多層型電子部品モジュールの接合部検査方法
【課題】多層型パワーモジュールなどの多層型電子部品モジュールについて、各接合部の熱伝導性の良否を適切に判断することができる多層型電子部品モジュールの接合部検査方法を提供する。
【解決手段】本発明の接合部検査方法は、第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２に基づいて、第１接合部の熱伝導性の良否を判定する第１判定段階（ステップＳ９〜ＳＢ）と、電子部品の第２タイミング温度ＴＤ2から初期温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＤと温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＥ、または、第２タイミング電気特性値ＶＤ2に対応する電子部品の温度から初期電気特性値ＶＤ0に対応する電子部品の温度を差し引いた温度差ΔＴＶと温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦに基づいて、第２接合部の熱伝導性の良否を判定する第２判定段階（ステップＳＣ〜ＳＥ）とを備える。
【解決手段】本発明の接合部検査方法は、第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２に基づいて、第１接合部の熱伝導性の良否を判定する第１判定段階（ステップＳ９〜ＳＢ）と、電子部品の第２タイミング温度ＴＤ2から初期温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＤと温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＥ、または、第２タイミング電気特性値ＶＤ2に対応する電子部品の温度から初期電気特性値ＶＤ0に対応する電子部品の温度を差し引いた温度差ΔＴＶと温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦに基づいて、第２接合部の熱伝導性の良否を判定する第２判定段階（ステップＳＣ〜ＳＥ）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を有する多層型電子部品モジュールの接合部検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品モジュールの接合部、例えば、電子部品を基板にハンダ付けした電子部品モジュールのハンダ接合部には、欠陥（ボイドなど）が生じる場合がある。このため、接合部の欠陥を検査する手法及び検査装置が、多数提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−７３３４７号公報
【特許文献２】特開平５−１７２７７２号公報
【０００４】
特許文献１には、接合部を有する検査対象物にレーザー光を照射して加熱すると共に、その照射部位表面の放射温度を測定し、放射温度の測定結果に基づいて接合部の欠陥の有無を判定する方法が開示されている。
また、特許文献２には、熱伝導性部材を含む接合部からなる被検査部に、熱エネルギーを照射し、被検査部から放射される赤外線を赤外線カメラにより撮像する。そして、得られた画像について正常な温度範囲を外れた画素数の割合を求め、この割合に基づいて接合部の良否を判定する検査方法が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、多層型の電子部品モジュールが開発されており、この多層型電子部品モジュールの接合部の熱伝導性の良否を、適切に検査できる方法が求められている。ここで、多層型電子部品モジュールとは、半導体素子等の電子部品の裏面側に、複数の部材（電気絶縁基板や放熱板など）を層状に重ねて接合したものをいう。多層型電子部品モジュールとしては、例えば、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ダイオードなどのパワー半導体素子と、このパワー半導体素子の裏面に第１ハンダにより接合された電気絶縁基板と、この電気絶縁基板の裏面に第２ハンダにより接合された放熱板とを備える多層型のパワーモジュールを挙げることができる。
【０００６】
ところが、特許文献１及び特許文献２に開示されている手法を利用しても、上述の多層型パワーモジュール（パワー半導体素子と電気絶縁基板と放熱板とが接合された多層型パワーモジュール）の２つの接合部（第１ハンダによる第１接合部と第２ハンダによる第２接合部）における熱伝導性の良否を、それぞれ分離して適切に判断することができなかった。
【０００７】
具体的には、特許文献１の手法を用いた場合は、照射部位表面の放射温度が、第１接合部のみならず第２接合部の欠陥（ボイドなど）の影響を受けてしまうため、第１接合部の熱伝導性の良否と第２接合部の熱伝導性の良否とを、適切に区別して判断することができなかった。また、特許文献２の手法を用いた場合も、赤外線カメラにより撮像された画像には、第１接合部の熱画像部と第２接合部の熱画像部とが重なって表示されてしまうため、第１接合部の熱伝導性の良否と第２接合部の熱伝導性の良否とを、適切に区別して判断することができなかった。
【０００８】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、多層型パワーモジュールなどの多層型電子部品モジュールについて、各接合部の熱伝導性の良否を適切に判断することができる多層型電子部品モジュールの接合部検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
その解決手段は、第１部材と、第２部材と、上記第１部材と上記第２部材との間に位置し、両者を接合する第１接合部と、電子部品と、上記第２部材と上記電子部品との間に位置し、両者を接合する第２接合部と、を積み重ねてなる多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、上記第１部材の加熱開始以前に、上記第２部材の初期温度Ｔ２0、及び、上記電子部品の初期温度ＴＤ0、または、上記電子部品が、自身の電気特性が自身の温度に依存する特性を有し、上記電気特性の測定により自身の温度を測定可能な電子部品である場合において、上記電気特性の値である初期電気特性値ＶＤ0を測定する第１測定段階と、上記第１部材の加熱を開始する段階と、上記第１部材から上記第１接合部を通じて上記第２部材に熱が伝わった以後の第１タイミングで、上記第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する第２測定段階と、上記熱が上記第２部材から上記第２接合部を通じて上記電子部品に熱が伝わった以後の第２タイミングで、上記電子部品の第２タイミング温度ＴＤ2、または、上記電気特性の値である第２タイミング電気特性値ＶＤ2を測定する第３測定段階と、上記第１タイミング温度Ｔ２1から上記初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２に基づいて、上記第１接合部の熱伝導性の良否を判定する第１判定段階と、上記第２タイミング温度ＴＤ2から上記初期温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＤと上記温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＥ、または、上記第２タイミング電気特性値ＶＤ2に対応する上記電子部品の温度から上記初期電気特性値ＶＤ0に対応する上記電子部品の温度を差し引いた温度差ΔＴＶと上記温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦに基づいて、上記第２接合部の熱伝導性の良否を判定する第２判定段階と、を備える多層型電子部品モジュールの接合部検査方法である。
【００１０】
本発明の接合部検査方法では、第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２（すなわち、加熱による第２部材の上昇温度）に基づいて、第１接合部の熱伝導性の良否を判定する第１判定段階を備えている。これにより、第１接合部と第２接合部とを有する多層型電子部品モジュールにおいて、第１接合部の熱伝導性の良否を、第２接合部とは独立して検知することができる。
【００１１】
ところで、電子部品への熱伝導は、第１接合部及び第２接合部を通じて行われるため、第２接合部のみならず第１接合部の欠陥の影響も受けてしまう。このため、前述のように、従来の検査方法では、第２接合部の熱伝導性の良否を適切に判定することができなかった。
【００１２】
これに対し、本発明の検査方法では、電子部品の第２タイミング温度ＴＤ2から初期温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＤ（すなわち、加熱による電子部品の上昇温度）と温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＥに基づいて、第２接合部の熱伝導性の良否を判定する第２判定段階を備えている。または、第２タイミング電気特性値ＶＤ2に対応する電子部品の温度から初期電気特性値ＶＤ0に対応する電子部品の温度を差し引いた温度差ΔＴＶ（すなわち、加熱による電子部品の上昇温度）と温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦに基づいて、第２接合部の熱伝導性の良否を判定する第２判定段階を備えている。
【００１３】
このように、第２接合部の熱伝導性の良否を判定するにあたり、温度差ΔＴＤまたは温度差ΔＴＶから、温度差ΔＴ２（すなわち、第１接合部にかかる熱伝導性の良否の影響を含んだ温度差）を差し引くことで、第１接合部にかかる熱伝導性の良否の影響により生じた温度差の違いを排除することができる。これにより、第２判断段階において、第１接合部にかかる熱伝導性の良否の影響を抑制して、第２接合部の熱伝導性の良否を適切に判断することができる。従って、本発明の検査方法では、多層型電子部品モジュールについて、各接合部の熱伝導性の良否を適切に判定することができる。
【００１４】
なお、多層型電子部品モジュールとしては、多層型のパワーモジュールを例示することができる。この場合、第１部材としては放熱板、第２部材としては電気絶縁基板、電子部品としてはＩＧＢＴやダイオードなどを備えるパワー半導体素子を例示することができる。また、第１接合部及び第２接合部としては、ハンダを例示することができる。
また、電気特性の値（初期電気特性値ＶＤ0及び第２タイミング電気特性値ＶＤ2）としては、例えば、複数の端子を有する半導体素子（電子部品）における所定の端子間電圧の値を挙げることができる。具体的には、電子部品がＩＧＢＴを備えている場合には、ＩＧＢＴのゲート−エミッタ間の電圧、またはコレクタ−エミッタ間の電圧を例示できる。また、ダイオードを備えている場合は、ダイオードのアノード−カソード間の電圧を例示できる。
【００１５】
さらに、上記の多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、前記第１判定段階は、前記温度差ΔＴ２が、前記第１接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する多層型電子部品モジュールの接合部検査方法とすると良い。
【００１６】
本発明の検査方法では、第１判定段階において、温度差ΔＴ２が、第１接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する。従って、第１接合部の熱伝導性の良否を、適切に検知することができる。
なお、第１適正温度差の下限値ΔＴＫ１は、例えば、第１接合部に欠陥がない理想的な状態のときに得られる温度差ΔＴ２から、所定温度（例えば、１０deg）を差し引いた温度とすることができる。
【００１７】
