JP2008294253A - 発光素子実装用配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくともセラミック成分を含む基板本体の表面に開口するキャビティの底面に発光素子を実装し、かかる発光素子が発する熱を効果的で且つ確実に放熱できる発光素子実装用配線基板を提供する。
【解決手段】表面３および裏面４を有し且つ少なくともセラミック成分を含む複数の絶縁層Ｓ１〜Ｓ６を積層してなる基板本体２と、かかる基板本体２の表面３に開口し且つ側面７および発光素子Ｌが実装される底面６を有するキャビティ５と、かかるキャビティ５の側面７に形成された光反射層１２と、かかる光反射層１２の内側面に一端が接続され、且つ複数の絶縁層Ｓ１〜Ｓ３間に形成された伝熱導体層１０，１１と、かかる伝熱導体層１０，１１と基板本体２の裏面４との間に配置された複数の伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２と、を含み、かかる伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２は、基板本体２の裏面４に形成されたパッド１９に接続されている、発光素子実装用配線基板１ａ。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、発光ダイオードなどの発光素子をキャビティに実装し、かかるキャビティからの放熱特性に優れた発光素子実装用配線基板に関する。

近年、発光ダイオードなどの発光素子の高輝度化に伴って、その通電量が大きくなり、且つ発熱量も増大するため、発光素子からの熱を速やかに放熱することが求められている。このため、例えば、セラミックからなる絶縁基体において、その主面に搭載する発光素子の搭載部と反対側の主面との間に、複数の貫通金属体を貫通させた発光素子実装用配線基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ガラス−セラミックなどからなる複数の絶縁層を積層してなる基板本体において、その表面に開口するキャビティの発光素子を実装する底面と、上記基板本体の裏面との間に、比較的太径のビア導体を貫通して配設した発光素子実装用配線基板も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−１００３６４号公報（第１〜１５頁、図２(ａ)） 特開２００６−２１６７６４号公報（第１〜１０頁、図７，８）

しかし、前記特許文献２のように、発光素子をキャビティの底面に実装する形態の配線基板では、発光素子が発する熱は、実装面であるキャビティの底面に限らず、当該キャビティの側面に形成した光反射層にも伝達され、かかるキャビティ内に充填・固化される封止樹脂と相俟って、外部へ放散されにくい。このため、上記発光素子の輝度を低下させてしまう、という問題があった。
しかも、前記特許文献２のように、キャビティの底面と基板本体の裏面との間に、比較的太径のビア導体を配置すると、基板本体の内部に形成すべき配線層のためのスペースが制約を受ける、という問題もあった。

本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、少なくともセラミック成分を含む基板本体の表面に開口するキャビティの底面に発光素子を実装し、かかる発光素子が発する熱を、キャビティから効果的で且つ確実に放熱できる発光素子実装用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、キャビティの底面に実装される発光素子からの熱を、キャビティの側面に形成した光反射層から放熱させる、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明による第１の発光素子実装用配線基板（請求項１）は、表面および裏面を有し且つ少なくともセラミック成分を含む複数の絶縁層を積層してなる基板本体と、かかる基板本体の表面に開口し且つ側面および発光素子が実装される底面を有するキャビティと、かかるキャビティの側面に形成された光反射層と、かかる光反射層の内側面に一端が接続され、且つ上記複数の絶縁層間に形成された伝熱導体層と、少なくともかかる伝熱導体層と上記基板本体の裏面付近に位置する複数の絶縁層間との間に配置された複数の伝熱ビア導体と、を含む、ことを特徴とする。

これによれば、キャビティの底面に実装される発光ダイオードなどの発光素子の発する熱が、光と共に当該キャビティの側面に形成された光反射層に、輻射になどより伝達されても、かかる光反射層の内側面に一端が接続され且つ前記複数の絶縁層間に形成された伝熱導体層に伝熱される。かかる伝熱導体層に伝熱された熱は、前記伝熱ビア導体を介して、少なくとも基板本体を形成する複数の絶縁層に拡散して放熱される。このため、前記キャビティ内に封止用樹脂が充填・固化されても、光反射層に伝達された熱が当該キャビティ内でこもらず、少なくとも基板本体の内部へ確実に放熱される。従って、前記発光素子の輝度を低下させることなく、長期間にわたり安定した発光を保証することが可能となる。

尚、前記絶縁層に含まれるセラミック成分は、１０００℃以下の比較的低温で焼成可能なガラス−セラミックのほか、約１２５０℃で焼成可能なガラス（ＳｉＯ_２−ＭｎＯ_２−ＴｉＯ_２−ＭｇＯ−ＢａＯ−ＺｒＯ_２系ガラス）−セラミック、あるいは、アルミナなどのセラミックを主成分とする高温焼成セラミックなどである。
また、前記発光素子には、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）などが含まれる。
更に、前記光反射層は、前記キャビティの側面に直に形成されるＡｇ、Ｃｕ、Ｗ、またはＭｏの導体層、その上に順次形成されるＮｉメッキ層、Ａｕメッキ層、および、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、またはＲｈの何れかである表層のメッキ層からなる。
また、前記伝熱ビア導体には、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、あるいはこれらの合金からなり、直径が約０．１〜０．２ｍｍのものが用いられる。
加えて、前記キャビティは、底面の周囲から傾斜して基板本体の表面に向けて傾斜して広がる側面を有する全体がほぼ円錐形、ほぼ長円錐形、ほぼ楕円錐形、各コーナにアールが付されたほぼ四角錐形のほか、垂直な側面を有する全体が円柱形、長円柱形、楕円柱形、各コーナにアールが付されたほぼ四角柱形の形態も含まれる。

