JP7121027B2

JP7121027B2 - 電子素子搭載用基板および電子装置

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Publication number: JP7121027B2
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Inventors: 幸雄森田; 登北住
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Description

本発明は、電子素子搭載用基板および電子装置に関するものである。

従来、電子素子搭載用基板は、第１主面と第２主面と側面とを有する絶縁基板と、絶縁基板の第１主面に設けられた電子素子の搭載部および配線層とを有している。電子素子搭載用基板において、電子素子の搭載部に電子素子を搭載した後、電子素子搭載用パッケージに搭載されて電子装置となる。例えば、電子素子としてＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の光素子を搭載した場合、温度が上昇すると発光量が低下するという特性があるので、放熱対策を施して温度上昇を抑える必要がある。これに対し、ヒートシンク（「放熱部材」とも称する。）上にＬＥＤ素子を搭載する基板を固定し、ＬＥＤ素子で発生した熱をヒートシンクに逃がすという対策が講じられている（特開2014-120502号公報参照。）。

本開示の電子素子搭載用基板は、第１主面を有し、該第１主面に位置した電子素子の搭載部を有した矩形状であり、セラミックスからなる第１基板と、前記第１主面と相対する第２主面に位置し、炭素材料からなり、矩形状であって、前記第２主面と対向する第３主面および該第３主面と相対する第４主面を有し、前記第４主面に凹部を含む第２基板とを備え、該第２基板は、面における長手方向の熱伝導率をλｙ、面における前記長手方向に垂直に交わる方向の熱伝導率をλｘ、厚み方向の熱伝導率をλｚとしたとき、λｙ≒λｚ＞λｘを満たしている。

本開示の電子装置は、上記構成の電子素子搭載用基板と、該電子素子搭載用基板の前記搭載部に搭載された電子素子と、前記凹部に位置した伝熱体とを有している。

（ａ）は、第１の実施形態における電子素子搭載用基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図である。図１に示された電子素子搭載用基板を第１基板と第２基板とに分解した斜視図である。（ａ）は、図１（ａ）に示された電子素子搭載用基板のＡ－Ａ線における縦断面図であり、（ｂ）は、Ｂ－Ｂ線における縦断面図である。（ａ）は、図１（ａ）に示された電子素子搭載用基板に電子素子を搭載し、ヒートシンクを除いた電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線におけるヒートシンクを含む縦断面図である。（ａ）は、第２の実施形態における電子素子搭載用基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図である。（ａ）は、図５（ａ）に示された電子素子搭載用基板のＡ－Ａ線における縦断面図であり、（ｂ）は、Ｂ－Ｂ線における縦断面図である。（ａ）は、第２の実施形態における電子素子搭載用基板およびヒートシンクを除いた電子装置の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ－Ｂ線におけるヒートシンクを含む縦断面図である。（ａ）は、第３の実施形態における電子素子搭載用基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図である。（ａ）は、図８（ａ）に示された電子素子搭載用基板のＡ－Ａ線における縦断面図であり、（ｂ）は、Ｂ－Ｂ線における縦断面図である。（ａ）は、図８（ａ）に示された電子素子搭載用基板に電子素子を搭載し、ヒートシンクを除いた電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線におけるヒートシンクを含む縦断面図である。

本開示のいくつかの例示的な実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態における電子素子搭載用基板１は、図１～図４に示された例のように、第１基板11と凹部12ａを含む第２基板12とを含んでいる。電子装置は、電子素子等用基板１と、電子素子搭載用基板の搭載部11ａに搭載された電子素子２とを含んでいる。

第１の実施形態における電子素子搭載用基板１は、第１主面111を有し、第１主面111に位置した電子素子２の搭載部11ａを有した矩形状である第１基板11と、第１主面111と相対する第２主面112に位置し、炭素材料からなり、矩形状であって、第２主面112と対向する第３主面121および第３主面121と相対する第４主面122を有し、平面透視において、第３主面121または第４主面122が、長手方向の熱伝導が長手方向に垂直に交わる方向の熱伝導より大きく、第４主面に凹部12ａを含む第２基板12とを備えている。第１基板11は、表面に金属層13を有している。図４において、電子素子２は仮想のｘｙｚ空間におけるｘｙ平面に実装されている。図１～図４において、上方向とは、仮想のｚ軸の正方向のことをいう。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際に電子素子搭載用基板１等が使用される際の上下を限定するものではない。

