(57)【要約】【課題】配線層と絶縁層との密着性を確保する。【解決手段】本開示の配線基板は、対向する一対の表面を有する金属製の基板と、基板の一対の表面の少なくとも一方に形成された絶縁層と、を有する基板本体と、基板本体において、絶縁層上に形成された配線層と、を有する配線基板である。そして、本開示の配線基板では、基板において絶縁層が形成されている側の表面の表面粗さは、絶縁層の厚さより大きい。このように配線基板では、基板の表面粗さに対して絶縁層が薄いため、絶縁層の表面粗さが基板の影響を受けて大きくなり、絶縁層と配線層との密着性がアンカー効果により向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の表面を有する金属製の基板と、前記基板の前記一対の表面の少なくとも一方に形成された絶縁層と、を有する基板本体と、
前記基板本体において、前記絶縁層上に形成された配線層と、
を有する配線基板であって、
前記基板において前記絶縁層が形成されている側の表面の表面粗さは、前記絶縁層の厚さより大きい配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板であって、
前記絶縁層の厚さが１０μｍ以下であり、
前記表面粗さは１０μｍより大きく且つ２５μｍ以下である配線基板。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の配線基板を備えた発光モジュールであって、
内部に電流が流れることにより発光する発光素子と、
前記発光素子から放出された光の波長を変換する波長変換部と
を備える発光モジュール。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の配線基板の製造方法であって、
エアロゾルの吹き付け、スプレーコート、スピンコートおよび電着の何れかによって、前記基板上に前記絶縁層を塗布し、前記絶縁層の厚さを前記基板の前記表面の表面粗さよりも小さくする絶縁層形成工程を有する配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、金属製の基板と絶縁層と配線層とが積層された配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ゾルーゲル法により金属基板上に絶縁層が形成され、さらに絶縁層上に配線層が形成された配線基板が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２５０３００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
絶縁層を形成する場合には、絶縁性を考慮すると、通常は、絶縁層を厚く形成して、絶縁層に欠損が発生しないようにする。この場合には、絶縁層の表面は比較的平滑になるため、絶縁層の表面に形成される配線層と絶縁層との密着性を確保することが困難になる。
【０００５】
本開示は、配線層と絶縁層との密着性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、対向する一対の表面を有する金属製の基板と、基板の一対の表面の少なくとも一方に形成された絶縁層と、を有する基板本体と、基板本体において、絶縁層上に形成された配線層と、を有する配線基板である。そして、本開示の配線基板では、基板において絶縁層が形成されている側の表面の表面粗さは、絶縁層の厚さより大きい。
【０００７】
このように構成された本開示の配線基板では、基板の表面粗さに対して絶縁層が薄いため、絶縁層の表面粗さが基板の影響を受けて大きくなり、絶縁層と配線層との密着性がアンカー効果により向上する。また、基板の表面粗さが大きいため、基板と絶縁層との密着性もアンカー効果により向上する。これにより、本開示の配線基板は、配線層と絶縁層との密着性を確保することができる。さらに、絶縁層が薄く、基板表面の表面粗さを構成する凹凸にならうように形成されるため、絶縁層に欠陥が形成されるのが抑制され、配線層と基板との間の電気的絶縁も得ることができる。
【０００８】
本開示の一態様では、具体的には、絶縁層の厚さが１０μｍ以下であり、表面粗さは１０μｍより大きく且つ２５μｍ以下であるようにしてもよい。
このように構成された本開示の配線基板は、絶縁層の厚さが１０μｍ以下であるために、基板の放熱性を大きく低下させることなく、絶縁層と配線層との密着性と、基板と絶縁層との密着性とを確保することができる。さらに、本開示の配線基板は、表面粗さが２５μｍ以下であるために、厚さが１０μｍ以下である絶縁層が基板上に形成されることにより絶縁層が破損するのを抑制することができる。
【０００９】
本開示の別の態様は、本開示の配線基板を備えた発光モジュールであって、内部に電流が流れることにより発光する発光素子と、発光素子から放出された光の波長を変換する波長変換部とを備える。
【００１０】
このように構成された本開示の発光モジュールは、本開示の配線基板を備えた発光モジュールであり、本開示の配線基板と同様の効果を得ることができる。
