(57)【要約】【課題】セラミック基板と金属板とを備える絶縁回路基板同士を連結する、あるいは、この絶縁回路基板の金属板に接合されて入出力端子として用いられる絶縁回路基板用端子を提供する。【解決手段】平板状のセラミック基板９とその主面に接合されている少なくとも１の金属板１０とからなる絶縁回路基板５の入出力端子として用いる、又は、複数の絶縁回路基板５同士を連結する端子において、この端子は、金属製の板体２を有し、板体２は、その上面及び／又は下面に、直線状に形成されている又は配列されている欠損部４を有していることを特徴とする絶縁回路基板用端子１Ｂによる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも１の金属板とを備える絶縁回路基板の入出力端子として用いる、又は、複数の前記絶縁回路基板同士を連結する端子において、
前記端子は、金属製の板体を有し、
前記板体は、その上面及び／又は下面に、直線状に形成されている又は配列されている欠損部を有していることを特徴とする絶縁回路基板用端子。
【請求項２】
前記欠損部は、前記板体を厚み方向に貫通してなる貫通孔、及び／又は、前記板体の前記上面及び／又は前記下面に形成されているくぼみからなることを特徴とする請求項１に記載の絶縁回路基板用端子。
【請求項３】
前記欠損部は、その断面形状が凹状をなしている溝であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁回路基板用端子。
【請求項４】
前記溝は、前記板体の前記上面及び前記下面に相対して一対形成されていることを特徴とする請求項３に記載の絶縁回路基板用端子。
【請求項５】
前記板体の厚みは、前記金属板の厚みと同じかそれよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の絶縁回路基板用端子。
【請求項６】
前記端子は分岐していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の絶縁回路基板用端子。
【請求項７】
前記板体は、前記絶縁回路基板における前記金属板の前記主面と接合する接合領域と、前記接合領域以外の屈曲領域又は湾曲領域と、を備え、
かつ前記板体の前記上面又は前記下面の高低差は、０よりも大きく２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の絶縁回路基板用端子。
【請求項８】
平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも１の金属板とを備える少なくとも１の絶縁回路基板と、
所望の前記金属板に接合されている少なくとも１の請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の絶縁回路基板用端子と、を有し、
前記絶縁回路基板と前記絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とする絶縁回路基板複合体。
【請求項９】
平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも１の金属板とを備える少なくとも２の絶縁回路基板と、
所望の前記金属板に接合されている少なくとも１の請求項３項に記載の絶縁回路基板用端子と、を有し、
前記絶縁回路基板用端子における前記溝の総数は３本であり、かつ、これらの前記溝は互いに平行に配置されており、
前記絶縁回路基板用端子を平面視した際に、３本の前記溝のうちの外側に配置されている２本の前記溝は、前記板体において、前記絶縁回路基板における前記金属板が接合されている側の面に形成されており、
前記絶縁回路基板と前記絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とする絶縁回路基板複合体。
【請求項１０】
平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも１の金属板とを備える少なくとも２の絶縁回路基板と、
所望の前記金属板に接合されている少なくとも１の請求項３項に記載の絶縁回路基板用端子と、を有し、
前記絶縁回路基板用端子における前記溝の総数は３本であり、かつ、これらの前記溝は互いに平行に配置されており、
前記絶縁回路基板用端子を平面視した際に、３本の前記溝のうちの外側に配置されている２本の前記溝は、前記板体において、前記絶縁回路基板における前記金属板が接合されている側の反対側の面に形成されており、
前記絶縁回路基板と前記絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とする絶縁回路基板複合体。
【請求項１１】
前記絶縁回路基板複合体は複数の前記絶縁回路基板を有し、
複数の前記絶縁回路基板は前記絶縁回路基板用端子によって連結されていることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の絶縁回路基板複合体。
【請求項１２】
前記絶縁回路基板用端子と前記絶縁回路基板の接合部は、少なくとも前記板体の酸化被膜及び／又は前記金属板の酸化被膜が分散した状態で存在している接合層を有していることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか１項に記載の絶縁回路基板複合体。
【請求項１３】
平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも１の金属板とを備える少なくとも１の絶縁回路基板と、
所望の前記金属板に接合されている少なくとも１の請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の絶縁回路基板用端子と、
所望の前記金属板上に搭載されている半導体素子と、を有し、前記絶縁回路基板用端子は、前記欠損部が形成されている位置において折曲されていることを特徴とする半導体装置複合体。
【請求項１４】
前記半導体装置複合体は複数の前記絶縁回路基板を有し、
複数の前記絶縁回路基板は前記絶縁回路基板用端子によって連結されていることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基板と金属板とを備える絶縁回路基板同士を連結する、あるいは、絶縁回路基板の金属板に接合されて入出力端子として用いられる絶縁回路基板用端子およびそれを用いてなる絶縁回路基板複合体および半導体装置複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミック基板（絶縁基板）の主面（電子部品が接合される側の面）に直接又は間接的に接合されている島状の回路銅板を備えた絶縁回路基板は、パワー系半導体素子や、コンデンサー等の受動素子を実装するパワーモジュール用基板として使用されている。
近年、インバータなどの電力変換装置は小型化が要求されており、このような電力変換装置に組み込まれるパワーモジュールも小型化が求められている。
そして、上述のような要求を満たすために、複数の絶縁回路基板を互いに金属端子で連結して用いることが考え出された。さらに、その際に複数の絶縁回路基板を連結してなるものの設置スペースを有効利用することを目的とした先行技術としては、以下に示す特許文献１に開示されるような技術が知られている。【０００３】
特許文献１には「電力用半導体装置」という名称で、モータ制御用インバータなどの電力変換装置に適用するＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）モジュールを実施対象とした電力用半導体装置の組立構造に関する発明が開示されている。
特許文献１に開示される発明は、文献中に記載される符号をそのまま用いて説明すると、絶縁基板の銅回路パターンに二組のＩＧＢＴ２，３およびＦＷＤ（Free  Wheeling  Diode）４，５を搭載し、ＩＧＢＴ２と３を直列に配線した上で、入力端子６，７および出力端子８を引き出した組立構造になる電力用半導体装置において、絶縁基板を二枚の絶縁基板１Ａと１Ｂに分け、各基板に振り分けてＩＧＢＴ２，３、ＦＷＤ４，５、および配線用リードフレーム１１〜１４を上下に積層して実装した上で、絶縁基板１Ａと１Ｂを上下向かい合わせに並べて近接配置し、かつ入，出力端子を通じて各絶縁基板の銅回路パターンおよびリードフレームに流れる電流が逆向きとなるように絶縁基板１Ａと１Ｂの間をコ字形の出力端子８を介して接続したものである。
上記構成の特許文献１に開示される発明によれば、各絶縁基板を立体的に配置することができ、その設置に使われるスペースを有効利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１１６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される発明の場合は、上述のような有利な効果を発揮する一方で、その製造時に下記のような課題を有している。なお、本段落においては特許文献１中に記載される符号をそのまま用いている。
はじめに、特許文献１に開示される発明において、電子部品が半田で実装された絶縁基板１Ａ，１Ｂをコ字状の出力端子８で連結する際に、双方の接合部を半田を用いて接合する場合について検討する。
この場合、特許文献１に開示されるコ字の出力端子８は、成型体であるため、絶縁基板１Ａ，１Ｂ、及び、コ字状の出力端子８を最終形態と同じ形態に保持した状態で熱処理等を行う必要がある。この場合、絶縁基板１Ａ，１Ｂとコ字状の出力端子８とを接合するのに用いる半田は、絶縁基板１Ａ，１Ｂに電子部品（半導体素子等）を搭載するのに用いる半田の融点よりも低い融点を有している必要がある。これは、コ字状の出力端子８を絶縁基板１Ａ，１Ｂに接合するのに用いる半田の融点が、絶縁基板１Ａ，１Ｂに電子部品を搭載するのに用いる半田の融点よりも高いと、コ字状の出力端子８の接合時（熱処理時）に、絶縁基板１Ａ，１Ｂに電子部品を接合する半田が再溶融して、特に絶縁基板１Ｂから電子部品が落下してしまうおそれがあるためである。
次に、コ字形の出力端子８を接合信頼性の高い超音波接合法により接合する場合について検討する。
この場合は、絶縁基板１Ａ，１Ｂのうちの一方（例えば、絶縁基板１Ａ）を、超音波を反射させるための土台上に載置した状態で超音波接合法によりコ字形の出力端子８の一の端部側を接合した後、コ字形の出力端子８を備えた絶縁基板１Ａを反転させて、コ字形の出力端子８の他の端部を他の絶縁基板１Ｂに接合する必要がある。
この場合、コ字形の出力端子８を備えた絶縁基板１Ａを反転させる工程が必要になるだけでなく、コ字形の出力端子８の他の端部をもう一つの絶縁基板１Ｂに接合する作業が完了するまでの間、コ字形の出力端子８及び絶縁基板１Ａを一時的に支えておくための支持構造が必要になる。このため、特許文献１に開示される発明の生産性を向上し難いという課題を有していた。
加えて、特許文献１に開示される発明の場合は、銅回路パターン１Ａ−ａ，１Ａ−ｂ，１Ｂ−ａ，１Ｂ−ｂ上に接合されている電子部品が互いに対向した状態で配されている。このような場合に、絶縁基板１Ａ，１Ｂの裏面側（電子部品が接合されない側の面）に絶縁基板１Ａ，１Ｂを冷却するための放熱構造を備えようとすると、放熱構造を発明品の上方側と下方側のそれぞれに別個に配置する必要があり、絶縁基板１Ａ，１Ｂを冷却するための放熱構造の数が多くなるため不効率であった。【０００６】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、単数又は複数の絶縁回路基板を所望の三次元的な立体形状に配することを簡易に実現する絶縁回路基板用端子およびそれを用いた絶縁回路基板複合体およびそれを用いた半導体装置複合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため第１の発明である絶縁回路基板用端子は、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも１の金属板とを備える絶縁回路基板の入出力端子として用いる、又は、複数の絶縁回路基板同士を連結する端子において、端子は、金属製の板体を有し、この板体は、その上面及び／又は下面に、直線状に形成されている又は配列されている欠損部を有していることを特徴とするものである。
上記構成の第１の発明において、端子を構成する金属製の板体は、一の絶縁回路基板の所望の金属板から他の絶縁回路基板の所望の金属板に大電流の電気信号を伝送する、又は、外部からの大電流の電気信号を絶縁回路基板の金属板に伝送するという作用を有する。加えて、板体は、その端部に接合されている絶縁回路基板を、所望の向き（角度）を保った状態で保持するという作用を有する。また、板体は欠損部を有していることで、この欠損部が形成されている位置における板体の折り曲げを正確かつ容易にするという作用を有する。
また、端子を構成する板体が平板状であることで、絶縁回路基板の所望の金属板への板体の端部の接合を容易にするという作用を有する。【０００８】
第２の発明である絶縁回路基板用端子は、第１の発明である絶縁回路基板用端子において、欠損部は、板体を厚み方向に貫通してなる貫通孔、及び／又は、板体の上面及び／又は下面に形成されているくぼみからなることを特徴とするものである。
上記構成の第２の発明は、第１の発明と同じ作用に加えて、欠損部が貫通孔、及び／又は、板体の上面及び／又は下面に形成されているくぼみであることで、打ち抜き成形、プレス成型、あるいは、エッチングにより板体に欠損部を形成することが可能になる。
この場合、板体に対して欠損部を容易に形成できるので、第２の発明である絶縁回路基板用端子の生産性を向上させるという作用を有する。【０００９】
第３の発明である絶縁回路基板用端子は、第１の発明である絶縁回路基板用端子において、欠損部は、その断面形状が凹状をなしている溝であることを特徴とするものである。
上記構成の第３の発明は、第１の発明と同じ作用に加えて、欠損部が溝であることで、板体を欠損部が形成されている位置において折曲する際に、板体の折曲をスムーズかつ正確に完了させるという作用を有する。この場合、製品を量産する際に、板体を折曲した後の端子の外形形状がばらつくのを抑制するという作用を有する。
よって、第３の発明によれば、均質な製品の量産を可能にするという作用を有する。【００１０】
第４の発明である絶縁回路基板用端子は、第３の発明である絶縁回路基板用端子において、溝は、板体の上面及び下面に相対して一対形成されていることを特徴とするものである。
上記構成の第４の発明は、第３の発明による作用と同じ作用に加えて、板体の上面及び下面に相対して一対の溝が形成されていることで、この溝に沿って板体を上面側又は下面側のいずれの方向にも容易に折り曲げることを可能にするという作用を有する。
この場合、第４の発明によれば、板体の折り曲げ方向に応じて、板体の上面又は下面を置き換える必要がなくなるので、板体を折り曲げる箇所に関する設計自由度を向上させるという作用を有する。【００１１】
第５の発明である絶縁回路基板用端子は、第１乃至第４のいずれかの発明において、板体の厚みは、金属板の厚みと同じかそれよりも大きいことを特徴とするものである。
上記構成の第５の発明は、第１乃至第４のそれぞれの発明による作用と同じ作用に加えて、板体の厚みが金属板の厚みと同じかそれよりも大きいことで、板体に十分な剛性と形状保持性を付与するという作用を有する。
また、金属板から板体への電流の流れを、又は、板体から金属板への電流の流れを低い電気抵抗で実現するという作用を有する。
よって、第５の発明によれば、第４の発明である絶縁回路基板用端子を備えた製品の電気信号の伝送特性を一層良好な状態に保つという作用を有する。【００１２】
第６の発明である絶縁回路基板用端子は、第１乃至第５のいずれかの発明において、端子は分岐していることを特徴とするものである。
上記構成の第６の発明は、第１乃至第５のそれぞれの発明による作用と同じ作用に加えて端子が分岐していることで、特に端子の個々の端部の全てに絶縁回路基板を設ける場合に、第６の発明である絶縁回路基板用端子を用いて３つ以上の絶縁回路基板同士を連結することを可能にするという作用を有する。
第６の発明によれば、用いる端子の数を少なくしながら、任意の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体の製造を可能にするという作用を有する。【００１３】
