WO2018164206A1 - 絶縁回路基板用端子および絶縁回路基板複合体および半導体装置複合体 - Google Patents

絶縁回路基板用端子および絶縁回路基板複合体および半導体装置複合体 Download PDF

Info

Publication number
WO2018164206A1
WO2018164206A1 PCT/JP2018/008872 JP2018008872W WO2018164206A1 WO 2018164206 A1 WO2018164206 A1 WO 2018164206A1 JP 2018008872 W JP2018008872 W JP 2018008872W WO 2018164206 A1 WO2018164206 A1 WO 2018164206A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit board
insulated circuit
terminal
metal plate
insulated
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/008872
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆行 鎌江
尚之 金原
松永 秀樹
Original Assignee
Ngkエレクトロデバイス株式会社
日本碍子株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ngkエレクトロデバイス株式会社, 日本碍子株式会社 filed Critical Ngkエレクトロデバイス株式会社
Priority to JP2019504652A priority Critical patent/JPWO2018164206A1/ja
Publication of WO2018164206A1 publication Critical patent/WO2018164206A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50Fixed connections
    • H01R12/51Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/52Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50Fixed connections
    • H01R12/51Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Definitions

  • the present invention relates to an insulated circuit board terminal that is used as an input / output terminal by connecting insulated circuit boards including a ceramic substrate and a metal plate, or joined to a metal plate of the insulated circuit board, and an insulation using the same.
  • the present invention relates to a circuit board composite and a semiconductor device composite.
  • an insulating circuit board including an island-shaped circuit copper plate that is directly or indirectly bonded to a main surface (surface to which an electronic component is bonded) of a ceramic substrate (insulating substrate) is a power semiconductor element or It is used as a substrate for power modules on which passive elements such as capacitors are mounted.
  • power converters such as inverters are required to be downsized, and power modules incorporated in such power converters are also required to be downsized.
  • it has been devised to use a plurality of insulated circuit boards connected to each other with metal terminals.
  • Patent Document 1 shown below is known.
  • Patent Document 1 discloses an invention relating to an assembly structure of a power semiconductor device that is an implementation target of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) module that is applied to a power conversion device such as a motor control inverter under the name of “power semiconductor device”. It is disclosed.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • Patent Document 1 discloses an invention relating to an assembly structure of a power semiconductor device that is an implementation target of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) module that is applied to a power conversion device such as a motor control inverter under the name of “power semiconductor device”. It is disclosed.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the insulating substrate is divided into two insulating substrates 1A and 1B.
  • IGBTs 2,3, FWD4,5 and wiring lead frames 11-14 are stacked one above the other and mounted, insulating substrates 1A and 1B are arranged side by side in close proximity, and input and output terminals Insulating substrates 1A and 1B are connected via a U-shaped output terminal 8 so that the current flowing through the copper circuit pattern of each insulating substrate and the lead frame is reversed. is there.
  • the insulating substrates can be three-dimensionally arranged, and the space used for the installation can be effectively used.
  • the solder used to join the insulating substrates 1A, 1B and the U-shaped output terminal 8 is higher than the melting point of the solder used to mount electronic components (semiconductor elements, etc.) on the insulating substrates 1A, 1B. It must have a low melting point.
  • one of the insulating substrates 1A and 1B (for example, the insulating substrate 1A) is placed on a base for reflecting ultrasonic waves, and one of the U-shaped output terminals 8 is formed by ultrasonic bonding. It is necessary to invert the insulating substrate 1A provided with the U-shaped output terminal 8 and to bond the other end of the U-shaped output terminal 8 to another insulating substrate 1B. In this case, not only the process of inverting the insulating substrate 1A provided with the U-shaped output terminal 8 is required, but also the operation of joining the other end of the U-shaped output terminal 8 to another insulating substrate 1B.
  • the present invention has been made in view of such a conventional situation, and an insulating circuit board terminal that easily realizes arranging a single or a plurality of insulating circuit boards in a desired three-dimensional shape, and the same
  • An object of the present invention is to provide a used insulating circuit board composite and a semiconductor device composite using the same.
  • the insulated circuit board terminal according to the first invention is used as an input / output terminal of an insulated circuit board comprising a flat ceramic substrate and at least one metal plate bonded to the main surface thereof.
  • the terminal in a terminal for connecting a plurality of insulated circuit boards, the terminal has a metal plate, and the plate is formed or arranged in a straight line on the upper surface and / or the lower surface thereof. It has the defect
  • the metal plate constituting the terminal transmits an electric signal of a large current from a desired metal plate of one insulated circuit board to a desired metal plate of another insulated circuit board.
  • the plate body has the effect of transmitting a large electric signal from the outside to the metal plate of the insulated circuit board.
  • the plate body has an action of holding the insulated circuit board bonded to the end thereof in a state in which a desired direction (angle) is maintained.
  • the plate body since the plate body has the defect portion, the plate body has an action of accurately and easily bending the plate body at the position where the defect portion is formed.
  • the plate body which comprises a terminal is flat form, it has the effect
  • the insulated circuit board terminal according to the second aspect of the invention is the insulated circuit board terminal according to the first aspect of the invention, wherein the defect portion is a through hole that penetrates the plate body in the thickness direction and / or the plate body. It consists of a hollow formed in the upper surface and / or the lower surface.
  • the second invention having the above-described configuration is punched by having the deficient portion formed as a through hole and / or a recess formed in the upper surface and / or the lower surface of the plate. Defects can be formed in the plate body by molding, press molding, or etching. In this case, since the defective portion can be easily formed in the plate body, it has the effect of improving the productivity of the terminal for an insulated circuit board according to the second invention.
  • An insulated circuit board terminal according to a third aspect of the invention is characterized in that, in the insulated circuit board terminal according to the first aspect of the invention, the missing portion is a groove whose cross-sectional shape is concave. .
  • the third invention having the above-described configuration is such that when the plate body is bent at the position where the defect portion is formed, the defect portion is a groove. It has the effect of completing the folding smoothly and accurately. In this case, when mass-producing a product, it has the effect
  • An insulated circuit board terminal according to a fourth aspect of the invention is the insulated circuit board terminal according to the third aspect of the invention, wherein a pair of grooves are formed opposite to the upper and lower surfaces of the plate. It is.
  • a pair of grooves are formed so as to be opposed to the upper surface and the lower surface of the plate body. Has an effect that it can be easily bent in either the upper surface side or the lower surface side.
  • a terminal for an insulated circuit board according to a fifth invention is characterized in that, in any of the first to fourth inventions, the thickness of the plate is equal to or greater than the thickness of the metal plate. .
  • the fifth invention having the above configuration is sufficient for the plate body because the thickness of the plate body is the same as or larger than the thickness of the metal plate in addition to the same operation as that of the first to fourth inventions.
  • a terminal for an insulated circuit board according to a sixth invention is characterized in that, in any of the first to fifth inventions, the terminal is branched.
  • the terminal is branched in addition to the same action as that of the first to fifth inventions, and in particular, an insulating circuit board is provided at all the individual end portions of the terminal.
  • an insulating circuit board is provided at all the individual end portions of the terminal.
  • the semiconductor device composite having an arbitrary three-dimensional solid shape can be manufactured while reducing the number of terminals to be used.
  • the insulated circuit board terminal according to a seventh aspect of the present invention is the terminal according to any one of the first to sixth aspects, wherein the plate body is joined to the main surface of the metal plate in the insulated circuit board and bent other than the joined area.
  • a height difference between the upper surface and the lower surface of the plate body is greater than 0 and 20 mm or less.
  • the plate body in addition to the same actions as the actions of the first to sixth inventions, includes a bent region or a curved region, so that the plate body is a bent region or a curved region.
  • a metal member for example, a heat dissipation copper plate or a heat dissipation structure provided on the back surface of the insulating circuit board when the semiconductor device complex is configured and used using the seventh invention. This has the effect of increasing the shortest distance from the insulated circuit board terminal according to the seventh invention.
  • An insulated circuit board composite according to an eighth aspect of the invention is joined to a desired metal plate, at least one insulated circuit board comprising a flat ceramic substrate and at least one metal plate joined to the main surface thereof.
  • the insulating circuit board terminal according to any one of the first to seventh inventions, wherein the composite body including the insulating circuit board and the insulating circuit board terminal is a flat object. It is characterized by.
  • the flat ceramic substrate supports the metal plate on the main surface side and also functions as an insulator. Further, the metal plate has an effect of transmitting a large current electric signal. Further, the insulated circuit board terminal has the same action as the first to seventh inventions.
  • the 8th invention which consists of an insulated circuit board and the terminal for insulated circuit boards is a flat object, Therefore The packing and conveyance of 8th invention become easy. Further, when an electronic component such as a semiconductor element is mounted on a desired metal plate in the insulated circuit board composite according to the eighth invention using a bonding material that is melted by heat treatment such as solder, gravity is applied on the horizontal plane. Therefore, the operation can be performed easily and accurately.
  • An insulated circuit board composite according to a ninth aspect of the present invention is bonded to a desired metal plate and at least two insulated circuit boards each including a flat ceramic substrate and at least one metal plate bonded to the main surface thereof.
  • the two grooves arranged outside the three grooves are formed on the plate body on the side where the metal plate on the insulated circuit board is bonded.
  • the composite body formed on the surface and including the insulating circuit board and the insulating circuit board terminal is a flat object.
  • the insulated circuit board terminal in the above-described eighth invention is specified in the third invention, and the number of grooves and the formation position of the insulated circuit board terminal are specified. Is.
  • Such a ninth invention has the same operation as that of the eighth invention in which the insulated circuit board terminal is specified in the third invention.
  • the features of the insulated circuit board terminal according to the ninth aspect are specified as described above, it is possible to bend the plate so as to narrow the width of the groove formed in the plate. After the plate has been bent, if necessary, the insulating circuit board terminal is further bent in the groove, or the bent parts of the plate are spread out so that the back surfaces of the ceramic substrates face each other. The distance between the pair of insulated circuit boards disposed can be freely changed.
  • An insulated circuit board composite according to a tenth aspect of the invention is joined to a desired metal plate and at least two insulated circuit boards comprising a flat ceramic substrate and at least one metal plate joined to the main surface thereof.
  • the two grooves arranged outside the three grooves are formed on the plate body on the side where the metal plate on the insulated circuit board is bonded.
  • the composite body formed on the opposite surface and made up of the insulated circuit board and the insulated circuit board terminal is a flat object.
  • the insulated circuit board terminal according to the eighth aspect is specified in the third aspect, and the number of grooves and the formation position of the insulated circuit board terminal are specified. Is.
  • Such a tenth invention has the same operation as that of the eighth invention in which the insulated circuit board terminal is specified in the third invention.
  • the characteristics of the insulated circuit board terminal according to the tenth aspect of the invention are specified as described above, it is possible to bend the plate so as to narrow the width of the groove formed in the plate.
  • the insulating circuit board terminals are further bent in the groove as necessary, or the main surfaces of the ceramic substrate are opposed to each other by spreading the folded portion of the plate body.
  • the distance between the pair of insulated circuit boards arranged in (1) can be freely changed.
  • an insulated circuit board composite according to any of the eighth to tenth inventions, wherein the insulated circuit board composite has a plurality of insulated circuit boards, and the plurality of insulated circuit boards are insulated circuit board terminals. It is characterized by being connected by.
  • the eleventh invention having the above-described configuration specifies the number of insulated circuit boards in each of the eighth to tenth inventions, and the operation thereof is the same as that of each of the eighth to tenth inventions. .
  • the insulated circuit board composite according to a twelfth aspect of the present invention is the eighth to eleventh aspects of the present invention, in which the junction between the insulated circuit board terminal and the insulated circuit board is at least an oxide film and / or a metal plate of the plate. It has a bonding layer in which an oxide film exists in a dispersed state.
  • the twelfth invention having the above-described configuration has the same action as that of the eighth to eleventh inventions.
  • a bonding layer formed in a state where at least the oxide film of the plate body and / or the oxide film of the metal plate is dispersed is formed at the bonding portion between the terminal for the insulating circuit board and the insulating circuit board.
  • the oxide film on the metal surface is removed by ultrasonic vibration applied to these laminated portions, and the metal surfaces are separated from each other by an interatomic distance. Approach until In this state, the boundary surface between the metal plate constituting the insulated circuit board and the metal plate constituting the insulated circuit board terminal is firmly joined. At this time, a part of the removed oxide film is taken into the bonding layer.
  • having the bonding layer as described above is a basis for supporting that the terminal for the insulating circuit board and the insulating circuit board are bonded by the ultrasonic bonding method. And, when ultrasonically bonding the insulated circuit board terminal and the insulated circuit board, install the insulated circuit board terminal and the insulated circuit board in the heating furnace as in the case of joining them through a metal brazing material. Thus, there is no need to perform heat treatment. For this reason, for example, if the heat treatment is performed in a state where the semiconductor element is previously mounted on the insulating circuit board via the metal brazing material, the semiconductor element is exposed to heat to cause a malfunction, or the semiconductor element is joined.
  • Such a metal brazing material may be remelted to cause a misalignment of the semiconductor element or a problem such as peeling.
  • it has an effect of suitably preventing the occurrence of such a problem. Therefore, according to the twelfth aspect, the reliability of the semiconductor device composite as the final product is improved by eliminating the need for heat treatment on the entire insulated circuit board when bonding the insulated circuit board terminal to the insulated circuit board. It has the action.
  • a semiconductor device composite including at least one insulating circuit board including a flat ceramic substrate and at least one metal plate bonded to a main surface thereof, and a desired metal plate.
  • the flat ceramic substrate supports the metal plate bonded to the main surface side and also functions as an insulating material. Further, the metal plate has an effect of transmitting a large current electric signal. Further, the insulated circuit board terminal has the same action as the first to seventh inventions.
  • the semiconductor element has an effect of exerting the intended function in the semiconductor device composite according to the thirteenth invention by utilizing the electronic characteristics of the semiconductor.
  • the insulation circuit board terminal is bent at a desired portion so that the arrangement of the insulation circuit board and the insulation circuit board terminal in the installation space can be set as desired. It has the action. Therefore, according to the thirteenth aspect, the semiconductor device composite having an arbitrary three-dimensional solid shape can be manufactured.
  • a semiconductor device composite according to a fourteenth aspect of the present invention is the semiconductor device composite according to the thirteenth aspect of the present invention, wherein the semiconductor device composite has a plurality of insulating circuit boards, and the plurality of insulating circuit boards are defined by terminals for the insulating circuit boards. It is characterized by being connected.
  • the number of insulating circuit boards in the semiconductor device composite according to the thirteenth aspect of the invention is specified as a plurality, and the action is based on the semiconductor device composite according to the thirteenth aspect. Same as the action.
  • the three-dimensional shape is a flat plate at the time when the insulated circuit board terminal, which is the product of the invention, is joined to the desired metal plate of the insulated circuit board.
  • a three-dimensional three-dimensional shape is formed by being bent at a desired portion (through hole, indentation, groove) formed in the body.
  • the plate body can be more easily deformed in the region where the defect portion is formed in the plate body than in the region where the defect portion is not formed. That is, according to each of the first to seventh inventions, when manufacturing a semiconductor device composite having a three-dimensional solid shape, an insulating circuit board is bonded to a pre-formed terminal for an insulating circuit board.
  • the constituent elements are integrated with each other and then the insulated circuit board terminal is bent and three-dimensionalized to form a three-dimensional solid shape. Therefore, by using the insulated circuit board terminal according to each of the first to seventh inventions, it is possible to easily manufacture a semiconductor device composite having a three-dimensional solid shape. That is, according to each of the first to seventh inventions, it is possible to use a conventionally known device or method for joining an insulating circuit board terminal to a desired metal plate of the insulating circuit board without resisting gravity on a horizontal plane. It can be easily done in combination.
  • each of the first to seventh inventions it is necessary to invert the insulating circuit board as in the case where the technique disclosed in Patent Document 1 is employed, or to use a special form of support member or equipment. There is no.
  • a semiconductor device composite having a three-dimensional solid shape can be easily manufactured without labor and cost.
  • the groove formation position is the bent position as it is, the variation in the outer shape when the insulated circuit board terminal according to the third invention is bent can be reduced. In this case, there is an effect that the variation of the three-dimensional solid shape of the insulated circuit board composite including the third invention can be reduced.
  • the plate constituting the terminal for an insulated circuit board can be bent on the upper surface and the lower surface without hindrance.
  • the productivity of the insulated circuit board composite having a three-dimensional solid shape can be improved.
  • the fifth aspect of the invention has the effect of providing a semiconductor device composite with good electrical signal transmission characteristics. Further, according to the fifth aspect, it is possible to reduce the generation of Joule heat when transmitting a large current electric signal in the plate. As a result, in the semiconductor device composite having a three-dimensional solid shape using the fifth invention, it is possible to suitably prevent malfunction or damage of electronic components (for example, semiconductor elements) due to high temperatures of the entire device. can do. Therefore, according to the fifth invention, not only can a semiconductor device composite having a three-dimensional solid shape be easily manufactured, but also the reliability of the manufactured semiconductor device composite can be increased.
  • the sixth invention if an insulating circuit board is provided on all of the end portions of the terminals, three or more insulating circuit boards can be bonded to one insulating circuit board terminal. In this case, it is possible to efficiently produce a semiconductor device composite having a unique three-dimensional solid shape while reducing the number of terminals for the insulating circuit board.
  • a seventh aspect of the present invention when used as a semiconductor device composite, the insulated circuit board terminal according to the seventh aspect and a metal member disposed on the back side of the insulating circuit substrate constituting the semiconductor device composite.
  • the shortest distance between the heat-dissipating copper plate and the heat-dissipating structure can be increased as compared with the case where an insulated circuit board terminal that does not include a bent region or a curved region is used. Therefore, according to the seventh aspect, it is possible to suitably prevent the occurrence of defective discharge when used as a semiconductor device composite. Therefore, according to the seventh aspect, a more reliable semiconductor device composite can be manufactured and provided.
  • a connected body comprising an insulating circuit board and the terminal for an insulating circuit board according to any one of the first to seventh aspects is specified as a product invention.
  • the electronic component for example, a semiconductor element
  • the insulating circuit board composite is a single flat object, an electronic component (for example, a semiconductor element) is placed on the metal plate of the insulating circuit board, such as solder.
  • the mounting operation using a bonding material that is melted by heat treatment and generates fluidity can be performed on the horizontal plane without resisting gravity.
  • the insulated circuit board terminal is bent to be three-dimensional.
  • the distance between the paired insulated circuit boards can be changed after three-dimensionalization.
  • the ninth or tenth invention after the three-dimensionalization of the insulated circuit board composite is completed, the distance between the insulated circuit boards can be finely adjusted. The dimensional adjustment accuracy of the three-dimensional solid shape can be improved.
  • the eleventh invention specifies a plurality of insulating circuit boards in each of the eighth to tenth inventions, and the effect is the same as the effects of the eighth to tenth inventions.
  • the terminal for an insulating circuit board and the metal plate of the insulating circuit board are bonded by an ultrasonic bonding method.
  • the number of heat treatments performed on the entire invention can be reduced.
  • an electronic component for example, a semiconductor element mounted on the insulating circuit board is damaged by heat treatment, misaligned, or peeled off. Therefore, according to the twelfth aspect, a highly reliable semiconductor device composite can be efficiently produced.
  • a semiconductor device composite having an arbitrary three-dimensional solid shape is specified as a product invention.
  • the number of insulating circuit boards constituting the semiconductor device complex and the arrangement of the insulating circuit boards in the installation space can be freely set.
  • a semiconductor device composite formed by arranging a plurality of insulating circuit boards in a cubic shape can be manufactured.
  • a semiconductor device composite in which a plurality of insulated circuit boards are arranged in a spiral shape can be manufactured.
  • the steps to be added to the manufacturing steps of the eighth to twelfth inventions are melted by heat treatment such as solder. 2 of mounting an electronic component (semiconductor element or the like) using a bonding material that generates a flow, and a step of bending a chipped portion of a plate body in an insulated circuit board terminal (first to seventh inventions) as desired.
  • heat treatment such as solder. 2 of mounting an electronic component (semiconductor element or the like) using a bonding material that generates a flow, and a step of bending a chipped portion of a plate body in an insulated circuit board terminal (first to seventh inventions) as desired.
  • first to seventh inventions There is only one. Therefore, according to the thirteenth invention, it is possible to freely design a semiconductor device composite having a desired three-dimensional solid shape according to the purpose, and to easily manufacture the semiconductor device composite. As a result, it is possible to easily and inexpensively manufacture and provide a semiconductor device composite having a complicated or unique three-
  • the fourteenth invention specifies a plurality of insulating circuit boards in the thirteenth invention, and the effect is the same as the effect of the thirteenth invention.
  • FIG. 1 It is a conceptual diagram of the terminal for insulated circuit boards concerning Example 1 of the present invention.
  • (A), (b) is a conceptual diagram of the terminal for insulated circuit boards which concerns on the modification of Example 1 of this invention. It is a top view which shows an example of the insulated circuit board composite body concerning Example 2 of this invention. It is a conceptual diagram which shows the minimum form of the insulated circuit board composite body concerning Example 2 of this invention. It is a flowchart which shows the manufacturing process of the semiconductor device composite_body
  • (A) to (c) are all cross-sectional views of the semiconductor device composite according to Example 3 of the present invention. It is sectional drawing of the semiconductor device composite_body
  • FIG. 3A is a partial cross-sectional view taken along the line MM in FIG. 3
  • FIG. 3B is a partial cross-sectional view according to the comparative example
  • FIG. 3C is an insulated circuit board according to the modified example 7 of the first embodiment.
  • FIG. 7D is a partial cross-sectional view of a terminal for a semiconductor device and a semiconductor device composite body including the terminal, and FIG. is there.
  • An insulated circuit board terminal according to an embodiment of the present invention, an insulated circuit board composite using the terminal, and a semiconductor device composite using the terminal will be described in detail with reference to Examples 1 to 3. .
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an insulated circuit board terminal according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 (a) and 2 (b) are conceptual diagrams of an insulating circuit board terminal according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • An insulated circuit board terminal 1A according to the first embodiment is used as an input / output terminal of an insulated circuit board (see description below) including a flat ceramic substrate and at least one metal plate bonded to the main surface thereof. It is a terminal used to connect a plurality of insulated circuit boards, and has a metal plate 2 as shown in FIG.
  • this plate 2 is provided on the upper surface and / or the lower surface thereof. , Having a defect portion 4 formed in a straight line or arranged.
  • the groove 3 is formed as the defective portion 4.
  • the insulated circuit board terminal 1A according to the first embodiment shown in FIG. 1 has a protrusion 3a on the opposite surface of the plate body 2 in which the groove 3 is formed. Note that the insulated circuit board terminal shown in FIGS. 2A and 2B, which will be described later, does not have such a protrusion 3a.
  • the groove 3 (defect portion 4) is formed on the upper surface or the lower surface of the plate body 2, while the plate body 2 at a position corresponding to the defect portion 4 is formed.
  • the thickness of the plate body 2 at the position where the groove 3 is formed can be made in a state where there is no great difference compared to a portion where the groove 3 is not provided. For this reason, the deformation
  • the shape retention of the insulated circuit board terminal 1A after bending is also high.
  • this protrusion 3a may be a smooth curvilinear shape as shown in FIG. In this case, when a force acts so as to extend the surface of the ridge 3a, it is possible to suppress the occurrence of problems such as cracks on the surface of the ridge 3a.
  • Insulated circuit board terminals 1B and 1C shown in FIGS. 2A and 2B have the same functions and effects as the insulated circuit board terminal 1A according to the first embodiment. More specifically, in the insulated circuit board terminal 1A shown in FIG. 1, the thickness of the portion of the plate 2 where the groove 3 is formed and the portion where the groove 3 is not formed are substantially the same. . On the other hand, in the insulated circuit board terminals 1B and 1C according to the first and second modifications of the first embodiment shown in FIGS. The thickness is smaller than the thickness of the portion where the groove 3 is not formed. Further, in the insulated circuit board terminals 1A and 1B shown in FIG. 1 and FIG.
  • the groove 3 is formed only on one surface (for example, the upper surface) of the plate body 2, whereas FIG. In the insulated circuit board terminal 1 ⁇ / b> C shown in FIG. 2B, a pair of grooves 3 are formed at positions where the upper surface and the lower surface of the plate body 2 face each other.
  • the defect portion 4 (here, the groove 3) is provided on the upper surface and / or the lower surface of the plate body 2, so that the defect portion The plate body 2 in the region where 4 is formed can be more easily deformed than the plate body 2 in the region where the defect portion 4 is not provided.
  • the groove 3 is formed so as to form a pair on both the upper surface side and the lower surface side of the plate body 2, and therefore the formation position of the groove 3 It is easy to fold the plate 2 in a valley or to fold it in a mountain, and it is more convenient than the insulated circuit board terminal 1B according to the first modification. That is, in the insulated circuit board terminal 1 ⁇ / b> C according to the modified example 2, whether the groove 3 should be formed on the upper surface side of the plate body 2 or the groove 3 should be formed on the lower surface side according to the bending direction of the plate body 2. No need to consider.
  • the degree of freedom in design change of the insulated circuit board terminal 1C according to the modified example 2 is increased, and the insulated circuit board terminal having the same design is applied to a plurality of types of product specifications in which the folding directions of the grooves 3 are different. It becomes possible. Further, in the insulated circuit board terminal 1C according to the modified example 2, the plate body 2 can be bent along the groove 3 more easily than the insulated circuit board terminal 1B according to the modified example 1. Productivity can be improved.
  • a metal such as copper or aluminum can be used as a material constituting the plate body 2 of the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modifications thereof.
  • copper is used as the material of the plate body 2
  • low electrical resistance characteristics can be obtained.
  • aluminum is used as the material of the plate body 2
  • aluminum is softer than copper, the plate body 2 itself made of aluminum is deformed at the joint portion when it is joined to another member, and is generated at the joint portion. Thermal stress can be reduced.
  • the plate body 2 of the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and its modification can be used as it is, but the surface of the plate body 2 is made of nickel or the like. You may have a plating film.
  • an antirust effect on the surface of the plate 2 of the terminals 1A to 1C for the insulating circuit board can be obtained by having a nickel plating film.
  • a plating film as described above may be required depending on the use environment.
  • the outer shape of the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modification thereof is a rectangular shape.
  • the shape may be set to an arbitrary shape.
  • the outer shape of the plate 2 may be a T, H, X, Y shape, or any other shape.
  • the angle ⁇ 1 (see FIG. 1 and FIG. 3 shown later) may be freely set according to the purpose.
  • the groove 3 (defect portion 4) is a bending position when the plate body 2 is bent.
  • the three-dimensional shape of the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modification thereof is such that at least one of the end portions of the plate body 2 is formed on the metal plate of the insulated circuit board described later, or At the time when all the ends of the plate body 2 are joined, a flat plate shape is formed.
