(57)【要約】  【課題】  締結部材で固定する際に、破損しにくい、電子部品搭載用基板を提供する。  【解決手段】  本開示の電子部品搭載用基板は、締結部材が挿入される挿入部を有する、セラミックスからなる基板と、前記挿入部の周りに位置し、前記基板上に接して位置する樹脂層と、を備える。また、樹脂層は、前記締結部材に対向する第１領域と、該第１領域よりも前記挿入部から離れて位置する第２領域とを備える。そして、第２領域の平均厚みは、前記第１領域の平均厚みよりも薄い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
締結部材が挿入される挿入部を有する、セラミックスからなる基板と、
前記挿入部の周りに位置し、前記基板上に接して位置する樹脂層と、を備え、
該樹脂層は、前記締結部材に対向する第１領域と、該第１領域よりも前記挿入部から離れて位置する第２領域とを備え、該第２領域の平均厚みは、前記第１領域の平均厚みよりも薄い電子部品搭載用基板。
【請求項２】
前記第２領域は、前記挿入部から離れるにしたがって厚みが漸減する部分を有する請求項１に記載の電子部品搭載用基板。
【請求項３】
前記漸減する部分が、前記第２領域において前記挿入部から最も離れた部分に位置する請求項２に記載の電子部品搭載用基板。
【請求項４】
前記樹脂層は、前記基板の厚み方向に沿って並ぶ複数の層から構成される請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子部品搭載用基板。
【請求項５】
前記基板の厚み方向に沿った断面において、前記樹脂層は、隣り合う前記層同士の間に位置する空隙部を有する請求項４に記載の電子部品搭載用基板。
【請求項６】
前記樹脂層を構成する複数の前記層のうち、前記基板に接する層が最も厚い請求項４または請求項５に記載の電子部品搭載用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電子部品搭載用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックスからなる基板（以下、単にセラミック基板と記載する）は、優れた絶縁性および熱伝導率等を有することから、電子部品搭載用基板とて利用されている。
【０００３】
例えば、セラミック基板上に半導体素子、発熱素子、ペルチェ素子等の各種電子部品を搭載するとともに、電子部品の出力時に生じる熱を放熱するために、セラミック基板にヒートシンクを取り付けた電子装置が知られている。
【０００４】
ここで、セラミック基板とヒートシンクとは、接着剤で接合することが行なわれていた（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２７５１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、電子部品の高出力化が進んできていることから、電子部品の出力時に生じる熱量が大きくなってきている。また、電子装置の小型化が進んできていることから、電子装置を構成するセラミック基板の薄型化が求められている。
【０００７】
ここで、電子部品を効率よく冷却するには、熱伝導率を低下させる要因となる接着剤を用いずに、ネジ等の締結部材でセラミック基板とヒートシンクとを直接締結すればよい。
【０００８】
しかしながら、セラミック基板を薄型にすると、締結部材で固定する際にセラミック基板に加わる応力により、セラミック基板が破損しやすい。
【０００９】
本開示は、このような事情を鑑みて案出されたものであり、締結部材で固定する際に、破損しにくい、セラミック基板を備えた電子部品搭載用基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の電子部品搭載用基板は、締結部材が挿入される挿入部を有する、セラミックスからなる基板と、前記挿入部の周りに位置し、前記基板上に接して位置する樹脂層と、を備える。また、樹脂層は、前記締結部材に対向する第１領域と、該第１領域よりも前記挿入部から離れて位置する第２領域とを備える。そして、第２領域の平均厚みは、前記第１領域の平均厚みよりも薄い。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の電子部品搭載用基板は、締結部材で固定する際に、破損しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の電子部品搭載用基板の一例を示す断面図である。
