(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材からなり、互いに平行な表面および裏面と、該表面と裏面との間に位置する側面を有する基板本体と、
少なくとも上記基板本体の表面に一端部が露出する放熱体と、を備えた配線基板であって、
上記放熱体は、上記基板本体の表面に一端部が露出する第１露出部と、該第１露出部の他端部に連設され、且つ上記基板本体の表面および裏面と直交する垂直線に対して傾斜する中心軸線を有する形状であって、少なくとも第１露出部から離れるに連れて断面積が拡大するか、あるいは縮小する放熱部と、を有している、
ことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記放熱体は、前記基板本体の裏面あるいは側面に一端部が露出し、且つ他端部が前記放熱部に連設される第２露出部を更に備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記放熱体の放熱部は、前記第１露出部から離れるに連れて断面積が拡大する多角錘体形状または円錐体形状を呈する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記放熱体の放熱部は、三角錐以上の多角錘形状であり、該多角錘形状を構成する複数の側面は、平坦面、前記中心軸線側に凹んだ曲面、または該中心軸線から外側に凸となる曲面である、
ことを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【請求項５】
前記放熱体の放熱部は、円錐体形状を呈し、該円錐体の底面の中心と直交する垂線に対して同じ傾斜角度の曲面からなる円錐形、あるいは、前記垂線に対して傾斜角度が変化し、該垂線側に凹んだ曲面を有する円錐形状、または上記垂線から外側に凸となる曲面を有する円錐形状である、
ことを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【請求項６】
前記放熱部の表面には、複数組の凸条および凹溝が交互に形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の配線基板。
【請求項７】
前記放熱体の第１露出部の一端部が露出する前記基板本体の表面には、素子実装用の表面パッドが形成され、前記第２露出部の一端部が露出する前記基板本体の裏面または側面には、裏面パッドあるいは側面導体が形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁材からなる基板本体の表面に比較的高い発熱性を有する発光素子などの素子を実装するための配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、平板状のセラミックからなる絶縁基体の表面の中央部に搭載部を有し、且つ該搭載部と前記絶縁基体の裏面の中央部との間を該絶縁基体の垂直方向に沿って貫通して設けた貫通金属体を備え、該貫通金属体の上記絶縁基体のセラミックに接する側面に傾斜部または段差部を設けることによって、上記搭載部に搭載される発光素子から発生する熱の熱放散性および実装信頼性に優れた発光素子用配線基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、前記発光素子用配線基板のように、絶縁基体の表面の中央部と裏面の中央部との間に前記貫通金属体を前記絶縁基体の垂直方向に沿って貫通して配設した場合、上記表面に露出する搭載部に搭載される発光素子が発する熱の放熱方向が垂直方向に限定される。その結果、上記絶縁基体の裏面における外部接続端子の配置や、該絶縁基体の内部に形成すべき配線層やビア導体などの配置について、設計上の自由度が低下する、という問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９３５６５号公報（第１〜２１頁、図１〜４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、絶縁材からなる基板本体の表面に、発熱量が比較的高い発光素子などの素子を実装しても、該発光素子が発する熱を基板本体の外部に効率良く放熱できると共に、該基体本体の裏面に設ける裏面パッドの配置や、該絶縁基体の内部に形成すべき配線層やビア導体などの配置について、設計上の自由度を高めた配線基板を提供する、ことを課題としている。