  • the insulated circuit board terminals 1A to 1C are bent as desired in the respective defective portions 4 (grooves 3) after the insulated circuit board terminals 1A to 1C are joined to the insulated circuit board.
  • the insulated circuit board terminals 1A to 1C having a three-dimensional solid shape are formed.
  • the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modifications thereof, after the plate body 2 is bonded to a metal plate (for example, a circuit copper plate) of the insulated circuit board described later, By bending at the formation positions of the respective defective portions 4, it is possible to produce an insulating circuit board composite or a semiconductor device composite having an arbitrary three-dimensional solid shape. Therefore, according to the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modifications thereof, the metal terminal of the insulated circuit board is formed on the metal terminal (for example, see Patent Document 1) formed into a three-dimensional solid shape. Compared to the case of joining the plates, the joining work of the plate bodies 2 can be performed easily and inexpensively.
  • a metal plate for example, a circuit copper plate
  • the metal plate of the insulated circuit board is joined and integrated to the metal terminal formed into a three-dimensional solid shape.
  • a complicated three-dimensional shape can be easily and inexpensively formed. Can do.
  • the insulated circuit board terminal 1A according to the first embodiment shown in FIG. 1 is formed by punching a metal plate with a mold so as to have a desired planar shape, and then molding the metal plate with another mold to obtain the defective portion 4. (For example, it can manufacture easily by forming the groove
  • the insulated circuit board terminals 1B and 1C according to the modified example of the first embodiment shown in FIGS. 2A and 2B are manufactured by the same manufacturing method (two times of gold) as the above-described manufacturing method of the insulated circuit board terminal 1A. Although it can also be produced by a mold forming step), it can also be produced by forming grooves 3 as shown in FIGS. 2A and 2B on the upper surface and / or lower surface of the plate body 2 by etching.
  • the inner surface of the groove 3 formed on the upper surface and / or the lower surface of the plate body 2 is as shown in FIGS.
  • a smooth curved surface may be used.
  • the inner surface of the groove 3 is “smoothly curved” when the entire cross-sectional shape of the groove 3 is viewed, except for the intersection of the upper or lower surface of the plate 2 and the cross-sectional shape of the groove 3. This means that there is no corner. However, it is allowed that a corner is formed in the cross section of the groove 3 due to inevitable irregularities formed unintentionally in the cross section of the groove 3.
  • channel 3 may have a linear part in the part. More specifically, the cross-sectional shape of such a groove 3 may be, for example, an arc shape (however, this “arc” does not necessarily need to be an arc), a U shape, a horseshoe shape, or the like, but is limited thereto. There is no particular need, and any shape having a smooth curve may be used. In this case, when the plate 2 is bent, the width of the groove 3 is widened (mountain fold for FIG. 1), or the width of the groove 3 is compressed (valley fold for FIG. 1). In any case of bending, a crack starting from the inner surface of the groove 3 can be made difficult to occur.
  • the cross-sectional shape of the inner surface of the groove 3 formed in the plate 2 of the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modified example thereof is formed into a smooth curved surface, more preferably an arc.
  • the plate 2 provided with the groove 3 as the defective portion 4 be easily bent, but also the shape retention of the plate 2 after being bent and the sufficient current conductivity in the plate 2 are ensured. Can be secured. This reason will be described in detail later.
  • the plate thickness of the plate body 2 in the region where the defect portion 4 is not formed is equal to the metal plate (
  • the thickness may be set to be equal to or greater than the thickness of the circuit copper plate or the like.
  • the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modifications thereof are flat objects, the insulated circuit board terminals 1A to 1C are bonded to desired metal plates of the insulated circuit board. It is possible to improve the workability when performing. More specifically, as will be described later, the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modifications thereof include, for example, a ceramic board and a metal plate (for example, a circuit copper board). In this case, since the insulating circuit boards to be joined are also flat, the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modifications thereof are directly placed on the metal plate on the insulating circuit board. Thereafter, these can be integrated by applying ultrasonic waves.
  • the insulating circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modified examples thereof are placed on a metal plate via a bonding material (brazing material, silver particle paste, etc.), and then heat-treated in a heating furnace.
  • a bonding material brazing material, silver particle paste, etc.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of an insulated circuit board composite according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the same parts as those described in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • the insulated circuit board terminal 1B according to the modified example of the above-described example 1 is used as an example of the insulated circuit board terminal according to the present embodiment, but the insulated circuit board terminal 1B is used.
  • An insulated circuit board composite 7 according to the second embodiment of the present invention includes, for example, a flat ceramic substrate 9 and at least one metal plate 10 (for example, a circuit) bonded to the main surface thereof, as shown in FIG. At least one insulating circuit board 5 provided with a copper plate and the like, and at least one insulating circuit board terminal 1B joined to a desired metal plate 10 in the insulating circuit board 5, The outer shape of the composite composed of the insulated circuit board terminal 1B is a flat plate.
  • the planar shape of the ceramic substrate 9 is specified as a rectangular shape, and there is a requirement for incorporating the final semiconductor device complex into a power converter such as an inverter. Depending on the, it may have an arbitrary planar shape.
  • the insulated circuit board terminal 1B whose planar shape is not rectangular can be used. More specifically, for example, as shown in FIG. 3, an insulating circuit board terminal 1 ⁇ / b> B ′ whose planar shape is T-shaped can be used. Of course, the planar shape of the insulated circuit board terminal 1B may be any shape other than the T-shape. Further, in the insulated circuit board composite 7 according to the second embodiment, the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modifications thereof not only connect the insulated circuit boards 5 but also the end portions thereof.
  • the insulated circuit board terminal 1B ′ shown in FIG. 3 two of the three end portions are used for connecting the insulated circuit board 5, while the remaining one is electrically connected to an external device (not shown).
  • the insulated circuit board terminal 1B ′ can be used as the input / output terminal 17.
  • FIG. 3 shows a state in which two insulating circuit boards 5 are connected to each other by an insulating circuit board terminal (for example, an insulating circuit board terminal 1B) according to the present invention.
  • the number of the insulated circuit boards 5 connected using the circuit board terminals is not necessarily two, and may be set to an arbitrary number. Further, the number of insulated circuit board terminals (for example, insulated circuit board terminals 1B and 1B ′) according to the present invention disposed between the insulated circuit boards 5 connected to each other needs to be limited to two. Rather, it may be set to an arbitrary number of 1 or more.
  • the insulated circuit board terminals (for example, the insulated circuit board terminals 1B and 1B ′) have a plurality of ends
  • the plurality of ends may be joined to the same metal plate 10 or a plurality of ends.
  • Each of the parts may be bonded to each of the plurality of metal plates 10 in any one of the insulated circuit boards 5 to be bonded.
  • the width of the insulated circuit board terminal according to the present invention is equal to or larger than the length thereof, when the insulated circuit board composite 7 according to Example 2 is made into a three-dimensional solid shape, Sufficient shape retention and strength can be exhibited. In general, the width of the terminal for an insulated circuit board according to the present invention is assumed to be shorter than the length.
  • the insulated circuit board composite 7 according to the second embodiment is connected to the desired metal plate 10 in the desired insulated circuit board 5 with the terminals for the insulated circuit board according to the first embodiment and the modifications thereof.
  • Metal terminals 25 other than 1A to 1C may be provided.
  • This metal terminal 25 is composed of a plate body 2 that does not have the groove 3 (defect portion 4) in the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modifications shown in FIGS. Is.
  • the planar shape of the metal terminal 25 is not necessarily rectangular, and may be set to an arbitrary planar shape. Further, the metal terminal 25 may also have a plating film as necessary, like the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the present invention. Note that the method for joining the metal terminal 25 to the metal plate 10 is the same as the method for joining the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the modifications thereof to the metal plate 10.
  • the insulating circuit substrate 5 is constituted by the ceramic substrate 9 and the metal plate 10 is described as an example.
  • a ceramic substrate such as alumina, aluminum nitride, or silicon nitride can be used.
  • metal plate 10 metal plates, such as aluminum, copper (circuit copper plate), the alloy containing copper, the multilayer metal plate containing a copper layer, can be used.
  • the metal plate 10 can be replaced with a metal paste sintered body.
  • the joining method of the above metal plates 10 with respect to the ceramic substrate 9 changes with joining objects. For example, a direct bonding method can be employed to bond oxide ceramics such as alumina and a circuit copper plate.
  • This direct bonding method is a method in which a trace amount of oxide on the surface of a copper plate is used to form a Cu—O eutectic liquid phase, which is used as a bonding material between the copper plate and oxide ceramics.
  • a circuit substrate and a ceramic substrate made of oxide ceramics such as alumina or non-oxide ceramics such as silicon nitride or aluminum nitride can be joined.
  • the active metal method can also be applied to the joining of the above-described various ceramic substrates to an alloy containing copper or a multilayer metal plate containing a copper layer.
  • an aluminum brazing material may be used. Even if the ceramic substrate 9 and the metal plate 10 are joined by any manufacturing method, it is possible to provide the insulating circuit substrate 5 that is particularly excellent in the heat dissipation effect from the main surface side to the back surface side.
  • the metal plate 10 in the insulated circuit board 5 is specified as a circuit copper board, an insulated circuit board having particularly excellent heat dissipation can be provided.
  • the thickness of the circuit copper plate is preferably 0.2 to 0.6 mm.
  • a ceramic substrate 9 having a thickness of 0.25 to 0.64 mm is preferably used.
  • the thicknesses of the circuit copper plate (metal plate 10) and the ceramic substrate 9 in the insulated circuit board 5 used in the present invention are not limited to those described above.
  • the metal plate 10 in the insulated circuit board 5 can be replaced with a metal paste sintered body (a sintered body of copper particles).
  • the sintered body of copper particles has the same effect as the metal plate 10.
  • the thickness of the copper particle sintered body (metal paste sintered body) is preferably set in the range of 10 to 50 ⁇ m.
  • the sintered body of copper particles deposited on the main surface of the ceramic substrate 9 has a glassy component content of several weight percent, more specifically, more than 0 and 10 weight percent or less. You may contain.
  • the adhesion (bonding strength) of the sintered body of copper particles (metal paste sintered body) to the surface of the ceramic substrate 9 is greatly increased. Can be increased.
  • the insulated circuit board 5 in the insulated circuit board composite 7 according to the second embodiment includes a circuit copper plate or a sintered body of copper particles (metal paste sintered body) on the main surface of the ceramic substrate 9, such insulation is provided.
  • the circuit board 5 may be provided with a heat radiating copper plate on the back surface side (surface opposite to the main surface) (see FIGS. 6 to 8 described later). In this case, the heat dissipation of the insulating circuit board 5 can be further improved by providing the insulating circuit board 5 with the heat radiating copper plate.
  • the metal plate 10 disposed on the main surface of the insulated circuit board 5 and the metal plate for heat radiation (heat radiating copper plate 12) disposed on the back side thereof are made of the same material, heat is applied to the insulated circuit board 5.
  • heat is applied to the insulated circuit board 5.
  • it has the merit that the curvature of the insulated circuit board 5 produced by the difference of thermal expansion of a ceramic and a metal can be reduced.
  • it is not particularly necessary to unify the materials of the metal plates provided on the main surface side and the back surface side of the insulated circuit board 5, and provided on the main surface side and the back surface side according to the purpose of use of the insulated circuit board 5.
  • the material of the metal plate to be used may be changed.
  • the same bonding method can be applied to these ceramic substrates 9.
  • a conventionally known joining method corresponding to each material may be applied.
  • the insulating circuit board composite body 7 has a flat plate shape, so that an electronic component (on the metal plate 10 of the insulating circuit board 5) ( For example, mounting work of a semiconductor element or the like becomes easy. That is, in the semiconductor device composite according to the present invention described later, the insulated circuit boards 5 connected by the insulated circuit board terminals according to the present invention have a three-dimensional solid shape. In a state where a three-dimensional shape is formed, an electronic component (for example, a semiconductor element) is melted and flowed on the metal plate 10 or the metal paste sintered body of the insulating circuit board 5 by heat treatment such as solder.
  • an electronic component for example, a semiconductor element
  • the insulated circuit board composite 7 according to the second embodiment is not a three-dimensional solid shape but a simple flat plate shape, and thus the insulated circuit board composite 7 is placed on a horizontal plane. In such a state, it is possible to perform mounting work of electronic components (for example, semiconductor elements).
  • the insulated circuit board composite body 7 according to the second embodiment it is easy to mount an electronic component (for example, a semiconductor element) on the insulated circuit board 5, so that the final product semiconductor using the electronic circuit board composite body 7 is used.
  • the device complex can be easily manufactured. Therefore, according to the insulated circuit board composite body 7 according to the second embodiment, the productivity of the semiconductor device composite body using the insulated circuit board composite body 7 can be improved.
  • an electronic component for example, a semiconductor element or the like
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing the minimum form of the insulated circuit board composite according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the same parts as those described in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • the insulated circuit board composite 7 of the minimum form of the insulated circuit board composite according to the second embodiment has one metal plate 10 (for example, a circuit copper plate) on the main surface side of one ceramic substrate 9.
  • one insulated circuit board terminal for example, insulated circuit board terminal 1B
  • the present invention is joined on the metal plate 10.
  • the insulating circuit board composite body 7 according to the minimum form shown in FIG. 4 is three-dimensionally formed by bending the terminal for the insulating circuit board in the groove 3 as desired when manufacturing a semiconductor device composite body using the same. It is used in a state of a typical three-dimensional shape.
  • the insulated circuit board composite 7 according to Example 2 shown in FIG. 4 functions as a board for mounting electronic components without any trouble.
  • FIG. 5 is a flowchart showing manufacturing steps of a semiconductor device composite according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the same parts as those described in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • the manufacturing method 19 of the semiconductor device composite according to Example 3 mainly includes an insulating circuit board manufacturing step (step S01) in which an insulating circuit board is manufactured by providing the metal plate 10 on the main surface of the flat ceramic substrate 9.
  • the insulated circuit boards manufactured in this step S01 are connected by the insulated circuit board terminals (insulated circuit board terminals 1A to 1C) according to the present invention to produce the insulated circuit board composite 7, or in step S01
  • a terminal joining step for producing an insulated circuit board composite 7 by providing at least one insulated circuit board terminal (insulated circuit board terminals 1A to 1C) according to the present invention to be used as an input / output terminal on the produced insulated circuit board ( Step S02) and mounting an electronic component (for example, a semiconductor element) on an arbitrary metal plate 10 in the insulating circuit board composite 7 produced in Step S2.
  • Step S03 Fold the terminal for insulating circuit board (insulating circuit board terminals 1A to 1C) in the insulating circuit board composite 7 on which the electronic parts are mounted (step S03) and the electronic parts (for example, semiconductor elements) in the groove 3.
  • Step S01 to S04 constituting the semiconductor device composite manufacturing method 19 described above Step S01 and Step S02 are the manufacturing method 18 of the insulated circuit board composite according to the previous Example 2 (FIG. 5).
  • the insulating circuit board manufacturing process of step S01 is a process of providing the metal plate 10 on the main surface of the flat ceramic substrate 9.
  • a conventionally known method can be employed without any trouble.
  • the metal plate 10 of the insulating circuit board 5 in the semiconductor device composite manufacturing method 19 according to the third embodiment is a metal paste sintered body
  • the step S01 is performed on the main surface side of the ceramic substrate 9 by baking the metal paste. This is a step (post metallization method) for providing a knot.
  • this step S01 may be a step (simultaneous firing method) for producing a ceramic substrate 9 provided with a metal paste sintered body on the main surface side of the ceramic substrate 9.
  • a metal plate for heat dissipation may be provided at the same time when the metal plate 10 is provided on the main surface side of the ceramic substrate 9.
  • a metal plate for heat dissipation may be provided on the back surface side.
  • any metal plate 10 (or a sintered body of copper particles) in the insulating circuit board (for example, see insulating circuit board 5 in FIG. 3) manufactured in the previous step S01 is applied to the present invention.
  • the insulated circuit board terminals (see, for example, the insulated circuit board terminals 1A to 1C shown in FIGS. 1 and 2) are joined to produce an insulated circuit board composite (eg, see FIG. 3) that is a flat object. It is a process to do.
  • the terminal for an insulated circuit board according to the present invention and the metal plate 10 are bonded, ultrasonic bonding, metal brazing material (Sn—Ag lead-free solder, silver brazing, etc.), silver particle firing, etc. It can join using a ligature etc.
  • the sintered body of silver particles is formed by firing a paste containing silver particles.
  • the silver particles are activated by reducing the particle diameter of the silver particles so as to be sintered by heat treatment at an arbitrary temperature within the range of room temperature to 350 ° C.
  • the ultrasonic wave bonding method is used to adopt the metal plate 10 and the insulating circuit board terminals (for example, the insulating circuit board terminals 1 A to 1 C) according to the present invention.
  • the reliability is higher than when Sn-Ag based lead-free solder or a sintered body of silver particles is used for joining the metal plate 10 in the insulated circuit board 5 and the insulated circuit board terminal according to the present invention.
  • a joined state can be realized.
  • since a large-scale facility for heat treatment is not required, there is an advantage that the work can be performed in a room temperature environment.
  • the insulated circuit board 5 and the insulated circuit board terminal according to the present invention are both flat.
  • the joining operation can be completed in a state where these are placed on a base for reflecting ultrasonic waves. That is, the conventionally known ultrasonic bonding equipment can be used as it is without any modification or ingenuity.
  • the conventionally known ultrasonic bonding equipment can be used as it is without any modification or ingenuity.
  • the oxide film of the plate body 2 and / or the oxide film of the metal plate 10 are dispersed and exist. Since the presence of the layer can be confirmed, it is possible to determine whether or not the joint portion between the insulated circuit board terminal and the metal plate 10 according to the present invention is joined by an ultrasonic joining method.
  • the insulated circuit board terminal according to the present invention (see, for example, the insulated circuit board terminals 1A to 1C) is applied to the insulated circuit board produced in step S01, and a metal brazing material (Sn—Ag based lead-free solder, In the case of joining using a sintered body of silver brazing or silver particles, a metal brazing material or a sintered body of silver particles is interposed at the joining interface. It is possible to specify.
  • a metal brazing material Sn—Ag based lead-free solder
  • an insulating circuit board (see, for example, the insulating circuit board composite 7 shown in FIG. 3) formed in the flat plate shape in the previous step S02. 3 is a process of mounting an electronic component (for example, a semiconductor element) on the metal plate 10 (or a sintered body of copper particles) of the insulating circuit board 5) shown in FIG.
  • an electronic component for example, a semiconductor element
  • a conventionally known method can be employed without any trouble.
  • electronic components are placed on a metal plate 10 (or a sintered body of copper particles) in an insulated circuit board via a bonding material such as Sn—Ag lead-free solder, and in this state, these components are placed.
  • a bonding material such as Sn—Ag lead-free solder
  • the insulating circuit board composite 7 on which electronic components has a flat plate shape. It is possible to complete the mounting operation of the electronic component without going against the above. In this case, it is not necessary to prepare special equipment or a special support structure for mounting the electronic components on the insulated circuit board composite body 7, so that the productivity of the semiconductor device composite body according to the third embodiment is improved. At the same time, the manufacturing cost can be reduced. Further, after the mounting of the electronic component on the insulated circuit board composite 7 according to the present invention is completed, a bonding wire (bonding wire 16 in the subsequent stage is attached to the electronic component or the like mounted on the insulated circuit board, if necessary.
  • a bonding wire bonding wire 16 in the subsequent stage is attached to the electronic component or the like mounted on the insulated circuit board, if necessary.
  • Each of the electronic components and the conductors arranged around the electronic components may be electrically connected.
  • the metal plate 10 or a sintered body of copper particles
  • another insulated circuit board 5 Example 1
  • the insulated circuit board terminals 1A to 1C, the metal terminal 25 (see FIG. 3), the external terminal 26 (see FIG. 10), and the like according to the modification may be electrically connected.
  • step S04 the insulating circuit board terminals (for example, the insulating circuit board terminals 1A to 1C) in the insulating circuit board composite 7 on which electronic components are mounted are bent at the positions where the grooves 3 are formed. This is a step of forming a three-dimensional solid shape.
  • the terminal joining process in step S02 and the electronic component mounting process in step S03 may be interchanged.
  • the metal plate 10 (or the sintered body of copper particles) of the insulated circuit board 5 after the electronic component is mounted on the metal plate 10 (or the sintered body of copper particles) of the insulated circuit board 5, the metal plate 10 (or the sintered body of copper particles) and the insulated circuit board according to the present invention.
  • the terminal for use will be joined.
  • the metal plate 10 in the insulated circuit board 5 and the insulated circuit board terminal according to the present invention are bonded by the ultrasonic bonding method, it is necessary to heat-treat the insulated circuit board 5 during the bonding process. Therefore, there is no fear that the electronic component mounted on the insulated circuit board 5 will cause a problem caused by the heat treatment.
  • the metal plate 10 of the insulated circuit board 5 and the insulated circuit board terminal according to the present invention are ultrasonically joined.
  • Joining can be performed by a method other than the legal method, but in that case, for example, a sintered body of solder or silver particles may be used as a joining material.
  • an electronic component for example, a semiconductor element
  • preliminarily mounted on the insulating circuit board 5 is not removed by heat treatment when the insulating circuit board terminal according to the present invention is joined.
  • the bonding material 13 used for bonding components it is necessary to select a bonding material 13 whose melting point is higher than the bonding temperature of solder or silver particles used for bonding terminals.
  • the same bonding material for example, a lead-free solder or a sintered body of silver particles
  • the same bonding material for example, a lead-free solder or a sintered body of silver particles
  • a semiconductor device composite having a three-dimensional solid shape can be easily manufactured.
  • an electronic device is mounted on an insulating circuit board (after the electronic device is manufactured), and the electronic device is attached to the end of a metal terminal having a three-dimensional shape. It is a technical idea of joining and solidifying the whole (to make a semiconductor device composite).
  • the insulated circuit board terminals for example, the insulated circuit board terminals 1A to 1C
  • the present invention can be bent and formed later.
  • the flat insulating circuit board terminal according to the present invention and the flat insulating circuit board 5 are integrated to produce a flat insulating circuit board composite 7 (step S02), and the flat insulating circuit is obtained.
  • This is based on the technical idea that an electronic component is mounted on the substrate composite body 7 (step S03), and finally an insulated circuit board terminal according to the present invention is bent to form an arbitrary three-dimensional solid shape. . Therefore, according to the semiconductor device composite manufacturing method 19 according to the third embodiment, a semiconductor device composite having a unique and complicated three-dimensional shape that is not suitable for mass production can significantly increase the work load and capital investment. It can be easily manufactured without it.
  • the three-dimensional shape of the semiconductor device composite can be freely set, so that the space used for the installation can be effectively used. it can. As a result, the availability of the semiconductor device composite can be greatly expanded.
  • FIGS. 6A to 6C are cross-sectional views of the semiconductor device composite according to Example 3 of the present invention.
  • 7 and 8 are both cross-sectional views of the semiconductor device composite according to Example 3 of the present invention.
  • FIGS. 9 and 10 are conceptual diagrams of a semiconductor device composite according to Example 3 of the present invention. The same parts as those described in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • the insulating circuit board 5 has a heat radiating metal plate (for example, the heat radiating copper plate 12), and this heat radiating metal.
  • a heat radiating metal plate for example, the heat radiating copper plate 12
  • the heat dissipation structure 14 is provided via a plate (for example, the heat dissipation copper plate 12)
  • the heat dissipation metal plate for example, the heat dissipation copper plate 12
  • the heat dissipation structure 14 are indispensable configurations. Instead, it may be provided as necessary as an essential component.
  • the semiconductor device complex 8A according to the third embodiment includes a flat ceramic substrate 9 and at least one metal plate 10 (for example, a circuit copper plate) joined to the main surface. And at least one insulated circuit board terminal (for example, insulated circuit board terminal 1B) joined to the metal plate 10 and joined to the metal plate 10.
  • An electronic component for example, a semiconductor element 11
  • an insulating circuit board terminal for example, an insulating circuit board terminal 1B
  • the entire device complex 8A has a three-dimensional solid shape.
  • the semiconductor device composite body 8A according to the third embodiment is replaced with an electronic component (for example, a semiconductor) on the metal plate 10 (for example, a circuit copper plate) in the insulating circuit board composite body 7 according to the second embodiment.
  • the element 11) is bonded through the bonding material 13, and the insulating circuit board terminal (for example, the insulating circuit board terminal 1B) is bent in the groove 3 to form a three-dimensional solid shape.
  • Examples of the semiconductor element 11 that is an electronic component mounted on the metal plate 10 include an IGBT, a triac, a thyristor, a diode, and the like. There is.
  • the insulating circuit board terminal 1B is bent in the groove 3 so that the longitudinal ends of the plate body 2 face each other.
  • the semiconductor device composite having a three-dimensional shape in which the back surfaces of the heat radiating copper plates 12 in the two semiconductor devices 6 are arranged in parallel so as to face each other and the heat radiating structure 14 is interposed between the pair of heat radiating copper plates 12.
  • the body can be provided.
  • the two semiconductor devices 6 are integrally joined to the heat dissipation structure 14 via the heat dissipation copper plate 12, thereby simultaneously cooling the two semiconductor devices 6 by the single heat dissipation structure 14. be able to.
  • the same material is used for the metal plate 10 (for example, a circuit copper plate) disposed on the main surface side of the ceramic substrate 9 and the metal plate for heat dissipation (for example, heat radiation copper plate 12) disposed on the back side thereof.
  • the reliability of the semiconductor device 6 itself can be improved.
  • the semiconductor device complexes 8B to 8G described below As the heat dissipation structure 14, copper having a high thermal conductivity and a large heat capacity is preferably used.
  • the cooling fluid 14a gas or liquid
  • the two semiconductor devices 6 in the semiconductor device complex 8A of the third embodiment can be efficiently used by using one heat dissipation structure 14. Can be cooled.
  • the semiconductor device composite body 8A according to the third embodiment as described above it is possible to collect a space required for installing the two semiconductor devices 6 in comparison with the case where the two semiconductor devices 6 are arranged on the same plane.
  • the groove 3 is further formed in the insulating circuit board terminal 1B in the semiconductor device composite body 8A described above, and the insulating circuit The board terminal 1B is bent so as to have an M-shaped cross section.
  • the distance between the two semiconductor devices 6 can be easily adjusted according to the thickness of the cooling structure 14, and the metal plate 10 and the insulating circuit of the semiconductor device 6 can be adjusted. It is also possible to reduce the force that separates the two at the joint portion of the board terminal 1B. Therefore, in the semiconductor device composite body 8B shown in FIG.
  • the size of the final product can be easily adjusted and more reliable than the semiconductor device composite body 8A shown in FIG.
  • a semiconductor device composite can be provided.
  • the groove 3 formed in the center of the insulated circuit board terminal 1B is formed on the opposite side of the plate body 2.
  • the central portion of the insulated circuit board terminal 1 ⁇ / b> B may be bent in a mountain fold in a direction away from the heat dissipation structure 14. In this case as well, it is possible to provide a semiconductor device composite that can easily adjust the size of the final product and that is more reliable.
  • the plate body 2 is bent so as to reduce the width of the groove 3.
  • cracks hardly occur in the groove 3. That is, as shown in FIG. 6B, when the two semiconductor devices 6 are arranged with their back surfaces (surfaces to which the heat-dissipating copper plate 12 is bonded) facing each other, the terminals for the insulating circuit board Of the three grooves 3 arranged parallel to each other in 1B, the two grooves 3 arranged outside when the plate body 2 is viewed in plan view are joined to the metal plate 10 in the plate body 2. It is good to form it on the surface on the side.
  • the main surfaces of the two semiconductor devices 6 face each other. It may be arranged (semiconductor device complex 8C according to Example 3).
  • semiconductor device complex 8C semiconductor device complex 8C according to Example 3.
