中における予備構成体11の温度特性、端的にはリフロー半田材4a、6a、8a、10aの温度特性は、図3(b)の上段に示す線形昇温、一定温及び線形降温を組み合わせた特性を呈することが好ましい。ここで、図4(a)に示すように、始めは典型的には加熱光源である上ヒータ102aのみによって治具組み付け体110を加熱し(特性線L1)、上ヒータ102aの出力が所定出力PDに達する時刻t=td1で、典型的には加熱光源である下ヒータ102bによる治具組み付け体110の加熱を開始する(特性線L2)と共に、上ヒータ102aの出力を出力PDに維持する(特性線L1)。そして、下ヒータ102bの出力が所定出力PDに達する時刻t=td2以降は、その出力PDを維持する(特性線L2)。このように上ヒータ102aのみによる治具組み付け体110の加熱を先行し、その後に所定の遅延時間をもって下ヒータ102bによる治具組み付け体110の加熱を開始するのは、治具組み付け体110において、前述したように、治具112側の熱伝導性が、パレット111側の熱伝導性よりも低下する傾向にあることを考慮して、治具組み付け体110中の予備構成体11における治具112側の半田接合箇所により迅速に熱量を与えて、それらのリフロー半田材を適切に溶融するためである。   Specifically, first, at time t = 0 shown in FIG. 3B, the conveyor 101 is moved to introduce the jig assembly 110 into the chamber 102, and the upper heater 102a and the lower heater 102b are used to fix the jig assembly 110. The heating of the tool assembly 110 is started, and thereafter, the temperature characteristics of the preparatory structure 11 in the jig assembly 110, and finally, the temperature characteristics of the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a are shown in FIG. 3 (b). It is preferable to exhibit the characteristic which combined linear temperature rising, constant temperature, and linear temperature-fall which are shown on the upper stage of. Here, as shown in FIG. 4A, at first, the jig assembly 110 is heated by only the upper heater 102a which is typically a heating light source (characteristic line L1), and the output of the upper heater 102a is a predetermined output. At time t = td1 at which PD is reached, heating of jig assembly 110 by lower heater 102b that is a heating light source is typically started (characteristic line L2), and the output of upper heater 102a is maintained at output PD ( Characteristic line L1). Then, after time t = td2 when the output of the lower heater 102b reaches the predetermined output PD, the output PD is maintained (characteristic line L2). As described above, it is the jig assembly 110 that precedes the heating of the jig assembly 110 by only the upper heater 102 a and then starts the heating of the jig assembly 110 by the lower heater 102 b with a predetermined delay time. As described above, in consideration of the tendency of the thermal conductivity on the side of the jig 112 to be lower than the thermal conductivity on the side of the pallet 111, the jig 112 in the preparatory structure 11 in the jig assembly 110 is This is because heat is given more quickly to the solder joints on the side to melt the reflow solder materials appropriately.

また、図3(b)に示す時刻t=0で、治具組み付け体110の加熱の開始に伴い、真空ポンプ104を駆動することによってチャンバ102内を中真空レベルの圧力P1に向かう減圧を開始する。   Further, at time t = 0 shown in FIG. 3B, with the start of heating of the jig assembly 110, the vacuum pump 104 is driven to start the pressure reduction toward the medium vacuum level pressure P1 in the chamber 102. Do.

次に、図3(b)に示す時刻t=t1で、チャンバ102内が真空ポンプ104によって中真空レベルの圧力P1まで減圧されると、真空ポンプ104の駆動を停止し、大気圧以上の圧力P2に向かうように窒素ガス配管105からチャンバ102内に窒素ガスの導入を開始する。なお、時刻t=0で開始する治具組み付け体110の加熱は、加熱による電力消費を低減するために、時刻t=1で開始してもよい。   Next, at time t = t1 shown in FIG. 3B, when the pressure in the chamber 102 is reduced to the medium vacuum level pressure P1 by the vacuum pump 104, the driving of the vacuum pump 104 is stopped, and the pressure is higher than atmospheric pressure. The introduction of nitrogen gas is started from the nitrogen gas pipe 105 into the chamber 102 so as to go to P2. The heating of the jig assembly 110 starting at time t = 0 may be started at time t = 1 in order to reduce power consumption due to the heating.

次に、図3(b)に示す時刻t=t2で、チャンバ102内の窒素ガス雰囲気の圧力が大気圧以上の圧力P2に達すると、真空ポンプ104を駆動することによってチャンバ102内を中真空レベルの圧力P1まで減圧する。このようにチャンバ102内の雰囲気を窒素ガス雰囲気とすることにより、チャンバ102内の雰囲気からリフロー半田付け処理で不要な成分を排除する。また、チャンバ102内を窒素ガス雰囲気の圧力が大気圧を超える加圧雰囲気にすると、大気圧雰囲気に比較してチャンバ102内からリフロー半田付け処理で不要な成分をより確実に排除し得るので好ましい。   Next, at time t = t2 shown in FIG. 3B, when the pressure of the nitrogen gas atmosphere in the chamber 102 reaches the pressure P2 higher than the atmospheric pressure, the vacuum pump 104 is driven to drive the inside of the chamber 102 to a medium vacuum. Reduce the pressure to the level P1. As described above, by setting the atmosphere in the chamber 102 to a nitrogen gas atmosphere, unnecessary components are removed from the atmosphere in the chamber 102 by the reflow soldering process. In addition, when the pressure in the nitrogen gas atmosphere is set to a pressurized atmosphere exceeding the atmospheric pressure, it is preferable because the unnecessary components can be more reliably removed in the reflow soldering process from the chamber 102 compared to the atmospheric pressure atmosphere. .

