(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却効率および耐久性が比較的高い冷却器を提供する。【解決手段】板状の容器１２内に冷媒が封入された冷却器であって、前記容器は、対向する２つの内側主面１２ａ，１２ｂの少なくとも一部の領域が、緻密質セラミックスを主成分として構成され、前記冷媒が内部を通過する多孔質セラミック体１４ａ，１４ｂが、前記容器の内部に収容されており、前記多孔質セラック体が、前記内側主面の前記緻密質セラミックスと接合されていることを特徴とする冷却器１０を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の容器内に冷媒が封入された冷却器であって、
前記容器は、対向する２つの内側主面の少なくとも一部の領域が、緻密質セラミックスを主成分として構成され、
前記冷媒が内部を通過する多孔質セラミック体が、前記容器の内部に収容されており、
前記多孔質セラック体が、前記内側主面の前記緻密質セラミックスと接合されていることを特徴とする冷却器。
【請求項２】
対向する２つの内側主面のうち少なくとも一方は、全面が緻密質セラミックスを主成分として構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却器。
【請求項３】
前記多孔質セラミック体は、
前記容器の２つの前記内側主面の双方と接合していることを特徴とする請求項１または２記載の冷却器。
【請求項４】
前記多孔質セラミック体が、
一方の内側主面から他方の内側主面まで連続していることを特徴とする請求項３記載の冷却器。
【請求項５】
前記多孔質セラミック体は、
前記内側主面と接合する第１の多孔質層と、
前記第１の多孔質層よりも平均開口径が小さい第２の多孔質層と、
を備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷却器。
【請求項６】
前記第１の多孔質層は、第１セラミック粒子と、前記第１セラミック粒子同士を結合するガラス成分とを主成分として構成され、
前記第２の多孔質層は、前記第１セラミック粒子に比べて粒径が小さい第２セラミック粒子と、前記第２セラミック粒子同士を結合するガラス成分とを主成分として構成されており、
前記第１セラミックス粒子と前記第２セラミックス粒子とは、同じ材質からなることを特徴とする請求項５記載の冷却器。
【請求項７】
前記第１の多孔質層と前記第２の多孔質層とが、前記第１の多孔質層に含まれるガラス成分、および前記第２の多孔質層に含まれるガラス成分によって接合されていることを特徴とする請求項６記載の冷却器。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の冷却器と、
前記冷却体が有する前記容器の表面に設けられた導体配線と、
を備えることを特徴とする配線基板。
【請求項９】
請求項８記載の配線基板と、
前記配線基板に配置された、前記導体配線と電気的に接続された発光素子と、を備えて構成されていることを特徴とする発光体。
【請求項１０】
前記容器は、外側主面の少なくとも一部の領域が、Ｓｉを含むセラミックスを主成分とし、
前記外側主面の前記一部の領域に配置された、Ｓｉを含むセラミックスを主成分とする素子載置体を備え、
前記発光素子が、前記素子載置体に載置されており、
前記容器と前記素子載置体とが、前記容器の前記一部の領域および前記素子載置体の少なくともいずれか一方よりもＳｉ含有率が高く、前記素子載置体の主成分元素と同一の元素を主成分とする接合層を介して接合されていることを特徴とする、発光体。
【請求項１１】
前記容器および前記素子載置体が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とすることを特徴とする請求項１０記載の発光体。
【請求項１２】
前記素子載置体は、前記発光素子が載置された平面部、および、前記平面部の周囲に配された突状部を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の発光体。
【請求項１３】
前記素子載置体表面に、前記発光素子と電気的に接続するための導電体層が設けられていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の発光体。
【請求項１４】
前記素子載置体は、前記平面部を含む一部の領域に凸部を備え、
前記導電体層が、前記平面部の表面から前記凸部の側面にかけて被着されていることを特徴とする請求項１３記載の発光体。
【請求項１５】
前記凸部の前記側面は傾斜しており、前記平面部の表面とのなす角が鈍角であることを特徴とする請求項１４記載の発光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却器、配線基板、および発光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＰＵなどの半導体集積回路等から発生する熱を吸収して放熱する冷却器の一例として、例えば下記特許文献１に示すような平板状冷却器が提案されている。
【０００３】
従来の平板状冷却器は、Ｃｕ等の熱伝導性の高い材料からなる中空平板構造のコンテナを用い、このコンテナの内部空間に空気などの非凝縮性ガスを脱気した状態で、凝縮性の流体を作動流体として封入して構成されている。この種の冷却器では、コンテナ外に配置された発熱体からの熱をコンテナが吸収し、コンテナ壁面からの熱を受けて内部の作動流体が蒸発する。蒸発した作動流体は、コンテナ内部を拡散した後に凝集し、発熱部分へ再び戻ってくる。このように、冷却器では、蒸発による気化熱による吸熱が、長時間連続して繰り返される構成となっている。
【０００４】
従来の冷却器では、中空平板構造のコンテナの内部全体に作動流体を分散させるため、コンテナの内面に毛細管作用を生じる分散部を設けている。例えば、下記特許文献１では、このような毛細管作用を生じさせる分散部の一例として、金属網を垂直状態で直方体に束ねた構成のものが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２０８８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の冷却器は、コンテナがＣｕ等の金属から構成されている。かかる従来の冷却器を用いてＣＰＵなどの半導体集積回路を冷却する場合、発熱体であるＣＰＵなどの電子回路は、コンテナ表面に直接形成することができず、非導電性（絶縁性）の回路基板などを介在して載置することが必要であった。このため、発熱体からの熱の一部は、非導電性部材（絶縁性部材）で蓄熱され、冷却効果に限界があった。また、金属からなるコンテナ、および金属からなる分散部は、作動流体によって比較的腐食し易く、耐久性が比較的低いといった問題もあった。本発明は、このような従来の技術における問題点を解決すべく案出されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願は、板状の容器内に冷媒が封入された冷却器であって、前記容器は、対向する２つの内側主面を含む少なくとも一部の領域が、緻密質セラミックスを主成分として構成され、前記容器の内部に、前記冷媒が内部を通過する多孔質セラミック体が、前記内側主面の少なくとも一方に接合されて収容されていることを特徴とする冷却器を提供する。