また、本発明には、前記複数の伝熱ビア導体は、前記伝熱導体層に接続されている、発光素子実装用配線基板（請求項２）も含まれる。
これによれば、伝熱導体層に伝熱された前記熱は、上記伝熱ビア導体に確実に伝達され、且つこれを介して少なくとも基板本体の内部へ確実に放熱できる。
更に、本発明には、前記伝熱ビア導体は、前記基板本体の裏面に形成されたパッドに接続されている、発光素子実装用配線基板（請求項３）も含まれる。
これによれば、前記光反射層から伝熱導体層に伝熱された前記熱は、上記伝熱ビア導体を介して、基板本体の裏面に形成されたパッドから外部に放熱できる。
また、本発明には、前記伝熱ビア導体の他端は、前記基板本体の外側面に露出している、発光素子実装用配線基板（請求項４）も含まれる。
これによれば、前記光反射層から伝熱導体層に伝熱された前記熱は、かかる伝熱導体層の他端から外部に放熱されると共に、前記伝熱ビア導体を介して基板本体の内部あるいは基板本体の裏面のパッドから外部に放熱されるため、一層キャビティ内の熱を効率良く放熱することが可能となる。

更に、本発明には、前記複数の伝熱ビア導体は、平面視において、前記キャビティの側面に沿って配設されている、発光素子実装用配線基板（請求項５）も含まれる。
これによれば、前記発光素子から輻射によって光反射層に伝達された熱を、前記伝熱導体層およびキャビティの側面に沿って配設された複数の伝熱ビア導体を介して、前記基板本体の裏面に形成したパッドから外部に放熱したり、あるいは、かかる基板本体を形成する複数の前記絶縁層に伝熱・拡散される。しかも、キャビティの底面と基板本体の裏面との間には、伝熱ビア導体を配設しないため、基板本体の内部に形成すべき配線層を、スペース的な制約を受けずに任意のパターンで配設することも可能となる。
尚、前記「キャビティの側面に沿って」とは、キャビティの側面に沿って複数の伝熱ビア導体がほぼ等間隔に配設されている形態と、かかる形態で更にキャビティの底面の中心に対して、対称な位置に配設されている形態との双方を含む。

加えて、本発明には、前記伝熱ビア導体は、前記基板本体の厚み方向に沿って直線形状である、発光素子実装用配線基板（請求項６）も含まれる。
これによれば、前記発光素子から光反射層に伝達された熱を、前記伝熱導体層および上記直線形状の伝熱ビア導体を介して、迅速に前記基板本体の裏面に形成したパッドから外部に放熱したり、あるいは、かかる基板本体を形成する複数の前記絶縁層に放熱・拡散させることができる。
尚、直線形状を呈する上記伝熱ビア導体において、隣接する複数の前記絶縁層間には、同じ材料からなる若干太径のタイパッドが介在されている。

一方、本発明による第２の発光素子実装用配線基板（請求項７）は、表面および裏面を有し且つ少なくともセラミック成分を含む複数の絶縁層を積層してなる基板本体と、かかる基板本体の表面に開口し且つ側面および発光素子が実装される底面を有するキャビティと、かかるキャビティの側面に形成された光反射層と、上記複数の絶縁層間に形成され、上記光反射層の内側面に一端が接続され、且つ他端が上記基板本体の外側面に露出している伝熱導体層と、を含む、ことを特徴とする。

これによれば、キャビティの底面に実装された発光ダイオードなどの発光素子の発する熱が、光と共に当該キャビティの側面に形成された光反射層に、輻射などにより伝達されても、かかる光反射層の内側面に一端が接続され且つ他端が記基板本体の外側面に露出している伝熱導体層を介して、短い経路で外部に放熱される。従って、光反射層に伝達された熱がキャビティ内でこもらず、当該キャビティ外へ確実に放熱されるため、前記発光素子の輝度を低下させることなく、長期間にわたり安定した発光を保証することが可能となる。しかも、キャビティの底面よりも下層の絶縁層の間には、ほぼ全面にわたって配線層を任意のパターンで形成できるため、高性能化にも容易に対応可能となる。
尚、前記伝熱導体層の他端は、基板本体の外側面に形成したＣｕなどからなる放熱板に接続させても良い。

また、本発明には、前記伝熱導体層は複数であって、かかる伝熱導体層間を接続する伝熱ビア導体が形成されている、発光素子実装用配線基板（請求項８）も含まれる。
これによれば、前記光反射層から複数の伝熱導体層に伝熱された前記熱は、その一部が伝熱速度の低い伝熱導体層から伝熱速度の高い伝熱導体層へ伝達されるので、かかる複数の伝熱導体層を介して、キャビティ内の熱を効率良く放熱させることが可能となる。

付言すれば、本発明には、前記キャビティの底面に形成され、且つ前記発光素子を実装する導体層、あるいは当該発光素子とワイヤを介して通電される導体層と、前記基板本体の裏面に形成した端子用のパッドとの間に、導通および伝熱を兼ねるビア導体が更に形成されている、発光素子実装用配線基板、も含まれ得る。
これによる場合、発光素子を実装する導体層、またはかかる発光素子と通電される導体層に、発光素子から直にまたは輻射により伝達された熱を、導通・伝熱兼用のビア導体を介して、基板本体の裏面に形成した端子用のパッドから外部に放熱できる。そのため、前記光反射層から伝熱導体層などを介して、放熱する前記経路と相俟って、キャビティ内の熱を一層効率良く放熱することが可能となる。
更に、本発明には、前記第１，２の発光素子実装用配線基板の何れか一種類を縦横に隣接して複数個配設した製品領域と、かかる製品領域の少なくとも一辺に沿って位置する前記同様のセラミック成分を含む耳部と、を備えた多数個取り基板も含まれ得る。これによる場合、複数個の前記発光素子実装用配線基板を、同時に提供することができる。