本開示の更に別の態様は、本開示の配線基板の製造方法であって、エアロゾルの吹き付け、スプレーコート、スピンコートおよび電着の何れかによって、基板上に絶縁層を塗布し、絶縁層の厚さを基板の表面の表面粗さよりも小さくする絶縁層形成工程を有する。
【００１１】
このように構成された本開示の配線基板の製造方法は、基板上に薄い絶縁層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】発光モジュール１の全体構成を示す断面図である。
【図２】配線基板２の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図１における領域Ｒ１を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の発光モジュール１は、図１に示すように、配線基板２と、発光ダイオード３と、光波長変換部材４と、被覆部材５とを備える。
【００１４】
配線基板２は、基板本体１０と、配線層１３，１４とを備える。
基板本体１０は、基板１１と、絶縁層１２とを備える。基板１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）などの熱伝導率が高い金属を材料として板状に形成され、表面１１ａおよび裏面１１ｂを有する。表面１１ａの表面粗さは、１０μｍより大きく且つ２５μｍ以下である。
【００１５】
絶縁層１２は、Ａｌ２Ｏ３により、基板１１の表面１１ａに形成される。絶縁層１２の厚さは１０μｍ以下である。
配線層１３，１４は、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）またはアルミニウム（Ａｌ）などの金属により、絶縁層１２の表面１２ａに形成される。配線層１３，１４の厚さは、１μｍ〜数１０μｍである。
【００１６】
発光ダイオード３は、アノードとカソードとの間に順方向電圧が印加されることにより発光する。発光ダイオード３は、直方体状に形成されており、図示しないアノード端子およびカソード端子が裏面３ｂに設けられている。アノード端子は発光ダイオード３のアノードに接続され、カソード端子は発光ダイオード３のカソードに接続されている。また、発光ダイオード３で発生した光が表面３ａから放射される。発光ダイオード３は、アノード端子がバンプ６を介して配線層１３に接合されるとともにカソード端子がバンプ７を介して配線層１４に接合されることにより、配線基板２に搭載される。
【００１７】
光波長変換部材４は、発光ダイオード３から放射される光が透過する透光性部材（例えば、エポキシ樹脂）により板状に形成されており、表面４ａおよび裏面４ｂを有する。光波長変換部材４は、裏面４ｂが発光ダイオード３の表面３ａに接触した状態で発光ダイオード３の表面３ａを覆うように配置される。光波長変換部材４は、上記の透光性部材の中に蛍光体を含む。この蛍光体は、発光ダイオード３からの光が上記の透光性部材を通過する際に励起されて、上記の透光性部材を通過する前の波長とは異なる波長を有する光を放射する。蛍光体により波長変換された光と、蛍光体により波長変換されなかった光とが混合されることにより、光波長変換部材４は、発光ダイオード３から放射される光とは異なる色を有する光を表面４ａから放射する。
【００１８】
被覆部材５は、樹脂（例えば、シリコーン樹脂等）により形成され、積層された発光ダイオード３および光波長変換部材４において表面４ａ以外を覆うように配置される。
次に、配線基板２の製造方法を説明する。
【００１９】
配線基板２を製造するためには、図２に示すように、まず、Ｓ１０にて、エアルゾル状のＡｌ２Ｏ３粒子を基板１１の表面１１ａに吹き付けることにより、絶縁層１２を形成する。Ａｌ２Ｏ３粒子は、その粒子径が０．０８μｍ〜２μｍの範囲内にあるものを使用する。Ａｌ２Ｏ３粒子の吹付時間は約１０分である。
【００２０】
そしてＳ２０にて、Ｓ１０の工程にて形成された絶縁層１２の表面に配線層１３，１４を形成し、配線基板２の製造を終了する。具体的には、まず、スパッタにより、絶縁層１２の表面に、配線層１３，１４を形成するための金属材料（例えばチタン）の薄膜を形成する。その後、金属材料の薄膜の上部に電解めっき等により金属層（例えば、銅）を形成する。そして、配線層１３，１４が形成される箇所を覆うようにレジストパターンを形成する。その後、レジストパターンをマスクとして上記の薄膜と金属層をエッチングする。その後、レジストパターンを除去する。これにより、配線層１３，１４が形成される。
【００２１】
次に、基板１１の表面１１ａの表面粗さを測定する方法を説明する。
まず、測定する基板１１の表面１１ａに垂直な断面のＳＥＭ画像を取得する。この時のＳＥＭ画像の倍率は、例えば１０００倍が採用できる。そして、図３に示すように、得られたＳＥＭ画像中の基板１１の表面１１ａにおける任意の１点を基準にして表面１１ａに略平行な基準直線Ｌ１を取得する。その後、表面１１ａに対して１．５μｍピッチで測定点を５０点以上取得する。そして、基準直線Ｌ１から各測定点までの距離を絶対値で取得し、取得した距離の合計を測定点数で除算して得られた値に基づいて、上記基準直線Ｌ１に平行な平均基準直線Ｌ２を取得する。
【００２２】
