(57)【要約】【課題】加熱時の接合材の流れを抑止して、実装精度を向上できるようにした発熱部品実装体を提供する。【解決手段】電極１１１ａ、１１１ｂを有する発熱部品１０２と、放熱部材１０４、および、電極１１１ａ、１１１ｂに対向して設けられている導体１０６、１０９を有する基板１０１と、電極１１１ａ、１１１ｂと前記導体１０６、１０９とを接合している接合材１０３ａ、１０３ｂと、接合材１０３ａ、１０３ｂの周囲に設けられた接合材規制部１０７ａ、１１０とを備える。【選択図】図１
2019161184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する発熱部品と、
放熱部材、および、前記電極に対向して設けられている導体、を有する基板と、
前記電極と前記導体とを接合している接合材と、
前記接合材の周囲に設けられた接合材規制部と、
が備えられている、発熱部品実装体。
【請求項２】
前記基板は、前記電極と対向して設けられている開口部および前記開口部に連続する凹部を有する絶縁材を、前記放熱部材上にさらに有し、
前記導体は、前記開口部内において前記放熱部材上に設けられ、
前記接合材規制部が、前記凹部により構成されていることを特徴とする請求項１記載の発熱部品実装体。
【請求項３】
前記接合材の体積が、前記開口部の内容積に基づいて設定されていることを特徴とする請求項２記載の発熱部品実装体。
【請求項４】
前記接合材規制部が、前記導体の表面に突設されている枠状部材により構成されている、請求項１記載の発熱部品実装体。
【請求項５】
前記枠状部材が、熱硬化性樹脂により形成されている、請求項４項記載の発熱部品実装体。
【請求項６】
前記接合材規制部が、前記接合材に対する濡れ性が周囲よりも低い、低濡れ性部により構成されている請求項１記載の発熱部品実装体。
【請求項７】
前記低濡れ性部がニッケルにより形成され、
前記導体の表面の少なくとも前記低濡れ性部の周囲には、金が設けられている、請求項６記載の発熱部品実装体。
【請求項８】
前記接合材規制部が、前記基板の表面に形成された凹所により構成されている請求項１記載の発熱部品実装体。
【請求項９】
前記発熱部品が、発光部品である、請求項１〜８の何れか一項記載の発熱部品実装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤやレーザー等に適用可能な発熱部品実装体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤやレーザー等の発光部品の進化に伴い、発光部品の用途は、住設照明器具のみならず、例えばヘッドライトやテールライト等の車載機器まで拡大してきている。これに伴い、発光部品の高出力化や小型化の要求だけでなく、発光部品の性能向上や長寿命化の要求も高まっている。また、発光部品は作動に伴い発熱する発熱部品でもあるので、放熱性の向上の要求も高まっている。
【０００３】
さらに発光部品の用途の一つであるヘッドライトでは、法規制を満足させるように複数の発光部品の配光を整える必要があり、それに応じた光軸設計や光軸調整等がなされている。このため、ヘッドライトのように光軸精度が問われる用途においては、放熱性に加えて、発光部品の実装精度を、従来の発光部品よりも向上させることが必要である。一方で車載機器としての用途において、ＬＥＤ等の発光部品が実装されたフレキ基板をアルミヒートシンクや銅板等の放熱部材に貼り付けて発光部品の発熱を放出（放熱）する技術が実用化されてきているが、フレキ基板と放熱部材との間に熱伝導性の低い絶縁層や接着層が存在するため、放熱性が十分ではない。
【０００４】
このため、良好な放熱性を有する発光部品実装体が提案されている（例えば特許文献１参照）。以下、図１０を参照して、このような良好な放熱性を有する発光部品実装体の従来例を説明する。図１０は、従来の発光部品実装体の一例の模式的断面図である。この発光部品実装体では、放熱部材としての金属部材１が、一部（以下「金属露出部」という）を除いて絶縁層２で覆われて金属複合基板３とされる。そして、金属露出部と、発光部品４の電極５ａとが、はんだ６ａと導体層７とを介して接合される。また、絶縁層２上の導体層１１と、発光部品４の電極５ｂとが、はんだ６ｂを介して接合される。発光部品４と放熱部材としての金属部材１とが、熱伝導性の高いはんだ６ａや導体層７で直接接合されるので、良好な放熱性を確保できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１６２９９４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、図１０に示される従来の発光部品実装体においては、その構造に起因して製造時に問題が生じていた。図１１を参照して、この問題について説明する。図１１は、従来の発光部品実装体の問題を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は、はんだ流れが生じた発光部品実装体を示す図、（ｂ）は、はんだペーストに発光部品が置かれた直後の発光部品実装体を示す図、（ｃ）は、はんだペースト供給後の金属複合基板を示す図である。
【０００７】
形状の安定しないはんだペーストを用いて、図１０に示される従来の発光部品実装体を製造した場合、図１１（ａ）に示す実装形態となって、２つの問題が発生することがあった。すなわち、はんだペーストが流れて広がること（以下この現象を「はんだ流れ」と称し、はんだ流れによりはんだペーストは広がった箇所を「はんだ流れ８」と表記する）によって、（１）発光部品４が傾いてしまうという問題と、（２）はんだ流れ８によって、電極５ａを接合するはんだ６ａと、電極５ｂを接合するはんだ６ｂとが連続して、電極５ａと電極５ｂとを短絡させるショート部９が形成されるという問題がある。
