(57)【要約】【課題】熱放散性に優れ、低コストで製造可能な発光素子用配線基板並びに発光装置を提供する。【解決手段】焼結金属からなる平板状の金属基体１の主面に、絶縁層５を設けることで、放熱性をほとんど犠牲にすることなく、高価なめっきを施す面積を減らすとともに、導電性の材料の露出する面積を減少させて、電気的な短絡の発生を抑制することができる。【選択図】図１
2008108970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結金属からなる平板状の金属基体と、該金属基体の上面に形成された発光素子を搭載する搭載部と、前記金属基体よりも薄く前記金属基体の下面を覆ったセラミックスからなる絶縁層と、少なくとも前記金属基体を貫通するセラミックスからなる貫通絶縁体と、前記金属基体と電気的に絶縁されるとともに前記貫通絶縁体の内側を貫通する貫通導体と、前記貫通導体と電気的に接続されるとともに前記金属基体と絶縁され前記搭載部の周囲に設けられた配線と、前記貫通導体と電気的に接続されるとともに前記金属基体と絶縁され前記絶縁層を貫通する外部接続端子と、前記搭載部と前記配線とを取り囲むように形成された焼結金属からなる反射部とを備え、前記金属基体と前記絶縁層と前記貫通絶縁体と前記貫通導体と前記配線と前記外部接続端子と前記反射部とが同時焼成されてなり、前記金属基体にめっきが施されていることを特徴とする発光素子用配線基板。
【請求項２】
前記反射部の上面に、非金属の被覆膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子用配線基板。
【請求項３】
前記被覆膜がセラミックスからなるとともに、前記金属基体と前記絶縁層と前記貫通絶縁体と前記貫通導体と前記配線と前記外部接続端子と前記反射部と前記被覆膜とが同時焼成されてなることを特徴とする請求項２に記載の発光素子用配線基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の発光素子用配線基板の前記搭載部に発光素子を搭載していることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、発光ダイオード等の発光素子を搭載するための発光素子用配線基板ならびに発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤを用いた発光装置は、非常に発光効率が高く、しかも、白熱電球などと比較すると発光に伴い発生する熱量が小さいために様々な用途に用いられてきた。しかしながら、白熱電球や蛍光灯などよりも発光量が小さいために、照明用ではなく、表示用の光源として用いられ、通電量も３０ｍＡ程度と非常に小さいものであった（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
そして、近年では、発光素子を用いた発光装置の高輝度、白色化に伴い、携帯電話や大型液晶ＴＶ等のバックライトに発光装置が多く用いられてきている。しかしながら、発光素子の輝度が向上するとともに、発光装置から発生する熱も増加している。発光素子の輝度の低下を防止するためには、このような熱を素子より速やかに放散する、高い熱放散性を有する発光素子用配線基板が必要となっている（例えば、特許文献２、３を参照。）。
【０００４】
このような要求に対し、本出願人は、放熱性に優れた焼結金属からなる平板状の金属基体を備えた発光素子用配線基板を提案した（例えば、特許文献４を参照）。
【特許文献１】特開２００２−１３４７９０号公報
【特許文献２】特開平１１−１１２０２５号公報
【特許文献３】特開２００３−３４７６００号公報
【特許文献４】特願２００６−０１９５８１号
【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４に記載の方法では、放熱性を向上させることはできるものの発光素子用配線基板のほとんどが焼結金属で形成されているために、めっき面積が広くなり、コストが高くなってしまうという問題点がある。従って本発明は、安価で熱放散性に優れた発光素子用配線基板ならびに発光装置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】
