(57)【要約】      （修正有）【課題】大電流で作動する電子部品から発生する熱を効率良く外部へ伝えることができる配線基板を提供する。【解決手段】配線基板は、基体１上に、電子部品３が搭載される搭載部１ａを有し、電子部品３の電極が接続される配線２が設けられた配線基板であって、配線２は、ダイヤモンドの粒子２ａおよび立方晶窒化ホウ素の粒子２ａの少なくとも一方の粒子２ａを金属２ｂに含有させた複合材から成る。熱伝導性に優れる複合材から成る配線２によって、電子部品３から配線２を介して放熱させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に、電子部品が搭載される搭載部を有し、前記電子部品の電極が接続される配線が設けられた配線基板であって、前記配線は、ダイヤモンドの粒子および立方晶窒化ホウ素の粒子の少なくとも一方の粒子を金属に含有させた複合材から成ることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記複合材の前記金属は、銀，銅またはアルミニウムを含むことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記複合材の前記金属は、純度99％以上の銀または純度99％以上の銅であることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項４】
前記複合材の表面は、前記金属によって覆われていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線基板。
【請求項５】
前記複合材は、前記ダイヤモンドの粒子を前記金属に含有させて成り、前記ダイヤモンドの粒子が30〜80体積％含まれていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の配線基板。
【請求項６】
前記複合材は、前記立方晶窒化ホウ素の粒子を前記金属に含有させて成り、前記立方晶窒化ホウ素の粒子が30〜80体積％含まれていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の配線基板。
【請求項７】
前記複合材に、前記ダイヤモンドの粒子および前記立方晶窒化ホウ素の粒子が含まれていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の配線基板。
【請求項８】
前記配線は、前記搭載部を中心に放射状に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の配線基板。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載された配線基板の搭載部に電子部品が搭載されて成ることを特徴とする電子装置。
【請求項１０】
前記配線基板の前記配線は、前記電子部品に一定電位を供給する供給配線を含み、前記電子部品は、前記供給配線に搭載されて接続されていることを特徴とする請求項９記載の電子装置。
【請求項１１】
前記供給配線は、前記基体の前記搭載部を有する主面とは反対側主面に配置されるとともに、前記絶縁基板に設けられた貫通孔を通じて前記搭載部に導出されて成り、該導出部に前記電子部品が搭載されて接続されていることを特徴とする請求項９記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の作動時に発する熱の放散性が高い電子部品搭載用の配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパワートランジスタ等の作動時に大量の熱を発生する電子部品が搭載される配線基板の断面図を図５に示す。図５において、11は絶縁体から成る基体、12は配線、13は電子部品、15は金属板、16は放熱板であり、配線基板は、基体11の上側主面に銅（Ｃｕ）製金属板から成る配線12を有するとともに、基体11の下側主面にＣｕから成る金属板15を有して成る。この配線基板には、パワートランジスタ等の作動時に大量の熱を発生する電子部品13が搭載され、配線12に電子部品13の電極がボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して電気的に接続され、金属板15に放熱板16を接合することで、電子部品13の作動時に配線12および電子部品12から発生する熱を基体11の下側主面から放熱板16に熱放散させることができるものである。
【０００３】
基体11は、ジルコニア（ＺｒＯ２）質セラミックスから成る。ＺｒＯ２質セラミックスは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質セラミックスに比して抗折強度が高いので、Ａｌ２Ｏ３質セラミックスよりも薄くすることができ、これによって基体11を介しての放熱性を向上させている。
【０００４】
配線12および金属板15は高熱伝導性のＣｕ板から成り、同じＣｕ板を基体11の上下両面からサンドイッチ状態に接合することによって、基体11との熱膨張係数差から接合時に発生する反りや曲がりの発生を防止するとともに、金属板15は、電子部品13から発生する熱を放散させる役割をも有する。
【０００５】
ここで、配線12および金属板15はそれぞれＤＢＣ法や活性金属ロウ材によって基体11に接合される。
【０００６】
放熱板16は、熱伝導率が高く熱放散性に優れたＣｕ板から成るもので、金属板15の下表面側にロウ材17を介して接合される。
【特許文献１】特開2004−146650号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近時の電子部品13は大電流化が進み、電子部品13が作動する際に発生する熱が増大する傾向にある。これに対して、上記従来の配線基板では、電子部品13から発生する熱を十分に放散させたり、配線12に大電流を流した際に配線12から発生する熱を十分に放散させたりする能力が不足しがちであり、電子部品13を十分冷却して正常かつ安定に作動させることができないという問題点があった。
【０００８】
