(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属回路板と、
前記金属回路板の下方に配置された金属製の熱拡散板と、
前記熱拡散板の下方に配置された金属製の放熱板と、
前記金属回路板と前記熱拡散板との間に配置され、上面が前記金属回路板の下面に接合され、下面が前記熱拡散板の上面に接合された第１の絶縁基板と、
前記熱拡散板と前記放熱板との間に配置され、上面が前記熱拡散板の下面に接合され、下面が前記放熱板の上面に接合された第２の絶縁基板とを含み、
前記熱拡散板に含有されている金属粒子の粒径は、該熱拡散板の上面および下面のそれぞれから、該熱拡散板の厚み方向の中央部に近づくに従って小さくなっており、
前記熱拡散板の平面視のサイズは、前記熱拡散板に接合されている前記第１の絶縁基板および前記第２の絶縁基板よりも小さく、前記熱拡散板の側面の全体に該熱拡散板の成分とろう材の成分とを含む合金層を有する回路基板。
【請求項２】
金属回路板と、
前記金属回路板の下方に配置され、上下方向に沿って並ぶ金属製の複数の熱拡散板と、
前記複数の熱拡散板の下方に配置された金属製の放熱板と、
前記金属回路板と前記複数の熱拡散板のうちの最も上方に配置されている熱拡散板との間に配置され、上面が前記金属回路板の下面に接合され、下面が前記最も上方に配置されている熱拡散板の上面に接合された第１の絶縁基板と、
前記複数の熱拡散板のうちの最も下方に配置されている熱拡散板と前記放熱板との間に配置され、上面が前記最も下方に配置されている熱拡散板の下面に接合され、下面が前記放熱板の上面に接合された第２の絶縁基板と、
上下方向に沿って隣り合って並ぶ一対の熱拡散板間に配置され、上面が前記一対の熱拡散板のうちの上側に配置されている熱拡散板の下面に接合され、下面が前記一対の熱拡散板のうちの下側に配置されている熱拡散板の上面に接合された第３の絶縁基板とを含み、
前記熱拡散板に含有されている金属粒子の粒径は、該熱拡散板の上面および下面のそれぞれから、該熱拡散板の厚み方向の中央部に近づくに従って小さくなっており、
前記熱拡散板の平面視のサイズは、前記熱拡散板に接合されている前記第１の絶縁基板、前記第２の絶縁基板および前記第３の絶縁基板よりも小さく、前記熱拡散板の側面の全体に該熱拡散板の成分とろう材の成分とを含む合金層を有する回路基板。
【請求項３】
前記金属回路板および前記放熱板に含有されている金属粒子の粒径は、前記熱拡散板に含有されている金属粒子の粒径よりも大きい請求項１または２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記金属回路板の下面と前記第１の絶縁基板の上面とが第１ろう材を介して互いに接合されているとともに、前記熱拡散板の上面と前記第１の絶縁基板の下面とが第２ろう材を介して互いに接合されており、
前記第１ろう材は、少なくとも該第１ろう材の外周部における熱膨張係数が、前記第２ろう材の熱膨張係数よりも大きい請求項１または請求項２に記載の回路基板。
【請求項５】
前記第１ろう材の外周部の少なくとも一部が、前記金属回路板の外周よりも外側に位置している請求項４に記載の回路基板。
【請求項６】
前記熱拡散板の下面と前記第２の絶縁基板の上面とが第３ろう材を介して互いに接合されているとともに、前記放熱板の上面と前記第２の絶縁基板の下面とが第４ろう材を介して互いに接合されており、
前記第４ろう材は、少なくとも該第４ろう材の外周部における熱膨張係数が、前記第３ろう材の熱膨張係数よりも大きい請求項１または請求項２に記載の回路基板。
【請求項７】
前記第４ろう材の外周部の少なくとも一部が、前記放熱板の外周よりも外側に位置している請求項６に記載の回路基板。
【請求項８】
前記金属回路板の下面と前記第１の絶縁基板の上面とが第１ろう材を介して互いに接合されているとともに、前記熱拡散板の上面と前記第１の絶縁基板の下面とが第２ろう材を介して互いに接合されており、
前記第１ろう材は、少なくとも該第１ろう材の外周部における熱膨張係数が、前記第２ろう材の熱膨張係数よりも大きく、
前記第１ろう材と前記第４ろう材とが互いに同じ組成であるとともに、平面透視において前記第１ろう材の外周部と前記第４ろう材の外周部とが互いに重なっていることを特徴とする請求項６に記載の回路基板。
【請求項９】
前記熱拡散板の側面に、該熱拡散板の厚み方向の溝を有する請求項１〜８のいずれかに記載の回路基板。
【請求項１０】
前記第２の絶縁基板は、平面視で、該第２の絶縁基板よりも上方に配置されている絶縁基板よりも大きく、
前記第２の絶縁基板の側面を外囲する筒状の枠体をさらに含む請求項１〜９のいずれかに記載の回路基板。
【請求項１１】
前記第１の絶縁基板には、厚み方向に貫通した貫通孔が形成され、
前記貫通孔内に設けられ、一端が前記金属回路板に電気的に接続され、他端が前記熱拡散板に電気的に接続される貫通導体をさらに含む請求項１〜１０のいずれかに記載の回路基板。
【請求項１２】
前記金属回路板、前記熱拡散板および前記放熱板は、それぞれ銅含有率が９９．９９質量％以上の純銅からなる請求項１〜１１のいずれかに記載の回路基板。
【請求項１３】
前記第１の絶縁基板および前記第２の絶縁基板は、窒化ケイ素質セラミックスからなる請求項１〜１２のいずれかに記載の回路基板。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の回路基板と、
該回路基板の前記金属回路板に搭載された電子部品とを含む電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路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】
従来から、大電流用の回路基板として、回路パターン状に形成されて、大電流が通電される金属回路板、セラミック材料から成る絶縁基板、金属回路板上に搭載されたパワーモジュール等の電子部品の熱を横方向に広げる手段として用いられる金属製の熱拡散板、セラミック材料から成る絶縁基板、および、放熱用に利用される金属製の放熱板を、この順序で積層して、これらをろう材を用いて互いに接合してなる回路基板が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８６７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような回路基板においては、絶縁基板間の熱伝導性を向上させるために、熱拡散板の厚みをより厚くすることが求められている。しかしながら、単に熱拡散板の厚みを厚くすると、熱履歴によって熱拡散板が伸縮（膨張・収縮）する際に絶縁基板に応力が加わり、絶縁基板に割れが生じる可能性が高くなる。【０００５】