次に、図3(b)に示す時刻t=t3で、チャンバ102内が中真空レベルの圧力P1まで減圧されると真空ポンプ104の駆動を停止し、チャンバ102内の圧力が大気圧以上の圧力P2に向かうように蟻酸発生装置106からチャンバ102内に蟻酸ガスの導入を開始する。その後、チャンバ102内の圧力が圧力P2に達すると、蟻酸発生装置106の駆動を停止してチャンバ102内への蟻酸ガスの供給を停止し、チャンバ102内の圧力を圧力P2に維持する。ここで、この際の治具組み付け体110中における予備構成体11の温度、端的にはリフロー半田材4a、6a、8a、10aの温度T1は、室温等の初期温度よりも上昇しているがリフロー半田材4a、6a、8a、10aの溶融温度よりも低いものである。また、チャンバ102内を蟻酸ガス雰囲気の圧力が大気圧を超える加圧雰囲気にすると、大気圧雰囲気に比較してリフロー半田材4a、6a、8a、10aに蟻酸ガスをより確実に接触させ得るため好ましい。   Next, at time t = t3 shown in FIG. 3B, when the pressure in the chamber 102 is reduced to the medium vacuum level pressure P1, the driving of the vacuum pump 104 is stopped, and the pressure in the chamber 102 is higher than atmospheric pressure. The introduction of formic acid gas from the formic acid generator 106 into the chamber 102 is started so as to head to the pressure P2. Thereafter, when the pressure in the chamber 102 reaches the pressure P2, the drive of the formic acid generator 106 is stopped to stop the supply of formic acid gas into the chamber 102, and the pressure in the chamber 102 is maintained at the pressure P2. Here, although the temperature of the preparatory structure 11 in the jig assembly 110 at this time, and finally, the temperature T1 of the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a is higher than the initial temperature such as room temperature It is lower than the melting temperature of the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a. In addition, when the pressure of the formic acid gas atmosphere in the chamber 102 is a pressurized atmosphere exceeding the atmospheric pressure, the formic acid gas can be more reliably brought into contact with the reflow solder materials 4a, 6a, 8a, 10a as compared to the atmospheric pressure atmosphere. preferable.

次に、図3(b)に示す時刻t=t4で、治具組み付け体110中における予備構成体11の温度、端的にはリフロー半田材4a、6a、8a、10aの温度がそれらの溶融温度以上の温度T2に達すると、図4(a)に示す時刻t=td2以降に示すように、上ヒータ102a及び下ヒータ102bの各々の出力をPDに維持するように制御することによってリフロー半田材4a、6a、8a、10aの温度をそれらの溶融温度以上の温度T2に維持する。ここで、かかる温度T2は、半導体素子7を収容する樹脂ケース3の樹脂材の耐熱下限温度T3よりも低い温度である。また、時刻t=t3からt4の間で、チャンバ102内の蟻酸ガス雰囲気の温度は、蟻酸の還元開始温度を超えている。   Next, at time t = t4 shown in FIG. 3B, the temperature of the preparatory structure 11 in the jig assembly 110, and finally, the temperature of the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a are their melting temperatures. When temperature T2 above is reached, as shown after time t = td2 shown in FIG. 4A, the reflow solder material is controlled by controlling the output of each of upper heater 102a and lower heater 102b to be PD. The temperature of 4a, 6a, 8a, 10a is maintained at a temperature T2 above their melting temperature. Here, the temperature T2 is lower than the heat-resistant lower limit temperature T3 of the resin material of the resin case 3 accommodating the semiconductor element 7. In addition, between time t = t3 and t4, the temperature of the formic acid gas atmosphere in the chamber 102 exceeds the reduction start temperature of formic acid.

次に、図3(b)に示す時刻t=t5で、かかる温度T2を維持している間に、真空ポンプ104を駆動することによってチャンバ102内の蟻酸ガスを真空引きして、チャンバ102内を中真空レベルの圧力P1’に向かって減圧する。これにより、治具組み付け体110中における予備構成体11のリフロー半田材4a、6a、8a、10aに、不要なボイドが発生することを抑制する。また、この際の中真空レベルの圧力P1’は、図3(b)に示す時刻t=t1及びt3における中真空レベルの圧力P1と同程度の中真空レベルの圧力とすることが好ましく、リフロー半田材4a、6a、8a、10aにおける不要なボイドの発生を確実に抑制する観点からは、かかる圧力P1’は、圧力P1と等しい値に設定することが好ましい。   Next, while maintaining the temperature T2 at time t = t5 shown in FIG. 3B, the formic acid gas in the chamber 102 is evacuated by driving the vacuum pump 104 to Is reduced toward the pressure P1 'at an intermediate vacuum level. As a result, generation of unnecessary voids in the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a of the preparatory structure 11 in the jig assembly 110 is suppressed. Further, the pressure P1 'at the intermediate vacuum level at this time is preferably a pressure at the intermediate vacuum level comparable to the pressure P1 at the intermediate vacuum level at times t = t1 and t3 shown in FIG. From the viewpoint of reliably suppressing the generation of unnecessary voids in the solder members 4a, 6a, 8a, 10a, the pressure P1 ′ is preferably set to a value equal to the pressure P1.

次に、図3(b)に示す時刻t=t6で、チャンバ102内の圧力がかかる圧力P1’に達すると、真空ポンプ104の駆動を停止すると共に、かかる圧力P1’を所定時間ΔTI1維持する。   Next, at time t = t6 shown in FIG. 3B, when the pressure in the chamber 102 reaches the applied pressure P1 ′, the drive of the vacuum pump 104 is stopped and the applied pressure P1 ′ is maintained for a predetermined time ΔTI1. .

次に、図3(b)に示す時刻t=t6’で、チャンバ102内の圧力をかかる圧力P1’に所定時間ΔTI1維持した後、チャンバ102内の圧力が大気圧以上の圧力P2に向かうように窒素ガス配管105からチャンバ102内に窒素ガスの導入を開始する。ここで、チャンバ102内の圧力を圧力P1’に所定時間ΔTI1維持することは、治具組み付け体110中における予備構成体11のリフロー半田材4a、6a、8a、10aに、不要なボイドが発生することをより確実に抑制する観点から好ましい。なお、一連の工程を簡素化して迅速化する観点からは、チャンバ102内の圧力を圧力P1’に所定時間ΔTI1維持することなく、チャンバ102内の圧力が圧力P1’に達したタイミングで、チャンバ102内の圧力が大気圧以上の圧力P2に向かうように窒素ガス配管105からチャンバ102内に窒素ガスの導入を開始してもよい。   Next, at time t = t6 'shown in FIG. 3B, the pressure in the chamber 102 is maintained at the applied pressure P1' for a predetermined time .DELTA.TI1, and then the pressure in the chamber 102 goes to the pressure P2 above atmospheric pressure The introduction of nitrogen gas from the nitrogen gas pipe 105 into the chamber 102 is started. Here, maintaining the pressure in the chamber 102 at the pressure P1 ′ for the predetermined time ΔTI1 causes unnecessary voids in the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a of the preparatory structure 11 in the jig assembly 110. It is preferable from the viewpoint of more reliably suppressing the From the viewpoint of simplifying and speeding up the series of processes, the pressure in the chamber 102 is not maintained at the pressure P1 ′ at the pressure P1 ′ for a predetermined time ΔTI1, and at the timing when the pressure in the chamber 102 reaches the pressure P1 ′. The introduction of nitrogen gas may be started from the nitrogen gas pipe 105 into the chamber 102 so that the pressure in the pressure 102 is directed to the pressure P2 higher than the atmospheric pressure.

