(57)【要約】【課題】キャビティの底面に実装される発光素子が発する熱を効率良く確実に外部へ放出でき、該発光素子の発光効率を容易に保持できる発光素子実装用配線基板を提供する。【解決手段】複数のセラミック層（絶縁層）ｓ１〜ｓ６を積層してなり、平面視がほぼ正方形（矩形）の表面３、裏面４、および四辺の外側面５を有する基板本体２ａと、該基板本体２ａの表面３に開口し、追って発光ダイオード（発光素子）Ｌが実装される底面７および側面８からなるキャビティ６ａと、上記基板本体２ａの外側面５に開口する吸気孔２２、該吸気孔２２に連通し且つ基板本体２ａの内部に形成された通気孔２０、および該通気孔２０に連通し且つ基板本体２ａの表面３に開口する排気孔１９からなる通気路ｆ１と、上記通気孔２０の内壁面における排気口１９側に形成された導体層１７と、を備える、発光素子実装用配線基板１。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材からなり、表面、裏面、および外側面を有する基板本体と、
上記基板本体の表面に開口し、追って発光素子が実装される底面および側面からなるキャビティと、
上記基板本体の外側面に開口する吸気孔、該吸気孔に連通し且つ基板本体の内部に形成された通気孔、および該通気孔に連通し且つ基板本体の表面、あるいは外側面のうち上記吸気孔よりも表面側の位置に開口する排気孔からなる通気路と、
上記通気孔の内壁面における少なくとも排気孔側に形成された導体層と、を備える、
ことを特徴とする発光素子実装用配線基板。
【請求項２】
絶縁材からなり、表面、裏面、および複数の外側面を有する基板本体と、
上記基板本体の外側面の何れかに開口し、追って発光素子が実装される底面および側面からなるキャビティと、
上記基板本体の外側面に開口する吸気孔、該吸気孔に連通し且つ基板本体の内部に形成された通気孔、および該通気孔に連通し且つ基板本体の表面に開口する排気孔からなる通気路と、
上記通気孔の内壁面における少なくとも排気孔側に形成された導体層と、を備える、
ことを特徴とする発光素子実装用配線基板。
【請求項３】
前記通気孔の内壁面に形成された導体層は、前記キャビティの底面あるいは側面に形成された金属層と接続されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子実装用配線基板。
【請求項４】
前記基板本体は、複数のセラミック層を積層してなり、平面視が矩形の前記表面および裏面と、これらの四辺間ごとに位置する外側面とを備え、
前記キャビティは、平面視または側面視が円形あるいは長円形の底面、および円柱形、ほぼ逆円錐形、長円柱形、あるいはほぼ逆長円錐形の側面からなると共に、
前記吸気孔、通気孔、および排気孔からなる通気路は、少なくとも上記キャビティの側面と上記基板本体の表・裏面のコーナとの間に形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の発光素子実装用配線基板。
【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開口するキャビティの底面に発光素子を実装し、且つ放熱性に優れた発光素子実装用配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードのような発光素子をキャビティの底面に実装するための発光素子実装用配線基板を、車載用の照明や大規模なディスプレイに使用した場合、比較的大きな出力の上記発光素子が発する熱によって、キャビティの底面や側面、即ち、発光素子実装用配線基板自体、更には、キャビティの底面に形成された発光素子実装用パッド、対極の電極、キャビティの側面に形成された金属メッキ層からなる光反射層などが高温となる。その結果、上記発光素子の発光効率が低下し、目的とする明るさを得ることができず、照明などに適用した場合、その使用に支障を来すおそれがある。
【０００３】
前記発光効率の低下を防止すべく、発光素子が発する熱を効果的に外部に放熱し易くするため、セラミック基板を貫通して設けた複数個の放熱孔ごとの上方に、該放熱孔を塞ぐように、発光ダイオードを実装した補助セラミックシートを積層するようにした発光ダイオードを用いた発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５３５１５号公報（第１〜１６頁、図１〜８）
