JP6747897B2 - 複合基板および電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁基板に接合された金属板を含む複合基板および電子装置に関するものである。

パワーモジュールまたはスイッチングモジュール等の、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の電子部品が搭載される複合基板として、セラミック焼結体等から
なる絶縁基板と、絶縁基板にろう材を介して接合された金属板とを含む複合基板が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

複合基板は、例えば、絶縁基板の上面側の金属板上に電子部品が搭載されて電子装置となり、各種の電子機器に含まれるマザーボードまたは放熱体等の外部部材に実装される。

上記複合基板および電子装置では、近年、搭載される電子部品から発生する熱量の増加に対応する必要が出てきている。これに対しては、下面の金属板を上面の金属板よりも厚くして、外部への放熱性を高めることが考えられる。

特開平３−261669号公報

しかしながら、絶縁基板の下面の金属板を上面の金属板よりも厚くすると、絶縁基板の下面側で、金属板およびろう材を含む金属部分と絶縁基板との間に生じる熱応力がより大きくなるため、下面側の金属板と絶縁基板との接合の信頼性を向上させることが難しくなる可能性がある。

本発明の１つの態様の複合基板は、上面および下面を有する絶縁基板と、該絶縁基板の上面に接合された下面を有する第１金属板と、前記絶縁基板の下面に接合された上面を有し、前記第１金属板よりも厚い第２金属板と、前記絶縁基板と前記第２金属板とを接合している接合部とを有している。該接合部は、活性金属が添加された活性ろう材からなり、前記絶縁基板の下面と前記第２金属板の上面との間に介在している第１接合部と、前記ろう材よりも熱膨張率が小さい材料からなる粒状材を含有する活性ろう材からなり、前記第１接合部の外周から前記第２金属板の側面および前記絶縁基板の下面にかけて形成されたフィレット状の第２接合部とを含んでおり、前記ろう材が、互いに熱膨張率が異なる複数の金属材料または半金属材料を含有しており、前記第１接合部および前記第２接合部において前記複数の金属材料または半金属材料のうち熱膨張率が小さい方の金属材料または半金属材料の初晶が存在しており、前記第１接合部における前記初晶の割合よりも前記第２接合部における前記初晶の割合の方が大きい。

本発明の１つの態様の電子装置は、上記構成の複合基板と、前記第１金属板上に搭載された電子部品とを備える。

本発明の一つの態様による複合基板によれば、上記構成であり、第１および第２接合部を含むため、信頼性が向上する。すなわち、第２接合部が上記粒子を含有し、上記初晶の割合が第１接合部よりも第２接合部において大きいため、接合部の外周に位置する第２接合部の熱膨張が比較的小さい。そのため、接合部の熱膨張が低減され、接合部を含む金属部分と絶縁基板との間に生じる熱応力が低減される。したがって、第２金属板と絶縁基板との接合の信頼性についても効果的に向上された複合基板を提供することができる。

本発明の１つの態様の電子装置によれば、上記構成の複合基板を含んでいることから、第２金属板と絶縁基板との接合の信頼性が高く、放熱性の向上等についても有効な電子装置を提供することができる。

（ａ）は本発明の実施形態の複合基板を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 図１に示す複合基板の要部を拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態の電子装置を示す断面図である。 図２に示す複合基板の要部の変形例を示す断面図である。 図３に示す電子装置の第１の変形例を示す断面図である。 図３に示す電子装置の第２の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。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、実際に複合基板および電子装置が使用される際の上下を限定するものではない。また、以下の各図においては、形状等をわかりやすくするために、曲率を含む寸法を実際よりも強調して示す場合がある。

（複合基板）
図１（ａ）は本発明の実施形態の複合基板を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図２は、図１に示す複合基板の要部を拡大して示す断面図である。図３は、本発明の実施形態の電子装置を示す断面図である。

複合基板10は、絶縁基板１と、絶縁基板１の上面に接合された第１金属板２と、絶縁基板１の下面に接合部４にとって接合された第２金属板３とによって基本的に構成されている。また、この実施形態の例において第１金属板２は上部接合部５によって絶縁基板１に接合されている。複合基板10に電子部品６が搭載されて実施形態の電子装置20が形成される。

