CN116544773A - 电子元件搭载用基板、电子装置以及电子模块 - Google Patents

电子元件搭载用基板、电子装置以及电子模块 Download PDF

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Abstract

电子元件搭载用基板具有：第1基板，具有第1主面，该第1基板具有位于该第1主面且长度方向的一端部位于第1主面的外缘部的矩形状的电子元件的搭载部；以及第2基板，位于与第1主面相对的第2主面，由碳材料构成，且该第2基板具有与第2主面对置的第3主面以及与第3主面相对的第4主面，在俯视透视时，第3主面或者第4主面，在与搭载部的长度方向垂直相交的方向上的热传导大于在搭载部的长度方向上的热传导。

Description

电子元件搭载用基板、电子装置以及电子模块
本申请是申请号为201780076885.5、发明名称为“电子元件搭载用基板、电子装置以及电子模块”、申请日为2017年12月21日(优先权日为2016/12/22、2017/11/27)的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及电子元件搭载用基板、电子装置以及电子模块。
背景技术
以往，电子元件搭载用基板具有：绝缘基板，具有第1主面、第2主面和侧面；以及电子元件的搭载部及布线层，位于绝缘基板的第1主面。在电子元件搭载用基板上，在将电子元件搭载到电子元件的搭载部后，被搭载于电子元件收纳用封装件而成为电子装置(参照日本特开2013-175508号公报)。
发明内容
本公开的电子元件搭载用基板具有：第1基板，具有第1主面，该第1基板具有位于该第1主面、且长度方向的一端部位于所述第1主面的外缘部的矩形状的电子元件的搭载部；以及第2基板，位于与所述第1主面相对的第2主面，由碳材料构成，该第2基板具有与该第2主面对置的第3主面以及与该第3主面相对的第4主面，在俯视透视时，所述第3主面或者所述第4主面，在与所述搭载部的长度方向垂直相交的方向上的热传导大于在所述搭载部的长度方向上的热传导。
本公开的电子装置具有：上述结构的电子元件搭载用基板；电子元件，被搭载在该电子元件搭载用基板的所述搭载部；以及搭载有所述电子元件搭载用基板的布线基板或者电子元件收纳用封装件。
本公开的电子模块具有上述结构的电子装置和连接有该电子装置的模块用基板。
附图说明
图1的(a)是表示第1实施方式中的电子元件搭载用基板的俯视图，(b)是(a)的仰视图。
图2是分解了图1所示的电子元件搭载用基板的第1基板和第2基板的立体图。
图3的(a)是图1的(a)所示的电子元件搭载用基板的A-A线处的纵剖视图，(b)是图1的(a)所示的电子元件搭载用基板的B-B线处的纵剖视图。
图4的(a)是表示在图1的(a)所示的电子元件搭载用基板搭载有电子元件的状态的俯视图，(b)是(a)的B-B线处的纵剖视图。
图5是表示第1实施方式的电子元件搭载用基板的制造方法的剖视图。
图6的(a)是表示第2实施方式中的电子元件搭载用基板的俯视图，(b)是(a)的仰视图。
图7是分解了图6所示的电子元件搭载用基板的第1基板和第2基板的立体图。
图8的(a)是图6的(a)所示的电子元件搭载用基板的A-A线处的纵剖视图，(b)是图6的(a)所示的电子元件搭载用基板的B-B线处的纵剖视图。
图9是表示第2实施方式的电子元件搭载用基板的制造方法的剖视图。
图10的(a)是表示第3实施方式中的电子元件搭载用基板的俯视图，(b)是(a)的仰视图。
图11是分解了图10所示的电子元件搭载用基板的多个第2基板的立体图。
图12(a)是图10的(a)所示的电子元件搭载用基板的A-A线处的纵剖视图，(b)是图10的(a)所示的电子元件搭载用基板的B-B线处的纵剖视图。
图13是表示第3实施方式的电子元件搭载用基板的制造方法的剖视图。
具体实施方式
参照附图，对本公开的几个例示的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
如图1～图4所示的例子那样，第1实施方式中的电子元件搭载用基板1包含第1基板11和第2基板12。电子装置包括：电子元件等用基板1；电子元件2，被搭载于电子元件搭载用基板的搭载部11a；以及布线基板，搭载有电子元件搭载用基板1。电子装置例如使用接合材料而连接在构成电子模块的模块用基板上的连接焊盘。