【０００８】
このような問題は、図１１（ｂ）に示すようなはんだ付けを行う前の発光部品４の実装状態に起因する。つまり、はんだペースト６ａ′、６ｂ′がフラックス成分を含むため、図１０に示されるように完成品である発光部品実装体におけるはんだ６ａ、６ｂの上面の高さを揃えるためには、図１１（ｃ）に示されるようにはんだペースト６ａ′の供給量を、はんだペースト６ｂ′よりも所定量だけ多くする必要がある。
【０００９】
具体的には、開口部１０の体積（内容積）に、溶融時に放出されるフラックス成分の量を加えた量だけ、はんだペースト６ａ′の供給量を、はんだペースト６ｂ′よりも多くする必要がある。より具体的には、はんだ６ａ、６ｂの上面の高さを揃えるためには、「導体層１１の厚みと開口部１０の深さとを加えた寸法」に「開口部１０の底面積」を乗じて求められる体積〔＝（導体層１１の厚み＋開口部１０の深さ）×（開口部１０の底面積）〕にフラックス成分の体積を加えた体積分だけ、はんだペースト６ａ′の供給量をはんだペースト６ｂ′の供給量よりも多くする必要がある。
【００１０】
そして、はんだペーストにおいて、はんだ粒子と、溶融時に放出されるフラックス成分との体積比は、例えば１：１程度なので、フラックス成分の放出後のはんだ６ａ、６ｂの上面の高さを揃えるためには、図１１（ｃ）に示すように、はんだペースト６ａ′に比べて、はんだペースト６ｂ′は高くなってしまう。
【００１１】
このため、図１１（ｃ）の状態から、発光部品４が金属複合基板３に実装される際、発光部品４の平行が保たれるように発光部品４を機械的に金属複合基板３に押し付けると、図１１（ｂ）に示されるように、はんだペースト６ｂ′との高さの違いによりはんだペースト６ａ′が押しつぶされた状態となる。この状態から、実装時の加熱によりはんだペースト６ａ′、６ｂ′が溶融すると図１１（ａ）に示す状態となる。すなわち、電極５ａ、５ｂ間に押し出されたはんだペースト６ａ′が流動し、逃げ場がないため隣接したもう一方のはんだペースト６ｂ′と連続したショート部９が発生する。
【００１２】
したがって、このようなはんだ流れによる不具合により、発光部品実装体の品質を確保することが困難となる。
【００１３】
さらに、はんだペースト６ｂ′においては、導体層１１にはんだ流れを制御するものが存在しないため、はんだペースト６ｂ′は溶融すると自由に広がって薄くなってしまう。このため、はんだペースト６ａ′、６ｂ′の高さが不均に一なって、はんだペースト６ａ′、６ｂ′に支持される発光部品４が、図１１（ａ）のように大きく傾き易くなり、実装精度（すなわち発光部品４と金属複合基板３との組み付け精度）が極めて不安定となる。
【００１４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、金属複合基板と発熱部品とを接合材により接合した放熱性の高い発熱部品実装体において、加熱時の接合材の流れを抑止して、実装精度を向上できるようにした発熱部品実装体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の発熱部品実装体は、電極を有する発熱部品と、放熱部材、および、前記電極に対向して設けられている導体、を有する基板と、前記電極と前記導体とを接合している接合材と、前記接合材の周囲に設けられた接合材規制部と、を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、放熱効率の極めて高い発熱部品実装体を提供することは勿論、かつはんだ流れによる品質ロスを抑えることで実装精度の極めて高い発熱部品実装体を提供することができる。また、放熱効率が極めて高いため、本発明の発熱部品実装体を使用することで商品の小型、軽量化も可能となる。
【００１７】
本発明を発光部品実装体に適用して住設照明器具や車載照明器具等の商品に使用すれば、放熱効率が高いので、発光部品の出力を向上することができる。また、実装精度の向上に伴い。光軸公差による商品設計の制約の緩和や組立工程における光軸調整等の改善を図ることができ、商品設計の自由度の拡大や組立製造のロスタイムの改善につながるため、商品を低コストで提供できる。さらに光学効率を向上させることもできるため、商品の省エネ化も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）−（ｃ）は本発明の実施の形態１における発光部品実装体の構造を説明するための模式図
【図２】（ａ）−（ｈ）は本発明の実施の形態１の金属複合基板の製造方法の一例を説明するための模式的断面図
【図３】（ａ）−（ｄ）は本発明の実施の形態１における発光部品実装体の製造方法の一例を説明するための模式的断面図
【図４】（ａ）−（ｃ）は本発明の実施の形態２における発光部品実装体の構造を説明するための模式図
【図５】（ａ）−（ｄ）は本発明の実施の形態２の金属複合基板の製造方法の一例を説明するための模式的断面図
【図６】（ａ）−（ｄ）は本発明の実施の形態２における発光部品実装体の製造方法の一例を説明するための模式的断面図
【図７】（ａ）−（ｃ）は本発明の実施の形態３における発光部品実装体の構造を説明するための模式図
【図８】（ａ）−（ｅ）は本発明の実施の形態３の金属複合基板の製造方法の一例を説明するための模式的断面図
