(57)【要約】      （修正有）【課題】実装用の回路基板とのハンダ接合の際の短絡不良がなく、ハンダ接合の強度が向上された素子基板とそのような素子基板を用いた信頼性が高い発光装置を提供する。【解決手段】無機絶縁材料からなり、一部が発光素子１１の搭載される搭載部となる搭載面を有する基板本体２と、前記発光素子の電極を外部回路に電気的に接続するように前記基板本体の表面および内部に形成された導体であり、その一部は前記搭載面の反対側の面である非搭載面に複数の外部接続端子５として配設された配線導体を備え、前記外部接続端子が回路基板の配線回路上にハンダ接合される素子基板であって、前記基板本体の非搭載面において、前記外部接続端子と該外部接続端子と対向する外部接続端子との間の領域に、ガラスを主体とする無機絶縁材料からなり０．０３μｍ以下の表面粗さＲａを有するハンダ付着防止層６が形成されている素子基板を提供する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機絶縁材料からなり、一部が発光素子の搭載される搭載部となる搭載面を有する基板本体と、
前記発光素子の電極を外部回路に電気的に接続するように前記基板本体の表面および内部に形成された導体であり、その一部は前記搭載面の反対側の面である非搭載面に複数の外部接続端子として配設された配線導体を備え、
前記外部接続端子が回路基板の配線回路上にハンダ接合される素子基板であって、
前記基板本体の非搭載面において、前記外部接続端子の対向する２つの間の領域に、ガラスを主体とする無機絶縁材料からなり０．０３μｍ以下の表面粗さＲａを有するハンダ付着防止層が形成されていることを特徴とする素子基板。
【請求項２】
前記各外部接続端子は、互いに１００〜１５０μｍの距離をおいて配設されている請求項１に記載の素子基板。
【請求項３】
前記基板本体は、第１のガラス粉末と第１のセラミックス粉末とを含む第１のガラスセラミックス組成物の焼結体からなる請求項１または２に記載の素子基板。
【請求項４】
前記ハンダ付着防止層は、５５０〜６３０℃のガラス転移点を有する第２のガラス粉末と第２のセラミックス粉末とを含む第２のガラスセラミックス組成物の焼結体からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の素子基板。
【請求項５】
前記第２のセラミックス粉末の平均粒径Ｄ５０は１〜３μｍである請求項４に記載の素子基板。
【請求項６】
前記第２のセラミックス粉末の含有量は、前記第２のガラスセラミックス組成物全体の３〜１０質量％である請求項４または５に記載の素子基板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の素子基板と、
前記素子基板の前記搭載部に搭載された発光素子と、
前記素子基板が搭載される、配線回路を有する回路基板と、
前記素子基板を前記回路基板に固定するハンダ層であって、前記素子基板の前記外部接続端子と前記配線回路とを接続するハンダ層と、
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、発光素子用の素子基板（以下、素子基板という。）および発光装置に係り、特に、実装用の外部回路基板（以下、回路基板という。）とのハンダ接合の際の短絡不良がない素子基板と、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（ＬＥＤ）素子の高輝度、白色化に伴い、携帯電話や大型液晶ＴＶのバックライト等としてＬＥＤ素子を用いた発光装置が使用されている。しかし、ＬＥＤ素子の高輝度化に伴って発熱量が増加しているため、ＬＥＤ素子等の発光素子を搭載するための基板として、樹脂基板に代わり、耐熱性が高くかつ発光素子から発生する熱を速やかに放散して、十分な発光輝度が得られるものが求められている。
【０００３】
素子基板としては、従来から、アルミナ基板のようなセラミックス基板が用いられている。また、アルミナ基板のようなセラミックス基板に比べて反射率の高い素子基板として、低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ。以下、ＬＴＣＣと示す。）基板が提案されている。ＬＴＣＣ基板は、アルミナ粉末のようなセラミックス粉末とガラスとの焼結体からなり、ガラスとセラミックスとの屈折率差が大きく、光の入射方向に面する両者の界面の占める割合が多く、かつセラミックス粉末の粒径（厚み）が使用波長より大きいことから、高い反射率が得られる。また、発光素子からの光を効率よく利用でき、結果として発熱量を低減できる。
【０００４】
このような素子基板は、通常、基板本体の発光素子が搭載される面と反対側の面に、発光素子を外部回路と接続するための複数（例えば、アノード側とカソード側の一対）の外部接続端子を有しており、これらの外部接続端子と外部の回路基板の表面に形成された配線回路とをハンダを介して接合（いわゆるハンダ付け。以下、ハンダ接合という。）して電気的に接続し、回路基板に実装されて使用される。
【０００５】
しかしながら、このような実装構造においては、ハンダ接合の際に流動したハンダが、素子基板の外部接続端子の間に流入し、外部接続端子を短絡させるおそれがあった。そのため、外部接続端子の間の距離つまり間隔（以下、間隔という。）を一定の限度を超えて狭くすることが困難であり、素子基板の設計上の制約が大きいばかりでなく、外部接続端子の電極面積の低減に起因してハンダ接合強度が低下するという問題があった。
【０００６】
例えば、回路基板として、エポキシ樹脂を絶縁基材とし銅箔のパターニングにより配線回路が形成されたプリント配線基板が用いられる場合、この配線回路と素子基板の外部接続端子とを接合するハンダ層の厚さは５０μｍとなっており、素子基板のアノード側とカソード側の外部接続端子の間隔は、２００〜３００μｍにする必要があった。外部接続端子の間隔が２００μｍ未満では、外部接続端子間に流入したハンダが橋架けとなって、外部接続端子間を短絡させるおそれがあった。また、外部接続端子間に３００μｍを超える間隔を設定しようとすると、外部接続端子の電極面積を十分に大きくできないため、実装用の回路基板とのハンダによる接合強度を十分に確保できない場合があった。
【０００７】
特に、素子基板において、基板内部に放熱のためのサーマルビアを設ける場合には、アノード側、カソード側一対の外部接続端子は、非搭載面の中心線に対して非対称な平面形状（パターン）で設ける必要があるが、このような構成において外部接続端子の間隔を２００μｍ以上にすると、一方の外部接続端子の電極面積が小さくなりすぎて、回路基板の配線回路との間に十分なハンダ接合強度を確保できなかった。そのため、素子基板の外部接続端子の間隔を従来より大幅に狭くし、例えば１００〜１５０μｍとしても、外部接続端子間に短絡を生じない素子基板が求められている。
【０００８】
なお、セラミックス回路基板の電極パッドの周りのセラミックスにクラックを生じさせない端子構造として、電極パッドとガラス保護膜の２つの層が重畳するように、電極パッドの周りをガラス保護膜で覆うとともに、電極パッドの外周部をガラス保護膜の裏面に沿って回路基板側に沈み込んだ形状としたモジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照。）
