(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに配列された複数の回路基板領域および該複数の回路基板領域を囲むダミー領域を有しており、前記基板領域の境界を含む上面を有する絶縁母基板と、
前記回路基板領域において前記絶縁母基板の上面にろう材を介して接合された金属回路板と、
前記ダミー領域において前記絶縁母基板の上面にろう材を介して接合されたダミー金属板とを備えており、
前記金属回路板の上面および前記ダミー金属板の上面がそれぞれ高低差を有しており、前記ダミー金属板の上面の高低差は前記金属回路板の上面の高低差よりも大きく、
前記ダミー金属板の上面の位置が前記金属回路板の上面の位置よりも高いことを特徴とする回路基板集合体。
【請求項２】
請求項１に記載の回路基板集合体と、
前記金属回路板上に搭載された電子部品とを備えること特徴とする電子装置集合体。
【請求項３】
第１領域および該第１領域を囲む第２領域を含む上面を有する絶縁母基板を準備する第１工程と、
前記絶縁母基板の上面の前記第１領域および前記第２領域に第１ろう材ペースト層を配置する第２工程と、
前記第１領域および前記第２領域に配置した前記第１ろう材ペースト層上に金属板を配置した後に前記第１ろう材ペーストを加熱して前記絶縁母基板の上面に前記金属板を接合する第３工程と、
前記金属板の一部の領域を除去して、前記第１領域に、互いに同じパターンで配列された複数の金属回路板を形成するとともに、前記第２領域にダミー金属板を形成する第４工程とを備えており、
前記第２工程において、前記第２領域における前記第１ろう材ペースト層の厚さを、前記第１領域における前記第１ろう材ペースト層の厚さよりも大きくする
ことを特徴とする回路基板集合体の製造方法。
【請求項４】
前記第２工程において、前記第２領域における前記ろう材ペースト層の厚さを該第２領域内で断続的に、前記第１領域におけるろう材ペースト層の厚さよりも大きくすることを特徴とする請求項３に記載の回路基板集合体の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の第１〜第４工程と、
前記第１領域における前記複数の金属回路板上にそれぞれ電子部品を搭載し、それぞれの金属回路板において前記電子部品と前記金属回路板とを電気的に接続する第５工程と、
前記電子部品を樹脂で被覆し、その後前記複数の金属回路板の境界に沿って前記絶縁母基板を切断する第６工程とを備えることを特徴とする電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板集合体および電子装置集合体ならびにこれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、パワーモジュールまたはスイッチングモジュール等の例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの電子部品が搭載された電子装置に用いられる回路基
板として、例えば、絶縁基板の上面および下面にそれぞれ複数の金属板が接合され、金属板が回路部を構成するものが用いられる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、特許文献１の回路基板を製造する方法としては、絶縁基板の上面および下面に、複数の金属板をろう付けする方法が採用されている。このような方法によれば、絶縁基板の上面および下面に、互いに離間した複数の金属板をそれぞれ接合することができる。絶縁基板の上面の金属板上に電子部品が実装される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2002−343911号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
製造工程の効率向上のために、個片の回路基板で電子部品を実装するのではなく、回路基板を多数個集合させた回路基板集合体で実装する要求があり、それに伴い、回路基板集合体の要求がある。
【０００６】
パワーモジュール用の回路基板においては、例えば絶縁基板に比べて厚く密度が大きい銅板等の金属板が含まれているため、平面視における単位面積当たりの質量が比較的大きい。この回路基板を多数個集合させた集合体の場合は、その全体の質量がさらに大きくなるため、回路部に傷がつきやすくなる。これは、回路基板集合体中の個々の回路基板の回路部が取扱いや輸送中に外部（加工用の装置または搬送用の容器等）と接触するときに回路部（金属板）に加わる摩擦等の力が大きくなり、擦れたり傷がつきやすくなる可能性があること等による。回路部に擦れまたは傷が生じると、その擦れまたは傷の部分から回路部を構成している金属板に腐食や剥がれが発生しやすくなる（長期信頼性が低下する）可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの態様の回路基板集合体は、互いに配列された複数の回路基板領域および該複数の回路基板領域を囲むダミー領域を有しており、前記基板領域の境界を含む上面を有する絶縁母基板と、前記回路基板領域において前記絶縁母基板の上面にろう材を介して接合された金属回路板と、前記ダミー領域において前記絶縁母基板の上面にろう材を介して接合されたダミー金属板とを有している。また、前記金属回路板の上面および前記ダミー金属板の上面がそれぞれ高低差を有しており、前記ダミー金属板の上面の高低差は前記金属回路板の上面の高低差よりも大きく、前記ダミー金属板の上面の位置が前記金属回路板の上面の位置よりも高い。