第７の発明である絶縁回路基板用端子は、第１乃至第６のいずれかの発明において、板体は、絶縁回路基板における金属板の主面と接合する接合領域と、接合領域以外の屈曲領域又は湾曲領域と、を備え、かつ板体の上面又は下面の高低差は、０よりも大きく２０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
上記構成の第７の発明は、第１乃至第６のそれぞれの発明による作用と同じ作用に加えて、板体が屈曲領域又は湾曲領域を備えていることで、板体が屈曲領域又は湾曲領域を備えていない場合に比べて、第７の発明を用いて半導体装置複合体を構成して使用する際に、絶縁回路基板の裏面に設けられる金属部材（例えば、放熱銅板や放熱構造など）と、第７の発明である絶縁回路基板用端子との最短距離を大きくするという作用を有する。【００１４】
第８の発明である絶縁回路基板複合体は、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも１の金属板とを備える少なくとも１の絶縁回路基板と、所望の金属板に接合されている少なくとも１の第１乃至第７のいずれかの発明である絶縁回路基板用端子と、を有し、絶縁回路基板と絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とするものである。
上記構成の第８の発明において、平板状のセラミック基板は、その主面側に金属板を支持するとともに、絶縁体としても作用する。また、金属板は、大電流の電気信号を伝送するという作用を有する。さらに、絶縁回路基板用端子は第１乃至第７のそれぞれの発明と同じ作用を有する。
さらに、絶縁回路基板と絶縁回路基板用端子とからなる第８の発明が平板状物体であることで、第８の発明の梱包及び搬送が容易になる。
また、第８の発明である絶縁回路基板複合体における所望の金属板に半導体素子等の電子部品を、半田等のような熱処理により溶融する接合材を用いて搭載する際に、水平面上において重力に逆らうことなくその作業を行うことができるので、その作業を容易かつ正確に行うことができる。【００１５】
第９の発明である絶縁回路基板複合体は、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも１の金属板とを備える少なくとも２の絶縁回路基板と、所望の金属板に接合されている少なくとも１の請求項３項に記載の絶縁回路基板用端子と、を有し、絶縁回路基板用端子における溝の総数は３本であり、かつ、これらの溝は互いに平行に配置されており、絶縁回路基板用端子を平面視した際に、３本の溝のうちの外側に配置されている２本の溝は、板体において、絶縁回路基板における金属板が接合されている側の面に形成されており、絶縁回路基板と絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とするものである。
上記構成の第９の発明は、上述の第８の発明における絶縁回路基板用端子を第３の発明に特定し、かつ、この絶縁回路基板用端子が有する溝の本数及びその形成位置を特定したものである。このような第９の発明は、絶縁回路基板用端子が第３の発明に特定されてなる第８の発明による作用と同じ作用を有する。
また、この第９の発明における絶縁回路基板用端子の特徴が上述のように特定されていることで、板体に形成されている溝の幅を狭めるように板体を折り曲げることを可能にしつつ、板体の折り曲げを完了した後に、必要に応じてこの絶縁回路基板用端子を溝においてさらに折り曲げる、あるいは、板体の折り曲げ部分を押し広げることで、セラミック基板の裏面を互いに対向させた状態で配置されている一対の絶縁回路基板の距離を自在に変更可能にするという作用を有する。【００１６】
第１０の発明である絶縁回路基板複合体は、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも１の金属板とを備える少なくとも２の絶縁回路基板と、所望の金属板に接合されている少なくとも１の請求項３項に記載の絶縁回路基板用端子と、を有し、絶縁回路基板用端子における溝の総数は３本であり、かつ、これらの溝は互いに平行に配置されており、絶縁回路基板用端子を平面視した際に、３本の溝のうちの外側に配置されている２本の溝は、板体において、絶縁回路基板における金属板が接合されている側の反対側の面に形成されており、絶縁回路基板と絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とするものである。
上記構成の第１０の発明は、上述の第８の発明における絶縁回路基板用端子を第３の発明に特定し、かつ、この絶縁回路基板用端子が有する溝の本数及びその形成位置を特定したものである。このような第１０の発明は、絶縁回路基板用端子が第３の発明に特定されてなる第８の発明による作用と同じ作用を有する。
また、この第１０の発明における絶縁回路基板用端子の特徴が上述のように特定されていることで、板体に形成されている溝の幅を狭めるように板体を折り曲げることを可能にしつつ、板体の折り曲げを完了した後に、必要に応じてこの絶縁回路基板用端子を溝においてさらに折り曲げる、あるいは、板体の折り曲げ部分を押し広げることで、セラミック基板の主面を互いに対向させた状態で配置されている一対の絶縁回路基板の距離を自在に変更可能にするという作用を有する。【００１７】
第１１の発明である絶縁回路基板複合体は、第８乃至第１０のそれぞれの発明において、絶縁回路基板複合体は複数の絶縁回路基板を有し、複数の絶縁回路基板は絶縁回路基板用端子によって連結されていることを特徴とするものである。
上記構成の第１１の発明は、第８乃至第１０のそれぞれの発明における絶縁回路基板の数を特定したものであり、その作用については第８乃至第１０のそれぞれの発明による作用と同じである。【００１８】
第１２の発明である絶縁回路基板複合体は、第８乃至第１１のそれぞれの発明において、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板の接合部は、少なくとも板体の酸化被膜及び／又は金属板の酸化被膜が分散した状態で存在している接合層を有していることを特徴とするものである。
上記構成の第１２の発明は、第８乃至第１１のそれぞれの発明による作用と同じ作用を有する。また、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板の接合部に形成されている、少なくとも板体の酸化被膜及び／又は金属板の酸化被膜が分散した状態で存在している接合層は、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板とを超音波接合した際にこれらが積層してなる金属部分の境界面に生じる特徴である。
なお、第１２の発明では、絶縁回路基板への絶縁回路基板用端子の接合時に、これらの積層部分に付加される超音波振動により金属表面の酸化被膜が取り除かれて金属表面同士が原子間距離になるまで接近する。そして、この状態で絶縁回路基板を構成する金属板と、絶縁回路基板用端子を構成する金属製の板体の境界面が強固に接合される。このとき、取り除かれた酸化皮膜の一部は接合層に取り込まれる。したがって、上述のような接合層を有しているということは、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板とが超音波接合法により接合されたことを裏付ける根拠となる。
そして、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板とを超音波接合する場合は、これらを金属ろう材を介して接合する場合のように、絶縁回路基板用端子及び絶縁回路基板を加熱炉内に設置して熱処理を行う必要がない。
このため、例えば、絶縁回路基板に予め半導体素子が金属ろう材を介して搭載されている状態で熱処理を行うと、半導体素子が熱に晒されて不具合を起こす、あるいは、半導体素子を接合するための金属ろう材が再溶融して半導体素子の位置ズレが起きる、剥離するなどの不具合が発生するおそれがある。これに対して、第１２の発明によればこのような不具合の発生を好適に防止するという作用を有する。
よって、第１２の発明によれば、絶縁回路基板に絶縁回路基板用端子を接合する際の、絶縁回路基板全体に対する熱処理を不要にすることで最終製品である半導体装置複合体の信頼性を高めるという作用を有する。【００１９】
第１３の発明である半導体装置複合体は、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも１の金属板とを備える少なくとも１の絶縁回路基板と、所望の金属板に接合されている少なくとも１の第１乃至第７のいずれかの発明である絶縁回路基板用端子と、所望の金属板上に搭載されている半導体素子と、を有し、絶縁回路基板用端子は、欠損部が形成されている位置において折曲されていることを特徴とするものである。
上記構成の第１３の発明において、平板状のセラミック基板は、その主面側に接合されている金属板を支持するとともに、絶縁材としても作用する。また、金属板は、大電流の電気信号を伝送するという作用を有する。さらに、絶縁回路基板用端子は第１乃至第７のそれぞれの発明と同じ作用を有する。また、半導体素子は、半導体の電子工学的な特性を利用することで、第１３の発明である半導体装置複合体に目的とする機能を発揮させるという作用を有する。
また、第１３の発明では、絶縁回路基板用端子がその欠損部において所望に折曲されていることで、絶縁回路基板と絶縁回路基板用端子の設置空間内における配置を所望に設定可能にするという作用を有する。
よって、第１３の発明によれば、任意の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体の製造を可能にするという作用を有する。【００２０】
第１４の発明である半導体装置複合体は、第１３の発明である半導体装置複合体において、半導体装置複合体は複数の絶縁回路基板を有し、複数の絶縁回路基板は絶縁回路基板用端子によって連結されていることを特徴とするものである。
上記構成の第１４の発明は、上述の第１３の発明である半導体装置複合体における絶縁回路基板の数を複数に特定したものであり、その作用は第１３の発明である半導体装置複合体による作用と同じである。
【発明の効果】
【００２１】
上述のような第１乃至第７のそれぞれの発明は、絶縁回路基板における所望の金属板に発明品である絶縁回路基板用端子を接合する時点ではその立体形状が平板状をなし、その後、板体に形成されている欠損部（貫通孔、くぼみ、溝）において所望に折曲されることで三次元的な立体形状が形成されるものである。
このような絶縁回路基板用端子では、板体において欠損部が形成されている領域は、欠損部が形成されていない領域に比べて板体を容易に変形させることができる。
つまり、第１乃至第７のそれぞれの発明によれば、三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を製造する際に、予め成形された絶縁回路基板用端子に絶縁回路基板を接合して一体化することに代えて、各構成要素同士を一体化しておいてから絶縁回路基板用端子を折曲して立体化して三次元的な立体形状を形成させるという手法を採用することができる。
したがって、第１乃至第７のそれぞれの発明である絶縁回路基板用端子を用いることで、三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体の製造を容易にすることができる。
つまり、第１乃至第７のそれぞれの発明によれば、絶縁回路基板の所望の金属板への絶縁回路基板用端子の接合作業を、水平面上において重力に逆らうことなく従来公知の機器や手法を組み合わせて容易に行うことができる。よって、第１乃至第７のそれぞれの発明によれば、特許文献１に開示される技術を採用する場合のように絶縁回路基板を反転させる、あるいは、特殊な形態の支持部材や設備を用いる必要がない。この結果、第１乃至第７のそれぞれの発明を用いることで三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を、手間やコストをかけずに容易に製造することができる。【００２２】
また、特に第３の発明の場合は、溝の形成位置がそのまま折曲位置になるので、第３の発明である絶縁回路基板用端子を折り曲げた際の外形のばらつきを小さくすることができる。
この場合、第３の発明を備えてなる絶縁回路基板複合体の三次元的な立体形状のばらつきも小さくすることができるという効果を有する。【００２３】
特に、第４の発明の場合は、絶縁回路基板用端子を構成する板体をその上面にも下面にも支障なく折曲させることができるという効果を有する。
この場合、板体の折り曲げ方向に応じて、板体の上面側に溝を形成すべきか、下面に溝を形成すべきかを逐一検討する必要がなくなる。したがって、第４の発明によれば、設計変更の自由度が高まる。つまり、第４の発明では、板体の両面に相対して１対の溝が形成されているため、その溝における板体の折り曲げ方向（例えば、山折り、谷折り）に制約がない。このことは、多様な製品仕様に対し、同一設計の絶縁回路基板用端子を適用できることを意味している。また、第４の発明によれば、溝に沿って板体を折り曲げ加工することが容易になるため、三次元的な立体形状を有する絶縁回路基板複合体の生産性を向上させることができる。【００２４】
特に、第５の発明の場合は、電気信号の伝送特性が良好な半導体装置複合体を提供することができるという効果を有する。
また、第５の発明によれば、板体において大電流の電気信号伝送時のジュール熱の発生を少なくすることができる。この結果、第５の発明を用いてなる三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体では、装置全体としての高温化による電子部品（例えば、半導体素子等）の誤作動や破損を好適に防止することができる。
よって、第５の発明によれば、三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を容易に製造することができるだけでなく、製造された半導体装置複合体の信頼性を高めることができる。【００２５】
特に、第６の発明の場合は、仮に端子の端部の全てに絶縁回路基板を設ける場合、１つの絶縁回路基板用端子に３つ以上の絶縁回路基板を接合することができる。
この場合、絶縁回路基板用端子の数を少なくしながら特異な三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を効率良く生産することができる。【００２６】
特に、第７の発明は、半導体装置複合体として使用する場合に、第７の発明である絶縁回路基板用端子と、半導体装置複合体を構成する絶縁回路基板の裏面側に配される金属部材（例えば、放熱銅板や放熱構造など）との間の最短距離を、屈曲領域又は湾曲領域を備えない絶縁回路基板用端子を用いる場合に比べて大きくすることができる。
よって、第７の発明によれば、半導体装置複合体として用いる際の放電不良の発生を好適に防止することができる。したがって、第７の発明によれば、より信頼性の高い半導体装置複合体を製造して提供することができる。【００２７】
第８の発明は、絶縁回路基板と第１乃至第７のいずれかの発明である絶縁回路基板用端子とからなる連結体を物の発明として特定したものである。
このような第８の発明によれば、絶縁回路基板における金属板上への電子部品（例えば、半導体素子等）の搭載作業を容易にすることができる。
すなわち、第８の発明によれば、絶縁回路基板複合体が一枚の平板状物体であるため、絶縁回路基板における金属板上に電子部品（例えば、半導体素子等）を、半田等のような熱処理により溶融して流動性が生じる接合材を用いて搭載する作業を、水平面上において重力に逆らうことなく行うことができる。このことは、従来公知の半導体素子搭載用の設備をそのまま流用できることを意味している。
したがって、第８の発明によれば、任意の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体の製造に要する作業工程並びに設備を簡素化することができる。よって、第８の発明によれば、三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を容易にかつ廉価に製造することができる。【００２８】