【図９】（ａ）−（ｄ）は本発明の実施の形態３における発光部品実装体の製造方法の一例を説明するための模式的断面図
【図１０】従来の発光部品実装体の一例の模式的断面図
【図１１】（ａ）−（ｃ）は従来の発光部品実装体の問題を説明するための模式的断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係る発熱部品実装体ついて、図面を参照しながら説明する。以下に示す各実施の形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の各実施の形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。また、各実施の形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに、各実施の形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００２０】
以下の各実施の形態では、本発明の発熱部品実装体を、発光部品実装体に適用した例を説明するが、本発明の発熱部品実装体は、作動に発熱を伴うものであれば発光部品に限らず適用しうるものである。
【００２１】
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その説明を省略することもある。
【００２２】
［１．実施の形態１］
［１−１．構造］
以下、本発明の実施の形態１における発光部品実装体の構造について図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態１における発光部品実装体の構造を説明するための模式図であり、（ａ）は発光部品実装体の模式的断面図、（ｂ）は電極側から視たＬＥＤ（発光部品）の底面図、（ｃ）は金属複合基板の平面図である。以下の構造の説明では、便宜上、発光部品を上方に金属複合基板を下方に向けた姿勢の発光部品実装体を説明するが、発光部品実装体の使用時の姿勢はこれに限定されない。また、以下の構造の説明では、図１（ｃ）の紙面の上下方向を発光部品実装体の左右方向とする。
【００２３】
図１（ａ）に示されるように、本発明の実施の形態１における発光部品実装体は、金属複合基板（以下「基板」ともいう）１０１に、発熱部品および発光部品であるＬＥＤ１０２が、はんだ（接合材）１０３ａおよびはんだ（接合材）１０３ｂを介して接合されている。
【００２４】
実施の形態１の基板１０１は、プレート状の金属部材（放熱部材）１０４と、その上下の表面にそれぞれ形成される絶縁層（絶縁材）１０５と、それぞれＬＥＤ１０２側の絶縁層１０５の表面に設けられた左右一対の金属製の第１の導体層（導体）１０６と、これらの導体層１０６の表面にそれぞれ設けられた樹脂層１０７ａ、１０７ｂとを備える。以下、特段の説明をしない限り、絶縁層１０５といった場合は、ＬＥＤ１０２側の絶縁層１０５を指すものとする。
【００２５】
各導体層１０６は、矩形であり、後述の電極（電極）１１１ａ、１１１ｂと対向して、絶縁層１０５の表面の一部分に設けられている。
【００２６】
樹脂層１０７ａ、１０７ｂは、導体層１０６の表面にそれぞれ所定の高さで突設され、また、図１（ｃ）に示されるように導体層１０６の基板１０１の中央に位置する角部を囲う形状をしている。つまり樹脂層１０７ａ、１０７ｂは枠状部材である。詳しくは、図１（ｃ）において、樹脂層１０７ａは、紙面上側の導体層１０６の右下の角部を上側と左側とから囲う形状をし、樹脂層１０７ｂは、紙面下側の導体層１０６の右上の角部を下側と左側とから囲う形状をしている。このような形状により、樹脂層１０７ａ、１０７ｂは、実装時のはんだ流れ、すなわち溶融状態のはんだペーストが導体層１０６上を流れて図１（ｃ）における紙面左側外方に広がることを規制しており、本発明の接合材規制部を構成する。
【００２７】
また、絶縁層１０５には、図１（ｃ）に示されるように、導体層１０６から図１（ｃ）の紙面右側に外れた位置に、絶縁層１０５を上下〔図１（ｃ）の紙面に垂直な方向〕に貫通する開口部１０８が設けられている。開口部１０８の存在により金属部材１０４の一部が露出することとなり、この露出部の表面に金属製の第２の導体層（導体）１０９が設けられる。
【００２８】
また、絶縁層１０５には凹部１１０が設けられている。この凹部１１０は、開口部１０８における導体層１０６とは反対側〔図１（ｃ）の紙面右側〕に連設されている。また、この凹部１１０は、鉛直下方に絶縁層１０５を残して凹設されており、凹部１１０では金属部材１０４は露出しない。凹部１１０も、後述するように溶融状態のはんだペーストの流れを規制し、本発明の接合材規制部を構成する。
【００２９】
図１（ｂ）に示されるように、実施の形態１のＬＥＤ１０２は、それぞれ金属製のアノード電極１１１ａ、カソード電極１１１ｂ、および放熱電極（電極）１１１ｃを備えている。
【００３０】
また、上述したが、図１（ｃ）に示されるように導体層１０６の表面の角部が樹脂層１０７ａ、１０７ｂで囲われており、これらの樹脂層１０７ａ、１０７ｂで囲われた角部が基板１０１側の電極（以下「基板電極ともいう」）１０６ａ、１０６ｂとして形成される。基板電極１０６ａはＬＥＤ１０２のアノード電極１１１ａと同一サイズ、同一形状である。同様に、基板電極１０６ｂはカソード電極１１１ｂと同一サイズ、同一形状である。また、開口部１０８内の底面、すなわち開口部１０８内において金属部材１０４上に設けられた第２の導体層１０９からなる電極は、ＬＥＤ１０２の放熱電極（電極）１１１ｃと同一サイズ、同一形状である。
