(57)【要約】【課題】数回のリペアにも耐え得るとともに、高輝度化を実現することができる高性能の発光素子搭載用基板および発光装置を提供すること。【解決手段】上面に発光素子５の搭載部１ａを有する絶縁基板１と、上面の搭載部またはその近傍から絶縁基板１の下面にかけて形成された、搭載部１ａ側の端部に発光素子５の電極が電気的に接続され、下面側の端部に外部電気回路基板の配線導体層が低融点ろう材を介して電気的に接続される配線導体２とを具備する発光素子搭載用基板４において、下面に形成された配線導体２は、ＴｉまたはＮｉ−Ｃｒ合金から成る第一の導体層２ａ、Ａｕから成る第二の導体層２ｂ、Ｎｉから成る第三の導体層２ｃおよびＡｕから成る第四の導体層２ｄが順次積層されて形成されている。【選択図】  図１
2004349274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に発光素子の搭載部を有する絶縁基板と、前記上面の前記搭載部またはその近傍から前記絶縁基板の下面にかけて形成された、前記搭載部側の端部に前記発光素子の電極が電気的に接続され、前記下面側の端部に外部電気回路基板の配線導体層が低融点ろう材を介して電気的に接続される配線導体とを具備する発光素子搭載用基板において、前記下面に形成された前記配線導体は、ＴｉまたはＮｉ−Ｃｒ合金から成る第一の導体層、Ａｕから成る第二の導体層、Ｎｉから成る第三の導体層およびＡｕから成る第四の導体層が順次積層されて形成されていることを特徴とする発光素子搭載用基板。
【請求項２】
前記第四の導体層は、前記絶縁基板上面の外周部および側面の少なくとも一方に位置する部位の表面にＣｒまたはＰｔから成る第五の導体層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光素子搭載用基板。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の発光素子搭載用基板の前記搭載部に電子部品を搭載し、該電子部品の電極と前記配線導体の前記搭載部側の端部とを電気的に接続して成ることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード等の発光素子が搭載される発光素子搭載用基板およびそれを用いた発光装置に関する。
【従来の技術】
近年、高輝度で高出力の発光素子を実装した発光装置が開発され、種々の分野に利用されている。このような発光装置は小型、低消費電力や軽量などの特徴を生かして、例えば、光プリンターヘッドの光源、液晶バックライトの光源、各種インジケーターの光源などに利用されている。
特に、この発光装置を照明用として使用するようになってきており、輝度および放熱性の点でより高特性の発光装置が要求されている。また、照明用に使用される場合、発光装置の長寿命化が特に重要な問題である。
従来の発光素子搭載用基板の断面図を図３に、従来の発光装置の断面図を図４に示す。これらの図において、１１は絶縁性および耐熱性に優れる、例えば、ＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン）、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）、ガラスエポキシ樹脂、液晶ポリマー、セラミックスあるいはシリコン基板等から成る絶縁基板、１１ａは発光素子が搭載される搭載部、１２は配線導体、１４は発光素子搭載用基板、１５は発光素子、１６はＡｕやＡｌ等から成るボンディングワイヤ、１７はリフレクタと呼ばれる側壁、１８は発光素子１５を保護する透明樹脂、１９は発光装置である。
発光素子搭載用基板１４は、上面に発光素子の搭載部１１ａを有する絶縁基板１１と、この上面の搭載部１１ａまたはその近傍から絶縁基板１１の下面にかけて形成された配線導体１２とを具備し、搭載部１１ａには発光素子１５がＡｇペーストや樹脂から成る接着剤でダイボンドされたり、ＳＢＢ（Ｓｔｕｄ  Ｂｕｍｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法等で実装される。また、発光素子１５の電極（図示せず）は、配線導体１２にＡｕやＡｌ等から成るボンディングワイヤ１６を介して電気的に接続され、発光素子１５にはこれら配線導体１２やボンディングワイヤ１６を介して、外部電気回路基板（図示せず）から電力や駆動電流が供給される。
