JP6271867B2 - 電子部品搭載用基板 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品が搭載される電子部品搭載用基板に関するものである。

ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（半導体レーザ）等の発光素子、半導体集積回路素子およびイメージセンサ素子等の電子部品は、電子部品の搭載部を有する絶縁基体を含む電子部品搭載用基板に搭載されて発光装置等の電子装置となり、照明用機器や携帯電話、デジタルカメラ等の各種の電子機器の部品として使用される。

絶縁基体には、搭載部から、搭載部が設けられた部分以外の外表面にかけて、平面視で円形状等の貫通導体を含む内部導体が設けられている。この貫通導体等を介して、搭載部に搭載される電子部品が外部の電気回路に電気的に接続される。

このような電子部品が搭載される電子部品搭載用基板においては、搭載される電子部品の作動によって発生する熱を効率よく外部に放散させることが求められている。絶縁基体は、酸化アルミニウム質焼結体のセラミック材料や、エポキシ樹脂等の各種の樹脂材料等の絶縁材料からなる。このような絶縁材料は、一般に、貫通導体等を形成している金属材料に比べて熱伝導度が低いことが多い。

特開平11−97582号公報

従来技術の電子部品搭載用基板においては、搭載部から外部への放熱性を高めることが難しいという問題点があった。これは、上記のように絶縁基体の熱伝導度が比較的低いことによる。また、比較的熱伝導度が高い貫通導体の部分は、平面視で円形状等であるため、搭載部から絶縁基体を通って流れる熱の流れに交差する表面（側面）の面積が小さい。そのため、絶縁基体から貫通導体等の導体への熱の移動も難しい。

本発明は上記従来の技術の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、放熱性が高い電子部品搭載用基板、およびその製造方法を提供することにある。

本発明の一つの態様の電子部品搭載用基板は、電子部品が搭載される搭載部を含む上面、および該上面に対して厚み方向に反対側に位置する下面を有する絶縁基体と、主面を有している板状であるとともに、該主面が前記絶縁基体の前記厚み方向に沿うようにして、前記絶縁基体の前記上面から前記下面にかけて貫通している金属部材とを備えており、平面視において、前記金属部材の前記主面位置と前記搭載部の外周とが、第１方向に互いに並んでおり、平面視において、前記第１方向と直交する第２方向における前記金属部材の前記主面位置の寸法が、前記第２方向における前記搭載部の寸法以上であり、前記第２方向における前記金属部材の端部が、前記絶縁基体の側面まで達しておらず、平面視において、前記金属部材に重なるとともに前記金属部材から前記第１方向の前記搭載部側に延出するように前記金属部材よりも熱膨張が小さい絶縁部材が前記絶縁基体の前記上面に設けられていることを特徴とする。

本発明の一つの態様の電子部品搭載用基板によれば、上記金属部材を備えており、平面視における金属部材の主面位置（つまり主面）が、搭載部（電子部品）から発生して絶縁基体を通る熱の流れ方向に対して交差（斜めに交差または直交）する。この金属板の主面は、従来の貫通導体に比べて、上記熱の流れ方向に交差する面積が大きい。そのため、絶縁基体から金属板への熱の移動が従来よりも効率よく行なわれる。金属板に移動した熱は、金属板の下端等から外部に効率よく放散される。したがって、放熱性が高い電子部品搭載用基板を提供することができる。また、第２方向、つまり電子部品搭載用基板の幅方向において金属板の端部が露出していないので、例えば、電子部品搭載用基板に電子部品を実装して作製した電子装置を外部に電気回路に接続するときに、はんだ等の導電性接続材が金属板の露出している端部に沿って広がり過ぎるようなことがない。また、絶縁部材によって金属板と電子部品との接続部に剥がれやクラック等が金属板の熱膨張によって発生するのを抑制することができる。

（ａ）は、本発明の実施形態の電子部品搭載用基板を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 図１に示す電子部品搭載用基板の斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示す電子部品搭載用基板の変形例を示す上面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の実施形態の電子部品搭載用基板の製造方法を工程順に示す斜視図である。 図４に示す電子部品搭載用基板の製造方法の第１の変形例における一工程を示す斜視図である。 図４に示す電子部品搭載用基板の製造方法の第２の変形例における一工程を示す斜視図である。 （ａ）は、絶縁部材の配置を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線において電子部品を搭載した状態の断面図であり、（ｃ）は、他の絶縁部材の配置を示す平面図である。 （ａ）は、図７（ａ）に示す絶縁部材の他の配置を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線における電子部品を搭載した状態の断面図であり、（ｃ）は、図７（ｃ）に示す絶縁部材の他の配置を示す平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図７に示す絶縁部材と接続パッドとの配置を示す平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、他の絶縁部材の配置を説明するための説明図である。 （ａ）は、他の絶縁部材の配置を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ線における電子部品を搭載した状態の断面図であり、（ｃ）は、他の絶縁部材の配置を示す平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１１に示す絶縁部材と接続パッドとの配置を示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の他の実施形態の電子部品搭載用基板の製造方法を工程順に示す斜視図である。

本発明の電子部品搭載用基板およびその製造方法を、添付の図面を参照して説明する。以下の説明における上下の区別は、便宜的なものであり、実際に電子部品搭載用基板が使用されるときの上下を限定するものではない。