また、上記従来の配線基板においては、基体11と配線12、基体11と金属板15との熱膨張係数差が大きく、基体11と配線12および金属板15とを接合する際に加える熱や、電子部品13が作動する際に発生する熱によって、基体11に配線12および金属板15との熱膨張差による応力が作用し、基体11にクラック等が生じて破損してしまう場合があった。
【０００９】
また、上記従来の配線基板においては、配線12がＣｕ製で、比較的軟らかい金属から成ることから、ボンディングワイヤ等の電気的接続手段14を超音波ボンダーで振動を加えて接続する際に、配線12が超音波振動を吸収し易く、ボンディングワイヤ等の電気的接続手段14を配線12に接続し難いという問題点があった。
【００１０】
また、近時の配線基板は薄型化が求められており、上記従来の配線基板において、基体11を薄型化させた場合、基体11の強度が不十分となり基体11に折損等が生じて破損してしまうという問題点があった。
【００１１】
したがって、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、大電流で作動する電子部品から発生する熱を効率良く外部へ伝えることができる配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の配線基板は、基体上に、電子部品が搭載される搭載部を有し、前記電子部品の電極が接続される配線が設けられた配線基板であって、前記配線は、ダイヤモンドの粒子および立方晶窒化ホウ素の粒子の少なくとも一方の粒子を金属に含有させた複合材から成ることを特徴とする。
【００１３】
本発明の配線基板において、好ましくは、前記複合材の前記金属は、銀，銅またはアルミニウムを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の配線基板において、好ましくは、前記複合材の前記金属は、純度99％以上の銀または純度99％以上の銅であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の配線基板において、好ましくは、前記複合材の表面は、前記金属によって覆われていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の配線基板において、好ましくは、前記複合材は、前記ダイヤモンドの粒子を前記金属に含有させて成り、前記ダイヤモンドの粒子が30〜80体積％含まれていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の配線基板において、好ましくは、前記複合材は、前記立方晶窒化ホウ素の粒子を前記金属に含有させて成り、前記立方晶窒化ホウ素の粒子が30〜80体積％含まれていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の配線基板において、好ましくは、前記複合材に、前記ダイヤモンドの粒子および前記立方晶窒化ホウ素の粒子が含まれていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の配線基板において、好ましくは、前記配線は、前記搭載部を中心に放射状に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の電子装置は、上記構成の配線基板の搭載部に電子部品が搭載されて成ることを特徴とする。
【００２１】
本発明の電子装置において、好ましくは、前記配線基板の前記配線は、前記電子部品に一定電位を供給する供給配線を含み、前記電子部品は、前記供給配線に搭載されて接続されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の電子装置において、好ましくは、前記供給配線は、前記基体の前記搭載部を有する主面とは反対側主面に配置されるとともに、前記絶縁基板に設けられた貫通孔を通じて前記搭載部に導出されて成り、該導出部に前記電子部品が搭載されて接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の配線基板は、基体上に、電子部品が搭載される搭載部を有し、電子部品の電極が接続される配線が設けられ、配線は、ダイヤモンドの粒子および立方晶窒化ホウ素の粒子の少なくとも一方の粒子を金属に含有させた複合材から成ることから、配線の熱伝導率を大きなものとすることができ、電子部品から発生する熱を配線に沿って十分に放散させることができる。また、配線に大電流を流した際に配線から発生する熱を十分に放散させることができる。したがって、近時の大電流で作動する電子部品を用いても、電子部品が温度上昇するのを防止でき、電子部品を正常かつ安定に作動させることができる。
【００２４】
また、配線が金属にダイヤモンドの粒子および立方晶窒化ホウ素の粒子の少なくとも一方の粒子を含有させた複合材から成ることで、ダイヤモンドおよび立方晶窒化ホウ素は非常に硬い材料であることから、配線が超音波振動を吸収し難く、ボンディングワイヤ等の電気的接続手段を配線に確実かつ短時間で効率良く接続することができる。
【００２５】
また、金属にダイヤモンドの粒子および立方晶窒化ホウ素の粒子の少なくとも一方の粒子を含有させて複合材とすることによって、配線の硬度が増し、即ち配線の剛性が増すことから、配線が基体を補強する作用を為すようになる。その結果、配線基板を放熱板へ実装する際に外力が加わっても、基体がクラック等によって破損してしまうのを防止することができる。
【００２６】
本発明の配線基板において、好ましくは、複合材の金属は、銀，銅またはアルミニウムを含むことから、複合材に含有される金属の熱伝導率が優れたものとなり、配線の熱伝導率を向上させることができる。また、これら金属は電気伝導性に優れるので、配線の電気抵抗を小さくすることができる。したがって、配線における熱の発生を少なくできるとともに、電子部品から発生する熱を配線に沿って放散させることができる。
【００２７】
本発明の配線基板において、好ましくは、複合材の金属は、純度99％以上の銀または純度99％以上の銅であることから、複合材中の金属の熱伝導率および電気伝導性が極めて優れたものとなり、配線の熱伝導率および電気伝導性をさらに向上させることができる。電子部品が作動する際に発生する熱を極めて効率良く放散させることができる。
