JP6348792B2 - 配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁材からなる基板本体の表面に形成した表面パッドの上方に比較的高い発熱性を有する発光素子などの素子を実装するための配線基板に関する。

例えば、平板状のセラミックからなる絶縁基体の表面の中央部に露出する搭載部を有し、且つ該搭載部と前記絶縁基体の裏面の中央部との間を該絶縁基体の垂直方向に沿って貫通して設けた貫通金属体を備え、該貫通金属体の上記絶縁基体のセラミックに接する側面に傾斜部または段差部を設けることによって、上記搭載部の上方に搭載される発光素子から発生する熱の熱放散性および実装信頼性に優れた発光素子用配線基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、前記発光素子用配線基板では、前記絶縁基体の表面に露出する貫通金属体の搭載部（上面）の面積が比較的大きいので、該貫通金属体の搭載部付近とこれに隣接する上記絶縁基体を構成しているセラミックあるいは樹脂との熱膨張係数の差に起因して作用する応力が大きくなる。その結果、上記貫通金属体の搭載部の上方に、比較的発熱量が多い発光素子などの素子を搭載した場合、上記熱膨張係数の差に起因する応力によって、貫通金属体の搭載部を囲む上記絶縁基体の表面側にクラックが生じ易くなる、という問題点があった。
しかも、前記貫通金属体の搭載部（上面）の面積が比較的大きいので、前記絶縁基体の表面にパッドや表面配線などを配置するためのスペースが制限されてしまう、という問題点もあった。

特開２００６−９３５６５号公報（第１〜２１頁、図１〜４）

本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、絶縁材からなる基板本体の表面上に形成した表面パッドに比較的高い発熱性を有する発光素子などの素子を実装しても、上記表面パッドの周囲に隣接する絶縁材にクラックが生じにくく、且つ基板本体の表面に別のパッドや表面配線などを容易に配置し得る配線基板を提供する、ことを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、前記課題を解決するため、基板本体の表面上に形成する表面パッドの面積に対し、該表面パッドに一端が接続され且つ他端が前記基板本体の内部に埋設される放熱部に接続される第１接続部の断面積を小さくする、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の配線基板（請求項１）は、絶縁材からなり、互いに平行な表面および裏面と、該表面と裏面との間に位置する側面を有する基板本体と、該基板本体の表面上に形成された表面パッドと、上記基板本体の内部に埋設された放熱部と、上記表面パッドと上記放熱部とを接続する第１接続部とを備えた配線基板であって、上記放熱部は、上記基板本体の表面側から裏面側に向かうに連れて平面視の断面積が大きくなる錐体形状を呈するか、あるいは、上記基板本体の裏面側から表面側に向かうに連れて平面視の断面積が大きくなる錐体形状を呈すると共に、上記放熱部における角部には、曲面部あるいは平面からなる面取り部が形成されており、平面視において、上記基板本体の表面に露出する上記第１接続部の面積は、上記表面パッドの面積よりも小さい、ことを特徴とする。

これによれば、錐体形状を呈する前記放熱部は、基板本体の表面上に形成された表面パッドに対し、平面視で該表面パッドの面積よりも小さい面積の第１接続部を介して、接続されている。即ち、平面視において、基板本体の表面に露出する第１接続部の面積は、表面パッドの面積よりも小さくなっている。そのため、追って、上記表面パッドの上方に比較的発熱量の高い発光素子などの素子が実装された場合、該素子から発せられる熱は、第１接続部を介して上記放熱部に伝達され、該放熱部の表面から基板本体を構成している前記絶縁材中に順次放散された後、外部に放出される。その結果、前記表面パッドとこれに接する基板本体の絶縁材との間における熱膨張係数の差に起因して、該基板本体の表面側の絶縁材にクラックが生じる事態を皆無にするか、確実に抑制することが可能となる。
しかも、上記放熱部が、上記基板本体の表面側から裏面側に向かうに連れて平面視の断面積が大きくなる錐体形状を呈する形態の場合、前記発光素子などの素子から発生する熱を該放熱部の底面側に向かうに連れて、該熱の伝達速度を次第に速めつつ拡散させることができる。
更に、前記表面パッドは、平面視で前記素子が実装できる大きさの面積であれば良く、基板本体の表面を過度に占有しないので、該基板本体の表面における別のパッドや表面電極や表面配線などの配置に支障を来すことも少なくできる。
加えて、錐体形状を呈する前記放熱部の円錐面または複数の側面と、該放熱部の底面との間に位置する角部に、曲面部（アール）あるいは平面からなる面取り部が形成されているため、製造時において、追って上記放熱部となる導電性ペーストが上記角部にも確実に充填されるので、前記基板本体の内部に無用な空隙（ボイド）が生じる事態を確実に防ぐことも可能となる。
従って、追って、発熱量の高い素子が表面パッドの上方に実装されても、該素子の発熱によって、上記表面パッドに接する基板本体の表層側の絶縁材にクラックが生じにくく、上記熱の放熱性に優れると共に、上記基板本体の表面における設計の自由度が比較的高い配線基板を提供することが可能となる。