【０００８】
本発明の一つの態様の電子装置集合体は、上記構成の回路基板集合体と、前記金属回路板上に搭載された電子部品とを有している。
【０００９】
本発明の一つの態様の回路基板集合体の製造方法は、第１領域および該第１領域を囲む第２領域を含む上面を有する絶縁母基板を準備する第１工程と、前記絶縁母基板の上面の前記第１領域および前記第２領域に第１ろう材ペーストを配置する第２工程と、前記第１領域および前記第２領域に配置したろう材ペースト上に金属板を配置した後に前記第１ろう材ペーストを加熱して前記絶縁基板の上面に前記金属板を接合する第３工程と、前記金属板の一部の領域を除去して、前記第１領域に、互いに同じパターンで配列された複数の金属回路板を形成するとともに、前記第２領域にダミー金属板を形成する第４工程とを有している。また、前記第２工程において、前記第２領域における前記ろう材ペースト層の厚さを、前記第１領域における前記ろう材ペースト層の厚さよりも大きくする。
【００１０】
本発明の一つの態様の電子装置集合体の製造方法は、前記第１〜第４工程と、前記第１領域における前記複数の金属回路板上にそれぞれ電子部品を搭載し、それぞれの金属回路板において前記電子部品と前記金属回路板とを電気的に接続する第５工程と、前記電子部品を樹脂で被覆し、その後前記複数の金属回路板の境界に沿って前記絶縁母基板を切断する第６工程とを有している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一つの態様の回路基板集合体によれば、上記構成でありダミー金属板の上面の位置が前記金属回路板の上面の位置よりも高いことから、回路基板集合体が外部に接触したときに、金属回路板よりもダミー金属板の方が外部と接触しやすい、また外部から加わる力を金属回路板においてダミー金属板よりも小さく抑えることが容易である。したがって、金属回路板に傷がつくことが抑制された、長期信頼性の向上に有効な回路基板集合体を提供することができる。
【００１２】
本発明の一つの態様の電子装置集合体によれば、上記構成の回路基板集合体を有することから、金属回路板の傷等が抑制された、長期信頼性の高い電子装置集合体を提供することができる。
【００１３】
また、本発明の一つの態様の回路基板集合体の製造方法によれば、上記各工程を有し、ろう材ペースト層の厚さを比較的大きくした第２領域にダミー金属板を形成することから、ダミー金属板の上面の位置を金属回路板の上面の位置よりも高くした金属回路板集合体を容易に製作することができる。
【００１４】
また、本発明の一つの態様の電子装置の製造方法によれば、上記構成の電子装置集合体を製作することが容易であり、この電子装置集合体を分割する工程によって信頼性の高い個片の電子装置を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態の回路基板集合体を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【図２】図１に示す回路基板集合体の要部Ｂを拡大して示す断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態の電子装置集合体を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態の電子装置集合体に含まれる電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の実施形態における回路基板集合体の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の実施形態における電子装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図７】図５に含まれる１つの工程におけるろう材ペースト層のパターンの一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の回路基板集合体、電子装置集合体、回路基板集合体およびその製造方法について説明する。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際に回路基板集合体等が用いられるとき、および製造されるときの上下を限定するものではない。
【００１７】
（回路基板集合体および電子装置集合体）
図１（ａ）は本発明の実施形態の回路基板集合体を示す上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図１（ｃ）は下面図である。図２は図１に示す回路基板集合体の要部Ｂを拡大して示す断面図である。図３（ａ）は本発明の実施形態の電子装置集合体を示す上面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図３（ｃ）は下面図である。
【００１８】