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、絶縁材からなる基板本体の内部に設ける放熱部を、該基板本体の互いに平行な表面および裏面に直交する垂直線に対して傾斜した中心軸線を有する形状にする、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明による配線基板（請求項１）は、絶縁材からなり、互いに平行な表面および裏面と、該表面と裏面との間に位置する側面を有する基板本体と、少なくとも該基板本体の表面に一端部が露出する放熱体と、を備えた配線基板であって、上記放熱体は、上記基板本体の表面に一端部が露出する第１露出部と、該第１露出部の他端部に連設され、且つ上記基板本体の表面および裏面と直交する垂直線に対して傾斜する中心軸線を有する形状であって、少なくとも第１露出部から離れるに連れて断面積が拡大するか、あるいは縮小する放熱部と、を有している、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、前記放熱体は、前記基板本体の表面に一端部が露出する第１露出部と、該第１露出部の他端部に連設され、上記基板本体の表面および裏面と直交する垂直線に対して傾斜する中心軸線を有する形状であって、且つ少なくとも第１露出部から離れるに連れて断面積が拡大するか、あるいは縮小する放熱部と、を有している。そのため、追って、上記基板本体の表面に実装された発光素子などを上記放熱体の第１露出部に接続することによって、該発光素子が発する熱を第１露出部および放熱部を介して基板本体を構成する絶縁材中を経由して、外部に効果的に放熱することができる。特に、上記放熱部の断面積が第１露出部から離れるに連れて拡大する形態では、上記熱の流動をスムースに行える。
しかも、前記放熱体の放熱部は、上記基板本体の表面および裏面と直交する垂直線に対して傾斜する中心軸線を有する形状に形成されているので、基体本体の裏面に設ける裏面パッドの配置や、該基体本体の内部に形成すべき配線層やビア導体などの配置について、設計上の自由度を容易に高めることも可能となる。
従って、基板本体の表面に実装する素子から発生する熱の放熱性に優れ、且つ基板本体内の配線層やビア導体などや裏面パッドの設計が比較的自由に行い得る配線基板を提供することが可能となる。
【０００８】
尚、前記基板本体を構成する絶縁材は、セラミックあるいは樹脂であり、前記セラミックには、例えば、アルミナなどの高温焼成セラミックやガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックが含まれ、上記樹脂には、熱硬化性で且つ耐熱性の合成樹脂（例えば、エポキシ、ポリエステル、シリコン、ポリイミド樹脂など）が含まれる。
また、前記放熱体は、主に熱伝導性に優れた金属からなり、該金属には、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏなどやこれらの何れかを主成分とする合金が含まれ、かかる金属を構成するための金属粉末は、製造時における流動性を確保するため、平均粒径で１μｍ以下が望ましい。但し、該放熱体は、一部に製造時に用いた導電性ペースト中に含まれていたバインダ樹脂などの非導電性成分を含有していても良い。
更に、前記中心軸線は、前記基板本体の表面および裏面と直交する垂直線を含む垂直断面において、上記表面および裏面と平行（水平）な複数の仮想線を引いた際に、放熱部を横切る線分の中間点同士を結んだ仮想の軸線である。但し、次述するように、前記放熱部が互いに同軸状である２つの多角錐形状部または円錐形状部からなる形態の場合、何れか一方の形状部における中心軸線が用いられる。
加えて、前記放熱体の放熱部は、第１露出部から上記中心軸線に沿って離れるに連れて断面積が拡大していく形状部と、第１露出部から上記中心軸線に沿って離れるに連れて断面積が減少していく形状部との２つ形状部とから構成された形態としても良い。
【０００９】
また、本発明には、前記放熱体は、前記基板本体の裏面あるいは側面に一端部が露出し、且つ他端部が前記放熱部に連設される第２露出部を更に備えている、配線基板（請求項２）も含まれる。
これによれば、上記放熱体は、その第１露出部、放熱部、および第２露出部を介して、前記基板本体の表面と裏面との間、あるいは該表面と側面との間を電気的に導通可能にできる。そのため、例えば、追って基板本体の表面に実装される発光素子などの素子における一方の電極と、上記基板本体の裏面または側面に形成される裏面パッドあるいは側面導体との間を電気的に導通可能にできる。しかも、上記放熱体および裏面パッドあるいは側面導体を介して、上記電極と追って本配線基板が搭載されるマザーボードの表面パッドとを電気的に導通することもできる。更に、前記素子が発する熱を裏面パッドあるいは側面導体を介して、基板本体の外部に放出することもできる。