【００２８】
本発明の配線基板において、好ましくは、複合材の表面は、含有される金属によって覆われていることから、配線に高周波信号を流した際の表皮効果に対応することができ、配線の高周波特性に優れたものとできる。また、複合材の表面を覆う金属によって、配線を基体に接合するための接合材が配線の表面を濡れ広がり易くなり、配線を基体に強固に接合させることができる。また、複合材の表面を覆う金属によって、ボンディングワイヤ等の電気的接続手段との接続強度も向上させることができる。
【００２９】
本発明の配線基板において、好ましくは、複合材は、ダイヤモンドの粒子を金属に含有させて成り、ダイヤモンドの粒子が30〜80体積％含まれていることから、複合材の熱伝導性を非常に良好なものとすることができる。
【００３０】
本発明の配線基板において、好ましくは、複合材は、立方晶窒化ホウ素の粒子を金属に含有させて成り、立方晶窒化ホウ素の粒子が30〜80体積％含まれていることから、立方晶窒化ホウ素の粒子が熱的化学安定性に優れ900℃程度の高温においても変質し難く、900℃程度の高温雰囲気に曝した場合においても立方晶窒化ホウ素の粒子が有する熱放散性および電気伝導性および硬度を良好に保持することができる。
【００３１】
本発明の配線基板において、好ましくは、複合材に、ダイヤモンドの粒子および立方晶窒化ホウ素の粒子が含まれていることから、立方晶窒化ホウ素の粒子によって、複合材を熱的化学安定性に優れたものとすることができ、ダイヤモンドの粒子によって、複合材の熱放散性を補い、熱放散性を極めて良好なものとすることができる。
【００３２】
本発明の配線基板において、好ましくは、配線は、搭載部を中心に放射状に配置されていることから、放射状に配置された配線によって、電子部品から発生する熱を効率良く電子部品から離れた場所へと移送することができる。
【００３３】
本発明の電子装置は、上記構成の配線基板の搭載部に電子部品が搭載されて成ることから、電子部品の冷却効果が大きく、高出力な電子装置とすることができる。
【００３４】
本発明の電子装置において、好ましくは、配線基板の配線は、電子部品に一定電位を供給する供給配線を含み、電子部品は、供給配線に搭載されて接続されていることから、電子部品から発生する大量の熱を供給配線を介して速やかに電子部品から離れた場所に移送することができるものとなる。
【００３５】
本発明の電子装置において、好ましくは、供給配線は、基体の搭載部を有する主面と反対側主面に配置されるとともに、基体に設けられた貫通孔を通じて搭載部に導出されて成り、導出部に電子部品が搭載されて接続されていることから、電子部品から発生する熱を供給配線を介して、基体の反対側主面側に導き、配線基板外部に放散させることができるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の配線基板および電子装置について以下に詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の配線基板および電子装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、図１（ｂ），（ｃ）は本発明の配線基板および電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。また、図２は本発明の配線基板に用いられる配線となる複合材表面が金属で覆われている状態を示す拡大断面図である。図３は、本発明の配線基板および電子装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は図３の切断線Ａ−Ａ’における断面を示すものである。図４（ａ），（ｂ）は本発明の配線基板および電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図である
これらの図において、１は基体、２は配線、３は電子部品、６は放熱板であり、主として基体１，配線２で配線基板が構成され、主として基体１，配線２，電子部品３で電子装置が構成される。
【００３７】
本発明の配線基板は、基体１の一方主面上に、電子部品３が搭載される搭載部１ａを有し、電子部品３の電極が接続される配線２が設けられた配線基板であって、配線２は、少なくとも電子部品３側がダイヤモンドの粒子２ａおよび立方晶窒化ホウ素（以下、ｃＢＮともいう）の粒子２ａの少なくとも一方の粒子２ａを金属２ｂに含有させた複合材から成る。
【００３８】
本発明の電子装置は、上記構成の配線基板の搭載部１ａに電子部品３が搭載されて成る。
【００３９】
本発明における基体１は、Ａｌ２Ｏ３質セラミックス，ＡｌＮ質セラミックス，ＺｒＯ２質セラミックス，窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）質セラミックス，炭化珪素（ＳｉＣ）質セラミックス等のセラミックスや、ガラス、樹脂等の絶縁体から成る。以下、セラミックスから成る基体１を例に説明するが、その他の絶縁体でも同じ構成により同じ効果を得ることができる。
【００４０】
図１（ａ），（ｂ），図３，図４（ａ），（ｂ）において、基体１はセラミックスから成る場合、例えば、その両主面に予めモリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），タングステン（Ｗ）等のメタライズ層が施されており、その上にＮｉ等の金属から成る金属層が被着されている。そして、その上側主面（一方主面）の金属層に銀（Ａｇ）−Ｃｕロウ，Ａｇロウ，Ａｌロウ，Ａｇ−パラジウム（Ｐｄ）ロウ，Ａｇ−Ｃｕ−Ｐｄロウ等のロウ材や、錫（Ｓｎ）−Ａｇ−Ｃｕ半田等の半田から成る第一の接合材１ｂを介して配線２が接合される。図１（ｂ）においては、下側主面の金属層にＡｇ−Ｃｕロウ，Ａｇロウ，Ａｌロウ，Ａｇ−Ｐｄロウ，Ａｇ−Ｃｕ−Ｐｄロウ等のロウ材や、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ半田等の半田から成る第二の接合材１ｃを介して金属板５が接合される。
【００４１】
