(57)【要約】【課題】サーマルビアに比べて経済的に有利かつ平坦性を確保できる構成で、発光装置とした際に発光装置の他の構成と合わせて十分な放熱性を発揮できる発光素子用基板を提供する。【解決手段】発光素子が搭載される主面上に発光素子の電極をマザーボードの配線回路に電気的に接続するための配線導体の一部を有する無機絶縁材料からなる基板本体と、基板本体の発光素子が発する熱が伝導する領域内の側面に、マザーボードに半田固定する際に固定部となる、主面側から反対面側に至るように形成された第１の放熱材料からなる第１の放熱層と、基板本体の主面上に、少なくとも発光素子の搭載部を含み、配線導体の一部と電気的に絶縁され、かつ第１の放熱層に接続するように形成された第２の放熱材料からなる第２の放熱層と、を有することを特徴とする発光素子用基板。【選択図】図２
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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主面上に発光素子の電極をマザーボードの配線回路に電気的に接続するための配線導体の一部を有する無機絶縁材料からなる基板本体と、
前記基板本体の前記発光素子が発する熱が伝導する領域内の側面に、マザーボードに半田固定する際に固定部となる、前記主面側から反対面側に至るように形成された第１の放熱材料からなる第１の放熱層と、
前記基板本体の主面上に、少なくとも前記発光素子の搭載部を含み、前記配線導体の一部と電気的に絶縁され、かつ前記第１の放熱層に接続するように形成された第２の放熱材料からなる第２の放熱層と
を有することを特徴とする発光素子用基板。
【請求項２】
前記第１の放熱層が、前記基板本体側面の前記発光素子の搭載部と最も短い距離にある位置に形成される請求項１記載の発光素子用基板。
【請求項３】
前記基板本体は、前記第１の放熱層が形成される側面位置に切欠部を有し、該切欠部の表面に前記第１の放熱層が形成される請求項１または２記載の発光素子用基板。
【請求項４】
前記無機絶縁材料がガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体である請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子用基板。
【請求項５】
前記基板本体がサーマルビアを有しない請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光素子用基板。
【請求項６】
前記第１の放熱材料および第２の放熱材料が、銀を含む金属材料である請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光素子用基板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光素子用基板と、
前記発光素子用基板に搭載される発光素子と、
前記発光素子用基板が搭載されるヒートシンクおよび配線回路を有するマザーボードと、
前記発光素子用基板を前記マザーボードに固定する半田層であって、前記第１の放熱層と前記ヒートシンクとを接続するように形成された半田層と、
を有す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、発光素子用基板およびこれを用いた発光装置に係り、特に発光装置とした際に熱抵抗が低減されるように構成された発光素子用基板およびこれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード素子の高輝度、白色化に伴い、携帯電話や大型液晶ＴＶのバックライト等に発光ダイオード素子を用いた発光装置が使用されている。しかしながら、発光ダイオード素子の高輝度化に伴って発熱量が増加し、その温度が過度に上昇するために、必ずしも十分な発光輝度が得られなくなっている。このため発光ダイオード素子等の発光素子を搭載するための発光素子用基板として、発光素子から発生する熱を速やかに放散でき、十分な発光輝度を得られるものが求められている。
【０００３】
従来、発光素子用基板として、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、低温同時焼成セラミックス（以下、ＬＴＣＣという）等の無機絶縁材料からなる基板（以下、「セラミックス基板」）が用いられている。これらのセラミックス基板においては、セラミックス材料により熱伝導率に差があるものの、上記放熱性の向上が求められている状況は同様であり、各材料毎にその熱伝導率に応じた放熱性の向上方法に関する技術が開発されている。
【０００４】
例えば、ＬＴＣＣ基板は必ずしも熱伝導率が高くないことから、金属のような高熱伝導材料からなるサーマルビアを設け、熱抵抗を低減させることが知られている。サーマルビアとしては、例えば発光素子より小さいものを複数配置するものや、発光素子と略同等の大きさのものを１つのみ配置するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、特許文献２には、基板上に銀、銀合金等の反射層を備えた構成の発光装置において、この反射層が基板平面方向への放熱に寄与すること、反射層による放熱に加えて基板垂直方向への放熱性を高めるために放熱ビアを設けることが好ましい旨の記載がある。
【０００６】
ここで、発光素子からの発熱を放散する手段として、発光素子搭載面に平行する放熱層は、サーマルビアに比べて経済的に優位であるが、搭載面に平行する放熱層単独でサーマルビアと同等な十分な放熱性を有するような発光素子用ＬＴＣＣ基板は得られていない。さらに、サーマルビアは原価面で不利なだけでなく、平坦性を悪くし発光素子と基板との接着性に悪影響をおよぼす問題点もある。
【０００７】
一方、特許文献３では多数個取りセラミックス基板のブレーク溝の交点に設けた貫通孔に導体層を形成させて、これを発光素子の電極からマザーボードの電気回路へと電気的に接続する配線導体に使用する試みがなされている。なお、このセラミックス基板においては、個々の発光素子用基板とした際には基板の４角に上記貫通孔由来の導体層が形成された構成である。この様な、発光素子の電極からマザーボードの電気回路へと電気的に接続する配線導体の構成、すなわち基板の４角を利用して発光素子の発する熱をマザーボードに伝導させて放熱に利用しようとする構成が考えられるが、これではやはりサーマルビアと同等な十分な放熱性を有するような発光素子は得られない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−４１２３０号公報
【特許文献２】特開２０１０−３４４８７号公報
【特許文献３】特開２００９−１０１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、サーマルビアに比べて経済的に有利かつ平坦性を確保できる構成で、発光装置とした際に発光装置の他の構成と合わせて十分な放熱性を発揮できる発光素子用基板の提供を目的とする。また、本発明は、上記発光素子用基板を用いた放熱性に優れる発光装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発光素子用基板は、発光素子が搭載される主面上に発光素子の電極をマザーボードの配線回路に電気的に接続するための配線導体の一部を有する無機絶縁材料からなる基板本体と、前記基板本体の前記発光素子が発する熱が伝導する領域内の側面に、マザーボードに半田固定する際に固定部となる、前記主面側から反対面側に至るように形成された第１の放熱材料からなる第１の放熱層と、前記基板本体の主面上に、少なくとも前記発光素子の搭載部を含み、前記配線導体の一部と電気的に絶縁され、かつ前記第１の放熱層に接続するように形成された第２の放熱材料からなる第２の放熱層と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の発光素子用基板においては、前記第１の放熱層が、前記基板本体側面の前記発光素子の搭載部と最も短い距離にある位置に形成されていることが好ましい。本発明の発光素子用基板においては、前記基板本体は、前記第１の放熱層が形成される側面位置に切欠部を有し、該切欠部の表面に前記第１の放熱層が形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の発光素子用基板においては、前記基板本体を構成する無機絶縁材料がガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体であることが好ましい。また、前記基板本体はサーマルビアを有しないことが好ましい。本発明の発光素子用基板においては、前記第１の放熱材料および第２の放熱材料が、銀を含む金属材料であることが好ましい。
【００１３】
本発明の発光装置は、上記本発明の発光素子用基板と、前記発光素子用基板に搭載される発光素子と、前記発光素子用基板が搭載されるヒートシンクおよび配線回路を有するマザーボードと、前記発光素子用基板を前記マザーボードに固定する半田層であって、前記第１の放熱層と前記ヒートシンクとを接続するように形成された半田層と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の発光素子用基板によれば、サーマルビアに比べて経済的に有利かつ平坦性を確保できる構成で、発光装置とした際に発光装置の他の構成と合わせて発光素子の発熱を十分に放散できる。また、本発明の発光素子用基板を使用することにより、基板表面の平坦性を悪くするサーマルビアを使用しなくとも十分な放熱性が得られることから、発光素子と基板との接着が容易となる利点もある。また、本発明によれば、このような発光素子用基板に発光素子を搭載しこれをマザーボード上に搭載することで、発光素子が発する熱が十分に放散され、十分な発光輝度を有する発光装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ＬＴＣＣ基板を用いた本発明の発光素子用基板の第１の実施形態の一例を示す平面図、該平面図のＸ−Ｘ線断面図、および該平面図のＹ−Ｙ断面図である。
【図２】図１に示す発光素子用基板を用いた本発明の発光装置の一例を示す平面図、該平面図のＸ−Ｘ線断面図、および該平面図のＹ−Ｙ断面図である。
【図３】ＬＴＣＣ基板を用いた本発明の発光素子用基板の第２の実施形態の一例を示す平面図、該平面図のＸ−Ｘ線断面図、および該平面図のＹ−Ｙ断面図である。
【図４】図２に示す発光素子用基板を用いた本発明の発光装置の一例を示す平面図、該平面図のＸ−Ｘ線断面図、および該平面図のＹ−Ｙ断面図である。
【図５】ＬＴＣＣ基板を用いた本発明の発光素子用基板の第２の実施形態の別の一例を示す平面図、該平面図のＸ−Ｘ線断面図、および該平面図のＹ−Ｙ断面図である。
【図６】実施例３で作製したＬＴＣＣ基板を用いた本発明の発光素子用基板を示す平面図、該平面図のＸ−Ｘ線断面図、および該平面図のＹ−Ｙ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、下記説明に限定して解釈されるものではない。
本発明の発光素子用基板は、発光素子が搭載される主面上に発光素子の電極をマザーボードの配線回路に電気的に接続するための配線導体の一部を有する無機絶縁材料からなる基板本体と、前記基板本体の前記発光素子が発する熱が伝導する領域内の側面に、マザーボードに半田固定する際に固定部となる、前記主面側から反対面側に至るように形成された第１の放熱材料からなる第１の放熱層と、前記基板本体の主面上に、少なくとも前記発光素子の搭載部を含み、前記配線導体の一部と電気的に絶縁され、かつ前記第１の放熱層に接続するように形成された第２の放熱材料からなる第２の放熱層と、を有することを特徴とする。
【００１７】
ここで、本明細書において、発光素子用基板が有する上記「配線導体」とは、搭載される発光素子の有する電極からこれを介してマザーボードの配線回路へと電気的に接続されるように設けられた電気配線に係る全ての導体、例えば、発光素子の電極と接続される素子接続端子、基板内に設けられる内層配線（基板内を貫通する貫通導体を含む）、マザーボードの配線回路に接続される外部接続端子等を総称する用語として用いるものである。
【００１８】