【００３１】
そして、ＬＥＤ１０２の放熱電極１１１ｃと金属部材１０４とは、はんだ１０３ａと第２の導体層１０９とを介して接合されているため、発光部品実装体は極めて効率の良い放熱性を有する。すなわち、ＬＥＤ１０２と金属部材１０４とが熱伝導性の高い金属（放熱電極１１１ｃ、はんだ１０３ａ、および第２の導体層１０９）により直接に接続されているため、ＬＥＤ１０２の熱が金属部材１０４に効率よく伝わって金属部材１０４から効率良く放熱される。
【００３２】
次に発光部品実装体の構成要素について、詳細を説明する。
金属部材１０４の材料としては、一般的な基板に用いられるアルミニウムや銅等の熱伝導性の良い（熱伝導率の高い）金属が好ましい。また、金属部材１０４の形状は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に図示したようなプレート状でなくとも、ＬＥＤ１０２を実装するエリアが平坦であれば、特に限定はない。また、金属部材１０４は、例えば、プレス等で加工した立体成型品やダイカスト等で加工した立体鋳造品でもよい。
【００３３】
絶縁層１０５の材料としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が好まし。また、絶縁層１０５の厚みとしては、２０μｍ以上あればよく、電気絶縁性の機能を果たすことができればよい。
【００３４】
第１の導体層１０６の材料としては、一般的なめっき工法やエッチング工法で所望の回路パターンを形成することができる銅が好ましい。また、第１の導体層１０６の表面は、ニッケル金めっき等の耐食性とはんだ付け性とを両立できる表面処理がなされていることが好ましい。また、第１の導体層１０６の厚みは、１８μｍ以上であることが好ましく、搭載するＬＥＤ１０２に応じて決定される。
【００３５】
はんだ流れを防止する樹脂層１０７ａ、１０７ｂの材料としては、熱硬化性の樹脂もしくは光硬化性の樹脂が好ましい。樹脂層１０７ａ、１０７ｂの材料として熱硬化性の樹脂を使用する場合は、はんだの融点より低い温度で硬化する樹脂が好ましく、具体的には融点が１８０℃以下のものが好ましい。硬化温度がこの温度域の樹脂であれば、リフロー工程（つまり、リフロー方式によって、基板１０１とＬＥＤ１０２とを、はんだ１０３ａ、１０３ｂで接合する工程）において、プリヒートで樹脂層１０７ａ、１０７ｂを硬化することができる。このため、樹脂層１０７ａ、１０７ｂの形成と、はんだ１０３ａ、１０３ｂによる接合とを同一設備（リフロー炉）内で行える利点が得られる。
【００３６】
また、樹脂層１０７ａ、１０７ｂは、基板１０１の導体層１０６、１０９に対して所謂ソルダーレジストの役割も果たすが、一般的なソルダーレジストとは異なる。つまり、樹脂層１０７ａ、１０７ｂは、リフロー工程を数回繰り返しても導体層１０６、１０９を保護できるレベルの耐熱性があれば良く、ソルダーレジストとしての長期信頼性までは必要としない。すなわち、樹脂層１０７ａ、１０７ｂは、導体層１０６、１０９を長期間に亘って保護する機能は特に必要ない。なお、樹脂層１０７ａ、１０７ｂは、特にリフロー工程で硬化することに限定されるものではなく、硬化前の樹脂層１０７ａ、１０７ｂを基板１０１に塗工した後に、光硬化性であれば、ＵＶ照射工程を、熱硬化性であれば、熱硬化工程を、リフロー工程とは別に行うようにしてもよい。
【００３７】
また、樹脂層１０７ａ、１０７ｂの幅と高さは、発光部品実装体の設計条件によって変更されるため、特に限定されるものではないが、例えば幅は３０μｍ以上あればよく、高さは３μｍ以上あればよい。ただし、樹脂層１０７ａ、１０７ｂが高すぎると、はんだ１０３ａ、１０３ｂの溶融時に、ＬＥＤ１０２と樹脂層１０７ａ、１０７ｂとが接触してしまうので、樹脂層１０７ａ、１０７ｂの高さはそのような高さよりも低くしなければならない。なお、樹脂層１０７ａ、１０７ｂの幅とは、図１（ｃ）の紙面の上下に延在する部分については当該紙面の左右方向の寸法、当該紙面の左右に延在する部分については当該紙面の上下方向の寸法をいう。
【００３８】
第２の導体層１０９は、銅もしくはニッケルで形成されることが好ましく、金めっきを施したり、プリフラックスを塗工したりする等、はんだ付け性を向上させる表面処理がなされていることが好ましい。
【００３９】
凹部１１０は、開口部１０８と連続した形状で形成されており、図１（ｃ）に示されるように角型形状に限定されるものではなく、半円状でもよいし、コーナーにＲ（丸み）をつけた形状でも構わない。
【００４０】
［１−２．製造方法及び作用・効果］
以下、図２および図３を参照して、図１に示される発光部品実装体の製造方法を説明する。また、はんだ流れを抑制する樹脂層１０７ａ、１０７ｂと、凹部１１０とは、いずれも発光部品実装体の製造において重要な役割を果たす。したがって、樹脂層１０７ａ、１０７ｂおよび凹部１１０による作用効果をあわせて説明する。
【００４１】
［１−２−１．金属複合基板の製造方法］
まず、図２を参照して基板１０１の製造方法の一例を説明する。図２は、本発明の実施の形態１の金属複合基板の製造方法の一例を示す模式的断面図であり、（ａ）−（ｈ）の順に製造工程が進められる。
【００４２】