なお、図４（ｂ）においては、基体１の上下主面間に貫通孔１ｅが設けられ、基体１の下側主面に供給配線２ｃが第二の接合材１ｃを介して接合され、貫通孔１ｅを通じて供給配線２ｃが搭載部１ａに導出されている。この場合、貫通孔１ｅの内面にもメタライズ層および金属層が被着され、貫通孔１ｅの内面と供給配線２ｃとが第二の接合材１ｃを介して接合されていてもよい。または、基体１にメタライズ層が施されずに、Ａｇ−Ｃｕ−チタン（Ｔｉ）ロウ等の活性金属ロウ材を介して配線２および金属板５が基体１に直接接合されてもよい。またはＤＢＣ（Direct Bond Copper）法によって接合してもよい。配線２から基体１への熱伝導が可能なように配線２が基体１に十分強固に固定されておればよい。
【００４２】
また、図１（ｃ）において、基体１がセラミックスから成る場合、予め基体１の上側主面に凹部１ｄを設けておき、凹部１ｄに直接金属２ｂに粒子２ａを含有させた複合材から成る配線２を形成してもよい。凹部１ｄの内面には、上記同様に金属２ｂが接合しやすいメタライズ処理が行なわれている。
【００４３】
基体１は、例えば、Ａｌ２Ｏ３質セラミックスから成る場合、先ずＡｌ２Ｏ３、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して泥漿状と成す。これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のテープ成形技術によりセラミックグリーンシートを得る。次に、このセラミックグリーンシートに、必要に応じてＷやＭｏ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、スクリーン印刷法等の厚膜形成技術により印刷塗布して、メタライズ層を所定パターンに形成する。
【００４４】
配線２は、配線回路状になるように形成されており、電子部品３の電極をボンディングワイヤ等の電気的接続手段４を介して電気的に接続したり、上面に電子部品３を搭載する搭載部１ａとしたりするものである。即ち、配線２は大電流の電気信号を電子部品３に供給するとともに、電子部品３の作動時に発生する熱を電子部品３から逃がして基体１に伝える役割を有するものである。なお、上面に電子部品３を搭載する搭載部１ａとなる配線２は、電子部品３に接地電位または電源電圧等の一定電圧を供給する役割、または所定信号を供給する役割を有し、ここでは供給配線２ｃという。図示しないが、供給配線２ｃは、目的に応じて、搭載部１ａと接地電位，電源電圧または所定信号を供給する配線回路上の他方端子とを接続している。また、搭載部１ａに供給配線２ｃが設けられずに、基体１上に直接電子部品３が搭載されていてもよい。
【００４５】
配線２は、少なくとも電子部品３の電極が接続される側が、ダイヤモンドの粒子２ａおよびｃＢＮの粒子２ａの少なくとも一方の粒子２ａ（以下、単に粒子２ａともいう）をＡｇ，ＣｕまたはＡｌ（アルミニウム）等の金属２ｂに含有させた複合材から成るものである。配線２が金属２ｂに粒子２ａを含有させた複合材から成ることにより、配線２の熱伝導率を向上させることができ、電子部品３が作動する際に発生する熱を、電子部品３の電極に接続された配線２を介して基体１の広面積に拡散させることができる。また、配線２に大電流を流した際に配線２から発生する熱を十分に放散させることができる。したがって、近時の大電流で作動する電子部品３を用いても、電子部品３が温度上昇するのを防止でき、電子部品３を正常かつ安定に作動させることができる。
【００４６】
ダイヤモンドまたはｃＢＮの粒子２ａは、熱伝導性に優れているという特性を有している。例えば、一般的に純度９５質量％以上のＡｇの熱伝導率425Ｗ／ｍ・Ｋ、純度９５質量％以上のＣｕの熱伝導率400Ｗ／ｍ・Ｋまたは純度９５質量％以上のＡｌの熱伝導率236Ｗ／ｍ・Ｋに対して、ダイヤモンドの粒子２ａの熱伝導率は2000Ｗ／ｍ・Ｋ、ｃＢＮの粒子２ａの熱伝導率は1300Ｗ／ｍ・Ｋと良好な特性を有している。これによって、粒子２ａを金属２ｂに含有させた複合材は、優れた熱伝導性を有するものとなる。このような特性を利用するために、配線２は少なくとも電子部品３の電極が接続される高温側が、粒子２ａを金属２ｂに含有させた複合材から成るのがよい。配線２に沿って熱が基体１等に放散されて十分低温になった後の配線２の他端側部分は、必ずしも複合材でなく、例えばＣｕまたはＡｇ等の金属のみから成る線路とされてもよい。
【００４７】
また、この構成により、配線２の熱膨張係数を小さくすることができ、基体１がセラミックス等の熱膨張係数の小さいものから成る場合、基体１と配線２とを接合する際に加える熱や、電子部品３が作動する際に発生する熱によって、基体１に配線２との熱膨張差による応力が大きく作用するのを防止することができる。その結果、基体１がクラック等によって破損してしまうのを有効に防止することができる。
【００４８】
ダイヤモンドの粒子２ａの熱膨張係数は3.1×10-6／Ｋ、ｃＢＮの粒子２ａの熱膨張係数は4.7×10-6／Ｋであることから、例えばＡｇの熱膨張係数18.9×10-6／Ｋ、Ｃｕの熱膨張係数16.5×10-6／Ｋ、またはＡｌの熱膨張係数23.1×10-6／Ｋよりも熱膨張係数が小さい粒子２ａを金属２ｂに含有させた複合材から成る配線２は、その熱膨張係数も小さなものとすることができる。
【００４９】
これによって、基体１に配線２との熱膨張差による応力が大きく作用するのを防止することができることから、配線２の周囲に設けられる第一の接合材１ｂのメニスカスを小さくしても、基体１へ伝わる応力を充分緩和させることができるようになる。即ち、基体１表面に形成されるメタライズ層は配線２よりも幅広にしておき、第一の接合材１ｂがメタライズ層の表面から配線２の側面にかけて良好なメニスカスを形成するようにしておくことによって、配線２と基体１との間に生じる熱膨張差をこの第一の接合材１ｂのメニスカスに吸収させるようにするのであるが、基体１と配線２との熱膨張差が小さい場合には、このメニスカスも小さなものとすることができる。したがって、メタライズ層の幅を狭くし、隣接する配線２同士の間隔を小さくして、配線回路を高密度に設けることができるようになる。
【００５０】