【図２】図１のＳ部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本開示の電子部品搭載用基板について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
本開示の電子部品搭載用基板１０は、図１に示すように、締結部材１が挿入される挿入部２を有する基板３と、挿入部２の周りに位置し、基板３上に接して位置する樹脂層４と、を備える。
【００１５】
ここで、本開示の電子部品搭載用基板１０における基板３は、セラミックスからなる。セラミックスとしては、例えば、酸化アルミニウム質セラミックス、窒化珪素質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックスまたは炭化珪素質セラミックス等が挙げられる。なお、基板３が酸化アルミニウム質セラミックスからなるならば、加工が容易でありながら、機械的強度に優れる。そして、例えば、酸化アルミニウム質セラミックスとは、セラミックスを構成する全成分１００質量％のうち、酸化アルミニウムを７０質量％以上含有するものである。
【００１６】
ここで、基板３の材質は、以下の方法により確認することができる。まず、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて、基板３を測定し、得られた２θ（２θは、回折角度である。）の値よりＪＣＰＤＳカードを用いて同定を行なう。次に、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）を用いて、基板３を構成する各成分の定量分析を行なう。そして、例えば、上記同定により酸化アルミニウムの存在が確認され、ＸＲＦで測定したＡｌの含有量から酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に換算した含有量が７０質量％以上であれば、酸化アルミニウム質セラミックスである。
【００１７】
また、本開示の電子部品搭載用基板１０における樹脂層４は、図１に示すように、締結部材１に対向する第１領域Ａと、第１領域よりも挿入部２から離れて位置する第２領域Ｂとを備え、第２領域Ｂの平均厚みは、第１領域Ａの平均厚みよりも薄い。
【００１８】
ここで、第１領域Ａとは、図１に示す断面において、樹脂層４のうち締結部材１の直下に位置する部分のことを指す。一方、第２領域Ｂとは、図１に示す断面において、第１領域Ａから樹脂層４の挿入部２から離れる側の端までの長さをＴとしたとき、樹脂層４の挿入部２から離れる側の端から長さＴの１／２にあたる部分までのことを指す。なお、樹脂層４と締結部材１との間には、座金等が介在してもよい。
【００１９】
そして、第２領域Ｂの平均厚みが、第１領域Ａの平均厚みよりも薄いことで、締結部材１で固定する際に、まず第１領域Ａに応力が加わり、この応力が第１領域Ａから第２領域Ｂへ拡散した後に基板３に伝わる。これにより、応力が樹脂層４で効率よく緩和されることから、本開示の電子部品搭載用基板１０は、締結部材１で固定する際に、破損しにくい。
【００２０】
ここで、第１領域Ａおよび第２領域Ｂのそれぞれの平均厚みは、以下の方法で算出すればよい。まず、図１に示す断面となるように電子部品搭載用基板１０を切断し、クロスセクションポリッシャー（ＣＰ）にて研磨する。次に、この研磨した断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影する。次に、撮影した写真の第１領域Ａおよび第２領域Ｂにおいて、最も厚い箇所、最も薄い箇所、最も厚い箇所と最も薄い箇所との間に位置する３箇所、の計５箇所の厚みをそれぞれ測定して、その平均値を算出することで求めればよい。
【００２１】