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１の発光装置のように、前記セラミック基板を貫通する放熱孔の上方に発光ダイオードを実装した補助セラミックシートを積層し、該発光装置自体が搭載されるプリント基板側に放熱孔が開口する構造としても、上記発光ダイオードが発する熱は、補助セラミックシート内を伝熱した後に、放熱孔に達して外部に放熱されるが、上記構造では、放熱効率が不十分となるため、発光ダイオードの発光効率が低下してしまうおそれがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記背景技術において説明した問題点を解決し、キャビティの底面に実装される発光素子が発する熱を効率良く確実に外部へ放熱でき、該発光素子の発光効率を容易に保持できる発光素子実装用配線基板を提供する、ことを課題とする。
【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、キャビティが表面に開口する基板本体の内部に、これを貫通する通気路を形成することに着想して成されたものである。
即ち、本発明による第１の発光素子実装用配線基板（請求項１）は、絶縁材からなり、表面、裏面、および外側面を有する基板本体と、該基板本体の表面に開口し、追って発光素子が実装される底面および側面からなるキャビティと、上記基板本体の外側面に開口する吸気孔、該吸気孔に連通し且つ基板本体の内部に形成された通気孔、および該通気孔に連通し且つ基板本体の表面、あるいは外側面のうち上記吸気孔よりも該基板本体の表面側に開口する排気孔からなる通気路と、該通気孔の内壁面における少なくとも配線基板口側に形成された導体層と、を備える、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、前記基板本体には、その外側面に開口する吸気孔、該吸気孔に連通し且つ該基板本体の内部に形成された通気孔、および該通気孔に連通し且つ基板本体の表面、あるいは外側面のうち基板本体の表面側に位置に開口する排気孔からなる通気路が形成されている。その結果、キャビティの底面に実装された発光素子が発した熱は、基板本体を構成する絶縁材を伝熱して、上記通気路に達した後、該通気路の吸気孔から流入し、通気孔、および排気孔を環流する空気などのガスに伝熱し、排気孔から基板本体の外部に空気などと共に放熱される。しかも、通気孔の内壁面における少なくとも排気孔側に導体層が形成されているので、上記空気などを自動的に環流させつつ、発光素子の熱を効率良く放熱できる。従って、大出力の電圧を発光素子に印加でき、発光効率を保持することが可能となるので、目的とする明るさを得ることができる。
【０００８】
また、本発明による第２の発光素子実装用配線基板（請求項２）は、絶縁材からなり、表面、裏面、および複数の外側面を有する基板本体と、該基板本体の外側面の何れかに開口し、追って発光素子が実装される底面および側面からなるキャビティと、上記基板本体の外側面に開口する吸気孔、該吸気孔に連通し且つ基板本体の内部に形成された通気孔、および該通気孔に連通し且つ基板本体の表面に開口する排気孔からなる通気路と、上記通気孔の内壁面における少なくとも排気孔側に形成された導体層と、を備える、ことを特徴とする。
【０００９】
これによれば、前記基板本体には、その外側面に開口する吸気孔、該吸気孔に連通し且つ基板本体の内部に形成された通気孔、および該通気孔に連通し且つ基板本体の表面に開口する排気孔からなる通気路が形成されている。その結果、キャビティの底面に実装された発光素子が発した熱は、基板本体を構成する絶縁材を伝熱して、上記通気路に達した後、該通気路の吸気孔から流入し、通気孔、および排気孔を環流する空気などのガスに伝熱し、排気孔から基板本体の外部に空気などと共に放熱される。しかも、通気孔内の導体層によって、発光素子の熱を前記同様に効率良く放熱できる。従って、大出力の電圧を発光素子に印可でき、発光効率を保持することが可能となるので、目的の明るさを提供することができる。
【００１０】
尚、前記絶縁材は、セラミックまたは樹脂であり、該セラミックには、例えば、アルミナのような高温焼成セラミック（ＨＴＣＣ）や、ガラス−セラミックのように低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ）が含まれ、上記樹脂には、例えば、エポキシ系樹脂が挙げられる。
また、前記導体層は、前記通気孔における内壁面のほぼ全体、あるいは、該内壁面における排気孔側を覆うように形成され、上記絶縁材が高温焼成セラミックの場合には、ＷあるいはＭｏが適用され、低温焼成セラミックや樹脂の場合には、ＣｕあるいはＡｇが適用される。
更に、前記吸気孔、通気孔、および排気孔は、例えば、基板本体を構成する複数のセラミック層となる複数のグリーンシートに対し、パンチングなどの打ち抜き加工や、切り欠き加工などによって形成した貫通孔や、切り欠きを積層時に連続させることで形成される。
