JP2010010173A - 電子装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パワー素子の表面に接続部材を電気的に接続してなる電子装置において、パワー素子の表面への接続部材のはんだ付けを容易に行うとともに、接続部材を介したパワー素子の放熱性を向上させることができるようにする。
【解決手段】接続部材３２ｂとして、パワー素子４２と接続される部位に貫通穴３２ｃを有する金属板を用い、貫通穴３２ｃの部分にて接続部材３２ｂをパワー素子４２の表面に搭載した後、還元雰囲気にて、貫通穴３２ｃ上から貫通穴３２ｃの内部に、固化状態にて糸形状をなす糸はんだ３３ａを供給するとともに、接続部材３２ｂおよびパワー素子４２の表面を糸はんだ３３ａの溶融温度以上に加熱することにより、貫通穴３２ｃ内にて糸はんだ３３ａを溶融させ、はんだ接合を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、パワー素子の表面に接続部材を電気的に接続してなる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。

この種の一般的な電子装置は、リードフレームなどの基板の上にパワー素子を搭載し、パワー素子の表面に接続部材としてボンディングワイヤを電気的に接続してなるものである。しかし、このワイヤの場合、一本一本ワイヤを打つため、工数がかかる、また、限られた太さのワイヤとなるため、ワイヤを介した放熱性を十分確保できない、といった問題があった。

これに対し、パワー素子の表面からも放熱性を向上させる構造が必要とされてきた。たとえば、特許文献１では、カーボン治具などを用いた水素リフローによる両面放熱構造をとっているが、この工法では一個一個に治具セッティングが必要であり、非常に工数がかかってしまう。

また、特許文献２では、パワー素子の表面に接続するリードフレームに対して、その表面に穴を開け、その隙間から溶融したはんだを流し込む工法を取っている。しかし、この方法では、流し込むはんだを常時溶かし続けなければいけないことや、はんだ量の制御が困難であること等の問題がある。
特開平６−１０４２９５号公報 特開２００４−１３４４４５号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、パワー素子の表面に接続部材を電気的に接続してなる電子装置において、パワー素子の表面への接続部材のはんだ付けを容易に行うとともに、接続部材を介したパワー素子の放熱性を向上させることができるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、パワー素子（４２）の表面に接続部材（３２ｂ）を電気的に接続してなる電子装置の製造方法において、接続部材（３２ｂ）として、パワー素子（４２）と接続される部位に板厚方向に貫通する貫通穴（３２ｃ）が設けられている金属板よりなるものを用い、貫通穴（３２ｃ）の部分にて接続部材（３２ｂ）をパワー素子（４２）の表面に搭載した後、還元雰囲気にて、貫通穴（３２ｃ）上から貫通穴（３２ｃ）の内部に、固化状態にて糸形状をなす糸はんだ（３３ａ）を供給するとともに、接続部材（３２ｂ）およびパワー素子（４２）の表面を糸はんだ（３３ａ）の溶融温度以上に加熱することにより、貫通穴（３２ｃ）内にて糸はんだ（３３ａ）を溶融させ、接続部材（３２ｂ）とパワー素子（４２）の表面とを、はんだ接合することを特徴としている。

それによれば、従来のワイヤボンディングによるパワー素子の接続に比べて、面積の大きな金属板よりなる接続部材（３２ｂ）による接続であるため、パワー素子（４２）の放熱性を向上させることが可能となる。また、はんだ供給は、還元雰囲気で糸はんだ（３３ａ）を供給する方法を採っているので、貫通穴（３２ｃ）にはんだを供給するときに、はんだを溶かし続けることが不要となる。

よって、本発明によれば、パワー素子（４２）の表面への接続部材（３２ｂ）のはんだ付けを容易に行うとともに、接続部材（３２ｂ）を介したパワー素子（４２）の放熱性を向上させることができる。

ここで、請求項２に記載の発明のように、糸はんだ（３３ａ）を溶融させることにより、当該溶融したはんだを貫通穴（３２ｃ）から、接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）とは反対側の面のうち貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位にはみ出させるようにしてもよい。

それによれば、固化したはんだ（３３）の形状が、貫通穴（３２ｃ）の上部に傘部を有するリベット状になるので、はんだ（３３）と接続部材（３２ｂ）とが剥離しても、接続部材（３２ｂ）とパワー素子（４２）とが離れるのを防止できる。

また、請求項３に記載の発明のように、貫通穴（３２ｃ）を、接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）側の面寄りの部位よりもこれとは反対側の面寄りの部位の方が広い穴形状となっているものにすれば、貫通穴（３２ｃ）への糸はんだ（３３ａ）の供給が行いやすい。

また、請求項４に記載の発明のように、糸はんだ（３３ａ）の溶融を、接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）側の面と、パワー素子（４２）の表面との間に、貫通穴（３２ｃ）の幅よりも小さい隙間（３２ｄ）を設けた状態で行うようにしてもよい。

それによれば、溶融した糸はんだ（３３ａ）が表面張力によってこの隙間（３２ｄ）に入り込み、接合強度の向上につながる。

また、請求項５に記載の発明のように、接続部材（３２ｂ）として、当該接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）側の面のうち貫通穴（３２ｃ）の開口縁部の全周に、突起（３２ｅ）を設けたものを用いてもよい。

それによれば、この突起（３２ｅ）がパワー素子（４２）の表面に直接もしくははんだ（３３）を介して接するが、接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）側の面のうち突起（３２ｅ）以外の部位は、突起（３２ｅ）よりもパワー素子（４２）の表面との距離が離れているため、はんだ接続部以外の部位での接続部材（３２ｂ）とパワー素子（４２）との接触を回避しやすい。また、このことから接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）側の面では、突起（３２ｅ）よりも外側に、はんだ（３３）がはみ出しにくくなる。