金属層13は、図１～図４に示す例において、網掛けにて示している。第１基板11は、図２（ａ）に示す例において、斜視にて不可視となる第１基板11の外面を破線にて示している。第２基板12は、図２（ｂ）に示す例において、斜視にて不可視となる第１基板11の外面および凹部12ａの内側面とを破線にて示している。

第１基板11は、単層または複数層の絶縁層からなり、第１主面111（図１～図４では上面）および第２主面112（図１～図４では下面）を有している。第１基板11は、図１～図４に示す例において、単層の絶縁層からなる。第１基板11は、平面視において、第１主面111および第２主面112のそれぞれに対して二組の対向する辺（４辺）を有した矩形の板状の形状を有している。第１基板11は、第１主面111に電子素子２を搭載する搭載部11ａを有しており、図１～図４に示す例において、平面視において、一方方向に長い長方形状である。第１基板11は、電子素子２を支持するための支持体として機能し、第１基板11の第１主面111に位置した搭載部11ａ上に電子素子２が接合部材を介してそれぞれ接着され固定される。

第１基板11は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体またはガラスセラミックス焼結体等のセラミックスを用いることができる。第１基板11は、例えば窒化アルミニウム質焼結体である場合であれば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ），酸化エルビニウム（Ｅｒ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿物を作製する。この泥漿物を、従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等を採用してシート状に成形することによってセラミックグリーンシートを作製する。必要に応じて、複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、セラミックグリーンシートを高温（約1800℃）で焼成することによって単層または複数の絶縁層からなる第１基板11が製作される。

第２基板12は、第３主面121（図１～図４では上面）および第４主面122（図１～図４では下面）を有している。第２基板12は、平面視において、第３主面121および第４主面122のそれぞれに対して二組の対向する辺（４辺）を有した矩形の板状の形状を有している。

第２基板12は、例えば、炭素材料からなり、六員環が共有結合でつながったグラフェンが積層した構造体として形成される。各面がファンデルワールス力で結合された材料である。

第２基板12は、第４主面122側に開口された凹部12ａを有している。第１の実施形態の電子素子搭載用基板１において、凹部12ａは、第２基板12の第４主面122側から第２基板12の厚み方向の途中まで開口している。凹部12ａは、平面透視にて、第１基板11の第１主面111に位置した搭載部11ａと重なっており、放熱性に優れたものとすることができる。第２基板12の凹部12ａは、例えば、第２基板12の第４主面122側にレーザー加工、ねじ穴加工等によって形成しておくことができる。凹部12ａは、放熱性に優れた伝熱体４を位置させるための領域である。

第１基板11は、熱伝導率に優れた窒化アルミニウム質焼結体が好適に用いられる。第１基板11と第２基板12とは、第１基板11の第２主面112と第２基板12の第３主面121とが対向するように、ＴiＣｕＡｇ合金、ＴｉＳｎＡｇＣｕ合金等の活性ろう材からなる接合材により接着される。接合材は、第１基板11と第２基板12との間に、数10μｍ程度の厚みに配置される。

第１基板11の基板厚みＴ１は、例えば、50μｍ～500μｍ程度であり、第２基板12の基板厚みＴ２は、例えば、100μｍ～2000μｍ程度である。第１基板11と第２基板12とは、Ｔ２＞Ｔ１であると、第１基板11の熱を第２基板12に良好に放熱することができるとなる。

第１基板11の熱伝導率κは、図２に示す例のように、平面方向におけるＸ方向とＹ方向とで略一定であり、第１基板11の平面方向と厚み方向とにおいても略一定である（κｘ≒κｙ≒κｚ）。例えば、第１基板11として、窒化アルミニウム質焼結体が用いられる場合、第１基板11は、100～200Ｗ／ｍ・Ｋ程度の熱伝導率κである第１基板11が用いられる。