なお、配線導体１２は、絶縁基板１１がセラミックスから成る場合、タングステンやモリブデン−マンガン等を含む導体ペーストを絶縁基板１１となるグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法を用いて印刷し、これをグリーンシートと同時に焼成することにより絶縁基板１１所定の箇所にメタライズ層を形成し、その上にめっき法によりＮｉめっき層やＡｕめっき層を施すことにより形成される。
また、絶縁基板１１がＢＴレジン、ＰＢＴ樹脂、ガラスエポキシ樹脂あるいは液晶ポリマー樹脂等の有機樹脂から成る場合、配線導体１２は、銅貼りガラスエポキシあるいは銅箔を圧着したＢＴレジンの銅をケミカルエッチングして所望のパターンに形成し、この銅から成るパターンを有機樹脂に接着剤で貼り合わせることにより形成される。
さらに、携帯電話機やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型機器の液晶表示器のバックライト用途としての発光素子搭載用基板１４においては、基板の小型化に伴い、微細化・高精度化に適した薄膜形成技術を用いた薄膜金属から成る配線導体１２が使用されるようになってきている。配線導体１２が薄膜形成技術を用いた薄膜金属から成る場合、配線導体１２は例えば、密着金属層１２ａ、拡散防止層１２ｂ、主導体層１２ｃが順次積層された３層構造の導体層から構成されている。そして、密着金属層１２ａは、絶縁基板１１との密着性の観点から、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｎｉ−Ｃｒ合金およびＴａ２Ｎの少なくとも１種から成る。また、拡散防止層１２ｂは、密着金属層１２ａと主導体層１２ｃとの相互拡散を防ぐうえで、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｎｉ−Ｃｒ合金およびＴｉ−Ｗ合金の少なくとも１種より成る。さらに、主導体層１２ｃは電気抵抗の小さいＡｕ，Ｃｕ，ＮｉおよびＡｇより成る。なお、主導体層１２ｃにＣｕを用いる場合、Ｃｕは酸化し易いので、通常は、その上にＮｉおよびＡｕから成る保護層（図示せず）がめっき法等により被着される。
そして、絶縁基板１１に発光素子１５を実装後、発光素子１５は、これを保護するために透明樹脂１８により覆われる。この透明樹脂１８は、側壁１７の内側に熱硬化性のエポキシ樹脂等を充填し、これを加熱硬化することにより形成される。なお、透明樹脂１８は、発光素子１５を発光素子搭載用基板１４に強固に密着させる働きも有する。
このような発光装置は、外部電気回路基板から供給される駆動電流によって発光素子１５を発光させ、可視光を発光することにより、各種インジケーター、光センサ、ディスプレイ、ホトカプラ、バックライト、光プリンタヘッド用に用いられる。なお、発光装置１９は、発光素子１５から直接装置外へ発光される可視光の他に、絶縁基板１１の表面や配線導体１２の表面で反射された可視光を装置外へ発光することにより高輝度化、高出力化、小型化が図られている。
しかしながら、このような発光素子搭載用基板１４に実装された発光素子１５は静電気などに弱い場合が多く、取り扱い時などに生ずる静電気などで静電破壊される場合がある。また、発光素子１５は極めて細いボンディングワイヤ１６などにより、発光素子搭載用基板１４の配線導体１２と電気的に接続されるが、取り扱い時などにボンディングワイヤ１６が切れて、電気的接続不良が発生する場合もある。
これらの不具合が発生した場合、検査工程で発光不良として検出され、発光素子１５が搭載された発光素子搭載用基板１４は外部電気回路基板等から取り除かれ、発光素子１５の交換等が行われ、再実装するという、いわゆるリペアが行なわれている。
〔特許文献１〕
特開平９−２９３９０４号公報
〔特許文献２〕
特開２０００−２１６４４０号公報
〔特許文献３〕
特開２００２−３４４０２９号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の発光素子搭載用基板では、外部電気回路基板との半田等の低融点ろう材で実装を行なうと発光素子搭載用基板の配線導体に半田食われという現象が発生する。なお、ここで言う半田食われとは、発光素子搭載用基板の配線導体と、実装に用いられる半田とが、接続時あるいはその後の経時変化により、半田の成分と配線導体の成分とが相互に拡散して配線導体を構成する金属材料が消失していく現象である。このような現象に伴って、半田と配線導体の金属材料から成る合金層が生成されるため、接合部分が脆く高抵抗になるといった問題が発生するとともに、半田食われが進行すると、配線導体と発光素子搭載用基板の母材である絶縁基板との密着性が低下し、配線導体が絶縁基板から剥離し、発光素子搭載用基板として、使用することができなくなってしまうという問題点があった。
