(57)【要約】  【課題】  実装基板にねじで固定される配線基板のクラックの発生を防止して、長期信頼性を向上させた配線基板およびそれを用いた電子装置を提供することにある。  【解決手段】  電子部品が搭載される側の第１の面２Ａ、実装基板に対向する側の第２の面２Ｂおよび第１の面２Ａから第２の面２Ｂへ貫通したねじを通すための基板貫通孔２ａを有する絶縁基板２と、絶縁基板２の第１の面２Ａに設けられた、基板貫通孔２ａに対応した第１貫通孔３ａを有し第１貫通孔３ａの中心に対して同心円状に第１突起部３ｂが形成されている第１金属板３と、絶縁基板２の第２の面２Ｂに設けられた、基板貫通孔２ａに対応した第２貫通孔４ａを有する第２金属板４とを備えた配線基板１である。ねじにより配線基板１を実装基板に固定する時に配線基板１にクラックが発生するのを有効に防止することができる。【選択図】  図１
2011124459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が搭載される側の第１の面、実装基板に対向する側の第２の面および前記第１の面から前記第２の面へ貫通したねじを通すための基板貫通孔を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記第１の面に設けられた、前記基板貫通孔に対応した第１貫通孔を有し該第１貫通孔の中心に対して同心円状に第１突起部が形成されている第１金属板と、前記絶縁基板の前記第２の面に設けられた、前記基板貫通孔に対応した第２貫通孔を有する第２金属板とを備えたことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第２金属板に前記基板貫通孔の中心に対して同心円状に第２突起部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記第１突起部が複数の同心円状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項４】
前記第１突起部および前記第２突起部の少なくとも一方が複数の同心円状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の配線基板。
【請求項５】
電子部品が搭載される側の第１の面、実装基板に対向する側の第２の面および前記第１の面から前記第２の面へ貫通したねじを通すための基板貫通孔を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記第１の面に設けられた、前記基板貫通孔に対応した第１貫通孔を有し該第１貫通孔の中心に対して同心円上に３個以上の第１独立突起部が形成されている第１金属板と、前記絶縁基板の前記第２の面に設けられた、前記基板貫通孔に対応した第２貫通孔を有する第２金属板とを備えたことを特徴とする配線基板。
【請求項６】
前記第２金属板に前記第２貫通孔の中心に対して同心円上に３個以上の第２独立突起部が形成されていることを特徴とする請求項５記載の配線基板。
【請求項７】
前記第１独立突起部が複数の同心円上にそれぞれ３個以上形成されていることを特徴とする請求項５記載の配線基板。
【請求項８】
前記第１独立突起部および前記第２独立突起部の少なくとも一方が複数の同心円上にそれぞれ３個以上形成されていることを特徴とする請求項６記載の配線基板。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の配線基板の前記第１の面側に電子部品が搭載されており、前記絶縁基板の前記基板貫通孔に通されたねじの頭部で前記第１金属板を押さえて実装基板に固定されていることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板およびそれを用いた電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体素子を搭載したパワーモジュール用基板やスイッチングモジュール用基板等の配線基板をヒートシンクなどの実装基板に接合した電子装置が多く用いられるようになってきている。このような半導体素子は大きな電流を流すことができるが、発生した熱が半導体素子を劣化させる場合がある。このため、半導体素子を搭載する配線基板として、電気絶縁性と熱伝導性に優れた窒化アルミニウムや窒化珪素等からなるセラミック絶縁基板を用い、その両面に銅やアルミニウム等の金属板を接合したセラミック配線基板が用いられている。
【０００３】
従来の電子装置における配線基板と実装基板との接合は、配線基板の裏面に位置する金属板と実装基板間をろう材で接合することで行なわれており、最近では、さらに接合の信頼性を高めるために、配線基板に貫通孔を形成し、この貫通孔を利用してねじで固定する方法が用いられるようになってきている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
また、ＩＧＢＴなどの半導体素子が発生する熱を半導体素子が載置される配線基板から実装基板へ確実に伝達させるために、あらかじめ配線基板の実装基板側が凸状となるようにしておき、配線基板と実装基板とを固定した際に両者の界面を確実に接触させるという方法も用いられている（例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2003−197824号公報
【特許文献２】特開平10−247763号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の配線基板は、図17（ａ）および（ｂ）にそれぞれ断面図で示す例のように、絶縁基板12の外周部にねじ止め用の貫通孔12ａを形成しておき、絶縁基板12を実装基板16上に載置させるとともに絶縁基板12の上面側より貫通孔12ａ内にねじ15を挿入し、そのねじ15の先端を実装基板16に設けたねじ溝（図示せず）に螺着させることによって実装基板16上に固定されるようになっている。