第９又は第１０の発明によれば、絶縁回路基板用端子が第３の発明に特定されてなる第８の発明による効果と同じ効果に加えて、絶縁回路基板用端子を折り曲げて立体化させて対をなす絶縁回路基板を対峙させた状態で支持する場合に、立体化後に対をなす絶縁回路基板同士間の距離を変更することができる。
この結果、第９又は第１０の発明によれば、絶縁回路基板複合体の立体化を完了した後に、絶縁回路基板同士間の距離の微調整を行うことができるので、絶縁回路基板複合体における三次元的な立体形状の寸法調整精度を向上させることができる。【００２９】
第１１の発明は、第８乃至第１０のそれぞれの発明における絶縁回路基板の数を複数に特定したものであり、その効果は第８乃至第１０のそれぞれの発明による効果と同じである。【００３０】
第１２の発明は、上述の第８乃至第１１のそれぞれの発明において、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板の金属板とが超音波接合法により接合されたものである。
この場合、絶縁回路基板用端子と金属板とを接合する際に金属ろう材を用いる場合に比べて、発明品全体に対する熱処理の実施回数を減らすことができる。
この結果、絶縁回路基板に搭載されている電子部品（例えば、半導体素子等）が熱処理により損傷したり、位置ずれを起こしたり、剥離したりするリスクを大幅に低減することができる。したがって、第１２の発明によれば信頼性の高い半導体装置複合体を効率良く生産することができる。【００３１】
第１３の発明は、任意の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を物の発明として特定したものである。
第１３の発明によれば、半導体装置複合体を構成する絶縁回路基板の数や、絶縁回路基板の設置空間内における配置を自在に設定することができる。
例えば、第１３の発明によれば複数の絶縁回路基板を立方体状に配してなる半導体装置複合体を製造することができる。あるいは、第１３の発明によれば、例えば、複数の絶縁回路基板を螺旋状に配した半導体装置複合体を製造することもできる。
しかも、任意の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を製造するにあたり、第８乃至第１２のそれぞれの発明の製造工程に追加すべき工程は、半田等のような熱処理により溶融して流動が生じる接合材を用いて電子部品（半導体素子等）を搭載する工程と、絶縁回路基板用端子（第１乃至第７のそれぞれの発明）における板体の欠損部を所望に折り曲げる工程の２つのみである。
よって、第１３の発明によれば、所望の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を目的に応じて自由に設計することが可能になる上、その製造も容易にできる。
この結果、従来、量産に向かないような複雑なあるいは特異な立体形状を有する半導体装置複合体を容易にかつ廉価に製造して提供することができる。【００３２】
第１４の発明は、第１３の発明における絶縁回路基板の数を複数に特定したものであり、その効果は第１３の発明による効果と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。
【図２】（ａ），（ｂ）はいずれも本発明の実施例１の変形例に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。
【図３】本発明の実施例２に係る絶縁回路基板複合体の一例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施例２に係る絶縁回路基板複合体の最小形態を示す概念図である。
【図５】本発明の実施例３に係る半導体装置複合体の製造工程を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はいずれも本発明の実施例３に係る半導体装置複合体の断面図である。
【図７】本発明の実施例３に係る半導体装置複合体の断面図である。
【図８】本発明の実施例３に係る半導体装置複合体の断面図である。
【図９】本発明の実施例３に係る半導体装置複合体の概念図である。
【図１０】本発明の実施例３に係る半導体装置複合体の概念図である。
【図１１】本発明の実施例１の変形例３に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。
【図１２】（ａ）本発明の実施例１の変形例４に係る絶縁回路基板用端子の概念図であり、（ｂ）本発明の実施例１の変形例５に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。
【図１３】（ａ）本発明の実施例１の変形例６に係る絶縁回路基板用端子の概念図であり、（ｂ）その使用状態を示す断面図である。
【図１４】（ａ）本発明の実施例１に係る絶縁回路基板用端子の板厚の測定箇所を示す平面図であり、（ｂ）本発明の実施例１に係る絶縁回路基板用端子の板厚の測定方法を示す概念図である。
【図１５】（ａ）は図３中のＭ−Ｍ線における部分断面図であり、（ｂ）はその比較例に係る部分断面図であり、（ｃ）は実施例１の変形例７に係る絶縁回路基板用端子とそれを備えた半導体装置複合体の部分断面図であり、（ｄ）は変形例７の他の例に係る絶縁回路基板用端子とそれを備えた半導体装置複合体の部分断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１Ａ，１Ｂ，１Ｂ´，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ１，１Ｅ２，１Ｆ，１Ｆ´，１Ｇ１，１Ｇ２…絶縁回路基板用端子
２…板体
２ａ…屈曲領域
２ｂ…湾曲領域
２ｃ…接合領域
２ｄ…接合面
２ｅ…下面
３…溝
３ａ…突条
４…欠損部
５…絶縁回路基板
６…半導体装置
７…絶縁回路基板複合体
８Ａ〜８Ｇ…半導体装置複合体
９…セラミック基板
１０…金属板
１１…半導体素子
１２…放熱銅板
１３…接合材
１４…放熱構造
１４ａ…冷却用流体
１５…貫通孔
１６…ボンディングワイヤ
１７…入出力端子
１８…絶縁回路基板複合体の製造方法
１９…半導体装置複合体の製造方法
２０ａ〜２０ｃ…接合部
２１…段差
２２…測定位置
２３…アンビル
２４…スピンドル
２５…金属端子
２６…外部端子
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の実施の形態に係る絶縁回路基板用端子およびそれを用いてなる絶縁回路基板複合体およびそれを用いてなる半導体装置複合体について実施例１乃至実施例３を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００３６】
はじめに、本発明の実施例１に係る絶縁回路基板用端子について図１，２を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施例１に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。また、図２（ａ），（ｂ）はいずれも本発明の実施例１の変形例に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。
実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａは、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも１の金属板とを備える絶縁回路基板（後段の説明を参照）の入出力端子として用いる、又は、複数の絶縁回路基板同士を連結するのに用いる端子であり、図１に示すように、金属製の板体２を有し、この板体２は、その上面及び／又は下面に、直線状に形成されている又は配列されている欠損部４を有してなるものである。
なお、図１に示す実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａにおいては、欠損部４として溝３が形成されている。
また、図１に示す実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａでは、溝３が形成されている板体２の反対側の面に、突条３ａを有している。なお、後段において説明する図２（ａ），（ｂ）に示す絶縁回路基板用端子では、このような突条３ａを有していない。
このような図１に示す絶縁回路基板用端子１Ａでは、板体２の上面又は下面に溝３（欠損部４）が形成されている一方で、欠損部４と対応する位置の板体２の反対側の面に突条３ａを有していることで、溝３の形成位置において板体２の厚みを、溝３を有しない部位と比較して大差がない状態にすることができる。このために絶縁回路基板用端子１Ａに係る板体２を折り曲げた際の板体２の変形や破損を好適に防止することができる。加えて、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａによれば、折り曲げ後の絶縁回路基板用端子１Ａの形状保持性が高いという効果も有している。
なお、この突条３ａの断面形状は、図１に示すように滑らかな曲線状であってもよい。この場合、突条３ａの表面を引き延ばすように力が作用した際に、突条３ａの表面に亀裂が生じる等の不具合が生じるのを抑制することができる。【００３７】
また、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａと同等の作用、効果を有するものとして、図２（ａ），（ｂ）のそれぞれに示す絶縁回路基板用端子１Ｂ，１Ｃがある。
より具体的に説明すると、先の図１に示す絶縁回路基板用端子１Ａは、板体２において溝３が形成されている部位と、溝３が形成されていない部位の厚みが略同じである。これに対して、図２（ａ），（ｂ）に示す実施例１の変形例１，２に係る絶縁回路基板用端子１Ｂ，１Ｃでは、板体２において溝３が形成されている部位の厚みが、溝３が形成されていない部位の厚みよりも小さい。
また、図１及び図２（ａ）に示される絶縁回路基板用端子１Ａ，１Ｂでは、板体２の一方の面（例えば、上面）にのみ溝３が形成されているのに対して、図２（ｂ）に示す絶縁回路基板用端子１Ｃでは、板体２の上面と下面の相対する位置に一対の溝３が形成されている。【００３８】
このような実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃでは、板体２の上面及び／下面に欠損部４（ここでは溝３）を有していることで、欠損部４が形成されている領域の板体２を、欠損部４を備えていない領域の板体２に比べて変形し易くすることができる。
特に、実施例１及びその変形例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ，１Ｂでは、溝３が形成されている側の面を谷折りにすることが容易になる。
その一方で、特に、変形例２に係る絶縁回路基板用端子１Ｃでは、板体２の上面側と下面側の両方に溝３が対をなすように形成されているので、溝３の形成位置において板体２を谷折りすることも、山折りすることも容易であり、変形例１に係る絶縁回路基板用端子１Ｂよりも利便性が高い。
つまり、変形例２に係る絶縁回路基板用端子１Ｃでは、板体２の折り曲げ方向に応じて、板体２の上面側に溝３を形成すべきか、下面側に溝３を形成すべきかを逐一検討する必要がなくなる。したがって、変形例２に係る絶縁回路基板用端子１Ｃの設計変更の自由度が高まり、各溝３の折りまげ方向が異なる複数種類の製品仕様に対し、同一設計の絶縁回路基板用端子を適用することが可能になる。また、変形例２に係る絶縁回路基板用端子１Ｃでは、変形例１に係る絶縁回路基板用端子１Ｂに比べて、板体２を溝３に沿ってより容易に折り曲げることができるため、製品の生産性を向上させることが可能になる。【００３９】
また、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃの板体２を構成する材質としては、銅、アルミニウム等の金属を用いることができる。
特に、板体２の材質として銅を用いる場合は、低電気抵抗特性を得ることができる。また、板体２の材質としてアルミニウムを用いる場合は、アルミニウムが銅よりも柔らかいので、他の部材に接合した際にその接合部においてアルミニウムからなる板体２自体が変形して、接合部に生じる熱応力を小さくすることができる。
また、板体２を構成する金属として冷間加工で加工硬化されたものを用いても良い。このような冷間加工された金属は、加工硬化により硬度や降伏強さなどが増大する。このため、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃを取り扱う際に変形不良が生じるのを好適に防止できるだけでなく、後述する立体化工程（図５のステップ０４を参照）における折曲後の実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃの形状保持性能を高めることもできる。
さらに、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃの板体２は、その材質が裸出したものをそのまま使用することもできるが、板体２の表面はニッケルなどのめっき被膜を有していてもよい。
特に、後者の場合は、ニッケルめっき被膜を有することで絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃの板体２の表面に対する防錆効果が得られる。
なお、本発明に係る絶縁回路基板用端子を入出力端子としてパワーモジュールの外部まで延出して用いる場合は、その使用環境に応じて上述のようなめっき被膜が必要になる場合がある。【００４０】
また、図１，２では、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃの外形形状が矩形状である場合を例に挙げて説明しているが、板体２の外形形状は任意の形状に設定してよい。例えば、板体２の外形形状はＴ、Ｈ、Ｘ、Ｙ字形あるいはこれら以外の任意の形状をなしていてもよい。
さらに、図１では、板体２の外縁と溝３の形成方向が直交している場合を例に挙げて説明しているが、板体２の外縁と溝３の形成方向のなす角度θ（図１及び後段に示す図３を参照）は、目的に応じて自由に設定されてよい。
なお、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃにおいて溝３（欠損部４）は、板体２を折り曲げる際の折り曲げ位置となる。【００４１】
このような実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃの立体形状は、後段において説明する絶縁回路基板の金属板に、板体２の端部の少なくとも一方を、又は、板体２の端部の全てを接合する時点では、平板状をなしている。そして、このような絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃは、絶縁回路基板に絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃが接合された後で、それぞれの欠損部４（溝３）において所望に折曲されて、三次元的な立体形状を有する絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃが成形される。【００４２】
このような実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃによれば、板体２を後段において説明する絶縁回路基板の金属板（例えば、回路銅板等）に接合した後に、それぞれの欠損部４の形成位置において折曲することで、任意の三次元的な立体形状を有する絶縁回路基板複合体や半導体装置複合体を作製することができる。
したがって、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃによれば、三次元的な立体形状に成形された金属端子（例えば、特許文献１を参照）に絶縁回路基板の金属板を接合する場合に比べて、板体２の接合作業を容易かつ安価に行うことができる。
また、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃによれば、三次元的な立体形状に成形された金属端子に絶縁回路基板の金属板を接合して一体化することで三次元的な立体形状を有する絶縁回路基板複合体や半導体装置複合体を作製する場合（例えば、特許文献１を参照）に比べて、複雑な立体形状の形成を容易にかつ安価に行うことができる。【００４３】