また、外部電気回路基板に発光素子搭載基板を半田等の低融点ろう材で実装を行なう際、低融点ろう材の量が多いと、発光素子搭載用基板の上面の配線導体に沿ってろう材が這い上がり、発光素子に低融点ろう材が付着し、発光素子が作動しなかったり、発光素子の発光する光の輝度が著しく低下するという問題点があった。
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、数回にわたるリペア工程にも半田食われが発生することのない発光素子搭載用基板および発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明の発光素子搭載用基板は、上面に発光素子の搭載部を有する絶縁基板と、前記上面の前記搭載部またはその近傍から前記絶縁基板の下面にかけて形成された、前記搭載部側の端部に前記発光素子の電極が電気的に接続され、前記下面側の端部に外部電気回路基板の配線導体層が低融点ろう材を介して電気的に接続される配線導体とを具備する発光素子搭載用基板において、前記下面に形成された前記配線導体は、ＴｉまたはＮｉ−Ｃｒ合金から成る第一の導体層、Ａｕから成る第二の導体層、Ｎｉから成る第三の導体層およびＡｕから成る第四の導体層が順次積層されて形成されていることを特徴とするものである。
本発明の発光素子搭載用基板によれば、配線導体がＴｉまたはＮｉ−Ｃｒ合金から成る第一の導体層、Ａｕから成る第二の導体層、Ｎｉから成る第三の導体層およびＡｕから成る第四の導体層が順次積層されて形成されていることから、ＴｉまたはＮｉ−Ｃｒ合金から成る第一の導体層が絶縁基板に強固に密着するとともに、発光素子搭載用基板の配線導体を外部電気回路基板の配線導体層に低融点ろう材を介して電気的に接続する際、Ａｕから成る第四の導体層は低融点ろう材に拡散してＡｕから成る第四の導体層と低融点ろう材との合金層が形成されるが、Ｎｉから成る第三の導体層がバリア層となり、Ａｕから成る第二の導体層は低融点ろう材に拡散され難くなり消失することはなく、その結果、数回のリペアにも耐え得る発光素子搭載用基板とすることができる。
また、本発明の発光素子搭載用基板は、好ましくは、前記第四の導体層は、前記絶縁基板上面の外周部および側面の少なくとも一方に位置する部位の表面にＣｒまたはＰｔから成る第五の導体層が形成されていることを特徴とする。
本発明の発光素子搭載用基板によれば、第四の導体層は絶縁基板上面の外周部および側面の少なくとも一方に位置する部位の表面にＣｒまたはＰｔから成る第五の導体層が形成されていることから、ＣｒまたはＰｔはＡｕよりもろう材が濡れ難いので発光素子搭載用基板の上面の配線導体への低融点ろう材の這い上がりをこの第五の導体層で有効に抑制することができ、発光素子に低融点ろう材が付着して歩留まりを低下させることのない生産性に優れた発光素子搭載用基板とすることができる。また、特に３８０ｎｍの波長領域の発光装置に用いられる場合、第五の導体層がＡｕより光反射率の高いＣｒまたはＰｔから成ることから、発光素子から発光された光が吸収されて輝度が低下するのを有効に抑制することができ、高輝度の発光を可能にする発光素子搭載用基板とすることができる。
本発明の発光装置は、上記構成の発光素子搭載用基板の前記搭載部に電子部品を搭載し、この電子部品の電極と前記配線導体の前記搭載部側の端部とを電気的に接続して成ることを特徴とするものである。
本発明の発光装置によれば、上記構成の発光素子搭載用基板の搭載部に電子部品を搭載し、この電子部品の電極と配線導体の搭載部側の端部とを電気的に接続して成ることから、数回のリペアにも絶え得るとともに、高輝度化を実現することができる高性能の発光装置となる。
【発明の実施の形態】
次に本発明の発光素子搭載用基板および発光装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の発光素子搭載用基板の実施の形態の一例の断面図であり、図２は本発明の発光装置の実施の形態の一例の断面図である。
これらの図において、１は絶縁基板、１ａは発光素子の搭載部、２は配線導体であり、主にこれらで本発明の発光素子搭載用基板４が構成される。また、５は発光素子、６は電気的接続部材であるボンディングワイヤ、７は側壁、８は透明樹脂であり、主に発光素子搭載用基板４と、発光素子５と、電気的接続部材であるボンディングワイヤ６とで本発明の発光装置９が構成される。