また、第２領域Ｂの平均厚みは、第１領域Ａの平均厚みの１／２倍以下であってもよい。このような構成を満足するならば、締結部材１で固定する際に加わる応力を、樹脂層４
でより効率よく緩和することができる。
【００２２】
なお、第１領域Ａの平均厚みは、例えば、４０μｍ以上８０μｍ以下であってもよい。また、第２領域Ｂの平均厚みは、例えば、２０μｍ以上４０μｍ以下であってもよい。
【００２３】
また、本開示の電子部品搭載用基板１０において、樹脂層４の第２領域Ｂが、挿入部２から離れるにしたがって厚みが漸減する部分を有していてもよい。このような構成を満足するならば、締結部材１で固定する際に加わる応力を、樹脂層４の第２領域Ｂでより効率よく緩和することができることから、本開示の電子部品搭載用基板１０は、より破損しにくい。
【００２４】
さらに、本開示の電子部品搭載用基板１０において、上記漸減する部分が、第２領域Ｂにおいて挿入部２から最も離れた部分に位置していてもよい。ここで、最も離れた部分とは、樹脂層４の挿入部２から離れる側の端部のことである。
【００２５】
そして、このような構成を満足するならば、締結部材１で固定する際に加わる応力を、樹脂層４の第２領域Ｂでさらに効率よく緩和することができることから、本開示の電子部品搭載用基板１０は、さらに破損しにくい。
【００２６】
また、本開示の電子部品搭載用基板１０における樹脂層４は、図２に示すように、基板３の厚み方向に沿って並ぶ複数の層４ａ〜４ｄから構成されていてもよい。ここで、図２では、樹脂層４が、層４ａ、層４ｂ、層４ｃ、層４ｄの４つの層で構成される例を示しているが、これに限定されるものではなく、樹脂層４は何層で構成されていても構わない。
【００２７】
このような構成を満足するならば、樹脂層４において、締結部材１で固定する際に加わる応力を層から層へ伝わる際に緩和することができることから、本開示の電子部品搭載用基板１０は、より破損しにくい。
【００２８】
ここで、樹脂層４が複数の層から構成されるか否かは、以下の方法で確認すればよい。まず、図１に示す断面となるように電子部品搭載用基板１０を切断し、ＣＰにて研磨する。次に、この研磨した断面を、ＳＥＭを用いて撮影する。次に、撮影した写真の樹脂層４を確認し、基板３の厚み方向に直交する方向に沿って延びる黒色の線が樹脂層４にあれば、その黒色の線を境界に２つの層が存在するとみなせばよい。例えば、図２に示すように、樹脂層４に３本の黒色の線が確認されれば、樹脂層４は４つの層から構成されるとみなせばよい。
【００２９】
また、本開示の電子部品搭載用基板１０における樹脂層４は、基板３の厚み方向に沿った断面において、隣り合う層同士の間に位置する空隙部を有していてもよい。ここで、上述した樹脂層４の層の確認方法において、層同士の境界である黒色の線が、幅が２μｍ以上ある部分有し、その部分の長さが１５μｍ以上であれば、それが空隙部である。
【００３０】
このような構成を満足するならば、締結部材１で固定する際に加わる応力が、樹脂層４の空隙部により緩和されることから、本開示の電子部品搭載用基板１０は、より破損しにくい。
【００３１】
また、本開示の電子部品搭載用基板１０において、樹脂層４を構成する複数の層のうち、基板３に接する層が最も厚くてもよい。ここで、基板３に接する層とは、図２で示す例ならば、層４ａのことである。また、基板３に接する層が最も厚いか否かは、樹脂層４を構成する各層の平均厚みを測定し、これを比較すればよい。
【００３２】
そして、このような構成を満足するならば、締結部材１で固定する際に加わる応力が、基板３に伝わる直前の基板３に接する層で効果的に緩和されることから、本開示の電子部品搭載用基板１０は、より破損しにくい。
【００３３】
なお、樹脂層４において、基板３に接する層の平均厚みは、例えば、１２μｍ以上２０μｍ以下であってもよい。
【００３４】
また、本開示の電子部品搭載用基板１０における樹脂層４とは、樹脂を含むものであるが、この樹脂とは、エポキシ樹脂であってもよい。そして、樹脂層４は、樹脂層４を構成する全成分１００質量％のうち、エポキシ樹脂を４０質量％以上含有していてもよい。このような構成を満足するならば、エポキシ樹脂は、他の樹脂に比べて耐熱性に優れることから、電子部品の発熱によって加熱されても劣化しにくく、長期間の使用に耐えることができる。