実施形態の回路基板集合体20は、例えば図１に示すように、絶縁母基板１と、絶縁母基板１の上面にそれぞれろう材２を介して接合された金属回路板３およびダミー金属板４とによって基本的に構成されている。金属回路板３が回路部５の一部を構成し、ダミー金属板４がダミー部６の一部を形成している。また、実施形態の回路基板集合体20と、金属回路板３上に搭載された複数の電子部品７とによって電子装置集合体21が基本的に構成されている。回路基板集合体20は、それぞれが個片の回路基板（後述）に相当する複数の領域が互いに配列された構造を有し、電子装置集合体21は、それぞれが個片の電子装置（後述）となる複数の領域が互いに配列された構造を有している。個片の電子装置が、各種の電子機器に部品として実装される。
【００１９】
絶縁母基板１は、電気絶縁材料からなり、例えば、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材料からなる。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および窒化ケイ素質セラミックスが好ましく、強度の点に関して、窒化ケイ素質セラミックスおよび炭化ケイ素質セラミックスが好ましい。
【００２０】
絶縁母基板１が窒化ケイ素質セラミックスのように比較的強度の高いセラミック材料からなる場合には、金属回路板３と絶縁母基板１との熱膨張率差に起因する熱応力による絶縁母基板１のクラック等を抑制することができる。
【００２１】
絶縁母基板１の厚さは、絶縁母基板１の平面視における大きさ、用いる材料の熱伝導率または機械的強度および電子機器等で使用されるときに加わる熱量等の条件に応じて適宜設定すればよい。例えば、絶縁母基板１の厚さが薄い方が、金属回路板３上に搭載される電子部品７から絶縁母基板１の下面側等への熱伝導性の点ではよく、一例として、約0.1
ｍｍ〜１ｍｍ程度の厚さに設定される。
【００２２】
絶縁母基板１は、例えば窒化ケイ素質セラミックスからなる場合であれば、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て泥漿物に従来周知のドクターブレード法または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し、しかる後、これを窒化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。
【００２３】
絶縁母基板１は、互いに配列された複数の基板領域１ａと、基板領域１ａを囲むダミー領域１ｂとを有している。基板領域１ａは回路部５に含まれ、ダミー領域１ｂはダミー部６に含まれている。
【００２４】
基板領域１ａは、それぞれ個片の回路基板における絶縁基板（後述）となる領域である。図１に示す例では６個（３×２個）の基板領域１ａが絶縁母基板１に配列されているが、この個数および形態には限定されない。
【００２５】
また、ダミー領域１ｂは、複数の基板領域１ａの全体を囲んでいる。ダミー領域１ｂは、例えば回路基板集合体20または電子装置集合体21を切断加工等の方法で基板領域１ａ毎に分割するときに捨て代となる部分である。なお、ダミー領域１ｂは、例えば、複数の基板領域１ａを全体的に囲むものである。また、ダミー領域１ｂは、複数の基板領域１ａをそれぞれに囲むものでもよく、縦横の並びに配列された複数の基板領域１ａを列毎に、または行毎に囲むものでもよい。複数の基板領域１ａのそれぞれの間にもダミー領域１ｂが存在していると、上面の位置が比較的高いダミー金属板４による、金属回路板３の傷の抑制効果（詳細は後述）の点で有利である。つまり、この場合には、絶縁母基板１の反りやうねりの影響が小さくなるので、外部と金属回路板３の接触がより抑制されるようになる。
【００２６】
金属回路板３は、基板領域１ａにおいて、絶縁母基板１の上面にろう材２を介して接合されている。この実施形態の例では、１つの基板領域１ａに対して複数個（図１の例では３個）の金属回路板３が、互いに間を空けて接合されている。基板領域１ａ毎における金属回路板３同士の間隔は、例えば個片の電子装置が電子機器に実装されて使用されるときの電圧を考慮し、絶縁性を確保できる程度に設定される。複数の金属回路板３同士の間隔は、一例として、約0.5〜10ｍｍである。
【００２７】
例えば、複数個の金属回路板３のうち基板領域１ａの中央部に位置するものが電子部品搭載用であり、その上面に電子部品７が搭載される。また、基板領域１ａの端部にそれぞれ配置されたものが電子部品７と外部電気回路（図示せず）とを電気的に接続する導電路の一部を構成するものであり、電子部品７が電気的に接続される。
【００２８】
図３に示す例において、金属回路板３上に搭載された電子部品７は、ボンディングワイヤ10を介して金属回路板３に電気的に接続されており、絶縁母基板１および金属回路板３の上面から電子部品７にかけて一体的に被覆する樹脂８によって封止されている。
【００２９】
電子部品７は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）またはパワー
ＭＯＳＦＥＴ（Metal-oxide-semiconductor Field-effect Transistor）等のパワー半導
体素子である。
【００３０】