図１（ａ）は本発明の実施形態の電子部品搭載用基板の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。また、図２は、図１に示す電子部品搭載用基板の斜視図である。電子部品の搭載部２ａを含む上面を有する絶縁基体２と、絶縁基体２を厚み方向に貫通している金属部材３とによって、電子部品４が搭載される電子部品搭載用基板１が基本的に構成されている。なお、図１（ａ）および図２では、見やすくするために、電子部品４を省略している。

金属部材３は、例えば、主面を有する四角板状等の形状の金属板３である。以下の実施形態において、金属部材３を金属板３として説明する、なお、金属部材３は、層状のメタライズ層等の、板状のもの以外の形態であってもよい。

この金属板３の主面位置が、絶縁基体２の厚み方向に沿うようにして設けられている。金属板３の主面位置は、平面視における主面の位置に相当する部分である。以下の説明においては、簡単のため、単に金属板３の主面と称して説明する。また、金属板３の主面と搭載部２ａの外周とは第１方向に並んでいる。図１および図２に示す例において、第１方向は絶縁基体の長さ方向である。この第１方向に直交する方向が、第２方向である。図１および図２に示す例において、第２方向は絶縁基体２の幅方向である。

なお、図１および図２に示す例においては、金属板３が、絶縁基体２を幅方向（第２方向）においても貫通している。つまり、絶縁基体２は、金属板３によって複数の部分基体２ｂに分割されている。

絶縁基体２は、例えば平面視で長方形状または正方形状等の四角形状の板状ある。絶縁基体２の上面に、電子部品４が搭載される搭載部２ａとなっている。電子部品４としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（半導体レーザ）等の発光素子、半導体集積回路素子、イメージセンサ素子、加速度センサ素子等が挙げられる。電子部品４としての発光素子は、例えば、ガリウム−ヒ素系等の半導体基板の上面に、光電変換により発光する電子回路からなる光電変換部が設けられて形成されている。

なお、搭載部２ａは、平面視において、搭載部２ａに搭載される電子部品４の大きさと同じ大きさである。つまり、平面視において電子部品４の外周と搭載部２ａの外周とは互いに重なる。

絶縁基体２は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ガラス母材中に結晶成分を析出させた結晶化ガラスまたは雲母やチタン酸アルミニウム等の微結晶焼結体からなる、金属材料とほぼ同等の精密な機械加工が可能なセラミック材料（いわゆるマシナブルセラミックス）等のセラミック焼結体により形成されている。

絶縁基体２は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、次のようにして作製することができる。すなわち、酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末に適当な有機バインダおよび有機溶剤を添加混合して作製したスラリーをドクターブレード法やリップコータ法等のシート成形技術で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して、その後、セラミックグリーンシートを切断加工や打ち抜き加工によって所定の形状および寸法とするとともに、これを約1300〜1500℃の温度で焼成することによって作製することができる。

金属板３は、搭載部２ａに搭載される電子部品４と電気的に接続される。金属板３は、この電子部品４を外部の電気回路（図示せず）と電気的に接続するためのものである。金属板３のうち絶縁基体２の上面に位置している上端部が、電子部品４の電極等と電気的に接続される。また、金属板３のうち絶縁基体２の下面に位置している下端部が、外部の電気回路と電気的に接続される。これにより、金属板３を介して、電子部品４と外部の電気回路とが電気的に接続される。

また、金属板３は、電子部品４の作動に伴って発生する熱を外部に放散するための伝熱経路としても機能する。電子部品４で発生した熱は、絶縁基体２および後述する接続パッド５等を介して金属板３に伝えられる。金属板３に伝えられた熱は、金属板３の下端部等から外部に放散される。

金属板３は、銅、アルミニウム、銀等の金属材料、または各種の合金材料（鉄−ニッケル−コバルト合金等）の金属材料によって形成されている。金属板３は、例えば広面積の銅板に対して切断、エッチングおよび研磨等の加工を施して所定の形状および寸法に加工することによって作製することができる。

金属板３は、電気抵抗を低く抑えること、および熱伝導性を高くすること、加工のしやすさ、および経済性を考慮すれば、銅またはアルミニウムからなるものであることが好ましい。

このように加工して作製した金属板３は、例えば活性金属材料を含むろう材（図示せず）によって、絶縁基体２に接合される。これにより、絶縁基体２に金属板３が設けられる。絶縁基体２に金属板３を設ける方法の詳細な内容については、後述する。

金属板３に対する電子部品４の電気的および機械的な接続を容易とすること等のために、接続パッド５が設けられていてもよい。接続パッド５は、絶縁基体２の上面に露出している金属板３の上端に接し、この上端から搭載部２ａの方向に延びるようにして設けられている。接続パッド５は、例えば金属板３と同様の金属材料によって設けられている。例えば、四角形板状等の所定の形状に加工された銅板が、活性金属材料を含むろう材（図示せず）によって絶縁基体２の上面から金属板３の上端にかけて接合されて、接続パッド５が設けられている。

図１および図２に示す例においては、一つの電子部品が４つの端子（図示せず）を有しているため、これらの端子に対応するように４つの接続パッド５が設けられている。これらの４つの接続パッド５が一組になって、一つの電子部品４に対応して、電気的に接続される。電子部品の端子が２つの場合であれば、２つの接続パッド（図示せず）が一組になって、絶縁基体２の搭載部２ａから金属板３の上端にかけて設けられる。

なお、金属板３の上端に接続して接続パッド５が設けられる場合、複数の電子部品（図示せず）に対応して複数組の接続パッド５が設けられてもよい。この場合、複数の電子部品がそれぞれ複数の端子を有しているときには、それぞれの電子部品の端子のうち同じ金属板３に電気的に接続されるもの同士は、互いに同じ電位のもの（例えば接地用端子、または発光素子の同じ電位の端子等）同士である必要がある。

