(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と第２主面とを有すると共にアルミニウムから成る金属基板と、
前記金属基板の前記第１主面および前記第２主面を被覆する酸化膜と、
前記金属基板の前記第１主面の前記酸化膜を被覆する絶縁層と、
前記絶縁層の表面に形成された配線層と、
前記酸化膜および前記絶縁層を部分的に除去して設けた開口部と、
前記開口部の終端部に露出する前記酸化膜の側面から離間した内側に露出する前記金属基板をプレス加工することで設けられ、その外周端部が前記酸化膜の前記側面から離間する凹部と、
前記凹部の底面に固着された発光素子と、
前記発光素子と前記配線層とを電気的に接続する金属細線と、を具備することを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記発光素子は、接合材を介して前記凹部の底面に固着されることを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記開口部から露出する前記金属基板の前記第１主面は、金属から成る被覆層により被覆されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
前記配線層は、
前記金属基板の上面を被覆する第１絶縁層の上面に形成された第１配線層と、
前記第１配線層を被覆する第２絶縁層の上面に形成された第２配線層と、を含むことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか記載の発光モジュール。
【請求項５】
前記開口部の周辺に、前記第１配線層から成るボンディングパッドを露出させ、
前記発光素子と前記ボンディングパッドとを前記金属細線を介して接続させることを特徴とする請求項４に記載の発光モジュール。
【請求項６】
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層を除去して前記開口部が設けられ、
前記開口部に充填された封止樹脂により、前記発光素子および前記金属細線が被覆されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の発光モジュール。
【請求項７】
第１主面と第２主面とを有するアルミニウムから成り、前記第１主面および前記第２主面を被覆する酸化膜と、前記酸化膜を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成された配線層と、前記酸化膜および前記絶縁層を部分的に除去して設けた開口部と、前記開口部の終端部から離間した内側に露出する前記第１主面をプレス加工することで成形された凹部と、が設けられた金属基板を用意する工程と、
前記金属基板の前記凹部に発光素子を固着させて、前記発光素子と前記配線層とを電気的に接続する工程と、
を具備することを特徴とする発光モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記配線層は、絶縁層を介して積層された多層の配線層であることを特徴とする請求項７に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記開口部は、レーザーを照射して前記絶縁層と前記酸化膜とを部分的に除去することで形成されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の発光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光モジュールおよびその製造方法に関し、特に、高輝度の発光素子が実装される発光モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）に代表される半導体発光素子は、寿命が長く且つ視認性が高いので、交通信号機等や自動車のランプ等に使用されてきている。また、ＬＥＤは、照明機器としても採用されつつある。
【０００３】
ＬＥＤを照明機器に使用するときは、一つのＬＥＤのみでは明るさが不十分であるため、１つの照明機器に多数個のＬＥＤが実装される。しかしながら、ＬＥＤは発光時に多量の熱を放出するので、放熱性に劣る樹脂材料から成る実装基板にＬＥＤを実装したり、個々のＬＥＤを個別に樹脂パッケージすると、ＬＥＤから放出された熱が外部に良好に放出されずに、ＬＥＤの性能が早期に低下してしまう問題があった。
【０００４】
下記特許文献１では、ＬＥＤから発生する熱を良好に外部に放出させるために、アルミニウムから成る金属基板の上面にＬＥＤを実装する技術が開示されている。特に、特許文献１の図２を参照すると、金属基板１１の上面を絶縁性樹脂１３により被覆し、この絶縁性樹脂１３の上面に形成された導電パターン１４の上面に発光素子１５（ＬＥＤ）を実装している。この構成により、発光素子１６から発生した熱は、導電パターン１４、絶縁性樹脂１３および金属基板１１を経由して外部に放出される。