実施形態の回路基板集合体20および電子装置集合体21において、絶縁母基板１の下面に放熱金属板９が接合されている。放熱金属板９は、電子部品７で発生する熱を外部に放熱する放熱用の部材として機能する。図１に示す例では、１つの基板領域１ａ毎に、絶縁母基板１の下面のほぼ全面を覆うような面積および形状の１つの放熱金属板９が接合されている。これによって、外部への放熱が効果的に行なわれる。放熱金属板９は、例えば、金属回路板３と絶縁母基板１とを接合しているろう材２と同様のろう材２によって絶縁母基板１の下面に接合されている。
【００３１】
なお、本実施形態では、絶縁母基板１の下面にも、上記と同様のろう材２を介してダミー金属板４が接合されている。このダミー金属板４によって、放熱金属板９に傷がつくこ
とを抑制できる。
【００３２】
金属回路板３、ダミー金属板４および放熱金属板９は、例えば平板状の銅板であり、その厚みは、例えば、20〜1200μｍである。銅板は、電気抵抗（抵抗率）が低く高熱伝導性を有するので、金属回路板３を構成する部材として適している。
【００３３】
金属回路板３および放熱金属板９が銅板である場合、銅板の材料は、例えば無酸素銅である。金属回路板３、ダミー金属板４および放熱金属板９（以下、金属回路板３等）として無酸素銅を用いた場合には、金属回路板３等と絶縁母基板１とを接合する際に、金属回路板３等の表面が銅中に存在する酸素によって酸化される可能性を低減することができる。また、ろう材２の濡れ性を向上させることもできるため、金属回路板３等の絶縁母基板１に対する接合強度を向上させることもできる。
【００３４】
金属回路板３、ダミー金属板４および放熱金属板９と絶縁母基板１とを接合している接合材は、例えば、Ａｇ−Ｃｕ系のろう材である。このろう材２は、絶縁母基板１に対する接合強度の向上等のために、例えば、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種の活性金属材料を含有しているものでもよい。また、このろう材２は、例えば、Ｉｎ、Ｓｎのうち少なくとも１種の金属材料をさらに有していてもよい。なお、このろう材２の厚みは、例えば約５〜100μｍ程度であればよい。
【００３５】
なお、ろう材２が活性金属材料を含有していない場合には、絶縁母基板１の上面および下面のうち金属回路板３または放熱金属板９が接合される部分に、下地金属層（図示せず）が設けられていてもよい。下地金属層は、例えば、タングステン、モリブデンおよびマンガン等の金属ならびにこれらの金属の合金等から適宜選択される金属材料からなり、メタライズ層等の形態で絶縁基板１の所定部位に形成されている。
【００３６】
ダミー金属板４は、金属回路板３に対して外部との接触等による傷が発生することを抑制する等の機能を有している。実施形態の回路基板集合体20および電子装置集合体21において、ダミー金属板４の上面の位置が金属回路板３の上面の位置よりも高い。そのため、回路基板集合体20が外部に接触したときに、金属回路板３よりもダミー金属板４の方が外部と接触しやすい、また外部から加わる力を金属回路板３においてダミー金属板４よりも小さく抑えることが容易である。したがって、金属回路板３に傷がつくことが抑制された、長期信頼性の向上に有効な回路基板集合体20を提供することができる。
【００３７】
この場合の外部とは、例えば、回路基板集合体20を搬送するときに使用されるジグおよび容器、回路基板集合体20を製作するときに使用するジグおよび装置、ならびに回路基板集合体20に電子部品７を搭載するときに回路基板集合体20を取り扱う機器およびジグ等である。外部から加わる力は、これらの外部のものと回路基板集合体20との間で生じる可能性がある摩擦または衝撃によって生じる力（摩擦力等）である。そのため、例えば回路基板集合体20を平坦な面の上に置いたときに、高さが高い部分ほど外部と接触しやすい。実施形態の回路基板集合体20等では、上記構成であるため金属回路板３に作用する力が低減され、傷等の不具合の発生を効果的に低減することができる。
【００３８】
金属回路板３およびダミー金属板４の上面の高さは、絶縁母基板１の上面から金属回路板３およびダミー金属板４それぞれの上面までの距離である。金属回路板３の上面の位置よりもダミー金属板４の上面の位置を高くするには、例えばダミー金属板４の厚さを金属回路板３の厚さよりも大きくするか、またはろう材２の厚さを、ダミー金属板４と絶縁母基板１との間において金属回路板３と絶縁母基板１との間よりも大きくすればよい。すなわち、それぞれの銅板等そのものの厚さの差、または接合用のろう材２の厚さの差によって、金属回路板３の上面とダミー金属板４の上面とで互いの高さ位置を異ならせることが
できる。
【００３９】
金属回路板３の上面とダミー金属板４の上面との高さの差は、例えば、金属回路板３およびダミー金属板４の厚みおよびこれらの合計の質量、回路基板集合体20および電子装置集合体21の取り扱い方（搬送時の速度、ガタつきの大小およびジグ等の形態等）または回路基板集合体20の平面視における大きさ等の、外部との接触による金属回路板３への傷のつきやすさに影響を与える条件に応じて、適宜設定すればよい。
【００４０】
これらの上面の高さの差が大きいほど、金属回路板３の傷を抑制する上では有利である。また、この高さの差が小さいほど、加工または搬送時のダミー金属板４の引っかかり等が抑制され、回路基板集合体20の取り扱いやすさおよび生産性等の点で有利になる。
【００４１】
