(57)【要約】【課題】配線基板と発光装置及びその製造方法において、少ない部品構成で、簡易な製造工程で製造することのできるコストに配慮した配線基板と発光装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】配線基板は中間層基板と金属層と反射層と電極層と上層基板とを備える。また、この配線基板を用いた発光装置ある。また、配線基板において、中間層基板と金属層を接合する工程（金属層接合工程）と中間層基板の開口部の内面と金属層の中間層基板の開口部に露出した面に反射層を形成する工程（反射層形成工程）と中間層基板の表面に電極層を形成する工程（電極形成工程）と中間層基板の上部に上層基板を接合する工程（上層基板接合工程）とを備える製造方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置用の配線基板において、開口部のある中間層基板と、前記中間層基板に接続された金属層と、前記中間層基板の前記開口部の内面と前記中間層基板に接合された前記金属層の前記中間層基板の前記開口部に露出した面に形成される反射層と、前記中間層基板の表面に形成される電極層と、前記中間層基板の上部に接合された上層基板とを備えることを特徴とする発光装置用配線基板。
【請求項２】
前記中間層基板及び前記上層基板は樹脂基板であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置用配線基板。
【請求項３】
発光装置において、発光素子を搭載し、請求項１乃至請求項２に記載の配線基板を用いたことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
発光装置用の配線基板において、前記中間層基板と前記金属層を接合する工程と、前記中間層基板の前記開口部の内面と前記金属層の前記中間層基板の前記開口部に露出した面に反射層を形成する工程と、前記中間層基板の表面に電極層を形成する工程と、前記中間層基板の上部に上層基板を接合する工程とを備えることを特徴とする発光装置用配線基板の製造方法。
【請求項５】
発光装置において、前記中間層基板と前記金属層を接合する工程と、前記中間層基板の前記開口部の内面と前記金属層の前記中間層基板の前記開口部に露出した面に反射層を形成する工程と、前記中間層基板の表面に電極層を形成する工程と、前記中間層基板の上部に上層基板を接合する工程と、前記発光素子を搭載する工程と、前記発光素子と前記中間層基板を配線する工程と、前記中間層基板に蛍光体樹脂を充填する工程と、前記上層基板に透明樹脂を充填する工程とを備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板と発光装置及びその製造方法に関し、特に、基板に金属層と反射層を備えた配線基板とその配線基板に発光素子を搭載した発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に発光装置は、表示板、液晶板のバックライト、照明装置等の光源として使用される。構造は、配線基板に凹部を形成し、凹部表面に銀やニッケルの銀白色系の金属による反射板を形成し、ＬＥＤである発光素子を凹部内に搭載し、発光素子と配線基板をボンディングワイヤにより電気的に接続し、配線基板凹部に蛍光樹脂を充填し完成させる。
【０００３】
この様な配線基板を用いた発光装置は、表面実装用として多く採用されている。近年では青色光の発光素子を使用した発光装置が多く使われるようになってきた。
【０００４】
ベース基板とリフレクタ基板の配線基板構成において、ベース基板の上面に銅箔を付着し、下面に接着シートにより放熱板を接着し、全体を銅めっき後エッチングにより回路パターンを形成する。また、リフレクタ基板の上下に接着シートにより放熱板を接着し、全体を銅めっき後エッチングにより回路パターンを形成する。さらにベース基板とリフレクタ基板を接着積層し、全体にニッケルと金によるめっきを施し、裏面以外に銀めっきを施し、反射膜が形成されている発光素子搭載用の配線基板が従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照、図６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５９９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術は、製造工程が複雑であるので、構成部品が多いという課題がある。また、製造工程数や部品点数の多さから、製造及び部品コストがアップしてしまうという課題がある。
【０００７】