以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明における第１の発光素子実装用配線基板（以下、単に配線基板と称する）１ａを示す平面図、図２は、図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った断面図である。
配線基板１ａは、図１，図２に示すように、表面３および裏面４を有する基板本体２、かかる基板本体２の表面３に開口し且つ底面６および側面７を有するキャビティ５、かかるキャビティ５の側面７に形成された光反射層１２、かかる光反射層１２の内側面に一端が接続される伝熱導体層１０，１１、および、かかる伝熱導体層１０，１１と基板本体２の裏面４に形成されたパッド１９との間に配設された複数の伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２を備えている。上記基板本体２は、例えば、ガラス−アルミナ（セラミック）からなる絶縁層Ｓ１〜Ｓ６を一体に積層したもので、平面視がほぼ正方形を呈し、約０．７〜１．０ｍｍの厚さである。

また、前記キャビティ５は、平面視が円形の底面６と、かかる底面６の周辺から基板本体２の表面３に向かって傾斜して拡がる側面７とからなり、全体がほぼ円錐形を呈する。尚、側面７の仰角は、約３０〜８０度である。
上記キャビティ５の底面６には、Ａｇ、Ｃｕ、またはこれらの合金からなり、互いに異なる回路を形成する大小一対の導体層８，９が隙間を挟んで形成されている。大きな導体層８には、図１，２中の一点鎖線で示すように、発光ダイオード（ＬＥＤ：発光素子）Ｌが追って実装され、小さな導体層９には、上記発光ダイオードＬとの間で導通を取るためのワイヤ９ａが追ってボンディングされる。
前記キャビティ５の側面７に形成された光反射層１２は、図２中の部分拡大図で示すように、側面７に直に形成されたＡｇの導体層１３、その上に順次形成されるＮｉメッキ層１４、Ａｕメッキ層（図示せず）、および、表層のＡｇメッキ層１５からなる。

図１，図２に示すように、光反射層１２の内側面には、絶縁層Ｓ１〜Ｓ３間に形成された平面視がほぼ円環形の伝熱導体層１０，１１の一端が接続されている。かかる伝熱導体層１０，１１の外周縁から突出するほぼ半円形の複数の凸部には、直径が約０．１〜０．２ｍｍの伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２の上端または中間部が接続されている。かかる伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２も、Ａｇ、Ｃｕ、またはこれらの一方をベースとする合金からなる。
平面視で基板本体２の周辺部に位置する複数の伝熱ビア導体Ｖ１は、上端が伝熱導体層１０と個別に接続され、絶縁層Ｓ２〜Ｓ６を基板本体２の厚み方向に沿って直線形状に貫通して、下端が基板本体２の裏面４に形成されたパッド１９にそれぞれ接続されている。当該パッド１９も、前記同様のＡｇなどからなる。

伝熱ビア導体Ｖ１の内側に位置する複数の伝熱ビア導体Ｖ２は、それらの上端と中間部とが伝熱導体層１０，１１に個別に接続され、平面視の同じ位置で絶縁層Ｓ３〜Ｓ６を基板本体２の厚み方向に沿って直線形状に貫通して、それらの下端が上記同様にパッド１９に接続されている。
図１に示すように、複数の伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２は、キャビティ５の側面７に沿って、平面視でほぼ円形を呈するようほぼ等間隔に配設され、且つキャビティ５の底面６の中心に対して互いに対称な位置に配設されている。
尚、伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２は、隣接する絶縁層Ｓ２〜Ｓ６間において、同じ材料からなる若干太径のタイパッド（図示せず）を介して接続されている。

図２に示すように、キャビティ５の底面６と基板本体２の裏面４との間に位置する絶縁層Ｓ４〜Ｓ６間には、Ａｇなどからなる所定パターンの配線層１６，１８が形成されている。更に、基板本体２の裏面４には、Ａｇなどからなる複数のパッド１７が形成されている。かかる複数のパッド（端子）１７と、上記配線層１６，１８と、キャビティ５の底面６に形成された前記導体層８，９との間は、直径が約０．１〜０．２ｍｍのビア導体ｖを介して、互いに導通されている。かかるビア導体ｖも、前記同様のＡｇなどからなり、導通および伝熱兼用である。
尚、配線層１６，１８の周辺部には、中心部で伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２を貫通させる平面視が円形の隙間ｃが形成されている。また、図２中の二点鎖線で示すように、キャビティ５の底面６における導体層８上に、発光ダイオードＬが実装され、これと隣接する導体層９との間をワイヤ９ａでボンディングされた際には、かかるキャビティ５内に固化前の封止用樹脂ｊが基板本体２の表面３付近まで充填され、且つ固化される。

以上のような配線基板１ａによれば、キャビティ５の底面６に実装される発光ダイオードＬの発する熱が、光と共に該キャビティ５の側面７に形成された光反射層１２に、輻射などにより伝達されると、かかる光反射層１２の内側面に一端が接続され且つ前記絶縁層Ｓ１〜Ｓ３間に形成された伝熱導体層１０，１１に伝熱される。かかる伝熱導体層１０，１１に伝熱された熱は、複数の前記伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２を介して、基板本体２の裏面４に形成されたパッド１９から外部に放熱される。このため、前記キャビティ５内に封止用樹脂ｊが充填・固化されても、光反射層１２に伝達された熱が当該キャビティ５内でこもらず、基板本体２の外部へ確実に放熱される。しかも、発光ダイオードＬを実装する導体層８や、かかる発光ダイオードＬと通電される導体層９に、発光ダイオードＬから直にまたは輻射により伝達された熱を、導通・伝熱兼用のビア導体ｖおよび配線層１６，１８を介して、基板本体２の裏面４に形成したパッド（端子）１７から外部に放熱することもできる。従って、発光ダイオードＬの輝度を低下させることなく、長期間にわたり安定した発光を保証可能となる。