さらに、上記いずれかの多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、前記第２判定段階は、前記差分値ΔＴＥまたは前記差分値ΔＴＦが、前記第２接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する多層型電子部品モジュールの接合部検査方法とすると良い。
【００１８】
本発明の検査方法では、第２判定段階において、差分値ΔＴＥまたは差分値ΔＴＦが、第２接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する。従って、第２接合部の熱伝導性の良否を、適切に検知することができる。
なお、第２適正温度差の下限値ΔＴＫ２は、例えば、第１接合部及び第２接合部に欠陥がない理想的な状態のときに得られる温度差ΔＴＤと温度差ΔＴ２との差分値から、所定温度（例えば、１０deg）を差し引いた温度とすることができる。
【００１９】
さらに、上記いずれかの多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、前記電子部品は、複数の端子を有し、上記複数の端子のうち所定の端子間電圧が、自身の温度に依存する特性を有し、前記電気特性である上記端子間電圧の測定により、自身の温度を測定可能な半導体素子であり、前記初期測定段階では、前記初期電気特性値ＶＤ0として、前記第１部材の加熱開始以前の上記端子間電圧の値を測定し、前記第３測定段階では、前記第２タイミング電気特性値ＶＤ2として、前記第２タイミングで上記端子間電圧の値を測定する多層型電子部品モジュールの接合部検査方法とすると良い。
【００２０】
本発明の検査対象となる多層型電子部品モジュールは、電子部品として、所定の端子間電圧が自身の温度に依存する特性を有し、この端子間電圧の測定により自身の温度を測定可能な半導体素子を備える。この半導体素子の所定の端子間について、加熱前後の端子間電圧を測定することで、加熱による半導体素子の上昇温度（温度差ΔＴＶ）を適切に検知することができる。これにより、このような半導体素子を備えた多層型電子部品モジュールについて、第２接合部の熱伝導性の良否を適切に判断することができる。
【００２１】
なお、本発明における半導体素子としては、ＩＧＢＴやダイオードなどを備えたものを例示することができる。例えば、ＩＧＢＴを備えている場合には、初期電気特性値ＶＤ0及び第２タイミング電気特性値ＶＤ2として、コレクタ−エミッタ間に定電流を流したときのゲート−エミッタ間の電圧またはコレクタ−エミッタ間の電圧を測定し、これを用いて温度差ΔＴＶを得ることができる。また、ダイオードを備えている場合は、初期電気特性値ＶＤ0及び第２タイミング電気特性値ＶＤ2として、アノード−カソード間に定電流を流したときのアノード−カソード間の電圧を測定し、これを用いて温度差ΔＴＶを得ることができる。
【００２２】
さらに、上記いずれかの多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、前記第１タイミングを、前記熱が前記電子部品に伝わるよりも前とする多層型電子部品モジュールの接合部検査方法とすると良い。
【００２３】
熱が電子部品に伝わるよりも前に第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1を測定することで、第２接合部の熱伝導性の良否の影響を受けることなく、第１接合部の熱伝導性の良否の影響を受けた第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1を、適切に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施形態について、図１〜図１０を参照しつつ説明する。
（実施例１）
まず、本実施例１にかかる多層型電子部品モジュール１０について説明する。多層型電子部品モジュール１０は、図１に示すように、放熱板１１と、絶縁基板１３と、放熱板１１と絶縁基板１３との間に位置し両者を接合する第１接合部１２と、ＩＧＢＴを備える半導体素子１５と、絶縁基板１３と半導体素子１５との間に位置し両者を接合する第２接合部１４とを積み重ねてなる多層型パワーモジュールである。
【００２５】
このうち、放熱板１１は、Ｃｕ−Ｍｏ合金からなる金属板である。また、絶縁基板１３は、ＡｌＮからなるセラミックス板１３ｂを、Ａｌからなる金属板１３ｃ，１３ｄで挟んだ絶縁基板である。第１接合部１２及び第２接合部１４は共に、ハンダからなる接合部である。
なお、本実施例１では、放熱板１１が第１部材に相当する。また、絶縁基板１３が第２部材に相当する。また、半導体素子１５が電子部品に相当する。
【００２６】
次に、本実施例１の接合部検査方法について説明する。本実施例１では、図１に示すように、放熱板１１を加熱するホットプレート２０のほか、絶縁基板１３（金属板１３ｄ）の温度を測定する放射温度計３０と、半導体素子１５におけるＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧を測定する電圧計４０と、放射温度計３０及び電圧計４０の出力を処理する処理装置５０とを備える検査装置８０を用いて、多層型電子部品モジュール１０にかかる第１接合部１２及び第２接合部１４の熱伝導性の良否を検査する。
【００２７】
なお、本実施例１では、３種類の多層型電子部品モジュール１０（サンプル１〜３とする）を用意し、これらについて、それぞれ第１接合部１２及び第２接合部１４の熱伝導性の良否を検査した。具体的には、サンプル１として、第１接合部１２及び第２接合部１４にボイド等の欠陥がなく、両接合部の熱伝導性が理想的である多層型電子部品モジュールを用意した。また、サンプル２として、第１接合部１２に大きな欠陥を有しているためその熱伝導性が悪いが、第２接合部１４の欠陥は小さいためその熱伝導性が良好である多層型電子部品モジュールを用意した。また、サンプル３として、サンプル２とは反対に、第１接合部１２の欠陥は小さいためその熱伝導性が良好であるが、第２接合部１４に大きな欠陥を有しているためその熱伝導性が悪い多層型電子部品モジュールを用意した。
【００２８】
（サンプル１の検査）
初めに、サンプル１（第１接合部１２及び第２接合部１４にボイド等の欠陥がなく、両接合部の熱伝導性が理想的である多層型電子部品モジュール）について、各接合部を検査した例を説明する。
まず、図２に示すように、放熱板１１を加熱する以前に、ステップＳ１において、放射温度計３０により絶縁基板１３の初期温度Ｔ２0を測定すると共に、電圧計４０により半導体素子１５におけるＩＧＢＴの初期電気特性値ＶＤ0（具体的には、ゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する。なお、ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧を測定する際は、図示しない電源を用いて、ＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間に定電流を流している。また、このステップＳ１が第１測定段階に相当する。
【００２９】
次に、ステップＳ２に進み、ホットプレート２０を放熱板１１の裏面１１ｂに接触させて、放熱板１１の加熱を開始する。なお、本実施例１では、初期温度Ｔ２0及び初期電気特性値ＶＤ0を測定してから１０ｍｓ経過後に、放熱板１１の加熱を開始している。次いで、ステップＳ３に進み、加熱開始から３０ｍｓ経過したか否かを判定する。３０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ４に進み、放射温度計３０により、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する。この第１タイミング温度Ｔ２1を、図３に示す。なお、図３では、サンプル１にかかる加熱時間ｔと絶縁基板１３の温度Ｔ２との関係、及び、加熱時間ｔとＩＧＢＴの端子間電圧ＶＤとの関係を示している。また、このステップＳ３，Ｓ４が、第２測定段階に相当する。
【００３０】
図３に示すように、本実施例１の多層型電子部品モジュール１０では、放熱板１１の加熱を開始してから１０ｍｓ後に、絶縁基板１３に熱が伝わることがわかる。そこで、それ以降に、例えば、加熱開始から３０ｍｓ経過したときに絶縁基板１３の温度を測定することで、絶縁基板１３に熱が伝わった以後の第１タイミング温度Ｔ２1を、適切に測定することができる。
【００３１】
しかも、後述するように、熱が半導体素子１５に伝わり始めるのが加熱開始から５０ｍｓ後であるから、加熱開始から３０ｍｓ経過したときに絶縁基板１３の温度を測定することで、熱が半導体素子１５に伝わるよりも前に、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を測定していることになる。このため、第２接合部１４の熱伝導性の良否の影響を受けることを防止して、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を、より一層適切に測定することができる。
なお、本実施例１では、加熱開始から３０ｍｓ経過した時が、第１タイミングに相当する。
【００３２】
次に、ステップＳ５に進み、加熱開始から６０ｍｓ経過したか否かを判定する。６０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ６に進み、電圧計４０により第２タイミング電気特性値ＶＤ2（具体的には、ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する。この第２タイミング電気特性値ＶＤ2を、図３に示す。なお、図３によると、ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧ＶＤは、加熱開始から５０ｍｓ以後に、徐々に低下していることから、加熱開始から５０ｍｓ経過すると、ホットプレート２０の熱がＩＧＢＴを備える半導体素子１５に伝わり始めることがわかる。そこで、それ以降に、例えば、加熱開始から６０ｍｓ経過したときに、ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧ＶＤを測定することで、ＩＧＢＴを備える半導体素子１５に熱が伝わった以後の第２タイミング電気特性値ＶＤ2を、適切に測定することができる。
なお、このステップＳ５，Ｓ６が、第３測定段階に相当する。また、加熱開始から６０ｍｓ経過した時が、第２タイミングに相当する。
【００３３】
次いで、ステップＳ７に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２を算出する（図３参照）。なお、サンプル１では、ΔＴ２＝３０degとなった。
【００３４】
次に、ステップＳ８に進み、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度から、初期電気特性値ＶＤ0（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度を差し引いた温度差ΔＴＶと、温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦを算出する。ここで、ＩＧＢＴの温度ＴＤとゲート−エミッタ端子間電圧ＶＤとは、図４に示す関係になることがわかっている。このサンプル１では、図４に示すように、温度差ΔＴＶは、第２タイミング電気特性値ＶＤ2に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ2から、初期電気特性値ＶＤ0に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＶで与えられ、ΔＴＶ＝５０degとなった。従って、ΔＴＦ＝ΔＴＶ−ΔＴ２＝５０−３０＝２０degとなる。
【００３５】