絶縁基板１、第１金属板２および第２金属板３は、複合基板10を基本的に構成する部分である。例えば、第１金属板２の上面の一部が電子部品の搭載部として用いられる。また、第２金属板３の下面の一部または全部が外部部材21との接続用の部位として利用される。外部部材21は、電子機器、車両または産業用機械等の各種の機器に含まれる電子回路または放熱部材等であり、これに複合基板10が電気的および熱的に接続される。電子装置20が外部部材21に実装されて、電子モジュール30が形成される。

絶縁基板１は、第１金属板２と第２金属板３との電気絶縁性を確保しながら保持する基体として機能する。第１金属板２の上面に電子部品６が搭載されて後述する電子装置20が形成され、さらに第２金属板３の下面が外部部材に接続されれば後述する電子モジュール30が形成される。この場合には、電子部品６で発生した熱が、第１金属板２、絶縁基板１および第２金属板３を通って外部部材に伝導される。

絶縁基板１は、平面視で矩形状または角部を曲面状に成形（面取り）した板状等の形状である。絶縁基板１は、電気絶縁材料からなり、例えば、窒化ケイ素質焼結体、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化ケイ素質焼結体または窒化アルミニウム質焼結体等の材料からなる。これらの材料の中で、放熱性に影響する熱伝導性を重視する場合には、窒化ケイ素質焼結体、炭化ケイ素質焼結体または窒化アルミニウム質焼結体等が用
いられる。また、機械的な強度も考慮したときには、例えば窒化ケイ素質焼結体または炭化ケイ素質焼結体が用いられる。

絶縁基板１が窒化ケイ素質焼結体のように機械的強度が比較的大きいセラミック材料からなる場合、より厚みの厚い（厚さが大きい）第１金属板２および第２金属板３を用いたとしても、絶縁基板１にクラック等の機械的な破壊が生じる可能性を低減できる。そのため、小型化を図りながら、より大きな電流を流すことができる複合基板10を実現することができる。

絶縁基板１の厚みは、薄い方が熱伝導性の点ではよい。ただし、機械的強度や電気絶縁性等を考慮した場合には、薄くなり過ぎないようにする。絶縁基板１の厚みは、例えば約0.1ｍｍ〜１ｍｍであり、複合基板10の大きさまたは用いる材料の熱伝導率または強度に
応じて選択すればよい。絶縁基板１の大きさは、平面視で、例えば、縦が５〜50ｍｍ程度であり、横が10〜60ｍｍ程度である。

絶縁基板１は、例えば窒化ケイ素質焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。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て作製したスラリーをドクターブレード法またはカレンダーロール法等の方法でシート状に成形してセラミックグリーンシートを形成する。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にするとともに、必要に応じて複数枚を積層して成形体に加工する。その後、この成形体を窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気中、1600〜2000℃の温度で焼成する。以上の工程によって絶縁基板１を製作することができる。

第１金属板２は、絶縁基板１の上面に接合され、第２金属板３は、絶縁基板１の下面に接合されている。第１金属板２および第２金属板３は、例えば銅もしくは銅を主成分とする合金またはアルミニウム等の金属材料によって形成されている。

実施形態の複合基板10および電子装置20において、第２金属板３の厚みが第１金属板２の厚みの２倍以上に設定されている。具体例を挙げれば、第１金属板２の厚みが約0.4〜0.6ｍｍ程度に設定され、第２金属板３の厚みが約0.8〜1.2ｍｍ程度に設定される。この場合、第２金属板３の厚みは、放熱性の向上、熱応力に起因する積層体９の変形の抑制および経済性等を考慮しながら、1.2ｍｍを超える厚みに設定されても構わない。