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載されているセラミックス回路モジュールにおいては、電極パッドの外周部に重なるようにガラス保護膜が設けられているため、電極パッドの面積を大きくすることが難しい。したがって、電極面積をできるだけ増大するという目的を達成できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２５０５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記問題を解決するものであって、実装用の回路基板とのハンダ接合の際の短絡不良がなく、実装用基板とのハンダ接合の強度が向上した素子基板と、そのような素子基板を用いた光取り出し効率に優れ信頼性が高い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】
【００１２】
本発明の素子基板は、無機絶縁材料からなり、一部が発光素子の搭載される搭載部となる搭載面を有する基板本体と、前記発光素子の電極を外部回路に電気的に接続するように前記基板本体の表面および内部に形成された導体であり、その一部は前記搭載面の反対側の面である非搭載面に複数の外部接続端子として配設された配線導体を備え、前記外部接続端子が回路基板の配線回路上にハンダ接合される素子基板であって、前記基板本体の非搭載面において、前記外部接続端子の対向する２つの間の領域に、ガラスを主体とする無機絶縁材料からなり０．０３μｍ以下の表面粗さＲａを有するハンダ付着防止層が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の素子基板において、前記各外部接続端子は互いに１００〜１５０μｍの距離をおいて配設できる。また、前記基板本体は、第１のガラス粉末と第１のセラミックス粉末とを含む第１のガラスセラミックス組成物の焼結体からなることが好ましい。さらに、前記ハンダ付着防止層は、５５０〜６３０℃のガラス転移点を有する第２のガラス粉末と第２のセラミックス粉末とを含む第２のガラスセラミックス組成物の焼結体からなる。そして、前記第２のセラミックス粉末の平均粒径Ｄ５０は１〜３μｍが好ましい。また、前記第２のセラミックス粉末の含有量は、前記第２のガラスセラミックス組成物全体の３〜１０質量％が好ましい。
【００１４】
さらに本発明は、前記本発明の素子基板と、前記素子基板の前記搭載部に搭載された発光素子と、前記素子基板が搭載される、配線回路を有する回路基板と、前記素子基板を前記回路基板に固定するハンダ層であって、前記素子基板の前記外部接続端子と前記配線回路とを接続するハンダ層と、を有することを特徴とする発光装置を提供する。
【００１５】
なお、本明細書において、素子基板が有する「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回路基板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、基板内部に設けられる内層配線（基板を貫通する貫通導体を含む）、および回路基板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。
【００１６】
また、各外部接続端子が「互いにａμｍの距離をおいて配設」されるとは、各外部接続端子が対向する端縁間の隔たり（間隔）がａμｍに配設されることを意味する。すなわち、外部接続端子の間隔の基準は、外部接続端子の幅方向の中心線ではなく端縁とし、各外部接続端子が、それ自体の端縁と、隣接する外部接続端子の対向する端縁との間隔がａμｍに配設されることを示す。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の素子基板においては、基板本体の非搭載面に形成された複数の外部接続端子の間の領域に、ガラスを主体とする無機絶縁材料からなり０．０３μｍ以下の表面粗さＲａを有するハンダ付着防止層が形成されているので、この素子基板の外部接続端子を回路基板の配線回路とハンダ接合する際に、流動したハンダが外部接続端子の間に流入し付着せず、外部接続端子間の短絡が防止される。そのため、各外部接続端子の間隔を従来より狭く１００〜１５０μｍの範囲にでき、外部接続端子の電極面積を十分に確保できる。したがって、信頼性の高い発光装置を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の素子基板の第１の実施形態を示し、図１（ａ）は搭載面側から見た平面図、図１（ｂ）は非搭載面側から見た平面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】本発明の素子基板の第２の実施形態を示し、図２（ａ）は搭載面側から見た平面図、図２（ｂ）は非搭載面側から見た平面図である。
【図３】本発明の発光装置の一実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。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。
【００２０】
本発明の素子基板は、一部が発光素子搭載部となる搭載面を有する無機絶縁材料からなる基板本体と、この基板本体の表面および内部に形成された導体であり、発光素子の電極と外部回路とを電気的に接続し、その一部が非搭載面に複数の外部接続端子として配設された配線導体とを備えており、前記外部接続端子が回路基板の配線回路上にハンダ接合される。そして、基板本体の非搭載面において、外部接続端子とその外部接続端子と対向する外部接続端子との間の領域（以下、「対向する外部接続端子間の領域」ということがある。）に、ガラスを主体とする無機絶縁材料からなる０．０３μｍ以下の表面粗さＲａを有するハンダ付着防止層が形成されている。なお、表面粗さＲａ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り、サーフコム１４００Ｄ（機種名、東京精密社製）により測定された値である。
【００２１】
本発明の素子基板においては、基板本体の非搭載面の対向する外部接続端子間の領域に、ガラスを主体とする無機絶縁材料からなる表面粗さＲａが０．０３μｍ以下のハンダ付着防止層が形成されているので、外部接続端子を回路基板の配線回路とハンダ接合する際に、流動したハンダがハンダ付着防止層の平滑な表面で弾かれて、ハンダ付着防止層の表面に付着することがない。そのため、外部接続端子の間隔を従来より狭く（例えば、１００〜１５０μｍ）しても、外部接続端子間に短絡がなく、外部接続端子の電極面積を十分に確保し、ハンダ接合強度を向上できる。また、この素子基板は、基板本体がセラミックスやＬＴＣＣのような無機絶縁材料から構成されているので、耐候性、光取り出し効率、熱放散性等に優れている。したがって、このような素子基板を回路基板にハンダ接合して実装することで、ハンダ接合の信頼性が高く発光輝度の高い発光装置を得る。
【００２２】
外部接続端子間に形成されたハンダ付着防止層の表面粗さＲａが０．０３μｍを超える場合には、ハンダ付着防止層の表面平滑性が十分でないために、ハンダ付着防止層の表面に流動したハンダが付着しやすく、その付着したハンダが橋架けとなって外部接続端子間に短絡が生じ易くなる。そのため、外部接続端子の間隔を２００μｍ以下とした場合には、短絡不良を生じることになり、信頼性の高い発光装置とならない。
【００２３】
図１は本発明の素子基板１の一実施形態（第１の実施形態）を示し、図１（ａ）は上面（搭載面）側から見た平面図、図１（ｂ）は下面（非搭載面）側から見た平面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【００２４】
この素子基板１は、平面形状が正方形で略平板状の基板本体２を有している。なお、本明細書において、「略平板状」とは、目視レベルで平板状との意味である。以下、「略」は目視レベルを示す。
【００２５】