次に、ステップＳ９に進み、所得した温度差ΔＴ２が、第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する。ここで、第１適正温度差範囲とは、第１接合部１２の熱伝導性が良好であるときに得られる温度差ΔＴ２の範囲をいう。本実施例１では、図３に示すように、第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１を、第１接合部１２に欠陥がない理想的な状態のときに得られる温度差ΔＴ２（すなわち、サンプル１で得られる温度差ΔＴ２）から所定温度（本実施例１では１０deg）を差し引いた温度に設定している。すなわち、ΔＴＫ１＝３０−１０＝２０degとしている。
【００３６】
ステップＳ９において、ΔＴ２≧ΔＴＫ１を満たす（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＳＡに進み、第１接合部１２の熱伝導性は良好であると判断される。一方、ΔＴ２≧ΔＴＫ１を満たさない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＳＢに進み、第１接合部１２の熱伝導性は不良であると判断される。このサンプル１では、ΔＴ２＝３０degであるので、ΔＴ２≧ΔＴＫ１（＝２０deg）を満たし、第１接合部１２の熱伝導性は良好であると判断される。このようにして、第１接合部１２と第２接合部１４とを有する多層型電子部品モジュール１０において、第１接合部１２の熱伝導性の良否を、第２接合部１４とは独立して判断することができる。
なお、このステップＳ９，ＳＡ，ＳＢが、第１判定段階に相当する。
【００３７】
次に、ステップＳＣに進み、ΔＴＦが、第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する。ここで、第２適正温度差範囲とは、第２接合部１４の熱伝導性が良好であるときに得られるΔＴＦの範囲をいう。本実施例１では、第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２を、第１接合部及び第２接合部に欠陥がない理想的な状態のときに得られるΔＴＦ（すなわち、サンプル１で得られるΔＴＦ）から所定温度（本実施例１では１０deg）を差し引いた温度に設定している。すなわち、ΔＴＫ２＝２０−１０＝１０degとしている。
【００３８】
ステップＳＣにおいて、ΔＴＦ≧ΔＴＫ２を満たす（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＳＤに進み、第２接合部１４の熱伝導性は良好であると判断される。一方、ΔＴＦ≧ΔＴＫ２を満たさない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＳＥに進み、第２接合部１４の熱伝導性は不良であると判断される。このサンプル１では、ΔＴＦ＝２０degであるので、ΔＴＦ≧ΔＴＫ２（＝１０deg）を満たし、第２接合部１４の熱伝導性は良好であると判断される。その後、放熱板１１を加熱していたホットプレート２０を、放熱板１１の裏面１１ｂから離間させて、接合部の検査を終了する。
なお、このステップＳＣ，ＳＤ，ＳＥが、第２判定段階に相当する。
【００３９】
本実施例１では、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定対象として、温度差ΔＴＶから温度差ΔＴ２（すなわち、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を含んだ温度差）を差し引いた差分値ΔＴＦを算出し（ステップＳ８）、このΔＴＦを用いて、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定する（ステップＳＣ）。これにより、第２接合部１４の熱伝導性の良否判定（ステップＳＣ）において、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響により生じた温度差の違いを排除することができる。このため、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を抑制して、第２接合部１４の熱伝導性の良否を適切に判断することができる。
【００４０】
（サンプル２の検査）
次に、サンプル２について、接合部を検査した例を説明する。なお、検査方法は、上述のサンプル１と同様（図２参照）である。従って、ここでは、サンプル１とは測定結果及び判定結果が異なる点を中心に説明する。
【００４１】
まず、サンプル１の場合と同様に、ステップＳ１において、絶縁基板１３の初期温度Ｔ２0を測定すると共に、半導体素子１５におけるＩＧＢＴの初期電気特性値ＶＤ0（ゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する。次に、ステップＳ２に進み、放熱板１１の加熱を開始した後、ステップＳ３において、加熱開始から３０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ４に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する（図５参照）。なお、図５では、サンプル２にかかる加熱時間ｔと絶縁基板１３の温度Ｔ２との関係、及び、加熱時間ｔとＩＧＢＴの端子間電圧ＶＤとの関係を実線で示し、参考としてサンプル１にかかるそれらの関係を二点鎖線で示している。
【００４２】
次に、ステップＳ５に進み、加熱開始から６０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ６に進み、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する（図５参照）。次いで、ステップＳ７に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２を算出する（図５参照）。なお、このサンプル２では、ΔＴ２は１０degとなった。
【００４３】
次に、ステップＳ８に進み、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ2から、初期電気特性値ＶＤ0（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＶ＝ＴＤ2−ＴＤ0（図６参照）と、温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦを算出する。このサンプル２では、ΔＴＶ＝２５degとなったため、ΔＴＦ＝ΔＴＶ−ΔＴ２＝２５−１０＝１５degとなる。
【００４４】
次に、ステップＳ９に進み、ΔＴ２が、第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する。このサンプル２では、ΔＴ２＝１０degであるので、ΔＴ２≧ΔＴＫ１（＝２０deg）を満たさない（Ｎｏ）と判定される。従って、ステップＳＢに進み、第１接合部１２の熱伝導性は不良であると判断される。このようにして、第１接合部１２の熱伝導性の良否を、第２接合部１４とは独立して判断することができる。
【００４５】
次に、ステップＳＣに進み、ΔＴＦが、第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する。このサンプル２では、ΔＴＦ＝１５degであるので、ΔＴＦ≧ΔＴＫ２（＝１０deg）を満たしている（Ｙｅｓ）と判定される。従って、ステップＳＤに進み、第２接合部１４の熱伝導性は良好であると判断される。その後、放熱板１１を加熱していたホットプレート２０を、放熱板１１から離間させて、接合部の検査を終了する。
【００４６】
このサンプル２の検査でも、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定対象として、温度差ΔＴＶから温度差ΔＴ２（すなわち、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を含んだ温度差）を差し引いた差分値ΔＴＦを算出し（ステップＳ８）、このΔＴＦを用いて、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定した（ステップＳＣ）。これにより、第２接合部１４の熱伝導性の良否判定（ステップＳＣ）において、第１接合部１２の熱伝導性不良の影響により生じた温度差の違いを排除することができる。このため、第１接合部１２にかかる熱伝導性不良の影響を抑制して、第２接合部１４の熱伝導性の良否を適切に判断することができた。
【００４７】
（サンプル３の検査）
次に、サンプル３について、接合部を検査した例を説明する。なお、検査方法は、上述のサンプル１，２と同様（図２参照）である。従って、ここでは、サンプル１，２とは測定結果及び判定結果が異なる点を中心に説明する。
【００４８】
まず、サンプル１，２の場合と同様に、ステップＳ１において、絶縁基板１３の初期温度Ｔ２0を測定すると共に、ＩＧＢＴの初期電気特性値ＶＤ0（ゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する。次に、ステップＳ２に進み、放熱板１１の加熱を開始した後、ステップＳ３において、加熱開始から３０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ４に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する（図７参照）。なお、図７では、サンプル３にかかる加熱時間ｔと絶縁基板１３の温度Ｔ２との関係、及び、加熱時間ｔとＩＧＢＴの端子間電圧ＶＤとの関係を実線で示し、参考としてサンプル１にかかるそれらの関係を二点鎖線で示している。
【００４９】
次に、ステップＳ５において、加熱開始から６０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ６に進み、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する（図７参照）。なお、サンプル３におけるＶＤ2は、サンプル２のそれと等しい値となった。
次いで、ステップＳ７に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２を算出する（図７参照）。なお、このサンプル３では、ΔＴ２が２５degとなった。
【００５０】
次に、ステップＳ８に進み、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ2から、初期電気特性値ＶＤ0（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＶ＝ＴＤ2−ＴＤ0（図８参照）と、温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦを算出する。このサンプル３では、ΔＴＶ＝２５degとなったため、ΔＴＦ＝ΔＴＶ−ΔＴ２＝２５−２５＝０degとなる。
【００５１】
次に、ステップＳ９に進み、ΔＴ２が、第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する。このサンプル３では、ΔＴ２＝２５degであるので、ΔＴ２≧ΔＴＫ１（＝２０deg）を満たす（Ｙｅｓ）と判定される。従って、ステップＳＡに進み、第１接合部１２の熱伝導性は良好であると判断される。このようにして、第１接合部１２の熱伝導性の良否を、第２接合部１４とは独立して判断することができる。
【００５２】
次に、ステップＳＣに進み、ΔＴＦが、第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する。このサンプル２では、ΔＴＦ＝０degであるので、ΔＴＦ≧ΔＴＫ２（＝１０deg）を満たしていない（Ｎｏ）と判定される。従って、ステップＳＥに進み、第２接合部１４の熱伝導性は不良であると判断される。その後、放熱板１１を加熱していたホットプレート２０を、放熱板１１から離間させて、接合部の検査を終了する。
【００５３】
