JP7300454B2 - 配線基板、電子装置および電子モジュール - Google Patents
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Description
本発明は、配線基板、電子装置および電子モジュールに関するものである。
従来、セラミックスからなる絶縁基板の主面に電子素子を搭載する配線基板が知られている。
上記の配線基板において、絶縁基板は、上面に電子素子を収納して搭載する凹部を有している。配線基板は、絶縁基板の表面および内部に位置した配線導体を有している（特開2015-159245号公報参照。）。
本会時の配線基板は、第１口及び第２口を有する貫通孔を備える基部と、前記基部上に位置する枠部とを有する絶縁基板、および前記基部における前記枠部に相対する側に、前記第２口を塞ぐように位置する放熱体を含み、前記貫通孔の内面と前記放熱体の側面とが離れて対向し、前記貫通孔における前記第１口の反対側に第３口を有しており、縦断面視において、前記貫通孔の内面と前記放熱体の側面との間隔は、前記枠部側より前記第３口側が大きく、前記放熱体の側面と対向している前記貫通孔の内面は、前記枠部から離れるにしたがって前記貫通孔の径が大きくなるように傾斜している。
本開示の電子装置は、上記構成の配線基板と、該配線基板に搭載された電子素子とを有している。
本開示の電子モジュールは、上記構成の電子装置と、該電子装置が接続されたモジュール用基板とを有する。
本開示のいくつかの例示的な実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態における配線基板１は、図１～図４に示された例のように、基部11ａおよび枠部11ｂを有する絶縁基板11と、放熱体13とを含んでいる。電子装置は、配線基板１と、配線基板１の搭載部に搭載された電子素子２とを含んでいる。電子装置は、例えば電子モジュールを構成するモジュール用基板上の接続パッドに接合材を用いて接続される。
第１の実施形態における配線基板１は、図１～図４に示された例のように、基部11ａおよび枠部11ｂを有する絶縁基板11と、放熱体13とを含んでいる。電子装置は、配線基板１と、配線基板１の搭載部に搭載された電子素子２とを含んでいる。電子装置は、例えば電子モジュールを構成するモジュール用基板上の接続パッドに接合材を用いて接続される。
本実施形態における配線基板１は、第１口11ｃａ及び第２口11ｃｂを有する貫通孔11ｃを備える基部11ａと、基部11ａ上に位置する枠部11ｂとを有する絶縁基板11、および基部11ａにおける枠部に相対する側に、第２口11ｃｂを塞ぐように位置する放熱体13を含んでいる。貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面とは、離れて対向している。図１～図４において、上方向とは、仮想のｚ軸の正方向のことをいう。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際に配線基板１等が使用される際の上下を限定するものではない。
複数の配線導体12は、基部11ａに位置しており、図１および図２ならびに図４（ａ）に示す例において、網掛けにて示している。接続導体14は、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示す例において、網掛けにて示している。図２は、放熱体13を除いた配線基板１における絶縁基板11の上面図および下面図を示している。
絶縁基板11は、一方主面（図１～図４では上面）および一方主面に相対する他方主面（図１～図４では下面）と、側面とを有している。絶縁基板11は、貫通孔11ｃを有する基部11ａと、基部11ａ上に位置し、第２貫通孔11ｄを有する枠部11ｂとを有している。平面視において、基部11ａの貫通孔11ｃと枠部11ｂの第２貫通孔11ｄとが重なっており、絶縁基板11は、平面視において、一方主面から他方主面にかけて貫通している孔を有している。
基部11ａは、図１～図４に示す例のように、基部11ａの貫通孔11ｃ内に、放熱体13の上面を接合するための段部を有している。枠部12は、基部11ａの上面に位置している。基部11ａまたは枠部11ｂは、単層または複数の絶縁層からなり、絶縁基板11は、複数の絶縁層からなる。絶縁基板11は、平面視すなわち主面に垂直な方向から見ると矩形の板状の形状を有している。絶縁基板11は、放熱体13と、電子素子２とを支持するための支持体として機能する。
絶縁基板11（基部11ａおよび枠部11ｂ）は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，窒化珪素質焼結体、ムライト質焼結体またはガラスセラミックス焼結体等のセラミックスを用いることができる。絶縁基板11は、例えば酸化アルミニウム質焼結体である場合であれば、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），酸化珪素（ＳｉＯ2），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿物を作製する。上記の泥漿物を、従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等を採用してシート状に成形することによってセラミックグリーンシートを作製する。次に、上記のセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに、セラミックグリーンシートを複数枚積層して生成形体を形成し、前述の生成形体を高温（約1600℃）で焼成することによって絶縁基板11が製作される。
貫通孔11ｃは、図１～図３に示す例において、基部11ａに位置している。貫通孔11ｃは、放熱体13を収納するためのものである。貫通孔11ｃは、図１に示す例において、平面視において、角部が円弧状の矩形状であり、基部11ａの中央部に位置している。図1～図３に示す例において、基部11ａは、３層の絶縁層から構成されている。