【０００７】
しかしながら、この従来の固定方法により配線基板11と実装基板16とを固定しようとした場合は、配線基板11を実装基板16に押し付けて配線基板11を平坦になるようにねじ15を締め付ける力が働き、配線基板11の貫通孔12ａの周辺に大きな力が加わることから、配線基板11にクラックが入ったり、配線基板11に割れが生じたりするという問題が発生していた。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、実装基板にねじで固定される配線基板のクラックの発生を防止して、長期信頼性を向上させた配線基板およびそれを用いた電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の配線基板は、電子部品が搭載される側の第１の面、実装基板に対向する側の第２の面および前記第１の面から前記第２の面へ貫通したねじを通すための基板貫通孔を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記第１の面に設けられた、前記基板貫通孔に対応した第１貫通孔を有し該第１貫通孔の中心に対して同心円状に第１突起部が形成されている第１金属板と、前記絶縁基板の前記第２の面に設けられた、前記基板貫通孔に対応した第２貫通孔を有する第２金属板とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記第２金属板に前記基板貫通孔の中心に対して同心円状に第２突起部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記第１突起部が複数の同心円状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記第１突起部および前記第２突起部の少なくとも一方が複数の同心円状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の配線基板は、電子部品が搭載される側の第１の面、実装基板に対向する側の第２の面および前記第１の面から前記第２の面へ貫通したねじを通すための基板貫通孔を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記第１の面に設けられた、前記基板貫通孔に対応した第１貫通孔を有し該第１貫通孔の中心に対して同心円上に３個以上の第１独立突起部が形成されている第１金属板と、前記絶縁基板の前記第２の面に設けられた、前記基板貫通孔に対応した第２貫通孔を有する第２金属板とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記第２金属板に前記第２貫通孔の中心に対して同心円上に３個以上の第２独立突起部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記第１独立突起部が複数の同心円上にそれぞれ３個以上形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記第１独立突起部および前記第２独立突起部の少なくとも一方が複数の同心円上にそれぞれ３個以上形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の電子装置は、本発明の配線基板の前記第１の面側に電子部品が搭載されており、前記絶縁基板の前記基板貫通孔に通されたねじの頭部で前記第１金属板を押さえて実装基板に固定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の配線基板によれば、電子部品が搭載される側の第１の面、実装基板に対向する側の第２の面および第１の面から第２の面へ貫通したねじを通すための基板貫通孔を有する絶縁基板と、この絶縁基板の第１の面に設けられた、基板貫通孔に対応した第１貫通孔を有しこの第１貫通孔の中心に対して同心円状に第１突起部が形成されている第１金属板と、絶縁基板の第２の面に設けられた、基板貫通孔に対応した第２貫通孔を有する第２金属板とを備えたことから、配線基板を実装基板に固定するために絶縁基板の上面側から第１貫通孔，基板貫通孔および第２貫通孔内にねじを挿入し、そのねじの先端を実装基板に設けたねじ溝に螺着させる際に、ねじを締め付ける力はねじの頭部が第１突起部を押しつぶすように働き、押しつぶされた第１突起部とねじの頭部とが確実にかみ合うことから、実装基板に配線基板を確実に固定しながらも絶縁基板を完全に平坦にすることはないので、ねじによって配線基板を実装基板に固定するときに配線基板にクラックが発生するのを有効に防止して、長期信頼性を向上させた配線基板とすることができる。
【００１９】
また、本発明の配線基板によれば、上記構成において、第２金属板に基板貫通孔の中心に対して同心円状に第２突起部が形成されているときには、配線基板を実装基板に固定するために絶縁基板の上面側より第１貫通孔，基板貫通孔および第２貫通孔内にねじを挿入し、そのねじの先端を実装基板に設けたねじ溝に螺着させる際に、ねじを締め付ける力はねじの頭部が第１突起部を押しつぶすように働くとともに、実装基板が第２突起部を押しつぶすように働き、押しつぶされた第１突起部とねじの頭部とおよび第２突起部と実装基板とがより確実にかみ合うことから、実装基板に配線基板を確実に固定し、かつ絶縁基板を完全に平坦にすることはないので、ねじにより配線基板を実装基板に固定するときに配線基板にクラックが発生するのをより有効に防止して、長期信頼性を向上させた配線基板とすることができる。