【０００６】
本発明の発光素子用配線基板は、焼結金属からなる平板状の金属基体と、該金属基体の上面に形成された発光素子を搭載する搭載部と、前記金属基体よりも薄く前記金属基体の下面を覆ったセラミックスからなる絶縁層と、少なくとも前記金属基体を貫通するセラミックスからなる貫通絶縁体と、前記金属基体と電気的に絶縁されるとともに前記貫通絶縁体の内側を貫通する貫通導体と、前記貫通導体と電気的に接続されるとともに前記金属基体と絶縁され前記搭載部の周囲に設けられた配線と、前記貫通導体と電気的に接続されるとともに前記金属基体と絶縁され前記絶縁層を貫通する外部接続端子と、前記搭載部と前記配線とを取り囲むように形成された焼結金属からなる反射部とを備え、前記金属基体と前記絶縁層と前記貫通絶縁体と前記貫通導体と前記配線と前記外部接続端子と前記反射部とが同時焼成されてなり、前記金属基体にめっきが施されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の発光素子用配線基板は、前記反射部の上面に、非金属の被覆膜が形成されていることが望ましい。
【０００８】
また、本発明の発光素子用配線基板は、前記被覆膜がセラミックスからなるとともに、前記金属基体と前記絶縁層と前記貫通絶縁体と前記貫通導体と前記配線と前記外部接続端子と前記反射部と前記被覆膜とが同時焼成されてなることが望ましい。
【０００９】
本発明の発光装置は、以上説明した発光素子用配線基板の前記搭載部に発光素子を搭載していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発光素子用配線基板は、基体を焼結金属で形成することにより、樹脂モールド基板やセラミック基板などよりも高い熱伝導率を有し、発光素子から発生する熱を基体全体から効率良く、速やかに系外へ放散することができ、発光素子が過剰に加熱されることを防止できる。そのため輝度低下防止あるいは、さらなる高輝度化が可能となる。しかも金属基体に、絶縁体を介して電気的に絶縁された配線を表面に形成し、更に前記金属基体に貫通して設ける事で、多層化が可能となり複雑な配線設計への対応や基板の小型化が可能となる。また、発光素子搭載部と前記配線とを取り囲むように金属からなる反射部を形成することにより、金属基体からだけでなく反射部からも発光素子が生じる熱を放散することができる。そして反射部によって発光素子を保護できるとともに、発光素子の周辺に蛍光体などを容易に配置することができる。また、反射部により発光素子が発する光を反射させて光の取り出し効率を増加させ、高輝度化を実現することができる。さらに、金属基体および反射部が焼結金属から成ることにより、金属基体と絶縁層と貫通絶縁体と貫通導体と配線と外部接続端子と反射部とを同時焼成にて作製することができ、これによりコストを低減することができる。また、さらに金属基体の露出する面積を減らすことができるのでめっきする面積を小さくでき、コストを低減することができる。
【００１１】
また、反射部の上面に、非金属の被覆膜が形成されていることで、さらにめっきする面積を小さくでき、コストを低減できるのでより好ましいものとなる。
【００１２】
また、被膜層をセラミックスとし、この被膜層を金属基体と絶縁層と貫通絶縁体と貫通導体と配線と外部接続端子と反射部と同時焼成することで、これらを一体的に形成することができ、工程を削減することができる。
【００１３】
以上説明した本発明の発光素子用配線基板に発光素子を搭載した本発明の発光装置は、めっきのコストが低くできるため、安価となり、さらに発光素子からの発熱を速やかに装置外に放出することができるため、発熱による輝度低下を抑制できる発光装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の発光素子用配線基板は、例えば、図１（ａ）に示すように、焼結金属からなる平板状の金属基体１と、この金属基体１の上面１ａに形成された、発光素子を搭載する搭載部３と、金属基体１よりも薄く、金属基体１の下面を覆ったセラミックスからなる絶縁層５と、少なくとも金属基体１を貫通するセラミックスからなる貫通絶縁体７と、金属基体１と電気的に絶縁されるとともに貫通絶縁体７の内側を貫通する貫通導体９と、貫通導体９と電気的に接続されるとともに金属基体１と絶縁され搭載部３の周囲に設けられた配線１１と、搭載部３と配線１１とを取り囲むように形成された焼結金属からなる反射部１３とを備えるように配置されている。また、発光素子用配線基板１５の下面には、発光素子用配線基板１５を外部配線基板に接続するための外部接続端子１７が設けられている。
