JP2014093401A - 光半導体素子搭載用基板とその製造方法、光半導体装置 - Google Patents

光半導体素子搭載用基板とその製造方法、光半導体装置 Download PDF

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Abstract

【課題】多孔質セラミック層と緻密層とを有する構造において、良好な光反射率を発揮できるとともに、多孔質セラミック層を補強でき、優れた放熱特性の発揮を期待することが可能な光半導体素子搭載用基板とその製造方法、及び光半導体装置を提供する。
【解決手段】緻密層１１Ａと多孔質層１１Ｂとを積層してＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０を作製する。多孔質層１１Ｂは緻密層１１Ａ上に順次積層された第１ガラス層１１１Ｂと、ＬＴＣ層１１２（多孔質セラミック層）、第２ガラス層１１１Ａとを備える。ＬＴＣ層１１２はガラス成分とセラミックフィラーとを含み且つ、気孔率が１０％以上４０％以下であり、厚み方向両面の少なくとも一方の面のガラス成分濃度が当該層中の平均ガラス成分濃度よりも高い。緻密層１１Ａはセラミック成分を含み且つＬＴＣ層１１２よりも高い抗折強度を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は光半導体素子搭載用基板とその製造方法、光半導体装置に関する。
近年、ＬＥＤ素子を基板に実装してなる光半導体装置が種々の用途に用いられている。
ＬＥＤ素子等の光半導体素子を搭載するための基板としてＬＴＣ(Low Temperature fired Ceramics：低温焼成セラミック）基板が開発されている。ＬＴＣ基板の一例としてＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics：低温同時焼成セラミック）基板がある（特許文献１）。ＬＴＣＣ基板はガラス成分及びセラミックフィラーを含む多孔質セラミック基板とビアや配線層等の導体部材とを低温で同時焼成してなり、表面積が広く良好な光反射率を有する。また、導体部材に低融点のＣｕやＡｇを利用できる。
一方、高温でセラミック基板を焼成してなるＨＴＣ（High Temperature fired Ceramics：高温焼成セラミック）基板が開発されている。ＨＴＣ基板は緻密なセラミック基板として構成される。ＨＴＣ基板の一例として、セラミック基板と導体部材とを高温で同時焼成したＨＴＣＣ（High Temperature Co-fired Ceramics：高温同時焼成セラミック）基板が存在する。
そこで、ＨＴＣ層もしくはＨＴＣＣ層（ＨＴＣ含有層）と、ＬＴＣ層もしくはＬＴＣＣ層（ＬＴＣ含有層）とを積層した積層基板が開発されている。この積層基板はＨＴＣ含有層が有する高い熱伝導性及び緻密性並びに抗折強度と、ＬＴＣ含有層が有する高い光反射率を併せ持つ。また、ＨＴＣ含有層の使用によりＬＴＣ含有層の厚みを減らすことで生産コストの低減を期待できる。
図１３（ａ）は、ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板を用いた従来の光半導体装置１Ｘの構成を示す模式断面図である。装置１Ｘは、ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０Ｘと、ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０Ｘ上に実装されたＬＥＤ素子２と、ＬＥＤ素子２を接着する接着剤５と、ボンディングワイヤ３ａ、３ｂと、ＬＥＤ素子２を封止する封止樹脂４とで構成される。ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０Ｘは緻密層１１Ａと多孔質層１１Ｂとを積層してなる。緻密層１１ＡはＨＴＣ層１１０Ｘとビア１００ａ、１００ｂと配線層１０１ａ
、１０１ｂとを有する。多孔質層１１ＢはＬＴＣ層１１２Ｘと複数のビア１００Ｘと配線層１０１ｃ〜１０１ｆとを有する。
特開２０１１−２４３７３３号公報
しかしながら、ＨＴＣ含有層とＬＴＣ含有層とを用いた積層基板では以下の問題がある。
第一に、ＬＥＤ素子の高出力化に対応すべく、積層基板においてもさらなる放熱特性及び反射特性の向上が要望されている。
第二に、ＨＴＣとＬＴＣとの熱膨張率の違いにより、ＬＥＤ素子の駆動時に発生する駆動熱が及ぶとＨＴＣ含有層とＬＴＣ含有層とが層間剥離を生じたり、ＬＴＣ含有層がクラックを生じることがある等、強度面において問題がある。
第三に、基板の製造時に使用するフラックスやメッキ液等の残渣が多孔質セラミック層であるＬＴＣ含有層の表面に付着することで、ＬＴＣ含有層が劣化する場合がある。また、製造時に混入したゴミがＬＴＣ含有層の表面に付着する場合もある。ここで図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＡ部拡大図である。このようにＬＴＣ層１１２Ｘの気孔内等にフラックス残渣が付着したりゴミが付着すると、ＬＴＣ層１１２Ｘの光反射率が低下しうる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、多孔質セラミック層と緻密層とを有する構造において、良好な光反射率を発揮できるとともに、多孔質セラミック層を補強でき、優れた放熱特性の発揮を期待することが可能な光半導体素子搭載用基板とその製造方法、及び光半導体装置の提供を目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、緻密層と多孔質層とが積層された構造を有する光半導体素子搭載用基板であって、前記多孔質層は、前記緻密層上に積層された第１ガラス層と、前記第１ガラス層上に積層された多孔質セラミック層と、前記多孔質セラミック層上に積層された第２ガラス層とを備え、前記多孔質セラミック層は、ガラス成分とセラミックフィラーとを含み且つ、気孔率が１０％以上４０％以下であり、前記緻密層はセラミック成分を含み、前記多孔質セラミック層よりも高い抗折強度を有する構成とする。
本発明の一態様に係る光半導体素子搭載用基板では、セラミック成分を含む緻密層に第１ガラス層が積層されて構成される。ここで、セラミック成分とガラス成分とは一般に共通する熱膨張率を有する。また、第１ガラス層のガラス成分は焼成時に緻密層側と高度に密着して溶融する。これにより緻密層と多孔質層とは高温状態でも優れた密着性で密着を保つことができ、層間剥離を生じるのを防止できる。さらに、多孔質層よりも高い抗折強度を有するようにセラミック成分を用いて緻密層を構成することで、多孔質セラミック層を補強でき、基板全体において良好な強度を発揮できる。
また、多孔質セラミック層の表面が第２ガラス層で保護されているので、製造時に多孔質セラミック層の表面にフラックスやメッキ液等の不要な残渣が付着したり、ゴミ等が付着するのを防止できる。これにより多孔質セラミック層の表面特性を維持でき、光反射率の低下を防止できる。