絶縁基板１は、発光素子５の支持基板としての機能を有し、その大きさが２ｍｍ×１ｍｍ×０．３ｍｍ程度の直方体状であり、その上面には発光素子５を搭載する搭載部１ａを有している。このような絶縁基板１は、ＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン）やＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）、ガラスエポキシ樹脂、液晶ポリマー、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）質焼結体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等のセラミックスあるいはシリコン基板等の絶縁材料から成り、絶縁基板１が例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、先ずアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やシリカ（ＳｉＯ２）、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状と成し、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形してセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）を得る。その後、グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに必要に応じて複数枚積層し、約１６００℃の温度で焼成することにより製作される。
なお、絶縁基板１の材料として、特に酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）質焼結体や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体を用いた場合には、これらの材料は熱伝導率が４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上と高いため、発光素子５が駆動時に熱を発しても、その熱は絶縁基板１を介して良好に伝達される。そのため、発光素子５の放熱性が向上し、発光素子５を長期にわたり正常かつ安定的に作動させることも可能となる。
また、絶縁基板１は、その搭載部１ａまたはその近傍から絶縁基板１の下面にかけて、幅が１００〜２００μｍ程度、厚みが１．２〜５μｍ程度の配線導体２が被着形成されている。配線導体２は、絶縁基板１の下面にかけて形成されており、一部が絶縁基板１の下面に形成されている。また、図１および図２には、絶縁基板１の上面および下面に形成された配線導体２を、絶縁基板１の側面に形成した配線導体２で接続した場合の例を示しており、例えば図示はしないが、上面および下面に形成された配線導体２同士を絶縁基板１の内部に形成した貫通導体で電気的に接続してもよい。
配線導体２は、絶縁基板１に搭載される発光素子５の電極（図示せず）と外部電気回路基板の配線導体層（図示せず）とを電気的に接続する機能を有し、その搭載部１ａ側の端部には発光素子５の電極がボンディングワイヤ６等の電気的接続部材を介して電気的に接続され、下面側の端部には外部電気回路基板の配線導体層が低融点ろう材を介して電気的に接続される。
なお、ここでいう低融点ろう材とは、融点が３００℃以下のろう材を意味し、例えば、Ｓｎ３７質量％−Ｐｂ６３質量％（融点１８３℃）やＡｕ８０質量％−Ｓｎ２０質量％（融点２８０℃），Ａｕ１０質量％−Ｓｎ９０質量％（融点２１７℃），Ｓｎ９６．５質量％−Ａｇ３．５質量％（融点２１７℃），Ｓｎ９９．３質量％−Ｃｕ０．７質量％（融点２２８℃），Ｓｎ９９質量％−Ｃｕ０．７質量％−Ａｇ０．３質量％（融点２２８℃）等のろう材が例示される。
本発明の発光素子搭載用基板４においては、下面に形成された配線導体２は、ＴｉまたはＮｉ−Ｃｒ合金から成る第一の導体層２ａ、Ａｕから成る第二の導体層２ｂ、Ｎｉから成る第三の導体層２ｃおよびＡｕから成る第四の導体層２ｄが順次積層されて形成されており、またこのことが重要である。