【００１５】
なお、貫通導体７が貫通絶縁体７と絶縁層５とを貫通して、外部接続端子１７をかねていてもよいことはいうまでもない。
【００１６】
そして、本発明の発光素子用配線基板１５においては、これらの金属基体１と絶縁層５と貫通絶縁体７と貫通導体９と配線１１と外部接続端子１７と反射部１３とが同時焼成されている。
【００１７】
そして、この金属基体１の露出した表面にはＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ等のめっき（図示せず）が施されている。また、めっきは配線１１や外部接続端子１７の表面にも施されている。また、反射部１３の内壁面１３ａにも金属めっき（図示せず）が施されていることが望ましい。これにより、発光素子から出た光が金属めっきによく反射され、発光装置の取り出し効率を向上させることができる。本発明では、金属めっきを施す面が焼結金属で形成されているため、樹脂モールド基板やセラミック基板のようにめっき形成部位への金属層の転写や印刷等を行う必要がなく、工程を簡略化することができる。
【００１８】
この金属めっきは、反射率の点からＡｇめっきとすることが望ましく、安価である点ではＮｉメッキが望ましい。
【００１９】
本発明の発光素子用配線基板１５によれば、金属基体１ならびに反射部１３の材料として焼結金属を用いるとともに、金属基体１を貫通するように貫通絶縁体７および貫通導体９を設けることが重要である。即ち、金属基体１ならびに反射部１３の材料として焼結金属を用いることにより、樹脂モールド基板やセラミック基板よりも高い放熱性を確保し、発光素子から発生する熱を発光素子用配線基板１５全体から効率よく放出することができる。
【００２０】
また、金属基体１よりも薄く、金属基体１の下面を覆ったセラミックスからなる絶縁層５を設けることにより、発光素子用配線基板１５を他の外部配線基板（図示せず）へ実装する際に金属基体１が他の外部配線基板と接触して電気回路が短絡することを防ぐことができる。さらに、発光素子用配線基板１５をめっきする場合、絶縁層５が金属基体１の表面に露出している面積を小さくしているので、めっき面積を減少することができるため、コストを低減することもできる。この絶縁層５は放熱性の観点から、できるだけ薄く形成することが望ましく、絶縁層厚みを３００μｍ、特に１００μｍ以下、さらに３０μｍ以下とすることで放熱性への影響を小さくすることができる。この絶縁層５は、貫通絶縁体７との接合性を考慮すれば、貫通絶縁体７と同様の組成物で作製することが望ましい。
【００２１】
また、金属基体１に貫通絶縁体７および貫通導体９を設けることにより、発光素子用配線基板１５の多層化、配線設計の多様化、小型化が可能となる。そして、金属基体１に焼結金属からなる反射部１３を設けることで発光素子から生じる光を反射させて、光の取り出し効率を向上させるとともに、発光素子から発生した熱を放散し、発光素子用配線基板１５の放熱性を向上させることができる。
【００２２】
また、金属基体１および反射部１３を焼結金属により形成することで、金属基体１と、貫通絶縁体７と貫通導体９と配線１１および反射部１３とを同時焼成にて作製することができるため、部材の数や工程数を削減することができ、コストを低減することができる。
【００２３】
また、反射部１３の上面１３ｂに、非金属の被覆膜１９を形成することで、発光素子用配線基板１５に施すめっきの面積をさらに小さくすることができる。この被覆層１９は樹脂などによって形成してもよいが、放熱性の観点からは熱伝導率に優れるセラミックスにより形成することが望ましく、貫通絶縁体７や絶縁層５と同様の組成物で作製することが望ましい。また、被覆膜１９をセラミックスとした場合には、被覆膜１９を、金属基体１と絶縁層５と貫通絶縁体７と貫通導体９と配線１１と外部接続端子１７と反射部１３と同時焼成することで工程を削減することができるとともに、被覆膜１９と反射部１３との接合性を容易に向上させることができる。