前記配線基板１ａは、以下のような方法で製造した。
予め、図３に示すように、ガラス成分とアルミナなどのセラミック成分とをほぼ同じ重量ずつ含む低温焼成用のグリーンシートｓ１〜ｓ６を用意した。上記ガラス成分は、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、およびＡｌ_２Ｏ_３を主成分とするホウケイ酸系ガラス粉末からなる。かかるガラス粉末に、平均粒径が数μｍのアルミナ粉末、樹脂バインダ、および可塑剤などを配合して得られたセラミックスラリを、ドクターブレード法により、平面視が正方形の表面３および裏面４を有し且つ厚みが約２５０μｍのシート状に成形されたグリーンシートｓ１〜ｓ６が得られた。
尚、かかるグリーンシートｓ１〜ｓ６に替えて、複数の配線基板を同時に製作するための多数個取り用の大版サイズのものを用いても良い。

次に、図３で上層側のグリーンシートｓ１〜ｓ３に対し、パンチとその外径よも大きな受け入れ孔を有するダイ（何れも図示せず）とを用いる打ち抜き加工を施して、傾斜した内面を有する貫通孔ｋ１〜ｋ３を個別に形成した。
また、貫通孔ｋ２，ｋ３が形成されたグリーンシートｓ２，ｓ３と、下層側のグリーンシートｓ４〜ｓ６の周辺部とに対し、平面視で内外二重の円形上の位置に沿って、パンチングにより内径が０．１２ｍｍの貫通孔Ｈを複数個形成した。
次いで、図３で下層側のグリーンシートｓ４〜ｓ６の中央部側の所定の位置に対し、パンチングを施して、内径が０．１２〜０．２５ｍｍの貫通孔ｈを複数個形成した。

更に、図４に示すように、グリーンシートｓ２〜ｓ６の各貫通孔Ｈおよび各貫通孔ｈに対し、メタルマスクおよびスキージ（何れも図示せず）を用いて、Ａｇ粉末を含む導電性ペーストを充填して、未焼成の伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２およびビア導体ｖを形成した。
次に、グリーンシートｓ２，ｓ３における貫通孔ｋ２，ｋ３側の表面に、前記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷して、図４に示すように、未焼成の伝熱導体層１０，１１を形成した。
次いで、グリーンシートｓ４〜ｓ６の表面およひグリーンシートｓ６の裏面に、前記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷して、図４に示すように、未焼成の導体層８，９、配線層１６，１８、およびパッド１７，１９を形成した。かかる配線層１６，１８の周辺部には、複数の隙間ｃが形成されていた。
尚、グリーンシートｓ３〜ｓ６の表面には、上下の伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２を接続するためのタイパッド（図示せず）を形成した。

更に、以上のようなグリーンシートｓ１〜ｓ６を積層および圧着した結果、図５に示すように、表面３および裏面４を有する基板本体２、および底面６および側面７からなるキャビティ５を有する未焼成の積層体ｓｓが得られた。
次いで、キャビティ５の側面７に対し、前記同様の導電性ペーストを負圧を利用するスクリーン印刷を行って、前記導体層１３を全面に形成した。
そして、キャビティ５の側面７に導体層１３が形成された積層体ｓｓを焼成した後、焼成後の導体層１３に対し、電解Ｎｉメッキ、電解Ａｕメッキ、および電解Ａｇメッキを順に施して、前記Ｎｉメッキ層１４およびＡｇの表層メッキ層１５を含む光反射層１２を形成した。その結果、前記配線基板１ａを得ることができた。
以上のような製造方法によれば、特殊な工程や治工具などを用いることなく、前記配線基板１ａを確実に製造することができた。尚、前記グリーンシートｓ１〜ｓ６に大版のものを用いた場合には、後述する多数個取り基板１Ｕを効率良く製造することも可能である。

図６は、前記配線基板１ａの応用形態である第１の配線基板１ｂを示す前記図２と同様な断面図である。
配線基板１ｂは、図６に示すように、前記同様の基板本体２、キャビティ５、光反射層１２、伝熱導体層１０，１１、導体層８，９、配線層１６，１８、ビア導体ｖ、およびパッド１７を備えている。
かかる配線基板１ｂが前記配線基板１ａと相違する点は、伝熱導体層１０，１１から垂下する伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２の下端が、基板本体２の裏面４を形成する最下層の絶縁層Ｓ６とその直上の絶縁層Ｓ５との間に留まることである。

即ち、伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２は、伝熱導体層１０，１１と、絶縁層Ｓ５，Ｓ６間との間に配設され、その下端は基板本体２の裏面４から厚みが約０．２５ｍｍと他の絶縁層Ｓ１〜Ｓ５よりも薄い絶縁層Ｓ６の上方に位置している。かかる伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２の構造に関連して、基板本体２の裏面４における前記パッド１９は、省略した。但し、伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２の熱を裏面４側から放熱し易くしたり、かかる配線基板１ｂを図示しないプリント基板などのマザーボードに搭載する際の姿勢を水平に保つため、前記パッド１９を伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２の直下付近に設けても良い。
尚、配線基板１ｂは、前記配線基板１ａと同様な方法によって製造可能であり、且つ、後述する多数個取り基板１Ｕと同様な形態として製造することもできる。

以上のような配線基板１ｂにおいても、キャビティ５の底面６に実装される発光ダイオードＬの発する熱が、光と共に当該キャビティ５の側面７に形成された光反射層１２に、輻射などにより伝達されると、かかる光反射層１２の内側面に一端が接続され且つ前記絶縁層Ｓ１〜Ｓ３間に形成された伝熱導体層１０，１１に伝熱される。かかる伝熱導体層１０，１１に伝熱された熱は、複数の前記伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２を介して、基板本体２の絶縁層Ｓ２〜Ｓ６に放熱・拡散される。このため、キャビティ５内に前記封止用樹脂ｊが充填・固化されても、光反射層１２に伝達された熱が当該キャビティ５内でこもらず、基板本体２内に放熱・拡散できる。しかも、発光ダイオードＬを実装する導体層８、または隣接する導体層９に、発光ダイオードＬから直にまたは輻射により伝達された熱を、導通・伝熱兼用のビア導体ｖおよび配線層１６，１８を介して、基板本体２の裏面４に形成したパッド１７から外部に放熱することもできる。従って、発光ダイオードＬの輝度を低下させず、長期間にわたり安定した発光を保証可能となる。