尚、前記基板本体を構成する絶縁材は、セラミックあるいは樹脂であり、前記セラミックには、例えば、アルミナなどの高温焼成セラミックやガラス−アルミナなどの低温焼成セラミックが含まれ、上記樹脂には、熱硬化性であり且つ耐熱性を有する合成樹脂（例えば、エポキシ、ポリエステル、シリコン、ポリイミド樹脂など）が含まれる。上記絶縁材は、複数の絶縁層を積層した形態のほか、一体物（塊状）の絶縁体であっても良い。
また、前記表面上とは、前記表面パッドの底面が前記基板本体の表面に接し、該表面パッドの厚み分だけ前記基板本体の表面から突出していることを意味する。
更に、前記放熱部は、主に熱伝導性に優れた金属からなり、該金属には、Ｗ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｕなどやこれらの何れかを主成分とする合金が含まれ、これらの金属を構成するための金属粉末は、製造時における流動性を確保するため、平均粒径で１μｍ以下が望ましい。但し、該放熱部は、一部に製造時に用いた導電性ペースト中に含まれていたバインダ樹脂などの非導電性成分を含んでいても良い。

更に、前記基板本体の表面は、該表面に開口するキャビティの底面も含む。
また、前記表面パッド上には、追って、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子やパワーモジュールに用いられる半導体素子などのような発熱量が比較的大きな素子が追って搭載される。
更に、前記第１接続部は、前記同様の金属からなり、断面が円形状のほか、楕円形、長円形、矩形状、または五角形以上の多角形状などを呈していても良い。
加えて、前記基板本体には、１つの前記表面パッドに対し、複数の第１接続部と、単数または複数の放熱部とが電気的に接続された形態とされていても良い。

また、本発明には、錐体形状を呈する前記放熱部の頂部側が、前記第１接続部に接続されている、配線基板（請求項２）も含まれる。
これによれば、上記放熱部は、前記基板本体の表面側から裏面側に向かうに連れて平面視の断面積が大きくなり、且つ該断面積が最少となる頂部が上記基板本体の表面側に位置する錐体形状として、該基板本体の内部に埋設されている。そのため、放熱部の該頂部と前記表面パッドとの間を、断面積が比較的小さい前記第１接続部であっても、容易に接続することが可能となる。

尚、前記面取り部の平面を区画する該平面の両側には、それぞれ鈍角（９０度超）の角部が位置している。また、上記平面は、複数であっても良い。

また、本発明には、錐体形状を呈する前 記放熱部の円錐面または複数の側面には、該放熱部の頂部側から底面側に向かって延びる複数組の凹溝および凸条が形成されている、配線基板（請求項３）も含まれる。
これによれば、上記放熱部の円錐面または複数の側面に、該放熱部の頂部側から底面側に向かって延びる複数組の凹溝および凸条が形成されていることにより、当該放熱部の表面積が拡大されている。そのため、前記発光素子などから第１接続部を介して伝達された熱を、前記基板本体の絶縁材中に効率良く放散できると共に、該絶縁材と上記放熱部との密着強度も高められる。

更に、本発明には、錐体形状を呈する前記放熱部の円錐面または複数の側面は、該放熱部の内側に凹む湾曲面を有している、配線基板（請求項４）も含まれる。
これによれば、上記放熱部の円錐面または複数の側面が、該放熱部の内側に凹む湾曲面を有することにより、当該放熱部の表面積が拡大されている。そのため、前記同様に、前記素子からの熱を前記基板本体の絶縁材中に効率良く放散できると共に、該絶縁材と上記放熱部との密着強度も高められる。
尚、前記湾曲面は、例えば、ドーム形状あるいは断面Ｕ字形状の凹溝である。
また、多角錘体形状を呈する放熱部において、三角形状を呈する複数の前記側面には、該側面の一部に単数または複数の前記湾曲面を形成している形態のほか、上記側面全体を単一の湾曲面とした形態も含まれる。