例えば熱拡散板が収縮する場合、絶縁基板と熱拡散板との界面は、両者が接合されているため、熱拡散板の収縮による変形に絶縁基板が引っ張られる。この引っ張りのため、絶縁基板が熱拡散板の厚み方向の中央部に向かって反る可能性がある。このような絶縁基板の反りによる絶縁基板の割れを抑制することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの態様による回路基板は、金属回路板と、前記金属回路板の下方に配置された金属製の熱拡散板と、前記熱拡散板の下方に配置された金属製の放熱板と、前記金属回路板と前記熱拡散板との間に配置され、上面が前記金属回路板の下面に接合され、下面が前記熱拡散板の上面に接合された第１の絶縁基板と、前記熱拡散板と前記放熱板との間に配置され、上面が前記熱拡散板の下面に接合され、下面が前記放熱板の上面に接合された第２の絶縁基板とを含んでいる。前記熱拡散板に含有されている金属粒子の粒径は、該熱拡散板の上面および下面のそれぞれから、該熱拡散板の厚み方向の中央部に近づくに従って小さくなっている。前記熱拡散板の平面視のサイズは、前記熱拡散板に接合されている前記第１の絶縁基板および前記第２の絶縁基板よりも小さく、前記熱拡散板の側面の全体に該熱拡散板の成分とろう材の成分とを含む合金層を有する。
【０００７】
本発明の一つの態様による電子装置は、上述の回路基板と、該回路基板の前記金属回路板に搭載された電子部品とを含んでいる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一つの態様による回路基板によれば、熱拡散板に含有されている金属粒子の粒径が、その熱拡散板の上面からの距離が小さい領域、および、その熱拡散板の下面からの距離が小さい領域では、これらの領域間の領域と比べて、金属粒子の粒径が相対的に大きい。そのため、熱拡散板は上記の領域において相対的に変形が容易であり、この変形によって、絶縁基板と熱拡散板との熱膨張ミスマッチにより発生する応力を緩和することができる。【０００９】
また、熱拡散板の厚み方向の中央部よりも上側の部分において、その熱拡散板の上面からの距離が大きい領域、および、熱拡散板の厚み方向の中央部よりも下側の部分において、その熱拡散板の下面からの距離が大きい領域では、絶縁基板の上面および下面からの距離が小さい領域と比べて、金属粒子の粒径が相対的に小さい。金属粒子の粒径が相対的に小さい領域では、相対的に熱拡散板の剛性が高い。これにより、熱拡散板全体としては変形しにくい。【００１０】
したがって、熱履歴によって熱拡散板が伸縮する際に生じる熱拡散板の反りを抑制することができる。熱拡散板の反りが抑制されるので、絶縁基板および回路基板全体の反りも抑制され、絶縁基板への変形による応力を抑制することができる。その結果、所望の放熱性を確保しつつ、信頼性についても有利な回路基板を提供することができる。【００１１】
本発明の一つの態様による電子装置によれば、上述の回路基板を有することから、電子部品から発生する熱を効果的に放熱することができるとともに、信頼性の高い装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態における回路基板を備える電子装置を示す上面図である。
【図２】図１に示すＸ−Ｘ線における電子装置の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における回路基板を備える電子装置の変形例を示す断面図である。
【図４】図３に示す回路基板および電子装置を上から見たときの一例を示す上面図である。
【図５】図３に示す回路基板および電子装置を上から見たときの他の例を示す上面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における回路基板を備える電子装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における回路基板を備える電子装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態における回路基板を備える電子装置を示す断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態における回路基板を備える電子装置の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の第１の実施形態における回路基板１および電子装置１０について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における回路基板１を備える電子装置１０を示す上面図である。図２は、図１に示すＸ−Ｘ線における電子装置１０の断面図である。
【００１４】
回路基板１は、金属回路板２と、金属回路板２の下方に配置された金属製の熱拡散板３と、熱拡散板３の下方に配置された金属製の放熱板４と、金属回路板２と熱拡散板３との間に配置された絶縁基板５（第１の絶縁基板）と、熱拡散板３と放熱板４との間に配置された絶縁基板６（第２の絶縁基板）とを備えている。絶縁基板５は、その上面が金属回路板２の下面に接合され、その下面が熱拡散板３の上面に接合されている。また、絶縁基板６は、その上面が熱拡散板３の下面に接合され、その下面が放熱板４の上面に接合されている。
【００１５】
また、図１および図２に示す例において、電子装置１０は、回路基板１と、金属回路板２に搭載された電子部品７とを備えて構成されている。
【００１６】
絶縁基板５，６は、電気絶縁材料からなる。この電気絶縁材料は、たとえば、酸化アルミニウム質セラミックス，ムライト質セラミックス，炭化ケイ素質セラミックス，窒化アルミニウム質セラミックスまたは窒化ケイ素質セラミックス等のセラミックスである。これらセラミック材料の中では放熱性に影響する熱伝導性の点に関して、炭化ケイ素質セラミックス，窒化アルミニウム質セラミックス，または窒化ケイ素質セラミックスが好ましい。また、強度の点に関して、窒化ケイ素質セラミックスまたは炭化ケイ素質セラミックスが好ましい。
【００１７】
絶縁基板５，６の厚みは、薄い方が熱伝導性の点ではよく、たとえば約０．１ｍｍ〜１ｍｍである。この絶縁基板５，６の厚みは、回路基板１の大きさまたは用いる材料の熱伝導率または強度に応じて選択すれば良い。絶縁基板５，６は、平面視で矩形状である。絶縁基板５，６は、図１および図２に示す例では、平面視したときのサイズが互いに同一となるように形成されている。絶縁基板５，６の平面視したときのサイズは、たとえば、短辺が３０〜５０ｍｍ程度であり、長辺が４０〜６０ｍｍ程度である。
【００１８】
絶縁基板５，６は、たとえば窒化ケイ素質セラミックスからなる場合であれば以下の方法で製作することができる。すなわち、まず、窒化ケイ素，酸化アルミニウム，酸化マグネシウム，および酸化イットリウム等の原料粉末に適当な有機バインダー，可塑剤，および溶剤を添加混合した泥漿物を作製する。次に、ドクターブレード法またはカレンダーロール法によって泥漿物をセラミックグリーンシート（セラミック生シート）に成形する。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等を施して所定形状となすとともに、必要に応じて複数枚を積層して成形体となす。その後、この積層したもの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。以上の工程によって、絶縁基板５，６が製作される。