従って、本発明は、少ない部品構成で、簡易な製造工程で製造することのできるコストに配慮した配線基板と発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下に掲げる構成とした。本発明の発光装置用配線基板は、発光装置用の配線基板において、開口部のある中間層基板と、中間層基板に接続された金属層と、中間層基板の開口部の内面と中間層基板に接合された金属層の中間層基板の開口部に露出した面に形成される反射層と、中間層基板の表面に形成される電極層と、中間層基板の上部に接合された上層基板とを備えることを特徴とする。
また、中間層基板及び上層基板は樹脂基板であることを特徴とする。
また、発光装置において、発光素子を搭載し、前記の配線基板を用いたことを特徴とする。
また、発光装置用配線基板の製造方法において、中間層基板と金属層を接合する工程と、中間層基板の開口部の内面と金属層の中間層基板の開口部に露出した面に反射層を形成する工程と、中間層基板の表面に電極層を形成する工程と、中間層基板の上部に上層基板を接合する工程とを備えることを特徴とする。
また、発光装置の製造方法において、中間層基板と金属層を接合する工程と、中間層基板の開口部の内面と金属層の中間層基板の開口部に露出した面に反射層を形成する工程と、中間層基板の表面に電極層を形成する工程と、中間層基板の上部に上層基板を接合する工程と、発光素子を搭載する工程と、発光素子と中間層基板を配線する工程と、中間層基板に蛍光体樹脂を充填する工程と、上層基板に透明樹脂を充填する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、発光装置の配線基板と発光素子を搭載した発光装置において、構成部品を少なくコストに配慮した配線基板と発光装置を提供することができる効果を奏する。また、発光装置の配線基板と発光素子を搭載した発光装置の製造方法において、工程数を少なくコストに配慮した製造方法を提供することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る配線基板を示す平面図である。
【図２】本発明に係る配線基板を示す断面図である。
【図３】本発明に係る配線基板を示す下面図である。
【図４】本発明に係る発光装置を示す平面図である。
【図５】本発明に係る発光装置を示す断面図である。
【図６】本発明に係る配線基板の製造工程を示す工程断面図である。
【図７】本発明に係る電極層が形成された中間層基板の平面図である。
【図８】本発明に係る発光装置の製造工程を示す工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【実施例１】
【００１２】
本発明の発光装置用の配線基板１０を図１に平面図、図２に断面図、図３に下面図で示す。配線基板１０は、中間層基板１と、金属層２と、電極層３と、上層基板４と、反射層５と、中間層基板表面めっき７と、接着シート９とで構成されている。
【００１３】
中間層基板１は、プリント基板として一般的使用される有機絶縁樹脂製基板であり、長方形の板状である。四隅にはスルーホール電極が形成され、１／４円周形状をしている。さらに、中央部には長方形の中間層基板開口部６が貫通孔としてあけられ、発光素子（図示せず）を載置、蛍光体樹脂（図示せず）を充填するする空間になる。例えば、中間層基板１の寸法は、長さ６ｍｍ、幅１．８ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ、四隅の１／４円周形状は、Ｒ０．４ｍｍである。中間層基板開口部６の寸法は、長さ３．２ｍｍ、幅１ｍｍである。また、中間層基板１は複数行、複数列のマトリクス配列基板を使用して製造される。この状態で前述のスルーホール電極を形成しており、製造最終工程で切断し個片化される。図は個片状態を示している。
【００１４】
金属層２は、銅箔であり、中間層基板１の一方の主面に接合されている。例えば、銅箔は厚さ０．１ｍｍで、熱圧着されている。
【００１５】
中間層基板表面めっき７は、中間層基板１と金属層２が接合された状態で表面全体に形成するめっき処理である。例えば、下地めっきとして銅めっきを０．５ミクロン施し、その上に、銀めっきを１ミクロン以上施す。好ましくは、銀めっきを２ミクロン施す。なお、銅めっきは無電解めっき方式、銀めっきは電解めっき方式を用いる。
【００１６】
電極層３は、中間層基板１と金属層２が接合され、中間層基板表面めっき７が形成された状態で、中間層基板１の他方の主面である上面及び、金属層２の中間層基板１と接合されない面である下面に形成されている。中間層基板表面めっき７をエッチングにより回路パターンを形成したものである。
【００１７】