加えて、本発明には、錐体形状を呈する前記放熱部の底面側には、前記基板本体の裏面あるいは側面に他端が露出する第２接続部の一端が接続されている、配線基板（請求項５）も含まれる。
これによれば、前記第１接続部、放熱部、および第２接続部を介して、前記基板本体の表面と裏面との間、あるいは該表面と側面との間を電気的に導通可能となる。そのため、例えば、追って、前記表面パッドの上方に実装される発光素子などの素子における一方の電極と、上記基板本体の裏面または側面に形成される裏面パッドあるいは側面導体との間が電気的に接続可能となる。しかも、上記放熱部および裏面パッドあるいは側面導体を介して、上記素子の電極と、追って本配線基板自体が搭載されるマザーボードなどの表面パッドとを電気的に接続することもできる。更に、前記素子が発する熱を裏面パッドあるいは側面導体を介して、基板本体の外部に放出することも可能となる。
尚、上記第２接続部も、前記第１接続部と同様の金属からなると共に、該第１接続部と同様の断面形状を有している。
また、上記第２接続部の他端が露出する基板本体の裏面または側面には、これらと個別に接続する裏面パッドあるいは側面導体が形成されている。
更に、前記第２接続部は、錐体形状を呈する前記放熱部の底面側から基板本体の裏面および側面の双方に延びた形態であっても良い。

本発明による一形態の配線基板を示す垂直断面図。 （Ａ），（Ｂ）は上記配線基板に用いる放熱部などを示す斜視図。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上記配線基板の製造工程を示す概略図。 （Ａ），（Ｂ）は図３（Ｂ）に続く製造工程を示す概略図。 （Ａ），（Ｂ）は図４（Ｂ）に続く製造工程を示す概略図。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ前記配線基板の応用形態を示す垂直断面図。 （Ａ）は前記配線基板の応用形態を、（Ｂ）は異なる形態の配線基板を示す垂直断面図。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ異なる形態の配線基板を示す垂直断面図。 （Ａ），（Ｂ）は更に異なる形態の配線基板を示す垂直断面図。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ応用形態の放熱部などを示す斜視図。 （Ａ），（Ｂ）は異なる応用形態の放熱部などを示す斜視図。

以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による一形態の配線基板１ａを示す垂直断面図、図２（Ａ），（Ｂ）は、該配線基板１ａに用いる放熱部１０ａ，１０ｂを示す斜視図である。
上記配線基板１ａは、図１に示すように、例えば、ガラス−セラミック（絶縁材）からなり、互いに平行な表面３および裏面４と、該表面３と裏面４との周辺間に位置する四辺の側面５とを有する基板本体２と、該基板本体２の表面３上に形成された表面パッド６と、該基板本体２の内部に埋設された放熱部１０ａあるいは放熱部１０ｂと、を含んでいる。
上記放熱部１０ａは、図２（Ａ）に示すように、頂部１３を有する円錐面１１と、底面視が円形の底面１２とからなる円錐体形状を呈し、前記円錐面１１と底面１２との角部の全周に沿って曲面部（アール）１４が形成されている。
一方、上記放熱部１０ｂは、図２（Ｂ）に示すように、頂部１３を有する四角錐体形状を呈し、四つの細長い三角形状の側面１５と、底面視が正方形状の底面１２とを有すると共に、該四つの側面１５と底面１２との全周に沿って曲面部１４が形成されている。

図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記放熱部１０ａ，１０ｂには、それぞれの頂部１３から円柱形状の第１接続部８が同軸状に立設されており、且つそれぞれの底面１２の中心部から円柱形状の第２接続部９が同軸状に垂下している。
図１に示すように、第１接続部８は、前記基板本体２の表面３における中心部に上端部が露出し且つ前記表面パッド６の底面に接続されている。該第１接続部８に頂部１３側が接続された放熱部１０ａ，１０ｂは、基板本体２の表面３側から裏面４側に向かうに連れて平面視の断面積が大きくなるように、上記基板本体２を構成している前記セラミックの内部に埋設されている。該放熱部１０ａ，１０ｂの底面１２ごとの中心部と、上記基板本体２の裏面４における中心部に形成された裏面パッド７との間には、第２接続部９が接続されている。
尚、図１おいては、第１接続部８、第２接続部９、および放熱部１０ａ（１０ｂ）の中心軸は、それぞれ基板本体２の表面３および裏面４と直交しているが、必ずしも当該形態に限定されるものではない。

前記基板本体２の表面３と裏面４との周辺部の何れかには、該表面３と裏面４との間を貫通する細長い円柱形状のビア導体２０が配設され、その上端部には、上記表面３上に形成された表面電極２１が接続され、上記ビア導体２０の下端部には、上記裏面４上に形成された裏面電極２２が接続されている。
上記表面電極２１は、図１に示すように、追って表面パッド６の上方に実装される発光素子２４における片方の電極とボンディングワイヤ２３を介して、電気的に接続される。一方、前記裏面パッド７および裏面電極２２は、追って本配線基板１ａが搭載される図示しないマザーボード側の外部端子と導通可能とされる。
尚、前記放熱部１０ａ，１０ｂ、表面・裏面パッド６，７、第１・第２接続部８，９、ビア導体２０、および表面・裏面電極２１，２２は、基板本体２を構成するセラミックが前記ガラス−セラミックのような低温焼成セラミックの場合には、主にＡｇまたはＣｕからなり、上記セラミックがアルミナなどの高温焼成セラミックの場合には、主にＷまたはＭｏからなる。