  • the semiconductor device 6 is arranged as shown in FIG. 6C, the outer side of the three grooves 3 arranged in parallel with each other in the insulated circuit board terminal 1B when the plate body 2 is viewed in plan view. It is preferable to form the two grooves 3 arranged on the opposite side of the plate 2 opposite to the side where the metal plate 10 is joined.
  • the form of the semiconductor device composite body 8C according to the third embodiment when the form of the semiconductor device composite body 8C according to the third embodiment is adopted, a plurality of sets of the semiconductor device composite bodies 8C are prepared, and furthermore, the heat dissipation copper plate 12 between the adjacent semiconductor device composite bodies 8C.
  • the heat dissipation structure 14 By interposing the heat dissipation structure 14 between them, a large number of semiconductor devices 6 and the heat dissipation structure 14 can be arranged in a compact manner. In this case, a large number of semiconductor devices 6 can be simultaneously and efficiently cooled using the cooling fluid 14a, and the occupied space can be made compact.
  • the semiconductor device composites 8A and 8B according to the third embodiment if the electronic component mounting side of the semiconductor device 6 is molded with a resin, a plurality of semiconductor device composites 8A and 8B are stacked. Is possible. In this case, the space used for installing the plurality of semiconductor device complexes 8A and 8B can be used effectively. Further, three semiconductor devices 6 are prepared, and two of the semiconductor devices 6 are arranged so that the back surfaces of the heat-dissipating copper plates 12 are back to back as shown in FIG. The circuit board terminals 1B are connected, and the main surface of one of the connected semiconductor devices 6 and the main surface of the other semiconductor device 6 not connected to these are illustrated. If they are arranged facing each other as shown in FIG. 6C and are connected by the insulated circuit board terminal 1B, the outer shape of the three semiconductor devices 6 connected can be made compact. In this case, the space used for installing the semiconductor device complex including the three semiconductor devices 6 can be effectively used.
  • FIGS. 6A to 6C a groove 3 is formed perpendicular to the side edge of the plate body 2 of the insulated circuit board terminal 1B. 2 is described as an example. However, as described in the first embodiment, the direction of formation of the groove 3 with respect to the side edge of the plate 2 is set to an angle ⁇ other than vertical (see FIG. 1).
  • the semiconductor device composite according to the third embodiment may be manufactured by bending the plate 2 in such a groove 3.
  • a semiconductor device composite having a three-dimensional solid shape completely different from that shown in FIGS. 6A to 6C can be manufactured.
  • the bending angle in the groove 3 (defect portion 4) of the plate body 2 is set to an arbitrary angle other than that shown in the figure. This makes it possible to manufacture semiconductor device composites having various three-dimensional shapes.
  • one of the two semiconductor devices 6 is arranged in the horizontal direction, for example, and the other is arranged in the vertical direction, for example.
  • a semiconductor device composite 8D can be manufactured.
  • FIG. 8 it is possible to manufacture a semiconductor device complex 8E formed by integrally connecting a plurality of semiconductor devices 6 in a step-like manner.
  • FIG. 9 according to the invention according to the third embodiment, one or a plurality of semiconductor devices 6 or insulating circuit boards 5 are arranged on each of the x, y, and z planes, and these are provided in the present invention.
  • the semiconductor device complex 8 ⁇ / b> F that is connected by the insulated circuit board terminals.
  • the semiconductor device composite according to the third embodiment the semiconductor device 6 and / or the insulating circuit board 5 are connected to the insulating circuit board terminals (for example, the insulating circuit board terminals 1A to 1A) according to the present invention. It is also possible to manufacture a semiconductor device complex in which the semiconductor device 6 and / or the insulating circuit substrate 5 are arranged in a Miura fold shape, for example, by connecting them together as in 1C).
  • the plurality of semiconductor devices 6 and / or the semiconductor circuit 6 and / or the insulating circuit substrate 5 are arranged while maintaining an arbitrary angle.
  • the insulated circuit board 5 can be electrically connected.
  • the insulated circuit board terminals (for example, insulated circuit board terminals 1A to 1C) according to the present invention provided in the semiconductor device composite according to the third embodiment are not used for connecting the semiconductor device 6 and the insulated circuit board 5.
  • a high-power electric signal from any direction can be transmitted to the semiconductor device 6 or the insulating circuit substrate 5.
  • the semiconductor device composite according to the third embodiment when holding the plurality of semiconductor devices 6 and / or the insulating circuit substrate 5 while maintaining an arbitrary angle, the angle formed between the individual semiconductor devices 6 is Even when manufacturing items that are different from each other, the labor and cost at the time of manufacture are not significantly increased. Therefore, even when the semiconductor device composites according to the third embodiment are made to order according to the purpose, the manufacturing cost can be reduced.
  • the minimum form of the semiconductor device composite according to Example 3 is that the insulating circuit board 5 includes a single metal plate 10 (for example, a circuit copper plate) on a single ceramic substrate, and the insulating circuit.
  • This is a composite 8G.
  • the insulated circuit board terminal 1B is bent in the groove 3 to form a three-dimensional solid shape as a whole.
  • the semiconductor element 11 mounted on the metal plate 10 and the external terminal 26 are connected to each other by the bonding wire 16 so that the electronic device can function without any problem. it can.
  • FIG. 10 shows a case where the semiconductor element 11 is a diode as an example, so that the semiconductor element 11 has a two-terminal structure in which electrodes are connected to the upper surface side and the lower surface side, respectively. If the semiconductor element 11 is a transistor element having a three-terminal structure such as an IGBT, the number of external terminals may be increased.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of an insulated circuit board terminal according to Modification 3 of Embodiment 1 of the present invention.
  • the same parts as those described in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • the linear groove 3 is formed on the upper surface and / or the lower surface of the plate body 2, so that the groove 3 The plate body 2 is easily bent.
  • the insulated circuit board terminal 1D according to the modified example 3 of the first embodiment shown in FIG.
  • the insulated circuit board terminal 1D according to the third modified example also includes the through hole 15 (defect portion 4) of the plate body 2.
  • the plate 2 can be easily bent in the formed region.
  • the plurality of through holes 15 may be arranged in series. Further, although not particularly shown, a plurality of rows of through-holes 15 may be arranged in the plate 2 in a straight line and in a band shape. Also, in the insulated circuit board terminal 1D, the planar shape of the plate body 2 does not have to be rectangular, and the insulated circuit board terminal 1A to 1C according to the first embodiment described above is used as an insulated circuit board terminal. As long as it can be used, it may have any planar shape.
  • the insulated circuit board terminal 1 ⁇ / b> D according to the modified example 3 it is not always necessary that the peripheral edge of the plate body 2 and the missing portion 4 in which the plurality of through-holes 15 groups are linearly arranged are orthogonal to each other. Further, as the material of the insulated circuit board terminal 1D according to the modified example 3, the same material as that of the plate 2 of the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment described above is used without any problem. be able to.
  • the thickness of the plate body 2 of the insulated circuit board terminal 1D according to the third modification of the first embodiment may be set to be equal to or greater than the thickness of the metal plate 10 in the insulated circuit board 5. Good. More specifically, the thickness of the plate 2 of the insulated circuit board terminal 1D according to the modified example 3 is set to be equal to or greater than the thickness of the metal plate 10 at the portion where the plate 2 is joined. You may keep it. In addition, when connecting the some insulated circuit board 5 by the insulated circuit board terminal 1D which concerns on the modification 3, the thickness of the metal plate 10 of the part which the plate body 2 has joined may not be one type (for example, (See FIGS. 15C and 15D shown later).
  • the thinnest of the thicknesses of the metal plate 10 that is joined to the plate body 2 is used as a reference value for determining the thickness of the plate body 2.
  • the insulation circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment and the insulation according to the modification shown in the subsequent stage are used. the same applies to the circuit board terminals 1D ⁇ 1G 2. In this case, it is possible to reduce Joule heat of a large current electric signal transmitted to the insulated circuit board terminal 1D.
  • the insulated circuit board terminal 1D according to the third modification of the first embodiment is the same as that described above in the insulated circuit board 5 according to the second embodiment and the semiconductor device complex 8 according to the third embodiment. It can be used in place of the insulated circuit board terminals 1A to 1C according to the first embodiment, or can be used together with at least one of the insulated circuit board terminals 1A to 1C. Further, the insulated circuit board terminal 1D according to the third modification of the first embodiment may have at least one layer of plating film on the surface thereof, like the insulated circuit board terminals 1A to 1C. The effect of the insulating circuit board terminal 1D according to the modification 3 having the plating film on the surface thereof is the effect obtained when the insulating circuit board terminals 1A to 1C according to the present invention have the plating film. Is the same.
  • the defect portion 4 may be formed by linearly arranging a point-like depression group that does not penetrate in the thickness direction of the plate body 2.
  • the dot-like depression group formed on the plate body 2 may be formed only on either the upper surface or the lower surface side of the plate body 2, and makes a pair with the upper surface and the lower surface of the plate body 2. It may be formed as follows.
  • the insulated circuit board terminal obtained by replacing the through-hole 15 group of the insulated circuit board terminal 1D as described above with a dent group is the insulated circuit board 5 according to the second embodiment or the semiconductor device composite according to the third embodiment.
  • the body 8 can be used in place of the above-described insulated circuit board terminals 1A to 1D according to the present invention, or can be used together with at least one of the insulated circuit board terminals 1A to 1D.
  • FIG. 12A is a conceptual diagram of an insulated circuit board terminal according to Modification 4 of Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 12B is an insulated circuit board terminal according to Modification 5 of Embodiment 1 of the present invention.
  • the insulated circuit board terminals 1E 1 and 1E 2 according to the modifications 4 and 5 of the first embodiment are the ends of the insulated circuit board terminal 1B according to the first embodiment.
  • the width W 1 of the plate body 2 has joint portions 20 a and 20 b wider than the width W 0 of the body portion.
  • the width W 1 may be a uniform as shown in FIG. 12 (a) to according to Modification 4 shown insulating circuit board terminals 1E 1, according to a fifth modification shown in FIG.
  • the thicknesses of the joint portions 20a and 20b are substantially the same as the thickness of the region of the plate body 2 that does not have the defective portion 4. It is set to be the same.
  • the joint portions 20a and 20b in the plate body 2 are joined to the metal plate 10 or the metal paste sintered body of the insulated circuit board 5.
  • the insulated circuit board according to the first embodiment is used.
  • the bonding area between the insulating circuit board 5 and the metal plate 10 or the metal paste sintered body can be increased, so that the bonding strength of the bonded portion can be increased.
  • the boundary of the joint region in the insulated circuit board terminals 1E 1 and 1E 2 according to the modification examples 4 and 5 becomes clear. Thereby, it becomes easy to specify the joining position of the terminals 1E 1 and 1E 2 for the insulating circuit board according to the modified examples 4 and 5 on the metal plate 10 or the metal paste sintered body of the insulating circuit board 5.
  • the length of the body excluding the joint portions 20a and 20b of the insulated circuit board terminals 1E 1 and 1E 2 in the insulated circuit board composite according to the second embodiment and the semiconductor device complex according to the third embodiment is inevitably required. Will be determined. As a result, it is possible to prevent variations in product size when mass-producing the insulated circuit board composite according to the second embodiment and the semiconductor device composite according to the third embodiment. As a result, mass production of a homogeneous product is facilitated.
  • FIG. 13A is a conceptual diagram of an insulated circuit board terminal according to Modification 6 of Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 13B is a cross-sectional view showing the usage state thereof.
  • the same parts as those described in FIGS. 1 to 12 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • the insulated circuit board terminal 1 ⁇ / b> F according to the sixth modified example of the first embodiment has a thickness H of the plate body 2 at the end of the insulated circuit board terminal 1 ⁇ / b> B according to the first embodiment.
  • the thickness of the body portion (except the area where defect 4 is formed) is made comprises a small or large joints 20c than H 0.
  • 13A and 13B show an example in which the thickness H 1 of the end portion of the plate body 2 is smaller than the thickness H 0 of the body portion of the plate body 2.
  • a step 21 is provided at the boundary between the body portion of the plate body 2 and the joint portion 20c.
  • the step 21 is provided at the boundary between the body portion of the plate body 2 and the joint portion 20c, so that FIG. As shown, the boundary of the joint 20c becomes clear.
  • the joining position of the insulated circuit board terminal 1F according to the modified example 6 on the metal plate 10 of the insulated circuit board 5 is inevitably determined.
  • the length of the body portion excluding the joint portion 20c of the insulated circuit board terminal 1F in the insulated circuit board composite according to the second embodiment and the semiconductor device complex according to the third embodiment is inevitably determined.
  • the thickness H 1 of the joint portion 20c at the ends of the plate member 2 is smaller than the thickness H 0 of the barrel portion of the plate member 2
  • H 1 is preferably set to have a thickness of 33% or more of H 0 .
  • sufficient current conductivity in the plate body 2 of the insulated circuit board terminal 1F according to Modification 6 can be ensured. This reason will be described later.
  • the step 21 formed at the boundary between the body portion of the plate body 2 and the joint portion 20c is the same as that in the above-described modified examples 4 and 5 in 1E 1 and 1E 2 .
  • FIG. 15A is a partial cross-sectional view taken along line MM in FIG. 3
  • FIG. 15B is a partial cross-sectional view according to the comparative example
  • FIG. 15C is an insulation according to the modified example 7 of Example 1.
  • It is a fragmentary sectional view of the terminal for circuit boards, and the semiconductor device composite provided with it
  • (d) is the partial cross section of the terminal for insulated circuit boards concerning other examples of modification 7, and the semiconductor device composite provided with the same FIG.
  • the same parts as those described in FIGS. 1 to 13 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • FIGS. 15A to 15D it is assumed that all the insulating circuit boards 5 constituting the insulating circuit board composite 7 are placed on the same plane.
  • the insulated circuit board terminals according to the present invention are provided in the insulated circuit board 5.
  • the main surface of the metal plate 10 is joined.
  • 15A and 15B illustrate the case where the insulated circuit board terminal according to the present invention is the insulated circuit board terminal 1B according to the first embodiment.
  • the insulating circuit board composite 7 for example, as shown in FIG.
  • the insulating circuit board terminal 1B according to the first embodiment is directly applied to the ceramic substrate 9 constituting the insulating circuit board 5.
  • An insulated circuit board composite according to a comparative embodiment formed by bonding the substrates can also be assumed.
  • the insulated circuit board composite according to this comparative embodiment is not included in the concept of the insulated circuit board composite 7 according to the present invention.
  • the insulating circuit board manufacturing step shown in FIG. 5 (step S01). It is desirable to use a bonding method such as a direct bonding method or an active metal method used in the subsequent terminal bonding step (step S02).
  • a bonding method such as a direct bonding method or an active metal method used in the subsequent terminal bonding step (step S02).
  • the direct bonding method is employed when the metal plate 10 is bonded to the ceramic substrate 9, the ceramic substrate 9 is heated to a temperature of 1000 ° C. or higher, and when the active metal method is used, the temperature is increased to 800 ° C. or higher. And the metal plate 10 need to be heated.
  • the insulating circuit substrate 5 is repeatedly exposed to a high temperature. There is a possibility that the bonded state of the already bonded ceramic substrate 9 and the metal plate 10 is deteriorated. Further, if the above-described heating is repeated in step 02 for the insulating circuit board 5 manufactured in step 01, the ceramic substrate 9 is cracked due to thermal stress caused by the difference in thermal expansion between the metal and the ceramic. May occur, or the insulated circuit board 5 may be warped.
  • the insulated circuit board composite 7 according to the present embodiment is bonded to the insulated circuit board terminal 1B and the insulated circuit board 5 according to Example 1. Since the insulating circuit board composite body according to the comparative embodiment shown in FIG. 15B is manufactured, the insulating circuit board terminal 1B and the insulating circuit board 5 are heated at a high temperature. There is no need to repeat heating. This point will be described more specifically.
  • the insulated circuit board composite 7 according to the present embodiment as a method for joining the insulated circuit board terminal and the metal plate 10 of the insulated circuit board 5 according to the present invention, the above-described method is used.
  • An ultrasonic bonding method a metal brazing material (Sn—Ag-based lead-free solder), a sintered body of silver particles, or the like can be used.
  • a metal brazing material Sn—Ag-based lead-free solder
  • a sintered body of silver particles, or the like can be used.
  • the temperature at the time of heat processing in these joining methods is in the temperature range from room temperature to 350 degreeC normally, it is significantly low compared with the case where the above-mentioned direct joining method and an active metal method are employ
  • the insulated circuit board composite 7 according to the present embodiment shown in FIG. 15A is compared with the insulated circuit board composite according to the comparison mode shown in FIG.
  • the insulated circuit board composite 7 according to the embodiment since the insulated circuit board terminal according to the present invention is joined to the metal plate 10, the insulated circuit board composite 7 according to the embodiment is more suitable than the insulated circuit board composite according to the comparative embodiment.
  • the shortest distance from the terminal 1B to the heat radiating copper plate 12 can be increased by the thickness of the metal plate 10.
  • the insulated circuit board composite 7 according to the present embodiment and the insulated circuit board composite according to the comparative embodiment are used in a state of being integrated with the heat dissipation structure 14 (see, for example, FIG.
  • the insulated circuit board composite 7 according to the present embodiment has a shortest distance from the insulated circuit board terminal 1B to the heat dissipation structure 14 by the thickness of the metal plate 10 as compared with the insulated circuit board composite according to the comparative example. Can be bigger. Therefore, when the insulated circuit board composite body 7 according to the present embodiment is used, the occurrence of defective discharge can be suppressed more appropriately than when the insulated circuit board composite body according to the comparative embodiment is used. In addition, when using the insulated circuit board composite body 7 according to the present embodiment, in order to more reliably suppress the occurrence of the discharge failure as described above, the insulated circuit board terminal according to the present invention is to be joined. The thickness of the metal plate 10 of the insulated circuit board 5 may be increased. However, in this case, since the amount of copper used in manufacturing the insulating circuit board 5 used in the present invention increases, another problem arises that the manufacturing cost of the insulating circuit board 5 increases.
  • the insulated circuit board terminal according to Modification 7 of the present invention was invented. Insulating circuit board terminals 1G 1 or the insulating circuit board terminals 1G 2 according to a modified example 7 of the present invention, as shown in FIG. 15 (c), (d) , the plate member 2, the metal in the insulating circuit board 5 A joining region 2c that joins the main surface of the plate 10, and a bending region 2a (see FIG. 15 (c)) or a curved region 2b (see FIG.
  • the insulated circuit board composite 7 is the final configuration.
  • the bent region 2a in plate member 2 as the shortest distance increases between the insulated circuit board terminals 1G 1 or the insulating circuit board terminals 1G 2 Alternatively, it is necessary to determine the protruding direction of the curved region 2b. Further, as shown in FIGS.
  • the maximum value L max of the plurality of height differences L that is, the insulating circuit board terminal 1G 1 or the insulating circuit board terminal 1G 2 according to the seventh embodiment is arranged such that the bonding surface 2d thereof coincides with the horizontal direction.
  • the lower surface of the plate body 2 disposed at the highest position in the vertical direction see the lower surface 2e in FIG. 15C) and the lower surface of the plate body 2 disposed at the lowest position.
  • the height difference with respect to the joint surface 2d in FIG. 15C may be within the above numerical range. That is, the maximum value L max of the height difference L may be in the range of 0 ⁇ L max ⁇ 20 (mm). More specifically, the height difference of the insulated circuit board terminal 1G 1 according to the seventh embodiment shown in FIG. 15C is determined by the joining surface 2d of the plate body 2 and the metal plate 10 and the bending of the plate body 2. It can be obtained as a height difference from the lower surface 2e of the flat portion in the region 2a. Further, the insulating circuit board composites 7 shown in FIG. 15 (c), the thickness of the metal plate 10 constituting the two insulating circuit board 5, which is an insulating circuit bonding target substrate terminal 1G 1 are different respectively.
  • the height difference L of the insulating circuit board terminals 1G 1 according to Example 7 the height difference L 1 obtained with respect to the joint surface 2d which is disposed on the right side of FIG. 15 (c), the same paper
  • the height difference L 2 is larger of the two height differences L 1 and L 2 , and therefore the height difference L 2 is the height difference of the insulating circuit board terminal 1G 1 .
  • the maximum value L max is considered.
  • the height difference L between the upper surface and the lower surface of the plate body 2 is 20 mm or less, preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less. Therefore, even if the insulated circuit board terminal 1G 1 or the insulated circuit board terminal 1G 2 according to the seventh embodiment has a height difference L, the insulated circuit board composite 7 as a whole has a flatness. Become. For this reason, it has the merit that packing and conveyance of the insulated circuit board composite body 7 using the same can be facilitated.
  • the boundary line K between the bent region 2a or curved region 2b of the plate 2 and the joining region 2c may be arranged inside the periphery of the metal plate 10 to be joined.
  • the boundary line K in the insulated circuit board terminal 1G 1 or the insulated circuit board terminal 1G 2 according to the seventh embodiment is formed on the surface of the plate body 2 that directly contacts the metal plate 10 of the insulated circuit board 5. (See FIGS. 15C and 15D).
  • the shortest distance between the heat dissipating copper plate 12 or heat dissipation structure 14 of the insulating circuit board 5 It has the advantage that it can be enlarged.
  • the mold It can be manufactured by a processing method such as molding or etching.
  • the planar shape of the insulating circuit board terminals 1G 1 or the insulating circuit board terminals 1G 2 according to the modification 7 may also be a rectangular shape as shown previously in Figure 2, the previous modification
  • the width of the joint region 2c when the plate body 2 is viewed in plan is the bent region 2a.
  • the insulated circuit board terminals 1A to 1G 2 when the plate body 2 has the groove 3 or the chipped portion 4 made of the dent, or the end region of the plate body 2 is reduced. A description will be given of the remaining ratio of the thickness H 0 of the plate body 2 in the case where the joint portion 20 c is made of meat.
  • the external dimensions of the insulated circuit board composite according to Example 2 of the present invention and the insulated circuit board 5 provided in the semiconductor device composite according to Example 3 are in the range of 10 ⁇ 10 mm to 50 ⁇ 50 mm.
  • the width W 0 and the thickness H 0 of the body portion of the plate body 2 in the insulated circuit board terminals 1A to 1G 2 according to the first embodiment for connecting the insulated circuit boards 5 to each other are as follows.
  • the plate when the width W 0 of the body portion of the plate member 2 in the insulation circuit board terminals 1A ⁇ 1G 2 according to the first embodiment tentatively set to 8 mm, and set its thickness 0.30 mm, a 0.60mm “excellent bend”, “shape retention” and “current conductivity” of the body 2 are evaluated and summarized in three stages: “preferable: ⁇ ”, “practical: ⁇ ” and “not suitable for practical use: x”.
  • the thickness (plate thickness) H 0 of the plate body 2 is represented by the symbol Y, and a defective portion 4 (groove 3 or recess) or a step 21 is formed in the plate body 2.
  • the thickness (plate thickness) H 1 of the remaining portion of the plate body 2 in the area is indicated by the symbol Z.
  • a comprehensive evaluation of “easy to bend”, “shape retention” and “current conductivity” of the plate body 2 was practical (see hatched areas in Tables 1 and 2). Therefore, in the insulated circuit board terminals 1A to 1G 2 according to the first embodiment, the ratio of the remaining portion of the plate body 2 when the plate body 2 has the defect portion 4 is a state in which the defect portion 4 is not present.
  • the plate body 2 should be set so as to fall within a range of 33 to 67% of the thickness H 0 of the plate body 2.
  • the body width W 0 and the thickness of the insulating circuit board terminals 1A to 1G 2 according to Example 1 according to the enlargement ratio. the value of H 0 may be changed.
  • FIG. 14A is a plan view showing a measurement location of the thickness of the terminal for an insulated circuit board according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 14B is a plan view of the terminal for the insulated circuit board according to the first embodiment of the present invention. It is a conceptual diagram which shows the measuring method of board thickness. The same parts as those described in FIGS. 1 to 13 and 15 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • the plate 2 is assumed to be a flat plate having a uniform thickness.
  • a flat plate material having a uniform thickness means “a flat plate material having a variation of a measured value with respect to an average value of the thickness of the plate body 2 of ⁇ 10% or less”.
  • the thickness H 0 of the plate body 2 is the thickness of the region excluding the defect portion 4 and the joint portion 20c when the plate body 2 includes the defect portion 4 and the joint portion 20c.
  • the plate thickness at a location where there is no hindrance to the contact of the anvil or the spindle is measured similarly.
  • the thickness H 1 of the plate body 2 is the thickness of the joint portion 20c of the plate body 2 measured by the micrometer [Mittomo Co., Ltd., model number: SPM-25MX, anvil and spindle measurement surface The average value of the values obtained by measuring three or more locations with a dimension diameter of 3 mm].
  • the measurement position 22 on the plate 2 is selected uniformly from the entire plate 2 in the insulated circuit board terminals 1A to 1G 2 according to the first embodiment.
  • the measurement position 22 of the insulated circuit board terminal 1F ′ according to the first embodiment whose planar shape is T-shaped may be selected from the entire plate 2 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 14, when measuring the thickness H 1 of the joint portion 20c in the plate member 2, the measurement position 22 and be chosen uniformly from the entire joint 20c.
  • the measurement position 22 of the plate body 2 is sandwiched between the anvil 23 and the spindle 24 and the thickness is measured.
  • a region P [FIG. 14B] where the anvil 23 or the spindle 24 cannot be completely brought into contact with the plate body 2 in the portion 4 and the step 21 is excluded from the measurement position 22.
  • the depth of the defect portion 4 (groove or depression) formed on the upper surface and / or the lower surface of the plate body 2 is determined by laser. Measure with the non-contact depth meter used. More specifically, a value obtained by measuring the deepest part of three or more defective parts 4 (grooves or depressions) by [manufactured by Keyence Corporation, model number: VK-9500, ultra-deep color 3D shape measuring microscope]. Is the depth of the defect 4 (groove or indentation).
  • the value obtained by subtracting the depth of the deficient portion 4 is the remainder of the plate body 2 values ( Equivalent to Z in Tables 1 and 2 above).
  • the height difference L between the upper surface and the lower surface can be measured using a non-contact depth meter using a laser.
  • the plate 2 is disposed so that the joint surface 2 d (see FIGS. 15C and 15D) faces vertically upward.
  • the height difference of the plate body 2 is measured by continuously moving the laser irradiation position from one end portion to the other end portion in the longitudinal direction of the plate body 2 on the surface arranged on the side.
  • the measurement of the height difference of the plate body 2 by the same procedure is performed three times or more, and the average value of the obtained measurement values is set as the height difference L of the plate body 2.
  • 15C and 15D when the thickness of the metal plate 10 of the insulated circuit board 5 to be joined is not uniform, or the insulated circuit board terminal 1G 1 according to the modified example 7 or if the insulating circuit board terminals 1G 2 is branched into two or more, a plurality of height difference L is obtained. In such a case, a plurality of height difference maximum value L max height difference L of the insulating circuit board terminals 1G 1 or the insulating circuit board terminals 1G 2 of L.
  • the thickness of the ceramic substrate 9 and the metal plate 10 (or the metal paste sintered body) in the insulated circuit board 5 according to the present embodiment and the measurement method thereof will be described.
  • the thickness of the ceramic substrate 9 in the insulated circuit board 5 according to the present embodiment is the thickness of the bare portion of the ceramic substrate 9 [Mittomo Co., Ltd., model number: SPM-25MX, anvil and spindle measurement surface dimensions The average value of the values obtained by measuring three or more locations with a diameter of 3 mm].
  • the thickness measurement location of the ceramic substrate 9 is selected uniformly from the entire ceramic substrate 9.
  • the thickness of the metal plate 10 in the insulated circuit board 5 is the thickness of the metal plate 10 (for example, circuit copper plate) [manufactured by Keyence Corporation, model number: VK-9500, ultra-deep color 3D The average value of the values obtained by measuring three or more points with a shape measuring microscope] is used. At the time of measurement, the height of the step shape formed on the surface of the ceramic substrate 9 near the outer periphery of the metal plate 10 is measured as the thickness of the metal plate 10.
  • the measurement position 22 is chosen uniformly from this whole metal plate 10, and the metal plate 10 When there are a plurality of sheets, the measurement position 22 is selected uniformly from all the metal plates 10.
  • board thickness is measured separately.
  • the metal plate at each step The thickness of each part is measured, and the thickness of each part is calculated based on the height of the staircase shape measured in the vicinity of the outer periphery of the metal plate. The same applies to the case where the thickness of the metal paste sintered body of the insulating circuit board 5 is measured.
  • the present invention connects an insulated circuit board including a ceramic substrate and a metal plate, or is joined to a metal plate of the insulated circuit board and used as an input / output terminal and the same And an insulating circuit board composite and a semiconductor device composite, and can be used particularly in the technical field related to power modules.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)