基板本体２は無機絶縁材料から構成されている。基板本体２を構成する無機絶縁材料としては、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体（ＬＴＣＣ）等が挙げられる。本発明においては、高反射性、製造の容易性、易加工性、経済性等の観点から、ＬＴＣＣが好ましい。
【００２６】
本発明において、基板本体２の形状、厚さ、大きさ等は特に制限されず、搭載される発光素子の個数や配置の方法等、発光装置の設計に合わせて変更できる。また、基板本体２を構成するガラスセラミックス組成物の焼結体（ＬＴＣＣ）の原料組成、焼結条件等については、後述する素子基板１の製造方法において説明する。基板本体２は、発光素子の搭載時やその後の使用時における損傷等を抑制する観点から、抗折強度が例えば２５０ＭＰａ以上が好ましい。
【００２７】
素子基板１は、基板本体２の一方の面（上面）の周縁部に枠体３を有する。そして、この枠体３により平面形状が略円形のキャビティが形成されており、キャビティの底面は、発光素子の搭載される搭載面２１となっている。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。枠体３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が好ましい。
【００２８】
素子基板１には、基板本体２の搭載面２１上に、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一対の素子接続端子４が、発光素子搭載部２２を挟んで両側に対向するように配置されている。各素子接続端子４の一方の端部は搭載面２１の周縁方向に延出され、その上を覆うように枠体３が配置・形成されている。なお、素子接続端子４の平面形状と配設位置等は、図示に限定されない。
【００２９】
基板本体２の搭載面２１と反対側の非搭載面２３には、発光装置としたときに、外部回路とハンダ接合されて電気的に接続される一対の外部接続端子５が設けられている。以下に示す理由により、これら一対の外部接続端子５の大きさ（電極面積）は大きく異なっており、非搭載面２３の中心線に対して非対称に配置されている。すなわち、後述するように、基板本体２の熱抵抗を低減するために、搭載面２１の略中央部に位置する発光素子搭載部２２の直下には、基板本体２を貫通してサーマルビア８が設けられており、このサーマルビア８の他端部が非搭載面２３側で外部接続端子５の一方に接するように、一対の外部接続端子５が形成されている。したがって、外部接続端子５の一方は、非搭載面２３の略中央部に露出されたサーマルビア８の端部を覆うような大面積となり、もう一方の外部接続端子５は小面積となる。そして、これら一対の外部接続端子５は、互いに１００〜１５０μｍの間隔Ｄをおいて配設されている。
【００３０】
また、基板本体２の非搭載面２３上でこれら一対の外部接続端子５の間の領域には、ガラスを主体とする無機絶縁材料からなり、０．０３μｍ以下の表面粗さＲａを有するハンダ付着防止層６が形成されている。
【００３１】
以下に示す理由により、ハンダ付着防止層６は、その両側の端縁が対向する一対の外部接続端子５の端縁との間に、隙間（ギャップ）ｄを有するように形成されることが好ましい。すなわち、外部接続端子５のハンダ接合面（表面）の平坦性の観点から、ハンダ付着防止層６が外部接続端子５の上に重なるのは避ける必要がある。また、ハンダ付着防止層６をガラスペーストの印刷等により形成する際には、位置ずれが生じるおそれがあるので、位置ずれが生じた場合でもハンダ付着防止層６が外部接続端子５上に乗り上げることがないように、ハンダ付着防止層６と外部接続端子５との間には隙間（ギャップ）ｄを設けることが好ましい。この隙間ｄの大きさは、例えば外部接続端子５の間隔Ｄが１００μｍである場合、２０μｍ程度とする。このような隙間を設けることで、ガラスペーストの印刷等によるハンダ付着防止層６の形成を効率的に行う。
【００３２】
また、このようなハンダ付着防止層６の厚さは、外部接続端子５と同じ厚さが好ましい。外部接続端子５の厚さは、後述するように５〜１５μｍが好ましいので、ハンダ付着防止層６も５〜１５μｍの範囲で外部接続端子５と同じ厚さにすることが好ましい。
【００３３】
このようなハンダ付着防止層６を構成する無機絶縁材料について、以下に説明する。ハンダ付着防止層６を構成する無機絶縁材料は、少なくともＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、およびＮａ２ＯとＫ２Ｏから選ばれる少なくとも１種を構成成分とするガラスを、主成分として含有する。
【００３４】
また、この無機絶縁材料は、セラミックス粉末を１０質量％以下の割合で含有することが好ましい。セラミックス粉末としては、シリカ粉末、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、チタニア粉末から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。セラミックス粉末の含有量はより好ましくは３質量％以上である。１０質量％を超えてセラミックス粉末を含有させると、無機絶縁材料の流動性が悪化して、０．０３μｍ以下の表面粗さを有するハンダ付着防止層６が得られないばかりでなく、平坦性が十分ではなくなる。
【００３５】
さらに、前記セラミックス粉末の平均粒径Ｄ５０（以下、単にＤ５０と記載することもある。）は、１〜３μｍが好ましい。セラミックス粉末のＤ５０を前記範囲とした場合、無機絶縁材料の印刷性を高め、かつハンダ付着防止層６端部を平坦化して、層表面のうねりを抑制できる。なお、Ｄ５０は、レーザ回折・散乱法による粒子径測定装置により測定される値をいう。
【００３６】
次に、ハンダ付着防止層６を構成する無機絶縁材料の主成分であるガラスについて説明する。
【００３７】
前記ガラスとしては、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を５８〜８４％、Ｂ２Ｏ３を１０〜２５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜６％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる少なくとも１種を合計で１〜５％含有し、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が６５〜８４％、ＭｇＯを０〜１０％、ＣａＯ、ＳｒＯのうちの少なくとも１種を合計で０〜１５％含有するホウケイ酸ガラスの粉末を焼成してなるものが好ましい。
【００３８】
前記ホウケイ酸ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、５５０〜６３０℃が好ましい。ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０℃未満のガラスを使用した場合には、脱脂が困難となったり、ガラスが流動しすぎてハンダ付着防止層６の面積を保つことができず、配線導体上にガラスが流動・付着し、ハンダ付け性を低下させるおそれがある。また、ガラス転移点（Ｔｇ）が６３０℃を超えるガラスを使用した場合には、収縮開始温度が高くなり、ハンダ付着防止層６の寸法精度が低下するおそれがあるばかりでなく、焼成の際の無機絶縁材料の流動性が十分でなく、０．０３μｍ以下の表面粗さＲａを有するハンダ付着防止層６ができない。また、ホウケイ酸ガラスの軟化点（Ｔｓ）は９００℃以下が好ましい。ガラス軟化点（Ｔｓ）が９００℃を超える場合には、このガラス粉末を焼成して緻密な焼結体を得るためには９００℃を超える焼成温度が必要となるので、例えば銀ペーストを用いて形成された配線導体が変形するおそれがある。ハンダ付着防止層６を形成するためのガラス粉末として、軟化点（Ｔｓ）が９００℃以下を用いて、銀を主体とする配線導体の変形がなく、これらを同時に焼成できる。