さらに、多孔質セラミック層は可視光反射特性に優れるセラミックフィラーを含み、且つ層内に一定量の豊富な気孔を有しているので、その厚みを薄くしても良好な光反射率を発揮できる。よって、多孔質セラミック層の厚みを薄くして基板の熱抵抗を小さく抑えることで、放熱特性の向上を期待できる。
実施の形態１に係る光半導体装置１の構成を示す外観図である。 光半導体装置１の内部構成を示す模式断面図である。 ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の断面構成を示す部分拡大図である。 ＬＴＣ層１１２の顕微鏡写真（ａ）と従来の多孔質層の顕微鏡写真（ｂ）である。 実施例及び比較例に係る、可視光波長と反射率の関係を示すグラフである。 ＬＴＣ層１１２の好適なガラス配合率の範囲を示すグラフである。 ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の製造ステップである。 多孔質層中間体２２の製造工程を示す模式断面図である。 緻密層中間体３５の製造工程を示す模式断面図である。 ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の製造工程を示す模式断面図である。 実施の形態２〜４に係る各基板の構成を示す断面図である。 実施の形態５、６に係る各基板の構成を示す断面図である。 従来の光半導体装置の構成を示す模式断面図である。
＜発明の態様＞
本発明の一態様は、緻密層と多孔質層とが積層された構造を有する光半導体素子搭載用基板であって、前記多孔質層は、前記緻密層上に積層された第１ガラス層と、前記第１ガラス層上に積層された多孔質セラミック層と、前記多孔質セラミック層上に積層された第２ガラス層とを備え、前記多孔質セラミック層は、ガラス成分とセラミックフィラーとを含み且つ、気孔率が１０％以上４０％以下であり、前記緻密層はセラミック成分を含み、前記多孔質セラミック層よりも高い抗折強度を有する構成とする。
ここで本発明の別の態様として、前記多孔質セラミック層は低温焼成セラミックを含む構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記多孔質セラミック層は前記緻密層との熱膨張係数の差が±１×１０-6／Ｋ以内の構成とすることもできる。
また本発明の別の態様として、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長光に対する前記多孔質層の反射率を８５％以上とすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記多孔質セラミック層の厚みを２０μｍ以上１５０μｍ以下とすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記多孔質セラミック層は、厚み方向両面のガラス成分濃度が当該層中の平均ガラス成分濃度よりも高い構成とすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記ガラス成分は、ホウ珪酸ガラス、シリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウ珪酸亜鉛ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、リン酸ガラスのうちの少なくとも１種からなるものとすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記セラミックフィラーは、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、酸化亜鉛、フォルステライト、エンスタタイト、セルジアン、スラウソナイト、アノーサイト、ディオプサイト、ガーナイト、スピネル、ウイレマイト、ムライト、コーディエライト及びこれらの固溶体の群から選ばれる少なくとも１種からなるものとすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記緻密層は高温焼成セラミックを含むものとすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記高温焼成セラミックはアルミナまたは窒化アルミニウムの少なくともいずれかとすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記多孔質層は厚み方向を深さ方向とするキャビティ構造部を有することもできる。
また本発明の別の態様として、前記多孔質層は厚み方向を貫通するように設けられた１以上のビアを有することもできる。
また本発明の別の態様として、前記多孔質層の上方に、第１多孔質セラミック層と、第３ガラス層と、第２多孔質セラミック層と、第４ガラス層とが順次積層され、前記第２ガラス層と前記第１セラミック層との界面の一部領域に配線層が介設されている構成とすることもできる。
また本発明の別の態様は、上記いずれかに記載の本発明の光半導体素子搭載用基板に光半導体素子が実装されてなる、光半導体装置とする。
また本発明の別の態様は、一対のガラス含有シートにセラミックフィラー及びガラス成分を含むグリーンシートを介設して多孔質層中間体を形成する、多孔質層中間体形成工程と、一方の前記ガラス含有シートにセラミック成分を含む緻密層中間体を積層する、積層工程と、前記多孔質層中間体及び前記緻密層中間体を焼成して、前記多孔質層中間体より一対のガラス層の間に多孔質セラミック層が介設された多孔質層を形成し且つ前記緻密層中間体より緻密層を形成する焼成工程とを有し、前記多孔質層中間体形成工程では、前記グリーンシートとして、前記多孔質セラミック層の気孔率が１０％以上４０％以下となるように、ガラス配合率、ガラス軟化点、セラミックフィラーの粒径を調整したシートを用い、前記緻密層形成工程では、前記セラミック成分として、前記緻密層が前記多孔質セラミック層よりも高い抗折強度となる特性を有する材料を用いる光半導体素子搭載用基板の製造方法とする。
ここで本発明の別の態様として、前記ガラス配合率を１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下とし、前記ガラス軟化点を前記焼成工程の焼成温度未満で且つ前記焼成温度より１００℃低い温度を超える範囲とし、前記セラミックフィラーの粒径を０．１以上０．３μｍ以下とすることもできる。
ここで本発明の別の態様として、前記セラミックフィラーは低温同時焼成セラミックを含むものとすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記ガラス含有シートを厚みが５μｍ以上２０μｍ以下のガラス板とすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記グリーンシートは、前記多孔質セラミック層の厚みが１０μｍ以上１５０μｍ以下となるように厚み調整されているものとすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記焼成工程では、前記一対のガラス含有シートのガラス成分を前記グリーンシート側に含浸させ、厚み方向両面のガラス成分濃度が当該層中の平均ガラス成分濃度よりも高い前記多孔質セラミック層を形成することもできる。