【特許文献１】特開２００６−１００７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ＬＥＤである発光素子１５が固着される導電パターン１４と金属基板１１との間に絶縁性樹脂１３が介在している。ここで、絶縁性樹脂１３は放熱性向上の為にフィラーが高充填されているものであるが、金属と比較すると熱抵抗が高い。従って、例えば２００ｍＡ以上の大電流が流れる高輝度のＬＥＤを発光素子１６として発光すると、特許文献１に記載された構成は、放熱が不十分である虞があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題を鑑みてなされ、本発明の主な目的は、放熱性が向上された発光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光モジュールは、第１主面と第２主面とを有すると共にアルミニウムから成る金属基板と、前記金属基板の前記第１主面および前記第２主面を被覆する酸化膜と、前記金属基板の前記第１主面の前記酸化膜を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成された配線層と、前記酸化膜および前記絶縁層を部分的に除去して設けた開口部と、前記開口部の終端部に露出する前記酸化膜の側面から離間した内側に露出する前記金属基板をプレス加工することで設けられ、その外周端部が前記酸化膜の前記側面から離間する凹部と、前記凹部の底面に固着された発光素子と、前記発光素子と前記配線層とを電気的に接続する金属細線と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明の発光モジュールの製造方法は、第１主面と第２主面とを有するアルミニウムから成り、前記第１主面および前記第２主面を被覆する酸化膜と、前記酸化膜を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成された配線層と、前記酸化膜および前記絶縁層を部分的に除去して設けた開口部と、前記開口部の終端部から離間した内側に露出する前記第１主面をプレス加工することで成形された凹部と、が設けられた金属基板を用意する工程と、前記金属基板の前記凹部に発光素子を固着させて、前記発光素子と前記配線層とを電気的に接続する工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、金属基板を被覆する絶縁層を部分的に除去して開口部を設け、この開口部の底部に露出する金属基板の上面に直に発光素子を固着している。従って、発光素子が金属基板に直に固着されるので、発光素子から発生した熱は、金属基板を経由して良好に外部に放出される。
【００１０】
更にまた、発光素子が実装される金属基板が、両主面が酸化膜により被覆されたアルミニウムから成る基板である場合は、上記した開口部において金属基板を被覆する酸化膜を除去しても良い。このことにより、金属基板を構成する金属材料を開口部に露出させ、この露出する金属材料の上面に発光素子を固着させることが可能となる。この様な構成にすることにより、発光素子から発生した熱が良好に金属基板に伝導して、外部に放出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照して、本発明の発光モジュール１０の構成を説明する。図１（Ａ）は発光モジュール１０の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図であり、図１（Ｃ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ’線に於ける断面図である。
【００１２】
これらの図を参照して、発光モジュール１０は、金属基板１２と、絶縁層２４を介して金属基板１２の上面に形成された導電パターン１４（配線層）と、絶縁層２４を部分的に除去して設けられた開口部４８と、開口部４８の底部に露出する金属基板１２の上面に固着された発光素子２０とを主要に備えた構成となっている。
【００１３】
図１（Ａ）を参照して、発光モジュール１０は、一枚の板状の金属基板１２の上面に複数の発光素子２０が実装されている。そして、導電パターン１４および金属細線１６を経由して、これらの発光素子２０が直列に接続されている。この様な構成の発光モジュール１０に直流の電流を供給することにより、発光素子２０から所定の色の光が発光され、発光モジュール１０は、例えば蛍光灯の如き照明器具として機能する。
【００１４】