さらに、平均基準直線Ｌ２から、各測定点に対する距離を絶対値で取得して、この距離の平均値を表面の粗さとする。この測定は、ＳＥＭ画像を３枚以上取得して行う。そして、最終的な基板１１の表面粗さは、取得した３枚以上のＳＥＭ画像それぞれから算出した表面粗さの合計値を、ＳＥＭ画像の枚数で除算した除算値とする。
【００２３】
以上のように構成された配線基板２は、対向する一対の表面１１ａおよび裏面１１ｂを有する金属製の基板１１と、基板１１の表面１１ａに形成された絶縁層１２と、を有する基板本体１０と、基板本体１０において、絶縁層１２上に形成された配線層１３，１４とを有する。そして配線基板２では、基板１１において絶縁層１２が形成されている側の表面１１ａの表面粗さは、絶縁層１２の厚さより大きい。
【００２４】
このように配線基板２では、基板１１の表面粗さに対して絶縁層１２が薄いため、絶縁層１２の表面粗さが基板１１の影響を受けて大きくなり、絶縁層１２と配線層１３，１４との密着性がアンカー効果により向上する。また、基板１１の表面粗さが大きいため、基板１１と絶縁層１２との密着性もアンカー効果により向上する。これにより、配線基板２は、配線層１３，１４と絶縁層１２との密着性を確保することができる。さらに、絶縁層１２が薄く、基板１１の表面１１ａの表面粗さを構成する凹凸にならうように絶縁層１２形成されるため、絶縁層１２に欠陥が形成されるのが抑制され、配線層１３，１４と基板１１との間の電気的絶縁も得ることができる。
【００２５】
また配線基板２では、具体的には、絶縁層１２の厚さが１０μｍ以下であり、表面粗さは１０μｍより大きく且つ２５μｍ以下である。
このように配線基板２は、絶縁層１２の厚さが１０μｍ以下であるために、基板１１の放熱性を大きく低下させることなく、基板１１と絶縁層１２との密着性と、配線層１３，１４と絶縁層１２との密着性とを確保することができる。さらに配線基板２は、表面粗さが２５μｍ以下であるために、厚さが１０μｍ以下である絶縁層１２が基板１１上に形成されることにより絶縁層１２が破損するのを抑制することができる。
【００２６】
ここで、配線基板２の放熱性の評価について説明する。
まず、基板１１として、アルミニウム基板を２枚準備した。そして、一方の基板１１の表面に、絶縁層１２として、厚さが１０μｍのＡｌ２Ｏ３層を形成して、第１評価用サンプルとした。また、他方の基板１１の表面に、絶縁層１２として、厚さが１００μｍの樹脂層を形成して、第２評価用サンプルとした。これらの第１，２評価用サンプルに対して、絶縁層１２の表面に発熱源を載置して、２０秒発熱後、基板本体１０（すなわち、基板１１と絶縁層１２）の表面近傍の温度を測定した。第１評価用サンプルは、２０秒後の基板本体１０の表面温度が１４０℃であったのに対し、第２評価用サンプルは、２０秒後の基板本体１０の表面温度が１６０℃であった。
【００２７】
また発光モジュール１は、配線基板２と、内部に電流が流れることにより発光する発光ダイオード３と、発光ダイオード３から放出された光の波長を変換する光波長変換部材４とを備える。発光モジュール１は、配線基板２を備えた発光モジュールであり、配線基板２と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
配線基板２の製造方法は、エアロゾルの吹き付けによって、基板１１上に絶縁層１２を塗布し、絶縁層１２の厚さを基板１１の表面の表面粗さよりも小さくする絶縁層形成工程を有する。これにより、配線基板２の製造方法は、基板１１上に薄い絶縁層１２を形成することができる。
【００２９】
以上説明した実施形態において、発光ダイオード３は発光素子に相当し、光波長変換部材４は波長変換部に相当し、Ｓ１０は絶縁層形成工程としての処理に相当する。
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
【００３０】
例えば上記実施形態では、配線基板２が発光ダイオード３を搭載している形態を示したが、発光ダイオードの代わりにレーザダイオードを搭載するようにしてもよい。
上記実施形態では、Ａｌ２Ｏ３により絶縁層１２が形成される形態を示したが、ＳｉＯ２やＡｌＮ等のセラミック材料、またはポリイミド等の樹脂材料といった絶縁性材料により絶縁層１２が形成されるようにしてもよい。また、絶縁層に使用する材料の形態に合わせて、絶縁層を薄く形成するように、エアロゾルを吹き付ける絶縁層の形成方法に代えて、スプレーコート、スピンコートおよび電着の何れかにより絶縁層１２を形成してもよい。
【００３１】
上記実施形態では、配線層１３，１４が複数の金属材料で形成される形態を示したが、配線層１３，１４は、単一の金属層で形成してもよい。また、互いに異なる金属材料で３層以上として形成された複数の層が積層された構造を有していてもよい。
【００３２】
上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【符号の説明】
【００３３】
２…配線基板、１０…基板本体、１１…基板、１１ａ…表面、１１ｂ…裏面、１２…絶縁層、１３，１４…配線層
【図１】
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【図２】
2019062119.tif 000004
【図３】
2019062119.tif 000005