また本発明の別の態様として、前記ガラス成分は、ホウ珪酸ガラス、シリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウ珪酸亜鉛ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、リン酸ガラスのうちの少なくとも１種からなるものとすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記セラミックフィラーは、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、酸化亜鉛、フォルステライト、エンスタタイト、セルジアン、スラウソナイト、アノーサイト、ディオプサイト、ガーナイト、スピネル、ウイレマイト、ムライト、コーディエライト及びこれらの固溶体の群から選ばれる少なくとも１種からなるものとすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記セラミック成分は、アルミナまたは窒化アルミニウムを含むものとすることもできる。
また本発明の別の態様は、上記したいずれかの本発明の製造方法にて製造した光半導体素子搭載用基板の多孔質層の上方に発光素子を搭載する、光半導体装置の製造方法とする。
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る光半導体装置１（以下、単に「装置１
」と称する。）の構成を示す外観図である。図２は、装置１の部分的な模式断面図である。
装置１は、外観的にはＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の上面に透明な封止樹脂４が配されてなる。封止樹脂４の内部では、ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の表面にＬＥＤ素子２が接着剤５を用いて実装される。ＬＥＤ素子２は２本のボンディングワイヤ３ａ、３ｂで配線層１０１ｅ、１０１ｆと電気接続される（図１）。
装置１は、内部構成的にはＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０と、ＬＥＤ素子２と、ボンディングワイヤ３ａ、３ｂと、封止樹脂４と、接着剤５とを有してなる。以下、各構成要素を説明する。
［ＬＥＤ素子２］
ＬＥＤ素子２は、装置１における光源の発光素子であり、ここでは一例としてＩｎＧａＮからなる青色ＬＥＤ素子を用いている。
［ボンディングワイヤ３ａ、３ｂ］
ボンディングワイヤ３ａ、３ｂはＬＥＤ素子２の各電極と配線層１０１ｅ、１０１ｆとを電気接続する細線であり、例えばＡｕ材料で構成される。
［封止樹脂４］
封止樹脂４はＬＥＤ素子２及びボンディングワイヤ３ａ、３ｂを被覆して保護するとともに、駆動時のＬＥＤ素子２の出射光を外部に透過させる。封止樹脂４は例えばアクリルシリコーン樹脂等の耐熱性樹脂で構成される。
［接着剤５］
接着剤５はＬＥＤ素子２をＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の最上面に実装する目的で用いられ、耐熱性部材を含んでなる。
［ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０］
ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０は、ともにセラミックを主成分とする緻密層１１Ａと、多孔質層１１Ｂとを積層してなる基板である。装置１において、緻密層１１Ａが下層、多孔質層１１Ｂが上層となるように用いられる。
（ｉ）緻密層１１Ａ
緻密層１１Ａは１２００℃以上の比較的高温で焼成されたＨＴＣＣ層であって、配線層１０１ａ、１０１ｂと、ビア１００ａ、１００ｂと、ＨＴＣ層１１０とを有してなる。
配線層１０１ａ、１０１ｂはＡｇやＣｕ等の放熱性及び導電性に優れる金属材料からなり、緻密層１１Ａの下面側に配置され、装置１における電極端子として用いられる。図２に示すように配線層１０１ａ、１０１ｂは、下方から上方に向けてビア１００ａ、１００ｂ、配線層１０１ｃ、１０１ｄ、ビア１００ｃ、１００ｄ、配線層１０１ｅ、１０１ｆ、ボンディングワイヤ３ａ、３ｂを順次介してＬＥＤ素子２と電気接続される。
ビア１００ａ、１００ｂはＡｇ等の放熱性及び導電性に優れる金属材料からなり、ＨＴＣ層１１０を厚み（Ｚ）方向に貫通して設けられる。ビア１００ａ、１００ｂはＬＥＤ素子２と配線層１０１ａ、１０１ｂとの電気接続手段として用いられる。また、ビア１００ａ、１００ｂはＬＥＤ素子２側からの駆動熱をＨＴＣ層１１０の下面側に伝熱する手段としても用いられる。
緻密層１１Ａはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の少なくともいずれか等を含むセラミック材料を主成分として構成され、ここではＡｌ2Ｏ3を主成分として構成される。ＨＴＣ層１１０は高温焼成によってセラミック粒子が強固に結合されてなる。このため緻密層１１Ａは良好な剛性（多孔質層１１Ｂよりも高い抗折強度）を有する。また、ＨＴＣ層１１０は一定の良好な放熱特性（高熱伝導率）を有する放熱層である。ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０において、緻密層１１Ａは主たる放熱手段として用いられるとともに、ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０に強度を付与する基体として用いられる。
（ｉｉ）多孔質層１１Ｂ
多孔質層１１Ｂは１０００℃以下の比較的低温で焼成されたＬＴＣＣ層であって、配線層１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆと、ビア１００ｃ、１００ｄと、ＬＴＣ層１１２と、第１ガラス層１１１Ａと、第２ガラス層１１１Ｂとを同時に焼成して有してなる。多孔質層１１Ｂは高い光反射率を有し、光反射層として用いられる。
配線層１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆは配線層１０１ａ、１０１ｂと同様の構成である。配線層１０１ｃ、１０１ｄは多孔質層１１Ｂの最下面に配され、配線層１０１ｅ、１０１ｆは多孔質層１１Ｂの最上面に配される。
ビア１００ｃ、１００ｄはビア１００ａ、１００ｂと同様の構成であり、ＬＴＣ層１１２を厚み方向に貫通して設けられる。
第１ガラス層１１１Ａ、第２ガラス層１１１Ｂは、いずれもガラス成分からなる透明層であり、可視光を透過する。各厚みは１０μｍ以上２０μｍ以下程度に設定されている。
第１ガラス層１１１Ａは多孔質層１１Ｂの下方側において緻密層１１Ａ上に積層するように配され、製造時の焼成によって緻密層１１Ａの表面と密着している。
