(57)【要約】【課題】電子装置における規定電流を増大させつつ電子部品の実装に関する信頼性を向上させること。【解決手段】回路基板10は、絶縁基板１と、絶縁基板１の上面に設けられたろう材層２と、ろう材層２によって絶縁基板１の上面に接合されており電子部品20が搭載される金属板３と、接合材６によって金属板３の側面に接合された枠体５とを備えている。枠体５は、平面視において金属板３を囲んでおり、金属板３よりも小さい熱膨張係数を有している。電子装置は、上記構成の回路基板10と、回路基板10の金属板３に搭載された電子部品20とを備えている。【選択図】図１
2012084832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
該絶縁基板の上面に設けられたろう材層と、
該ろう材層によって前記絶縁基板の前記上面に接合されており、電子部品が搭載される金属板と、
平面視において該金属板を囲んで、接合材によって前記金属板の側面に接合されており、前記金属板よりも小さい熱膨張係数を有する枠体とを備えていることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記枠体は平面視において前記ろう材層によって前記絶縁基板の前記上面に接合されている金属回路板および前記ろう材層によって前記絶縁基板の下面に接合されている放熱板を囲んでいることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記枠体は平面視において前記金属回路板もしくは前記放熱板を複数の島状に囲んでいることを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された回路基板と、
該回路基板の前記金属板に搭載された電子部品とを備えた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、電子部品が搭載される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】
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、絶縁基板の上面に例えば銅またはアルミニウム等から成る金属板および金属回路板が接合された回路基板が用いられる。回路基板において、電子部品は、金属板に搭載され、例えばボンディングワイヤによって金属回路板に電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平9-69672号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パワーモジュールまたはスイッチングモジュール等の電子装置は、規定電流の増大化に関する開発が求められている。規定電流を増大させるためには、金属回路板および金属板を厚くする必要がある。電子部品が搭載される金属板を厚くする場合、熱による金属板の膨張または収縮の影響が大きくなり、電子装置における電子部品の実装に関する信頼性の低下につながる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの態様は、回路基板は、絶縁基板と、絶縁基板の上面に設けられたろう材層と、ろう材層によって絶縁基板の上面に接合されており電子部品が搭載される金属板と、接合材によって金属板の側面に接合された枠体とを備えており、枠体は、平面視において金属板を囲んでおり、金属板よりも小さい熱膨張係数を有していることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の他の態様は、上記構成の回路基板は、枠体は平面視においてろう材層によって絶縁基板の上面に接合されている金属回路板およびろう材層によって絶縁基板の下面に接合されている放熱板を囲んでいることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の他の態様は、上記構成の回路基板は、枠体は平面視において金属回路板もしくは放熱板を複数の島状に囲んでいることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の他の態様は、電子装置は、上記構成の回路基板と、回路基板の金属板に搭載された電子部品とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つの態様によれば、回路基板は、平面視において金属板を囲んで、接合材によって金属板の側面に接合されており、金属板よりも小さい熱膨張係数を有する枠体を備えていることによって、例えば銅またはアルミニウム等の比較的熱膨張係数の高い材料から成る金属板を用いた場合においても、金属板における熱的要因による膨張および収縮が制限され、金属板上に搭載される電子部品に対する影響に関して低減されている。