Abstract

【課題】セラミック基板と金属板とを備える絶縁回路基板同士を連結する、あるいは、この絶縁回路基板の金属板に接合されて入出力端子として用いられる絶縁回路基板用端子を提供する。 【解決手段】平板状のセラミック基板9とその主面に接合されている少なくとも1の金属板10とからなる絶縁回路基板5の入出力端子として用いる、又は、複数の絶縁回路基板5同士を連結する端子において、この端子は、金属製の板体2を有し、板体2は、その上面及び/又は下面に、直線状に形成されている又は配列されている欠損部4を有していることを特徴とする絶縁回路基板用端子1Bによる。

Description

絶縁回路基板用端子および絶縁回路基板複合体および半導体装置複合体
 本発明は、セラミック基板と金属板とを備える絶縁回路基板同士を連結する、あるいは、絶縁回路基板の金属板に接合されて入出力端子として用いられる絶縁回路基板用端子およびそれを用いてなる絶縁回路基板複合体および半導体装置複合体に関する。
 従来、セラミック基板(絶縁基板)の主面(電子部品が接合される側の面)に直接又は間接的に接合されている島状の回路銅板を備えた絶縁回路基板は、パワー系半導体素子や、コンデンサー等の受動素子を実装するパワーモジュール用基板として使用されている。
 近年、インバータなどの電力変換装置は小型化が要求されており、このような電力変換装置に組み込まれるパワーモジュールも小型化が求められている。
 そして、上述のような要求を満たすために、複数の絶縁回路基板を互いに金属端子で連結して用いることが考え出された。さらに、その際に複数の絶縁回路基板を連結してなるものの設置スペースを有効利用することを目的とした先行技術としては、以下に示す特許文献1に開示されるような技術が知られている。
 特許文献1には「電力用半導体装置」という名称で、モータ制御用インバータなどの電力変換装置に適用するIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)モジュールを実施対象とした電力用半導体装置の組立構造に関する発明が開示されている。
 特許文献1に開示される発明は、文献中に記載される符号をそのまま用いて説明すると、絶縁基板の銅回路パターンに二組のIGBT2,3およびFWD(Free Wheeling Diode)4,5を搭載し、IGBT2と3を直列に配線した上で、入力端子6,7および出力端子8を引き出した組立構造になる電力用半導体装置において、絶縁基板を二枚の絶縁基板1Aと1Bに分け、各基板に振り分けてIGBT2,3、FWD4,5、および配線用リードフレーム11~14を上下に積層して実装した上で、絶縁基板1Aと1Bを上下向かい合わせに並べて近接配置し、かつ入,出力端子を通じて各絶縁基板の銅回路パターンおよびリードフレームに流れる電流が逆向きとなるように絶縁基板1Aと1Bの間をコ字形の出力端子8を介して接続したものである。
 上記構成の特許文献1に開示される発明によれば、各絶縁基板を立体的に配置することができ、その設置に使われるスペースを有効利用することができる。
特開2004-311685号公報
 特許文献1に開示される発明の場合は、上述のような有利な効果を発揮する一方で、その製造時に下記のような課題を有している。なお、本段落においては特許文献1中に記載される符号をそのまま用いている。
 はじめに、特許文献1に開示される発明において、電子部品が半田で実装された絶縁基板1A,1Bをコ字状の出力端子8で連結する際に、双方の接合部を半田を用いて接合する場合について検討する。
 この場合、特許文献1に開示されるコ字の出力端子8は、成型体であるため、絶縁基板1A,1B、及び、コ字状の出力端子8を最終形態と同じ形態に保持した状態で熱処理等を行う必要がある。この場合、絶縁基板1A,1Bとコ字状の出力端子8とを接合するのに用いる半田は、絶縁基板1A,1Bに電子部品(半導体素子等)を搭載するのに用いる半田の融点よりも低い融点を有している必要がある。これは、コ字状の出力端子8を絶縁基板1A,1Bに接合するのに用いる半田の融点が、絶縁基板1A,1Bに電子部品を搭載するのに用いる半田の融点よりも高いと、コ字状の出力端子8の接合時(熱処理時)に、絶縁基板1A,1Bに電子部品を接合する半田が再溶融して、特に絶縁基板1Bから電子部品が落下してしまうおそれがあるためである。
 次に、コ字形の出力端子8を接合信頼性の高い超音波接合法により接合する場合について検討する。
 この場合は、絶縁基板1A,1Bのうちの一方(例えば、絶縁基板1A)を、超音波を反射させるための土台上に載置した状態で超音波接合法によりコ字形の出力端子8の一の端部側を接合した後、コ字形の出力端子8を備えた絶縁基板1Aを反転させて、コ字形の出力端子8の他の端部を他の絶縁基板1Bに接合する必要がある。
 この場合、コ字形の出力端子8を備えた絶縁基板1Aを反転させる工程が必要になるだけでなく、コ字形の出力端子8の他の端部をもう一つの絶縁基板1Bに接合する作業が完了するまでの間、コ字形の出力端子8及び絶縁基板1Aを一時的に支えておくための支持構造が必要になる。このため、特許文献1に開示される発明の生産性を向上し難いという課題を有していた。
 加えて、特許文献1に開示される発明の場合は、銅回路パターン1A-a,1A-b,1B-a,1B-b上に接合されている電子部品が互いに対向した状態で配されている。このような場合に、絶縁基板1A,1Bの裏面側(電子部品が接合されない側の面)に絶縁基板1A,1Bを冷却するための放熱構造を備えようとすると、放熱構造を発明品の上方側と下方側のそれぞれに別個に配置する必要があり、絶縁基板1A,1Bを冷却するための放熱構造の数が多くなるため不効率であった。
 本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、単数又は複数の絶縁回路基板を所望の三次元的な立体形状に配することを簡易に実現する絶縁回路基板用端子およびそれを用いた絶縁回路基板複合体およびそれを用いた半導体装置複合体を提供することにある。
 上記課題を解決するため第1の発明である絶縁回路基板用端子は、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも1の金属板とを備える絶縁回路基板の入出力端子として用いる、又は、複数の絶縁回路基板同士を連結する端子において、端子は、金属製の板体を有し、この板体は、その上面及び/又は下面に、直線状に形成されている又は配列されている欠損部を有していることを特徴とするものである。
 上記構成の第1の発明において、端子を構成する金属製の板体は、一の絶縁回路基板の所望の金属板から他の絶縁回路基板の所望の金属板に大電流の電気信号を伝送する、又は、外部からの大電流の電気信号を絶縁回路基板の金属板に伝送するという作用を有する。加えて、板体は、その端部に接合されている絶縁回路基板を、所望の向き(角度)を保った状態で保持するという作用を有する。また、板体は欠損部を有していることで、この欠損部が形成されている位置における板体の折り曲げを正確かつ容易にするという作用を有する。
 また、端子を構成する板体が平板状であることで、絶縁回路基板の所望の金属板への板体の端部の接合を容易にするという作用を有する。
 第2の発明である絶縁回路基板用端子は、第1の発明である絶縁回路基板用端子において、欠損部は、板体を厚み方向に貫通してなる貫通孔、及び/又は、板体の上面及び/又は下面に形成されているくぼみからなることを特徴とするものである。
 上記構成の第2の発明は、第1の発明と同じ作用に加えて、欠損部が貫通孔、及び/又は、板体の上面及び/又は下面に形成されているくぼみであることで、打ち抜き成形、プレス成型、あるいは、エッチングにより板体に欠損部を形成することが可能になる。
 この場合、板体に対して欠損部を容易に形成できるので、第2の発明である絶縁回路基板用端子の生産性を向上させるという作用を有する。
 第3の発明である絶縁回路基板用端子は、第1の発明である絶縁回路基板用端子において、欠損部は、その断面形状が凹状をなしている溝であることを特徴とするものである。
 上記構成の第3の発明は、第1の発明と同じ作用に加えて、欠損部が溝であることで、板体を欠損部が形成されている位置において折曲する際に、板体の折曲をスムーズかつ正確に完了させるという作用を有する。この場合、製品を量産する際に、板体を折曲した後の端子の外形形状がばらつくのを抑制するという作用を有する。
 よって、第3の発明によれば、均質な製品の量産を可能にするという作用を有する。
 第4の発明である絶縁回路基板用端子は、第3の発明である絶縁回路基板用端子において、溝は、板体の上面及び下面に相対して一対形成されていることを特徴とするものである。
 上記構成の第4の発明は、第3の発明による作用と同じ作用に加えて、板体の上面及び下面に相対して一対の溝が形成されていることで、この溝に沿って板体を上面側又は下面側のいずれの方向にも容易に折り曲げることを可能にするという作用を有する。
 この場合、第4の発明によれば、板体の折り曲げ方向に応じて、板体の上面又は下面を置き換える必要がなくなるので、板体を折り曲げる箇所に関する設計自由度を向上させるという作用を有する。
 第5の発明である絶縁回路基板用端子は、第1乃至第4のいずれかの発明において、板体の厚みは、金属板の厚みと同じかそれよりも大きいことを特徴とするものである。
 上記構成の第5の発明は、第1乃至第4のそれぞれの発明による作用と同じ作用に加えて、板体の厚みが金属板の厚みと同じかそれよりも大きいことで、板体に十分な剛性と形状保持性を付与するという作用を有する。
 また、金属板から板体への電流の流れを、又は、板体から金属板への電流の流れを低い電気抵抗で実現するという作用を有する。
 よって、第5の発明によれば、第4の発明である絶縁回路基板用端子を備えた製品の電気信号の伝送特性を一層良好な状態に保つという作用を有する。
 第6の発明である絶縁回路基板用端子は、第1乃至第5のいずれかの発明において、端子は分岐していることを特徴とするものである。
 上記構成の第6の発明は、第1乃至第5のそれぞれの発明による作用と同じ作用に加えて端子が分岐していることで、特に端子の個々の端部の全てに絶縁回路基板を設ける場合に、第6の発明である絶縁回路基板用端子を用いて3つ以上の絶縁回路基板同士を連結することを可能にするという作用を有する。
 第6の発明によれば、用いる端子の数を少なくしながら、任意の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体の製造を可能にするという作用を有する。
 第7の発明である絶縁回路基板用端子は、第1乃至第6のいずれかの発明において、板体は、絶縁回路基板における金属板の主面と接合する接合領域と、接合領域以外の屈曲領域又は湾曲領域と、を備え、かつ板体の上面又は下面の高低差は、0よりも大きく20mm以下であることを特徴とするものである。
 上記構成の第7の発明は、第1乃至第6のそれぞれの発明による作用と同じ作用に加えて、板体が屈曲領域又は湾曲領域を備えていることで、板体が屈曲領域又は湾曲領域を備えていない場合に比べて、第7の発明を用いて半導体装置複合体を構成して使用する際に、絶縁回路基板の裏面に設けられる金属部材(例えば、放熱銅板や放熱構造など)と、第7の発明である絶縁回路基板用端子との最短距離を大きくするという作用を有する。
 第8の発明である絶縁回路基板複合体は、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも1の金属板とを備える少なくとも1の絶縁回路基板と、所望の金属板に接合されている少なくとも1の第1乃至第7のいずれかの発明である絶縁回路基板用端子と、を有し、絶縁回路基板と絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とするものである。
 上記構成の第8の発明において、平板状のセラミック基板は、その主面側に金属板を支持するとともに、絶縁体としても作用する。また、金属板は、大電流の電気信号を伝送するという作用を有する。さらに、絶縁回路基板用端子は第1乃至第7のそれぞれの発明と同じ作用を有する。
 さらに、絶縁回路基板と絶縁回路基板用端子とからなる第8の発明が平板状物体であることで、第8の発明の梱包及び搬送が容易になる。
 また、第8の発明である絶縁回路基板複合体における所望の金属板に半導体素子等の電子部品を、半田等のような熱処理により溶融する接合材を用いて搭載する際に、水平面上において重力に逆らうことなくその作業を行うことができるので、その作業を容易かつ正確に行うことができる。
 第9の発明である絶縁回路基板複合体は、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも1の金属板とを備える少なくとも2の絶縁回路基板と、所望の金属板に接合されている少なくとも1の請求項3項に記載の絶縁回路基板用端子と、を有し、絶縁回路基板用端子における溝の総数は3本であり、かつ、これらの溝は互いに平行に配置されており、絶縁回路基板用端子を平面視した際に、3本の溝のうちの外側に配置されている2本の溝は、板体において、絶縁回路基板における金属板が接合されている側の面に形成されており、絶縁回路基板と絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とするものである。
 上記構成の第9の発明は、上述の第8の発明における絶縁回路基板用端子を第3の発明に特定し、かつ、この絶縁回路基板用端子が有する溝の本数及びその形成位置を特定したものである。このような第9の発明は、絶縁回路基板用端子が第3の発明に特定されてなる第8の発明による作用と同じ作用を有する。
 また、この第9の発明における絶縁回路基板用端子の特徴が上述のように特定されていることで、板体に形成されている溝の幅を狭めるように板体を折り曲げることを可能にしつつ、板体の折り曲げを完了した後に、必要に応じてこの絶縁回路基板用端子を溝においてさらに折り曲げる、あるいは、板体の折り曲げ部分を押し広げることで、セラミック基板の裏面を互いに対向させた状態で配置されている一対の絶縁回路基板の距離を自在に変更可能にするという作用を有する。
 第10の発明である絶縁回路基板複合体は、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも1の金属板とを備える少なくとも2の絶縁回路基板と、所望の金属板に接合されている少なくとも1の請求項3項に記載の絶縁回路基板用端子と、を有し、絶縁回路基板用端子における溝の総数は3本であり、かつ、これらの溝は互いに平行に配置されており、絶縁回路基板用端子を平面視した際に、3本の溝のうちの外側に配置されている2本の溝は、板体において、絶縁回路基板における金属板が接合されている側の反対側の面に形成されており、絶縁回路基板と絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とするものである。
 上記構成の第10の発明は、上述の第8の発明における絶縁回路基板用端子を第3の発明に特定し、かつ、この絶縁回路基板用端子が有する溝の本数及びその形成位置を特定したものである。このような第10の発明は、絶縁回路基板用端子が第3の発明に特定されてなる第8の発明による作用と同じ作用を有する。
 また、この第10の発明における絶縁回路基板用端子の特徴が上述のように特定されていることで、板体に形成されている溝の幅を狭めるように板体を折り曲げることを可能にしつつ、板体の折り曲げを完了した後に、必要に応じてこの絶縁回路基板用端子を溝においてさらに折り曲げる、あるいは、板体の折り曲げ部分を押し広げることで、セラミック基板の主面を互いに対向させた状態で配置されている一対の絶縁回路基板の距離を自在に変更可能にするという作用を有する。
 第11の発明である絶縁回路基板複合体は、第8乃至第10のそれぞれの発明において、絶縁回路基板複合体は複数の絶縁回路基板を有し、複数の絶縁回路基板は絶縁回路基板用端子によって連結されていることを特徴とするものである。
 上記構成の第11の発明は、第8乃至第10のそれぞれの発明における絶縁回路基板の数を特定したものであり、その作用については第8乃至第10のそれぞれの発明による作用と同じである。
 第12の発明である絶縁回路基板複合体は、第8乃至第11のそれぞれの発明において、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板の接合部は、少なくとも板体の酸化被膜及び/又は金属板の酸化被膜が分散した状態で存在している接合層を有していることを特徴とするものである。
 上記構成の第12の発明は、第8乃至第11のそれぞれの発明による作用と同じ作用を有する。また、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板の接合部に形成されている、少なくとも板体の酸化被膜及び/又は金属板の酸化被膜が分散した状態で存在している接合層は、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板とを超音波接合した際にこれらが積層してなる金属部分の境界面に生じる特徴である。
 なお、第12の発明では、絶縁回路基板への絶縁回路基板用端子の接合時に、これらの積層部分に付加される超音波振動により金属表面の酸化被膜が取り除かれて金属表面同士が原子間距離になるまで接近する。そして、この状態で絶縁回路基板を構成する金属板と、絶縁回路基板用端子を構成する金属製の板体の境界面が強固に接合される。このとき、取り除かれた酸化皮膜の一部は接合層に取り込まれる。したがって、上述のような接合層を有しているということは、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板とが超音波接合法により接合されたことを裏付ける根拠となる。
 そして、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板とを超音波接合する場合は、これらを金属ろう材を介して接合する場合のように、絶縁回路基板用端子及び絶縁回路基板を加熱炉内に設置して熱処理を行う必要がない。
 このため、例えば、絶縁回路基板に予め半導体素子が金属ろう材を介して搭載されている状態で熱処理を行うと、半導体素子が熱に晒されて不具合を起こす、あるいは、半導体素子を接合するための金属ろう材が再溶融して半導体素子の位置ズレが起きる、剥離するなどの不具合が発生するおそれがある。これに対して、第12の発明によればこのような不具合の発生を好適に防止するという作用を有する。
 よって、第12の発明によれば、絶縁回路基板に絶縁回路基板用端子を接合する際の、絶縁回路基板全体に対する熱処理を不要にすることで最終製品である半導体装置複合体の信頼性を高めるという作用を有する。
 第13の発明である半導体装置複合体は、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも1の金属板とを備える少なくとも1の絶縁回路基板と、所望の金属板に接合されている少なくとも1の第1乃至第7のいずれかの発明である絶縁回路基板用端子と、所望の金属板上に搭載されている半導体素子と、を有し、絶縁回路基板用端子は、欠損部が形成されている位置において折曲されていることを特徴とするものである。
 上記構成の第13の発明において、平板状のセラミック基板は、その主面側に接合されている金属板を支持するとともに、絶縁材としても作用する。また、金属板は、大電流の電気信号を伝送するという作用を有する。さらに、絶縁回路基板用端子は第1乃至第7のそれぞれの発明と同じ作用を有する。また、半導体素子は、半導体の電子工学的な特性を利用することで、第13の発明である半導体装置複合体に目的とする機能を発揮させるという作用を有する。
 また、第13の発明では、絶縁回路基板用端子がその欠損部において所望に折曲されていることで、絶縁回路基板と絶縁回路基板用端子の設置空間内における配置を所望に設定可能にするという作用を有する。
 よって、第13の発明によれば、任意の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体の製造を可能にするという作用を有する。
 第14の発明である半導体装置複合体は、第13の発明である半導体装置複合体において、半導体装置複合体は複数の絶縁回路基板を有し、複数の絶縁回路基板は絶縁回路基板用端子によって連結されていることを特徴とするものである。
 上記構成の第14の発明は、上述の第13の発明である半導体装置複合体における絶縁回路基板の数を複数に特定したものであり、その作用は第13の発明である半導体装置複合体による作用と同じである。
 上述のような第1乃至第7のそれぞれの発明は、絶縁回路基板における所望の金属板に発明品である絶縁回路基板用端子を接合する時点ではその立体形状が平板状をなし、その後、板体に形成されている欠損部(貫通孔、くぼみ、溝)において所望に折曲されることで三次元的な立体形状が形成されるものである。
 このような絶縁回路基板用端子では、板体において欠損部が形成されている領域は、欠損部が形成されていない領域に比べて板体を容易に変形させることができる。
 つまり、第1乃至第7のそれぞれの発明によれば、三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を製造する際に、予め成形された絶縁回路基板用端子に絶縁回路基板を接合して一体化することに代えて、各構成要素同士を一体化しておいてから絶縁回路基板用端子を折曲して立体化して三次元的な立体形状を形成させるという手法を採用することができる。
 したがって、第1乃至第7のそれぞれの発明である絶縁回路基板用端子を用いることで、三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体の製造を容易にすることができる。
 つまり、第1乃至第7のそれぞれの発明によれば、絶縁回路基板の所望の金属板への絶縁回路基板用端子の接合作業を、水平面上において重力に逆らうことなく従来公知の機器や手法を組み合わせて容易に行うことができる。よって、第1乃至第7のそれぞれの発明によれば、特許文献1に開示される技術を採用する場合のように絶縁回路基板を反転させる、あるいは、特殊な形態の支持部材や設備を用いる必要がない。この結果、第1乃至第7のそれぞれの発明を用いることで三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を、手間やコストをかけずに容易に製造することができる。
 また、特に第3の発明の場合は、溝の形成位置がそのまま折曲位置になるので、第3の発明である絶縁回路基板用端子を折り曲げた際の外形のばらつきを小さくすることができる。
 この場合、第3の発明を備えてなる絶縁回路基板複合体の三次元的な立体形状のばらつきも小さくすることができるという効果を有する。
 特に、第4の発明の場合は、絶縁回路基板用端子を構成する板体をその上面にも下面にも支障なく折曲させることができるという効果を有する。
 この場合、板体の折り曲げ方向に応じて、板体の上面側に溝を形成すべきか、下面に溝を形成すべきかを逐一検討する必要がなくなる。したがって、第4の発明によれば、設計変更の自由度が高まる。つまり、第4の発明では、板体の両面に相対して1対の溝が形成されているため、その溝における板体の折り曲げ方向(例えば、山折り、谷折り)に制約がない。このことは、多様な製品仕様に対し、同一設計の絶縁回路基板用端子を適用できることを意味している。また、第4の発明によれば、溝に沿って板体を折り曲げ加工することが容易になるため、三次元的な立体形状を有する絶縁回路基板複合体の生産性を向上させることができる。
 特に、第5の発明の場合は、電気信号の伝送特性が良好な半導体装置複合体を提供することができるという効果を有する。
 また、第5の発明によれば、板体において大電流の電気信号伝送時のジュール熱の発生を少なくすることができる。この結果、第5の発明を用いてなる三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体では、装置全体としての高温化による電子部品(例えば、半導体素子等)の誤作動や破損を好適に防止することができる。
 よって、第5の発明によれば、三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を容易に製造することができるだけでなく、製造された半導体装置複合体の信頼性を高めることができる。
 特に、第6の発明の場合は、仮に端子の端部の全てに絶縁回路基板を設ける場合、1つの絶縁回路基板用端子に3つ以上の絶縁回路基板を接合することができる。
 この場合、絶縁回路基板用端子の数を少なくしながら特異な三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を効率良く生産することができる。
 特に、第7の発明は、半導体装置複合体として使用する場合に、第7の発明である絶縁回路基板用端子と、半導体装置複合体を構成する絶縁回路基板の裏面側に配される金属部材(例えば、放熱銅板や放熱構造など)との間の最短距離を、屈曲領域又は湾曲領域を備えない絶縁回路基板用端子を用いる場合に比べて大きくすることができる。
 よって、第7の発明によれば、半導体装置複合体として用いる際の放電不良の発生を好適に防止することができる。したがって、第7の発明によれば、より信頼性の高い半導体装置複合体を製造して提供することができる。
 第8の発明は、絶縁回路基板と第1乃至第7のいずれかの発明である絶縁回路基板用端子とからなる連結体を物の発明として特定したものである。
 このような第8の発明によれば、絶縁回路基板における金属板上への電子部品(例えば、半導体素子等)の搭載作業を容易にすることができる。
 すなわち、第8の発明によれば、絶縁回路基板複合体が一枚の平板状物体であるため、絶縁回路基板における金属板上に電子部品(例えば、半導体素子等)を、半田等のような熱処理により溶融して流動性が生じる接合材を用いて搭載する作業を、水平面上において重力に逆らうことなく行うことができる。このことは、従来公知の半導体素子搭載用の設備をそのまま流用できることを意味している。
 したがって、第8の発明によれば、任意の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体の製造に要する作業工程並びに設備を簡素化することができる。よって、第8の発明によれば、三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を容易にかつ廉価に製造することができる。
 第9又は第10の発明によれば、絶縁回路基板用端子が第3の発明に特定されてなる第8の発明による効果と同じ効果に加えて、絶縁回路基板用端子を折り曲げて立体化させて対をなす絶縁回路基板を対峙させた状態で支持する場合に、立体化後に対をなす絶縁回路基板同士間の距離を変更することができる。
 この結果、第9又は第10の発明によれば、絶縁回路基板複合体の立体化を完了した後に、絶縁回路基板同士間の距離の微調整を行うことができるので、絶縁回路基板複合体における三次元的な立体形状の寸法調整精度を向上させることができる。
 第11の発明は、第8乃至第10のそれぞれの発明における絶縁回路基板の数を複数に特定したものであり、その効果は第8乃至第10のそれぞれの発明による効果と同じである。
 第12の発明は、上述の第8乃至第11のそれぞれの発明において、絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板の金属板とが超音波接合法により接合されたものである。
 この場合、絶縁回路基板用端子と金属板とを接合する際に金属ろう材を用いる場合に比べて、発明品全体に対する熱処理の実施回数を減らすことができる。