このサンプル３の検査でも、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定対象として、温度差ΔＴＶから温度差ΔＴ２（すなわち、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を含んだ温度差）を差し引いた差分値ΔＴＦを算出し（ステップＳ８）、このΔＴＦを用いて、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定した（ステップＳＣ）。これにより、第２接合部１４の熱伝導性の良否判定（ステップＳＣ）において、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響により生じた温度差の違いを排除することができる。このため、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を抑制して、第２接合部１４の熱伝導性の良否を適切に判断することができた。
【００５４】
特に、サンプル２とサンプル３とでは、第１接合部１２と第２接合部１４との欠陥の大小関係が反対ではあるが、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（加熱後のゲート−エミッタ端子間電圧）の値が等しくなった。しかしながら、本実施例１の検査方法によれば、サンプル２については、第１接合部１２の熱伝導性は良好であるが、第２接合部１４の熱伝導性が不良であることを適切に判定でき、一方、サンプル３については、第１接合部１２の熱伝導性は不良であるが、第２接合部１４の熱伝導性は良好であることを適切に判定することができた。
以上より、本実施例１の検査方法によれば、多層型電子部品モジュールについて、各接合部の熱伝導性の良否を適切に判断することができるといえる。
【００５５】
（実施例２）
次に、実施例２の接合部検査方法について説明する。本実施例２では、図９に示すように、実施例１と比較して、電圧計４０に代えて、半導体素子１５におけるＩＧＢＴの温度を測定する放射温度計６０を備えた点が異なる検査装置９０を用いて、多層型電子部品モジュール１０にかかる第１接合部１２及び第２接合部１４の熱伝導性の良否を検査する。本実施例２では、実施例１と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を簡略化する。なお、図１０は、実施例２にかかる接合部検査方法の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
まず、図１０に示すように、放熱板１１を加熱する以前に、ステップＵ１において、実施例１のステップＳ１と同様に、放射温度計３０により、絶縁基板１３の初期温度Ｔ２0を測定する。一方、実施例１と異なり、放射温度計６０により、半導体素子１５におけるＩＧＢＴの初期温度ＴＤ0を測定する。なお、このステップＵ１が、第１測定段階に相当する。
【００５７】
次に、実施例１と同様に、ステップＳ２に進み、放熱板１１の加熱を開始する。その後、ステップＳ３に進み、加熱開始から３０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ４に進み、放射温度計３０により、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する。なお、このステップＳ３，Ｓ４が、第２測定段階に相当する。
【００５８】
次に、ステップＳ５に進み、加熱開始から６０ｍｓ経過したか否かを判定する。６０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＵ６に進み、実施例１とは異なり、放射温度計６０によりＩＧＢＴの第２タイミング温度ＴＤ2を測定する。
なお、このステップＳ５，Ｕ６が、第３測定段階に相当する。
【００５９】
次いで、ステップＳ７に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２を算出する。次に、ステップＵ８に進み、実施例１とは異なり、ＩＧＢＴの第２タイミング温度ＴＤ2から初期温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＤと、温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＥを算出する。
【００６０】
次に、ステップＳ９に進み、実施例１と同様に、ΔＴ２が、第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する。ステップＳ９において、ΔＴ２≧ΔＴＫ１を満たす（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＳＡに進み、第１接合部１２の熱伝導性は良好であると判断される。一方、ΔＴ２≧ΔＴＫ１を満たさない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＳＢに進み、第１接合部１２の熱伝導性は不良であると判断される。
なお、このステップＳ９，ＳＡ，ＳＢが、第１判定段階に相当する。
【００６１】
次に、ステップＵＣに進み、実施例１とは異なり、ΔＴＥが、第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する。ステップＵＣにおいて、ΔＴＥ≧ΔＴＫ２を満たす（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＳＤに進み、第２接合部１４の熱伝導性は良好であると判断される。一方、ΔＴＥ≧ΔＴＫ２を満たさない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＳＥに進み、第２接合部１４の熱伝導性は不良であると判断される。その後、放熱板１１を加熱していたホットプレート２０を、放熱板１１から離間させて、接合部の検査を終了する。
なお、このステップＵＣ，ＳＤ，ＳＥが、第２判定段階に相当する。
【００６２】
本実施例２では、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定対象として、温度差ΔＴＤから温度差ΔＴ２（すなわち、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を含んだ温度差）を差し引いた差分値ΔＴＥを算出し（ステップＵ８）、このΔＴＥを用いて、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定する（ステップＵＣ）。これにより、第２接合部１４の熱伝導性の良否判定（ステップＵＣ）において、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響により生じた温度差の違いを排除することができる。このため、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を抑制して、第２接合部１４の熱伝導性の良否を適切に判断することができる。
【００６３】
以上において、本発明を実施例１，２に即して説明したが、本発明は上記実施例等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施例１にかかる接合部検査方法を説明する説明図である。
【図２】実施例１にかかる接合部検査方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】サンプル１にかかる加熱時間と絶縁基板の温度との関係、及び、加熱時間とＩＧＢＴの端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図４】ＩＧＢＴの温度と端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図５】サンプル２にかかる加熱時間と絶縁基板の温度との関係、及び、加熱時間とＩＧＢＴの端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図６】ＩＧＢＴの温度と端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図７】サンプル３にかかる加熱時間と絶縁基板の温度との関係、及び、加熱時間とＩＧＢＴの端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図８】ＩＧＢＴの温度と端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図９】実施例２にかかる接合部検査方法を説明する説明図である。
【図１０】実施例２にかかる接合部検査方法の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 多層型電子部品モジュール
１１ 放熱板（第１部材）
１２ 第１接合部
１３ 絶縁基板（第２部材）
１４ 第２接合部
１５ 半導体素子（電子部品）
２０ ホットプレート
３０，６０ 放射温度計
４０ 電圧計
８０，９０ 検査装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を有する多層型電子部品モジュールの接合部検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品モジュールの接合部、例えば、電子部品を基板にハンダ付けした電子部品モジュールのハンダ接合部には、欠陥（ボイドなど）が生じる場合がある。このため、接合部の欠陥を検査する手法及び検査装置が、多数提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−７３３４７号公報
【特許文献２】特開平５−１７２７７２号公報
【０００４】
特許文献１には、接合部を有する検査対象物にレーザー光を照射して加熱すると共に、その照射部位表面の放射温度を測定し、放射温度の測定結果に基づいて接合部の欠陥の有無を判定する方法が開示されている。
また、特許文献２には、熱伝導性部材を含む接合部からなる被検査部に、熱エネルギーを照射し、被検査部から放射される赤外線を赤外線カメラにより撮像する。そして、得られた画像について正常な温度範囲を外れた画素数の割合を求め、この割合に基づいて接合部の良否を判定する検査方法が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、多層型の電子部品モジュールが開発されており、この多層型電子部品モジュールの接合部の熱伝導性の良否を、適切に検査できる方法が求められている。ここで、多層型電子部品モジュールとは、半導体素子等の電子部品の裏面側に、複数の部材（電気絶縁基板や放熱板など）を層状に重ねて接合したものをいう。多層型電子部品モジュールとしては、例えば、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ダイオードなどのパワー半導体素子と、このパワー半導体素子の裏面に第１ハンダにより接合された電気絶縁基板と、この電気絶縁基板の裏面に第２ハンダにより接合された放熱板とを備える多層型のパワーモジュールを挙げることができる。
【０００６】
ところが、特許文献１及び特許文献２に開示されている手法を利用しても、上述の多層型パワーモジュール（パワー半導体素子と電気絶縁基板と放熱板とが接合された多層型パワーモジュール）の２つの接合部（第１ハンダによる第１接合部と第２ハンダによる第２接合部）における熱伝導性の良否を、それぞれ分離して適切に判断することができなかった。
【０００７】
具体的には、特許文献１の手法を用いた場合は、照射部位表面の放射温度が、第１接合部のみならず第２接合部の欠陥（ボイドなど）の影響を受けてしまうため、第１接合部の熱伝導性の良否と第２接合部の熱伝導性の良否とを、適切に区別して判断することができなかった。また、特許文献２の手法を用いた場合も、赤外線カメラにより撮像された画像には、第１接合部の熱画像部と第２接合部の熱画像部とが重なって表示されてしまうため、第１接合部の熱伝導性の良否と第２接合部の熱伝導性の良否とを、適切に区別して判断することができなかった。