本实施方式中的电子元件搭载用基板1具有：第1基板11，具有第1主面，该第1基板具有位于第1主面、且长度方向的一端部位于第1主面的外缘部的矩形状的电子元件2的搭载部11a；以及第2基板12，位于与第1主面相对的第2主面，由碳材料构成，且该第2基板具有与第2主面对置的第3主面以及与第3主面相对的第4主面，在俯视透视时，第3主面或者第4主面，在与搭载部的长度方向垂直相交的方向上的热传导大于在搭载部11a的长度方向上的热传导。在图1～图4中，电子元件2安装在虚拟的xyz空间中的xy平面。在图1～图4中，上方向是指虚拟的z轴的正方向。另外，为了方便区别以下的说明中的上下，不限于实际上使用电子元件搭载用基板1等时的上下。
金属层13在图1的(a)所示的例子中以阴影表示。
第1基板11具有第1主面(在图1～图3中为上表面)以及第2主面(在图1～图3中为下表面)。第1基板11由单层或者多层绝缘层构成，在俯视时，具有相对于第1主面以及第2主面分别具有两组对置的边(4边)的方形的板状的形状。第1基板11作为用于支承长方形的电子元件2的支承体发挥功能，电子元件2经由Au-Sn等接合构件3而被粘接固定在位于第1基板11的第1主面的矩形状的搭载部11a上。
第1基板11能够使用例如氧化铝质烧结体(氧化铝陶瓷)、氮化铝质烧结体、莫来石质烧结体或者玻璃陶瓷烧结体等陶瓷。在第1基板11例如是氮化铝质烧结体的情况下，向氮化铝(AlN)、氧化铒(Er2O3)、氧化钇(Y2O3)等原料粉末中添加混合适当的有机粘合剂以及溶剂等来制作泥浆物。将该泥浆物采用以往公知的刮刀法或者压延辊法等成型为片状，由此制作陶瓷生片。根据需要，层叠多片陶瓷生片，通过在高温(约1800℃)下进行烧成，制作由单层或者多层绝缘层构成的第1基板11。
第2基板12具有第3主面(在图1～图3中为上表面)以及第4主面(在第1～图3中为下表面)。第2基板12在俯视时具有相对于第3主面以及第4主面分别具有两组对置的边(4边)的方形的板状的形状。
第2基板12例如由碳材料构成，形成为由六元环通过共价键连接而成的石墨烯层叠而成的结构体。各面是利用德尔塔瓦尔斯力结合的材料。
第1基板11优选使用热传导率优异的氮化铝质烧结体。第1基板11和第2基板12通过由例如TiCuAg合金等活性钎料构成的接合材料粘接第1基板11的第2主面和第2基板12的第3主面。接合材料在第1基板11与第2基板12之间配置为10μm左右的厚度。
第1基板11以及第2基板12在俯视时分别呈方形。通过将方形的第1基板11和方形的第2基板12粘接，形成方形的复合基板。另外，方形是正方形、长方形等四边形状。在图1～图3所示的例子中，第1基板11和第2基板12呈长方形，形成有长方形的复合基板。
第1基板11的基板厚度T1例如为50μm～500μm左右，第2基板12的基板厚度T2例如为100μm～2000μm左右。若第1基板11与第2基板12为T2＞T1，则能够将第1基板11的热良好地向第2基板12散热。
第1基板11的热传导率κ如图2的例子所示，在平面方向上的X方向和Y方向大致恒定，第1基板11的厚度方向上的Z方向也与平面方向上的X方向和Y方向相同(κx≈κy≈κz)。例如，在氮化铝质烧结体用作为第1基板11的情况下，第1基板11使用100～200W/m·K左右的热传导率κ的基板。
第2基板12的热传导率λ在平面方向上的X方向和Y方向上大小不同。图2所示的第2基板12的各个方向上的热传导率λx、λy、λz的关系为“热传导率λx≈热传导率λz＞＞热传导率λy”。第2基板12的热传导率λ在平面方向上的X方向与厚度方向上的Z方向相同。例如，第2基板12的热传导率λx以及热传导率λz为1000W/m·K左右，第2基板12的热传导率λy为4W/m·K左右。
金属层13位于第1基板11的第1主面。金属层13用作电子元件11的搭载部11a，或者接合线等连接构件4的连接部，用于将电子元件2与布线基板的布线导体电连接。
金属层13包括薄膜层以及镀层。薄膜层例如具有密合金属层和阻隔层。构成薄膜层的密合金属层形成于第1基板11的第1主面。密合金属层例如由氮化钽、镍-铬、镍-铬氧氮化硅、钨-硅、钼-硅、钨、钼、钛、铬等构成，通过采用蒸镀法、离子镀法、溅射法等薄膜形成技术，覆盖于第1基板11的第1主面。例如在使用真空蒸镀法形成的情况下，第1基板11设置在真空蒸镀装置的成膜室内，在成膜室内的蒸镀源配置成为密合金属层的金属片，然后，使成膜室内成为真空状态(10-2Pa以下的压力)，并且对配置于蒸镀源的金属片进行加热并蒸镀，使该蒸镀的金属片的分子覆盖于第1基板11，由此形成成为密合金属层的薄膜金属的层。然后，在形成有薄膜金属层的第1基板11上使用光刻法形成抗蚀剂图案后，通过蚀刻除去多余的薄膜金属层，由此形成密合金属层。在密合金属层的上表面覆盖有阻隔层，阻隔层的密合金属层与镀层的接合性、湿润性良好，使密合金属层与镀层牢固地接合，并且起到防止密合金属层与镀层的相互扩散的作用。阻隔层例如由镍酸铬、铂、钯、镍，钴等构成，通过蒸镀法、离子镀法、溅射法等薄膜形成技术覆盖于密合金属层的表面。