本発明によれば、無機絶縁材料からなる基板本体の、発光素子が発する熱が伝導する領域内の側面に、発光素子が搭載される面（主面）側からその反対面側に至るように第１の放熱層を形成し、さらに主面上に少なくとも発光素子の搭載部を含み、配線導体の一部と電気的に絶縁されかつ前記第１の放熱層と接続するように第２の放熱層を形成することで、発光素子が発する熱を主面から第２の放熱層を介して側面の第１の放熱層へ導き、さらにこの第１の放熱層を介して外部ヒートシンクへと導く構成とした。
ここで、本発明によれば、外部ヒートシンクは特別に設けるのではなく、通常の方法で基板本体をマザーボードに半田固定する際の固定部として側面に形成された第１の放熱層を用いることにより、放熱手段として半田層を利用することとしたものであり、経済的に有利である。さらに、この構成によれば、最終的に半田層からマザーボートのヒートシンクへと大容量の熱を導くことができる。
【００１９】
なお、本発明の発光素子用基板を構成する基板本体は、上記第１の放熱層が形成される側面位置に切欠部を有し、該切欠部の表面に上記第１の放熱層が形成されている構成とすれば、基板本体の主面上に形成される第２の放熱層と第１の放熱層との接続が容易となり、さらにマザーボードに半田固定するための半田層については容量の大きい半田層が容易に形成できる点で有利であり、好ましい。
【００２０】
本発明によれば、上記構成とすることで、製造工程の増加やこれに充填する多量の銀等を必要とするサーマルビアを設けなくとも、発光素子から発熱される熱の十分な放散を可能としたものである。
【００２１】
本発明において用いる基板本体の構成材料は無機絶縁材料からなるが、このような無機絶縁材料として、具体的には、アルミナ、窒化アルミニウム、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなるＬＴＣＣが挙げられる。本発明においては、基板本体がアルミナ、ＬＴＣＣからなる場合に大きな放熱性を得る上での構造上の利点は大きく、さらにＬＴＣＣからなる場合により大きな利点が得られる。
【００２２】
以下、基板本体の構成材料としてＬＴＣＣを用いた場合を例にして本発明の発光素子用基板の実施形態を説明する。
本発明の発光素子用基板は、上記の通り、上記本発明の各構成を有する基板本体、第１の放熱層および第２の放熱層を必須構成として有する。上記第１の放熱層および第２の放熱層は、通常、ともに放熱性に優れる金属材料からなるため、その表面にさらに半田層が形成される第１の放熱層は別として、第２の放熱層についてはさらにこれを絶縁保護する構成を有することが好ましい。したがって、本発明の発光素子用基板は、通常、基板本体主面上に、上記第２の放熱層の端縁を含む全体を覆うように形成された絶縁性保護層を有する。また、発光素子用基板を構成する基板本体は、上記発光素子の搭載部を有する主面に、発光素子から主面に到達する光を光取り出し側に反射させる反射層を有することが好ましいが、本発明においては、反射層を別に設けなくとも、第２の放熱層と絶縁性保護層の組合せにおいてこれらの材料や形状を調整することで、これを反射層として機能させることが可能であり好ましい。
【００２３】
例えば、主面上に発光素子の電極をマザーボードの配線回路に電気的に接続するための配線導体の一部を有する基板本体の、該主面上に上記配線導体の一部とその周囲近傍およびこの主面の周縁部を除くかたちに、放熱性と反射性を有する材料、例えば、銀を含む金属材料からなる第２の放熱層を形成し、前記放熱層の端縁を含む全体を覆うようにガラスからなる絶縁性保護層を形成させることにより、第２の放熱層を反射層としても利用できる。また、この構成において、絶縁性保護層をガラスの代わりに反射性を有するＬＴＣＣ材料で形成させれば、絶縁性保護層を反射層としても利用できる。
【００２４】
ここで、放熱性の観点から言えば、放熱ルートとしては、発光素子搭載部から上記第２の放熱層、上記第１の放熱層を繋ぎ、さらに半田層を経てマザーボードのヒートシンクまで熱が伝導するように形成されていることが必須要件となる。より高い放熱性を得ることを考えると、第２の放熱層は上記第１の放熱層に効率よく熱を伝えられるように設けることが好ましい。
【００２５】
なお、発光装置の設計によっては、発光素子用基板において第２の放熱層上に絶縁性保護層を設けない場合もある。本発明の発光素子用基板における上記放熱に係る構成は、このような第２の放熱層上に絶縁性保護層を有しない設計の発光素子用基板においても適用可能である。
【００２６】
本発明の発光素子用基板の実施形態を、基板本体の構成材料としてＬＴＣＣを用いた場合を例にして、上記絶縁性保護層としてガラス層（以下、オーバコートガラス層ともいう）を用いた場合を第１の実施形態、絶縁性保護層として反射性を有するＬＴＣＣ層を用いた場合を第２の実施形態として、以下に説明する。なお、以下に説明する第１の実施形態および第２の実施形態の発光素子用基板の例はいずれも、本発明において好ましい基板本体の側面に切欠部を有しその表面に第１の放熱層が形成された例である。
【００２７】
＜第１の実施形態＞
図１は、ＬＴＣＣ基板を用いた本発明の第１の実施形態の発光素子用基板１の一例を示す平面図（ａ）、平面図（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図（ｂ）、および平面図（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図（ｃ）である。
【００２８】
発光素子用基板１は、これを主として構成する略平板状の基板本体２を有している。この基板本体２は、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなるものである。基板本体２は発光素子用基板とした際に発光素子を搭載する側の面を主面２１として有し、本例においてはその反対側の面を裏面２３とする。本例においては主面２１および裏面２３は略長方形である。
本明細書において、略平板状とは、概略の形状が目視レベルで平板状であることをいい、略長方形とは、概略の形状が目視レベルで長方形であることをいう。本明細書においては、以下、「略」という用語は、概略の形状等を目視レベルで表現する言葉として使用する。
【００２９】
発光素子用基板１は、主面２１中央の略長方形状部分を底面（以下、「キャビティ底面」という）とするキャビティを構成するように主面２１の周縁部に枠体８を有する。枠体８を構成する材料は、特に限定されないが、基板本体２を構成する材料と同じものを使用することが好ましい。また、キャビティ底面の略中央部に発光素子搭載部２２が位置する。本例においては、搭載される発光素子は略直方体形状であり、基板本体２の長辺と発光素子の長辺とが平行になるように搭載される。
【００３０】
基板本体２は、２つの長辺側の側面のそれぞれ略中央部に、主面２１側から裏面２３側に至る、切欠いた部分が半円柱形状となる切欠部２４を有する。本例においてこの切欠部２４は、本発明において好ましい位置である長辺側の側面の、搭載される発光素子から最も近い位置に形成されているが、設計上この位置への切欠部２４の形成が困難な場合には、搭載される発光素子が発する熱が伝導する領域内のできる限り発光素子に近い位置の側面に形成することが好ましい。
【００３１】
また、切欠部２４の個数は本例においては２個であるが、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて個数は調整可能である。切欠部２４の形状は特に制限されないが、切欠部２４が基板本体２をマザーボードに半田固定する際の固定部となるため、半田固定されやすい形状とすることが好ましい。さらに、切欠部２４は、通常は、基板本体２の側面から連続して、基板本体２の主面２１周縁部上に設けられた枠体８側面の基板本体側から上面に至るかたちに設けられている。なお、切欠部２４は枠体８の内壁に達しない程度の大きさに形成されることが好ましい。
【００３２】
切欠部２４の表面全体には第１の放熱材料からなる第１の放熱層９が形成されている。なお、発光素子用基板およびこれが用いられる発光装置の設計によっては、第１の放熱層９は、切欠部２４の表面のうち基板本体２が有する切欠部の表面のみに形成されていてもよい。第１の放熱層９は切欠部２４の表面に、少なくとも第１の放熱層９と以下に説明する第２の放熱層３とが接続され、さらに半田固定のために要する面積が確保されるように基体本体２の裏面２３側から所望の高さに至るように形成されていればよい。
【００３３】
第１の放熱層９を構成する第１の放熱材料としては、放熱性を有する材料であれば特に制限されないが、さらに、半田の吸い上がり易さ等を考慮して、銀を含む金属材料、具体的には、銀、銀と白金、または銀とパラジウムからなる金属材料が好ましく用いられる。
【００３４】
第１の放熱層９の膜厚は、以下に説明する第２の放熱層３から伝導される熱を半田を介してマザーボードのヒートシンクまで導くことが可能な膜厚であれば特に制限されないが、具体的には５〜５０μｍの膜厚が好ましく、２０〜４０μｍの膜厚がより好ましい。第１の放熱層９の膜厚が５μｍ未満ではピンホール欠陥が発生するおそれがあり、５０μｍを超えると経済的に不利であるとともに製造過程で基板本体との熱膨張差による変形が起こることが懸念される。また、必要に応じて第１の放熱層９は異なる金属層の積層体で構成されてもよい。
【００３５】
基板本体２は、発光素子の搭載時、その後の使用時における損傷等を抑制する観点から、例えば抗折強度が２５０ＭＰａ以上となることが好ましい。基板本体２、枠体８の上記側面切欠部２４以外の形状、厚さ、大きさ等は特に制限されず、通常、発光素子用基板として用いられるものと同様とできる。また、基板本体２を構成するガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体の原料組成、焼結条件等については、後述する発光素子用基板の製造方法において説明する。
【００３６】
発光素子用基板１には、主面２１上に、略直方体形状であり基板本体２の長辺と発光素子の長辺とが平行になるように搭載される発光素子が有する一対の電極とそれぞれ電気的に接続される素子接続端子５が、この発光素子搭載部２２を挟んで搭載部短辺の両方の外側に対向するようにして一対設けられている。
【００３７】
裏面２３には、発光装置とした際に、基板本体２が裏面２３を介して搭載される、マザーボードが有する配線回路と電気的に接続される一対の外部接続端子６が設けられ、基板本体２の内部に、上記素子接続端子５と外部接続端子６とを電気的に接続する貫通導体７が一対設けられている。素子接続端子５、外部接続端子６および貫通導体７については、これらが発光素子→素子接続端子５→貫通導体７→外部接続端子６→配線回路と電気的に接続される限りは、その配設される位置や形状は図１に示されるものに限定されず、適宜調整可能である。
【００３８】
これら素子接続端子５、外部接続端子６および貫通導体７、すなわち配線導体の構成材料は、通常、発光素子用基板に用いられる配線導体と同様の構成材料であれば特に制限なく使用できる。これら配線導体の構成材料として、具体的には、銅、銀、金等を主成分とする金属材料を挙げることができる。このような金属材料のなかでも、銀、銀と白金、または銀とパラジウムからなる金属材料が好ましく用いられる。
【００３９】
なお、素子接続端子５や外部接続端子６さらに第１の放熱層９においては、これらの金属材料からなる、素子接続端子５や外部接続端子６については好ましくは厚さ５〜１５μｍの、第１の放熱層９については好ましくは厚さ５〜５０μｍの、金属導体層上に、これらの層を酸化や硫化から保護しかつ導電性を有する導電性保護層が形成された構成であることが好ましい。導電性保護層としては上記金属導体層を保護する機能を有する導電性材料で構成されていれば、特に制限されないが、素子接続端子５については、金メッキ層が好ましく、ニッケルメッキの上に金メッキを施したニッケル／金メッキ層の構成がより好ましい。また、外部接続端子６や第１の放熱層９については、ニッケルメッキ層が好ましい。導電性保護層の膜厚としては、ニッケルメッキ層が３〜２０μｍ、金メッキ層が０．１〜１．０μｍであることが好ましい。
【００４０】
発光素子用基板１の主面２１上には、その周縁部および、上記一対の素子接続端子５が配設された部分とその周囲近傍を除き、かつ上記第１の放熱層９に接続するかたちに第２の放熱材料からなる第２の放熱層３が形成されている。本例においては、第２の放熱層３は主面２１の長辺方向については、略中央に上記一対の素子接続端子５の間の距離の約１／３の幅となるように設けられており、短辺方向については、基板本体主面２の端縁から内側に適当な距離を置いて基板本体２と枠体８の間にも設けられている。第２の放熱層３の端縁の基板本体主面２の端縁からの距離は少なくとも５０μｍあることが好ましく、７５μｍ以上の距離があることがより好ましい。ただし、上記側面に切欠部２４が設けられた位置では、第２の放熱層３の端縁は基板本体主面２の端縁まで達しており、それにより第１の放熱層９に接続している。