図７は、前記配線基板１ａ，１ｂの変形形態であり、且つ本発明における第２の配線基板１ｃを示す前記図２と同様な断面図である。
第２の配線基板１ｃは、図７に示すように、前記同様の基板本体２、キャビティ５、光反射層１２、伝熱導体層１０，１１、導体層８，９、配線層１６，１８、ビア導体ｖ、およびパッド１７を備えている。
かかる配線基板１ｃが前記配線基板１ａ，１ｂと相違する点は、光反射層１２の内側面に一端が接続され且つ前記絶縁層Ｓ１〜Ｓ３間に形成された伝熱導体層１０，１１の他端ｅが基板本体２の外側面２ｆに露出していること、および当該伝熱導体層１０，１１間にのみ伝熱ビア導体Ｖ２が形成されていることである。

かかる配線基板１ｃでは、前記伝熱ビア導体Ｖ１がなく、且つ伝熱ビア導体Ｖ２も伝熱導体層１０，１１間にのみ形成されるため、配線層１６，１８を絶縁層Ｓ４〜Ｓ６間のほぼ全面で、任意のパターンで形成することが可能となる。これに応じて、基板本体２の裏面４のほぼ全面にパッド１７が形成されている。
尚、伝熱導体層１０，１１の他端ｅが露出する基板本体２の外側面２ｆには、かかる他端ｅと接続するＣｕなどからなる放熱板（図示せず）を形成しても良い。また、伝熱導体層１０，１１には、絶縁層Ｓ１〜Ｓ３が接触するための切り欠きや貫通孔（図示せず）が形成されている。更に、配線基板１ｃも、前記配線基板１ａと同様な方法により製造可能であり、且つ後述する多数個取り基板１Ｕと同様な形態として製造することも可能である。

以上のような配線基板１ｃにおいても、キャビティ５の底面６に実装される発光ダイオードＬの発する熱が、光と共に該キャビティ５の側面７の光反射層１２に伝達されると、かかる光反射層１２の内側面に一端が接続され且つ前記絶縁層Ｓ１〜Ｓ３間に形成された伝熱導体層１０，１１に伝熱される。かかる伝熱導体層１０，１１に伝熱された熱は、基板本体２の外側面２ｆに露出する当該伝熱導体層１０，１１の他端ｅから外部に放熱される。即ち、上記熱は、伝熱導体層１０，１１のみを伝熱する短い経路で、外部に迅速に放熱される。更に、前記伝熱ビア導体Ｖ１がなく、且つ伝熱ビア導体Ｖ２も伝熱導体層１０，１１間にのみ形成されるため、配線層１６，１８を絶縁層Ｓ４〜Ｓ６間のほぼ全面において、任意のパターンで形成することも可能となる。しかも、発光ダイオードＬを実装する導体層８，９に、発光ダイオードＬから直にまたは輻射により伝達された熱を、導通・伝熱兼用のビア導体ｖや配線層１６，１８を介して、基板本体２の裏面４に形成したパッド１７から外部に放熱することもできる。従って、発光ダイオードＬの輝度を低下させず、長期間にわたり安定した発光を保証可能となる。

図８は、破線で示す切断予定線（仮想線）ｆにより区画され且つ縦横に隣接する複数の前記配線基板１ａと、これらの四辺を囲む耳部ｍとを有する多数個取り基板１Ｕを示す平面図である。かかる多数個取り基板１Ｕは、前記グリーンシートｓ１〜ｓ６を大版のタイプとすることで、前記同様の方法により製造可能である。
尚、耳部ｍには、前記光反射層１２のＮｉメッキ層１４やＡｇメッキ層１５などを形成するために平面視がほぼ半円形のメッキ電極（図示せず）が複数個形成されている。また、図８中のカッコ内に示すように、前記配線基板１ｂ，１ｃを縦横に複数個併有する多数個取り基板１Ｕとしても良い。

図９は、異なる形態の第１の配線基板２０ａを示す平面図、図１０は、図９中のＹ−Ｙ線の矢視に沿った断面図である。
配線基板２０ａは、図９，１０に示すように、表面２３および裏面２４を有する基板本体２２、かかる基板本体２２の表面２３に開口し且つ底面２６および側面２７を有するキャビティ２５、かかるキャビティ２５の側面２７に形成された光反射層３２、かかる光反射層３２の内側面に一端が接続される伝熱導体層３０，３１、および、かかる伝熱導体層３０，３１と基板本体２２の裏面２４に形成されたパッド１９との間に配設された複数の伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２を備えている。
基板本体２２は、前記同様のガラス−セラミックからなる絶縁層Ｓ４〜Ｓ９を一体に積層したもので、平面視がほぼ正方形を呈し、約０．７〜１．０ｍｍの厚さである。

また、前記キャビティ２５は、図９，１０に示すように、平面視が円形の底面２６と、かかる底面２６の周辺から基板本体２２の表面２３に向かって垂直に立設する側面２７とからなり、全体が円柱形を呈する。
上記キャビティ２５の底面２６には、前記同様の導体層８，９が隙間を介して形成され、大きな導体層８には、発光ダイオードＬが追って実装され、小さな導体層９には、前記発光ダイオードＬとの間で導通を取るためのワイヤ９ａが追ってボンディングされる。
前記キャビティ２５の側面２７に形成された光反射層３２は、図１０中の部分拡大図で示すように、側面２７に直に形成されたＡｇの導体層３３、その上に順次形成されるＮｉメッキ層３４、Ａｕメッキ層（図示せず）、および、表層のＡｇメッキ層３５からなる。