一例を挙げれば、金属回路板３およびダミー金属板４がそれぞれ銅（無酸素銅）からなり、それぞれの厚さがともに0.3ｍｍであり、平面視における回路基板集合体20が、１辺
の長さが約90〜150ｍｍ程度の四角形状（長方形状または正方形状）である場合に、金属
回路板３の上面とダミー金属板４の上面との高さの差が0.5〜５μｍ程度に設定される。
【００４２】
また、実施形態の回路基板集合体20および電子装置集合体21において、金属回路板３の上面およびダミー金属板４の上面がそれぞれ高低差を有していてもよい。この場合に、ダミー金属板４の上面の高低差が金属回路板３の上面の高低差よりも大きくてもよい。
【００４３】
金属回路板３の上面およびダミー金属板４それぞれの上面での高低差は、これらの上面がうねり等の凹凸部分（図示せず）を有する場合における、凸部分の上端と凹部分の下端との高さの差である。なお、金属回路板３の上面およびダミー金属板４それぞれの上面が高低差を有するときに、金属回路板３の上面の位置よりもダミー金属板４の上面の位置が高いこととは、それぞれの上面の凸部分の上端位置（最も高い位置）が、金属回路板３よりもダミー金属板４の方が高いことを意味する。
【００４４】
また、金属回路板３の上面およびダミー金属板４の上面がそれぞれ高低差を有しているとともに、ダミー金属板４の上面のうねりの高低差が金属回路板３の上面のうねりの高低差よりも大きい場合には、より高低差が大きいダミー金属板４における上面の位置（ダミー金属板４のうち最も高い位置）を金属回路板３における上面の位置（金属回路板３のうち最も高い位置）よりも高くすることが容易である。したがって、ダミー金属板４による、金属回路板３の外部との接触による傷の抑制の効果を容易に得ることができる。
【００４５】
なお、このような金属回路板３およびダミー金属板４における上面の高低差は、例えば、金属回路板３およびダミー金属板４がうねるように変形することによって生じたものである。
【００４６】
例えば、金属板の上面の高低差は任意の金属板の最も高い位置を通る10ｍｍのうねり曲線を測定した場合の最も高い場所と最も低い場所の差とした場合に、金属回路板３の高低差に比べダミー金属板４の高低差が１〜５μｍ大きくなるように設定する。
【００４７】
上述したように、上記実施形態のいずれかの構成の回路基板集合体20と、金属回路板３上に搭載された電子部品７とによって、実施形態の電子装置集合体21が基本的に構成されている。
【００４８】
実施形態の電子装置集合体21は、例えば図３に示すような構造であり、回路基板集合体20のそれぞれの基板領域１ａにおいて、３つの金属回路板３のうち中央に位置する１つの金属回路板３の上面に電子部品７が接合されている。電子部品７の金属回路板３に対する
接合は、例えばスズ−銀合金、金−スズ合金等の低融点ろう材（図示せず）を介して行なわれている。
【００４９】
電子部品７は、それぞれの基板領域１ａにおいて、その上面の両端部に配置された２つの金属回路板３とボンディングワイヤ10によって電気的に接続されている。これら２つの金属回路板３およびボンディングワイヤ10は、電子部品７と外部電気回路とを電気的に接続する導電路を形成している。この導電路を介して電子部品７と外部電気回路との間で信号または電位等の電力の授受が行なわれる。
【００５０】
金属回路板３上に搭載された電子部品７は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂８（いわゆるモールド樹脂）によって被覆されている。樹脂８は、電子部品７を封止して外部環境（酸素および水分等）から保護する機能を有する。樹脂８は、金属回路板３の上面のうち電子部品７に近い部分から電子部品７の全体にかけて一体的に被覆している。樹脂８の一部は、金属回路板３同士の間で露出する絶縁母基板１の上面およびボンディングワイヤ10等の部分も一体的に被覆し封止の効果を高めている。
【００５１】
上記構成の電子装置集合体21は、例えば電子部品７としてパワー半導体素子が搭載されたものであり、パワー半導体装置等の電子装置（符号なし）の集合体になっている。個々のパワー半導体装置は、例えば自動車または電車等の車両、または各種の産業用機器の電力制御用、電力変換用部品に実装されて用いられる。
【００５２】
実施形態の電子装置集合体21を基板領域１ａ毎に分割することによって、例えば図４に示すような個片の電子装置31を製作することができる。なお、図４（ａ）は本発明の実施形態の電子装置集合体21に含まれる電子装置31を示す上面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図４（ｃ）は下面図である。図４において図１〜図３と同様の部位には同様の符号を付している。
【００５３】
個片の電子装置31は、個片の回路基板30において、絶縁基板11の上面に接合された金属回路板３上に電子部品７が搭載されて実装されたものとみなすことができる。電子装置集合体21（実際には絶縁母基板１）の基板領域１ａ毎の切断は、例えばレーザー加工またはダイシング加工単独で切り離してもよいし、前記加工で絶縁母基板１に切れ目を入れた後、その切れ目に沿って機械的に割断することで行なうようにしてもよい。
【００５４】