以下において、前記配線基板１ａの製造方法について説明する。
予め、図３（Ａ）の垂直断面図で示すように、前記第１・第２接続部８，９を上下に有する放熱部１０ａを形成するため、これらと相似形状である模型部８ｍ，９ｍ，１０ｍからなる立体模型３０Ｍと、ビア導体２０と相似形の立体模型２０ｍとを製作した。
即ち、平均粒径が１〜５０μｍであるアクリル樹脂の粉末および接着剤などからなる液状の原料を、図示しない３次元プリンタに用いることで、図３（Ａ）に示すように、第１・第２接続部８，９の模型部８ｍ，９ｍと、これらの間を接続する円錐体形状の放熱部１０の模型部１０ｍとからなる立体模型３０Ｍを成形した。該模型部１０ｍの角部には、前記放熱部１０ａと相似形の曲面部１４が位置している。
また、上記原料および３次元プリンタを用いることで、図３（Ａ）の右側に示すように、前記ビア導体２０と相似形の立体模型２０ｍを成形した。

次に、図示しない型内に配設された直方体状のキャビティ内に、前記立体模型３０Ｍ，２０ｍをそれぞれの上・下端面のみを該キャビティの天井面および床面に接触させ且つ拘束した状態として、上記キャビティ内にガラス−セラミック（絶縁材）のスラリをゲルキャスト法によって充填した。
その結果、図３（Ｂ）に示すように、前記ガラス−セラミックのスラリが乾燥した生（未焼成）のセラミック体からなり、表面３、裏面４、およびこれらの四辺間に位置する側面５を有し、上記立体模型３０Ｍ，２０ｍの上下の両端面が表面３と裏面４とに個別に露出している未焼成の素基板本体３１が得られた。
次いで、上記素基板本体３１を所定の温度帯に加熱して、該素基板本体３１を構成している前記ガラス−セラミックを焼成した。かかる加熱過程において、前記立体模型３０Ｍ，２０ｍを構成していた前記アクリル樹脂の粉末や接着剤などは、当該立体模型３０Ｍ，２０ｍごとの上端部側から順次外部に蒸発して行った。

その結果、図４（Ａ）に示すように、上記ガラス−セラミックからなり、表面３、裏面４、およびこれらの四辺間に位置する側面５を有し、上記立体模型３０Ｍ，２０ｍが蒸発して除去された跡には、該立体模型３０Ｍ，２０ｍとそれぞれ相似形の空洞部８ｓ〜１０ｓ，２０ｓが内部に形成されている焼成済みのセラミックからなる基板本体３２が得られた。
更に、前記空洞部８ｓ〜１０ｓ，２０ｓ内にＡｇ粉末あるいはＣｕ粉末（金属粉末）を含む導電性ペーストを前記表面３側の上端部（開口部）から充填した。
その結果、図４（Ｂ）に示すように、空洞部８ｓ〜１０ｓ内に上記導電性ペーストからなる未硬化の第１・第２接続部８ｐ，９ｐと、これらの間を接続する未硬化の放熱部１０ｐとが形成され、空洞部２０ｓ内に上記導電性ペーストからなる未硬化のビア導体２０ｐとが個別に形成された基板本体２が得られた。尚、上記放熱部１０ｐの角部には、前記模型部１０ｍの角部に形成された曲面部１４と相似形の空洞部に上記導電性ペーストが充填されたので、空隙を生じなかった。

次に、未硬化の第１・第２接続部８ｐ，９ｐおよび放熱部１０ｐと、ビア導体２０ｐとを内設する上記基板本体２を、所定の温度帯に加熱することで、上記放熱部１０ｐなどとビア導体２０ｐとを硬化（キュア）させた。その結果、図５（Ａ）に示すように、硬化した第１・第２接続部８，９および放熱部１０ａとビア導体２０とを内部に埋設している基板本体２が得られた。
そして、前記基板本体２の表面３と裏面４とを研磨した後、該表面３および裏面４に露出する第１・第２接続部８，９の端面ごと、およびビア導体２０の両端面に対し、Ｔｉ合金をスパッタリングして、それぞれ平面視が矩形状あるいは円形状を呈する下地金属層を形成し、該下地金属層ごとの表面にＣｕをスパッタリングして表層金属層を積層してパッド本体を形成した後、それらの表面に対して電解Ｎｉメッキおよび電解Ａｕメッキを順次施した。