第２ガラス層１１１Ｂは多孔質層１１Ｂの上方側においてＬＴＣ層１１２上に積層するように配され、ＬＴＣ層１１２の上面を外部より被覆して保護する。これによりＬＴＣ層１１２の表面に存在する多数の気孔１１２０は第２ガラス層１１１Ｂで埋設されている。
ＬＴＣ層１１２は多孔質セラミック層であり、セラミックフィラー（微粒子）とガラス成分を含んでなる。セラミックフィラーの粒子同士が焼結により結合してクラスターとなり、多孔質構造が形成されている。ガラス成分はセラミックフィラーのバインダである。多孔質層１１Ｂではセラミックフィラーが主たる光反射機能を発揮する。多孔質層１１ＢではＬＴＣ層１１２とビア１００ｃ、１００ｄとがＬＴＣＣ層として構成されている。多孔質層１１ＢはＬＴＣ層１１２において気孔１１２０を多く含むため、低誘電率層としても構成されている。
ここで図３はＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の断面構成を示す部分拡大図である。ＬＴＣ層１１２の表面及び内部には直径数μｍ程度の気孔１１２０が多数存在している。ＬＴＣ層１１２の気孔率は１０％以上４０％以下に設定されている。
またＬＴＣ層１１２は、製造時において第１ガラス層１１１Ａ、第２ガラス層１１１Ｂの各ガラス成分が浸み込むことにより、厚み（Ｚ）方向両面から内部に向けてガラス成分濃度が漸減する傾斜組成を有している。図３ではＬＴＣ層１１２において、ガラスの主成分（Ｓｉ）の濃度分布を模式的に示している。
具体的には、厚み１００μｍ程度のＬＴＣ層１１２の厚み（Ｚ）方向断面を顕微鏡で観察した場合、ＬＴＣ層１１２の厚み（Ｚ）方向両面から深さ２０μｍまでの各領域では、単位面積当たりでガラスが７０％以上の面積を占め、ガラスの緻密質層が存在している。一方、これ以上の厚み（Ｚ）方向深さの内部領域では、単位面積当たりでガラスが１０％以上４０％以下の面積を占め、ガラスとセラミックフィラーとが互いにある程度の割合で混在する疎な層が存在している。ＬＴＣ層１１２が第１ガラス層１１１Ａ、第２ガラス層１１１Ｂとの界面付近で豊富なガラス成分を有することにより、ＬＴＣ層１１２とが第１ガラス層１１１Ａ、第２ガラス層１１１Ｂとの密着性を良好に保持できると考えられる。
尚、ＬＴＣ層１１２におけるガラス成分の傾斜組成は本発明で必須ではないが、少なくともＬＴＣ層１１２の厚み（Ｚ）方向両面における各ガラス成分濃度が、ＬＴＣ層１１２中の平均ガラス成分濃度よりも高い構成であれば、第１ガラス層１１１Ａ及び第２ガラス層１１１Ｂに対してＬＴＣ層１１２の密着性を良好に保持できると思われるため望ましい。
また、ＬＴＣ層１１２においてガラス成分が少ない領域は、その分セラミックフィラーが豊富な層であり、効率よく光反射に寄与できる領域として機能する。
ＬＴＣ層１１２のセラミックフィラーとしては、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、酸化亜鉛、フォルステライト、エンスタタイト、セルジアン、スラウソナイト、アノーサイト、ディオプサイト、ガーナイト、スピネル、ウイレマイト、ムライト、コーディエライト及びこれらの固溶体の群から選ばれる少なくとも１種からなる材料を用いることができる。
ＬＴＣ層１１２のガラス成分としては、ホウ珪酸ガラス、シリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウ珪酸亜鉛ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、リン酸ガラスのうちの少なくとも１種からなる材料を用いることができる。
ＬＴＣ層１１２の厚みとしては２０μｍ以上１５０μｍ以下が好適である。厚みが１５０μｍを超えると脆性が増大しうる。また厚みが２０μｍ未満であると、十分な光反射率が得られない可能性がある。
尚、ＬＴＣ層１１２の成分分布については、断面をＳＥＭで観察する方法や、ＥＤＳ線分析を行う方法によって実際に確認することができる。
＜装置１で奏される効果について＞
以上の構成を有する装置１では、以下に示す諸効果が奏される。
（ｉ）
ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の第２ガラス層１１１ＢによってＬＴＣ層１１２の表面が保護されているので、製造時においてＬＴＣ層１１２の表面にフラックスやメッキ液等の不要な残渣が直接付着し、ＬＴＣ層１１２を劣化させたり、ゴミ等がＬＴＣ層１１２の表面に直接付着する問題（図１３（ｂ）参照）を防止できる。従って、長期にわたりＬＴＣ層１１２の良好な光反射率を維持できる。
（ｉｉ）
ＬＴＣ層１１２の内部に気孔率１０％以上４０％以内の範囲で豊富な気孔を存在させたことにより、ＬＴＣ層１１２は広い表面積を有する。また、ＬＴＣ層１１２に上記した所定の材料からなるセラミックフィラーを用いている。これによりＬＴＣ層１１２の厚みが比較的薄い場合でも優れた光反射率を発揮できる。
ここで図４（ａ）はＬＴＣ層１１２の顕微鏡写真（気孔率４０％程度）であり、図４（ｂ）は通常（従来）のＬＴＣＣ層の顕微鏡写真（気孔率５％未満程度）である。図４（ａ）に示すように、ＬＴＣ層１１２には豊富な気孔が存在し、これによって相当に広い表面積を有する。従って装置１の駆動時には、透明な第２ガラス層１１１Ａを介してＬＥＤ素子２の光をＬＴＣ層１１２で効率よく反射させ、ＬＥＤ素子２の発光効率の向上に寄与できる。
図５は、実施例１（０．０５ｍｍ厚のＬＴＣ層１１２＋０．３８ｍｍ厚のＨＴＣ層１１０）、実施例２（０．１１ｍｍ厚のＬＴＣ層１１２＋０．３８ｍｍ厚のＨＴＣ層１１０）、比較例（０．３８ｍｍ厚のＨＴＣ層１１０のみ）の各波長域の光反射率を示すグラフである。図５に示すように、実施例１、２はいずれも幅広い波長領域に亘って良好な光反射率を有し、特に波長約４００ｎｍの光反射率は９９％である。また波長領域３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにおける光反射率は８５％以上である。通常のＬＴＣ層であれば、厚みを薄くすると光反射率が著しく低下するが、実施例１、２は比較例に比べて厚みが相当に薄いにも関わらず、比較例より相当に優れた光反射率を有している。
尚、ＬＴＣ層の気孔が多くなると、それだけ基板の製造時において気孔内に汚染物質が混入したり付着するおそれも多少高まるが（図１３（ｂ）参照）、実施の形態１では第１ガラス層１１１Ａ、第２ガラス層１１１ＢをＬＴＣ層１１２の両面に積層するため、このような問題を適切に抑制することができる。
（ｉｉｉ）
ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の熱抵抗Ｒｔｈ（℃・ｃｍ／Ｗ）は、（Ｒｔｈ＝基板厚み／断面積／熱伝導率）で表わせる。従って図５に示したＬＴＣ層１１２の特性を利用すれば、ＬＴＣ層１１２で良好な光反射率を発揮させつつ、ＬＴＣ層１１２の厚みを薄くして多孔質層１１Ｂの放熱特性を向上させることができる。