図２（ａ）に示されるように金属部材１０４を準備し、図２（ｂ）に示されるように金属部材１０４の表面に絶縁層１０５として熱硬化性樹脂が塗装する。次に、図２（ｃ）に示されるようにレーザーにより絶縁層１０５に開口部１０８を設けて、金属部材１０４が露出する金属露出部１１４を形成する。次に図２（ｄ）に示されるように、絶縁層１０５の導体層１０６〔図１（ａ）、（ｃ）参照〕を設ける部分にレーザーを用いて粗化部１１２を形成する。次に、粗化部１１２にめっき触媒を付着させて、図２（ｅ）に示されるように、めっき触媒を担持した粗化部１１３を形成した後、この粗化部１１３と金属露出部１１４との表面をそれぞれ銅めっきして、図２（ｆ）に示されるように、第１の導体層１０６と第２の導体層１０９とを形成する。次に図２（ｇ）に示されるように、開口部１０８に連続した凹部１１０をレーザー等で所望の形状と深さで形成する。次に、図１（ｂ）に示されるＬＥＤ１０２のアノード電極１１１ａおよびカソード電極１１１ｂと同一形状、同一サイズになるよう、図２（ｈ）に示されるように導体層１０６の表面に樹脂層１０７ａ、１０７ｂをディスペンサ等で形成する。これにより、予め第１の導体層１０６の回路パターンとして、電極１１１ａ、１１１ｂ〔図１（ａ）、（ｂ）参照〕と同一形状、同一サイズの基板電極１０６ａ、１０６ｂ〔図１（ａ）、（ｃ）参照〕を樹脂層１０７ａ、１０７ｂによって形成することができる。
【００４３】
［１−２−２．発光部品実装体の製造方法］
次に、図３を参照して発光部品実装体の製造方法の一例を説明する。図３は、本発明の実施の形態１における発光部品実装体の製造方法の一例を示す模式的断面図であり、（ａ）−（ｄ）の順に製造工程が進められる。
【００４４】
まず適正なはんだ量を供給するために、図３（ａ）に示す状態において、第１の導体層１０６と第２の導体層１０９との各表面位置をレーザー変位計や白色干渉計等の計測器にて実測して、第１の導体層１０６と第２の導体層１０９との表面間距離（すなわち高低差）Δｈを求める。この表面間距離Δｈと、設計値に基づく第２の導体層１０９の表面積Ｓとを掛け合わせた値を、開口部１０８の内容積Ｖとして算出する（Ｖ＝Ｓ×Δｈ）。なお、第２の導体層１０９の寸法をレーザー変位計や白色干渉計等の計測器により実測し、この実測値から求めた表面積を開口部１０８の内容積の計算に適用すれば、内容積をさらに精度良く求めることが可能である。
【００４５】
次に図３（ｂ）に示されるように、基板電極１０６ａ上と第２の導体層１０９上とのそれぞれに、上面の高さが同一になるようにはんだペースト１０３ａ′、１０３ｂ′を供給する。この場合、はんだペースト１０３ａ′の塗布面積は必然的に開口部１０８の面積よりも大きくなる。すなわち、フラックス成分を放出後のはんだ１０３ａが開口部１０８内を満たすようにすると、フラックス成分を含むはんだペースト１０３ａ′は開口部１０８からはみ出すこととなる。このため、はんだペースト１０３ａ′が溶融した状態において、電極１０６ａ側に広がって電極１０６ａ上のはんだペースト１０３ｂ′と接触してショートが生じないように、凹部１１０にはみ出す形態ではんだペースト１０３ａ′を供給する。
【００４６】
ここで重要となるのは、凹部１１０の底面積である。つまり、凹部１１０の底面積は、図３等に示されるように、凹部１１０にはみ出して塗布されたはんだペースト１０３ａ′を収容できる大きさであることが必要である。仮に、開口部１０８からはみ出して塗布されたはんだペースト１０３ａ′を、凹部１１０に収容しきれないと、絶縁層１０５の上にはんだペースト１０３′が塗布された状態となるため、図８（ａ）で説明したショートの発生に至るおそれがある。特に、凹部１１０を開口部１０８に対して電極１０６ｂとは反対側に設けることでショートの発生を効果的に抑制できる。
【００４７】
また、第２の導体層１０９へのはんだペースト１０３ａ′の供給量は、「図３（ａ）を参照して説明した手法によって算出した開口部１０８の内容積Ｖ」に、「はんだペースト１０３ｂ′の高さＨ（詳しくは導体層１０６の表面からはんだペースト１０３ｂ′の上面までの高さの設定値）に第２の導体層１０９の表面積Ｓを掛け合わせて算出した体積」を加えた量（＝Ｖ＋Ｓ×Ｈ）で設定される。なお、はんだペーストの供給方式は、特に限定する必要はないが、はんだペーストを所望の箇所に個別に供給できるディスペンサ方式が好ましい。
【００４８】
次に、図３（ｃ）のようにＬＥＤ１０２を実装するが、供給されたはんだペースト１０３ａ′、１０３ｂ′の上面の高さが同一であるため、ＬＥＤ１０２が傾くことなく、また、第２の導体層１０９のはんだペースト１０３ａ′が図８（ｂ）に示したように著しく押しつぶされた状態にはならずに安定して搭載される。
【００４９】
なお、少なくとも、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して説明した工程と、図２（ｈ）を参照して説明した樹脂１０７ａ、１０７ｂを供給する工程とを同一設備内で行うことが好ましい。
【００５０】
次に、図３（ｄ）のようにＬＥＤ１０２と基板１０１とをはんだ付けするために、加熱してはんだペースト１０３ａ′、１０３ｂ′を一旦溶融した後に固化させる。溶融した際、はんだペースト１０３ａ′は、開口部１０８と凹部１１０とを設けることで絶縁層１０５に形成された段差により囲まれているため、開口部１０８の外側へと流れることが規制される。この結果、はんだペースト１０３ａ′がフラックス成分を排出してはんだ粒子が凝集固化し、はんだ１０３ａとなった後も、開口部１０８内に収まるようになり、はんだ１０３ａの上面の高さが安定して所望の高さとなる。また、はんだペースト１０３ａ′が、はんだペースト１０３ｂ′とは反対側の凹部１１０側に予め配置されているため、はんだペースト１０３ｂ′とのショートの発生のない実装が可能である。