図９，１０に示すように、光反射層３２の内側面には、絶縁層Ｓ７〜Ｓ９間に形成された平面視がほぼ円環形の伝熱導体層３０，３１の一端が接続されている。かかる伝熱導体層３０，３１の外周縁から突出するほぼ半円形の複数の凸部には、前記同様の伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２の上端または中間部が接続されている。
平面視で基板本体２２の周辺部に位置する複数の伝熱ビア導体Ｖ１は、上端が伝熱導体層３０と個別に接続され、絶縁層Ｓ８，Ｓ９、Ｓ４〜Ｓ６を基板本体２２の厚み方向に沿って直線形状に貫通し、下端が基板本体２２の裏面２４に形成された前記同様のパッド１９に個別に接続されている。
伝熱ビア導体Ｖ１の内側に位置する複数の伝熱ビア導体Ｖ２は、それらの上端と中間部とが伝熱導体層３０，３１間に接続され、平面視の同じ位置で絶縁層Ｓ９，Ｓ４〜Ｓ６を基板本体２２の厚み方向に沿って、直線形状に貫通して、それらの下端が上記同様にパッド１９に個別に接続されている。

図９に示すように、複数の伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２は、キャビティ２５の側面２７に沿って、平面視でほぼ円形を呈するようほぼ等間隔に配設され、且つキャビティ２５の底面２６の中心に対して互いに対称な位置に配設されている。
図１０に示すように、キャビティ２５の底面２６と基板本体２２の裏面２４との間に位置する絶縁層Ｓ４〜Ｓ６間には、前記同様の配線層１６，１８が形成され、基板本体２２の裏面２４には、前記同様のパッド１７が形成されている。かかる複数のパッド１７と、上記配線層１６，１８と、キャビティ２５の底面２６に形成された前記導体層８，９との間は、前記同様のビア導体ｖを介して、互いに導通されている。

尚、図１０中の二点鎖線で示すように、キャビティ２５の底面２６における導体層８上に、発光ダイオードＬが実装され、これと隣接する導体層９との間をワイヤ９ａでボンディングされた際には、かかるキャビティ２５内に固化前の封止用樹脂ｊが基板本体２２の表面２３付近まで充填・固化される。
前記配線基板２０ａも、絶縁層Ｓ７〜Ｓ９となるグリーンシートに最小限のクリアランスによる打ち抜き加工で偏平な円柱形の貫通孔を形成するほか、前記配線基板１ａと同様な方法によって製造することができる。更に、後述する多数個取り基板２０Ｕの形態として製造することも可能である。

以上のような配線基板２０ａによっても、実装される発光ダイオードＬの発する熱が、光と共にキャビティ２５の側面２７に形成された光反射層３２に、輻射などにより伝達されると、かかる光反射層３２の内側面に一端が接続され且つ前記絶縁層Ｓ７〜Ｓ９間に形成された伝熱導体層３０，３１に伝熱される。かかる伝熱導体層３０，３１に伝熱された熱は、複数の前記伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２を介して、基板本体２２の裏面２４に形成されたパッド１９から外部に放熱される。このため、前記キャビティ２５内に封止用樹脂ｊが充填・固化されても、光反射層３２に伝達された熱が当該キャビティ２５内でこもらず、基板本体２２の外部へ確実に放熱される。しかも、発光ダイオードＬを実装する導体層８などに、発光ダイオードＬから直にまたは輻射により伝達された熱を、導通・伝熱兼用のビア導体ｖ、配線層１６，１８を介して、基板本体２２の裏面２４に設けたパッド１７から外部に放熱することもできる。従って、発光ダイオードＬの輝度を低下させず、長期間にわたり安定した発光を保証可能となる。

図１１は、前記配線基板２０ａの応用形態である第１の配線基板２０ｂを示す前記図１０と同様な断面図である。
配線基板２０ｂは、図１１に示すように、前記同様の基板本体２２、キャビティ２５、光反射層３２、伝熱導体層３０，３１、導体層８，９、配線層１６，１８、ビア導体ｖ、およびパッド１７を備えている。更に、最下層の絶縁層Ｓ６の厚みは、他の絶縁層Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７〜Ｓ９よりも薄くされている。
かかる配線基板２０ｂが前記配線基板２０ａと相違する点は、伝熱導体層３０，３１から垂下する伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２の下端が、基板本体２２の裏面２４を形成する最下層の絶縁層Ｓ６とその直上の絶縁層Ｓ５との間に留まることである。

即ち、伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２は、伝熱導体層３０，３１と、絶縁層Ｓ５，Ｓ６間との間に配設され、その下端は基板本体２２の裏面２４から前記同様の厚みの絶縁層Ｓ６の上方に位置している。かかる伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２の構造に関連して、基板本体２２の裏面２４における前記パッド１９は、省略したが、伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２の熱を裏面２４側から放熱し易くしたり、かかる配線基板２０ｂを図示しないプリント基板などに搭載する際の姿勢を水平に保つため、前記パッド１９を伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２の直下付近に設けても良い。
尚、配線基板２０ｂは、前記配線基板２０ａと同様な方法によって製造可能である。また、後述する多数個取り基板２０Ｕと同様な形態にても製造可能である。

以上のような配線基板２０ｂにおいても、実装される発光ダイオードＬの発する熱が、光と共にキャビティ２５の側面２７に形成された光反射層３２に、輻射などにより伝達されると、かかる光反射層３２の内側面に一端が接続され且つ前記絶縁層Ｓ７〜Ｓ９間に形成された伝熱導体層３０，３１に伝熱される。かかる伝熱導体層３０，３１に伝熱された熱は、複数の前記伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２を介して、基板本体２２の絶縁層Ｓ４〜Ｓ９に拡散・放熱される。このため、キャビティ２５内に前記封止用樹脂ｊが充填・固化されても、光反射層３２に伝達された熱が当該キャビティ２５内でこもらず、基板本体２２内に放散される。しかも、発光ダイオードＬを実装する導体層８などに、発光ダイオードＬから直にまたは輻射により伝達された熱を、導通・伝熱兼用のビア導体ｖおよび配線層１６，１８を介して、基板本体２２の裏面２４に形成したパッド１７から外部に放熱することもできる。従って、発光ダイオードＬの輝度を低下させず、長期間にわたり安定した発光を保証可能となる。

