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電極接続方法及び電極接続構造 UPDATE

国内特許コード P190016189
整理番号 427-JPDIV
掲載日 2019年7月24日
出願番号 特願2019-055343
公開番号 特開2019-106550
出願日 平成31年3月22日(2019.3.22)
公開日 令和元年6月27日(2019.6.27)
優先権データ
  • 特願2013-212166 (2013.10.9) JP
発明者
  • 巽 宏平
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 電極接続方法及び電極接続構造 UPDATE
発明の概要 【課題】電気回路の電極間を点状又は線状に接触させた状態でメッキにより接続することで、隙間のない密着した接続を可能とする電極接続方法等を提供する。
【解決手段】電気的に接続される電気回路の複数の電極間の少なくとも一部を直接又は間接的に接触させ、当該接触部分の周辺にメッキ液が流通した状態で前記電極間をメッキして接続するものである。また、前記接触部分は線状又は点状に保持されているものである。さらに、メッキを行う材料として、ニッケル若しくはニッケル合金、又は、銅もしくは銅合金を用い、接続される電極の表面の材料が、ニッケル若しくはニッケル合金、銅若しくは銅合金、金若しくは金合金、銀若しくは銀合金、又は、パラジウム若しくはパラジウム合金とするものである。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

電極間を接続する技術として、従来は低融点の半田が多用されてきた。しかしながら、半田による接続は、近年のシリコンカーバイド(SiC)等を利用したパワー半導体などでの高パワー密度化において耐熱性が十分ではない。また、例えば、比較的高温で、長期にわたって動作させる太陽光パネルの接続などにおいても、半田による接続の場合、融点を超えて使用することがなくても、比較的高温となる場合には長期耐久性、耐熱性が十分ではない。半田付けによる接続以外にも、例えば、高融点の材料を接続する技術としては、超音波接合、ろう付け、溶接等の技術が知られているが、超音波接合の場合は応力の負荷が大きく、接合する対象が限定される。また、ろう付けや溶接の場合は被接続体が高温となるため、いずれもエレクトロニクス部品には不適である。さらに、高温で組織が変化することにより、鉄鋼、非鉄材料の特性劣化が問題となることがある。そこで、比較的低温で接続することができ、高温での使用が可能となる高耐熱の接続技術が求められている。

また、エレクトロニクス部品の接続において、メッキにより電極間を接続する技術として、例えば特許文献1-3に示す技術が開示されている。特許文献1に示す技術は、リード先端に、メッキ若しくは折曲げにより5~200μm高さの同一材質あるいは電気導体の突起を設けた半導体電極とのメッキ接続用リード、および、前記リード先端の突起と半導体素子上の電極とを同位置に配置すると共に電気的に導通が得られるように接触、固定せしめて、メッキ浴中に浸漬するか、メッキ液噴霧中に置き、リードと半導体素子上の電極をメッキ金属により接続するものである。

特許文献2に示す技術は、表面に電極が形成され、かつ側面に絶縁物を有する半導体素子を、リード用配線の形成された基板凹部に、前記電極とリード用配線端部が近接するように配置し、前記半導体素子の電極と前記リード用配線端部とをメッキ法により接続し、電気的接続を得るものである。

特許文献3に示す技術は、半導体素子1と金属板2との間において、突起3を中心に放射状にメッキ4が成長する構成としたことにより、半導体素子1と金属板2との接合部分にボイドが発生することがなく、確実に接合することができ、また半導体素子1と金属板2を加熱することなく接合できるため、熱により半導体素子1の表面電極等を破壊してしまう心配がなく、またメッキ4に残留熱応力も残らない。また、銅メッキでできたメッキ4は半田よりも強度が高く、高い融点を持つため、半導体素子1をSi半導体の使用温度よりも高温で使用した場合でも、接合部の信頼性を高めることができ、メッキ4は、熱伝導率、電気伝導率が高いため、半導体素子の放熱性を良くし、かつ実装抵抗を減らすことができるものである。

産業上の利用分野

本発明は、電気回路の電極間をメッキにより電気的に接続する電極接続方法等に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電気的に接続される電気回路において、第1の電極と第2の電極とを空間を有するように対向して配設し、当該空間内で少なくとも一部直接又は間接的に前記第1の電極と前記第2の電極とを接触させ、
少なくとも前記第1の電極と前記第2の電極との接触箇所の周辺近傍にメッキ液が流通した状態で、前記接触箇所と当該接触箇所の周辺近傍の領域、及び前記接触箇所の周辺近傍と離隔した領域を含む前記空間内の前記第1の電極と前記第2の電極とをメッキし、
前記空間内の、前記接触箇所から空間を充塞していくメッキ積層表面と前記第1の電極及び前記第2の電極の対向する表面にそれぞれ形成されるメッキ積層表面とが前記メッキ液に接触しており、
前記空間内の前記接触箇所の周辺近傍から離隔した領域において、前記第1の電極の表面に形成される前記メッキ積層表面と前記第2の電極の表面に形成される前記メッキ積層表面とが接触することで形成される遮蔽された空隙が生じる前にメッキ処理を停止させることを特徴とする電極接続方法。

【請求項2】
電気回路の第1の電極と第2の電極とが電気的に接続される電極接続構造であって、
前記第1の電極と第2の電極とが、少なくとも1つの接触箇所で直接又は間接的に接触した状態で対向して配設され、
メッキ処理による積層が、前記接触箇所の周辺近傍と、対向する前記第1の電極及び前記第2の電極のそれぞれの対向する表面とに形成されており、
前記対向する第1の電極と第2の電極との対向する表面の領域であって、前記接触箇所の周辺近傍の領域はメッキ処理による積層で充塞されて接続されており、前記接触箇所の周辺近傍の領域から離隔した部分は、対向する第1の電極と第2の電極のそれぞれの対向する表面のメッキ処理による積層により遮蔽された空隙が形成されない形で分離されていることを特徴とする電極接続構造。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019055343thum.jpg
出願権利状態 公開
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