本発明の発光素子搭載用基板４によれば、配線導体２がＴｉまたはＮｉ−Ｃｒ合金から成る第一の導体層２ａ、Ａｕから成る第二の導体層２ｂ、Ｎｉから成る第三の導体層２ｃおよびＡｕから成る第四の導体層２ｄが順次積層されて形成されていることから、ＴｉまたはＮｉ−Ｃｒ合金から成る第一の導体層２ａが絶縁基板１に強固に密着するとともに、発光素子搭載用基板４の配線導体２を外部電気回路基板の配線導体層に低融点ろう材を介して電気的に接続する際、Ａｕから成る第四の導体層２ｄは低融点ろう材に拡散してＡｕから成る第四の導体層２ｄと低融点ろう材との合金層が形成されるが、Ｎｉから成る第三の導体層２ｃがバリア層となり、Ａｕから成る第二の導体層２ｂは低融点ろう材に拡散され難くなり消失することはなく、その結果、数回のリペアにも耐え得る発光素子搭載用基板とすることができる。
なお、第一の導体層２ａはＴｉまたはＮｉ−Ｃｒ合金から成り、絶縁基板１が酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）質焼結体や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体から成る場合には、絶縁基板１と熱膨張係数が近似していることから、絶縁基板１と配線導体２との密着性を良好なものとすることができる。また、第二の導体層２ｂはＡｕから成り、Ａｕは低抵抗材料であるとともに、酸化し難い物質であることから、外部回路基板等との電気的接続を長期にわたり、安定して実現することができる。さらに、第三の導体層２ｃはＮｉから成り、半田等の低融点ろう材に対して耐熱性の良好な物質であることから、第三の導体層２ｃを半田等の低融点金属から保護するバリア層としての役目を果たす。また、第四の導体層２ｄはＡｕから成り、ろう材との濡れ性が良好な物質であることから、発光素子搭載用基板４と外部電気回路基板の配線導体層とを強固に接合する役目を果たす。
このような配線導体２は、真空蒸着法やスパッタリング法、フォトリソグラフィ法、電解めっき法、無電解めっき法等の従来周知の薄膜形成技術を用いることにより形成される。例えば真空蒸着法を用いて形成する場合には、絶縁基板１を真空蒸着装置の成膜室に取り付けて、成膜室内の蒸着源に配線導体２の第一の導体層２ａ、第二の導体層２ｂと成る金属片を配置し、その後、成膜室内を真空状態（１０−２Ｐａ以下の圧力）にするとともに、蒸着源に配置された金属片を加熱して蒸発させ、この蒸発した金属片の分子が絶縁基板１に被着することにより、配線導体２の第一の導体層２ａ、第二の導体層２ｂと成る薄膜金属が形成される。そして、薄膜金属が形成された絶縁基板１をフォトリソグラフィ法を用いて配線導体２の反転パターンと成るレジストパターンを形成した後、電解めっき法を用いて薄膜金属上に第三の導体層２ｃ、第四の導体層２ｄを順次積層する。その後、フォトリソグラフィ法を用いて配線導体２の反転パターンと成るレジストパターンを除去し、余分な薄膜金属を除去することにより、配線導体２が形成される。
なお、第一の導体層２ａは、その厚みが０．１〜０．５μｍが好ましく、０．１μｍ未満では強固に密着することが困難となる傾向があり、０．５μｍを超えると、成膜時の内部応力によって剥離が生じ易くなる傾向がある。また、第二の導体層２ｂは、その厚みが０．１〜０．５μｍが好ましく、０．１μｍ未満では強固に密着することが困難となる傾向があり、０．５μｍを超えると、成膜時の内部応力によって剥離が生じ易くなる傾向がある。さらに、第三の導体層２ｃは、その厚みが０．５〜２μｍが好ましく、０．５μｍ未満では半田食われを防止することが困難となる傾向があり、２μｍを超えると、成膜時の内部応力によって剥離が生じ易くなる傾向がある。また、第四の導体層２ｄは、その厚みが０．５〜２μｍが好ましく、０．５μｍ未満では電気抵抗が大きくなる傾向があるとともに、ワイヤボンディングができなくなる傾向があり、２μｍを超えると、成膜時の内部応力によって剥離が生じ易くなる傾向がある。また、Ａｕは貴金属で高価であることから、低コスト化の点でなるべく薄く形成することが好ましい。
また、絶縁基板１の上面および側面の配線導体２も、絶縁基板１の下面の配線導体２と同時に、同じ構成・方法により形成すればよい。
また、本発明の発光素子搭載用基板４においては、好ましくは、図２に示すように第四の導体層２ｄは、絶縁基板１上面の外周部および側面の少なくとも一方に位置する部位の表面にＣｒまたはＰｔから成る第五の導体層３が形成されているのがよい。