第２貫通孔11ｄは、図１～図３に示す例において、枠部11ｂに位置している。第２貫通孔11ｄは、平面視において、角部が円弧状の矩形状であり、枠部11ｂの中央部に位置している。平面視にて、貫通孔11ｃと第２貫通孔11ｄとは、重なるように位置しており、貫通孔11ｃは枠部11ｂ側の開口として第１口11ｃａを有している。第２貫通孔11ｄは、基部11ａと放熱体13ととともに、電子素子２を収納するためのものである。図1～図３に示す例において、枠部11ｂは、１層の絶縁層から構成されている。
貫通孔11ｃは、例えば、基部11ａ用のセラミックグリーンシートにレーザー加工または金型による打ち抜き加工等によって、基部11ａの貫通孔11ｃとなる貫通穴をそれぞれのセラミックグリーンシートに形成することで作製できる。また、第２貫通孔11ｄは、例えば、枠部11ｂ用のセラミックグリーンシートにレーザー加工または金型による打ち抜き加工等によって、枠部11ｂの第２貫通孔11ｄとなる貫通穴をそれぞれのセラミックグリーンシートに形成することで作製できる。貫通孔11ｃとなる貫通穴と第２貫通孔11ｄとなる貫通穴とが重なるようにして、基部11ａ用のセラミックグリーンシートと枠部11ｂ用のセラミックグリーンシートとを積層することで、平面視にて、基部11の貫通孔11ｃと枠部11ｂの第２貫通孔11ｄとがつながり、絶縁基板11には、一方主面から他方主面にかけて貫通している孔が形成される。
絶縁基板11の表面および内部には、配線導体12が位置している。配線導体12は、絶縁層の表面に位置する配線層と、絶縁層を厚み方向に貫通し、配線層に接続する貫通導体とを有している。配線導体12は、電子素子２とモジュール用基板とを電気的に接続するためのものである。配線導体12は、図１～図３に示す例のように、基部11ａの上面および下面、ならびに内部に位置している。図１～図４に示す例において、配線導体12の一端は、基部11ａの段部上面に導出しており、配線導体12の他端は、基部11ａの下面に導出している。
配線導体12は、例えばタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）等を主成分とする金属粉末メタライズである。例えば、絶縁基板11が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、Ｗ，ＭｏまたはＭｎ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダーおよび溶媒等を添加混合して得たメタライズペーストを、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法によって所定のパターンに印刷塗布して、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、絶縁基板11の所定位置に被着形成される。配線導体12が、配線層である場合、例えば、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに配線層用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段によって印刷塗布し、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。配線導体12が、貫通導体である場合、例えば、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに金型またはパンチングによる打ち抜き加工またはレーザー加工等の加工方法によって貫通導体用の貫通穴を形成し、前述の貫通穴に貫通導体用のメタライズペーストを上記印刷手段によって充填しておき、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。メタライズペーストは、上述の金属粉末に適当な溶剤およびバインダーを加えて混練することによって、適度な粘度に調整して作製される。なお、絶縁基板11との接合強度を高めるために、ガラス粉末、セラミック粉末を含んでいても構わない。
放熱体13は、一方主面（図１～図４では上面）および一方主面に相対する他方主面（図１～図４では下面）と、側面とを有している。放熱体13は、図１～図４に示す例において、平面視にて、四角形状に形成されている。放熱体13は、上部が基部11ａの貫通孔11ｃ内に挿入されて、放熱体13の外周部が基部11ａの段部の下面側に接合されており、貫通孔11ｃは、基部11ａの段部における口として第２口11ｃｂを有し、第１口11ｃａの反対側の開口として第３口11ｃｃを有している。放熱体13は、上面に電子素子２を搭載するための搭載面を有しており、電子素子２を支持するための支持体として機能される。
放熱体13は、基部11ａよりも熱伝導率の高い材料、例えば、銅（Ｃｕ）、銅－タングステン（Ｃｕ－Ｗ）またはアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料や、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体または炭化珪素質焼結体のセラミックス材料等を用いることができる。例えば、基部11ａの材料が酸化アルミニウム質焼結体であるときには、放熱体13の材料をＣｕとして、放熱体13に基部11ａよりも熱伝導率の高い材料を用いることで、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２に生じた熱を放熱体13を介して良好に放熱させることによって、放熱性に優れた配線基板１とすることができる。また、放熱体13の下面をモジュール用基板の導体等に接合することによって、電子装置の放熱性を高くすることができる。
放熱体13が、例えば、Ｃｕ等の金属材料から成る場合には、基部11ａの段部と放熱体13との接合は、例えば、基部11ａの放熱体13と接する段部に接続導体14を設けておき、Ａｇ－Ｃｕろう材等の接合材（図示せず）を用いて接合することで行なうことができる。接続導体14は、段部の下面側、すなわち貫通孔11ｃの縁部に沿って設けられ、例えば、図２（ｂ）に示す例のように、平面視にて枠状に形成され、放熱体13と接続導体14とは、接合材により枠状に接合する。接続導体14は、上述の配線導体12と同様な材料および同様な方法により形成することができる。
貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）は、縦断面視において、図３に示す例のように、枠部11ｂ側より第３口11ｃｃ側が大きくなっている（Ｗ１＜Ｗ２、Ｗ３＜Ｗ４）。放熱体13と対向している貫通孔11ｃの内面は、図１～図３に示す例のように、枠部11ｂ側より第３口11ｃｃ側が大きくなるように傾斜していることで、枠部11ｂ側より第３口11ｃｃ側が大きくなっている。
配線導体12の絶縁基板11から露出する表面には、電気めっき法または無電解めっき法によって金属めっき層が被着される。金属めっき層は、ニッケル，銅，金または銀等の耐食性および接続性に優れる金属から成るものであり、例えば厚さ0.5～５μｍ程度のニッケルめっき層と0.1～３μｍ程度の金めっき層とが順次被着される。上記によって、配線導体12が腐食することを効果的に抑制できるとともに、配線導体12とボンディングワイヤ等の接続部材３との接合、ならびに配線導体12とモジュール用基板に位置した接続用の接続パッド41との接合を強固にできる。
また、金属めっき層は、ニッケルめっき層／金めっき層に限られるものではなく、ニッケルめっき層／パラジウムめっき層／金めっき層等を含むその他の金属めっき層であっても構わない。
配線基板１の放熱体13の搭載面に電子素子２を搭載し、電子装置を作製できる。配線基板１に搭載される電子素子２は、ＩＣチップまたはＬＳＩチップ等の半導体素子，ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型等の撮像素子、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）等の受光素子である。電子素子２は、低融点ろう材または導電性樹脂等の接合部材によって、放熱体13の搭載面に固定された後、ボンディングワイヤ等の接続部材３を介して電子素子２の電極と配線導体12とが電気的に接続される。
また、配線基板１の放熱体13の搭載面には、複数の電子素子２を搭載してもよいし、必要に応じて、抵抗素子または容量素子等の小型の電子部品、ミラー等の他の部品を搭載してもよい。また、電子素子２は必要に応じて、樹脂またはガラス等からなる封止材を用いて、あるいは、樹脂、ガラス、セラミックスまたは金属等からなる蓋体等により封止される。
本実施形態の電子装置の配線導体が、例えば、モジュール用基板の接続パッドにはんだを介して接続されて、電子モジュールとなる。電子装置は、配線基板１の下面に位置する配線導体12が、モジュール用基板の接続パッドに接続される。
本実施形態の配線基板１によれば、第１口11ｃａ及び第２口11ｃｂを有する貫通孔11ｃを備える基部11ａと、基部11ａ上に位置する枠部11ｂとを有する絶縁基板11、および基部11ａにおける枠部11ｂに相対する側に、第２口11ｃｂを塞ぐように位置する放熱体13を含み、貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面とが離れて対向している。上記構成により、基部11ａと放熱体13とを接合させるとともに、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２から伝わった熱を放熱体13の下面方向と側面方向とから良好に放熱させることができ、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたって良好に作動させることができる。
また、電子素子２が発光素子である場合、長期間にわたって良好に光を放出することができる小型の発光装置用配線基板とすることができる。
貫通孔11ｃにおける第１口11ｃａの反対側に第３口11ｃｃを有しており、縦断面視において、貫通孔11ｃの内面と放熱体２の側面との間隔Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）は、枠部11ｂ側より第３口11ｃｃ側が大きいと、基部11ａと放熱体13とを接合させるとともに、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２から伝わった熱を放熱体13の下面方向と側面方向とからより良好に放熱させることができ、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたってより良好に作動させることができる。
放熱体13の側面と対向している貫通孔11ｃの内面は、図１～図３に示す例のように、枠部11ｂから離れるにしたがって貫通孔11ｃの径が大きくなるように傾斜していると、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２から伝わった熱を側面方向から良好に放熱させることができ、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたって良好に作動させることができる。
貫通孔11ｃの内面と放熱体２の側面との間隔Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）は、図１～図３に示す例のように、貫通孔11ｃの段部の第２口11ｃｂ周辺に沿って全周にわたって枠部11ｂ側より第３口11ｃｃ側が大きい（Ｗ１＜Ｗ２、Ｗ３＜Ｗ４）と、放熱体13の側面全周から良好に放熱させることができ、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたって良好に作動させることができる。
接続導体14は、図２（ｂ）に示す例のように、貫通孔11ｃの段部の第２口11ｃｂ周辺に沿って全周にわたって位置していると、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２から伝わった熱を放熱体13の下面方向と側面方向とから放熱させる際に、貫通孔11ｃの段部に部分的に熱が伝熱し、絶縁基板11または放熱体13に歪みが生じることを抑制し、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたって良好に作動させることができる。
電子装置は、上記構成の配線基板１と、配線基板１に搭載された電子素子２とを有していることによって、長期信頼性に優れた小型で高機能な電子装置とすることができる。
電子モジュールは、上記構成の電子装置と、電子装置が接続されたモジュール用基板と
を有することによって、長期信頼性に優れたものとすることができる。