その結果、図５（Ｂ）に示すように、第１・第２接続部８，９、放熱部１０ａ、およびビア導体２０を基板本体２の内部に埋設していると共に、該第１・第２接続部８，９の端面ごとに個別に接続した表面・裏面パッド６，７と、ビア導体２０の両端面に個別に接続した表面・裏面電極２１，２２とを、前記表面３あるいは裏面４に形成した前記配線基板１ａを得ることができた。
尚、前記模型部１０ｍの形状を変更することで、前記放熱部１０ｂを基板本体２の内部に対し前記同様に埋設した配線基板１ａを製造することもできる。
以上のような製造方法によれば、前記配線基板１ａを、一個でも多数個取り方式でも、比較的少ない工程によって、精緻で且つ確実に製造することができる。

前記のような配線基板１ａによれば、円錐体形状または四角錐体形状を呈する放熱部１０ａ，１０ｂは、基板本体２の表面３上に形成された表面パッド６に対し、平面視で該表面パッド６の面積よりも小さい面積の第１接続部８を介して接続されている。即ち、平面視において、基板本体２の表面３に露出する第１接続部８の面積は、表面パッド６の面積よりも小さい。そのため、追って、表面パッド６の上方に比較的発熱量の高い発光素子２４が実装された場合、該発光素子２４から発せられる熱は、第１接続部８を介して放熱部１０ａ，１０ｂに伝達され、該放熱部１０ａ，１０ｂの表面から基板本体２を構成しているセラミック中に順次放散された後、外部に放出される。その結果、上記表面パッド６とこれに接する基板本体２のセラミックとの間における熱膨張係数の差に起因して、該セラミックの表面３側にクラックが生じる事態を皆無にできるか、確実に抑制することが可能となる。

しかも、前記放熱部１０ａ，１０ｂは、基板本体２の表面３側から裏面４側に向かうに連れて平面視の断面積が大きくなる錐体形状を呈するので、前記発光素子２４からの熱を該放熱部１０ａ，１０ｂの頂部１３側から底面１２側に向かうに連れて、該熱の伝達速度を次第に速めつつ迅速に拡散させることができる。
更に、前記表面パッド６は、平面視で前記発光素子２４が実装できる面積であれば良く、基板本体２の表面３を過度に占有しないので、該基板本体２の表面３における表面電極２１や表面配線などの配置に支障を来す事態を少なくできる。
従って、追って、発熱量の高い発光素子２４が表面パッド６の上方に実装されても、該素子２４から発せられる熱によっても、上記表面パッド６に接する基板本体２の表面３側のセラミックにクラックが生じにくく、上記熱の放熱性に優れていると共に、上記基板本体２の表面における設計の自由度が比較的高い配線基板１ａを提供することができる。

図６（Ａ）は、前記配線基板１ａの応用形態を示す垂直断面図である。
応用形態の配線基板１ａは、図６（Ａ）に示すように、前記同様の基板本体２、表面パッド６、第１接続部８、および放熱部１０ａ（１０ｂ）を備えている。該配線基板１ａは、放熱部１０ａ（１０ｂ）の底面１２と基板本体２の裏面４との間に前記第２接続部９を有していない反面、基板本体２における周辺部に一対のビア導体２０を左右対称にして貫通させ、且つこれらの両端ごとに表面電極２１および裏面電極２２を個別に接続している。
上記表面パッド６の上方には、図６（Ａ）に示すように、追って、発熱量が比較的多い半導体素子２５が実装され、該半導体素子２５における一対の外部電極（図示せず）と、左右一対の表面電極２１との間は、ボンディングワイヤ２３を介して電気的に接続される。

以上のような応用形態の配線基板１ａによれば、前記半導体素子２５から発生する熱は、表面パッド６および第１接続部８を介して放熱部１０ａ（１０ｂ）に放散され、基板本体２を構成する前記セラミックに拡散された後に、外部に放出される。しかも、上記半導体素子２５は、前記ボンディングワイヤ２３、基板本体２を貫通する一対のビア導体２０、および前記裏面電極２２を介して、外部のプリント基板などのマザーボード（図示せず）と導通可能とされるので、所要の動作を確実に奏することができる。更に、基板本体２の裏面４には、一対の裏面電極２２だけを形成すれば良いので、それらの配置すべき位置を比較的自由に設計することもできる。
尚、前記放熱部１０ａ（１０ｂ）の底面１２と、基板本体２の裏面４との間に、更に前記第２接続部９を配置した形態としても良い。