また、前記容器と、前記容器の外周面に設けられた導体配線と、を備えることを特徴とする配線基板を提供する。併せて、配線基板表面に、前記配線基板と電気的に接続された発光素子が設けられていることを特徴とする発光体を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の冷却器は、冷却効率および耐久性が、比較的高い。また、本発明の回路基板は、実装した回路や機能素子から発生する熱を効率的に冷却することができる。また、回路の動作信頼性も高い。本発明の発光体は、例えばＬＥＤ素子など、比較的大きな熱量を発生する素子を用いた場合も、この素子が効率に冷却され、長期にわたって安定した発光性能を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の冷却器の一実施形態である冷却器について説明する図であり、（ａ）は冷却器の概略斜視図、（ｂ）は冷却器１０の概略平面図、（ｃ）は冷却器１０の概略断面図を、それぞれ示している。
【図２】本発明の冷却の一実施形態の拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明の冷却器の他の実施形態について説明する概略断面図である。
【図４】本発明の配線基板の一実施形態である、配線基板について説明する概略斜視図である。
【図５】本発明の配線基板の他の実施形態の概略断面図である。
【図６】本発明の発光体の一実施形態である、発光装置について説明する概略斜視図である。
【図７】本発明の発光体の他の実施形態について説明する概略断面図である。
【図８】本発明の発光装置の他の実施形態について説明する図であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略断面図をそれぞれ示している。
【図９】図８に示す発光装置が備える配線基板について説明する図であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略平面図、（ｃ）は概略断面図をそれぞれ示している。
【図１０】図８に示す発光装置における、素子載置体と蓋体との接合部近傍を拡大して示す概略断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ蓋体および素子載置体がいずれもアルミナ質セラミックスからなる場合の、図１０に示すＡ、Ｂ、Ｃ点に相当する位置の組成分析の結果の模式図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、蓋体と素子載置体との接合状態について説明する概略断面図であり、(ａ)は蓋体と素子載置体とが当接した状態、（ｂ）は蓋体と素子載置体とが接合した状態を示している。
【図１３】図８に示す発光装置が備える素子載置体について説明する概略説明図であり、（ａ）は素子載置体の概略斜視図、（ｂ）は素子載置体の概略斜視図である。
【図１４】図１３に示す素子載置体に発光素子が載置された状態を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ線における概略断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ線における概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の冷却器について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の冷却器の一実施形態である冷却器１０について説明する図である。図１（ａ）は冷却器１０の概略斜視図、図１（ｂ）は冷却器１０の概略平面図、図１（ｃ）は冷却器１０の概略断面図を、それぞれ示している。
【００１１】
図１に示す冷却器１０は、緻密質セラミックスからなる容器体１２と、容器体１２の内部空間に封入された多孔質セラミックスからなる分散部１４と、を備えて構成されている。容器体１２の内部空間には、例えば水（Ｈ２Ｏ）や有機溶媒を主成分とした冷媒が封入されている。
【００１２】
容器体１２は、周辺部に壁部１６が設けられた第１部材１２ａと、貫通孔１８を備えた板状の蓋体１２ｂと、が接合されて構成されている。貫通孔１８は封止部材１９によって閉塞されている。第１部材１２ａおよび１２ｂはいずれも、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする緻密質セラミックスを主成分としている。ここで、緻密質セラミックスとは、平均気孔径が例えば３．０ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以下のセラミックスのことをいう。なお、平均気孔径は、例えば測定対象部材の任意の断面の、電子顕微鏡または光学顕微鏡による観察像から求められる。例えば平均気孔径は、測定対象部材の任意の断面を、倍率２０〜１００倍で観察し、この観察像の０．５〜３０ｍｍ２の測定面積の範囲に存在する気孔の最長径の値の平均値のことをいう。各値は、観察像を肉眼で確認して求めてもよく、また撮影した観察像を画像処理して求めてもよい。
【００１３】
また、分散部１４は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やアランダムを主成分とする多孔質セラミックスを主成分としている。分散部１４は、容器体１２の対向する２つの内側主面に接合した第１分散部１４ａと、対向する主面間に設けられた第２分散部１４ｂと、を備えて構成されている。第１分散部１４ａの平均気孔径は、第２分散部１４ｂの平均気孔径に比べて、より大きくされている。このため、第１分散部１４ａでは、容器体１２の内部空間に封入された冷媒は、第２分散部１４ｂに比べて短時間のうちに、比較的広い領域に渡ってスムーズに分散される。また、第２分散部１４ｂでは、第１分散部１４ａに比べて毛細管力が比較的強い。このため、容器体１２の内部空間に封入された冷媒が、容器体１２の内部を、図１（ｃ）の上下方向に良好に分散される。例えば、容器体１２の配置方向に関わらず、重力に逆らう方向にも、冷媒が良好に分散される。また、一方の内側主面から他方の内側主面にわたって立設した第２分散部１４ｂが設けられているので、冷却器１０は、例えば主面に略垂直な方向にかかる外力に対する変形等が少なく、耐久性も比較的高い。
【００１４】
ここで多孔質セラミックスとは、セラミックス粒子に、例えばガラス成分等が混在したものも含む。例えば多孔質セラミックスとしては、例えばアランダム粗粒からなる第１粒子と、これら第１粒子同士を結合するガラス成分と、を主成分として構成されていてもよい。なお、アランダム粒子とは、アルミナを主成分とし、例えば酸化チタンおよび酸化鉄を含有した粒子である。アランダム粒子は加熱することで粒成長し、加熱条件を調整することで加熱後の粒径を制御することができる。
【００１５】
また分散部１４は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分として構成してもよい。アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の気孔率や気孔径は、焼成温度を低くするにしたがって、大きくなる。容器体１２、第１分散部１４ａ、第２分散部１４ｂ、をいずれもアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）によって構成した場合でも、各部材を作製する際の焼成温度を相違させ、各部材の気孔率を相違させることができる。