また、基体１と配線２との熱膨張差が小さくなることから、基体１に配線２を接合して配線基板とする際に配線基板に生ずる反り変形が小さくなり、従来反り変形を相殺するために設けていた基体１の下側主面の金属板５を設ける必要性が小さくなる。
【００５１】
また、配線２が金属２ｂにダイヤモンドの粒子２ａおよびｃＢＮの粒子２ａの少なくとも一方の粒子２ａを含有させた複合材から成ることで、ダイヤモンドおよびｃＢＮは非常に硬い材料であることから、配線２の硬度が増し、ボンディングワイヤ等の電気的接続手段４を超音波ボンダーで振動を加えて接続する際に、配線２が超音波振動を吸収し難く、ボンディングワイヤ等の電気的接続手段４を配線２に確実かつ短時間で効率良く接続することができる。すなわち、配線２表面のＣｕ等金属２ｂが粒子２ａによって保持されるので、超音波振動を加えたときに、金属２ｂが一緒に振動してしまい難くなり、ボンディングワイヤの接続を確実なものとできる。
【００５２】
また、金属２ｂにダイヤモンドの粒子２ａおよび立方晶窒化ホウ素の粒子２ａの少なくとも一方の粒子２ａを含有させて複合材とすることによって、配線２の硬度が増し、配線２の剛性が増すことから、配線２が基体１を補強する作用を為すようになる。その結果、配線基板を放熱板６へ実装する際に外力が加わっても、基体１がクラック等によって破損し難くできる。すなわち、基体１に接合された配線２の硬度が増すことにより、配線２が変形し難くなり、基体１に配線２が接合されて成る配線基板も変形し難く容易に折損しないものとなる。
【００５３】
好ましくは、複合材を形成する金属２ｂは、ＡｇまたはＣｕを含むのがよい。ＡｇまたはＣｕは熱伝導率が優れているので、配線２の熱伝導率を向上させることができる。電子部品３が作動する際に発生する熱が増大しても、電子部品３から発生する熱を十分に放散させることができる。
【００５４】
さらに好ましくは、複合材を形成する金属２ｂは、純度99質量％以上のＡｇまたは純度99質量％以上のＣｕであるのがよい。純度99質量％以上のＡｇは熱伝導率が428Ｗ／ｍ・Ｋ、純度99質量％以上のＣｕは熱伝導率が403Ｗ／ｍ・Ｋであるので、配線２の熱伝導率および電気導電率をさらに向上させることができる。そして、電子部品３が作動する際に発生する熱が増大しても、電子部品３から発生する熱を極めて効率良く放散させることができる。
【００５５】
また好ましくは、複合材の表面は、図２に断面図を示すように、複合材を形成する金属２ｂによって覆われているのがよい。配線２の周囲が低抵抗の金属２ｂによって覆われることにより、配線に高周波信号を流した際の表皮効果に対応することができ、配線の高周波特性に優れたものとできる。また、複合材の表面を覆う金属２ｂによって、配線２を基体１に接合するための第一の接合材１ｂが配線２の表面を濡れ広がり易くなり、基体１との接合強度を高いものとすることができ、配線２を基体１に強固に接合させることができる。また、複合材の表面を覆う金属２ｂによって、ボンディングワイヤ等の電気的接続手段４との接続強度も向上させることができる。また、複合材の表面を覆う金属２ｂは粒子２ａを含有しているものであるから、粒子２ａとの密着強度に優れたものとなる。
【００５６】
配線２となる複合材の上下主面を覆う金属２ｂの厚みは、それぞれ20μｍ〜30μｍ程度であるのがよく、この厚みで金属２ｂが複合材の上下主面を覆うことによって、配線２が第一の接合材１ｂを介して基体１に強固に接合できるとともに、配線２の熱伝導率を良好なものとすることができる。複合材の上下主面を覆う金属２ｂの厚みが20μｍ未満の場合、金属２ｂが全て第一の接合材１ｂに溶け込んで消失してしまい易く、配線２を第一の接合材１ｂを介して基体１に接合する際に、粒子２ａと第一の接合材１ｂとの接合力が十分でないために、配線２が基体１から剥離し易くなる。また、複合材の上下主面を覆う金属２ｂの厚みが30μｍを超えて大きい場合、複合材の表面を覆う金属２ｂにより熱伝導が阻害され易く、配線２の熱伝導率が低下する傾向にある。
【００５７】
また、配線２となる複合材の側面を覆う金属２ｂの厚みは、それぞれ20μｍ〜300μｍ程度であるのがよく、この厚みで複合材の側面を金属２ｂが覆うことによって、配線２が第一の接合材１ｂを介して基体１に強固に接合されるとともに、配線２の熱膨張係数が大きくなるのを防止することができる。複合材の側面を覆う金属２ｂの厚みが20μｍ未満の場合、複合材の側面を覆う金属２ｂの厚みが全て第一の接合材１ｂに溶け込んで消失してしまい易く、配線２を第一の接合材１ｂを介して基体１に接合した際に、粒子２ａと第一の接合材１ｂとの接合力が十分でないために、配線２が基体１から剥離し易くなる。また、複合材の側面を覆う金属２ｂの厚みが300μｍを超えて大きい場合、配線２の熱膨張係数が大きくなり、基体１との熱膨張差が大きくなって、基体１にクラック等の破損が発生し易くなる。
【００５８】
好ましくは、複合材は、ダイヤモンドの粒子２ａを金属２ｂに含有させて成り、ダイヤモンドの粒子２ａが30〜80体積％含まれている。この構成により、複合材の熱放散性を良好なものとすることができるとともに、複合材の硬度を高いものとすることができ、さらに、複合材の熱膨張係数を小さな熱膨張係数のものとし、小さな熱膨張係数の基体１の場合に複合材との熱膨張差による応力が大きく作用しないようにすることができる。ダイヤモンドの粒子２ａの含有率を30体積％未満とすると、複合材の熱放散性を良好なものとすることが困難になり、ダイヤモンドの粒子２ａの含有率を80体積％を超えて大きくすると、金属２ｂの含有率が小さくなり脆性破壊し易くなる。
【００５９】
また、好ましくは、複合材は、ｃＢＮの粒子２ａを金属２ｂに含有させて成り、ｃＢＮの粒子２ａが30〜80体積％含まれている。ｃＢＮの粒子２ａは、熱的化学安定性に優れ900℃程度の高温においても変質し難いので、900℃程度の高温雰囲気に曝した場合においてもｃＢＮの粒子２ａが有する熱放散性および電気伝導性および硬度を良好に保持することができる。すなわち、ｃＢＮの粒子２ａを高温雰囲気に曝しても、熱放散性および電気伝導性および硬度の特性を損なうことを防止できることから、ｃＢＮの粒子２ａを金属２ｂに含有させる際に高温で加熱したり、複合材から成る配線２を基体１にロウ付け等の手段で接合する際に高温で加熱したりする際にも、複合材のこれら熱放散性および電気伝導性および硬度の特性を損なわないようにすることができる。