また、請求項６に記載の発明のように、接続部材（３２ｂ）として、当該接続部材（３２ｂ）の表面のうち貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位にＡｕめっき（３２ｆ）が施されているものを用い、糸はんだ（３３ａ）の溶融では、接続部材（３２ｂ）の表面にて、溶融したはんだ（３３）をＡｕめっき（３２ｆ）が施されている部位内に留めるようにしてもよい。

それによれば、はんだ濡れ性が優れているＡｕめっき（３２ｆ）を用いることにより、糸はんだ（３３ａ）の溶融時に、接続部材（３２ｂ）の表面にて、溶融したはんだ（３３）を所望の領域に留めることが容易になる。

また、請求項７に記載の発明のように、接続部材（３２ｂ）として、当該接続部材（３２ｂ）の表面のうち貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位に、貫通穴（３２ｃ）を取り巻く環状の溝（３２ｇ）を設けたものを用い、糸はんだ（３３ａ）の溶融では、接続部材（３２ｂ）の表面にて、溶融したはんだ（３３）を溝（３２ｇ）の内周に位置させるようにしてもよい。

それによれば、糸はんだ（３３ａ）の溶融時に、接続部材（３２ｂ）の表面にて、溶融したはんだ（３３）を所望の領域に留めることが容易になる。

また、請求項８に記載の発明では、接続部材（３２ｂ）とパワー素子（４２）の表面とを、はんだ接合した後、パワー素子（４２）の表面のうち接続部材（３２ｂ）が接続されている以外の部位に、ワイヤボンディングを行ってボンディングワイヤ（７０）を接続する工程を備えており、接続部材（３２ｂ）として、当該接続部材におけるパワー素子（４２）とは反対側の面のうちボンディングワイヤ（７０）寄りの部位が、ボンディングワイヤ（７０）とは反対側の部位よりも前記パワー素子（４２）側に向かって凹んでいるものを用いることを特徴とする。

それによれば、ワイヤボンディング時に、ボンディングツール（Ｋ１）が接続部材（３２ｂ）に接触するのを極力回避でき、好ましい。

請求項９に記載の発明では、パワー素子（４２）の表面に接続部材（３２ｂ）を電気的に接続し、接続部材（３２ｂ）を介してパワー素子（４２）と外部との電気的な接続を行うようにした電子装置において、接続部材（３２ｂ）は金属製の板状をなす金属板よりなり、接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）と接続される部位には、接続部材（３２ｂ）の板厚方向に貫通する貫通穴（３２ｃ）が設けられており、この貫通穴（３２ｃ）に、はんだ（３３）が充填されており、このはんだ（３３）によって接続部材（３２ｂ）とパワー素子（４２）の表面とは、はんだ接合されていることを特徴とする。

本発明の電子装置は、請求項１の製造方法により適切に製造されたものであり、その効果は上記同様である。

ここで、請求項１０に記載の発明のように、はんだ（３３）は、貫通穴（３２ｃ）から、接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）とは反対側の面のうち貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位にはみ出した形状となっていてもよい。本発明の電子装置は、請求項２の製造方法により適切に製造されたものであり、その効果は上記同様である。

また、請求項１１に記載の発明では、貫通穴（３２ｃ）は、接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）側の面寄りの部位よりもこれとは反対側の面寄りの部位の方が広い穴形状となっていることを特徴としている。本発明の電子装置は、請求項３の製造方法により適切に製造されたものであり、その効果は上記同様である。

また、請求項１２に記載の発明では、接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）側の面と、パワー素子（４２）の表面とは隙間（３２ｄ）を有しており、この隙間（３２ｄ）にはんだ（３３）が充填されており、隙間（３２ｄ）は、貫通穴（３２ｃ）の幅よりも小さいことを特徴とする。本発明の電子装置は、請求項４の製造方法により適切に製造されたものであり、その効果は上記同様である。

また、請求項１３に記載の発明では、接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）側の面のうち貫通穴（３２ｃ）の開口縁部の全周には、突起（３２ｅ）が設けられていることを特徴とする。本発明の電子装置は、請求項５の製造方法により適切に製造されたものであり、その効果は上記同様である。

また、請求項１４に記載の発明では、接続部材（３２ｂ）の表面のうち貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位には、Ａｕめっき（３２ｆ）が施されており、接続部材（３２ｂ）の表面にて、はんだ（３３）は、Ａｕめっき（３２ｆ）が施されている部位内に、位置していることを特徴とする。本発明の電子装置は、請求項６の製造方法により適切に製造されたものであり、その効果は上記同様である。

また、請求項１５に記載の発明では、接続部材（３２ｂ）の表面のうち貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位には、貫通穴（３２ｃ）を取り巻く環状の溝（３２ｇ）が設けられており、はんだ（３３）は、この溝（３２ｇ）の内周に位置していることを特徴とする。本発明の電子装置は、請求項７の製造方法により適切に製造されたものであり、その効果は上記同様である。

また、請求項１６に記載の発明では、パワー素子（４２）の表面のうち接続部材（３２ｂ）が接続されている以外の部位には、ボンディングワイヤ（７０）が接続されており、接続部材（３２ｂ）におけるパワー素子（４２）とは反対側の面のうちボンディングワイヤ（７０）寄りの部位は、ボンディングワイヤ（７０）とは反対側の部位よりもパワー素子（４２）側に向かって凹んでいることを特徴とする。本発明の電子装置は、請求項８の製造方法により適切に製造されたものであり、その効果は上記同様である。