【００２４】
また、図１（ｂ）に示すように、発光素子用配線基板１５の上面における金属基体１と貫通絶縁体７との境界は、クラックの発生や隙間の発生が起こりやすいことから、被覆絶縁層２１で覆うことが望ましい。なお、この被覆絶縁層２１は貫通導体９を露出させて配線１１と接続させるため、例えばリング状に形成されている。この被覆絶縁層２１は貫通絶縁体７との接合性を考慮すれば、貫通絶縁体７と同様の組成物で作製することが望ましい。
【００２５】
さらに、金属基体１の熱伝導率が、１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが望ましい。これにより、良好な放熱性を実現することができ、発光素子から生じる熱を速やかに放散することができる。
【００２６】
そして、金属基体１が、Ｗ、ＭｏおよびＣｕのうち、少なくとも１種を主成分とすることが望ましい。ＷおよびＭｏは高融点金属であるため１３００〜１６００℃程度の高温焼成セラミックスと同時焼成することができる。さらに、熱膨張率が絶縁層を形成するセラミックスに近いため信頼性の高い発光素子用配線基板を作製することができる。また、Ｃｕは熱伝導率が高く、特に放熱性に優れている。また、例えば、貫通絶縁体７としていわゆるガラスセラミックスを用いて、Ｃｕの含有率を高めた場合には、１０００℃程度の低い温度で発光素子用配線基板１５を焼成することもできる。
【００２７】
また、これらの金属を組み合わせることにより、所望の熱伝導率や熱膨張率をもつ金属基体１を形成することができる。
【００２８】
また、反射部１３は、金属基体１と同じ主成分からなることが望ましい。これにより金属基体９と金属基体１との間で合金が形成されるなどして、緻密化の挙動が乱れたりするなどの不具合の発生を抑制することができる。また、金属基体１と反射部１３の同時焼成による変形を抑制することができ、高寸法精度の発光素子用配線基板１５を容易に得ることができる。
【００２９】
また、貫通導体９や配線１１が、Ｗ、Ｍｏ、ＣｕおよびＡｇのうち少なくとも１種を主成分とすることが望ましい。これにより電気抵抗の低い貫通導体９や配線１１を形成できる為、優れた電気特性を有する発光素子用配線基板１５を得ることができる。
【００３０】
また、他にも多少高価ではあるが、金属基体１や貫通導体９および配線１１としてＡｌ、Ａｇ、ＡｕおよびＰｔなどの金属を用いることができるのは言うまでもない。
【００３１】
また、貫通絶縁体７、絶縁層５、被覆層１９ならびに被覆絶縁層２１が、アルミナ、ムライト、ジルコニア、マグネシア、カルシア、窒化アルミニウム、窒化珪素、そしてガラスセラミックスのうち、少なくとも１種を主成分とすることが望ましい。絶縁性に優れたこれらの材料を用いることにより、貫通絶縁体７ならびに被覆絶縁層２１が薄くても貫通導体９や配線１１が金属基体１と充分に絶縁をとることが可能となり、貫通絶縁体７ならびに被覆絶縁層２１を高密度で形成する事ができ、さらに金属基体１との同時焼成も容易となる。
【００３２】
なお、本発明の発光素子用配線基板１５においては、発光素子用配線基板１５の下面１５ｂには、外部配線基板との接続端子１７が設けられており、被覆絶縁層２１が設けられていることが望ましい。
【００３３】
また、金属基体１は多層であってもよく、反射部１３の内壁面１３ａには傾斜が設けられていてもよいことはいうまでもない。
【００３４】
なお、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、発光素子２３は、接続層２５により発光素子用配線基板１５に固定され、電力の供給はボンディングワイヤ２７によりなされているが、発光素子用配線基板１５との接続形態は、フリップチップ接続であってもよいことはいうまでもない。
【００３５】
また、発光素子２３は、モールド材２９により被覆されているが、モールド材２９を用いずに、蓋体（図示せず）を用いて封止してもよく、また、モールド材２９と蓋体とを併用してもよい。蓋体を用いる場合には蓋体は、ガラスなどの透光性の素材を用いることが望ましい。
