(57)【要約】【課題】放熱効率を向上させることができるとともに、長期にわたって発光効率を高く維持することができる発光素子搭載用配線板の製造方法及び発光素子搭載用配線板を提供すること。【解決手段】発光素子が搭載される発光素子搭載用配線板１の製造方法であって、前記発光素子が設けられる基板部２と、鏡面加工されたアルミニウムからなる反射板３とを、接着シート５を介して接着する接着工程を含むことを特徴とする。反射板３により、放熱効率及び発光効率を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が搭載される発光素子搭載用配線板の製造方法であって、
前記発光素子が設けられる基板部と、鏡面加工されたアルミニウムからなる反射板とを、接着シートを介して接着する接着工程を含むことを特徴とする発光素子搭載用配線板の製造方法。
【請求項２】
前記接着工程は、
前記基板部の裏面に前記接着シートを仮圧着する仮圧着工程と、
前記仮圧着工程において仮圧着された接着シートの裏面に、前記反射板を本圧着する本圧着工程と、
前記本圧着工程において本圧着された接着シートを加熱して硬化させる硬化加熱工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用配線板の製造方法。
【請求項３】
前記本圧着工程の前に、前記仮圧着工程において前記接着シートが仮圧着された状態で、前記基板部と前記接着シートにわたって貫通孔を形成する貫通孔形成工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光素子搭載用配線板の製造方法。
【請求項４】
前記本圧着工程において、加圧によって前記接着シートが前記貫通孔の径方向内方に突出する寸法が、前記貫通孔の半径寸法の１／４以内であることを特徴とする請求項３に記載の発光素子搭載用配線板の製造方法。
【請求項５】
前記基板部が、複数層からなっており、
前記貫通孔形成工程において、前記基板部に階段状の貫通孔を形成することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の発光素子搭載用配線板の製造方法。
【請求項６】
前記仮圧着工程において、７０℃から１４０℃の温度に加熱した状態で前記接着シートと前記基板部とを加圧し、
前記本圧着工程において、１２０℃から１８０℃の温度に加熱した状態で前記接着シートと前記反射板とを加圧し、
前記硬化加熱工程において、１３０℃から１６０℃の温度で前記接着シートを硬化加熱することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の発光素子搭載用配線板の製造方法。
【請求項７】
発光素子が搭載される基板部と、
鏡面加工されたアルミニウムからなる反射板と、
前記基板部と前記反射板との間に設けられ、前記基板部と前記反射板とを接着する接着シートとを備え、
前記基板部及び前記接着シートにそれぞれ貫通孔が形成されており、前記反射板がそれぞれの前記貫通孔を介して前記基板部の表面側から露出していることを特徴とする発光素子搭載用配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子搭載用配線板の製造方法及び発光素子搭載用配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＥＤなどの発光素子が搭載される種々の発光素子搭載用配線板が利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
ここで、ＬＥＤなどの発光素子は、駆動時に熱を発するため、その熱を放熱する必要がある。そこで、熱伝導率の高い銅パターンを利用することにより、効率よく放熱することができる。
しかし、銅は反射率が低いことから、ＬＥＤなどの発光素子の発光効率を向上させることが困難である。そこで、銅の表面に、反射率の高いニッケルや銀を設けることにより、ＬＥＤなどの発光効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００６−７３８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のようなニッケルや銀は、酸化によって表面が変色し易く、時間の経過によって発光効率が低下してしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放熱効率を向上させることができるとともに、長期にわたって発光効率を高く維持することができる発光素子搭載用配線板の製造方法及び発光素子搭載用配線板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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、発光素子が搭載される発光素子搭載用配線板の製造方法であって、前記発光素子が設けられる基板部と、鏡面加工されたアルミニウムからなる反射板とを、接着シートを介して接着する接着工程を含むことを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、発光素子から発せられた熱が、反射板を介して放熱され、発光素子から放射された光が反射板により反射される。
【０００７】