【００１９】
金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４は、それぞれ、たとえば銅の板（図示せず）を金型打ち抜き加工等の所定の金属加工で成形した後に、絶縁基板５，６にろう付け等で張り付けられたものである。
【００２０】
金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４は、電気抵抗と熱伝導率の観点で、銅またはアルミニウムを主成分としてものが用いられる。
【００２１】
ろう付け用のろう材は、銅と銀を主成分とし、接合のための活性金属として、チタン、ハフニウムおよびジルコニウムのうち少なくとも１種の金属材料をさらに含有する。活性金属材料であるチタン等の金属材料によって、ろう材は、金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４を、絶縁基板５，６に対して強固に接合させることができる。ろう材の詳細については後述する。
【００２２】
金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４は、銅の粒子等の金属粒子を含有している。熱拡散板３に含有されている金属粒子の粒径は、熱拡散板３の上面から熱拡散板３の厚み方向（ｚ軸に平行な方向）の中央部に近づくに従って小さくなっている。また、この金属粒子の粒径は、熱拡散板３の下面から熱拡散板３の厚み方向の中央部に近づくに従って小さくなっている。
【００２３】
言い換えれば、熱拡散板３に含有されている金属粒子の粒径は、熱拡散板３の厚み方向の中央部よりも上側の部分においては、熱拡散板３の上面からの距離が小さいほど大きい。また、この金属粒子の粒径は、熱拡散板３の厚み方向の中央部よりも下側の部分においては、熱拡散板３の下面からの距離が小さいほど大きい。
【００２４】
このように、熱拡散板３の厚み方向の中央部よりも上側の部分における、熱拡散板３の上面からの距離が小さい領域、および、熱拡散板３の厚み方向の中央部よりも下側の部分における、熱拡散板３の下面からの距離が小さい領域では、これらの領域間の領域と比べて、金属粒子の粒径が相対的に大きい。この、金属粒子の粒径が相対的に大きい領域では熱拡散板３の変形が相対的に容易である。この変形によって、絶縁基板５，６と熱拡散板３との熱膨張ミスマッチにより発生する応力を緩和することができる。
【００２５】
また、熱拡散板３の厚み方向の中央部よりも上側の部分における、熱拡散板３の上面からの距離が大きい領域、および、熱拡散板３の厚み方向の中央部よりも下側の部分における、熱拡散板３の下面からの距離が大きい領域では、絶縁基板の上面および下面からの距離が小さい領域と比べて、金属粒子の粒径が相対的に小さい。この、金属粒子の粒径が相対的に小さい領域では熱拡散板３の剛性が相対的に高い。これにより、熱拡散板３全体としては変形しにくい。
【００２６】
したがって、熱履歴によって熱拡散板３が伸縮する際に生じる熱拡散板３の反りを抑制することができる。熱拡散板３の反りが抑制されるので、絶縁基板５，６および回路基板１全体の反りも抑制され、絶縁基板５，６への変形による応力を抑制することができる。その結果、所望の放熱性を確保しつつ、信頼性についても有利な回路基板１を提供することができる。
【００２７】
さらに、金属回路板２および放熱板４に含有されている金属粒子の粒径については、熱拡散板３に含有されている金属粒子の粒径よりも大きくするのが好ましい。
【００２８】
このように、金属回路板２および放熱板４に含有されている金属粒子の粒径を、熱拡散板３に含有されている金属粒子の粒径よりも大きくすることで、金属回路板２および放熱板４を、熱拡散板３に生じた反りに対してより小さな荷重で追従させることができる。そのため、絶縁基板５，６に加わる応力をより抑制することができる。
【００２９】
金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４に含有されている金属粒子の各粒径についての具体的な一例は、例えば次のとおりである。すなわち、熱拡散板３に含有されている金属粒子の粒径は、例えば約４０〜１００μｍ程度である。この場合、熱拡散板３に含有されている金属粒子の粒径は、熱拡散板３の上面からの距離が小さい領域および下面からの距離が小さい領域では約９０〜１００μｍ程度である。また、残余の領域、すなわち上面からの距離が大きい領域および下面からの距離が大きい領域では約４０〜５０μｍ程度であって、上面からの距離が小さい領域および下面からの距離が小さい領域の粒径よりも小さい。
【００３０】
また、金属回路板２に含有されている金属粒子の粒径は、例えば約１００〜１３０μｍ程度であって、熱拡散板３に含有されている金属粒子の粒径よりも大きい。さらに、放熱板４に含有されている金属粒子の粒径は、例えば約１００〜１３０μｍ程度であって、熱拡散板３に含有されている金属粒子の粒径よりも大きい。また、金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４に含有されている金属粒子の各粒径を平均粒径比で表すと、２３：１５：２３である。
【００３１】
また、この場合の金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４の各厚みについての具体的な一例は、例えば次のとおりである。すなわち、金属回路板２の厚みは、例えば約０．３〜０．５ｍｍ程度であり、熱拡散板３の厚みは、例えば約２〜４ｍｍ程度であり、放熱板４の厚みは、例えば約０．３〜０．５ｍｍ程度である。
【００３２】
金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４の金属粒子の粒径は、例えば金属顕微鏡による断面観察で金属粒子の粒径を測定することによって検知することができる。この場合の粒径は、一般に切片法と呼ばれる方法で算出した。切片法ではサンプル断面上に直線を描き、その直線が横切る金属粒子の数を計数する。そして直線の長さを、計数された金属粒子数で除した長さを粒径とする。すなわちこの場合の粒径は、直線が横切る金属粒子の平均的な大きさを示す量である。
【００３３】
なお、熱拡散板３に含有されている銅粒子等の金属粒子の粒径を、熱拡散板３の厚み方向の中央部よりも上側の部分においては、熱拡散板３の上面からの距離が小さいほど大きく、熱拡散板３の厚み方向の中央部よりも下側の部分においては、熱拡散板３の下面からの距離が小さいほど大きくするには、例えば次のようにすれば良い。すなわち、熱拡散板３を絶縁基板５，６に接合する際に、熱拡散板３を形成している金属（金属粒子）に対する成分の拡散性が高いろう材を用い、ろう材と金属との合金部分を厚み方向に広く（厚く）形成すれば良い。
【００３４】