また、前記吸気孔、通気孔、および排気孔は、上記複数のグリーンシートを積層した際に、前記のように相互に連通されて、通気路を形成する。
更に、前記通気孔は、その吸気孔側を縮径あるいは絞った形態とすることで、通気路内に流入した空気などのガスの流速を速めたり、あるいは、排気孔を基板本体の表面で小さくすることができる。
加えて、前記発光素子には、発光ダイオードのほか、半導体レーザも含まれる。
【００１１】
また、本発明には、前記通気孔の内壁面に形成された導体層は、前記キャビティの底面あるいは側面に形成された金属層と接続されている、発光素子実装用配線基板（請求項３）も含まれる。
これによれば、キャビティの底面あるいは側面に形成された金属層と、前記通気孔の内壁面に形成された導体層とが接続されているので、キャビティ内に実装された発光素子が発した熱は、迅速に前記通気孔の内壁面に形成された導体層にに伝熱される。従って、該通気孔を含む通気路を流れる空気などのガスによって、一層効果的に放熱できるため、実装された発光素子の発光効率を確実に保持することができる。
尚、前記金属層には、前記発光素子が実装される前記実装用パッドおよびその対極の電極の少なくとも一方、更には、キャビティの側面に形成された光反射層も含まれる。
また、前記通気孔の内壁面に形成された導体層と、金属層である発光素子が実装される前記実装用パッド、またその対極の電極、あるいはキャビティの側面に形成された光反射層とは、電気的に導通する形態としても良い。
【００１２】
更に、本発明には、前記基板本体は、複数のセラミック層を積層してなり、平面視が矩形の前記表面および裏面と、これらの四辺間ごとに位置する外側面とを備え、前記キャビティは、平面視または側面視が円形あるいは長円形の底面、および円柱形、ほぼ逆円錐形、長円柱形、あるいはほぼ逆長円錐形の側面からなると共に、前記吸気孔、通気孔、および排気孔からなる通気路は、少なくとも上記キャビティの側面と上記基板本体の表・裏面のコーナとの間に形成されている、発光素子実装用配線基板（請求項４）も含まれる。
これによれば、多層セラミック基板で且つほぼ直方体である基板本体と、該基板本体の表面あるいは何れかの外側面に開口する前記複数の種類の何れかであるキャビティとを備え、該キャビティの形状や開口部のサイズを小さくすることなく、基板本体の内部に所要数の通気路を形成した配線基板となる。従って、キャビティに実装された発光素子の発光効率の低下を容易に阻止することが可能となる。
【００１３】
尚、前記キャビティの底面が長円形である場合、該底面には、前記実装用パッドおよび対極の電極を複数組形成することで、複数個の発光素子を実装される。
【００１４】
また、前記基板本体の表面および裏面が平面視でほぼ正方形（矩形）である場合、前記通気路は、上記基板本体の表・裏面のコーナごとに４組を容易に形成できる。一方、前記基板本体の表面および裏面が平面視で長方形（矩形）である場合、前記通気路は、上記基板本体の表・裏面における長手方向の両端に位置する一対のコーナ付近に２組を容易に形成できる。
【００１５】
更に、キャビティの側面は、例えば、アルミナのように白色系のセラミックが露出した光反射面である形態のほか、ＷまたはＭｏなどのメタライズ層が被覆され、その表層にＡｇメッキ層を含む光反射層が形成された形態も含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明による第１の発光素子実装用配線基板の一形態である発光素子実装用配線基板（以下、単に配線基板という）１を示す平面図、図２は、図１中のほぼＸ−Ｘ線の矢視に沿った垂直断面図である。
配線基板１は、図１，図２に示すように、複数のセラミック層（絶縁材）ｓ１〜ｓ６を積層してなり、平面視がほぼ正方形（矩形）の表面３、裏面４、およびこれらの四辺間ごとに位置する外側面５を有する基板本体２ａと、該基板本体２ａの表面３に開口し、平面視が円形の底面７、およびその周辺から垂直に立設し全体が円柱形を呈する側面８を有するキャビティ６ａと、を備えている。
上記セラミック層ｓ１〜ｓ６は、アルミナを主成分とする高温焼成セラミックからなる。また、キャビティ６ａの側面８は、上記セラミック層ｓ４〜ｓ６を形成する白色のアルミナ成分が露出した光反射面である。
【００１７】
前記キャビティ６ａの底面７には、その中心部を含む部分に発光素子実装用パッド（金属層）１０が形成され、該実装用パッド１０の先端側に隣接して前記パッド１０よりも比較的小面積である対極の電極（金属層）１１が形成されている。尚、上記実装用パッド１０の電極１１側には、発光ダイオード（発光素子）Ｌが実装され、上記電極１１には、発光ダイオードＬと導通する図示しないボンディングワイヤが接合される。