密合金属层的厚度可以为0.01～0.5μm左右。在不足0.01μm时，存在难以使密合金属层牢固地密合于第1基板11上的倾向。在超过0.5μm的情况下，由于密合金属层的成膜时的内部应力容易产生密合金属层的剥离。此外，阻隔层的厚度可以为0.05～1μm左右。在不足0.05μm时，存在产生针孔等缺陷而难以发挥作为阻隔层的功能的倾向。在超过1μm的情况下，由于成膜时的内部应力而容易产生阻隔层的剥离。
镀层通过电解电镀法或无电解电镀法而覆盖于薄膜层的露出的表面。镀层由镍、铜、金或银等耐腐蚀性、与连接部件的连接性优异的金属构成，例如，依次覆盖厚度0.5～5μm左右的镀镍层和0.1～3μm左右的镀金层。由此，能够有效地抑制金属层13腐蚀的情况，并且能够使金属层13与形成于布线基板的布线导体的接合牢固。
此外，可以构成为在阻隔层上配置铜(Cu)、金(Au)等金属层，良好地形成镀层。这样的金属层通过与薄膜层相同地方法形成。
另外，第1基板11的第1主面也可以通过研磨加工等表面加工而平坦化。例如，也可以在使第1基板11的第1主面平坦化后，粘接第1基板11和第2基板12，也可以在将第1基板11与第2基板12粘接后，使第1基板11的第1主面平坦化。由此，能够在第1基板11的第1主面良好地形成金属层13，能够将第1基板11的热良好地向第2基板12散热。
此外，第1基板11的第2主面也可以通过研磨加工等表面加工而平坦化。由此，能够良好地粘接第1基板11的第2主面和第2基板12的第3主面，能够良好地将第1基板11的热向第2基板12散热。
第1基板11的第1主面和第1基板11的第2主面也可以在粘接第1基板11和第2基板12之前预先通过研磨加工等表面加工而平坦化。
在位于电子元件搭载用基板1的第1主面的搭载部11a上，搭载长方形的电子元件2，通过将该电子元件搭载用基板1搭载于布线基板或电子元件搭载用封装件，能够制作电子装置。搭载于电子元件搭载用基板1的电子元件2例如是LD(Laser Diode：激光二极管)等发光元件、PD(Photo Diode：光电二极管)等受光元件。例如，电子元件2通过Au-Sn等接合材料固定在一方的金属层13的搭载部11a上后，经由接合线等连接构件4将电子元件2的电极与另一方的金属层13电连接，从而搭载于电子元件搭载用基板1。电子元件2的电极和另一个金属层13在图4所示的例子中，通过多个连接构件4电连接。搭载有电子元件搭载用基板1的布线基板或电子元件搭载用封装件例如与第1基板11相同，可以使用陶瓷等绝缘基体，在表面具有布线导体。而且，电子元件搭载用基板1的金属层13与布线基板或电子元件搭载用封装件的布线导体电连接。
根据本实施方式的电子装置，通过具有上述结构的电子元件搭载用基板1、搭载于电子元件搭载用基板1的搭载部11a的电子元件2、以及搭载有电子元件搭载用基板1的布线基板或者电子元件收纳用封装件，能够形成长期可靠性优异的电子装置。
本实施方式的电子装置经由焊锡等接合材料6而与布线导体和模块用基板的连接焊盘连接，成为电子模块。由此，电子元件2与模块用基板的连接焊盘电连接。
根据本实施方式的电子模块，通过具有上述结构的电子装置和连接有电子装置的模块用基板，能够使可靠性长期优异。
根据本实施方式的电子元件搭载用基板1，具有：第1基板11，具有第1主面，该第1基板具有位于第1主面、且长度方向的一端部位于第1主面的外缘部的矩形状的电子元件2的搭载部11a；以及第2基板12，位于与第1主面相对的第2主面，由碳材料构成，且该第2基板具有与第2主面对置的第3主面以及与第3主面相对的第4主面，在俯视透视时，第3主面或者第4主面，在与搭载部的长度方向垂直相交的方向上的热传导大于在搭载部11a的长度方向上的热传导，从而在例如电子装置工作时，从电子元件2产生的热容易向与电子元件2的长度方向不同的方向散热，从而减少由从电子元件2产生的热引起的膨胀、特别是电子元件2向长度方向的膨胀，抑制电子元件2的位置偏移、或者电子元件搭载用基板1的变形，能够容易良好地放出光。