【００３５】
ここで、樹脂層４を構成する樹脂は、樹脂層４を削り取り、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）を用いることで特定すればよい。
【００３６】
また、樹脂層４は、樹脂層４を構成する全成分１００質量％のうち、硫酸バリウムを２５質量％以上４５質量％以下含有していても構わない。このような構成を満足するならば、樹脂層４の機械的強度が向上し、締結部材１で固定する際に加わる応力により樹脂層４が破損するおそれが低くなる。
【００３７】
ここで、樹脂層４における硫酸バリウムの含有量は、以下の方法で算出すればよい。まず、ＸＲＤを用いて、樹脂層４を測定し、得られた２θの値よりＪＣＰＤＳカードを用いて、樹脂層４が硫酸バリウムを含有しているか否かの同定を行なう。次に、樹脂層４を削り取り、削り取った樹脂層４の重量を測定した後、樹脂層４の樹脂を薬液で溶かし、残った成分をＩＣＰ発光分光分析装置（ＩＣＰ）で測定することで、硫酸バリウムの含有量を算出すればよい。
【００３８】
次に、本開示の電子部品搭載用基板１０の製造方法の一例について説明する。
【００３９】
まず、基板３として、公知の成形方法および焼成方法により、セラミックスからなる基板３を準備する。そして、この基板３には、締結部材１が挿入される挿入部２を、切削加工等を施すことで作製しておく。
【００４０】
次に、樹脂層４となるペースト（以下、樹脂層用ペーストと記載する。）を準備する。樹脂層用ペーストは、例えば、エポキシ樹脂原料と硫酸バリウム粉末とを有機溶剤中に分散させたものである。
【００４１】
次に、樹脂層用ペーストを、基板３上において、挿入部２の周りに位置するように印刷する。次に、乾燥および熱処理を行なった後、第２領域Ｂの平均厚みが、第１領域Ａの平均厚みよりも薄くなるように、樹脂層４に研磨および研削等を施すことで、本開示の電子部品搭載用基板１０を得る。
【００４２】
なお、樹脂層４に研磨や研削等を施すことで、第２領域Ｂが、挿入部２から離れるにしたがって厚みが漸減する部分を有するようにしたり、この漸減する部分が、第２領域Ｂにおいて挿入部２から最も離れた部分に位置するようにしたりしてもよい。
【００４３】
また、樹脂層４を、基板３の厚み方向に沿って並ぶ複数の層から構成されるようにするには、樹脂層用ペーストを複数回に分けて塗ることで樹脂層４を形成すればよい。具体的
には、図２に示すように、樹脂層４を４つの層４ａ〜４ｄで構成する場合、以下の方法で作製すればよい。まず、層４ａとなる樹脂層用ペーストを、基板３上において、挿入部２の周りに位置するように印刷する。次に、これを乾燥させた後、層４ｂとなる樹脂層用ペーストを、層４ａ上に印刷する。次に、これを乾燥させた後、層４ｃとなる樹脂層用ペーストを、層４ｂ上に印刷する。次に、これを乾燥させた後、層４ｄとなる樹脂層用ペーストを、層４ｃ上に印刷する。最後に、乾燥および熱処理を行なうことで、４つの層４ａ〜４ｄから構成される樹脂層４を得る。
【００４４】
なお、このように樹脂層用ペーストを複数回に分けて塗るならば、樹脂層４の端部の厚みが薄くなりやすく、第２領域Ｂの平均厚みが、第１領域Ａの平均厚みよりも薄くなりやすい。
【００４５】
また、樹脂層４が、隣り合う層同士の間に位置する空隙部を有するには、層となる樹脂層ペーストを乾燥させる際に、乾燥温度・時間を適宜調整し、層となる樹脂層ペーストの一部のみがよく乾燥した状態となるようにすればよい。このような状態の層の上に、新たな別の層となる樹脂層ペーストを印刷すれば、熱処理後において、よく乾燥した部分の上に空隙部が形成される。
【００４６】
また、樹脂層４を構成する複数の層のうち、基板３に接する層が最も厚くするには、最初に基板３上に印刷する樹脂層ペーストの厚みを最も厚くすればよい。
【符号の説明】
【００４７】
１：締結部材
２：挿入部
３：基板
４：樹脂層
１０：電子部品搭載用基板
【図１】
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【図２】
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