【００５１】
一方、はんだペースト１０３ｂ′は、溶融状態では濡れ性によって第１の導体層１０６の表面上を広がろうとするが、はんだペースト１０３ｂ′の広がりは樹脂層１０７ａ、１０７ｂによって抑制されるため、はんだ１０３ｂの上面の高さは安定する。したがって、本発明の実施の形態１の製造方法によれば、ＬＥＤ１０２の傾きが極めて少ない発光部品実装体を提供することができ、かつ品質を安定させることができる（すなわちショートの発生を抑制できる）。
【００５２】
［２．実施の形態２］
［２−１．構造］
以下、本発明の実施の形態２における発光部品実装体の構造について図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施の形態２における発光部品実装体の構造を説明するための模式図であり、（ａ）は発光部品実装体の模式的断面を要部の拡大断面と共に示す図、（ｂ）は電極側から視たＬＥＤ（発光部品）の底面図、（ｃ）は金属複合基板の平面図である。以下の構造の説明では、便宜上、発光部品を上方に金属複合基板を下方に向けた姿勢の発光部品実装体を説明するが、発光部品実装体の使用時の姿勢はこれに限定されない。
【００５３】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す実施の形態２における発光部品実装体は、はんだ１０３ｂ側の接合材規制部の構成だけが、前記の実施の形態１の発光部品実装体と異なる。実施の形態２における発光部品実装体では、当該接合材規制部が、図４（ａ）中の枠で囲まれた要部拡大図に示されるように構成される。つまり、この接合材規制部では、各第１の導体層１０６の表面にニッケルなどのはんだ濡れ性の非常に小さい金属層１１５が設けられ、さらに、金属層１１５の表面に、金などのはんだ濡れ性の大きい金属層１１６が一部の領域を残して設けられる。金属層１１５の内、金属層１１６が設けられずに露出した部分（低濡れ性部、以下「金属露出部」という）１１５ａ、１１５ｂは、実施の形態１の樹脂層１０７ａ、１０７ｂと同様に、導体層１０６における基板１０１の中央に位置する角部を囲うような形状をしている。
【００５４】
また、平面視において金属層１１５ａ、１１５ｂに囲まれた金属層１１６および導体層１０６は、基板電極１０６ａ、１０６ｂとして機能する。これらの基板電極１０６ａ、１０６ｂは、ＬＥＤ１０２の電極１１１ａ、１１１ｂと同一形状、同一サイズになるように形成することが好ましく、その幅〔図４（ｃ）の紙面の上下方向および左右方向の各寸法〕は５０μｍ以上あればよい。
【００５５】
この接合材規制部は、はんだ濡れ性の違いを利用して、ＬＥＤ１０２を基板１０１に実装する際のはんだ流れを規制する構造である。詳しくは、基板電極１０６ａ、１０６ｂの表面よりも、基板電極１０６ａ、１０６ｂを囲う金属露出部１１５ａ、１１５ｂの表面のほうが、はんだ濡れ性（接合部材であるはんだに対する親和性）が低い。このため、溶融状態とされたはんだペーストが、基板電極１０６ａ、１０６ｂから外側の金属露出部１１５ａ、１１５ｂへ流れることが抑制される。すなわち、金属露出部１１５ａ、１１５ｂを設けることにより本発明の接合材規制部が構成される。
【００５６】
なお、導体層１０６よりも金属層１１５のはんだ濡れ性が低い場合には、金属層１１６を省略して、導体層１０６における基板１０１の中央に位置する角部を囲うように、金属層１１５を導体層１０６上に設けることで、本発明の接合材規制部を構成してもよい。また、はんだ濡れ性を表面粗さで制御するようにしてもよい。
【００５７】
この他の構成は、前記の実施の形態１の発光部品実装体と同様なので説明を省略する。
【００５８】
［２−２．製造方法及び作用・効果］
以下、図５および図６を参照して、図４に示される発光部品実装体の製造方法を説明しつつ本発明の実施の形態２の作用・効果を説明する。
【００５９】
［２−２−１．金属複合基板の製造方法］
まず、図５を参照して金属複合基板の製造方法を説明する。図５は、本発明の実施の形態２の金属複合基板の製造方法の一例を示す模式的断面図であり、（ａ）−（ｄ）の順に製造工程が進められる。なお、図５（ｂ）、（ｃ）ではそれぞれ要部の拡大断面図が併せて示される。はんだ流れ抑制構造の製造方法以外は、図２を参照して説明した実施の形態１の製造方法と同一であるため、はんだ流れ抑制構造の製造方法について主に説明する。
【００６０】
図５（ａ）に示されるように基板１０１を準備する。基板１０１は、実施の形態１において図２（ａ）〜（ｆ）を参照して説明した方法により製造される。次に図５（ｂ）に示されるように第１の導体層１０６の表面に、めっきなどによりコーティングして金属層１１５を設け、その後、さらに金属層１１５の表面に、めっきなどによりコーティングして金属層１１６を設ける。なお、金属層１１５と金属層１１６とにそれぞれ使用される金属材料の組み合わせは、一般的な回路基板で用いられる組み合わせが好まし。例えば、金属層１１５に使用される金属材料はニッケル、金属層１１６に使用される金属材料は金（元素記号Ａｕ）がそれぞれ好ましく、ニッケルの厚みは５〜１０μｍ、金の厚みは０．０３〜０．１μｍの厚みがそれぞれ好ましい。
【００６１】
次に図５（ｃ）に示されるように、図４（ｂ）に示されるＬＥＤ１０２のカソード電極１１１ｂと同一形状、同一サイズになるように金属層１１６をレーザー等で剥離し、金属露出部１１５ａ、１１５ｂを形成する。次に図５（ｄ）に示されるように、開口部１０８に連続した凹部１１０をレーザー等で所望の形状と深さで形成する。
【００６２】