 この結果、絶縁回路基板に搭載されている電子部品(例えば、半導体素子等)が熱処理により損傷したり、位置ずれを起こしたり、剥離したりするリスクを大幅に低減することができる。したがって、第12の発明によれば信頼性の高い半導体装置複合体を効率良く生産することができる。
 第13の発明は、任意の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を物の発明として特定したものである。
 第13の発明によれば、半導体装置複合体を構成する絶縁回路基板の数や、絶縁回路基板の設置空間内における配置を自在に設定することができる。
 例えば、第13の発明によれば複数の絶縁回路基板を立方体状に配してなる半導体装置複合体を製造することができる。あるいは、第13の発明によれば、例えば、複数の絶縁回路基板を螺旋状に配した半導体装置複合体を製造することもできる。
 しかも、任意の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を製造するにあたり、第8乃至第12のそれぞれの発明の製造工程に追加すべき工程は、半田等のような熱処理により溶融して流動が生じる接合材を用いて電子部品(半導体素子等)を搭載する工程と、絶縁回路基板用端子(第1乃至第7のそれぞれの発明)における板体の欠損部を所望に折り曲げる工程の2つのみである。
 よって、第13の発明によれば、所望の三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を目的に応じて自由に設計することが可能になる上、その製造も容易にできる。
 この結果、従来、量産に向かないような複雑なあるいは特異な立体形状を有する半導体装置複合体を容易にかつ廉価に製造して提供することができる。
 第14の発明は、第13の発明における絶縁回路基板の数を複数に特定したものであり、その効果は第13の発明による効果と同じである。
本発明の実施例1に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。 (a),(b)はいずれも本発明の実施例1の変形例に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。 本発明の実施例2に係る絶縁回路基板複合体の一例を示す平面図である。 本発明の実施例2に係る絶縁回路基板複合体の最小形態を示す概念図である。 本発明の実施例3に係る半導体装置複合体の製造工程を示すフローチャートである。 (a)~(c)はいずれも本発明の実施例3に係る半導体装置複合体の断面図である。 本発明の実施例3に係る半導体装置複合体の断面図である。 本発明の実施例3に係る半導体装置複合体の断面図である。 本発明の実施例3に係る半導体装置複合体の概念図である。 本発明の実施例3に係る半導体装置複合体の概念図である。 本発明の実施例1の変形例3に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。 (a)本発明の実施例1の変形例4に係る絶縁回路基板用端子の概念図であり、(b)本発明の実施例1の変形例5に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。 (a)本発明の実施例1の変形例6に係る絶縁回路基板用端子の概念図であり、(b)その使用状態を示す断面図である。 (a)本発明の実施例1に係る絶縁回路基板用端子の板厚の測定箇所を示す平面図であり、(b)本発明の実施例1に係る絶縁回路基板用端子の板厚の測定方法を示す概念図である。 (a)は図3中のM-M線における部分断面図であり、(b)はその比較例に係る部分断面図であり、(c)は実施例1の変形例7に係る絶縁回路基板用端子とそれを備えた半導体装置複合体の部分断面図であり、(d)は変形例7の他の例に係る絶縁回路基板用端子とそれを備えた半導体装置複合体の部分断面図である。
1A,1B,1B´,1C,1D,1E,1E,1F,1F´,1G,1G…絶縁回路基板用端子
2…板体
2a…屈曲領域
2b…湾曲領域
2c…接合領域
2d…接合面
2e…下面
3…溝
3a…突条
4…欠損部
5…絶縁回路基板
6…半導体装置
7…絶縁回路基板複合体
8A~8G…半導体装置複合体
9…セラミック基板
10…金属板
11…半導体素子
12…放熱銅板
13…接合材
14…放熱構造
14a…冷却用流体
15…貫通孔
16…ボンディングワイヤ
17…入出力端子
18…絶縁回路基板複合体の製造方法
19…半導体装置複合体の製造方法
20a~20c…接合部
21…段差
22…測定位置
23…アンビル
24…スピンドル
25…金属端子
26…外部端子
 本発明の実施の形態に係る絶縁回路基板用端子およびそれを用いてなる絶縁回路基板複合体およびそれを用いてなる半導体装置複合体について実施例1乃至実施例3を参照しながら詳細に説明する。
 はじめに、本発明の実施例1に係る絶縁回路基板用端子について図1,2を参照しながら説明する。
 図1は本発明の実施例1に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。また、図2(a),(b)はいずれも本発明の実施例1の変形例に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。
 実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Aは、平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも1の金属板とを備える絶縁回路基板(後段の説明を参照)の入出力端子として用いる、又は、複数の絶縁回路基板同士を連結するのに用いる端子であり、図1に示すように、金属製の板体2を有し、この板体2は、その上面及び/又は下面に、直線状に形成されている又は配列されている欠損部4を有してなるものである。
 なお、図1に示す実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Aにおいては、欠損部4として溝3が形成されている。
 また、図1に示す実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Aでは、溝3が形成されている板体2の反対側の面に、突条3aを有している。なお、後段において説明する図2(a),(b)に示す絶縁回路基板用端子では、このような突条3aを有していない。
 このような図1に示す絶縁回路基板用端子1Aでは、板体2の上面又は下面に溝3(欠損部4)が形成されている一方で、欠損部4と対応する位置の板体2の反対側の面に突条3aを有していることで、溝3の形成位置において板体2の厚みを、溝3を有しない部位と比較して大差がない状態にすることができる。このために絶縁回路基板用端子1Aに係る板体2を折り曲げた際の板体2の変形や破損を好適に防止することができる。加えて、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Aによれば、折り曲げ後の絶縁回路基板用端子1Aの形状保持性が高いという効果も有している。
 なお、この突条3aの断面形状は、図1に示すように滑らかな曲線状であってもよい。この場合、突条3aの表面を引き延ばすように力が作用した際に、突条3aの表面に亀裂が生じる等の不具合が生じるのを抑制することができる。
 また、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Aと同等の作用、効果を有するものとして、図2(a),(b)のそれぞれに示す絶縁回路基板用端子1B,1Cがある。
 より具体的に説明すると、先の図1に示す絶縁回路基板用端子1Aは、板体2において溝3が形成されている部位と、溝3が形成されていない部位の厚みが略同じである。これに対して、図2(a),(b)に示す実施例1の変形例1,2に係る絶縁回路基板用端子1B,1Cでは、板体2において溝3が形成されている部位の厚みが、溝3が形成されていない部位の厚みよりも小さい。
 また、図1及び図2(a)に示される絶縁回路基板用端子1A,1Bでは、板体2の一方の面(例えば、上面)にのみ溝3が形成されているのに対して、図2(b)に示す絶縁回路基板用端子1Cでは、板体2の上面と下面の相対する位置に一対の溝3が形成されている。
 このような実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cでは、板体2の上面及び/下面に欠損部4(ここでは溝3)を有していることで、欠損部4が形成されている領域の板体2を、欠損部4を備えていない領域の板体2に比べて変形し易くすることができる。
 特に、実施例1及びその変形例1に係る絶縁回路基板用端子1A,1Bでは、溝3が形成されている側の面を谷折りにすることが容易になる。
 その一方で、特に、変形例2に係る絶縁回路基板用端子1Cでは、板体2の上面側と下面側の両方に溝3が対をなすように形成されているので、溝3の形成位置において板体2を谷折りすることも、山折りすることも容易であり、変形例1に係る絶縁回路基板用端子1Bよりも利便性が高い。
 つまり、変形例2に係る絶縁回路基板用端子1Cでは、板体2の折り曲げ方向に応じて、板体2の上面側に溝3を形成すべきか、下面側に溝3を形成すべきかを逐一検討する必要がなくなる。したがって、変形例2に係る絶縁回路基板用端子1Cの設計変更の自由度が高まり、各溝3の折りまげ方向が異なる複数種類の製品仕様に対し、同一設計の絶縁回路基板用端子を適用することが可能になる。また、変形例2に係る絶縁回路基板用端子1Cでは、変形例1に係る絶縁回路基板用端子1Bに比べて、板体2を溝3に沿ってより容易に折り曲げることができるため、製品の生産性を向上させることが可能になる。
 また、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cの板体2を構成する材質としては、銅、アルミニウム等の金属を用いることができる。
 特に、板体2の材質として銅を用いる場合は、低電気抵抗特性を得ることができる。また、板体2の材質としてアルミニウムを用いる場合は、アルミニウムが銅よりも柔らかいので、他の部材に接合した際にその接合部においてアルミニウムからなる板体2自体が変形して、接合部に生じる熱応力を小さくすることができる。
 また、板体2を構成する金属として冷間加工で加工硬化されたものを用いても良い。このような冷間加工された金属は、加工硬化により硬度や降伏強さなどが増大する。このため、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cを取り扱う際に変形不良が生じるのを好適に防止できるだけでなく、後述する立体化工程(図5のステップ04を参照)における折曲後の実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cの形状保持性能を高めることもできる。
 さらに、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cの板体2は、その材質が裸出したものをそのまま使用することもできるが、板体2の表面はニッケルなどのめっき被膜を有していてもよい。
 特に、後者の場合は、ニッケルめっき被膜を有することで絶縁回路基板用端子1A~1Cの板体2の表面に対する防錆効果が得られる。
 なお、本発明に係る絶縁回路基板用端子を入出力端子としてパワーモジュールの外部まで延出して用いる場合は、その使用環境に応じて上述のようなめっき被膜が必要になる場合がある。
 また、図1,2では、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cの外形形状が矩形状である場合を例に挙げて説明しているが、板体2の外形形状は任意の形状に設定してよい。例えば、板体2の外形形状はT、H、X、Y字形あるいはこれら以外の任意の形状をなしていてもよい。
 さらに、図1では、板体2の外縁と溝3の形成方向が直交している場合を例に挙げて説明しているが、板体2の外縁と溝3の形成方向のなす角度θ(図1及び後段に示す図3を参照)は、目的に応じて自由に設定されてよい。
 なお、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cにおいて溝3(欠損部4)は、板体2を折り曲げる際の折り曲げ位置となる。
 このような実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cの立体形状は、後段において説明する絶縁回路基板の金属板に、板体2の端部の少なくとも一方を、又は、板体2の端部の全てを接合する時点では、平板状をなしている。そして、このような絶縁回路基板用端子1A~1Cは、絶縁回路基板に絶縁回路基板用端子1A~1Cが接合された後で、それぞれの欠損部4(溝3)において所望に折曲されて、三次元的な立体形状を有する絶縁回路基板用端子1A~1Cが成形される。
 このような実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cによれば、板体2を後段において説明する絶縁回路基板の金属板(例えば、回路銅板等)に接合した後に、それぞれの欠損部4の形成位置において折曲することで、任意の三次元的な立体形状を有する絶縁回路基板複合体や半導体装置複合体を作製することができる。
 したがって、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cによれば、三次元的な立体形状に成形された金属端子(例えば、特許文献1を参照)に絶縁回路基板の金属板を接合する場合に比べて、板体2の接合作業を容易かつ安価に行うことができる。
 また、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cによれば、三次元的な立体形状に成形された金属端子に絶縁回路基板の金属板を接合して一体化することで三次元的な立体形状を有する絶縁回路基板複合体や半導体装置複合体を作製する場合(例えば、特許文献1を参照)に比べて、複雑な立体形状の形成を容易にかつ安価に行うことができる。
 なお、図1に示す実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Aは、金属板を所望の平面形状になるように金型で打ち抜き成型した後に、さらに別の金型で成型して欠損部4(例えば、溝3、突条3a等)を形成することで容易に製造することができる。
 また、図2(a),(b)に示す実施例1の変形例に係る絶縁回路基板用端子1B,1Cは、上述の絶縁回路基板用端子1Aの製造方法と同じ製法(2回の金型成型工程)によっても作製できるが、エッチングにより板体2の上面及び/又は下面に、図2(a),(b)に示すような溝3を形成することによっても製造することができる。
 また、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cにおいて、板体2の上面及び/又は下面に形成されている溝3の内側面は、図1,2に示すように滑らかな曲面状にしておいてもよい。
 ここで、溝3の内側面が「滑らかな曲線状」であるとは、溝3の断面形状の全体を見たときに、板体2の上面又は下面と溝3の断面形状との交点以外に角が無い状態を意味している。ただし、溝3の断面に意図せず形成される不可避な凹凸により溝3の断面に角が生じることは許容される。また、溝3の断面形状は、その一部に直線部分を有していてもよい。より具体的には、このような溝3の断面形状は、例えば、弧状(ただしこの「弧」は必ずしも円弧である必要はない)、U字状、馬蹄形状などでもよいが、これらに限定される必要は特になく、滑らかな曲線状を有する任意の形状であればよい。
 この場合、板体2の折り曲げ時に、溝3の幅を広げるように(図1に対しては山折り)、あるいは、溝3の幅を押し縮めるように(図1に対しては谷折り)折曲する場合のいずれにおいても、溝3の内側面を起点とするクラックを生じ難くすることができる。なお、このようなクラックは、溝3の幅を広げるように折曲するよりも溝3の幅を押し縮めるように折曲する方が発生しにくい。
 なお、板体2の折り曲げ時に、溝3の内側面を起点にしたクラックが生じた場合は、板体2の物理的強度が低下して半導体装置複合体が不良品化するだけでなく、通電時にクラック発生箇所において電流が流れにくくなって、この部位で発熱量が増大する原因にもなり、半導体装置複合体の性能までもが著しく低下してしまう。
 したがって、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cの板体2に形成されている溝3の内側面の断面形状を滑らかな曲面状に、より望ましくは、弧状にしておくことで、この溝3において板体2を折り曲げた際に、板体2が損傷するリスクを低減することができる。
 また、実施例1の変形例に係る絶縁回路基板用端子1B,1Cでは、溝3が形成されていない領域の板厚Hに対する、溝3が形成されている領域の板体2の残部Hの割合が、つまり(H/H)の割合が33~67%の範囲内になるよう設定しておくとよい。
 この場合、欠損部4としての溝3を備えている板体2の折り曲げを容易にできるだけでなく、折り曲げ後の板体2の十分な形状保持性や、板体2における十分な電流導電性を確保することができる。なお、この理由については後段において詳細に説明する。
 さらに、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cでは、欠損部4が形成されていない領域の板体2の板厚が、絶縁回路基板に接合されている金属板(例えば、回路銅板等)の厚みと同じかそれよりも大きくなるように設定しておいてもよい。
 この場合、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cと絶縁回路基板に接合されている金属板との間において大電流の電気信号が伝送される際の電流導電性の低下が起こり難くなる。この結果、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cに大電流の電気信号が伝送される際に発生するジュール熱を少なくすることができる。これにより、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cを用いてなる製品(例えば、後段において説明する絶縁回路基板複合体や半導体装置複合体など)における電子部品(例えば、半導体素子等)の動作温度を好適に維持することができる。
 加えて、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cが、平板状物体であることで、この絶縁回路基板用端子1A~1Cを絶縁回路基板の所望の金属板に接合する時の作業性を向上させることができる。
 より具体的には後段において説明するが、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cを、例えば、セラミック基板と金属板(例えば、回路銅板等)とを備える絶縁回路基板に接合する場合、接合対象の絶縁回路基板も平板状であるため、絶縁回路基板上の金属板上に、直接実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cを載置した後、超音波を作用させることでこれらを一体化することができる。あるいは、金属板上に接合材(ろう材、銀粒子ペースト等)を介して実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cを載置した後、加熱炉内で熱処理することによってもこれらを一体化することができる。
 この場合、例えば、特許文献1に開示される発明のように、電子部品が搭載されている絶縁回路基板や連結用端子を製品の最終形態と同じ位置に保持してこれらの接合作業を行う必要がないので、本発明に係る絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板とを接合して一体化する際の作業の難易度を大幅に引き下げることができる。また、本発明に係る絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板とを接合して一体化するにあたり特殊な形態の保持具等を準備する必要がないので、その製造にかかるコストも廉価にできる。
 次に図3を参照しながら本発明の実施例2に係る絶縁回路基板複合体について詳細に説明する。
 図3は本発明の実施例2に係る絶縁回路基板複合体の一例を示す平面図である。なお、図1,2に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。なお、以降の説明では、本実施の形態に係る絶縁回路基板用端子の一例として、上述の実施例1の変形例に係る絶縁回路基板用端子1Bを用いているが、絶縁回路基板用端子1Bに代えて絶縁回路基板用端子1A,1Cを用いてもよいし、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cを複数種類組み合わせて用いてもよい。
 本発明の実施例2に係る絶縁回路基板複合体7は、例えば、図3に示すように、平板状のセラミック基板9とその主面に接合されている少なくとも1の金属板10(例えば、回路銅板等)とを備える少なくとも1の絶縁回路基板5と、この絶縁回路基板5における所望の金属板10に接合されている少なくとも1の絶縁回路基板用端子1Bとを有し、絶縁回路基板5と絶縁回路基板用端子1Bとからなる複合体の外形形状は平板状をなしているというものである。
 なお、実施例2に係る絶縁回路基板5では、セラミック基板9の平面形状を矩形状に特定する必要は特になく、最終製品である半導体装置複合体をインバータなどの電力変換装置に組み込む際の要求に応じて任意の平面形状を有していてよい。
 また、実施例2に係る絶縁回路基板複合体7ではその平面形状が矩形状でない絶縁回路基板用端子1Bを用いることもできる。より具体的には、例えば図3に示すように、その平面形状がT字状をなす絶縁回路基板用端子1B´を用いることもできる。もちろん、絶縁回路基板用端子1Bの平面形状は、T字状以外の任意の形状であってもよい。
 また、実施例2に係る絶縁回路基板複合体7において、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cは、絶縁回路基板5同士を連結するだけでなく、その端部のうちの少なくとも1つを外部の機器に電気的に接続することで、外部と実施例2に係る絶縁回路基板複合体7との間で大電流の電気信号をやり取りする入出力端子17としても用いることができる。
 たとえば、図3中に示される絶縁回路基板用端子1B´では、3つある端部のうちの2つを絶縁回路基板5の連結に用いる一方で、残り1つを図示しない外部機器に電気的に接続しておくことで、この絶縁回路基板用端子1B´を入出力端子17としても用いることができる。
 なお、図3では、本発明に係る絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1B)により、2つの絶縁回路基板5が連結されている状態を示しているが、本発明に係る絶縁回路基板用端子を用いて接続されている絶縁回路基板5の数は2つである必要はなく任意の数に設定されてよい。
 また、互いに連結されている絶縁回路基板5同士間に配されている本発明に係る絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1B,1B´)の数も2つに限定される必要はなく、1以上の任意の数に設定してよい。
 また、絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1B,1B´)が複数の端部を有する場合、複数の端部を同一の金属板10に接合してもよいし、複数の端部のそれぞれを、接合対象である任意の1つの絶縁回路基板5における複数の金属板10のそれぞれに1つずつ接合してもよい。
 また、本発明に係る絶縁回路基板用端子の幅をその長さと同じかそれよりも大きくした場合は、実施例2に係る絶縁回路基板複合体7を三次元的な立体形状にした際に、十分な形状保持性と強度を発揮させることができる。
 なお、通常は、本発明に係る絶縁回路基板用端子の幅はその長さよりも短い状態のものを想定している。
 さらに、実施例2に係る絶縁回路基板複合体7は、図3に示すように、所望の絶縁回路基板5における所望の金属板10に、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cでない金属端子25を備えていてもよい。
 この金属端子25は、先の図1,2に示す、実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cにおいて溝3(欠損部4)を有していない板体2からなるものである。なお、この金属端子25の平面形状も矩形状である必要はなく、任意の平面形状に設定してよい。さらに、この金属端子25も、本発明に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cと同様に、必要に応じてめっき被膜を有していてもよい。なお、このような金属端子25の金属板10への接合方法は、金属板10への実施例1及びその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cの接合方法と同じである。
 なお、図3では、絶縁回路基板5をセラミック基板9と金属板10とにより構成する場合を例に挙げて説明している。セラミック基板9には、アルミナ、窒化アルミ、窒化珪素などのセラミック基板を用いることができる。また、金属板10としては、アルミニウム、銅(回路銅板)、銅を含む合金、銅層を含む複層金属板等の金属板を用いることができる。また、この金属板10は、金属ペースト焼結体に置き換えることができる。
 また、セラミック基板9に対する上述のような金属板10の接合方法は、接合対象物によって異なる。例えば、アルミナなどの酸化物セラミックスと回路銅板とを接合するには直接接合法を採用することができる。この直接接合法は、銅板表面の微量な酸化物を利用し、Cu-O共晶液相を生成させ、これを銅板と酸化物セラミックスとの接合材として利用する方法である。
 また、活性金属法を適用すれば、アルミナなどの酸化物セラミックスや窒化珪素や窒化アルミなどの非酸化物セラミックスからなるセラミック基板と、回路銅板を接合することができる。また、活性金属法は上述の各種セラミック基板と銅を含む合金や銅層を含む複層金属板との接合にも適用できる。なお、アルミニウム板をセラミック基板に接合するにはアルミニウムろう材を用いればよい。
 いずれの製法でセラミック基板9と金属板10とを接合しても、主面側から裏面側への放熱効果が特に優れた絶縁回路基板5を提供することができる。
 なお、図3に示すように、絶縁回路基板5における金属板10を回路銅板に特定する場合は、放熱性に特に優れた絶縁回路基板を提供することができる。なお、回路銅板の厚みは0.2~0.6mmのものが好適に用いられる。また、セラミック基板9の厚みは0.25~0.64mmのものが好適に用いられる。ただし、本発明に用いられる絶縁回路基板5における回路銅板(金属板10)やセラミック基板9の厚みは上述のものに限定されない。
 さらに、先にも述べた通り絶縁回路基板5における金属板10は、金属ペースト焼結体(銅粒子の焼結体)に置換することができる。
 この場合、銅粒子の焼結体は金属板10と同様の作用効果を有する。また、この場合、銅粒子の焼結体(金属ペースト焼結体)の厚みは10~50μmの範囲内に設定するとよい。
 このように絶縁回路基板5をセラミック基板9と銅粒子の焼結体とにより構成する場合は、絶縁回路基板5の放熱性の向上効果を発揮させることができるだけでなく、絶縁回路基板5自体を軽量化することができる。さらに、この場合、セラミック基板9の主面に被着されている銅粒子の焼結体は、ガラス質成分を数重量%、より具体的には、0を超えて10重量%以下となるよう含有していてもよい。このように、銅粒子の焼結体がガラス質成分を含有する場合は、セラミック基板9の表面への銅粒子の焼結体(金属ペースト焼結体)の密着性(接合強度)を大幅に高めることができる。