【００３９】
次に、前記組成を有するホウケイ酸ガラスの各成分について説明する。なお、以下では特に断らない限り、組成は酸化物基準のモル％表示であり、単に％と表記する。
【００４０】
ＳｉＯ２はガラスのネットワークフォーマであり、化学的耐久性、とくに耐酸性を高くする成分であり必須である。５８％未満では耐酸性が不十分となるおそれがある。８４％超ではガラス軟化点（Ｔｓ）が高くなる、またはガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりすぎるおそれがある。
【００４１】
Ｂ２Ｏ３はガラスのネットワークフォーマであり、必須である。１０％未満ではガラス溶融温度が高くなり、またガラスが不安定になるおそれがある。好ましくは１２％以上である。２５％超では、安定なガラスを得にくくなるばかりでなく、化学的耐久性が低下するおそれがある。
【００４２】
Ａｌ２Ｏ３は必須ではないが、ガラスの安定性または化学的耐久性を高めるために６％以下の範囲で含有してもよい。６％超ではガラスの透明性が低下するおそれがある。
【００４３】
ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の含有量の合計は６５〜８４％である。６５％未満であると化学的耐久性が不十分になるおそれがある。８４％超であるとガラス溶融温度が高くなる、またはガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりすぎる。
【００４４】
Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏはガラス転移点（Ｔｇ）を低下させる成分であり、少なくとも一方は必須である。合計で５％まで含有できる。５％超では化学的耐久性、特に耐酸性が悪化するおそれがある。また、焼結体の電気絶縁性が低下するおそれがある。Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏのいずれか一つ以上を含有し、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量の合計は１％以上が好ましい。
【００４５】
ＭｇＯは必須ではないが、ガラス転移点（Ｔｇ）を低下させる、またはガラスを安定化させるために、１０％まで含有してもよい。好ましくは８％以下である。
【００４６】
ＣａＯ、ＳｒＯはいずれも必須ではないが、ガラス軟化点（Ｔｓ）を低下させる、またはガラスを安定化させるために、合計で１５％まで含有してもよい。１５％超であると耐酸性が低下するおそれがある。
【００４７】
ハンダ付着防止層６の主成分であるガラスは、本質的に前記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよい。その他の成分を含有する場合、それらの成分の含有量の合計は１０％以下が好ましい。ただし、鉛酸化物は含有しない。
【００４８】
本発明のハンダ付着防止層６は、このような各成分からなるホウケイ酸ガラス粉末と、必要に応じて前記セラミックス粉末とを混合してなるガラスセラミックス組成物を焼成してなるものであり、例えば、前記組成を有するホウケイ酸ガラス粉末と前記セラミックス粉末との混合粉末を、ペースト化してスクリーン印刷し、焼成して形成される。しかし、基板本体２の非搭載面２３に形成された一対の外部接続端子５の間の領域に、外部接続端子５と同じ５〜１５μｍの厚さで０．０３μｍ以下の表面粗さＲａを有するハンダ付着防止層６を形成できる方法であれば、形成方法は特に限定されない。
【００４９】
さらに、本発明の素子基板１においては、基板本体２の内部に、前記した一対の素子接続端子４と一対の外部接続端子５とをそれぞれ電気的に接続する一対の接続ビア７が、基板本体２を厚さ方向に貫通している。素子接続端子４、外部接続端子５および接続ビア７の配設位置や形状は、素子接続端子４→接続ビア７→外部接続端子５と電気的に接続される限りは図１に示されるものに限定されず、適宜調整できる。
【００５０】
また、配線導体である素子接続端子４、外部接続端子５および接続ビア７の構成材料は、通常、素子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は、具体的には、銅、銀、金等の少なくとも一つを主成分とする金属材料である。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い。
【００５１】
素子接続端子４および外部接続端子５の膜厚は、これらの形成に通常用いられる金属ペーストの構成粒子である金属粒子の粒径が数μｍであり、ペーストを焼結して十分な量の金属粒子を存在させる観点から、５〜１５μｍが好ましく、７〜１２μｍの範囲がより好ましい。また、外部接続端子５においては、前記金属材料からなる金属導体層の上に、こ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（図示せず）を形成できる。導電性保護層としては、前記金属導体層を保護する機能を有する導電性材料であれば、材料に種類は特に限定されないが、ニッケルメッキ層、ニッケル／金メッキ層、銀メッキ層、ニッケル／銀メッキ層、クロムメッキ層等が好ましく、特に好ましいのはニッケル／金メッキ層である。
【００５２】
さらに、後述するボンディングワイヤとの良好な接合が得られる点から、素子接続端子４上には、金メッキ層、あるいはニッケルメッキの上に金メッキを施したニッケル／金メッキ層等の導電性保護層（図示せず）の形成が好ましい。
【００５３】
またさらに素子基板１は、基板本体２の内部に埋設された、熱抵抗を低減するためのサーマルビア８を有している。サーマルビア８は、例えば、図１に示すように、発光素子搭載部２２の面積と略同じ断面積を有する柱状であり、発光素子搭載部２２の直下の位置に、基板本体２を厚さ方向に貫通している。すなわち、サーマルビア８は、上端部が搭載面２１に達して露出している。また、サーマルビア８の他端部（下端部）は非搭載面２２に達しており、大面積の外部接続端子５に接している。このような構成のサーマルビア８は、発光素子からの熱をサーマルビア８および外部接続端子５を介して効率的に外部に放散できる。
【００５４】
本発明の素子基板１において、サーマルビア８の配設される位置や形状、大きさ、個数等は、図１に示されるものに限定されず、適宜調整できる。基板本体２の非搭載面２３に、外部接続端子５とは別に外部への放熱のための層を、サーマルビア８に接続するように設けることもできる。
【００５５】
前記サーマルビア８を構成する材料としては、放熱性を有する材料であれば特に限定されないが、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い。
【００５６】
以上、本発明の素子基板１の第１の実施形態について説明したが、本発明の素子基板１の構造はこれに限定されるものではない。
【００５７】
図２は本発明の素子基板１の第２の実施形態を示し、図２（ａ）は搭載面側から見た平面図、図２（ｂ）は非搭載面側から見た平面図である。
【００５８】
この素子基板１は、平面形状が長方形で略平板状の基板本体２を有しており、基板本体２の上面の周縁部に枠体３が配設され、枠体３により略長方形のキャビティが形成されている。そして、キャビティの底面である発光素子の搭載面２１上には、一対の素子接続端子４が、略中央部に位置する発光素子搭載部２２を挟んで設けられている。また、基板本体２の搭載面２１上には、素子接続端子４上および素子接続端子４の外周の所定の領域を除き、銀反射膜９が形成されている。
