(57)【要約】【課題】発光素子から出る光や熱に対しても、劣化や変色を起こしにくいことから、照明器具としての信頼性に優れ、しかも高い反射率と高放熱性を両立させることが可能な発光素子搭載用基板及び発光素子パッケージを提供することを目的とする。【解決手段】発光素子搭載部となる開口を形成した配線基板と、この配線基板の下方に配置される金属板とを、前記発光素子搭載部に対応する開口を形成した接着材を介して貼り合せた発光素子搭載用基板であって、前記配線基板の上面には導体回路が形成され、前記配線基板の開口端部及び端面には被覆部が形成され、この被覆部が前記配線基板上面の導体回路及び前記金属板とは電気的に独立とされる発光素子搭載用基板及びこれを用いた発光素子パッケージである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子搭載部となる開口を形成した配線基板と、この配線基板の下方に配置される金属板とを、前記発光素子搭載部に対応する開口を形成した接着材を介して貼り合せた発光素子搭載用基板であって、
前記配線基板の上面には導体回路が形成され、前記配線基板の開口端面には被覆部が形成され、この被覆部が前記配線基板上面の導体回路及び前記金属板とは電気的に独立とされる発光素子搭載用基板。
【請求項２】
請求項１において、被覆部が、開口端面を覆うスルーホールめっきと配線基板の下面の開口端部を覆うランドとを有し、前記ランドと金属板との間に接着材が配置される発光素子搭載用基板。
【請求項３】
請求項１または２において、配線基板と接着材を介して貼り合わされる金属板が、４６０ｎｍ±１０ｎｍの波長域で最大９５％以上の反射率を有するアルミニウム板である発光素子搭載用基板。
【請求項４】
請求項１から３の何れかの発光素子搭載用基板を用いた発光素子パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子搭載用基板に関し、より詳細には、搭載した発光素子から発光される光を効率よく反射しかつ放熱性のよい金属層を有し、発光強度（輝度）と放熱性の優れた発光素子搭載用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネ・環境保全の面から、発光素子としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いた液晶画面のバックライトや、ＬＥＤを用いた一般家庭用照明（ＬＥＤ照明）の需要が伸びてきている。特にＬＥＤ照明は、蛍光灯・白熱電球に比べ寿命は１０倍、電気代は１／１０、と優れた点が多く、脚光を浴びている。
【０００３】
このＬＥＤ照明に用いられる発光素子搭載用基板として、アルミニウム板上に絶縁層をパターン化して設けてアルミニウム板を絶縁層から露出させ、露出したアルミニウム板上に直接発光素子を搭載したものが知られている（特許文献１）。この発光素子搭載用基板では、アルミニウム板上に直接発光素子を搭載することで、放熱性を向上しているが、白色系の光（４６０±１０ｎｍ）の反射率については考慮されていない。一般のアルミニウム板を鏡面仕上げとしても、白色系（４６０±１０ｎｍ）の光の反射率は８０％程度であり、従来から使用されている銀めっきの９５％以上と比べても反射率は低い。このため、照明装置として要求される輝度（１ｍ／Ｗ）は期待できない。
【０００４】
この問題を解決する発光素子搭載用基板として、図３に示すような、特殊な表面処理を施したアルミニウム板２１（高反射アルミニウム板）上に、開口９を設けた樹脂製の配線基板３を貼り合せ、開口９から露出したアルミニウム板２１上にダイボンド材を用いて直接発光素子１１を搭載したものが開示されている（特許文献２）。この基板は、高放熱と高反射率を両立することによって、照明装置として要求される輝度（１ｍ／Ｗ）を満足することができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３００１０６号公報