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。

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。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子装置Ｓ１の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の電子装置Ｓ１を上方から見たときの概略平面図である。なお、図１（ｂ）では、モールド樹脂５０を透過してモールド樹脂５０内部の構成要素を示している。

本実施形態の電子装置Ｓ１は、大きくは、ヒートシンク１０の一面１１上に絶縁層２０を介してリードフレーム３０を接着し、リードフレーム３０の上に部品４０、４１、４２を搭載し、ヒートシンク１０の一面１１とは反対の他面１２が露出するように、ヒートシンク１０、リードフレーム３０および部品４０〜４２をモールド樹脂５０で封止してなるものである。

ヒートシンク１０は、その一面１１の上に搭載された部品４０〜４２の熱を放熱する板状のものであり、放熱性に優れた鉄、銅、モリブデン、アルミニウムなどの材料よりなる。そして、ヒートシンク１０の他面１２は、モールド樹脂５０から露出しており、放熱面として構成されている。

絶縁層２０は電気的に絶縁性で接着力を有するものであり、ポリイミドなどの電気絶縁性の樹脂などよりなる。そして、この絶縁層２０の接着力によりヒートシンク１０とリードフレーム３０とが接着されている。この絶縁層２０は、印刷などにより塗布されて硬化するものでもよいし、シートとして配置され硬化するものでもよい。シートとしては熱圧着タイプでもよいし、粘着性のものであってもよい。

リードフレーム３０は、銅などの一般的なリードフレーム材料よりなり、板状の金属素材を、部品４０〜４２が搭載される第１及び第２のアイランド３１ａ、３１ｂと、外部と接続される第１の端子３２ａとにパターニングしてなるものである。このパターニングは、エッチングやプレスなどにより行われる。

リードフレーム３０の第１及び第２のアイランド３１ａ、３１ｂ上には、Ａｇペーストやはんだ、あるいは、シリコーン接着剤などのダイマウント材６０を介して、部品４０〜４２が搭載され接着されている。

部品としては、本実施形態では、セラミック基板４０、このセラミック基板４０に搭載された制御素子４１、および、パワー素子４２である。セラミック基板４０は一般的なアルミナなどよりなる配線基板であり、制御素子４１はマイコンなどのＩＣチップである。また、パワー素子４２は、制御素子４１に比べて駆動時の発熱が大きい一般的なパワー素子であり、たとえばパワートランジスタ、ＭＯＳトランジスタなどである。

ここでは、第１のアイランド３１ａ上にセラミック基板４０が搭載され、さらにセラミック基板４０の上に上記ダイマウント材などを介して制御素子４１が搭載されている。一方、第２のアイランド３１ｂ上には、パワー素子４２が搭載されている。

そして、セラミック基板４０と制御素子４１との間、および、セラミック基板４０と第１の端子３２ａとの間、および、セラミック基板４０と第２のアイランド３１ｂとの間、および、セラミック基板４０とパワー素子４２との間が、金やアルミなどよりなる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。

また、パワー素子４２の表面には、第２の端子３２ｂの一端部側の部位が重なっており、パワー素子４２と第２の端子３２ｂとは電気的に接続されている。本実施形態では、第２の端子３２ｂは、パワー素子４２と外部との電気的な接続を行う接続部材として構成されている。

この第２の端子３２ｂは、金属製の板状をなす金属板である。この第２の端子３２ｂは、リードフレーム３０の一部として板状金属素材を平面的にパターニングし、折り曲げるなどにより形成されたものでもよいが、ここでは、リードフレーム３０とは別体の板材よりなる。

そして、この金属板としての第２の端子３２ｂにおけるパワー素子４２と接続される部位には、第２の端子３２ｂの板厚方向に貫通する貫通穴３２ｃが設けられている。この貫通穴３２ｃは、図１では丸穴であるが、穴形状は特に限定するものではなく、角穴などでもよい。

この貫通穴３２ｃには、一般的な鉛フリーはんだや共晶はんだなどよりなるはんだ３３が充填されている。そして、このはんだ３３によって第２の端子３２ｂとパワー素子４２の表面とは、はんだ接合され、それによって両部材３２ｂ、４２は電気的・機械的に接続されている。

モールド樹脂５０は、通常、この種の電子装置に用いられるモールド材料、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂などを採用できる。そして、この電子装置Ｓ１は、図示しないケースなどの基材に搭載されて使用されるが、このとき、モールド樹脂５０から露出するヒートシンク１０の下面１２を当該基材に接触させることによって、放熱を図るようにしている。

ここで、第１及び第２の端子３２ａ、３２ｂは、モールド樹脂５０における周辺部にて露出している。具体的には、個々の第１の端子３２ａは、モールド樹脂５０の内部から外周端部に向かってのびる平面短冊形状の板材である。

また、第２の端子３２ｂも短冊板状をなすが、曲げ加工されている。具体的には、第２の端子３２ｂにおいてモールド樹脂５０から露出し且つ外部に接続される端部側が、各アイランド３１ａ、３１ｂと同一平面上に位置し、パワー素子４２と接続される端部側が、当該パワー素子４２の表面に到達して重なるように曲げられている。

図１に示されるように、モールド樹脂５０の外周端部のうち各端子３２ａ、３２ｂの直上に位置する一部分が、切り欠かれた形状となっている。そして、この切り欠かれた部分を介して、各端子３２ａ、３２ｂの一部が、モールド樹脂５０より露出し、この露出部にて各端子３２ａ、３２ｂと外部とが接続されるようになっている。