金属基板１２は、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属から成る基板であり、例えば、厚さは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度であり、幅は５ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、長さは、１０ｃｍ〜５０ｃｍ程度である。金属基板１２がアルミニウムから成る場合、金属基板１２の上面および下面は、アルミニウムを陽極酸化させた酸化膜２２（アルマイト膜：Ａｌ２（ＳＯ４）３）により被覆される。図１（Ｂ）を参照して、金属基板１２を被覆する酸化膜２２の厚みは、例えば１μｍ〜１０μｍ程度である。更に、金属基板１２は、所定の光量を確保するために、多数の発光素子２０が列状に配置されるので、非常に細長い形状を呈している。そして、金属基板１２の長手方向の両端には、外部の電源と接続される外部接続端子が形成されている。この端子は、差込型のコネクタでも良いし、配線を導電パターン１４に半田付けするものでも良い。
【００１５】
図１（Ｃ）を参照して、金属基板１２の側面は、外側に突出する形状となっている。具体的には、金属基板１２の上面から連続して外側に向かって傾斜する第１傾斜部３６と、金属基板１２の下面から連続して外側に向かって傾斜する第２傾斜部３８とから、金属基板１２の側面は構成されている。この構成により、金属基板１２の側面の面積を、平坦な状態と比較すると、大きくすることが可能となり、金属基板１２の側面から外部に放出される熱量が増大される。特に、金属基板１２の側面は、熱抵抗が大きい酸化膜２２により被覆されずに、放熱性に優れる金属材料が露出する面であるので、この構成によりモジュール全体の放熱性が向上される。
【００１６】
図１（Ｂ）を参照して、金属基板１２の上面は、Ａｌ２Ｏ３等のフィラーが混入された樹脂から成る絶縁層２４により被覆されている。絶縁層２４の厚みは、例えば５０μｍ程度である。絶縁層２４は、金属基板１２と導電パターン１４とを絶縁させる機能を有する。また、絶縁層２４には多量のフィラーが混入されており、このことにより、絶縁層２４の熱膨張係数を金属基板１２に近似させることができると共に、絶縁層２４の熱抵抗が低減される。例えば、絶縁層２４には、平均粒径が１０μｍ程度のフィラーが７０体積％〜８０体積％程度含まれる。
【００１７】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、導電パターン１４は、絶縁層２４の上面に形成されており、各発光素子２０を導通させる経路の一部として機能している。この導電パターン１４は、絶縁層２４の上面に設けられた銅等から成る導電箔をエッチングすることにより形成される。更に、金属基板１２の両端に設けられた導電パターン１４は、外部との接続に寄与する外部接続端子として機能する場合もある。また、ここでは、導電パターン１４から成る単層の配線層が形成されているが、絶縁層を介して積層された多層の配線構造が金属基板１２の上面に形成されても良い。
【００１８】
発光素子２０は、上面に２つの電極（アノード電極、カソード電極）を有し、所定の色の光を発光させる素子である。発光素子２０の構成は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等なら成る半導体基板の上面にＮ型の半導体層と、Ｐ型の半導体層が積層された構成と成っている。この様な構成の発光素子２０に直流電圧を印加すると、発光素子２０の側面の上部および上面から所定の色の光が周囲に発光される。
【００１９】
また、発光素子２０の具体的な大きさは、例えば、縦×横×厚み＝０．３ｍｍ×０．３ｍｍ×０．１〜０．３ｍｍ程度である。更に、発光素子２０の厚みは、発光する光の色により異なり、例えば、赤色の光を発光する発光素子２０の厚みは１５０μｍ程度であり、緑色の光を発光する発光素子２０の厚みは２８０μｍ程度であり、青色の光を発光する発光素子２０の厚みは１５０μｍ程度である。発光素子２０に電圧を印加すると、上面および側面の上部から光が発光される。ここで、本発明の発光モジュール１０は放熱性に優れているので、例えば１００ｍＡ以上の電流が通過する発光素子２０（パワーＬＥＤ）に対して特に有効である。
【００２０】
更に、発光素子２０の上面には、２つの電極（アノード電極、カソード電極）が設けられ、これらの電極は金属細線１６を経由して、導電パターン１４と接続される。
【００２１】
図１（Ｂ）を参照して、ＬＥＤから成る発光素子２０が実装される箇所の形状を説明する。先ず、絶縁層２４を部分的に円形に除去することにより、開口部４８が設けられている。この開口部４８の幅（直径）は、固着される発光素子２０よりも若干大きい程度であり、例えば発光素子２０の幅が３ｍｍ程度であれば、開口部４８の幅は４ｍｍ程度に設定される。
【００２２】
ここは、絶縁層２４を部分的に除去して開口部４８が設けられ、この開口部４８の底部に露出する金属基板１２の上面（具体的には金属基板１２を被覆する酸化膜２２の上面）に発光素子２０が固着されている。この様にすることで、発光素子２０から発生した熱をダイレクトに金属基板１２に伝導させて、この熱を良好に外部に放出させることができる。更に、開口部４８から露出する金属基板１２の上面は、メッキ膜により被覆されても良いし、酸化膜２２が除去されても良いし、後述するように露出する金属基板１２を部分的に凹状にしてもよい。これらの事項は後述する。