【特許文献２】特開２００７−１０９７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図３に示すような発光素子搭載用基板２では、長期間、高輝度の条件で使用されると、樹脂製の配線基板３の基材１８にはガラスクロス２５が用いられており、開口端面１９にはガラスクロス２５と基材樹脂が露出しているため、発光素子１１から出る光が、このガラスクロス２５を通して基材１８の内部まで拡散し、広い範囲の基材１８を劣化・変色させる場合がある。このため、初期に比べて輝度が低下する場合があり、より長寿命化が要求されている。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、発光素子から出る光や熱に対しても、劣化や変色を起こしにくいことから、照明器具としての信頼性に優れ、しかも高い反射率と高放熱性を両立させることが可能な発光素子搭載用基板及び発光素子パッケージ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】
【０００８】
本発明は、次のものに関する。
（１）  発光素子搭載部となる開口を形成した配線基板と、この配線基板の下方に配置される金属板とを、前記発光素子搭載部に対応する開口を形成した接着材を介して貼り合せた発光素子搭載用基板であって、
前記配線基板の上面には導体回路が形成され、前記配線基板の開口端面には被覆部が形成され、この被覆部が前記配線基板上面の導体回路及び前記金属板とは電気的に独立とされる発光素子搭載用基板。
（２）  上記（１）において、被覆部が、開口端面を覆うスルーホールめっきと配線基板の下面の開口端部を覆うランドとを有し、前記ランドと金属板との間に接着材が配置される発光素子搭載用基板。
（３）  上記（１）または（２）において、配線基板と接着材を介して貼り合わされる金属板が、４６０ｎｍ±１０ｎｍの波長域で最大９５％以上の反射率を有するアルミニウム板である発光素子搭載用基板。
（４）  上記（１）から（３）の何れかの発光素子搭載用基板を用いた発光素子パッケージ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発光素子から出る光や熱に対しても、劣化や変色を起こしにくいことから、照明器具としての信頼性に優れ、しかも高い反射率と高放熱性を両立させることが可能な発光素子搭載用基板及び発光素子パッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の発光素子搭載用基板及び発光素子パッケージの断面図である。
【図２】本発明の発光素子搭載用基板の製造方法の一部を示す斜視図である。
【図３】従来の発光素子搭載用基板及び発光素子パッケージの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に、本発明の発光素子搭載用基板２及び発光素子パッケージ１の一例の断面図を示す。本発明の発光素子搭載用基板２は、発光素子搭載部１０となる開口９を形成した配線基板３と、この配線基板３の下方に配置される金属板５とを、前記発光素子搭載部１０に対応する開口９を形成した接着材４を介して貼り合せた発光素子搭載用基板２であって、前記配線基板３の上面には導体回路７が形成され、前記配線基板３の開口端面１９には被覆部１５が形成され、この被覆部１５が前記配線基板３上面の導体回路７及び前記金属板５とは電気的に独立とされる。
【００１２】
本発明の配線基板３は、上面の導体回路７、開口９、被覆部１５等を設ける基体となるものであり、例えば、基材１８と銅箔１７とを有する両面銅張積層板等を用いて形成することができる。基材１８としては、一般のプリント配線基板に用いられるものを使用することができ、例えば、ガラスクロスにエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を含浸させた、いわゆるガラスエポキシ基板やガラスポリイミド基板が挙げられる。
【００１３】
本発明の導体回路７は、配線基板３の上面に形成されるものであり、発光素子１１との接続端子や配線等となるものである。一般のプリント配線基板の製造と同様の方法で形成することができ、例えば、配線基板３を両面銅張積層板を用いて形成する場合、両面の銅箔をエッチング等で回路加工することによって形成することができる。
【００１４】