また、図１（ｂ）に示されるように、ここでは、パワー素子４２を搭載する第２のアイランド３１ｂの一部もモールド樹脂５０の周辺部にて露出し、外部と接続されるようになっている。

次に、本実施形態の電子装置Ｓ１の製造方法について、説明する。本製造方法では、まず、上記ヒートシンク１０の一面１１に絶縁層２０を介して、リードフレーム３０を貼り合わせ、熱などで硬化させて接着し、リードフレーム３０上に、上記部品４０〜４２を搭載する。

また、ワイヤボンディングによる上記ワイヤ７０の形成、および、第２の端子３２ｂのはんだ付けを行う。なお、上記各部品４０〜４２の搭載、ワイヤボンディング、上記はんだ付けの実行順序については、可能な範囲で適宜変更してもよい。その後、これらをモールド樹脂５０で封止することにより、電子装置Ｓ１ができあがる。

なお、ここまでの工程は、多連のリードフレーム３０で行うのが通常であり、この場合、モールド後にダイシングカットを行い、１個の当該電子装置の単位に個片化することにより個片化されたワークの１個１個が、本実施形態の電子装置Ｓ１となる。

ここで、上記製造方法における、パワー素子４２の表面に第２の端子３２ｂをはんだ付けして電気的に接続する工程（以下、はんだ付け工程という）について、図２を参照してより詳しく述べる。図２は、当該はんだ付け工程を順番に示す工程図である。なお、図２では、パワー素子４２以外のリードフレーム３０上の上記部品４０、４１については省略してある。

接続部材であり金属板である第２の端子３２ｂを用意する。この用意される第２の端子３２ｂは、上記曲げ形状となっており、また、パワー素子４２と接続される部位に板厚方向に貫通する上記貫通穴３２ｃが設けられた金属板である。これら曲げ形状および貫通穴３２ｃは、金属板に対してエッチング、プレス、曲げ加工などを行うことにより、容易に形成される。

そして、図２（ａ）に示されるように、貫通穴３２ｃの部分にて第２の端子３２ｂをパワー素子４２の表面に搭載する。次に、図２（ｂ）に示されるように、水素などを含む還元雰囲気にて、貫通穴３２ｃ上から貫通穴３２ｃの内部に、上記はんだ３３となる糸はんだ３３ａを供給する。この糸はんだ３３ａは、固化状態にて糸形状をなす一般的なものである。また、還元雰囲気は、一般の水素ダイボンドと同様の雰囲気でよい。

また、この糸はんだ３３ａの供給時には、ヒータなどを用いることよって、第２の端子３２ｂおよびパワー素子４２の表面を糸はんだ３３ａの溶融温度以上に加熱する。それにより、図２（ｃ）に示されるように、貫通穴３２ｃ内にて糸はんだ３３ａを溶融させる。この後、はんだ３３を固化させれば、第２の端子３２ｂとパワー素子４２の表面とが、はんだ接合される。

このように本実施形態によれば、従来のワイヤボンディングによるパワー素子の接続に比べて、面積の大きな金属板としての第２の端子３２ｂによる接続であるため、パワー素子４２の放熱性を向上させることが可能となる。

また、水素ダイボンドにて糸はんだ３３ａを供給する方法を採っているので、従来のように、貫通穴３２ｃにはんだを供給するときに、はんだを溶かし続けることが不要となる。よって、本実施形態によれば、パワー素子４２の表面への第２の端子３２ｂのはんだ付けを容易に行うとともに、第２の端子３２ｂを介してパワー素子４２の放熱性を向上させることができる。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る電子装置の概略断面図である。特に高い放熱性が必要のない場合は、上記第１実施形態に示したようなヒートシンクと、それを接着する絶縁層が無くてもよい。

本実施形態の電子装置の場合、たとえば、図３中のモールド樹脂５０の下面にてリードフレーム３０が露出しており、この露出部にて、はんだなどを介して外部の基材に搭載すればよい。

（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る電子装置の概略平面図である。なお、図４では、モールド樹脂５０を透過してモールド樹脂５０内部の構成要素を示している。

各パワー素子４２に、はんだ付けされる第２の端子３２ｂは、それぞれのパワー素子４２ごとに一本ずつ独立して接続されるものでもよいが、図４に示されるように、隣り合ういくつかのパワー素子４２における第２の端子３２ｂ同士が、タイバーＴで連結されて一体となっていてもよい。

一体となっている場合は、一体となっている第２の端子３２ｂについては、モールド樹脂５０で封止される部分よりも外にタイバーＴがあり、樹脂成形後に、第１の端子３２ａやアイランド３１ａ、３１ｂの図示しないタイバーと一緒にカットされる。

（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態に係る電子装置の概略断面図である。パワー素子４２にはんだ付けされる第２の端子３２ｂは、上記図１に示されるように、アイランド３１ａ、３１ｂと同じ面から折り曲げられたものでもよいが、図５（ａ）に示されるように、パワー素子４２の表面から当該表面と平行に延びる形状であってもよい。

また、当該第２の端子３２ｂは、図５（ｂ）に示されるように、必要に応じて、パワー素子４２の表面から曲げられて、アイランド３１ａ、３１ｂの面とは反対側の方向に向かうようにしたものであってもよい。