【００３６】
なお、必要に応じて、このモールド材２９に発光素子２３が放射する光を波長変換するための蛍光体（図示せず）を含有させてもよい。
【００３７】
また、発光素子２３の熱を金属基体１に効率よく伝達するという観点から、接続層２５として半田、インジウム、ＡｕＳｎ合金などの金属を用いることが望ましい。
【００３８】
以上説明した本発明の発光素子用配線基板１５に発光素子２３を搭載した本発明の発光装置３１によれば、発光素子２３からの発熱を速やかに装置外に放出することができるため、発熱による輝度低下を抑制できる。
【００３９】
次に、本発明における発光素子用配線基板１５の製造方法について説明する。
【００４０】
まず、以下に説明するように焼成することによって金属基体１となる金属シートと貫通絶縁体となるセラミックグリーンシートおよび貫通金属体となる導体ペーストを作製する。また、必要に応じセラミックペーストを作製する。
【００４１】
金属シートは、金属粉末と樹脂と溶剤とを所定の割合で混合して調整した金属スラリーから、従来周知のドクターブレード法などによりシート上に形成される。なお、金属スラリーには必要に応じてセラミック粉末を含有させてもよい。
【００４２】
また、セラミックグリーンシートも、セラミック粉末、樹脂および溶剤などから形成されるセラミックスラリーからドクターブレード法などによりシート状に形成される。
【００４３】
金属シート並びにセラミックグリーンシートに用いるセラミック粉末、金属粉末の粒径は平均粒径で０．０１〜１０μｍ程度のものが好適に用いられ、特に、１〜５μｍの範囲の粉末が取り扱いや焼結性に優れている。
【００４４】
また、望ましくはＷ、Ｍｏ、ＣｕおよびＡｇのうち少なくとも１種を主成分とする導体ペースト４５を作製する。金属粉末、樹脂および溶剤を所定の割合で混合し、溶剤を減圧過熱等によって除くことにより作製される。また、導体ペーストには必要に応じてセラミック粉末を含有させてもよい。
【００４５】
そして、セラミックペーストはセラミック粉末、樹脂および溶剤を混合し、溶剤を除くことによって作製される。
【００４６】
導体ペーストおよびセラミックペーストに用いる金属粉末、セラミック粉末の粒径は平均粒径で０．０１〜１０μｍ程度のものが好適に用いられ、特に、１〜５μｍの範囲の粉末が取り扱いや焼結性に優れている。
【００４７】
まず、図３（ａ）に示すように、例えばセラミックグリーンシート４３にマイクロドリル、レーザー等により直径５０〜２５０μｍのビアホール４７を形成し、図３（ｂ）に示すように、このビアホール４７に導体ペースト４５を印刷等により埋め込んで貫通導体成形体４５ａを形成し、導体埋め込みシート４９を作製する。
【００４８】
また、図３（ｃ）に示すように、打ち抜き穴５１を具備する金型５３の上面に、金属シート５４を配置し、図３（ｄ）に示すように、押し金型５５で金属シート５４を打ち抜く。
【００４９】
さらに図４（ｅ）に示すように打ち抜いた金属シート５４の上に、予めセラミックグリーンシート４３に導体ペースト４５を埋め込んでおいた導体埋め込みシート４９を配置し、図４（ｆ）に示すように、押し金型５５で導体埋め込みシート４９を打ち抜くと同時に、導体埋め込みシート４９の一部を金属シート５４に形成された穴に挿入する。そして、金属シート５４と導体埋め込みシート４９の不要な部分を除去することにより、図４（ｇ）に示すような焼成後に貫通導体９や貫通絶縁体７および金属基体１となる複合成形体５７を作製することができる。なお、金属シート５４とセラミックグリーンシート４３は略同一厚みであることが望ましい。
【００５０】
そして、例えば、図４（ｈ）に示すように、この複合成形体５７の表面に金属シート５４と接触しないように、また、貫通導体成形体４５ａの片側の端面を覆うように導体ペーストを印刷等により形成することで、焼成後に配線１１となる配線成形体５９を形成することができる。貫通導体成形体４５ａの配線１１となる導体ペーストを形成していない側の端面に、あらかじめ穴加工を施したセラミックグリーンシート４３を積層し、導体ペーストを印刷等により形成することで絶縁層５と接続端子１７となる配線成形体５９を作製することができる。