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、上記構成の回路基板は、枠体は平面視においてろう材層によって絶縁基板の上面に接合されている金属回路板およびろう材層によって絶縁基板の下面に接合されている放熱板を平面視で囲んでいることで、金属回路板および放熱板が熱応力によって絶縁基板から剥がれてしまう可能性が低減され、あるいは絶縁基板に加わる応力が小さくなり絶縁基板が破壊され難くなるので回路基板の温度サイクル信頼性が向上する。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、上記構成の回路基板は、枠体は平面視において金属回路板もしくは放熱板を複数の島状に囲んでいることで、絶縁基板と金属回路板もしくは放熱板との接合長さが短くなって、絶縁基板と金属回路板もしくは放熱板との間に発生する熱応力を小さく抑えることができるようになり、金属回路板および放熱板が熱応力によって絶縁基板から剥がれてしまう可能性が低減され、あるいは絶縁基板が破壊され難くなるので回路基板の温度サイクル信頼性が向上する。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、電子装置は、上記構成の回路基板と、回路基板の金属板に搭載された電子部品とを備えていることによって、金属板に搭載された電子部品における影響に関して低減されており信頼性に関して向上されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の一つの実施形態における電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における縦断面図である。
【図２】図１（ｂ）の破線によって示された領域Ｂの拡大図を示している。
【図３】図２に示された構造の他の例を示している。
【図４】図２に示された構造の他の例を示している。
【図５】図２に示された構造の他の例を示している。
【図６】（ａ）は本発明の他の実施形態における電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における縦断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【図７】（ａ）は本発明の他の実施形態における電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における縦断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【図８】（ａ）は本発明の他の実施形態における電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における縦断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【図９】図１（ｂ）に示された電子装置の他の構造例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
本発明の実施形態における電子装置は、回路基板10と、回路基板10に実装された電子部品20とを備えている。
【００１６】
回路基板10は、絶縁基板１と、絶縁基板１の上面に設けられたろう材層２と、ろう材層２によって絶縁基板１の上面に接合された金属板３と、ろう材層２によって絶縁基板１の上面に接合された複数の金属回路板４と、平面視において金属板３を囲んでいる枠体５とを備えている。回路基板10は、ろう材層２によって絶縁基板１の下面に接合された放熱板９をさらに備えている。
【００１７】
絶縁基板１は、例えば実質的にセラミック材料からなる。セラミック材料は、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く、
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。絶縁基板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、より厚みの大きい金属板３、金属回路板４および放熱板９を用いたとしても絶縁基板１にクラックが入る可能性が低減されるので、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10を実現することができる。
【００１８】
絶縁基板１の厚みがより小さい方が、熱伝導性が向上される。絶縁基板１の厚みは、回路基板10の大きさまたは用いられる材料の熱伝導率または強度に応じて選択される。例示的な厚みは、0.1ｍｍ〜１ｍｍ程度である。
【００１９】
絶縁基板１は、例えば窒化ケイ素質セラミックスから成る場合であれば、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1,600〜2,000℃の温度で焼成することによって製作される。
【００２０】