【０００８】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、多層型パワーモジュールなどの多層型電子部品モジュールについて、各接合部の熱伝導性の良否を適切に判断することができる多層型電子部品モジュールの接合部検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
その解決手段は、第１部材と、第２部材と、上記第１部材と上記第２部材との間に位置し、両者を接合する第１接合部と、電子部品と、上記第２部材と上記電子部品との間に位置し、両者を接合する第２接合部と、を積み重ねてなる多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、上記第１部材の加熱開始以前に、上記第２部材の初期温度Ｔ２0、及び、上記電子部品の初期温度ＴＤ0、または、上記電子部品が、自身の電気特性が自身の温度に依存する特性を有し、上記電気特性の測定により自身の温度を測定可能な電子部品である場合において、上記電気特性の値である初期電気特性値ＶＤ0を測定する第１測定段階と、上記第１部材の加熱を開始する段階と、上記第１部材から上記第１接合部を通じて上記第２部材に熱が伝わった以後の第１タイミングで、上記第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する第２測定段階と、上記熱が上記第２部材から上記第２接合部を通じて上記電子部品に熱が伝わった以後の第２タイミングで、上記電子部品の第２タイミング温度ＴＤ2、または、上記電気特性の値である第２タイミング電気特性値ＶＤ2を測定する第３測定段階と、上記第１タイミング温度Ｔ２1から上記初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２に基づいて、上記第１接合部の熱伝導性の良否を判定する第１判定段階と、上記第２タイミング温度ＴＤ2から上記初期温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＤと上記温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＥ、または、上記第２タイミング電気特性値ＶＤ2に対応する上記電子部品の温度から上記初期電気特性値ＶＤ0に対応する上記電子部品の温度を差し引いた温度差ΔＴＶと上記温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦに基づいて、上記第２接合部の熱伝導性の良否を判定する第２判定段階と、を備える多層型電子部品モジュールの接合部検査方法である。
【００１０】
本発明の接合部検査方法では、第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２（すなわち、加熱による第２部材の上昇温度）に基づいて、第１接合部の熱伝導性の良否を判定する第１判定段階を備えている。これにより、第１接合部と第２接合部とを有する多層型電子部品モジュールにおいて、第１接合部の熱伝導性の良否を、第２接合部とは独立して検知することができる。
【００１１】
ところで、電子部品への熱伝導は、第１接合部及び第２接合部を通じて行われるため、第２接合部のみならず第１接合部の欠陥の影響も受けてしまう。このため、前述のように、従来の検査方法では、第２接合部の熱伝導性の良否を適切に判定することができなかった。
【００１２】
これに対し、本発明の検査方法では、電子部品の第２タイミング温度ＴＤ2から初期温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＤ（すなわち、加熱による電子部品の上昇温度）と温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＥに基づいて、第２接合部の熱伝導性の良否を判定する第２判定段階を備えている。または、第２タイミング電気特性値ＶＤ2に対応する電子部品の温度から初期電気特性値ＶＤ0に対応する電子部品の温度を差し引いた温度差ΔＴＶ（すなわち、加熱による電子部品の上昇温度）と温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦに基づいて、第２接合部の熱伝導性の良否を判定する第２判定段階を備えている。
【００１３】
このように、第２接合部の熱伝導性の良否を判定するにあたり、温度差ΔＴＤまたは温度差ΔＴＶから、温度差ΔＴ２（すなわち、第１接合部にかかる熱伝導性の良否の影響を含んだ温度差）を差し引くことで、第１接合部にかかる熱伝導性の良否の影響により生じた温度差の違いを排除することができる。これにより、第２判断段階において、第１接合部にかかる熱伝導性の良否の影響を抑制して、第２接合部の熱伝導性の良否を適切に判断することができる。従って、本発明の検査方法では、多層型電子部品モジュールについて、各接合部の熱伝導性の良否を適切に判定することができる。
【００１４】
なお、多層型電子部品モジュールとしては、多層型のパワーモジュールを例示することができる。この場合、第１部材としては放熱板、第２部材としては電気絶縁基板、電子部品としてはＩＧＢＴやダイオードなどを備えるパワー半導体素子を例示することができる。また、第１接合部及び第２接合部としては、ハンダを例示することができる。
また、電気特性の値（初期電気特性値ＶＤ0及び第２タイミング電気特性値ＶＤ2）としては、例えば、複数の端子を有する半導体素子（電子部品）における所定の端子間電圧の値を挙げることができる。具体的には、電子部品がＩＧＢＴを備えている場合には、ＩＧＢＴのゲート−エミッタ間の電圧、またはコレクタ−エミッタ間の電圧を例示できる。また、ダイオードを備えている場合は、ダイオードのアノード−カソード間の電圧を例示できる。
【００１５】
さらに、上記の多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、前記第１判定段階は、前記温度差ΔＴ２が、前記第１接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する多層型電子部品モジュールの接合部検査方法とすると良い。
【００１６】
本発明の検査方法では、第１判定段階において、温度差ΔＴ２が、第１接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する。従って、第１接合部の熱伝導性の良否を、適切に検知することができる。
なお、第１適正温度差の下限値ΔＴＫ１は、例えば、第１接合部に欠陥がない理想的な状態のときに得られる温度差ΔＴ２から、所定温度（例えば、１０deg）を差し引いた温度とすることができる。
【００１７】
さらに、上記いずれかの多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、前記第２判定段階は、前記差分値ΔＴＥまたは前記差分値ΔＴＦが、前記第２接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する多層型電子部品モジュールの接合部検査方法とすると良い。
【００１８】
本発明の検査方法では、第２判定段階において、差分値ΔＴＥまたは差分値ΔＴＦが、第２接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する。従って、第２接合部の熱伝導性の良否を、適切に検知することができる。
なお、第２適正温度差の下限値ΔＴＫ２は、例えば、第１接合部及び第２接合部に欠陥がない理想的な状態のときに得られる温度差ΔＴＤと温度差ΔＴ２との差分値から、所定温度（例えば、１０deg）を差し引いた温度とすることができる。
【００１９】
さらに、上記いずれかの多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、前記電子部品は、複数の端子を有し、上記複数の端子のうち所定の端子間電圧が、自身の温度に依存する特性を有し、前記電気特性である上記端子間電圧の測定により、自身の温度を測定可能な半導体素子であり、前記初期測定段階では、前記初期電気特性値ＶＤ0として、前記第１部材の加熱開始以前の上記端子間電圧の値を測定し、前記第３測定段階では、前記第２タイミング電気特性値ＶＤ2として、前記第２タイミングで上記端子間電圧の値を測定する多層型電子部品モジュールの接合部検査方法とすると良い。
【００２０】
本発明の検査対象となる多層型電子部品モジュールは、電子部品として、所定の端子間電圧が自身の温度に依存する特性を有し、この端子間電圧の測定により自身の温度を測定可能な半導体素子を備える。この半導体素子の所定の端子間について、加熱前後の端子間電圧を測定することで、加熱による半導体素子の上昇温度（温度差ΔＴＶ）を適切に検知することができる。これにより、このような半導体素子を備えた多層型電子部品モジュールについて、第２接合部の熱伝導性の良否を適切に判断することができる。
【００２１】
なお、本発明における半導体素子としては、ＩＧＢＴやダイオードなどを備えたものを例示することができる。例えば、ＩＧＢＴを備えている場合には、初期電気特性値ＶＤ0及び第２タイミング電気特性値ＶＤ2として、コレクタ−エミッタ間に定電流を流したときのゲート−エミッタ間の電圧またはコレクタ−エミッタ間の電圧を測定し、これを用いて温度差ΔＴＶを得ることができる。また、ダイオードを備えている場合は、初期電気特性値ＶＤ0及び第２タイミング電気特性値ＶＤ2として、アノード−カソード間に定電流を流したときのアノード−カソード間の電圧を測定し、これを用いて温度差ΔＴＶを得ることができる。
【００２２】
さらに、上記いずれかの多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、前記第１タイミングを、前記熱が前記電子部品に伝わるよりも前とする多層型電子部品モジュールの接合部検査方法とすると良い。
【００２３】
熱が電子部品に伝わるよりも前に第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1を測定することで、第２接合部の熱伝導性の良否の影響を受けることなく、第１接合部の熱伝導性の良否の影響を受けた第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1を、適切に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施形態について、図１〜図１０を参照しつつ説明する。
（実施例１）
まず、本実施例１にかかる多層型電子部品モジュール１０について説明する。多層型電子部品モジュール１０は、図１に示すように、放熱板１１と、絶縁基板１３と、放熱板１１と絶縁基板１３との間に位置し両者を接合する第１接合部１２と、ＩＧＢＴを備える半導体素子１５と、絶縁基板１３と半導体素子１５との間に位置し両者を接合する第２接合部１４とを積み重ねてなる多層型パワーモジュールである。
【００２５】
このうち、放熱板１１は、Ｃｕ−Ｍｏ合金からなる金属板である。また、絶縁基板１３は、ＡｌＮからなるセラミックス板１３ｂを、Ａｌからなる金属板１３ｃ，１３ｄで挟んだ絶縁基板である。第１接合部１２及び第２接合部１４は共に、ハンダからなる接合部である。
なお、本実施例１では、放熱板１１が第１部材に相当する。また、絶縁基板１３が第２部材に相当する。また、半導体素子１５が電子部品に相当する。
【００２６】
次に、本実施例１の接合部検査方法について説明する。本実施例１では、図１に示すように、放熱板１１を加熱するホットプレート２０のほか、絶縁基板１３（金属板１３ｄ）の温度を測定する放射温度計３０と、半導体素子１５におけるＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧を測定する電圧計４０と、放射温度計３０及び電圧計４０の出力を処理する処理装置５０とを備える検査装置８０を用いて、多層型電子部品モジュール１０にかかる第１接合部１２及び第２接合部１４の熱伝導性の良否を検査する。