【００２３】
封止樹脂３２は、開口部４８に充填されて、発光素子２０を封止している。より具体的には、封止樹脂３２により、発光素子２０の側面、発光素子２０の上面および金属細線１６が封止樹脂３２により被覆される。更に、金属細線１６と導電パターン１４との接続部および金属細線１６と発光素子２０の電極との接続部も、封止樹脂３２により被覆される。
【００２４】
封止樹脂３２は、耐熱性に優れたシリコン樹脂に蛍光体が混入された構成となっている。例えば、発光素子２０から青色の光が発光されて、封止樹脂３２に黄色の蛍光体が混入されると、封止樹脂３２を透過した光は白色となる。従って、発光モジュール１０を、白色の光を発光させる照明器具として利用することが可能となる。また、開口部４８に面する絶縁層２４の側面は、フィラーが露出する粗面となっている。このことから、粗面である絶縁層２４の側面と封止樹脂３２との間にアンカー効果が発生して、封止樹脂３２の剥離を防止できる利点がある。
【００２５】
接合材２６は、発光素子２０の下面を金属基板１２の上面に固着させる機能を有する。発光素子２０は下面に電極を有さないので、接合材２６は絶縁性の樹脂から成るものでも良いし、放熱性向上のために半田等の金属から成るものでも良い。
【００２６】
本発明では、金属基板１２の上面にベアの発光素子２０を実装することにより、発光素子２０から発生する熱を極めて効率的に外部に放出できる利点がある。具体的には、上記した従来例では、絶縁層の上面に形成された導電パターンに発光素子を実装していたので、絶縁層により熱の伝導が阻害されて、発光素子２０から放出された熱を効率的に外部に放出させることが困難であった。一方、本発明では、発光素子２０が実装される領域では、絶縁層２４を除去して開口部４８を形成し、この開口部４８から露出する金属基板１２の表面に発光素子２０を固着している。このことにより、発光素子２０から発生した熱は、直ちに金属基板１２に伝わり外部に放出されるので、発光素子２０の温度上昇が抑制される。また、温度上昇が抑制されることにより、封止樹脂３２の劣化も抑制される。
【００２７】
更に本発明によれば、発光素子２０の下方に絶縁層２４が存在していないので、発光素子２０から発生した熱は直に絶縁層２４に伝導しない。このことにより、発光素子２０から発生した熱により、絶縁層２４に含まれる樹脂材料が劣化して耐圧が低下してしまう問題が回避される。
【００２８】
更にまた、発光素子２０が金属基板１２の上面に直に固着されるので、絶縁層２４の上面に形成された導電パターン１４の上面に発光素子２０を固着する場合と比較すると、発光素子２０や金属細線１６の頂部が上方に突出する高さが抑制される。このことが、発光モジュール１０全体の薄型化に寄与する。
【００２９】
次に、図２から図４を参照して、他の形態の発光モジュール１０の断面構成を説明する。これらの図は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図である。
【００３０】
図２（Ａ）を参照して、ここでは、開口部４８の内部に於いて、金属基板１２の上面を被覆する酸化膜２２が除去されている。この様にすることで、開口部４８の底部には、金属基板１２を構成する金属材料であるアルミニウムが露出する。そして、開口部４８の底面に露出する金属基板１２の上面に、接合材２６を介して発光素子２０が固着されている。この様な構成とすることにより、金属基板１２を構成する金属材料と比較すると熱抵抗が大きい酸化膜２２が排除される。従って、発光素子２０から発生する熱を、金属基板１２を経由して更に良好に外部に放出させることができる。ここで、開口部４８から露出する金属基板１２の上面を、金や銀から成る金属膜（メッキ膜）により被覆しても良い。この様にすることで、金属基板１２の上面の半田の濡れ性が向上するので、接合材２６として熱伝導性に優れる金属から成る半田を採用することができる。更には、製造工程の途中段階に於いて、開口部４８に露出する金属基板１２の主面が酸化することを防止することもできる。
【００３１】
図２（Ｂ）に示す断面図では、開口部４８から露出する金属基板１２の上面を凹状にして凹部１８を設け、この凹部１８に発光素子２０を収納させている。
【００３２】
凹部１８は、金属基板１２を上面から凹状に形成することにより設けられ、底面２８は円形を呈している。また、凹部１８の側面は、発光素子２０の側面から側方に発光された光を上方に反射するためのリフレクタとして機能しており、側面３０の外側と底面２８とが成す角度θの角度は、例えば４０度〜６０度程度である。また、凹部１８の深さは、発光素子２０の厚みよりも長くても良いし短くても良い。例えば、凹部１８の厚みを、発光素子２０と接合材２６の厚みとを加算した長さよりも長くすると、発光素子２０が凹部１８に収納され、発光素子２０の上面を金属基板１２の上面よりも下方に位置させることができる。
【００３３】