【００５１】
また、導体ペーストによって形成された配線成形体５９は、例えば焼成後に内部配線とすることもできることはいうまでもない。
【００５２】
この配線成形体５９は貫通絶縁体７と貫通導体９との境界にクラックや隙間が発生することを抑制するために、セラミックグリーンシート４３と貫通導体成形体４５ａとの境界を覆うように形成することが望ましい。
【００５３】
例えば、配線成形体５９を形成する前に、図５（ａ）に示すように図４（ｇ）で作製した複合成形体５７の表面にセラミックペーストを塗布して、焼成後に被覆絶縁層２１となる被覆絶縁層成形体６１を、貫通導体成形体４５ａを露出させるとともに金属シート５４とセラミックグリーンシート４３との境界を覆うように形成することが望ましい。これにより、金属基体１と貫通絶縁体７との境界にクラックや隙間が発生することを抑制することができる。なお、貫通導体成形体４５ａを露出させるためには、被覆絶縁層成形体６１をリング状あるいはドーナツ状に形成すればよい。
【００５４】
また、金属基体１の下面に形成する絶縁層５となる絶縁層成形体６２は、被覆絶縁層成形体６１の場合と同様に例えば、セラミックスラリーを用いて形成してもよく、予め作製しておいた貫通孔を設けセラミックグリーンシートを用いて形成してもよい。なお、絶縁層５は被覆絶縁層２１とは異なり、金属基体１の下面を覆うように形成する必要があることはいうまでもない。
【００５５】
すなわち、絶縁層５は金属基体１の下面の全面にわたって形成されていることが重要である。そのため、図５（ｂ）に示すように、絶縁層成形体６２は金属シート５４の全面を覆うように形成する必要がある。
【００５６】
そして、貫通導体成形体４５ａと接続させ、金属シート５４と接続しないように、焼成後に接続端子となる１７となる接続端子成形体５８を形成することで、接続端子成形体５８と絶縁層成形体６２とを備えた複合成形体５７を作製することができる。
【００５７】
また、図５（ｃ）に示すように、貫通導体成形体４５ａと接続させ、金属シート５４と接続しないように配線成形体５９を形成することで、被覆絶縁層成形体６１と配線成形体５９とを備えた複合成形体５７を作製することができる。
【００５８】
なお、例えば配線成形体５９や被覆絶縁層成形体６１を備えた複数の複合成形体５７を積層した場合には配線成形体５９は焼成後に内層配線となる場合があり、また、被覆絶縁層成形体６１は焼成後に内部絶縁層となる場合がある。
【００５９】
以下に反射部１３の形成方法について説明する。まず、図６（ａ）に示すように、金属シート５４とセラミックグリーンシート４３とを積層し、この積層体に図６（ｂ）に示すように貫通孔７１を形成して、焼成後に反射部１３となる反射部成形体７３を形成した。
【００６０】
さらに、例えば図５（ｂ）に示すような絶縁層成形体６２を備えた金属シート５４を積層することで図６（ｃ）に示すような焼成後に本発明の発光素子用配線基板１５となる成形体を容易に作製することができる。
【００６１】
なお、図３〜図５で示した図は貫通導体９を形成する部分の要部拡大図であり、図３〜図５で示した貫通導体成形体４５ａは金属シート５４に複数形成してもよいことはいうまでもない。
【００６２】
なお、反射部１３の内壁面１３ａは、図１（ａ）に示すように金属基体１に対して垂直に配設されていてもよいし、傾斜を有するように配設されてもよい。内壁面１３ａが垂直な反射部１３は、通常の金型で打ち抜いて作製すればよく、また、内壁面１３ａが傾斜を有する反射部１３は、例えばパンチの外径よりもダイスの内径が０．０５〜１ｍｍ程度大きな打ち抜き金型を用いて金属シート５４を打ち抜き加工して作製することができる。
【００６３】
なお、貫通絶縁体７や貫通導体９の形状は、四角や角柱形状でも良いし、その他円形あるいは円柱形状など所望の形状にすることが可能である。
【００６４】
また、配線成形体５９は、薄膜法により形成したり、金属箔を成形体の表面に転写するなどして形成できることはいうまでもない。
【実施例】
【００６５】