【００４１】
なお、放熱性の観点から言えば、放熱ルートとしては、発光素子搭載部２２からこの第２の放熱層３、上記第１の放熱層９を繋ぎ、さらに半田層を経てマザーボードのヒートシンクまで熱が伝導するように形成されていれることが必須要件となる。より高い放熱性を得ることを考えると、第２の放熱層３は上記第１の放熱層９に効率よく熱を伝えられるように適宜面積、形状等を調整して設けることが好ましい。
【００４２】
第２の放熱層３を構成する第２の放熱材料は、上記第１の放熱材料と同じ材料とすることも異なる材料とすることもできる。第２の放熱材料としては、放熱性に加えて反射性を併せて有する材料であることが好ましい。このような放熱材料としては、上記第１の放熱性材料と同様に銀を含む金属材料、具体的には、銀、銀と白金、または銀とパラジウムからなる金属材料が挙げられる。これらのうちでも銀のみで構成される放熱層が本発明においては高い反射率を得られる点から好ましい。また、必要に応じて第２の放熱層３は異なる金属層の積層体で構成されてもよい。
【００４３】
また、第２の放熱層３の膜厚は、用いる発光装置の構成により適宜調整され得るが、８〜５０μｍであることが好ましく、２０〜４０μｍであることがより好ましい。第２の放熱層３の膜厚が８μｍ未満では第１の放熱層９に向けて十分に熱が伝導されない場合があり。また、５０μｍを超えると経済的に不利であるとともに製造過程で基板本体との熱膨張差による変形が起こることが懸念される。
【００４４】
また、第２の放熱層３は平坦表面を有することが好ましい。その表面平坦性として具体的には、十分な放熱性を確保しつつ、かつ製造上の容易性の観点から、少なくとも発光素子搭載部２２において、表面粗さＲａとして、０．１５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以下であることがより好ましい。なお、表面粗さＲａは算術平均粗さＲａのことであり、算術平均粗さＲａの値は、ＪＩＳ：Ｂ０６０１（１９９４年）の３「定義された算術平均粗さの定義及び表示」によって表されるものである。
【００４５】
基板本体２の主面２１上には、さらに上記第２の放熱層３の端縁を含む全体を覆うように平坦表面を有する絶縁性保護層としてオーバーコートガラス層４が形成されている。ここで、主面２１上に設けられた素子接続端子５と第２の放熱層３の絶縁性が確保されている限りにおいてオーバーコートガラス層４の端縁は、素子接続端子５に接していてもよいが、製造面での不具合の発生を考慮して、両者間の距離は７５μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがより好ましい。
【００４６】
また、第２の放熱層３の端縁とこれを覆うオーバーコートガラス層４の端縁の間の距離については、第２の放熱層３が外部の劣化要因から十分に保護される範囲でできる限り短い距離とすることが好ましい。具体的には、１０〜５０μｍであることが好ましく、２０〜３０μｍであることがより好ましい。この距離が１０μｍ未満では、第２の放熱層３の露出により、第２の放熱層３を構成する銀を含む金属材料の酸化や硫化等が発生して熱伝導性・放熱性が低下するおそれがあり、５０μｍを超えると結果として第２の放熱層３の配設される領域の面積が減少することで熱伝導性・放熱性が低下することがある。
【００４７】
本例のように絶縁性保護層がオーバーコートガラス層４である場合のオーバーコートガラス層４の膜厚については、発光装置の設計にもよるが、十分な絶縁保護の機能を確保しかつ経済性、基板本体との熱膨張差による変形等を考慮すると、５〜５０μｍであることが好ましい。
【００４８】
オーバーコートガラス層４は平坦表面を有することが好ましい。その表面平坦性として具体的には、十分な放熱性を確保しつつ、かつ製造上の容易性の観点から、少なくとも発光素子搭載部２２において、表面粗さＲａとして、０．０３μｍ以下であることが好ましく、０．０１μｍ以下であることがより好ましい。なお、オーバーコートガラス層に関する原料組成は、後述の製造方法において説明する。
【００４９】
ここで、通常、発光素子用基板において、十分な放熱性を得るためには、発光素子の搭載部の直下に、サーマルビアを配置することが行われている。その際、サーマルビアを配設することにより発生する搭載部の凹凸を抑えるために特別な方法が用いられているが、そのような方法を用いても、凹凸の最高部と最低部との高低差が１μｍ以下程度にしか抑えられていないのが現状である。
【００５０】
本発明においては、上記構成により発光素子搭載部に凹凸を発生させる要因となるサーマルビアを配設しなくとも、十分な放熱性が確保されることから、発光素子搭載部における凹凸の最高部と最低部との高低差は、搭載部以外の表面、本発明においては絶縁性保護層の表面と同等であり、概ね０．５μｍ以下である。
つまり、本発明の構成では、十分な放熱性を有しながら、サーマルビアを配設する場合に比べて、搭載部の平坦性についてはサーマルビアを配するよりも容易に高い平坦性が得られるものである。平坦性が良いと発光素子と発送素子搭載部との密着性が向上し、界面での熱的抵抗が小さくなり放熱性が向上する。
【００５１】
以上、本発明の第１の実施形態による発光素子用基板１について説明したが、次にこの発光素子用基板１を用いた本発明の発光装置１０の一例を図２に基づいて説明する。
図２は、図１に示す発光素子用基板１を用いた本発明の発光装置１０の一例を示す平面図（ａ）、平面図（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図（ｂ）、および平面図（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図（ｃ）である。
【００５２】
上記発光素子用基板１を用いて、本例における発光装置１０を作製する際には、主面２１側には、図２に示すように略直方体形状の発光ダイオード素子等の発光素子１１が、キャビティ底面の略中央部の発光素子搭載部２２に、基板本体２の長辺と発光素子１１の長辺とが平行になるように、シリコーンダイボンド剤やメタルボンド剤等のダイボンド剤によって固定、搭載される。発光装置１０においては、発光素子１１が有する一対の電極（図示せず）は、その外側に位置する素子接続端子５とそれぞれボンディングワイヤ１２を介して電気的に接続されている。また、発光素子１１やボンディングワイヤ１２を覆うようにキャビティを充填する形に封止層１３が設けられている。
【００５３】
発光装置１０は、プリント配線基板等のマザーボード３１を有し、マザーボード３１上に、上記発光素子１１が搭載された基板本体２が、マザーボードの主面上に形成されたヒートシンク３３の表面一部を含み上記切欠部２４に半田が充填される形に半田層３２が形成されることで固定、搭載されている。
【００５４】
マザーボード３１は、例えば、基体が金属材料からなり、発光素子１１が搭載された基板本体２が搭載される主面上に絶縁樹脂層３５を有し、さらに絶縁樹脂層３５上に配線回路３４およびヒートシンク３３が互いに接することなくそれぞれ独立して配設された構成を有する。半田層３２は上記のようにヒートシンク３３上に形成される。
【００５５】
半田層３２を構成する半田材料としては、通常、無機絶縁材料からなる基板をマザーボードに固定するために用いる半田材料が特に制限なく利用可能である。具体的には、錫と銀、錫と銅等からなる半田材料等が挙げられる。通常、半田層３２の垂直方向の高さは、第１の放熱層９と接している部分で最も高くなる。その高さとしては、発光装置の大きさや形状等によるが、放熱性と固定性を十分に確保できる点から概ね０．５〜１ｍｍであることが好ましく、半田層３２が第１の放熱層９と接する面積としては、概ね０．２５〜０．５ｍｍ２であることが好ましい。また、半田層３２がマザーボード３１上のヒートシンク３３に接する部分の面積は、放熱性と固定性を十分に確保できる点から概ね０．０４〜０．０７ｍｍ２であることが好ましい。
【００５６】
ヒートシンク３３を構成する材料は、上記半田層３２の固定と熱の放散が可能な材料であれば特に制限されない。具体的には、通常マザーボード上に形成されるヒートシンクの材料として用いられる金属材料、例えば、アルミニウム、銅等が特に制限なく使用可能である。また、ヒートシンク３３のサイズ、すなわち厚さや面積等や形状は、ヒートシンクを構成する金属材料の種類、搭載される発光素子の出力や発光素子用基板の構成、上記半田層のサイズ、形状等を勘案して、適宜調整される。
【００５７】
発光装置１０においては、上記構成により、発光素子が発した熱は、上記第２の放熱層３→第１の放熱層９→半田層３２→ヒートシンク３３の順にスムーズに伝導することで容易に放散される。
【００５８】
また、発光素子用基板１は、裏面２３に形成された外部接続端子６が、マザーボード３１主面上に形成された配線回路３４の一部と電気的に接続するように、マザーボード３１主面に形成されたヒートシンク３３上に上記半田固定されるものである。
【００５９】
ここで、上記本発明の第１の実施形態の発光素子用基板は、例えば、以下に説明する製造方法により製造できる。なお、製造に用いる部材については、完成品の部材と同一の符号を付して説明するものである。
【００６０】
（１）グリーンシートの作製および切欠部と貫通穴の形成
まず、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物を用いて発光素子用基板の基板本体２を構成する、発光素子を搭載する側の面を主面２１とする略平板状の基板本体用グリーンシート２および枠体８を構成する枠体用グリーンシート８を作製する。
基板本体用グリーンシート２および枠体用グリーンシート８は、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物にバインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加してスラリーを調製し、これをドクターブレード法等により所定の形状のシート状に成形し、乾燥させることで製造できる。
【００６１】
基板本体および枠体用ガラス粉末（以下、「基板本体用ガラス粉末」という）は、必ずしも限定されるものではないものの、ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０℃以上７００℃以下のものが好ましい。ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０℃未満の場合、脱脂が困難となるおそれがあり、７００℃を超える場合、収縮開始温度が高くなり、寸法精度が低下するおそれがある。
【００６２】
このような基板本体用ガラス粉末としては、例えばＳｉＯ２を５７ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯを９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上８ｍｏｌ％以下、Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏから選ばれる少なくとも一方を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有するものが好ましい。このようなものを用いることで、基板本体表面の平坦度を向上させることが容易となる。
【００６３】
ここで、ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークフォーマとなる。ＳｉＯ２の含有量が５７ｍｏｌ％未満の場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。一方、ＳｉＯ２の含有量が６５ｍｏｌ％を超える場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれある。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは５８ｍｏｌ％以上、より好ましくは５９ｍｏｌ％以上、特に好ましくは６０ｍｏｌ％以上である。また、ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは６４ｍｏｌ％以下、より好ましくは６３ｍｏｌ％以下である。