また、本発明は、前記接着工程は、前記基板部の裏面に前記接着シートを仮圧着する仮圧着工程と、前記仮圧着工程において仮圧着された接着シートの裏面に、前記反射板を本圧着する本圧着工程と、前記本圧着工程において本圧着された接着シートを加熱して硬化させる硬化加熱工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、基板部と反射板とを良好に接着することができる。
【０００９】
また、本発明は、前記本圧着工程の前に、前記仮圧着工程において前記接着シートが仮圧着された状態で、前記基板部と前記接着シートにわたって貫通孔を形成する貫通孔形成工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、迅速かつ容易に発光素子搭載用配線板を製造することができる。
【００１１】
また、本発明は、前記本圧着工程において、加圧によって前記接着シートが前記貫通孔の径方向内方に突出する寸法が、前記貫通孔の半径寸法の１／４以内であることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、貫通孔を塞ぐことなく、基板部と反射板とを良好に接着することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記基板部が、複数層からなっており、前記貫通孔形成工程において、前記基板部に階段状の貫通孔を形成することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、発光素子及び接続線などを貫通孔内に収めることができる。
【００１５】
また、本発明は、前記仮圧着工程において、７０℃から１４０℃の温度に加熱した状態で前記接着シートと前記基板部とを加圧し、前記本圧着工程において、１２０℃から１８０℃の温度に加熱した状態で前記接着シートと前記反射板とを加圧し、前記硬化加熱工程において、１３０℃から１６０℃の温度で前記接着シートを硬化加熱することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、基板部と反射板とを良好かつ確実に接着することができる。
【００１７】
また、本発明は、発光素子が搭載される基板部と、鏡面加工されたアルミニウムからなる反射板と、前記基板部と前記反射板との間に設けられ、前記基板部と前記反射板とを接着する接着シートとを備え、前記基板部及び前記接着シートにそれぞれ貫通孔が形成されており、前記反射板がそれぞれの前記貫通孔を介して前記基板部の表面側から露出していることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、発光素子から発せられた熱が、反射板を介して放熱され、発光素子から放射された光が反射板により反射される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、鏡面加工されたアルミニウムからなる反射板が接着シートを介して設けられていることから、放熱効率を向上させることができるとともに、長期にわたって発光効率を高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態における発光素子搭載用配線板について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態としての発光素子搭載用配線板を示したものである。
発光素子搭載用配線板１は、矩形板状の基板部２を備えている。
基板部２は、ガラス布入りエポキシ樹脂絶縁基板からなるものである。なお、基板部２としては、エポキシ樹脂中に酸化チタンなどの白色無機粉体を充填したガラス布入りエポキシ樹脂絶縁基板を使用することが好ましい。基板部２の厚さは０．１ｍｍである。
基板部２には、貫通孔９が形成されており、この貫通孔９内に、例えばＬＥＤなどの発光素子が設けられるようになっている。
【００２１】
また、基板部２の一方の主面（上面）２ａのうち、貫通孔９の近傍には、銅からなる接続端子７が設けられている。
接続端子７には、発光素子や外部機器などが接続されるようになっている。
接続端子７の表面には、はんだ接続やワイヤボンディング接続などの接続信頼性の確保のために金の薄層が設けられている。なお、この金の薄層は、銀などであってもよい。
これら金や銀の薄層の形成には、蒸着法やめっき法が使用できるが、量産性や経済性の点から、電解めっきや無電解めっきの使用が望ましい。
また、接続端子７の上面の所定の箇所には、ソルダーレジスト６が設けられている。
【００２２】
さらに、基板部２の他方の主面（裏面）２ｂには、接着シート５を介して矩形板状のアルミニウム基板（反射板）３が設けられている。
アルミニウム基板３の一方の主面３ａには、鏡面加工がなされており、その表面は、波長４００ナノメートルで測定したときの反射率が９５％になっている。なお、鏡面加工としては、例えば研磨やアルマイト処理などがあり、アルミニウム基板３の表面にアルマイトを設けてもよい。
また、アルミニウム基板３の厚さは、製造工程や発光素子の搭載時に変形が生じない程度であればよく、０．１ｍｍ以上であることが望ましい。なお、アルミニウム基板３の厚さが大きいほど、放熱性には有利になるものの、加工性やコストの点では不利になる。そのため、アルミニウム基板３の厚さは２ｍｍ以下が望ましい。
このような構成のもと、貫通孔９，１１に搭載された発光素子が熱を発すると、その熱はアルミニウム基板３を介して放熱される。
【００２３】