 さらに、実施例2に係る絶縁回路基板複合体7における絶縁回路基板5がセラミック基板9の主面に回路銅板又は銅粒子の焼結体(金属ペースト焼結体)を備える場合、このような絶縁回路基板5はその裏面側(主面と反対側の面)に放熱用銅板を備えていてもよい(後段において説明する図6乃至図8を参照)。この場合、絶縁回路基板5が放熱用銅板を備えていることで、絶縁回路基板5の放熱性を一層向上させることができる。
 このように絶縁回路基板5の主面に配される金属板10とその裏面側に配される放熱用の金属板(放熱銅板12)が同じ材質からなる場合は、絶縁回路基板5に熱が作用した際に、セラミックと金属との熱膨張の差で生じる絶縁回路基板5の反りを低減できるというメリットを有する。
 その一方で、絶縁回路基板5の主面側及び裏面側に設けられる金属板の材質を統一する必要性は特になく、絶縁回路基板5の使用目的に応じてその主面側及び裏面側に設けられる金属板の材質を変えてもよい。
 特に、絶縁回路基板5の主面側及び裏面側に設けられる金属板が同じである場合、これらのセラミック基板9への接合方法も同じものを適用できる。他方、絶縁回路基板5の主面側及び裏面側に設けられる金属板の材質が異なる場合は、それぞれの材質に応じた従来公知の接合方法を適用すればよい。
 上述のような実施例2に係る絶縁回路基板複合体7によれば、この絶縁回路基板複合体7が平板状をなしていることで、絶縁回路基板5の金属板10上への電子部品(例えば、半導体素子等)の搭載作業が容易になる。
 つまり、後段において説明する本発明に係る半導体装置複合体は、本発明に係る絶縁回路基板用端子で連結された絶縁回路基板5同士が三次元的な立体形状を有してなるものであるため、三次元的な立体形状が形成されている状態で絶縁回路基板5の金属板10又は金属ペースト焼結体上に電子部品(例えば、半導体素子等)を、半田等の熱処理により溶融して流動性が生じる接合材を用いて搭載することは現実的でない。
 これは、絶縁回路基板5への電子部品の接合は接合材13(半田)を熱処理することによりなされるが、熱処理中に接合材13が溶融した際に、重力の作用により電子部品が位置ズレを起こす、あるいは、落下する等の不具合が生じるためである。
 これに対して、実施例2に係る絶縁回路基板複合体7はその外形が三次元的な立体形状でなく、より単純な平板状であるため、水平面上に絶縁回路基板複合体7を載置した状態で電子部品(例えば、半導体素子等)の搭載作業を行うことができる。このため、熱処理時に電子部品(例えば、半導体素子等)が位置ズレを起こす、あるいは、落下する等の不具合が起こり難い。
 したがって、実施例2に係る絶縁回路基板複合体7によれば、絶縁回路基板5への電子部品(例えば、半導体素子等)の搭載作業が容易であるので、それを用いてなる最終製品の半導体装置複合体の製造も容易にできる。よって、実施例2に係る絶縁回路基板複合体7によれば、絶縁回路基板複合体7を用いてなる半導体装置複合体の生産性を向上させることができる。
 なお、実施例2に係る絶縁回路基板複合体7では、図3に示すように、絶縁回路基板5の金属板10上に設けられている接合材13上に電子部品(例えば、半導体素子等)が搭載される。
 ここで図4を参照しながら実施例2に係る絶縁回路基板複合体7の最小形態について説明する。
 図4は本発明の実施例2に係る絶縁回路基板複合体の最小形態を示す概念図である。なお、図1乃至図3に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
 図4に示すように、実施例2に係る絶縁回路基板複合体の最小形態の絶縁回路基板複合体7は、1枚のセラミック基板9の主面側に1つの金属板10(例えば、回路銅板等)が接合されており、さらに、この金属板10上に、本発明に係る絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1B)が1つ接合されてなるものである。
 なお、図4に示す最小形態に係る絶縁回路基板複合体7は、それを用いて半導体装置複合体を製造する際には、その絶縁回路基板用端子を溝3において所望に屈曲させて三次元的な立体形状をなした状態で使用される。
 なお、図4に示す実施例2に係る絶縁回路基板複合体7は、電子部品の実装用基板として支障なく機能するものである。
 本発明の実施例3に係る半導体装置複合体について図5乃至図10を参照しながら詳細に説明する。
 はじめに、図5を参照しながら実施例3に係る半導体装置複合体の製造方法について詳細に説明する。
 図5は本発明の実施例3に係る半導体装置複合体の製造工程を示すフローチャートである。なお、図1乃至図4に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
 実施例3に係る半導体装置複合体の製造方法19は主に、平板状のセラミック基板9の主面に金属板10を設けて絶縁回路基板を作製する絶縁回路基板作製工程(ステップS01)と、このステップS01で作製された絶縁回路基板同士を本発明に係る絶縁回路基板用端子(絶縁回路基板用端子1A~1C)により連結して絶縁回路基板複合体7を作製する、又は、ステップS01において作製された絶縁回路基板に入出力端子として用いる本発明に係る絶縁回路基板用端子(絶縁回路基板用端子1A~1C)を少なくとも1つ設けて絶縁回路基板複合体7を作製する端子接合工程(ステップS02)と、このステップS2において作製された絶縁回路基板複合体7における任意の金属板10上に電子部品(例えば、半導体素子等)を搭載する電子部品搭載工程(ステップS03)と、電子部品(例えば、半導体素子等)が搭載された絶縁回路基板複合体7における絶縁回路基板用端子(絶縁回路基板用端子1A~1C)を溝3において折曲して任意の三次元的な立体形状を形成する立体化工程(ステップS04)とを備えるものである。
 なお、上述の半導体装置複合体の製造方法19を構成するステップS01~S04において、ステップS01とステップS02からなるものが先の実施例2に係る絶縁回路基板複合体の製造方法18である(図5を参照)。
 ここで、上述の実施例3に係る半導体装置複合体の製造方法19における各工程について詳細に説明する。
 ステップS01の絶縁回路基板作製工程は、平板状のセラミック基板9の主面に金属板10を設ける工程である。
 なお、セラミック基板9上に、上述のような金属板10を設ける方法としては従来公知の方法を支障なく採用することができる。
 また、実施例3に係る半導体装置複合体の製造方法19における絶縁回路基板5の金属板10が金属ペースト焼結体である場合は、ステップS01は、セラミック基板9の主面側に金属ペースト焼結体を設ける工程(ポストメタライズ法)である。あるいは、このステップS01は、セラミック基板9の主面側に金属ペースト焼結体を備えてなるセラミック基板9を作製する工程(同時焼成法)でもよい。
 また、セラミック基板9の裏面側に放熱用の金属板を設ける場合は、セラミック基板9の主面側に金属板10を設ける際に同時に放熱用の金属板を設けてもよいし、セラミック基板9の主面側に金属板10を設けた後の別工程にて裏面側に放熱用の金属板を設けてもよい。
 続く、ステップS02では、先のステップS01で作製された絶縁回路基板(例えば、図3の絶縁回路基板5を参照)における任意の金属板10(又は銅粒子の焼結体)に、本発明に係る絶縁回路基板用端子(例えば、図1,2に示す絶縁回路基板用端子1A~1Cを参照)を接合して平板状物体である絶縁回路基板複合体(例えば、図3を参照)を作製する工程である。なお、本発明に係る絶縁回路基板用端子の接合方法は、接合対象である金属板10(又は銅粒子の焼結体)の材質により適宜選択する必要がある。例えば、本発明に係る絶縁回路基板用端子と金属板10とを接合する場合は、超音波接合法や、金属ろう材(Sn-Ag系の鉛フリー半田、銀ろうなど)、銀粒子の焼結体等を用いて接合することができる。
 なお、銀粒子の焼結体は銀粒子を含むペーストを焼成することで形成されるものである。この銀粒子は、室温から350℃の範囲内における任意の温度での加熱処理で焼結するように、銀粒子の粒子径を小さくして活性化させたものである。
 特に、絶縁回路基板5が金属板10を備える場合は、超音波接合法を採用することで金属板10と本発明に係る絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1A~1C)とを容易に接合することができる。この場合、絶縁回路基板5における金属板10と本発明に係る絶縁回路基板用端子の接合にSn-Ag系の鉛フリー半田や銀粒子の焼結体を用いる場合に比べて、信頼性の高い接合状態を実現できる。さらに、この場合は、熱処理を行うための大掛かりな設備を必要としないので、室温環境下で作業をすることができるというメリットもある。
 また、金属板10と本発明に係る絶縁回路基板用端子との接合方法として特に超音波接合法を採用する場合は、絶縁回路基板5と本発明に係る絶縁回路基板用端子がともに平板状をなしていることで、これらを超音波を反射させるための土台上に載置した状態で接合作業を完了することができる。つまり、従来公知の超音波接合用の設備を、改変や工夫を一切加えることなしにそのまま使用することができる。
 さらに、この場合、超音波接合法により接合された領域の断面を電子顕微鏡で観察することで、少なくとも板体2の酸化被膜及び/又は金属板10の酸化被膜が分散して存在している接合層の存在を確認することができるので、本発明に係る絶縁回路基板用端子と金属板10の接合部が超音波接合法により接合されたものであるか否かは判別可能である。
 また、ステップS01により作製される絶縁回路基板に本発明に係る絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1A~1Cを参照)を、金属ろう材(Sn-Ag系の鉛フリー半田、銀ろうなど)又は銀粒子の焼結体を用いて接合する場合は、その接合界面に金属ろう材又は銀粒子の焼結体が介設されているので、この場合もその接合方法を後から特定することが可能である。
 続くステップS03の電子部品搭載工程は、先のステップS02において作製された平板状をなす絶縁回路基板複合体(先の図3に示す絶縁回路基板複合体7を参照)における、絶縁回路基板(例えば、図3に示す絶縁回路基板5)の金属板10(又は銅粒子の焼結体)上に電子部品(例えば、半導体素子等)を搭載する工程である。なお、このステップS03における電子部品(例えば、半導体素子等)の接合方法としては、従来公知の方法を支障なく採用することができる。
 より具体的には、絶縁回路基板における金属板10(又は銅粒子の焼結体)上にSn-Ag系の鉛フリー半田等の接合材を介して電子部品を載置し、この状態でこれらを熱処理することにより双方を接合して一体化することができる。
 また、実施例3に係る半導体装置複合体の製造方法19では、電子部品(例えば、半導体素子等)の搭載対象である絶縁回路基板複合体7が平板状をなしているため、水平面上において重力に逆らうことなく電子部品の搭載作業を完了することができる。この場合、絶縁回路基板複合体7に電子部品を搭載するための特殊な設備や、特殊な支持構造を準備する必要がないので、実施例3に係る半導体装置複合体の生産性を向上させることができると同時に、その製造にかかるコストを廉価にすることができる。
 また、本発明に係る絶縁回路基板複合体7への電子部品の搭載が完了した後に、必要に応じて、絶縁回路基板上に搭載されている電子部品等にボンディングワイヤ(後段におけるボンディングワイヤ16を参照)を接続するなどして、各電子部品と、その周囲に配されている導電体[例えば、金属板10(又は銅粒子の焼結体)、他の絶縁回路基板5、実施例1又はその変形例に係る絶縁回路基板用端子1A~1C、金属端子25(図3を参照)、外部端子26(図10を参照)等]とを電気的に接続させるとよい。
 最後のステップS04の立体化工程は、電子部品が搭載された絶縁回路基板複合体7における絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1A~1C)をその溝3の形成位置において折曲して三次元的な立体形状を形成させる工程である。
 なお、図5に示す実施例3に係る半導体装置複合体の製造方法19では、ステップS02の端子接合工程と、ステップS03の電子部品搭載工程を入れ替えてもよい。
 この場合、絶縁回路基板5の金属板10(又は銅粒子の焼結体)上に電子部品が搭載された後に、金属板10(又は銅粒子の焼結体)と本発明に係る絶縁回路基板用端子とが接合されることになる。
 そして、特に絶縁回路基板5における金属板10と本発明に係る絶縁回路基板用端子とが超音波接合法により接合される場合は、その接合処理時に絶縁回路基板5に対して熱処理を行う必要がないので、絶縁回路基板5に搭載されている電子部品が熱処理に伴う不具合を起こす心配がない。
 なお、上述の場合と同様にステップS02の端子接合工程と、ステップS03の電子部品搭載工程を入れ替える場合、絶縁回路基板5の金属板10と本発明に係る絶縁回路基板用端子は、超音波接合法以外の方法により接合することもできるが、その際には、例えば、半田や銀粒子の焼結体が接合材として用いられることがある。この場合は、絶縁回路基板5上に予め搭載されている電子部品(例えば、半導体素子)が、本発明に係る絶縁回路基板用端子を接合する際の熱処理により外れてしまうことがないよう、電子部品の接合に用いる接合材13は、その融点が、端子を接合するために用いる半田や銀粒子の接合の温度よりも高いものを選ぶ必要がある。
 あるいは、実施例3に係る半導体装置複合体の製造方法19では、ステップS02の端子接合工程と、ステップS03の電子部品搭載工程に同一の接合材、例えば鉛フリー半田や銀粒子の焼結体を用いれば、これらの工程を同時に行うことができる。この場合は、電子部品を接合するための半田として、端子接合工程において用いられる半田と融点の異なる半田を別途準備する必要がないので、1種類の半田を用いて上記2つの工程を同時に完了できるというメリットがある。
 このような実施例3に係る半導体装置複合体の製造方法19によれば、三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を容易に製造することができる。
 先の特許文献1に開示される発明は、電子部品を絶縁回路基板に搭載してから(電子装置を作製してから)、三次元的な立体形状を有する金属端子の端部に電子装置を接合して全体を立体化する(半導体装置複合体にする)という技術思想である。
 これに対して、実施例3に係る半導体装置複合体の製造方法19は、本発明に係る絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1A~1C)を後から折り曲げ成形可能な形態としておき、平板状の本発明に係る絶縁回路基板用端子と、平板状の絶縁回路基板5とを一体化して平板状の絶縁回路基板複合体7を作製し(ステップS02)、平板状の絶縁回路基板複合体7に電子部品を搭載してから(ステップS03)、最後に本発明に係る絶縁回路基板用端子を折り曲げて任意の三次元的な立体形状を形成させるという技術思想に基づくものである。
 したがって、実施例3に係る半導体装置複合体の製造方法19によれば、量産に向かないような特異でかつ複雑な立体形状を有する半導体装置複合体を、大幅な作業負荷や設備投資の増加を伴うことなく容易に製造することができる。
 このように、実施例3に係る半導体装置複合体の製造方法19によれば、半導体装置複合体の立体形状を自在に設定することができるので、その設置に使われるスペースを有効利用することができる。この結果、半導体装置複合体の利用可能性を大幅に拡大することができる。
 次に、図6乃至図10を参照しながら、実施例3に係る半導体装置複合体の具体的な態様をいくつか例示しながら説明する。
 図6(a)~(c)はいずれも本発明の実施例3に係る半導体装置複合体の断面図である。また、図7,8はともに本発明の実施例3に係る半導体装置複合体の断面図である。さらに、図9,10はともに本発明の実施例3に係る半導体装置複合体の概念図である。なお、図1乃至図5に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
 また、図6乃至図8に示す実施例3に係る半導体装置複合体8A~8Eでは、絶縁回路基板5が放熱用金属板(例えば、放熱銅板12等)を有し、さらに、この放熱用金属板(例えば、放熱銅板12等)を介して放熱構造14を備える場合を例に挙げて説明しているが、放熱用金属板(例えば、放熱銅板12等)及び放熱構造14は必須の構成ではなく、選択的必須構成要素として必要に応じて設ければよい。
 ここで、実施例3に係る半導体装置複合体の基本構成について図6を参照しながら説明する。なお、実施例3に係る半導体装置複合体8A~8Gは、その外形が異なるものの基本構成は全て同じである。
 図6(a)に示すように、実施例3に係る半導体装置複合体8Aは、平板状のセラミック基板9とその主面に接合されている少なくとも1の金属板10(例えば、回路銅板等)とを備える少なくとも1の絶縁回路基板5と、金属板10に接合されている少なくとも1の絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1B等)と、金属板10上に接合されている電子部品(例えば、半導体素子11)と、を有し、絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1B等)が互いに平行に配置される2つの溝3のそれぞれにおいて折曲されて半導体装置複合体8A全体が三次元的な立体形状をなしているものである。
 このような実施例3に係る半導体装置複合体8Aを別の言葉で言い換えると、実施例2に係る絶縁回路基板複合体7における金属板10(例えば、回路銅板等)に電子部品(例えば、半導体素子11)が接合材13を介して接合され、さらに、その絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1B等)が溝3において折曲されて三次元的な立体形状をなしているものである。
 また、金属板10(例えば、回路銅板等)に搭載されている電子部品である半導体素子11としては、例えば、IGBT、トライアック、サイリスタ、ダイオードなどがあり、これ以外には受動素子としてのコンデンサーなどがある。
 図6(a)に示す実施例3に係る半導体装置複合体8Aによれば、絶縁回路基板用端子1Bを溝3において折曲して板体2の長手方向端部が互いに向かい合うように成形することで、2つの半導体装置6における放熱銅板12の裏面同士が相対するように平行に配置され、かつこの一対の放熱銅板12の間に放熱構造14が介設された立体形状を有する半導体装置複合体を提供することができる。
 この場合、図6(a)に示すように放熱銅板12を介して2つの半導体装置6を放熱構造14に一体に接合することで、1つの放熱構造14により2つの半導体装置6を同時に冷却することができる。
 なお、特にセラミック基板9の主面側に配されている金属板10(例えば、回路銅板等)と、その裏面側に配されている放熱用金属板(例えば、放熱銅板12等)を同じ材質にすることで、半導体装置6自体の信頼性を高めることができる。なお、このことは以下に示す半導体装置複合体8B~8Gにおいても同様である。なお、放熱構造14としては熱伝導率や熱容量が大きい銅が好適に用いられる。
 また、放熱構造14の内部に冷却用流体14a(気体又は液体)を流動させることで、実施例3の半導体装置複合体8Aにおける2つの半導体装置6を1つの放熱構造14を用いて効率的に冷却することができる。
 このような、実施例3に係る半導体装置複合体8Aによれば、2つの半導体装置6を同一平面上に並設する場合に比べて、その設置に要するスペースを集約することができる。
 さらに、図6(b)に示す実施例3に係る半導体装置複合体8Bは、上述の半導体装置複合体8Aにおける絶縁回路基板用端子1Bに、溝3をさらに余分に形成しておき、絶縁回路基板用端子1Bを断面M字状になるように屈曲させたものである。
 このような実施例3に係る半導体装置複合体8Bによれば、冷却構造14の厚みに合わせて2つの半導体装置6の間の距離を調整しやすくなり、半導体装置6の金属板10と絶縁回路基板用端子1Bの接合部分において、双方を引き離すような力を小さくすることもできる。したがって、図6(b)に示す半導体装置複合体8Bでは、図6(a)に示す半導体装置複合体8Aよりも最終形態の製品の大きさの調整が容易で、かつ、より信頼性の高い半導体装置複合体を提供することができる。
 なお、特に図示しないが、図6(b)に示す実施例3に係る半導体装置複合体8Bにおいて、絶縁回路基板用端子1Bの中央に形成されている溝3を、板体2の反対側の面に形成しておき、絶縁回路基板用端子1Bの中央部を、放熱構造14から離れる方向に山折り状に屈曲させてもよい。この場合も同様に、最終形態の製品の大きさの調整が容易で、かつ、より信頼性の高い半導体装置複合体を提供することができる。
 なお、絶縁回路基板用端子1Bの溝3の幅を広げるように折曲するよりも、図6(b)に示すように、溝3の幅を押し縮めるように板体2を折曲する方が溝3においてクラックが発生し難い。
 つまり、図6(b)に示すように、2つの半導体装置6を、それらの裏面(放熱銅板12が接合されている側の面)を互いに対向させながら配設する場合、絶縁回路基板用端子1Bにおいて互いに平行に配置されている3本の溝3のうち、板体2を平面視した際に外側に配置されている2本の溝3を、板体2において金属板10が接合されている側の面に形成しておくとよい。
 また、本実施の形態に係る半導体装置複合体は、図6(c)に示すように、2つの半導体装置6の主面(半導体素子11が接合される側の面)が互いに対向するように配置されてなる形態(実施例3に係る半導体装置複合体8C)にしてもよい。
 図6(c)に示すように半導体装置6を配置する場合は、絶縁回路基板用端子1Bにおいて互いに平行に配置されている3本の溝3のうち、板体2を平面視した際に外側に配置されている2本の溝3を、板体2において金属板10が接合されている側の反対の面に形成しておくとよい。
 さらに、特に図示しないが、実施例3に係る半導体装置複合体8Cの形態を採用する場合、この半導体装置複合体8Cを複数組準備し、さらに、隣接する半導体装置複合体8C同士の放熱銅板12の間に放熱構造14を介設することで、多数の半導体装置6と放熱構造14とをコンパクトに配置することができる。この場合、多数の半導体装置6を同時に効率良く冷却用流体14aを用いて冷却しつつ、その占有スペースをコンパクトにすることができる。
 なお、実施例3に係る半導体装置複合体8Aや8Bにおいても、半導体装置6の電子部品実装側を樹脂でモールドした状態にすれば、複数の半導体装置複合体8Aや8Bを重ねて配置することが可能になる。この場合、複数の半導体装置複合体8Aや8Bの設置に用いられるスペースを有効利用することができる。
 また、半導体装置6を3つ用意し、このうちの2つの半導体装置6を図6(b)に示すように、その放熱銅板12の裏面側同士が互いに背合わせになるように配置して絶縁回路基板用端子1Bで連結し、さらに、これらの連結されている半導体装置6のうちの一方の半導体装置6の主面と、これらに連結されていない他の半導体装置6の主面とを図6(c)に示すように向かい合わせて配置してこれらを絶縁回路基板用端子1Bで連結すれば、3つの半導体装置6を連結してなるものの外形をコンパクトにすることができる。この場合、3つの半導体装置6からなる半導体装置複合体の設置に用いられるスペースを有効利用することができる。
 このように、実施例3に係る半導体装置複合体によれば、実施例2に係る絶縁回路基板複合体7における絶縁回路基板用端子の折り曲げ方向や折り曲げ位置を様々に設定することで、様々な立体形状を有する半導体装置複合体を自在に製造することができる。したがって、実施例3に係る半導体装置複合体によれば、半導体装置複合体の汎用性を飛躍的に向上しつつ、その製造を極めて容易にすることができる。
 より具体的に説明すると、図6(a)~(c)では、絶縁回路基板用端子1Bの板体2の側縁に対して溝3を垂直に形成しておき、この溝3において板体2を折り曲げる場合を例に挙げて説明しているが、先の実施例1においても述べたように、板体2の側縁に対する溝3の形成方向を、垂直以外の角度θ(図1を参照)に設定し、このような溝3において板体2を折り曲げて実施例3に係る半導体装置複合体を製造してもよい。この場合、図6(a)~(c)に示されるものとは全く異なる三次元的な立体形状を有する半導体装置複合体を製造することができる。
 さらには、図6(a)~(c)に示される絶縁回路基板用端子1Bにおいて、板体2の溝3(欠損部4)における折曲角度を図示されている以外の任意の角度に設定することで、さらに様々な立体形状を有する半導体装置複合体を製造することが可能になる。
 また、実施例3に係る発明によれば、図7に示すように、2つの半導体装置6のうちの一方を例えば水平方向に配置し、他方を例えば垂直方向に配置した状態で一体に連結してなる半導体装置複合体8Dを製造することもできる。あるいは、図8に示すように、複数の半導体装置6を階段状に配した状態で一体に連結してなる半導体装置複合体8Eを製造することもできる。さらには、図9に示すように、実施例3に係る発明によれば、x,y,z平面のそれぞれに単数又は複数の半導体装置6又は絶縁回路基板5を配してそれらを本発明に係る絶縁回路基板用端子により連結してなる半導体装置複合体8Fを形成することができる。また、特に図示しないが、実施例3に係る半導体装置複合体によれば、半導体装置6及び/又は絶縁回路基板5を本発明に係る絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1A~1C)により一体に連結して螺旋状の立体形状を形成したり、例えばミウラ折り状に半導体装置6及び/又は絶縁回路基板5を配置した半導体装置複合体を製造することもできる。
 このように、実施例3に係る半導体装置複合体によれば、複数の半導体装置6及び/又は絶縁回路基板5を任意の角度を維持した状態で配しつつ、複数の半導体装置6及び/又は絶縁回路基板5を電気的に接続しておくことができる。
 さらには、実施例3に係る半導体装置複合体に設けられる本発明に係る絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1A~1C)を半導体装置6や絶縁回路基板5の連結用でなく入出力端子17として用いる場合は、半導体装置6や絶縁回路基板5に対して任意の方向からの大電力の電気信号を伝送することができる。
 また、実施例3に係る半導体装置複合体によれば、複数の半導体装置6及び/又は絶縁回路基板5を任意の角度を維持した状態で保持するにあたり、個々の半導体装置6同士のなす角度が個別に異なっているようなものを製造する場合でも、製造時の手間やコストが大幅に増加することはない。したがって、実施例3に係る半導体装置複合体を目的に応じて一つ一つオーダーメイドする場合でも、その製造コストを廉価にすることができる。
 ここで図10を参照しながら実施例3に係る半導体装置複合体の最小形態について説明する。
 図10に示すように実施例3に係る半導体装置複合体の最小形態は、単数のセラミック基板上に単数の金属板10(例えば、回路銅板等)を備えた絶縁回路基板5と、この絶縁回路基板5における金属板10上に本発明に係る絶縁回路基板用端子(例えば、絶縁回路基板用端子1B等)を接合するとともに接合材13を介して1つの半導体素子11を接合してなる半導体装置複合体8Gであり、この半導体装置複合体8Gにおいて絶縁回路基板用端子1Bが溝3において折り曲げられて全体として三次元的な立体形状をなしているものである。