【００２０】
また、本発明の配線基板によれば、上記構成において、第１突起部が複数の同心円状に形成されているときには、複数の第１起部の各々がねじの頭部とかみ合うことになることから、実装基板に配線基板をより確実に固定することができる。
【００２１】
また、本発明の配線基板によれば、上記構成において、第１突起部および第２突起部の少なくとも一方が複数の同心円状に形成されているときには、複数の第１突起部および複数の第２突起部の各々がねじの頭部や実装基板とかみ合うことになることから、実装基板に配線基板をより確実に固定することができる。
【００２２】
また、本発明の配線基板によれば、電子部品が搭載される側の第１の面、実装基板に対向する側の第２の面および第１の面から第２の面へ貫通したねじを通すための基板貫通孔を有する絶縁基板と、この絶縁基板の第１の面に設けられた、基板貫通孔に対応した第１貫通孔を有し第１貫通孔の中心に対して同心円上に３個以上の第１独立突起部が形成されている第１金属板と、絶縁基板の第２の面に設けられた、基板貫通孔に対応した第２貫通孔を有する第２金属板とを備えたことから、配線基板を実装基板に固定するために絶縁基板の上面側より第１貫通孔，基板貫通孔および第２貫通孔内にねじを挿入し、そのねじの先端を実装基板に設けたねじ溝に螺着させる際に、ねじを締め付ける力はねじの頭部が第１独立突起部を押しつぶすように働き、第１独立突起部は各々の第１独立突起部が個別にねじの頭部により押しつぶされることから容易に押しつぶされて第１独立突起部とねじの頭部とが確実にかみ合うとともに、第１独立突起部が同心円上に３個以上形成されていることから、ねじの頭部が３個以上の第１独立突起部を押しつぶしてかみ合う際に、ねじの頭部と３個以上の第１独立突起部との間には仮想平面が形成されることとなる。このことから、ねじ締めの力が配線基板に確実に伝わり、実装基板に配線基板を確実に固定し、かつ絶縁基板を完全に平坦にすることはないので、ねじにより配線基板を実装基板に固定する時に配線基板にクラックが発生することを有効に防止して、長期信頼性を向上させた配線基板とすることができる。
【００２３】
また、本発明の配線基板によれば、上記構成において、第２金属板に第２貫通孔の中心に対して同心円上に３個以上の第２独立突起部が形成されていることから、配線基板を実装基板に固定するために絶縁基板の上面側から第１貫通孔，基板貫通孔および第２貫通孔内にねじを挿入し、そのねじの先端を実装基板に設けたねじ溝に螺着させる際に、ねじを締め付ける力はねじの頭部が第１独立突起部を押しつぶすように働くとともに、実装基板が第２独立突起部を押しつぶすように働き、押しつぶされた第１独立突起部とねじの頭部とが、および第２独立突起部と実装基板とがより確実にかみ合うことから、実装基板に配線基板を確実に固定し、かつ絶縁基板を完全に平坦にすることはないので、ねじによって配線基板を実装基板に固定する時に配線基板にクラックが発生することをより有効に防止して、長期信頼性を向上させた配線基板とすることができる。
【００２４】
また、本発明の配線基板によれば、上記構成において、第１独立突起部が複数の同心円上にそれぞれ３個以上形成されているときには、複数の同心円上の３個以上の第１独立突起部の各々がねじの頭部とかみ合い、ねじの頭部と３個以上の第１独立突起部との間で仮想平面が形成され、実装基板に配線基板をより確実に固定することができる。
【００２５】
また、本発明の配線基板によれば、上記構成において、第１独立突起部および第２独立突起部の少なくとも一方が複数の同心円上にそれぞれ３個以上形成されているときには、複数の第１独立突起部および複数の第２独立突起部の各々がねじの頭部や実装基板とかみ合うことになることから、実装基板に配線基板をより確実に固定することができる。
【００２６】
また、本発明の電子装置によれば、本発明の配線基板の第１の面側に電子部品が搭載されており、絶縁基板の基板貫通孔に通されたねじの頭部で第１金属板を押さえて実装基板に固定されていることから、ねじによって配線基板を実装基板に固定する際に、配線基板にクラックが発生することを有効に防止して、長期信頼性を向上させた電子装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ部の一例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の一例を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ図２（ｂ）のＢ部を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）は図１のＡ部の他の例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の他の例を示す断面図である。
【図５】（ａ）は図１のＡ部の他の例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の他の例を示す断面図である。
【図６】（ａ）は図１のＡ部の他の例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の他の例を示す断面図である。
【図７】（ａ）は図１のＡ部の他の例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の他の例を示す断面図である。
【図８】（ａ）は図１のＡ部の他の例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の他の例を示す断面図である。
【図９】（ａ）は図１のＡ部の一例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の一例を示す断面図である。