特别是在作为电子元件2搭载LD等光元件的情况下，能够制成能够高精度地放出光的光学装置用的电子元件搭载用基板1。
特别是在作为电子元件2搭载高输出的LD等光元件的情况下，能够制成能够高精度地放出光的光学装置用的电子元件搭载用基板1。
此外，如图1～图4所示的例子所示，若电子元件搭载用基板1沿着长方形的电子元件2在俯视时是在电子元件2的长度方向侧变长的长方形，则与电子元件2的长度方向垂直相交的方向上的电子元件搭载用基板1的宽度变短，能够使向与电子元件2的长度方向不同的方向传热的热容易良好地向外部散热。
本实施方式中的电子元件搭载用基板1能够优选在薄型且高输出的电子装置中使用，能够提高电子元件搭载用基板1的可靠性。例如，作为电子元件2，在搭载LD等光元件的情况下，能够适合用作薄型且指向性优异的光学装置用的电子元件搭载用基板1。
此外，在俯视透视时，第2基板12在一端部所在的一侧具有第1侧面，第1侧面由于第2基板12的厚度方向上的热传导比与第2基板12的厚度方向垂直相交的方向上的热传导大，因此例如在电子装置工作时，由电子元件2产生的热容易通过第1侧面向厚度方向的第4主面侧散热，进一步减少由从电子元件2产生的热引起的电子元件2的膨胀、特别是电子元件2向长度方向的膨胀，抑制电子元件2的位置偏移、或者电子元件搭载用基板1的变形，能够更容易良好地放出光。
此外，第2基板12具有与第1侧面相对的第2侧面，第2侧面由于第2基板的厚度方向上的热传导比与第2基板12的厚度方向垂直相交的方向上的热传导大，从而例如在电子装置工作时，从电子元件2产生的热容易通过第2侧面向厚度方向上的第4主面侧散热，进一步减少由从电子元件2产生的热量引起的电子元件2的膨胀、特别是电子元件2向长度方向的膨胀，抑制电子元件2的位置偏移、或者电子元件搭载用基板1的变形，能够更容易良好地放出光。进而，如上所述，在第1侧面中，若第2基板12的厚度方向上的热传导比与第2基板12的厚度方向垂直相交的方向上的热传导大，则例如在电子装置工作时，从电子元件2产生的热容易通过第1侧面以及第2侧面向厚度方向上的第4主面侧有效地散热，有效地减少由从电子元件2产生的热引起的电子元件2的膨胀、特别是有效地减少电子元件2向长度方向的膨胀，抑制电子元件2的位置偏移、或者电子元件搭载用基板1的变形，能够更容易良好地放出光。
第1实施方式中的电子元件搭载用基板1例如能够通过以下的制造方法制作。
最初，如图5的(a)所示的例子那样，准备第1基板11和第2基板12。第1基板11的第2主面和第2基板12的第3主面各自的平面度也可以形成为10μm以下。接下来，如图5的(b)所示的例子那样，通过由TiCuAg合金构成的活性钎料等接合材料3将第1基板11的第2主面与第2基板12的第3主面接合而形成复合基板。此时，接合材料3的厚度设置为10μm左右。接下来，在第1基板11的第1主面形成金属层13。此时，金属层13通过与设置于复合基板内的第2基板12的X方向(热传导率λx＞＞热传导率λy)和搭载部11a的长度方向垂直相交地配置而形成，从而如图5(c)所示的例子那样，形成电子元件搭载用基板1。
另外，在第1基板11的第1主面形成成为金属层13的薄膜层以及在薄膜层上形成镀层时，若预先在第2基板12的露出的表面上设置由树脂、陶瓷、金属等构成的保护膜，则在制作电子元件搭载用基板1时，由碳材料构成的第2基板12不会剥离，因此能够减少由药品等引起的变质。
本实施方式的电子元件搭载用基板1的热传导率例如可以通过激光闪光法等分析方法来测定。此外，在测定第2基板12的热传导率的情况下，除去接合第1基板11和第2基板12的接合材料3，能够通过激光闪光法等分析方法对第2基板12进行测定。
(第2实施方式)
接下来，参照图6～图9，对第2实施方式的电子元件搭载用基板进行说明。
在第2实施方式的电子装置中，与上述实施方式的电子装置的不同点在于，第1基板11(111、112)分别接合于第2基板12的第3主面和第4主面，即，第2基板12层叠于两个第1基板11(111、112)之间。此外，接合层14位于第1基板112的第1主面(在图6～图9中，电子元件搭载用基板1的下表面)。金属层13以及接合层14在图6所示的例子中以阴影表示。
根据第2实施方式中的电子元件搭载用基板1，与上述实施方式的电子元件搭载用基板1相同，通过相对于电子元件2的长度方向的膨胀方向容易向不同的方向散热，从而减少电子元件向长度方向的膨胀，抑制电子元件2的位置偏移、或者电子元件搭载用基板1的变形，能够容易良好地放出光。