凹部１８の底面２８、側面３０およびその周辺部の金属基板１２の上面は、被覆層３４により被覆されている。被覆層３４の材料としては、電解メッキ処理により形成された金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）が採用される。また、被覆層３４の材料として金属基板１２の材料よりも反射率が大きい材料（例えば金や銀）を採用すると、発光素子２０から側方に発光された光をより効率的に、上方に反射させることができる。また、被覆層３４は、発光モジュール１０の製造工程に於いて、金属が露出する凹部１８の内壁が酸化することを防止する機能を有する。更に凹部の底面２８では、金属基板１２の表面を被覆する酸化膜２２が除去されている。
【００３４】
図２（Ｂ）では、発光素子２０から発光される光を白抜きの矢印で示している。発光素子２０の上面から発光された光は、そのまま上方に照射される。一方、発光素子２０の側面から側方に発光した光は、凹部１８の側面３０にて上方に反射される。更に、発光素子２０は、蛍光体が混入された封止樹脂３２により被覆されているので、発光素子２０から発生した光は、封止樹脂３２を透過して外部に発光される。
【００３５】
上記構成により、金属基板１２の上面に設けた凹部１８の側面をリフレクタとして利用できる。具体的には、凹部１８の側面は、金属基板１２の上面に近づくに従って幅が広くなる傾斜面となっている。従って、この側面３０により、発光素子２０の側面から側方に向かって発光された光が反射して、上方に向かって照射される。即ち、発光素子２０を収納させる凹部１８の側面３０が、リフレクタとしての機能を兼用している。従って、一般的な発光モジュールのようにリフレクタを別途用意する必要がないので、部品点数を削減してコストを安くすることができる。更に、上記したように、凹部の側面３０を反射率が大きい材料により被覆することで、側面３０のリフレクタとしての機能を高めることもできる。
【００３６】
図３を参照して、発光モジュール１０の他の断面形状を説明する。
【００３７】
図３（Ａ）に示す構成では、金属基板１２の上面に配線層が多層に構成されている。具体的には、金属基板１２の上面を被覆する第１絶縁層２４Ａの上面に第１配線層１３が形成され、第１絶縁層２４Ａの上面および第１配線層１３を被覆するように形成された第２絶縁層２４Ｂの上面に第２配線層１５が形成される。そして、最上層の第２配線層１５から成るダイパッドと発光素子２０の上面に設けられた電極とが、金属細線１６を経由して電気的に接続される。また、ここでは２層の配線構造が図示されているが、絶縁層を介して積層される３層以上の多層配線が形成されても良い。
【００３８】
ここで、第１絶縁層２４Ａおよび第２絶縁層２４Ｂの構成は、図１を参照して説明した絶縁層２４と同様で良い。また、第１配線層１３及び第２配線層１５は、厚みが５０μｍ〜１００μｍ程度の銅から成る導電箔をパターニングして設けられる。
【００３９】
更に、第１絶縁層２４Ａおよび第２絶縁層２４Ｂを除去して開口部４８が形成されている。２層の絶縁層を除去して開口部４８が形成されているので、図１に示したものよりも深い開口部４８が設けられる。従って、第１絶縁層２４Ａと第２絶縁層２４Ｂの厚さを加算した長さよりも、発光素子２０が薄ければ、発光素子２０を開口部４８に収納させることが可能となる。従って、開口部４８に充填されるように封止樹脂３２を形成することにより、発光素子２０の上面および側面が封止樹脂３２により被覆される。更にまた、第１絶縁層２４Ａと第２絶縁層２４Ｂとが積層されているので、開口部４８に面する両絶縁層の側面の面積が大きくなり、両絶縁層の側面と開口部４８に充填される封止樹脂３２との密着強度が大きくなる。
【００４０】
図３（Ｂ）を参照して、発光モジュール１０の他の断面形状を説明する。この図に示す断面形状では、金属基板１２の上面に凹部１８が設けられ、この凹部１８の底面２８に発光素子２０が固着されている。この図に示す他の構成は、図３（Ａ）と同様である。
【００４１】
図４を参照して、発光モジュール１０の更なる他の断面形状を説明する。
【００４２】
図４（Ａ）を参照して、ここでは、開口部４８に面する第１絶縁層２４Ａの側面は、開口部４８に面する第２絶縁層２４Ｂの側面よりも内側に位置している。そして、開口部４８に露出する第１絶縁層２４Ａの上面に第１配線層１３が形成され、この第１配線層１３の上面は金属細線１６を経由して発光素子２０と接続されている。即ち、開口部４８の内部に形成された第１配線層１３の一部がボンディングパッドとして機能している。
【００４３】
この様に、下層の第１配線層１３に金属細線１６を接続することにより、図３（Ａ）に示した構成と比較して、金属細線１６の最頂部の位置が低くされ、発光モジュール全体の厚みが薄型化とされる。更に、第１配線層１３と金属細線１６との接続部が開口部４８の内部に収納されているので、開口部４８に充填された封止樹脂３２によりこの接続部が被覆される。従って、金属細線１６と第１配線層１３との接続信頼性が向上される。また、この図では金属細線１６の最頂部は封止樹脂３２から上方に突出しているが、金属細線１６の全てを封止樹脂３２にて被覆することも可能である。ここで、金属細線１６が全面的に被覆されるように封止樹脂３２が形成されても良い。