 このような実施例3に係る半導体装置複合体8Gでは、金属板10上に搭載されている半導体素子11と外部端子26とをボンディングワイヤ16で接続することにより電子装置として問題なく機能させることができる。なお、図10では半導体素子11がダイオードである場合を例に挙げて示しているため、半導体素子11の上面側と下面側にそれぞれ電極が接続されている2端子構造になっている。また、半導体素子11がIGBTなどの3端子構造のトランジスタ素子である場合は、外部端子を増やせばよい。
 ここで、実施例1の他の変形例に係る絶縁回路基板用端子について図11乃至図13,15を参照しながら説明する。
 図11は本発明の実施例1の変形例3に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。なお、図1乃至図10に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
 先の図1,2に示す実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cでは、板体2の上面及び/又は下面に直線状の溝3を形成しておくことで、この溝3における板体2の折り曲げを容易にしている。
 これに対して、図11に示す実施例1の変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dは、板体2に欠損部4としての貫通孔15が複数直線状に並んだ状態で穿設されてなるものである。
 このような変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dも、先に述べた実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cと同様に、板体2の貫通孔15(欠損部4)が形成されている領域において、板体2の折り曲げを容易にすることができる。
 この結果、図11に示す実施例1の他の形態に係る絶縁回路基板用端子1Dによっても実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cと同等の効果を発揮させることができる。
 また、実施例1の変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dでは、複数の貫通孔15は直列状に配置されていればよい。さらに、特に図示しないが、板体2に複数列の貫通孔15群を直線状でかつ帯状に配置しておいてもよい。また、絶縁回路基板用端子1Dでも、板体2の平面形状は矩形である必要はなく、先に述べた実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cと同様に絶縁回路基板用端子として使用可能であればどのような平面形状を有していてもよい。
 さらに、変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dにおいて板体2の周縁と、複数の貫通孔15群が直線状に配置されてなる欠損部4とが直交している必要は必ずしもない。さらに、変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dの材質については、先に述べた実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cの板体2を構成する材質と同じものを支障なく用いることができる。
 また、実施例1の変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dの板体2の厚みは、絶縁回路基板5における金属板10の厚みと同じかそれよりも大きくなるよう設定しておいてもよい。
 さらに詳細には、変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dの板体2の厚みは、この板体2が接合している部分の金属板10の厚みと同じかそれよりも大きくなるよう設定しておいてもよい。
 なお、変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dにより複数の絶縁回路基板5を連結する場合、板体2が接合している部分の金属板10の厚みが1種類でない場合がある(例えば、後段に示す図15(c),(d)を参照。)。このような場合は、板体2と接合している部分の金属板10の厚みのうちの最も薄いものを、板体2の厚みを決定するための基準値とする。
 また、上述のような板体2の厚みを決定する際の基準値の定め方については、先の実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1C、並びに、後段に示す変形例に係る絶縁回路基板用端子1D~1Gにおいても同様である。
 この場合、絶縁回路基板用端子1Dに伝送される大電流の電気信号のジュール熱を少なくすることができる。
 上述のような実施例1の変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dは、上述の実施例2に係る絶縁回路基板5や、実施例3に係る半導体装置複合体8において、先に述べた実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cの代わりとして用いることができる、あるいは、絶縁回路基板用端子1A~1Cうちの少なくとも1つとともに併用することができる。
 また、実施例1の変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dは、絶縁回路基板用端子1A~1Cと同様にその表面上に少なくとも1層のめっき被膜を有していてもよい。変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dがその表面にめっき被膜を有していることによる効果は、本発明に係る絶縁回路基板用端子1A~1Cがめっき被膜を有している場合の効果と同じである。
 なお、図11に示す実施例1の変形例3に係る絶縁回路基板用端子1Dでは、板体2に欠損部4として貫通孔15を形成する場合を例に挙げて説明しているが、この貫通孔15に代えて、板体2の厚み方向に貫通していない点状のくぼみ群を直線状に配してなるものを欠損部4として有していてもよい。
 また、板体2に形成されている点状のくぼみ群は、板体2の上面又は下面側のいずれか一方にのみ形成されていてもよいし、板体2の上面及び下面に対をなすように形成されていてもよい。
 いずれの場合も、板体2の上面及び/又は下面に欠損部4としてのくぼみ群が直線状に形成されていることで、その部分の板体2の折り曲げを容易にすることができる。
 上述のような絶縁回路基板用端子1Dの貫通孔15群をくぼみ群に置き換えてなる絶縁回路基板用端子は、上述の実施例2に係る絶縁回路基板5や、実施例3に係る半導体装置複合体8において、先に述べた本発明に係る絶縁回路基板用端子1A~1Dの代わりとして用いることができる、あるいは、絶縁回路基板用端子1A~1Dうちの少なくとも1つとともに併用することができる。
 ここで、本発明の実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Dの細部構造(選択的必須構成要素)について図12及び図13を参照しながら説明する。
 なお、ここでは実施例1の変形例1に係る絶縁回路基板用端子1Bに独自の細部構造を付加する場合を例に挙げて説明しているが、他の実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A,1C~1Dにも図12,13に示すような細部構造を必要に応じて付加することができる。
 図12(a)は本発明の実施例1の変形例4に係る絶縁回路基板用端子の概念図であり、(b)は本発明の実施例1の変形例5に係る絶縁回路基板用端子の概念図である。なお、図1乃至図11に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
 実施例1の変形例4,5に係る絶縁回路基板用端子1E,1Eは、図12(a),(b)に示すように、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Bの端部に、板体2の幅Wがその胴部の幅Wよりも広い接合部20a,20bを有してなるものである。
 また、幅Wは、図12(a)に示す変形例4に係る絶縁回路基板用端子1Eのように一様であってもよいし、図12(b)に示す変形例5に係る絶縁回路基板用端子1Eのように、板体2の端部に向かうにつれて徐々に広がる形態でもよい。
 なお、このような変形例4,5に係る絶縁回路基板用端子1E,1Eでは、接合部20a,20bの厚みは、板体2の欠損部4を有していない領域の厚みと略同じになるように設定されている。
 このような変形例4,5に係る絶縁回路基板用端子1E,1Eは、板体2における接合部20a,20bが絶縁回路基板5の金属板10又は金属ペースト焼結体上に接合されることになる。
 この場合、板体2の幅Wが同じであると仮定して、変形例4,5に係る絶縁回路基板用端子1E,1Eを用いる場合は、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Dを用いる場合に比べて、絶縁回路基板5の金属板10又は金属ペースト焼結体との接合面積を大きくすることができるので、接合部分の接合強度を高めることができる。
 さらに、接合部20a,20bを備えていることで、変形例4,5に係る絶縁回路基板用端子1E,1Eにおける接合領域の境界が明確になる。これにより、絶縁回路基板5の金属板10又は金属ペースト焼結体上における変形例4,5に係る絶縁回路基板用端子1E,1Eの接合位置を特定することが容易になる。
 この結果、実施例2に係る絶縁回路基板複合体や、実施例3に係る半導体装置複合体における絶縁回路基板用端子1E,1Eの接合部20a,20bを除く胴部の長さが必然的に決まることになる。
 この結果、実施例2に係る絶縁回路基板複合体や、実施例3に係る半導体装置複合体を量産する際に、製品サイズにばらつきが生じるのを防止することができる。この結果、均質な製品の量産が容易になる。
 さらに、実施例1の変形例6に係る絶縁回路基板用端子について図13を参照しながら説明する。
 図13(a)は本発明の実施例1の変形例6に係る絶縁回路基板用端子の概念図であり、(b)はその使用状態を示す断面図である。なお、図1乃至図12に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
 実施例1の変形例6に係る絶縁回路基板用端子1Fは、図13(a)に示すように、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Bの端部に、板体2の厚さHが、その胴部の厚さ(ただし、欠損部4が形成されている領域を除く)Hよりも小さい又は大きい接合部20cを備えてなるものである。なお、図13(a),(b)では、板体2の端部の厚さHが、板体2の胴部の厚さHよりも小さい場合の例を示している。
 また、このような変形例6に係る絶縁回路基板用端子1Fでは、板体2の胴部と、接合部20cの境界に段差21を備えている。
 このような実施例1の変形例6に係る絶縁回路基板用端子1Fによれば、板体2の胴部と、接合部20cの境界に段差21を備えていることで、図13(b)に示すように、接合部20cの境界が明確になる。この結果、絶縁回路基板5の金属板10上における変形例6に係る絶縁回路基板用端子1Fの接合位置が必然的に決まる。
 これにより、実施例2に係る絶縁回路基板複合体や、実施例3に係る半導体装置複合体における絶縁回路基板用端子1Fの接合部20cを除く胴部の長さも必然的に決まることになる。
 したがって、実施例2に係る絶縁回路基板複合体や、実施例3に係る半導体装置複合体を量産する際に、製品サイズにばらつきが生じるのを防止することができる。よって、実施例1の変形例6に係る絶縁回路基板用端子1Fによれば、均質な製品の量産が容易になる。
 なお、実施例1の変形例6に係る絶縁回路基板用端子1Fにおいて、板体2の端部における接合部20cの厚さHが、板体2の胴部の厚さHよりも小さい場合、HはHの33%以上の厚みを有するように設定しておくとよい。
 この場合、変形例6に係る絶縁回路基板用端子1Fの板体2における十分な電流導電性を確保することができる。なお、この理由については後段において説明する。
 また、変形例6に係る絶縁回路基板用端子1Fにおいて板体2の胴部と接合部20cの境界に形成されている段差21を、上述の変形例4,5に係る1E,1Eにおける板体2の胴部と接合部20a,20bの境界に形成しておいてもよい。この場合、変形例4,5に係る絶縁回路基板用端子1E,1Eにおける板体2の接合部20a,20bの厚さHは、その胴部の厚さHよりも大きくても小さくてもよい。
 このように変形例4,5に係る絶縁回路基板用端子1E,1Eにおける技術的特徴と、変形例6の絶縁回路基板用端子1Fに係る技術的特徴を組み合わせる場合は、板体2の胴部と接合部の境界を一層明確にすることができるので、均質な製品の量産が一層容易になる。
 さらに、図15を参照しながら本発明の実施例1の変形例7に係る絶縁回路基板用端子について説明する。
 図15(a)は図3中のM-M線における部分断面図であり、(b)はその比較例に係る部分断面図であり、(c)は実施例1の変形例7に係る絶縁回路基板用端子とそれを備えた半導体装置複合体の部分断面図であり、(d)は変形例7の他の例に係る絶縁回路基板用端子とそれを備えた半導体装置複合体の部分断面図である。なお、図1乃至図13に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。また、図15(a)~(d)のいずれにおいても、絶縁回路基板複合体7を構成する絶縁回路基板5は全て同一平面上に載置されているものとする。
 ここで、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7において、絶縁回路基板5の金属板10に本発明に係る絶縁回路基板用端子を接合することの意義について説明する。
 先の図3,4,6~10及び図15(a)に示すように、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7では、本発明に係る絶縁回路基板用端子が絶縁回路基板5における金属板10の主面に接合されている。なお、図15(a),(b)では本発明に係る絶縁回路基板用端子が実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Bである場合を例に挙げて説明している。
 その一方で、絶縁回路基板複合体7の他の態様として、例えば図15(b)に示すような、絶縁回路基板5を構成するセラミック基板9に直接実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Bを接合してなる比較態様に係る絶縁回路基板複合体も想定し得る。ただし、この比較態様に係る絶縁回路基板複合体は、本発明に係る絶縁回路基板複合体7の概念には包含されない。
 そして、図15(b)に示すような比較態様に係る絶縁回路基板複合体を作製する場合も、先の図5に示す半導体装置複合体の製造方法19の各ステップを経て製造することになる。
 この場合、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Bと、絶縁回路基板5との接合部分において十分な接合信頼性を発揮させるためには、図5に示す絶縁回路基板作製工程(ステップS01)において用いる直接接合法や活性金属法などの接合方法を、それに続く端子接合工程(ステップS02)においても用いることが望ましい。
 一般に、セラミック基板9に金属板10を接合する際に直接接合法を採用する場合は、1000℃以上の温度にまで、また活性金属法を用いる場合は800℃以上の温度にまで、セラミック基板9と金属板10とを加熱する必要がある。
 このため、比較態様に係る絶縁回路基板複合体を作製すべく、ステップS01及びステップS02として直接接合法や活性金属法を繰り返し行うと、絶縁回路基板5が繰り返し高温にさらされて、ステップ01において既に接合済のセラミック基板9と金属板10の接合状態が悪化するおそれがある。
 また、ステップ01で作製した絶縁回路基板5対して、引き続きステップ02においても上述のような加熱を繰り返すと、金属とセラミックの熱膨張の差に起因して生じる熱応力により、セラミック基板9にクラックが生じる、あるいは絶縁回路基板5に反りが発生するおそれがある。
 その一方で、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7は、先の図15(a)に示すように、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1Bと絶縁回路基板5との接合が金属同士の接合によりなされるため、上述の図15(b)に示す比較態様に係る絶縁回路基板複合体を製造する場合のように、絶縁回路基板用端子1B及び絶縁回路基板5に対して高温加熱を繰り返す必要がない。
 この点をより具体的に説明すると、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7では、本発明に係る絶縁回路基板用端子と絶縁回路基板5の金属板10との接合方法として、前述の超音波接合法、金属ろう材(Sn-Ag系の鉛フリー半田)、銀粒子の焼結体等を採用することができる。そして、これらの接合方法における加熱処理時の温度は、通常、室温から350℃までの温度範囲内であるため、上述の直接接合法や活性金属法を採用する場合に比べて大幅に低い。このためステップ02において直接接合法や活性金属法を採用する場合のように、セラミック基板9にクラックが生じる、あるいは絶縁回路基板5に余分な反りが発生する等の不具合が発生するのを好適に抑制することができる。
 一般に、特許文献1に開示される発明や、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7のように、絶縁回路基板5同士を金属製の端子で連結して用いる場合は、以下に示すような不具合が生じるおそれがある。
 本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7を半導体装置複合体として用いる場合はその使用態様として、絶縁回路基板5を構成するセラミック基板9の裏面に放熱用の金属板(例えば、放熱銅板12)を備えた状態や、絶縁回路基板5の裏面に放熱構造14(図6参照)を一体に固設した状態が想定される。そして、これらの使用態様において半導体装置複合体を動作させる場合に、絶縁回路基板5同士を連結する端子と、放熱銅板12又は放熱構造14との間で放電不良が生じるおそれがある。
 上述のような懸念に関し、図15(a)に示す本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7と、図15(b)に示す比較態様に係る絶縁回路基板複合体とを比較すると、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7では、金属板10上に本発明に係る絶縁回路基板用端子が接合されているため、比較態様に係る絶縁回路基板複合体よりも、絶縁回路基板用端子1Bから放熱銅板12までの最短距離を金属板10の厚み分だけ大きくすることができる。
 同様に、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7や、比較態様に係る絶縁回路基板複合体が放熱構造14(例えば、図6を参照)と一体化された状態で用いられる場合も、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7の方が、比較態様に係る絶縁回路基板複合体よりも、絶縁回路基板用端子1Bから放熱構造14までの最短距離を金属板10の厚み分だけ大きくすることができる。
 したがって、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7を用いる場合は、比較態様に係る絶縁回路基板複合体を用いる場合よりも、放電不良の発生を好適に抑制することができる。
 なお、本実施の形態に係る絶縁回路基板複合体7を用いる際に、上述のような放電不良の発生をより確実に抑制するには、本発明に係る絶縁回路基板用端子の接合対象である絶縁回路基板5の金属板10の厚みを大きくすればよい。しかしながらこの場合は、本発明に用いる絶縁回路基板5を製造する際の銅の使用量が増えるため、絶縁回路基板5の製造コストが嵩むという別の課題が生じてしまう。
 このような事情に鑑み本発明の発明者らは、絶縁回路基板5の製造時に金属板の容積を増加させることなく、半導体装置複合体における放電不良の発生を一層確実に防止すべく以下に示すような本発明の変形例7に係る絶縁回路基板用端子を発明した。
 本発明の変形例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gは、図15(c),(d)に示すように、板体2が、絶縁回路基板5における金属板10の主面と接合する接合領域2cと、この接合領域2c以外の屈曲領域2a(図15(c)を参照)又は湾曲領域2b(図15(d)を参照)と、を備え、かつ板体2の上面又は下面の高低差Lは、0よりも大きく20mm以下であることを特徴とするものである。
 また、説明するまでもないが実施例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gを絶縁回路基板5に接合する場合は、絶縁回路基板複合体7を最終形態である半導体装置複合体として使用する際に、放熱銅板12や放熱構造14と、絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gとの最短距離が大きくなるように板体2における屈曲領域2a又は湾曲領域2bの突出方向を決める必要がある。
 さらに、図15(c),(d)で示すように被接合対象である絶縁回路基板5の金属板10の厚みが一様でない場合、あるいは、実施例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gが分岐している場合は、上述の高低差Lの値が複数存在することになる。この場合は、複数の高低差Lにおける最大値Lmax、すなわち、実施例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gを、その接合面2dが水平方向と一致するように配した際の、鉛直方向において最も高い位置に配されている板体2の下面(図15(c)中の下面2eを参照)と、最も低い位置に配されている板体2の下面(図15(c)中の接合面2dを参照)との高低差が上記の数値範囲内であればよい。つまり、この高低差Lの最大値Lmaxが、0<Lmax≦20(mm)の範囲内であればよい。
 より具体的には、図15(c)に示す実施例7に係る絶縁回路基板用端子1Gの高低差は、板体2と金属板10との接合面2dと、この板体2の屈曲領域2aにおける平坦部分の下面2eとの高低差として求めることができる。また、図15(c)に示す絶縁回路基板複合体7では、絶縁回路基板用端子1Gの接合対象である2つの絶縁回路基板5を構成する金属板10の厚みがそれぞれ異なっている。このため、実施例7に係る絶縁回路基板用端子1Gの高低差Lは、図15(c)の紙面右側に配される接合面2dを基準にして得られる高低差Lと、同紙面左側に配される接合面2dを基準にして得られる高低差Lと、の2つが存在することになる。そして、図15(c)に示すケースでは、これら2つの高低差L,Lのうち高低差Lの方が大きいため、この高低差Lが絶縁回路基板用端子1Gの高低差の最大値Lmaxと見なされる。
 実施例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gの場合は、板体2の上面又は下面の高低差Lが20mm以下、好ましくは10mm以下、さらに好ましくは5mm以下であることで、実施例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gが高低差Lを有していても、絶縁回路基板複合体7全体としては平坦性を有する状態となる。このため、それを用いてなる絶縁回路基板複合体7の梱包や搬送を容易にできるというメリットを有する。さらに、先の図5に示す立体化工程(ステップS04)における絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gの折り曲げ作業において、屈曲領域2a又は湾曲領域2bにおける突出した部分が立体化する際に折り曲げ作業の妨げになりにくいので、三次元的な立体形状に成形する際の自由度を維持できる。
 この結果、実施例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gを用いることで、絶縁回路基板複合体7を三次元的な立体形状に成形する際の自由度を維持しつつ、半導体装置複合体8として使用する際に放電不良が発生し難い信頼性の高い製品を提供することができる。
 さらに実施例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gでは、図15(c),(d)に示すように、これらを絶縁回路基板5の金属板10上に接合する際に、板体2における屈曲領域2a又は湾曲領域2bと、接合領域2cとの境界線Kを、被接合対象である金属板10の周縁の内側に配しておくとよい。なお、実施例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gにおける境界線Kは、絶縁回路基板5の金属板10に直接接触する板体2の面に形成されている方とする(図15(c),(d)を参照)。
 この場合、実施例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gの接合時に境界線Kが金属板10の周縁の外に配される場合に比べて、本発明に係る絶縁回路基板複合体7の使用時における、実施例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gと、絶縁回路基板5の放熱銅板12又は放熱構造14との最短距離を大きくできるというメリットを有する。
 なお、上述の変形例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gはいずれも、上述の本発明に係る絶縁回路基板用端子1A~1Fの場合と同様に、金型成形やエッチング法等の加工方法により製造することができる。
 さらに、変形例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gの平面形状は、先の図2に示されるような矩形状をなしていてもよいし、先の変形例4,5に係る絶縁回路基板用端子1E,1E(図12を参照)における接合部20a,20bのように、板体2を平面視した際の接合領域2cの幅が、屈曲領域2a又は湾曲領域2bの幅よりも大きく構成されていてもよい。いずれの場合も、変形例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gを絶縁回路基板5に接合した際の、接合力を高めることができる。
 ここで、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Gにおいて、板体2が溝3やへこみからなる欠損部4を有している場合、あるいは、板体2の端部領域が減肉されてなる接合部20cを有している場合の、板体2の厚みHの残存率について説明を加える。
 本発明の実施例2に係る絶縁回路基板複合体や、実施例3に係る半導体装置複合体に設けられている絶縁回路基板5の外形寸法が10×10mm~50×50mmの範囲内であると仮定した場合、このような絶縁回路基板5同士を連結する実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Gにおける板体2の胴部の幅W、及び、厚みHはそれぞれ、以下に示すような値に設定することができる。
 