さらに、基板本体２の非搭載面２３には、前記一対の素子接続端子４と接続ビア７を介して接続された一対の外部接続端子５が配設されており、これら外部接続端子５の間の領域に、ガラスを主体とする無機絶縁材料からなり、０．０３μｍ以下の表面粗さＲａを有するハンダ付着防止層６が形成されている。またさらに、発光素子搭載部２２の直下の位置には、サーマルビア８が基板本体２を厚さ方向に貫通している。なお、この素子基板１において、基板本体２、素子接続端子４、外部接続端子５、ハンダ付着防止層６、サーマルビア８等の構成材料は、図１に示す第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５９】
このように構成される素子基板１においては、外部接続端子５間に表面粗さＲａが０．０３μｍ以下の表面平滑なハンダ付着防止層６が形成されているので、外部接続端子５をハンダ接合する際に、流動したハンダが外部接続端子５間に付着することがない。そのため、外部接続端子の間隔を従来より狭く１００〜１５０μｍとしても、外部接続端子５間に短絡がなく、信頼性の高い素子基板１が得られる。
【００６０】
次に、本発明の素子基板１を用いた発光装置１０の好ましい実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、本発明の発光装置はこれに限定されるものではない。図３は、図１に示す素子基板１を用いた発光装置１０の一例を示す断面図である。
【００６１】
本発明の発光装置１０は、前記した本発明の素子基板１と、前記素子基板１に搭載された発光素子（例えばＬＥＤ素子）１１を備えている。発光素子１１は、基板本体２の搭載面２１の発光素子搭載部２２に、シリコーンダイボンド材等のダイボンド材１２によって固定されている。なお、搭載面２１の発光素子搭載部２２の位置には、基板本体２を貫通して設けられたサーマルビア８が露出しているが、発光素子１１はその上にシリコーンダイボンド材や銀などの導電体を含有した導電性ダイボンド材、あるいは金／錫共晶ハンダからなるダイボンド材１２を介して接着されている。そして、発光素子１１が有する一対の電極（図示せず）が、その外側に位置する一対の素子接続端子４とそれぞれボンディングワイヤ１３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１３を覆いキャビティ内を充填するように、樹脂封止層１４が設けられている。
【００６２】
本発明の発光装置１０においては、このようにして発光素子１１が搭載された素子基板１が、プリント配線基板のような回路基板１５に実装された構成を有する。回路基板１５は、少なくとも、前記素子基板１の外部接続端子５に対向する面側に配線回路１６を有しており、この配線回路１６と前記素子基板１の外部接続端子５とが、ハンダ層１７を介して接着固定されかつ電気的に接続されることで、実装されている。ここで、回路基板１５としては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を絶縁基材とし、少なくとも一方の主面に銅箔からなる配線回路１６を有するプリント配線基板が使用される。
【００６３】
このように、発光素子１１が搭載された素子基板１と回路基板１５とは、発光素子１１の電極→ボンディングワイヤ１３→素子接続端子４→接続ビア７→外部接続端子５→ハンダ層１７→配線回路１６の導通経路により、電気的に接続されている。一方、熱の経路としては、発光素子１１からサーマルビア８を通り、外部接続端子５に至る経路が形成され、ここからさらにハンダ層１７および配線回路１６を介して熱放散がなされる。
【００６４】
ハンダ層１７を構成するハンダとしては、通常、ＬＴＣＣ材料からなる基板を回路基板に固定するために用いるハンダ材料が使用できる。リフロー方式で使用されるハンダ材料が好ましい。具体的には、（錫＋銀）、（錫＋銅）、（錫＋銀＋銅）等からなるハンダ材料が挙げられる。ハンダ層１７の厚さは、十分なハンダ接合を確保しつつ接合強度および形成のしやすさの観点から、１０〜５０μｍが好ましく、２０〜４０μｍがより好ましい。
【００６５】
このように構成される本発明の素子基板１および発光装置１０の製造には、発光素子用ＬＴＣＣ基板およびそれを用いた発光装置の製造に通常用いられる材料および方法が適用できる。例えば、図１に示す素子基板１および図３に示す発光装置１０は、以下の各工程を含む製造方法により製造できる。なお、以下の説明では、製造に用いる部材について、完成品の部材と同一の符号を付して説明する。
【００６６】
（１）グリーンシートの作製
素子基板の基板本体２を形成するためのグリーンシートとして、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物を用いて、平板状の複数枚（例えば上層用と下層用の２枚）の本体用グリーンシート２を作製する。また、枠体３を形成するための枠体用グリーンシート３を作製する。枠体用グリーンシート３は、前記本体用グリーンシート２と同じサイズの複数枚のグリーンシートから、それぞれキャビティとなる部分を円形にくり抜くことで作製される。
【００６７】
本体用グリーンシート２および枠体用グリーンシート３は、ガラス粉末とセラミックス粉末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、乾燥させて製造する。
【００６８】
本体用グリーンシートを作製するための本体用ガラス粉末としては、ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０℃以上７００℃以下が好ましい。ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０℃未満の場合には脱脂が困難となるおそれがあり、７００℃を超える場合には、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。
【００６９】
また、この本体用ガラス粉末は、８００℃以上９３０℃以下で焼成したときに結晶が析出するものが好ましい。結晶が析出しないものの場合、十分な機械的強度を得られないおそれがある。さらに、ＤＴＡ（示差熱分析）により測定される結晶化ピーク温度（Ｔｃ）が８８０℃以下が好ましい。Ｔｃが８８０℃を超える場合、寸法精度が低下するおそれがある。
【００７０】
このような本体用ガラス粉末としては、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を５７〜６５％、Ｂ２Ｏ３を１３〜１８％、ＣａＯを９〜２３％、Ａｌ２Ｏ３を３〜８％、Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏから選ばれる少なくとも一方を合計で０．５〜６％含有するものが好ましい。このような組成を用いることで、基板本体２の表面平坦度の向上が容易となる。
【００７１】
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５７％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６５％を超える場合には、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。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは５８％以上、より好ましくは５９％以上、特に好ましくは６０％以上である。また、ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは６４％以下、より好ましくは６３％以下である。