尚、前記放熱体を構成する第１露出部および第２露出部が、前記放熱部の中心軸線の方向に沿っている形態のほか、第１露出部および第２露出部が、前記放熱部の中心軸線の方向と異なる方向に沿っている形態であっても良い。
また、前記放熱体を構成する第１および第２露出部の断面は、円形のほか、楕円形、長円形、三角形状、矩形状、あるいは五角形以上の多角形状などであっても良い。
【００１０】
更に、本発明には、前記放熱体の放熱部は、前記第１露出部から離れるに連れて断面積が拡大する多角錘体形状または円錐体形状を呈する、配線基板（請求項３）も含まれる。
これによれば、追って、前記基板本体の表面に実装された発光素子などを上記放熱体の第１露出部に接続した際に、該発光素子などが発する熱を第１露出部側から上記放熱部内に拡散させつつ中心軸線に沿った方向にスムースに分散できるので、上記熱を該放熱部に隣接する基板本体の絶縁材を経由して該基板本体の外部における所望の方向に比較的均一にして放熱することが可能となる。
尚、前記放熱部における断面積は、該放熱部を前記中心軸線に対して直交する方向で切断した際における断面の面積を指している。
【００１１】
また、本発明には、前記放熱体の放熱部は、三角錐以上の多角錘形状であり、該多角錘形状を構成する複数の側面は、平坦面、前記中心軸線側に凹んだ曲面、または該中心軸線から外側に凸となる曲面である、配線基板（請求項４）も含まれる。
これによれば、前記同様に実装された発光素子などが発する熱を第１露出部側から上記放熱部の内部に拡散させつつ中心軸線に沿った方向にスムースに分散できるので、上記熱を該放熱部に隣接する基板本体の絶縁材を経由して、該基板本体の外部における所望の方向に比較的均一にして放熱可能となる。
尚、多角錘形状の放熱部の各側面は、前記平坦面よりも、前記曲面にした方が、該放熱部と基板本体の絶縁材との接触面積が増大する点において、望ましい。
【００１２】
更に、本発明には、前記放熱体の放熱部は、円錐体形状を呈し、該円錐体の底面の中心と直交する垂線に対して同じ傾斜角度の曲面からなる円錐形、あるいは、前記垂線に対して傾斜角度が変化し、該垂線側に凹んだ曲面を有する円錐形状、または上記垂線から外側に凸となる曲面を有する円錐形状である、配線基板（請求項５）も含まれる。
これによっても、前記発光素子などの素子が発する熱を第１露出部側から上記放熱部の内部に拡散させつつスムースに分散できるので、上記熱を該放熱部に隣接する基板本体の絶縁材中に比較的均一にして放熱可能となる。
尚、放熱部における円錐体の底面の中心に直交する前記垂線は、当該円錐体の中心線でもある。
【００１３】
また、本発明には、前記放熱部の表面には、複数組の凸条および凹溝が交互に形成されている、配線基板（請求項６）も含まれる。
これによれば、上記放熱部の表面には、例えば、前記中心軸線にほぼ沿った方向、あるいは該中心軸線と直交する方向などに沿った複数組の凸条および凹溝が交互に形成されている。その結果、放熱部と前記基板本体の絶縁材との接触面積が一層増大するので、前記発光素子からの熱を効率良く基板本体の絶縁材中に放熱することが可能となる。
【００１４】
加えて、本発明には、前記放熱体の第１露出部の一端部が露出する前記基板本体の表面には、素子実装用の表面パッドが形成され、前記第２露出部の一端部が露出する前記基板本体の裏面または側面には、裏面パッドあるいは側面導体が形成されている、配線基板（請求項７）も含まれる。
これによれば、追って、表面パッド上に発光素子などの素子を実装した際に、該素子が発する熱を基板本体の絶縁材中に効果的に放熱できると共に、上記発光素子における一方の電極を、前記放熱体を介して裏面パッドや側面導体に確実に導通可能とすることができる。
尚、前記素子実装用の表面パッドの表面上には、追って、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子やパワーモジュールに用いられる半導体素子などのような発熱量が比較的大きな素子が搭載される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による一形態の配線基板を示す垂直断面図。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は上記配線基板に用いる放熱体を示す斜視図。
【図３】（Ａ）は上記配線基板に用いる立体模型を示す斜視図、（Ｂ）は該配線基板を得るための一製造工程を示す概略図。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は図３（Ｂ）の工程に続く製造工程を示す概略図。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は図４の工程に続く製造工程を示す概略図。