【００４４】
図４（Ｂ）に示される構成は、図４（Ａ）に示される構成と概略的に同様であり、相違点は、金属基板１２の上面から設けた凹部１８に発光素子２０が収納される点にある。係る構成により、発光素子２０が厚みを有する素子であっても、凹部１８および開口部４８から構成される空間に、発光素子２０を収納させることができる。更に、凹部１８に発光素子２０が収納されることで、金属細線１６が接続される発光素子２０の上面の電極の位置が低くなり、金属細線１６を容易に開口部４８の内部に収納させて封止樹脂３２にて被覆することができる。
【００４５】
次に、図５から図１２を参照して、上記した構成の発光モジュール１０の製造方法を説明する。以下の説明では、一例として、図２（Ｂ）に示した断面構成を有する発光モジュール１０の製造方法を説明する。
【００４６】
第１工程：図５参照
先ず、発光モジュール１０の材料となる基板４０を用意して、導電パターンを形成する。
【００４７】
図５（Ａ）を参照して、先ず、基板４０としては、例えば銅またはアルミニウムを主材料とする金属から成り、厚みは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である。基板４０の平面的な大きさは、例えば、１ｍ×１ｍ程度であり、多数個の発光モジュールが一枚の基板４０から製造される。基板４０がアルミニウムから成る基板である場合、基板４０の上面および下面は、上述した陽極酸化膜により被覆されている。
【００４８】
基板４０の上面は、厚みが５０μｍ程度の絶縁層４２により全面的に被覆されている。この絶縁層４２の組成は、上述した絶縁層２４と同様であり、フィラーが高充填された樹脂材料から成る。また、絶縁層４２の上面には、厚みが５０μｍ程度の銅から成る導電箔４４が全面的に形成されている。
【００４９】
図５（Ｂ）を参照して、次に、選択的なウェットエッチングを行うことにより、導電箔４４をパターニングして、導電パターン１４を形成する。この導電パターン１４は、基板４０に設けられるユニット４６毎に同一の形状を有する。ここで、ユニット４６とは、１つの発光モジュールを構成する部位のことである。
【００５０】
図５（Ｃ）に、本工程が終了した基板４０の平面図を示す。ここでは、ユニット４６同士の境界が点線により示されている。ユニット４６の形状は、例えば縦×横が＝３０ｃｍ×０．５ｃｍ程度であり、極めて細長い形状を有する。
【００５１】
ここで、図３および図４に示したような多層の配線構造が形成される場合は、先ず、基板４０を被覆する第１絶縁層２４Ａの上面に第１配線層１３を形成し、この第１配線層１３を被覆する第２絶縁層２４Ｂの上面に第２配線層１５を形成する。
【００５２】
第２工程：図６参照
次に、基板４０の各ユニット４６に関して、絶縁層を部分的に除去して開口部４８を設ける。
【００５３】
図６（Ａ）を参照して、上方から絶縁層４２にレーザを照射する。ここでは、照射されるレーザは矢印により示されており、発光素子が載置される部分に対応した絶縁層４２に対して、レーザが照射される。ここで、使用されるレーザは、例えばＹＡＧレーザである。
【００５４】
図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）を参照して、上記したレーザ照射により、絶縁層４２が部分的に円形に除去されて開口部４８が形成される。特に、図６（Ｃ）を参照すると、レーザ照射により、絶縁層４２だけでなく、基板４０の上面を被覆する酸化膜２２も除去されている。従って、開口部４８の底面からは、基板４０を構成する金属材料（例えばアルミニウム）が露出する。
【００５５】
図６（Ｄ）を参照して、上述した開口部４８は円形であり、各ユニット４６の発光素子が固着される領域に対応して設けられている。ここで、開口部４８の平面的な大きさは、後の工程にて開口部４８の内部に形成される凹部よりも大きく形成されている。即ち、開口部４８の外周端部は、凹部の外周端部から離間されている。このことにより、凹部を形成するために行われるプレスによる衝撃により、脆い絶縁層が破壊されることを抑止することができる。
【００５６】
更にここで、図３に示したような多層の配線構造が形成された場合は、各配線層の下層に設けられる第１絶縁層２４Ａおよび第２絶縁層２４Ｂを貫通する開口部４８が上述した方法で形成される。また、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示した形状の開口部４８が設けられるときは、先ず、上層の第２絶縁層２４Ｂを部分的に除去して開口部４８を設けた後に、第２絶縁層２４Ｂに設けたものよりも幅が狭い開口部４８を第１絶縁層２４Ａに設ける。
【００５７】
第３工程：図７参照