ろう材層２に用いられるろう材ペーストは、例えば金属板３、金属回路板４および放熱板９が銅から成る場合、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、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銀ろう材に対して２〜５質量％添加混合し、適当なバインダーと有機溶剤および溶媒とを添加混合し、混練することによって製作される。接合温度またはろう材の硬度を低下させる目的でインジウム（Ｉｎ）またはスズ（Ｓｎ）を１〜10質量％程度添加しても良い。
【００２１】
ろう材層２に用いられるろう材ペーストは、例えば金属板３、金属回路板４および放熱板９がアルミニウムから成る場合は、銀ろう材に替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％）を用いればよい。この場合も同様にして活性金属入りろう材ペーストを作製して、同様にして接合すればよい。アルミニウムろう材を使用した場合には、銅より低温の約600℃で接合することができる。
【００２２】
金属板３、金属回路板４および放熱板９は、銅または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）に圧延加工法または打ち抜き加工法等の機械的加工、またはエッチング等の化学的加工のような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。金属板３、金属回路板４および放熱板９は、絶縁基板１と同程度の大きさおよび形状の金属部材を絶縁基板１に接合した後にエッチングで所定パターン形状に加工すると、高精度で精細なパターンを形成できるようになる。
【００２３】
金属板３、金属回路板４および放熱板９が銅から成る場合は、無酸素銅によって形成されていることが好ましい。無酸素銅によって形成されていると、金属板３、金属回路板４または放熱板９と絶縁基板１との接合を行なう際に、銅の表面が銅中に存在する酸素によって酸化されることが低減され、ろう材層２との濡れ性が良好となるので、金属板３、金属回路板４または放熱板９と絶縁基板１との接合強度が向上される。
【００２４】
金属板３、金属回路板４または放熱板９となる金属部材と絶縁基板１との接合は、金属部材および絶縁基板１の少なくとも一方における接合面にスクリーン印刷等でろう材ペーストを例えば30〜50μｍの厚さで所定パターンに印刷塗布して、所定の構造となるように
金属部材によって絶縁基板１を挟んだ後、金属部材に５〜10ｋＰａの荷重をかけながら真空中または非酸化性雰囲気中で780℃〜900℃、10〜120分間加熱し、ろう材ペーストの有
機溶剤、溶媒、および分散剤を気体に変えて発散させるとともにろう材層２を溶融させることによって行なわれる。
【００２５】
金属部材を絶縁基板１に接合した後に、金属部材をエッチングによって金属板３、金属回路板４および放熱板９の所定パターン形状に加工する場合は、例えば以下のようにする。絶縁基板１の上に接合された金属部材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用いて所定パターン形状に印刷塗布してレジスト膜を形成した後、例えば金属部材が銅板である場合であれば、塩化第２鉄または塩化第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金属板３、金属回路板４および放熱板９の所定パターン以外の部分を除去し、その後にレジスト膜を除去すればよい。金属部材がアルミニウムから成る場合、エッチング液の例は、リン酸、硝酸、酢酸および水を含む混酸である。
【００２６】
金属板３は、絶縁基板１に接合した後に、その表面に導電性が高く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、金属板３に半導体素子等の電子部品20を半田等のダイボンド材７を介して強固に接着させることができるとともに、金属板３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抑制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％以上15質量％以下であると、ニッケル−燐のアモルファス合金を形成しやすくなってめっき層に対する半田の接着強度を向上させることができる。このニッケルから成るめっき層は、その厚みが1.5μｍ
以上であると、金属板３の表面を被覆しやすく、金属板３の酸化腐蝕を抑制することができる。また、10μｍ以下であると、特に絶縁基板の厚さが300μｍ未満の薄いものになっ
た場合には、めっき層の内部に内在する内在応力を低減させることができ絶縁基板１に生じる反りまたは割れ等を抑制することができる。金属板３を枠体５と接合した後にニッケル金属層を形成することによって、接合材４および枠体５における酸化腐食を抑制することができる。金属回路板４または放熱板９にも同様のニッケル金属層を形成しておくと、例えば外部回路基板または冷却体への接合が良好になるのでよい。
【００２７】