図２に示すように、セラミック層ｓ１〜ｓ３間には、所定パターンの配線層１２，１３が形成され、基板本体２ａの裏面４には、複数の接続端子１４が形成されている。前記発光素子実装用パッド１０、電極１１、上記配線層１２，１３、および接続端子１４は、セラミック層ｓ１〜ｓ３を貫通するビア導体ｖを介して、相互に導通可能とされている。尚、配線基板１は、上記接続端子１４と図示しないプリント基板の表面電極とをハンダを介して接合され、該プリント基板に実装される。
【００１８】
更に、図１，図２に示すように、キャビティ６ａの側面８と、基板本体２ａの表・裏面３，４の各コーナとの間には、４つの通気路ｆ１が形成されている。該通気路ｆ１は、基板本体２ａの外側面５に開口する吸気孔２２、その最奥部で連通し且つセラミック層ｓ２〜ｓ６を貫通する通気孔２０、および該通気孔２０に連通し且つ基板本体２ａの表面３に開口する排気孔１９からなる。
上記通気孔２０の内壁面のうち、排気孔１９側、即ちキャビティ６ａの底面７よりもその側面８側には、全体がほぼ円筒形を呈する導体層１７が形成されている。該導体層１７のうち、少なくとも図１，図２で右側の２つは、セラミック層ｓ３，ｓ４に形成された接続配線１６を介して、前記発光素子実装用パッド１０と導通可能とされている。各導体層１７は、接続配線１５，１６側よりも排気孔１９側が比較的細径とされ、且つ基板本体２ａの表面３に形成されたリング部１８と接している。
尚、上記導体層１７のうち、図１，図２で右側の２つのみが発光素子実装用パッド１０と導通されている場合、図１，図２で左側の２つは、セラミック層ｓ３，ｓ４に形成された接続配線１５を介して、前記電極１１と導通可能としても良い。
【００１９】
また、前記実装用パッド１０、電極１１、上記配線層１２，１３、接続端子１４、および導体層１７は、ＷまたはＭｏあるいはこれらの合金からなり、このうち、上記実装用パッド１０、電極１１、接続端子１４、および導体層１７の表面には、図示しないＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層が被覆されている。
【００２０】
前記実装用パッド１０の電極１１側のエリアに発光ダイオードＬを実装し、該パッド１０と対極の電極１１との間にボンディングワイヤを接続した後、キャビティ６ａ内に図示しない封止樹脂を充填した状態で、図示しないプリント基板に実装し、上記発光ダイオードＬに所要の電流を通電する。すると、該発光ダイオードＬは、所定の光を発光し、該光は、キャビティ６ａの側面８などに反射して外部に放射される。この間において、上記発光ダイオードＬは、熱も発するため、その一部は、接続配線１６を経て、図１，図２で右側の通気路ｆ１における通気孔２０内の導体層１７に伝熱される。また、発光ダイオードＬの熱は、セラミック層ｓ３などや、キャビティ６ａ内に充填される封止樹脂を介しても導体層１７に伝熱される。このため、該通気路ｆ１では、内壁面に導体層１７が形成された通気孔２０のうち、排気孔１９側の空気は、吸気孔２２側の空気よりも、相対的に高温となる。
【００２１】
その結果、図２中の矢印で示すように、通気路ｆ内における導体層１７側で温められた空気が、排気孔１９から基板本体２ａの表面３を経て、外部に放出される。これに応じて、外部の冷たい空気が吸気孔２２から通気孔２０内に流入する。これらによって、通気路ｆでは、吸気孔２２から通気孔２０内に外部の冷たいエアが流入し、導体層１７付近で暖められた後、排気孔１９から外部に放出される空気の環流が生じ、該空気が熱媒体となって、前記発光ダイオードＬが発した熱を効果的に基板本体２ａの外部に放出することができる。
従って、前記配線基板１によれば、前記発光ダイオードＬの発光効率を確実に保つことができるので、所要の光を安定して放射することが可能となる。
【００２２】
以下において、前記配線基板１の製造方法について概説する。
予め、アルミナ粉末、所定量の有機バインダ、および溶剤を個別に瓶量し、これらを攪拌して得られたセラミックスラリをドクターブレード法によりシート状に成形することで、図３に示すように、グリーンシートｇ１〜ｇ６を製作した。
【００２３】
次に、追って前記セラミック層ｓ４〜ｓ６となるグリーンシートｇ４〜ｇ６の中央部に対し、パンチングによる打ち抜き加工を施して、図３に示すように、断面が円形の貫通孔Ｈをそれぞれ形成した。また、グリーンシートｇ６の各コーナ付近には、貫通孔ｈ２を、グリーンシートｇ３〜ｇ５の各コーナ付近には、前記貫通孔ｈ２よりも太径の貫通孔ｈ３を、打ち抜き加工によりそれぞれ同心にして形成した。更に、追って前記セラミックｓ１〜ｓ３となるグリーンシートｇ１〜ｇ３ごとの所定の位置に対し、上記同様の打ち抜き加工を施して、個別に上記貫通孔ｈ２よりも細径のビアホールｈ１を形成した。加えて、グリーンシートｇ２の各コーナ付近に、切り欠き加工を施して、一端が外側面に開口し且つ平面視がほぼ半長円形の切り欠きｋを形成した。