【００７２】
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１３％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１８％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１４％以上、より好ましくは１５％以上である。また、Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１７％以下、より好ましくは１６％以下である。
【００７３】
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３％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８％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４％以上、より好ましくは５％以上である。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは７％以下、より好ましくは６％以下である。
【００７４】
ＣａＯは、ガラスの安定性や結晶の析出性を高めるとともに、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９％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２３％を超える場合、ガラスが不安定になるおそれがある。ＣａＯの含有量は、好ましくは１２％以上、より好ましくは１３％以上、特に好ましくは１４％以上である。また、ＣａＯの含有量は、好ましくは２２％以下、より好ましくは２１％以下、特に好ましくは２０％以下である。
【００７５】
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０．５％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６％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、０．８％以上５％以下が好ましい。
【００７６】
なお、本体用ガラス粉末は、必ずしも前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１０％以下が好ましい。
【００７７】
本体用ガラス粉末は、前記したような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して得られる。湿式粉砕法の場合、溶媒として水またはエチルアルコールを用いることが好ましい。粉砕機としては、例えばロールミル、ボールミル、ジェットミル等が挙げられる。
【００７８】
本体用ガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は０．５μｍ以上２μｍ以下が好ましい。ガラス粉末のＤ５０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になるばかりでなく、均一分散が困難になる。一方、ガラス粉末のＤ５０が２μｍを超える場合には、ガラス軟化温度（Ｔｓ）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して調整してもよい。
【００７９】
本体用グリーンシートを作製するための本体用セラミックス粉末としては、従来からＬＴＣＣ基板の製造に用いられるものが使用でき、例えばアルミナ粉末、ジルコニア粉末等を好適に使用できる。また、アルミナ粉末と、アルミナよりも高い屈折率を有するセラミックスの粉末の混合物も使用できる。
【００８０】
アルミナよりも高い屈折率を有するセラミックスの粉末は、焼結体である基板の反射率を向上させるための成分であり、例えばチタニア粉末、ジルコニア粉末、安定化ジルコニア粉末等が挙げられる。アルミナの屈折率が１．８程度であるのに対して、チタニアの屈折率は２．７程度、ジルコニアの屈折率は２．２程度であり、アルミナに比べて高い屈折率を有している。これらのセラミックスの粉末のＤ５０は、０．５μｍ以上４μｍ以下が好ましい。
【００８１】
前記本体用ガラス粉末と本体用セラミックス粉末とを、例えば本体用ガラス粉末が３０質量％以上５０質量％以下、本体用セラミックス粉末が５０質量％以上７０質量％以下に配合し、混合して、本体用ガラスセラミックス組成物が得られる。また、この本体用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が得られる。
【００８２】
バインダー樹脂としては、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、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル等を使用できる。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。
【００８３】
（２）配線導体ペースト層および放熱用金属ペースト層の形成
前記工程で得られた各本体用グリーンシート２の略中央部、および両側の２箇所の所定の位置に、これらが積層されたときに基板本体２の搭載面２１から非搭載面２３に貫通するように形成されるサーマルビア形成用の貫通孔、および接続ビア形成用の貫通孔を、所定の断面形状および大きさで通常の方法により形成する。
【００８４】
次いで、上層と下層の２枚の本体用グリーンシート２の２箇所の接続ビア形成用の貫通孔に、それぞれ接続ビア用導体ペースト層７を形成するとともに、上層の本体用グリーンシート２の搭載面２１となる一方の面に、一対の素子接続端子用導体ペースト層４を、それぞれ接続ビア用導体ペースト層７と接続するように所定の大きさおよび形状で形成する。
また、下層の本体用グリーンシート２の非搭載面２３となる一方の面に、一対の外部接続端子用導体ペースト層５を、それぞれ接続ビア用導体ペースト層７と接続するように所定の大きさおよび形状で形成する。なお、素子接続端子用導体ペースト層４、接続ビア用導体ペースト層７および外部接続端子用導体ペースト層５を併せて、配線導体ペースト層という。
【００８５】
これらの配線導体ペースト層を構成する配線導体ペーストとしては、例えば銅、銀、金等の少なくとも一つを主成分とする導電性金属粉末に、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用いる。なお、前記導電性金属粉末としては、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い。
【００８６】
配線導体ペースト層を形成するには、例えば、前記導体ペーストをスクリーン印刷により塗布、充填する。形成される配線導体ペースト層の厚さは、最終的に得られる素子接続端子４および外部接続端子５の膜厚が所定の膜厚となるように調整される。
【００８７】
また、上層と下層の各本体用グリーンシート２のサーマルビア形成用の貫通孔に、サーマルビア用ペースト層８を形成する。サーマルビア用ペースト層８を形成するために放熱用金属ペーストは、放熱性材料として金属粉末を使用し、前記配線導体ペーストと同様に調製できる。放熱性材料である金属粉末としては、銀、銀パラジウム混合物、銀白金混合物等が挙げられる。このように、放熱性の金属粉末として、配線導体ペーストに好ましい銀、銀パラジウム混合物、銀白金混合物等を用いる場合には、１種類のペーストで、素子接続端子用導体ペースト層４、外部接続端子用導体ペースト層５、接続ビア用導体ペースト層７、サーマルビア用ペースト層８の全てを形成できる。サーマルビア用ペースト層８を形成するには、例えば、スクリーン印刷により放熱用金属ペーストを塗布、充填する。