【００６０】
さらに、複合材の熱膨張係数を小さなものとでき、小さな熱膨張係数の基体の場合に、複合材との熱膨張差による応力が大きく作用しないようにすることができる。なお、ｃＢＮの粒子２ａの含有率を30体積％未満とすると、複合材の熱放散性を良好なものとすることが困難になり、ｃＢＮの粒子２ａの含有率を80体積％を超えて大きくすると、金属２ｂの含有率が小さくなり脆性破壊し易くなる。
【００６１】
また、好ましくは、複合材に、ダイヤモンドおよびｃＢＮの粒子双方を含有させてもよい。ダイヤモンドの粒子２ａおよびｃＢＮの粒子２ａが含まれていることから、ｃＢＮの粒子２ａによって、複合材を熱的化学安定性に優れたものとすることができ、ダイヤモンドの粒子２ａによって、複合材の熱放散性を補い、熱放散性を極めて良好なものとすることができる。また、複合材の硬度を高いものとすることができるとともに、複合材の熱膨張係数を基体１の熱膨張係数に近いものとし、基体１に複合材との熱膨張差による応力が大きく作用してしまうのを有効に防止することができる。例えば、複合材に、ダイヤモンドの粒子２ａを10〜30体積％、ｃＢＮの粒子２ａを50〜70体積％含ませればよい。
【００６２】
ダイヤモンドの粒子２ａおよびｃＢＮの粒子２ａの少なくとも一方の粒子２ａを金属２ｂに含有させた複合材から成る配線２は、例えば、ダイヤモンドの粒子２ａを金属２ｂとしてのＣｕに含有させた複合材（以下、Ｃｕ−ダイヤモンド複合材ともいう）から成る場合、顆粒状のダイヤモンドの粒子２ａと顆粒状のＣｕ粒子とを治具内に充填して加圧するとともに非酸化雰囲気下において約1100℃で加熱することによって所定の形状に形成され、Ｃｕ中にダイヤモンドの粒子が分散した状態のＣｕ−ダイヤモンド複合材が形成される。なお、このような製造方法によって製造されるＣｕ−ダイヤモンド複合材のＣｕの含有率は50〜70体積％とすることができ、治具により平板状または配線２の形状に形成される。平板状に形成される場合は、平板状に形成した後に、切削加工や打ち抜き加工等の金属加工を施すことによって、配線２の所定の形状に作製される。なお、ダイヤモンドの粒子の大きさは0.5ｍｍ〜0.6ｍｍ、Ｃｕ粒子の大きさは0.01ｍｍ〜0.6ｍｍのものを用いる。
【００６３】
または、顆粒状のダイヤモンドの粒子２ａを治具内に予め充填しておき、次いで非酸化雰囲気下において治具内のダイヤモンドの粒子２ａ間に金属２ｂとして溶融したＣｕを流し込むことによって所定の形状に形成され、ダイヤモンドの粒子２ａ間にＣｕが溶けこんだ状態のＣｕ−ダイヤモンド複合材が形成される。なお、このような製造方法によって製造されるＣｕ−ダイヤモンド複合材のＣｕの含有率は20〜60体積％とすることができ、治具により平板状または配線２の形状に形成される。平板状に形成される場合は、平板状に形成した後に、切削加工や打ち抜き加工等の金属加工を施すことによって、配線２の所定の形状に作製される。なお、ダイヤモンドの粒子２ａの大きさは0.5ｍｍ〜0.6ｍｍのものを用いる。
【００６４】
また、配線２は、例えば、ダイヤモンドの粒子２ａを金属２ｂとしてＡｌに含有させた複合材（以下、Ａｌ−ダイヤモンド複合材ともいう）から成る場合、顆粒状のダイヤモンドの粒子２ａと顆粒状のＡｌ粒子とを治具内に充填して加圧するとともに非酸化雰囲気下において約700℃で加熱することによって所定の形状に形成され、Ａｌ中にダイヤモンドの粒子が分散した状態のＡｌ−ダイヤモンド複合材が形成される。なお、このような製造方法によって製造されるＡｌ−ダイヤモンド複合材のＡｌの含有率は50〜70体積％とすることができ、治具により平板状または配線２の形状に形成される。平板状に形成される場合は、平板状に形成した後に、切削加工や打ち抜き加工等の金属加工を施すことによって、配線２の所定の形状に作製される。なお、ダイヤモンドの粒子の大きさは0.5ｍｍ〜0.6ｍｍ、アルミニウム粒子の大きさは0.01ｍｍ〜0.6ｍｍのものを用いる。
【００６５】
または、顆粒状のダイヤモンドの粒子２ａを治具内に予め充填しておき、次いで非酸化雰囲気下において治具内のダイヤモンドの粒子２ａ間に金属２ｂとして溶融したＡｌを流し込むことによって所定の形状に形成され、ダイヤモンドの粒子２ａ間にＡｌが溶けこんだ状態のＡｌ−ダイヤモンド複合材が形成される。なお、このような製造方法によって製造されるＡｌ−ダイヤモンド複合材のＡｌの含有率は20〜60体積％とすることができ、治具により平板状または配線２の形状に形成される。平板状に形成される場合は、平板状に形成した後に、切削加工や打ち抜き加工等の金属加工を施すことによって、配線２の所定の形状に作製される。なお、ダイヤモンドの粒子２ａの大きさは0.5ｍｍ〜0.6ｍｍのものを用いる。
【００６６】
また、配線２は、例えば、ｃＢＮの粒子２ａを金属２ｂとしてＣｕに含有させた複合材（以下、Ｃｕ−ｃＢＮ複合材ともいう）から成る場合、例えば、顆粒状のｃＢＮの粒子２ａと顆粒状のＣｕ粒子とを治具内に充填して加圧するとともに非酸化雰囲気下において約1100℃で加熱することによって所定の形状に形成され、Ｃｕ中にｃＢＮの粒子２ａが分散した状態のＣｕ−ｃＢＮ複合材が形成される。なお、このような製造方法によって製造されるＣｕ−ｃＢＮ複合材の金属２ｂの含有率は50〜70体積％とすることができ、治具により平板状または配線２の形状に形成される。平板状に形成される場合は、平板状に形成した後に、切削加工や打ち抜き加工等の金属加工を施すことによって、配線２の所定の形状に作製される。なお、ｃＢＮの粒子２ａの大きさは0.5ｍｍ〜0.6ｍｍ、Ｃｕ粒子の大きさは0.01ｍｍ〜0.6ｍｍのものを用いる。
【００６７】
または、顆粒状のｃＢＮの粒子２ａを治具内に予め充填しておき、次いで非酸化雰囲気下において治具内のｃＢＮの粒子２ａ間に溶融したＣｕを流し込むことによって所定の形状に形成され、ｃＢＮの粒子２ａ間にＣｕが溶けこんだ状態のＣｕ−ｃＢＮ複合材が形成される。なお、このような製造方法によって製造されるＣｕ−ｃＢＮ複合材の金属２ｂの含有率は20〜60体積％となり、治具により平板状または配線２の形状に形成される。平板状に形成される場合は、平板状に形成した後に、切削加工や打ち抜き加工等の金属加工を施すことによって、配線２の所定の形状に作製される。なお、ｃＢＮ粒子の大きさは0.5ｍｍ〜0.6ｍｍのものを用いる。