【図６】異なる形態の配線基板を示す垂直断面図。
【図７】更に異なる形態の配線基板を示す垂直断面図。
【図８】別なる形態の配線基板を示す垂直断面図。
【図９】別異な形態の配線基板を示す垂直断面図。
【図１０】図１の配線基板の応用形態を示す垂直断面図。
【図１１】図８の配線基板の応用形態を示す垂直断面図。
【図１２】図１の配線基板の異なる応用形態を示す垂直断面図。
【図１３】図１の配線基板の更に異なる応用形態を示す垂直断面図。
【図１４】（Ａ），（Ｂ）は前記放熱体の応用形態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による一形態の配線基板１Ａを示す垂直断面図、図２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ該配線基板１Ａに用いる放熱体１０を示す斜視図である。
上記配線基板１Ａは、図１に示すように、セラミック（絶縁材）からなり、互いに平行な表面３および裏面４と、該表面３と裏面４との周辺間に位置する四辺の側面５とを有する基板本体２と、該基板本体２の表面３および裏面４に両端部が個別に露出する放熱体１０と、を備えている。
上記放熱体１０は、図１に示すように、上記基板本体２の表面３に一端部が露出する第１露出部１１と、該第１露出部１１の他端部に連設され、且つ基板本体２の表面３および裏面４と直交する仮想の垂直線ＶＬに対して傾斜する中心軸線ＣＬに沿って形成され、上記第１露出部１１から離れるに連れて断面積が拡大する四角錐体状の放熱部１２ａと、該放熱部１２ａの底面２０ａの中心部に他端部が連設し、且つ一端部が前記基板本体２の裏面４に露出する第２露出部２１と、から構成されている。尚、上記垂直線ＶＬに対する中心軸線ＣＬの傾斜角度は、特に限定されないが、少なくとも１０度以上、更には２０度以上が望ましい。
【００１７】
前記中心軸線ＣＬは、図１中に示すように、前記放熱部１２ａを前記基板本体２の表面３および裏面４に沿って平行（水平）に横切る複数の仮想線（線分）ＨＬの中間点同士を結んだ仮想の軸線であり、該放熱部１２ａの重心を通る軸方向とほぼ同様である。但し、必ずしも、該軸方向の線分と一致するものではない。
図２（Ａ）に示すように、前記放熱部１２ａは、細長い３角形を呈する四つの平坦な側面（平坦面）１３と、ほぼ正方形の底面２０ａとを有する四角錐体（多角錘体）形状を呈する。また、第１および第２露出部１１，１２は、それぞれ円柱形状であり、前記基板本体２の表面３および裏面４に露出するこれらの一端部（一端面）は、楕円形を呈する。
尚、前記放熱部１２ａに替えて、図１，図２（Ｂ）に示すように、円錐形状の曲面１４と円形の底面２０ｂとからなる放熱部１２ｂを第１・第２露出部１１，１２間に連設した放熱体１０としても良い。上記円錐形状の曲面１４は、その底面２０ｂの中心に直交する仮想の垂線に対して同じ傾斜角度で形成されている。
更に、第１および第２露出部１１，１２は、それぞれ軸方向が前記中心軸線ＣＬとほぼ一致している形態が望ましいが、必ずしも一致していなくても良い。
【００１８】
また、図１に示すように、前記基板本体２の表面３には、放熱体１０の第１露出部１１の一端部に接続された素子実装用の表面パッド２２が形成され、上記基板本体２の裏面４には、放熱体１０の第２露出部２１の一端部に接続された外部接続用の裏面パッド２３が形成されている。上記表面パッド２２の表面上には、追って、例えば、比較的発熱量が大きな発光素子２６が導通可能に実装される。
更に、図１に示すように、前記基板本体２の内部には、その表面３および裏面４に一端部が個別に露出する上下一対の垂直線部７と、これらの間を接続する傾斜部８とからなるビア導体６が前記放熱体１０とは別途に配設されている。該ビア導体６は、図１中の破線で示す接地層（配線層）６ｇを併設していても良い。また、上側の垂直線部７には、上記表面３に形成された表面パッド２４が、下側の垂直線部７には、上記裏面４に形成された裏面パッド２５が接続されている。上記表面パッド２４と、前記表面パッド２２上に実装される発光素子２６における一方の電極との間には、導通用のワイヤ２７が追って配線される。
尚、前記基板本体２を構成するセラミックは、例えば、ガラス−アルミナ（セラミック）からなり、前記放熱体１０やビア導体６は、ＡｇまたはＣｕ、あるいはこれらの何れかをベースとする合金からなる。
【００１９】