次に、図3(b)に示す時刻t=t7で、チャンバ102内の圧力が大気圧以上の圧力P2に達すると、上ヒータ102a及び下ヒータ102bによる治具組み付け体110の加熱を終了すると共に、大気圧以上の圧力P2の窒素ガス雰囲気で治具組み付け体110の降温が開始される。この際、治具組み付け体110中における予備構成体11のリフロー半田材4a、6a、8a、10aの温度を温度T2に維持している維持時間は所定時間ΔTI2に達している。また、このようにチャンバ102内の雰囲気を窒素ガス雰囲気とすることにより、チャンバ102内の雰囲気からリフロー半田付け処理で凝固中のリフロー半田材4a、6a、8a、10aに不要な混入し得る不純物を低減する。併せて、このようにチャンバ102内の雰囲気を大気圧以上の圧力P2の窒素ガス雰囲気とすることにより、治具組み付け体110中における予備構成体11で凝固するリフロー半田材4a、6a、8a、10aの各々の凝固品質が向上する。また、チャンバ102内を窒素ガス雰囲気の圧力が大気圧を超える加圧雰囲気にすると、大気圧雰囲気に比較してリフロー半田材4a、6a、8a、10aの各々の凝固品質がより向上し得るので好ましい。なお、かかる降温は、自然冷却によるものでもよいし、強制冷却によるものでもよい。   Next, when the pressure in the chamber 102 reaches the pressure P2 higher than the atmospheric pressure at time t = t7 shown in FIG. 3B, the heating of the jig assembly 110 by the upper heater 102a and the lower heater 102b is ended. At the same time, the temperature decrease of the jig assembly 110 is started in the nitrogen gas atmosphere of the pressure P2 higher than the atmospheric pressure. At this time, the maintenance time for maintaining the temperature of the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a of the preparatory structure 11 at the temperature T2 in the jig assembly 110 reaches the predetermined time ΔTI2. Further, by setting the atmosphere in the chamber 102 to a nitrogen gas atmosphere as described above, impurities that may be unnecessarily mixed in the reflow solder materials 4a, 6a, 8a, 10a during solidification by the reflow soldering process from the atmosphere in the chamber 102 Reduce At the same time, by setting the atmosphere in the chamber 102 to a nitrogen gas atmosphere with a pressure P2 higher than the atmospheric pressure, reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, which solidify in the preparatory structure 11 in the jig assembly 110. The coagulation quality of each of 10a is improved. In addition, when the pressure in the nitrogen gas atmosphere in the chamber 102 is a pressurized atmosphere exceeding atmospheric pressure, the solidification quality of each of the reflow solder materials 4a, 6a, 8a, 10a can be further improved as compared to the atmospheric pressure atmosphere. preferable. The temperature may be lowered by natural cooling or by forced cooling.

次に、図3(b)に示す時刻t=t8で、治具組み付け体110中における予備構成体11のリフロー半田材4a、6a、8a、10aの温度が所定温度まで低下すると、治具組み付け体110中における予備構成体11のリフロー半田材4a、6a、8a、10aは凝固して半田接合部4、6、8、10となり、予備構成体11の対応する構成部品間は半田によって接合される。併せて、この際、窒素ガスの供給を停止し、真空ポンプ104を駆動することによってチャンバ102内の窒素ガスの排出を開始する。   Next, at time t = t8 shown in FIG. 3B, when the temperature of the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a and 10a of the preparatory structure 11 in the jig assembly 110 drops to a predetermined temperature, the jig is assembled. The reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a of the preliminary construction 11 in the body 110 solidify to form solder joints 4, 6, 8, 10, and the corresponding components of the preliminary construction 11 are joined by solder. Ru. At the same time, the supply of nitrogen gas is stopped and the evacuation of nitrogen gas in the chamber 102 is started by driving the vacuum pump 104.

次に、図3(b)に示す時刻t=t9で、チャンバ102内の圧力が減圧圧力P1’’に達すると、真空ポンプ104の駆動を停止し、チャンバ102を開放する。   Next, at time t = t9 shown in FIG. 3B, when the pressure in the chamber 102 reaches the reduced pressure P1 '', the driving of the vacuum pump 104 is stopped and the chamber 102 is opened.

そして最後に、図3(b)に示す時刻t=t10以降で、コンベア101を移動して、室温となった治具組み付け体110をチャンバ102から排出して、リフロー半田材4a、6a、8a、10aが凝固して半田接合部4、6、8、10となった予備構成体11を含む治具組み付け体110からパレット111及び治具112を取り外すことにより、電力変換装置1が得られる。   Finally, after time t = t10 shown in FIG. 3B, the conveyor 101 is moved to discharge the jig assembly 110 at room temperature from the chamber 102, and reflow soldering materials 4a, 6a, 8a. The power converter 1 is obtained by removing the pallet 111 and the jig 112 from the jig assembly 110 including the preparatory structure 11 in which the solder joints 4, 6, 8, 10 are solidified by 10 a.

さて、本実施形態における製造装置100を用いた電力変換装置1の製造方法については、種々の変形例が考えられるため、以下、図4(b)を参照して、かかる製造方法の変形例につき、詳細に説明する。また、本変形例における構成は、以下に突起するもの以外は、本実施形態におけるものと同じである。   Now, with regard to the method of manufacturing the power conversion device 1 using the manufacturing apparatus 100 in the present embodiment, various modifications can be considered. Therefore, referring to FIG. To explain in detail. Moreover, the structure in this modification is the same as that in this embodiment except what protrudes below.