純度９９％以上、平均粒径２．０μｍのＷ粉末を７０質量％、純度９９％以上、平均粒径２．０μｍのＣｕ粉末を３０質量％の割合で混合し、さらに成形用有機樹脂（バインダ）としてアクリル系バインダと、トルエンを溶媒として添加し、金属シートとなるスラリーを調整した。しかる後に、ドクターブレード法にて金属シートを作製した。
【００６６】
また、純度９９％以上、平均粒子径２μｍのＷ粉末を７０質量％、純度９９％以上、平均粒子径２μｍのＣｕ粉末３０質量％にアクリル系バインダおよび溶媒としてアセトンを混合したのち、減圧過熱によりアセトンを取り除いて導体ペーストを作製した。
【００６７】
また、原料粉末として純度９９％以上、平均粒径が１．５μｍのＡｌ２Ｏ３粉末を９０質量％と、純度９９％以上、平均粒子径１．３μｍのＭｎ２Ｏ３粉末を５質量％と、純度９９％以上、平均粒径１．０μｍのＳｉＯ２粉末を５質量％の割合で混合して、金属シートと同様に、アクリル系バインダとトルエンを混合し、セラミックスラリーを調整した。しかる後に、ドクターブレード法にてＡｌ２Ｏ３を主成分とし、金属シートと略同一厚みのセラミックグリーンシートを作製した。
【００６８】
また、セラミックグリーンシートと同様の比率でＡｌ２Ｏ３粉末とＭｎ２Ｏ３粉末とＳｉＯ２粉末とを混合し、これにアクリル系バインダおよびアセトンを添加し、その後減圧過熱することにより溶剤を除き、セラミックペーストを作製した。
【００６９】
次に、上記のセラミックグリーンシートに対して、打ち抜き加工を施し、直径が２００μｍのビアホールを形成し、このビアホール内に、導体ペーストをスクリーン印刷法によって充填し、導体埋め込みシートを作製した。
【００７０】
そして、金属シートの所定箇所に貫通孔を形成し、金属シートにおける貫通孔形成部分を導体埋め込みシートから押圧することによって、導体埋め込みシートの一部を貫通孔内に嵌め込み、金属シートと導体埋め込みシートとを一体化した。
【００７１】
このような金属シートと導体埋め込みシートとが一体化した成形体を３層重ねて積層した。
【００７２】
そして、セラミックペーストを用いてスクリーン印刷により、この積層体の一方の主面に、金属シートとセラミックグリーンシートとの境界を覆うように被覆絶縁層成形体をリング状に形成した。なお、このときビアホールに充填された貫通導体となる導体ペーストが露出するようにした。さらに、貫通導体成形体を覆うように、被覆絶縁層成形体の上に、導体ペーストを印刷塗布し、焼成後に配線および接続端子となるように配線成形体を形成した。
【００７３】
また、被覆絶縁層成形体を形成した主面の反対の主面に、セラミックペーストを塗布して、絶縁層成形体を形成した。なお、この絶縁層成形体は焼成後に絶縁層となるもので、焼成後の厚みが表１に示す値となるようにした。
【００７４】
なお、絶縁層成形体は、セラミックグリーンシートの一部および貫通導体成形体を露出させるとともに、セラミックグリーンシートと金属シートの境界を覆うようにリング状の穴を形成するように形成した。そして、このリング状の穴に、導体ペーストを印刷塗布することで焼成後に外部接続端子となる外部接続端子成形体を形成した。
【００７５】
このようにして、金属シートに貫通絶縁体成形体、貫通導体成形体、絶縁層成形体、被覆絶縁層成形体、配線成形体、外部接続端子成形体を設けた複合成形体を作製した。
【００７６】
さらに、セラミックグリーンシートを表面に配置して、２層の金属シートおよび１層のセラミックグリーンシートを積層し、この積層体に穴を形成して、焼成後に反射部となる反射部成形体を作製した。
【００７７】
また、３層の金属シートを積層し、この積層体に穴を形成して、焼成後に反射部となる反射部成形体を作製した。
【００７８】
この２種類の反射部積層体の金属シート側を、先に作製した複合成形体の配線成形体が形成された側の主面に当接させ、積層した。
【００７９】
そして、露点＋２５℃の窒素水素混合雰囲気にて脱脂を行った後、引き続き、露点＋２５℃の窒素水素混合雰囲気にて１３００℃の最高温度で２時間焼成した。
【００８０】
こうして、図１に示すような発光素子用配線基板を作製した。
【００８１】
作製した発光素子用配線基板の寸法は、外形寸法が５ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍで、そのうち、反射部の厚みが０．４ｍｍである。また、反射部には内径３．０ｍｍの有底穴を形成した。また、外部接続端子は焼成後に１．５×１．５ｍｍの寸法とした。