を有することによって、長期信頼性に優れたものとすることができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態による配線基板１について、図５～図７を参照しつつ説明する。
次に、第２の実施形態による配線基板１について、図５～図７を参照しつつ説明する。
第２の実施形態における配線基板１において、上記した実施形態の配線基板１と異なる点は、平面透視において、放熱体13が段差部を有している点である。
配線導体12は、図５および図６に示す例において、網掛けにて示している。接続導体14は、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示す例において、網掛けにて示している。図６は、放熱体13を除いた配線基板１における絶縁基板11の上面図および下面図を示している。
第２の実施形態の配線基板１において、貫通孔11ｃの内面と対向している放熱体13の側面は、図５および図７に示す例のように、枠部11ｂから離れる方向において幅が小さくなる第２段部を有していることによって、貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔は、枠部11ｂ側より第３口11ｃｃ側が大きくなっている（Ｗ１＜Ｗ２、Ｗ３＜Ｗ４）。
第２の実施形態における配線基板１によれば、上記した実施形態の配線基板１と同様に、基部11ａと放熱体13とを接合させるとともに、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２から伝わった熱を放熱体13の下面方向と側面方向とから良好に放熱させることができ、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたって良好に作動させることができる。
また、電子素子２が発光素子である場合、長期間にわたって良好に光を放出することができる小型の発光装置用配線基板とすることができる。
また、放熱体13が第２段部を有していると、電子素子２を長時間作動した際、基部11ａの段部と放熱体13とを接合した領域に応力が集中することを抑制し、基部11ａと放熱体13とが剥がれることを抑制することができる。
また、基部11ａ上に位置する配線導体12は、図５～図７に示す例のように、平面透視にて、貫通孔11ｃの一方縁部に偏って配置されていると、配線導体12が貫通孔11ｃの両縁部に配置されている場合と比較して、配線基板１の小型化を図ることができる。
また、接続導体14と接続する部位の放熱体13の最外側面は、平面透視にて、枠部11ｂの第２貫通孔11ｄの内面より外側に位置すると、基部11ａの貫通孔11ｃ内の段部全体を基部11ａと放熱体13とを接合することで、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２から伝わった熱を放熱体13の下面方向と側面方向とから良好に放熱させた際に、貫通孔11ｃの段部周囲が歪むことを抑制し、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたって良好に作動させることができる。
接続導体14は、図５および図６に示す例のように、貫通孔11ｃ内の段部の一方縁部に偏って広く配置されており、平面透視にて、配線導体12が位置する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の幅Ｗ５は、相対する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の幅Ｗ６よりも大きい（Ｗ５＞Ｗ６）と、接続導体14を基部11ａ上に偏らせて配置し、配線導体12の熱の発生が局所的に大きくなったとしても、配線導体12が位置する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の伝熱を大きくし、配線導体12が位置する貫通孔11ｃの縁部周囲の基部11ａの歪みを抑制することができ、小型で高機能な配線基板１とすることができる。
また、配線導体12が位置する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の下面側の外縁が、図５後述する図８、図11、図14、図17、図18、図20に示す例のように、平面透視にて、枠部11ｂの開口より外側に位置する、すなわち、貫通孔11ｃの縁部に位置し、基部11ａの上面に露出した配線導体12全体と重なるようにしておくと、配線導体12が位置する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の伝熱を大きくし、配線導体12が位置する貫通孔11ｃの縁部周囲の基部11ａの歪みを抑制することができ、小型で高機能な配線基板１とすることができる。
第２の実施形態の配線基板１は、その他は上述の実施形態の配線基板１と同様の製造方法を用いて製作することができる。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態による配線基板１について、図８～図10を参照しつつ説明する。
次に、第３の実施形態による配線基板１について、図８～図10を参照しつつ説明する。
第３の実施形態における配線基板１において、上記した実施形態の配線基板１と異なる点は、平面透視において、貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）が、放熱体13の互いに隣接する側面にて異なる点である。
配線導体12は、図８および図９に示す例において、網掛けにて示している。接続導体14は、図８（ｂ）および図９（ｂ）に示す例において、網掛けにて示している。図９は、放熱体13を除いた配線基板１における絶縁基板11の上面図および下面図を示している。
第３の実施形態の配線基板１において、放熱体13は、図８および図10に示す例のように、放熱体13と対向している貫通孔11ｃの内面は、枠部11ｂから離れる方向にしたがって貫通孔11ｃの径が大きくなるように傾斜している。また、貫通孔11ｃの内面と対向している放熱体13の側面は、枠部11ｂから離れる方向において幅が小さくなる第２段部を有している。