また、接着シート５には、貫通孔１１が形成されている。そして、貫通孔９と貫通孔１１とが一致して配置されている。これにより、アルミニウム基板３の表面の鏡面部１０が、貫通孔９，１１を介して、一方の主面２ａ側に露出している。これにより、発光素子が貫通孔９，１１に搭載されて、光を放射したときに、その光の一部は、鏡面部１０で反射して外方に放射されるようになっている。
接着シート５としては、後述する本圧着工程において、貫通孔１１への径方向内方への突出寸法が、貫通孔１１の半径寸法の１／４以内となる低流動性接着シートが使用される。すなわち、貫通孔１１への径方向内方への突出寸法が、接着シート５の厚さの３倍以下である低流動性接着シートが使用される。
【００２４】
このような接着シートとしては、高分子量エポキシ樹脂シート、熱硬化性を付与したポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂シートなどを使用することができる。すなわち、樹脂の流動性が樹脂の分子量やシート製造時の加熱条件等のパラメータによって制御されたものを使用する。
接着シート５の厚さは５μｍ〜１００μｍの範囲から選択される。厚くなると貫通孔１１への突出寸法が大きくなる。一方、薄くなると作業性や樹脂の埋め込み性及び平滑性が劣る。これらの点から、より好ましい厚さの範囲は１０μｍ〜５０μｍである。
【００２５】
次に、このように構成された本実施形態における発光素子搭載用配線板１の製造方法について説明する。
まず、図２に示すように、ガラス布入りエポキシ樹脂銅張積層板(三菱瓦斯化学株式会社製、商品名：ＣＣＬ−ＨＬ８２０ＷＤＩ)である基板部２を用意する。基板部２の厚さは０．１ｍｍである。なお、符号２１は、基板部２の表裏面に設けられた銅層を示している。
この基板部２について、図３に示すように、エッチング法によって、銅層２１から接続端子７を形成する（端子形成工程）。
そして、図４に示すように、接続端子７の所定の箇所にソルダーレジスト６を形成する。さらに、接続端子７の表面に、ニッケル層を形成し、このニッケル層の表面に銀層を形成する。なお、ニッケル層に代えて、ニッケル合金層でもよく、銀層に代えて金層でもよい。
【００２６】
さらに、図５に示すように、他方の主面２ｂの全面に、厚さ２５μｍの接着シート５（日立化成工業株式会社、商品名：ＫＳ７００３）を仮圧着する（仮圧着工程）。
仮圧着工程において、雰囲気の温度９５℃、圧着圧力０．５Ｍｐａで５０秒間の圧着を行う。
次いで、図６に示すように、ドリルによって、基板部２と接着シート５とにわたって貫通孔９，１１を形成する（貫通孔形成工程）。貫通孔９，１１の直径は３．０ｍｍである。
【００２７】
そして、一方の主面が鏡面に研磨され、反射率が９５％のアルミニウム基板３を、鏡面側と接着シート５とが接するように重ね合わせて本圧着する（本圧着工程）。
本圧着工程において、雰囲気の温度１５０℃、圧着圧力０．５Ｍｐａで８０秒の圧着を行う。
その後、雰囲気の温度１５０℃で、圧力を加えずに２時間の硬化加熱を行う（硬化加熱工程）。
これにより、接着シート５とアルミニウム基板３とが接着され、図１に示す発光素子搭載用配線板１が得られる。
【００２８】
ここで、アルミニウム基板３は、端子形成工程において使用するめっき液やエッチング液に接触すると、容易に腐食し平滑な鏡面が失われ反射率が低下してしまう。
そのため、端子形成工程後に、アルミニウム基板３を設ける必要がある。
そこで、端子形成工程後に、通常の積層プレスによってアルミニウム基板３を設けることが考えられる。
積層プレスは、通常、雰囲気の温度が１８０〜２００℃、圧着圧力３〜４Ｍｐａで２〜３時間の圧着を行う。
しかし、ソルダーレジスト６は、１５０℃で溶融してしまうため、通常の積層プレスではソルダーレジスト６にダメージを与えてしまう。また、通常の積層プレスでは、回路の断線やショートを引き起こしてしまう。
【００２９】
本実施形態においては、仮圧着工程と本圧着工程とに分けて圧着を行うものである。
図７は、接着シート５の材料である熱硬化性樹脂の温度と粘度との関係を示す表である。
室温状態から加熱していくと、接着シート５を構成する樹脂成分が流動し易くなり粘度が低下する。その一方で、ある一定の温度になると、加熱に伴い樹脂の架橋反応（構成分子間の橋かけ反応）によって樹脂が硬化する。すなわち、温度上昇によって、まず、樹脂の流動性が向上し、その後、加熱による架橋反応によって樹脂の流動性が低下（硬化）する。その結果、温度−粘度曲線は、図７に示すように、下に凸の曲線となる。
【００３０】
本発明では、仮圧着工程において、接着シート５の一方の面５ａを基板部２の他方の主面２ｂに仮圧着する。仮圧着工程時の温度、圧力、時間の選定は、仮圧着後に行う貫通孔形成工程の穴加工（ドリル）時に、一方の主面５ａと他方の主面２ｂとの接着面に剥れが生じない程度を基準に行う。これは、一方の主面５ａと他方の主面２ｂとの隙間にドリル加工くずなどが入らないようにするためである。
この仮圧着工程において、加熱過剰になると、樹脂の架橋反応が進んでしまい、本圧着工程において接着シート５の流動性が低下し、接着が不十分になってしまう。そのため、架橋反応が進まない程度に仮圧着する。そのための温度が７０℃から１４０℃、圧着圧力が０．１〜１Ｍｐａ、時間が１０〜９０秒となる。
【００３１】