【００６８】
また、ダイヤモンドの粒子２ａとｃＢＮの粒子２ａの両方が金属２ｂに含有される場合においても、上記と同様の方法によって製造される。即ち、顆粒状のダイヤモンドの粒子２ａと顆粒状のｃＢＮの粒子２ａと顆粒状の金属２ｂの粒子とを治具内に充填して加圧するとともに非酸化雰囲気下において高温で加熱することによって所定の形状に形成される。または、顆粒状のダイヤモンドの粒子２ａと顆粒状のｃＢＮの粒子２ａを治具内に予め充填しておき、次いで非酸化雰囲気下において治具内のダイヤモンドの粒子２ａとｃＢＮの粒子２ａ間に溶融した金属を流し込むことによって所定の形状に形成される。
【００６９】
ここで、好ましくは、複合材中のダイヤモンドの粒子２ａおよびｃＢＮの粒子２ａの表面にはシリコン（Ｓｉ）やＴｉ等の金属との濡れ性に優れる金属層を被着させておくのがよく、ダイヤモンドの粒子２ａおよびｃＢＮの粒子２ａの表面に確実に金属２ｂを密着させることができ、複合材の熱放散性をさらに向上させることができる。この金属層は蒸着法等によって、粒子２ａの表面に被着され、厚さ0.01μｍ〜１μｍ程度で被着される。
【００７０】
粒子２ａと金属２ｂとの密着性の点において好ましくは、金属２ｂとしてＡｌを用い、粒子２ａの表面にＳｉから成る金属層を被着させておくのがよい。この構成により、粒子２ａ表面に被着されたＳｉとＡｌとを化学的反応させて、粒子２ａ表面にＡｌ−Ｓｉ合金を形成することができ、粒子２ａと金属２ｂとの密着性を極めて良好なものとすることができる。
【００７１】
以上のように作製された配線２は、基体１の上に被着されたＮｉ等の金属から成る金属層にＡｇ−Ｃｕロウ，Ａｇロウ，Ａｌロウ，Ａｇ−Ｐｄロウ，Ａｇ−Ｃｕ−Ｐｄロウ等のロウ材や、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ半田等の半田から成る第一の接合材１ｂを介して配線２が接合される。または、基体１にメタライズ層が施されずに、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉロウ等の活性金属ロウ材を介して基体１に直接接合される。
【００７２】
例えば、配線２となる複合材において金属２ｂがＣｕ，Ａｇである場合、第一の接合材１ｂは、Ａｇ−Ｃｕロウ，Ａｇロウ，Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ半田，Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉロウを用いるのが良く、基体１と配線２との接合を強固なものとすることができる。
【００７３】
また例えば、配線２となる複合材において金属２ｂがＡｌである場合、好ましくは、第一の接合材１ｂは、Ａｌロウ，Ａｇ−Ｐｄロウ，Ａｇ−Ｃｕ−Ｐｄロウ，Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ半田，Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉロウを用いるのが良く、基体１と配線２との接合を強固なものとすることができる。
【００７４】
好ましくは、配線２を基体１に接合した後、配線２の表面にＮｉから成る金属層を１μｍ〜８μｍの厚さで被着させるのがよく、この構成により、配線２の表面の耐食性を向上させるとともに、電子部品３の接合強度を良好なものとすることができ、ボンディングワイヤ等の電気的接続手段４の接続信頼性を向上させることができる。このＮｉから成る金属層は、例えば無電解メッキ法によって、被着形成される。
【００７５】
また、図１（ｃ）においては、上記の製造方法において、凹部１ｄが治具の代わりを成し、治具を用いずに粒子２ａを金属２ｂに含有させた複合材から成る配線２を形成することができる。即ち、凹部１ｄに顆粒状のダイヤモンドの粒子２ａまたはｃＢＮの粒子２ａと顆粒状の金属の粒子とを充填して加圧するとともに非酸化雰囲気下において高温で加熱することによって所定の形状に形成され、金属２ｂにダイヤモンドの粒子２ａまたはｃＢＮの粒子２ａが分散した状態の複合材が形成される。または、凹部１ｄに顆粒状のダイヤモンドの粒子２ａまたはｃＢＮの粒子２ａを予め充填しておき、次いで非酸化雰囲気下において凹部１ｄ内のダイヤモンドの粒子２ａまたはｃＢＮの粒子２ａに溶融した金属２ｂを流し込むことによって所定の形状に形成され、ダイヤモンドの粒子２ａまたはｃＢＮの粒子２ａ間に金属２ｂが溶けこんだ状態の複合材が形成される。
【００７６】
例えば、配線２がＡｌ−ダイヤモンド複合材から成る場合、凹部１ｄに顆粒状のダイヤモンドの粒子２ａと顆粒状のＡｌ粒子とを充填して加圧するとともに非酸化雰囲気下において約700℃で加熱することによって所定の形状に形成され、Ａｌ中にダイヤモンド粒子２ａが分散した状態のＡｌ−ダイヤモンド複合材が形成される。
【００７７】
また例えば、配線２がＣｕ−ｃＢＮ複合材から成る場合、凹部１ｄに顆粒状のｃＢＮ粒子と顆粒状のＣｕ粒子とを充填して加圧するとともに非酸化雰囲気下において約1100℃で加熱することによって所定の形状に形成され、Ｃｕ中にＣＢＮ粒子２ａが分散した状態のＣｕ−ｃＢＮ複合材が形成される。
【００７８】
この場合、配線２を基体１に接合する第一の接合材１ｂを省略し、凹部１ｂの内面に施した金属層に金属２ｂを直接接合することもできるので、凹部１ｂ内の配線２の充填率を大きくすることができ、また、第一の接合材１ｂを介さずに凹部１ｂ内に接合されるので、配線２と基体１との熱伝導率も良好なものとなる。
【００７９】
そして、基体１の下側主面にＡｇ−Ｃｕロウ，Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉロウ等の第三の接合材７を介して、放熱板６を接合することによって、電子部品３から発生する熱を放熱板６に逃がし、電子部品３が温度上昇するのを防止することができる。
【００８０】