【００２４】
次いで、グリーンシートｇ１〜ｇ３のビアホールｈ１ごとに、図示しないメタルマスクおよびスキージを用いて、Ｗ粉末を含む導電性ペーストを充填することで、図４に示すように、未焼成のビア導体ｖを形成した。
また、グリーンシートｇ３〜ｇ６の各貫通孔ｈ２，ｈ３の内壁面に対し、一方の開口部からエアを吸引しつつ、他方の開口部から上記同様の導電性ペーストを吸引・塗布して、図４に示すように、ほぼ円筒形の導体部１７ａ〜１７ｃを形成した。この際、グリーンシートｇ６の表・裏面には、導体部１７ｃの上・下端に連なるリング部１８，ｒを同時に印刷・形成した。
更に、グリーンシートｇ１〜ｇ３の表面および裏面の少なくとも一方に対し、前記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷して、未焼成の実装用パッド１０、電極１１、配線層１２，１３、および接続端子１４を形成した。
【００２５】
次に、前記グリーンシートｇ１〜ｇ６を、図４中の矢印で示すように、それらの厚み方向に積層した後、圧着した。この際、前記各貫通孔Ｈ、および各貫通孔ｈ２，ｈ３が同心で連通すると共に、貫通孔ｈ３の最下部に切り欠きｋの最奥部が連通して、前記吸気孔２２、通気孔２０、および排気孔１９からなる４つの通気路ｆ１が形成された。同時に、前記導体部１７ａ〜１７ｃが接続されて、未焼成の前記導体層１７が形成された。その結果、前記グリーンシートｇ１〜ｇ６を積層して図示しないグリーンシート積層体が得られた。
次いで、上記グリーンシート積層体を、所定の温度帯で焼成した。その結果、グリーンシートｇ１〜ｇ６は、前記セラミック層ｓ１〜ｓ６となり、且つ前記基板本体２ａとなった。同時に、前記実装用パッド１０、電極１１、配線層１２，１３、接続端子１４、導体層１７、およびビア導体ｖも焼成された。
【００２６】
そして、上記基板本体２ａを図示しない電解Ｎｉメッキ槽および電解Ａｕメッキ槽に順次浸漬し、且つ基板本体２ａに設けた図示しないメッキ用結線などを用いて外部電極と通電して電解メッキを施した。その結果、外部に露出する前記実装用パッド１０，電極１１、導体層１７、および接続端子１４の表面ごとに、所定厚さのＮｉメッキ層、およびＡｕメッキ層が、順次被覆された。
以上のような各工程を経て、前記図１，図２で示した配線基板１を製造した。
尚、前記配線基板１は、多数個取りの方法によっても製造することもできる。
【００２７】
図５は、第１の前記配線基板１の応用形態である配線基板１ａを示す前記図２と同様な垂直断面図である。
配線基板１ａは、図５に示すように、前記同様の基板本体２ａ、キャビティ６ａ、実装用パッド１０、配線層１２，１３、接続配線１５，１６、および接続端子１４などを備えている。該配線基板１ａが前記配線基板１と相違するところは、キャビティ６ａの側面８に、ＷまたはＭｏからなるメタライズ層、およびその表面に順次被覆したＮｉ、Ａｕ、Ａｇメッキ層からなる光反射層（金属層）８ａが形成され、且つ該光反射層８ａと通気路ｆ１ごとの通気孔２０内の導体層１７とが、セラミック層ｓ５，ｓ６間に形成された接続配線８ｂを介して、接続されていることである。
尚、上記光反射層８ａは、図５のように、実装用パッド１０あるいは電極１１と離間する形態に限らず、何れか一方と接続する形態としても良い。
【００２８】
以上のような配線基板１ａによっても、実装用パッド１０に実装された発光ダイオードＬの熱によって、光反射層８ａを温めた熱が、通気路ｆ１ごとの通気孔２０内の導体層１７から、該通気路ｆ１を環流する空気によって、効率良く放熱されるため、発光ダイオードＬの発光効率を維持することが可能となる。尚、該配線基板１ａは、前記同様の方法で製造される。
【００２９】
図６は、第１の前記配線基板１の変形形態である配線基板１ｂを示す前記図２と同様な垂直断面図である。
配線基板１ｂは、図６に示すように、前記同様の基板本体２ａ、キャビティ６ａ、実装用パッド１０、配線層１２，１３、接続配線１５，１６、および接続端子１４などを備えている。該配線基板１ａが前記配線基板１と相違するところは、基板本体２ａの表・裏面３，４のコーナ付近ごとに形成された通気路ｆ２である。
該通気路ｆ２は、図６に示すように、セラミック層ｓ２の外側面５に開口する吸気孔２２、該吸気孔２２に連通し且つセラミック層ｓ２〜ｓ５を貫通する通気孔２０、および該通気孔２０の上端部に連通し且つセラミック層ｓ５の外側面５に開口する排気孔２４からなる。