第２基板12の熱伝導率λは、平面方向におけるＸ方向とＹ方向とで大きさが異なっている。例えば、第２基板12のそれぞれの方向における熱伝導率λｘ、λｙ、λｚの関係は、図２に示すように、「熱伝導率λｙ≒熱伝導率λｚ＞＞熱伝導率λｘ」である。例えば、第２基板12の熱伝導率λｙおよび熱伝導率λｚは、1000Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、第２基板12の熱伝導率λｘは、４Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。なお、本開示の実施形態における図および後述する実施形態の図において、便宜上、熱伝導率κｘ、κｙ、κｚ、λｘ、λｙ、λｚ、のいずれかを省略したものを含んでいる。

本開示の実施形態の電子素子搭載用基板１の熱伝導率は、例えば、レーザーフラッシュ法等の分析方法により測定することができる。また、第２基板12の熱伝導率を測定する場合には、第１基板基体11と第２基板12とを接合する接合材を除去し、第２基板12に対して、レーザーフラッシュ法等の分析方法により測定することができる。

第２基板12は、第１基板11の長手方向に対する熱伝導率λｙおよび第２基板12の厚み方向の熱伝導率λｚは、第１基板11の長手方向に垂直に交わる方向の熱伝導率λｘより大きくなるように配置されている。

金属層13は、第１基板11の第１主面111に、平面視（平面透視）において第１基板11の長手方向で第２基板12を挟むように位置している。また、平面視（平面透視）において第１基板11の長手方向で金属層13と第２基板12とが交互に位置している。金属層13は、例えば、電子素子２の電極とのボンディングワイヤ等の接続部材３との接続部として用いられる。

金属層13は、薄膜層およびめっき層とを含んでいる。薄膜層は、例えば、密着金属層とバリア層とを有している。薄膜層を構成する密着金属層は、第１基板11の第１主面111に位置する。密着金属層は、例えば、窒化タンタル、ニッケル－クロム、ニッケル－クロムーシリコン、タングステン－シリコン、モリブデン－シリコン、タングステン、モリブデン、チタン、クロム等から成り、蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の薄膜形成技術を採用することにより、第１基板11の第１主面111に被着される。例えば真空蒸着法を用いて形成する場合には、第１基板11を真空蒸着装置の成膜室内に設置して、成膜室内の蒸着源に密着金属層と成る金属片を配置し、その後、成膜室内を真空状態（１０^-2Ｐａ以下の圧力）にするとともに、蒸着源に配置された金属片を加熱して蒸着させ、この蒸着した金属片の分子を第１基板11に被着させることにより、密着金属層と成る薄膜金属の層を形成する。そして、薄膜金属層が形成された第１基板11にフォトリソグラフィ法を用いてレジストパターンを形成した後、エッチングによって余分な薄膜金属層を除去することにより、密着金属層が形成される。密着金属層の上面にはバリア層が被着され、バリア層は密着金属層とめっき層と接合性、濡れ性が良く、密着金属層とめっき層とを強固に接合させるとともに密着金属層とめっき層との相互拡散を防止する作用をなす。バリア層は、例えば、ニッケルークロム、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト等から成り、蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の薄膜形成技術により密着金属層の表面に被着される。

密着金属層の厚さは0.01～0.5μｍ程度が良い。0.01μｍ未満では、第１基板11上に密着金属層を強固に密着させることが困難となる傾向がある。0.5μｍを超える場合は密着金属層の成膜時の内部応力によって密着金属層の剥離が生じ易くなる。また、バリア層の厚さは0.05～１μｍ程度が良い。0.05μｍ未満では、ピンホール等の欠陥が発生してバリア層としての機能を果たしにくくなる傾向がある。１μｍを超える場合は、成膜時の内部応力によりバリア層の剥離が生じ易くなる。