また上記構成において、図１（ｂ）に示すように基体１の下側主面にもダイヤモンドの粒子２ａおよびｃＢＮの粒子２ａの少なくとも一方の粒子２ａを金属２ｂに含有させた複合材等から成る金属板５を設けてもよい。図１（ｂ）において、金属板５は配線２が基体１の上面に接合される時と同様に、Ａｇ−Ｃｕロウ，Ａｇロウ，Ａｌロウ，Ａｇ−Ｐｄロウ，Ａｇ−Ｃｕ−Ｐｄロウ等のロウ材や、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ半田等の半田、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉロウ等の活性金属ロウ材から成る第二の接合材１ｃを介して、基体１の下側主面に接合される。配線２の熱膨張係数は、セラミックス等から成る基体１に対して大きく異なるものではないので、従来の配線12がＣｕから成るものの場合に比して必ずしも金属板５を設ける必要はないのであるが、金属板５を設けた場合は、配線基板の反りや曲がり等の発生をより良好に防ぐことができる。
【００８１】
また好ましくは、配線２は、図３に平面図を示すように、搭載部１ａを中心に放射状に、すなわち配線２が搭載部１ａを中心としてその反対側で配線２同士の間隔が拡がるように配置されている。この構成により、放射状に配置された配線２において、電子部品３から発生する熱を基体１の上側主面において短い距離で広く分散させることができる。なお、配線２の本数およびその配置は図３に限るものではなく、たとえ一本でも電子部品３から離れる方向に配線２を放射状に配置することによって熱を放散させることができる。
【００８２】
上記構成の配線基板の搭載部１ａに電子部品３が搭載されて電子装置と成る。即ち、基体１の上面に配線２が設けられ、基体１の下面が放熱板６に接合された後、搭載部１ａにパワートランジスタ等の電子部品３が搭載固定され、電子部品３の電極が配線２の回路部とボンディングワイヤ等の電気的接続手段４により電気的に接続されることで電子装置となる。
【００８３】
この構成により、電子部品３が温度上昇するのを防止でき、基体１がクラック等によって破損してしまうのを有効に防止することができ、ボンディングワイヤ等の電気的接続手段４を確実かつ短時間で効率良く接続することができ、かつ基体１を薄型化させても、配線２が基体１を補強する作用を為し、基体１がクラック等によって破損してしまうのを防止することができる。
【００８４】
好ましくは、配線基板の配線２は、電子部品３に一定電位や電気信号を供給する供給配線２ｃを含み、電子部品３は、供給配線２ｃに搭載されて接続されていることから、電子部品３から発生する熱を電子部品３の広い底面から供給配線２ｃを介して放熱させ、効率良く配線基板外部に放散させることができるものとなる。
【００８５】
また好ましくは、供給配線２ｃは、図４（ｂ）に示すように、基体１の搭載部１ａを有する主面と反対側主面に配置されるとともに、基体１に設けられた貫通孔１ｄを通じて搭載部１ａに導出されて成り、導出部２ｄに電子部品３が搭載されて接続されていることから、電子部品３から発生する熱を基体１を介さずに供給配線を介して、基体１の搭載部１ａとは反対側の主面（下側主面）に導き、配線基板外部に効率良く放散させることができるものとなる。
【００８６】
また好ましくは、電気的接続手段４はＡｌまたはＡｕ等から成るボンディングワイヤを用いることができ、電気的接続手段４を介して電子部品３から発生する熱を配線２に逃がすことができる。なお、ボンディングワイヤの断面の直径は200μｍ〜500μｍ程度とするのがよい。また、電子部品３と配線２との間の熱伝導を良好にするために、複数本のボンディングワイヤを接続してもよい。また、電気的接続手段４は、Ｃｕ板等のリード線から成るものでもよい。
【００８７】
このようにして、パワートランジスタ等の電子部品３に大電流の電気信号が供給され、大電流の電気信号で作動することとなる。配線２がダイヤモンドの粒子２ａおよびｃＢＮの粒子２ａの少なくとも一方の粒子２ａを金属２ｂに含有させた複合材から成ることから、電子部品３に安定的に大電流の電気信号を供給できるとともに、電子部品３から発生する大量の熱を配線２を介して電子部品３から速やかに逃がすことができる。従って、パワートランジスタ等の電子部品３を正常かつ安定に作動させることができる。
【００８８】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を行なうことは何等支障ない。例えば、基体１はエポキシ樹脂やポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）等のエンジニアリングプラスチックス等の樹脂から成っていてもよい。この場合、図１（ｃ）に示すように、基体１は、配線２が基体１の凹部１ｄに埋め込まれるように予め準備された配線２と金型内で一体成型するのが容易であり、配線基板を効率良く製造することができる。
【００８９】
また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図、（ｂ），（ｃ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図２】本発明の配線基板に用いられる配線の実施の形態の一例を示し、配線となる複合材表面が金属で覆われている状態を示す断面図である。
【図３】本発明の配線基板および電子装置の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の配線基板および電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図５】従来の配線基板の実施の形態の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１：基体
１ａ：搭載部
１ｂ：第一の接合材
１ｃ：第二の接合材
１ｄ：貫通孔
２：配線
２ａ：ダイヤモンドの粒子または立方晶窒化ホウ素の粒子
２ｂ：金属
２ｃ：供給配線
２ｄ：導出部
３：電子部品
【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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