【００３０】
前記排気孔２４は、図６のように、基板本体２ａを図示しないプリント基板の表面に実装した時の姿勢において、同じ外側面５に開口する吸気孔２２よりも表面３側の位置に開口している。また、通気孔２０の内壁面において、排気孔２４側で且つキャビティ６ａの底面７から表面３側には、前記同様の導体層２５が形成されている。該導体層２５は、排気孔２４側が、接続導体１５，１６側よりも細径とされ、該接続配線１５，１６を介して、実装用パッド１０あるいは前記電極１１と導通可能に接続されている。
以上のような配線基板１ｂによっても、図６中の矢印で示すように、通気路ｆ２ごとにおいて空気の環流を生じ易いので、前記配線基板１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も、前記同様の方法で製造される。また、キャビティ６ａの側面８に、前記光反射層８ａを形成した形態としても良い。
【００３１】
図７は、第１の前記配線基板１の異なる形態の配線基板１ｃを示す前記同様の垂直断面図である。
配線基板１ｃは、図７に示すように、複数のセラミック層ｓ１〜ｓ３，ｓ７〜ｓ９を積層してなり、平面視がほぼ正方形の表面３、裏面４、およびこれらの四辺間ごとに位置する外側面５を有する基板本体２ｂと、該基板本体２ｂの表面３に開口し、平面視が円形の底面７、およびその周辺から斜め上向きに立設して全体がほぼ逆円錐形を呈する側面９を有するキャビティ６ｂと、を備えている。
上記セラミック層ｓ１〜ｓ３，ｓ７〜ｓ９も、アルミナを主成分とする高温焼成セラミックからなる。また、キャビティ６ｂの側面９は、上記セラミック層ｓ７〜ｓ９を形成する白色のアルミナ成分が露出した光反射面である。尚、キャビティ６ｂの側面９に、前記光反射層８ａを形成しても良い。
【００３２】
また、図７に示すように、キャビティ６ｂの底面７には、前記同様の実装用パッド１０、および電極１１が形成され、前記セラミック層ｓ１〜ｓ３，ｓ７間には、前記同様の配線層１２，１３や、接続配線１５，１６が形成されていると共に、基板本体２ｂの裏面４には、前記同様の接続端子１４が形成されている。
更に、図７に示すように、基板本体２ｂの表・裏面３，４のコーナ付近ごとに通気路ｆ３が形成されている。該通気路ｆ３は、セラミック層ｓ２の外側面５に開口する吸気孔２２、該吸気孔２２に連通し且つセラミック層ｓ２，ｓ３，ｓ７〜ｓ９を垂直に貫通する通気孔２０、および該通気孔２０の上端部に連通し且つ基板本体２ｂの表面３に開口する排気孔１９からなる。上記通気孔２０は、セラミック層ｓ８に表面３側が縮径するようにテーパが付されている。該通気孔２０の内壁面には、排気孔１９側で且つキャビティ６ｂの底面７から表面３側に、前記同様の導体層２７が形成され、これらは、接続配線１５，１６を介して、実装用パッド１０、または前記電極１１と導通可能に接続されている。
【００３３】
尚、前記導体層２７は、排気孔１９側が接続配線１５，１６側よりも細径とされ、且つ基板本体２ｂの表面３に形成されたリング部１８と接続している。
また、該配線基板１ｂは、セラミック層ｓ７〜ｓ９となる３層のグリーンシートごとに対し、パンチと該パンチの外径ようも大きな内径の受け入れ孔を有するダイとによる打ち抜き加工を個別に施し、傾斜角度が同じで且つ積層時にほぼ逆円錐形の傾斜面（側面９）となる貫通孔を形成する工程のほかは、前記同様の方法によって製造することができる。
以上のような配線基板１ｂによっても、図７中の矢印で示すように、各通気路ｆ３ごとにおいて、通気孔２０の排気孔１９側が縮径されているため、流入した空気の流速を高め且つ熱交換を効率良く行えるので、前記配線基板１と同様な効果を奏することができる。
尚、前記配線基板１ｂのキャビティ６ｂの側面９に、前記光反射層８ａを形成しても良い。
【００３４】
図８は、第２の配線基板における一形態の配線基板３０ａを示す斜視図、図９は、その正面からの視覚による側面図、図１０は、該配線基板３０ａの垂直断面図である。
配線基板３０ａは、図８，図９に示すように、前記同様に複数のセラミック層を積層してなり、側面視が長方形（矩形）の表面３４ａおよび裏面３４ｂと、これらの四辺間に位置する外側面３２，３３，３５とを備えた全体が直方体の基板本体３１と、外側面３２に開口するキャビティ３６と、を備えている。該キャビティ３６は、側面視が長円形の底面３７およびその周囲から垂直に立設し全体がほぼ長円柱形を呈する側面３８からなる。該キャビティ３６の底面３７には、その長軸方向に沿って、左右一対の発光素子実装用パッド（金属層）３９ａと、これらに隣接する一対の電極（金属層）３９ｂとが形成されている。