（第５実施形態）
図６は、本発明の第５実施形態に係る電子装置の概略断面図である。上記第１実施形態では、第２の端子３２ｂは、リードフレーム３０とは別体の板材よりなるものであったが、本実施形態のように、第２の端子３２ｂは、リードフレーム３０の一部を折り曲げることによって形成されたものでもよい。

（第６実施形態）
図７は、本発明の第６実施形態に係る電子装置の要部を示す概略平面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。上記第１実施形態では、第２の端子３２ｂの平面形状がストレートな形状であったが、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、鍵形状になっていてもよい。これによって、第２の端子３２ｂにかかる応力を緩和して、はんだ付け部への衝撃を吸収することができる。

（第７実施形態）
図８（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第６実施形態に係る電子装置の要部の種々の例を示す概略平面図である。第２の端子３２ｂにおいてパワー素子４２とはんだ付けされる部分の平面形状は、特に限定されるものではなく、たとえば四角形（図８（ａ）参照）でもよいし、円形（図８（ｂ）参照）でもよい。

また、第２の端子３２ｂにおいてパワー素子４２とはんだ付けされる部分の幅は、当該部分以外の部分の幅よりも細いものであってもよい（図８（ｃ）参照）。さらに、貫通穴３２ｃは、１個に限らず、接合強度を増すために２個（図８（ｄ）参照）でもよいし、３個以上でもよい。

（第８実施形態）
図９は、本発明の第８実施形態に係る電子装置の要部を示す概略断面図である。本実施形態は、上記第１実施形態と比べて、はんだ付け工程を一部変形したところが相違するものであり、その相違点を中心に述べることとする。

図９に示されるように、はんだ３３は、貫通穴３２ｃから、第２の端子３２ｂにおけるパワー素子４２とは反対側の面のうち貫通穴３２ｃの周囲の部位、つまり貫通穴３２ｃの開口縁部にはみ出した形状となっている。

この構成は、はんだ付け工程において、上記糸はんだ３３ａを過剰供給して溶融させることにより、溶融したはんだを貫通穴３２ｃからあふれさせて、第２の端子３２ｂにおけるパワー素子４２とは反対側の面における貫通穴３２ｃの開口縁部にはみ出させるようにすれば、形成される。

それによれば、固化したはんだ３３の形状が、図９に示されるように、貫通穴３２ｃの上部に傘部を有するリベット状になるので、はんだ３３と第２の端子３２ｂとが剥離しても、当該傘部で引っかかり、第２の端子３２ｂとパワー素子４２とが離れるのを防止することができる。なお、本実施形態と上記各実施形態とを組み合わせてもよい。

（第９実施形態）
図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の第９実施形態に係る電子装置の要部を示す概略断面図である。上記第１実施形態との相違点を述べると、図１０に示されるように、貫通穴３２ｃにおいて、第２の端子３２ｂにおけるパワー素子４２側の面寄りの部位よりもこれとは反対側の面寄りの部位の方が広い穴形状となっている。

ここで、図１０（ａ）に示される例では、貫通穴３２ｃの側面の全周が、パワー素子４２側からそれとは反対方向に向かって拡がるテーパ面となっているが、図１０（ｂ）に示される例のように、貫通穴３２ｃの側面の一部が当該テーパ面となっているものであってもよい。

このような貫通穴３２ｃを有する第２の端子３２ｂを用いれば、上記はんだ付け工程において、貫通穴３２ｃへ糸はんだ３３ａを供給するにあたって、貫通穴３２ｃ上から貫通穴３２ｃの内部に糸はんだ３３ａが入り込みやすくなり、当該供給が容易になる。

なお、本実施形態は、上記した各実施形態に適用可能であることは明らかである。たとえば、本実施形態において、はんだ３３を、貫通穴３２ｃから、第２の端子３２ｂにおけるパワー素子４２とは反対側の面のうち貫通穴３２ｃの周囲の部位にはみ出させるようにしてもよい。

（第１０実施形態）
図１１は、本発明の第１０実施形態に係る電子装置の要部を示す概略断面図である。上記第１実施形態との相違点を主として述べる。本実施形態の電子装置では、図１１に示されるように、第２の端子３２ｂにおけるパワー素子４２側の面と、パワー素子４２の表面とは隙間３２ｄを有している。

そして、この隙間３２ｄに、はんだ３３が充填されている。ここで、隙間３２ｄの寸法Ｌは、貫通穴３２ｃの幅ｄよりも小さい。ここでは、貫通穴３２ｃは丸穴で、その幅ｄは穴の直径であるが、角穴の場合は、穴の最大寸法部分の幅である。

このような構成は、上記はんだ付け工程において、糸はんだ３３ａの溶融を、第２の端子３２ｂにおけるパワー素子４２側の面と、パワー素子４２の表面との間に上記隙間３２ｄを設けた状態で行えばよい。その場合、この隙間３２ｄに溶融した糸はんだ３３ａがその表面張力によって入り込む。そして、この隙間３２ｄにおいてもはんだ接合がなされるので、接合強度が向上する。

なお、本実施形態は、上記した各実施形態に適用可能であることは明らかである。たとえば、本実施形態において、上記第８実施形態のように、はんだ３３を貫通穴３２ｃの周囲の部位にはみ出させ、さらに、このときの貫通穴３２ｃを上記第９実施形態のようにテーパ形状のものとしてもよい。

（第１１実施形態）
図１２は、本発明の第１１実施形態に係る電子装置の要部を示す概略断面図である。上記第１実施形態との相違点を主として述べる。

本実施形態の電子装置では、図１２に示されるように、第２の端子３２ｂにおけるパワー素子４２側の面のうち貫通穴３２ｃの開口縁部の全周に、突起３２ｅが設けられている。この突起３２ｅの平面形状は、図示しないが、貫通穴３２ｃを取り囲む環状をなすものである。この環状としては円形でも多角形でもよい。