図4(b)は、本実施形態における電力変換装置の製造装置及び製造方法による電力変換装置の製造時の温度特性、真空度特性、及びチャンバ内雰囲気の種類の変形例を示す図である。なお、図4(b)では、上段に温度特性、中断に真空度特性、及び下段にチャンバ内雰囲気の種類を各々示している。また、図4(b)では、時刻t=1で、治具組み付け体110の加熱を開始し、時刻t=t5で、チャンバ102内の蟻酸ガスを真空引きしてチャンバ102内を中真空レベルの圧力まで減圧するその圧力は、圧力P1とし、かつ、チャンバ102内の圧力が圧力P1に達したタイミングで、チャンバ102内の圧力が大気圧以上の圧力P2に向かうように窒素ガス配管105からチャンバ102内に窒素ガスの導入を開始している例を示す。   FIG.4 (b) is a figure which shows the modification of the temperature characteristic at the time of manufacture of the power converter device by the manufacturing apparatus and manufacturing method of the power converter device in this embodiment, a vacuum degree characteristic, and the kind of atmosphere in a chamber. In FIG. 4B, the upper stage shows the temperature characteristic, the interruption shows the vacuum degree characteristic, and the lower stage shows the type of the atmosphere in the chamber. Further, in FIG. 4B, heating of the jig assembly 110 is started at time t = 1, and formic acid gas in the chamber 102 is evacuated at time t = t5 so that the inside of the chamber 102 is at an intermediate vacuum level. The pressure is reduced to the pressure of pressure P1 and when the pressure in chamber 102 reaches pressure P1, the pressure in chamber 102 moves from pressure N2 to pressure P2 above atmospheric pressure from nitrogen gas piping 105 An example in which introduction of nitrogen gas into the chamber 102 is started is shown.

本変形例では、図4(b)に示すように、時刻t=t3からt4の間で、治具組み付け体110中における予備構成体11のリフロー半田材4a、6a、8a、10aの溶融温度以上の温度T2になるまでリフロー半田材4a、6a、8a、10aの温度を直線的に昇温させるのではなく、時刻t=t3の後の時刻t=t3’で、それまで直線的に昇温させてきたリフロー半田材4a、6a、8a、10aの温度がそれらの溶融温度未満の温度T1’に達すると、時刻t=t3’’まで所定時間ΔTI3維持し、その後引き続いてリフロー半田材4a、6a、8a、10aの温度を直線的に昇温させてリフロー半田材4a、6a、8a、10aの溶融温度T2以上の温度にする段階的な昇温を行っている。かかる段階的な昇温を実行することにより、リフロー半田材4a、6a、8a、10aの温度を適切に昇温させて、リフロー半田材4a、6a、8a、10aの均質な溶融状態を得る。   In this modification, as shown in FIG. 4B, the melting temperatures of the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a of the preparatory structure 11 in the jig assembly 110 from time t = t3 to t4. The temperature of the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a is not increased linearly until the temperature T2 is reached, but the temperature is increased linearly until time t = t3 'after time t = t3. When the temperature of the heated reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a reaches a temperature T1 'below their melting temperature, it is maintained for a predetermined time .DELTA.TI3 until time t = t3' ', and subsequently the reflow soldering materials 4a , 6a, 8a and 10a are linearly raised to raise the temperature to the melting temperature T2 or more of the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a and 10a. By performing such stepwise temperature rise, the temperature of the reflow solder materials 4a, 6a, 8a, 10a is appropriately raised to obtain a homogeneous molten state of the reflow solder materials 4a, 6a, 8a, 10a.

また、本変形例では、図4(b)に示す時刻t=t3で、チャンバ102内の圧力が大気圧以上の圧力P2に向かうように蟻酸発生装置106からチャンバ102内に蟻酸ガスの導入を開始して、その後、チャンバ102内の圧力が圧力P2に達すると、図4(b)に示す真空度特性において一点鎖線LLで付加して示すように、蟻酸発生装置106の駆動を停止してチャンバ102内への蟻酸ガスの供給を停止することに引き続き、真空ポンプ104を駆動することによってチャンバ102内の蟻酸ガスを真空引きして、チャンバ102内を中真空レベルの圧力P1まで減圧し、その後に再度、チャンバ102内の圧力が圧力P2に向かうように蟻酸発生装置106からチャンバ102内に蟻酸ガスの導入を開始し、チャンバ102内の圧力を圧力P2として、チャンバ102内の圧力を圧力P2に維持してもよい。このように蟻酸ガスを再導入することにより、治具組み付け体110中における予備構成体11のリフロー半田材4a、6a、8a、10aに対して、蟻酸の純度の高い蟻酸ガスを接触させて適切な還元機能を発揮させる。なお、かかる蟻酸ガスの再導入は、図3(b)で示す本実施形態の構成に適用してもよい。   Further, in this modification, at time t = t3 shown in FIG. 4B, formic acid gas is introduced into the chamber 102 from the formic acid generator 106 so that the pressure in the chamber 102 is directed to the pressure P2 higher than the atmospheric pressure. After starting, when the pressure in the chamber 102 reaches the pressure P2, the driving of the formic acid generator 106 is stopped as indicated by an alternate long and short dash line LL in the vacuum degree characteristic shown in FIG. 4 (b). Subsequently to stopping the supply of formic acid gas into the chamber 102, the formic acid gas in the chamber 102 is evacuated by driving the vacuum pump 104 to reduce the pressure in the chamber 102 to a pressure P1 at a medium vacuum level, Thereafter, the introduction of formic acid gas from the formic acid generator 106 into the chamber 102 is started again so that the pressure in the chamber 102 is directed to the pressure P2, and the pressure in the chamber 102 is As pressure P2, it may be maintained the pressure in the chamber 102 to the pressure P2. By reintroducing the formic acid gas in this manner, formic acid gas having high purity of formic acid is brought into contact with the reflow soldering materials 4a, 6a, 8a, 10a of the preparatory structure 11 in the jig assembly 110 and appropriate. Demonstrate a good reduction function. Note that such re-introduction of formic acid gas may be applied to the configuration of the present embodiment shown in FIG.