【００１６】
例えば、分散部１４を、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分として構成する場合、アルミナの焼成温度を調整することで、多孔質体の気孔径や気孔率を制御することもできる。例えば、１１００℃で焼成した多孔質体を第１分散部１４ａとして用い、１２００℃で焼成した多孔質体を第２分散部１４ｂとして用いれば良い。
【００１７】
また、多孔質セラミック体は、粒径の大きなセラミック粒子と粒径の小さなセラミック粒子を混合し、焼結させた構造としてもよい。典型的には、粒径の大きなセラミック粒子の平均粒径は、０．２〜２．０ｍｍであり、粒径の小さなセラミック粒子の平均粒径は０．１ｍｍ以下である。多孔質セラミックス中に存在する、粒径の大きなセラミック粒子の割合は４０〜８０体積％であることが好ましい。セラミックス粒子の材質はアルミナが好ましい。アルミナは、高温の水などの溶媒に対する耐食性に優れているためである。粒径の異なるセラミックス粒子が混合された構造を選択することにより、平均気孔径を所定の範囲に設定することができる。例えば、多孔質セラミック体の平均気孔径を、０．０５〜１ｍｍの範囲に比較的容易に設定することができる。なお、多孔質セラミックス体には、ガラス成分を例えば５〜２５質量％含有させることが好ましい。ガラス成分は、セラミック粒子同士を強固に接合する作用があるため、比較的高い強度を有する多孔質セラミック体が得られる。
【００１８】
図１に示す冷却器１０では、複数の第２分散部１４ｂが、分散して配置されている。本実施形態の冷却器１０では、第２分散部１４ｂに挟まれた流動路１１が、平面視において、中央部から周辺に向けて放射状に伸びるように形成されている。蒸発した気相の溶媒の一部は、この流動部１１も通過して、容器体１２の周辺部に速やかに到達して冷却・凝集される。
【００１９】
冷却器１０は、例えばＬＥＤなどの発光素子を備えた発光器や、ＣＰＵなどの半導体集積回路など、比較的大きな熱を発する回路や機能素子の冷却に用いることができる。
【００２０】
冷却器１０では、第１分散部１４ａの毛細管力によって、液相の冷媒が面方向に分散されて保持されている。また、第２分散部１４ｂが、一方の内側主面から他方の内側主面に連なっており、冷却器の配置姿勢に関わらず、毛細管力が比較的強い第２分散部１４ｂを介して、双方の内側主面の第１分散部１４ａに冷媒が分散されている。
【００２１】
冷却器１０における第２分散部１４ｂの形状や配置については、図１（ａ）に示す形態に限定されず、所望の特性に応じて種々の形状・配置に設定すればよい。また、所望の特性に応じて、第１分散部１４ａおよび第２分散部１４ｂの気孔径や気孔率を、部分的に変化させてもよい。
【００２２】
以下、容器体１２の外側主面に、発光素子や半導体集積回路を備える発熱体が配置されている状態で、この発熱体が発熱した場合を例に、冷却器１０の機能について説明する。例えば、図１（ａ）（ｂ）に破線で示す、一方の外側主面に発熱体が載置されている場合を例とする。発熱体が発熱した場合、容器体１２の壁面を介して、内側主面に接合されている第１分散部１４ａの中心部近傍（破線領域内およびその近傍）を中心に、熱が伝達する。第１分散部１４ａの中心部近傍に保持されている冷媒が、この熱によって気化し、容器体１２に伝達された熱は気化熱として奪われる。気化した気相状態の冷媒は、主に流動路１１を通過し、中心部近傍から周辺部へと移動（流動）する。この際、気相状態の冷媒の一部は、第１分散部１４ａや第２分散部１２ｂ内も通過する。容器体１２の周辺部では、気相状態の冷媒が凝集して液相に戻り、第１分散部１４ａ内を移動して、中心部近傍へと還流する。
【００２３】
冷却器１０では、容器体１２および内部の分散部１４が、いずれもセラミックスを主成分として構成されている。このため、封入される冷媒等によって生じる、容器体１２や分散部１４の腐食がほとんどない。また、容器体１２もセラミックスで構成されており、容器体１２の絶縁性を非常に高くすることができる。このため、半導体集積回路や発光素子等を、容器体１２の表面に直接接触させて、効率良く冷却することができる。
【００２４】
次に、冷却器１０の製造方法の一例について説明しておく。まず、緻密質セラミックスからなる容器体１２を構成する、第１部材１２ａおよび蓋体１２ｂを作製しておく。容器体１２の第１部材１２ａおよび蓋体１２ｂは、例えば以下のように作製することができる。まず、酸化アルミニウム粉末９６〜９９．９質量％と、酸化珪素、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムの各粉末を含む焼結助剤粉末０．１〜４質量％とからなる原料粉末を混合し、ポリエチレングリコールなどの有機結合材をこの原料粉末１００質量部に対して３〜８質量部添加、混合し、水を添加してスラリーとする。このスラリーを噴霧乾燥機により噴霧乾燥し、得られた顆粒をゴム型に充填し、静水圧により加圧して成形体を作製する。得られた成形体を加工して、第１部材１２ａおよび蓋体１２ｂ各々の形に近い形状に切削し、いわゆるニアネット成形体を作製する。このニアネット成形体を、焼成炉で１５００〜１７００℃で焼成し、焼結体を作製する。焼結体を加工して第１部材２１２ａおよび蓋体１２ｂを作製する。
【００２５】
また、第２分散部１４ｂを作製しておく。第２分散部１４ｂは、たとえば上記容器体１２と同様の工程でニアネット成型体を構成し、このニアネット成型体を１５００℃未満の温度、好ましくは１０００℃程度の温度で焼成する。例えば、酸化アルミニウム粉末を主成分とするニアネット成型体を、比較的低い温度で焼成することで、比較的大きな気孔径を有するアルミナ焼結体を作製することができる。かかる工程により、ブロック状の複数の第２分散部１４ｂを作製しておく。
【００２６】
次に、第１分散部１４ａを形成すると同時に、第２分散部１４ｂを配置固定する。まず、第１部材１２ａおよび蓋体１２ｂの内側主面の全体に、ガラスペーストを、スクリーン印刷、刷毛などを用いて厚み０．２ｍｍ程度に塗布する。ガラスペーストは、例えば、融点が６５０〜１０００℃の硼珪酸ガラスからなる粉末と、少量の有機結合材と、少量の有機溶剤とを混合、混練することで作製されたものを用いればよい。なお、貫通孔１８の部分には、ガラスペーストの塗布工程の後、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を充填し、熱硬化させておく。
【００２７】
次に、第１部材１２ａおよび蓋体１２ｂの内側主面全体に、第１分散部１４ａの原料を配置する。第１分散部１４ａの原料としては、以下のように作製したものを用いればよい。まず、アランダムを例えば１３００℃程度に加熱して粒成長させた後、振動篩いを用いて、例えば粒径０．１〜３．０ｍｍ程度の範囲内のアランダムのみを選択的に回収する。回収したアランダム１００質量部に対して、上述のガラスペーストを例えば７〜２５質量％（有機結合材と有機溶剤を除く）添加・混合し、第１分散部１４ａの原料を作製する。なお、アランダムに代わって、略球状のガラスまたはセラミックであって、径が例えば０．５〜３．０ｍｍの範囲内のものを選別した原料を混合したものを、第１分散部１４ａの原料としてもよい。
