(57)【要約】【課題】ハーフモールド構造を有する電子装置において、熱伝導性の確保と、セラミック板のダメージ防止とを両立しつつ、金属板とセラミック板とが適切に接合された構成を実現する。【解決手段】金属板１０の一面１１側に接合された発熱素子２０と、金属板１０の他面１２側に設けられ、一面３１が金属板１０の他面１２に対向させた状態で接合された電気絶縁性のセラミック板３０と、発熱素子２０および金属板１０の一面１１側を封止するモールド樹脂４０と、を備え、セラミック板３０の他面３２はモールド樹脂４０より露出しており、金属板１０とセラミック板３０とは、セラミック板用はんだ８０を介してはんだ接合されており、このはんだ８０は、金属板１０の他面１２とセラミック板３０の一面３１との両方に直接接触して超音波接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面（１１）と他面（１２）とが表裏の関係にある金属製の金属板（１０）と、
前記金属板の一面側に接合された発熱素子（２０）と、
前記金属板の他面側に設けられ、一面（３１）が前記金属板の他面に対向させた状態で接合された電気絶縁性のセラミックよりなるセラミック板（３０）と、
前記発熱素子および前記金属板の一面側を封止するモールド樹脂（４０）と、を備え、
前記セラミック板の他面（３２）から前記モールド樹脂の外部へ放熱するようになっており、
前記金属板と前記セラミック板とは、はんだ（８０）を介してはんだ接合されており、
前記はんだは、前記金属板の他面と前記セラミック板の一面との両方に直接接触して接合されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記セラミック板の一面と前記はんだとの界面では、前記セラミック板と前記はんだとが超音波接合されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記金属板の他面と前記はんだとの界面においても、前記金属板と前記はんだとが超音波接合されていることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記はんだは、亜鉛を含有するものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項５】
前記セラミック板の平面サイズは前記金属板の平面サイズよりも一回り小さく、前記セラミック板の端部全体が前記金属板の端部の内側に位置しており、
前記セラミック板の端部に位置する側面（３３）まで、前記モールド樹脂により封止されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電子装置を製造する電子装置の製造方法であって、
前記金属板の一面側に前記発熱素子を接合する素子接合工程と、
前記金属板の他面および前記セラミック板の一面のうち少なくとも前記セラミック板の一面に対して、超音波印加して前記はんだをプレはんだ処理するプレはんだ工程と、
前記プレはんだ処理された前記はんだを介して、前記金属板の他面と前記セラミック板の一面とを積層し、加熱により当該はんだをリフローさせてはんだ接合を行うはんだリフロー工程と、
しかる後、前記モールド樹脂によって、前記発熱素子および前記金属板の一面側を封止する樹脂封止工程と、を備えることを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項７】
前記プレはんだ工程では、前記金属板の他面および前記セラミック板の一面の両方に対して、超音波印加して前記はんだをプレはんだ処理することを特徴とする請求項６に記載の電子装置の製造方法。
【請求項８】
前記はんだとして、亜鉛を含有するものを用いることを特徴とする請求項６または７に記載の電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板の一面側に発熱素子を搭載し、当該一面側をモールド樹脂で封止するとともに、金属板の他面側にセラミック板を設け、このセラミック板を介してモールド樹脂の外部に放熱するようにした電子装置、および、そのような電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の電子装置としては、ヒートシンク等の金属板と、金属板の一面側に接合された発熱素子と、金属板の他面側に設けられ、一面がヒートシンクの他面に対向させた状態で接合された電気絶縁性のセラミック板と、発熱素子および金属板の一面側を封止するモールド樹脂と、を備え、セラミック板の他面からモールド樹脂の外部に放熱を行うようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。なお、特許文献１では、さらに、セラミック板の他面にも他の金属板がロウ材で接合されており、この他の金属板がモールド樹脂より露出し、セラミック板の他面から当該他の金属板を介して外部放熱が行われるようになっている。