第３の実施形態の配線基板１は、第１の実施形態の配線基板１および第２の実施形態の配線基板１と同様に、貫通孔11ｃの内面と放熱体13とは、縦断面視において、貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔は、図10に示す例のように、枠部11ｂ側より第３口11ｃｃ側が大きくなっている（Ｗ１＜Ｗ２、Ｗ３＜Ｗ４）。
第３の実施形態における配線基板１によれば、上記した実施形態の配線基板１と同様に、基部11ａと放熱体13とを接合させるとともに、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２から伝わった熱を放熱体13の下面方向と側面方向とから良好に放熱させることができ、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたって良好に作動させることができる。
また、電子素子２が発光素子である場合、長期間にわたって良好に光を放出することができる小型の発光装置用配線基板とすることができる。
また、放熱体13が第２段部を有していると、電子素子２を長時間作動した際、基部11ａの段部と放熱体13とを接合した領域に応力が集中することを抑制し、基部11ａと放熱体13とが剥がれることを抑制することができる。
また、平面視において、貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）が、放熱体13の互いに隣接する側面にて異なる部分を有する（Ｗ１≠Ｗ３、Ｗ２≠Ｗ４）と、熱量が高い領域において、放熱体13の下面方向と側面方向とから良好に放熱させることができ、基部11ａ（接続導体14）と放熱体13との接合部に歪みが生じることを抑制し、基部11ａと放熱体13との剥がれを抑制することができ、長期間にわたって良好に電子素子２を作動させることができる。なお、図８、図10に示す例において、配線基板１の短辺側における貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔（Ｗ１、Ｗ２）が、配線基板１の長辺側における貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔（Ｗ３、Ｗ４）より大きくなっている（Ｗ１＞Ｗ３、Ｗ２＞Ｗ４）。
また、図８および図10に示す例のように、第３口11ｃｃの周囲に位置した配線導体12を有しており、平面視において、第３口11ｃｃの周囲に配線導体12を有している領域（図８にて貫通孔11ｃの左右領域）における、貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面の間隔（Ｗ１、Ｗ２）が、第３口11ｃｃの周囲に配線導体12を有していない他の領域（図８にて貫通孔11ｃの上下領域）における、貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔（Ｗ３、Ｗ４）より大きい（Ｗ１＞Ｗ３、Ｗ２＞Ｗ４）と、配線導体12に高電流が印加された際、基部11ａ（接続導体14）と放熱体13との接合部に歪みが生じることを抑制し、基部11ａと放熱体13との剥がれを抑制することができ、長期間にわたって良好に電子素子２を作動させることができる。
なお、図８～図10に示す例において、平面視において、第３口11ｃｃの周囲に配線導体12を有している領域における、貫通孔11ｃの内面と接続導体14の周縁部との間隔と、第３口11ｃｃの周囲に配線導体12を有していない他の領域における、貫通孔11ｃの内面と接続導体14の周縁部との間隔を異ならせることで、貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔Ｗを放熱体13の互いに隣接する側面にて異ならせている（Ｗ１≠Ｗ３、Ｗ２≠Ｗ４）。上記において、平面視で、第３口11ｃｃの周囲に配線導体12を有している領域における、貫通孔11ｃの内面と接続導体14の周縁部との間隔が、第３口11ｃｃの周囲に配線導体12を有していない他の領域における、貫通孔11ｃの内面と接続導体14の周縁部との間隔より大きくなっている。
また、図11～図13に示す例のように、貫通孔11ｃの内面の傾きを異ならせる、すなわち、第３口11ｃｃの周囲に配線導体12を有している領域（図11にて貫通孔11ｃの左右領域）における、貫通孔11ｃの内面の傾斜が、第３口11ｃｃの周囲に配線導体12を有していない他の領域（図11にて貫通孔11ｃの上下領域）における、貫通孔11ｃの内面の傾斜より大きく広がるように傾斜することで、貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔Ｗを放熱体13の互いに隣接する側面にて異ならせても構わない。上記において、熱量が多くなりやすい領域における基部11ａの開口を広くし、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２から伝わった熱を放熱体13の下面方向と側面方向とから良好に放熱させることができ、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたって良好に作動させることができる。
また、放熱体13の第２段部の幅を異ならせる、すなわち、第３口11ｃｃの周囲に配線導体12を有している領域（図11にて貫通孔11ｃの左右領域）における第２段部の幅が、図11～図13に示す例のように、第３口11ｃｃの周囲に配線導体12を有していない他の領域（図11にて貫通孔11ｃの上下領域）における、第２段部の幅より大きくすることで、貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔Ｗを放熱体13の互いに隣接する側面にて異ならせても構わない。上記において、電子素子２の搭載部の大きさが小さい場合等において好適に使用することができ、配線基板１および電子装置の小型かつ軽量化を図ることができる。
第３の実施形態の配線基板１は、その他は上述の実施形態の配線基板１と同様の製造方法を用いて製作することができる。
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態による配線基板１について、図14～図17および前述した図５～図13を参照しつつ説明する。