【００２８】
第１分散部１４ａが配置された第１部材１２ａの内側表面に、複数の第２分散部１４ｂを各々所定位置に配置する。この状態で、蓋体１２ｂを、第１部材１２ａの開口を閉塞するように配置する。この際、第１部材１２ａと蓋体１２ｂとの接合部には、上述のガラスペーストを塗布しておき、第１部材１２ａと蓋体１２ｂとが、このガラスペーストを介して接合された状態としておく。次に、ガラスペーストの融点以上の温度（６５０〜１０００℃）で加熱した後に冷却する。この加熱の際、貫通孔１８の部分に充填していた熱硬化性樹脂は、溶融・蒸発する。このように、第１部材１２ａ、蓋体１２ｂ、分散部１４ａ、分散部１４ｂが溶融ガラスにより一体的に接合された構造物を得る。こののち、容器体１２の外側表面を、例えば平面研削盤により平滑研磨する。
【００２９】
なお、第１部材１２ａと蓋体１２ｂとの接合は、以下のように行ってもよい。まず、第１部材１２ａおよび蓋体１２ｂそれぞれの接合面を、例えば表面粗さＲａで０．０５μｍ以下となるような鏡面研磨加工を行う。鏡面研磨された面は、主成分であるアルミナ粒子がむき出しであり、その周りをＳｉを主成分とする粒界ガラス層３５が取り囲んだ状態になっている。
【００３０】
この状態の面同士を向き合わせて、接合面同士を機械的に密着させた状態とした後、高温で熱処理を行う。この状態で１０００℃〜１８００℃の高温で熱処理を行うと、フィックの第二法則により、アルミナセラミックスからなる第１部材１２ａおよび蓋体１２ｂ、のそれぞれの接合面近傍の粒界ガラス層の成分が、第１部材１２ａおよび蓋体１２ｂの接合面に拡散移動し、第１部材１２ａと蓋体１２ｂとの接合部近傍に、溶出したＳｉ成分を含むＳｉ化合物を主成分とする中間層が形成され、この中間層２６によって接合時の熱応力が緩和され、第１部材１２ａと蓋体１２ｂとの接合部近傍の、中間層２６近傍に発生する割れ、クラックは抑制される。
【００３１】
次に、この容器体１２の内部に、液相の冷媒を封入する。冷媒は、貫通孔１８を介して容器体１２の内部に封入される。その後、貫通孔１８に、金属やその他無機物、有機物などが固着されて、封止部材１９によって封止された容器体１２が構成される。例えば、貫通孔１８に金属部材を配置して、外部から圧力を加えてこの部材を変形させる（いわゆるカシメ）ことで、封止部材１９によって封止された容器体１２を構成する。なお、冷媒の封入には、加熱追出法、真空ポンプ法、ガス液化法など、従来公知の方法を用いればよい。
【００３２】
本実施形態の製造方法では、第１分散部１４ａをアランダム粒子によって、第２分散部１４ｂをアルミナセラミックス焼結体によって、それぞれ構成している。第１分散部１４ａおよび第２分散部１４ｂの構成材料は、それぞれ限定されない。例えば第１分散部１４ａおよび第２分散部１４ｂの双方を、アルミナセラミックスで構成してもよく、また第１分散部１４ａおよび第２分散部１４ｂの双方を、アランダム粒子によって構成してもよい。アランダム粒子もアルミナセラミックス焼結体も、それぞれの製造工程における温度条件を相違させることで、平均気孔径を変化させることが可能であり、第１分散部１４ａおよび第２分散部１４ｂの気孔径および気孔率を、それぞれ所望の範囲に調整することができる。
【００３３】
例えば、第１分散部１４ａと第２分散部１４ｂに、それぞれ異なる温度条件で加熱されたアランダム粒子を用いることで、同一材料からなり粒径がそれぞれ異なるセラミックス粒子を各々主成分とする、第１分散部１４ａと第２分散部１４ｂとを作製することができる。この際、図２に断面図で示すように、第１分散部１４ａに含まれるセラミックス粒子（アランダム粒子）５１同士を結合させるガラス成分６１と、第２分散部１４ｂに含まれるセラミックス粒子（アランダム粒子）５２同士を結合させるガラス成分６２と、がそれぞれ溶融して固化して、第１分散部１４ａと第２分散部１４ｂとが接合される。この場合、第１分散部１４ａと第２分散部１４ｂとの接合部分では、同一の材質からなり大きさの異なる粒（アランダム粒子）が混合された状態となっている。このため、接合部分において、大きな応力の発生や、異なる物質の接触にともなう化学反応の進行等が抑制されている。
【００３４】
本実施形態の冷却器１０では、各部材が比較的高い強度で接合されており、外力による歪みや割れの発生等も抑制されており、冷却器１０からのパーティクルの発生も抑制されている。
【００３５】
本実施形態の製造方法で作製された冷却器は、接着剤など、有機溶媒等の不純物を含む部材を用いずに、高い気密性を有する冷却器を構成することができる。本実施形態の製造方法で作製された冷却器は、第１部材１２ａ、蓋体１２ｂ、第１分散部１４ａ、第２分散部１４ｂ、ぞれぞれの接合部分において、大きな応力の発生や、異なる物質の接触にともなう化学反応の進行等が抑制されている。本実施形態の冷却器１０では、各部材が比較的高い強度で接合されており、外力による歪みや割れの発生等も抑制されており、冷却器１０からのパーティクルの発生も抑制されている。
【００３６】
図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明の冷却器の他の実施形態について説明する概略断面図である。図３（ａ）に示す例では、第２分散部１４ｂの間隙に、第２分散部１４ｂよりも平均気孔径が大きい、第３分散部１４ｃが充填されている。図３（ａ）に示す実施形態は、外力が加わった場合の変形の程度が更に小さく、動作信頼性が高い点で、好ましい。
【００３７】
図３（ｂ）に示す例では、容器体１２の内側主面の双方に、多孔質セラミックからなる第１分散部１４ａが接合されているが、図１に示す第２分散部１４ｂは有していない。図３（ｂ）に示す実施形態は、蒸発した冷媒が、第１分散部１４ａ間に形成された空間を良好に流れ、冷却器１０の周辺部でより効率的に凝集・液化する点が好ましい。
【００３８】
図３（ｃ）に示す実施形態では、図３（ｃ）中の下側に配置された、容器体１２の第１部材１２ａの内側主面にのみ、第１分散部１４ａが接合されている。図３(ａ)に示す実施形態は、図３（ｃ）中の下側を鉛直線に沿った下側方向とし、容器体１２の外側主面のうち下側の主面に発光体を載置する状態において、好適に用いられる。この場合、第１分散部１４ａから蒸発した気相の冷媒は、第１分散部１４ａの上側空間を良好に流れて、容器体１２の上側の内側主面に接触して、容器体１２に熱を奪われる。これにより、上側の内側主面において、冷媒が凝集・液化する。液化した冷媒は、重力によって第１分散部１４ａに滴下し、第１分散部１４ａ内を面方向に分散していく。図３（ｃ）に示す実施形態は、このように、発熱体の載置領域や容器体１２の設置姿勢等が明確な場合、良好に用いられる。
【００３９】
図４は、本発明の配線基板の一実施形態である、配線基板３０について説明する概略斜視図である。配線基板３０は、冷却器１０の容器体１２の表面に、導電性の配線パターン３２が形成された構成とされている。配線パターン３２は、例えば公知のメタライズ工程によって作成されている。容器体１２は、絶縁性が比較的高い、例えばアルミナ等のセラミックスで構成されており、配線パターン３０を設けることで所望の導電経路を形成することができる。