めっき層は、電解めっき法または無電解めっき法によって、薄膜層の表面に被着される。めっき層は、ニッケル，銅，金または銀等の耐食性、接続部材との接続性に優れる金属から成るものであり、例えば、厚さ0.5～５μｍ程度のニッケルめっき層と0.1～３μｍ程度の金めっき層とが順次被着される。これによって、金属層13が腐食することを効果的に抑制できるとともに、電子素子２と金属層13との接合、または金属層13と接続部材３との接合を強固にできる。

また、バリア層上に、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）等の金属層を配置し、めっき層が良好に形成されるようにしても構わない。このような金属層は、薄膜層と同様な方法により形成される。

第１基板11の第１主面111への金属層13の形成、および金属層13上への金属めっき層の形成の際に、予め第２基板12の露出する側面および第４主面122に、樹脂、セラミックス、金属等からなる保護膜を位置させておくと、電子素子搭載用基板１の製作時に炭素材料からなる第２基板12が剥き出しにならないため、薬品等による変質を低減することができる。

電子素子搭載用基板１の第１主面111側に位置した搭載部11ａ上に、電子素子２を搭載し、この電子素子搭載用基板１の凹部12ａに伝熱体４を位置させることによって電子装置を作製できる。電子素子搭載用基板１に搭載される電子素子２は、例えばＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の発光素子、ＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）等の受光素子である。例えば、電子素子２は、例えば、搭載部11ａ上に搭載し、はんだバンプ、金バンプまたは導電性樹脂（異方性導電樹脂等）等の接続部材３を介して電子素子２の電極と金属層13とが電気的に接続されることによって電子素子搭載用基板１に搭載される。あるいは、Ａｕ－Ｓｎ等の接合材によって、搭載部11ａ上に固定された後、ボンディングワイヤ等の接続部材３を介して電子素子２の電極と金属層13とが電気的に接続されることによって電子素子搭載用基板１に搭載される。

伝熱体４またはヒートシンク５は、例えば、銅（Ｃｕ）、銅－タングステン（ＣｕＷ）、銅－モリブデン（ＣｕＭｏ）等の熱伝導率に優れた材料から成る。伝熱体４またはヒートシンク５の熱伝導率κ２は、平面方向におけるＸ方向とＹ方向とで略一定であり、伝熱体４またはヒートシンク５の平面方向と厚み方向とにおいても略一定である（κ２ｘ≒κ２ｙ≒κ２ｚ）。伝熱体４またはヒートシンク５の熱伝導率κ２は、第１基板11の熱伝導率κ以上である（κ２ｘ＞κｘ、κ２ｙ＞κｙ、κ２ｚ＞κｚ）。

本開示の実施形態における電子素子搭載用基板１によれば、第１主面111を有し、第１主面111に位置した電子素子２の搭載部を有した矩形状である第１基板11と、第１主面111と相対する第２主面112に位置し、炭素材料からなり、矩形状であって、第２主面112と対向する第３主面121および第３主面121と相対する第４主面122を有し、平面透視において、第３主面121または第４主面122が、長手方向の熱伝導が長手方向に垂直に交わる方向の熱伝導より大きく、第４主面に凹部12ａを含む第２基板12とを備えていることによって、例えば電子装置の作動時に、電子素子２から発生する熱が、第１基板11および厚みが小さくなっている第２基板12の第３主面121と凹部12ａの底面との間を介して、凹部12ａに位置する伝熱体４に伝わりやすく、また第２基板12の長手方向に伝熱しやすいものとなり、電子素子２の搭載部11ａから周囲に放熱しやすく、電子素子２から発生する熱による電子素子２の誤動作を抑制することで電子装置が良好に作動するものとすることができる。

特に電子素子２としてＬＤ、ＬＥＤ等の光素子を搭載する場合には、伝熱体４を介してヒートシンク５に確実に伝熱させることができるので、電子素子搭載用基板１の歪みを抑制することで、光を精度よく放出することができる光学装置用の電子素子搭載用基板１とすることができる。

本開示の実施形態における電子素子搭載用基板１は、薄型で高出力の電子装置において好適に使用することができ、電子素子搭載用基板１における信頼性を向上することができる。例えば、電子素子２として、ＬＤ、ＬＥＤ等の光素子を搭載する場合、薄型で指向性にすぐれた光学装置用の電子素子搭載用基板１として好適に用いることができる。