なお、電子部品４は、金属板３の上端に直接に接続されていてもよい。この場合には、金属板３の上端の一部が、接続パッド５と同様の機能を有する部位になる。

接続パッド５または金属板３の上端に対する電子部品４の接続は、例えば、スズ−銀、
スズ−銀−銅、スズ−鉛等のはんだ、または導電性接着剤等の導電性接続材（図示せず）を介して行なわれる。金属板３の下端と外部の電気回路との接続も、上記と同様の導電性接続材（図示せず）を介して行なわれる。

金属板３は、電子部品４と外部の電気回路との間の電気的な接続における電気抵抗を低く抑えること、および電子部品４から外部への放熱性を高くすること等を考慮すれば、平面視における大きさが大きい方がよい。例えば、金属板３は、上記電気抵抗および放熱性を考慮すれば、その厚さが厚い方がよい。図１および図２に示す例において、金属板３の厚さは、第１方向における金属板３の寸法Ｘｋである。

ただし、金属板３の厚さに応じて、金属板３と絶縁基体２との間に生じる熱応力が大きくなる。この熱応力による金属板３と絶縁基体２との間の亀裂等の機械的な破壊の可能性を低減することを考慮すれば、金属板３の厚さは、絶縁基体２全体の厚さの50％程度以下であることが好ましい。

以上の電子部品搭載用基板１に対して、例えば電子部品４として発光素子が搭載部２ａに搭載され、発光素子の電極がはんだを介して接続パッド５に電気的に接続されれば、電子装置として発光装置が形成される。この発光装置について、絶縁基体２の下面が外部の電気回路に対向して、金属板３の下端が外部の電気回路にはんだを介して接続されれば、外部の電気回路への実装が行なわれる。

なお、金属板３の下端にも、金属板３の上端に接続された接続パッド５と同様の外部用パッド（図示せず）が接続されていてもよい。この外部用パッドは、例えば、接続パッド５と同様の材料を用い、同様の方法で設けることができる。

図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１および図２に示す電子部品搭載用基板１の変形例を示す平面図である。図３において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図３（ａ）に示す例において、金属板３は、第２方向において絶縁基体２を貫通していない。言い換えれば、平面視において絶縁基体２の幅方向（第２方向）の一部のみに設けられている。また、図３（ｂ）に示す例においては、第２方向における金属板３の端部の一部のみが絶縁基体２の側面まで達している（部分的に貫通している）。

これらの場合にも、金属板３によって、電子部品４で発生した熱が効率よく外部に放散される。ただし、第２方向における金属板３の寸法Ｙｋは、電子部品４（つまり搭載部２ａ）から外側に移動する熱の金属板３への移動を効果的なものとするために、第２方向における搭載部２ａの寸法Ｙｔ以上であることが必要である。言い換えれば、金属板３の幅は、少なくとも搭載部２ａの幅と同じ大きさである。なお、図３に示す例においては、金属板３の幅が、搭載部２ａの幅よりも少し大きい。

なお、図３（ａ）に示す例においては、第２方向、つまり電子部品搭載用基板１の幅方向において金属板３の端部が露出していないので、例えば、電子部品搭載用基板１に電子部品を実装して作製した電子装置を外部に電気回路に接続するときに、はんだ等の導電性接続材が金属板３の露出している端部に沿って広がり過ぎるようなことがない。

また、図３（ｂ）に示す例においては、例えば、金属板３の体積を極力小さく抑えながら、電子部品搭載用基板１のうち放熱性を高めたい部分における熱伝導度を効果的に高くするようなときに有効である。

第２方向において、金属板３の端部の一部または全部が絶縁基体２の側面まで貫通させないようにするには、例えば、金属板３の主面の大きさを、絶縁基体２の厚み方向に沿っ
た断面の大きさよりも小さくしておいて、金属板３を絶縁基体２に接合すればよい。この両者の大きさの差に応じて、金属板３の端部の少なくとも一部が、第２方向において絶縁基体２の側面まで貫通しないようにすることができる。この場合、絶縁基体２の厚み方向に沿った断面と、金属板３の主面との大きさに差に応じて、絶縁基体２のうち金属板３と接合される面の外周部に、凸状の部分（符号なし）を設けるようにしてもよい。

なお、金属板３は、電子部品搭載用基板としての放熱性を考慮すれば、例えば図１に示しているように、第２方向における端部の全部が絶縁基体２の側面まで達していることが、より好ましい。

次に、電子部品搭載用基板の製造方法について、図４を参照して説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明の実施形態の電子部品搭載用基板の製造方法を工程順に示す斜視図である。図４において図１〜図３と同様の部位には同様の符号を付している。

まず、図４（ａ）に示すように、主面を有する四角形状の金属板３と、金属板３の主面と同じ大きさの主面を有する四角形状の第１および第２のセラミック板11、12を作製する。なお、図４に示す例においては、金属板３を２枚作製している。また、第２のセラミック板12を２枚の金属板３で共用している。

金属板３は、上記実施形態の電子部品搭載用基板１の場合と同様の材料（銅等）を用い、同様の方法で作製することができる。

第１および第２のセラミック板11、12は、上記実施形態の電子部品搭載用基板１の絶縁基体２と同様の材料を用い、同様の方法で作製することができる。

次に、図４（ｂ）に示すように、金属板３の主面と、第１および第２のセラミック板11、12の主面とが対向し合うように位置合わせして、第１のセラミック板11、金属板３および第２のセラミック板12の順に重ね合わせる。この場合、金属板３が第１のセラミック板11と第２のセラミック板12との間に挟まれていればよく、実際に重ね合わせる順番は、上記の順番でなくても構わない。