図１２は、前記配線基板２０ａ，２０ｂの変形形態であり、且つ異なる形態の第２の配線基板２０ｃを示す前記図１０と同様な断面図である。
配線基板２０ｃは、図１２に示すように、前記同様の基板本体２２、キャビティ２５、光反射層３２、伝熱導体層３０，３１、導体層８，９、配線層１６，１８、ビア導体ｖ、およびパッド１７を備えている。
かかる配線基板２０ｃが前記配線基板２０ａ，２０ｂと相違する点は、光反射層３２の内側面に一端が接続され且つ前記絶縁層Ｓ７〜Ｓ９間に形成された伝熱導体層３０，３１の他端ｅが基板本体２２の外側面２２ｆに露出していること、および当該伝熱導体層３０，３１間にのみ伝熱ビア導体Ｖ２が形成されていることである。

かかる配線基板２０ｃでは、前記伝熱ビア導体Ｖ１がなく、且つ伝熱ビア導体Ｖ２も伝熱導体層３０，３１間にのみ形成されるため、配線層１６，１８を絶縁層Ｓ４〜Ｓ６間のほぼ全面で、任意に形成することが可能となる。これに応じて、基板本体２２の裏面２４のほぼ全面にパッド１７が形成されている。
尚、伝熱導体層３０，３１の他端ｅが露出する基板本体２２の外側面２２ｆには、前記同様の放熱板を形成しても良い。また、伝熱導体層３０，３１には、絶縁層Ｓ７〜Ｓ９が接触するための切り欠きや貫通孔が形成されている。更に、配線基板２０ｃも、前記配線基板２０ａと同様な方法により製造可能であり、且つ後述する多数個取り基板２０Ｕと同様な形態として製造することもできる。

以上のような配線基板２０ｃにおいても、実装される発光ダイオードＬの発する熱が、光と共に該キャビティ２５の側面２７の光反射層３２に伝達されると、かかる光反射層３２の内側面に一端が接続された伝熱導体層３０，３１に伝熱される。かかる伝熱導体層３０，３１に伝熱された熱は、基板本体２２の外側面２２ｆに露出する当該伝熱導体層３０，３１の他端ｅから外部に放熱される。即ち、上記熱は、伝熱導体層３０，３１のみを伝熱する短い経路で、外部に迅速に放熱される。更に、前記伝熱ビア導体Ｖ１がなく、且つ伝熱ビア導体Ｖ２も伝熱導体層３０，３１間にのみ形成されるため、配線層１６，１８を絶縁層Ｓ４〜Ｓ６間のほぼ全面において、自在に形成することも可能となる。しかも、発光ダイオードＬを実装する導体層８などに、発光ダイオードＬから直にまたは輻射により伝達された熱を、導通・伝熱兼用のビア導体ｖや配線層１６，１８を介して、基板本体２２の裏面２４に設けたパッド１７から外部に放熱することもできる。従って、発光ダイオードＬの輝度を低下させず、長期間にわたり安定した発光を保証可能となる。

図１３は、切断予定線（仮想線）ｆにより区画され且つ縦横に隣接する複数の前記配線基板２０ａと、これらの四辺を囲む耳部ｍとを有する多数個取り基板２０Ｕを示す平面図である。かかる多数個取り基板２０Ｕは、前述したグリーンシートを大版のタイプとすることで、前記同様の方法によって製造可能である。
尚、耳部ｍには、前記光反射層３２のＡｇメッキ層１５などを形成するために平面視がほぼ半円形のメッキ電極（図示せず）が複数個形成されている。また、図１３中のカッコ内に示すように、前記配線基板２０ｂ，２０ｃを縦横に複数個併有する多数個取り基板２０Ｕとしても良い。

図１４は、本発明における前記第１および第２の配線基板を併有する応用形態の配線基板１ｄを示す前記図６と同様な断面図である。
配線基板１ｄは、図１４に示すように、前記配線基板１ｂと同様の基板本体２、キャビティ５、光反射層１２、伝熱導体層１０，１１、伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２、導体層８，９、配線層１６，１８、ビア導体ｖ、およびパッド１７を備えている。
このうち、上層側の伝熱導体層１０は、絶縁層Ｓ１，Ｓ２間を外側に延びており、その他端ｅが基板本体２の外側面２ｆに露出している。
かかる配線基板１ｄによれば、発光ダイオードＬから発せられ且つ光反射層１２から伝熱導体層１０に伝熱された前記熱は、かかる伝熱導体層１０の他端ｅから外部に放熱されると共に、伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２を介して基板本体の内部に拡散・放熱されるため、キャビティ５内の熱を一層効率良く放熱することができる。
尚、下層側の伝熱導体層１１も、基板本体２の外側面２ｆに露出させても良い。また、かかる配線基板１ｄも前記配線基板１ａなどと同様な方法で製造できる。更に、複数の配線基板１ｄを併有する前記多数個取り基板１Ｕと同様の形態とすることもできる。加えて、前記配線基板１ａの伝熱導体層１０，１１も、それらの他端を基板本体２の外側面２ｆに露出させても良い。