以上のような配線基板１Ａによれば、前記放熱体１０が、基板本体２の表面３に一端部が露出する第１露出部１１と、該第１露出部１１の他端部に連設され、且つ前記垂直線ＶＬに対して傾斜する中心軸線ＣＬを有する形状であって、第１露出部１１から離れるに連れて断面積が拡大する四角錐形状または円錐形状の放熱部１２ａ，１２ｂと、該放熱部１２ａ，１２ｂの底面２０ａ，２０ｂの中心部に他端部が連設され、且つ基板本体２の裏面４に一端部が露出する第２露出部２１と、を有している。そのため、追って、基板本体２の表面３に形成された表面パッド２２上に実装される発光素子２６が発する熱を、放熱体１０の第１露出部１１および放熱部１２ａ，１２ｂを介して、該基板本体２を構成するセラミック（絶縁材）中を経由して、基板本体２の外部に効果的に放熱できる。特に、上記放熱部１２ａ，１２ｂの断面積が第１露出部１１から離れるに連れて拡大しているので、上記熱の流動をスムースに行える。
【００２０】
しかも、前記放熱体１０の放熱部１２ａ，１２ｂは、前記垂直線ＶＬに対して任意の角度で傾斜する中心軸線ＣＬを有する形状に形成されているので、前記基体本体２の裏面４に設けられる裏面パッド２３，２５の配置や、該基体本体２の内部に形成される前記配線層６ｇやビア導体６などの配置について、これらの設計上の自由度を容易に高めることもできる。
従って、基板本体２の表面３に実装する発光素子２６が発する熱の放熱性に優れ、且つ基板本体２内の配線層６ｇやビア導体６などや裏面パッド２３，２５の設計が比較的自由に行うことができる配線基板１Ａを提供できる。
【００２１】
以下において、前記配線基板１Ａの製造方法について説明する。
予め、図３（Ａ）の垂直断面図で示すように、前記ビア導体６と放熱体１０とを形成するため、これらと相似形状の立体模型６ｍ，１０ｍを製作した。
即ち、平均粒径が１〜５０μｍであるアクリル樹脂の粉末および接着剤などからなる液状の原料を、図示しない３次元プリンタに用いることで、図３（Ａ）に示すように、上下一対の垂直線部７と、これらの間を接続する傾斜部８とからなり、前記ビア導体６と相似形である立体模型６ｍを成形した。また、上記原料および３次元プリンタを用いることで、図３（Ａ）に示すように、前記同様の第１露出部１１、放熱部１２ａ、および第２露出部２１からなり、前記放熱体１０と相似形の立体模型１０ｍを成形した。
【００２２】
次に、図示しない型内に配設された直方体状のキャビティ内に、前記立体模型６ｍ，１０ｍをそれらの上・下端面のみを該キャビティの天井面および床面に接触させ且つ拘束した状態として、上記キャビティ内にガラス−セラミック（絶縁材）のスラリをゲルキャスト法によって充填した。
その結果、図３（Ｂ）に示すように、前記セラミックスラリが乾燥した生のセラミック体からなり、表面３、裏面４、およびこれらの四辺間に位置する側面５を有し、上記立体模型６ｍ，１０ｍの上下の両端面が表面３と裏面４とに個別に露出している未焼成の素基板本体３１が得られた。
【００２３】
次いで、前記素基板本体３１を所定の温度帯に加熱して、該素基板本体３１を構成している前記ガラス−セラミックを焼成した。かかる加熱過程において、前記立体模型６ｍ，１０ｍを構成していた前記アクリル樹脂の粉末や接着剤などは、当該立体模型６ｍ，１０ｍの上端面側から順次外部に蒸発して行った。
その結果、図４（Ａ）に示すように、上記ガラス−セラミックからなり、表面３、裏面４、およびこれらの四辺間に位置する側面５を有し、上記立体模型６ｍ，１０ｍが蒸発して除去された跡には、該立体模型６ｍ，１０ｍとそれぞれ相似形の空洞部６ｓ，１０ｓが内部に形成された焼成済みの基板本体３２が得られた。前記空洞部６ｓは、上下一対の垂直線部７ｓと、これらの間を接続する傾斜部８ｓとからなり、前記空洞部１０ｓは、第１露出部１１ｓ、四角錐体を構成する四つの側面１３および正方形状の底面２０ａに囲まれた放熱部１２ａｓ、および第２露出部２１ｓからなる。
【００２４】
更に、前記空洞部６ｓ，１０ｓ内にＡｇ粉末あるいはＣｕ粉末（金属粉末）を含む導電性ペーストを前記表面３側の一端部（開口部）から充填した。
その結果、図４（Ｂ）に示すように、空洞部６ｓ，１０ｓ内に上記導電性ペーストからなる上下一対の垂直線部７と、これらの間を接続する傾斜部８とからなる未硬化のビア導体６ｐと、第１露出部１１、放熱部１２ａ、および第２露出部２１からなる未硬化の放熱体１０ｐが個別に形成された基板本体２が得られた。
次に、未硬化のビア導体６ｐおよび放熱体１０ｐを内設する上記基板本体２を、所定の温度帯に加熱して、上記ビア導体６ｐおよび放熱体１０ｐを硬化（キュア）させた。その結果、図５（Ａ）に示すように、硬化したビア導体６および放熱体１０を内設している基板本体２が得られた。
【００２５】
そして、前記基板本体２の表面３と裏面４とを研磨した後、該表面３および裏面４に露出するビア導体６の両端面、および放熱体１０の第１・第２露出部１１，２１の一端面ごとに対し、Ｔｉ合金をスパッタリングして、それぞれ円形状を呈する下地金属層を形成し、該下地金属層ごとの表面にＣｕをスパッタリングして表層金属層を積層してパッド本体を形成した後、それらの表面に対して電解Ｎｉメッキおよび電解Ａｕメッキを順次施した。