この場合、多数個の電子装置31をまとめて製作することができる。あらかじめ樹脂８で電子部品７および金属回路板３同士の間で露出する絶縁母基板１の上面およびボンディングワイヤ10等の部分も一体的に被覆することで、上記作製方法を行なっても電子部品７および電子装置31の電気的な接続に影響が生じる可能性を低減できる。
【００５５】
上記のような電子装置集合体21によれば、上記構成の回路基板集合体20を含んでいることから、金属回路板３における傷等の不具合の発生が効果的に抑制された電子装置集合体21を提供することができる。また、個片の電子装置31についても、金属回路板３の傷が効果的に抑制された、長期信頼性の向上について有利な電子装置31を提供することができる。
【００５６】
（回路基板集合体の製造方法および電子装置集合体の製造方法）
次に、図５〜図７等を参照して、本発明の実施形態における回路基板集合体の製造方法および電子装置集合体の製造方法を説明する。図５および図６は、本発明の実施形態における回路基板集合体の製造方法と、それに続く電子装置の製造方法とを順次説明するためのものであり、図７は、その過程に含まれる１つの工程をより詳細に説明するためのものである。
【００５７】
なお、以下の製造法で製作される回路基板集合体および電子装置は、上記実施形態の回路基板集合体20および電子装置31と同様の構成のものである。以下の説明において、実施形態の回路基板集合体20および電子装置31に関する説明と同様の事項については説明を簡略にするか、または省略する。
【００５８】
まず、第１工程として、図５（ａ）に示すように、第１領域１Ａおよび第１領域１Ａを囲む第２領域１Ｂを含む上面を有する絶縁母基板１を準備する。絶縁母基板１は、例えば上記実施形態の回路基板集合体20における絶縁母基板１と同様の材料からなるものであり、同様の方法で作製することができる。第１領域１Ａは上記実施形態の回路基板集合体20の基板領域１ａに相当する領域である。第２領域１Ｂは上記実施形態の回路基板集合体20のダミー領域１ｂに相当する領域である。なお、図５（ａ）では、見やすくするために、第１領域１Ａと第２領域１Ｂとの境界を仮想線（二点鎖線）で示し、絶縁母基板１から外れた位置（図の上側）に領域名を記載している。また、見やすくするために、図５（ｂ）以下では第１領域１Ａおよび第２領域１Ｂの図示を省略している。
【００５９】
次に、第２工程として、図５（ｂ）に示すように、絶縁母基板１の上面の第１領域１Ａおよび第２領域１Ｂに、第１ろう材ペースト層２ａを配置する。第１ろう材ペースト層２ａは、例えばＡｇ−Ｃｕ系のろう材等の、上記実施形態の回路基板集合体20におけるろう材２と同様のろう材成分を有するものを用いることができる。この場合、上記ろう材の粉末を有機溶剤およびペースト等とともに混練することによって第１ろう材ペースト層２ａ用のろう材ペーストを作製することができる。
【００６０】
また、第１ろう材ペースト層２ａは、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種の活性金属材料をの粉末をさらに添加して作製してもよい。第１ろう材ペースト層２ａの配置は、第１ろう材ペースト層２ａ用のろう材ペーストをスクリーン印刷等の方法で絶縁母基板１の上面の所定位置に印刷することによって行なうことができる。この第１ろう材ペースト層２ａの厚みは、例えば約５〜100μｍ程度に設定すればよい。
【００６１】
この第２工程においては、第２領域１Ｂにおける第１ろう材ペースト層２ａの厚さを、第１領域１Ａにおける第１ろう材ペースト層２ａの厚さよりも大きくする。この厚さの差によって、実施形態の回路基板集合体20における金属回路板３の上面とダミー金属板４の上面との高さの差を実現させる。詳細については後述する。
【００６２】
第２領域１Ｂにおける第１ろう材ペースト層２ａの厚さを、第１領域１Ａにおける第１ろう材ペースト層２ａの厚さよりも大きくするには、第１ろう材ペースト層２ａ上に補助的な第１ろう材ペーストをさらに配置するとともに、その補助的な第１ろう材ペーストの厚さを第２領域１Ｂにおいて第１領域１Ａよりも大きくすればよい。
【００６３】
なお、以下の説明においては、説明の便宜上、第１領域１Ａにおいて第１ろう材ペースト層２ａ上に配置する補助的な第１ろう材ペーストを回路第２ろう材ペースト層２ｂと呼称し、第２領域１Ｂにおいて第１ろう材ペースト層２ａ上に配置する補助的な第１ろう材ペーストをダミー第２ろう材ペースト層２ｃと呼称する。
【００６４】
回路第２ろう材ペースト層２ｂおよびダミー第２ろう材ペースト層２ｃは、第１ろう材ペースト層２ａと同様の材料を用い、同様の方法で所定位置に、所定厚さで配置することができる。
【００６５】
なお、図５（ｂ）に示す例では、回路第２ろう材ペースト層２ｂおよびダミー第２ろう材ペースト層２ｃは、第１ろう材ペースト層２ａ上に断続的に（いわゆる島状のパターン
で）塗布している。このように、回路第２ろう材ペースト層２ｂおよびダミー第２ろう材ペースト層２ｃは、第１ろう材ペースト層２ａの上面全域に（いわゆるベタパターンで）塗布されたものである必要はない。すなわち、回路第２ろう材ペースト層２ｂとダミー第２ろう材ペースト層２ｃとの厚み差によってダミー金属板４の上面を金属回路板３の上面よりも高くすることができればよい。言い換えれば、回路第２ろう材ペースト層２ｂおよびダミー第２ろう材ペースト層２ｃは、島状のパターンでもよく、ベタパターンでもよい。以下、第１ろう材ペースト層２ａ、回路第２ろう材ペースト層２ｂおよびダミー第２ろう材ペースト層２ｃをまとめてろう材ペースト層２ａ、２ｂ、２ｃという場合がある。