【００６４】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスのネットワークフォーマとなる。Ｂ２Ｏ３の含有量が１３ｍｏｌ％未満の場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれがある。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が１８ｍｏｌ％を超える場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１４ｍｏｌ％以上、より好ましくは１５ｍｏｌ％以上である。また、Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１７ｍｏｌ％以下、より好ましくは１６ｍｏｌ％以下である。
【００６５】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの安定性、化学的耐久性、および強度を高めるために添加される。Ａｌ２Ｏ３の含有量が３ｍｏｌ％未満の場合、ガラスが不安定となるおそれがある。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が８ｍｏｌ％を超える場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれがある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは４ｍｏｌ％以上、より好ましくは５ｍｏｌ％以上である。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは７ｍｏｌ％以下、より好ましくは６ｍｏｌ％以下である。
【００６６】
ＣａＯは、ガラスの安定性や結晶の析出性を高めると共に、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）を低下させるために添加される。ＣａＯの含有量が９ｍｏｌ％未満の場合、ガラス溶融温度が過度に高くなるおそれがある。一方、ＣａＯの含有量が２３ｍｏｌ％を超える場合、ガラスが不安定となるおそれがある。ＣａＯの含有量は、好ましくは１２ｍｏｌ％以上、より好ましくは１３ｍｏｌ％以上、特に好ましくは１４ｍｏｌ％以上である。また、ＣａＯの含有量は、好ましくは２２ｍｏｌ％以下、より好ましくは２１ｍｏｌ％以下、特に好ましくは２０ｍｏｌ％以下である。
【００６７】
Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏは、ガラス転移点（Ｔｇ）を低下させるために添加される。Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏの合計した含有量が０．５ｍｏｌ％未満の場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれがある。一方、Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏの合計した含有量が６ｍｏｌ％を超える場合、化学的耐久性、特に耐酸性が低下するおそれがあり、電気的絶縁性も低下するおそれがある。Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏの合計した含有量は、０．８ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００６８】
なお、基板本体用ガラス粉末は、必ずしも上記成分のみからなるものに限定されず、ガラス転移点（Ｔｇ）等の諸特性を満たす範囲で他の成分を含有できる。他の成分を含有する場合、その合計した含有量は１０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００６９】
基板本体用ガラス粉末は、上記したようなガラス組成を有するガラスを溶融法によって製造し、乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕することにより得ることができる。湿式粉砕法の場合、溶媒として水を用いることが好ましい。粉砕は、例えばロールミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機が用いられる。
【００７０】
基板本体用ガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。基板本体用ガラス粉末の５０％粒径が０．５μｍ未満の場合、ガラス粉末が凝集しやすく、取り扱いが困難となると共に、均一に分散させることが困難となる。一方、基板本体用ガラス粉末の５０％粒径が２μｍを超える場合、ガラス軟化温度の上昇や焼結不足が発生するおそれがある。粒径は、例えば粉砕後に必要に応じて分級することにより調整できる。なお、本明細書において、粒径はレーザ回折・散乱法による粒子径測定装置により得られる値をいう。
【００７１】
一方、セラミックスフィラーとしては、従来からＬＴＣＣ基板の製造に用いられるものを特に制限なく使用でき、例えばアルミナ粉末、ジルコニア粉末、またはアルミナ粉末とジルコニア粉末との混合物を好適に使用できる。セラミックスフィラーの５０％粒径（Ｄ５０）は、例えば０．５μｍ以上４μｍ以下であることが好ましい。
【００７２】
このような基板本体用ガラス粉末とセラミックスフィラーとを、例えば基板本体用ガラス粉末が３０質量％以上５０質量％以下、セラミックスフィラーが５０質量％以上７０質量％以下となるように配合、混合することによりガラスセラミックス組成物を得ることができる。また、このガラスセラミックス組成物に、バインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加することによりスラリーを得ることができる。
【００７３】
バインダーとしては、例えばポリビニルブチラール、アクリル樹脂等を好適に使用できる。可塑剤としては、例えばフタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等を使用できる。また、溶剤としては、トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノール等の有機溶剤を好適に使用できる。
このようにして得られたスラリーをドクターブレード法等により所定の形状のシート状に成形し、乾燥させ、基板本体用グリーンシート２と枠体用グリーンシート８を製造する。
【００７４】
次いで、上記で得られた基板本体用グリーンシート２と枠体用グリーンシート８のそれぞれについて、２つの長辺側の側面の略中央部を、各グリーンシート上面側から裏面に至るように通常の方法で切欠いて、基板本体部分および枠体部分の切欠部２４をそれぞれ形成する。なお、本例においては切欠き形状が半円柱状となるように切欠部２４が形成されている。また、基板本体用グリーンシート２および枠体用グリーンシート８の厚さによっては、積層後に切欠部２４を形成してもよい。
さらに、基板本体用グリーンシート２の所定の位置２箇所に、主面２１から裏面２３に貫通する貫通導体７形成用の貫通孔を所定の大きさ形状に通常の方法で形成する。
【００７５】
（２）配線導体ペースト層／放熱層用金属ペースト層の形成
次いで、上記（１）で得られた基板本体用グリーンシート２の２箇所の貫通孔に貫通導体用ペースト層７を、またこの貫通導体用ペースト層７と接続するように、主面２１上の２箇所に素子接続端子ペースト層５を、および裏面２３の２箇所に外部接続端子用導体ペースト層６を、それぞれ所定の大きさ、形状で形成する。
これらは、搭載される発光素子の電極が、素子接続端子ペースト層５、貫通導体用ペースト層７および外部接続端子用導体ペースト層６を介して、マザーボードが有する配線回路と電気的に接続されるように形成される。
【００７６】
素子接続端子ペースト層５、外部接続端子用導体ペースト層６、および貫通導体用ペースト層７の形成方法としては、スクリーン印刷法により導体ペーストを塗布、充填する方法が挙げられる。形成される素子接続端子ペースト層５および外部接続端子用導体ペースト層６の膜厚は、最終的に得られる素子接続端子および外部接続端子の膜厚が所定の膜厚となるように調整される。
【００７７】
配線導体ペーストとしては、例えば銅、銀、金等を主成分とする金属粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを使用できる。なお、上記金属粉末としては、銀からなる金属粉末、銀と白金またはパラジウムからなる金属粉末が好ましく用いられる。
【００７８】
また、上記（１）で得られた基板本体用グリーンシート２および枠体用グリーンシート８のそれぞれについて、２箇所の切欠部２４の表面の各々に第１の放熱層用金属ペースト層９をスクリーン印刷により形成させる。なお、発光素子用基板・発光装置の設計によっては、第１の放熱層用金属ペースト層９は、基板本体用グリーンシート２の上記２箇所の基体本体部分切欠部の表面のみにスクリーン印刷され、枠体用グリーンシート８の枠体部分切欠部には形成されないこともある。スクリーン印刷に用いる第１の放熱層用金属ペーストは、第１の放熱層９を構成する放熱性材料、好ましくは、銀を含む金属材料を含有するペーストである。このような材料としては、上記の通り、銀、銀パラジウム混合物、銀白金混合物等が挙げられる。
【００７９】
第１の放熱層用金属ペーストは、このような材料を主成分とする金属粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを使用できる。形成される第１の放熱層用金属ペースト層９の膜厚は、最終的に得られる第１の放熱層９の膜厚が上記所望の膜厚となるように調整される。
【００８０】
次いで、上記配線導体ペースト層および基体本体部分切欠部とその表面に第１の放熱層用金属ペースト層９が形成された基板本体用グリーンシート２の主面２１上の素子接続端子ペースト層５とその周囲近傍および該主面の周縁部を除く領域にスクリーン印刷により、放熱性材料を含有する第２の放熱層用金属ペースト層３を形成させる。第２の放熱層用金属ペースト層３はより具体的には、基板本体用グリーンシート２の主面２１上の略中央部に、基板本体用グリーンシート２の短辺方向に相当する方向の端縁が、上記側面に形成された切欠部２４（基体本体部分）に達し第１の放熱層９に接続する位置となり、基板本体用グリーンシート２の長辺方向に相当する方向の端縁が、上記一対の素子接続端子５のそれぞれからその間の距離の約１／３ずつ内側となる位置となるように設けられている。
なお、第２の放熱層用金属ペースト層は、例えば、上記導体ペーストと第２の放熱層用金属ペーストが同じペースト材料で構成される場合などには、上記の素子接続端子ペースト層５と同時に形成できる。
【００８１】
上記スクリーン印刷に用いる第２の放熱層用金属ペーストは、第２の放熱層３を構成する放熱性材料、好ましくは、銀を含む金属材料を含有するペーストである。このような材料としては、上記の通り、銀、銀パラジウム混合物、銀白金混合物等が挙げられるが、上記の理由により銀が好ましく用いられる。第２の放熱層用金属ペーストは、このような材料を主成分とする金属粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを使用できる。形成される第２の放熱層用金属ペースト層３の膜厚は、最終的に得られる第２の放熱層３の膜厚が上記所望の膜厚となるように調整される。
また、最終的に得られる第２の放熱層３の表面粗さＲａを上記好ましい範囲とするために、金属ペーストに含有する金属粉末として粒度分布の少ない粉末を使うことが好ましい。
【００８２】
（３）オーバーコートガラスペースト層の形成
次いで、上記（２）で形成された第２の放熱層用金属ペースト層３の端縁を含む全体を覆いかつ基板本体用グリーンシート２の主面２１上の素子接続端子ペースト層５とその周囲近傍および該主面の周縁部を除く、基板本体用グリーンシート２の主面２１上にスクリーン印刷によりオーバーコートガラスペースト層４が形成される。
【００８３】