【０００３】
このような電子装置では、発熱素子の熱は、金属板からセラミック板を介して外部に放熱されるが、セラミック板は、外部との電気絶縁性を確保する機能を有する。ここで、従来では、金属板の他面とセラミック板の一面とは、ロウ材、あるいは、熱伝導フィラーを含有する樹脂材を介して接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４１７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、金属板とセラミック板との接合において、上記ロウ材を用いた場合は、接合温度がたとえば６００℃以上と高温であり、セラミック板における残留応力発生や割れ、反り等のダメージが懸念される。
【０００６】
また、ロウ材による接合では、セラミック板の一面にメタライズ層を設ける場合があり、この余分なメタライズ層によって熱抵抗が増加したり、セラミック板に反り等のダメージが発生したりすることが懸念される。
【０００７】
特に、金属板の他面とセラミック板の一面とを接合し、セラミック板の他面を直接、モールド樹脂より露出させて放熱する構成の場合には、上記特許文献１のようなセラミック板の両面に金属板を接合した場合よりも、セラミック板の反りが生じやすい。
【０００８】
また、上記樹脂材を用いる場合には、上記樹脂材は熱伝導フィラーを含有してはいるものの、元来熱伝導性の低い樹脂よりなるものであるため、当該樹脂材による熱伝導性の低下は避けられない。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、金属板の他面側に設けたセラミック板を介して放熱を行うようにした電子装置において、熱伝導性の確保と、セラミック板のダメージ防止とを両立しつつ、金属板とセラミック板とが適切に接合された構成を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面（１１）と他面（１２）とが表裏の関係にある金属製の金属板（１０）と、金属板の一面側に接合された発熱素子（２０）と、金属板の他面側に設けられ、一面（３１）が金属板の他面に対向させた状態で接合された電気絶縁性のセラミックよりなるセラミック板（３０）と、発熱素子および金属板の一面側を封止するモールド樹脂（４０）と、を備え、セラミック板の他面（３２）からモールド樹脂の外部へ放熱するようになっており、金属板とセラミック板とは、はんだ（８０）を介してはんだ接合されており、はんだは、金属板の他面とセラミック板の一面との両方に直接接触して接合されていることを特徴とする。
【００１１】
それによれば、はんだは、熱伝導性の樹脂材に比べて熱伝導性に優れ、且つ、ロウ材に比べて低温で接合できる。また、はんだが金属板およびセラミック板の両方に直接接触して接合されているから、セラミック板の一面にメタライズ層等の余分な層を介在させることなく、金属板とセラミック板とのはんだ接合を形成できる。
【００１２】
よって、本発明によれば、熱伝導性の確保と、セラミック板のダメージ防止とを両立しつつ、金属板とセラミック板とが適切に接合された構成を実現することができる。
【００１３】
ここで、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電子装置において、セラミック板の一面とはんだとの界面では、セラミック板とはんだとが超音波接合されていることを特徴とする。それによれば、セラミック板の一面とはんだとを、直接接触しつつ強固に接合したものにできる。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の電子装置において、金属板の他面とはんだとの界面においても、金属板とはんだとが超音波接合されているものとしてもよい。そうすれば、金属板表面のはんだ濡れ性が低い場合でも、金属板の他面とはんだとを、直接接触しつつ強固に接合したものにできる。
【００１５】
ここで、請求項４に記載の発明のように、はんだは、亜鉛を含有するものであるものにすれば、上記請求項１ないし３の各手段において強固なはんだ接合を実現しやすい。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子装置において、セラミック板の平面サイズは金属板の平面サイズよりも一回り小さく、セラミック板の端部全体が金属板の端部の内側に位置しており、セラミック板の端部に位置する側面（３３）まで、モールド樹脂により封止されていることを特徴とする。
【００１７】