なお、図１に示す実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａは、金属板を所望の平面形状になるように金型で打ち抜き成型した後に、さらに別の金型で成型して欠損部４（例えば、溝３、突条３ａ等）を形成することで容易に製造することができる。
また、図２（ａ），（ｂ）に示す実施例１の変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ｂ，１Ｃは、上述の絶縁回路基板用端子１Ａの製造方法と同じ製法（２回の金型成型工程）によっても作製できるが、エッチングにより板体２の上面及び／又は下面に、図２（ａ），（ｂ）に示すような溝３を形成することによっても製造することができる。【００４４】
また、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃにおいて、板体２の上面及び／又は下面に形成されている溝３の内側面は、図１，２に示すように滑らかな曲面状にしておいてもよい。
ここで、溝３の内側面が「滑らかな曲線状」であるとは、溝３の断面形状の全体を見たときに、板体２の上面又は下面と溝３の断面形状との交点以外に角が無い状態を意味している。ただし、溝３の断面に意図せず形成される不可避な凹凸により溝３の断面に角が生じることは許容される。また、溝３の断面形状は、その一部に直線部分を有していてもよい。より具体的には、このような溝３の断面形状は、例えば、弧状（ただしこの「弧」は必ずしも円弧である必要はない）、Ｕ字状、馬蹄形状などでもよいが、これらに限定される必要は特になく、滑らかな曲線状を有する任意の形状であればよい。
この場合、板体２の折り曲げ時に、溝３の幅を広げるように（図１に対しては山折り）、あるいは、溝３の幅を押し縮めるように（図１に対しては谷折り）折曲する場合のいずれにおいても、溝３の内側面を起点とするクラックを生じ難くすることができる。なお、このようなクラックは、溝３の幅を広げるように折曲するよりも溝３の幅を押し縮めるように折曲する方が発生しにくい。
なお、板体２の折り曲げ時に、溝３の内側面を起点にしたクラックが生じた場合は、板体２の物理的強度が低下して半導体装置複合体が不良品化するだけでなく、通電時にクラック発生箇所において電流が流れにくくなって、この部位で発熱量が増大する原因にもなり、半導体装置複合体の性能までもが著しく低下してしまう。
したがって、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃの板体２に形成されている溝３の内側面の断面形状を滑らかな曲面状に、より望ましくは、弧状にしておくことで、この溝３において板体２を折り曲げた際に、板体２が損傷するリスクを低減することができる。【００４５】
また、実施例１の変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ｂ，１Ｃでは、溝３が形成されていない領域の板厚Ｈ０に対する、溝３が形成されている領域の板体２の残部Ｈ１の割合が、つまり（Ｈ１／Ｈ０）の割合が３３〜６７％の範囲内になるよう設定しておくとよい。
この場合、欠損部４としての溝３を備えている板体２の折り曲げを容易にできるだけでなく、折り曲げ後の板体２の十分な形状保持性や、板体２における十分な電流導電性を確保することができる。なお、この理由については後段において詳細に説明する。【００４６】
さらに、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃでは、欠損部４が形成されていない領域の板体２の板厚が、絶縁回路基板に接合されている金属板（例えば、回路銅板等）の厚みと同じかそれよりも大きくなるように設定しておいてもよい。
この場合、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃと絶縁回路基板に接合されている金属板との間において大電流の電気信号が伝送される際の電流導電性の低下が起こり難くなる。この結果、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃに大電流の電気信号が伝送される際に発生するジュール熱を少なくすることができる。これにより、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃを用いてなる製品（例えば、後段において説明する絶縁回路基板複合体や半導体装置複合体など）における電子部品（例えば、半導体素子等）の動作温度を好適に維持することができる。【００４７】
加えて、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃが、平板状物体であることで、この絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃを絶縁回路基板の所望の金属板に接合する時の作業性を向上させることができる。
より具体的には後段において説明するが、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃを、例えば、セラミック基板と金属板（例えば、回路銅板等）とを備える絶縁回路基板に接合する場合、接合対象の絶縁回路基板も平板状であるため、絶縁回路基板上の金属板上に、直接実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃを載置した後、超音波を作用させることでこれらを一体化することができる。あるいは、金属板上に接合材（ろう材、銀粒子ペースト等）を介して実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃを載置した後、加熱炉内で熱処理することによってもこれらを一体化することができる。
この場合、例えば、特許文献１に開示される発明のように、電子部品が搭載されている絶縁回路基板や連結用端子を製品の最終形態と同じ位置に保持してこれらの接合作業を行う必要がないので、本発明に係る絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板とを接合して一体化する際の作業の難易度を大幅に引き下げることができる。また、本発明に係る絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板とを接合して一体化するにあたり特殊な形態の保持具等を準備する必要がないので、その製造にかかるコストも廉価にできる。
【実施例２】
【００４８】
次に図３を参照しながら本発明の実施例２に係る絶縁回路基板複合体について詳細に説明する。
図３は本発明の実施例２に係る絶縁回路基板複合体の一例を示す平面図である。なお、図１，２に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。なお、以降の説明では、本実施の形態に係る絶縁回路基板用端子の一例として、上述の実施例１の変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ｂを用いているが、絶縁回路基板用端子１Ｂに代えて絶縁回路基板用端子１Ａ，１Ｃを用いてもよいし、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃを複数種類組み合わせて用いてもよい。
本発明の実施例２に係る絶縁回路基板複合体７は、例えば、図３に示すように、平板状のセラミック基板９とその主面に接合されている少なくとも１の金属板１０（例えば、回路銅板等）とを備える少なくとも１の絶縁回路基板５と、この絶縁回路基板５における所望の金属板１０に接合されている少なくとも１の絶縁回路基板用端子１Ｂとを有し、絶縁回路基板５と絶縁回路基板用端子１Ｂとからなる複合体の外形形状は平板状をなしているというものである。
なお、実施例２に係る絶縁回路基板５では、セラミック基板９の平面形状を矩形状に特定する必要は特になく、最終製品である半導体装置複合体をインバータなどの電力変換装置に組み込む際の要求に応じて任意の平面形状を有していてよい。【００４９】
また、実施例２に係る絶縁回路基板複合体７ではその平面形状が矩形状でない絶縁回路基板用端子１Ｂを用いることもできる。より具体的には、例えば図３に示すように、その平面形状がＴ字状をなす絶縁回路基板用端子１Ｂ´を用いることもできる。もちろん、絶縁回路基板用端子１Ｂの平面形状は、Ｔ字状以外の任意の形状であってもよい。
また、実施例２に係る絶縁回路基板複合体７において、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃは、絶縁回路基板５同士を連結するだけでなく、その端部のうちの少なくとも１つを外部の機器に電気的に接続することで、外部と実施例２に係る絶縁回路基板複合体７との間で大電流の電気信号をやり取りする入出力端子１７としても用いることができる。
たとえば、図３中に示される絶縁回路基板用端子１Ｂ´では、３つある端部のうちの２つを絶縁回路基板５の連結に用いる一方で、残り１つを図示しない外部機器に電気的に接続しておくことで、この絶縁回路基板用端子１Ｂ´を入出力端子１７としても用いることができる。【００５０】
なお、図３では、本発明に係る絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ｂ）により、２つの絶縁回路基板５が連結されている状態を示しているが、本発明に係る絶縁回路基板用端子を用いて接続されている絶縁回路基板５の数は２つである必要はなく任意の数に設定されてよい。
また、互いに連結されている絶縁回路基板５同士間に配されている本発明に係る絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ｂ，１Ｂ´）の数も２つに限定される必要はなく、１以上の任意の数に設定してよい。
また、絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ｂ，１Ｂ´）が複数の端部を有する場合、複数の端部を同一の金属板１０に接合してもよいし、複数の端部のそれぞれを、接合対象である任意の１つの絶縁回路基板５における複数の金属板１０のそれぞれに１つずつ接合してもよい。
また、本発明に係る絶縁回路基板用端子の幅をその長さと同じかそれよりも大きくした場合は、実施例２に係る絶縁回路基板複合体７を三次元的な立体形状にした際に、十分な形状保持性と強度を発揮させることができる。
なお、通常は、本発明に係る絶縁回路基板用端子の幅はその長さよりも短い状態のものを想定している。【００５１】
さらに、実施例２に係る絶縁回路基板複合体７は、図３に示すように、所望の絶縁回路基板５における所望の金属板１０に、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃでない金属端子２５を備えていてもよい。
この金属端子２５は、先の図１，２に示す、実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃにおいて溝３（欠損部４）を有していない板体２からなるものである。なお、この金属端子２５の平面形状も矩形状である必要はなく、任意の平面形状に設定してよい。さらに、この金属端子２５も、本発明に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃと同様に、必要に応じてめっき被膜を有していてもよい。なお、このような金属端子２５の金属板１０への接合方法は、金属板１０への実施例１及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃの接合方法と同じである。【００５２】
なお、図３では、絶縁回路基板５をセラミック基板９と金属板１０とにより構成する場合を例に挙げて説明している。セラミック基板９には、アルミナ、窒化アルミ、窒化珪素などのセラミック基板を用いることができる。また、金属板１０としては、アルミニウム、銅（回路銅板）、銅を含む合金、銅層を含む複層金属板等の金属板を用いることができる。また、この金属板１０は、金属ペースト焼結体に置き換えることができる。
また、セラミック基板９に対する上述のような金属板１０の接合方法は、接合対象物によって異なる。例えば、アルミナなどの酸化物セラミックスと回路銅板とを接合するには直接接合法を採用することができる。この直接接合法は、銅板表面の微量な酸化物を利用し、Ｃｕ−Ｏ共晶液相を生成させ、これを銅板と酸化物セラミックスとの接合材として利用する方法である。
また、活性金属法を適用すれば、アルミナなどの酸化物セラミックスや窒化珪素や窒化アルミなどの非酸化物セラミックスからなるセラミック基板と、回路銅板を接合することができる。また、活性金属法は上述の各種セラミック基板と銅を含む合金や銅層を含む複層金属板との接合にも適用できる。なお、アルミニウム板をセラミック基板に接合するにはアルミニウムろう材を用いればよい。
いずれの製法でセラミック基板９と金属板１０とを接合しても、主面側から裏面側への放熱効果が特に優れた絶縁回路基板５を提供することができる。【００５３】
なお、図３に示すように、絶縁回路基板５における金属板１０を回路銅板に特定する場合は、放熱性に特に優れた絶縁回路基板を提供することができる。なお、回路銅板の厚みは０.２〜０.６ｍｍのものが好適に用いられる。また、セラミック基板９の厚みは０.２５〜０.６４ｍｍのものが好適に用いられる。ただし、本発明に用いられる絶縁回路基板５における回路銅板（金属板１０）やセラミック基板９の厚みは上述のものに限定されない。【００５４】
さらに、先にも述べた通り絶縁回路基板５における金属板１０は、金属ペースト焼結体（銅粒子の焼結体）に置換することができる。
この場合、銅粒子の焼結体は金属板１０と同様の作用効果を有する。また、この場合、銅粒子の焼結体（金属ペースト焼結体）の厚みは１０〜５０μｍの範囲内に設定するとよい。
このように絶縁回路基板５をセラミック基板９と銅粒子の焼結体とにより構成する場合は、絶縁回路基板５の放熱性の向上効果を発揮させることができるだけでなく、絶縁回路基板５自体を軽量化することができる。さらに、この場合、セラミック基板９の主面に被着されている銅粒子の焼結体は、ガラス質成分を数重量％、より具体的には、０を超えて１０重量％以下となるよう含有していてもよい。このように、銅粒子の焼結体がガラス質成分を含有する場合は、セラミック基板９の表面への銅粒子の焼結体（金属ペースト焼結体）の密着性（接合強度）を大幅に高めることができる。【００５５】
さらに、実施例２に係る絶縁回路基板複合体７における絶縁回路基板５がセラミック基板９の主面に回路銅板又は銅粒子の焼結体（金属ペースト焼結体）を備える場合、このような絶縁回路基板５はその裏面側（主面と反対側の面）に放熱用銅板を備えていてもよい（後段において説明する図６乃至図８を参照）。この場合、絶縁回路基板５が放熱用銅板を備えていることで、絶縁回路基板５の放熱性を一層向上させることができる。
このように絶縁回路基板５の主面に配される金属板１０とその裏面側に配される放熱用の金属板（放熱銅板１２）が同じ材質からなる場合は、絶縁回路基板５に熱が作用した際に、セラミックと金属との熱膨張の差で生じる絶縁回路基板５の反りを低減できるというメリットを有する。
その一方で、絶縁回路基板５の主面側及び裏面側に設けられる金属板の材質を統一する必要性は特になく、絶縁回路基板５の使用目的に応じてその主面側及び裏面側に設けられる金属板の材質を変えてもよい。
特に、絶縁回路基板５の主面側及び裏面側に設けられる金属板が同じである場合、これらのセラミック基板９への接合方法も同じものを適用できる。他方、絶縁回路基板５の主面側及び裏面側に設けられる金属板の材質が異なる場合は、それぞれの材質に応じた従来公知の接合方法を適用すればよい。【００５６】
上述のような実施例２に係る絶縁回路基板複合体７によれば、この絶縁回路基板複合体７が平板状をなしていることで、絶縁回路基板５の金属板１０上への電子部品（例えば、半導体素子等）の搭載作業が容易になる。
つまり、後段において説明する本発明に係る半導体装置複合体は、本発明に係る絶縁回路基板用端子で連結された絶縁回路基板５同士が三次元的な立体形状を有してなるものであるため、三次元的な立体形状が形成されている状態で絶縁回路基板５の金属板１０又は金属ペースト焼結体上に電子部品（例えば、半導体素子等）を、半田等の熱処理により溶融して流動性が生じる接合材を用いて搭載することは現実的でない。