オーバーコートガラスペーストは、ガラス粉末（ガラス膜用ガラス粉末）に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものが使用できる。形成されるオーバーコートガラスペースト層４の膜厚は、最終的に得られるオーバーコートガラス層４の膜厚が上記所望の膜厚となるように調整される。
【００８４】
オーバーコートガラス層用ガラス粉末としては、最終的に行われる焼成により、膜状のガラスを得られるものであればよく、その５０％粒径（Ｄ５０）は０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。また、オーバーコートガラス層４の表面粗さＲａは、例えばこのオーバーコートガラス層用ガラス粉末の粒度により調整できる。すなわち、オーバーコートガラス層用ガラス粉末として、焼成時に十分に溶融し、流動性に優れる、上記５０％粒径（Ｄ５０）の範囲のものを用いることで、表面粗さＲａを上記好ましい範囲に調整できる。
【００８５】
（４）グリーンシートの積層
上記（３）までの工程で得られた、基体本体部分の切欠部２４とその表面に第１の放熱層用金属ペースト層９、配線導体ペースト層（素子接続端子ペースト層５、外部接続端子用導体ペースト層６、および貫通導体用ペースト層７）、第２の放熱層用金属ペースト層３およびオーバーコートガラスペースト層４を有する基板本体用グリーンシート２の主面上に、上記（２）までの工程で得られた、枠体部分の切欠部２４とその表面に第１の放熱層用金属ペースト層９を有する、または同切欠部２４を有するが第１の放熱層用金属ペースト層９を有しない、枠体用グリーンシート８を積層する。これにより基板本体２が主面上にキャビティを有しその底面が発光素子を搭載する領域を形成するような形状のグリーンシート積層体が、未焼結発光素子用基板１として得られる。
【００８６】
（５）焼成
上記（４）で得られた未焼結発光素子用基板１について、必要に応じてバインダー等を除去するための脱脂を行い、ガラスセラミックス組成物等を焼結させるための焼成（焼成温度：８００〜９３０℃）を行う。
【００８７】
脱脂は、例えば５００℃以上６００℃以下の温度で１時間以上１０時間以下保持することにより行える。脱脂温度が５００℃未満もしくは脱脂時間が１時間未満の場合、バインダー等を十分に除去できないおそれがある。一方、脱脂温度は６００℃程度、脱脂時間は１０時間程度とすれば、十分にバインダー等を除去でき、これを超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。
【００８８】
また、焼成は、基板本体２および枠体８の緻密な構造の獲得と生産性を考慮して、８００℃〜９３０℃の温度範囲で適宜時間を調整することで行える。具体的には、８５０℃以上９００℃以下の温度で２０分以上６０分以下保持することが好ましく、特に８６０℃以上８８０℃以下の温度で行うことが好ましい。焼成温度が８００℃未満では、基板本体が緻密な構造のものとして得られないおそれがある。一方、焼成温度は９３０℃を超えると基板本体が変形するなど生産性等が低下するおそれがある。また、上記導体ペーストや反射膜用ペーストとして、銀を主成分とする金属粉末を含有する金属ペーストを用いた場合、焼成温度が８８０℃を超えると、過度に軟化するために所定の形状を維持できなくなるおそれがある。
【００８９】
このようにして、未焼結発光素子用基板１が焼成され発光素子用基板１が得られるが、焼成後、必要に応じて素子接続端子５、外部接続端子６および第１の放熱層９全体を被覆するように、金メッキ、ニッケルメッキ、ニッケル／金メッキ等の通常、発光素子用基板において導体保護用に用いられる導電性保護層を配設することもできる。
【００９０】
以上、第１の実施形態の発光素子用基板の製造方法について説明したが、本体用グリーンシート２および枠体用グリーンシートは必ずしも単一のグリーンシートからなる必要はなく、複数枚のグリーンシートを積層したものであってもよい。また、各部の形成順序等についても、発光素子用基板の製造が可能な限度において適宜変更できる。
（６）発光装置の作製
上記第１の実施形態の発光素子用基板１を用いて、例えば図２に示す発光装置１０を作製する方法については、特に制限されず、発光素子１１を発光素子用基板１に搭載する方法、ワイヤボンディング等の電気接続方法、封止剤を用いて封止層１３を形成する方法、さらに発光素子用基板１を半田によりマザーボード３１に固定する方法等において、全て従来公知の方法が適用可能である。
【００９１】
＜第２の実施形態＞
以下に、絶縁性保護層として、反射性を有するＬＴＣＣ層を用いた場合の本発明の第２の実施形態について説明する。
図３は、ＬＴＣＣ基板を用いた本発明の第２の実施形態の発光素子用基板１の一例を示す平面図（ａ）、平面図（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図（ｂ）、および平面図（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図（ｃ）である。
【００９２】
発光素子用基板１は、これを主として構成する略平板状の基板本体２を有している。この基板本体２は、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなるものである。基板本体２は発光素子用基板とした際に発光素子を搭載する側の面を主面２１として有し、本例においてはその反対側の面を裏面２３とする。本例においては主面２１および裏面２３は略長方形である。
【００９３】
基板本体２の後述する切欠部２４以外の形状、厚さ、大きさ等は特に制限されず、通常、発光素子用基板として用いられるものと同様とできる。また、基板本体２を構成するガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体については、上記第１の実施形態において用いたガラスセラミックス組成物の焼結体と同様なものが使用可能である。
【００９４】
基板本体２の裏面２３には、発光装置とした際に、基板本体２が裏面２３を介して搭載されるマザーボードが有する配線回路と電気的に接続される一対の外部接続端子６が設けられ、基板本体２の内部に、後述の素子接続端子５と上記外部接続端子６とを電気的に接続する貫通導体７が一対設けられている。貫通導体７は以下に説明する基板本体２の主面上に形成された絶縁性保護層であるＬＴＣＣ層４をさらに貫通するように設けられている。
【００９５】
基板本体２の主面２１上には、主面２１の周縁部および、上記一対の貫通導体７が配設された部分とその周囲近傍を除き、かつ後述の第１の放熱層に接続するかたちに、第２の放熱材料からなる第２の放熱層３が形成されている。本例においては、第２の放熱層３は主面２１の長辺方向については、略中央に上記一対の貫通導体７の間の距離の約１／３の幅となるように設けられており、短辺方向については、主面２１の端縁から内側に適当な距離を置いて設けられている。第２の放熱層３の端縁の主面２１の端縁からの距離は少なくとも５０μｍあることが好ましく、７５μｍ以上の距離があることがより好ましい。ただし、側面に切欠部が設けられた位置では、第２の放熱層３の端縁は基板本体主面２の端縁まで達しており、それにより第１の放熱層に接続する構成としている。
【００９６】
なお、放熱ルートとしては、発光素子搭載部２２からこの第２の放熱層３、上記第１の放熱層９を繋ぎ、さらに半田層を経てマザーボードのヒートシンクまで熱が伝導するように形成されていれることが必須要件となる。より高い放熱性を得ることを考えると、第２の放熱層３は上記第１の放熱層９に効率よく熱を伝えられるように適宜面積、形状等を調整して設けることが好ましい。
【００９７】
主面２１上には、さらに上記第２の放熱層３の端縁を含む全体を覆うように、反射性を有するＬＴＣＣからなるＬＴＣＣ層４が形成されている。
【００９８】
ここで、上記基板本体２の内部に設けられた貫通導体７は、さらにＬＴＣＣ層４の主面２１側の面（以下、「積層面」という）からその反対側の面までＬＴＣＣ層４の内部を貫通するかたちに設けられている。ＬＴＣＣ層４は、この貫通導体７の配設部を除く上記主面２１上の全面に上記第２の放熱層３を被覆するように形成されており、上記積層面の反対側の表面（以下、「搭載面」という）に発光素子が搭載される。
【００９９】
第２の放熱層３の構成材料、膜厚、表面特性等については上記第１の実施形態の第２の放熱層３と同様とできる。
放熱性を考慮して上記第２の放熱層３を、基板本体２の主面２１上に相当の面積で配設する場合、第２の放熱層３を覆うＬＴＣＣ層４は主面２１上の第２の放熱層３を有しない領域で主面２１と接着しているため、この両者の密着性が保たれる範囲の接着面積を残して第２の放熱層３の配設面積を調整する。また、第２の放熱層３と貫通導体７の間の距離は、電気的に絶縁される距離であればよいが、さらに製造面での不具合の発生等を考慮して、１００μｍ以上であることが好ましく、１５０μｍ以上であることがより好ましい。
【０１００】
本発明の第２の実施形態においてＬＴＣＣ層４は、反射性を有するＬＴＣＣ、すなわち、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなる。ＬＴＣＣ層４の膜厚は、発光装置の設計にもよるが、十分な絶縁保護の機能を確保しかつ経済性、基板本体との熱膨張差による変形等を考慮すると、５〜１５０μｍであることが好ましく、５０〜１２５μｍであることがより好ましい。
【０１０１】
ＬＴＣＣ層４は平坦表面を有することが好ましい。その表面平坦性として具体的には、十分な放熱性を確保しつつ、かつ製造上の容易性の観点から、少なくとも発光素子１１が搭載される部分において、表面粗さＲａとして、０．１５μｍ以下であることが好ましく、０．１０μｍ以下であることがより好ましい。
【０１０２】
ＬＴＣＣ層４を構成する材料である反射性を有するガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体は、反射性を有する他に、上記表面粗さＲａを確保できるものが好ましい。具体的には、上記基板本体用のガラスセラミックス組成物において、ペースト作製工程における混練時間を長くすることによりセラミックスフィラーが粉砕され、表面粗さＲａを上記範囲とできる。
【０１０３】
また、ＬＴＣＣ層４を構成する反射性を有するガラスセラミックス組成物の焼結体は、上記基板本体２と密着性を考慮すると、この基板本体２の構成材料であるガラスセラミックス組成物の焼結体と同じであることが好ましいが、発光素子からの光を光取り出し方向に反射する反射性を考慮して、このガラスセラミックス組成物とは異なる組成のガラスセラミックス組成物を用いることもできる。
【０１０４】
反射性を有するガラスセラミックス組成物としては、例えば、上記基板本体用のガラスセラミックス組成物において、ガラス粉末は同様のものを用い、セラミックスフィラーとして、アルミナ粉末とジルコニア粉末の混合物を用いたガラスセラミックス組成物が好ましい。アルミナ粉末とジルコニア粉末の混合物としては、アルミナ粉末：ジルコニア粉末の混合割合が質量比で９０：１０〜８０：２０の混合物が好ましい。また、ガラス粉末とこのセラミックスフィラーの混合割合としては、質量比で４０：６０〜５０：５０が好ましい。なお、このガラスセラミックス組成物を基材本体２として用いてもよい。
【０１０５】
ここで、通常、発光素子用基板において、十分な放熱性を得るためには、発光素子の搭載部の直下に、サーマルビアを配置することが行われている。その際、サーマルビアを配設することにより発生する搭載部の凹凸を抑えるために特別な方法が用いられているが、そのような方法を用いても、凹凸の最高部と最低部との高低差が１μｍ以下程度にしか抑えられていないのが現状である。
【０１０６】
本発明においては、上記構成により発光素子搭載部に凹凸を発生させる要因となるサーマルビアを配設しなくとも、十分な放熱性が確保されることから、発光素子搭載部における凹凸の最高部と最低部との高低差は、搭載部以外の表面、本発明においては絶縁性保護層の表面と同等であり、概ね０．５μｍ以下である。
つまり、本発明の構成では、十分な放熱性を有しながら、サーマルビアを配設する場合に比べて、搭載部の平坦性についてはサーマルビアを配するよりも容易に高い平坦性が得られるものである。平坦性が良いと発光素子と発送素子搭載部との密着性が向上し、界面での熱的抵抗が小さくなり放熱性が向上する。
【０１０７】