それによれば、セラミック板の側面に対してモールド樹脂の圧縮応力が加わるようになるため、セラミック板の側面におけるモールド樹脂の剥離を抑制しやすいものにできる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の電子装置を製造する電子装置の製造方法であって、金属板の一面側に発熱素子を接合する素子接合工程と、金属板の他面およびセラミック板の一面のうち少なくともセラミック板の一面に対して、超音波印加してはんだをプレはんだ処理するプレはんだ工程と、プレはんだ処理されたはんだを介して、金属板の他面とセラミック板の一面とを積層し、加熱により当該はんだをリフローさせてはんだ接合を行うはんだリフロー工程と、しかる後、モールド樹脂によって、発熱素子および金属板の一面側を封止する樹脂封止工程と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
それによれば、請求項１の電子装置において、請求項２と同様に、セラミック板の一面とはんだとの界面では、セラミック板とはんだとが超音波接合されているものを製造できる。
【００２０】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第1実施形態にかかる電子装置の概略断面図である。
【図２Ａ】上記第1実施形態にかかる電子装置の製造方法の素子接合工程を示す工程図である。
【図２Ｂ】上記製造方法におけるセラミック板に対するプレはんだ工程を示す工程図である。
【図２Ｃ】上記製造方法における金属板に対するプレはんだ工程を示す工程図である。
【図３Ａ】上記製造方法におけるはんだリフロー後のワークを示す工程図である。
【図３Ｂ】上記製造方法におけるワイヤボンディング工程を示す工程図である。
【図３Ｃ】上記製造方法における樹脂封止工程を示す工程図である。
【図４】図１に示される電子装置の放熱フィンへの組み付け構造を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる電子装置の概略断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかる電子装置の概略断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態にかかる電子装置の概略断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態にかかる電子装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる電子装置について、図１を参照して述べる。この電子装置は、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。
【００２４】
本実施形態の電子装置は、大きくは、金属製板状の金属板１０と、金属板１０の一面１１側に接合された発熱素子２０と、金属板１０の他面１２側に設けられたセラミック板３０と、発熱素子２０および金属板１０の一面１１側を封止するモールド樹脂４０と、を備え、セラミック板３０の他面３２はモールド樹脂４０より露出してなるものである。
【００２５】
金属板１０は、一面１１と他面１２とが表裏の関係にある板状をなし、典型的には矩形板状をなすものである。この金属板１０は、導電性、放熱性を有し、発熱素子２０の電極および放熱部材として機能するものである。具体的には、金属板１０は、純Ｃｕ（銅）、Ｃｕ合金などよりなる。
【００２６】
なお、金属板１０としては、純Ｃｕ、Ｃｕ合金を母材として、その表面にＮｉめっきやＡｕめっきなどが設けられているものであってもよい。また、ここでは、金属板１０は放熱性に優れたヒートシンクとして構成されたものとするが、当該ヒートシンクよりも板厚が薄いリードフレームのアイランドとして構成されたものであってもよい。
【００２７】
発熱素子２０は、シリコン半導体等よりなる一面２１と他面２２とが表裏の関係にあるもので、ここでは板状をなす半導体チップとして構成されている。具体的に、発熱素子２０は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）やパワーＭＯＳ等のパワー素子等よりなり、矩形板状をなす。
【００２８】
そして、この発熱素子２０の他面２２と金属板１０の一面１１とが、素子用はんだ５０を介して接合されている。素子用はんだ５０は、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐなどの一般的なＰｂフリーはんだ材料よりなるものであり、リフローにより接合されるものである。そして、この素子用はんだ５０を介して、発熱素子２０と金属板１０とは、電気的、機械的、さらには熱伝導可能に接合されている。
【００２９】
また、図１に示されるように、モールド樹脂４０の内部にて、銅等の導電性材料よりなるリード端子６０が設けられている。そして、このリード端子６０のインナーリード部と発熱素子２０の一面２１とが、ボンディングワイヤ７０により結線され、電気的に接続されている。