本実施形態の構成は、このような突起３２ｅを有する第２の端子３２ｂを用いて、上記はんだ付け工程を行えば形成される。このとき、突起３２ｅは、パワー素子４２の表面に直接もしくははんだ３３を介して接する。図１２では、突起３２ｅは、はんだ３３を介して接している。

ここで、はんだ付け工程では、第２の端子３２ｂにおけるパワー素子４２側の面のうち突起３２ｅ以外の部位は、突起３２ｅよりもパワー素子４２の表面との距離が離れているため、はんだ接続部以外の部位での第２の端子３２ｂとパワー素子４２との接触、いわゆるエッジタッチが回避される。

また、はんだ付け工程では、はんだ３３が、表面張力によって第２の端子３２ｂとパワー素子４２との間に入って行くが、突起３２ｅが存在することで、突起３２ｅよりも外側に、はんだ３３がはみ出しにくくなる。

なお、本実施形態は、上記した各実施形態に適用可能であることは明らかである。たとえば、本実施形態において、上記第８実施形態のような、はんだ３３のはみ出し、上記第９実施形態のようなテーパ形状の貫通穴３２ｃ、上記第１０実施形態のような隙間３２ｄを設けたものとしてもよい。

（第１２実施形態）
図１３は、本発明の第１２実施形態に係る電子装置の要部を示す概略断面図である。本実施形態では、第２の端子３２ｂの中間部のうちパワー素子４２のエッジ上に位置する部位を、パワー素子４２とは反対側に凸となるように折りまげてから、所望の方向へ折り曲げている。これによって上記第１１実施形態と同様に、エッジタッチ防止の効果を得ることができる。

（第１３実施形態）
図１４は、本発明の第１３実施形態に係る電子装置の要部を示す概略断面図である。上記第１実施形態との相違点を主として述べる。

本実施形態の電子装置では、図１４に示されるように、第２の端子３２ｂの表面のうち貫通穴３２ｃの周囲の部位に、Ａｕめっき３２ｆを施している。このＡｕめっき３２ｆは一般的なめっき方法で形成される。そして、第２の端子３２ｂの表面において、はんだ３３は、Ａｕめっき３２ｆが施されている部位内に位置している。

このようにめっきされた第２の端子３２ｂを用いて、上記はんだ付け工程を行えば、糸はんだ３３ａの溶融では、溶融したはんだ３３は、第２の端子３２ｂの表面のうちのＡｕめっき３２ｆが施されている部位内に留まる。これは、はんだ濡れ性が優れているＡｕめっき３２ｆを用いるためである。

そして、Ａｕめっき３２ｆを狙いのはんだ付け領域の範囲に形成しておくことにより、はんだ付け工程にて、溶融したはんだ３３の過渡の拡がりを抑制し、はんだ３３を所望の領域に留めることができる。なお、本実施形態は、貫通穴３２ｃにめっきを設けるものであるから、上記した各実施形態と組み合わせて適用可能であることは明らかである。

（第１４実施形態）
図１５は、本発明の第１４実施形態に係る電子装置の要部を示す概略断面図である。本実施形態もはんだ付け工程にて、溶融したはんだ３３を所望の領域に留めることを目的とするものであるが、上記第１３実施形態との相違点を主として述べる。

本実施形態の電子装置では、図１５に示されるように、第２の端子３２ｂの表面のうち貫通穴３２ｃの周囲の部位に、貫通穴３２ｃを取り巻く環状の溝３２ｇを設けている。この溝３２ｇは、プレスやエッチング、切削など形成される。そして、はんだ３３は、この溝３２ｇの内周に位置している。

このように溝３２ｇを有する第２の端子３２ｂを用いて、上記はんだ付け工程を行えば、糸はんだ３３ａの溶融では、溶融したはんだ３３は、溝３２ｇで拡がりが阻害されるため、第２の端子３２ｂの表面のうちの溝３２ｇの内周に留められる。

よって、本実施形態においても、溝３２ｇを狙いのはんだ付け領域の外周に形成しておくことにより、はんだ付け工程にて、溶融したはんだ３３の過渡の拡がりを抑制し、はんだ３３を所望の領域に留めることができる。なお、本実施形態は、貫通穴３２ｃの外周に溝３２ｇを設けるものであるから、上記した各実施形態と組み合わせて適用可能であることは明らかである。

なお、図１５では、溝３２ｇはＶ溝形状であるが、Ｕ溝、四角溝でもよい。また、溝３２ｇは、第２の端子３２ｂにおいてパワー素子４２側の面にあってもよいし、それとは反対側のモールド樹脂５０と密着する面にあってもよいし、これら両面にあってもよい。当該モールド樹脂５０と密着する面に溝３２ｇを設ければ、モールド樹脂５０と第２の端子３２との密着強度が向上し樹脂剥離の防止が期待される。

（第１５実施形態）
図１６は、本発明の第１５実施形態に係る電子装置の要部を示す概略断面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。ここでも、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。

図１６に示されるように、本実施形態の電子装置では、上記第１実施形態と同様に、パワー素子４２の表面のうち第２の端子３２ｂが接続されている以外の部位に、ボンディングワイヤ７０が接続されている。

ここで、本実施形態では、第２の端子３２ｂにおけるパワー素子４２とは反対側の面のうちボンディングワイヤ７０寄りの部位が、ボンディングワイヤ７０とは反対側の部位よりもパワー素子４２側に向かって凹んでいる。