発光素子用基板１は、ＬＴＣＣ層４の搭載面中央の略長方形状部分を底面（以下、「キャビティ底面」という）とするキャビティを構成するようにＬＴＣＣ層４搭載面の周縁部に枠体８を有する。枠体８を構成する材料は、特に限定されないが、基板本体２またはＬＴＣＣ層４を構成する材料と同じものを使用することが好ましい。また、キャビティ底面の略中央部に発光素子の搭載部が位置する。本例においては、搭載される発光素子は略直方体形状であり、基板本体２の長辺と発光素子の長辺とが平行になるように搭載される。
【０１０８】
発光素子用基板１は、２つの長辺側の側面のそれぞれ略中央部に、枠体８の上面側から枠体８、ＬＴＣＣ層４を経て、基板本体２の主面２１側に達し、さらにそこから基板本体２の裏面２３側に至る、切欠いた部分が半円柱形状となる切欠部２４を有する。本例においてこの切欠部２４は、本発明において好ましい位置である長辺側の側面の、搭載される発光素子から最も近い位置に形成されているが、設計上この位置への切欠部２４の形成が困難な場合には、搭載される発光素子が発する熱が伝導する領域内のできる限り発光素子に近い位置の側面に形成することが好ましい。さらに、切欠部２４は枠体８の内壁に達しない程度の大きさに形成されることが好ましい。
【０１０９】
また、切欠部２４の個数は本例においては２個であるが、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて個数は調整可能である。切欠部２４の形状は特に制限されないが、切欠部２４が基板本体２をマザーボードに半田固定する際の固定部となるため、半田固定されやすい形状とすることが好ましい。
【０１１０】
切欠部２４の表面全体には第１の放熱材料からなる第１の放熱層９が形成されている。なお、発光素子用基板およびこれが用いられる発光装置の設計によっては、第１の放熱層９は、切欠部２４の表面のうち基板本体２が有する切欠部の表面のみに、または、基板本体２とＬＴＣＣ層４が有する切欠部の表面のみに形成されていてもよい。第１の放熱層９は切欠部２４の表面に、少なくとも第１の放熱層９と以下に説明する第２の放熱層３とが接続され、さらに半田固定のために要する面積が確保されるように基体本体２の裏面２３側から所望の高さに至るように形成されていればよい。
第１の放熱層９を構成する第１の放熱材料、および第１の放熱層９の膜厚等は、上記第１の実施形態の第１の放熱層９と同様とできる。
【０１１１】
発光素子用基板１においては、ＬＴＣＣ層４の搭載面に、略直方体形状であり基板本体２の長辺と発光素子の長辺とが平行になるように搭載される発光素子が有する一対の電極とそれぞれ電気的に接続される素子接続端子５が、上記貫通導体７と電気的に接続するように、この発光素子の搭載部を挟んで搭載部短辺の両方の外側に対向するようにして一対設けられている。
【０１１２】
ここで、素子接続端子５、外部接続端子６および貫通導体７については、これらが発光素子→素子接続端子５→貫通導体７→外部接続端子６→マザーボードの配線回路と電気的に接続される限りは、その配設される位置や形状は図３に示されるものに限定されず、適宜調整可能である。
【０１１３】
これら素子接続端子５、外部接続端子６および貫通導体７、すなわち配線導体の構成材料は、通常、発光素子用基板に用いられる配線導体と同様の構成材料であれば特に制限なく使用でき、上記第１の実施形態において配線導体に用いる構成材料として説明したものと同様のものが使用できる。また、素子接続端子５、外部接続端子６および第１の放熱層９は上記第１の実施形態と同様、必要に応じて金メッキ、ニッケルメッキ、ニッケル／金メッキ等の導電性保護層を有する構成であってもよい。
【０１１４】
以上、本発明の第２の実施形態による発光素子用基板１について説明したが、次にこの発光素子用基板１を用いた本発明の発光装置１０の一例を図４に基づいて説明する。
図４は、図３に示す発光素子用基板１を用いた本発明の発光装置１０の一例を示す平面図（ａ）、平面図（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図（ｂ）、および平面図（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図（ｃ）である。
【０１１５】
上記発光素子用基板１を用いて、本例における発光装置１０を作製する際には、図４に示すように略直方体形状の発光ダイオード素子等の発光素子１１が、上記ＬＴＣＣ層４搭載面上の、キャビティ底面略中央部の発光素子搭載部２２に、基板本体２の長辺と発光素子１１の長辺とが平行になるように、シリコーンダイボンド剤やメタルボンド剤等のダイボンド剤によって固定、搭載される。発光装置１０においては、発光素子１１が有する一対の電極（図示せず）は、その外側に位置する素子接続端子５とそれぞれボンディングワイヤ１２を介して電気的に接続されている。また、発光素子１１やボンディングワイヤ１２を覆うようにキャビティを充填するかたちに封止層１３が設けられている。
【０１１６】
発光装置１０は、プリント配線基板等のマザーボード３１を有し、マザーボード３１上に、上記発光素子１１が搭載された基板本体２が、マザーボードの主面上に形成されたヒートシンク３３の表面一部を含み上記切欠部２４に半田が充填されるかたちに半田層３２が形成されることで固定、搭載されている。
【０１１７】
マザーボード３１は、例えば、基体が金属材料からなり、発光素子１１が搭載された基板本体２が搭載される主面上に絶縁樹脂層３５を有し、さらに絶縁樹脂層３５上に配線回路３４およびヒートシンク３３が互いに接することなくそれぞれ独立して配設された構成を有する。半田層３２は上記のようにヒートシンク３３上に形成される。
【０１１８】
半田層３２を構成する半田材料や、半田層３２の形状としては、上記第１の実施形態における半田層３２と同様とできる。また、ヒートシンク３３を構成する材料やサイズ、形状については、上記第１の実施形態におけるヒートシンク３３と同様とできる。
【０１１９】
発光装置１０においては、上記構成により、発光素子が発した熱は、上記第２の放熱層３→第１の放熱層９→半田層３２→ヒートシンク３３の順にスムーズに伝導することで容易に放散される。
【０１２０】
また、発光素子用基板１は、基板本体２の裏面２３に形成された外部接続端子６が、マザーボード３１主面上に形成された配線回路３４の一部と電気的に接続するように、マザーボード３１主面に形成されたヒートシンク３３上に上記半田固定されるものである。
【０１２１】
ここで、上記本発明の第２の実施形態の発光素子用基板は、例えば、以下に説明する製造方法により製造できる。なお、製造に用いる部材については、完成品の部材と同一の符号を付して説明するものである。
【０１２２】
（１）グリーンシートの作製および切欠部と貫通穴の形成
まず、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物を用いて発光素子用基板の基板本体２を構成する、発光素子を搭載する側の面を主面２１とする略平板状の基板本体用グリーンシート２、発光素子用基板のＬＴＣＣ層４を構成する、ＬＴＣＣ層用グリーンシート４、および枠体８を構成する枠体用グリーンシート８を作製する。
【０１２３】
各グリーンシートの作製に用いるガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物としては、少なくともＬＴＣＣ層用グリーンシート４の作製に用いるガラスセラミックス組成物については焼結体とした際に反射性を有する上記に説明した組成物が用いられる。枠体用グリーンシート８および基板本体用グリーンシート２は、ＬＴＣＣ層用グリーンシート４と同様の組成物で作製されてもよいし、上記第１の実施形態の基板本体用グリーンシート２の作製で説明したのと同様の組成物で作製されてもよい。
【０１２４】
これら各グリーンシートは、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物にバインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加してスラリーを調製し、これをドクターブレード法等により所定の形状、膜厚のシート状に成形し、乾燥させることで製造できる。
【０１２５】
次いで、上記で得られた基板本体用グリーンシート２、ＬＴＣＣ層用グリーンシート４、枠体用グリーンシート８のそれぞれについて、２つの長辺側の側面の略中央部を、各グリーンシート上面側から裏面に至るように通常の方法で切欠いて、切欠部２４を形成する。なお、本例においては切欠き形状が半円柱状となるように切欠部２４が形成されている。また、基板本体用グリーンシート２、ＬＴＣＣ層用グリーンシート４、枠体用グリーンシート８の厚さによっては、積層後に切欠部２４を形成してもよい。
さらに、基板本体用グリーンシート２およびＬＴＣＣ層用グリーンシート４の所定の位置２箇所に、各グリーンシート上面側から裏面に貫通する貫通導体７形成用の貫通孔を所定の大きさ形状に通常の方法で形成する。
【０１２６】
（２）配線導体ペースト層／放熱層用金属ペースト層の形成
次いで、上記（１）で得られた基板本体用グリーンシート２およびＬＴＣＣ層グリーンシート４の所定の位置に所定の配線導体ペースト層を形成する。基板本体用グリーンシート２にはさらに第２の放熱層用金属ペースト層を形成する。
【０１２７】
ＬＴＣＣ層グリーンシート４には、上記（１）で作製した２箇所の貫通孔に貫通導体７の一部を構成する貫通導体用ペースト層７が形成され、発光素子が搭載される面に貫通導体用ペースト層７を覆うように略長方形状に素子接続端子ペースト層５が形成される。ＬＴＣＣ層グリーンシート４には、さらに、発光素子用基板や発光装置等の設計に応じて、上記（１）で形成された２箇所のＬＴＣＣ層部分の切欠部２４の表面各々に第１の放熱層用金属ペースト層９をスクリーン印刷により形成させる。
【０１２８】
基板本体用グリーンシート２については、上記（１）で作製した２箇所の貫通孔に貫通導体７の一部を構成する貫通導体用ペースト層７、および裏面２３に貫通導体用ペースト層７と電気的に接続する外部接続端子用導体ペースト層６を形成する。基板本体用グリーンシート２には、さらに、上記（１）で形成された２箇所の基板本体部分の切欠部２４の表面各々に第１の放熱層用金属ペースト層９をスクリーン印刷により形成させる。
【０１２９】
次いで、上記配線導体ペースト層および基体本体部分切欠部とその表面に第１の放熱層金属ペースト層９が形成された基板本体用グリーンシート２の主面２１上の上記一対の貫通導体ペースト層７が配設された部分とその周囲近傍および該主面の周縁部を除く領域にスクリーン印刷により、放熱性材料を含有する第２の放熱層用金属ペースト層３を形成させる。第２の放熱層用金属ペースト層３はより具体的には、基板本体用グリーンシート２の主面２１上の略中央部に、基板本体用グリーンシート２の短辺方向に相当する方向の端縁が、上記側面に形成された切欠部２４（基体本体部分）に達し第１の放熱層９に接続する位置となり、基板本体用グリーンシート２の長辺方向に相当する方向の端縁が、上記一対の貫通導体ペースト層７のそれぞれからその間の距離の約１／３ずつ内側となる位置となるように設けられている。
【０１３０】
また、枠体用グリーンシート８には、発光素子用基板や発光装置等の設計に応じて、上記（１）で形成された２箇所の枠体部分の切欠部２４の表面各々に第１の放熱層用金属ペースト層９をスクリーン印刷により形成させる。
【０１３１】
これらの配線導体ペースト層形成に用いられる、素子接続端子ペースト、貫通導体用ペースト、外部接続端子用導体ペースト等の配線導体用ペーストおよび、第１・第２の放熱層用金属ペーストについては、上記第１の実施の形態で説明したのと同様のものを使用でき、形成方法も同様の方法とできる。
【０１３２】
（３）グリーンシートの積層
上記（２）までの工程で得られた、基体本体部分の切欠部２４とその表面に第１の放熱層用金属ペースト層９、配線導体ペースト層（素子接続端子ペースト層５、外部接続端子用導体ペースト層６および貫通導体用ペースト層７）、第２の放熱層用金属ペースト層３を有する基板本体用グリーンシート２の主面上に、ＬＴＣＣ層部分の切欠部２４とその表面に第１の放熱層用金属ペースト層９を有する、または同切欠部２４を有するが第１の放熱層用金属ペースト層９を有しない、配線導体ペースト層付きのＬＴＣＣ層グリーンシート４を素子接続端子ペースト層５が形成された面（発光素子搭載面）を上にして積層する。さらに、その上に、枠体部分の切欠部２４とその表面に第１の放熱層用金属ペースト層９を有する、または同切欠部２４を有するが第１の放熱層用金属ペースト層９を有しない、枠体用グリーンシート８を積層する。これによりＬＴＣＣ層４が搭載面上にキャビティを有しその底面が発光素子を搭載する領域を形成するような形状のグリーンシート積層体が、未焼結発光素子用基板１として得られる。