また多孔質層１１Ｂが高い放熱特性を有することで、放熱のために多孔質層１１Ｂ及び緻密層１１Ａに設けるビアの数を減らしたり省略することが可能となる。さらにＬＴＣ層１１２の厚みを薄くすることで、ＬＴＣ層１１２の材料費を低減することもできる。これによりＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の工程数を減らして歩留まりを向上できるほか、生産コストの低減にも効果を期待できる。
（ｉｖ）
多孔質層１１Ｂに対し、多孔質層１１Ｂよりも高い抗折強度を有する緻密層１１Ａを積層しているので、ＬＴＣ層１１２を補強することができる。これにより、例えば装置１に外部衝撃が及んだ際にＬＴＣ層１１２がクラック等を生じて破損するのを防止できる。また、ＬＥＤ素子２を実装する際の熱によりＬＴＣ層１１２がクラック等を生じて破損する問題も防止できる。このため装置１において高い信頼性を発揮することができる。
（ｖ）
ＬＴＣ層１１２に用いるセラミックフィラーはＨＴＣ層１１０との熱膨張差が小さいため、多孔質層１１Ｂと緻密層１１Ａとの熱膨張係数の差を±１×１０-6／Ｋ以内に収めることができる。これにより装置１の駆動時に駆動熱が発生しても、多孔質層１１Ｂと緻密層１１Ａとが熱膨張率の違いによって層間剥離したり、互いの界面においてクラックが発生するのを防止できる。
＜ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の製造方法＞
次にＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の製造方法を図６〜図１０を用いて例示する。図６はＬＴＣ層１１２の好適なガラス配合率の範囲を示すグラフである。図７はＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の製造ステップの概略図である。図８は多孔質層中間体２２の製造工程を示す模式断面図である。図９は緻密層中間体３５の製造工程を示す模式断面図である。図１０はＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の製造工程を示す模式断面図である。
ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の製造ステップでは、ＬＴＣＣ製造工程で多孔質層中間体２２を作製し、ＨＴＣＣ製造工程で緻密層中間体３５を作製した後、多孔質層中間体２２と緻密層中間体３５とを組み合わせる製造工程を経る。
（多孔質層中間体２２の作製）
まず、ガラス粉末とセラミックフィラーとを含む原料粉末、有機バインダ、可塑剤、溶剤を混合し、ＬＴＣＣ用スラリーを作製する。
ここでＨＴＣ層１１０を特定材料で構成する場合、ＨＴＣ層１１０の熱膨張係数にＬＴＣ層１１２の熱膨張係数をできるだけ合わせることが必要である。ＬＴＣ層１１２の熱膨張係数は、例えば熱膨張係数の比較的大きなガラスと通常のガラスとを配合したり、セラミックフィラーに熱膨張係数の比較的大きなフォルステライトやジルコニア等を配合することで調整することができる。
以下、ガラスとセラミックフィラーの配合例を４つ示す。各配合例において、かっこ内は熱膨張係数を示す。尚、当然ながら本発明のガラスとセラミックフィラーの配合例はこれに限定されない。
［第１の例］
ＨＴＣ層１１０を熱膨張率の比較的大きいＡｌ2Ｏ3で構成する場合、ガラス成分１（９）、ガラス成分２（５）、Ａｌ2Ｏ3（７）を同順に３０：２０：５０の重量比率で配合する。
［第２の例］
ＨＴＣ層１１０を熱膨張率の比較的大きいＡｌ2Ｏ3で構成する場合、セラミックフィラーにＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2を用いる例として、ガラス成分１（９）、ガラス成分２（５）、Ａｌ2Ｏ3（７）、ＺｒＯ2（１０）を同順に２５：２５：３０：２０の重量比率で配合する。
［第３の例］
ＨＴＣ層１１０を熱膨張率の比較的大きいＡｌ2Ｏ3で構成する場合、セラミックフィラーにＡｌ2Ｏ3、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2）、ＺｒＯ2を用いる例として、ガラス成分１（５）、２ＭｇＯ・ＳｉＯ2（１０）、Ａｌ2Ｏ3（７）、ＺｒＯ2（１０）を同順に２０：１０：３０：４０の重量比率で配合する。
［第４の例］
ＨＴＣ層１１０を熱膨張率の比較的小さいＡｌＮで構成する場合、セラミックフィラーにＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2を用いる例として、ガラス成分１（５）、ガラス成分２（１）、Ａｌ2Ｏ3（７）、ＺｒＯ2（１０）を同順に１０：４０：３５：１５の重量比率で配合する。
（ＬＴＣ層１１２の気孔率について）
尚、ＬＴＣ層１１２の気孔率は、以下に示すＬＴＣＣ用グリーンシート１２中におけるガラス配合率、ガラス軟化点、セラミックフィラーの粒径で調整できる。具体的にはガラス配合率１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下とし、ガラス軟化点を低温同時焼成（図７のＳ９）の焼成温度未満で且つ焼成温度より１００℃低い温度を超える範囲（焼成温度−１００℃＜ガラス軟化点＜焼成温度）とし、セラミックフィラーの粒径を０．１μｍ以上０．３μｍ以下とすることで、気孔率を１０％以上４０％以下の範囲に設定する。
尚、気孔率が４０％を超えると、ＬＴＣ層１１２が非常に脆くなるおそれがある。一方、気孔率が１０％未満であると、十分な光反射率が得られないおそれがある。
（ＬＴＣ層１１２のガラス配合率について）
図６に示すように、ＬＴＣ層１１２におけるガラスの配合率はＬＴＣ層１１２の強度（図６では抗折強度として示す）と比例するが、光反射率とは反比例する。従って強度と光反射率とのバランスを考慮すると、図６のデータに基づき、ＬＴＣ層１１２におけるガラス配合率は１５ｗｔ％以上３５ｗｔ％以下の範囲とするのが望ましい。
Ｓ１にてスラリーを調整した後、例えばドクターブレード法に基づき、スラリーを平坦部材上に厚み１０μｍ以上１５０μｍ以下程度でコーティングして乾燥させる。その後、乾燥具合をチェックし、所定サイズにカットすることによりＬＴＣＣ用グリーンシート１２を作製する（図７のＳ２、図８（ａ））。
次に、第１ガラス層１１１Ａ、第２ガラス層１１１Ｂの材料となる一対のガラス含有シートを用意する。ガラス含有シートとして、ここではガラス板１３Ａ、１３Ｂを用いる（図８（ａ））。ガラス板１３Ａ、１３Ｂは、一例として５μｍ以上２０μｍ以下の厚みを有し、最終厚み１０μｍ程度となる物を使用する。ガラス板１３Ａ、１３Ｂが薄過ぎたり、軟化点が高すぎると、完成後の第１ガラス層１１１Ａ（第２ガラス層１１１Ｂ）とＬＴＣ層１１２との密着性が低下するおそれがある。またガラス板１３Ａ、１３Ｂが厚過ぎると、第２ガラス層１１１Ｂ上にＬＥＤ素子２を実装する際にガラスの浮きが生じてうまく実装できない場合や、多孔質層１１Ｂの熱抵抗が上昇する場合がある。
ガラス板１３Ａ、１３Ｂの間にＬＴＣＣ用グリーンシート１２を介設し、積層体を作製する（図７のＳ３、図８（ａ））。