尚、図１０は、キャビティ３６の底面３７を含む平面に沿って基板本体３１を垂直に切断した際の断面図である。
【００３５】
図９，図１０に示すように、キャビティ３６の側面３８と、基板本体３１の表面３４ａのコーナとの間に、一対の通気路ｆ４が左右対称に形成されている。該通気路ｆ４は、基板本体３１の外側面３５に開口する吸気孔４２、その最奥部に連通し且つ該基板本体３１の内部に形成された通気孔４０、および該通気孔４０に連通し且つ基板本体３１の表面３４ａに開口する排気孔４１からなる。該排気孔４１は、基板本体３１を図示しないプリント基板の表面に実装した際に、外側面３５に開口する前記吸気孔４２よりも上方に位置する表面３４ａに開口している。
また、通気孔４０の内壁面において、排気孔４１側で且つ接続配線４４よりも表面３４ａ側には、全体が四角筒形を呈する前記同様の導体層４３が形成されている。該導体層４３は、図１０に示すように、左右の接続配線４４を介して、一対の実装用パッド３９ａと個別に導通可能に接続されている。尚、基板本体３１の裏面３４ｂには、図示しない接続端子が複数個形成されている。
【００３６】
前記実装用パッド３９ａごとの電極３９ｂ側のエリアに発光ダイオードＬを実装し、これと対極の電極３９ｂとの間にボンディングワイヤを接続した後、キャビティ３６内に図示しない封止樹脂を充填する。次いで、当該配線基板３０ａの基板本体３１の下面３４ｂを、図示しないプリント基板の表面電極に接合し、且つキャビティ３６を横向きで搭載した状態で、上記発光ダイオードＬに所定電圧の電流を通電する。
すると、上記発光ダイオードＬは、所定の光を発光し、該光は、キャビティ３６の側面３８などに反射して外部に放射される。同時に、上記発光ダイオードＬは、熱も発するため、その一部は、接続配線４４を経て、図１０で左右の通気路ｆ４における通気孔４０内の導体層４３に速やかに伝熱される。また、発光ダイオードＬの熱は、セラミック層ｓｎなどを介しても導体層４３に伝熱される。このため、該通気路ｆ４では、内壁面に導体層４３が形成された通気孔４０のうち、排気孔４１側の空気が吸気孔４２側の空気よりも、相対的に温められる。
【００３７】
その結果、図１０中の矢印で示すように、通気路ｆ４内における導体層４３側の空気が温められ、排気孔４１から基板本体３１の表面３４ａを経て、外部に放出される。これに応じて、外部の冷たい空気が吸気孔４２から通気孔４０内に流入する。これらによって、通気路ｆ４では、吸気孔４２から通気孔４０内に外部の冷たい空気が流入し、更に導体層４３付近で温められた後、排気孔４１から外部に放出される空気の環流が生じ、該空気が熱媒体となって、前記発光ダイオードＬが発散した熱を効果的に基板本体３１の外部に放出することができる。
従って、前記配線基板３０ａによっても、前記発光ダイオードＬの発光効率を確実に保つことができるので、所要の光を安定して提供することが可能となる。
【００３８】
図１１は、前記配線基板３０ａの変形形態である配線基板３０ｂを示す斜視図、図１２は、図１１中のＹ−Ｙ泉の矢視にほぼ沿った垂直断面図である。
配線基板３０ｂは、図１１，図１２に示すように、側面視が長方形のセラミック層ｓ１〜ｓ６を積層してなる前記同様の基板本体３１、キャビティ３６、実装用パッド３９ａ、および、対となる電極３９ｂを備えている。
図１２に示すように、基板本体３１を構成するセラミック層ｓ１〜ｓ６間には、所定パターンの配線層４６〜４９，５３が形成され、これらはセラミック層ｓ２〜ｓ５を貫通するビア導体ｖを介して導通されている。また、キャビティ３６の底面３７に形成された一対の電極３９ｂは、配線層４８と接続されている。更に、基板本体３１の裏面３４ｂには、配線層４６，５３と接続すると共に、本配線基板３０ｂをプリント基板の表面に実装する際に、導通を取るための接続端子５４が複数個形成されている。
【００３９】
図１１，図１２に示すように、キャビティ３６の側面３８と、基板本体３１の表面３４ａの各コーナとの間に、一対の通気路ｆ５が左右対称に形成されている。該通気路ｆ５は、基板本体３１の表面３２に開口する吸気孔４５、該吸気孔４５と連通し且つ基板本体３１の内部を貫通する通気孔５０、および該通気孔５０の最奥部に連通し且つ基板本体３１の上面３４ａに開口する排気孔４１からなる。該排気孔４１は、基板本体３１を図示しないプリント基板の表面に実装した際に、前記吸気孔４５の開口部よりも上方の表面３４ａに開口している。また、通気孔５０の内壁面において、排気孔４１側で且つ接続配線５２よりも外側面３３側には、全体が四角筒形を呈する前記同様の導体層５１が形成されている。該導体層５１は、図１２に示すように、接続配線５２を介して、一対の実装用パッド３９ａと個別に導通可能に接続されている。