次に、第４の実施形態による配線基板１について、図14～図17および前述した図５～図13を参照しつつ説明する。
第４の実施形態における配線基板１において、上記した実施形態の配線基板１と異なる点は、基部11ａに位置した複数の配線導体12を有し、平面視において、複数の配線導体12は第１口11ｃａの縁部に位置しており、平面透視において、複数の配線導体12と放熱体13とが重なっている点である。
複数の配線導体12は、図14（ａ）および図14（ｂ）、図15ならびに図17（ａ）に示す例において、網掛けにて示している。複数の配線導体12は、図15に示す例において、複数の配線導体12の貫通導体の側面が複数の配線導体12の配線層と重なる領域を点線にて示している。図14（ａ）および図17に示す例において、平面透視にて、放熱体13の外縁が、枠部11ｂ（絶縁基板11）と重なる領域を点線にて示している。
第４の実施形態における配線基板１によれば、上記した実施形態の配線基板１と同様に、基部11ａと放熱体13とを接合させるとともに、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２から伝わった熱を放熱体13の下面方向と側面方向とから良好に放熱させることができ、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたって良好に作動させることができる。
第４の実施形態の配線基板１において、基部11ａに位置した複数の配線導体12を有し、平面視において、複数の配線導体12は第１口11ｃａの縁部に位置しており、平面透視において、複数の配線導体12と放熱体13とが重なっていると、複数の配線導体12を基部11ａ上に偏倚して配置し、複数の配線導体12の熱の発生が局所的に大きくなったとしても、平面透視で重なる放熱体13へと効率よく伝熱し、複数の配線導体12が位置する第１口11ｃａの縁部周囲の基部11ａの歪みを抑制することができ、電子素子２を長時間作動した際、電子素子２を良好に機能させることができる小型で高機能な配線基板とすることができる。
また、基部11ａ上に位置する複数の配線導体12は、図14～図17に示す例のように、平面透視にて、第１口11ｃａの一方縁部に偏って配置されているので、配線導体12が貫通孔11ｃの両縁部に配置されている場合と比較して、配線基板１の小型化を図ることができる。
複数の配線導体12は、図14～図17に示す例のように、第１口11ｃａの一方縁部に偏って配置されており、平面透視にて、複数の配線導体12が位置する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の幅Ｗ５は、厚み方向における相対する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の幅Ｗ６よりも大きい（Ｗ５＞Ｗ６）と、複数の配線導体12を基部11ａ上に偏倚して配置し、複数の配線導体12の熱の発生が局所的に大きくなったとしても、複数の配線導体12が位置する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の伝熱を大きくし、複数の配線導体12が位置する第１口11ｃａの縁部周囲の基部11ａの歪みを抑制することができ、小型で高機能な配線基板１とすることができる。
放熱体13の外縁は、平面透視にて、第１口11ｃａの一方縁部において、枠部11ｂの開口より外側に位置する、すなわち、第１口11ｃａの縁部に位置し、基部11ａの上面に露出した複数の配線導体12全体と重なるようにしておくと、複数の配線導体12が位置する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の伝熱を大きくし、複数の配線導体12が位置する第１口11ｃａの縁部周囲の基部11ａの歪みを抑制することができ、小型で高機能な配線基板１とすることができる。
第１口11ｃａは、図14～図17に示す例のように、平面視にて方形状であると、平面透視で、複数の配線導体12と放熱体13とが直線状に重なるようにし、平面透視で重なる放熱体13へと効率よく伝熱し、複数の配線導体12が位置する第１口11ｃａの縁部周囲の基部11ａの歪みを抑制することができ、電子素子２を長時間作動した際、電子素子２を良好に機能させることができる小型で高機能な配線基板とすることができる。なお、貫通孔11ｃは、平面視にて、角部が円弧状の方形状であっても構わない。
複数の配線導体12におけるそれぞれの配線導体の縁部の間がスリット状となったスリット部12ａを有していると、平面視にて、スリット部12ａを境にして、複数の配線導体12の熱が分散されるので、複数の配線導体12を基部11ａ上に偏倚して配置し、複数の配線導体12の熱の発生が局所的に大きくなったとしても、平面透視で重なる放熱体13へと効率よく伝熱し、複数の配線導体12が位置する第１口11ｃａの縁部周囲の基部11ａの歪みを抑制することができ、電子素子２を長時間作動した際、電子素子２を良好に機能させることができる小型で高機能な配線基板とすることができる。
また、基体11内に位置した複数の配線導体12は、図15に示す例のように、複数の配線導体12が位置する第１口11ｃａの一方縁部に接する第１口11ｃａの縁部に分散して複数の配線導体12の貫通導体を位置していると、複数の配線導体12の貫通導体の熱が、平面視にて放熱体13と重なる複数の配線導体12から離間して位置することとなり、電子素子２を長時間作動した際、電子素子２を良好に機能させることができる小型で高機能な配線基板とすることができる。
また、図15に示す例のように、平面視において、複数の配線導体12は、スリット部12ａが位置する第１口11ｃａの一辺から第１口11ｃａの一辺に接続する第１口11ｃａの相対する辺にかけて対応するように位置し、放熱体13と重なっていると、複数の配線導体12を基部11ａ上により偏倚して配置し、複数の配線導体12の熱の発生が局所的に大きくなったとしても、平面透視で重なる放熱体13へと効率よく伝熱し、複数の配線導体12が位置する第１口11ｃａの縁部周囲の基部11ａの歪みをより抑制することができ、電子素子２を長時間作動した際、電子素子２を良好に機能させることができる小型で高機能な配線基板とすることができる。