本発明の接着材４は、配線基板３と金属板５とを接着するものである。接着材４としては、一般のプリント配線基板の製造において、多層化接着に使用されているもの等を使用することができる。例えば、高分子量エポキシ樹脂を主成分とする接着シート等を使用することができ、このような接着シートとしては、ＡＳ−３０００、ＡＳ−２６００Ｗ（何れも日立化成工業株式会社製  商品名）等が例示できる。
【００１５】
本発明の開口９は、配線基板３と接着材４の両者を貫通して設けられるもので、配線基板３と金属板５とが、発光素子搭載部１０に対応する開口９を形成した接着材４を介して貼り合わされた際に、開口９の底部には金属板５が露出する領域を形成するものである。この開口９によって形成された金属板５が露出する領域に、発光素子１１が搭載され、発光素子搭載部１０が形成される。開口９は、例えば配線基板３に用いる基材１８や接着材４をルータやドリル、パンチ等で加工することにより形成することができる。
【００１６】
本発明の金属板５は、発光素子１１を搭載するための支持基板であるとともに、発光素子１１からの光を反射する反射材としての機能を有し、かつ発光素子１１で生じた熱を放熱する放熱板として機能を有するものである。金属板５としては、例えば、銅、金等の赤色系金属材料や、銀、ニッケル、アルミニウムなどの銀白色系の金属材料が挙げられる。発光素子１１からの光が白色系の場合は（例えば、４６０±１０ｎｍの波長域にピーク発光波長を有する場合等。以下、同じ。）、金属板５として、銀、ニッケル、アルミニウムなどの銀白色系の金属材料が望ましい。特に、発光素子１１からの光が白色系の場合であって、室内照明用途等で、高い発光強度とともに高放熱性が要求される場合は、高反射アルミニウムを用いるのが望ましい。これにより、発光素子１１からの光が白色系の場合でも、発光素子１１からの光を高効率で反射でき、放熱性もよいので、高い発光強度とともに高放熱性が実現できる。また、アルミニウムのため、銀めっきのような経時的な変色（黒変）がなく、放熱性と輝度向上を兼ね備えることで、長寿命化を実現できる。なお、高反射アルミニウムとは、４６０±１０ｎｍの波長域の何れかの波長での反射率が最大９５％以上となる反射面を備えたアルミニウム板をいう。高反射アルミニウムとしては、表面を鏡面処理し、さらに増反射処理を施したＡＣＡ４２５ＯＥ（高野軽金株式会社製、商品名）等が例示できる。
【００１７】
本発明の発光素子搭載用基板２は、金属板５が接着材４によって配線基板３と貼り合わされ、開口９内に金属板５の表面が露出する。このような構成により、金属板５として高反射アルミニウムを用いた場合でも、高反射アルミニウムの表面に対してエッチングやめっき等の処理がなされることがないので、高反射状態（４６０±１０ｎｍの波長域の何れかの波長での反射率が最大９５％以上）を維持したままで、開口９内に露出させることができる。また、接着材４により配線基板３と接着するだけで反射材として使用できるので、金属板５の材質を選択する際の自由度が拡大する。これにより、高反射アルミニウムを使用することも可能であり、発光素子１１からの発光が白色系の場合でも、発光素子１１からの光を高効率で反射できるので、高い発光強度が実現できる。
【００１８】
本発明における発光素子１１は、一対の電極の間に発光体を設けた素子をいい、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子、エレクトロルミネセンス素子等が挙げられる。本発明で使用する発光素子１１としては、一般に照明や液晶バックライト等に使用されるものが使用できるが、特には発光素子１１からの光が、白色系の場合であると、高反射率でかつ高放熱性である特徴を生かすことができるため望ましい。
【００１９】
発光素子１１は、開口９内に露出した金属板５の表面上に搭載される。これにより、発光素子１１の周囲が配線基板３の開口端面１９に形成された被覆部１５によって囲まれ、また、発光素子１１の下面が金属板５によって囲まれ、かつ発光素子１１の上方が開放された状態となる。このため、発光素子１１からの発光が周囲に漏れるのを抑制でき、開口端面１９の被覆部１５や金属板５からの反射と相俟って、上方への発光を高効率で実現できる。
【００２０】