此外，由于第2基板12层叠在两个第1基板11之间，因此能够抑制由第1基板11与第2基板12的热膨胀的差异引起的电子元件搭载用基板1的变形，抑制电子元件2的位置偏移、或者电子元件搭载用基板1的变形，能够容易良好地放出光。
在第2实施方式的电子元件搭载用基板1中，第1基板111的第2主面与第2基板12的第3主面、以及第1基板112的第2主面与第2基板12的第4主面通过由TiCuAg合金构成的活性钎料等接合材料3接合。
在第2实施方式的电子元件搭载用基板1中，也与第1实施方式相同，第1基板11(111、112)以及第2基板12在俯视时分别呈方形。通过将方形的第1基板11和方形的第2基板12粘接，从而形成方形的复合基板。另外，方形是正方形、长方形等四边形状。在图6～图9所示的例子中，第1基板11(111、112)和第2基板12呈长方形，形成长方形的复合基板。
第1基板11(111、112)的基板厚度T1(T11、T12)与第1实施方式的电子元件搭载用基板1相同，例如为50μm～500μm左右，第2基板12的基板厚度T2与第1实施方式的电子元件搭载用基板1相同，例如为100μm～2000Bm左右。若第1基板11(111、112)与第2基板12为T2＞T1(T11)，则能够将第1基板111的热良好地向第2基板12散热。
如图7所示的例子那样，第1基板11(111、112)的热传导率κ与第1实施方式的电子元件搭载用基板1相同，各个基板的平面方向上的X方向和Y方向大致恒定，第1基板11(111、112)的厚度方向上的Z方向也与平面方向上的X方向和Y方向相同(κx≈κy≈κz)。例如，在使用氮化铝质烧结体作为第1基板11(111、112)的情况下，第1基板11(111、112)使用100～200W/m·K左右的热传导率κ的基板。
第2基板12的热传导率λ在平面方向上的X方向和Y方向上大小不同。如图7所示，第2基板12的各个方向上的热传导率λx、λy、λz的关系为“热传导率λx≈热传导率λz＞＞热传导率λy”。第2基板12的热传导率λ在平面方向上的X方向与厚度方向上的Z方向相同，平面方向上的Y方向不同。例如，第2基板12的热传导率λx以及热传导率λz为1000W/m·K左右，第2基板12的热传导率λy为4W/m·K左右。
另外，与第2基板12的第3主面和第4主面接合的两个第1基板11(111、112)也可以分别使用相同材料的基板。例如，第1基板111在热传导率为150W/m·K的氮化铝质烧结体的情况下，第1基板112也可以是热传导率为150W/m·K的氮化铝质烧结体。通过使与第2基板12的第3主面和第4主面接合的第1基板111的材料与第1基板112的材料相同，能够良好地减少电子元件搭载用基板1的变形。
此外，与第2基板12的第3主面和第4主面接合的两个第1基板11(111、112)各自的厚度之差可以为10％以内(0.9T12≤T11≤1.1T12)，也可以为相同厚度的基板(T11＝T12)。例如，在第1基板111的厚度为100μm的情况下，第1基板112的厚度可以为100μm，也可以为90μm～110μm。通过使与第2基板12的第3主面和第4主面接合的第1基板111的厚度与第1基板112的厚度相同，能够良好地减少电子元件搭载用基板1的变形。
此外，如图6～图9所示的例子所示，在与第4主面侧接合的第1基板112中，接合层也可以位于下表面侧。第1基板112的接合层例如能够用于电子元件搭载用基板1与位于布线基板或者电子元件搭载用封装件的导体层的接合等。接合层能够通过与上述金属层13相同的方法制作。此外，通过使第1基板112的金属层13位于与第1基板112的下表面的大致整个面，能够使从电子元件搭载用基板1向布线基板或者电子元件搭载用封装件的散热性良好。
第2实施方式中的电子元件搭载用基板1例如通过以下的制造方法来制作。
最初，如图9的(a)所示的例子那样，准备第1基板11(111、112)和第2基板12。接下来，如图9的(b)所示的例子那样，将第1基板111、第2基板12以及第1基板112和基板12分别通过由TiCuAg合金构成的活性钎料等接合材料3接合而形成复合基板。第1基板111、第2基板12以及第1基板112和基板12也可以同时接合。此时，接合材料3的厚度分别设置为10μm左右。接下来，在第1基板11的第1主面形成金属层13。此时，金属层13通过与设置于复合基板内的第2基板12的X方向(热传导率λx＞＞热传导率λy)和搭载部11a的长度方向垂直相交地配置而形成，从而如图9(c)所示的例子所示，形成电子元件搭载用基板1。