以上の説明から明らかなように、本実施形態における電力変換装置1の製造方法においては、第1の接続端子72及び第2の接続端子71を有する半導体素子7と、第1の接続端子72に接続する第1の接続部材91と、第1の接続部材91に接続する第2の接続部材9と、半導体素子7を実装する回路基板5と、半導体素子7、第1の接続部材91、第2の接続部材9及び回路基板5を収容する樹脂ケース3と、を備えると共に、半導体素子7のスイッチング動作により電力変換機能を呈する電力変換装置1の製造方法であって、第1の接続端子72及び第1の接続部材91の間、第1の接続部材91及び第2の接続部材9の間、並びに第2の接続端子71及び回路基板5の間に、各々、半田6a、8a、10aを配した態様で、半導体素子7、第1の接続部材91、第2の接続部材9及び回路基板5が樹脂ケース3に収容された予備構成体11を、昇圧して大気圧以上の圧力とした蟻酸ガス雰囲気中に置いて圧力を維持する第1の工程と、第1の工程の実行と共に、半田6a、8a、10aの温度がその溶融温度以上になるように予備構成体11を加熱して昇温することにより半田6a、8a、10aを溶融状態としながら蟻酸ガス雰囲気の温度がその蟻酸の還元開始温度以上及び樹脂ケース3の温度がその樹脂の耐熱下限温度未満となるように蟻酸ガス雰囲気及び予備構成体11を昇温し、半田6a、8a、10aの温度、蟻酸ガス雰囲気の温度及び樹脂ケース3の温度を維持する第2の工程と、第1の工程及び第2の工程に引き続き、蟻酸ガス雰囲気を真空引きして排出し予備構成体11の雰囲気を真空状態まで減圧した真空雰囲気とする第3の工程と、第3の工程に引き続き溶融状態の半田6a、8a、10aを降温して凝固することにより、第1の接続端子72及び第1の接続部材91、第1の接続部材91及び第2の接続部材9、並びに第2の接続端子71及び回路基板5を凝固された半田6、8、10で各々接合する第4の工程と、を備えるものであるため、種々の構成部品から成る電力変換装置1を製造する際に、リフロー半田付けの処理コスト及び処理労力を低減することができ、かつ時間効率及び処理自由度が高いリフロー半田付け処理を実現することができる。特に、第1の工程及び第2の工程により、各部に配置されて溶融状態とした半田6a、8a、10aに蟻酸ガスを確実に接触させることができ、かかる半田6a、8a、10aに蟻酸の還元作用を確実に及ぼしてそれらの酸化を確実に抑制することができる。また、この際に、各部に配置された半田6a、8a、10aが溶融する温度条件、蟻酸がかかる半田6a、8a、10aに還元作用を開始する温度条件、及び樹脂ケース3の樹脂材が溶融しない温度条件を全て充足することができる。併せて、第3の工程により、各部に配置されて溶融状態とした半田6a、8a、10aを、不要なボイドの発生を抑制した態様で凝固することができる。   As apparent from the above description, in the method of manufacturing the power conversion device 1 according to the present embodiment, the semiconductor element 7 having the first connection terminal 72 and the second connection terminal 71 and the first connection terminal 72 are used. The first connection member 91 to be connected, the second connection member 9 to be connected to the first connection member 91, the circuit board 5 on which the semiconductor element 7 is mounted, the semiconductor element 7, the first connection member 91, the first And a resin case 3 accommodating the connection member 9 and the circuit board 5, and a method of manufacturing the power conversion device 1 having a power conversion function by the switching operation of the semiconductor element 7, the first connection terminal 72 And the first connection member 91, the first connection member 91 and the second connection member 9, and the second connection terminal 71 and the circuit board 5 with solders 6a, 8a and 10a, respectively. In the arranged mode, semiconductor element 7. The preparatory structure 11 in which the first connection member 91, the second connection member 9, and the circuit board 5 are accommodated in the resin case 3 is placed in a formic acid gas atmosphere in which the pressure is increased to a pressure higher than atmospheric pressure. By performing the first step of maintaining the pressure and the execution of the first step, the solder 6a is heated by heating the temperature of the preparatory structure 11 so that the temperature of the solder 6a, 8a, 10a is equal to or higher than its melting temperature. , 8a and 10a in the molten state, raise the formic acid gas atmosphere and the pre-structure 11 so that the temperature of the formic acid gas atmosphere is higher than the reduction start temperature of the formic acid and the temperature of the resin case 3 is lower than the heat resistant lower limit temperature The second step of heating, maintaining the temperature of the solder 6a, 8a, 10a, the temperature of the formic acid gas atmosphere and the temperature of the resin case 3, and the first step and the second step, vacuum the formic acid gas atmosphere. And discharge A third step of reducing the atmosphere of the component 11 to a vacuum state and a third step, and subsequently cooling the melted solder 6a, 8a, 10a and solidifying the first step. The terminal 72 and the first connection member 91, the first connection member 91 and the second connection member 9, and the second connection terminal 71 and the circuit board 5 are respectively joined by the solidified solders 6, 8 and 10. Since four steps are provided, processing cost and processing labor of reflow soldering can be reduced when manufacturing the power conversion device 1 composed of various components, and time efficiency and processing freedom can be achieved. A high degree of reflow soldering process can be realized. In particular, the formic acid gas can be reliably brought into contact with the solders 6a, 8a, 10a disposed in the molten state by the first step and the second step, and such solders 6a, 8a, 10a The reducing action can be exerted reliably to suppress their oxidation. Further, at this time, the temperature conditions for melting the solder 6a, 8a, 10a arranged in each part, the temperature conditions for starting reduction action to the solder 6a, 8a, 10a to which formic acid is applied, and the resin material of the resin case 3 is melted. It is possible to satisfy all non-temperature conditions. At the same time, in the third step, the solders 6a, 8a, 10a disposed in the respective portions and brought into a molten state can be solidified in a mode in which the generation of unnecessary voids is suppressed.