反射層５は、中間層基板１と金属層２が接合された状態で、中間層基板開口部６の内面と中間層基板開口部６内に露出した金属層２の面に金属めっきされた層である。例えば、下地に銅めっきを施し、その上に銀めっきを施している。また、絶縁樹脂製基板は発光素子であるＬＥＤの青色光に含まれる紫外線により有機基板の樹脂が変色し、光劣化が始まる。この対策として、紫外線を通過させないよう（紫外線透過防止）に、中間層基板開口部６の壁面に金属メッキを施すことによって、有機基板の樹脂の変色防止をし、光劣化の抑制と光取り出し（反射率）の向上させるものである。金属めっきは青色光の場合、銀白色系めっきの反射が良いことが知られている。反射層５は反射板又はリフレクタとも呼ばれる。
【００１８】
上層基板４は、プリント基板として一般的使用される白色ＢＴ基板であり、長方形の板状である。四隅にはスルーホールが形成されているが、電極は形成されず、１／４円周形状をしている。さらに、中央部には長方形の上層基板開口部８が貫通孔としてあけられ、ボンディングワイヤを位置させ、透明樹脂を充填するする空間になる（図５参照）。例えば、上層基板４の長さ６ｍｍ、幅１．８ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ、四隅の１／４円周形状はＲ０．６ｍｍである。また、上層基板４は、中間層基板１と同様には複数行、複数列のマトリクス配列基板を使用して製造される。この状態で前述のスルーホールを形成しており、電極３が形成された中間層基板１の上面に接着シート９を用いて接合する。後述するワイヤの保護と透明樹脂充填の役割を持つ。
【００１９】
以上のように構成するので、金属層（銅箔）は片面のみ使用し、配線基板１０は必要最小限の部品構成にすることが可能であり、コストにも考慮することができる。
【００２０】
次に、本発明の発光装置１５を図４に平面図、図５に断面図で示す。発光装置１５は、配線基板１０と、光素子１１、ワイヤ１２、蛍光体樹脂１３、透明樹脂１４とで構成されている。
【００２１】
発光素子１１は、ここでは青色を発光するＬＥＤを用いる。発光素子１１は配線基板１０の中間層基板開口部６の空間内である、反射層５の底面にシリコン樹脂（図示せず）により、搭載し接合させる。
【００２２】
ワイヤ１２は、発光素子１１の電極パッドと中間層基板１の電極３を電気的機械的に接続するものである。ワイヤボンダ装置により、超音波接合法で金細線であるワイヤ１２を接続する。例えば、ワイヤ１２は材質が金であり、直径２５ミクロンである。
【００２３】
蛍光体樹脂１３は、発光素子１１が載置された中間層基板１の中間層基板開口部６の空間内に充填する。これにより色度調整を行う。
【００２４】
透明樹脂１４は、蛍光体樹脂１３の上部で、上層基板４の上層基板開口部８の空間内に充填する。これにより、蛍光樹脂１３とワイヤ１２の保護を行う。
【００２５】
以上のように構成するので、発光装置１５は、必要最小限の部品構成の配線基板１０を使用することが可能であり、コストにも考慮することができる。
【００２６】
次に、本発明の配線基板１０の製造方法を図７の（１）から（５）に製造工程断面図で示す。図６は配線基板一個当りを示しているが、実際には、マトリクス配列された複数状態で行う。
【００２７】
（１）中間層基板１が複数行、複数列のマトリクス配列をしている有機絶縁樹脂製基板１６を準備し、各中間層基板１の中央部には長方形の中間層基板開口部６と、各中間層基板１の外辺の交点にスルーホールをプレス金型方式の打ち抜きにより貫通孔としてあける。例えば、有機絶縁樹脂製基板１６寸法は長さ１０４ｍｍ、幅５０ｍｍであり、２６行（中間層基板１の短辺）、１７列（中間層基板１の長辺）である。この有機絶縁樹脂製基板１６（中間層基板１の一方の主面）に金属層２を（ここでは銅箔０．１ｍｍ）を熱圧着により接合する。これにより、中間層基板１の中間層基板開口部６は片面を塞がれ、開口穴の凹形状になる。（金属層接合工程）
【００２８】
（２）この金属層２が接合された有機絶縁樹脂製基板１６表面全体に中間層基板表面めっき７を施す。スルーホール内もめっきが施される。中間層基板表面めっき７は、例えば、下地として無電解めっきによる銅０．５ミクロンを施し、電解めっきによるニッケル３ミクロン、銀２ミクロンの多層金属めっきである。ニッケルは下地の役目であるので、不必要な時は省略してもよい。中間層基板表面めっき７は中間層基板開口部６の内壁面及び底面において反射層５となる。（反射層形成工程）
【００２９】
（３）有機絶縁樹脂製基板１６の表面（図の上面）のみをレジストによるエッチング方式でパターン（図７参照）を形成し、電極層３を形成し、発光素子と接続させる内部接続端子とする。中間層基板開口部６の内部及びスルーホール及び有機絶縁樹脂製基板１６の裏面（図の下面）はレジスト保護によりエッチングされない。エッチング終了後はレジストを除去する。（電極形成工程１）