図６（Ｂ）は、配線基板１ａの異なる応用形態の概略を示す垂直断面図である。
かかる応用形態の配線基板１ａは、図６（Ｂ）に示すように、前記同様の基板本体２、表面パッド６、第１接続部８、放熱部１０ａ（１０ｂ）、第２接続部９、裏面パッド７、ビア導体２０、および表面・裏面電極２１，２２を備えている。
かかる配線基板１ａは、第２接続部９における放熱部１０ａ（１０ｂ）の底面１２側に、該底面１２に近付くに連れて平面視の断面積が大きくなる円錐形状部１６を形成している。
上記のような異なる応用形態の配線基板１ａによれば、前記図１に示した形態の配線基板１ａによる効果に加え、追って表面パッド６の上方に実装される前記発光素子２４からの熱を、放熱部１０ａ（１０ｂ）の底面１２側から第２接続部９を介して裏面パッド７側へ一層スムーズに伝達することが可能となる。

図７（Ａ）は、前記配線基板１ａの更に異なる応用形態を示す垂直断面図である。該応用形態の配線基板１ａは、図７（Ａ）に示すように、前記同様の基板本体２、表面パッド６、第１接続部８、放熱部１０ａ（１０ｂ）、第２接続部９、裏面パッド７、ビア導体２０、および表面・裏面電極２１，２２を備えている。
上記配線基板１ａは、図７（Ａ）に示すように、放熱部１０ａ（１０ｂ）の曲面部１４と上記基板本体２の側面５との間に、基板本体２の表面３と平行な第２接続部３３を更に形成すると共に、該第２接続部３３の端部が露出する基板本体２の側面５には、側面導体３４が形成されている。尚、同図中の破線で示すように、上記側面導体３４の下端部を、更に、基板本体２の裏面４側まで延ばして、別の裏面パッドまたは裏面電極を形成するようにしても良い。
更に異なる応用形態の上記配線基板１ａによれば、前記図１に示した形態の配線基板１ａによる効果に加え、前記素子２４，２５からの熱を一層効果的に放散することが可能となる。尚、図７（Ａ）の上記配線基板１ａにおいて、第２接続部９および裏面パッド７を省略した形態とすることも可能である。

図７（Ｂ）は、異なる形態の配線基板１ｂの概略を示す垂直断面図である。
かかる配線基板１ｂは、図７（Ｂ）に示すように、前記同様の基板本体２、表面パッド６、第１接続部８、第２接続部９、裏面パッド７、ビア導体２０、および表面・裏面電極２１，２２を備えている。
上記配線基板１ｂは、図７（Ｂ）に示すように、第１接続部８と第２接続部９との間に、第１接続部８側から第２接続部９側に向かうに連れて断面積が徐々に拡大し、且つ内側に凹んだ円錐面１６あるいは複数の側面１７を有する円錐体形状または四角錐体形状を呈する放熱部１０ｃあるいは放熱部１０ｄを配設している。かかる配線基板１ｂによっても、前記図１に示した形態の配線基板１ａと同様な効果を奏することが可能である。

図８（Ａ）は、更に異なる形態の配線基板１ｃの概略を示す垂直断面図である。
かかる配線基板１ｃは、図８（Ａ）に示すように、前記同様の基板本体２、表面パッド６、第１接続部８、第２接続部９、裏面パッド７、ビア導体２０、および表面・裏面電極２１，２２を備えている。
上記配線基板１ｃは、図８（Ａ）に示すように、第１接続部８と第２接続部９との間に、かかる第１接続部８側から第２接続部９側に向かうに連れて、断面積が第１接続部８側では急速に拡大し且つ第２接続部９側に近付くほど緩やかに拡大する円錐体（半紡錘体）形状または四角錐体形状を呈し、且つ円錐面１８または複数の側面１９を有する放熱部１０ｅあるいは放熱部１０ｆを配設している。
以上のような配線基板１ｃによっても、前記図１に示した形態の配線基板１ａと同様な効果を奏することが可能である。

図８（Ｂ）は、別異なる形態の配線基板１ｄの概略を示す垂直断面図である。
かかる配線基板１ｄは、図８（Ｂ）に示すように、前記同様の基板本体２、表面パッド６、第１接続部８、第２接続部９、ビア導体２０、および表面・裏面電極２１，２２を備えている。上記第１接続部８と第２接続部９との間には、前記同様の錐体形状（または四角錐形状）を呈し、円錐面２６（複数の側面２７）を有する放熱部１０ｇ（１０ｈ）が、基板本体２の裏面４側から表面３側に向かうに連れて平面視の断面積が次第に大きくなるような形態、即ち、前記各形態とは上下を逆にした姿勢で配設されている。尚、上記第１接続部８と放熱部１０ｇ（１０ｈ）における上面２８との間には、前記熱の伝達をスムーズにするため、円錐面を有する円錐形状部２９が形成されている。
以上のような配線基板１ｄによっても、前記図１に示した形態の配線基板１ａと同様な効果を奏することが可能である。