第２基板12は、図１～図４に示す例のように、平面透視において、搭載部11ａよりも大きい（電子素子２よりも大きい）と、第２基板12に伝熱した電子素子２の熱が、第２基板12を第１基板11の長手方向に良好に伝熱されやすく、伝熱体４を介して外部に確実に伝熱させることができる。

本開示の実施形態の電子装置によれば、上記構成の電子素子搭載用基板１と、電子素子搭載用基板１の搭載部11ａに搭載された電子素子２とを有していることによって、長期信頼性に優れた電子装置とすることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態による電子素子搭載用基板について、図５～図７を参照しつつ説明する。

第２の実施形態における電子装置において、上述した実施形態の電子装置と異なる点は、凹部12ａの内壁面が螺子形状である点である。第２の実施形態において、金属層13は、図５～図７に示す例において、網掛けにて示している。凹部12ａは、第２基板12の第４主面122側に開口し、凹部12ａは、内壁面が螺子形状をしている。なお、本開示の実施形態における図および後述する実施形態の図において、便宜上、熱伝導率κｘ、κｙ、κｚ、λｘ、λｙ、λｚ、のいずれかを省略したものを含んでいる。

第２の実施形態における電子素子搭載用基板１によれば、上述した実施形態の電子素子搭載用基板１と同様に、例えば電子装置の作動時に、電子素子２から発生する熱が、第１基板11および厚みが小さくなっている第２基板12の第３主面121と凹部12ａの底面との間を介して、凹部12ａに位置する伝熱体４に伝わりやすく、また第２基板12の長手方向に伝熱しやすいものとなり、電子素子２の搭載部11ａから周囲に放熱しやすく、電子素子２から発生する熱による電子素子２の誤動作を抑制することで電子装置が良好に作動するものとすることができる。

また、内壁面が螺子形状の凹部12ａ内に伝熱体４を位置させることで、第２基板12の凹部12の内壁面と伝熱体４とを好適に接触させ、伝熱体４を介して外部のヒートシンク５に確実に伝熱させることが可能な電子素子搭載用基板を提供することができる。

第１基板11と第２基板12とは、第１基板11の第２主面112と第２基板12の第３主面121とが対向するように、ＴiＣｕＡｇ合金、ＴｉＳｎＡｇＣｕ合金等の活性ろう材からなる接合材により接着される。接合材は、第１基板11と第２基板12との間に、数10μｍ程度の厚みに配置される。

第２基板12の凹部12ａは、例えば、第２基板12にねじ穴加工等によって形成しておくことができる。

第２の実施形態の電子素子搭載用基板１において、第１基板11の基板厚みＴ１は、例えば、50μｍ～500μｍ程度であり、第２基板12の基板厚みＴ２は、例えば、100μｍ～2000μｍ程度である。第１基板11の基板厚みＴ１と第２基板12の基板厚みＴ２とは、Ｔ２＞Ｔ１であると、第１基板11の熱を第２基板12に良好に放熱することができるとなる。

第１基板11は、図５～図７に示す例において、第１主面111に複数の電子素子２のそれぞれを搭載する複数の搭載部11ａを有している。平面透視において、第１基板11および第２基板12は、複数の電子素子２の並び（搭載部11ａの並び）の方向に長い長方形状である。第２基板12に位置した凹部12ａは、平面透視において、複数の搭載部11ａの一部と重なっている。

また、図５～図７に示す例のように、第１基板11の第１主面111上に複数の電子素子２を搭載する場合、第２基板12に伝熱した熱は、第２基板12の長手方向に垂直に交わる方向よりも第２基板12の長手方向に伝熱されやすく、凹部12ａ側に伝熱され、凹部12ａに位置した伝熱体４を介して、外部に良好に熱が伝熱しやすくなる。

第２の実施形態の電子素子搭載用基板１は、上述の実施形態の電子素子搭載用基板１と同様の製造方法を用いて製作することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態による電子装置について、図８～図10を参照しつつ説明する。