本発明において、被覆部１５とは、発光素子１１から発光された光を反射するとともに、直接、配線基板３の開口端面１９に照射されるのを防止するものであり、配線基板３の開口端面１９を覆うように設けられる。被覆部１５としては、発光素子１１から発光された光を反射して光を遮蔽できるものであれば特に制限はないが、めっきを用いてスルーホールめっき２２を形成すれば、開口９が複数の場合でも一括で形成できる点から望ましい。めっきとしては、配線基板の製造プロセスでスルーホールめっきとして一般的に用いられるものを使用することができ、無電解銅めっき、電気銅めっき、無電解銀めっき、電解銀めっき、無電解ニッケルめっき、電解ニッケルめっき、無電解金めっき、電解金めっき、無電解スズめっき、電解スズめっき等を挙げることができる。
【００２１】
被覆部１５の表面には、反射層１６として、ニッケル−金めっきや銀めっきを施すと、反射率が向上し、長期間の使用によっても変色や劣化が抑制される点から望ましい。特に、被覆部１５の表面に銀めっきを行うと、銀白色系の金属めっき薄膜が形成され、発光素子１１からの発光が白色系の場合でも、比較的反射率を低下させないので望ましい。また、被覆部１５の表面にニッケル−金めっきを形成すると、被覆部１５の表面の反射率の経時変化が少ないうえ、被覆部１５以外の導体回路として、ワイヤボンディング端子やフリップチップ接続端子、はんだ接続端子を有する場合に、これらにも一括形成でき、しかも、これらの接続端子との接続性を付与できるので望ましい。
【００２２】
被覆部１５は、配線基板３上面の導体回路７及び金属板５とは電気的に独立とされる。つまり、被覆部１５に繋がり配線基板３の開口端部２０の表裏に形成されるランド２４は、他の導体回路７と導通しない単独ランドになっている。発光素子搭載部１０の金属板５上に搭載された発光素子１１は、ワイヤボンド１２により、導体回路７に接続されているが、被覆部１５が導体回路７及び金属板５とは電気的に独立であることにより、仮に発光素子１１の一方の電極に接続するワイヤボンド１２が被覆部１５に接触しても影響はなく、何れか一方のワイヤボンド１２が被覆部１５に接触したことによる実装歩留まりの低下がない。このため、被覆部１５とワイヤボンド１２との距離を大きめにとって、ワイヤボンド１２を高く形成する必要がないため、発光素子パッケージ１としての全体の高さを抑えることができ、薄型化が可能になる。なお、配線基板３の開口端部２０とは、配線基板３に設けられた開口９の縁（または角）を含む、開口端面１９の近傍領域をいう。
【００２３】
金属板５は、配線基板３上面の導体回路７、被覆部１５及び発光素子１１とは電気的に独立とされる。金属板５は、配線基板３の下方に接着材４を介して貼り合わされており、露出した状態であるが、導体回路７、被覆部１５及び発光素子１１とは電気的に独立であることにより、金属板５が他の放熱部材や発光素子パッケージ１の筐体等に接触しても影響がない。このため、金属板５の下面を他の放熱部材や発光素子パッケージ１の筐体等に接触させて放熱効果を向上させることが可能となる。
【００２４】
被覆部１５が、開口端面１９を覆うスルーホールめっき２２と配線基板３の下面の開口端部２０を覆うランド２４とを有し、ランド２４と金属板５との間に接着材４が配置されるのが望ましい。このように、開口端面１９を覆うスルーホールめっき２２を有することにより、発光素子１１からの光１３が基材１８に照射されるのを防ぐことができるとともに、スルーホールめっき２２であることにより、開口端面１９への被覆部１５形成が容易となる。さらに、ランド２４が配線基板３の下面の開口端部２０を覆い、ランド２４と金属板５との間に接着材４が配置されるので、ランド２４が土手の役割を果たし、配線基板３と金属板５とを接着材４で貼り合せる際に、接着材５が流動して発光素搭載部１０内に染み出すのを抑制できる。したがって、発光素子搭載部１０の金属板５の表面の反射率を維持することができ、高輝度を実現することが可能になる。なお、ランド２４は配線基板３の下面の開口端部２０の全周を覆うのが望ましい。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００２６】
図２（Ａ）に示すように、絶縁性の基材１８の両面に１８μｍの銅箔を有する厚さ０．１ｍｍのＣＣＬ−ＨＬ８２０ＷＤ（三菱ガス化学株式会社製  商品名）を準備し、ルータ加工で開口９を形成する。開口９のサイズは、長径６ｍｍ×短径１ｍｍ〜長径２０ｍｍ×短径２ｍｍである。