尚、この積層体はＬＴＣＣ用グリーンシート１２の両面にガラス含有溶液を塗工してガラス含有シートを配設した一体部材としても構成できる。
或いは、予めＬＴＣＣ用グリーンシート１２とガラス板１３Ａ、ＬＴＣＣ用グリーンシート１２とガラス板１３Ｂを積層した２層シートをそれぞれ形成する。この場合、実質的には同じ構成の２層シートを２組用意すればよい。その後、２枚の２層シートのＬＴＣＣ用グリーンシート１２同士を積層することで、積層体を作製することもできる。
その後、ガラス板１３Ａ、１３Ｂの上から金型による一括穴開け加工を行い、ビアホール１４、１５を形成する（図７のＳ４、図８（ｂ））。尚、金型を用いた一括穴開け加工は大量生産に適しているが、穴開け加工方法としてはこれ以外にも、ガラス板の上からレーザ照射を照射するレーザ加工を用いることもできる。
形成したビアホール１４、１５の内部にＡｇ等を含むペースト（ビアペースト）１６、１７をスクリーン印刷法に基づき埋設する（図７のＳ５、図８（ｃ））。さらにスクリーン印刷法に基づき、各ガラス板１３Ａ、１３Ｂの各表面に配線ペースト１８〜２１を配設する（図７のＳ６、図８（ｄ））。
以上で多孔質層中間体２２が作製される（図８（ｄ））。
（緻密層中間体３５の作製）
Ｓ１〜Ｓ３と同様の手順で、所定のセラミック材料を含むＨＴＣＣ用スラリーを作製し（図７のＳ１´）、これを平坦部材上にコーティングして乾燥させ、所定サイズにカットしてＨＴＣＣ用グリーンシート２３を得る（図７のＳ２´、図９（ａ））。
Ｓ４と同様にＨＴＣＣ用グリーンシート２３を穴開け加工し、ビアホール２４、２５を形成する（図７のＳ３´、図９（ａ））。スクリーン印刷法に基づき、ビアホール２４、２５に高温焼成用の高融点材料を含むビアペースト２６を充填する（図７のＳ４´、図９（ｂ））。さらにスクリーン印刷法に基づき、ＨＴＣＣ用グリーンシート２３の下面側に高温焼成用の高融点材料を含む配線ペースト２８、２９を配設する（図７のＳ５´、図９（ｃ））。
その後、例えば光洋サーモシステム株式会社製の小型電気ボックス炉「ＫＢＦ６２４Ｎ１」を用い、比較的高温にて（１２００℃以上、一例として１２００℃程度）高温同時焼成を行う（図７のＳ６´）。これによりＨＴＣＣ用グリーンシート２３、ビアペースト２６、２７、配線ペースト２８、２９が焼結し、同順に焼結シート３４、焼結ビア３０、３１、焼結配線層３２、３３となる（図９（ｄ））。
以上で緻密層中間体３５が作製される（図９（ｄ））。
尚、１０００℃以下の比較的低温で焼成可能な低温焼成用の低融点材料を含むビアペースト及び配線ペーストを用いることもできる。この場合、Ｓ６´を行った後にビアペースト２６、２７及び配線ペースト２８、２９を配設し、以下の低温同時焼成を実施すればよい。
また、ＬＴＣＣ用グリーンシート１２、ＨＴＣＣ用グリーンシート２３の少なくとも一方を２枚以上にわたり積層することで、それぞれ所定の膜厚を調整するようにしてもよい。ＨＴＣＣ用グリーンシート２３を複数のグリーンシートの積層体で構成する場合は、例えばビアホールにビアペーストを充填した後、一体化プレス加工を行って一体化することができる。
（ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０の完成）
多孔質層中間体２２と緻密層中間体３５とを積層する（図７のＳ７、図１０（ａ））。この状態で、静水圧プレス機を用いて外部より加圧し、静水圧プレスを実施する（図７のＳ８、図１０（ａ））。
その後、比較的低温にて（１０００℃以下、一例として９００℃程度）低温同時焼成を行うことで、ガラス板１３Ａ、１３Ｂ、ＬＴＣＣ用グリーンシート１２、焼結シート３４、ビアペースト１６、１７及び焼結ビア３０、３１、配線ペースト１８〜２１、焼結配線層３２、３３が本焼成され、それぞれ同順に第１ガラス層１１１Ａ、第２ガラス層１１１Ｂ、ＬＴＣ層１１２、ＨＴＣ層１１０、ビア１００ａ〜１００ｄ、配線層１０１ａ〜１０１ｆとなる。これによりＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０が完成する（Ｓ９、図１０（ｂ））。
＜装置１の製造方法＞
上記作製したＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０を用意する。第２ガラス層１１１Ｂの表面に接着剤５を塗布し、ＬＥＤ素子２を実装する。
その後、ＬＥＤ素子２と配線層１０１ｅ、１０１ｆとをボンディングワイヤ３ａ、３ｂでそれぞれボンディングする。この際、フラックスを用いる場合があるが、ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０ではＬＴＣ層１１２の表面が第２ガラス層１１１Ｂで被覆されているため、フラックスがＬＴＣ層１１２の表面に付着して劣化させることがない。
ボンディング終了後、ＬＥＤ素子２およびボンディングワイヤ３ａ、３ｂを被覆するように封止樹脂４を充填する。これにより装置１が完成する（図１）。
以下、本発明の別の実施の形態について、その他の実施の形態との差異を中心に説明する。
＜実施の形態２＞
図１１（ａ）は実施の形態２に係る基板１０Ａの構成を示す模式断面図である。基板１０Ａは、ＬＥＤ素子２のサブマウント基板や支持基板としての利用を想定したものであり、ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０から配線層１０１ａ〜１０１ｆ及びビア１００ａ〜１００ｄを省略した構成である。
具体的に基板１０Ａは、ＨＴＣ層である緻密層１１Ｃと、ＬＴＣ層である多孔質層１１Ｄとを備える。多孔質層１１Ｄは、多孔質セラミック層１１２Ａの下方に第１ガラス層１１１Ａ、上方に第２ガラス層１１１Ｂをそれぞれ配設してなる。
このような構成の基板１０Ａにおいても、実施の形態１と同様の効果を期待できる。また、さらに多孔質層１１Ｄ及び緻密層１１Ｃに配線層やビアを設けない分工程を省略でき、生産コストの低減を期待することができる。
＜実施の形態３＞
図１１（ｂ）は実施の形態３に係る基板１０Ｂの構成を示す模式断面図である。
基板１０Ｂが実施の形態２の基板１０Ａと異なる点は、キャビティ構造部６を有する多孔質層１１Ｅを形成し、キャビティ構造部６内で緻密層１１Ｃの表面を露出させた点である。一例として、ＬＥＤ素子２はキャビティ構造部６内の緻密層１１Ａの表面に実装される。ＬＥＤ素子２としては裏面に反射膜を有するタイプが好適である。
このような構成の基板１０Ｂにおいても、実施の形態１及び２と同様の効果を期待できる。さらに、ＬＥＤ素子２を緻密層１１Ｃの表面に直接実装することで、ＬＥＤ素子２の駆動熱を迅速に緻密層１１Ｃ側に放熱する効果を期待できる。
尚、基板１０ＢはＬＥＤ素子２を直接実装する基板として用いることができる他、サブマウント基板として用いることもできる。
＜実施の形態４＞
図１１（ｃ）は実施の形態４に係る基板１０Ｃの構成を示す模式断面図である。
基板１０Ｃが実施の形態２の基板１０Ａと異なる点は、多孔質層１１Ｆのみにビア１００ｃ〜１００ｅを設けた点にある。多孔質層１１ＦはＬＴＣＣ層として構成することができる。