【００８８】
（３）ハンダ付着防止用ガラスペースト層の形成
下層の本体用グリーンシート２において、前記（２）の工程で形成された一対の外部接続端子用導体ペースト層５の間の領域に、ハンダ付着防止用ガラスペースト層６を形成する。
【００８９】
ハンダ付着防止用ガラスペーストは、前記したハンダ付着防止層６用のガラス粉末と、必要に応じてセラミックス粉末とを混合してなるガラスセラミックス組成物に、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用いる。形成されるハンダ付着防止用ガラスペースト層６の厚さは、最終的に得られるハンダ付着防止層６の厚さが外部接続端子５の厚さと同じとなるように調整される。また、前記ハンダ付着防止層６用ガラス粉末における各成分の組成やガラス転移点（Ｔｇ）、セラミックス粉末の粒径や含有量により、最終的に得られるハンダ付着防止層６の表面粗さＲａが０．３μｍ以下に調整される。すなわち、ハンダ付着防止層６用のガラス粉末として、焼成時に十分に溶融する流動性に優れる組成および粒径を使用し、さらにセラミックス粉末との混合物の組成を焼成時の流動性に優れたものとして、表面粗さＲａが０．３μｍ以下のハンダ付着防止層５を形成できる。
【００９０】
ハンダ付着防止用ガラスペースト層を形成するには、例えば、スクリーン印刷により塗布する。
【００９１】
（４）グリーンシートの積層
前記（２）および（３）の工程で得られた、配線導体ペースト層と放熱用金属ペースト層およびハンダ付着防止用ガラスペースト層付きの下層の本体用グリーンシート２の上に、配線導体ペースト層と放熱用金属ペースト層付きの上層の本体用グリーンシート２を積層し、さらに上層の本体用グリーンシート２の搭載面２１上に前記（１）の工程で得られた枠体用グリーンシート３を積層する。これにより、搭載面２１上にキャビティを有し、かつキャビティの底面が発光素子搭載部２２を有する形状のグリーンシート積層体が、未焼成の素子基板１として得られる。
【００９２】
（５）焼成
前記（４）の工程で得られた未焼成の素子基板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った後、ガラスセラミックス組成物等を焼結させるための焼成を行う。
【００９３】
脱脂は、例えば５００℃以上６００℃以下の温度で１時間以上１０時間以下保持する条件で行う。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。
【００９４】
また、焼成は、基板本体２および枠体３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２が変形するなど生産性等が低下するおそれがある。また、前記配線導体ペーストや放熱用金属ペーストとして、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。
【００９５】
このようにして、未焼結の素子基板１が焼成されて素子基板１が得られる。焼成後、素子接続端子４、外部接続端子５の表面を被覆するように、素子接続端子４には金メッキ層、外部接続端子５にはニッケルメッキ層のような、通常の素子基板において導体保護用に用いられる導電性保護層を形成できる。
【００９６】
以上、素子基板１の製造方法について説明したが、枠体用グリーンシート３は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、素子基板の製造が可能な限度において適宜変更できる。
【００９７】
さらに、基体本体２および枠体３を構成する無機絶縁材料としては、前記した通り、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体等を用いてもよいが、これらのセラミックス焼結体を用いる場合も、ＬＴＣＣと同様に基板本体２等を製造できる。すなわち、セラミックス焼結体の原料組成物に、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、必要に応じて脱脂を行い、用いるセラミックス焼結体に好適な焼成温度、例えば、酸化アルミニウム質焼結体においては、１４００〜１７００℃、窒化アルミニウム質焼結体においては１７００〜１９５０℃の温度で焼成して、焼結体が得られる。
【００９８】
なお、前記アルミニウムを主要成分として含んでいるセラミックス焼結体の原料として、例えば、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ハロゲン化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫化アルミニウム、窒化アルミニウム等の化合物、曹長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、明礬（ＫＡｌ３（ＯＨ）６（ＳＯ４）２）、ベーマイト（ＡｌＯ（ＯＨ））、コランダム（Ａｌ２Ｏ３）、カオリナイト（Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）、ムライト（Ａｌ６Ｓｉ２Ｏ１３）、セリサイト(ＫＡｌ２（ＡｌＳｉ３Ｏ１０）（ＯＨ）２）等の前記化合物を含有する鉱物、もしくは前記化合物を原料とした合成物等が挙げられる。
【００９９】
スラリーを調製するための、バインダーや任意成分である可塑剤、分散剤、溶剤等については、前記ＬＴＣＣと同様に構成できる。その他、セラミックス焼結体の製造工程においても、前記焼成条件を除いてＬＴＣＣと同様とできる。
【０１００】
（６）発光装置の作製
前記素子基板１を用いて、例えば図３に示す発光装置１０を作製する方法については、特に限定されず、発光素子１１を素子基板１に搭載する方法、ワイヤボンディング等の電気的接続方法、封止剤を用いて樹脂封止層１４を形成する方法、さらに素子基板１をハンダにより回路基板１５に接合する方法等において、全て従来公知の方法が適用できる。
【０１０１】
以上、本発明の素子基板１およびこれを用いた発光装置１０の実施形態を、図１および図３に示される一例を挙げて説明したが、本発明の素子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。
【実施例】
【０１０２】
次に、本発明の具体的な実施例を記載する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【０１０３】
実施例１〜４、比較例１〜１１
以下に示す方法で、図１に示す素子基板１を製造した。まず、素子基板１の基板本体２を作製するための本体用グリーンシート（上層の本体用グリーンシートおよび下層の本体用グリーンシート）を作製した。本体用グリーンシートの作製においては、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２が６０．４％、Ｂ２Ｏ３が１５．６％、Ａｌ２Ｏ３が６％、ＣａＯが１５％、Ｋ２Ｏが１％、Ｎａ２Ｏが２％の原料を配合、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、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。
【０１０４】