【００２７】
なお、本実施例１では、３種類の多層型電子部品モジュール１０（サンプル１〜３とする）を用意し、これらについて、それぞれ第１接合部１２及び第２接合部１４の熱伝導性の良否を検査した。具体的には、サンプル１として、第１接合部１２及び第２接合部１４にボイド等の欠陥がなく、両接合部の熱伝導性が理想的である多層型電子部品モジュールを用意した。また、サンプル２として、第１接合部１２に大きな欠陥を有しているためその熱伝導性が悪いが、第２接合部１４の欠陥は小さいためその熱伝導性が良好である多層型電子部品モジュールを用意した。また、サンプル３として、サンプル２とは反対に、第１接合部１２の欠陥は小さいためその熱伝導性が良好であるが、第２接合部１４に大きな欠陥を有しているためその熱伝導性が悪い多層型電子部品モジュールを用意した。
【００２８】
（サンプル１の検査）
初めに、サンプル１（第１接合部１２及び第２接合部１４にボイド等の欠陥がなく、両接合部の熱伝導性が理想的である多層型電子部品モジュール）について、各接合部を検査した例を説明する。
まず、図２に示すように、放熱板１１を加熱する以前に、ステップＳ１において、放射温度計３０により絶縁基板１３の初期温度Ｔ２0を測定すると共に、電圧計４０により半導体素子１５におけるＩＧＢＴの初期電気特性値ＶＤ0（具体的には、ゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する。なお、ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧を測定する際は、図示しない電源を用いて、ＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間に定電流を流している。また、このステップＳ１が第１測定段階に相当する。
【００２９】
次に、ステップＳ２に進み、ホットプレート２０を放熱板１１の裏面１１ｂに接触させて、放熱板１１の加熱を開始する。なお、本実施例１では、初期温度Ｔ２0及び初期電気特性値ＶＤ0を測定してから１０ｍｓ経過後に、放熱板１１の加熱を開始している。次いで、ステップＳ３に進み、加熱開始から３０ｍｓ経過したか否かを判定する。３０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ４に進み、放射温度計３０により、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する。この第１タイミング温度Ｔ２1を、図３に示す。なお、図３では、サンプル１にかかる加熱時間ｔと絶縁基板１３の温度Ｔ２との関係、及び、加熱時間ｔとＩＧＢＴの端子間電圧ＶＤとの関係を示している。また、このステップＳ３，Ｓ４が、第２測定段階に相当する。
【００３０】
図３に示すように、本実施例１の多層型電子部品モジュール１０では、放熱板１１の加熱を開始してから１０ｍｓ後に、絶縁基板１３に熱が伝わることがわかる。そこで、それ以降に、例えば、加熱開始から３０ｍｓ経過したときに絶縁基板１３の温度を測定することで、絶縁基板１３に熱が伝わった以後の第１タイミング温度Ｔ２1を、適切に測定することができる。
【００３１】
しかも、後述するように、熱が半導体素子１５に伝わり始めるのが加熱開始から５０ｍｓ後であるから、加熱開始から３０ｍｓ経過したときに絶縁基板１３の温度を測定することで、熱が半導体素子１５に伝わるよりも前に、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を測定していることになる。このため、第２接合部１４の熱伝導性の良否の影響を受けることを防止して、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を、より一層適切に測定することができる。
なお、本実施例１では、加熱開始から３０ｍｓ経過した時が、第１タイミングに相当する。
【００３２】
次に、ステップＳ５に進み、加熱開始から６０ｍｓ経過したか否かを判定する。６０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ６に進み、電圧計４０により第２タイミング電気特性値ＶＤ2（具体的には、ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する。この第２タイミング電気特性値ＶＤ2を、図３に示す。なお、図３によると、ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧ＶＤは、加熱開始から５０ｍｓ以後に、徐々に低下していることから、加熱開始から５０ｍｓ経過すると、ホットプレート２０の熱がＩＧＢＴを備える半導体素子１５に伝わり始めることがわかる。そこで、それ以降に、例えば、加熱開始から６０ｍｓ経過したときに、ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧ＶＤを測定することで、ＩＧＢＴを備える半導体素子１５に熱が伝わった以後の第２タイミング電気特性値ＶＤ2を、適切に測定することができる。
なお、このステップＳ５，Ｓ６が、第３測定段階に相当する。また、加熱開始から６０ｍｓ経過した時が、第２タイミングに相当する。
【００３３】
次いで、ステップＳ７に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２を算出する（図３参照）。なお、サンプル１では、ΔＴ２＝３０degとなった。
【００３４】
次に、ステップＳ８に進み、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度から、初期電気特性値ＶＤ0（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度を差し引いた温度差ΔＴＶと、温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦを算出する。ここで、ＩＧＢＴの温度ＴＤとゲート−エミッタ端子間電圧ＶＤとは、図４に示す関係になることがわかっている。このサンプル１では、図４に示すように、温度差ΔＴＶは、第２タイミング電気特性値ＶＤ2に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ2から、初期電気特性値ＶＤ0に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＶで与えられ、ΔＴＶ＝５０degとなった。従って、ΔＴＦ＝ΔＴＶ−ΔＴ２＝５０−３０＝２０degとなる。
【００３５】
次に、ステップＳ９に進み、所得した温度差ΔＴ２が、第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する。ここで、第１適正温度差範囲とは、第１接合部１２の熱伝導性が良好であるときに得られる温度差ΔＴ２の範囲をいう。本実施例１では、図３に示すように、第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１を、第１接合部１２に欠陥がない理想的な状態のときに得られる温度差ΔＴ２（すなわち、サンプル１で得られる温度差ΔＴ２）から所定温度（本実施例１では１０deg）を差し引いた温度に設定している。すなわち、ΔＴＫ１＝３０−１０＝２０degとしている。
【００３６】
ステップＳ９において、ΔＴ２≧ΔＴＫ１を満たす（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＳＡに進み、第１接合部１２の熱伝導性は良好であると判断される。一方、ΔＴ２≧ΔＴＫ１を満たさない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＳＢに進み、第１接合部１２の熱伝導性は不良であると判断される。このサンプル１では、ΔＴ２＝３０degであるので、ΔＴ２≧ΔＴＫ１（＝２０deg）を満たし、第１接合部１２の熱伝導性は良好であると判断される。このようにして、第１接合部１２と第２接合部１４とを有する多層型電子部品モジュール１０において、第１接合部１２の熱伝導性の良否を、第２接合部１４とは独立して判断することができる。
なお、このステップＳ９，ＳＡ，ＳＢが、第１判定段階に相当する。
【００３７】
次に、ステップＳＣに進み、ΔＴＦが、第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する。ここで、第２適正温度差範囲とは、第２接合部１４の熱伝導性が良好であるときに得られるΔＴＦの範囲をいう。本実施例１では、第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２を、第１接合部及び第２接合部に欠陥がない理想的な状態のときに得られるΔＴＦ（すなわち、サンプル１で得られるΔＴＦ）から所定温度（本実施例１では１０deg）を差し引いた温度に設定している。すなわち、ΔＴＫ２＝２０−１０＝１０degとしている。
【００３８】
ステップＳＣにおいて、ΔＴＦ≧ΔＴＫ２を満たす（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＳＤに進み、第２接合部１４の熱伝導性は良好であると判断される。一方、ΔＴＦ≧ΔＴＫ２を満たさない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＳＥに進み、第２接合部１４の熱伝導性は不良であると判断される。このサンプル１では、ΔＴＦ＝２０degであるので、ΔＴＦ≧ΔＴＫ２（＝１０deg）を満たし、第２接合部１４の熱伝導性は良好であると判断される。その後、放熱板１１を加熱していたホットプレート２０を、放熱板１１の裏面１１ｂから離間させて、接合部の検査を終了する。
なお、このステップＳＣ，ＳＤ，ＳＥが、第２判定段階に相当する。
【００３９】
本実施例１では、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定対象として、温度差ΔＴＶから温度差ΔＴ２（すなわち、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を含んだ温度差）を差し引いた差分値ΔＴＦを算出し（ステップＳ８）、このΔＴＦを用いて、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定する（ステップＳＣ）。これにより、第２接合部１４の熱伝導性の良否判定（ステップＳＣ）において、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響により生じた温度差の違いを排除することができる。このため、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を抑制して、第２接合部１４の熱伝導性の良否を適切に判断することができる。
【００４０】
（サンプル２の検査）
次に、サンプル２について、接合部を検査した例を説明する。なお、検査方法は、上述のサンプル１と同様（図２参照）である。従って、ここでは、サンプル１とは測定結果及び判定結果が異なる点を中心に説明する。
【００４１】
まず、サンプル１の場合と同様に、ステップＳ１において、絶縁基板１３の初期温度Ｔ２0を測定すると共に、半導体素子１５におけるＩＧＢＴの初期電気特性値ＶＤ0（ゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する。次に、ステップＳ２に進み、放熱板１１の加熱を開始した後、ステップＳ３において、加熱開始から３０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ４に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する（図５参照）。なお、図５では、サンプル２にかかる加熱時間ｔと絶縁基板１３の温度Ｔ２との関係、及び、加熱時間ｔとＩＧＢＴの端子間電圧ＶＤとの関係を実線で示し、参考としてサンプル１にかかるそれらの関係を二点鎖線で示している。