第１金属板２および第２金属板３は、例えば、銅の原板（図示せず）を金型打ち抜き加工またはエッチング加工等の所定の金属加工で成形した後に絶縁基板１に張り付けられている。また、銅の原板を絶縁基板１の上面または下面に接合した後に、この原板にエッチング加工等の加工を施して第１金属板２または第２金属３を形成することもできる。第１金属板２および第２金属板３は、絶縁基板１にろう付け等の接合法で接合されている。ろう材は、例えば、銀ろうを主成分とするものであり、銀ろうにさらにチタン等の活性金属材料が添加された活性ろう材である。第２金属板３を絶縁基板１に接合する活性ろう材等が上記の接合部４を形成している。なお、上部接合部５についても、活性ろう材等のろう材を用いて形成することができる。接合部４の詳細については次に詳しく説明する。

絶縁基板１と第２金属板３とを接合している接合部４は、ろう材およびろう材に添加された活性金属とを含有する活性ろう材からなり、絶縁基板１の下面と第２金属板３の上面との間に介在している第１接合部４ａと、ろう材よりも熱膨張率が小さい材料からなる粒状材４ｍを含有する活性ろう材からなり、第１接合部４ａの外周から第２金属板３の側面および絶縁基板１の下面にかけて形成されたフィレット状の第２接合部４ｂとを含んでいる。

第１接合部４ａと第２接合部４ｂとは、互いに同様の種類のろう材を含んでいて構わない。このようなろう材としては、例えば銀ろう（銀−銅ろう）、銅ろう、金合金系ろう、アルミニウム合金ろうおよび黄銅ろう等のろう材が挙げられる。

第２金属板３が無酸素銅等の銅からなるものである場合には、接合の強度、作業性及び経済性等を考慮して、上記のろう材として銀ろう（銀−銅ろう）が用いられる。銀ろうの組成は、銀−銅共晶の組成でもよく、それよりも銅の含有率が大きい組成でもよい。

また、第１接合部４ａおよび第２接合部４ｂともに、互いに同じ程度の含有率で活性金属がろう材に添加されたものでも構わない。活性金属としては、チタン以外にジルコニウム、ハフニウム等が挙げられる。ろう材に対する活性金属の添加の割合は、例えば、ろう付けの強度および作業性ならびに経済性等を考慮して、ろう材を100質量部としたときの
外添加で1.7〜4.3質量％とすればよい。または、活性ろう材における活性金属の含有率が1.6〜3.8質量％程度であればよい。

粒状材４ｍを形成している、融点が比較的高い材料としては、ろう材が上記のような銀ろうである場合には、銅よりも融点が高い金属材料を用いることができる。このような金属材料としては、例えば、モリブデン、タングステン、ニッケル等の金属材料が挙げられる。

なお、ろう材が銀ろう以外のろう材である場合にも、それぞれのろう材の成分の融点よりも高い金属材料または半金属材料からなる粒状材４ｍを用いることができる。例えば、ろう材がアルミニウム合金ろうのときには、クロムを用いることができ、ろう材が黄銅ろうのときには、ニッケルおよびケイ素の少なくとも１種を用いることができる。

（複合基板の製造方法）
実施形態の複合基板10は、例えば次のような工程を含む製造方法で製作することができる。ただし、複合基板10の製造方法は、この例に限定されず、用いる材料の種類または寸法、生産性および経済性等に応じて適宜変更することができる。

まず、前述したような方法で絶縁基板１を作製する。絶縁基板１は、製作する複合基板10の外形寸法、所定の特性および経済性等に応じて、その外形の寸法を設定し、用いる材料を選択する。例えば、厚みが約0.1ｍｍ〜１ｍｍであり、平面視における１辺の寸法が
複５〜60ｍｍ程度の矩形状（正方形状または長方形状）の絶縁基板１を、セラミックグリーンシートを焼成する方法で作製する。

次に、第１金属板２および第２金属板３を作製する。第１金属板２および第２金属板３は、例えば無酸素銅等の銅の原板に対して、切断、圧延およびエッチング等の所定の金属加工を施すことによって作製することができる。第１金属板２および第２金属板３は、例えば、平面視において上記の絶縁基板１よりも若干小さい外形寸法を有する平板として作製する。