【００２７】
次に、無電解銅めっきを施し、開口９の内壁を含む全面に約５μｍの銅めっきを行い、開口端面１９及び配線基板３の表面にスルーホールめっき２２を形成した後、ドライフィルムによりエッチングレジストを形成後、エッチングで導体回路７及びランド２４を形成する。
【００２８】
次に、ソルダーレジスト（図示しない。）を写真法で形成する。使用したソルダーレジストは、ＤＳＲ−２２００  Ｗ１０−１３（タムラ化研株式会社製、商品名）である。
【００２９】
次に、配線基板３の全面にボンディング用の電解ニッケル（１．５μｍ）及び電解金めっき（０．３μｍ）を行う。これにより、配線基板３の開口端面２０の被覆部１５であるスルーホールめっき２２上には反射層１６が形成される。
【００３０】
上記の配線基板３の準備と並行して、図２（Ｂ）に示すように、接着材４として、接着シートＡＳ−３０００（日立化成工業株式会社製、商品名）を用い、この接着シートの所定の位置にドリル加工で開口９を形成する。接着シートへの穴加工は、基材１８に設けた開口９の直径よりも１００μｍ大きく形成し、クリアランスを設ける。
【００３１】
上記の配線基板３及び接着材４の準備と並行して、図２（Ｃ）に示すように、金属板５として、表面に増反射処理を施した高反射アルミニウム板である、ＡＣＡ４２５ＯＥ（高野軽金株式会社製、商品名）を準備する。
【００３２】
上記のように、それぞれに準備した金属板５と接着材４と配線基板３とを位置あわせして積み重ね、積層プレスで１６０℃で６０分間、加圧プレスして接着する。これにより、図１に示すような、開口端面１９には被覆部１５が形成され、発光素子搭載部１０には高反射アルミニム板の鏡面仕上げの面が露出した発光素子搭載用基板２が形成される。
【００３３】
次に、発光素子搭載部１０に露出した高反射アルミニウム板の上に、ダイボンド材（図示しない。）を用いて発光素子１１を搭載し、この発光素子１１の各電極と配線基板３上面の接続端子６とをワイヤボンド１２により電気的に接続する。その後、モールド樹脂１４により発光素子搭載部１０を封止する。これにより、図１に示すような発光素子パッケージ１が形成される。
【００３４】
このようにして、配線基板３の開口端面１９に被覆部１５が形成された発光素子搭載用基板２を用いた発光素子パッケージ１は、開口端面１９が被覆部１５で被覆されていることで、発光素子１１から発光した光１３が、開口端面１９から基材１８に照射されるのが防止されるので、寿命試験での劣化も、図３の従来の開口端面１９が発光素子搭載部１０側に露出した発光素子搭載用基板２を用いた発光素子パッケージ２に比べて抑制できた。また、１６０℃、２４０時間の加熱後の反射率を測定した結果、図３の従来の発光素子搭載用基板２を用いた発光素子パッケージ１の場合より、１５％以上高い結果となった。なお、寿命試験は、２００℃に設定した熱風循環乾燥炉内で、発光素子搭載用基板２に対して、ＵＶ照射装置としてアイ紫外硬化用装置（アイグラフィックス株式会社製、商品名）によりＵＶ照射（３０ｍＷ）を行いながら、２０００時間経過した後の発光搭載用基板２の外観を目視及び光学顕微鏡で観察して行った。また、反射率は、４６０±１０ｎｍを含む波長域について、分光測色計（商品名：ＣＭ−５０８ｄ、ミノルタ株式会社製）を用いて測定した。
【符号の説明】
【００３５】
１：発光素子パッケージ
２：発光素子搭載用基板
３：配線基板
４：接着材
５：金属板
６：接続端子
７：導体回路
８：保護めっき
９：開口
１０：発光素子搭載部
１１：発光素子
１２：ワイヤボンド
１３：発光した光
１４：モールド樹脂
１５：被覆部
１６：反射層
１７：銅箔
１８：基材
１９：開口端面
２０：開口端部
２１：高反射アルミニウム板
２２：スルーホールめっき
２４：ランド
２５：ガラスクロス
【図１】
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【図２】
2012079777.tif 000004
【図３】
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