【００６６】
回路第２ろう材ペースト層２ｂおよびダミー第２ろう材ペースト層２ｃを島状のパターンとしたときのろう材ペースト層２ａ、２ｂ、２ｃのパターンの一例を、図７に示している。図７において図１〜図５と同様の部位には同様の符号を付している。なお、図７では後述する金属板３ａを省略している。
【００６７】
ろう材ペースト層２ａ、２ｂ、２ｃ（上記補助的なものも含む第１ろう材ペースト層２ａ）のパターンは、この例に限らない。例えば、回路第２ろう材ペースト層２ｂを塗布しないことによって、言い換えれば、第１領域１Ａでは補助的な第１ろう材ペースト層を設けないことによって、補助的なものも含む第１ろう材ペースト層２ａ全体の厚みを、第２領域１Ｂにおいて第１領域１Ａよりも大きくするようにしてもよい。回路第２ろう材ペースト層２ｂおよびダミー第２ろう材ペースト層２ｃの島状のパターンの厚みは例えば、回路第２ろう材ペースト層２ｂは０〜60μｍ程度、ダミー第２ろう材ペースト層２ｃは約30〜100μ程度に設定すればよい。
【００６８】
次に、第３工程として、第１領域１Ａおよび第２領域１Ｂに配置したろう材ペースト（補助的なものとしての回路第２ろう材ペースト層２ｂおよびダミー第２ろう材ペースト層２ｃを含む第１ろう材ペースト層２ａ）上に金属板３ａを配置した後に、第１ろう材ペースト層２ａ（回路第２ろう材ペースト層２ｂおよびダミー第２ろう材ペースト層２ｃを含むもの）を加熱して、絶縁母基板１の上面に金属板３ａを接合する。
【００６９】
この工程において、金属板３ａの上面の位置が、第１領域１Ａ上の部分と第２領域１Ｂ上の部分とで互いに異なるようになる。すなわち、回路第２ろう材ペースト層２ｂとダミー第２ろう材ペースト層２ｃとの厚さの差に応じた応力で金属板３ａにたわみが生じ、このたわみによって、第１領域１Ａよりも第２領域１Ｂにおいて金属板３ａの上面の位置を高くすることができる。
【００７０】
なお、前述した実施形態の回路基板集合体20および電子装置集合体21における金属回路板３およびダミー金属板４の上面が有する高低差は、ろう材ペースト層２ａ、２ｂ、２ｃの表面形状、ろう付け条件および熱応力等の応力によって生じさせることができる。例えば、図５（ｂ）に示す例のように回路第２ろう材ペースト層２ｂおよびダミー第２ろう材ペースト層２ｃを島状のパターンとすることによって上記の高低差を生じさせることができる。
【００７１】
ここで、島状のパターンにおいて、ダミー第２ろう材ペースト層２ｃの厚みを回路第２ろう材ペースト２ｂより厚くするには、ダミー第２ろう材ペースト層２ｃの島状パターンの単位面積当たりのろう材ペースト量が回路第２ろう材ペースト層２ｂより多くなるようにすればよい。
【００７２】
この時に、ダミー第２ろう材ペースト層２ｃの島状パターンの高さを回路第２ろう材ペースト層２ｂの島状パターンの高さより高くすると、金属回路板３に比べ、ダミー金属板４の高低差を大きくすることができ、ダミー金属板４の最大高さが高くなるので、より金
属回路板３に傷がつきにくくなる。
【００７３】
ダミー金属板４において金属回路板３よりも高低差を大きくするには、例えば絶縁母基板１の上面におけるダミー第２ろう材ペースト層２ｃを回路第２ろう材ペースト層２ｂに比べ高低差が大きくなるように形成すればよい。ダミー第２ろう材ペースト層２ｃを回路第２ろう材ペースト層２ｂに比べ高低差が大きくなるように形成するには、それぞれのパターンを例えば、図７の様に、ダミー第２ろう材ペースト層２ｃの島状のパターンを回路第２ろう材ペースト層２ｂの島状のパターンより大きくし、ピッチも大きく形成すると高低差が大きくなりやすい。
【００７４】
さらに、ダミー第２ろう材ペースト層２ｃ中だけにタングステン、モリブデン、マンガン等の融点が1200℃以上の高融点金属の粉末から形成された直径10〜100μｍの凝集体を
添加するようにしてもよい。これによって、突出部のろう材の溶融時の粘度が低下しにくくなり、より安定して高低差を大きくすることができるようになる。
【００７５】
また、金属板３ａの位置、ダミー金属板４の厚み、幅等の、変形しやすさに影響を与える条件を適宜調整するようにすればよい。例えば、ダミー金属板４の厚みおよび幅の少なくとも一方が小さいほど、絶縁母基板１の外周に近い位置ほど、ダミー金属板４でうねり等の変形をより大きくすることができる。
【００７６】
ダミー金属板４と接合しているろう材２の厚さを金属回路板３と接合しているろう材２より厚くしたり、ダミー金属板４において金属回路板３よりも高低差を大きくした場合には、平板の金属板３ａを用いることができるので、第１領域１Ａ上の部分と第２領域１Ｂ上の部分とで互いに異なるようするために予め対応部分の金属板厚みを変えた金属板３ａを準備する必要が無いので、材料納期及びコストの点で優れている。
【００７７】
次に、第４工程として、図５（ｃ）および図５（ｄ）に示す例のように、金属板３ａの一部の領域を塩化第２鉄等のエッチング液で除去して、第１領域１Ａに、互いに同じパターンで配列された複数の金属回路板３を形成するとともに、第２領域１Ｂにダミー金属板４を形成する。
【００７８】