另外，在第1基板11的第1主面形成成为金属层13的薄膜层以及在薄膜层上形成镀层时，若预先在第2基板12的露出的侧面上设置树脂、陶瓷、金属等保护膜，则在制作电子元件搭载用基板1时，由碳材料构成的第2基板12不会剥离，因此能够减少由药品等引起的变质。
第2实施方式的电子元件搭载用基板1能够使用与上述实施方式的电子元件搭载用基板1相同的制造方法来制作。
此外，第2实施方式的电子元件搭载用基板1与第1实施方式的电子元件搭载用基板1相同，若沿着长方形的电子元件2在俯视时是电子元件2的长度方向侧变长的长方形，则电子元件搭载用基板1的宽度在与电子元件2的长度方向垂直相交的方向上变短，能够使电子元件2的向与长度方向不同的方向散热后的热容易良好地向外部散热。
此外，第2实施方式的电子元件搭载用基板1与第1实施方式的电子元件搭载用基板1相同，也可以通过研磨加工等表面加工使第1基板11(111)的第1主面以及第2主面平坦化。能够使第1基板11(111)与第2基板12的粘接良好，并且能够良好地在第1基板11(111)的第1主面形成金属层，能够将第1基板11的热向第2基板12良好地散热。
此外，也可以通过研磨加工等表面加工使第1基板11(112)的第1主面以及第2主面平坦化。由此，能够使第1基板11(112)与第2基板12的粘接良好，并且能够使第1基板11(112)与布线基板或者电子元件收纳用封装件的粘接良好。
(第3实施方式)
接下来，参照图10～图13，对第3实施方式的电子装置进行说明。
在第3实施方式的电子元件搭载用基板1中，与上述实施方式的电子元件搭载用基板1的不同点在于，在两个第1基板11之间层叠有多个第2基板12(121、122、123)。在多个第2基板12(121、122、123)中，相邻的第2基板12彼此(121和122、122和123)各自的平面方向上的热传导率λ不同地配置。金属层13以及接合层14在图10所示的例子中以阴影表示。
根据第3实施方式中的电子元件搭载用基板1，与上述实施方式的电子元件搭载用基板1相同，通过相对于电子元件2的长度方向的膨胀方向容易向不同方向散热，从而减少电子元件2向长度方向的膨胀，抑制电子元件2的位置偏移、或者电子元件搭载用基板1的变形，能够容易良好地放出光。
此外，在两个第1基板11之间，由于层叠有平面方向上的热传导率λ不同的多个第2基板12，因此能够抑制电子元件搭载用基板1的变形，抑制电子元件2的位置偏移、或者电子元件搭载用基板1的变形，能够容易良好地放出光。
在第3实施方式的电子元件搭载用基板1中，第1基板111的第2主面与第2基板121的第3主面、以及第1基板112的第2主面与第2基板123的第4主面通过由TiCuAg合金构成的活性钎料等接合材料3接合。
在第3实施方式的电子元件搭载用基板1中，与第1实施方式相同，第1基板11以及第2基板12在俯视时分别呈方形。通过将方形的第1基板11和方形的第2基板12粘接，形成方形的复合基板。另外，方形是正方形、长方形等四边形状。在图10～图13所示的例子中，第1基板11和第2基板12呈长方形，形成长方形的复合基板。
在第3实施方式的电子元件搭载用基板1中，也与第1实施方式的电子元件搭载用基板1相同，第1基板11(111、112)以及第2基板12(121、122、123)在俯视时分别呈方形。通过将方形的第1基板11和方形的第2基板12粘接，形成方形的复合基板。另外，方形是正方形、长方形等四边形状。在图10～图13所示的例中，第1基板11(111、112)和第2基板12(121、122、123)呈长方形，形成长方形的复合基板。
第1基板11(111、112)的基板厚度T1与第1实施方式的电子元件搭载用基板1相同，例如为50μm～500μm左右，第2基板12(121、122、123)的基板厚度T2与第1实施方式的电子元件搭载用基板1相同，例如为100μm～2000μm左右。若第1基板11(111、112)与第2基板12(121、122、123)为T2＞T1，则能够将第1基板111的热良好地向第2基板12散热。
第1基板11(111、112)的热传导率κ与第1实施方式的电子元件搭载用基板1相同，各个基板的平面方向上的X方向和Y方向大致恒定，第1基板11(111、112)的厚度方向上的Z方向也与平面方向上的X方向和Y方向相同(κx≈κy≈κz)。例如，在使用氮化铝质烧结体作为第1基板11(111、112)的情况下，第1基板11(111、112)使用100～200W/m·K左右的热传导率κ的基板。