これは、絶縁回路基板５への電子部品の接合は接合材１３（半田）を熱処理することによりなされるが、熱処理中に接合材１３が溶融した際に、重力の作用により電子部品が位置ズレを起こす、あるいは、落下する等の不具合が生じるためである。
これに対して、実施例２に係る絶縁回路基板複合体７はその外形が三次元的な立体形状でなく、より単純な平板状であるため、水平面上に絶縁回路基板複合体７を載置した状態で電子部品（例えば、半導体素子等）の搭載作業を行うことができる。このため、熱処理時に電子部品（例えば、半導体素子等）が位置ズレを起こす、あるいは、落下する等の不具合が起こり難い。
したがって、実施例２に係る絶縁回路基板複合体７によれば、絶縁回路基板５への電子部品（例えば、半導体素子等）の搭載作業が容易であるので、それを用いてなる最終製品の半導体装置複合体の製造も容易にできる。よって、実施例２に係る絶縁回路基板複合体７によれば、絶縁回路基板複合体７を用いてなる半導体装置複合体の生産性を向上させることができる。
なお、実施例２に係る絶縁回路基板複合体７では、図３に示すように、絶縁回路基板５の金属板１０上に設けられている接合材１３上に電子部品（例えば、半導体素子等）が搭載される。【００５７】
ここで図４を参照しながら実施例２に係る絶縁回路基板複合体７の最小形態について説明する。
図４は本発明の実施例２に係る絶縁回路基板複合体の最小形態を示す概念図である。なお、図１乃至図３に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図４に示すように、実施例２に係る絶縁回路基板複合体の最小形態の絶縁回路基板複合体７は、１枚のセラミック基板９の主面側に１つの金属板１０（例えば、回路銅板等）が接合されており、さらに、この金属板１０上に、本発明に係る絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ｂ）が１つ接合されてなるものである。
なお、図４に示す最小形態に係る絶縁回路基板複合体７は、それを用いて半導体装置複合体を製造する際には、その絶縁回路基板用端子を溝３において所望に屈曲させて三次元的な立体形状をなした状態で使用される。
なお、図４に示す実施例２に係る絶縁回路基板複合体７は、電子部品の実装用基板として支障なく機能するものである。
【実施例３】
【００５８】
本発明の実施例３に係る半導体装置複合体について図５乃至図１０を参照しながら詳細に説明する。
はじめに、図５を参照しながら実施例３に係る半導体装置複合体の製造方法について詳細に説明する。
図５は本発明の実施例３に係る半導体装置複合体の製造工程を示すフローチャートである。なお、図１乃至図４に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
実施例３に係る半導体装置複合体の製造方法１９は主に、平板状のセラミック基板９の主面に金属板１０を設けて絶縁回路基板を作製する絶縁回路基板作製工程（ステップＳ０１）と、このステップＳ０１で作製された絶縁回路基板同士を本発明に係る絶縁回路基板用端子（絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃ）により連結して絶縁回路基板複合体７を作製する、又は、ステップＳ０１において作製された絶縁回路基板に入出力端子として用いる本発明に係る絶縁回路基板用端子（絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃ）を少なくとも１つ設けて絶縁回路基板複合体７を作製する端子接合工程（ステップＳ０２）と、このステップＳ２において作製された絶縁回路基板複合体７における任意の金属板１０上に電子部品（例えば、半導体素子等）を搭載する電子部品搭載工程（ステップＳ０３）と、電子部品（例えば、半導体素子等）が搭載された絶縁回路基板複合体７における絶縁回路基板用端子（絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃ）を溝３において折曲して任意の三次元的な立体形状を形成する立体化工程（ステップＳ０４）とを備えるものである。
なお、上述の半導体装置複合体の製造方法１９を構成するステップＳ０１〜Ｓ０４において、ステップＳ０１とステップＳ０２からなるものが先の実施例２に係る絶縁回路基板複合体の製造方法１８である（図５を参照）。【００５９】
ここで、上述の実施例３に係る半導体装置複合体の製造方法１９における各工程について詳細に説明する。
ステップＳ０１の絶縁回路基板作製工程は、平板状のセラミック基板９の主面に金属板１０を設ける工程である。
なお、セラミック基板９上に、上述のような金属板１０を設ける方法としては従来公知の方法を支障なく採用することができる。
また、実施例３に係る半導体装置複合体の製造方法１９における絶縁回路基板５の金属板１０が金属ペースト焼結体である場合は、ステップＳ０１は、セラミック基板９の主面側に金属ペースト焼結体を設ける工程（ポストメタライズ法）である。あるいは、このステップＳ０１は、セラミック基板９の主面側に金属ペースト焼結体を備えてなるセラミック基板９を作製する工程（同時焼成法）でもよい。
また、セラミック基板９の裏面側に放熱用の金属板を設ける場合は、セラミック基板９の主面側に金属板１０を設ける際に同時に放熱用の金属板を設けてもよいし、セラミック基板９の主面側に金属板１０を設けた後の別工程にて裏面側に放熱用の金属板を設けてもよい。【００６０】
続く、ステップＳ０２では、先のステップＳ０１で作製された絶縁回路基板（例えば、図３の絶縁回路基板５を参照）における任意の金属板１０（又は銅粒子の焼結体）に、本発明に係る絶縁回路基板用端子（例えば、図１，２に示す絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃを参照）を接合して平板状物体である絶縁回路基板複合体（例えば、図３を参照）を作製する工程である。なお、本発明に係る絶縁回路基板用端子の接合方法は、接合対象である金属板１０（又は銅粒子の焼結体）の材質により適宜選択する必要がある。例えば、本発明に係る絶縁回路基板用端子と金属板１０とを接合する場合は、超音波接合法や、金属ろう材（Ｓｎ−Ａｇ系の鉛フリー半田、銀ろうなど）、銀粒子の焼結体等を用いて接合することができる。
なお、銀粒子の焼結体は銀粒子を含むペーストを焼成することで形成されるものである。この銀粒子は、室温から３５０℃の範囲内における任意の温度での加熱処理で焼結するように、銀粒子の粒子径を小さくして活性化させたものである。
特に、絶縁回路基板５が金属板１０を備える場合は、超音波接合法を採用することで金属板１０と本発明に係る絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃ）とを容易に接合することができる。この場合、絶縁回路基板５における金属板１０と本発明に係る絶縁回路基板用端子の接合にＳｎ−Ａｇ系の鉛フリー半田や銀粒子の焼結体を用いる場合に比べて、信頼性の高い接合状態を実現できる。さらに、この場合は、熱処理を行うための大掛かりな設備を必要としないので、室温環境下で作業をすることができるというメリットもある。
また、金属板１０と本発明に係る絶縁回路基板用端子との接合方法として特に超音波接合法を採用する場合は、絶縁回路基板５と本発明に係る絶縁回路基板用端子がともに平板状をなしていることで、これらを超音波を反射させるための土台上に載置した状態で接合作業を完了することができる。つまり、従来公知の超音波接合用の設備を、改変や工夫を一切加えることなしにそのまま使用することができる。
さらに、この場合、超音波接合法により接合された領域の断面を電子顕微鏡で観察することで、少なくとも板体２の酸化被膜及び／又は金属板１０の酸化被膜が分散して存在している接合層の存在を確認することができるので、本発明に係る絶縁回路基板用端子と金属板１０の接合部が超音波接合法により接合されたものであるか否かは判別可能である。【００６１】
また、ステップＳ０１により作製される絶縁回路基板に本発明に係る絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃを参照）を、金属ろう材（Ｓｎ−Ａｇ系の鉛フリー半田、銀ろうなど）又は銀粒子の焼結体を用いて接合する場合は、その接合界面に金属ろう材又は銀粒子の焼結体が介設されているので、この場合もその接合方法を後から特定することが可能である。【００６２】
続くステップＳ０３の電子部品搭載工程は、先のステップＳ０２において作製された平板状をなす絶縁回路基板複合体（先の図３に示す絶縁回路基板複合体７を参照）における、絶縁回路基板（例えば、図３に示す絶縁回路基板５）の金属板１０（又は銅粒子の焼結体）上に電子部品（例えば、半導体素子等）を搭載する工程である。なお、このステップＳ０３における電子部品（例えば、半導体素子等）の接合方法としては、従来公知の方法を支障なく採用することができる。
より具体的には、絶縁回路基板における金属板１０（又は銅粒子の焼結体）上にＳｎ−Ａｇ系の鉛フリー半田等の接合材を介して電子部品を載置し、この状態でこれらを熱処理することにより双方を接合して一体化することができる。【００６３】
また、実施例３に係る半導体装置複合体の製造方法１９では、電子部品（例えば、半導体素子等）の搭載対象である絶縁回路基板複合体７が平板状をなしているため、水平面上において重力に逆らうことなく電子部品の搭載作業を完了することができる。この場合、絶縁回路基板複合体７に電子部品を搭載するための特殊な設備や、特殊な支持構造を準備する必要がないので、実施例３に係る半導体装置複合体の生産性を向上させることができると同時に、その製造にかかるコストを廉価にすることができる。
また、本発明に係る絶縁回路基板複合体７への電子部品の搭載が完了した後に、必要に応じて、絶縁回路基板上に搭載されている電子部品等にボンディングワイヤ（後段におけるボンディングワイヤ１６を参照）を接続するなどして、各電子部品と、その周囲に配されている導電体［例えば、金属板１０（又は銅粒子の焼結体）、他の絶縁回路基板５、実施例１又はその変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃ、金属端子２５（図３を参照）、外部端子２６（図１０を参照）等］とを電気的に接続させるとよい。【００６４】
最後のステップＳ０４の立体化工程は、電子部品が搭載された絶縁回路基板複合体７における絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃ）をその溝３の形成位置において折曲して三次元的な立体形状を形成させる工程である。【００６５】
なお、図５に示す実施例３に係る半導体装置複合体の製造方法１９では、ステップＳ０２の端子接合工程と、ステップＳ０３の電子部品搭載工程を入れ替えてもよい。
この場合、絶縁回路基板５の金属板１０（又は銅粒子の焼結体）上に電子部品が搭載された後に、金属板１０（又は銅粒子の焼結体）と本発明に係る絶縁回路基板用端子とが接合されることになる。
そして、特に絶縁回路基板５における金属板１０と本発明に係る絶縁回路基板用端子とが超音波接合法により接合される場合は、その接合処理時に絶縁回路基板５に対して熱処理を行う必要がないので、絶縁回路基板５に搭載されている電子部品が熱処理に伴う不具合を起こす心配がない。【００６６】
なお、上述の場合と同様にステップＳ０２の端子接合工程と、ステップＳ０３の電子部品搭載工程を入れ替える場合、絶縁回路基板５の金属板１０と本発明に係る絶縁回路基板用端子は、超音波接合法以外の方法により接合することもできるが、その際には、例えば、半田や銀粒子の焼結体が接合材として用いられることがある。この場合は、絶縁回路基板５上に予め搭載されている電子部品（例えば、半導体素子）が、本発明に係る絶縁回路基板用端子を接合する際の熱処理により外れてしまうことがないよう、電子部品の接合に用いる接合材１３は、その融点が、端子を接合するために用いる半田や銀粒子の接合の温度よりも高いものを選ぶ必要がある。【００６７】
あるいは、実施例３に係る半導体装置複合体の製造方法１９では、ステップＳ０２の端子接合工程と、ステップＳ０３の電子部品搭載工程に同一の接合材、例えば鉛フリー半田や銀粒子の焼結体を用いれば、これらの工程を同時に行うことができる。この場合は、電子部品を接合するための半田として、端子接合工程において用いられる半田と融点の異なる半田を別途準備する必要がないので、１種類の半田を用いて上記２つの工程を同時に完了できるというメリットがある。【００６８】
このような実施例３に係る半導体装置複合体の製造方法１９によれば、三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を容易に製造することができる。
先の特許文献１に開示される発明は、電子部品を絶縁回路基板に搭載してから（電子装置を作製してから）、三次元的な立体形状を有する金属端子の端部に電子装置を接合して全体を立体化する（半導体装置複合体にする）という技術思想である。
これに対して、実施例３に係る半導体装置複合体の製造方法１９は、本発明に係る絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃ）を後から折り曲げ成形可能な形態としておき、平板状の本発明に係る絶縁回路基板用端子と、平板状の絶縁回路基板５とを一体化して平板状の絶縁回路基板複合体７を作製し（ステップＳ０２）、平板状の絶縁回路基板複合体７に電子部品を搭載してから（ステップＳ０３）、最後に本発明に係る絶縁回路基板用端子を折り曲げて任意の三次元的な立体形状を形成させるという技術思想に基づくものである。
したがって、実施例３に係る半導体装置複合体の製造方法１９によれば、量産に向かないような特異でかつ複雑な立体形状を有する半導体装置複合体を、大幅な作業負荷や設備投資の増加を伴うことなく容易に製造することができる。
このように、実施例３に係る半導体装置複合体の製造方法１９によれば、半導体装置複合体の立体形状を自在に設定することができるので、その設置に使われるスペースを有効利用することができる。この結果、半導体装置複合体の利用可能性を大幅に拡大することができる。【００６９】
次に、図６乃至図１０を参照しながら、実施例３に係る半導体装置複合体の具体的な態様をいくつか例示しながら説明する。
図６（ａ）〜（ｃ）はいずれも本発明の実施例３に係る半導体装置複合体の断面図である。また、図７，８はともに本発明の実施例３に係る半導体装置複合体の断面図である。さらに、図９，１０はともに本発明の実施例３に係る半導体装置複合体の概念図である。なお、図１乃至図５に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
また、図６乃至図８に示す実施例３に係る半導体装置複合体８Ａ〜８Ｅでは、絶縁回路基板５が放熱用金属板（例えば、放熱銅板１２等）を有し、さらに、この放熱用金属板（例えば、放熱銅板１２等）を介して放熱構造１４を備える場合を例に挙げて説明しているが、放熱用金属板（例えば、放熱銅板１２等）及び放熱構造１４は必須の構成ではなく、選択的必須構成要素として必要に応じて設ければよい。【００７０】
ここで、実施例３に係る半導体装置複合体の基本構成について図６を参照しながら説明する。なお、実施例３に係る半導体装置複合体８Ａ〜８Ｇは、その外形が異なるものの基本構成は全て同じである。
図６（ａ）に示すように、実施例３に係る半導体装置複合体８Ａは、平板状のセラミック基板９とその主面に接合されている少なくとも１の金属板１０（例えば、回路銅板等）とを備える少なくとも１の絶縁回路基板５と、金属板１０に接合されている少なくとも１の絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ｂ等）と、金属板１０上に接合されている電子部品（例えば、半導体素子１１）と、を有し、絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ｂ等）が互いに平行に配置される２つの溝３のそれぞれにおいて折曲されて半導体装置複合体８Ａ全体が三次元的な立体形状をなしているものである。
このような実施例３に係る半導体装置複合体８Ａを別の言葉で言い換えると、実施例２に係る絶縁回路基板複合体７における金属板１０（例えば、回路銅板等）に電子部品（例えば、半導体素子１１）が接合材１３を介して接合され、さらに、その絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ｂ等）が溝３において折曲されて三次元的な立体形状をなしているものである。