【００３０】
このワイヤ７０は、たとえば金、アルミ、銅等のワイヤボンディングにより形成されるものである。そして、リード端子６０のアウターリード部を介して、発熱素子２０と外部とが電気的に接続されるようになっている。
【００３１】
セラミック板３０は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化珪素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）など電気絶縁性のセラミックよりなる板であり、表面にめっきなどの無い無垢のセラミック板材である。ここでは、セラミック板３０は、金属板１０よりも一回り小さい矩形板状をなしている。
【００３２】
そして、セラミック板３０の一面３１と金属板１０の他面１２とが対向した状態で、金属板１０とセラミック板３０とは、セラミック板用はんだ８０を介してはんだ接合されている。ここで、セラミック板用はんだ８０は、金属板１０の他面１２とセラミック板３０の一面３１との両方に直接接触して接合されている。
【００３３】
このセラミック板用はんだ８０は、Ｚｎ（亜鉛）を含有するはんだ材料よりなる。このセラミック板用はんだ８０の融点は、モールド樹脂４０の成形温度（たとえば１７５℃）以上であって素子用はんだ５０の融点（たとえば２３０℃以下）が望ましい。具体的に、本実施形態では、融点が２１７℃であるＳｎ−Ｚｎ―Ｓｂ−Ａｌはんだを、セラミック板用はんだ８０としている。
【００３４】
そして、本実施形態では、セラミック板３０の一面３１とセラミック板用はんだ８０との界面では、セラミック板３０と当該はんだ８０とが超音波接合されている。さらに、本実施形態では、金属板１０の他面１２とセラミック板用はんだ８０との界面においても、金属板１０と当該はんだ８０とが超音波接合されている。
【００３５】
モールド樹脂４０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂よりなるもので、トランスファーモールド法により成形されるものである。このモールド樹脂４０は、発熱素子２０、金属板１０およびセラミック板３０を包み込むように封止するが、セラミック板３０の外面すなわち他面３２は、モールド樹脂４０より露出している。これにより、本実施形態においては、セラミック板３０の他面３２からモールド樹脂４０の外部へ放熱がなされるようになっている。
【００３６】
ここでは、図１に示されるように、セラミック板３０の端部に位置する側面３３の全体がモールド樹脂４０で封止されており、なおかつ、モールド樹脂４０の表面とセラミック板３０の他面３２とが同一平面にある。
【００３７】
このセラミック板３０の他面３２は、外部に露出して放熱を行う放熱面として構成されており、このセラミック板３０の他面３２には、外部の筺体や冷却器等が接続されるようになっている。ここで、セラミック板３０は電気絶縁性であるから、外部に対する電気的絶縁が保証される。
【００３８】
次に、本電子装置を製造する製造方法について、図２Ａ−２Ｃ、図３Ａ−３Ｃを参照して述べる。なお、図２Ａ、図３Ａ−３Ｃでは、各工程におけるワークを断面的に示し、図２Ｂ、図２Ｃはワークを斜視的に示してある。
【００３９】
まず、図２Ａに示されるように、金属板１０の一面１１側に発熱素子２０を接合する（素子接合工程）。具体的に、この工程では金属板１０の一面１１上に素子用はんだ５０を介して発熱素子２０を搭載し、その状態で素子用はんだ５０をリフローさせることで、発熱素子２０をはんだ接合する。
【００４０】
次に、図２Ｂ、図２Ｃに示されるプレはんだ工程を行う。このプレはんだ工程では、セラミック板用はんだ８０として、上記亜鉛入りのはんだ材料を用いる。そして、金属板１０の他面１２およびセラミック板３０の一面３１の両方の面１２、３１に対して、超音波印加してセラミック板用はんだ８０をプレはんだ処理する。
【００４１】
この超音波はんだ工法は、図２Ｂに示されるように、はんだ８０の融点以上に加熱されたコテＫ１を用い、セラミック板３０の一面３１に、糸はんだ状あるいは箔状のセラミック板用はんだ８０を供給し、これを超音波振動するコテＫ１で塗り拡げるものである。
【００４２】
これにより、当該はんだ８０は、セラミック板３０の一面３１のはんだ接合領域全体に濡れ性良く拡がり、且つ、セラミック板３０と当該はんだ８０との界面では、当該はんだ８０は超音波接合されたものとなる。
【００４３】
一方で、図２Ｃに示されるように、金属板１０の他面１２に対しても、同様の超音波はんだ工法を適用し、セラミック板用はんだ８０を超音波振動するコテＫ１で塗り拡げる。これにより、当該はんだ８０は、金属板１０の他面１２のはんだ接合領域全体に濡れ性良く拡がり、且つ、金属板１０と当該はんだ８０との界面では、当該はんだ８０は超音波接合されたものとなる。
【００４４】