【図１０】（ａ）は図１のＡ部の他の例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の他の例を示す断面図である。
【図１１】（ａ）は図１のＡ部の他の例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の他の例を示す断面図である。
【図１２】（ａ）は図１のＡ部の他の例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の他の例を示す断面図である。
【図１３】本発明の電子装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図１４】図13のＣ部の一例を示す要部拡大断面図である。
【図１５】図13のＣ部の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図１６】図13のＣ部の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図１７】（ａ）は従来の電子装置とするために配線基板を実装基板にねじ締めしている途中工程の実施の形態の例を示す断面図であり、（ｂ）は従来の電子装置の実施の形態の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の配線基板および電子装置について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。図２（ａ）は図１のＡ部の一例を示す要部拡大平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の一例を示す断面図である。図３（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ図２（ｂ）のＢ部を拡大して示す要部拡大断面図である。図４〜図８は、それぞれ（ａ）は図１のＡ部の他の例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の他の例を示す断面図である。
【００２９】
図１および図２において、１は配線基板、２は絶縁基板、２Ａは絶縁基板の電子部品搭載側である第１の面、２Ｂは絶縁基板の実装基板６側である第２の面、３は第１金属板、４は第２金属板である。図１および図２は、基板貫通孔２ａが設けられた絶縁基板２の第１の面２Ａおよび第２の面２Ｂに、それぞれ基板貫通孔２ａに対応した第１貫通孔３ａと第１突起部３ｂとが形成された第１金属板３および第２貫通孔４ａが形成された第２金属板４が接合された状態を示している。
【００３０】
図３（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ第１突起部の断面形状の種々の形状を例示している。図４（ａ）および（ｂ）は、第２金属板４にも第２突起部４ｂが形成された例を示している。図５（ａ）および（ｂ）は、第１突起部３ｂが複数形成された例を示しており、図６（ａ）および（ｂ）は、第２金属板４にも複数の第２突起部４ｂが形成された例を示している。図７（ａ）および（ｂ）は、環状に形成された第１突起部３ｂが一部分断された状態の例を示しており、図８（ａ）および（ｂ）は、環状に形成された第１突起部３ｂが一部分断された状態で複数形成された例を示している。図９（ａ）は図１のＡ部の一例を示す要部拡大平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の一例を示す断面図である。図10〜図12は、それぞれ（ａ）は図１のＡ部の他の例を示す要部拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面の他の例を示す断面図である。図９において、３ｃは第１独立突起部である。図10（ａ）および（ｂ）は、第２金属板４にも複数の第２独立突起部４ｃが形成された例を示しており、図11（ａ）および（ｂ）は、第１独立突起部３ｃが複数の同心円上に形成された例を示しており、図12（ａ）および（ｂ）は、第１独立突起部３ｃが複数の同心円上に形成されるとともに第２金属板４にも第２独立突起部４ｃが形成された例を示している。
【００３１】
図13は本発明の電子装置の実施の形態の一例を示す断面図である。図14は図13のＣ部の一例を示す要部拡大断面図である。図15および図16は、それぞれ図13のＣ部の他の例を示す要部拡大断面図である。図13において５はねじ、６は実装基板である。図13および図14は配線基板１を実装基板６にねじ５で固定した電子装置を示しており、ねじ５の頭部で第１突起部３ｂが押しつぶされて、ねじ５の頭部と第１突起部３ｂとがかみ合っている状態を示している。図15は第２突起部４ｂも実装基板６とかみ合っている例を、図16は複数の第１突起部３ｂと第２突起部４ｂとが形成されている場合の例を示している。
【００３２】
本発明の配線基板１は、図１に示す例のように、電子部品が搭載される側の第１の面２Ａ、実装基板６に対向する側の第２の面２Ｂおよび第１の面２Ａから第２の面２Ｂへ貫通したねじ５を通すための基板貫通孔２ａを有する絶縁基板２と、この絶縁基板２の第１の面２Ａに設けられた、基板貫通孔２ａに対応した第１貫通孔３ａを有しこの第１貫通孔３ａの中心に対して同心円状に第１突起部３ｂが形成されている第１金属板３と、絶縁基板２の第２の面２Ｂに設けられた、基板貫通孔２ａに対応した第２貫通孔４ａを有する第２金属板４とを備えたことを特徴とするものである。このような構成としたことから、配線基板１を実装基板６に固定するために絶縁基板２の上面側から第１貫通孔３ａ，基板貫通孔４ａおよび第２貫通孔２ａ内にねじ５を挿入し、そのねじ５の先端を実装基板６に設けたねじ溝に螺着させる際に、ねじ５を締め付ける力はねじ５の頭部が第１突起部３ｂを押しつぶすように働き、押しつぶされた第１突起部３ｂとねじ５の頭部とが確実にかみ合うことから、実装基板６に配線基板１を確実に固定し、かつ絶縁基板２を完全に平坦にすることはないので、ねじ５により配線基板１を実装基板６に固定する時に配線基板１にクラックが発生するのを有効に防止して、長期信頼性を向上させた配線基板１とすることができる。