これにより、ＣｒまたはＰｔはＡｕよりもろう材が濡れ難いので発光素子搭載用基板４の上面の配線導体２への低融点ろう材の這い上がりをこの第五の導体層３で有効に抑制することができ、発光素子５に低融点ろう材が付着して歩留まりを低下させることのない生産性に優れた発光素子搭載用基板４とすることができる。また、特に３８０ｎｍの波長領域の発光装置９に用いられる場合、第五の導体層３がＡｕより光反射率の高いＣｒまたはＰｔから成ることから、発光素子５から発光された光が吸収されて輝度が低下するのを有効に抑制することができ、高輝度の発光を可能にする発光素子搭載用基板４とすることができる。
即ち、第五の導体層３を構成するＣｒまたはＰｔは、銀白色系の金属であり全可視域において一定の反射率を持つのに対し、第四の導体層２ｄを構成するＡｕは、全可視域において一定の反射率を持たず、特に青色、青緑色あるいは緑色の光を吸収して３８０ｎｍの波長領域での反射率が低下するため、Ａｕから成る第四の導体層２ｄが露出している発光素子搭載用基板４よりもさらに高輝度化を実現することができる。
このような第五の導体層３の厚さは０．０１〜０．５μｍが良い。０．０１μｍ未満では、第五の導体層３が第四の導体層２ｄに強固に密着するのが困難になり、第五の導体層３が剥離し易くなる。また、０．５μｍを超えると、成膜時の内部応力によって第五の導体層３に剥離やクラックが生じ易くなる。
なお、第五の導体層３は、配線導体２の絶縁基板１の下面側の端部および搭載部１ａ側の端部を除く部位に形成されているのがよい。即ち、第五の導体層３は、絶縁基板１の側面のみ、絶縁基板１の上面の外周部のみ、あるいは絶縁基板１の上面の外周部から側面にかけて形成されているのがよい。これにより、配線導体２のボンディングワイヤ６との接続部および外部電気回路基板との接合部にろう材との密着性に優れるＡｕから成る第四の導体層２ｄを露出させることができ、ボンディングワイヤ６と配線導体２との接合強度および外部電気回路基板と配線導体２との接合強度を強固にすることができる。
また、第五の導体層３が絶縁基板１の側面に形成されている場合、第五の導体層３は絶縁基板１の側面の中央部よりも上側にあるのがよい。これにより、絶縁基板１の側面に形成された配線導体２の下側の部位にろう材との密着性に優れるＡｕから成る第四の導体層２ｄを露出させることができ、外部電気回路基板に発光素子搭載用基板４をろう材により接合した際、この第四の導体層２ｄが露出した側面の部位と外部電気回路基板の配線導体層との間に大きなメニスカスを形成することができる。その結果、発光素子搭載用基板４と外部電気回路基板との接合強度をより向上させることができる。
次に、本発明の発光装置９について説明する。本発明の発光装置９は、上述の発光素子搭載用基板４の搭載部１ａに発光素子５を搭載し、この発光素子５の電極と配線導体２の搭載部１ａ側の端部とを電気的に接続することにより製作される。
発光素子５としては、例えばＧａＮ系などの青色ＬＥＤ素子やＧａＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩＰ系、ＩｎＰ系などの赤色ＬＥＤ素子や緑色ＬＥＤ素子等が用いられる。また、発光素子５は、発光素子搭載用基板４の搭載部１ａに載置された後、Ａｇペーストやカーボンペースト、ＩＴＯペースト等のペースト、あるいはＳＢＢ（Ｓｔｕｄ  Ｂｕｍｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法等による金属バンプ等を用いて固定される。
また、発光素子搭載用基板４の搭載部１ａの面には、搭載部１ａを取囲んで枠体が被着されており、これが後述する透明樹脂８を保持する側壁７となる。このような枠体は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、イミド樹脂等の熱硬化性樹脂や酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料、アルミニウム等の金属材料を用いて形成される。なお、枠体が熱硬化性樹脂から成る場合は、発光素子搭載用基板４にシリコン系やエポキシ系等の樹脂接着剤を介して接合され、セラミック材料および金属材料から成る場合は、シリコン系やエポキシ系等の樹脂接着剤あるいは、側壁７の接合部にＡｕ等の金属層を設けてＡｇ−Ｃｕろう等の金属ろう材やＰｂ−Ｓｎ合金、Ａｕ−Ｓｎ合金、Ａｕ−Ｓｉ合金等の低融点ろう材を介して、接合される。
また、側壁７となる枠体は、湿度や熱、紫外線等に対する高い耐候性を有し、発光素子５の発光する光に対して高い光反射率を有することが望ましい。このため、側壁７となる枠体を熱硬化性樹脂等の有機樹脂やセラミックス等で形成する場合、側壁７の内周面全体に金属膜を被着させて、側壁７内周面の光反射率を高めることが好ましい。