このようにして、予め第１の導体層１０６の回路パターンとして、ＬＥＤ１０２の電極１１１ａ、１１１ｂ〔図４（ｃ）参照〕と同一形状、同一サイズとなる基板電極１０６ａ、１０６ｂが形成される。なお、図５（ｃ）と図５（ｄ）の工程順序は問わないが、同一のレーザー設備を用いて、それぞれを加工すれば、設備切り替えが不要となる。
【００６３】
［２−２−２．発光部品実装体の製造方法］
図６を用いて、図４に示される本発明の実施の形態２における発光部品実装体の製造方法を説明する。図６は、本発明の実施の形態２における発光部品実装体の製造方法の一例を示す模式的断面図であり、（ａ）−（ｄ）の順に製造工程が進められる。なお、図６（ａ）、（ｄ）ではそれぞれ要部の拡大断面図が併せて示される。
【００６４】
まず適正なはんだ量を供給するために、図６（ａ）に示す状態において、導体層１０６上の金属層１１６と導体層１０９との表面間距離を計測し、この表面間距離と第２の導体層１０９の表面積Ｓとを掛け合わせた値を、開口部１０８の内容積Ｖとして算出する。次に、この内容積Ｖを考慮しつつ、図６（ｂ）に示されるように第２の導体層１０９上と基板電極１０６ａ、１０６ｂ（基板電極１０６ｂについては図４参照）上との各はんだペースト１０３ａ′、１０３ｂ′の上面の高さが互いに同一になる量で、第２の導体層１０９上と基板電極１０６ａ、１０６ｂ上とに、はんだペースト１０３ａ′、１０３ｂ′を供給する。
【００６５】
次に、図６（ｃ）に示されるようにＬＥＤ１０２を実装するが、供給されたはんだペースト１０３ａ′、１０３ｂ′の上面の高さが同一であるため、ＬＥＤ１０２が傾くことなく、また、第２の導体層１０９のはんだペースト１０３ａ′が押しつぶされた状態にはならずに安定して搭載される。
【００６６】
次に、図６（ｄ）のようにＬＥＤ１０２を基板１０１にはんだ付け（接合）するために、加熱してはんだペースト１０３ａ′、１０３ｂ′を一旦溶融させる。この溶融したはんだペースト１０３ｂ′は、溶融状態となってその濡れ性によって金属１１６の表面上を広がろうとするが、はんだ濡れ性の小さい金属露出部１１５ａ、１１５ｂではんだの濡れ性が急激に低下する。このため、はんだ濡れ性の小さい金属露出部１１５ａ、１１５ｂの境界ではんだ流れを抑止することができる。したがって、本実施の形態２においても、発光部品の傾きが極めて少ない発光部品実装体を提供することができ、かつ品質を安定させることができる。
【００６７】
［３．実施の形態３］
［３−１．構造］
以下、本発明の実施の形態３における発光部品実装体の構造について図７を参照して説明する。図７は、本発明の実施の形態３における発光部品実装体の構造を説明するための模式図であり、（ａ）は発光部品実装体の模式的断面、（ｂ）は電極側から視たＬＥＤ（発光部品）の底面図、（ｃ）は金属複合基板の平面図である。以下の構造の説明では、便宜上、発光部品を上方に金属複合基板を下方に向けた姿勢の発光部品実装体を説明するが、発光部品実装体の使用時の姿勢はこれに限定されない。
【００６８】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示される本実施の形態３における発光部品実装体は、はんだ１０３ｂ側の接合材規制部の構成だけが、前記の実施の形態１の発光部品実装体と異なる。本実施の形態３における発光部品実装体では、当該接合材規制部として、各第１の導体層１０６に、第１の導体層１０６を厚み方向に貫通するスリット１１７ａ、１１７ｂが形成される。スリット１１７ａ、１１７ｂは、実施の形態１の樹脂層１０７ａ、１０７ｂと同様に、導体層１０６の基板１０１の中央に位置する角部を囲うような形状をしている。
【００６９】
この構造では、ＬＥＤ１０２を基板１０１に実装する際にはんだ流れが生じた場合には、このはんだ流れがスリット１１７ａ、１１７ｂに入りこんでスリット１１７ａ、１１７ｂ内を埋め、これによりはんだ流れがスリット１１７ａ、１１７ｂよりも外方に広がることを抑制するようにしている。つまり、スリット１１７ａ、１１７ｂを設けることで、基板１０１の表面に凹所が形成され、本発明の接合材規制部が形成されている。なお、スリット１１７ａ、１１７ｂに替えて、第１の導体層１０６に底部を残して形成された凹所により、本発明の接合材規制部を形成してもよい。
【００７０】
スリット１１７ａ、１１７ｂは、これらのスリット１１７ａ、１１７ｂによって規定される基板電極１０６ａ、１０６ｂが、図５（ｂ）に示されるＬＥＤ１０２の電極１１１ａ、１１１ｂと同一形状、同一サイズになるように形成することが好ましい。また、スリット１１７ａ、１１７ｂの幅は１００μｍ〜３００μｍが好ましい。なお、スリット１１７ａ、１１７ｂの幅とは、図７（ｃ）の紙面において、上下に延在する部分については左右方向の寸法、左右に延在する部分については上下方向の寸法をいう。スリット１１７ａ、１１７ｂの幅が小さすぎると、溶融状態のはんだがスリット１１７ａ、１１７ｂ内に収まりきらずこれらのスリット１１７ａ、１１７ｂを乗り越えてしまう。スリット１１７ａ、１１７ｂの幅が広すぎると、はんだでスリット１１７ａ、１１７ｂを埋めることができずに回路として断線構造に至ってしまうためである。
【００７１】
この他の構成は、前記の実施の形態１の発光部品実装体と同様なので説明を省略する。
【００７２】
［３−２．製造方法及び作用・効果］
以下、図８および図９を参照して、図７に示される発光部品実装体の製造方法を説明しつつ本発明の実施の形態３の作用・効果を説明する。
【００７３】
［３−２−１．金属複合基板の製造方法］