次に、はんだリフロー工程を行う。この工程では、プレはんだ処理された金属板１０の他面１２とセラミック板３０の一面３１とを対向させ、プレはんだ処理されたセラミック板用はんだ８０を介して、金属板１０の他面１２とセラミック板３０の一面３１とを積層する。そして、減圧水素リフロー等の方法で、加熱により当該はんだ８０をリフローさせてはんだ接合を行う。
【００４５】
これにより、図３Ａに示されるように、金属板１０の他面１２とセラミック板３０の一面３１とのはんだ接合が完了する。ここで、この接合完了後では、セラミック板３０の一面３１とはんだ８０との界面、および、金属板１０の他面１２とはんだ８０との界面では、超音波接合による接合形態とされ、はんだ８０における厚さ方向の中央寄りの部分は、通常のリフローおよび固化による接合形態とされる。
【００４６】
なお、このはんだリフロー工程では、セラミック板用はんだ８０の量をより十分に確保するべく、上記プレはんだ処理されたセラミック板用はんだ８０に加えて、さらに、箔状のセラミック板用はんだ８０を、金属板１０とセラミック板３０との間に挟みこんでリフローを行ってもよい。もちろん、はんだ量が十分に確保されるなら、この箔状のセラミック板用はんだ８０は不要である。
【００４７】
このはんだ接合の後、図３Ｂに示されるように、発熱素子２０とリード端子６０との間でワイヤボンディングを行い、ボンディングワイヤ７０を形成する（ワイヤボンディング工程）。なお、このワイヤボンディング工程は、素子接合工程の後であれば、はんだリフロー工程の前に行ってもよい。
【００４８】
その後、図３Ｃに示されるように、セラミック板３０の他面３１が露出するように、モールド樹脂４０によって、発熱素子２０および金属板１０の一面１２側を封止する（樹脂封止工程）。
【００４９】
具体的に、この樹脂封止工程では、図示しない樹脂成形用の金型の内面にセラミック板３０の他面３１を密着させて樹脂が付着しないようにし、この状態でモールド樹脂４０を成形し、発熱素子２０、金属板１０、セラミック板３０、ワイヤ７０、リード端子６０等を封止する。こうして、上記図１に示される本電子装置ができあがる。
【００５０】
本電子装置は、たとえば、図４に示されるように、外部の放熱フィンＫ２に組み付けることで使用される。この場合、電子装置の放熱面であるセラミック板３０の他面３２は、放熱ゲルＫ３を介して放熱フィンＫ２に接触するが、当該放熱面は電気絶縁性のセラミック板３０であるから、放熱ゲルＫ３は導電性のものでもよい。なお、放熱ゲルＫ３は放熱グリス等であってもよい。
【００５１】
ところで、本実施形態によれば、セラミック板用はんだ８０は、従来の熱伝導性の樹脂材に比べて熱伝導性に優れ、且つ、ロウ材に比べて低温で接合できるものである。また、このはんだ８０が金属板１０およびセラミック板３０の両方に直接接触して接合されているから、セラミック板３０の一面３１にメタライズ層等の余分な層を介在させることなく、金属板１０とセラミック板３０とのはんだ接合を形成できる。
【００５２】
このように、本実施形態によれば、金属板１０とセラミック板３０との間における熱伝導性の確保と、セラミック板３０のダメージ防止とを両立しつつ、金属板１０とセラミック板３０とが適切に接合された構成を実現している。
【００５３】
また、本実施形態では、セラミック板３０の一面３１とセラミック板用はんだ８０との界面では、セラミック板３０と当該はんだ８０とが超音波接合されている。通常、セラミック板３０は、はんだ濡れ性が低いものが多いが、この超音波接合により、濡れ性が悪くても、セラミック板３０の一面３１と当該はんだ８０とを、直接接触しつつ強固に接合したものにできる。
【００５４】
さらに、本実施形態では、金属板１０の他面１２とセラミック板用はんだ８０との界面においても、金属板１０と当該はんだ８０とが超音波接合されているから、金属板１０表面のはんだ濡れ性が低い場合でも、金属板１０の他面１２と当該はんだ８０とを、直接接触しつつ強固に接合する点で有利である。
【００５５】
また、上記したが、本実施形態では、セラミック板用はんだ８０を、亜鉛入りのはんだ材料とすることで、上記したような低温で強固な超音波接合を実現している。この亜鉛入りのはんだ８０は、融点が素子用はんだ５０の融点（たとえば約２３０℃）より低く、モールド樹脂４０の成形温度（たとえば約１７５℃）より高い。
【００５６】
そのため、はんだリフロー工程の際に、素子用はんだ５０が溶融することがなく、また、樹脂封止工程の際に、セラミック板用はんだ８０が溶融することがないため、ばらつきが少なく安定した物作りが可能になっている。
【００５７】
また、本電子装置においては、上記図１に示されるように、セラミック板３０の平面サイズは金属板１０の平面サイズよりも一回り小さく、セラミック板３０の端部全体が金属板１０の端部の内側に位置して引っ込んでいる。そして、セラミック板３０の端部に位置する側面３３まで、モールド樹脂４０により封止されている。