本実施形態では、上記したはんだ付け工程の後、ワイヤボンディングによる上記ワイヤ７０の形成を行う。つまり、第２の端子３２ｂとパワー素子４２の表面とを、はんだ接合した後、パワー素子４２の表面のうち第２の端子３２ｂが接続されている以外の部位に、ワイヤボンディングを行ってボンディングワイヤ７０を接続する。

ここで、本実施形態では、第２の端子３２ｂとして、上記図１６（ａ）または（ｂ）に示されるような凹みを有するものを用いて、はんだ付けを行い、その後ワイヤボンディングを行う。ワイヤボンディングでは、図１６（ａ）に示されるように、一般的なボンディングツールＫ１を用いてボンディングを行う。

このとき、第２の端子３２ｂにおけるボンディングワイヤ７０寄りの部位が凹んで低くなっている。図１６（ａ）に示される例では、第２の端子３２ｂにおけるボンディングワイヤ７０寄りの部位が段差を有して凹んでおり、図１６（ｂ）に示される例では、同部位がテーパ状に凹んでいる。

そのため、パワー素子４２にワイヤ７０を打つとき、ボンディングツールＫ１が第２の端子３２ｂに接触するのを回避することができ、ワイヤボンディング性の向上が期待できる。なお、この凹みは、第２の端子３２ｂに対して、プレスやエッチングを行うことで形成される。

また、図１６（ａ）では第２の端子３２ｂにおけるボンディングワイヤ７０寄りの部位の凹みが、貫通穴３２ｃにまで形成されていないが、同図中の破線に示されるように、当該凹みを貫通穴３２ｃの部分まで連続して形成してもよい。この場合、貫通穴３２ｃの部分を薄くすることで貫通穴３２ｃが浅くなるので、はんだが挿入しやすくなることが期待される。

（第１６実施形態）
図１７は、本発明の第１６実施形態に係る電子装置の要部を示す概略断面図である。本実施形態は、上記各実施形態に適用可能なものである。本実施形態の特徴点を中心に述べることとする。

図１７に示されるように、本実施形態の電子装置では、第２の端子３２ｂにおけるパワー素子４２側の面に、バンプ３２ｈが複数個設けられている。このバンプ３２ｈは、第２の端子３２ｂにおけるバンプ形成面とは反対側の面からポンチなどで押したたくことで作製され、３個以上設けられている。このバンプ３２ｈは、第２の端子３２ｂとパワー素子４２の間の距離を一定に保つスペーサとして機能するものである。

（他の実施形態）
なお、電子装置としては、パワー素子４２の表面に接続部材３２ｂを電気的に接続してなるものであればよく、上記図１に示される電子装置Ｓ１に限定されるものではない。

本発明の第１実施形態に係る電子装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の電子装置を上方から見たときの概略平面図である。 第１実施形態に係るはんだ付け工程を示す工程図である。 本発明の第２実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る電子装置の概略平面図である。 本発明の第４実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 本発明の第５実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 本発明の第６実施形態に係る電子装置の要部を示す概略平面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。 本発明の第６実施形態に係る電子装置の要部構成の種々の例を示す概略平面図である。 本発明の第８実施形態に係る電子装置の要部構成を示す概略断面図である。 本発明の第９実施形態に係る電子装置の要部構成を示す概略断面図である。 本発明の第１０実施形態に係る電子装置の要部構成を示す概略断面図である。 本発明の第１１実施形態に係る電子装置の要部構成を示す概略断面図である。 本発明の第１２実施形態に係る電子装置の要部構成を示す概略断面図である。 本発明の第１３実施形態に係る電子装置の要部構成を示す概略断面図である。 本発明の第１４実施形態に係る電子装置の要部構成を示す概略断面図である。 本発明の第１５実施形態に係る電子装置の要部構成を示す概略断面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。 本発明の第１７実施形態に係る電子装置の要部構成を示す概略断面図である。

符号の説明

３２ｂ 接続部材としての第２の端子
３２ｃ 貫通穴
３２ｅ 突起
３２ｆ Ａｕめっき
３２ｇ 溝
３３ はんだ
３３ａ 糸はんだ
４２ パワー素子
７０ ボンディングワイヤ

Claims (16)