次に、開口部４８から露出する基板４０の上面から凹部１８を形成する。凹部１８の形成は、選択的なエッチング、ドリル加工、プレス加工等により可能であるが、以下ではプレス加工による凹部１８の形成方法を説明する。
【００５８】
図７（Ａ）を参照して、先ず、プレス用の金型を用意する。金型５０には、基板４０の各開口部４８に対応した領域に、凸部５２が設けられている。各凸部５２は、形成予定の凹部１８に対応した形状を有し、先端部を切断した円錐の如き形状である。金型５０を下方にプレスすることにより、金型５０の各凸部５２で、開口部４８から露出する基板４０の上面が押圧されて凹部１８が形成される。
【００５９】
図７（Ｂ）に形成された凹部１８の形状を示す。上記したプレス加工により、底面２８が円形であり側面３０が傾斜面である凹部１８が形成される。また、形成される凹部１８の深さは、後の工程にて実装される発光素子が完全に収納される程度でも良いし、発光素子が部分的に収納される程度でも良い。具体的には、凹部１８の深さは、例えば１００μｍ〜３００μｍ程度である。
【００６０】
図７（Ｃ）を参照して、各ユニット４６の発光素子が載置される予定の領域に、上述した方法で、凹部１８が形成される。
【００６１】
ここで、例えば、図１（Ｂ）や図２（Ａ）等に示されたような断面形状を有する発光モジュールを製造する場合は、凹部１８が形成されないので、本工程は不要となる。
【００６２】
第４工程：図８参照
次に、各ユニット４６同士の間に、分離用の溝を設ける。図８（Ａ）を参照すると、基板４０の各ユニット４６同士の間には、上面から第１溝５４が形成され、下面からは第２溝５６が形成されている。両溝の断面は、Ｖ型の形状を呈する。
【００６３】
ここで、第１溝５４および第２溝５６は、両方とも同じ大きさ（深さ）でも良いし、一方が他方よりも大きく形成されても良い。更には、後の分離の工程にて問題が発生しなければ、第１溝５４および第２溝５６のどちらか一方のみが設けられても良い。
【００６４】
第１溝５４および第２溝５６の形成は、ユニット４６同士の境界に沿って、Ｖ型の断面形状のカットソーを高速に回転させて、部分的な切断をすることにより形成される。更に、本工程では、この切断により基板４０が個々に分離されるのではなく、溝を形成した後も、基板４０は一枚の板の状態を呈している。
【００６５】
第５工程：図９参照
本工程では、開口部４８から露出する基板４０の表面を被覆層３４により被覆する。
【００６６】
本工程では、金属から成る基板４０を電極として用いて通電させることにより、開口部４８から露出する基板４０の表面に、メッキ膜である被覆層３４を被着させる（即ち電解メッキ処理を行う）。被覆層３４の材料としては、金または銀等が採用される。また、第１溝５４および第２溝５６の表面にメッキ膜が付着することを防止するためには、これらの部位の表面をレジストにより被覆すればよい。また、基板４０の裏面に関しては、絶縁物である酸化膜２２により被覆されているので、メッキ膜は付着されない。
【００６７】
本工程にて、凹部１８が被覆層３４により被覆されることにより、凹部１８から露出する金属基板１２の金属面が酸化することを防止することができる。更に、凹部１８の底面２８が被覆層３４により被覆されることで、被覆層３４が銀等の半田の濡れ性に優れる材料であれば、後の工程にて、半田を用いて発光素子を容易に実装できる。更にまた、凹部１８の側面３０が、反射率が高い材料から成る被覆層３４により被覆されることで、側面３０のリフレクタとしての機能を向上させることができる。
【００６８】
ここで、例えば、図１（Ｂ）に示す断面形状の発光モジュール１０を製造する場合は、本工程は不要となる。更に、本工程では、図２（Ａ）や図３（Ａ）に示すような構造に適用されても良い。この場合は、開口部４８の底面に露出する平坦な金属基板１２の上面に、上述した被覆層３４が被着される。
【００６９】
第６工程：図１０参照
次に、各ユニット４６の凹部１８に発光素子２０（ＬＥＤチップ）を実装して、電気的に接続する。図１０（Ｂ）を参照して、発光素子２０の下面は、接合材２６を介して凹部１８の底面２８に実装される。発光素子２０は下面に電極を有さないので、接合材２６としては、樹脂から成る絶縁性接着剤または導電性接着材の両方が採用可能である。また、導電性接着材としては、半田または導電性ペーストの両方が採用可能である。更に、凹部１８の底面２８は、半田の濡れ性に優れる銀等のメッキ膜から成るので、絶縁性材料よりも熱伝導性に優れた半田を接合材２６として採用できる。発光素子２０の固着が終了した後に、発光素子２０の上面に設けた各電極と導電パターン１４とを金属細線１６を経由して接続する。
【００７０】
ここで、図３（Ａ）に示した断面構成の発光モジュールを製造する場合は、最上層の第２配線層１５に金属細線１６が接続される。更に、図４（Ａ）に示す断面構成の発光モジュールが製造される場合は、開口部４８の内側に露出する第１配線層１３の上面に金属細線１６が接続される。
【００７１】
第７工程：図１１参照