その結果、図５（Ｂ）に示すように、ビア導体６および放熱体１０を内設していると共に、該ビア導体６の両端面および該放熱体１０の第１・第２露出部１１，２１の一端面ごとに個別に接続した表面・裏面パッド２２〜２５を、前記表面３あるいは裏面４に形成した配線基板１Ａを得ることができた。
以上のような製造方法によれば、前記配線基板１Ａを、一個でも多数個取りでも、比較的少ない工程によって、精緻で且つ確実に製造することができる。
【００２６】
図６は、前記とは異なる形態の配線基板１Ｂを示す垂直断面図である。
かかる配線基板１Ｂも、図６に示すように、前記同様の基板本体２、ビア導体６、および放熱体１０を備えている。該放熱体１０は、前記同様の第１露出部１１と第２露出部２１との間に前記放熱部１２ａとは異なる放熱部１２ｃを連設している。該放熱部１２ｃは、前記同様の中心軸線ＣＬを有する形状に形成され、第１露出部１１から離れるに連れて断面積が拡大する円錐体（半紡錘体）形状を呈し、該円錐体における円形の底面２０ｂの中心に直交する垂線に対して傾斜角度が変化し、該垂線から外側に凸となる曲面１５を有している。
【００２７】
図７は、更に異なる形態の配線基板１Ｃを示す垂直断面図である。
かかる配線基板１Ｃも、図７に示すように、前記同様の基板本体２、ビア導体６、および放熱体１０を備えている。該放熱体１０は、前記同様の第１および第２露出部１１，２１の間に、前記とは異なる形態の放熱部１２ｄを連設している。該放熱部１２ｄは、前記同様の中心軸線ＣＬを有する形状に形成され、第１露出部１１から離れるに連れて断面積が拡大する円錐体形状を呈すると共に、該円錐体の底面側に位置し且つ裏面４側に凸の球面状の底面１７の中心に直交する垂線に対して軸方向に沿った傾斜角度が変化し、該垂線側に凹んだ曲面１６を有している。該曲面１６と底面１７とが交叉する前記放熱部１２ｄの角部は、平面状または曲面状に面取りされた形状を呈している。
【００２８】
図８は、前記各形態とは別の形態の配線基板１Ｄを示す垂直断面図である。
かかる配線基板１Ｄも、図８に示すように、前記同様の基板本体２、ビア導体６、および放熱体１０を備えている。該放熱体１０は、前記同様の第１および第２露出部１１，２１の間に、前記とは異なる形態の放熱部１２ｅを連設している。該放熱部１２ｅは、前記同様の中心軸線ＣＬを有する形状に形成され、第１露出部１１から離れるに連れて断面積が拡大する円錐体形状を呈すると共に、該円錐体の底面側に位置し且つ裏面４側に凹の球面状である底面１８の中心に直交する垂線に対して、軸方向に沿った傾斜角度が同じ前記同様の曲面１４を有している。
【００２９】
図９は、前記各形態とは別異な形態の配線基板１Ｅを示す垂直断面図である。
かかる配線基板１Ｅも、図９に示すように、前記同様の基板本体２、ビア導体６、および放熱体１０を備えている。該放熱体１０は、前記同様の第１および第２露出部１１，２１の間に、前記とは異なる形態の放熱部１２ｆを連設している。該放熱部１２ｆは、前記同様の中心軸線ＣＬを有する形状に形成され、第１露出部１１から離れるに連れて断面積が縮小する四角錐体形状を呈する複数の側面１３、あるいは円錐体形状を呈する曲面１４と、該四角錐体または円錐体の底面側に位置し且つ前記裏面４側に凸である球面状の底面１９とを有している。
【００３０】
図１０は、前記配線基板１Ａの応用形態たる配線基板１Ｆの垂直断面図である。
かかる配線基板１Ｆも、図１０に示すように、前記同様の基板本体２、ビア導体６、および前記放熱部１２ａ（１２ｂ）を含む放熱体１０を備えている。該放熱体１０は、その放熱部１２ａ（１２ｂ）の底面２０ａ（２０ｂ）の中心部から前記中心軸線ＣＬにほぼ沿って基板本体２内に延びた第２露出部２１ａと、その先端に連設され且つ前記裏面４にほぼ平行に延び且つ基板本体２の側面５に一端部が露出する第２露出部２８とを備えている。該第２露出部２８の一端部には、基板本体２の側面５に形成された側面導体２９を介して、基板本体２の裏面４に形成された裏面パッド２３と電気的に導通可能とされている。
【００３１】
図１１は、前記配線基板１Ｃの応用形態たる配線基板１Ｇの垂直断面図である。
かかる配線基板１Ｇも、図１１に示すように、前記同様の基板本体２、ビア導体６、および前記放熱部１２ｄを含む放熱体１０を備えている。該放熱体１０は、上記放熱部１２ｄの球面状の底面１７における任意の位置から基板本体２の裏面４にほぼ平行に延び且つ基板本体２の側面５に一端部が露出する第２露出部２８を備えている。該第２露出部２８の一端部には、基板本体２の側面５に形成された側面導体２９を介して、基板本体２の裏面４に形成された裏面パッド２３と電気的に導通可能とされている。