次に、重ね合わせた前記第１のセラミック板11、金属板３および第２のセラミック板12を、互いに接合させる。重ね合わせた第１のセラミック板11、金属板３および第２のセラミック板12の間の接合は、例えば活性金属材料を含むろう材（図示せず）を介して行なうことができる。

例えば、活性金属材料を含むろう材を、あらかじめ、第１および第２のセラミック板11、12および金属板３それぞれの、互いに接合させる主面に付着させておいて、これらを重ね合わせた後に加熱する。これにより、第１および第２のセラミック板11、12および金属板３それぞれの対向し合う主面同士を互いに接合させることができる。

それぞれの主面同士を互いに重ね合わせた第１および第２のセラミック板11、12と金属板3とを接合した後、必要に応じて、絶縁基体２の搭載部２ａから金属板３の端部にかけ
て接続パッド５を付着させれば、例えば図１に示すような電子部品搭載用基板１を製作することができる。

図５は、図４に示す電子部品搭載用基板の製造方法の第１の変形例における一工程を示す斜視図である。図５において図４と同様の部位には同様の符号を付している。

図５に示す例では、金属板３、第１および第２のセラミック板11、12のそれぞれの主面
の大きさを図４に示す例よりも大きくしている。これ以外は、図４に示す例と同様である。これにより、複数の電子部品搭載用基板１をまとめて製作できるようにしている。

図５に示す例における、第１および第２のセラミック板11、12と金属板３との接合体21を、それぞれが電子部品搭載用基板１となる領域を示す仮想の線（２点鎖線）Ｂに沿って切断すれば、複数（２個）の電子部品搭載用基板１をまとめて製作することができる。この場合には、電子部品搭載用基板１の生産性がより高い、製造方法を提供することができる。

接合体21の切断は、例えばダイシングブレードを用いた切断加工（ダイシング加工）によって行なうことができる。なお、接合体21の切断は、接続パッド５を絶縁基体２上に設けた後でもよく、設ける前でもよい。

図６は、 図４に示す電子部品搭載用基板の製造方法の第２の変形例における一工程を示す斜視図である。

図６に示す例では、金属板３、第１および第２のセラミック板11、12のそれぞれの主面の大きさを図４に示す例よりも大きくしている。また、第１および第２のセラミック板11、12と金属板３との重ね合わせる枚数を多くしている。これ以外は、図４に示す例と同様である。これにより、例えば図５に示す例よりも多くの、複数の電子部品搭載用基板１をまとめて製作できるようにしている。

図６に示す例における、第１および第２のセラミック板11、12と金属板３との複数接合体22を、それぞれが図５に示す方法で製作される接合体21となる領域を示す仮想の線（２点鎖線）Ｃに沿って切断すれば、複数の上記接合体21をまとめて製作することができる。それぞれの接合体21は、複数の電子部品搭載用基板１となる領域を有している。

その後、これらの接合体21を、電子部品搭載用基板１となる領域を示す仮想の線（２点鎖線）Ｄに沿って切断すれば、複数の電子部品搭載用基板１をまとめて製作することができる。この場合にも、電子部品搭載用基板１の生産性がより高い製造方法を提供することができる。

複数接合体22の切断も、例えばダイシング加工によって行なうことができる。この場合も、複数接合体22の切断は、少なくとも最上部の接合体21において、接続パッド５を絶縁基体２上に設けた後でもよく、設ける前でもよい。

なお、上記各製造方法において、製作する電子部品搭載用基板１の外表面（絶縁基体２の外面および金属板３の露出している上下端面等）に研磨加工を施すようにしてもよい。例えば、図５または図６に示す方法で電子部品搭載用基板１を製作するときには、切断加工と併せて、電子部品搭載用基板１の外表面の粗さを調整するような研磨加工を施してもよい。

この研磨加工によって、例えば絶縁基体２の上面および金属板３の上端面の表面粗さを小さくすれば、電子部品４として発光素子が搭載されるときの光の反射率を高くすることができる。

また、例えば絶縁基体２の下面および金属板３の下端面の表面粗さを大きくすれば、電子装置として外部の電気回路に実装されるときの導電性接続材等の接続材との接触面積が大きくなり、実装の信頼性を高くすることができる。

電子部品搭載用基板１Ａは、金属板３の熱膨張を抑制するために絶縁体６を絶縁基体２の上面に設けることができる。絶縁体６の配置について図７乃至図１１を参照して以下に説明する。説明の便宜上、平面図において、金属板３および絶縁体６にはハッチングを施している。

また、電子部品搭載用基板１Ａは、搭載部２ａを含む絶縁基体２に搭載部２ａを間に挟んで金属板３が対向して配置されている。なお、絶縁基体２の第１方向および第２方向は、図１に示す方向と同じである。また、金属部材３を金属板３として、絶縁部材６を絶縁体６として説明している。電子部品４の端子（電極）は搭載部２ａの領域内の金属板３と重なる領域に位置することになる。

電子部品搭載用基板１Ａの金属板３は、電子部品４の作動に伴って発生する熱を外部に放熱するための伝熱経路としても機能している。これに伴って、金属板３の大きさ等によって、金属板３の熱膨張が第１方向の外側に向かって生じ、金属板３と電子部品４との接続部に剥がれやクラック等が発生する虞がある。絶縁体６は、金属板３の熱膨張を抑制するために、金属板３と重なるように絶縁基体２の上面に設けられている。