熱拡散板３をろう材を用いて絶縁基板５，６に接合する際には、それぞれの接合面付近において熱拡散板３にろう材との合金（例えば銅−銀）が形成される。その合金部分は金属（熱拡散板３の本体部分）に比べて融点が低下する。そのため、接合する際に合金部分は金属（熱拡散板３の本体部分）単体で粒成長する温度に比べ低い温度から粒成長するため、粒成長する時間が長くなる。これにより、合金部分、つまり接合面付近の金属粒子の粒径が大きくなる。一方、熱拡散板３の上面および下面からの距離が大きいほどろう材成分の拡散量が少なくなるため、金属の粒成長が鈍化する。これにより、金属粒径を厚み方向に対し徐々に小さくすることができる。さらに、上記の合金部分が厚み方向に広く形成されていることから、広い範囲にわたって金属粒子の粒径を変化させることができる。
【００３５】
また、金属回路板２および放熱板４に含有されている銅粒子等の金属粒子の粒径を、熱拡散板３に含有されている銅粒子等の金属粒子の粒径よりも大きくするには、例えば次のようにすれば良い。すなわち、金属回路板２および放熱板４をあらかじめ真空中もしくは窒素中で焼き鈍しして金属粒子を再結晶成長させ、金属回路板２および放熱板４の金属粒子径を大きくすれば良い。
【００３６】
なお、金属回路板２および放熱板４に焼き鈍し等の事前加工を施さず熱拡散板３と同時に接合する場合、絶縁基板５，６との接合面付近の金属粒径は、金属回路板２と熱拡散板３と放熱板４とで同等となる。これに対して、熱拡散板３が金属回路板２および放熱板４より厚いため、熱拡散板３には金属粒子の粒径が小さい領域が多く存在する。そのため、金属粒子の平均粒径は金属回路板２および放熱板４よりも熱拡散板３の方が小さくなる。従って、上記のように、熱拡散板３の剛性が高くなり、絶縁基板５，６の変形による応力を抑制することができる。
【００３７】
図１、図２に示すように、一方の金属回路板２の上面には接合材８を介して電子部品７が実装されており、この電子部品７は、他方の金属回路板２に不図示の導電性接続材（ボンディングワイヤ）によって接続されている。このように、図１、図２に示す例において、金属回路板２は、回路パターン状に形成され、回路導体として機能している。そして、熱拡散板３は、金属回路板２上に実装された電子部品７から発生する熱を横方向に広げる機能を有している。また、放熱板４は、金属回路板２上に実装された電子部品７から発生する熱を放熱させる機能を有している。
【００３８】
また、金属回路板２は、回路導体に限らず、回路基板１に搭載される電子部品７のマウント用の金属部材、接地導体用の金属部材または放熱板等としても用いることができる。また、このように、金属回路板２は、たとえば数百Ａ程度の比較的大きな電流を通電するための導電路、または放熱材として、セラミックス等からなる絶縁基板５に接合されて用いられる。
【００３９】
電子部品７は、たとえば、トランジスタ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）用のＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、またはＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor - Field Effect Transistor）等の半導体素子である。
【００４０】
接合材８は、たとえば、金属または導電性樹脂等からなる。接合材８は、たとえば、半田、金−スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金、またはスズ−銀−銅（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）合金等である。
【００４１】
なお、金属回路板２の表面に、めっき法によってめっき膜を形成しても良い。この構成によれば、接合材８との濡れ性が良好となるので電子部品７を金属回路板２の表面に強固に接合することができる。めっき膜は、導電性および耐食性が高い金属を用いれば良く、たとえば、ニッケル、コバルト、銅、若しくは金、またはこれらの金属材料を主成分とする合金材料が挙げられる。めっき膜の厚みは、たとえば１．５〜１０μｍであれば良い。
【００４２】
また、めっき膜の材料としてニッケルが用いられた場合、たとえば、ニッケル内部にリンを８〜１５質量％程度含有するニッケル−リンのアモルファス合金のめっき膜であることが好ましい。この場合、ニッケルめっき膜の表面酸化を抑制して、電子部品７の接合材８等との濡れ性を長く維持することができる。さらに、ニッケルに対するリンの含有量が８〜１５質量％程度であると、ニッケル−リンのアモルファス合金が形成されやすくなって、めっき膜に対する接合材８等の接着強度を向上させることができる。
【００４３】
本実施形態の電子装置１０は、上述の回路基板１を有することから、電子部品７から発生する熱を効果的に放熱することができるとともに、信頼性の高い装置を実現することができる。
【００４４】
なお、金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４は、それぞれ銅含有率が９９．９９質量％以上の純銅からなることが好ましい。これにより、金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４の熱伝導率が大きくなり、放熱性を向上させることができる。
【００４５】
また、絶縁基板５，６は、窒化ケイ素質セラミックスからなることが好ましい。これにより、より厚みの大きな熱拡散板３を用いたとしても絶縁基板５，６にクラックが入る可能性が低減される。したがって、小型化を図りつつより大きな電流を流すことができる回路基板を実現することができる。
【００４６】
また、図２に示すように、金属回路板２に接合された絶縁基板５に、その厚み方向に貫通した貫通孔を形成し、その貫通孔内に、一端が金属回路板２に電気的に接続され、他端が熱拡散板３に電気的に接続される貫通導体９を設けても良い。
【００４７】
このように、貫通導体９を設けることで、熱拡散板３を電流（信号）の戻り経路（リターンパス）として用いることができる。金属回路板２によって構成される層において、往き側の電流経路と戻り側の電流経路との両方を確保しようとすると、絶縁基板５上に、往き側の導体と戻り側の導体の両方を配置するためのスペースが必要となる。これに対して、上記のように、熱拡散板３を電流の戻り経路として用いることで、戻り側の導体を配置するスペースが不要となり、回路基板１の小型化を実現することができる。
【００４８】
さらに、熱拡散板３を電流の戻り経路として用いることで、往き側の電流経路となるパターンと戻り側の電流経路となるパターンとが平面的に向き合う。そのため、電気的結合（相互インダクタンス）が強くなり、電子装置１０全体のインダクタンスを低減することができる。これにより、サージ電圧が抑制され、機器の破損のおそれが低減される。
【００４９】
また、金属回路板２と熱拡散板３とを貫通導体９によって接続することにより、金属回路板２と熱拡散板３とをワイヤボンディングによって接続する場合と比較して、インダクタンスの低減を実現することができる。さらに、ボンディングワイヤ接続のためのスペースが不要であるので、低スペース化を実現することができる。
【００５０】
（第１の実施形態の変形例）