【００４２】
次に、ステップＳ５に進み、加熱開始から６０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ６に進み、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する（図５参照）。次いで、ステップＳ７に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２を算出する（図５参照）。なお、このサンプル２では、ΔＴ２は１０degとなった。
【００４３】
次に、ステップＳ８に進み、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ2から、初期電気特性値ＶＤ0（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＶ＝ＴＤ2−ＴＤ0（図６参照）と、温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦを算出する。このサンプル２では、ΔＴＶ＝２５degとなったため、ΔＴＦ＝ΔＴＶ−ΔＴ２＝２５−１０＝１５degとなる。
【００４４】
次に、ステップＳ９に進み、ΔＴ２が、第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する。このサンプル２では、ΔＴ２＝１０degであるので、ΔＴ２≧ΔＴＫ１（＝２０deg）を満たさない（Ｎｏ）と判定される。従って、ステップＳＢに進み、第１接合部１２の熱伝導性は不良であると判断される。このようにして、第１接合部１２の熱伝導性の良否を、第２接合部１４とは独立して判断することができる。
【００４５】
次に、ステップＳＣに進み、ΔＴＦが、第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する。このサンプル２では、ΔＴＦ＝１５degであるので、ΔＴＦ≧ΔＴＫ２（＝１０deg）を満たしている（Ｙｅｓ）と判定される。従って、ステップＳＤに進み、第２接合部１４の熱伝導性は良好であると判断される。その後、放熱板１１を加熱していたホットプレート２０を、放熱板１１から離間させて、接合部の検査を終了する。
【００４６】
このサンプル２の検査でも、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定対象として、温度差ΔＴＶから温度差ΔＴ２（すなわち、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を含んだ温度差）を差し引いた差分値ΔＴＦを算出し（ステップＳ８）、このΔＴＦを用いて、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定した（ステップＳＣ）。これにより、第２接合部１４の熱伝導性の良否判定（ステップＳＣ）において、第１接合部１２の熱伝導性不良の影響により生じた温度差の違いを排除することができる。このため、第１接合部１２にかかる熱伝導性不良の影響を抑制して、第２接合部１４の熱伝導性の良否を適切に判断することができた。
【００４７】
（サンプル３の検査）
次に、サンプル３について、接合部を検査した例を説明する。なお、検査方法は、上述のサンプル１，２と同様（図２参照）である。従って、ここでは、サンプル１，２とは測定結果及び判定結果が異なる点を中心に説明する。
【００４８】
まず、サンプル１，２の場合と同様に、ステップＳ１において、絶縁基板１３の初期温度Ｔ２0を測定すると共に、ＩＧＢＴの初期電気特性値ＶＤ0（ゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する。次に、ステップＳ２に進み、放熱板１１の加熱を開始した後、ステップＳ３において、加熱開始から３０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ４に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する（図７参照）。なお、図７では、サンプル３にかかる加熱時間ｔと絶縁基板１３の温度Ｔ２との関係、及び、加熱時間ｔとＩＧＢＴの端子間電圧ＶＤとの関係を実線で示し、参考としてサンプル１にかかるそれらの関係を二点鎖線で示している。
【００４９】
次に、ステップＳ５において、加熱開始から６０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ６に進み、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（ＩＧＢＴのゲート−エミッタ端子間電圧）を測定する（図７参照）。なお、サンプル３におけるＶＤ2は、サンプル２のそれと等しい値となった。
次いで、ステップＳ７に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２を算出する（図７参照）。なお、このサンプル３では、ΔＴ２が２５degとなった。
【００５０】
次に、ステップＳ８に進み、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ2から、初期電気特性値ＶＤ0（ゲート−エミッタ端子間電圧）に対応するＩＧＢＴの温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＶ＝ＴＤ2−ＴＤ0（図８参照）と、温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦを算出する。このサンプル３では、ΔＴＶ＝２５degとなったため、ΔＴＦ＝ΔＴＶ−ΔＴ２＝２５−２５＝０degとなる。
【００５１】
次に、ステップＳ９に進み、ΔＴ２が、第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する。このサンプル３では、ΔＴ２＝２５degであるので、ΔＴ２≧ΔＴＫ１（＝２０deg）を満たす（Ｙｅｓ）と判定される。従って、ステップＳＡに進み、第１接合部１２の熱伝導性は良好であると判断される。このようにして、第１接合部１２の熱伝導性の良否を、第２接合部１４とは独立して判断することができる。
【００５２】
次に、ステップＳＣに進み、ΔＴＦが、第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する。このサンプル２では、ΔＴＦ＝０degであるので、ΔＴＦ≧ΔＴＫ２（＝１０deg）を満たしていない（Ｎｏ）と判定される。従って、ステップＳＥに進み、第２接合部１４の熱伝導性は不良であると判断される。その後、放熱板１１を加熱していたホットプレート２０を、放熱板１１から離間させて、接合部の検査を終了する。
【００５３】
このサンプル３の検査でも、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定対象として、温度差ΔＴＶから温度差ΔＴ２（すなわち、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を含んだ温度差）を差し引いた差分値ΔＴＦを算出し（ステップＳ８）、このΔＴＦを用いて、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定した（ステップＳＣ）。これにより、第２接合部１４の熱伝導性の良否判定（ステップＳＣ）において、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響により生じた温度差の違いを排除することができる。このため、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を抑制して、第２接合部１４の熱伝導性の良否を適切に判断することができた。
【００５４】
特に、サンプル２とサンプル３とでは、第１接合部１２と第２接合部１４との欠陥の大小関係が反対ではあるが、第２タイミング電気特性値ＶＤ2（加熱後のゲート−エミッタ端子間電圧）の値が等しくなった。しかしながら、本実施例１の検査方法によれば、サンプル２については、第１接合部１２の熱伝導性は良好であるが、第２接合部１４の熱伝導性が不良であることを適切に判定でき、一方、サンプル３については、第１接合部１２の熱伝導性は不良であるが、第２接合部１４の熱伝導性は良好であることを適切に判定することができた。
以上より、本実施例１の検査方法によれば、多層型電子部品モジュールについて、各接合部の熱伝導性の良否を適切に判断することができるといえる。
【００５５】
（実施例２）
次に、実施例２の接合部検査方法について説明する。本実施例２では、図９に示すように、実施例１と比較して、電圧計４０に代えて、半導体素子１５におけるＩＧＢＴの温度を測定する放射温度計６０を備えた点が異なる検査装置９０を用いて、多層型電子部品モジュール１０にかかる第１接合部１２及び第２接合部１４の熱伝導性の良否を検査する。本実施例２では、実施例１と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を簡略化する。なお、図１０は、実施例２にかかる接合部検査方法の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
まず、図１０に示すように、放熱板１１を加熱する以前に、ステップＵ１において、実施例１のステップＳ１と同様に、放射温度計３０により、絶縁基板１３の初期温度Ｔ２0を測定する。一方、実施例１と異なり、放射温度計６０により、半導体素子１５におけるＩＧＢＴの初期温度ＴＤ0を測定する。なお、このステップＵ１が、第１測定段階に相当する。
【００５７】
次に、実施例１と同様に、ステップＳ２に進み、放熱板１１の加熱を開始する。その後、ステップＳ３に進み、加熱開始から３０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ４に進み、放射温度計３０により、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する。なお、このステップＳ３，Ｓ４が、第２測定段階に相当する。
【００５８】
次に、ステップＳ５に進み、加熱開始から６０ｍｓ経過したか否かを判定する。６０ｍｓ経過した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＵ６に進み、実施例１とは異なり、放射温度計６０によりＩＧＢＴの第２タイミング温度ＴＤ2を測定する。
なお、このステップＳ５，Ｕ６が、第３測定段階に相当する。
【００５９】
次いで、ステップＳ７に進み、絶縁基板１３の第１タイミング温度Ｔ２1から初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２を算出する。次に、ステップＵ８に進み、実施例１とは異なり、ＩＧＢＴの第２タイミング温度ＴＤ2から初期温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＤと、温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＥを算出する。
【００６０】
次に、ステップＳ９に進み、実施例１と同様に、ΔＴ２が、第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する。ステップＳ９において、ΔＴ２≧ΔＴＫ１を満たす（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＳＡに進み、第１接合部１２の熱伝導性は良好であると判断される。一方、ΔＴ２≧ΔＴＫ１を満たさない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＳＢに進み、第１接合部１２の熱伝導性は不良であると判断される。