枠体５は、金属板３、金属回路板４および放熱板９より小さい熱膨張係数を有している。枠体５が金属材料から成る場合であれば、例えばニッケル（Ｎｉ），鉄（Ｆｅ），モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ），クロム（Ｃｒ），チタン（Ｔｉ）等が挙げられる。枠体５がセラミック材料から成る場合であれば、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である。これらセラミック材料の中では熱伝導性（放熱性）の点からは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く、強度の点からは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。
【００２８】
枠体５が金属材料から成る場合、枠体５は、例えば枠体５の厚みの金属部材をプレスやエッチング等の従来周知の方法で加工することで形成される。
【００２９】
枠体５を金属板３、金属回路板４および放熱板９に接合するための接合材６に用いられる接合ペーストは、例えば金属板３が銅から成る場合、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、適当なバインダーと有機溶剤および溶媒とを添加混合し、混練することによって製作される。接合温度を低下させる目的でインジウム（Ｉｎ）またはスズ（Ｓｎ）を１〜10
質量％程度添加しても良い。このペーストを金属板３の側面およびろう材層２の上面における金属板３より外側の領域にディスペンサーを用いて配置し、有機溶剤および溶媒を乾燥させ、枠体５を金属板３を取り囲むように配置し、接合材６が溶融する温度まで昇温させることによって接合する。接合材６の接合温度をろう材層２の溶融温度より50℃程度低くすると、枠体５を接合することによる金属板３の位置ずれが低減される。なお、接合材６の固化温度が高いほど、単に枠体５によって金属板３の熱的な膨張収縮が制限されることになるだけでなく、常温に冷却された状態で金属板３には引っ張り応力が残留した状態となるために、電子部品20の発熱によっての金属板３の上面の熱膨張を低下させることができる様になるので、より金属板３上に搭載される電子部品20が破壊されにくい回路基板10とすることができるようになる。また、枠体５を金属回路板４および放熱板９に接合する場合も同様に行われる。
【００３０】
枠体５がセラミック材料から成る場合、枠体５は絶縁基板１と同様にして作成することができる。この場合に接合材６用のペーストは、銀ろう材にチタン，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銀ろう材に対して２〜５質量％添加すると、枠体５の金属板３の側面と対向する側面およびろう材２と接する面にメタライズ層を形成する必要が無く、工程を短縮できるので好ましい。
【００３１】
例えば熱膨張係数の小さい充填材を加え熱膨張係数を低下させた熱硬化性エポキシ樹脂のように、接合材６として電子部品20の動作温度以下で硬化する接着剤を使用することもできる。この場合は、回路基板10が接合材６の硬化温度以上になった場合には金属板３が接合材６を介して枠体５を押し広げるように応力が加わるため、枠体５は金属のように引っ張り応力に対して強度の大きい材質を使用するのが好ましい。
【００３２】
図２に示す例のように、接合材６によって金属板３の側面の全体に枠体５が接合されている構造の場合、金属板３の側面の全体に枠体５によって押す力または引く力が加わるため、金属板３の膨張または収縮を枠体５によって制御しやすくなる。
【００３３】
接合材６は、ろう材層２用のろう材の一部が金属板３の側面および枠体５の内側側面を這い上がって金属板３の側面と枠体５の内側側面との間に設けられたものであってもよい。枠体５の外側に設けられた金属回路板４用の金属部材と枠体５との間にもろう材層２用のろう材の一部が這い上がろうとする場合があるが、この這い上がりを抑制するためには、例えばろう材の接合温度でろう材の侵入を抑えるレジストとして働くアルミナ粉末を有機溶媒と混練したセラミックペーストを、予め枠体５の外側に設けられた金属回路板４用の金属部材と枠体５との間に配置しておけば良い。
【００３４】
金属板３用の金属部材と枠体５とを予め接合材６によって接合しておき、その後、互いに接合された金属部材と枠体５とをろう材層２によって絶縁基板１に接合して、その後、金属部材をエッチングすることによって回路基板10を形成してもよい。
【００３５】
枠体５の外側にろう材層２が形成されている場合、ろう材層２が銀ろう等の比較的熱伝導率の高いものであると、回路基板10の熱伝導率が向上される。
【００３６】
ろう材層２と接合材６が同じろう材から成る場合は、常温に冷却された状態で金属板３にはもっとも大きく引っ張り応力が残留した状態となるために、電子部品20の発熱によっての金属板３の上面の熱膨張を低下させることができる様になるので、より金属板３上に搭載される電子部品20が破壊されにくい回路基板10とすることができるようになる。
【００３７】
電子部品20は、ダイボンド材７によって金属板３に固定されており、複数のボンディングワイヤ８によって金属回路板４に電気的に接続されている。ダイボンド材７は、例えば