また、金属板１０（例えば、回路銅板等）に搭載されている電子部品である半導体素子１１としては、例えば、ＩＧＢＴ、トライアック、サイリスタ、ダイオードなどがあり、これ以外には受動素子としてのコンデンサーなどがある。【００７１】
図６（ａ）に示す実施例３に係る半導体装置複合体８Ａによれば、絶縁回路基板用端子１Ｂを溝３において折曲して板体２の長手方向端部が互いに向かい合うように成形することで、２つの半導体装置６における放熱銅板１２の裏面同士が相対するように平行に配置され、かつこの一対の放熱銅板１２の間に放熱構造１４が介設された立体形状を有する半導体装置複合体を提供することができる。
この場合、図６（ａ）に示すように放熱銅板１２を介して２つの半導体装置６を放熱構造１４に一体に接合することで、１つの放熱構造１４により２つの半導体装置６を同時に冷却することができる。
なお、特にセラミック基板９の主面側に配されている金属板１０（例えば、回路銅板等）と、その裏面側に配されている放熱用金属板（例えば、放熱銅板１２等）を同じ材質にすることで、半導体装置６自体の信頼性を高めることができる。なお、このことは以下に示す半導体装置複合体８Ｂ〜８Ｇにおいても同様である。なお、放熱構造１４としては熱伝導率や熱容量が大きい銅が好適に用いられる。
また、放熱構造１４の内部に冷却用流体１４ａ（気体又は液体）を流動させることで、実施例３の半導体装置複合体８Ａにおける２つの半導体装置６を１つの放熱構造１４を用いて効率的に冷却することができる。
このような、実施例３に係る半導体装置複合体８Ａによれば、２つの半導体装置６を同一平面上に並設する場合に比べて、その設置に要するスペースを集約することができる。【００７２】
さらに、図６（ｂ）に示す実施例３に係る半導体装置複合体８Ｂは、上述の半導体装置複合体８Ａにおける絶縁回路基板用端子１Ｂに、溝３をさらに余分に形成しておき、絶縁回路基板用端子１Ｂを断面Ｍ字状になるように屈曲させたものである。
このような実施例３に係る半導体装置複合体８Ｂによれば、冷却構造１４の厚みに合わせて２つの半導体装置６の間の距離を調整しやすくなり、半導体装置６の金属板１０と絶縁回路基板用端子１Ｂの接合部分において、双方を引き離すような力を小さくすることもできる。したがって、図６（ｂ）に示す半導体装置複合体８Ｂでは、図６（ａ）に示す半導体装置複合体８Ａよりも最終形態の製品の大きさの調整が容易で、かつ、より信頼性の高い半導体装置複合体を提供することができる。
なお、特に図示しないが、図６（ｂ）に示す実施例３に係る半導体装置複合体８Ｂにおいて、絶縁回路基板用端子１Ｂの中央に形成されている溝３を、板体２の反対側の面に形成しておき、絶縁回路基板用端子１Ｂの中央部を、放熱構造１４から離れる方向に山折り状に屈曲させてもよい。この場合も同様に、最終形態の製品の大きさの調整が容易で、かつ、より信頼性の高い半導体装置複合体を提供することができる。
なお、絶縁回路基板用端子１Ｂの溝３の幅を広げるように折曲するよりも、図６（ｂ）に示すように、溝３の幅を押し縮めるように板体２を折曲する方が溝３においてクラックが発生し難い。
つまり、図６（ｂ）に示すように、２つの半導体装置６を、それらの裏面（放熱銅板１２が接合されている側の面）を互いに対向させながら配設する場合、絶縁回路基板用端子１Ｂにおいて互いに平行に配置されている３本の溝３のうち、板体２を平面視した際に外側に配置されている２本の溝３を、板体２において金属板１０が接合されている側の面に形成しておくとよい。【００７３】
また、本実施の形態に係る半導体装置複合体は、図６（ｃ）に示すように、２つの半導体装置６の主面（半導体素子１１が接合される側の面）が互いに対向するように配置されてなる形態（実施例３に係る半導体装置複合体８Ｃ）にしてもよい。
図６（ｃ）に示すように半導体装置６を配置する場合は、絶縁回路基板用端子１Ｂにおいて互いに平行に配置されている３本の溝３のうち、板体２を平面視した際に外側に配置されている２本の溝３を、板体２において金属板１０が接合されている側の反対の面に形成しておくとよい。
さらに、特に図示しないが、実施例３に係る半導体装置複合体８Ｃの形態を採用する場合、この半導体装置複合体８Ｃを複数組準備し、さらに、隣接する半導体装置複合体８Ｃ同士の放熱銅板１２の間に放熱構造１４を介設することで、多数の半導体装置６と放熱構造１４とをコンパクトに配置することができる。この場合、多数の半導体装置６を同時に効率良く冷却用流体１４ａを用いて冷却しつつ、その占有スペースをコンパクトにすることができる。
なお、実施例３に係る半導体装置複合体８Ａや８Ｂにおいても、半導体装置６の電子部品実装側を樹脂でモールドした状態にすれば、複数の半導体装置複合体８Ａや８Ｂを重ねて配置することが可能になる。この場合、複数の半導体装置複合体８Ａや８Ｂの設置に用いられるスペースを有効利用することができる。
また、半導体装置６を３つ用意し、このうちの２つの半導体装置６を図６（ｂ）に示すように、その放熱銅板１２の裏面側同士が互いに背合わせになるように配置して絶縁回路基板用端子１Ｂで連結し、さらに、これらの連結されている半導体装置６のうちの一方の半導体装置６の主面と、これらに連結されていない他の半導体装置６の主面とを図６（ｃ）に示すように向かい合わせて配置してこれらを絶縁回路基板用端子１Ｂで連結すれば、３つの半導体装置６を連結してなるものの外形をコンパクトにすることができる。この場合、３つの半導体装置６からなる半導体装置複合体の設置に用いられるスペースを有効利用することができる。【００７４】
このように、実施例３に係る半導体装置複合体によれば、実施例２に係る絶縁回路基板複合体７における絶縁回路基板用端子の折り曲げ方向や折り曲げ位置を様々に設定することで、様々な立体形状を有する半導体装置複合体を自在に製造することができる。したがって、実施例３に係る半導体装置複合体によれば、半導体装置複合体の汎用性を飛躍的に向上しつつ、その製造を極めて容易にすることができる。
より具体的に説明すると、図６（ａ）〜（ｃ）では、絶縁回路基板用端子１Ｂの板体２の側縁に対して溝３を垂直に形成しておき、この溝３において板体２を折り曲げる場合を例に挙げて説明しているが、先の実施例１においても述べたように、板体２の側縁に対する溝３の形成方向を、垂直以外の角度θ（図１を参照）に設定し、このような溝３において板体２を折り曲げて実施例３に係る半導体装置複合体を製造してもよい。この場合、図６（ａ）〜（ｃ）に示されるものとは全く異なる三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を製造することができる。
さらには、図６（ａ）〜（ｃ）に示される絶縁回路基板用端子１Ｂにおいて、板体２の溝３（欠損部４）における折曲角度を図示されている以外の任意の角度に設定することで、さらに様々な立体形状を有する半導体装置複合体を製造することが可能になる。【００７５】
また、実施例３に係る発明によれば、図７に示すように、２つの半導体装置６のうちの一方を例えば水平方向に配置し、他方を例えば垂直方向に配置した状態で一体に連結してなる半導体装置複合体８Ｄを製造することもできる。あるいは、図８に示すように、複数の半導体装置６を階段状に配した状態で一体に連結してなる半導体装置複合体８Ｅを製造することもできる。さらには、図９に示すように、実施例３に係る発明によれば、ｘ，ｙ，ｚ平面のそれぞれに単数又は複数の半導体装置６又は絶縁回路基板５を配してそれらを本発明に係る絶縁回路基板用端子により連結してなる半導体装置複合体８Ｆを形成することができる。また、特に図示しないが、実施例３に係る半導体装置複合体によれば、半導体装置６及び／又は絶縁回路基板５を本発明に係る絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃ）により一体に連結して螺旋状の立体形状を形成したり、例えばミウラ折り状に半導体装置６及び／又は絶縁回路基板５を配置した半導体装置複合体を製造することもできる。【００７６】
このように、実施例３に係る半導体装置複合体によれば、複数の半導体装置６及び／又は絶縁回路基板５を任意の角度を維持した状態で配しつつ、複数の半導体装置６及び／又は絶縁回路基板５を電気的に接続しておくことができる。
さらには、実施例３に係る半導体装置複合体に設けられる本発明に係る絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃ）を半導体装置６や絶縁回路基板５の連結用でなく入出力端子１７として用いる場合は、半導体装置６や絶縁回路基板５に対して任意の方向からの大電力の電気信号を伝送することができる。
また、実施例３に係る半導体装置複合体によれば、複数の半導体装置６及び／又は絶縁回路基板５を任意の角度を維持した状態で保持するにあたり、個々の半導体装置６同士のなす角度が個別に異なっているようなものを製造する場合でも、製造時の手間やコストが大幅に増加することはない。したがって、実施例３に係る半導体装置複合体を目的に応じて一つ一つオーダーメイドする場合でも、その製造コストを廉価にすることができる。【００７７】
ここで図１０を参照しながら実施例３に係る半導体装置複合体の最小形態について説明する。
図１０に示すように実施例３に係る半導体装置複合体の最小形態は、単数のセラミック基板上に単数の金属板１０（例えば、回路銅板等）を備えた絶縁回路基板５と、この絶縁回路基板５における金属板１０上に本発明に係る絶縁回路基板用端子（例えば、絶縁回路基板用端子１Ｂ等）を接合するとともに接合材１３を介して１つの半導体素子１１を接合してなる半導体装置複合体８Ｇであり、この半導体装置複合体８Ｇにおいて絶縁回路基板用端子１Ｂが溝３において折り曲げられて全体として三次元的な立体形状をなしているものである。
このような実施例３に係る半導体装置複合体８Ｇでは、金属板１０上に搭載されている半導体素子１１と外部端子２６とをボンディングワイヤ１６で接続することにより電子装置として問題なく機能させることができる。なお、図１０では半導体素子１１がダイオードである場合を例に挙げて示しているため、半導体素子１１の上面側と下面側にそれぞれ電極が接続されている２端子構造になっている。また、半導体素子１１がＩＧＢＴなどの３端子構造のトランジスタ素子である場合は、外部端子を増やせばよい。【００７８】
ここで、実施例１の他の変形例に係る絶縁回路基板用端子について図１１乃至図１３，１５を参照しながら説明する。
図１１は本発明の実施例１の変形例３に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。なお、図１乃至図１０に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
先の図１，２に示す実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃでは、板体２の上面及び／又は下面に直線状の溝３を形成しておくことで、この溝３における板体２の折り曲げを容易にしている。
これに対して、図１１に示す実施例１の変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄは、板体２に欠損部４としての貫通孔１５が複数直線状に並んだ状態で穿設されてなるものである。
このような変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄも、先に述べた実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃと同様に、板体２の貫通孔１５（欠損部４）が形成されている領域において、板体２の折り曲げを容易にすることができる。
この結果、図１１に示す実施例１の他の形態に係る絶縁回路基板用端子１Ｄによっても実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃと同等の効果を発揮させることができる。【００７９】
また、実施例１の変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄでは、複数の貫通孔１５は直列状に配置されていればよい。さらに、特に図示しないが、板体２に複数列の貫通孔１５群を直線状でかつ帯状に配置しておいてもよい。また、絶縁回路基板用端子１Ｄでも、板体２の平面形状は矩形である必要はなく、先に述べた実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃと同様に絶縁回路基板用端子として使用可能であればどのような平面形状を有していてもよい。
さらに、変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄにおいて板体２の周縁と、複数の貫通孔１５群が直線状に配置されてなる欠損部４とが直交している必要は必ずしもない。さらに、変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄの材質については、先に述べた実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃの板体２を構成する材質と同じものを支障なく用いることができる。【００８０】
また、実施例１の変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄの板体２の厚みは、絶縁回路基板５における金属板１０の厚みと同じかそれよりも大きくなるよう設定しておいてもよい。
さらに詳細には、変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄの板体２の厚みは、この板体２が接合している部分の金属板１０の厚みと同じかそれよりも大きくなるよう設定しておいてもよい。
なお、変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄにより複数の絶縁回路基板５を連結する場合、板体２が接合している部分の金属板１０の厚みが１種類でない場合がある（例えば、後段に示す図１５（ｃ），（ｄ）を参照。）。このような場合は、板体２と接合している部分の金属板１０の厚みのうちの最も薄いものを、板体２の厚みを決定するための基準値とする。
また、上述のような板体２の厚みを決定する際の基準値の定め方については、先の実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃ、並びに、後段に示す変形例に係る絶縁回路基板用端子１Ｄ〜１Ｇ２においても同様である。
この場合、絶縁回路基板用端子１Ｄに伝送される大電流の電気信号のジュール熱を少なくすることができる。【００８１】
上述のような実施例１の変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄは、上述の実施例２に係る絶縁回路基板５や、実施例３に係る半導体装置複合体８において、先に述べた実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃの代わりとして用いることができる、あるいは、絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃうちの少なくとも１つとともに併用することができる。
また、実施例１の変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄは、絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃと同様にその表面上に少なくとも１層のめっき被膜を有していてもよい。変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄがその表面にめっき被膜を有していることによる効果は、本発明に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｃがめっき被膜を有している場合の効果と同じである。【００８２】
なお、図１１に示す実施例１の変形例３に係る絶縁回路基板用端子１Ｄでは、板体２に欠損部４として貫通孔１５を形成する場合を例に挙げて説明しているが、この貫通孔１５に代えて、板体２の厚み方向に貫通していない点状のくぼみ群を直線状に配してなるものを欠損部４として有していてもよい。