図９（Ａ）は、更に異なる応用形態の配線基板１ａを示す垂直断面図である。
かかる配線基板１ａは、図９（Ａ）に示すように、前記同様の基板本体２、表面パッド６、第１接続部８、放熱部１０ａ（１０ｂ）、ビア導体２０、および表面・裏面電極２１，２２を備えている。上記放熱部１０ａ（１０ｂ）は、その円錐面１１（または側面１５）と底面１２との角部に、前記曲線部１４に替えて側面視で平面からなる面取り部１４ｆを全周に沿って有している。更に、上記底面１２と基板本体２の裏面４との間に少なくも左右一対（複数）の第２接続部９を形成すると共に、かかる第２接続部９の下端部が露出する基板本体２の裏面４ごとに、裏面パッド７が形成されている。かかる配線基板１ａによっても、前記図１に示した形態の配線基板１ａと同様な効果を奏することが可能である。
尚、前記放熱部１０ｃ〜１０ｈについても、それらの前記曲面部１４を面取り部１４ｆに替えた形態としても良い。

図９（Ｂ）は、別個なる形態の配線基板１ｅの概略を示す垂直断面図である。
かかる配線基板１ｅは、図９（Ｂ）に示すように、前記同様の基板本体２、比較的面積の大きい表面パッド６、左右一対（複数）の第１接続部８、第２接続部９、ビア導体２０、および表面・裏面電極２１，２２を備えている。上記第２接続部９の左右（前後）には、互いに対称に傾斜した左右一対（複数）の第２接続部９ａが更に配置されている。上記第１接続部８，８と第２接続部９，９ａとの間には、平坦な円形状（または正方形状）の頂面（頂部）３８と、該頂面３８から基板本体２の裏面４側に向かうに連れて平面視の断面積が拡大する円錐面（または複数の側面）３７と、上記頂面３８と相似形の底面３９とからなり、全体が円錐体形状（四角錐体形状）を呈し且つ垂直断面が台形状である放熱部３５（３６）が配設されている。尚、該放熱部３５（３６）の曲面部１４も前記面取り部１４ｆに替えても良い。
以上のような配線基板１ｅによれば、前記図１に示した形態の配線基板１ａによる効果（放熱性および電気的接続性）を一層効果的に奏することが可能である。

図１０（Ａ）は、前記放熱部１０ａの円錐面１１に、該放熱部１０ａの頂部１３側から底面１２側に向かって延びる複数組の凹溝４１および凸条４０を円周方向に沿って連続して形成した形態を示す斜視図である。上記複数組の凹溝４１および凸条４０は、前記放熱部１０ｃ，１０ｅ，１０ｇ，３５の円錐面１６，１８，２６，３７に対しても、上記と同様に形成しても良い。
図１０（Ｂ）は、前記放熱部１０ｂにおける複数の側面１５ごとに、該放熱部１０ｂの頂部１３側から底面１２側に向かって延びる複数組の凹溝４３および凸条４２を幅方向に沿って連続して形成した形態を示す斜視図である。該複数組の凹溝４３および凸条４２は、前記放熱部１０ｄ，１０ｆ，１０ｈ，３６における複数の側面１７，１９，２７，３７に対しても、上記と同様に形成しても良い。
以上のような複数組の凹溝４１，４３および凸条４０，４２を更に形成することで、前記放熱部１０ａ〜１０ｈ，３５，３６の表面積が一層大きくなるので、前記基板本体２を構成する前記セラミックとの密着面積が増大すると共に、前記発光素子２４あるいは半導体素子２５からの熱を基板本体２のセラミック中に一層効率良く放散することが可能となる。

図１１（Ａ）は、前記放熱部１０ａの円錐面１１に、該放熱部１０ａの頂部１３側から底面１２側に向かって延び且つ該放熱部１０ａの内側に凹む複数の湾曲面４４を円周方向に沿って形成した形態を示す斜視図である。かかる複数の湾曲面４４は、前記放熱部１０ｃ，１０ｅ，１０ｇ，３５の円錐面１６，１８，２６，３７に対しても、上記と同様に形成しても良い。
図１１（Ｂ）は、前記放熱部１０ｂにおける複数の側面１５を、それぞれ該放熱部１０ｂの内側に凹む湾曲面４５にした形態を示す斜視図である。かかる湾曲面４５は、前記放熱部１０ｄ，１０ｆ，１０ｈ，３６における複数の側面１７，１９，２７，３７ごとに対しても、上記と同様に形成しても良い。
以上のような湾曲面４４，４５を更に形成すれば、前記放熱部１０ａ〜１０ｈ，３５，３６の表面積が更に大きくなるので、前記基板本体２を構成するセラミックとの密着面積が増大すると共に、前記発光素子２４あるいは半導体素子２５からの熱を、基板本体２のセラミック中に一層効率良く放散することが可能となる。