【００４０】
また、図５は、本発明の配線基板の他の実施形態の概略断面図である。図４に示す実施形態では、容器体１２の一方の外側主面から、他方の外側主面にかけて延びる、ビア導体３６が設けられている。ビア導体６は、公知の製法を用いて形成されればよい。たとえば、容器体１２の第１部材１２ａを、複数のセラミック層を積層して焼成する、いわゆるグリーンシート積層法を用いて形成し、金属パターンの積層によってなるビア導体３６を構成してもよい。
【００４１】
図６は、本発明の発光体の一実施形態である、発光装置５０について説明する概略斜視図である。発光装置５０は、図４に示す配線基板３０の表面に、例えばＬＥＤ発光素子５２が配置された構成とされている。ＬＥＤ発光素子５２は、配線基板３０の表面に設けられた配線パターン３２と電気的に接続し、この配線パターン３２を介して供給された電力に応じて発光する。図６に示す実施形態では、発光素子５２が、配線パターン３２とフリップチップ接続されて、配線基板３０表面に固定されている。本実施形態の容器体１２は、可視光領域を比較的良好に反射する、例えばアルミナを主成分として構成されており、ＬＥＤ発光素子５からの発光は、図６の上側方向に向けて比較的良好に反射される。なお、図７に概略断面図で示す実施形態のように、発光素子５２からの発光を上側に向けて良好に反射する、反射面５４を有する凸部５６備えていてもよい。
【００４２】
発光素子５２は、発光にともなって比較的大きな熱が発生する。発光装置５０では、発光素子５２が実装された容器体１２（の蓋体１２ｂ）が、容器体１２の内部に封入された冷媒によって直接冷却される。発光装置５０は、発光素子５２の温度を比較的低く抑えた状態で、発光素子５２からの発光を、図６中の上側方向に向けて高い効率で照射させることができる。発光装置５０は、長期にわたって高い安定性をもって、入力電力に対して比較的高い光量の光を照射することができる。
【００４３】
図８は、本発明の発光装置の他の実施形態である発光装置１５０について説明する図であり、図８（ａ）は概略斜視図、図８（ｂ）は概略断面図を、それぞれ示している。発光装置１５０は、本発明の配線基板１５０の他の実施形態である配線基板１３０と、配線基板１３０に載置された、例えばＬＥＤからなる発光素子１５２と、を備えて構成されている。
【００４４】
配線基板１３０は、上記実施形態の冷却器１０と、冷却器１０の蓋体１２ｂの表面に配置された素子載置体１３４と、蓋体１２ｂの表面に設けられた配線パターン１４２と、配線パターン１４２と素子載置体１３４表面の導体層１４６とを電気的に接続するワイヤ１４４と、を備えて構成されている。
【００４５】
図９は、図８に示す発光装置１５０が備える配線基板１３０について説明する図である。図９では配線基板１３０から配線パターン１４２、ワイヤ１４４、導体層１４６、発光素子１５２、を除いた状態を示している。図９（ａ）は概略斜視図、図９（ｂ）は概略平面図、図９（ｃ）は概略断面図を、それぞれ示している。
【００４６】
発光素子１５２は、セラミック系の絶縁材料で構成された素子載置体１３４に載置されている。発光素子１５２が載置された素子載置体１３４は、配線基板１３０の、中央部分に配置された第２分散部１４ｂに対応する領域に配置されている。このため、発光素子１５２の発光にともなう発熱は、効率良く冷却・除去されている。
【００４７】
発光素子１５２は、図１４（ｂ）（ｃ）に表されているように、第２分散部１４ｂの配置領域に対応して設けられている。このため、発光素子１５２の発光にともなう発熱が、効率良く冷却される。
【００４８】
なお、  配線基板１３０における第２分散部１４ｂの形状や配置については、図８（ａ）に示す形態に限定されず、所望の特性に応じて種々の形状・配置に設定すればよい。また、所望の特性に応じて、第１分散部１４ａおよび第２分散部１４ｂの気孔径や気孔率を、部分的に変化させてもよい。
【００４９】
素子載置体１３４は、表面に導体層１４６が設けられている。発光素子１５２は、この導体層１４６と電気的に接続されており、導体層１４６から供給された電力に応じて発光するよう構成されている。導体層１４６は、ワイヤ１４４を介して、蓋体１２ｂの表面の配線パターン１４２とも電気的に接続されており、配線パターン１３２を介して導体層１４６に電力が供給される。
【００５０】
本実施形態の素子載置体１３４は、可視光領域を比較的良好に反射する、例えばアルミナを主成分として構成されており、ＬＥＤ発光素子１５２からの発光は、図８(ａ)の上側方向に向けて比較的良好に反射される。発光装置１５０では、冷却器１３０の蓋体１２ｂ、および素子載置体１３４がいずれも、Ｓｉを含む、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするセラミックスからなる。
【００５１】
素子載置体１３４は、蓋体１２ｂおよび素子載置体１３４よりもＳｉ含有率が高く、蓋体１２ｂの主成分元素と同一の元素（すなわち、Ａｌ、およびＯ）を主成分とする接合層１５５を介して、比較的強固に接合されている。また、発光素子１５２は、発光にともなって比較的大きな熱が発生するが、本実施形態では、蓋体１２ｂと素子載置体１３４とが、いずれの主成分とも同一の成分からなる接合層１５５を介して、高い密着度で接合されている。このため、素子載置体１３４から蓋体１２ｂへの熱伝導効率も高く、発光素子１５２にともなう発熱は、効率的に蓋体１２ｂの側へ放熱される。また、蓋体１２ｂと素子載置体１３４と接合層１５５との熱膨張係数の違いも小さく、また接合強度も高く、発光素子の発熱にともなう接合層１５５の接合強度の劣化が抑制されている。また、図８に示す発光装置１５０では、発光素子１５２が実装された冷却体（の蓋体１１２ｂ）が、冷却体の内部に封入された冷媒によって直接冷却される。発光装置１５０は、発光素子１５２の温度を比較的低く抑えた状態で、発光素子１５２からの発光を、図８中の上側方向に向けて高い効率で照射させることができる。発光装置１５０は、長期にわたって高い安定性をもって、入力電力に対して比較的高い光量の光を照射することができる。
【００５２】
図１０は、発光装置１５０における、素子載置体１３４と蓋体１２ｂとの接合部近傍を拡大して示す概略断面図である。本実施形態では、Ｓｉ成分を含むアルミナセラミックスからなる蓋体１２ｂに、蓋体１２ｂに含まれるＳｉ化合物と同じ元素を含むＳｉ化合物を主成分とする接合層１５５を介して、素子載置体１３４が接合されている。
【００５３】
接合層１５５は、蓋体１２ｂおよび素子載置体１３４に含まれるＳｉ成分が素子載置体１３４との接合面側に溶出して形成されたものである。Ｓｉ化合物を主成分とする。かかる接合層１５５で接合された構造体は、接合層として別の材質からなる接着剤を準備することなく、密着性の高い接合を実現することができる。また、蓋体１２ｂから溶出したＳｉ化合物成分を主成分とする接合層１５５を介して接合するので、接合部が非常に薄く均一な高寸法精度の構造体を得ることができる。また、ガラス成分等のＳｉ成分は粘性が比較的高いので、例えば構造体に応力がかかった場合、セラミック粒子間に存在するこのＳｉ成分により、応力が緩和される。
【００５４】
ここで、蓋体１２ｂは、多結晶セラミックスおよび単結晶から選択され、多結晶セラミックスとしては、アルミナ、フォルステライト、ステアタイト、コージライト、ジルコニアなどを主成分とするセラミックスがあげられる。特に多結晶セラミックスの主成分が酸化物であると、接合層５５による接合強度を比較的高くすることができる。