また、板体２に形成されている点状のくぼみ群は、板体２の上面又は下面側のいずれか一方にのみ形成されていてもよいし、板体２の上面及び下面に対をなすように形成されていてもよい。
いずれの場合も、板体２の上面及び／又は下面に欠損部４としてのくぼみ群が直線状に形成されていることで、その部分の板体２の折り曲げを容易にすることができる。
上述のような絶縁回路基板用端子１Ｄの貫通孔１５群をくぼみ群に置き換えてなる絶縁回路基板用端子は、上述の実施例２に係る絶縁回路基板５や、実施例３に係る半導体装置複合体８において、先に述べた本発明に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｄの代わりとして用いることができる、あるいは、絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｄうちの少なくとも１つとともに併用することができる。【００８３】
ここで、本発明の実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｄの細部構造（選択的必須構成要素）について図１２及び図１３を参照しながら説明する。
なお、ここでは実施例１の変形例１に係る絶縁回路基板用端子１Ｂに独自の細部構造を付加する場合を例に挙げて説明しているが、他の実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ，１Ｃ〜１Ｄにも図１２，１３に示すような細部構造を必要に応じて付加することができる。
図１２（ａ）は本発明の実施例１の変形例４に係る絶縁回路基板用端子の概念図であり、（ｂ）は本発明の実施例１の変形例５に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。なお、図１乃至図１１に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
実施例１の変形例４，５に係る絶縁回路基板用端子１Ｅ１，１Ｅ２は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ｂの端部に、板体２の幅Ｗ１がその胴部の幅Ｗ０よりも広い接合部２０ａ，２０ｂを有してなるものである。
また、幅Ｗ１は、図１２（ａ）に示す変形例４に係る絶縁回路基板用端子１Ｅ１のように一様であってもよいし、図１２（ｂ）に示す変形例５に係る絶縁回路基板用端子１Ｅ２のように、板体２の端部に向かうにつれて徐々に広がる形態でもよい。
なお、このような変形例４，５に係る絶縁回路基板用端子１Ｅ１，１Ｅ２では、接合部２０ａ，２０ｂの厚みは、板体２の欠損部４を有していない領域の厚みと略同じになるように設定されている。【００８４】
このような変形例４，５に係る絶縁回路基板用端子１Ｅ１，１Ｅ２は、板体２における接合部２０ａ，２０ｂが絶縁回路基板５の金属板１０又は金属ペースト焼結体上に接合されることになる。
この場合、板体２の幅Ｗ０が同じであると仮定して、変形例４，５に係る絶縁回路基板用端子１Ｅ１，１Ｅ２を用いる場合は、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｄを用いる場合に比べて、絶縁回路基板５の金属板１０又は金属ペースト焼結体との接合面積を大きくすることができるので、接合部分の接合強度を高めることができる。
さらに、接合部２０ａ，２０ｂを備えていることで、変形例４，５に係る絶縁回路基板用端子１Ｅ１，１Ｅ２における接合領域の境界が明確になる。これにより、絶縁回路基板５の金属板１０又は金属ペースト焼結体上における変形例４，５に係る絶縁回路基板用端子１Ｅ１，１Ｅ２の接合位置を特定することが容易になる。
この結果、実施例２に係る絶縁回路基板複合体や、実施例３に係る半導体装置複合体における絶縁回路基板用端子１Ｅ１，１Ｅ２の接合部２０ａ，２０ｂを除く胴部の長さが必然的に決まることになる。
この結果、実施例２に係る絶縁回路基板複合体や、実施例３に係る半導体装置複合体を量産する際に、製品サイズにばらつきが生じるのを防止することができる。この結果、均質な製品の量産が容易になる。【００８５】
さらに、実施例１の変形例６に係る絶縁回路基板用端子について図１３を参照しながら説明する。
図１３（ａ）は本発明の実施例１の変形例６に係る絶縁回路基板用端子の概念図であり、（ｂ）はその使用状態を示す断面図である。なお、図１乃至図１２に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
実施例１の変形例６に係る絶縁回路基板用端子１Ｆは、図１３（ａ）に示すように、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ｂの端部に、板体２の厚さＨ１が、その胴部の厚さ（ただし、欠損部４が形成されている領域を除く）Ｈ０よりも小さい又は大きい接合部２０ｃを備えてなるものである。なお、図１３（ａ），（ｂ）では、板体２の端部の厚さＨ１が、板体２の胴部の厚さＨ０よりも小さい場合の例を示している。
また、このような変形例６に係る絶縁回路基板用端子１Ｆでは、板体２の胴部と、接合部２０ｃの境界に段差２１を備えている。【００８６】
このような実施例１の変形例６に係る絶縁回路基板用端子１Ｆによれば、板体２の胴部と、接合部２０ｃの境界に段差２１を備えていることで、図１３（ｂ）に示すように、接合部２０ｃの境界が明確になる。この結果、絶縁回路基板５の金属板１０上における変形例６に係る絶縁回路基板用端子１Ｆの接合位置が必然的に決まる。
これにより、実施例２に係る絶縁回路基板複合体や、実施例３に係る半導体装置複合体における絶縁回路基板用端子１Ｆの接合部２０ｃを除く胴部の長さも必然的に決まることになる。
したがって、実施例２に係る絶縁回路基板複合体や、実施例３に係る半導体装置複合体を量産する際に、製品サイズにばらつきが生じるのを防止することができる。よって、実施例１の変形例６に係る絶縁回路基板用端子１Ｆによれば、均質な製品の量産が容易になる。【００８７】
なお、実施例１の変形例６に係る絶縁回路基板用端子１Ｆにおいて、板体２の端部における接合部２０ｃの厚さＨ１が、板体２の胴部の厚さＨ０よりも小さい場合、Ｈ１はＨ０の３３％以上の厚みを有するように設定しておくとよい。
この場合、変形例６に係る絶縁回路基板用端子１Ｆの板体２における十分な電流導電性を確保することができる。なお、この理由については後段において説明する。【００８８】
また、変形例６に係る絶縁回路基板用端子１Ｆにおいて板体２の胴部と接合部２０ｃの境界に形成されている段差２１を、上述の変形例４，５に係る１Ｅ１，１Ｅ２における板体２の胴部と接合部２０ａ，２０ｂの境界に形成しておいてもよい。この場合、変形例４，５に係る絶縁回路基板用端子１Ｅ１，１Ｅ２における板体２の接合部２０ａ，２０ｂの厚さＨ１は、その胴部の厚さＨ０よりも大きくても小さくてもよい。
このように変形例４，５に係る絶縁回路基板用端子１Ｅ１，１Ｅ２における技術的特徴と、変形例６の絶縁回路基板用端子１Ｆに係る技術的特徴を組み合わせる場合は、板体２の胴部と接合部の境界を一層明確にすることができるので、均質な製品の量産が一層容易になる。【００８９】
さらに、図１５を参照しながら本発明の実施例１の変形例７に係る絶縁回路基板用端子について説明する。
図１５（ａ）は図３中のＭ−Ｍ線における部分断面図であり、（ｂ）はその比較例に係る部分断面図であり、（ｃ）は実施例１の変形例７に係る絶縁回路基板用端子とそれを備えた半導体装置複合体の部分断面図であり、（ｄ）は変形例７の他の例に係る絶縁回路基板用端子とそれを備えた半導体装置複合体の部分断面図である。なお、図１乃至図１３に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。また、図１５（ａ）〜（ｄ）のいずれにおいても、絶縁回路基板複合体７を構成する絶縁回路基板５は全て同一平面上に載置されているものとする。【００９０】
ここで、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７において、絶縁回路基板５の金属板１０に本発明に係る絶縁回路基板用端子を接合することの意義について説明する。
先の図３，４，６〜１０及び図１５（ａ）に示すように、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７では、本発明に係る絶縁回路基板用端子が絶縁回路基板５における金属板１０の主面に接合されている。なお、図１５（ａ），（ｂ）では本発明に係る絶縁回路基板用端子が実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ｂである場合を例に挙げて説明している。
その一方で、絶縁回路基板複合体７の他の態様として、例えば図１５（ｂ）に示すような、絶縁回路基板５を構成するセラミック基板９に直接実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ｂを接合してなる比較態様に係る絶縁回路基板複合体も想定し得る。ただし、この比較態様に係る絶縁回路基板複合体は、本発明に係る絶縁回路基板複合体７の概念には包含されない。
そして、図１５（ｂ）に示すような比較態様に係る絶縁回路基板複合体を作製する場合も、先の図５に示す半導体装置複合体の製造方法１９の各ステップを経て製造することになる。【００９１】
この場合、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ｂと、絶縁回路基板５との接合部分において十分な接合信頼性を発揮させるためには、図５に示す絶縁回路基板作製工程（ステップＳ０１）において用いる直接接合法や活性金属法などの接合方法を、それに続く端子接合工程（ステップＳ０２）においても用いることが望ましい。
一般に、セラミック基板９に金属板１０を接合する際に直接接合法を採用する場合は、１０００℃以上の温度にまで、また活性金属法を用いる場合は８００℃以上の温度にまで、セラミック基板９と金属板１０とを加熱する必要がある。
このため、比較態様に係る絶縁回路基板複合体を作製すべく、ステップＳ０１及びステップＳ０２として直接接合法や活性金属法を繰り返し行うと、絶縁回路基板５が繰り返し高温にさらされて、ステップ０１において既に接合済のセラミック基板９と金属板１０の接合状態が悪化するおそれがある。
また、ステップ０１で作製した絶縁回路基板５対して、引き続きステップ０２においても上述のような加熱を繰り返すと、金属とセラミックの熱膨張の差に起因して生じる熱応力により、セラミック基板９にクラックが生じる、あるいは絶縁回路基板５に反りが発生するおそれがある。【００９２】
その一方で、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７は、先の図１５（ａ）に示すように、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ｂと絶縁回路基板５との接合が金属同士の接合によりなされるため、上述の図１５（ｂ）に示す比較態様に係る絶縁回路基板複合体を製造する場合のように、絶縁回路基板用端子１Ｂ及び絶縁回路基板５に対して高温加熱を繰り返す必要がない。
この点をより具体的に説明すると、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７では、本発明に係る絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板５の金属板１０との接合方法として、前述の超音波接合法、金属ろう材（Ｓｎ−Ａｇ系の鉛フリー半田）、銀粒子の焼結体等を採用することができる。そして、これらの接合方法における加熱処理時の温度は、通常、室温から３５０℃までの温度範囲内であるため、上述の直接接合法や活性金属法を採用する場合に比べて大幅に低い。このためステップ０２において直接接合法や活性金属法を採用する場合のように、セラミック基板９にクラックが生じる、あるいは絶縁回路基板５に余分な反りが発生する等の不具合が発生するのを好適に抑制することができる。【００９３】
一般に、特許文献１に開示される発明や、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７のように、絶縁回路基板５同士を金属製の端子で連結して用いる場合は、以下に示すような不具合が生じるおそれがある。
本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７を半導体装置複合体として用いる場合はその使用態様として、絶縁回路基板５を構成するセラミック基板９の裏面に放熱用の金属板（例えば、放熱銅板１２）を備えた状態や、絶縁回路基板５の裏面に放熱構造１４（図６参照）を一体に固設した状態が想定される。そして、これらの使用態様において半導体装置複合体を動作させる場合に、絶縁回路基板５同士を連結する端子と、放熱銅板１２又は放熱構造１４との間で放電不良が生じるおそれがある。【００９４】
上述のような懸念に関し、図１５（ａ）に示す本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７と、図１５（ｂ）に示す比較態様に係る絶縁回路基板複合体とを比較すると、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７では、金属板１０上に本発明に係る絶縁回路基板用端子が接合されているため、比較態様に係る絶縁回路基板複合体よりも、絶縁回路基板用端子１Ｂから放熱銅板１２までの最短距離を金属板１０の厚み分だけ大きくすることができる。
同様に、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７や、比較態様に係る絶縁回路基板複合体が放熱構造１４（例えば、図６を参照）と一体化された状態で用いられる場合も、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７の方が、比較態様に係る絶縁回路基板複合体よりも、絶縁回路基板用端子１Ｂから放熱構造１４までの最短距離を金属板１０の厚み分だけ大きくすることができる。
したがって、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７を用いる場合は、比較態様に係る絶縁回路基板複合体を用いる場合よりも、放電不良の発生を好適に抑制することができる。
なお、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体７を用いる際に、上述のような放電不良の発生をより確実に抑制するには、本発明に係る絶縁回路基板用端子の接合対象である絶縁回路基板５の金属板１０の厚みを大きくすればよい。しかしながらこの場合は、本発明に用いる絶縁回路基板５を製造する際の銅の使用量が増えるため、絶縁回路基板５の製造コストが嵩むという別の課題が生じてしまう。【００９５】
このような事情に鑑み本発明の発明者らは、絶縁回路基板５の製造時に金属板の容積を増加させることなく、半導体装置複合体における放電不良の発生を一層確実に防止すべく以下に示すような本発明の変形例７に係る絶縁回路基板用端子を発明した。
本発明の変形例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２は、図１５（ｃ），（ｄ）に示すように、板体２が、絶縁回路基板５における金属板１０の主面と接合する接合領域２ｃと、この接合領域２ｃ以外の屈曲領域２ａ（図１５（ｃ）を参照）又は湾曲領域２ｂ（図１５（ｄ）を参照）と、を備え、かつ板体２の上面又は下面の高低差Ｌは、０よりも大きく２０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
また、説明するまでもないが実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２を絶縁回路基板５に接合する場合は、絶縁回路基板複合体７を最終形態である半導体装置複合体として使用する際に、放熱銅板１２や放熱構造１４と、絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２との最短距離が大きくなるように板体２における屈曲領域２ａ又は湾曲領域２ｂの突出方向を決める必要がある。