【００３３】
また、本発明の配線基板１は、上記構成において、図４（ａ）および（ｂ）に示す例のように、第２金属板４に基板貫通孔２ａの中心に対して同心円状に第２突起部４ｂが形成されていることが好ましい。このような構成としたときには、配線基板１を実装基板６に固定するために絶縁基板２の上面側より第１貫通孔３ａ、基板貫通孔２ａならびに第２貫通孔４ａ内にねじ５を挿入し、そのねじ５の先端を実装基板６に設けたねじ溝に螺着させる際に、ねじ５を締め付ける力はねじ５の頭部が第１突起部３ｂを押しつぶすように働くとともに、実装基板６が第２突起部４ｂを押しつぶすように働き、押しつぶされた第１突起部３ｂとねじ５の頭部とおよび第２突起部４ｂと実装基板６とがより確実にかみ合うことから、実装基板６に配線基板１を確実に固定し、かつ絶縁基板２を完全に平坦にすることはないので、ねじ５により配線基板１を実装基板６に固定する時に配線基板１にクラックが発生するのをより有効に防止して、長期信頼性を向上させた配線基板１とすることができる。
【００３４】
また、本発明の配線基板１は、上記構成において、図５（ａ）および（ｂ）に示す例のように、第１突起部３ｂが複数の同心円状に形成されていることが好ましい。このような構成としたときには、複数の第１突起部の各々がねじ５の頭部とかみ合うことになることから、実装基板６に配線基板１をより確実に固定することができる。
【００３５】
また、本発明の配線基板１は、上記構成において、図６（ａ）および（ｂ）に示す例のように、第１突起部３ｂおよび第２突起部４ｂの少なくとも一方が複数の同心円状に形成されていることが好ましい。このような構成としたときには、複数の第１突起部３ｂおよび複数の第２突起部４ｂの各々がねじ５の頭部や実装基板６とかみ合うことになることから、実装基板６に配線基板１をより確実に固定することができる。
【００３６】
また、本発明の配線基板１は、図９（ａ）および（ｂ）に示す例のように、電子部品が搭載される側の第１の面２Ａ、実装基板６に対向する側の第２の面２Ｂおよび第１の面２Ａから第２の面２Ｂへ貫通したねじ５を通すための基板貫通孔２ａを有する絶縁基板２と、この絶縁基板２の第１の面２Ａに設けられた、基板貫通孔２ａに対応した第１貫通孔３ａを有し第１貫通孔３ａの中心に対して同心円上に３個以上の第１独立突起部３ｃが形成されている第１金属板３と、絶縁基板２の第２の面２Ｂに設けられた、基板貫通孔２ａに対応した第２貫通孔４ａを有する第２金属板４とを備えたことを特徴とするものである。このような構成としたことから、配線基板１を実装基板６に固定するために絶縁基板２の上面側から第１貫通孔３ａ，基板貫通孔２ａおよび第２貫通孔４ａ内にねじ５を挿入し、そのねじ５の先端を実装基板６に設けたねじ溝に螺着させる際に、ねじ５を締め付ける力はねじ５の頭部が第１独立突起部３ｃを押しつぶすように働き、第１独立突起部３ｃは各々の第１独立突起部３ｃが個別にねじ５の頭部によって押しつぶされることから容易に押しつぶされて第１独立突起部３ｃとねじ５の頭部とが確実にかみ合うとともに、第１独立突起部３ｃが同心円上に３個以上形成されていることから、ねじ５の頭部が３個以上の第１独立突起部３ｃを押しつぶしてかみ合う際に、ねじ５の頭部と３個以上の第１独立突起部３ｃとの間には仮想平面が形成されることとなる。このことから、ねじ締めの力が配線基板１に確実に伝わり、実装基板６に配線基板１を確実に固定し、かつ絶縁基板２を完全に平坦にすることはないので、ねじ５により配線基板１を実装基板６に固定する時に配線基板１にクラックが発生することを有効に防止して、長期信頼性を向上させた配線基板１とすることができる。
【００３７】
また、本発明の配線基板１は、上記構成において、図10（ａ）および（ｂ）に示す例のように、第２金属板４に第２貫通孔４ａの中心に対して同心円上に３個以上の第２独立突起部４ｃが形成されていることが好ましい。このような構成としたときには、配線基板１を実装基板６に固定するために絶縁基板２の上面側から第１貫通孔３ａ，基板貫通孔２ａおよび第２貫通孔４ａ内にねじ５を挿入し、そのねじ５の先端を実装基板６に設けたねじ溝に螺着させる際に、ねじ５を締め付ける力はねじ５の頭部が第１独立突起部３ｃを押しつぶすように働くとともに、実装基板６が第２独立突起部４ｃを押しつぶすように働き、押しつぶされた第１独立突起部３ｃとねじ５の頭部とが、および第２独立突起部４ｃと実装基板６とがより確実にかみ合うことから、実装基板６に配線基板１を確実に固定し、かつ絶縁基板２を完全に平坦にすることはないので、ねじ５によって配線基板１を実装基板６に固定する時に配線基板１にクラックが発生することをより有効に防止して、長期信頼性を向上させた配線基板１とすることができる。
【００３８】
また、本発明の配線基板１は、上記構成において、図11（ａ）および（ｂ）に示す例のように、第１独立突起部３ｃが複数の同心円上にそれぞれ３個以上形成されていることが好ましい。このような構成としたときには、複数の同心円上の３個以上の第１独立突起部の各々がねじの頭部とかみ合い、ねじ５の頭部と３個以上の第１独立突起部との間で仮想平面が形成されることから、実装基板６に配線基板１をより確実に固定することができる。
【００３９】