図３および図４を参照して、本発明の第１の実施形態における回路基板１を備える電子装置１０の変形例について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態における回路基板１を備える電子装置１０の変形例を示す断面図である。また、図４は、図３に示す回路基板および電子装置を上から見たときの一例を示す上面図である。
【００５１】
この変形例において上記の実施形態と異なる点は、金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４といった金属板部分と、絶縁基板５，６といった絶縁基板の部分とを互いに接合するろう材について、それらのろう材同士の熱膨張係数の関係が設定されている点である。以下の説明において、特に区別することなく金属板部分、絶縁板部分またはろう材という場合がある。
【００５２】
変形例の回路基板１および電子装置１０において、金属回路板２の下面と第１の絶縁基板５の上面とが第１ろう材１１ａを介して互いに接合されている。また、熱拡散板３の上面と第１の絶縁基板５の下面とが第２ろう材１１ｂを介して互いに接合されている。第１ろう材１１ａは、少なくともその第１ろう材１１ａの外周部における熱膨張係数が第２ろう材１１ｂの熱膨張係数よりも大きいものである。
【００５３】
また、この変形例において、熱拡散板３の下面と第２の絶縁基板６の上面とが第３ろう材１１ｃを介して互いに接合されている。また、放熱板４の上面と第２の絶縁基板６の下面とが第４ろう材１１ｄを介して互いに接合されている。第４ろう材１１ｄは、少なくともその第４ろう材１１ｄの外周部における熱膨張係数が第３ろう材１１ｃの熱膨張係数よりも大きいものである。
【００５４】
変形例の回路基板１および電子装置１０においても、絶縁基板５，６と熱拡散板３との間に発生する応力を緩和することができる。そのため、熱履歴によって熱拡散板３が伸縮する際に生じる熱拡散板３の反りを抑制することができ、絶縁基板５，６および回路基板１全体の反りも抑制することができる。
【００５５】
また、上記のようにろう材１１ａ〜１１の熱膨張係数が設定されていることによって、熱応力自体を低減して、回路基板１全体に反りが生じる可能性も効果的に低減することができる。このような熱応力の低減の効果は、熱拡散板３の上面側および下面側のそれぞれにおいて得られる。
【００５６】
この例における熱拡散板３の上面側の構成（上面側構成）は、以下の事項を含む。すなわち、金属回路板２の下面と第１の絶縁基板５の上面とが第１ろう材１１ａを介して互いに接合されていること、熱拡散板３の上面と第１の絶縁基板５の下面とが第２ろう材１１ｂを介して互いに接合されていること、および第１ろう材１１ａは、少なくともその第１ろう材１１ａの外周部における熱膨張係数が第２ろう材１１ｂの熱膨張係数よりも大きいことである。
【００５７】
また、この例における熱拡散板３の下面側の構成（下面側構成）は、以下の事項を含む。すなわち、熱拡散板３の下面と第２の絶縁基板６の上面とが第３ろう材１１ｃを介して互いに接合されていること、放熱板４の上面と第２の絶縁基板６の下面とが第４ろう材１１ｄを介して互いに接合されていること、および第４ろう材１１ｄは、少なくともその第４ろう材１１ｄの外周部における熱膨張係数が第３ろう材１１ｃの熱膨張係数よりも大きいことである。
【００５８】
まず、上面側構成について詳しく説明する。上面側構成において、第１ろう材１１ａの外周部における熱膨張係数が比較的大きいため、回路基板１の外周部を反らせようとする力が生じる。この力は、熱拡散板３と、熱拡散板３よりも熱膨張係数が小さい絶縁基板５との熱膨張係数の差に起因して生じる熱応力と逆方向になる。そのため、これらの力が互いに打ち消し合い、回路基板１全体に反りが生じる可能性が効果的に低減される。
【００５９】
したがって、回路基板１全体の反りに起因する絶縁基板５のクラック等の機械的な破壊をより効果的に抑制することができる。すなわち、絶縁基板５のクラック等が抑制された、長期信頼性の高い電子装置１０を製作することが可能な回路基板１を提供することができる。
【００６０】
なお 、第１ろう材１１ａの外周部とは、少なくとも、金属回路板２の外周よりも外側に位置している部分（上から見たときに金属回路板２に隠れずに見える部分）である。ただし、この外周部は、金属回路板２の外周よりも多少内側に位置している部分を含んでいても構わない。図４に示す例においては、第１ろう材１１ａのうち二点鎖線で示す仮想線よりも外側の部分が外周部である。
【００６１】
この例の回路基板１および電子装置１０において、第１ろう材１１ａおよび第２ろう材１１ｂは、たとえば、銅および銀の少なくとも一方を主成分として含有している。また、第１ろう材１１ａおよび第２ろう材１１ｂは、接合のための活性金属として、モリブデン、チタンおよびジルコニウム、ハフニウムおよびニオブのうち少なくとも１種の金属材料をさらに添加材として含有する。これらの金属材料について、活性金属としての有効性、ろう付けの作業性および経済性（コスト）等を考慮すれば、モリブデン、チタンおよびジルコニウムが特に適している。
【００６２】
また、第１ろう材１１ａは、少なくとも外周部においては、モリブデン、チタンおよびジルコニウムといった添加材の含有率が第２ろう材１１ｂよりも小さい。言い換えれば、第１ろう材１１ａの少なくとも外周部は、第２ろう材１１ｂよりも主成分（銅および銀の少なくとも一方）の含有率が大きい。これによって、第１ろう材１１ａは、少なくともその外周部における熱膨張係数が第２ろう材１２よりも大きくなっている。なお、各金属の熱膨張係数は、２０℃（約２９３Ｋ）における線膨張係数として、銅が１６．５×１０−６１／Ｋ、銀が１８．９×１０−６１／Ｋ、モリブデンが３．７×１０−６１／Ｋ、チタンが８．６×１０−６１／Ｋ、ジルコニウムが５．４×１０−６１／Ｋである（理科年表、平成23年、第84刷より）。
【００６３】
第１ろう材１１ａの外周部における組成は、たとえば、銅が１５〜８０質量％、銀が１５〜６５質量％、チタンが１〜２０質量％およびモリブデンが０〜５質量％程度である。第２ろう材１２の組成は、たとえば、銅が１５〜７５質量％、銀が１５〜６５質量％、チタンが１〜２０質量％、モリブデンが０〜５質量％程度である。
【００６４】
より具体的な一例としては、次のようなものが挙げられる。すなわち、第１ろう材１１ａの外周部における組成については、銅が８０質量％、銀が１９．３質量％、チタンが０．５質量％、モリブデンが０．２％質量のものが挙げられる。また、第１ろう材１１ａの外周部の組成がこの値であるときに、第２ろう材１１ｂの組成については、銅が７０質量％、銀が２５．５質量％、チタンが４質量％、モリブデンが０．５質量％のものが挙げられる。
【００６５】
なお、第１ろう材１１ａの外周部以外の部分（金属回路板２の下側に位置している中央部等）における組成は、外周部とおなじであってもよく、第２ろう材１１ｂと同じであっても良い。
【００６６】