また、図14～図17、後述する図18～図21に示す例のように、スリット部12ａは、第１口11ｃａの一辺における中央に対応するように位置していると、複数の配線導体12のそれぞれを基部11ａ上に配置する偏倚が抑制されるものとなり、平面透視で重なる放熱体13へと効率よく伝熱し、複数の配線導体12が位置する対応するようにの縁部周囲の基部11ａの歪みをより抑制することができ、電子素子２を長時間作動した際、電子素子２を良好に機能させることができる小型で高機能な配線基板とすることができる。
また、前述した図５～図13に示す例のように、放熱体13が段差部を有していると、電子素子２を長時間作動した際、基部11ａの段部と放熱体13とを接合した領域に応力が集中することを抑制し、基部11ａと放熱体13とが剥がれることを抑制することができる。なお、放熱体13は、平面視にて、上面側における放熱体13の各辺の長さが、下面側における放熱体13の各辺の長さよりも大きくしているが、下面側における放熱体13の各辺の長さが、上面側における放熱体13の各辺の長さよりも大きくしていてもよい。
第４の実施形態の配線基板１は、その他は上述の実施形態の配線基板１と同様の製造方法を用いて製作することができる。
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態による配線基板１について、図18および図19を参照しつつ説明する。
次に、第５の実施形態による配線基板１について、図18および図19を参照しつつ説明する。
第５の実施形態における配線基板１において、上記した実施形態の配線基板１と異なる点は、平面透視において、複数の配線導体12は第１口11ｃａの隣接する２つの辺における縁部に位置しており、平面透視において、第１口11ｃａの隣接する２つの辺における縁部において、複数の配線導体12と放熱体13とがそれぞれ重なっている点である。
複数の配線導体12は、図18（ａ）および図18（ｂ）に示す例において、網掛けにて示している。図18（ａ）に示す例において、平面透視にて、放熱体13の外縁が、枠部11ｂと重なる領域を点線にて示している。
第５の実施形態における配線基板１によれば、上記した実施形態の配線基板１と同様に、基部11ａと放熱体13とを接合させるとともに、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２から伝わった熱を放熱体13の下面方向と側面方向とから良好に放熱させることができ、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたって良好に作動させることができる。
スリット部12ａは、図18に示す例のように、第１口11ｃａの一辺における中央と貫通孔11ｃの角部に位置していると、スリット部12ａを境に、複数の配線導体12の熱が分散されるので、複数の配線導体12を基部11ａ上に偏倚して配置し、複数の配線導体12の熱の発生が局所的に大きくなったとしても、平面透視で重なる放熱体13へと効率よく伝熱し、複数の配線導体12が位置する第１口11ｃａの縁部周囲の基部11ａの歪みを抑制することができ、電子素子２を長時間作動した際、電子素子２を良好に機能させることができる小型で高機能な配線基板とすることができる。
また、複数の配線導体12は、図18および図19に示す例のように、第１口11ｃａの隣接する２つの縁部に偏って配置されており、平面透視にて、それぞれの縁部において、複数の配線導体12が位置する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の幅Ｗ５、Ｗ７は、厚み方向における相対する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の幅Ｗ６、Ｗ８よりも大きい（Ｗ５＞Ｗ６、Ｗ７＞Ｗ８）と、複数の配線導体12を基部11ａ上に偏倚して配置し、複数の配線導体12の熱の発生が局所的に大きくなったとしても、複数の配線導体12が位置する側にて基部11ａと接合される部分における放熱体13の伝熱を大きくし、複数の配線導体12が位置する第１口11ｃａの縁部周囲の基部11ａの歪みを抑制することができ、小型で高機能な配線基板１とすることができる。
第５の実施形態の配線基板１は、その他は上述の実施形態の配線基板１と同様の製造方法を用いて製作することができる。
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態による配線基板１について、図20および図21および前述した図11～図13を参照しつつ説明する。
次に、第６の実施形態による配線基板１について、図20および図21および前述した図11～図13を参照しつつ説明する。
第６の実施形態における配線基板１において、上記した実施形態の配線基板１と異なる点は、複数の配線導体12が、平面視にて、第１口11ｃａの縁部の３辺方向に位置している点である。
複数の配線導体12は、図20（ａ）および図20（ｂ）に示す例において、網掛けにて示している。図20（ａ）に示す例において、平面透視にて、放熱体13の外縁が、枠部11ｂと重なる領域を点線にて示している。
第６の実施形態における配線基板１によれば、上記した実施形態の配線基板１と同様に、基部11ａと放熱体13とを接合させるとともに、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２から伝わった熱を放熱体13の下面方向と側面方向とから良好に放熱させることができ、放熱体13の搭載面に搭載された電子素子２を長期間にわたって良好に作動させることができる。
第６の実施形態の配線基板１は、基部11ａの上面に位置する複数の配線導体12の数が多い場合等において、有効に適用することができる。
本実施形態の配線基板１において、スリット部12ａは、図20に示す例のように、第１口11ｃａの一辺における中央と第１口11ｃａの角部に位置していると、スリット部12ａを境に、複数の配線導体12の熱が分散されるので、複数の配線導体12を基部11ａ上に偏倚して配置し、複数の配線導体12の熱の発生が局所的に大きくなったとしても、平面透視で重なる放熱体13へと効率よく伝熱し、複数の配線導体12が位置する第１口11ｃａの縁部周囲の基部11ａの歪みを抑制することができ、電子素子２を長時間作動した際、電子素子２を良好に機能させることができる小型で高機能な配線基板とすることができる。