また、本発明の配線基板１は、上記構成において、図12（ａ）および（ｂ）に示す例のように、第１独立突起部３ｃおよび第２独立突起部４ｃの少なくとも一方が複数の同心円上にそれぞれ３個以上形成されていることが好ましい。このような構成としたときには、複数の第１独立突起部３ｃおよび複数の第２独立突起部４ｃの各々がねじ５の頭部や実装基板６とかみ合うことになることから、実装基板６に配線基板１をより確実に固定することができる。
【００４０】
また、本発明の電子装置は、図13に示す例のように、本発明の配線基板１の第１の面２Ａ側に電子部品が搭載されており、絶縁基板２の基板貫通孔２ａに通されたねじ５の頭部で第１金属板３を押さえて実装基板６に固定されていることを特徴とする。このような構成としたことから、ねじ５によって配線基板１を実装基板６に固定する際に、配線基板１にクラックが発生することを有効に防止して、長期信頼性を向上させた電子装置とすることができる。
【００４１】
配線基板１は、絶縁基板２と第１金属板３と第２金属層４とを有するものである。絶縁基板２は電子部品が搭載される側の第１の面２Ａ側に第１金属板３が、実装基板６に対向する側の第２の面２Ｂ側に第２金属層４がそれぞれ接着材により接着されている。なお、第１金属板３，絶縁基板２および第２金属層４にはそれぞれ連通するように第１貫通孔３ａ、基板貫通孔２ａ、第２貫通孔４ａが形成されている。第１貫通孔３ａ，基板貫通孔２ａおよび第２貫通孔４ａは配線基板１を実装基板６に固定するためのねじ５を挿通する挿通孔となるものであり、実装基板６上に載置された配線基板１を第１貫通孔３ａ，基板貫通孔２ａおよび第２貫通孔４ａを挿通させたねじ５で実装基板６に設けられたねじ溝に螺着させてねじ締めし固定することによって電子装置となる。
【００４２】
絶縁基板２は、略四角形状であり、第１の金属板３および第２の金属板４を支持する支持部材として機能する。絶縁基板２は電気絶縁材料からなり、例えば、酸化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，窒化珪素質焼結体等のセラミックスからなる。これらの中では熱伝導性（放熱性）の点からは炭化珪素質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，窒化珪素質焼結体が好ましく、強度の点からは窒化珪素質焼結体が好ましい。厚みは、薄い方が熱伝導性の点ではよいが、配線基板１の大きさや用いる材料の熱伝導率や強度に応じて選択すればよく、0.3ｍｍ〜３ｍｍ程度である。絶縁基板２が例えば、窒化珪素質焼結体から成る場合は、窒化珪素，酸化アルミニウム，酸化マグネシウム，酸化イットリウム等の原料粉末に適当な有機バインダ，可塑剤，溶剤を添加混合して得た泥漿物にドクターブレード法やカレンダーロール法を採用することによってセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を形成し、次にこのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施して所定形状にするとともに、必要に応じて複数枚を積層して成形体とし、しかる後、これを窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気にて1600〜2000℃の温度で焼成することによって製作される。
【００４３】
絶縁基板２のねじ５を通すための基板貫通孔２ａの径は、用いるねじ５の軸径よりも大きく、ねじ５の頭部の径よりも小さく製作される。その平面視の形状は、特に制限はなく、三角形や四角形またはそれ以上の多角形、あるいは円形や楕円形でもよい。基板貫通孔２を起点としたクラックの発生を防止するためには応力の集中しにくい形状が好ましい。例えば、応力の集中しにくい角の角度が直角より大きくなる六角形以上の多角形が好ましく、より好ましくは応力の集中しにくい角部を有さない楕円形や円形がよく、曲率半径が一定で応力の集中しやすい部分のない円形が最適である。
【００４４】
絶縁基板２の基板貫通孔２ａは、絶縁基板２を作製する際にセラミックグリーンシートに打ち抜き加工やレーザー加工等によって貫通孔を形成しておき、焼成することによって形成してもよいし、基板貫通孔２ａを有さない絶縁基板２を作製した後、例えば、二酸化炭素レーザーを用いたレーザー加工や研削加工等の機械加工によって形成してもよい。絶縁基板２を作製する際に複数のセラミックグリーンシートを積層して作製する場合は、貫通孔を形成したセラミックグリーンシートを位置合わせして積層してもよいし、複数のセラミックグリーンシートを積層した成形体を貫通するような貫通孔を金型等の打ち抜き加工法を用いて形成してもよい。積層位置ずれにより基板貫通孔２ａの縦断面において角部が形成されると、そこに応力が集中しやすくなるので、成形体に貫通孔を形成する方が好ましい。また、同様の理由で、基板貫通孔２ａを有さない絶縁基板２を作製した後に基板貫通孔２ａを形成するのが好ましく、この場合は焼成収縮ばらつきによる基板貫通孔２ａの絶縁基板２内での位置ずれもないのでより好ましい。
【００４５】
絶縁基板２の基板貫通孔２ａの配置（数および位置）は、配線基板１の大きさや第１金属板３の配線パターン形状等により適宜設定すればよいが、四角形の配線基板１であれば少なくとも４隅に設けられる。
【００４６】
第１金属板３および第２金属板４は、銅やアルミニウム等の金属から成り、例えば銅のインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等の機械的加工やエッチング等の化学的加工のような従来周知の金属加工法を施すことによって、例えば厚さが0.05〜１ｍｍの平板状で、所定パターンに形成される。このとき、第１金属板３および第２金属板４の形状は、配線基板１の配線パターン形状に形成してもよいし、後述するように第１金属板３および第２金属板４を絶縁基板２に接合した後にエッチングで配線パターン形状に加工する場合は、絶縁基板２と同程度の大きさおよび形状に形成すればよい。