なお、このステップＳ９，ＳＡ，ＳＢが、第１判定段階に相当する。
【００６１】
次に、ステップＵＣに進み、実施例１とは異なり、ΔＴＥが、第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する。ステップＵＣにおいて、ΔＴＥ≧ΔＴＫ２を満たす（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＳＤに進み、第２接合部１４の熱伝導性は良好であると判断される。一方、ΔＴＥ≧ΔＴＫ２を満たさない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＳＥに進み、第２接合部１４の熱伝導性は不良であると判断される。その後、放熱板１１を加熱していたホットプレート２０を、放熱板１１から離間させて、接合部の検査を終了する。
なお、このステップＵＣ，ＳＤ，ＳＥが、第２判定段階に相当する。
【００６２】
本実施例２では、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定対象として、温度差ΔＴＤから温度差ΔＴ２（すなわち、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を含んだ温度差）を差し引いた差分値ΔＴＥを算出し（ステップＵ８）、このΔＴＥを用いて、第２接合部１４の熱伝導性の良否の判定する（ステップＵＣ）。これにより、第２接合部１４の熱伝導性の良否判定（ステップＵＣ）において、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響により生じた温度差の違いを排除することができる。このため、第１接合部１２にかかる熱伝導性の良否の影響を抑制して、第２接合部１４の熱伝導性の良否を適切に判断することができる。
【００６３】
以上において、本発明を実施例１，２に即して説明したが、本発明は上記実施例等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施例１にかかる接合部検査方法を説明する説明図である。
【図２】実施例１にかかる接合部検査方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】サンプル１にかかる加熱時間と絶縁基板の温度との関係、及び、加熱時間とＩＧＢＴの端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図４】ＩＧＢＴの温度と端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図５】サンプル２にかかる加熱時間と絶縁基板の温度との関係、及び、加熱時間とＩＧＢＴの端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図６】ＩＧＢＴの温度と端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図７】サンプル３にかかる加熱時間と絶縁基板の温度との関係、及び、加熱時間とＩＧＢＴの端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図８】ＩＧＢＴの温度と端子間電圧との関係を示すグラフである。
【図９】実施例２にかかる接合部検査方法を説明する説明図である。
【図１０】実施例２にかかる接合部検査方法の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 多層型電子部品モジュール
１１ 放熱板（第１部材）
１２ 第１接合部
１３ 絶縁基板（第２部材）
１４ 第２接合部
１５ 半導体素子（電子部品）
２０ ホットプレート
３０，６０ 放射温度計
４０ 電圧計
８０，９０ 検査装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、
第２部材と、
上記第１部材と上記第２部材との間に位置し、両者を接合する第１接合部と、
電子部品と、
上記第２部材と上記電子部品との間に位置し、両者を接合する第２接合部と、を積み重ねてなる
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、
上記第１部材の加熱開始以前に、
上記第２部材の初期温度Ｔ２0、及び、
上記電子部品の初期温度ＴＤ0、または、上記電子部品が、自身の電気特性が自身の温度に依存する特性を有し、上記電気特性の測定により自身の温度を測定可能な電子部品である場合において、上記電気特性の値である初期電気特性値ＶＤ0を測定する
第１測定段階と、
上記第１部材について、上記第１部材のうち上記第１接合部の反対側に位置する面からの加熱を開始する段階と、
上記第１部材から上記第１接合部を通じて上記第２部材に熱が伝わった以後の第１タイミングで、上記第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する第２測定段階と、
上記熱が上記第２部材から上記第２接合部を通じて上記電子部品に熱が伝わった以後の第２タイミングで、上記電子部品の第２タイミング温度ＴＤ2、または、上記電気特性の値である第２タイミング電気特性値ＶＤ2を測定する第３測定段階と、
上記第１タイミング温度Ｔ２1から上記初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２に基づいて、上記第１接合部の熱伝導性の良否を判定する第１判定段階と、
上記第２タイミング温度ＴＤ2から上記初期温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＤと上記温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＥ、または、
上記第２タイミング電気特性値ＶＤ2に対応する上記電子部品の温度から上記初期電気特性値ＶＤ0に対応する上記電子部品の温度を差し引いた温度差ΔＴＶと上記温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦに基づいて、
上記第２接合部の熱伝導性の良否を判定する第２判定段階と、を備える
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、
前記第１判定段階は、
前記温度差ΔＴ２が、前記第１接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、
前記第２判定段階は、
前記差分値ΔＴＥまたは前記差分値ΔＴＦが、前記第２接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、
前記電子部品は、
複数の端子を有し、
上記複数の端子のうち所定の端子間電圧が、自身の温度に依存する特性を有し、
前記電気特性である上記端子間電圧の測定により、自身の温度を測定可能な半導体素子であり、
前記初期測定段階では、
前記初期電気特性値ＶＤ0として、前記第１部材の加熱開始以前の上記端子間電圧の値を測定し、
前記第３測定段階では、
前記第２タイミング電気特性値ＶＤ2として、前記第２タイミングで上記端子間電圧の値を測定する
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、
前記第１タイミングを、前記熱が前記電子部品に伝わるよりも前とする
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法。
【請求項１】
第１部材と、
第２部材と、
上記第１部材と上記第２部材との間に位置し、両者を接合する第１接合部と、
電子部品と、
上記第２部材と上記電子部品との間に位置し、両者を接合する第２接合部と、を積み重ねてなる
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、
上記第１部材の加熱開始以前に、
上記第２部材の初期温度Ｔ２0、及び、
上記電子部品の初期温度ＴＤ0、または、上記電子部品が、自身の電気特性が自身の温度に依存する特性を有し、上記電気特性の測定により自身の温度を測定可能な電子部品である場合において、上記電気特性の値である初期電気特性値ＶＤ0を測定する
第１測定段階と、
上記第１部材について、上記第１部材のうち上記第１接合部の反対側に位置する面からの加熱を開始する段階と、
上記第１部材から上記第１接合部を通じて上記第２部材に熱が伝わった以後の第１タイミングで、上記第２部材の第１タイミング温度Ｔ２1を測定する第２測定段階と、
上記熱が上記第２部材から上記第２接合部を通じて上記電子部品に熱が伝わった以後の第２タイミングで、上記電子部品の第２タイミング温度ＴＤ2、または、上記電気特性の値である第２タイミング電気特性値ＶＤ2を測定する第３測定段階と、
上記第１タイミング温度Ｔ２1から上記初期温度Ｔ２0を差し引いた温度差ΔＴ２に基づいて、上記第１接合部の熱伝導性の良否を判定する第１判定段階と、
上記第２タイミング温度ＴＤ2から上記初期温度ＴＤ0を差し引いた温度差ΔＴＤと上記温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＥ、または、
上記第２タイミング電気特性値ＶＤ2に対応する上記電子部品の温度から上記初期電気特性値ＶＤ0に対応する上記電子部品の温度を差し引いた温度差ΔＴＶと上記温度差ΔＴ２との差分値ΔＴＦに基づいて、
上記第２接合部の熱伝導性の良否を判定する第２判定段階と、を備える
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、
前記第１判定段階は、
前記温度差ΔＴ２が、前記第１接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第１適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ１以上であるか否かを判定する
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、
前記第２判定段階は、
前記差分値ΔＴＥまたは前記差分値ΔＴＦが、前記第２接合部の熱伝導性が良好であるときに得られる第２適正温度差範囲の下限値ΔＴＫ２以上であるか否かを判定する
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、
前記電子部品は、
複数の端子を有し、
上記複数の端子のうち所定の端子間電圧が、自身の温度に依存する特性を有し、
前記電気特性である上記端子間電圧の測定により、自身の温度を測定可能な半導体素子であり、
前記初期測定段階では、
前記初期電気特性値ＶＤ0として、前記第１部材の加熱開始以前の上記端子間電圧の値を測定し、
前記第３測定段階では、
前記第２タイミング電気特性値ＶＤ2として、前記第２タイミングで上記端子間電圧の値を測定する
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の多層型電子部品モジュールの接合部検査方法であって、
前記第１タイミングを、前記熱が前記電子部品に伝わるよりも前とする
多層型電子部品モジュールの接合部検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−７５０２３（Ｐ２００９−７５０２３Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４６３６６（Ｐ２００７−２４６３６６）
【出願日】平成１９年９月２４日（２００７．９．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２４日（２００７．９．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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