第2基板12(211、212、213)的热传导率λ在平面方向上的X方向和Y方向上大小不同。多个第2基板12(211、212、213)的各个热传导率λ例如如图11所示的例子那样，如下所述。
第2基板121(上表面侧)：热传导率λx1≈热传导率λz1＞＞热传导率λy1
第2基板122(中间)：热传导率；λy2≈热传导率λz2＞＞热传导率λx2
第2基板123(下表面侧)：热传导率λx3≈热传导率λz3＞＞热传导率λy3
第2基板121和第2基板123的热传导率λ在平面方向上的X方向和厚度方向上的Z方向相同，平面方向上的Y方向不同。第二基板122的热传导率λ在平面方向上的Y方向和厚度方向上的Z方向相同，平面方向上的X方向不同。例如，第2基板121的热传导率λx1以及热传导率λz1为1000W/m·K左右，第2基板12的热传导率λy1为4W/m·K左右。第2基板122的热传导率λy2以及热传导率λz2为1000W/m·K左右，第2基板12的热传导率λx2为4W/m·K左右。第2基板123的热传导率λx3以及热传导率λz3为1000W/m·K左右，第2基板123的热传导率λy3为4W/m·K左右。
第2基板121的第3主面与第1基板111的第2主面粘接，以使与搭载部11a的长度方向垂直相交的方向上的热传导比配置于第1基板111的第一主面的搭载部11a的长度方向上的热传导大。
如图11所示的例子那样，相邻的第2基板12彼此(第2基板121与第2基板122，或者第2基板122与第2基板123)的热传导率λ也可以至少在俯视透视下旋转90度，使相邻的第2基板12彼此(第2基板121与第2基板122，或者第2基板122与第2基板123)的热传导率变大的方向彼此垂直相交。由此，能够使从第2基板123向第1基板122的传热作为面整体散热，因此能够减少电子元件2向长度方向的膨胀，抑制电子元件2的位置偏移、或者电子元件搭载用基板1的变形，能够容易良好地放出光。
另外，与第2基板121的第3主面和第2基板123的第4主面接合的两个第1基板11(111、112)与第2实施方式的电子元件搭载用基板1相同，也可以分别使用相同材料的基板。例如，在第1基板111为热传导率为150W/m·K的氮化铝质烧结体的情况下，第1基板112也可以是热传导率为150W/m·K的氮化铝质烧结体。通过使第2基板121的第3主面和第2基板123的第4主面接合的第1基板111的材料与第1基板112的材料相同，从而能够良好地减少电子元件搭载用基板1的变形。
此外，与第2基板12的第3主面和第2基板123的第4主面接合的两个第1基板11(111、112)与第2实施方式的电子元件搭载用基板1相同，各自的厚度之差可以为10％以内，也可以为相同厚度的基板。例如，在第1基板111的厚度为100μm的情况下，第1基板112的厚度可以为100μm，也可以为90μm～110μm。通过使与第2基板121的第3主面和第2基板123的第4主面接合的第1基板111的厚度与第1基板112的厚度相同，能够良好地减少电子元件搭载用基板1的变形。
此外，配置在两个第1基板11(111、112)之间的多个第2基板12(121、122、123)可以是各自的厚度之差为10％以内(0.9T22≤T21≤1.1T22，0.9T23≤T21≤1.1T23)，也可以是相同厚度的基板(T21＝T22＝T23)。例如，在第2基板121的厚度为1000μm的情况下，第2基板122的厚度可以为1000μm，也可以为900μm～1100μm。此外，第2基板123的厚度可以为1000μm，也可以为900μm～1100μm。通过使多个第2基板12(121、122、123)各自的厚度相同，从而能够良好地减少电子元件搭载用基板1的变形。
此外，如图10～图13所示的例子所示，在与第4主面侧接合的第1基板112中，接合层也可以位于下表面侧。第1基板112的接合层例如能够用于电子元件搭载用基板1与位于布线基板或者电子元件搭载用封装件的导体层的接合等。接合层可以通过与上述金属层13相同的方法制作。此外，第1基板112的金属层13位于第1基板112的下表面的大致整个面，能够使从电子元件搭载用基板1向布线基板或者电子元件搭载用封装件的散热性良好。
第3实施方式中的电子元件搭载用基板1例如通过以下的制造方法来制作。