また、本実施形態における電力変換装置1の製造方法においては、第1の工程の前に、予備構成体11の回路基板5側をパレット111に載置すると共に予備構成体11の半導体素子7、第1の接続部材91及び第2の接続部材9上に治具112を載置することにより治具組み付け体110を構成し、第2の工程で、治具組み付け体110の治具112側の加熱量の印加度合いを治具組み付け体110のパレット111側の加熱量の印加度合いよりも早期に増大させるものであるため、リフロー半田付け処理において、治具組み付け体110中の治具112を2次熱源として機能させながら、その予備構成体11における治具112側の半田接合箇所により迅速に熱量を与えて、各部に配置された半田6a、8a、10aを適切に溶融することができる。   Further, in the method of manufacturing the power conversion device 1 in the present embodiment, the circuit board 5 side of the preparatory structure 11 is placed on the pallet 111 and the semiconductor element 7 of the preparatory structure 11 before the first step. The jig assembly 110 is configured by placing the jig 112 on the first connection member 91 and the second connection member 9, and in the second step, the jig assembly 110 on the jig 112 side Since the degree of application of the heating amount is increased earlier than the degree of application of the heating amount on the pallet 111 side of the jig assembly 110, the jig 112 in the jig assembly 110 is set to 2 in the reflow soldering process. While serving as the secondary heat source, heat is quickly applied to the solder joint portion on the side of the jig 112 in the preparatory structure 11, and the solder 6a, 8a, 10a disposed in each portion is appropriately melted. Can.

また、本実施形態における電力変換装置1の製造方法においては、第2の工程で、半田6a、8a、10aを半田6a、8a、10aの溶融温度未満まで予備昇温して維持した後、更に半田6a、8a、10aを溶融温度以上に昇温するものであるため、リフロー半田付け処理において、各部に配置された半田6a、8a、10aの温度を適切に昇温させて、それらの均質な溶融状態を得ることができる。   Further, in the method of manufacturing the power conversion device 1 in the present embodiment, after the solder 6a, 8a, 10a is preheated to a temperature lower than the melting temperature of the solder 6a, 8a, 10a in the second step, Since the temperature of the solder 6a, 8a, 10a is raised to the melting temperature or more, the temperature of the solder 6a, 8a, 10a disposed in each part is appropriately raised in the reflow soldering process, and their homogeneity A molten state can be obtained.

また、本実施形態における電力変換装置1の製造方法においては、第1の工程で、蟻酸ガス雰囲気を真空引きして排出し予備構成体11の雰囲気を真空状態まで減圧した真空雰囲気とした後、真空雰囲気を大気圧以上の圧力P2とした蟻酸ガス雰囲気とするものであるため、リフロー半田付け処理において、各部に配置された半田6a、8a、10aに対して、蟻酸の純度の高い蟻酸ガスを接触させて適切な還元機能を発揮させることができる。   Further, in the method of manufacturing the power conversion device 1 in the present embodiment, after the formic acid gas atmosphere is evacuated and discharged in the first step, and the atmosphere of the preparatory structure 11 is reduced to a vacuum state, Since the vacuum atmosphere is a formic acid gas atmosphere in which the pressure P2 is higher than the atmospheric pressure, formic acid gas having a high purity of formic acid with respect to the solder 6a, 8a, 10a disposed in each portion in the reflow soldering process. It can be brought into contact to exert an appropriate reduction function.

また、本実施形態における電力変換装置1の製造方法においては、第3の工程で、真空雰囲気を維持するものであるため、リフロー半田付け処理において、各部に配置されて溶融状態とした半田6a、8a、10aを、不要なボイドの発生をより抑制した態様で凝固することができる。   Further, in the method of manufacturing the power conversion device 1 in the present embodiment, since the vacuum atmosphere is maintained in the third step, the solder 6a disposed in a molten state in each portion in the reflow soldering process, 8a and 10a can be solidified in a mode in which the generation of unnecessary voids is further suppressed.

また、本実施形態における電力変換装置1の製造方法においては、第1の工程の前に、予備構成体11をパレット111に載置すると共に予備構成体11上に治具112を載置した治具組み付け体110とし、治具組み付け体110の雰囲気を真空状態とした後に不活性ガスで満たした不活性ガス雰囲気とし、更に不活性ガス雰囲気を真空状態とするものであるため、各部に配置された半田6a、8a、10aの雰囲気からリフロー半田付け処理で不要な成分を排除することができる。   Further, in the method of manufacturing the power conversion device 1 in the present embodiment, the preparatory structure 11 is placed on the pallet 111 and the jig 112 is placed on the preparatory structure 11 before the first step. Since the atmosphere of the jig assembly 110 is set to a vacuum state and then the inert gas atmosphere filled with the inert gas is set to a vacuum state, and the inert gas atmosphere is set to a vacuum state, Unwanted components can be removed from the atmosphere of the solders 6a, 8a, 10a by the reflow soldering process.

また、本実施形態における電力変換装置1の製造方法においては、第4の工程で、第3の工程に引き続き真空雰囲気を不活性ガス雰囲気とした後、溶融状態の半田6a、8a、10aを降温して凝固するものであるため、リフロー半田付け処理において、各部に配置されて溶融状態とした半田6a、8a、10aを、不要なボイドの発生をより抑制した態様で凝固することができる。   Further, in the method of manufacturing the power conversion device 1 in the present embodiment, in the fourth step, the vacuum atmosphere is changed to an inert gas atmosphere subsequently to the third step, and then the temperature of the molten solder 6a, 8a, 10a is decreased. Since the solder solidifies, the solders 6a, 8a, 10a disposed in the molten state in the reflow soldering process can be solidified in a mode in which the generation of unnecessary voids is further suppressed.

また、本実施形態における電力変換装置1の製造方法においては、第4の工程で、不活性ガス雰囲気を大気圧以上に維持するものであるため、リフロー半田付け処理で凝固中の半田6a、8a、10aの雰囲気からそれらに不要な混入し得る不純物を低減することができる。   Further, in the method of manufacturing the power conversion device 1 in the present embodiment, since the inert gas atmosphere is maintained at atmospheric pressure or higher in the fourth step, the solders 6a and 8a being solidified by the reflow soldering process , 10a, can reduce unnecessary impurities that may be mixed into them.