【００４０】
以上のような配線基板３０ｂによっても、図１２中の矢印で示すように、通気路ｆ５ごとにおいて空気の環流を生じ易いので、前記配線基板３０ａ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３０ｂにおいて、前記吸気孔４５を、基板本体３１の外側面３３に開口させ、表面３４ａに開口する排気孔４１、およびこれらの間を連通する通気孔５０として形態の通気路ｆ５を形成しても良い。
また、前記電極３９ｂと導体層４３，５１とを導通させても良い。
更に、前記配線基板３０ａ，３０ｂは、前記キャビティ３６を形成するために、複数層のグリーンシートに対し、長円形の貫通孔を形成する工程のほかは、前記同様の方法によって製造することができる。
また、配線基板３０ａ，３０ｂの前記キャビティ３６は、前記底面３７と、該底面３７から表面３２側に向かって広がるように傾斜するほぼ逆長円錐形の側面とからなる形態としても良い。あるいは、楕円形の底面と、その周囲から斜めに立ち上がるほぼ逆楕円錐形の側面とからなる形態としても良い。
加えて、前記キャビティ３６の側面３８や上述した形態の側面に対し、前述したメタライズ層および金属メッキ層からなる光反射層を形成しても良い。
【００４１】
本発明は、前述した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記配線基板１，１ａ〜１ｃ，３０ａ，３０ｂの基板本体２ａ，２ｂ，３１は、約４０〜６０質量％のガラス成分を含むガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックからなる複数のセラミック層を積層したものにより構成しても良い。該形態の場合、前記実装用パッド１０，３９ａや導体層１７，２５，２７，４３，５１などの導体には、ＣｕまたはＡｇ、あるいはこれらの何れか一方をベースとする合金が用いられる。
また、前記配線基板の基板本体は、例えば、ＢＴ樹脂からなるコア基板と、その表面および裏面に順次積層したエポキシ系樹脂からなる複数の絶縁層とから構成される形態としても良い。該形態の場合、前記実装用パッド１０や導体層１７などの導体には、フォトリソグラフィ技術により形成されるＣｕメッキ層が用いられる。
更に、前記通気路ｆ１〜ｆ５は、前記基板本体２ａ，２ｂ，３１において、前記キャビティ６ａ，６ｂ，３６の周囲における任意に位置に配設しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による第１の配線基板の一形態を示す平面図。
【図２】図１中のＸ−Ｘ線の矢視にほぼ沿った垂直断面図。
【図３】上記配線基板を得るための製造工程を示す概略図。
【図４】図３に続く製造工程を示す概略図。
【図５】上記配線基板の応用形態である配線基板を示す垂直断面図。
【図６】上記配線基板の変形形態である配線基板を示す垂直断面図。
【図７】第１の配線基板の異なる形態を示す斜視図。
【図８】第２の配線基板の一形態を示す斜視図。
【図９】上記配線基板の正面からの視覚による側面図。
【図１０】上記配線基板の垂直断面図。
【図１１】上記配線基板の変形形態である配線基板を示す斜視図。
【図１２】図１１中のＹ−Ｙ線の矢視にほぼ沿った垂直断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１，１ａ〜１ｃ，３０ａ，３０ｂ…配線基板（発光素子実装用配線基板）
２ａ，２ｂ，３１……………………基板本体
３，３４ａ……………………………表面
４，３４ｂ……………………………裏面
５，３２，３３，３５………………外側面
６ａ，６ｂ，３６……………………キャビティ
７，３７………………………………底面
８，９，３８…………………………側面
８ａ……………………………………光反射層（金属層）
１０，３９ａ…………………………発光素子実装用パッド（金属層）
１１，３９ｂ…………………………電極（金属層）
１７，２５，２７，４３，５１……導体層
１９，４１……………………………排気孔
２０，４０，５０……………………通気孔
２２，４２，４５……………………吸気孔
ｆ１〜ｆ５……………………………通気路
Ｌ………………………………………発光ダイオード（発光素子）
ｓ１〜ｓ９，ｓｎ……………………セラミック層／絶縁材
【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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