絶縁体６は、例えば、四角形状を有するものであり、平面視において、金属板３に重なるとともに、金属部材３から第１方向の搭載部２ａ側に延出するように絶縁基体２の上面に設けられている。なお、絶縁部材６は、四角形状を有するものに限らず、金属板３および絶縁基体２に対向する主面を有していればよく、例えば、三角形状のものであってもよい。また、絶縁体６は、金属板３に重なっていればよく、例えば、金属板３の搭載部２ａ側に位置する端部に重なっていてもよく、また、金属板３の中央部を含んで重なっていてもよい。

絶縁体６は、第１方向における電子部品４の搭載部２ａ側の絶縁基体２と金属板３との接合部に重なるように設けられている。なお、絶縁体６は、図１０および図１１に示すように、四角形状で枠状の形状のものを含んでいる。絶縁体６は、絶縁基体２と同様に、上述したセラミック材料等のセラミック焼結体により形成されており、同様な方法で作製することができる。また、絶縁体６の長さ、幅および厚みは、搭載部２ａの領域の大きさ、電子部品４の大きさまたは金属板３の熱膨張の大きさ等を考慮して適宜設定される。また、絶縁体６は、金属板３よりも熱膨張が小さいものであればよく、セラミック焼結体に限定されない、例えば、金属板３よりも熱膨張の小さい樹脂材料、例えば、低熱膨張のポリイミド等の樹脂材料により形成されていてもよい。

このように、絶縁体６は、絶縁基体２と金属板３との境界部に位置して設けられて、境界部を覆うように絶縁基体２の上面と金属板３の上面とに接合されている。また、平面視において、絶縁体６と金属板３との重なり領域または絶縁体６と絶縁基体２との重なり領域は、金属板３の熱膨張を抑制するために、金属板３の大きさ等を考慮して適宜設定される。絶縁体６と金属板３との重なり領域は、金属板３の熱膨張による伸びを抑制するために、絶縁板６が金属板３の熱膨張を抑制する範囲が広くなるので、絶縁体６と絶縁基体２との重なり領域よりも大きい方が好ましい。

絶縁体６ａは、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、一部が金属板３に重なり、重なっている金属板３から第１方向の搭載部２ａ側に延びるように設けられている。このように、絶縁体６ａは、一端部が金属板３の上面に重なり、他端部が絶縁基体２の上面に重なるように設けられている。また、絶縁体６ａは、搭載部２ａを挟むように金属板３の第２方向の両端部に設けられており、これによって、搭載部２ａの領域の金属板３の熱膨張を抑制することができる。

図７（ａ）では、２つの金属板３が絶縁基体２に設けられており、この２つの金属板３に対して絶縁体６ａが４つ設けられている場合を例示している。絶縁体６ａの個数は、これには限定されない。また、絶縁体６ａは、金属板３の上面から絶縁基体２の上面にかけて、例えば、セラミックス接着剤等の無機接着剤または活性金属材料を含むろう材によって接合されている。絶縁体６ａは、図７（ａ）に示すように、金属板３の第２の方向の両端部に設けられているが、これに限定はされない。

電子部品搭載用基板１Ａに電子部品４を搭載して金属板３上にはんだ等を介して電子部品４の電極を電気的に接続している場合には、電子部品４の作動に伴って、金属板３の熱膨張が生じて、金属板３と電子部品４の電極との接続部に剥がれやクラック等が発生する虞がある。

しかしながら、絶縁体６ａは、金属板３よりも熱膨張が小さく、図７（ａ）に示すように、金属板３と金属板３に接する絶縁基体２との両方に対して接合して設けられているので、金属板３の第１方向の熱膨張は接合された絶縁体６ａによって抑制される。絶縁体６ａは、金属板３が第１の方向の外側に向かって熱膨張するのを抑制することができる。これによって、絶縁体６ａは、電子部品搭載用基板１Ａの金属板３上に電子部品４を接続した場合に、金属板３と電子部品４との接続部に剥がれやクラック等が金属板３の熱膨張によって発生するのを抑制することができる。したがって、電子部品搭載用基板１Ａは、金属板３と電子部品４との接続部の信頼性が向上する。

また、絶縁体６ｂは、例えば、図７（ｃ）に示すように、絶縁基体２の搭載部２ａを挟んで互いに対向する２つの金属板３の搭載部２ａ側に位置する端部同士を互いに繋ぐように、両側の金属板３の上面から２つの金属板３の間に位置する絶縁基体２の上面にかけて設けられていてもよい。絶縁体６ｂは、対向する金属板３の搭載部２ａ側に位置する端部に少なくとも一部が重なるように第１方向に沿って絶縁基体２の上面に設けられている。すなわち、絶縁体６ｂは、搭載部２ａを挟んで互いに対向して配置している２つの金属板３を横断するように第１方向に沿って設けられている。また、絶縁体６ｂは、金属板３の中央部を含んで重なっていてもよい。