また、側壁７の内周面は、上方に向かって広がる傾斜面であることが好ましい。さらに、側壁７の内周面は、この内周面と絶縁基板１の上面とのなす角度が３５〜６０°の傾斜面であることが好ましい。内周面と絶縁基板１の上面とのなす角度が３５°未満になると、発行素子５の発光した光の放射角度が２０°以上に広がり、分散した光の量が多くなり、光の輝度が低下する。一方、角度が６０°を超えると、発光装置９の外部に良好に放射されずに発光装置９内で乱反射する光が多くなる。
また、側壁７で囲まれた内部には、透明樹脂８が充填される。透明樹脂は、絶縁基板１に発光素子５を実装後、これを保護するための機能を有する。このような透明樹脂８は、熱硬化性のエポキシ樹脂不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ユリア・メラミン樹脂等から成り、発光素子５を実装後、側壁７で囲まれた内部にをディスペンサ等により注入することにより充填され、しかる後、これを加熱することにより硬化される。なお、透明樹脂８は、発光素子５を発光素子搭載用基板４に強固に密着させる働きも有する。
かくして、本発明の発光装置９によれば、上記構成の発光素子搭載用基板４の搭載部１ａに発光素子５を搭載し、この発光素子５の電極と配線導体２の搭載部１ａ側の端部とを電気的に接続して成ることから、数回のリペアにも耐え得るとともに、高輝度化を実現することができる高性能の発光装置９とすることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことは何等差し支えない。
【発明の効果】
本発明の発光素子搭載用基板によれば、配線導体がＴｉまたはＮｉ−Ｃｒ合金から成る第一の導体層、Ａｕから成る第二の導体層、Ｎｉから成る第三の導体層およびＡｕから成る第四の導体層が順次積層されて形成されていることから、ＴｉまたはＮｉ−Ｃｒ合金から成る第一の導体層が絶縁基板に強固に密着するとともに、発光素子搭載用基板の配線導体を外部電気回路基板の配線導体層に低融点ろう材を介して電気的に接続する際、Ａｕから成る第四の導体層は低融点ろう材に拡散してＡｕから成る第四の導体層と低融点ろう材との合金層が形成されるが、Ｎｉから成る第三の導体層がバリア層となり、Ａｕから成る第二の導体層は低融点ろう材に拡散され難くなり消失することはなく、その結果、数回のリペアにも耐え得る発光素子搭載用基板とすることができる。
本発明の発光素子搭載用基板によれば、第四の導体層は絶縁基板上面の外周部および側面の少なくとも一方に位置する部位の表面にＣｒまたはＰｔから成る第五の導体層が形成されていることから、ＣｒまたはＰｔはＡｕよりもろう材が濡れ難いので発光素子搭載用基板の上面の配線導体への低融点ろう材の這い上がりをこの第五の導体層で有効に抑制することができ、発光素子に低融点ろう材が付着して歩留まりを低下させることのない生産性に優れた発光素子搭載用基板とすることができる。また、特に３８０ｎｍの波長領域の発光装置に用いられる場合、第五の導体層がＡｕより光反射率の高いＣｒまたはＰｔから成ることから、発光素子から発光された光が吸収されて輝度が低下するのを有効に抑制することができ、高輝度の発光を可能にする発光素子搭載用基板とすることができる。
本発明の発光装置によれば、上記構成の発光素子搭載用基板の搭載部に電子部品を搭載し、この電子部品の電極と配線導体の搭載部側の端部とを電気的に接続して成ることから、数回のリペアにも絶え得るとともに、高輝度化を実現することができる高性能の発光装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光素子搭載用基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の発光装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図３】従来の発光素子搭載用基板の断面図である。
【図４】従来の発光装置の断面図である。
【符号の説明】
１：絶縁基板
２：配線導体
２ａ：第一の導体層
２ｂ：第ニの導体層
２ｃ：第三の導体層
２ｄ：第四の導体層
３：第五の導体層
４：発光素子搭載用基板
５：発光素子
６：ボンディングワイヤ
７：側壁
８：透明樹脂
９：発光装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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