このときに、例えば第２金属板３の厚みが第１金属板２の厚みの約２倍程度に大きく（厚く）するためには、上記の金属加工時の寸法を調整すればよい。なお、第１金属板２および第２金属板３の平面視における大きさ（寸法）は、製作する複合基板10における第１金属板２および第２金属板３の平面視における大きさに応じて適宜調整して構わない。例えば、作製する第１金属板２および第２金属板３の少なくとも一方を、平面視において絶縁基板１以上の大きさにしてもよい。

次に、第１金属板２および第２金属板３を絶縁基板１に接合する。この接合は、例えば、まず、それぞれ前述した第１接合部４ａ、第２接合部４ｂおよび上部接合部５となる活性ろう材のペーストまたはプレフォーム等を介して第１金属板２および第２金属板３をそれぞれ絶縁基板１に位置合わせする。その後、これらをジグ等で仮固定しながら炉中で加熱する方法で、上記のろう付けを行なうことができる。このときに、第２接合部４ｂとなるペーストまたはプレフォームに粒状材４ｍを添加しておいてもよい。

なお、上記のろう付けは、第１金属板２と第２金属板３とで同時に行なってもよく、別々に（順次）行なってもよい。また、第２金属板３の絶縁基板１に対する接合についても、第１接合部４ａを介した接合と第２接合部４ｂの形成とを別々に（第１接合部４ａ、第２接合部４ｂの順に）行なってもよく、同時に行なってもよい。

なお、このろう付け時に、第１接合部４ａと第２接合部４ｂとを同時に行なうようにしたときには（つまり同じ温度条件であれば）、第２接合部４ｂとなる、粒状材４ｍを含有する活性ろう材の流動性が、第１接合部４ａとなる活性ろう材よりも小さい。そのため、第２接合部４ｂの外側への流れ出しが抑制される。これによって、フィレット部分を含む接合部４全体としても、第２金属板３と絶縁基板１との接合強度に有効な領域から外側に流れ出ることが抑制される。したがって、比較的厚い第２金属板３と絶縁基板１との接合の強度も効果的に高めることができる。

また、接合部４の流れ出しが効果的に抑制されるため、第２金属板３と他の金属板（図示せず）との、流れ出したろう材等による電気絶縁性の低下および電気的短絡も効果的に抑制することができる。なお、第２金属板３を含む部分におけるイオンマイグレーションの具体例については後述する。

（変形例）
図４は、図２に示す複合基板10の要部の変形例を示す断面図である。図４において図２と同様の部位には同様の符号を付している。

図４に示す例において、第１接合部４ａおよび第２接合部４ｂともに、ろう材中の成分の初晶４ｐが含有されている。この場合のろう材は、複数の金属材料または半金属材料を含有しているものであり、いずれかの金属材料または半金属材料が初晶として晶出するものである。このときの複数の金属材料または半金属材料は、互いに熱膨張率が異なる複数の金属材料または半金属材料であってもよい。

初晶４ｐの晶出の有無、晶出温度および晶出し得るろう材の組成等は、接合部４のろう材を構成する金属材料または半金属材料の状態図で確認することができ。例えば共晶型状態図に相当する組成のものを用いることができる。

このようなろう材としては、例えば、銀−銅共晶ろう、アルミニウム合金ろう等が挙げられる。

例えばろう材が銀ろうであれば、熱膨張率（線膨張係数）が小さい方の金属材料は銅である。また、ろう材がアルミニウム合金ろうであれば、熱膨張率が小さい方の金属材料または半金属材料はケイ素である。

なお、熱膨張率が小さい方の金属材料または半金属材料の熱膨張率は、粒状材４ｍの熱膨張率よりも小さくてもよく、大きくてもよく、同じであってもよい。

この場合、熱膨張率が小さい方の金属材料または半金属材料の初晶が存在していてもよ
く、第１接合部４ａにおける初晶４ｐの割合よりも第２接合部４ｂにおける初晶４ｐの割合の方が大きくてもよい。

熱膨張率が小さい方の金属材料または半金属材料の初晶４ｐが存在しているとともに、その初晶４ｐの割合が第１接合部４ａよりも第２接合部４ｂにおいて大きい場合には、第２接合部４ｂの熱膨張（見かけの熱膨張率）をより小さく抑えることができる。そのため、比較的厚い第２金属板３と絶縁基板１との間に生じる熱応力を効果的に低減することができる。したがって、絶縁基板１と第２金属板３との接合の信頼性が効果的に向上した複合基板10とすることができる。