【００４７】
第１突起部３ｂおよび第２突起部４ｂは、前述の第１金属板３および第２金属板４を形成する金属板の所定の位置にあらかじめプレス加工等の金属加工を施すことによって形成しておいてもよいし、第１金属板３および第２金属板４に後付けで接着することによって形成してもよい。後付けによって第１突起部３ｂおよび第２突起部４ｂを形成する場合は、まず第１突起部３ｂおよび第２突起部４ｂとなる突起部を銅やアルミニウム等のヤング率の低い（150ＧＰａ以下）金属から、例えば銅のインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法、プレス加工法等の機械的加工やエッチング等の化学的加工のような従来周知の金属加工法を施すことによって、所定の径で厚さが0.2〜１ｍｍ、幅が0.5〜２ｍｍの円環状に製作し、この突起部を例えば鉛・錫共晶はんだや金・錫合金はんだ等のろう材を介して第１金属板３および第２金属板４に接着することによって形成される。また、第１突起部３ｂおよび第２突起部４ｂの断面形状は、図３（ａ）〜（ｆ）に例示されるような形状が用いられる。より好適には、図３（ａ）〜（ｅ）に示す例のように、突起部の底面から頂面に行くにつれて暫時細くなるような形状が用いられる。そして、最適には、ねじ５の頭部とのかみ合いが確実となることから、図３（ａ），（ｃ）および（ｄ）に示す例のように、頂面がドーム状になっているものが用いられる。なお、第１突起部３ｂおよび第２突起部４ｂは、図２（ａ）および（ｂ）に示されるような平面視円環状に限定されるものではなく、図７（ａ）および（ｂ）ならびに図８（ａ）および（ｂ）に示されるように円環状の一部が分断された形状としてもよい。
【００４８】
第１独立突起部３ｃおよび第２独立突起部４ｃは、前述の第１突起部３ｂおよび第２突起部４ｂと同様に、第１金属板３および第２金属板４を形成する金属板の所定の位置にあらかじめプレス加工等の金属加工を施すことによって形成しておいてもよいし、第１金属板３および第２金属板４に後付けで接着することによって形成してもよい。後付けによって第１独立突起部３ｃおよび第２独立突起部４ｃを形成する場合は、まず第１独立突起部３ｂおよび第２独立突起部４ｂとなる独立突起部を銅やアルミニウム等のヤング率の低い（150ＧＰａ以下）金属から、例えば銅のインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法、プレス加工法等の機械的加工やエッチング等の化学的加工のような従来周知の金属加工法を施すことによって、例えば図９（ａ）および（ｂ）に示されるように、高さが0.2〜１ｍｍ、径が１〜３ｍｍのドーム状に製作し、この独立突起部を例えば鉛・錫共晶はんだや金・錫合金はんだ等のろう材を介して第１金属板３および第２金属板４に接着することによって形成される。第１独立突起部３ｃおよび第２独立突起部４ｃの平面視形状は円形に限定されるものではなく、三角形や四角形、多角形状や楕円形状でもよいが、ねじ５の頭部によるねじ締め力を第１金属板３および第２金属板４に均等に伝達するという効果があることから、円形が好適に用いられる。第１突起部３ｂおよび第２突起部４ｂの断面形状は、例えば図３の（ａ）〜（ｆ）に例示されるような形状が用いられる。より好適には、図３（ａ）〜（ｅ）に示す例のように、突起部の底面から頂面に行くにつれて暫時細くなるような形状が用いられる。そして、最適には、ねじ５の頭部とのかみ合いが確実となることから、図３（ａ），（ｃ）および（ｄ）に示す例のように、頂面がドーム状になっているものが用いられる。第１独立突起部３ｃおよび第２独立突起部４ｃの同心円上での配置は、例えば独立突起部が３個の場合は同心円を略３等分する位置にそれぞれ配置するのがよく、それ以上の個数の場合はそれぞれの個数に応じて略等分された位置に配置するのがねじ締めの力を均等に金属板に伝えることができて良好である。例えば５個の場合に３個が略３等分された位置に配置されていて、残りの２個がその３個の間に配置されていてもかまわない。
【００４９】
また、第１金属板３および第２金属板４は、その表面にニッケルから成る良導電性で、かつ耐蝕性およびろう材との濡れ性が良好な金属をめっき法により被着させておくと、第１金属板３に半導体素子等の電子部品を半田を介して強固に接着させることができるとともに、第２金属板４と外部電気回路との電気的接続を良好なものとすることができる。この場合は、内部に燐を８〜15質量％含有させてニッケル−燐のアモルファス合金としておくと、ニッケルから成るめっき層の表面酸化を良好に防止してろう材との濡れ性等を長く維持することができるので好ましい。ニッケルに対する燐の含有量が８質量％未満となると、あるいは15質量％を超えると、ニッケル−燐のアモルファス合金を形成するのが困難となってめっき層に半田を強固に接着させることが困難となりやすい。このニッケルから成るめっき層は、その厚みが1.5μｍ未満の場合には、第１金属板３および第２金属板４の表面を完全に被覆することができず、第１金属板３および第２金属板４の酸化腐蝕を有効に防止することができなくなる傾向がある。また、３μｍを超えると、特に絶縁基板２の厚さが700μｍ以下の薄いものになった場合には、めっき層の内部に内在する内在応力が大きくなって絶縁基板２に反りや割れ等が発生しやすくなってしまう。
【００５０】