、金属接合材または導電性樹脂から成る。金属接合材は、例えば、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。電子部品20は、例えば、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。
【００３８】
本実施形態における回路基板10は、平面視において金属板３を囲んでおり、接合材６によって金属板３の側面に接合されており、金属板３よりも小さい熱膨張係数を有する枠体５を備えていることによって、例えば銅またはアルミニウム等の比較的熱膨張係数の高い材料から成る金属板３を用いた場合においても、金属板３における熱的要因による膨張および収縮が制限され、金属板３上に搭載される電子部品に対する影響に関して低減されている。
【００３９】
本実施形態における電子装置は、上記構成の回路基板10と、回路基板10の金属板３に搭載された電子部品20とを備えていることによって、金属板３に搭載された電子部品における影響に関して低減されており信頼性に関して向上されている。
【００４０】
以下、本実施形態における金属板３および枠体５の形状に関する他の例について説明する。
【００４１】
図３に示す例のように、金属板３が枠体５より薄く金属板３の上面が枠体５の上面よりも低い位置にある場合は、金属板３の側面の全面に枠体５から応力が加わることに加え、金属板３の上端部により強い応力が加わるようになると共に、熱膨張係数の小さな絶縁基板１の熱膨張係数の影響が金属板３の上面にも影響しやすくなるので、電子部品20の破壊に影響の大きい金属板３の上端部の膨張または収縮を小さくすることができる様になる。この場合には、回路基板10の裏面に対しての熱伝導を考えた場合、金属板３の厚みが薄いほど熱抵抗は小さくなるため、回路基板10の放熱性が改善される。
【００４２】
図４に示す例のように、金属板３の側面が上方へ向かうほど金属板３の中心軸へ傾斜しているとともに枠体５の内側側面が上方へ向かうほど金属板３の中心軸へ傾斜している、すなわち、金属板３の横断面の面積が上方へ向かうほど小さくなるとともに枠体５の横断面の面積が上方へ向かうほど大きくなるように形成されている場合には、電子部品20の破壊に影響の大きい金属板３の上端部における応力の集中を低減させることができる。金属板３の横断面の面積が上方へ向かうほど小さくなるように形成するには、エッチング液やエッチング条件を調整することによって行うことができる。枠体５の横断面の面積が上方へ向かうほど大きくなるように形成するには、金属の場合は従来周知の金属加工を行なうことによって、セラミックスの場合は所定のプレス金型を用い成形を行ない焼成することによって形成することができる。
【００４３】
図５に示す例のように、金属板３の側面における上部が下部よりも金属板３の中心軸に近くなるように形成されているとともに枠体５の内側側面における上部が下部よりも金属板３の中心軸に近くなるように形成されている、すなわち、金属板３の上部における横断面の面積が下部における横断面の面積よりも小さくなるに金属板３が階段状に形成されているとともに枠体５が金属板３の形状に対応するように形成されている場合には、金属板３と枠体５との接合面積が増大されるとともに金属板３の上部における応力の集中が低減される。金属板３の上部における横断面の面積が下部よりも小さくなるような階段状に形成するためには、一旦通常のレジストを形成してエッチングを行い、レジストを剥離し、その後に階段状にする部分以外の部分に再度レジストを形成し、再度金属部材の厚みの半分程度の深さまでエッチングすることによって行うことができる。枠体５を金属板３の形
状に対応するように形成するためには、枠体５が金属から成る場合は、従来周知の金属加工を行ない、枠体５がセラミックスから成る場合は、所定のプレス金型を用い成形を行ない焼成する。
【００４４】
図６に示す例のように、枠体５は平面視において金属回路板４および放熱板９を囲んでいるとともに、接合材６によって金属回路板４および放熱板９の側面に接合されており、金属回路板４および放熱板９よりも小さい熱膨張係数を有する枠体５を備えていることによって、例えば銅またはアルミニウム等の比較的熱膨張係数の高い材料から成る金属回路板４および放熱板９を用いた場合においても、金属回路板４および放熱板９が熱応力によって絶縁基板１から剥がれてしまう可能性が低減され、あるいは絶縁基板１に加わる応力が小さくなり絶縁基板１が破壊され難くなるので回路基板10の温度サイクル信頼性が向上する。
【００４５】
なお、この場合の金属回路板４および放熱板９ならびに枠体５を絶縁基板１に形成する方法は、上記のような、金属板３ならびに枠体５を絶縁基板１に形成する方法と同様に行われる。
【００４６】