基板１０Ｃは、例えばＬＥＤ素子２をＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）で実装する光半導体装置に利用できる。
このような構成の基板１０Ｃにおいても、実施の形態１及び２と同様効果を期待できる。またビア１００ｃ〜１００ｅを介することで、ＬＥＤ素子２の放熱を効率よく行う効果も期待できる。
＜実施の形態５＞
図１２（ａ）は実施の形態５に係る基板１０Ｄの構成を示す模式断面図である。
基板１０Ｄは実施の形態４の基板１０Ｃを基本構造とし、多孔質層１１Ｇにおいて、ＬＴＣ層１１２の両面に配線層１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆを追加した構成を有する。多孔質層１１ＧはＬＴＣＣ層として構成することができる。
このような構成を有する基板１０Ｄにおいても、実施の形態４とほぼ同様の効果を期待できる。
＜実施の形態６＞
図１２（ｂ）は実施の形態６に係る基板１０Ｅの構成を示す模式断面図である。
基板１０Ｅは、緻密層１１Ｃと多孔質層１１Ｈとを積層してなる。多孔質層１１Ｈは、４層のガラス層１１３Ａ〜１１３Ｄ（第１ガラス層１１３Ａ、第２ガラス層１１３Ｂ、第３ガラス層１１３Ｃ、第４ガラス層１１３Ｄ）と３層の多孔質セラミック層（多孔質セラミック層１１４Ａ、第１多孔質セラミック層１１４Ｂ、第２多孔質セラミック層１１４Ｃ）とを交互に積層し、このうち第２ガラス層１１３Ｂと第１多孔質セラミック層１１４Ｂとの界面の一部領域に配線層１０１ｇを介設し、ビア１００ｃ〜１００ｆ及び配線層１０１ｃ〜１０１ｆを配設して構成される。多孔質層１１ＨはＬＴＣＣ層として構成することができる。
このような構成を有する基板１０Ｅにおいても、実施の形態４とほぼ同様の効果を期待できる。また、ガラス層１１３Ｂと多孔質セラミック層１１４Ｂの界面の一部領域に配線層１０１ｇを配設することで、基板１０Ｅを高密度実装基板として構成でき、基板１０Ｅのコンパクト化に貢献できる。さらに、豊富なガラス層１１３Ａ〜１１３Ｄを積層したことにより、多孔質層１１Ｈの強度の向上も期待でき、多孔質層１１Ｈの厚みをある程度厚くすることも可能である。
尚、基板１０Ｅはセラミック低誘電率基板として用いることもできる。この場合、基板は多孔質である方が高性能を発揮できるため、多孔質セラミック層１１４Ａ〜１１４Ｃ中のガラス成分はなるべく少ない方が良い。また、当然ながら配線層は配線層１０１ｇに限定されず、いずれかのガラス層と多孔質セラミック層との間に介設することができる。
基板１０Ｅでは、多孔質セラミック層１１４Ａ〜１１４Ｃのセラミックフィラーとして酸化ホウ素、シリカ、マグネシア、酸化リチウム、アルミナ、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウム、チタニアの少なくとも１種を用いることが望ましい。
尚、多孔質セラミック層とガラス層との積層数は適宜変更が可能である。例えば第２多孔質セラミック層１１４Ｃと第４ガラス層１１３Ｄとを省略し、配線層１０１ｅ、１０１ｆを第３ガラス層１１３Ｃの上に形成することもできる。
＜その他の事項＞
実施の形態１のＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板１０、実施の形態５の基板１０Ｄ、実施の形態６の基板１０Ｅは、それぞれ所定のパターンの配線層を形成することで高周波信号を伝送する高周波配線基板（ＳＭＤ）として構成することもできる。
第１ガラス層１１１Ａ、第２ガラス層１１１Ｂに含まれるガラス成分は、焼成工程等においてＬＴＣ層１１２中に含浸するが、ＬＴＣ層１１２が豊富な気孔を有する場合等は含浸するガラス成分の量も多くなるため、第１ガラス層１１１Ａ、第２ガラス層１１１Ｂは極めて薄い層となる場合がある。しかしながら、このような構成においてもＬＴＣ層１１２の厚み（Ｚ）方向両面は第１ガラス層１１１Ａ、第２ガラス層１１１Ｂで実質的に被覆されるため、本発明の効果を期待することができる。
実施の形態１、５、６のように、ＬＥＤ素子２を接続するための配線層１０１ｅ、１０１ｆを備える光半導体素子搭載用基板を「光半導体素子用パッケージ」と称する場合もある。
製造ステップにおいて使用する緻密層中間体の材料や高温同時焼成ステップ（Ｓ６´）の焼成プロファイル設定等の条件によっては、高温同時焼成ステップ（Ｓ６´）において高温焼成を実施することで、緻密層中間体３５が実質的に緻密層として形成される場合もある。実施の形態１の製造方法は、このようにＳ６´において実質的に緻密層を形成してもよい。
本発明で言う「ガラス」とは非晶質体、「セラミック」とは結晶質集合体を指すものとする。
尚、ＬＥＤ素子を封止する封止樹脂は必須ではなく、これを省略することもできる。
本発明は、例えばＬＥＤ素子を実装する光半導体素子搭載用基板とこれを用いた光半導体装置として、幅広い利用が可能である。
１、１Ｘ 光半導体装置
２ ＬＥＤ素子（発光素子）
３ａ、３ｂ ボンディングワイヤ
４ 封止樹脂
５ 接着剤
６ キャビティ構造部
１０、１０Ｘ ＬＴＣＣ／ＨＴＣＣ積層基板
１０Ａ〜１０Ｆ 基板
１１ＡＸ、１１Ａ、１１Ｄ〜１１Ｈ 多孔質層
１１ＢＸ、１１Ｂ、１１Ｃ 緻密層
１２ ＬＴＣＣ用グリーンシート
１３Ａ、１３Ｂ ガラス板
２２ 多孔質層中間体
２３ ＨＴＣＣ用グリーンシート
３５ 緻密層中間体
１００Ｘ、１００ａ〜１００ｆ ビア
１０１ａ〜１０１ｇ 配線層
１１０、１１０Ｘ ＨＴＣ層
１１１Ｂ、１１３B 第２ガラス層
１１１Ａ、１１３A 第１ガラス層
１１２、１１２Ｘ ＬＴＣ層
１１２Ａ、１１４Ａ〜１１４Ｃ 多孔質セラミック層
１１３C 第３ガラス層
１１３D 第４ガラス層
１１２０ 気孔

Claims (24)

  1. 緻密層と多孔質層とが積層された構造を有する光半導体素子搭載用基板であって、
    前記多孔質層は、
    前記緻密層上に積層された第１ガラス層と、
    前記第１ガラス層上に積層された多孔質セラミック層と、
    前記多孔質セラミック層上に積層された第２ガラス層とを備え、
    前記多孔質セラミック層は、ガラス成分とセラミックフィラーとを含み且つ、気孔率が１０％以上４０％以下であり、
    前記緻密層はセラミック成分を含み、前記多孔質セラミック層よりも高い抗折強度を有する
    光半導体素子搭載用基板。
  2. 前記多孔質セラミック層は低温焼成セラミックを含む
    請求項１に記載の光半導体素子搭載用基板。
  3. 前記多孔質セラミック層は前記緻密層との熱膨張係数の差が±１×１０-6／Ｋ以内である
    請求項１または２に記載の光半導体素子搭載用基板。
  4. ３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長光に対する前記多孔質層の反射率が８５％以上である
    請求項１〜３のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板。
  5. 前記多孔質セラミック層の厚みが２０μｍ以上１５０μｍ以下である