以上のような配線基板１Ｂ〜１Ｇによっても、前記配線基板１Ａと同様な効果を奏することが可能である。
尚、前記配線基板１Ｂ，１Ｄ，１Ｅも、それらの第２露出部２１を前記第２露出部２８に替えて、これらの一端部を基板本体２の側面５に露出させても良い。
【００３２】
図１２は、前記配線基板１Ａの異なる応用形態の配線基板１Ｈを示す垂直断面図である。該配線基板１Ｈは、図１２に示すように、前記同様の基板本体２と、該基板本体２の表面３と裏面４との間を貫通する左右一対のビア導体６と、前記表面３に一端部が露出する第１露出部１１、および全体が四角錐形状（または円錐形状）である前記同様の放熱部１２ａ（１２ｂ）からなる放熱体１０とを備えている。上記一対のビア導体６の両端部には、基板本体２の表面３および裏面４に個別に形成された表面パッド２４および裏面パッド２５が接続されると共に、放熱部１２ａ（１２ｂ）の第１露出部１１の一端部（一端面）が露出する基板本体２の表面３には、素子実装用の表面パッド２２が形成されている。該表面パッド２２の表面上には、追って、発熱量が比較的多い半導体素子３０が実装され、該半導体素子３０における一対の電極（図示せず）は、ワイヤ２７を介して左右一対の表面パッド２４と個別に導通可能とされている。
【００３３】
以上のような配線基板１Ｈによれば、前記半導体素子３０から発生する熱は、表面パッド２２および第１露出部１１を介して放熱部１２ａ（１２ｂ）に放散され、基板本体２を構成する前記セラミックを経由して、裏面パッド２５ごとに放散される。しかも、上記半導体素子３０は、前記ワイヤ２７、前記表面パッド２４、基板本体２を貫通する一対のビア導体６、および前記裏面パッド２５を介して、外部のプリント基板などのマザーボード（図示せず）と導通可能とされるので、所要の動作を確実に果たすことができる。更に、基板本体２の裏面４には、一対の裏面パッド２５だけを形成するので、それらの配置すべき位置を比較的自由に設計することもできる。
尚、前記放熱部１２ａ（１２ｂ）の底面２０ａ（２０ｂ）と、図１２で右側のビア導体６あるいは右側の裏面パッド２５との間に、更に第２露出部２１を連設しても良い。
【００３４】
図１３は、前記配線基板１Ａの更に異なる応用形態の配線基板１Ｊを示す垂直断面図である。該配線基板１Ｊは、図１３に示すように、前記同様の基板本体２と、その内部において線対称で且つ前記同様に配設された左右一対の放熱体１０とを備えている。上記配線基板２の表面３における中央部に形成された素子実装用の表面パッド２２には、一対の放熱体１０における第１露出部１１ごとの一端部が対称に接続され、これらの放熱部１２ａ（１２ｂ）の底面２０ａ（２０ｂ）ごとの中心部と配線基板２の裏面４に形成された一対の裏面パッド２５との間を左右対称の第２露出部２１が個別に接続している。
尚、上記配線基板２には、単数または複数の前記ビア導体６および表・裏面パッド２４，２５が前記同様にして別個に配設されている。
【００３５】
前記配線基板１Ｊによれば、追って素子実装用の表面パッド２２上に実装される発光素子２６や半導体素子３０から排出される多量の熱を、前記一対の放熱体１０、および基板本体２のセラミックとを経由して、外部に効率良く放散することができる。
尚、前記放熱体１０は、基板本体２の内部に、平面視で３個以上を互いにほぼ対称に配設しても良い。また、上記放熱体１０は、前記放熱部１２ｃ〜１２ｆの何れかを含む形態としても良い。
また、前記のような配線基板１Ｂ〜１Ｊも、前記配線基板１Ａの製造方法と同様な方法によって製造することができる。
【００３６】
図１４（Ａ）は、前記放熱体１０の応用形態を示す斜視図である。
かかる放熱体１０は、図１４（Ａ）に示すように、前記同様の第１露出部１１と第２露出部２１との間に、全体が四角錐形状を呈する放熱部１２ａを有すると共に、該放熱部１２ａを形成する細長い三角形の側面１３ごとに、前記中心軸線ＣＬにほぼ沿った複数組の凸条１３ａおよび凹溝１３ｂが交互に形成されている。上記放熱部１２ａは、複数組の凸条１３ａおよび凹溝１３ｂを側面１３ごとに交互に形成しているので、追って素子実装用の前記表面パッド２２上に搭載される発光素子２６や半導体素子３０から排出される多量の熱を、基板本体２を構成するセラミックを経由して、外部に一層効率良く放散することができる。しかも、該放熱部１２ａと基板本体２のセラミックとの密着性を高めことも可能となる。
尚、放熱体１０における前記放熱部１２ｂ〜１２ｆの曲面１４〜１６にも、上記と同様に複数組の凸条１３ａおよび凹溝１３ｂを交互に形成しても良い。
【００３７】
図１４（Ｂ）は、前記放熱体１０の異なる応用形態を示す斜視図である。