図７に示す例のように、枠体５は平面視において金属回路板４もしくは放熱板９を複数の島状に囲んでいるとともに、接合材６によって金属回路板４および放熱板９の複数の島状部の側面にそれぞれ接合されており、絶縁基板１と金属回路板４もしくは放熱板９との間に発生する熱応力を小さく抑えることができるようになり、金属回路板４および放熱板９が熱応力によって絶縁基板１から剥がれてしまう可能性が低減され、あるいは絶縁基板１が破壊され難くなるので回路基板10の温度サイクル信頼性が向上する。ここで、島状の金属回路板４もしくは放熱板９とは、金属回路板４もしくは放熱板９を複数に分割したものである。このように金属回路板４もしくは放熱板９を複数に分割して、絶縁基板１と金属回路板４もしくは放熱板９との接合長さを短いものとすることで、絶縁基板１と金属回路板４もしくは放熱板９との間に発生する熱応力を小さく抑えることができる。このとき、金属回路板４のうち大電流が流れる金属回路板４ａ（例えば、図７（ａ）の右上および左下の金属回路板４）は、電気抵抗が大きくならないようにするために島状にしない方が好ましい。
【００４７】
金属回路板４の分割は、図７（ａ）に示す例のように金属回路板４を長手方向に分割すればよい。また、放熱板９は絶縁基板１の下面のほぼ全面にわたる大きい四角形状のものであるので、長手方向すなわち長辺方向の一方向だけでなく、短辺方向にも分割して接合長さを両方向で短くするのが好ましい。そして、図７（ｃ）に示す例のように、放熱板９の長辺方向では多く分割することによって、長辺方向においても短辺方向と同程度の接合長さとすることができる。
【００４８】
また、図７に示す例では、分割された複数の島状の金属回路板４もしくは島状の放熱板９を囲む枠体５は、複数の枠体５が連なって一体化された形状であるが、図８（ａ）もしくは図８（ｃ）に示す例のように、分割された複数の島状の金属回路板４もしくは島状の放熱板９のそれぞれを囲む複数の枠体５であってもよい。枠体５が一体化された形状の場合には、隣接する島状の金属回路板４の間および隣接する島状の放熱板９の間には枠体５および接合材６によって隙間ができないので、電気抵抗の増加や放熱性の低下が抑えられ、また、製造工程において枠体５を複数配置する手間が省ける。一方、枠体５が島状の金属回路板４もしくは放熱板９のそれぞれに対応した複数個からなる場合には、枠体５と絶縁基板１との接合長さも短いものとなるので枠体５と絶縁基板１との間の熱応力を低減することができる。この場合には、隣接する枠体５の間に接合材を充填して電気抵抗を低減させてもよい。
【００４９】
絶縁基板１に島状の金属回路板４もしくは放熱板９を形成するには、上記に記載されているように、金属回路板４もしくは放熱板９を絶縁基板１に接合した後に、金属回路板４もしくは放熱板９をエッチングによって金属回路板４および放熱板９を島状となるよう所定パターン形状に加工してもよいし、所定のパターン形状に加工された金属回路板４および放熱板９を絶縁基板１の所定の位置に配置して、接合して形成してもよい。
【００５０】
図９に示す例のように、上述の構成は、絶縁基板１に形成されたメタライズ層11を有する電子装置においても適用が可能である。具体的には、本実施形態の他の例における電子装置は、絶縁基板１の上面および下面に形成された複数のメタライズ層11をさらに備えている。メタライズ層11は、焼成によって絶縁基板１と一体的に形成されている。
【００５１】
金属板３および複数の金属回路板４のそれぞれは、絶縁基板１の上面に形成されたメタライズ層11にろう材層２によって接合されている。ろう材層２が絶縁基板１の上面に設けられている構造とは、図６に示す例のように、ろう材層２がメタライズ層11を介して絶縁基板１の上面に設けられている構造を含むものである。回路基板10がメタライズ層11を有する場合、ろう材層２は活性金属を含まないものであってもよい。
【００５２】
放熱板９は、絶縁基板１の下面に形成されたメタライズ層11にろう材層２によって接合されている。ろう材層２が絶縁基板１の下面に設けられている構造とは、図６に示されているように、ろう材層２がメタライズ層11を介して絶縁基板１の下面に設けられている構造を含むものである。
【００５３】
電子装置は、図１に示されている例と同様に、電子部品20が搭載された金属板３と、平面視において金属板３を囲んでおり、接合材４によって金属板３の側面に接合されており、金属板３よりも小さい熱膨張係数を有する枠体５とを備えていることによって、例えば銅またはアルミニウム等の比較的熱膨張係数の高い材料から成る金属板３を用いた場合においても、金属板３における熱的要因による膨張および収縮が制限され、金属板３上に搭載された電子部品に対する影響に関して低減されている。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・・・絶縁基板
２・・・・・ろう材層
３・・・・・金属板
４・・・・・金属回路板
５・・・・・枠体
６・・・・・接合材
７・・・・・ダイボンド材
８・・・・・ボンディングワイヤ
９・・・・・放熱板
10・・・・・回路基板
11・・・・・メタライズ層
20・・・・・電子部品
【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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