第３の実施形態における電子素子搭載用基板１において、上述した実施形態の電子素子搭載用基板１と異なる点は、第２基板12の第４主面122に、第４主面と対向する第５主面141および第５主面141と相対する第６主面142を有する第３基板14が位置している点である。第３の実施形態において、金属層13は、図８および図９に示す例において、網掛けにて示している。第１基板11は、図８および図９に示す例において、平面透視にて凹部12ａと重なる領域を破線にて示している。なお、本開示の実施形態における図および後述する実施形態の図において、便宜上、熱伝導率κｘ、κｙ、κｚ、λｘ、λｙ、λｚ、のいずれかを省略したものを含んでいる。

第３基板14は、平面視において、第５主面141および第６主面142のそれぞれに対して二組の対向する辺（４辺）を有した矩形の板状の形状を有している。また、第３基板14は、第２基板12の凹部12ａと相対する、厚み方向に貫通する貫通孔14ａを有している。

第３の実施形態における電子素子搭載用基板１によれば、上述した実施形態の電子素子搭載用基板１と同様に、例えば電子装置の作動時に、電子素子２から発生する熱が、第１基板11および厚みが小さくなっている第２基板12の第３主面121と凹部12ａの底面との間を介して、凹部12ａに位置する伝熱体４に伝わりやすく、また第２基板12の長手方向に伝熱しやすいものとなり、電子素子２の搭載部11ａから周囲に放熱しやすく、電子素子２から発生する熱による電子素子２の誤動作を抑制することで電子装置が良好に作動するものとすることができる。

第１基板11は、図８～図10に示す例において、第１主面111に複数の電子素子２のそれぞれを搭載する複数の搭載部11ａを有している。平面透視において、第１基板11、第２基板12、第３基板14は、複数の電子素子２の並び（搭載部11ａの並び）の方向に長い長方形状である。第２基板12に位置した凹部12ａおよび第３基板14に位置した貫通孔14ａは、平面透視において、複数の搭載部11ａの一部と重なっており、放熱性に優れたものとすることができる。

第３基板14は、第１基板11と同様に、熱伝導率に優れた窒化アルミニウム質焼結体が好適に用いられる。第３基板14の熱伝導率κは、第１基板11と同様に、平面方向におけるＸ方向とＹ方向とで略一定であり、第１基板11の平面方向と厚み方向とにおいても略一定である。第１基板11と第２基板12とは、第１基板11の第２主面112と第２基板12の第３主面121とが、ＴiＣｕＡｇ合金、ＴｉＳｎＡｇＣｕ合金等の活性ろう材からなる接合材により接着される。また、第２基板の第４主面122と第３基板14の第５主面141とが、ＴiＣｕＡｇ合金、ＴｉＳｎＡｇＣｕ合金等の活性ろう材からなる接合材により接着される。接合材は、第１基板11と第２基板12との間および第２基板12と第３基板14との間に、数10μｍ程度の厚みに配置される。

第３の実施形態の電子素子搭載用基板１において、第１基板11の基板厚みＴ１は、例えば、50μｍ～500μｍ程度であり、第２基板12の基板厚みＴ２は、例えば、100μｍ～2000μｍ程度であり、第３基板14の基板厚みＴ３は、例えば、50μｍ～500μｍ程度である。第１基板11の基板厚みＴ１と第２基板12の基板厚みＴ２とは、Ｔ２＞Ｔ１であると、第１基板11の熱を第２基板12に良好に放熱することができるとなる。

また、第１基板11と第３基板14とは、それぞれの材料を同様の材料により形成、例えば、第１基板11が、熱伝導率κが200Ｗ／ｍ・Ｋの窒化アルミニウム質焼結体からなる場合、第３基板14は、熱伝導率κ３が200Ｗ／ｍ・Ｋの窒化アルミニウム質焼結体からなる基板（κｘ≒κ３ｘ、κｙ≒κ３ｙ、κｚ≒κ３ｚ）とし、第１基板11の基板厚みＴ１と第３基板14の基板厚みＴ３とを同等の厚み（0.9Ｔ１≦Ｔ３≦1.1Ｔ１）としておくと、長手方向の熱伝導が長手方向に垂直に交わる方向の熱伝導より大きい第２基板12を挟んで第１基板11と第３基板14が位置されるので、電子装置の作動時に電子素子搭載用基板１の歪みを低減し、凹部12ａ内に位置した伝熱体４を介して、外部に良好に放熱することができる電子素子搭載用基板１とすることができる。