第１金属板３および第２金属板４が銅から成り、絶縁基板２との接合を活性金属ろう材を用いて行なう場合は、これを無酸素銅で形成しておくことが好ましい。無酸素銅は活性金属ろう材を介して絶縁基板２に取着する際に銅の表面が銅中に存在する酸素により酸化されることなく活性金属ろう材との濡れ性が良好となるので、第１金属板３および第２金属板４の絶縁基板２への活性金属ろう材を介しての接合が強固となる。
【００５１】
絶縁基板２と第１金属板３および第２金属板４との接合は、活性金属ろう材を用いて絶縁基板２上に直接接合してもよいし、絶縁基板２上にメタライズ層を形成しておき、その上にろう材を用いて接合してもよいし、あるいはセラミックスと銅板とを直接接合させる、いわゆるＤＢＣ（Direct Bond Copper）法を用いてもよい。
【００５２】
第１金属板３および第２金属板４が銅から成り、活性金属ろう材を用いて絶縁基板２上に直接接合する場合は、例えば、絶縁基板２の第１の面２Ａおよび第２の面２Ｂにそれぞれ活性金属ろう材ペーストをスクリーン印刷法を用いて、例えば30〜50μｍの厚さで所定パターンに印刷塗布するとともに、第１の面２Ａおよび第２の面２Ｂ上に所定パターンに印刷塗布された活性金属ろう材ペーストをそれぞれ第１金属板３および第２金属板４で挟んで載置した後、金属板に５〜10ｋＰａの荷重をかけながら真空中または水素ガス雰囲気や水素・窒素ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気中で780℃〜900℃、10〜120分間加熱し、金属ろう材ペーストの有機溶剤や溶媒・分散剤を気体に変えて発散させるとともに活性金属ろう材を溶融させることによって行なわれる。活性金属ろう材ペーストは、銀および銅粉末，銀−銅合金粉末，またはこれらの混合粉末から成る銀ろう材（例えば、銀：72質量％−銅：28質量％）粉末に対してチタン，ハフニウム，ジルコニウムまたはその水素化物等の活性金属を２〜５質量％加えて成る活性金属ろう材粉末と、適当な有機溶剤・溶媒とを添加混合し、混練することによって製作される。
【００５３】
第１金属板３および第２金属板４がアルミニウムから成る場合は、銀ろう材に換えてアルミニウムろう材（例えば、アルミニウム：88質量％−シリコン：12質量％）を用い、約600℃で加熱する。
【００５４】
第１金属板３および第２金属板４が銅から成り、絶縁基板２上に形成したメタライズ層上にろう材を用いて接合する場合は、活性金属ろう材ペーストに換えて金属ろう材ペーストを用いて同様に行なえばよい。金属ろう材ペーストは、活性金属を含まない上記銀ろう材を用いればよい。絶縁基板２上のメタライズ層は、絶縁基板２を作製する際にセラミックグリーンシート上にメタライズペーストを所定パターン形状に印刷塗布しておき、焼成することによって形成してもよいし、絶縁基板２を作製した後、絶縁基板２上にメタライズペーストを所定パターン形状に印刷塗布しておき、焼き付けることによって形成してもよい。メタライズペーストは、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ）またはこれらの混合粉末から成る金属粉末と、適当な有機溶剤・溶媒とを添加混合し、混練することによって製作される。また、第１金属板３および第２金属板４がアルミニウムから成る場合は、銀ろう材に換えてアルミニウムろう材（例えば、アルミニウム：88質量％−シリコン：12質量％）を用い、約600℃で加熱する。
【００５５】
銅からなる第１金属板３および第２金属板４を絶縁基板２に接合した後にエッチングで配線パターン形状に加工する場合は、絶縁基板２上に接合された第１金属板３および第２金属板４の表面にエッチングレジストインクをスクリーン印刷法等の技術を採用して配線パターン形状に印刷塗布してレジスト膜を形成した後、塩化第２鉄，塩化第２銅溶液等のエッチング液に浸漬したり、エッチング液を吹き付けたりして第１金属板３および第２金属板４の配線パターン以外の部分を除去し、レジスト膜を除去すればよい。
【００５６】
上記のようにして作製した配線基板１に電子部品を搭載し、電気的に接続することで電子装置となる。電子部品としては、トランジスタ，ＣＰＵ（Central Processing Unit）用のＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit），ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor - Field Effect Transistor）等の半導体素子が挙げられる。電子部品は、半田やＡｕ−Ｓｉ合金等の金属接合材あるいは導電性樹脂で固定されて配線基板１に搭載され、ワイヤボンディング等の接続手段により電気的に接続される。
【００５７】
本発明の配線基板１をヒートシンク等の実装基板６に固定するためのねじ５としては、第１金属板３および第２金属板４を押えるための頭部を有するねじ５であれば特に制限はない。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・配線基板
２・・・絶縁基板
２Ａ・・第１の面
２Ｂ・・第２の面
２ａ・・基板貫通孔
３・・・第１金属板
３ａ・・第１貫通孔
３ｂ・・第１突起部
３ｃ・・第１独立突起部
４・・・第２金属板
４ａ・・第２貫通孔
４ｂ・・第２突起部
４ｃ・・第２独立突起部
５・・・ねじ
６・・・実装基板
【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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【図１６】
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【図１７】
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