【００５５】
また、主成分が非酸化物である場合、接合する前に極表面を酸化させた蓋体１２ｂを用いると接合強度を高めることができる。さらに、蓋体１２ｂが単結晶である場合は、サファイア、水晶、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、珪酸ビスマス（Ｂｉ１４Ｓｉ３Ｏ１２）、エメラルド（Ｂｅ３Ａｌ２Ｓｉ６Ｏ１８）などが挙げられる。蓋体１２ｂ中に含まれるＳｉ成分の濃度としては、０．０１重量％以上であることが好ましい。
【００５６】
また、蓋体１２ｂが多結晶セラミックスの場合、Ｓｉ成分は多結晶セラミックス中の粒界層に介在することが望ましい。粒界層に介在していることより、接合時の熱処理にＳｉ成分が蓋体１２ｂと素子載置体１３４の接合界面に溶出しやすく、より接合強度の高い接合層１５５として作用することができる。また、そのＳｉ成分は、酸化物、炭化物、硼化物、窒化物のいずれかもしくはそれらの複合物であり、蓋体１２ｂには、Ｓｉ成分が少なくとも一種以上を含まれることが好ましく、さらにガラス質であることが望ましい。
【００５７】
なお、Ｓｉ成分以外の成分としては特に限定されないが、Ｓｉ成分がガラス質である場合、その融点を下げる元素およびその化合物であることが好ましい。ガラス質の融点を下げることにより、接合時の熱処理温度を低く設定することができ、その結果、蓋体１２ｂおよび素子載置体１３４への残留応力を緩和することができる。また、Ｓｉ成分の粘性を下げる元素及びその化合物であることも好ましい。Ｓｉ成分の粘性が下がることにより、熱処理時に蓋体１２ｂと素子載置体１３４との接合界面にＳｉ成分が溶出し易くなり、接合層１５５の形成を容易にするとともに、熱処理時間を短縮することができる。したがって、Ｓｉ成分以外の成分としては、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、ナトリウム化合物、カリウム化合物、硼素化合物、鉛化合物およびこれらの化合物などがあげられる。
【００５８】
素子載置体１３４は、多結晶セラミックス、単結晶および金属から選択された材質を主成分とする。素子載置体１３４にはＳｉ成分が必ずしも含まれる必要はないが、接合強度を高める目的で素子載置体１３４もＳｉ成分を含むセラミックスからなることが好ましい。これは、接合層１５５側に蓋体１２ｂ、素子載置体１３４の両者からＳｉ成分が溶出し、Ｓｉ化合物が接合面に十分な量で介在することとなるため、接合強度をより高くできる。
【００５９】
ここで、蓋体１２ｂ及び素子載置体１３４は、緻密質もしくは多孔質であってもよいが緻密質であることが好ましく、また板状、ブロック状などの形状は何でもよい。
【００６０】
また、蓋体１２ｂと素子載置体１３４との間のＳｉ成分は、蓋体１２ｂおよび素子載置体１３４の双方に対して、含有割合がより高いことが好ましい。Ｓｉ成分が高い場合、接合部に発生した応力を緩和する効果がより高く、発光装置としての信頼性はより高くなる傾向にある。
【００６１】
図１０に示す波線は、蓋体１２ｂおよび素子載置体１３４中のＳｉ濃度の分布を示しており、蓋体１２ｂ中のＳｉ濃度の少ない部分をα、素子載置体１３４中のＳｉ濃度の少ない部分をβとして示す。本発明の複合セラミック体１１０は、蓋体１２ｂと素子載置体１３４および接合層１５５を積層した構造であるが、Ｓｉ濃度が接合面に向かって減少することにより、見かけ上、蓋体１２ｂと接合層１５５および素子載置体１３４と接合層１５５との間にさらに別の層（α、β）が形成されており、このα、β層が応力緩和層として作用し、複合セラミック体１０の接合強度を向上させるとともに、割れやクラックの抑制に作用していると考えられる。本実施形態では、蓋体１２ｂまたは素子載置体１３４のＳｉ濃度が接合面に向かって減少していることが好ましい。
【００６２】
図１１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ蓋体１２ｂ及び素子載置体１３４がいずれもアルミナ質セラミックスからなる場合の、図１０に示すＡ、Ｂ、Ｃ点に相当する位置の組成分析の結果の模式図である。図１２(ａ)（ｂ）は、蓋体１２ｂと素子載置体１３４の接合状態について説明する概略断面図であり、(ａ)は蓋体１２ｂと素子載置体１３４とが当接した状態、（ｂ）は蓋体１２ｂと素子載置体１３４とが接合した状態を示している。
【００６３】
組成分析は、接合面を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した後、ＥＤＳ分析により元素の定性分析を行った。図１１から明らかなように、蓋体１２ｂの内部であるＡ点に対して接合面近傍のＢ点のＳｉ濃度が減少していることがわかる。Ｓｉ濃度は接合面に向かって連続的に減少しているものであり、図１０における波線は便宜上示したものである。Ｓｉ濃度が接合面に向かって減少するのは、蓋体１２ｂおよび素子載置体１３４のいずれか一方であっても構わない。
【００６４】
ここで、蓋体１２ｂおよび素子載置体１３４がアルミナセラミックスからなる場合を例にとってこの現象をより詳しく説明しておく。
【００６５】
図１２（ａ）、（ｂ）において、１５４はアルミナ粒子、１５６は粒界ガラス層を示す。
【００６６】
蓋体１２ｂおよび素子載置体１３４は、接合前に接合面となる面に鏡面研磨加工を行う。鏡面研磨された蓋体１２ｂ、素子載置体１３４の面は、主成分であるアルミナ粒子１５４がむき出しに成っており、その周りをＳｉを主成分とする粒界ガラス層１３６が取り囲んだ状態になっている。
【００６７】
この状態の面同士を向き合わせて図１１（ａ）に示すように機械的に密着させる。このようにして、鏡面研磨した面同士を合わせて図１１（ａ）に示すように機械的に密着させた状態とした後、高温で熱処理を行う。熱処理を行う前の機械的に密着させた状態では、接合面近傍に存在するＳｉの濃度は、蓋体１２ｂ及び素子載置体１３４の内部と比較して低い。この状態で１０００℃〜１８００℃の高温で熱処理を行うと、アルミナセラミックスからなる、蓋体１２ｂ及び素子載置体１３４のそれぞれの接合面近傍の粒界ガラス層１３５の成分が、蓋体１２ｂ及び素子載置体１３４の接合面に拡散移動し、図１０（ｂ）に示すように接合層１５５が形成される。この粒界ガラス層１３６の主成分はＳｉであり、拡散は接合面近傍で顕著であるため、Ｓｉ成分が接合面側に移動するため、蓋体１２ｂ及び素子載置体１３４の、接合面近傍のＳｉ濃度は内部に比較して接合層１５５近傍で減少することになる。このようにして、接合層１５５の近傍ではＳｉ濃度が減少すると同時に接合層１５５が形成されるので、接合強度を高めることができるとともに、接合層１５６によって接合時の熱応力を緩和するので、接合部分に発生する割れ、クラックが抑制されている。
【００６８】
なお、蓋体１２ｂ及び素子載置体１３４の間に位置する接合層１５５は、その厚みが２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００６９】