第１ろう材１１ａについて、その外周部におけるモリブデン、チタンおよびジルコニウムといった添加材の含有率を第２ろう材１１ｂよりも小さいものとする方法の一例を挙げる。まず、添加材を塩化第２鉄（塩化鉄（III）、ＦｅＣｌ３）の水溶液を準備する。その後、上記の添加材を含む第１ろう材１１ａ（熱拡散板３と絶縁基板５とを接合している状態のもの）を上記の水溶液に浸漬して、第１ろう材１１ａの露出している部分等（外周部）から上記水溶液中に添加材を溶出させる。以上によって、第１ろう材１１ａの外周部における添加材の含有率を小さくすることができる。
【００６７】
また、添加材の含有率が第２ろう材１１ｂよりも小さい材料を第１ろう材１１ａとして用いるようにしても良い。この場合には、第１ろう材１１ａの全体において、第２ろう材１１ｂよりも熱膨張係数が大きくなる。
【００６８】
図３および図４に示す回路基板１および電子装置１０において、第１ろう材１１ａの外周部の一部が金属回路板２の外周よりも外側に位置している。つまり、第１ろう材１１ａは、その外周部の少なくとも一部が金属回路板２の外周よりも外側に位置していても良い。言い換えれば、金属回路板２と絶縁基板５との間よりも外側に、第１ろう材１１ａの一部がはみ出ていても良い。
【００６９】
第１ろう材１１ａの外周部の少なくとも一部が金属回路板２の外周よりも外側に位置している場合には、回路基板１全体の外周により近い位置まで、熱膨張係数が比較的大きい第１ろう材１１ａが存在している。そのため、回路基板１のさらに外周に近い位置において、回路基板１を、熱拡散板３による反りと逆方向に反らせる力が得られる。これによって、回路基板１（絶縁基板５）の上面側において、より効果的に、回路基板１（絶縁基板５）の下面側の力を打ち消す力を発生させることができる。したがって、回路基板１全体の反りがより効果的に抑制される。
【００７０】
次に、下面側構成について詳しく説明する。下面側構成は、前述した上面側構成を上下ひっくり返した構成である。下面側構成における効果は、上面側構成による効果と同様である。そのため、以下、上面側と同様の点については説明を簡略にするか、または省略する。
【００７１】
下面側構成において、第４ろう材１１ｄの外周部における熱膨張係数が比較的大きいため、回路基板１の外周部を反らせようとする力が生じる。この力は、熱拡散板３と、熱拡散板３よりも熱膨張係数が小さい絶縁基板６との熱膨張係数の差に起因して生じる熱応力と逆方向になる。そのため、これらの力が互いに打ち消し合い、回路基板１全体に反りが生じる可能性が効果的に低減される。
【００７２】
したがって、回路基板１全体の反りに起因する絶縁基板６のクラック等の機械的な破壊をより効果的に抑制することができる。すなわち、絶縁基板６のクラック等が抑制された、長期信頼性の高い電子装置１０を製作することが可能な回路基板１を提供することができる。
【００７３】
第４ろう材１１ｄの外周部は、第１ろう材１１ａと同様に、少なくとも放熱板４の外周よりも外側に位置している部分（下から見たときに放熱板４に隠れずに見える部分）である。この外周部は、放熱板４の外周よりも多少内側に位置している部分を含んでいても構わない。
【００７４】
第４ろう材１１ｄの組成は、例えば第１ろう材１１ａの組成と同様である。第４ろう材１１ｄの外周部の組成についても、例えば第１ろう材ａの外周部の組成と同様である。第４ろう材１１ｄの外周部以外の部分（放熱板４の上側に位置している中央部等）における組成は、外周部とおなじであってもよく、第３ろう材１１ｃと同じであっても良い。
【００７５】
また、第３ろう材１１ｃの組成は、例えば第２ろう材１１ｂの組成と同様であって構わない。第３ろう材１１ｃにおけるモリブデン、チタンおよびジルコニウムといった添加材の含有率よりも、第４ろう材１１ｄの外周部における上記添加材の含有率よりも小さい。これによって、第４ろう材１１ｄの外周部における熱膨張係数が第３ろう材の熱膨張係数よりも大きくなっている。
【００７６】
上記添加材の含有率を第４ろう材１１ｄの外周部において第３ろう材１１ｃよりも小さくする方法も、上記第１ろう材１１ａの場合と同様である。すなわち、第４ろう材１１ｄの外周部から塩化第２鉄（塩化鉄（III）、ＦｅＣｌ３）の水溶液中に添加材を溶出させる方法等を用いることができる。また、添加材の含有率が第３ろう材１１ｃよりも小さい材料を第４ろう材１１ｄとして用いても良い。この場合には、第４ろう材１１ｄの全体において、第３ろう材１１ｃよりも熱膨張係数が大きくなる。
【００７７】
図３および図４に示す回路基板１および電子装置１０において、第４ろう材１１ｄの外周部の一部が放熱板４の外周よりも外側に位置している。つまり、第４ろう材１１ｄは、その外周部の少なくとも一部が放熱板４の外周よりも外側に位置していても良い。言い換えれば、放熱板４と絶縁基板６との間よりも外側に、第４ろう材１１ｄの一部がはみ出ていても良い。
【００７８】
前述した第１ろう材１１ａの例と同様に、第４ろう材１１ｄの外周部の少なくとも一部が放熱板４の外周よりも外側に位置している場合にも、回路基板１全体の外周により近い位置まで、熱膨張係数が比較的大きい第４ろう材１１ｄが存在している。そのため、回路基板１のさらに外周に近い位置において、回路基板１を、熱拡散板３による反りと逆方向に反らせる力が得られる。これによって、回路基板１（絶縁基板６）の下面側において、より効果的に、回路基板１（絶縁基板６）の上面側の力を打ち消す力を発生させることができる。したがって、回路基板１全体の反りがより効果的に抑制される。
【００７９】
図５を参照して、本発明の第１の実施形態における回路基板１を備える電子装置１０の他の変形例について説明する。図５は、図３に示す回路基板１および電子装置１０を上から見たときの他の例を示す上面図である。この例における金属板部分、絶縁板部分およびろう材部分は、前述した変形例と同様である。これらの同様の点についての説明は省略する。
【００８０】
図５に示す例においても、金属回路板２の下面と絶縁基板５の上面とが第１ろう材１１ａを介して互いに接合されている。熱拡散板３の上面と絶縁基板５の下面とが第２ろう材１１ｂを介して互いに接合されている。第１ろう材１１ａは、少なくともその外周部における熱膨張係数が、第２ろう材１１ｂの熱膨張係数よりも大きい。
【００８１】
また、熱拡散板３の下面と絶縁基板６の上面とが第３ろう材１１ｃを介して互いに接合されているとともに、放熱板４の上面と絶縁基板６の下面とが第４ろう材１１ｄを介して互いに接合されている。第４ろう材１１ｄは、少なくともその外周部における熱膨張係数が、第３ろう材１１ｃの熱膨張係数よりも大きい。
【００８２】
また、この例における回路基板１および電子装置１０は、下記の点が特定されている。すなわち、この例では、第１ろう材１１ａと第４ろう材１１ｄとが互いに同じ組成であるとともに、平面透視において第１ろう材１１ａの外周部と第４ろう材１１ｄの外周部とが互いに重なっている。図５は断面図ではないが、この、第１ろう材１１ａの外周部と第４ろう材１１ｄの外周部とが互いに重なっている部分にハッチングを施している。
【００８３】