絶縁体６ｂは、図７（ｃ）に示すように、絶縁基体２との接合領域を大きくすることによって、金属板３の熱膨張をさらに抑制することができる。絶縁体６ｂは、絶縁基体２との接合面積が大きいので、金属板３の熱膨張時の応力を支えることができる。また、図７（ｃ）では、２つの絶縁体６ｂが金属板３の第２方向の両端部に搭載部２ａを挟むように設けられている場合を例示しているが、これに限らず、絶縁体６ｂは、例えば、第２方向の一方の端部のみに設けてもよい。また、絶縁体６ｂは、第１方向の長さが搭載部２ａの第１方向の長さよりも長いものであってもよい。活性金属材料を含むろう材で絶縁体６を接合する場合には、金属板３同士の絶縁性を保持するために、例えば、絶縁体６ｂは、絶縁体６ｂの中央部、あるいは、金属板３の間に位置する絶縁体６ｂの一部にろう材が存在しない領域が設けられる。このように、絶縁体６ａ（６ｂ）は、搭載部２ａや電子部品４の大きさ等を考慮して金属板３に重なるように配置される。

搭載部２ａは、図８に示すように、平面視において、金属板３との重なり領域２ａａを有している。絶縁体６ａは、図８（ａ）に示すように、第１方向の端部が重なり領域２ａａの第１方向の端部よりも外側に位置するように設けてもよい。すわわち、平面視して、絶縁体６ａは、第１方向において重なり領域２ａａの端部よりも外側に延出するように設けられていてもよい。また、絶縁体６ｂは、図８（ｂ）に示すように、第１方向の端部が重なり領域２ａａの第１方向の端部よりも外側に位置するように設けてもよい。

このように、絶縁体６ａ（６ｂ）は、第１方向の端部が重なり領域２ａａの第１方向の
端部よりも外側に位置するように設けることで、金属板３の熱膨張を抑制する範囲を拡げることができる。

また、図９に示すように、絶縁体６ａ（６ｂ）は、上述した接続パッド５を金属板３上に接合して設けた場合にも同様な効果が得られる。金属板３の熱膨張が生じて、金属板３と接続パッド５との接続部に剥がれやクラック等が発生する虞がある。しかしながら、図７の電子部品搭載用基板１Ａの構成と同じように絶縁体６を設けることによって、金属板３の熱膨張が抑制される。これによって、絶縁体６ａ（６ｂ）は、電子部品搭載用基板１Ａの金属板３上に接続パッド５を接合した場合に、金属板３の熱膨張によって、金属板３と接続パッド５との接続部に剥がれやクラック等が発生するのを抑制することができる。

絶縁体６ａ（６ｂ）は、図９に示すように、接続パッド５に隣接するように設けられているが、これには限らない。接続パッド５および絶縁体６ａ（６ｂ）の配置は、電子部品４の大きさや金属板３の大きさ等によって適宜設定される。

ここで、絶縁体６の他の形態について、図１０乃至図１２を参照して以下に説明する。

絶縁体６ｃは、図１０（ａ）に示すように、平面視において、金属板３の第２方向の領域に重なって設けられているとともに、金属板３の第２方向の両端部からそれぞれ第１の方向に延出して絶縁基体２の上面に設けられている。このように、絶縁体６ｃは、金属板３の両側の絶縁基体２を横断するように、両端部が絶縁基体２に重なり、両端部の間の中央部が金属板３に重なるように設けられている。したがって、絶縁体６ｃが、金属板３の第１方向に重なって接合されているとともに、金属板３の両側に位置する絶縁基体２に重なって接合されているので、金属板３の熱膨張をさらに抑制することができる。

また、絶縁体６ｄは、例えば、図１０（ｂ）に示すように、金属板３の第２方向の両端部からそれぞれ第１方向に延出するとともに、絶縁基体２の搭載部２ａを挟んで互いに対向する金属板３の搭載部２ａ側に位置する端部同士を互いに繋ぐように絶縁基体２の上面に設けられていてもよい。これによって、絶縁体６ｄは、図１０（ｂ）に示すように、絶縁基体２に接合される領域を大きくすることによって、金属板６の熱膨張をさらに抑制することができる。

絶縁体６ｄは、第１方向における両端部が絶縁基体２の側面の位置まで達するように設けられていてもよい。すなわち、絶縁体６ｄは、絶縁基体２に搭載部２ａを挟んで互いに対向する２つの金属板３を横断して、さらに絶縁基体２の側面の位置まで達するように設けられていてもよい。このように、絶縁体６ｂが、絶縁基体２の側面の位置に達するように設けられると、絶縁基体２との接合領域が第１方向において大きくなり、金属板３の熱膨張をさらに効果的に抑制することができる。

絶縁体６は、図１１に示すように、四角形状の枠状の枠体であってもよい。絶縁体６ｅは、図１１(ａ)および図１１（ｂ）に示すように、金属板３に重なって設けられるとともに搭載部２ａを囲むように絶縁基体２の上面に設けられている。また、絶縁体６ｆは、図１１（ｃ）に示すように、金属板３に重なって設けられるとともに搭載部２ａを囲むように設けられており、さらに、搭載部２ａと反対側に位置する絶縁基体２に重なるように、金属板３から第１方向の外側に延出するように絶縁基体２の上面に設けられている。なお、搭載部２ａは、図１１に示すように、絶縁体６ｅ（６ｆ）の枠体の内側に設けられている。

電子部品搭載用基板１ＡにＬＥＤ（発光ダイオード）またはＬＤ（半導体レーザ）等の発光素子が電子部品４として用いられる場合には、枠状の絶縁体６ｅ（６ｆ）は、内周面
にアルミニウム、銀、酸化チタン、酸化マグネシウムまたは硫酸バリウム等からなる反射層を設けることによって、発光素子の発光量を向上させることができる。また、絶縁体６ｅは、図１１（ｂ）に示すように、断面視において四角形状を有しているが、断面視において、絶縁体６ｅの上面から下面にかけて内周側に傾斜面を有するように断面幅が漸次大きくなるような形状を有していてもよい。また、傾斜面は、直線状であっても、曲線状であってもよい。これによって、絶縁体６ｅは、発光素子の光を効果的に反射させることができる。