また、本実施形態における電力変換装置1の製造方法においては、電力変換装置1は、更に、半導体素子7を冷却する冷却器2を備え、予備構成体では、第1の接続端子72及び第1の接続端子72に接続するリードフレーム91の各々の接続対象面の間、リードフレーム91及びリードフレーム91に接続するバスバー9の各々の接続対象面の間、第2の接続端子71及び第2の接続端子71に接続する回路基板5の各々の接続対象面の間、並びに回路基板5及び冷却器2の各々の接続対象面の間に、半田4a、6a、8a、10aを対応して配されるものであるため、電力変化装置1における各部のリフロー半田付け処理を一度に行うことができる。   Further, in the method of manufacturing the power conversion device 1 in the present embodiment, the power conversion device 1 further includes the cooler 2 for cooling the semiconductor element 7, and in the spare structure, the first connection terminal 72 and the first connection terminal 72 A second connection terminal 71 and a second connection terminal 71 are connected between the connection target surfaces of the lead frame 91 connected to the connection terminals 72 and a connection target surface of each of the bus bars 9 connected to the lead frame 91. Solders 4a, 6a, 8a, 10a are correspondingly arranged between connection target surfaces of circuit boards 5 connected to connection terminals 71 and between connection target surfaces of circuit boards 5 and cooler 2, respectively. Therefore, the reflow soldering process of each part in the power change device 1 can be performed at one time.

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。   In the present invention, the type, shape, arrangement, number, and the like of members are not limited to those in the above-described embodiment, and the components of the present invention can be appropriately replaced by those having equivalent effects. Of course, changes can be made as appropriate without departing from the scope of the invention.

以上のように、本発明は、種々の構成部品から成る電力変換装置の製造する際に、半田付けの処理コスト及び処理労力を低減することができ、かつ時間効率的に自由度高い半田付け処理を実現することができるリフロー半田付け処理を実現した電力変換装置の製造方法及びその製造装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格からハイブリッド自動車等の車両に用いられる電力変換装置に広く適用され得るものと期待される。   As described above, the present invention can reduce the soldering processing cost and the processing labor when manufacturing a power conversion device composed of various components, and can perform soldering processing with a high degree of freedom in a time efficient manner. It is possible to provide a method and apparatus for manufacturing a power conversion device that realizes a reflow soldering process that can realize the power conversion used in vehicles such as hybrid vehicles because of its universal characteristics. It is expected that it can be widely applied to the device.

1…電力変換装置
2…冷却器
3…樹脂ケース
4、6、8、10…半田接合部
4a、6a、8a、10a…リフロー半田材
5…回路基板
7…半導体素子
9…バスバー
11…予備構成体
21…クーラント流路
51…絶縁基板
52…銅回路板
71…コレクタ端子
72…エミッタ端子
91…リードフレーム
100…製造装置
101…コンベア
102…チャンバ
102a…上ヒータ
102b…下ヒータ
102c…排気口
102d…窒素ガス導入口
102e…蟻酸ガス導入口
104…真空ポンプ
104a…排気管
105…窒素ガス配管
106…蟻酸発生装置
106a…蟻酸ガス配管
110…治具組み付け体
111…パレット
112…治具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power converter 2 ... Cooler 3 ... Resin case 4, 6, 8, 10 ... Solder joint part 4a, 6a, 8a, 10a ... Reflow soldering material 5 ... Circuit board 7 ... Semiconductor element 9 ... Bus bar 11 ... Preliminary composition Body 21 ... coolant flow path 51 ... insulating substrate 52 ... copper circuit board 71 ... collector terminal 72 ... emitter terminal 91 ... lead frame 100 ... manufacturing device 101 ... conveyor 102 ... chamber 102 a ... upper heater 102 b ... lower heater 102 c ... exhaust port 102 d ... Nitrogen gas inlet 102e ... Formic acid gas inlet 104 ... Vacuum pump 104a ... Exhaust pipe 105 ... Nitrogen gas piping 106 ... Formic acid generator 106a ... Formic acid gas piping 110 ... Jig assembly 111 ... Pallet 112 ... Jig

Claims (8)