最初，如图13的(a)所示的例子那样，准备由第1基板11(111、112)和多片构成的第2基板12(121、122、123)。另外，由于多片构成的第2基板12的相邻的第2基板12彼此在各自的平面方向上的热传导率λ不同地配置。接下来，如图13的(b)所示的例子那样，第1基板111、第2基板12(121、122、123)以及第1基板112与基板12(121、122、123)分别通过由TiCuAg合金构成的活性钎料等接合材料3接合。第1基板111、第2基板12(121、122、123)以及第1基板112与基板12(121、122、123)也可以同时接合。此时，接合材料3的厚度分别设置为10μm左右。接下来，在第1基板11的第1主面形成金属层13。此时，金属层13通过与设置于复合基板内的第2基板121的X方向(热传导率λx＞＞热传导率λy)和搭载部11a的长度方向垂直相交地配置而形成，从而如图13的(c)所示的例子那样，形成电子元件搭载用基板1。
例如，作为第1基板11(111、112)，厚度为0.15mm，使用热传导率为170W/m·K的氮化铝质烧结体，作为第2基板12(121、122、123)，使用厚度分别为各个厚度1mm的石墨烯层叠而成的结构体，总厚度为3.3mm，制作俯视为方形且纵以及横的大小为10mm的电子元件搭载用基板1。对于该电子元件搭载用基板1，通过上述的激光闪光法测定热传导率，第3实施方式中的电子元件搭载用基板1的热传导率为650W/m·K。
另外，在第1基板11的第1主面形成成为金属层13的薄膜层以及在薄膜层上形成镀层时，若预先在第2基板12的露出的侧面设置由树脂、陶瓷、金属等构成的保护膜，则在制作电子元件搭载用基板1时，由碳材料构成的第2基板12不会剥离，因此能够减少由药品等引起的变质。
第3实施方式的电子元件搭载用基板1能够使用与上述实施方式的电子元件搭载用基板1相同的制造方法来制作。
此外，第3实施方式的电子元件搭载用基板1与第1实施方式的电子元件搭载用基板1相同，若沿着长方形的电子元件2在俯视时是在电子元件2的长度方向侧变长的长方形，则与电子元件2的长度方向垂直相交的方向上的电子元件搭载用基板1的宽度变短，能够使向与电子元件2的长度方向不同的方向散热后的热容易良好地向外部散热。
此外，第3实施方式的电子元件搭载用基板1与第1实施方式的电子元件搭载用基板1以及第2实施方式的电子元件搭载用基板1相同，也可以通过研磨加工等表面加工使第1基板11(111、112)的第1主面以及第2主面平坦化。
本公开不限定于上述实施方式的例子，能够进行各种变更。例如，也可以在使第1基板11与第2基板12粘接的复合基板的角部具有切口部或者倒角部的方形。
在上述的例子中，位于第1基板11的第1主面的金属层13通过薄膜法形成，但也可以是使用了以往公知的共烧(cofire)法或者后烧结法等的金属层。在使用这样的金属层13的情况下，金属层13在第1基板11与第2基板12的接合前预先设置于第1基板11的第1主面。另外，为了使第1基板11的平面度良好，如上述的第1实施方式所示那样，位于第1基板11的第1主面的金属层13也可以通过薄膜法形成。

Claims (5)

1.一种电子元件搭载用基板，具有：
第1基板，具有第1主面，且具有矩形状的电子元件的搭载部，该搭载部位于该第1主面且长度方向的一端部位于所述第1主面的外缘部；以及
第2基板，位于与所述第1主面相对的第2主面，由碳材料构成，且该第2基板具有与该第2主面对置的第3主面以及与该第3主面相对的第4主面，
在俯视透视时，所述第3主面或者所述第4主面，在与所述搭载部的长度方向垂直相交的方向上的热传导大于在所述搭载部的长度方向上的热传导。
2.根据权利要求1所述的电子元件搭载用基板，其中，
在俯视透视时，所述第2基板在所述一端部所在的一侧具有第1侧面，
该第1侧面，在所述第2基板的厚度方向上的热传导大于在与所述第2基板的厚度方向垂直相交的方向上的热传导。
3.根据权利要求2所述的电子元件搭载用基板，其中，
所述第2基板具有与所述第1侧面相对的第2侧面，
该第2侧面，在所述第2基板的厚度方向上的热传导大于在与所述第2基板的厚度方向垂直相交的方向上的热传导。
4.一种电子装置，具有：
权利要求1～3中的任一项所述的电子元件搭载用基板；
电子元件，被搭载在该电子元件搭载用基板的所述搭载部；以及
搭载有所述电子元件搭载用基板的布线基板或者电子元件收纳用封装件。
5.一种电子模块，具有：
权利要求4所述的电子装置；以及
连接有该电子装置的模块用基板。
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