これにより、蓋体１２ｂと素子載置体１３４の接合界面の層が実質的に観察されず、目視的には接合界面のない接合を得ることができる。なお、上述の通り接合層１５５の厚み、接合界面は透過電子顕微鏡で観察することができ、その観察のための試料は通常の方法で作製することができる。本実施形態では、蓋体１２ｂ、素子載置体１３４に含まれるＳｉ成分の溶出により接合されており、別に準備した接着剤を用いないことから、接合層１５５は厚みが２００ｎｍ以下と非常に薄く均一となる。
【００７０】
なお、接合層１５５は、Ｓｉ成分の他に酸素原子を含むことが好ましい。酸素原子を含むことによりＳｉ成分の粘性を低くすることができるとともに、接合強度を高めることができる。また、接合層１５５の厚み精度を高めることができ、蓋体１２ｂと素子載置体１３４の平行度を良好なものにすることができる。
【００７１】
また、接合層１５５の成分は溶融ガラスであるため、蓋体１２ｂと素子載置体１３４との隙間（原子レベルでの空間）を無くすことが可能となり、高いレベルの強度を保持している。従って、接合層１５５の存在により、蓋体１２ｂと素子載置体１３４の接合部で、高い伝熱性能および高い耐熱性を有することができる。
【００７２】
次に、素子載置１３４について、図面を参照して説明する。図１３は素子載置体１３４について説明する概略説明図であり、（ａ）は素子載置体１３４の概略斜視図、（ｂ）は素子載置体１３４の概略斜視図である。図１４は、素子載置体１３４に発光素子１５２が載置された状態を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ線における概略断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ線における概略断面図である。
【００７３】
素子載置体１３４は、発光素子１５２が載置されて用いられる。素子載置体１３４は、表面に導体層１４６と、電極体１４９と、を有して構成されている。素子載置体１３４は、発光素子１５２が載置される平面部１６４を備え、この平面部１６４の周囲を囲むように、発光素子からの光を反射するための斜面１６６を備える突部１６８が設けられている。突部１６８の頂面１６９は、平面部１６４に略平行とされている。
【００７４】
素子載置体１３４では、凸状部１６１が、平面部１６４から斜面１６６にかけて連続して設けられている。凸状部１６１は頂部に近づくにつれて断面積が小さい略三角形状の断面を有しており、凸状部１６１の側面１６７と素子載置体１３４の平面部１６４とのなす角αは、９０°＜αとなっている。また、凸状部１６１の側面１６７と素子載置体１３４の斜面１６６とのなす角βについても、９０°＜βとなっている。
【００７５】
図に示すように、凸状部１６１は、素子載置体１３４の表面に環状に連続している。連続した凸状部１６１によって囲まれた２つの凹部１２１は、隣接配置された構成とされている。
【００７６】
素子載置体１３４は、セラミックスを主成分として構成されている。ＬＥＤからなる発光素子１５２を載置するための素子載置体１３４では、セラミックスは例えばアルミナを主成分とすることが好ましい。アルミナは、発光素子１５２からの発光に対して良好な反射性を有している。また、数ｍｍから１ｍｍ以下の微細な構造も、成型によって比較的容易に形成することができる。また、メタライズ技術を用い、比較的容易に表明に電極を形成することができる。これらの点でアルミナは、素子載置体１３４を構成する材質として好ましく用いられるが、その他のセラミック材料や樹脂材料なども、用途に応じて用いることができ、素子載置体１３４の材質は特に限定されない。
【００７７】
導電層１４６は、平面部１６４から斜面１６６にかけて連続して設けられ、平面部１６４から斜面１６６にかけて外側方向に引き出されている。導電層１４６は、上記凹部１２１の内部を満たすように設けられており、図１４（ｂ）および（ｃ）に示すように、素子載置体１３４の平面部１６４から凸状部１６１の側面１６７にかけて被着されている。導電層１４６は、例えばメタライズ層上にメッキ層が積層された、公知の多層金属膜構造で構成されている。導電層１４６は、例えば、Ｍｏ−Ｍｎメタライズ層上に、Ｎｉメッキ層およびＡｕメッキ層が積層されて構成されている。なお、本実施形態では、凸状部１６１の高さに対し、導電層１４６の高さが低く設定されている。逆をいえば、導電層１４６が凸状部１６１から溢れ出さない高さに、凸状部１６１の高さが設定されている。なお、導電層１４６は、凸状部１６１の高さに比べて高くてもよい。例えば、表面張力によって凸状部１６１から盛り上がった形状に、導電層１４６が形成されていてもよい。
【００７８】
電極体１４９は、突部１６８の頂面１６９に形成されており、一部が凸状部１６１を乗り越える形で導電層１４６と接続している。
【００７９】
平面部１６４から斜面１６６にかけて導電層１４６を形成する際、例えばメタライズ工程を用いると、平面部１６４と斜面１６６との境界の角部近傍において、断線等の不良が発生し易い。また、平面部１６４の周囲を囲むように突部１６８が設けられており、電極形成用の治具等の動きは制限される。例えば凸状部１６１がない状態では、素子載置体１３４のサイズが小さいほど、断線による不良や、電極形状不良による性能バラツキおよび短絡などが生じやすい。
【００８０】
素子載置体１３４、凸状部１６１の側面１６７によって、導電層１４６の電極幅（図８（ｃ）における横方向長さ）や位置および形状が規定される。これにより、導電層１４６の形状および位置精度は、比較的高くされている。例えば電極幅が１ｍｍ以下と微細な電極であっても、位置および形状が高精度に規定される。
【００８１】
発光素子１５２は公知の発光ダイオード素子であり、図１４に示すように、素子載置体１３４の平面部１６４上に、導電層１４６を介して配置されている。本実施形態では、発光素子１５２が、それぞれ電気的に独立した２箇所の導電層１４６と、フリップチップ接続されている。発光素子１５２には、導電層１４６を介して電力が供給されており、供給された電極に応じて発光素子１５２が発光する。
【００８２】
電極体１４９は、例えばワイヤ１４４等を介して、蓋体１２ｂ表面の配線パターン１４２と接続され、この外部電源を介して供給される電力によって、発光素子１５２が発光する。本実施形態では、ワイヤ１１９と発光素子１５２とを離間させることができるので、ボンディング処理などの配線工程における、発光素子１５２の損傷等を抑制することができる。
【００８３】
発光素子１５２は、発光にともなって発熱し、発光素子１５２の配置領域近傍では、導電層１４６および素子載置体１３４が発熱に応じて熱膨張する。例えばセラミックスからなる素子載置体１３４と、例えば多層金属層からなる導電層１４６とでは熱膨張係数が異なり、発光にともなう上記熱膨張の程度が異なる。本実施形態では、平面部１６４のみでなく、素子載置体１３４の凸状部１６１の斜面１６６にも、導電層１４６が被着されており、素子載置体１３４と導電層１４６との被着強度が強い。また、素子載置体１３４に比べて導電層１４６がより大きく膨張・収縮した場合も、この凸状部１６１によって導電層１４６の幅方向の膨張は抑制されており、幅方向に沿った応力が抑制される。また、発光体１２０では、凸状部１６１は頂部に近づくにつれて断面積が小さい略三角形状の断面を有し、機械強度が比較的強い。このため、ＬＥＤ素子１５２の発光・消光にともなう熱応力がかかっても、この凸状部１６１に亀裂や割れ等が比較的生じ難い。また、側面１６７と斜面１６６とのなす角αは、鈍角すなわち９０°＜αとなっており、導電層１４６は平面部１６４に垂直な方向へは膨張・収縮し易くなっている。発光体１２０では、素子載置体１３４と導電層１４６との接合面における歪が抑制されるとともに、平面部１６４に垂直な方向に応力が分散される。本実施形態では、導電層１４６が所定形状および所定位置に高精度に形成されるとともに、発光にともなう、導電層１４６の剥離等の故障が発生し難い。発光体１５２は、電気的性能および発光効率が比較的高く、動作信頼性も比較的高い。