本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記基板本体を構成する絶縁材は、ガラス−セラミック以外の低温焼成セラミックや、アルミナなどの高温焼成セラミックとしても良い。後者の場合、前記放熱部やビア導体には、ＷまたはＭｏなどが適用される。更に、上記絶縁材には、熱硬化性であり且つ耐熱性を有する合成樹脂（例えば、エポキシ樹脂など）を適用しても良い。上記セラミックや樹脂は、前記ゲルキャスト法によって基板本体を成形するほか、複数のセラミック層または樹脂層を積層する方法によって、前記基板本体を形成しても良い。
また、前記基板本体は、その表面の中央部に開口するキャビティを有する形態とし、該キャビティの底面（表面）に前記第１接続部８の一端部を露出させ、その真上に表面パッド６を形成しても良い。

また、前記放熱部は、単一の基板本体の内部に複数個を埋設し、該複数個の放熱部ごとに前記第１接続部を接続し、更に、第２接続部を接続しても良い。
更に、前記放熱部は、前記基板本体の表面側から裏面側に向かうに連れて平面視の断面積が大きくなる錐体形状と、該基板本体の裏面側から表面側に向かうに連れて平面視の断面積が大きくなる錐体形状との双方を併有する形態としても良い。
加えて、前記放熱部の円錐面や複数の側面に形成する複数組の凹溝および凸条、あるいは凹溝状の前記湾曲面は、該放熱部の中心軸と直交する方向（上記円錐面の円周方向、上記側面の幅方向）に沿って形成しても良い。あるいは、上記円錐面や複数の側面に、複数の浅いドーム形状を呈する凹部を形成しても良い。

本発明によれば、絶縁材からなる基板本体の表面上に形成した表面パッドに比較的高い発熱性を有する発光素子などの素子を実装しても、前記表面パッドの周囲に隣接する絶縁材にクラックが生じにくく、且つ基板本体の表面に別のパッドや表面配線などを容易に配置し得る配線基板を提供することができる。

１ａ〜１ｅ…………………………配線基板
２……………………………………基板本体
３……………………………………表面
４……………………………………裏面
５……………………………………基板本体の側面
６……………………………………表面パッド
８……………………………………第１接続部
９，３３……………………………第２接続部
１０ａ〜１０ｈ，３５．３６……放熱部
１１，１６，１８，２６，３７…円錐面
１２，３９…………………………底面
１３，３８…………………………頂部
１４…………………………………曲面部
１４ｆ………………………………面取り部
１５，１７，１９，２７，３７…放熱部の側面
４０，４２…………………………凸条
４１，４３…………………………凹溝
４４，４５…………………………湾曲面

Claims (5)

1. 絶縁材からなり、互いに平行な表面および裏面と、該表面と裏面との間に位置する側面を有する基板本体と、
   上記基板本体の表面上に形成された表面パッドと、
   上記基板本体の内部に埋設された放熱部と、
   上記表面パッドと上記放熱部とを接続する第１接続部とを備えた配線基板であって、
   上記放熱部は、上記基板本体の表面側から裏面側に向かうに連れて平面視の断面積が大きくなる錐体形状を呈するか、あるいは、上記基板本体の裏面側から表面側に向かうに連れて平面視の断面積が大きくなる錐体形状を呈すると共に、
   上記放熱部における角部には、曲面部あるいは平面からなる面取り部が形成されており、
   平面視において、上記基板本体の表面に露出する上記第１接続部の面積は、上記表面パッドの面積よりも小さい、
   ことを特徴とする配線基板。
2. 錐体形状を呈する前記放熱部の頂部側が、前記第１接続部に接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 錐体形状を呈する前記放熱部の円錐面または複数の側面には、該放熱部の頂部側から底面側に向かって延びる複数組の凹溝および凸条が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
4. 錐体形状を呈する前記放熱部の円錐面または複数の側面は、該放熱部の内側に凹む湾曲面を有している、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
5. 錐体形状を呈する前記放熱部の底面側には、前記基板本体の裏面あるいは側面に他端が露出する第２接続部の一端が接続されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の配線基板。

Images