先ず、図８を参照して、金属複合基板の製造方法を説明する。図８は、本発明の実施の形態３の金属複合基板の製造方法の一例を示す模式的断面図であり、（ａ）−（ｅ）の順に製造工程が進められる。
はんだ流れ防止構造以外は、図２を参照して説明した実施の形態１の製造方法と同一であるため、はんだ流れ抑制構造の製造方法について主に説明する。
【００７４】
図８（ａ）に示されるように基板１０１を準備する。基板１０１は、実施の形態１において図２（ａ）〜（ｆ）を参照して説明した方法により製造される。次に図８（ｂ）に示されるように導体層１０６〔図７（ａ）参照〕となる部分にレーザーを用いて絶縁層１０５に粗化部１１２を形成するが、実施の形態１の図２（ｄ）に示される工程と異なり、スリット１１７ａが形成される部分には粗化部１１２を形成しない。次に、粗化部１１２にめっき触媒を担持させて、図８（ｃ）に示されるように、めっき触媒を担持した粗化部１１３を形成した後、図８（ｄ）に示されるように、めっき触媒を担持した粗化部１１３と金属露出部１１４の表面を銅めっきして、基板電極１０６ａ、１０６ｂ（第１の導体層１０６）と第２の導体層１０９とを形成する。次に図８（ｅ）に示されるように、開口部１０８に連続した凹部１１０をレーザー等で所望の形状と深さで形成する。
【００７５】
このようにして、予め第１の導体層１０６の回路パターンとして、ＬＥＤ１０２の電極１１１ａ、１１１ｂ〔図７（ｂ）参照〕と同一形状、同一サイズとなる基板電極１０６ａ、１０６ｂが形成される。
【００７６】
［３−２−２．発光部品実装体の製造方法］
図９を参照して発光部品実装体の製造方法の一例を説明する。図９は、本発明の実施の形態３における発光部品実装体の製造方法の一例を示す模式的断面図であり、（ａ）−（ｄ）の順に製造工程が進められる。
【００７７】
まず適正なはんだ量を供給するために、図９（ａ）に示す状態において、実施の形態１と同様に、導体層１０６、１０９の相互の表面間距離を計測し、この表面間距離と第２の導体層１０９の表面積Ｓとを掛け合わせた値を、開口部１０８の内容積Ｖとして算出する。次に、この内容積Ｖを考慮しつつ、図９（ｂ）に示されるように、導体層１０９上と基板電極１０６ａ、１０６ｂ（基板電極１０６ｂについては図７参照）上との各はんだペースト１０３ａ′、１０３ｂ′の上面の高さが互いに同一になる量で、導体層１０９上と基板電極１０６ａ、１０６ｂ上とにはんだペースト１０３ａ′、１０３ｂ′を供給する。
【００７８】
次に、図９（ｃ）に示されるようにＬＥＤ１０２を実装するが、供給されたはんだペースト１０３ａ′、１０３ｂ′の上面の高さが同一であるため、ＬＥＤ１０２が傾くことなく、また、第２の導体層１０９のはんだペースト１０３ａ′が押しつぶされた状態にはならずに安定して搭載される。
【００７９】
次に、図９（ｄ）のようにＬＥＤ１０２を基板１０１にはんだ付け（接合）するために、加熱してはんだペースト１０３ａ′、１０３ｂ′を一旦溶融させる。この溶融したはんだペースト１０３ｂ′は、その濡れ性により第１の導体層１０６の表面を濡れ広がろうとするが、スリット１１７ａ、１１７ｂの作用によってはんだ流れを抑止することができる。したがってこの実施の形態３においても、ＬＥＤ１０２の傾きが極めて少ない発光部品実装体を提供することができ、かつ品質を安定させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明によれば、発熱部品の放熱効率が極めて高く、かつ発熱部品の実装精度に優れる発熱部品実装体を提供することができる。室内や屋外の住設照明器具等やヘッドライトやテールランプ等の車載照明等の発光部品に、本発明の発熱部品実装体を利用することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  金属部材
２  絶縁層
３  金属複合基板
４  発光部品（発熱部品）
５ａ、５ｂ  電極  
６ａ、６ｂ  はんだ
６ａ′、６ｂ′  はんだペースト
７  導体層
８  はんだ流れ
９  ショート部
１０  開口部
１１  導体層
１０１  金属複合基板
１０２  ＬＥＤ（発熱部品および発光部品）
１０３ａ、１０３ｂ  はんだ
１０３ａ′１０３ｂ′はんだペースト
１０４  金属部材（放熱部材）
１０５  絶縁層（絶縁材）
１０６  第１の導体層（導体）
１０６ａ、１０６ｂ  基板電極
１０７ａ、１０７ｂ  樹脂層（枠状部材、接合材規制部）
１０８  開口部
１０９  第２の導体層（導体）
１１０  凹部（接合材規制部）
１１１ａ  アノード電極（電極）
１１１ｂ  カソード電極（電極）
１１１ｃ  放熱電極（電極）
１１２  粗化部
１１３  めっき触媒を担持した粗化部
１１４  金属露出部
１１５  はんだ濡れ性の小さい金属層
１１５ａ、１１５ｂ  はんだ濡れ性の小さい金属露出部（低濡れ性部）
１１６  はんだ濡れ性の大きい金属層
１１７ａ、１１７ｂ  スリット（凹所）
【図１】
2019161184.tif 000003
【図２】
2019161184.tif 000004
【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】
2019161184.tif 000009
【図８】
2019161184.tif 000010
【図９】
2019161184.tif 000011
【図１０】
2019161184.tif 000012
【図１１】
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