図４に示す例のように接合部４がろう材の初晶を含む構成において、接合部４を構成しているろう材が、互いにイオンマイグレーションの起こりやすさが異なる複数の金属材料を含有しているものであってもよく、第２接合部４ｂの外周部に、複数の金属材料のうちイオンマイグレーション（エレクトロケミカルマイグレーション）が起こりにくい方の金属材料の初晶が存在しているものであってもよい。

この場合には、ろう材中の成分の初晶４ｐは、イオンマイグレーションが起こりにくい方の金属材料が、ろう付け時に最初に晶出して形成されたものである。このようなろう材としては、例えば、銀−銅共晶ろう、アルミニウム合金ろう等が挙げられる。

イオンマイグレーションが起こりにくい方の金属材料の初晶４ｐは、少なくとも第２接合部４ｂの外周部に存在していることによって、接合部４のイオンマイグレーションを効果的に抑制することができる。これによって、上記のイオンマイグレーショに起因した
第２金属板３と他の金属板（図示せず）等の他の導体との、電気絶縁性の低下、または電気的な短絡も効果的に抑制することができる。

イオンマイグレーションを起こしやすい金属としては、銀、銅および鉛を挙げることができる。これらの金属材料は、上記の順にマイグレーションを起こしやすい。

なお、接合部４を形成することができる上記の金属材料または半金属材料、つまり銀、銅、金、アルミニウム、ケイ素および黄銅（亜鉛）等を含む組成であって、初晶を生じ得る成分としては、銅およびケイ素等が挙げられる。

例えば上記の組成のものから、上記の熱膨張率の大小またはイオンマイグレーションの発生のしにくさ等の条件を適宜考慮して、ろう材の組成を決めることができる。

なお、第１金属板２と絶縁基板１とを接合している上部接合部５についても、例えば第２接合部４と同様に、初晶を含むものとすることができる。この場合には、上部接合部５においても接合部４と同様の効果を得ることができる。

上記の変形例において、ろう材が銀ろうであり、熱膨張率が小さい材料が、モリブデンおよびタングステンから選択される少なくとも１種の金属材料であるときには、無酸素銅等からなる第１金属板２および第２金属板３に対する、ろう材を含む活性ろう材の濡れ性等の向上が容易である。そのため、接合部４および上部接合部５を介した第１金属板２および第２金属板３の絶縁基板１に対する接合強度を効果的に向上させることができる。

ろう材が銀ろうであり、熱膨張率が小さい材料が、モリブデンおよびタングステンから選択される少なくとも１種の金属材料である構成において、ろう材が、銀−銅共晶組成よりも銅の含有率が大きい銀ろうであり、熱膨張率が小さい材料がモリブデンであってもよい。この場合には、接合部４となる活性ろう材（ろう材）における初晶４ｐの晶出が容易
であり、初晶４ｐを含む接合部４の実現が容易である。

上記の実施形態および変形例を含む各例において、第２接合部４ｂは、例えば図２に示すような縦断面視において、絶縁基板１の下面に沿った方向における寸法（幅）Ｌ１よりも、第２金属板３の側面に沿った方向における寸法（高さ）Ｌ２の方が大きいもの（Ｌ１＜Ｌ２）でもよい。

この場合には、第２金属板３の側面との接合によって、絶縁基板１、第１金属板２および第２金属板３で構成される基体部分（基体部分としては符号なし）と第２接合部４ｂとの接合強度を高めながら、第２接合部４ｂを介した第２金属板３と絶縁基板１の第２金属板３と同じ面に接合された他の金属板(図示せず)等との、電気絶縁性の低下および電気的な短絡も効果的に抑制することができる。

上記のようにＬ１＜Ｌ２であるときに、第２接合部４ｂのうち絶縁基板１の下面に対する接触角θ１よりも、第２金属板３の側面に対する接触角θ２の方が小さい。θ１は、例えば約30〜70度であり、θ２は、例えば約10〜50度である。