第１ろう材１１ａと第４ろう材１１ｄとが互いに同じ組成であるとともに、平面透視において第１ろう材１１ａの外周部と第４ろう材１１ｄの外周部とが互いに重なっている場合には、第１ろう材１１ａの外周部と第４ろう材１１ｄの外周部とて、互いに大きさが同じ出向きが逆の応力が生じる。すなわち、前述した上面側構成と下面側構成との間で、回路基板１全体の反りを抑制する効果が同じ程度に得られる。言い換えれば、回路基板１全体として、応力に関して上下（縦方向）の対称性が向上する。そのため、回路基板１全体の反りを効果的に抑制することができる。したがって、放熱性および信頼性の向上について有利な回路基板を提供することができる。
【００８４】
なお、第２ろう材１１ｂおよび第３ろう材１１ｃについても、互いに同じ組成であれば、回路基板１全体として、応力に関して上下（縦方向）の対称性が向上する。これによって、回路基板１全体の反りを効果的に抑制して、放熱性および信頼性の向上について有利な回路基板を提供することができる。
【００８５】
（第２の実施形態）
図６を参照して、本発明の第２の実施形態における回路基板１Ａおよび電子装置１０Ａについて説明する。図６は、本発明の第２の実施形態における回路基板１Ａを備える電子装置１０Ａを示す断面図である。
【００８６】
本実施形態に係る回路基板１Ａにおいて、上記した第１の実施形態に係る回路基板１と異なる点は、熱拡散板３の側面に、熱拡散板３の成分とろう材１１の成分とを含む合金層１２を有している点である。なお、電子装置１０Ａは、回路基板１Ａと、金属回路板２に搭載された電子部品７とを備えて構成されている。
【００８７】
ろう材１１は、前述した第２ろう材１１ｂおよび第３ろう材１１ｃのいずれでも構わない。第２ろう材１１ｂと第３ろう材１１ｃとが互いに同じ組成のものであるときに、第２ろう材１１ｂおよび第３ろう材１１ｃの両方がろう材１１であっても良い。ろう材１１は、例えば、銅と銀を主成分とし、接合のための活性金属として、チタン、ハフニウムおよびジルコニウムのうち少なくとも１種の金属材料をさらに含有し、金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４と絶縁基板５，６とをろう付けするためのろう材と同じものを用いることができる。合金層１２は、例えば以下の方法によって形成される。まず、熱拡散板３の側面に、この熱拡散板３の厚み方向に溝などの凹部を形成してろう材１１を吸着させやすくする。その後、ろう材１１を熱拡散板３の側面に吸着させた状態で絶縁基板５，６と熱拡散板３とを接合させると、接合時の加熱によって熱拡散板３の側面のろう材１１の成分が熱拡散板３に拡散し、合金層１２が形成される。
【００８８】
合金層１２は、熱拡散板３の側面において、熱拡散板３の上面から下面にかけて設けられる。すなわち、合金層１２は、熱拡散板３の側面を全体的に覆うように設けられる。このような合金層１２を設けるため、熱拡散板３は、平面視したときのサイズが、絶縁基板５，６よりも小さくなるように形成されている。
【００８９】
金属回路板２、熱拡散板３および放熱板４の熱膨張率は、これらが銅含有率が９９．９９質量％以上の純銅からなる場合、約１６．５×１０−６／℃である。また、この場合、ろう材１１として、その組成が、銅が１５〜７５質量％、銀が２０〜６５質量％、チタンが１〜２０質量％程度であるものを用いると、合金層１２の熱膨張率は、約２０×１０−６／℃である。
【００９０】
本実施形態の回路基板１Ａによれば、熱拡散板３の側面を全体的に覆うように設けられている合金層１２の熱膨張率が熱拡散板３等の熱膨張率よりも大きいため、熱履歴に伴う熱拡散板３等の変形を、より効果的に抑制することができる。これは、例えば次のような理由による。すなわち、回路基板１Ａの温度が上昇する場合、熱拡散板３および合金層１２がそれぞれ膨張し、互いに押し合う。このときに、合金層１２の方が熱膨張率が高ければ合金層１２が熱拡散板３を内側に押す力が強いため、熱拡散板３の外側への膨張を抑制することができる。また、温度が下降する場合、熱拡散板３と合金層１２はそれぞれ収縮し、互いに引っ張り合うが、合金層１２の熱膨張率が高く外側に引っ張る力が強いため、熱拡散板３の内側への収縮を抑制することができる。言い換えれば、熱拡散板３に比べて膨張および収縮が大きい合金層１２が妨げになって、熱拡散板３の膨張および収縮がより一層抑制される。
【００９１】
（第３の実施形態）
図７を参照して、本発明の第３の実施形態における回路基板１Ｂおよび電子装置１０Ｂについて説明する。図７は、本発明の第３の実施形態における回路基板１Ｂを備える電子装置１０Ｂを示す断面図である。
【００９２】
本実施形態に係る回路基板１Ｂにおいて、上記した第２の実施形態に係る回路基板１Ａと異なる点は、枠体１３および絶縁性樹脂１４をさらに有している点である。なお、電子装置１０Ｂは、回路基板１Ｂと、金属回路板２に搭載された電子部品７とを備えて構成されている。
【００９３】
本実施形態では、枠体１３を設けるために、下側に配置される絶縁基板６、すなわち放熱板４に接合された絶縁基板６が、上側に配置される絶縁基板５よりも平面視したときのサイズが大きくなるように形成され、絶縁基板６の側面は、絶縁基板５の側面よりも外方に配置されている。
【００９４】
枠体１３は、放熱板４に接合された絶縁基板６の側面を外囲する筒状体によって実現され、図７に示す例では、角筒状に形成された筒状部１３ａと、筒状部１３ａの下端部に形成された内向きのフランジ部１３ｂとからなっている。枠体１３は、絶縁基板６の材料と同等、または高いヤング率の材料からなることが望ましく、筒状部１３ａの軸線方向（ｚ軸に平行な方向）の寸法は、たとえば金属回路板２の上面と絶縁基板６の下面との距離よりも大きくなるように選択される。
【００９５】
回路基板１Ｂは、枠体１３のフランジ部１３ｂにおける上面と、絶縁基板６の下面における周縁領域とを接着剤による接着やろう付けによって接合することで構成される。
【００９６】
本実施形態の回路基板１Ｂによれば、このような枠体１３が設けられることにより、回路基板１Ｂ全体の剛性が高まり、回路基板１Ｂ全体の反りを、より一層効果的に抑制することができる。
【００９７】
なお、図７に示すように、金属回路板２に接合された絶縁基板５に、その厚み方向に貫通した貫通孔を形成し、その貫通孔内に、一端が金属回路板２に電気的に接続され、他端が熱拡散板３に電気的に接続される貫通導体９を設ける場合、すなわち、熱拡散板３が電位を持つような場合には、熱拡散板３と放熱板４との間に絶縁性が求められる。
【００９８】
そこで、本実施形態では、枠体１３の内側に、回路基板１Ｂを上方から全体的に覆うように絶縁性樹脂１４を充填している。これにより、熱拡散板３と放熱板４との間の絶縁性を向上させることができる。
【００９９】
（第４の実施形態）
図８を参照して、本発明の第４の実施形態における回路基板１Ｃおよび電子装置１０Ｃについて説明する。図８は、本発明の第４の実施形態における回路基板１Ｃを備える電子装置１０Ｃを示す断面図である。
【０１００】