【０１３３】
（４）焼成
上記（３）工程後、得られた未焼結発光素子用基板１について、必要に応じてバインダー等を除去するための脱脂を行い、ガラスセラミックス組成物等を焼結させるための焼成（焼成温度：８００〜９３０℃）を行う。この焼成工程は、上記第１の実施形態の発光素子用基板の製造方法における（５）焼成で説明したのと全く同様とできる。
【０１３４】
このようにして、未焼結発光素子用基板１が焼成され発光素子用基板１が得られるが、焼成後、必要に応じて素子接続端子５、外部接続端子６および第１の放熱層９全体を被覆するように、金メッキ、ニッケルメッキ、ニッケル／金メッキ等の通常、発光素子用基板において導体保護用に用いられる導電性保護層を配設することもできる。
【０１３５】
以上、本発明の第２の実施形態の発光素子用基板の製造方法について説明したが、基板本体用グリーンシート２、ＬＴＣＣ層グリーンシート４、枠体用グリーンシート８は、それぞれ必ずしも単一のグリーンシートからなる必要はなく、複数枚のグリーンシートを積層したものであってもよい。また、各部の形成順序等についても、発光素子用基板の製造が可能な限度において適宜変更できる。
【０１３６】
（５）発光装置の作製
上記第２の実施形態の発光素子用基板１を用いて、例えば図４に示す発光装置１０を作製する方法については、特に制限されず、発光素子１１を発光素子用基板１に搭載する方法、ワイヤボンディング等の電気接続方法、封止剤を用いて封止層１３を形成する方法、さらに発光素子用基板１を半田によりマザーボード３１に固定する方法等において、全て従来公知の方法が適用可能である。
【０１３７】
なお、本発明の発光素子用基板は、上記第１の実施形態、第２の実施形態によらず、そのサイズにより、通常、発光素子用基板のような配線基板を作製する際に用いられる、多数個取りの連結基板を作製し、これを分割する工程を得て個々の配線基板を作製する方法により作製されてもよい。その場合、分割のタイミングは、上記焼成後であれば、発光素子を搭載する前でもよいし、発光素子搭載後、マザーボードに半田固定する前でもよい。
【０１３８】
以上、本発明の発光素子用基板の実施形態を、基板本体の構成材料としてＬＴＣＣを用いた場合を例にして、上記絶縁性保護層としてガラス層を用いた場合を第１の実施形態、絶縁性保護層として反射性を有するＬＴＣＣ層を用いた場合を第２の実施形態として、それぞれ発光素子用基板およびこれを用いた発光装置における一例を挙げて説明したが、本発明の発光素子用基板および発光装置はこれらに限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない限度において、また必要に応じて、その構成を適宜変更できる。
【０１３９】
例えば、上に説明した、第１の実施形態および第２の実施形態の発光素子用基板の例はいずれも、本発明において好ましい基板本体の側面に切欠部を有しその表面に第１の放熱層が形成された例であるが、本発明の発光素子用基板においては、基板本体の主面に形成される第２の放熱層と側面に形成される第１の放熱層の接続が確保される限りにおいて、必要に応じて、基板本体の側面に切欠部の形成なしに第１の放熱層を形成した構成であってもよい。
【０１４０】
その一例として、図５に、ＬＴＣＣ基板を用いた本発明の発光素子用基板の第２の実施形態において、基板本体の側面に切欠部の形成なしに第１の放熱層を形成した構成の発光素子用基板１を示す。図５（ａ）はその平面図、（ｂ）は平面図（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図、および（ｃ）は平面図（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【０１４１】
図５に示す発光素子用基板１は、上記図３に示す発光素子用基板１において切欠部が形成されその表面に第１の放熱層９が形成されていた側面の位置に、切欠部なしに第１の放熱層９が形成されていること、および基板本体２の主面２上に形成された第２の放熱層３の形状について、上記側面に位置する第１の放熱層９に接続するようにその対応部分のみが側面に達するように形成されている以外は、上記図３に示す発光素子用基板１と同様である。
【０１４２】
このような切欠部を有しない本発明の発光素子用基板を用いて発光装置を製造する場合においても、通常は発光素子用基板に発光素子を搭載、電気配線、封止層形成等を行った後、上記と同様にして第１の放熱層からマザーボードのヒートシンクにかけて通常の方法で半田層を形成させることで、マザーボード上に発光素子が搭載された発光素子用基板を搭載できる。このようにして得られた発光装置においても、上記切欠部を有する発光素子用基板を用いた発光装置と同様に、発光素子が発する熱は、第２の放熱層→第１の放熱層→半田層→マザーボードのヒートシンクへとスムーズに伝導し容易に放散される。
【０１４３】
本発明の発光素子用基板によれば、サーマルビアに比べて経済的に有利かつ平坦性を確保できる構成で、発光装置とした際に発光装置の他の構成と合わせて発光素子の発熱を十分に放散できる。
【０１４４】
また、本発明の発光素子用基板を使用することにより、基板表面の平坦性を悪くするサーマルビアを使用しなくとも十分な放熱性が得られることから、発光素子と基板との接着が容易となる利点もある。また、本発明によれば、このような発光素子用基板に発光素子を搭載しこれをマザーボード上に搭載することで、発光素子が発する熱が十分に放散され、十分な発光輝度を有する発光装置が得られる。このような本発明の発光装置は、例えば携帯電話や大型液晶ディスプレイ等のバックライト、自動車用あるいは装飾用の照明、その他の光源として好適に使用できる。
【実施例】
【０１４５】
以下に、本発明の実施例を説明する。なお本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
以下に説明する方法で、図２に示すのと同様の構造の試験用発光装置を作製した。なお、上記同様、焼成の前後で部材に用いる符号は同じものを用いた。
【０１４６】
まず、発光素子用基板１の基板本体２を作製するための基板本体用グリーンシート２、枠体用グリーンシート８を作製した。各グリーンシートは、ＳｉＯ２が６０．４ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３が１５．６ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３が６ｍｏｌ％、ＣａＯが１５ｍｏｌ％、Ｋ２Ｏが１ｍｏｌ％、Ｎａ２Ｏが２ｍｏｌ％となるように原料を配合、混合し、この原料混合物を白金ルツボに入れて１６００℃で６０分間溶融させた後、この溶融状態のガラスを流し出し冷却した。このガラスをアルミナ製ボールミルにより４０時間粉砕して基板本体用ガラス粉末を製造した。なお、粉砕時の溶媒にはエチルアルコールを用いた。
【０１４７】
この基板本体用ガラス粉末が４０質量％、アルミナフィラー（昭和電工社製、商品名：ＡＬ−４５Ｈ）５１質量％、ジルコニアフィラー（第一稀元素化学工業社製、商品名：ＨＳＹ−３Ｆ−Ｊ）９質量％となるように配合し、混合することによりガラスセラミックス組成物を製造した。このガラスセラミックス組成物５０ｇに、有機溶剤（トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノールを質量比４：２：２：１で混合したもの）１５ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）２．５ｇ、バインダーとしてのポリビニルブチラール（デンカ社製、商品名：ＰＶＫ＃３０００Ｋ）５ｇ、さらに分散剤（ビックケミー社製、商品名：ＢＹＫ１８０）を配合し、混合してスラリーを調製した。
【０１４８】
このスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥させたグリーンシートを積層して、略平板状であって焼成後の厚さが０．５ｍｍとなる基板本体用グリーンシート２、枠外の形状が基板本体用グリーンシート２と同様であり、枠内の形状が略長方形状あって、焼成後の枠高さが０．５ｍｍである枠体用グリーンシート８を製造した。なお、本実施例においては、発光素子用基板１を多数個取りの連結基板として製造し、後述の焼成後に、１個ずつに分割して、３ｍｍ×１．５ｍｍの外寸の発光素子用基板１とした。以下の記載は、多数個取り連結基板のうちの、分割後、１個の発光素子用基板１となる一区画について説明するものである。
【０１４９】
一方、導電性粉末（大研化学工業社製、商品名：Ｓ５５０）、ビヒクルとしてのエチルセルロースを質量比８５：１５の割合で配合し、固形分が８５質量％となるように溶剤としてのαテレピネオールに分散した後、磁器乳鉢中で１時間混練し、さらに三本ロールにて３回分散して配線導体用ペーストを製造した。
【０１５０】
また、放熱層用金属ペーストは、第１の放熱層用および第２の放熱層用ともに、銀粉末（大研化学工業社製、商品名：Ｓ４００−２）と、ビヒクルとしてのエチルセルロースとを質量比９０：１０の割合で配合し、固形分が８７質量％となるように溶剤としてのαテレピネオールに分散した後、磁器乳鉢中で１時間混練し、さらに三本ロールにて３回分散して製造した。
【０１５１】
基板本体用グリーンシート２の貫通導体７に相当する部分に孔空け機を用いて直径０．３ｍｍの貫通孔を形成した。さらに、基板本体用グリーンシート２の２つの長辺側の側面の略中央部を、それぞれ、主面２１側から裏面２３側に至るように、ＵＨＴ社パンチングマシンで切欠き形状が半径０．３ｍｍの半円柱状となるように切欠いて、基板本体部分の切欠部２４を形成した。
【０１５２】
上記で得られた基板本体用グリーンシート２の２箇所の貫通孔にスクリーン印刷法により配線導体用ペーストを充填して貫通導体ペースト層７を形成するとともに、貫通導体ペースト層７を覆うように主面２１に素子接続端子ペースト層５を、裏面２３に外部接続端子導体ペースト層６を形成した。次いで、基板本体用グリーンシート２の上記で形成された２箇所の基板本体部分切欠部の表面全体に、上記第１の放熱層用金属ペーストを用いて焼成後の膜厚が３０μｍとなるように第１の放熱層用金属ペースト層９をスクリーン印刷により形成させた。
【０１５３】
また、基板本体用グリーンシート２の主面２１上には、基板本体用グリーンシート２の主面２１の周縁部および、上記一対の素子接続端子ペースト層５が配設された部分とその周囲近傍を除く領域に、基板本体用グリーンシート２の長辺方向においては略中央に０．７５ｍｍの幅を有し、短辺方向において上記切欠部２４に形成された第１の放熱層用金属ペースト層９に接続するように、スクリーン印刷により第２の放熱層用金属ペースト層３を、焼成後の膜厚が３５μｍとなるように形成して導体ペースト層付き基板本体用グリーンシート２を得た。また、焼成後の第２の放熱層３の表面粗さＲａは、東京精密社製サーフコム１４００Ｄによる測定から０．０８μｍであることが確認された。
【０１５４】
さらに、得られた導体ペースト層付き基板本体用グリーンシート２において、第２の放熱層用金属ペースト層３の端縁を含む全体を覆いかつ基板本体用グリーンシート２の主面２１上の素子接続端子ペースト層５とその周囲近傍および該主面の周縁部を除く、基板本体用グリーンシート２の主面２１上にスクリーン印刷によりオーバーコートガラスペースト層４を焼成後の膜厚が２０μｍとなるように形成した。また、焼成後のオーバーコートガラス層４の表面粗さＲａは、東京精密社製サーフコム１４００Ｄによる測定から０．０１μｍであることが確認された。
【０１５５】
なお、オーバーコートガラスペーストの調製に用いたガラス膜用ガラス粉末は以下のようにして製造した。まず、ＳｉＯ２が８１．６ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３が１６．６ｍｏｌ％、Ｋ２Ｏが１．８ｍｏｌ％になるように原料を配合、混合し、この原料混合物を白金ルツボに入れて１６００℃で６０分間溶融させた後、この溶融状態のガラスを流し出し冷却した。このガラスをアルミナ製ボールミルにより８〜６０時間粉砕してガラス膜用ガラス粉末とした。
【０１５６】