【００３０】
（４）有機絶縁樹脂製基板１６の裏面（図の下面）のみをレジストによるエッチング方式でパターン（図３参照）を形成し、電極層３を形成し、発光装置の外部接続端子（ランド）とする。中間層基板開口部６の内部及びスルーホール及び有機絶縁樹脂製基板１６の表面（図の上面）はレジスト保護によりエッチングされない。エッチング終了後はレジストを除去する。（電極形成工程２）
【００３１】
（５）電極層３が形成された有機絶縁樹脂製基板１６の表面（上面）に接着シート９により、上層基板４を貼り付ける。例えば、接着シート９は粘性のある絶縁性樹脂を用いる。上層基板４は、中間層基板１と同様に複数行、複数列のマトリクス配列とし、中央部には長方形の上層基板開口部８と各上層基板４の外辺の交点にスルーホールをプレス金型方式の打ち抜きにより貫通孔としてあける。（上層基板接合工程）
【００３２】
以上により、マトリクス配列された配線基板１０が完成する。中間層基板表面めっき７を施すことにより、これを電極３と反射層５とを兼ねている。これにより、めっきの工程を一回で済み、製造工程の簡略化ができ、製造コストを安価にできる。
【００３３】
次に、本発明の発光装置１５の製造方法を図８の（１）から（４）に製造工程断面図で示す。図８は発光装置一個当りを示しているが、実際には、マトリクス配列された複数状態で行う。
【００３４】
（１）配線基板１０の中間層基板開口部６に、発光素子１１をダイマウンタ装置とシリコンペースト（図示せず）により搭載し、シリコンペーストを硬化させる。例えば、発光素子１１は０．３ｍｍＸ０．４ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのものを４個搭載する。素子数は発光装置仕様により決定される。
【００３５】
（２）発光素子１１の電極パッドと中間層基板１の電極層３間において、ワイヤ１２をワイヤボンダ装置により、超音波接合法で電気的機械的に接続する。発光素子１１が複数あれば、素子同士も接続する。例えば、ワイヤ１２は材質が金であり、直径２５ミクロンである。
【００３６】
（３）発光素子１１とワイヤ１２が接続された配線基板１０の中間層基板開口部６に蛍光体樹脂１３を充填し、硬化させる。
【００３７】
（４）蛍光体樹脂１３が充填された配線基板１０の上層基板開口部８に透明樹脂１４を充填し硬化させる。
【００３８】
その後、マトリクス配列された配線基板１０において、スルーホールを結ぶように格子状に切断し個片化する（図示せず）。切断はダイスブレード方式によるシンギュレーション装置を用いる。
【００３９】
以上により、上面に発光領域を有し、下面に外部接続端子を有した発光装置１５が完成する。この製造方法を用いることによって、部品数の少ない構成で、製造工程の簡略化ができ、製造コストを安価にできる発光装置１５となる。
【００４０】
以上により、本発明による配線基板１０は、基板上面の銅箔を不要とし、中間層基板で反射層と電極層を同時に形成し、上層基板はめっきを不要とした構成により、部品数を削減することが可能である。また、この構造により、従来、青色光による劣化により，使用できなかった樹脂基板も使用可能になり，信頼性の向上と安価な発光装置が可能となる。
【００４１】
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【００４２】
例えば、発光素子は青色のＬＥＤ以外でも使用することができる。
【００４３】
また、実施例は基板形状を平面上で長方形としたが、正方形でもよい。
【００４４】
また、電極層３は上面と下面を分ける工程としたが、同時に処理としてもよい。
【００４５】
また、接着シート９は予め上層基板４に接合した後に、スルーホールと上層基板開口部８を加工してもよい。
【００４６】
また、中間層基板開口部６と上層基板開口部８とスルーホールをプレス金型方式の打ち抜きとしたが、ＮＣマシンによる切削加工でもよい。
【００４７】
この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１、中間層基板
２、金属層
３、電極層
４、上層基板
５、反射層
６、中間層基板開口部
７、中間層基板表面めっき
８、上層基板開口部
９、接着シート
１０、配線基板
１１、発光素子
１２、ワイヤ
１３、蛍光体樹脂
１４、透明樹脂
１５、発光装置
１６、有機絶縁樹脂製基板
【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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