第1の接続端子及び第2の接続端子を有する半導体素子と、
前記第1の接続端子に接続する第1の接続部材と、
前記第1の接続部材に接続する第2の接続部材と、
前記半導体素子を実装する回路基板と、
前記半導体素子、前記第1の接続部材、前記第2の接続部材及び前記回路基板を収容する樹脂ケースと、
を備えると共に、前記半導体素子のスイッチング動作により電力変換機能を呈する電力変換装置の製造方法において、
前記第1の接続端子及び前記第1の接続部材の間、前記第1の接続部材及び前記第2の接続部材の間、並びに前記第2の接続端子及び前記回路基板の間に、各々、半田を配した態様で、前記半導体素子、前記第1の接続部材、前記第2の接続部材及び前記回路基板が前記樹脂ケースに収容された予備構成体を、昇圧して大気圧以上の圧力とした蟻酸ガス雰囲気中に置いて前記圧力を維持する第1の工程と、
前記第1の工程の実行と共に、前記半田の温度がその溶融温度以上になるように前記予備構成体を加熱して昇温することにより前記半田を溶融状態としながら前記蟻酸ガス雰囲気の温度がその蟻酸の還元開始温度以上及び前記樹脂ケースの温度がその樹脂の耐熱下限温度未満となるように前記蟻酸ガス雰囲気及び前記予備構成体を昇温し、前記半田の前記温度、前記蟻酸ガス雰囲気の前記温度及び前記樹脂ケースの前記温度を維持する第2の工程と、
前記第1の工程及び前記第2の工程に引き続き、前記蟻酸ガス雰囲気を真空引きして排出し前記予備構成体の雰囲気を真空状態まで減圧した真空雰囲気とする第3の工程と、
前記第3の工程に引き続き前記溶融状態の前記半田を降温して凝固することにより、前記第1の接続端子及び前記第1の接続部材、前記第1の接続部材及び前記第2の接続部材、並びに前記第2の接続端子及び前記回路基板を凝固された前記半田で各々接合する第4の工程と、
を備え
前記第1の工程の前に、前記予備構成体の前記回路基板側をパレットに載置すると共に前記予備構成体の前記半導体素子、前記第1の接続部材及び前記第2の接続部材上に治具を載置することにより治具組み付け体を構成し、
前記第2の工程で、前記治具組み付け体の前記治具側から前記治具組み付け体を加熱する上ヒータと、前記治具組み付け体の前記パレット側から前記治具組み付け体を加熱する下ヒータと、を用いて、前記下ヒータよりも前記上ヒータを先行して前記上ヒータの加熱を開始し、その後に所定の遅延時間をもって前記下ヒータの加熱を開始することにより、前記治具組み付け体の前記治具側の加熱量の印加度合いを前記治具組み付け体の前記パレット側の加熱量の印加度合いよりも早期に増大させることを特徴とする電力変換装置の製造方法。
A semiconductor element having a first connection terminal and a second connection terminal;
A first connection member connected to the first connection terminal;
A second connection member connected to the first connection member;
A circuit board on which the semiconductor element is mounted;
A resin case for housing the semiconductor element, the first connection member, the second connection member, and the circuit board;
In a method of manufacturing a power conversion device, the power conversion function is provided by the switching operation of the semiconductor element,
Solder is provided between the first connection terminal and the first connection member, between the first connection member and the second connection member, and between the second connection terminal and the circuit board. In the embodiment in which the semiconductor element, the first connection member, the second connection member, and the circuit board are accommodated in the resin case, the pressure is increased to a pressure higher than atmospheric pressure. A first step of maintaining the pressure in a formic acid gas atmosphere;
With the execution of the first step, the temperature of the formic acid gas atmosphere is raised while the solder is melted by heating the temperature of the preparatory structure so that the temperature of the solder is equal to or higher than the melting temperature. The temperature of the formic acid gas and the preliminary structure are raised so that the temperature above the reduction start temperature of formic acid and the temperature of the resin case become lower than the heat resistant lower limit temperature of the resin, the temperature of the solder, the formic acid gas atmosphere A second step of maintaining the temperature and the temperature of the resin case;
Subsequently to the first step and the second step, a third step of evacuating and discharging the formic acid gas atmosphere and setting the atmosphere of the preliminary structure to a vacuum atmosphere reduced to a vacuum state;
The first connection terminal and the first connection member, the first connection member, and the second connection member are obtained by cooling and solidifying the solder in the molten state subsequently to the third step. And a fourth step of respectively bonding the second connection terminal and the circuit board with the solidified solder.
Equipped with
Before the first step, the circuit board side of the preliminary structure is placed on a pallet, and the semiconductor element of the preliminary structure, the first connection member, and the second connection member are fixed. A jig assembly is constructed by mounting the tool,
In the second step, an upper heater for heating the jig assembly from the jig side of the jig assembly, and a lower heater for heating the jig assembly from the pallet side of the jig assembly And the jig assembly is started by starting heating the upper heater prior to the lower heater and starting heating the lower heater with a predetermined delay time. method of manufacturing a power converter, wherein characterized Rukoto increased earlier than applying the degree of heating of the pallet side of the application degree jig side of the heating amount the jig assembly of.
前記第2の工程で、前記半田を前記半田の溶融温度未満まで予備昇温して維持した後、更に前記半田を前記溶融温度以上に昇温することを特徴とする請求項に記載の電力変換装置の製造方法。 The electric power according to claim 1 , wherein in the second step, the solder is preliminarily heated to a temperature lower than the melting temperature of the solder and maintained, and then the temperature of the solder is raised to the melting temperature or higher. Method of manufacturing a converter. 前記第1の工程で、前記蟻酸ガス雰囲気を真空引きして排出し前記予備構成体の雰囲気を真空状態まで減圧した真空雰囲気とした後、前記真空雰囲気を大気圧以上の圧力とした蟻酸ガス雰囲気とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置の製造方法。 In the first step, the formic acid gas atmosphere is evacuated and discharged, and the atmosphere of the preparatory structure is reduced to a vacuum state to make a vacuum atmosphere, and then the formic acid gas atmosphere in which the vacuum atmosphere is a pressure above atmospheric pressure The method of manufacturing a power conversion device according to claim 1 or 2 , characterized in that: 前記第3の工程で、前記真空雰囲気を維持することを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の電力変換装置の製造方法。 The said vacuum atmosphere is maintained at said 3rd process, The manufacturing method of the power converter device in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. 前記第1の工程の前に、前記予備構成体をパレットに載置すると共に前記予備構成体上に治具を載置した治具組み付け体とし、前記治具組み付け体の雰囲気を真空状態とした後に不活性ガスで満たした不活性ガス雰囲気とし、更に前記不活性ガス雰囲気を真空状態とすることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の電力変換装置の製造方法。 Prior to the first step, the preparatory assembly is placed on a pallet and a jig is assembled on the preparatory assembly with a jig mounted thereon, and the atmosphere of the jig assembly is vacuumed. The method for manufacturing a power conversion device according to any one of claims 1 to 4 , wherein an inert gas atmosphere is filled with an inert gas later, and the inert gas atmosphere is further evacuated. 前記第4の工程で、前記第3の工程に引き続き前記真空雰囲気を不活性ガス雰囲気とした後、前記溶融状態の前記半田を降温して凝固することを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の電力変換装置の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 5 , wherein, in the fourth step, the vacuum atmosphere is changed to an inert gas atmosphere subsequently to the third step, and then the molten solder is cooled to solidify. A method of manufacturing a power conversion device according to any one of the above. 前記第4の工程で、前記不活性ガス雰囲気を大気圧以上に維持することを特徴とする請求項に記載の電力変換装置の製造方法。 The method for manufacturing a power conversion device according to claim 6 , wherein the inert gas atmosphere is maintained at atmospheric pressure or higher in the fourth step. 前記電力変換装置は、更に、前記半導体素子を冷却する冷却器を備え、
前記予備構成体では、前記第1の接続端子及び前記第1の接続端子に接続するリードフレームの各々の接続対象面の間、前記リードフレーム及び前記リードフレームに接続するバスバーの各々の接続対象面の間、前記第2の接続端子及び前記第2の接続端子に接続する前記回路基板の各々の接続対象面の間、並びに前記回路基板及び前記冷却器の各々の接続対象面の間に、前記半田を対応して配されることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の電力変換装置の製造方法。
The power converter further includes a cooler for cooling the semiconductor device.
In the spare structure, the connection target surfaces of the lead frame and the bus bars connected to the lead frame are connected between the first connection terminals and the connection target surfaces of the lead frames connected to the first connection terminals. Between the connection target surfaces of each of the circuit boards connected to the second connection terminal and the second connection terminal, and between the connection target surfaces of the circuit board and the cooler. The method of manufacturing a power conversion device according to any one of claims 1 to 7 , wherein solder is disposed correspondingly.
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