【００８４】
以下、発光装置５０１の製造方法の一例について説明しておく。
【００８５】
（１）素子載置体１３４の作製
まず、素子載置体３４を作製する。最初に、アルミナ粉末と、焼結助剤粉末とを混合し、水を添加して湿式粉砕する。粉砕後、有機結合材としてポリビニルアルコールなどを添加、混合することによりスラリーを作製する。スラリーを噴霧乾燥し、顆粒を作製する。金型を用いて顆粒を加圧成形し、生成形体をする。この金型の形状は、焼成後に基体の形状が得られるように設計されている。例えば金型には、焼成後に凸状部となるように凹部が形成されている。生成形体を１５００〜１７００℃で焼成して、アルミナを主成分とする素子載置体３４を作製する。その後、必要に応じて、バリを除去するために基体表面をバレル研磨し、さらに洗浄、乾燥しても良い。凸状部の高さは、例えば０．０２〜０．４ｍｍであり、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍである。凸状部の幅は、例えば０．０５〜０．６ｍｍであり、好ましくは０．１〜０．４ｍｍである。
【００８６】
（２）容器体１２の準備
また、緻密質セラミックスからなる容器体１２を準備しておく。容器体１２は、例えば上述の実施形態と同様の工程を経て作製することができる。上述の実施形態と同様、第１部材１２ａ、蓋体１２ｂ、分散部１４ａ、分散部１４ｂが溶融ガラスにより一体的に接合された構造物を得た後、容器体１２の外側表面を、例えば平面研削盤により平滑研磨しておく。
【００８７】
（３）各部材の接合
次に、作製した素子載置体３４と容器体１２とを接合する。まず、素子載置体３４、容器体１２それぞれの接合面について、例えば表面粗さＲａで０．０５μｍ以下となるような鏡面研磨加工を行う。鏡面研磨された面は、主成分であるアルミナ粒子がむき出しであり、その周りをＳｉを主成分とする粒界ガラス層５６が取り囲んだ状態になっている。この状態の面同士を向き合わせて、接合面同士を機械的に密着させた状態とした後、高温で熱処理を行う。この状態で１０００℃〜１８００℃の高温で熱処理を行うと、アルミナセラミックスからなる容器体１２および素子載置体３４、のそれぞれの接合面近傍の粒界ガラス層の成分が、容器体１２および素子載置体３４の接合面に拡散移動し、容器体１２と素子載置体３４との接合部近傍に、溶出したＳｉ成分を含むＳｉ化合物を主成分とする接合層１５５が形成され、この接合層１５５によって接合時の熱応力が緩和され、容器体１２と素子載置体３４との接合部近傍の、接合層１５５近傍に発生する割れ、クラックは抑制される。
【００８８】
（５）導体配線の形成
次に、素子載置体３４に導電層４６を形成する。作製した素子載置体３４の凸状部６１で囲まれた凹部領域に、Ｍｏ粉末とＭｎ粉末を含有するペーストを塗布する。このペースト塗布では、ペーストが、素子載置体３４の凸状部６１で囲まれた領域の範囲内に、高精度に規定されて配置される。この後、ペーストが配置された状態で、全体を還元雰囲気で加熱処理する。加熱により、素子載置体３４に被着された第１金属層が形成される。この後、第１金属層の上に、第２金属層であるメッキ層を形成する。メッキは、Ｎｉメッキ、Ａｕメッキの順に行う。Ｎｉメッキの厚みは、例えば１〜１０μｍとし、Ａｕメッキの厚みは例えば０．１〜３μｍとされる。
【００８９】
この後、素子載置体３４に、電極体４９を形成する。また、この際同時に、基体３２の表面に配線パターン４２を形成する。平坦な頂面６９に配置される電極体４９、および基体３２に配置される配線パターン４２は、スクリーン印刷法など、公知の印刷配線技術を用いて作成すればよい。側面６７ａは、頂面６９から平面部６４の中央に近づくにつれて鉛直下側に近づくよう傾斜しており、スクリーン印刷等によって電極ペーストを塗布した場合も、この側面６７ａに沿って凸状部を乗り越える形で、電極ペーストが導電層４６と接続する。例えば、スクリーン印刷法を用いて、Ｍｏ粉末とＭｎ粉末を含有するペーストを所定形状に塗布して還元雰囲気で加熱処理を行い、所定形状のメタライズ層を形成する。この際、ペーストは凸状部を乗り越えて、導電層４６と接続する。その後、このメタライズ層表面に、ＮｉメッキおよびＡｕメッキを順次積層して電極体４９を形成する。
【００９０】
例えば、予め配線パターンが施された発光素子載置体を用いた場合、１０００℃〜１８００℃の高温で熱処理を行うと、予め施されていた配線が溶融してしまう虞がある。本実施形態では、素子載置体３４と、筐体３６、基体３２を、高温に加熱して直接接合した後に、印刷によって、導電層４６および配線パターン４２を形成している。本実施形態の素子載置体３４は、凸状部６１の側面６７によって、導電層４６の電極幅（図８（ｃ）における横方向長さ）や位置および形状が規定される。これにより、印刷などの手法を用いた場合も、導電層４６の形状および位置精度は、比較的高くされている。
【００９１】
（６）冷媒の封入
次に、この冷却体の内部に、液相の冷媒を封入する。冷媒は、貫通孔７８を介して冷却体の内部に封入される。その後、貫通孔７８に、金属やその他無機物、有機物などが固着されて、封止部材７９によって封止された冷却体が構成される。例えば、貫通孔７８に金属部材を配置して、外部から圧力を加えてこの部材を変形させる（いわゆるカシメ）ことで、封止部材１９によって封止された冷却体を構成する。なお、冷媒の封入には、加熱追出法、真空ポンプ法、ガス液化法など、従来公知の方法を用いればよい。
【００９２】
（７）発光素子の配置
次に、発光素子５２を配置する。発光素子５２は、電極５２を介して平面部６４上に配置する。発光素子５２の図示しない電極は、導電層４６と対向するように配置され、発光素子５２の電極と導電層４６とがフリップチップ接合によって接合される。なお、発光素子５２の実装には、発光素子５２と導電層４６とが電気的に接続できる方法を選択できる。例えば、実装方法は、半田付け方法、金属ワイヤを介して接続するワイヤボンディング等を用いても構わない。
【００９３】
本実施形態の発光装置１５０も、発光素子１５２からの発光を、例えば図８中の上側方向に向けて高い効率で照射させることができる。発光装置１５０は、長期にわたって高い安定性をもって、入力電力に対して比較的高い光量の光を照射することができる。以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１０  冷却器
１２  容器体
１４  分散部
１４ａ  第１分散部
１４ｂ  第２分散部
１６  壁部
１８  貫通孔
１９  封止部材
３０  配線基板
３２  配線パターン
５０  発光装置
５２  発光素子
５４  反射面
５６  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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