さらに、図１５（ｃ），（ｄ）で示すように被接合対象である絶縁回路基板５の金属板１０の厚みが一様でない場合、あるいは、実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２が分岐している場合は、上述の高低差Ｌの値が複数存在することになる。この場合は、複数の高低差Ｌにおける最大値Ｌmax、すなわち、実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２を、その接合面２ｄが水平方向と一致するように配した際の、鉛直方向において最も高い位置に配されている板体２の下面（図１５（ｃ）中の下面２ｅを参照）と、最も低い位置に配されている板体２の下面（図１５（ｃ）中の接合面２ｄを参照）との高低差が上記の数値範囲内であればよい。つまり、この高低差Ｌの最大値Ｌmaxが、０＜Ｌmax≦２０（ｍｍ）の範囲内であればよい。
より具体的には、図１５（ｃ）に示す実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１の高低差は、板体２と金属板１０との接合面２ｄと、この板体２の屈曲領域２ａにおける平坦部分の下面２ｅとの高低差として求めることができる。また、図１５（ｃ）に示す絶縁回路基板複合体７では、絶縁回路基板用端子１Ｇ１の接合対象である２つの絶縁回路基板５を構成する金属板１０の厚みがそれぞれ異なっている。このため、実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１の高低差Ｌは、図１５（ｃ）の紙面右側に配される接合面２ｄを基準にして得られる高低差Ｌ１と、同紙面左側に配される接合面２ｄを基準にして得られる高低差Ｌ２と、の２つが存在することになる。そして、図１５（ｃ）に示すケースでは、これら２つの高低差Ｌ１，Ｌ２のうち高低差Ｌ２の方が大きいため、この高低差Ｌ２が絶縁回路基板用端子１Ｇ１の高低差の最大値Ｌmaxと見なされる。【００９６】
実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２の場合は、板体２の上面又は下面の高低差Ｌが２０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下、さらに好ましくは５ｍｍ以下であることで、実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２が高低差Ｌを有していても、絶縁回路基板複合体７全体としては平坦性を有する状態となる。このため、それを用いてなる絶縁回路基板複合体７の梱包や搬送を容易にできるというメリットを有する。さらに、先の図５に示す立体化工程（ステップＳ０４）における絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２の折り曲げ作業において、屈曲領域２ａ又は湾曲領域２ｂにおける突出した部分が立体化する際に折り曲げ作業の妨げになりにくいので、三次元的な立体形状に成形する際の自由度を維持できる。
この結果、実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２を用いることで、絶縁回路基板複合体７を三次元的な立体形状に成形する際の自由度を維持しつつ、半導体装置複合体８として使用する際に放電不良が発生し難い信頼性の高い製品を提供することができる。【００９７】
さらに実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２では、図１５（ｃ），（ｄ）に示すように、これらを絶縁回路基板５の金属板１０上に接合する際に、板体２における屈曲領域２ａ又は湾曲領域２ｂと、接合領域２ｃとの境界線Ｋを、被接合対象である金属板１０の周縁の内側に配しておくとよい。なお、実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２における境界線Ｋは、絶縁回路基板５の金属板１０に直接接触する板体２の面に形成されている方とする（図１５（ｃ），（ｄ）を参照）。
この場合、実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２の接合時に境界線Ｋが金属板１０の周縁の外に配される場合に比べて、本発明に係る絶縁回路基板複合体７の使用時における、実施例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２と、絶縁回路基板５の放熱銅板１２又は放熱構造１４との最短距離を大きくできるというメリットを有する。【００９８】
なお、上述の変形例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２はいずれも、上述の本発明に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｆの場合と同様に、金型成形やエッチング法等の加工方法により製造することができる。
さらに、変形例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２の平面形状は、先の図２に示されるような矩形状をなしていてもよいし、先の変形例４，５に係る絶縁回路基板用端子１Ｅ１，１Ｅ２（図１２を参照）における接合部２０ａ，２０ｂのように、板体２を平面視した際の接合領域２ｃの幅が、屈曲領域２ａ又は湾曲領域２ｂの幅よりも大きく構成されていてもよい。いずれの場合も、変形例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２を絶縁回路基板５に接合した際の、接合力を高めることができる。【００９９】
ここで、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｇ２において、板体２が溝３やへこみからなる欠損部４を有している場合、あるいは、板体２の端部領域が減肉されてなる接合部２０ｃを有している場合の、板体２の厚みＨ０の残存率について説明を加える。
本発明の実施例２に係る絶縁回路基板複合体や、実施例３に係る半導体装置複合体に設けられている絶縁回路基板５の外形寸法が１０×１０ｍｍ〜５０×５０ｍｍの範囲内であると仮定した場合、このような絶縁回路基板５同士を連結する実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｇ２における板体２の胴部の幅Ｗ０、及び、厚みＨ０はそれぞれ、以下に示すような値に設定することができる。
・端子の胴部の幅＝Ｗ０＝５.０〜１５.０ｍｍの範囲内
・端子の胴部の厚み＝Ｈ０＝０.３〜０.６ｍｍの範囲内
そして、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｇ２における板体２の胴部の幅Ｗ０を仮に８ｍｍに設定し、その厚みを０.３０ｍｍ、０.６０ｍｍに設定した場合の板体２の「折り曲げやすさ」、「形状保持性」及び「電流導電性」を「好適：〇」、「実用可能：△」及び「実用に適さない：×」の三段階で評価してまとめたものが以下に示す表１、２である。
なお、以下に示す表１，２では、板体２の厚み（板厚）Ｈ０については符号Ｙで、また、この板体２において欠損部４（溝３又はくぼみ）又は段差２１が形成されている領域の板体２の残部の厚み（板厚）Ｈ１については符号Ｚで示されている。
さらに、板体２が欠損部４又は段差２１を有しない場合の板厚Ｙにおける、欠損部４又は段差２１をする場合の残部Ｚの割合（Ｚ／Ｙ＝Ｈ１／Ｈ０）を％で示している。【０１００】
【表１】
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【０１０１】
【表２】
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【０１０２】
上表１，２中にされるように、（Ｚ／Ｙ）が３３〜６７％の範囲内であるとき、板厚（Ｙ＝Ｈ０）が０.３０ｍｍ、０.６０ｍｍの場合のいずれも板体２の「折り曲げやすさ」、「形状保持性」及び「電流導電性」の総合評価が実用可能であった（表１，２中のハッチング領域を参照）。
したがって、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｇ２では、板体２が欠損部４を有している場合の板体２の残部の割合は、欠損部４を有していない状態の板体２の厚みＨ０の３３〜６７％の範囲内になるように設定しておくとよい。
なお、絶縁回路基板５のサイズが上記のものよりも大きい場合は、その拡大比率に応じて施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｇ２における胴部の幅Ｗ０、及び、厚さＨ０の値を変更すればよい。【０１０３】
また、表１，２を参照すると、板体２の板厚（Ｙ＝Ｈ０）が０.３０ｍｍである場合も、０.６０ｍｍである場合も、（Ｚ／Ｙ）の割合が３３％以上である場合に、板体２の「電流導電性」の評価は実用可能であった。
したがって、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｇ２では、板体２が段差２１（接合部２０ｃ）を有する場合で、かつ、接合部２０ｃの厚みが板体２の胴部の厚みＨ０よりも小さい場合、（Ｈ１／Ｈ０）の割合を３３％以上に設定しておくことで、接合部２０ｃにおける板体２の電流導電性を実用可能な状態にすることができる。【０１０４】
最後に、本発明の実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｇ２の板体２の厚みＨ０の定義及び測定方法について図１４を参照しながら説明する。
図１４（ａ）は本発明の実施例１に係る絶縁回路基板用端子の板厚の測定箇所を示す平面図であり、（ｂ）は本発明の実施例１に係る絶縁回路基板用端子の板厚の測定方法を示す概念図である。なお、図１乃至図１３，１５に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
本実施の形態において板体２は厚みが一様な平板材を想定している。より具体的には「厚みが一様な平板材」とは、「板体２の厚みの平均値に対する測定値のバラツキが±１０％以下である平板材」の意味である。
また、本実施の形態において板体２の厚みＨ０とは、板体２が欠損部４、接合部２０ｃを備える場合は、これら欠損部４、接合部２０ｃを除く領域の板厚をマイクロメータ［（株）ミツトモ社製、型番：ＳＰＭ−２５ＭＸ、アンビル及びスピンドルの測定面寸法直径３ｍｍ］により３カ所以上測定して得られた値の平均値とする。なお、板体２が屈曲領域２ａや湾曲領域２ｂを備えている場合は、アンビルやスピンドルの当接に支障のない箇所の板厚を同様に測定するものとする。
さらに、本実施の形態において板体２の厚みＨ１とは、板体２の接合部２０ｃの板厚をマイクロメータ［（株）ミツトモ社製、型番：ＳＰＭ−２５ＭＸ、アンビル及びスピンドルの測定面寸法直径３ｍｍ］により３カ所以上測定して得られた値の平均値とする。
なお、板体２における測定位置２２は、実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ａ〜１Ｇ２における板体２の全体から均一に選ぶこととする。
たとえば、その平面形状がＴ字状である実施例１に係る絶縁回路基板用端子１Ｆ´の測定位置２２は、図１４に示すように、板体２の全体から満遍なく選ぶとよい。
また、図１４に示すように、板体２における接合部２０ｃの厚みＨ１を計測する場合、その測定位置２２は接合部２０ｃの全体から均一に選ぶこととする。【０１０５】
また、マイクロメータで板体２の厚み（板厚）を測定する場合、アンビル２３及びスピンドル２４で板体２の測定位置２２を挟持してその厚みを計測するが、板体２の縁、欠損部４及び段差２１においてアンビル２３又はスピンドル２４を板体２に対して完全に当接させることができない領域Ｐ［図１４（ｂ）］は測定位置２２から除外する。【０１０６】
さらに、板体２の残部（Ｈ１＝Ｚ）を求めるためには、まず、板体２の上面及び／又は下面に形成されている欠損部４（溝又はくぼみ）の深さを、レーザーを用いた非接触の深度計により計測する。より具体的には、［株式会社キーエンス製、型番：ＶＫ−９５００、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡］により３カ所以上の欠損部４（溝又はくぼみ）の最深部を測定して得られた値の平均値を欠損部４（溝又はくぼみ）の深さとする。
そして、上述の通り測定して得られた板体２の厚み（Ｈ０＝Ｙ）から、欠損部４（溝３又はくぼみ）の深さを差し引いた値が、板体２の残部の値（上表１，２におけるＺに相当）である。【０１０７】
また、図１５（ｃ），（ｄ）に示すように板体２が屈曲領域２ａや湾曲領域２ｂを備えている絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２の板体２の上面又は下面の高低差Ｌも同様に、レーザーを用いた非接触の深度計を用いて計測することができる。
例えば板体２の下面の高低差Ｌを測定するには、板体２の接合面２ｄ（図１５（ｃ），（ｄ）を参照）が鉛直上方側を向くように配し、この鉛直上方側に配されている面においてレーザーの照射位置を、板体２の長手方向における一の端部から他の端部まで連続的に移動させることで板体２の高低差を計測する。そして、同手順による板体２の高低差の計測を３回以上実施し、得られた計測値の平均値をその板体２の高低差Ｌとする。なお、図１５（ｃ）、（ｄ）で示すように被接合対象である絶縁回路基板５の金属板１０の厚みが一様でない場合、あるいは、変形例７に係る絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２が２以上に分岐している場合は、複数の高低差Ｌが得られる。このような場合は、複数の高低差Ｌの最大値Ｌmaxがその絶縁回路基板用端子１Ｇ１又は絶縁回路基板用端子１Ｇ２の高低差Ｌとなる。【０１０８】
また、本実施の形態に係る絶縁回路基板５における、セラミック基板９及び金属板１０（又は金属ペースト焼結体）の厚み及びその計測方法について説明する。
本実施の形態に係る絶縁回路基板５におけるセラミック基板９の厚みとは、セラミック基板９の裸出部分の板厚を、［株式会社ミツトモ製、型番：ＳＰＭ−２５ＭＸ、アンビル及びスピンドルの測定面寸法直径３ｍｍ］により３カ所以上測定して得られた値の平均値とする。なお、セラミック基板９の厚みの測定箇所については、セラミック基板９の全体から万遍なく選ぶこととする。【０１０９】
さらに、本実施の形態に係る絶縁回路基板５における金属板１０の厚みとは、金属板１０（例えば、回路銅板）の板厚を［株式会社キーエンス製、型番：ＶＫ−９５００、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡］により３カ所以上測定して得られた値の平均値とする。測定に際しては金属板１０の外周付近でセラミック基板９の表面となす階段形状の高さを金属板１０の板厚として計測する。
なお、金属板１０の板厚の測定箇所については、絶縁回路基板５が金属板１０を１枚有する場合は、この金属板１０全体から万遍なく測定位置２２を選ぶこととし、金属板１０が複数枚ある場合は、全ての金属板１０の中から万遍なく測定位置２２を選ぶこととする。ただし、金属板１０の板厚が１枚ごとに異なっている場合は個別に板厚を測定する。
さらに、１枚の金属板１０内において厚みの異なる部分が存在する場合は、より具体的には、１枚の金属板１０が階段状の段差を有している場合は、各段における金属板１０の厚みをそれぞれ計測し、金属板１０の外周付近で計測した階段形状の高さを基準として各箇所の板厚を算出する。  
また、絶縁回路基板５の金属ペースト焼結体の厚みを計測する場合も上記と同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
以上説明したように、本発明はセラミック基板と金属板とを備える絶縁回路基板同士を連結する、あるいは、絶縁回路基板の金属板に接合されて入出力端子として用いられる絶縁回路基板用端子およびそれを用いてなるおよび絶縁回路基板複合体および半導体装置複合体であり、とくにパワーモジュールに関する技術分野において利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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