    請求項１〜４のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板。
  6. 前記多孔質セラミック層は、厚み方向両面のガラス成分濃度が当該層中の平均ガラス成分濃度よりも高い
    請求項１〜５のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板。
  7. 前記ガラス成分は、ホウ珪酸ガラス、シリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウ珪酸亜鉛ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、リン酸ガラスのうちの少なくとも１種からなる
    請求項１〜６のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板。
  8. 前記セラミックフィラーは、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、酸化亜鉛、フォルステライト、エンスタタイト、セルジアン、スラウソナイト、アノーサイト、ディオプサイト、ガーナイト、スピネル、ウイレマイト、ムライト、コーディエライト及びこれらの固溶体の群から選ばれる少なくとも１種からなる
    請求項１〜７のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板。
  9. 前記緻密層は高温焼成セラミックを含む
    請求項１〜８のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板。
  10. 前記高温焼成セラミックはアルミナまたは窒化アルミニウムの少なくともいずれかである
    請求項９に記載の光半導体素子搭載用基板。
  11. 前記多孔質層は厚み方向を深さ方向とするキャビティ構造部を有する
    請求項１〜１０のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板。
  12. 前記多孔質層は厚み方向を貫通するように設けられた１以上のビアを有する
    請求項１〜１１のいずれかに記載の光半導体装置用基板。
  13. 前記多孔質層の上方に、第１多孔質セラミック層と、第３ガラス層と、第２多孔質セラミック層と、第４ガラス層とが順次積層され、
    前記第２ガラス層と前記第１セラミック層との界面の一部領域に配線層が介設されている
    請求項１〜１２のいずれかに記載の光半導体装置用基板。
  14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板に光半導体素子が実装されてなる、光半導体装置。
  15. 一対のガラス含有シートにセラミックフィラー及びガラス成分を含むグリーンシートを介設して多孔質層中間体を形成する、多孔質層中間体形成工程と、
    一方の前記ガラス含有シートにセラミック成分を含む緻密層中間体を積層する、積層工程と、
    前記多孔質層中間体及び前記緻密層中間体を焼成して、前記多孔質層中間体より一対のガラス層の間に多孔質セラミック層が介設された多孔質層を形成し且つ前記緻密層中間体より緻密層を形成する焼成工程とを有し、
    前記多孔質層中間体形成工程では、前記グリーンシートとして、前記多孔質セラミック層の気孔率が１０％以上４０％以下となるように、ガラス配合率、ガラス軟化点、セラミックフィラーの粒径を調整したシートを用い、
    前記緻密層形成工程では、前記セラミック成分として、前記緻密層が前記多孔質セラミック層よりも高い抗折強度となる特性を有する材料を用いる
    光半導体素子搭載用基板の製造方法。
  16. 前記ガラス配合率を１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下とし、
    前記ガラス軟化点を前記焼成工程の焼成温度未満で且つ前記焼成温度より１００℃低い温度を超える範囲とし、
    前記セラミックフィラーの粒径を０．１以上０．３μｍ以下とする
    請求項１５に記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法。
  17. 前記セラミックフィラーは低温同時焼成セラミックを含む
    請求項１６に記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法。
  18. 前記ガラス含有シートは厚みが５μｍ以上２０μｍ以下のガラス板
    である
    請求項１６または１７に記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法。
  19. 前記グリーンシートは、前記多孔質セラミック層の厚みが１０μｍ以上１５０μｍ以下となるように厚み調整されている
    請求項１５〜１８のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法。
  20. 前記焼成工程では、前記一対のガラス含有シートのガラス成分を前記グリーンシート側に含浸させ、厚み方向両面のガラス成分濃度が当該層中の平均ガラス成分濃度よりも高い前記多孔質セラミック層を形成する
    請求項１５〜１９のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法。
  21. 前記ガラス成分は、ホウ珪酸ガラス、シリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウ珪酸亜鉛ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、リン酸ガラスのうちの少なくとも１種からなる
    請求項１５〜２０のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法。
  22. 前記セラミックフィラーは、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、酸化亜鉛、フォルステライト、エンスタタイト、セルジアン、スラウソナイト、アノーサイト、ディオプサイト、ガーナイト、スピネル、ウイレマイト、ムライト、コーディエライト及びこれらの固溶体の群から選ばれる少なくとも１種からなる
    請求項１５〜２１のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法。
  23. 前記セラミック成分は、アルミナまたは窒化アルミニウムを含む
    請求項１５〜２２のいずれかに記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法。
  24. 請求項１５〜２３のいずれかに記載の製造方法にて製造した光半導体素子搭載用基板の多孔質層の上方に発光素子を搭載する、光半導体装置の製造方法。
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