次に、基板４０に設けた各ユニット４６の凹部に封止樹脂３２を充填させて、発光素子２０を封止する。封止樹脂３２は、蛍光体が混入されたシリコン樹脂からなり、液状または半固形状の状態で、凹部１８および開口部４８に充填されて固化される。このことにより、発光素子２０の側面および上面と、発光素子２０と金属細線１６との接続部が、封止樹脂３２により被覆される。
【００７２】
また、各凹部１８に対して個別に封止樹脂３２を供給して封止することにより、基板４０の上面に全体的に封止樹脂３２を形成した場合と比較して、封止樹脂３２に含まれる蛍光体の隔たりが抑止される。従って、発光モジュールから発光される色が均一化される。
【００７３】
第８工程：図１２参照
次に、第１溝５４および第２溝５６が形成された箇所で、基板４０を各ユニットに分離する。
【００７４】
各ユニット４６同士の間には、両溝が形成されているので、基板４０の分離は容易に行うことができる。この分離方法としては、プレスによる打ち抜き、ダイシング、両溝が形成された箇所に於ける基板４０の折り曲げ等が採用できる。
【００７５】
以上の工程により、図１に示した構成の発光モジュールが製造される。
【００７６】
ここで、上記した工程は、順序を入れ替えることも可能である。例えば、図８に示した第１溝５４等を形成する工程を、図１１に示した封止樹脂３２を形成する工程の後に行っても良い。更には、図５に示した導電パターン１４のパターニングを行った直後に、第１溝５４等を形成して、基板４０を個々のユニット４６に分割しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の発光モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は断面図である。
【図２】本発明の発光モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図である。
【図３】本発明の発光モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図である。
【図４】本発明の発光モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図である。
【図５】本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図６】本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は断面図であり、（Ｄ）は平面図である。
【図７】本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図８】本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図９】本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図１０】本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図１１】本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図１２】本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０        発光モジュール
１２        金属基板
１４        導電パターン
１３        第１配線層
１６        金属細線
１５        第２配線層
１８        凹部
２０        発光素子
２２        酸化膜
２４        絶縁層
２４Ａ      第１絶縁層
２４Ｂ      第２絶縁層
２６        接合材
２８        底面
３０        側面
３２        封止樹脂
３４        被覆層
３６        第１傾斜部
３８        第２傾斜部
４０        基板
４２        絶縁層
４４        導電箔
４６        ユニット
４８        開口部
５０        金型
５２        凸部
５４        第１溝
５６        第２溝
【図１】
0005401025.tif 000002
【図２】
0005401025.tif 000003
【図３】
0005401025.tif 000004
【図４】
0005401025.tif 000005
【図５】
0005401025.tif 000006
【図６】
0005401025.tif 000007
【図７】
0005401025.tif 000008
【図８】
0005401025.tif 000009
【図９】
0005401025.tif 000010
【図１０】
0005401025.tif 000011
【図１１】
0005401025.tif 000012
【図１２】
0005401025.tif 000013