図１１（ｂ）では、絶縁体６ｅの高さは、電子部品４の高さよりも高い場合を例示しているが、これに限らず、電子部品４の高さよりも低くてもよい。絶縁体６ｅ（６ｆ）の高さが電子部品４の高さよりも低い場合には、絶縁体６ｅ（６ｆ）の内周面に加えて上面にも反射層を設けて、発光素子の光を反射させることができる。

また、枠状の絶縁体６ｅ（６ｆ）は、外周部および内周部の角部が丸みを有していることが好ましい。絶縁体６ｅ（６ｆ）は、角部が丸みを有することによって、角部に局所的な応力が生じるのを抑制することができる。

このように、絶縁体６ｅが、図１１（ａ）に示すように、金属板３と金属板３に接する搭載部２ａ側の絶縁基体２との両方に対して接合されているので、第１方向の外側に向かって生じる金属部材３の熱膨張を抑制することができる。また、絶縁体６ｆが、図１１（ｂ）に示すように、金属板３と金属板３の両側に接する絶縁基体２に対して接合されているので、第１方向の外側に向かって生じる金属板３の熱膨張を抑制することができる。

また、図１２に示すように、絶縁体６ｅ（６ｆ）は、枠状の絶縁体６ｅ（６ｆ）の内側の金属板３上に上述した接続パッド５を接合して設けた場合にも同様な効果が得られる。

ここで、絶縁体６を有する電子部品搭載用基板１Ａの製造方法について、図１３を参照しながら説明する。なお、上述したように、電子部品搭載用基板１Ａは、図４（ａ）および図４（ｂ）の電子部品搭載用基板１の製造方法と同様な製造工程を用いることができる。すなわち、絶縁体６を除いた部分の電子部品搭載用基板１Ａは、電子部品搭載用基板１の製造方法と同様な製造工程を経て製造される。また、以下の説明では、図７に示す電子部品搭載用基板１Ａの製造方法を例にして説明しているが、他の絶縁板６を設けた電子部品搭載用基板１Ａも同様な製造方法を用いて製造することができる。

まず、図１３（ａ）に示すように、主面と主面に接する側面を有する四角形状の金属板３と、金属板３の主面と同じ大きさの主面と主面に接する側面を有する四角形状の第１のセラミック板11と、金属板３の主面と同じ大きさの主面と主面に接する側面に電子部品が搭載される搭載部を有する四角形状の第２のセラミック板12と、金属板３の側面および第２のセラミック板12の側面に対向する主面を有する四角形状の絶縁体６ａを作製する。なお、図１３に示す例においては、金属板３を２枚作製している。また、第２のセラミック板12を２枚の金属板３で共用している。

金属板３は、上記実施形態の電子部品搭載用基板１の場合と同様の材料（銅等）を用いて、同様の方法で作製することができる。

第１および第２のセラミック板11、12、絶縁体６ａは、上記実施形態の電子部品搭載用基板１の絶縁基体２と同様の材料を用いて、同様の方法で作製することができる。

次に、図１３（ｂ）に示すように、金属板３の主面と、第１および第２のセラミック板11、12の主面とが対向し合うように位置合わせして、第１のセラミック板11、金属板３お
よび第２のセラミック板12の順に重ね合わせる。この場合、金属板３が第１のセラミック板11と第２のセラミック板12との間に挟まれていればよく、実際に重ね合わせる順番は、上記の順番でなくても構わない。

そして、図１３（ｃ）に示すように、金属板３の主面と第２のセラミック板の主面との重ね合わせ部に絶縁体６ａの主面を重ね合わせる。

次に、重ね合わせた前記第１のセラミック板11、金属板３、第２のセラミック板12および絶縁体６ａを、互いに接合させる。重ね合わせた第１のセラミック板11、金属板３、第２のセラミック板12および絶縁体６ａの間の接合は、例えば活性金属材料を含むろう材（図示せず）を介して行なうことができる。

例えば、活性金属材料を含むろう材を、あらかじめ、第１および第２のセラミック板11、12、金属板３および絶縁体６ａそれぞれの、互いに接合させる主面に付着させておいて、これらを重ね合わせた後に加熱する。これにより、第１および第２のセラミック板11、12および金属板３のそれぞれの対向し合う主面同士、そして、金属板３および第２のセラミック板の側面と絶縁体６ａの主面同士を互いに接合させることができる。このようにして、電子部品搭載用基板１Ａを製造することができる。

また、絶縁基体２を挟んで対向する金属板３を繋ぐように絶縁体６を配置して、活性金属材料を含むろう材を用いて接合する場合には、絶縁基体２を挟んで対向する金属板３同士の絶縁性を保持するために、例えば、絶縁体６は、絶縁体６の中央部、あるいは一部にろう材が存在しない領域が設けられる。

また、電子部品搭載用基板１Ａは、上述したように、第１および第２のセラミック板11、12および金属板３のそれぞれの対向し合う主面同士、そして、金属板３および第２のセラミック板の側面と絶縁体６ａの主面同士を互いに重ね合わせた後に接合させたが、これに限らない。例えば、第１のセラミック板11、金属板３および第２のセラミック板12を接合した後に、絶縁体６ａの焼結体を金属板３と第２のセラミック12との接合部に重なるように重ね合わせて、接着剤を介して接合してもよい。すなわち、接合された金属板３の主面と第２のセラミック板12の主面との接合部に絶縁体６ａの焼結体が重なるように重ね合わせて、金属板３の側面と第２のセラミック板12の側面とに接着剤を介して絶縁体６ａの焼結体を接合させてもよい。