本実施形態に係る回路基板１Ｃにおいて、上記した第１の実施形態に係る回路基板１と異なる点は、金属回路板２と放熱板４との間に複数の熱拡散板が設けられている点である。図８に示す例では、金属回路板２と放熱板４との間に２つの熱拡散板３ａ，３ｂが設けられている。このような回路基板１Ｃは、例えば次のようなときに有利である。すなわち、回路基板１においてより熱伝導性を向上させたい場合、熱拡散板３の厚みを厚くすれば良いが、単に熱拡散板３を厚くすると絶縁基板５，６への応力が増加してしまう。これに対し、第４の実施形態の回路基板１Ｃのように複数の熱拡散板３ａ,３ｂを重ねることで、例えば第１の実施形態の回路基板１の熱拡散板３の厚みを厚くした場合と同様の熱伝導性が得られる。そして、それぞれの熱拡散板３ａ，３ｂの厚みが比較的薄い為、絶縁基板５，６への応力を小さくすることができる。なお、電子装置１０Ｃは、回路基板１Ｃと、金属回路板２に搭載された電子部品７とを備えて構成されている。
【０１０１】
回路基板１Ｃは、金属回路板２と、金属回路板２の下方に配置された２つの金属製の熱拡散板３ａ，３ｂと、２つの熱拡散板３ａ，３ｂの下方に配置された金属製の放熱板４と、金属回路板２と上側の熱拡散板３ａとの間に配置された絶縁基板５と、下側の熱拡散板３ｂと放熱板４との間に配置された絶縁基板６と、上側の熱拡散板３ａと下側の熱拡散板３ｂとの間に配置された絶縁基板１５（第３の絶縁基板）とを備えている。絶縁基板５は、その上面が金属回路板２の下面に接合され、その下面が上側の熱拡散板３ａの上面に接合されている。また、絶縁基板６は、その上面が下側の熱拡散板３ｂの下面に接合され、その下面が放熱板４の上面に接合されている。また、絶縁基板１５は、その上面が上側の熱拡散板３ａの下面に接合され、その下面が下側の熱拡散板３ｂの上面に接合されている。
【０１０２】
そして、熱拡散板３ａに含有されている金属粒子の粒径は、熱拡散板３ａの上面から熱拡散板３ａの厚み方向（ｚ軸に平行な方向）の中央部に近づくに従って小さく、また、熱拡散板３ａの下面から熱拡散板３ａの厚み方向の中央部に近づくに従って小さくなっている。
【０１０３】
同様に、熱拡散板３ｂに含有されている金属粒子の粒径は、熱拡散板３ｂの上面から熱拡散板３ｂの厚み方向（ｚ軸に平行な方向）の中央部に近づくに従って小さく、また、熱拡散板３ｂの下面から熱拡散板３ｂの厚み方向の中央部に近づくに従って小さくなっている。
【０１０４】
本実施形態のように、金属回路板２と放熱板４との間に複数の熱拡散板３ａ，３ｂが設けられる場合にも、各熱拡散板３ａ，３ｂに含有されている金属粒子の粒径を、上記の態様とすることにより、第１の実施形態と同様に、熱履歴によって熱拡散板３ａ，３ｂが伸縮する際に生じる熱拡散板３ａ，３ｂの反りを抑制することができる。熱拡散板３ａ，３ｂの反りが抑制されるので、絶縁基板５，６および回路基板１Ｃ全体の反りも抑制され、絶縁基板５，６への変形による応力を抑制することができ、所望の放熱性を確保しつつ、信頼性についても有利な回路基板１Ｃを提供することができる。
【０１０５】
なお、図８に示す例では、回路基板１Ｃは、２つの熱拡散板３ａ，３ｂが設けられる構成であるが、これに限らず、熱拡散板が３つ以上設けられる構成としても良い。このとき、熱拡散板と熱拡散板間の絶縁基板の合計厚みは、厚みによる熱抵抗が放熱性を上回らない範囲で設定することが望ましい。
【０１０６】
また、本実施形態の回路基板１Ｃにおいても、上記した第２の実施形態のように、各熱拡散板の側面に、熱拡散板の成分とろう材の成分とを含む合金層を有する構成とすることにより、熱履歴に伴う熱拡散板等の変形を、より効果的に抑制することができる。また、上記した第３の実施形態のように、枠体を絶縁基板６に接合して設けることにより、回路基板全体の反りを、より一層効果的に抑制することができる。
【０１０７】
図９を参照して、本発明の第４の実施形態における回路基板１Ｃを備える電子装置１０Ｃの変形例について説明する。図９は、本発明の第４の実施形態における回路基板１Ｃを備える電子装置１０Ｃの変形例を示す断面図である。この例における金属板部分、絶縁板部分およびろう材部分は、前述した第４の実施形態と同様である。これらの同様の点についての説明は省略する。
【０１０８】
第４の実施形態の変形例における回路基板１および電子装置１０Ｃは、ろう材部分の熱膨張係数を、第１の実施形態の変形例における回路基板１および電子装置１０と同様に設定したものである。言い換えれば、第４の実施形態の変形例における回路基板１および電子装置１０Ｃは、第１の実施形態の変形例における回路基板１および電子装置１０に関して、熱拡散板３を複数の熱拡散板３ａ，３ｂとして間に絶縁基板１５を挟んだものである。
【０１０９】
この例においても、金属回路板２の下面と絶縁基板５の上面とが第１ろう材１１ａを介して互いに接合されている。熱拡散板３の上面と絶縁基板５の下面とが第２ろう材１１ｂを介して互いに接合されている。第１ろう材１１ａは、少なくともその外周部における熱膨張係数が、第２ろう材１１ｂの熱膨張係数よりも大きい。
【０１１０】
また、熱拡散板３の下面と絶縁基板６の上面とが第３ろう材１１ｃを介して互いに接合されているとともに、放熱板４の上面と絶縁基板６の下面とが第４ろう材１１ｄを介して互いに接合されている。第４ろう材１１ｄは、少なくともその外周部における熱膨張係数が、第３ろう材１１ｃの熱膨張係数よりも大きい。
【０１１１】
したがって、この例においても、第１の実施形態の変形例と同様に、回路基板１全体の反りを抑制する効果を得ることができる。
【０１１２】
なお、熱拡散板３ａ，３ｂとこれらの間の絶縁基板１５とは、それぞれ、第５ろう材１１ｅによって互いに接合されている。
【０１１３】
第５ろう材１１ｅは、例えば、第２ろう材１１ｂまたは第３ろう材１１ｃと同様の組成のものを用いることができる。上下の第５ろう材１１ｅ同士は、互いに同じ組成であっても良い。これらが互いに同じ組成であれば、応力に関して回路基板１全体の上下（縦方向）の対称性が向上する。そのため、回路基板１全体の反りを抑制する上では有利である。
【０１１４】
また、第２ろう材１１ｂ、第３ろう材１１ｃおよび上下の第５ろう材１１ｅが、互いに同じ組成であってもよい。これらのろう材が互いに同じ組成であれば、応力に関して回路基板１全体の上下（縦方向）の対称性がさらに向上する。したがって、回路基板１全体の反りを効果的に抑制することができる。つまり、回路基板の信頼性の向上についても有利である。
【符号の説明】
【０１１５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  回路基板
２  金属回路板
３  熱拡散板
４  放熱板
５  絶縁基板
６  絶縁基板
７  電子部品
８  接合材
９  貫通導体
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  電子装置
１１  ろう材
１１ａ  第１ろう材
１１ｂ  第２ろう材
１１ｃ  第３ろう材
１１ｄ  第４ろう材
１１ｅ  第５ろう材
１２  合金層
１３  枠体
１４  絶縁性樹脂
１５  絶縁基板
【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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