 ・端子の胴部の幅=W=5.0~15.0mmの範囲内
 ・端子の胴部の厚み=H=0.3~0.6mmの範囲内
 
 そして、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Gにおける板体2の胴部の幅Wを仮に8mmに設定し、その厚みを0.30mm、0.60mmに設定した場合の板体2の「折り曲げやすさ」、「形状保持性」及び「電流導電性」を「好適:〇」、「実用可能:△」及び「実用に適さない:×」の三段階で評価してまとめたものが以下に示す表1、2である。
 なお、以下に示す表1,2では、板体2の厚み(板厚)Hについては符号Yで、また、この板体2において欠損部4(溝3又はくぼみ)又は段差21が形成されている領域の板体2の残部の厚み(板厚)Hについては符号Zで示されている。
さらに、板体2が欠損部4又は段差21を有しない場合の板厚Yにおける、欠損部4又は段差21をする場合の残部Zの割合(Z/Y=H/H)を%で示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上表1,2中にされるように、(Z/Y)が33~67%の範囲内であるとき、板厚(Y=H)が0.30mm、0.60mmの場合のいずれも板体2の「折り曲げやすさ」、「形状保持性」及び「電流導電性」の総合評価が実用可能であった(表1,2中のハッチング領域を参照)。
 したがって、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Gでは、板体2が欠損部4を有している場合の板体2の残部の割合は、欠損部4を有していない状態の板体2の厚みHの33~67%の範囲内になるように設定しておくとよい。
 なお、絶縁回路基板5のサイズが上記のものよりも大きい場合は、その拡大比率に応じて施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Gにおける胴部の幅W、及び、厚さHの値を変更すればよい。
 また、表1,2を参照すると、板体2の板厚(Y=H)が0.30mmである場合も、0.60mmである場合も、(Z/Y)の割合が33%以上である場合に、板体2の「電流導電性」の評価は実用可能であった。
 したがって、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Gでは、板体2が段差21(接合部20c)を有する場合で、かつ、接合部20cの厚みが板体2の胴部の厚みHよりも小さい場合、(H/H)の割合を33%以上に設定しておくことで、接合部20cにおける板体2の電流導電性を実用可能な状態にすることができる。
 最後に、本発明の実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Gの板体2の厚みHの定義及び測定方法について図14を参照しながら説明する。
 図14(a)は本発明の実施例1に係る絶縁回路基板用端子の板厚の測定箇所を示す平面図であり、(b)は本発明の実施例1に係る絶縁回路基板用端子の板厚の測定方法を示す概念図である。なお、図1乃至図13,15に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
 本実施の形態において板体2は厚みが一様な平板材を想定している。より具体的には「厚みが一様な平板材」とは、「板体2の厚みの平均値に対する測定値のバラツキが±10%以下である平板材」の意味である。
 また、本実施の形態において板体2の厚みHとは、板体2が欠損部4、接合部20cを備える場合は、これら欠損部4、接合部20cを除く領域の板厚をマイクロメータ[(株)ミツトモ社製、型番:SPM-25MX、アンビル及びスピンドルの測定面寸法直径3mm]により3カ所以上測定して得られた値の平均値とする。なお、板体2が屈曲領域2aや湾曲領域2bを備えている場合は、アンビルやスピンドルの当接に支障のない箇所の板厚を同様に測定するものとする。
 さらに、本実施の形態において板体2の厚みHとは、板体2の接合部20cの板厚をマイクロメータ[(株)ミツトモ社製、型番:SPM-25MX、アンビル及びスピンドルの測定面寸法直径3mm]により3カ所以上測定して得られた値の平均値とする。
 なお、板体2における測定位置22は、実施例1に係る絶縁回路基板用端子1A~1Gにおける板体2の全体から均一に選ぶこととする。
 たとえば、その平面形状がT字状である実施例1に係る絶縁回路基板用端子1F´の測定位置22は、図14に示すように、板体2の全体から満遍なく選ぶとよい。
 また、図14に示すように、板体2における接合部20cの厚みHを計測する場合、その測定位置22は接合部20cの全体から均一に選ぶこととする。
 また、マイクロメータで板体2の厚み(板厚)を測定する場合、アンビル23及びスピンドル24で板体2の測定位置22を挟持してその厚みを計測するが、板体2の縁、欠損部4及び段差21においてアンビル23又はスピンドル24を板体2に対して完全に当接させることができない領域P[図14(b)]は測定位置22から除外する。
 さらに、板体2の残部(H=Z)を求めるためには、まず、板体2の上面及び/又は下面に形成されている欠損部4(溝又はくぼみ)の深さを、レーザーを用いた非接触の深度計により計測する。より具体的には、[株式会社キーエンス製、型番:VK-9500、超深度カラー3D形状測定顕微鏡]により3カ所以上の欠損部4(溝又はくぼみ)の最深部を測定して得られた値の平均値を欠損部4(溝又はくぼみ)の深さとする。
 そして、上述の通り測定して得られた板体2の厚み(H=Y)から、欠損部4(溝3又はくぼみ)の深さを差し引いた値が、板体2の残部の値(上表1,2におけるZに相当)である。
 また、図15(c),(d)に示すように板体2が屈曲領域2aや湾曲領域2bを備えている絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gの板体2の上面又は下面の高低差Lも同様に、レーザーを用いた非接触の深度計を用いて計測することができる。
 例えば板体2の下面の高低差Lを測定するには、板体2の接合面2d(図15(c),(d)を参照)が鉛直上方側を向くように配し、この鉛直上方側に配されている面においてレーザーの照射位置を、板体2の長手方向における一の端部から他の端部まで連続的に移動させることで板体2の高低差を計測する。そして、同手順による板体2の高低差の計測を3回以上実施し、得られた計測値の平均値をその板体2の高低差Lとする。なお、図15(c)、(d)で示すように被接合対象である絶縁回路基板5の金属板10の厚みが一様でない場合、あるいは、変形例7に係る絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gが2以上に分岐している場合は、複数の高低差Lが得られる。このような場合は、複数の高低差Lの最大値Lmaxがその絶縁回路基板用端子1G又は絶縁回路基板用端子1Gの高低差Lとなる。
 また、本実施の形態に係る絶縁回路基板5における、セラミック基板9及び金属板10(又は金属ペースト焼結体)の厚み及びその計測方法について説明する。
 本実施の形態に係る絶縁回路基板5におけるセラミック基板9の厚みとは、セラミック基板9の裸出部分の板厚を、[株式会社ミツトモ製、型番:SPM-25MX、アンビル及びスピンドルの測定面寸法直径3mm]により3カ所以上測定して得られた値の平均値とする。なお、セラミック基板9の厚みの測定箇所については、セラミック基板9の全体から万遍なく選ぶこととする。
 さらに、本実施の形態に係る絶縁回路基板5における金属板10の厚みとは、金属板10(例えば、回路銅板)の板厚を[株式会社キーエンス製、型番:VK-9500、超深度カラー3D形状測定顕微鏡]により3カ所以上測定して得られた値の平均値とする。測定に際しては金属板10の外周付近でセラミック基板9の表面となす階段形状の高さを金属板10の板厚として計測する。
 なお、金属板10の板厚の測定箇所については、絶縁回路基板5が金属板10を1枚有する場合は、この金属板10全体から万遍なく測定位置22を選ぶこととし、金属板10が複数枚ある場合は、全ての金属板10の中から万遍なく測定位置22を選ぶこととする。ただし、金属板10の板厚が1枚ごとに異なっている場合は個別に板厚を測定する。
 さらに、1枚の金属板10内において厚みの異なる部分が存在する場合は、より具体的には、1枚の金属板10が階段状の段差を有している場合は、各段における金属板10の厚みをそれぞれ計測し、金属板10の外周付近で計測した階段形状の高さを基準として各箇所の板厚を算出する。 
 また、絶縁回路基板5の金属ペースト焼結体の厚みを計測する場合も上記と同様である。
 以上説明したように、本発明はセラミック基板と金属板とを備える絶縁回路基板同士を連結する、あるいは、絶縁回路基板の金属板に接合されて入出力端子として用いられる絶縁回路基板用端子およびそれを用いてなるおよび絶縁回路基板複合体および半導体装置複合体であり、とくにパワーモジュールに関する技術分野において利用可能である。

Claims (14)

  1.  平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも1の金属板とを備える絶縁回路基板の入出力端子として用いる、又は、複数の前記絶縁回路基板同士を連結する端子において、
     前記端子は、金属製の板体を有し、
     前記板体は、その上面及び/又は下面に、直線状に形成されている又は配列されている欠損部を有していることを特徴とする絶縁回路基板用端子。
  2.  前記欠損部は、前記板体を厚み方向に貫通してなる貫通孔、及び/又は、前記板体の前記上面及び/又は前記下面に形成されているくぼみからなることを特徴とする請求項1に記載の絶縁回路基板用端子。
  3.  前記欠損部は、その断面形状が凹状をなしている溝であることを特徴とする請求項1に記載の絶縁回路基板用端子。
  4.  前記溝は、前記板体の前記上面及び前記下面に相対して一対形成されていることを特徴とする請求項3に記載の絶縁回路基板用端子。
  5.  前記板体の厚みは、前記金属板の厚みと同じかそれよりも大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の絶縁回路基板用端子。
  6.  前記端子は分岐していることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の絶縁回路基板用端子。
  7.  前記板体は、前記絶縁回路基板における前記金属板の前記主面と接合する接合領域と、前記接合領域以外の屈曲領域又は湾曲領域と、を備え、
     かつ前記板体の前記上面又は前記下面の高低差は、0よりも大きく20mm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の絶縁回路基板用端子。
  8.  平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも1の金属板とを備える少なくとも1の絶縁回路基板と、
     所望の前記金属板に接合されている少なくとも1の請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の絶縁回路基板用端子と、を有し、
     前記絶縁回路基板と前記絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とする絶縁回路基板複合体。
  9.  平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも1の金属板とを備える少なくとも2の絶縁回路基板と、
     所望の前記金属板に接合されている少なくとも1の請求項3項に記載の絶縁回路基板用端子と、を有し、
     前記絶縁回路基板用端子における前記溝の総数は3本であり、かつ、これらの前記溝は互いに平行に配置されており、
     前記絶縁回路基板用端子を平面視した際に、3本の前記溝のうちの外側に配置されている2本の前記溝は、前記板体において、前記絶縁回路基板における前記金属板が接合されている側の面に形成されており、
     前記絶縁回路基板と前記絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とする絶縁回路基板複合体。
  10.  平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも1の金属板とを備える少なくとも2の絶縁回路基板と、
     所望の前記金属板に接合されている少なくとも1の請求項3項に記載の絶縁回路基板用端子と、を有し、
     前記絶縁回路基板用端子における前記溝の総数は3本であり、かつ、これらの前記溝は互いに平行に配置されており、
     前記絶縁回路基板用端子を平面視した際に、3本の前記溝のうちの外側に配置されている2本の前記溝は、前記板体において、前記絶縁回路基板における前記金属板が接合されている側の反対側の面に形成されており、
     前記絶縁回路基板と前記絶縁回路基板用端子とからなる複合体は、平板状物体であることを特徴とする絶縁回路基板複合体。
  11.  前記絶縁回路基板複合体は複数の前記絶縁回路基板を有し、
     複数の前記絶縁回路基板は前記絶縁回路基板用端子によって連結されていることを特徴とする請求項8乃至請求項10のいずれか1項に記載の絶縁回路基板複合体。
  12.  前記絶縁回路基板用端子と前記絶縁回路基板の接合部は、少なくとも前記板体の酸化被膜及び/又は前記金属板の酸化被膜が分散した状態で存在している接合層を有していることを特徴とする請求項8乃至請求項11のいずれか1項に記載の絶縁回路基板複合体。
  13.  平板状のセラミック基板とその主面に接合されている少なくとも1の金属板とを備える少なくとも1の絶縁回路基板と、
     所望の前記金属板に接合されている少なくとも1の請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の絶縁回路基板用端子と、
     所望の前記金属板上に搭載されている半導体素子と、を有し、前記絶縁回路基板用端子は、前記欠損部が形成されている位置において折曲されていることを特徴とする半導体装置複合体。
  14.  前記半導体装置複合体は複数の前記絶縁回路基板を有し、
     複数の前記絶縁回路基板は前記絶縁回路基板用端子によって連結されていることを特徴とする請求項13に記載の半導体装置複合体。
PCT/JP2018/008872 2017-03-07 2018-03-07 絶縁回路基板用端子および絶縁回路基板複合体および半導体装置複合体 WO2018164206A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019504652A JPWO2018164206A1 (ja) 2017-03-07 2018-03-07 絶縁回路基板用端子および絶縁回路基板複合体および半導体装置複合体

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-042577 2017-03-07
JP2017042577 2017-03-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018164206A1 true WO2018164206A1 (ja) 2018-09-13

Family

ID=63447886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/008872 WO2018164206A1 (ja) 2017-03-07 2018-03-07 絶縁回路基板用端子および絶縁回路基板複合体および半導体装置複合体

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2018164206A1 (ja)
WO (1) WO2018164206A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021118217A (ja) * 2020-01-23 2021-08-10 株式会社豊田中央研究所 太陽電池パネル

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49147552U (ja) * 1973-04-17 1974-12-19
JPS57138364U (ja) * 1981-02-24 1982-08-30
JPH08236895A (ja) * 1995-02-24 1996-09-13 Toshiba Mec Kk 印刷配線板
JP2010129801A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Mitsubishi Electric Corp 電力用半導体装置
JP2010232254A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Kyocera Corp Ecu用混成集積回路装置
JP2013197104A (ja) * 2012-03-15 2013-09-30 Denso Corp 外部接続導体付き回路基板及びその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49147552U (ja) * 1973-04-17 1974-12-19
JPS57138364U (ja) * 1981-02-24 1982-08-30
JPH08236895A (ja) * 1995-02-24 1996-09-13 Toshiba Mec Kk 印刷配線板
JP2010129801A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Mitsubishi Electric Corp 電力用半導体装置
JP2010232254A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Kyocera Corp Ecu用混成集積回路装置
JP2013197104A (ja) * 2012-03-15 2013-09-30 Denso Corp 外部接続導体付き回路基板及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021118217A (ja) * 2020-01-23 2021-08-10 株式会社豊田中央研究所 太陽電池パネル
JP7116101B2 (ja) 2020-01-23 2022-08-09 株式会社豊田中央研究所 太陽電池パネル

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018164206A1 (ja) 2020-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5374831B2 (ja) 複数の半導体チップおよび電子部品を備える2枚の基板を有するパワーエレクトロニックパッケージ
JP4692708B2 (ja) セラミックス回路基板およびパワーモジュール
US8975747B2 (en) Wiring material and semiconductor module using the same
US8050054B2 (en) Electronic device with a base plate
US11972997B2 (en) Semiconductor device
CN108417501B (zh) 功率模块及其制备方法
US20220037226A1 (en) Power module substrate and power module
CN216563091U (zh) 一种双面散热功率模块
JP2004022973A (ja) セラミック回路基板および半導体モジュール
JPH11265976A (ja) パワー半導体モジュールおよびその製造方法
WO2018164206A1 (ja) 絶縁回路基板用端子および絶縁回路基板複合体および半導体装置複合体
JP2004134746A (ja) 半導体装置
JP5772088B2 (ja) パワーモジュール用基板の製造方法及びパワーモジュール用基板
JP2007150342A (ja) 半導体装置およびその製造方法
CN114759007A (zh) 一种降低受热翘曲的dbc基板
JP2018006377A (ja) 複合基板、電子装置および電子モジュール
JP7230419B2 (ja) 半導体装置、半導体装置の製造方法
JP6317178B2 (ja) 回路基板および電子装置
JP2020136293A (ja) 半導体装置及びその製造方法
CN220324457U (zh) 一种采用柔性连接片的低电感碳化硅模块
JPS63224242A (ja) 熱伝達装置
JP7409035B2 (ja) 半導体装置、半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
CN220652012U (zh) 一种基于dbc绝缘散热的to-247-5l封装结构
JPH10223809A (ja) パワーモジュール
JPH03238865A (ja) 半導体素子

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18764413

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019504652

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18764413

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1