第１のセラミック板11、金属板３および第２のセラミック板12の接合体は、図１３（ａ）および図１３（ｂ）の製造工程で製造することができる。また、絶縁体６は、上記実施形態の電子部品搭載用基板１の絶縁基体２と同様の材料を用いて、同様の方法で作製することができる。絶縁体６は、第１のセラミック板11、金属板３および第２のセラミック板12の接合体に無機接着剤等を介して接合される。

本発明は、上述した実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更および改良が可能である。

１、１Ａ・・・電子部品搭載用基板
２・・・絶縁基体
２ａ・・搭載部
２ｂ・・部分基体
３・・・金属板（金属部材）
４・・・電子部品
５・・・接続パッド
６・・・絶縁板（絶縁部材）
11・・・第１のセラミック板
12・・・第２のセラミック板
21・・・接合体
22・・・複数接合体

Claims (5)

1. 電子部品が搭載される搭載部を含む上面、および該上面に対して厚み方向に反対側に位置する下面を有する絶縁基体と、
   主面を有している板状であるとともに、該主面が前記絶縁基体の前記厚み方向に沿うようにして、前記絶縁基体の前記上面から前記下面にかけて貫通している金属部材とを備えており、
   平面視において、前記金属部材の前記主面位置と前記搭載部の外周とが、第１方向に互いに並んでおり、
   平面視において、前記第１方向と直交する第２方向における前記金属部材の前記主面位置の寸法が、前記第２方向における前記搭載部の寸法以上であり、
   前記第２方向における前記金属部材の端部が、前記絶縁基体の側面まで達しておらず、
   平面視において、前記金属部材に重なるとともに前記金属部材から前記第１方向の前記搭載部側に延出するように前記金属部材よりも熱膨張が小さい絶縁部材が前記絶縁基体の前記上面に設けられていることを特徴とする電子部品搭載用基板。
2. 電子部品が搭載される搭載部を含む上面、および該上面に対して厚み方向に反対側に位置する下面を有する絶縁基体と、
   主面を有しているとともに、該主面が前記絶縁基体の前記厚み方向に沿うようにして、前記絶縁基体の前記上面から前記下面にかけて貫通している金属部材とを備えており、
   平面視において、前記金属部材の前記主面位置と前記搭載部の外周とが、第１方向に互いに並んでおり、
   平面視において、前記第１方向と直交する第２方向における前記金属部材の前記主面位置の寸法が、前記第２方向における前記搭載部の寸法以上であり、
   前記第２方向における前記金属部材の端部の、前記搭載部側の一部のみが、前記絶縁基体の側面まで達して前記上面から前記下面にかけて貫通しており、
   平面視において、前記金属部材に重なるとともに前記金属部材から前記第１方向の前記搭載部側に延出するように前記金属部材よりも熱膨張が小さい絶縁部材が前記絶縁基体の前記上面に設けられていることを特徴とする電子部品搭載用基板。
3. 前記絶縁部材は、前記金属部材の第２方向の両端部からそれぞれ前記第１方向に延出するように設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品搭載用基板。
4. 電子部品が搭載される搭載部を含む上面、および該上面に対して厚み方向に反対側に位
   置する下面を有する絶縁基体と、
   主面を有している板状であるとともに、該主面が前記絶縁基体の前記厚み方向に沿うようにして、前記絶縁基体の前記上面から前記下面にかけて貫通している金属部材とを備えており、
   平面視において、前記金属部材の前記主面位置と前記搭載部の外周とが、第１方向に互いに並んでおり、
   平面視において、前記第１方向と直交する第２方向における前記金属部材の前記主面位置の寸法が、前記第２方向における前記搭載部の寸法以上であり、
   前記第２方向における前記金属部材の端部が、前記絶縁基体の側面まで達しておらず、
   平面視において、前記第１方向に前記搭載部を挟むように設けられた前記金属部材に一部が重なるとともに搭載部を囲むように枠状の前記金属部材よりも熱膨張が小さい絶縁部材が前記絶縁基体の上面に設けられていることを特徴とする電子部品搭載用基板。
5. 電子部品が搭載される搭載部を含む上面、および該上面に対して厚み方向に反対側に位置する下面を有する絶縁基体と、
   主面を有しているとともに、該主面が前記絶縁基体の前記厚み方向に沿うようにして、前記絶縁基体の前記上面から前記下面にかけて貫通している金属部材とを備えており、
   平面視において、前記金属部材の前記主面位置と前記搭載部の外周とが、第１方向に互いに並んでおり、
   平面視において、前記第１方向と直交する第２方向における前記金属部材の前記主面位置の寸法が、前記第２方向における前記搭載部の寸法以上であり、
   前記第２方向における前記金属部材の端部の、前記搭載部側の一部のみが、前記絶縁基体の側面まで達して前記上面から前記下面にかけて貫通しており、
   平面視において、前記第１方向に前記搭載部を挟むように設けられた前記金属部材に一部が重なるとともに搭載部を囲むように枠状の前記金属部材よりも熱膨張が小さい絶縁部材が前記絶縁基体の上面に設けられていることを特徴とする電子部品搭載用基板。

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