この例において、まず、図５（ｃ）に示すようにレジストを金属板３ａの所定位置（除去しない部位）に配置する。レジストは、例えばエッチング液に塩化第２鉄を使用するのであれば、耐酸性のレジストインクをスクリーン印刷等で形成し、熱硬化させることで設けることができる。
【００７９】
その後、図５（ｄ）に示すように、エッチング等の加工によって金属板３ａの一部（複数の金属回路３となる部分同士の間、および金属回路板３とダミー金属板４との間）を除去する。これによって、例えば図１に示すような回路基板集合体20を製作することができる。
【００８０】
このような製造方法によれば、ダミー金属板４の上面の位置が金属回路板３の上面の位置よりも高い回路基板集合体20を容易に製作することができる。
【００８１】
なお、本実施形態の製造方法では、絶縁母基板１の下面にも、上面と同様に金属板３ａを接合した後にエッチング加工を施して、金属放熱板９および下面側のダミー金属板４を配置するようにしている。これによって、放熱金属板９に傷がつくことの抑制にも有効な回路基板集合体20を製作することができる。
【００８２】
本発明の実施形態の電子装置の製造方法は、上記第１〜第４工程と、それに続いて順次
行なう以下の第５工程および第６工程とを有している。言い換えれば、実施形態の回路基板集合体20に対して以下の第５工程および第６工程に示す加工を施すことによって、個片の電子装置31を製作することができる。
【００８３】
まず、第５工程として、図６（ａ）に示すように、第１領域１Ａにおける複数の金属回路板３上にそれぞれ電子部品７を搭載し、それぞれの金属回路板３において電子部品と金属回路板３とを電気的に接続する。電子部品７の電気接続用の端子（図示せず）は、電子部品７本体の上面の外周部等に配置されている。なお、図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態における電子装置31の製造方法を工程順に示す断面図である。図６において図１〜図５と同様の部位には同様の符号を付している。また、見やすくするために、図６（ｂ）以下では第１領域１Ａおよび第２領域１Ｂの図示を省略している。
【００８４】
電子部品７は、例えば前述したパワー半導体素子であり、低融点ろう材等（図示せず）によって金属回路板３上に接合し、搭載することができる。また電子部品７の端子と金属回路板３との電気的な接続は、例えばボンディングワイヤ10によって行なうことができる。
【００８５】
次に、第６工程として、図６（ｂ）に示す例のように、金属回路板３上に電子部品７を搭載し、電子部品７と金属回路板３とを電気的に接続した後、電子部品７を樹脂８（モールド樹脂）で被覆してもよい。この場合、樹脂８は、金属回路板３の上面および絶縁母基板１の上面から電子部品７およびボンディングワイヤ10にかけて一体的に被覆するようにしてもよい。これによって、樹脂８の回路基板集合体20に対する接合の面積をより大きくして、互いの接合の強度を高めることができる。
【００８６】
樹脂８は、例えば上記のようにエポキシ樹脂等の樹脂材料である。樹脂８が熱硬化性のエポキシ樹脂であれば、未硬化のエポキシ樹脂を金属回路板３の上面のうち電子部品７に近い部分から電子部品７の全体にかけて一体的に被覆するように塗布し、その後加熱して硬化させることで、モールド樹脂８を形成することができる。
【００８７】
また第６工程においては、電子部品７を樹脂８で被覆した後、図６（ｃ）に示すように複数の金属回路板３の境界（第１領域１Ａと第２領域１Ｂとの境界）に沿って絶縁母基板１を切断する。第６工程において電子部品７を樹脂８で被覆したものは、上記実施形態の電子装置集合体21と同様の構成を有する。これによって、図６（ｄ）に示すように個片の電子装置31を製作することができる。この場合には、多数の電子装置31を一括して製作することができるため、電子装置31としての生産性が高い。
【００８８】
絶縁母基板１の切断は、例えば上記のように例えばレーザー加工またはダイシング加工等の切断加工で行なうことができる。また、これらの加工で絶縁母基板１の上面等に切れ目を入れた後、その切れ目に沿って絶縁母基板１を機械的に割断（ブレーク）することで行なうこともできる。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・・絶縁母基板
１ａ・・・基板領域
１Ａ・・・第１領域
１ｂ・・・ダミー領域
１Ｂ・・・第２領域
２・・・・ろう材
２ａ・・・第１ろう材ペースト層
２ｂ・・・回路第２ろう材ペースト層
２ｃ・・・ダミー第２ろう材ペースト層
３・・・・金属回路板
３ａ・・・金属板
４・・・・ダミー金属板
５・・・・回路部
６・・・・ダミー部
７・・・・電子部品
８・・・・樹脂
９・・・・金属放熱板
10・・・・ボンディングワイヤ
11・・・・絶縁基板
20・・・・回路基板集合体
21・・・・電子装置集合体
30・・・・回路基板
31・・・・電子装置
【図１】
0006702800.tif 000002
【図２】
0006702800.tif 000003
【図３】
0006702800.tif 000004
【図４】
0006702800.tif 000005
【図５】
0006702800.tif 000006
【図６】
0006702800.tif 000007
【図７】
0006702800.tif 000008