かかる放熱体１０は、図１４（Ｂ）に示すように、前記同様の第１露出部１１と第２露出部２１との間に、全体が円錐形状を呈する放熱部１２ｂを有すると共に、該放熱部１２ｂの曲面１４には、前記垂線と直交する円周方向に沿った複数組の凸条１４ａおよび凹溝１４ｂが交互に形成されている。
上記放熱部１２ｂは、複数組の凸条１４ａおよび凹溝１４ｂを交互に上記曲面１４に形成しているので、前記同様に発光素子２６などの熱を基板本体２を構成しているセラミックを経由して、外部に一層効率良く放散できると共に、該セラミックと上記放熱部１２ｂとの密着性も高められる。
尚、放熱体１０における前記放熱部１２ａ，１２ｃ〜１２ｆの側面１３や曲面１４〜１６に対しても、上記と同様に複数組の凸条１４ａおよび凹溝１４ｂを交互に形成しても良い。
【００３８】
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。
例えば、前記基板本体を構成する絶縁材は、ガラス−セラミック以外の低温焼成セラミックや、アルミナなどの高温焼成セラミックとしても良い。後者の場合、前記放熱体やビア導体には、ＷまたはＭｏなどが適用される。更に、上記絶縁材には、熱硬化性で且つ耐熱性の合成樹脂（例えば、エポキシ樹脂など）を適用しても良い。
また、前記基板本体は、その表面の中央部に開口するキャビティを有する形態とし、該キャビティの底面に前記第１露出部１１の一端部を露出させ、その上に表面パッド２２を形成しても良い。
更に、前記放熱体１０の放熱部１２ａ〜１２ｆは、前記中心軸線ＣＬに沿ってこれらの２個以上を連続して形成した形態としても良い。
また、多角錐体形状をなす前記放熱部１２ａの側面は、前記平坦面１３に替えて、中心軸線ＣＬ側に窪んだ曲面、または中心軸線ＣＬから外側に凸となる曲面としても良い。
【００３９】
更に、前記放熱部１２ａの側面と底面２０ａとが交叉する角部は、平面状または曲面状に面取りされた形状としても良い。
また、複数組の前記放熱体１０を単一の基板本体２の内部に、互いに独立して配設した形態とし、上記放熱体１０ごとの第１露出部１１に接続される前記表面パッド２２ごとの表面に、発光素子２６などを個別に実装可能としても良い。
更に、前記ビア導体６は、その垂直線部７および傾斜部８の何れかから前記基板本体２の表面３および裏面４と平行に張り出し且つ平面視で所定パターンを有する信号用などの配線層を併設した形態としても良い。
加えて、前記立体模型１０ｍは、ロウや低融点金属により形成しても良く、例えば、セラミックスラリからなる前記素基板本体３１内に埋設した後では、該素基板本体３１を焼成した際、液状となった上記ロウや低融点金属を、前記空洞部１０ｓから外部に流下して除去するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明によれば、絶縁材からなる基板本体の表面に、発熱量が比較的高い発光素子などの素子を実装しても、該発光素子が発する熱を基板本体の外部に効率良く放熱でき、該基体本体の裏面に設ける裏面パッドの配置や、該絶縁基体の内部に形成すべき配線層やビア導体などの配置について、設計上の自由度を高めた配線基板を提供することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１Ａ〜１Ｊ………配線基板
２…………………基板本体
３…………………表面
４…………………裏面
５…………………側面
１０………………放熱体
１１………………第１露出部
１２ａ〜１２ｆ…放熱部
１３………………側面（平坦面）
１３ａ，１４ａ…凸条
１３ｂ，１４ｂ…凹溝
１４〜１６………曲面
２１，２８………第２露出部
２２………………表面パッド
２３………………裏面パッド
２９………………側面導体
ＣＬ………………中心軸線
ＶＬ………………垂直線
【図１】
0006389388.tif 000002
【図２】
0006389388.tif 000003
【図３】
0006389388.tif 000004
【図４】
0006389388.tif 000005
【図５】
0006389388.tif 000006
【図６】
0006389388.tif 000007
【図７】
0006389388.tif 000008
【図８】
0006389388.tif 000009
【図９】
0006389388.tif 000010
【図１０】
0006389388.tif 000011
【図１１】
0006389388.tif 000012
【図１２】
0006389388.tif 000013
【図１３】
0006389388.tif 000014
【図１４】
0006389388.tif 000015