次いで、貫通孔形成工程の後、本圧着を行う。本圧着工程においては、接着シート５の他方の主面５ｂと、アルミニウム基板３の一方の主面３ａとを接着する。本圧着工程において、流動過剰になると、接着シート５が貫通孔１１から流出し貫通孔１１が塞がれてしまう。さらに、加熱過剰になると、樹脂の架橋反応が進んでしまい、樹脂の硬化が進んでしまう。そのため、流動過剰、加熱過剰にならない程度に本圧着する。そのための本圧着工程における温度が１２０℃から１８０℃、圧着圧力が０．１〜１Ｍｐａ、時間が２０〜６００秒となる。さらに、硬化加熱工程における温度が１３０℃から１６０℃、時間が３０分以上１５０分以下となる。
【００３２】
以上より、本実施形態における発光素子搭載用配線板１によれば、発光素子から発する熱を、アルミニウム基板３を介して伝えるによって、効率よく放熱することができる。さらに、発光素子から放射される光を鏡面部１０によって反射させることにより、長期にわたって発光効率を高く維持することができる。
また、仮圧着工程、本圧着工程及び硬化加熱工程によって、基板部２とアルミニウム基板３とを接着シート５を介して接着することから、端子形成後の基板部２にアルミニウム基板３を適正に接着することができる。
また、仮圧着工程の後、貫通孔形成工程によって貫通孔９，１１を形成することから、迅速かつ容易に貫通孔を形成することができる。
また、接着シート５として、本圧着工程において、貫通孔１１への径方向内方への突出寸法が、貫通孔１１の半径寸法の１／４以内となる低流動性接着シートが使用されることから、貫通孔１１を塞ぐことなく、基板部２とアルミニウム基板３とを良好に接着することができる。
【００３３】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態を示したものである。
図８において、図１から図７に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。
【００３４】
本実施形態においては、矩形板状の第１の基板部２５と、同形状の第２の基板部２３とが積層されて構成されている。第１の基板部２５と第２の基板部２３とは、不図示の接着シートにより接合されている。第２の基板部２３には、大径の貫通孔２６が形成されている。また、第１の基板部２３には、小径の貫通孔２７が形成されている。これら貫通孔２６，２７は、同心線上に配置されている。すなわち、貫通孔２６，２７は、側面視して、階段状に形成されている。
このような構成のもと、貫通孔２６，２７，１１に発光素子が設けられ、ワイヤボンディングにより発光素子と接続端子７とが接続されるようになっている。このとき、貫通孔２６，２７が階段状になっていることから、発光素子を含めてワイヤボンディング用のワイヤをも貫通孔２６，２７内に収めることができる。
また、仮圧着工程、本圧着工程及び硬化加熱工程により、第１の基板部２５と第２の基板部２３との間の不図示の接着シートにダメージを与えることなく、第１の基板部２５と第２の基板部２３との接着力を強固に維持することができる。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、アルミニウム基板３の鏡面の反射率を９５％としたが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。特に、８０％以上１００％以下であることが望ましい。
また、接着シート５について、貫通孔１１への径方向内方への突出寸法が、接着シート５の厚さの３倍以下であるとしたが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。特に、０〜５倍の範囲であることが望ましい。
さらに、貫通孔９，１１の直径を３ｍｍとしたが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。特に、１〜５ｍｍの範囲であることが望ましい。
また、基板部２の厚さが０．１ｍｍであるとしたが、これに限ることはなく、厚さ寸法は適宜変更可能である。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る発光素子搭載用配線板の第１の実施形態を示す側断面図である。
【図２】図１の発光素子搭載用配線板の製造方法を示す図であって、基板部の表裏面に銅層を設けた様子を示す側断面図である。
【図３】図２の銅層から接続端子を形成した様子を示す側断面図である。
【図４】図３の接続端子にソルダーレジストを設けた様子を示す側断面図である。
【図５】図４の基板部に接着シートを設けた様子を示す側断面図である。
【図６】図５の基板部及び接着シートに貫通孔を形成した様子を示す側断面図である。
【図７】接着シートの材料である熱硬化性樹脂の温度と粘度との関係を示す表である。
【図８】本発明に係る発光素子搭載用配線板の第２の実施形態を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    発光素子搭載用配線板
２    基板部
３    アルミニウム基板（反射板）
５    接着シート
９，１１，２６，２７  貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008300773.tif 000005
【図４】
2008300773.tif 000006
【図５】
2008300773.tif 000007
【図６】
2008300773.tif 000008
【図７】
2008300773.tif 000009
【図８】
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