1. パワー素子（４２）の表面に接続部材（３２ｂ）を電気的に接続してなる電子装置の製造方法において、
   前記接続部材（３２ｂ）として、前記パワー素子（４２）と接続される部位に板厚方向に貫通する貫通穴（３２ｃ）が設けられている金属板よりなるものを用い、
   前記貫通穴（３２ｃ）の部分にて前記接続部材（３２ｂ）を前記パワー素子（４２）の表面に搭載した後、
   還元雰囲気にて、前記貫通穴（３２ｃ）上から前記貫通穴（３２ｃ）の内部に、固化状態にて糸形状をなす糸はんだ（３３ａ）を供給するとともに、前記接続部材（３２ｂ）および前記パワー素子（４２）の表面を前記糸はんだ（３３ａ）の溶融温度以上に加熱することにより、前記貫通穴（３２ｃ）内にて前記糸はんだ（３３ａ）を溶融させ、前記接続部材（３２ｂ）と前記パワー素子（４２）の表面とを、はんだ接合することを特徴とする電子装置の製造方法。
2. 前記糸はんだ（３３ａ）を溶融させることにより、当該溶融したはんだを前記貫通穴（３２ｃ）から、前記接続部材（３２ｂ）における前記パワー素子（４２）とは反対側の面のうち前記貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位にはみ出させることを特徴とする請求項１に記載の電子装置の製造方法。
3. 前記貫通穴（３２ｃ）は、前記接続部材（３２ｂ）における前記パワー素子（４２）側の面寄りの部位よりもこれとは反対側の面寄りの部位の方が広い穴形状となっているものとすることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置の製造方法。
4. 前記糸はんだ（３３ａ）の溶融は、前記接続部材（３２ｂ）における前記パワー素子（４２）側の面と、前記パワー素子（４２）の表面との間に、前記貫通穴（３２ｃ）の幅よりも小さい隙間（３２ｄ）を設けた状態で行う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の製造方法。
5. 前記接続部材（３２ｂ）として、当該接続部材（３２ｂ）における前記パワー素子（４２）側の面のうち前記貫通穴（３２ｃ）の開口縁部の全周に、突起（３２ｅ）を設けたものを用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の製造方法。
6. 前記接続部材（３２ｂ）として、当該接続部材（３２ｂ）の表面のうち前記貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位にＡｕめっき（３２ｆ）が施されているものを用い、
   前記糸はんだ（３３ａ）の溶融では、前記接続部材（３２ｂ）の表面にて、溶融したはんだ（３３）を前記Ａｕめっき（３２ｆ）が施されている部位内に留めるようにしたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法。
7. 前記接続部材（３２ｂ）として、当該接続部材（３２ｂ）の表面のうち前記貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位に、前記貫通穴（３２ｃ）を取り巻く環状の溝（３２ｇ）を設けたものを用い、
   前記糸はんだ（３３ａ）の溶融では、前記接続部材（３２ｂ）の表面にて、溶融したはんだ（３３）を前記溝（３２ｇ）の内周に位置させるようにしたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法。
8. 前記接続部材（３２ｂ）と前記パワー素子（４２）の表面とを、はんだ接合した後、
   前記パワー素子（４２）の表面のうち前記接続部材（３２ｂ）が接続されている以外の部位に、ワイヤボンディングを行ってボンディングワイヤ（７０）を接続する工程を備えており、
   前記接続部材（３２ｂ）として、当該接続部材における前記パワー素子（４２）とは反対側の面のうち前記ボンディングワイヤ（７０）寄りの部位が、前記ボンディングワイヤ（７０）とは反対側の部位よりも前記パワー素子（４２）側に向かって凹んでいるものを用いるようにしたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法。
9. パワー素子（４２）の表面に接続部材（３２ｂ）を電気的に接続し、前記接続部材（３２ｂ）を介して前記パワー素子（４２）と外部との電気的な接続を行うようにした電子装置において、
   前記接続部材（３２ｂ）は金属製の板状をなす金属板よりなり、
   前記接続部材（３２ｂ）における前記パワー素子（４２）と接続される部位には、前記接続部材（３２ｂ）の板厚方向に貫通する貫通穴（３２ｃ）が設けられており、
   この貫通穴（３２ｃ）に、はんだ（３３）が充填されており、このはんだ（３３）によって前記接続部材（３２ｂ）と前記パワー素子（４２）の表面とは、はんだ接合されていることを特徴とする電子装置。
10. 前記はんだ（３３）は、前記貫通穴（３２ｃ）から、前記接続部材（３２ｂ）における前記パワー素子（４２）とは反対側の面のうち前記貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位にはみ出した形状となっていることを特徴とする請求項９に記載の電子装置。
11. 前記貫通穴（３２ｃ）は、前記接続部材（３２ｂ）における前記パワー素子（４２）側の面寄りの部位よりもこれとは反対側の面寄りの部位の方が広い穴形状となっていることを特徴とする請求項９または１０に記載の電子装置。
12. 前記接続部材（３２ｂ）における前記パワー素子（４２）側の面と、前記パワー素子（４２）の表面とは隙間（３２ｄ）を有しており、この隙間（３２ｄ）に前記はんだ（３３）が充填されており、
    前記隙間（３２ｄ）は、前記貫通穴（３２ｃ）の幅よりも小さいことを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１つに記載の電子装置。
13. 前記接続部材（３２ｂ）における前記パワー素子（４２）側の面のうち前記貫通穴（３２ｃ）の開口縁部の全周には、突起（３２ｅ）が設けられていることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１つに記載の電子装置。
14. 前記接続部材（３２ｂ）の表面のうち前記貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位には、Ａｕめっき（３２ｆ）が施されており、
    前記接続部材（３２ｂ）の表面にて、前記はんだ（３３）は、前記Ａｕめっき（３２ｆ）が施されている部位内に、位置していることを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか１つに記載の電子装置。
15. 前記接続部材（３２ｂ）の表面のうち前記貫通穴（３２ｃ）の周囲の部位には、前記貫通穴（３２ｃ）を取り巻く環状の溝（３２ｇ）が設けられており、
    前記はんだ（３３）は、この溝（３２ｇ）の内周に位置していることを特徴とする請求項９ないし１４のいずれか１つに記載の電子装置。
16. 前記パワー素子（４２）の表面のうち前記接続部材（３２ｂ）が接続されている以外の部位には、ボンディングワイヤ（７０）が接続されており、
    前記接続部材（３２ｂ）における前記パワー素子（４２）とは反対側の面のうち前記ボンディングワイヤ（７０）寄りの部位は、前記ボンディングワイヤ（７０）とは反対側の部位よりも前記パワー素子（４２）側に向かって凹んでいることを特徴とする請求項９ないし１５のいずれか１つに記載の電子装置。

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