（電子装置）
前述したように、図３は、本発明の実施形態の電子装置20を示す断面図である。上記構成の複合基板10と、第１金属板２上に搭載された電子部品６とによって実施形態の電子装置20が基本的に構成されている。この電子装置20は、例えば矢印の方向で外部部材21に実装される。以下の各図においても、図３と同様に、実装または搭載等の方向を矢印で示すことがある。

電子部品６は、例えば平面視において矩形状である第１金属板２の上面の中央部に搭載される。電子部品６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。電子部品６は、半導体素子に限らず、温度センサ素子等のセンサ素子および容量素子等の受動部品を含む各種の電子部品から適宜選択されたものでもよく、複数個でもよい。また、互いに異なる種類の電子部品（図示せず）が搭載されてもよい。

電子部品６は、部品用の接合材（図示せず）を介した接合等の接合法で第１金属板２の上面に接合される。部品用の接合材は、例えば、金属または導電性樹脂等からなる。部品用の接合材は、例えば、はんだ（スズ−鉛共晶はんだ等）、金−スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金またはスズ−銀−銅（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）合金等である。

なお、第１金属板２の表面に、めっき法によってめっき膜（図示せず）を形成してもよい。この構成によれば、部品用の接合材の濡れ性が向上するので、電子部品６を第１金属板２の上面に対する接合の強度を向上させることができる。めっき膜は、導電性および耐食性が高い金属を用いればよく、たとえば、ニッケル、コバルト、銀、銅または金等のめっき膜である。めっき膜は、これらの金属材料を主成分とする合金材料でもよく、複数層が順次被着されたものでもよい。めっき膜の厚みは、たとえば0.1〜10μｍであればよい
。

電子部品６として搭載された半導体素子は、例えばボンディングワイヤ等の導電性接続材（図示せず）によって外部電気回路（図示せず）と電気的に接続される。外部電気回路は外部部材21に含まれるものであり、半導体素子と外部電気回路との間で各種の信号または接地等の所定の電位が授受される。

例えば外部部材21がコンピュータまたは自動車等の電子制御機構を有する機器の回路基板（マザーボード等）であるときには、演算の基礎になる情報が外部部材21から電子部品６に伝送され、電子部品６から外部電気回路に演算結果または記憶情報等が伝送される。

また、電子部品６の作動に伴い発生する熱は、例えば第２金属板３に伝導され、第２金属板３から外部部材21に伝導される。この場合には、上記の回路基板が伝熱および外部への放熱を促進するものであってもよい。また、外部電気回路以外の放熱用の外部部材21が第２金属板３に接合されて、外部への放熱が促進されてもよい。

（電子装置の変形例）
図５は、図２に示す電子装置20の第１の変形例を示す断面図である。図５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。

図５に示す例では、複合基板10が上下ひっくり返されて用いられ、電子装置20が形成されている。前述したように、複合基板10が実際に用いられるときの上下は上記実施形態およびその変形例（図１〜図６に示す例等）に限定されるものではなく、図５の例のように第２金属板３が上向きになるようにして用いてもよく、第２金属板３上に電子部品６が搭載されてもよい。また第１金属板２が外部部材21に対向して実装されてよい。

図５に示す例は、絶縁基板１の上向きの面に配置された電子部品６搭載用の金属板として、比較的厚い第２金属板３を用いるようにした例とみなすことができる。この場合に、第２金属板３が平面視で複数個に分割された形態（図示せず）であってもよい。複数個に分かれた第２金属板３は、電子部品６が直接に搭載されるものと、電子部品６の電極が接続されるものとを含んでいる。

このときに、前述したように第２接合部４ｂの外周部（接合部４の最外周部分）におけるイオンマイグレーションが抑制されていれば、複数の第２金属板３間の電気絶縁性の低下および電気的短絡を効果的に抑制することができる。つまり、個々の第２金属板３について、イオンマイグレーションが起こりにくい方の金属材料（銅等）の初晶４ｐが存在していれば、よりイマイグレーションを起こしやすい金属材料（銀等）のイオンマイグレーションを抑制することができる。