このオーバーコートガラス層用ガラス粉末が６０質量％、樹脂成分（エチルセルロースとαテレピネオールとを質量比で８５：１５の割合で含有するもの）が４０質量％となるように配合した後、磁器乳鉢中で１時間混練し、さらに三本ロールにて３回分散してオーバーコートガラスペーストを調製した。
【０１５７】
一方、枠体用グリーンシート８についても、その２つの長辺側の側面の略中央部を、それぞれ、上面側から裏面側に至るように、ＵＨＴ社パンチングマシンで切欠き形状が半径０．３ｍｍの半円柱状となるように切欠いて、枠体部分の切欠部２４を形成し、その表面全体に、上記第１の放熱層用金属ペーストを用いて焼成後の膜厚が３０μｍとなるように第１の放熱層用金属ペースト層９をスクリーン印刷により形成させた。
【０１５８】
上記で得られた、導体ペースト層＋オーバーコートガラスペースト層付き基板本体用グリーンシート２の主面２１上に、上記で得られた第１の放熱層用金属ペースト層付き枠体用グリーンシート８を積層し、複数の未焼結発光素子用基板１の区画を有する未焼成多数個取り連結基板を得た。
【０１５９】
上記で得られた未焼成多数個取り連結基板に、未焼結発光素子用基板１の各区画が焼成後に３ｍｍ×１．５ｍｍの外寸となるような分割用のカットラインを入れた後、５５０℃で５時間保持して脱脂を行い、さらに８７０℃で３０分間保持の条件で焼成して多数個取り連結基板を製造した。得られた多数個取り連結基板をカットラインに沿って分割して試験用の発光素子用基板１を製造した。
【０１６０】
上記で作製した試験用の発光素子用基板１に２ワイヤタイプの発光ダイオード素子を、主面２１の発光素子搭載部２２上、一対の素子接続端子５の間に搭載して発光装置１０を作製した。具体的には、発光ダイオード素子１１（昭和電工社製、商品名：ＧＱ２ＣＲ４６０Ｚ）をダイボンド材（信越化学工業社製、商品名：ＳＭＰ−２８００）により、発光素子１１の長辺が基板本体２の長辺と平行となるように上記の位置に固定し、さらに発光素子１１が有する一対の電極をそれぞれ素子接続端子５とボンディングワイヤ１２を介して電気的に接続した。
【０１６１】
さらに封止剤（信越化学工業社製、商品名：ＳＣＲ−１０１６Ａ）を用いて図２に示す封止層１３を構成するように封止した。封止剤には蛍光体（化成オプトニクス社製、商品名Ｐ４６−Ｙ３）を封止剤に対して２０質量％含有したものを用いた。
【０１６２】
金属基体上に絶縁樹脂層３５を有し、さらに絶縁樹脂層３５上に配線回路３４およびヒートシンク３３が互いに接することなくそれぞれ独立して配設された構成を有するマザーボード３１に上記発光素子１１を搭載した発光素子用基板１を、上記２箇所の切欠部２４に半田材料が充填され、かつマザーボード３１のヒートシンク３３上に半田層３２が形成されるように半田固定した。形成された半田層３２の高さは０．８ｍｍ、マザーボード３１のヒートシンク３３への接着面積は０．０７ｍｍ２であった。なお、この半田固定に伴い、マザーボードが有する配線回路３４の一部と発光素子用基板１が有する外部接続端子６は電気的に接続された。
【０１６３】
［比較例１］
上記実施例１において、切欠部２４およびその表面に第１の放熱層が形成されていないこと以外は、全て実施例１と同様にして、従来の構成の発光装置を比較例１として作製した。
【０１６４】
＜評価＞
上記実施例１および比較例１で得られた発光装置について以下の方法で熱抵抗を測定し、比較例１の従来の発光装置における熱抵抗を１００％とした時の実施例１の発光装置における熱抵抗を百分率で示した。結果を表１に示す。
【０１６５】
［熱抵抗］
発光装置における発光素子用基板の熱抵抗を、熱抵抗測定器（嶺光音電機社製、商品名：ＴＨ−２１６７）を用いて測定した。なお、印加電流は３５０ｍＡとし、電圧降下が飽和する時間まで通電し、降下した電圧と発光ダイオード素子の温度−電圧降下特性から導かれる温度係数によって飽和温度を算出し、熱抵抗を求めた。
【０１６６】
【表１】
2012074478.tif 000003
【０１６７】
［実施例２］
以下に説明する方法で、図４に示すのと同様の構造の試験用発光装置を作製した。なお、上記同様、焼成の前後で部材に用いる符号は同じものを用いた。
まず、発光素子用基板１の基板本体２を作製するための基板本体用グリーンシート２、ＬＴＣＣ層グリーンシート４、枠体用グリーンシート８を作製した。基板本体用グリーンシート２、枠体用グリーンシート８は実施例１と同様に作製した。ＬＴＣＣ層グリーンシート４は、外寸が基板本体用グリーンシート２と同様の略平板状であって焼成後の膜厚が０．１ｍｍとなるように製造した。なお、本実施例においても上記実施例１と同様、発光素子用基板１を多数個取りの連結基板として製造し、後述の焼成後に、１個ずつに分割して、３ｍｍ×１．５ｍｍの外寸の発光素子用基板１とした。以下の記載は、多数個取り連結基板のうちの、分割後、１個の発光素子用基板１となる一区画について説明するものである。
【０１６８】
また、配線導体用ペーストおよび第１、第２の放熱層用金属ペーストを実施例１と同様に作製した。
基板本体用グリーンシート２の貫通導体７に相当する部分に孔空け機を用いて直径０．３ｍｍの貫通孔を形成した。さらに、基板本体用グリーンシート２の２つの長辺側の側面の略中央部を、それぞれ、主面２１側から裏面２３側に至るように、ＵＨＴ社パンチングマシンで切欠き形状が半径０．３ｍｍの半円柱状となるように切欠いて、基板本体部分の切欠部２４を形成した。
【０１６９】
上記で得られた基板本体用グリーンシート２の２箇所の貫通孔に、スクリーン印刷法により配線導体用ペーストを充填して貫通導体ペースト層７を形成するとともに、裏面２３に外部接続端子導体ペースト層６を形成した。次いで、基板本体用グリーンシート２の上記で形成された２箇所の基板本体部分切欠部の表面全体に、上記第１の放熱層用金属ペーストを用いて焼成後の膜厚が３０μｍとなるように第１の放熱層用金属ペースト層９をスクリーン印刷により形成させた。
【０１７０】
また、基板本体用グリーンシート２の主面２１上には、基板本体用グリーンシート２の主面２１の周縁部および、上記一対の貫通導体ペースト層７が配設された部分とその周囲近傍を除く領域に、基板本体用グリーンシート２の長辺方向においては略中央に０．７５ｍｍの幅を有し、短辺方向において上記切欠部２４に形成された第１の放熱層用金属ペースト層９に接続するように、スクリーン印刷により第２の放熱層用金属ペースト層３を、焼成後の膜厚が３５μｍとなるように形成して導体ペースト層付き基板本体用グリーンシート２を得た。また、焼成後の第２の放熱層３の表面粗さＲａは、東京精密社製サーフコム１４００Ｄによる測定から０．０８μｍであることが確認された。
【０１７１】
ＬＴＣＣ層グリーンシート４には、貫通導体７に相当する部分に孔空け機を用いて直径０．３ｍｍの貫通孔を形成した。さらに、ＬＴＣＣ層グリーンシート４の２つの長辺側の側面の略中央部を、それぞれ、主面２１側から裏面２３側に至るように、ＵＨＴ社パンチングマシンで切欠き形状が半径０．３ｍｍの半円柱状となるように切欠いて、ＬＴＣＣ層部分の切欠部２４を形成した。
【０１７２】
上記で得られたＬＴＣＣ層グリーンシート４の２箇所の貫通孔に、スクリーン印刷法により配線導体用ペーストを充填して貫通導体ペースト層７を形成するとともに、発光素子が搭載される面に貫通導体用ペースト層７を覆うように略長方形状に素子接続端子ペースト層５をスクリーン印刷法により形成した。次いで、ＬＴＣＣ層グリーンシート４の上記で形成された２箇所のＬＴＣＣ層部分切欠部の表面全体に、上記第１の放熱層用金属ペーストを用いて焼成後の膜厚が３０μｍとなるように第１の放熱層用金属ペースト層９をスクリーン印刷により形成させて導体ペースト層付きＬＴＣＣ層グリーンシート４を得た。
【０１７３】
一方、枠体用グリーンシート８についても、その２つの長辺側の側面の略中央部を、それぞれ、上面側から裏面側に至るように、ＵＨＴ社パンチングマシンで切欠き形状が半径０．３ｍｍの半円柱状となるように切欠いて、枠体部分の切欠部２４を形成し、その表面全体に、上記第１の放熱層用金属ペーストを用いて焼成後の膜厚が３０μｍとなるように第１の放熱層用金属ペースト層９をスクリーン印刷により形成させた。
【０１７４】
上記で得られた、導体ペースト層付き基板本体用グリーンシート２の主面２１上に、導体ペースト層付きＬＴＣＣ層グリーンシート４を素子接続端子ペースト層５が形成された面（発光素子搭載面）を上にして積層した。さらに、その上に上記で得られた第１の放熱層用金属ペースト層付き枠体用グリーンシート８を積層し、複数の未焼結発光素子用基板１の区画を有する未焼成多数個取り連結基板を得た。
【０１７５】
上記で得られた未焼成多数個取り連結基板に、未焼結発光素子用基板１の各区画が焼成後に３ｍｍ×１．５ｍｍの外寸となるような分割用のカットラインを入れた後、５５０℃で５時間保持の条件で脱脂し、さらに８７０℃で３０分間保持の条件で焼成して多数個取り連結基板を製造した。得られた多数個取り連結基板をカットラインに沿って分割して試験用の発光素子用基板１を製造した。得られた発光素子用基板１におけるＬＴＣＣ層４表面の表面粗さＲａは、東京精密社製サーフコム１４００Ｄによる測定から０．０１μｍであることが確認された。
上記で作製した試験用の発光素子用基板１を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例２の発光装置を作製した。
【０１７６】
［比較例２］
上記実施例２において、切欠部２４およびその表面に第１の放熱層が形成されていないこと以外は、全て実施例２と同様にして、従来の構成の発光装置を比較例２として作製した。
【０１７７】
＜評価＞
上記実施例２および比較例２で得られた発光装置について上記の方法で熱抵抗を測定し、比較例２の従来の発光装置における熱抵抗を１００％とした時の実施例２の発光装置における熱抵抗を百分率で示した。結果を表２に示す。
【０１７８】
【表２】
2012074478.tif 000004
【０１７９】
［実施例３］
発光素子用基板１として、オーバーコートガラス層４を有しない以外は、実施例１の発光装置に用いた発光素子用基板１と同様の構成である、図６に、平面図、そのＸ−Ｘ線断面図、Ｙ−Ｙ線断面図を示す発光素子用基板１を作製した。
上記で作製した試験用の発光素子用基板１を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例３の発光装置を作製した。
【０１８０】
［比較例３］
上記実施例３において、切欠部２４およびその表面に第１の放熱層が形成されていないこと以外は、全て実施例３と同様にして、従来の構成の発光装置を比較例３として作製した。
【０１８１】
＜評価＞
上記実施例３および比較例３で得られた発光装置について上記の方法で熱抵抗を測定し、比較例３の従来の発光装置における熱抵抗を１００％とした時の実施例３の発光装置における熱抵抗を百分率で示した。結果を表３に示す。
【０１８２】
【表３】
2012074478.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
本発明の発光素子用基板によれば、サーマルビアのような製造工程の増加やこれに充填する多量の銀等を必要とする放熱部材を有しなくとも、発光素子から発熱される熱の放散が十分に可能であり、発光装置とした際に、発光素子の過度な温度上昇を抑制し、高輝度に発光させることができる。このような発光素子用基板を用いた本発明の発光装置は、例えば携帯電話や大型液晶ディスプレイ等のバックライト、自動車用あるいは装飾用の照明、その他の光源として好適に使用できる。
【符号の説明】
【０１８４】
１…発光素子用基板、２…基板本体、３…第２の放熱層、４…絶縁性保護層（ガラス層、ＬＴＣＣ層）、５…素子接続端子、６…外部接続端子、７…貫通導体、８…枠体、９…第１の放熱層
１０…発光装置、１１…発光素子、１２…ボンディングワイヤ、１３…封止層
２１…主面、２２…発光素子搭載部、２３…裏面、２４…切欠部
３１…マザーボード、３２…半田層、３３…ヒートシンク、３４…配線回路、３５…絶縁樹脂層
【図１】
2012074478.tif 000006
【図２】
2012074478.tif 000007
【図３】
2012074478.tif 000008
【図４】
2012074478.tif 000009
【図５】
2012074478.tif 000010
【図６】
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