図１５は、前記第１および第２の配線基板を併有する異なる応用形態の配線基板２０ｄを示す前記図１１と同様な断面図である。
配線基板２０ｄは、図１５に示すように、前記配線基板２０ｂと同様の基板本体２２、キャビティ２５、光反射層３２、伝熱導体層３０，３１、伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２、導体層８，９、配線層１６，１８、ビア導体ｖ、およびパッド１７を備えている。このうち、上層側の伝熱導体層３０は、絶縁層Ｓ７，Ｓ８間を外側に延びており、その他端ｅが基板本体２２の外側面２２ｆに露出している。
かかる配線基板２０ｄによっても、前記同様に光反射層３２から伝熱導体層３０に伝熱された前記熱は、かかる伝熱導体層３０の他端ｅから外部に放熱されると共に、伝熱ビア導体Ｖ１，Ｖ２を介して基板本体２２の内部に拡散・放熱されるため、キャビティ２５内の熱を一層効率良く放熱することができる。
尚、下層側の伝熱導体層３１も、基板本体２２の外側面２２ｆに露出させても良い。また、かかる配線基板２０ｄも前記配線基板２０ａなどと同様な方法で製造できる。更に、複数の配線基板２０ｄを併有する前記多数個取り基板２０Ｕと同様の形態とすることもできる。加えて、前記配線基板２０ａの伝熱導体層３０，３１も、それらの他端を基板本体２２の外側面２２ｆに露出させても良い。

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。
前記絶縁層に含まれるセラミック成分は、アルミナなどのセラミックを主成分とする高温焼成セラミックとしても良く、この場合、前記伝熱導体層、伝熱ビア導体、パッド、および配線層などの材料には、ＷまたはＭｏが適用される。
また、前記キャビティは、底面の周囲から傾斜して基板本体の表面に向けて傾斜して広がる側面を有する全体がほぼ長円錐形、ほぼ楕円錐形、各コーナにアールが付されたほぼ四角錐形のほか、垂直な側面を有する全体が長円柱形、楕円柱形、各コーナにアールが付されたほぼ四角柱形などの形態としても良い。
更に、前記キャビティの底面に実装する発光素子は、複数個としても良く、かかる形態では、ワイヤをボンディングすべき対となる導体層を、上記発光素子と同数で形成する。
加えて、前記基板本体の隣接する２つの外側面が交差する各コーナには、外側に開いた断面ほぼ円弧形の外部電極を形成し、かかる外部電極と基板本体内部の配線層とを導通可能とした形態としても良い。

本発明における第１の配線基板を示す平面図。 図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った断面図。 上記第１の配線基板の製造工程を示す概略図。 図３に続く製造工程を示す概略図。 図４に続く製造工程を示す概略図。 上記配線基板の応用形態を示す図２と同様な断面図。 本発明における第２の配線基板を示す図２と同様な断面図。 上記第１の配線基板を複数個併有する多数個取り基板を示す平面図。 異なる形態の第１の配線基板を示す平面図。 図９中のＹ−Ｙ線の矢視に沿った断面図。 図９，１０に示す配線基板の応用形態を示す図１０と同様な断面図。 異なる形態の第２の配線基板を示す図１０と同様な断面図。 図９，１０の配線基板を複数個有する多数個取り基板を示す平面図。 第１・第２の配線基板を併有する応用形態の配線基板を示す前記図６と同様な断面図。 第１・第２の配線基板を併有する異なる応用形態の配線基板を示す前記図１１と同様な断面図。

符号の説明

１ａ〜１ｄ，２０ａ〜２０ｄ…発光素子実装用配線基板
２，２２…………………………基板本体
２ｆ，２２ｆ……………………外側面
３，２３…………………………表面
４，２４…………………………裏面
５，２５…………………………キャビティ
６，２６…………………………底面
７，２７…………………………側面
１０，１１，３０，３１………伝熱導体層
１２，３２………………………光反射層
１９………………………………パッド
Ｓ１〜Ｓ９………………………絶縁層
Ｌ…………………………………発光ダイオード（発光素子）
Ｖ１，Ｖ２………………………伝熱ビア導体
ｅ…………………………………他端

Claims (8)

1. 表面および裏面を有し且つ少なくともセラミック成分を含む複数の絶縁層を積層してなる基板本体と、
   上記基板本体の表面に開口し且つ側面および発光素子が実装される底面を有するキャビティと、
   上記キャビティの側面に形成された光反射層と、
   上記光反射層の内側面に一端が接続され、且つ上記複数の絶縁層間に形成された伝熱導体層と、
   少なくとも上記伝熱導体層と基板本体の裏面付近に位置する複数の絶縁層間との間に、配置された複数の伝熱ビア導体と、を含む、
   ことを特徴とする発光素子実装用配線基板。
2. 前記複数の伝熱ビア導体は、前記伝熱導体層に接続されている、
   請求項１に記載の発光素子実装用配線基板。
3. 前記複数の伝熱ビア導体は、前記基板本体の裏面に形成されたパッドに接続されている、
   請求項１または２に記載の発光素子実装用配線基板。
4. 前記伝熱導体層の他端は、前記基板本体の外側面に露出している、
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の発光素子実装用配線基板。
5. 前記複数の伝熱ビア導体は、平面視において、前記キャビティの側面に沿って配設されている、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の発光素子実装用配線基板。
6. 前記伝熱ビア導体は、前記基板本体の厚み方向に沿って直線形状である、
   請求項１乃至５の何れか一項に記載の発光素子実装用配線基板。
7. 表面および裏面を有し且つ少なくともセラミック成分を含む複数の絶縁層を積層してなる基板本体と、
   上記基板本体の表面に開口し且つ側面および発光素子が実装される底面を有するキャビティと、
   上記キャビティの側面に形成された光反射層と、
   上記複数の絶縁層間に形成され、上記光反射層の内側面に一端が接続され、且つ他端が上記基板本体の外側面に露出している伝熱導体層と、を含む、
   ことを特徴とする発光素子実装用配線基板。
8. 前記伝熱導体層は複数であって、かかる複数の伝熱導体層間を接続する伝熱ビア導体が形成されている、
   請求項１乃至７の何れか一項に記載の発光素子実装用配線基板。

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