本開示は、上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、種々の変更は可能である。例えば、絶縁基体11の基部11ａまたは枠部11ｂは、平面視において側面または角部に、切欠き部または面取り部を有している矩形状であっても構わない。また、基部11ａの側面から他の主面にかけて切欠きが位置しており、配線導体12に接続され、切欠きの内面に位置する導体、いわゆるキャスタレーション導体を有していてもよい。
第１～第６の実施形態の配線基板１は、縦断面視において、枠部11ｂの第２貫通孔11ｄの内面が基部11ａの上面に対して垂直となっているが、枠部11ｂの第２貫通孔11ｄの開口側が基部11ａの上面側より広くなるように、枠部11ｂの第２貫通孔11ｄの内面が傾斜していても構わない。
また、第１の実施形態または第２の実施形態の配線基板１は、第３の実施形態の配線基板１のように、第３口11ｃｃの周囲に配線導体12を有している領域における貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面の間隔が、他の領域における貫通孔11ｃの内面と放熱体13の側面との間隔より大きくしても構わない。
上述の実施形態において、基部11ａは３層の絶縁層、枠部11ｂは単層の絶縁層により構成している例を示しているが、基部11ａおよび枠部11ｂは、それぞれ単層、２層もしくは３層以上の絶縁層により構成していてもよい。
また、第１の実施形態の配線基板１～第６の実施形態の配線基板１において、他の実施形態の構成を組み合わせてもよい。
また、電子部品搭載用基板１は、多数個取り基板の形態で製作されていてもよい。
Claims (12)
- 第１口及び第２口を有する貫通孔を備える基部と、前記基部上に位置する枠部とを有する絶縁基板、および前記基部における前記枠部に相対する側に、前記第２口を塞ぐように位置する放熱体を含み、
前記貫通孔の内面と前記放熱体の側面とが離れて対向し、
前記貫通孔における前記第１口の反対側に第３口を有しており、
縦断面視において、前記前記貫通孔における前記第１口の反対側に第３口を有しており、
縦断面視において、前記貫通孔の内面と前記放熱体の側面との間隔は、前記枠部側より前記第３口側が大きく、
前記放熱体の側面と対向している前記貫通孔の内面は、前記枠部から離れるにしたがって前記貫通孔の径が大きくなるように傾斜し、
前記放熱体は、前記側面同士が前記絶縁基板の厚さ方向に沿って延び、前記放熱体のうち、基板の厚さ方向において基部から突出している部分の長さよりも基部の内部の長さの方が長く、
前記絶縁基板の裏面には、導体が位置し、
前記枠部の内面は、セラミック材を含み、
前記内面は、前記側面との間隔が前記第３口側に大きくなるように傾斜していることを特徴とする配線基板。 - 前記貫通孔の内面を対向している前記放熱体の側面は、前記枠部から離れる方向において幅が小さくなる段部を有していることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
- 平面視において、前記貫通孔の内面と前記放熱体の側面との間隔が、前記放熱体の互いに隣接する側面にて異なる部分を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
- 前記第３口の周囲に位置した配線導体を有しており、
平面視において、前記第３口の周囲に前記配線導体を有している領域は、前記第３口の周囲における他の領域より、前記貫通孔の内面と放熱体の側面との間隔が大きいことを特徴とする請求項３に記載の配線基板。 - 前記基部に位置した複数の配線導体は前記第１口の縁部に位置しており、
平面透視において、前記複数の配線導体と前記放熱体とが重なっていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。 - 前記第１口は、平面視にて方形状であることを特徴とする請求項５に記載の配線基板。
- 前記複数の配線導体におけるそれぞれの配線導体の縁部の間がスリット状となったスリット部を有していることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の配線基板。
- 平面視において、前記複数の配線導体は、前記スリット部が位置する、前記第１口の一辺から前記第１口の該一辺に接続する前記第１口の相対する辺にかけて対応するように位置し、前記放熱体と重なっていることを特徴とする請求項６に従属する請求項７に記載の配線基板。
- 前記スリット部は、前記第１口の前記一辺における中央に対応するように位置していることを特徴とする請求項８に記載の配線基板。
- 請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の配線基板と、
該配線基板に搭載された電子素子とを有していることを特徴とする電子装置。 - 請求項１０に記載の電子装置と、
該電子装置が接続されたモジュール用基板とを有することを特徴とする電子モジュール。 - 第１口及び第２口を有する貫通孔を備える基部と、前記基部上に位置する枠部とを有する絶縁基板、および前記基部における前記枠部に相対する側に、前記第２口を塞ぐように位置する放熱体を含み、
前記貫通孔の内面と前記放熱体の側面とが離れて対向し、
前記貫通孔における前記第１口の反対側に第３口を有しており、
縦断面視において、前記前記貫通孔における前記第１口の反対側に第３口を有しており、
縦断面視において、前記貫通孔の内面と前記放熱体の側面との間隔は、前記枠部側より前記第３口側が大きく、
前記放熱体の側面と対向している前記貫通孔の内面は、前記枠部から離れるにしたがって前記貫通孔の径が大きくなるように傾斜し、
前記絶縁基板の裏面に位置する配線導体と、前記基部と前記放熱体とを接合する接続導体と、を含み、
平面視で、前記第３口の周囲に前記配線導体を有している領域における、前記貫通孔の内面と前記接続導体の周縁部との間隔が、前記第３口の周囲に前記配線導体を有していない他の領域における、前記貫通孔の内面と前記接続導体の周縁部との間隔よりも大きいことを特徴とする電子装置。
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