図５に示す形態の電子装置20の場合でも、上記構成の複合基板10を含んでいることから、比較的厚い第２金属板３と絶縁基板１との接合の信頼性が高く、放熱性の向上等についても有効な電子装置20を提供することができる。

図６は、図３に示す電子装置20の第２の変形例を示す断面図である。図６に示す例では、複合基板10が縦方向になって外部部材21に実装されている。このように、複合基板10が実際に用いられるときの上下を含む方向は、上記実施形態およびその変形例には限定されない。

また、図６に示す例では、複数の電子部品６が複合基板10に実装されている。電子部品６についても、１つに限らず、複数でもよく、互いに種類が異なるものが複数搭載されていても構わない。複数の電子部品６が搭載されるときには、電子装置30としての高機能化が効果的に行なわれる。

図６に示す形態の電子装置20の場合でも、図３の電子装置20の場合と同様に、実施形態の複合基板10を含んでいることから、実装時に効果的に平坦化して、電子装置20と外部部材21との密着性の高い電子モジュール30とすることができる。

搭載される複数の電子部品６は、互いに同じ種類のもの（例えば、記憶用の複数の半導体素子等）であってもよく、互いに異なるもの（例えば、半導体集積回路素子とセンサ素子および受動部品との組み合わせ等）であってもよい。

電子装置20が実装される外部部材21についても、前述した例におけるマザーボード等には限定されず、放熱フィン等を含む放熱部材21（21Ａ）でもよい。これによって、放熱性が向上した電子装置20の実装構造を形成することができる。

また、外部部材21は、バスバー21Ｂ等でもよい。バスバー21（21Ｂ）は、例えば電動機を搭載する各種の車両における電池等の電源部分に電気的に接続されている。これによって、ハイブリッド車または電動車等の電導機構を有する車両の電源の管理、制御が効果的に行なわれる。

１・・絶縁基板
２・・第１金属板
３・・第２金属板
４・・接合部
４ａ・・第１接合部
４ｂ・・第２接合部
４ｍ・・粒状材
４ｐ・・初晶
５・・上部接合部
６・・電子部品
10・・複合基板
20・・電子装置
21・・外部部材
30・・電子モジュール

Claims (5)

1. 上面および下面を有する絶縁基板と、
   該絶縁基板の上面に接合された下面を有する第１金属板と、
   前記絶縁基板の下面に接合された上面を有し、前記第１金属板よりも厚い第２金属板と、前記絶縁基板と前記第２金属板とを接合している接合部とを備えており、
   該接合部は、
   ろう材および該ろう材に添加された活性金属を含有する活性ろう材からなり、前記絶縁基板の下面と前記第２金属板の上面との間に介在している第１接合部と、
   前記活性ろう材と、前記ろう材よりも熱膨張率が小さい材料からなる粒状材とを含有しており、前記第１接合部の外周から前記第２金属板の側面および前記絶縁基板の下面にかけて形成されたフィレット状の第２接合部とを含んでおり、
   前記ろう材が、互いに熱膨張率が異なる複数の金属材料または半金属材料を含有しており、前記第１接合部および前記第２接合部において前記複数の金属材料または半金属材料のうち熱膨張率が小さい方の金属材料または半金属材料の初晶が存在しており、前記第１接合部における前記初晶の割合よりも前記第２接合部における前記初晶の割合の方が大きい複合基板。
2. 前記ろう材が銀ろうであり、前記粒状材を形成している材料が、モリブデンおよびタングステンから選択される少なくとも１種の金属材料である請求項１に記載の複合基板。
3. 前記ろう材が、銀−銅共晶組成よりも銅の含有率が大きい銀ろうであり、前記粒状材を形成している材料がモリブデンである請求項２に記載の複合基板。
4. 前記第２接合部は、縦断面視において、前記絶縁基板の下面に沿った方向における寸法よりも、前記第２金属板の側面に沿った方向における寸法の方が大きい請求項１〜請求項３のいずれかに記載の複合基板。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の複合基板と、
   前記第１金属板上に配置された電子部品とを備える電子装置。