【００５８】
ここで、本実施形態では、セラミック板３０の端部が金属板１０の端部よりもはみ出していてもよいが、上記の引っ込んでいる構成の方が望ましい。このような構成とすることにより、次のような利点が生じる。
【００５９】
仮に、セラミック板３０の端部が金属板１０の端部よりはみ出した場合、モールド樹脂４０によってセラミック板３０の端部に引っ張り応力が加わり、セラミック板３０の側面３３にてモールド樹脂４０の剥離が生じやすくなる。
【００６０】
それに比べて、本実施形態のように、セラミック板３０の端部全体が金属板１０の端部の内側に位置して引っ込んでいれば、セラミック板３０の端部にはモールド樹脂４０によって圧縮応力が加わるため、セラミック板３０の側面３３にてモールド樹脂４０の剥離が抑制されやすくなる。そのため、本実施形態によれば、セラミック板３０の側面３３におけるモールド樹脂４０の剥離を抑制しやすいものにできる。
【００６１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかる電子装置について、図５を参照して述べる。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、発熱素子２０の一面２１側にも、他面２２側と同様に、金属板１０およびセラミック板３０を組み付けたところが相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。
【００６２】
図５に示されるように、本実施形態では、発熱素子２０の一面２１上に、Ｃｕ等よりなる金属製のスペーサ９０搭載され、その上に金属板１０が搭載され、その上にセラミック板３０が搭載されている。
【００６３】
ここで、発熱素子２０の一面２１とスペーサ９０との間、および、スペーサ９０と金属板１０の一面１１との間は、素子用はんだ５０を介して接合され、金属板１０の他面１２とセラミック板３０の一面３１との間は、セラミック板用はんだ８０を介して接合されている。そして、発熱素子２０の一面２１側においても、他面２２側と同様、セラミック板３０の他面３２がモールド樹脂４０より露出している。
【００６４】
このスペーサ９０は、発熱素子２０よりも一回り小さい板状（たとえば矩形板状）をなし、金属板１０と同様の金属材料から選択された材料よりなる。このスペーサ９０は、発熱素子２０のワイヤボンディング面である一面２１と金属板１０との間の高さを確保する役割を果たすものである。これにより、発熱素子２０とリード端子６０とのワイヤボンディングを行うにあたって、ボンディングワイヤ７０の高さを維持することができる。
【００６５】
このような本実施形態の電子装置は、たとえば次のようにして製造される。上記第１実施形態の製造方法における素子接合工程にて、上記図２Ａに示されるワークを作製し、さらに、ワイヤボンディング工程を行う。その後、発熱素子２０の一面２１側にスペーサ９０、金属板１０を、素子用はんだ５０を介して接合する。
【００６６】
続いて、発熱素子２０の両面２１、２２側の金属板１０の他面１２に上記同様の超音波はんだ工法によるプレはんだ処理を行う。一方でセラミック板３０の一面３１についても同様にプレはんだ処理を行う。そして、各金属板１０、１０に対して、上記同様のはんだリフロー工程によりセラミック板３０をはんだ接合する。
【００６７】
その後は、発熱素子２０の両面２１、２２側にてセラミック板３０の他面３２が露出するように、モールド樹脂４０による封止を行うことにより、図５に示される本実施形態の電子装置ができあがる。そして、本実施形態によれば、発熱素子２０の両面２１、２２の側において、上記第１実施形態と同様のセラミック板用はんだ８０による各効果が発揮される。
【００６８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態にかかる電子装置について、図６を参照して述べる。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、１個の金属板１０の一面１１上に、複数個の同電位の発熱素子２０を搭載し接合したところが相違するものである。
【００６９】
図６に示される例では、１個の金属板１０に対して発熱素子２０は２個であるが、３個以上であってもよいことはもちろんである。そして、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の各効果が発揮される。
【００７０】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態にかかる電子装置について、図７を参照して述べる。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、１個のセラミック板３０の一面１１上に、複数個の金属板１０を搭載し接合したところが相違するものである。