【００８２】
また、比較例として基体がセラミックスからなる試料を以下のようにして作製した。上記のセラミックグリーンシートに対して、打ち抜き加工を施し、直径が２００μｍのビアホールを形成し、このビアホール内に、導体ペーストをスクリーン印刷法によって充填するとともに、配線パターン状に印刷塗布した。次いで、金属層となる導体ペーストを塗布されたセラミックシートを組み合わせ、位置合わせし、積層圧着し、焼成後に外形５ｍｍ×５ｍｍ×厚み０．６ｍｍとなる積層体を作製した。また、外部接続端子は焼成後に１．５×１．５ｍｍの寸法とした。
【００８３】
そして、焼成後に厚み０．４ｍｍとなり、焼成後に内径３．０ｍｍの穴が形成される反射部となる成形体を、先に作製した積層体に積層し、露点＋２５℃の窒素水素混合雰囲気にて脱脂を行った後、引き続き、露点＋２５℃の窒素水素混合雰囲気にて１３００℃の最高温度で２時間焼成した。
【００８４】
実施例および比較例の試料には、焼成後に、Ｎｉ、ＡｕおよびＡｇめっきを順次施した。
【００８５】
これらの発光素子用配線基板に接着剤として厚みが１０μｍのＡｕ−Ｓｎを用いて出力１．５Ｗの発光素子である１ｍｍ角のＬＥＤ素子を搭載部に実装し、ボンディングワイヤによりＬＥＤ素子と接続端子とを結線し、さらに、ＬＥＤ素子と接続端子とをエポキシ樹脂からなるモールド材で覆い、発光装置を得た。
【００８６】
得られた発光装置に０．４Ａの電流を通電し、全放射束測定を行った。
【００８７】
また、金属基体および絶縁基体の熱伝導率は、それぞれを個別に形成した試料を用いてレーザーフラッシュ法により測定した。
【００８８】
以上の工程により作製した発光素子用配線基板の特性と、試験結果を表１に示す。
【表１】
2008108970.tif 000003
【００８９】
表１に示すように、本発明の発光素子用配線基板は、本発明の範囲外である絶縁層を設けなかった試料Ｎｏ．２に比べ、わずかに全放射束は小さくなるものの、本発明の範囲外であるアルミナを主体とする試料Ｎｏ．１に比べると十分に高い全放射束を示すことがわかる。また、本発明の発光素子用配線基板は、絶縁層を設けなかった試料Ｎｏ．２に比べ、めっきが形成された面積が約半分となり、めっき工程での貴金属の使用量を節約することができた。また、発光素子用配線基板の下面における導電体が占める面積は、試料Ｎｏ．２の約１／５であり、外部接続基板に形成された配線との電気的な短絡の発生のおそれが小さくなった。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の発光素子用配線基板の断面図である。
【図２】本発明の発光装置の断面図である。
【図３】本発明の発光素子用配線基板の製造方法を説明するための要部拡大断面図である。
【図４】本発明の発光素子用配線基板の製造方法を説明するための要部拡大断面図である。
【図５】本発明の発光素子用配線基板の製造方法を説明するための要部拡大断面図である。
【図６】本発明の発光素子用配線基板の製造方法を説明するための要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１・・・金属基体
１ａ・・・金属基体の上面
１ｂ・・・発光素子配線基板の逆側の主面
３・・・搭載部
５・・・絶縁層
７・・・貫通絶縁体
９・・・貫通導体
１１・・・配線
１３・・・反射部
１３ａ・・・反射部の内壁面
１３ｂ・・・反射部の上面
１５・・・発光素子用配線基板
１７・・・外部接続端子
１９・・・非金属の被覆膜
２１・・・被覆絶縁層
２３・・・発光素子
３１・・・発光装置
【図１】
2008108970.tif 000004
【図２】
2008108970.tif 000005
【図３】
2008108970.tif 000006
【図４】
2008108970.tif 000007
【図５】
2008108970.tif 000008
【図６】
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