第３基板14の貫通孔14ａの内壁面は、図８～図10に示す例のように、螺子形状であっても構わない。この場合、第３基板14の貫通孔14ａの内壁面と伝熱体４とを好適に接触させることができ、外部のヒートシンク５に確実に伝熱させることが可能な電子素子搭載用基板を提供することができる。

また、第２基板12の第４主面122に、第３基板14の第５主面141が位置しているので、電子素子搭載用基板１は、第２基板12の第４主面122が剥き出した状態とならず、第１基板11の第１主面111への金属層13の形成、および金属層13上への金属めっき層の形成の際に、薬品等による変質を低減することができる。また、同様に、第１基板11の第１主面111への金属層13の形成、および金属層13上への金属めっき層の形成の際に、予め第２基板12の露出する側面に、樹脂、セラミックス、金属等からなる保護膜を位置させても構わない。

第３の実施形態の電子素子搭載用基板１は、上述の実施形態の電子素子搭載用基板１と同様の製造方法を用いて製作することができる。

本開示は、上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、種々の変更は可能である。例えば、第１基板11の第１主面111に位置した金属層13は、上述の例では、薄膜法により形成しているが、従来周知のコファイア法またはポストファイア法等を用いた金属層であっても構わない。このような金属層13を用いる場合は、金属層13は、第１基板11と第２基板12との接合前にあらかじめ第１基板11の第１主面111に設けられる。なお、第１基板11の平面度を良好なものとするために、上述の方法であってもよい。

第１の実施形態の電子素子搭載用基板１乃至第３の実施形態の電子素子搭載用基板１は、単層の絶縁層により形成しているが、絶縁層の層数は異なるものであっても構わない。例えば、第１の実施形態～第３の実施形態の電子素子搭載用基板１において、２層以上の絶縁層により形成しても構わない。

Claims

第１主面を有し、該第１主面に位置した電子素子の搭載部を有した矩形状であり、セラミックスからなる第１基板と、
前記第１主面と相対する第２主面に位置し、炭素材料からなり、矩形状であって、前記第２主面と対向する第３主面および該第３主面と相対する第４主面を有し、
前記第４主面に凹部を含む第２基板とを備え、
該第２基板は、面における長手方向の熱伝導率をλｙ、面における前記長手方向に垂直に交わる方向の熱伝導率をλｘ、厚み方向の熱伝導率をλｚとしたとき、λｙ≒λｚ＞λｘ
を満たしていることを特徴とする電子素子搭載用基板。
平面透視において、前記凹部は前記搭載部と重なっていることを特徴とする請求項１に記載の電子素子搭載用基板。
前記第４主面に位置し、矩形状であって、前記第４主面と対向する第５主面および該第５主面と相対する第６主面を有しており、
前記凹部と相対する、厚み方向に貫通する貫通孔を有した、セラミックスからなる第３基板を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子素子搭載用基板。
平面透視において、前記貫通孔は前記搭載部と重なっていることを特徴とする請求項３に記載の電子素子搭載用基板。
前記第２基板は、六員環が共有結合でつながったグラフェンが積層した構造体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子素子搭載用基板。
前記第１基板と前記第３基板は、同じ材料により形成され、
前記第１基板の基板厚みＴ１と前記第３基板の基板厚みＴ３が、下記式（１）の関係にあることを特徴とする請求項３または４に記載の電子素子搭載用基板。
数式１
0.9Ｔ１≦Ｔ３≦1.1Ｔ１（１）
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子素子搭載用基板と、
該電子素子搭載用基板の前記搭載部に搭載された電子素子と、
前記凹部に位置した伝熱体とを有していることを特徴とする電子装置。