【００７１】
このような構成は、各金属板１０に搭載された発熱素子２０が互いに異電位である場合に有効である。図７に示される例では、１個のセラミック板３０に対して金属板１０は２個であるが、３個以上であってもよいことはもちろんである。そして、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の各効果が発揮される。
【００７２】
さらには、本第４実施形態と上記第３実施形態とを組み合わせた構成としてもよい。具体的には、図７に示される構成において、さらに、各金属板１０の一面１１上に複数個の発熱素子２０を搭載し接合した構成としてもよい。
【００７３】
また、上記第３実施形態、第４実施形態はそれぞれ、上記第２実施形態と組み合わせることも可能である。具体的には、上記図５において、発熱素子２０の両面２１、２２の側に対して、上記図６、図７の構成を採用すればよい。
【００７４】
（他の実施形態）
なお、図８に示されるように、セラミック板３０の他面３２に更に、他の金属板１０ａが接合され、この他の金属板１０ａがモールド樹脂４０より露出している構成であってもよい。この場合、セラミック板３０の他面３２と他の金属板１０ａとは、上記したセラミック板用はんだ８０による超音波接合によって接合されている。
【００７５】
そして、この図８の場合、セラミック板３０の他面３２から他の金属板１０ａを介してモールド樹脂４０の外部へ放熱がなされ、セラミック板３０によって、外部に対する電気的絶縁が保証される。また、この図８の構成は、上記各実施形態と組み合わせ可能であることはもちろんである。
【００７６】
また、上記各実施形態では、金属板１０は、ＣｕもしくはＣｕ合金よりなるものとしたが、金属板１０としては、その他の金属、たとえばＡＬ（アルミニウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｏ（モリブデン）、あるいはこれらの合金、または、これらの積層材など、その他の金属材料を用いてもよい。
【００７７】
また、上記各実施形態におけるプレはんだ工程では、金属板１０の他面１２およびセラミック板３０の一面３１の両方に対して、超音波印加してセラミック板用はんだ８０をプレはんだ処理するものとした。しかし、このプレはんだ工程は、少なくともセラミック板３０の一面３１に対して行えばよい。
【００７８】
つまり、金属板１０は、セラミック板３０に比べてはんだ濡れ性がよいものであることが通常であるから、上記超音波はんだ工法によるプレはんだ処理を、セラミック板３０の一面３１のみに行い、金属板１０の他面１２には行わないものであってもよい。さらには、金属板１０の他面１２については、金属板表面のはんだ濡れ性に応じて、超音波印加せず通常の加熱のみによるプレはんだ処理を行ってもよい。
【００７９】
これら上記超音波はんだ工法によるプレはんだ処理を、セラミック板３０の一面３１のみに行った場合、最終的に、電子装置におけるセラミック板用はんだ８０については、セラミック板３０との界面のみが超音波接合されたものとなり、金属板１０との界面では通常のリフローによる接合形態となる。
【００８０】
つまり、電子装置としては、セラミック板３０の一面３１および金属板１０の他面１２とセラミック板用はんだ８０との両界面にて、当該はんだ８０超音波接合されたものに限定するものではなく、少なくともセラミック板３０の一面３１と当該はんだ８０とが超音波接合された構成であればよい。
【００８１】
また、セラミック板用はんだ８０は、上記接合形態を適切に実現できるものならば、亜鉛入りはんだ材料に限定されるものではなくてもよく、それ以外にも、たとえば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ等の他のはんだ材料でもよい。
【００８２】
また、発熱素子２０と金属板１０との接合は、素子用はんだ５０に限定するものではなく、それ以外にも、たとえば導電性接着剤等であってもよいし、嵌合、係合、締結などの機械的固定であってもよい。
【００８３】
また、発熱素子２０と金属板１０とは、少なくとも機械的に接合されていればよく、上記各実施形態のように、電気的、機械的、熱的の全ての接合が満足されたものでなくてもよい。
【００８４】
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８５】
１０  金属板
１１  金属板の一面
１２  金属板の他面
２０  発熱素子
３０  セラミック板
３１  セラミック板の一面
３２  セラミック板の他面
４０  モールド樹脂
８０  セラミック板用はんだ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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