次いで、このガラス粉末が３８質量％、アルミナ粉末（昭和電工社製、商品名：ＡＬ−４５Ｈ）が３８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）が２４質量％にて配合し、混合して、本体用の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。
【０１０５】
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焼成後の厚さが０．５ｍｍになるように積層し、上層および下層の本体用グリーンシートを製造した。また、これらの本体用グリーンシートと同様にして製造されたグリーンシートを、所定の形状に加工して枠体用グリーンシートを作製した。
【０１０６】
一方、導電性金属粉末（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、固形分は８５質量％で溶剤のαテレピネオールに分散後、磁器乳鉢中で１時間混練し、さらに三本ロールにて３回分散して導体ペーストを製造した。
【０１０７】
上層の本体用グリーンシートの上面に、前記導体ペーストをスクリーン印刷して、素子接続端子用導体ペースト層を形成するとともに、接続ビアに相当する部分に孔空け機を用いて直径０．１５ｍｍの貫通孔を形成し、スクリーン印刷法により前記導体ペーストを充填して、接続ビア用導体ペースト層を形成した。また、サーマルビアに相当する部分に孔空け機を用いて直径１ｍｍの貫通孔を形成し、スクリーン印刷法により前記導体ペーストを充填して、サーマルビア用導体ペースト層を形成した。
【０１０８】
さらに、下層の本体用グリーンシートの下面に、前記導体ペーストをスクリーン印刷して、外部接続端子用導体ペースト層を形成するとともに、サーマルビア並びに接続ビアに相当する部分に孔空け機を用いて直径１ｍｍおよび直径０．１５ｍｍの貫通孔をそれぞれ形成し、スクリーン印刷法により前記導体ペーストを充填して、サーマルビア用導体ペースト層および接続ビア用導体ペースト層をそれぞれ形成した。なお、一対の外部接続端子用導体ペースト層の間隔は、１００μｍとした。
【０１０９】
次に、３種類のハンダ付着防止用ガラス粉末Ａ〜Ｃをそれぞれ製造し、これらのガラス粉末Ａ〜Ｃを用いて、実施例１〜４および比較例１〜１１で使用するハンダ付着防止用ガラスペーストをそれぞれ調製した。すなわちまず、酸化物基準のモル％表示で、表１に示す組成に原料を調合・混合し、この原料混合物を白金ルツボに入れて１６００℃で６０分間加熱溶融させた後、溶融状態のガラスを流し出し冷却し、次いで、得られたガラスをアルミナ製ボールミルでエタノールを溶媒として４０時間粉砕した。こうして、ハンダ付着防止用ガラス粉末Ａ〜Ｃをそれぞれ製造した。得られたガラス粉末Ａ〜Ｃの５０％粒径（Ｄ５０）を、島津製作所社製レーザ回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ２１００）を用いて測定したところ、いずれも２．０μｍであった。また、ガラス粉末Ａ〜Ｃのガラス転移点（Ｔｇ）およびガラス軟化点（Ｔｓ）を島津製作所社製ＤＴＡ−５０により測定したところ、表１に示す結果が得られた。
【０１１０】
【表１】
2012099534.tif 000003
【０１１１】
次いで、この３種類のガラス粉末Ａ〜Ｃのいずれかとアルミナ粉末（昭和電工社製、商品名：ＡＬ４７Ｈ）とを、アルミナ粉末の含有量が表２に示す割合（質量％）で配合し混合した。そして、この混合物が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％で配合した後、ジルコニア製乳鉢中で３時間混練し、さらにアルミナ製三本ロールにて３回分散を行い、実施例１〜４および比較例１〜１１で使用されるハンダ付着防止用ガラスペーストをそれぞれ調製した。
【０１１２】
そして、下層の本体用グリーンシートの下面において、一対の外部接続端子用導体ペースト層の間の幅１００μｍの領域に、前記したように調製されたハンダ付着防止用ガラスペーストを８０μｍの幅でスクリーン印刷し、ハンダ付着防止用ガラスペースト層を形成した。
【０１１３】
次に、こうして作製されたハンダ付着防止用ガラスペースト層および導体ペースト層付きの下層の本体用グリーンシートと、導体ペースト層付きの上層の本体用グリーンシートを重ね合わせ、さらに上層の本体用グリーンシートの上に枠体用グリーンシートを重ねた後、熱圧着により一体化した。こうして、未焼成の素子基板が得られた。
【０１１４】
得られた未焼成の素子基板を、５５０℃で５時間保持して脱脂し、さらに８７０℃で３０分間保持して焼成して、素子基板１を製造した。得られた素子基板１において、焼成後のハンダ付着防止層６の表面粗さＲａをサーフコム１４００Ｄ（東京精密社製）により測定した。測定結果を表２に示す。
【０１１５】
次に、前記で作製した素子基板１の発光素子搭載部２２に、２ワイヤタイプのＬＥＤ素子（エピスター社製、商品名：ＥＳ−ＣＥＢＬＶ４５）をダイボンド材（信越化学工業社製、商品名：ＫＥＲ−３０００−Ｍ２）により接着・固定し、ＬＥＤ素子が有する一対の電極をボンディングワイヤ１３によってそれぞれ素子接続端子４に電気的に接続した。さらに、封止剤（信越化学工業社製、商品名：ＳＣＲ−１０１６Ａ）を用いて樹脂封止層１４を形成した。
【０１１６】
こうして得られたＬＥＤ素子が搭載された基板を、回路基板１５の上にハンダ層１７を介して接合した。回路基板１５としては、ガラスエポキシ基板（ＦＲ４）を用いた。この回路基板は、前記素子基板１の外部接続端子５と対向する面に、１００μｍの間隔をおいて形成された一対の実装端子を含む配線回路１６を有し、ＬＥＤ素子が搭載された基板の一対の外部接続端子５を、対応する実装端子上に配置し、５０μｍ厚のはんだ層１７により接合した。
【０１１７】
ハンダ層１７の平面形状は外部接続端子５と同形状とし、素子基板１の回路基板１５への前記ハンダ接合による実装は、ハンダリフローにより行った。こうして各実施例および比較例において５０個ずつの発光装置１０を作製し、外部接続端子５の短絡が生じたものの数を数え、短絡率を算定した。外部接続端子５の短絡の有無は、デジタルマルチメーターＰＭ−３（三和電気計器社製）により測定した。測定結果を表２に示す。なお、外部接続端子の短絡率は０％でなければならず、それ以外は製品として使用できない。
【０１１８】
【表２】
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【０１１９】
表２から、以下のことがわかる。すなわち、実施例１〜４の素子基板１を用いた発光装置１０では、一対の外部接続端子５が１００μｍと極めて狭い間隔で配設されているが、これらの外部接続端子５の間にガラスを主成分とする表面粗さＲａが０．０３μｍ以下のハンダ付着防止層６が形成されているので、外部接続端子５を回路基板１５上にハンダ層１７を介して接合する際の短絡率は０％であり、流動したハンダにより外部接続端子５間に短絡が生じることがない。
【０１２０】
これに対して、比較例１〜１１の素子基板１を用いた発光装置１０では、実施例１〜４と同じ間隔で配設された外部接続端子５の間にガラスを主成分とする層が形成されているが、この層は０．０３μｍを超える表面粗さＲａを有しているので、ハンダ付着を防止する効果が十分でなく、外部接続端子５間の短絡不良が発生していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明によれば、１００〜１５０μｍと狭い間隔で配設された外部接続端子を有し、これらの外部接続端子を回路基板の配線回路にハンダ接合によって表面実装する素子基板において、ハンダ接合の際に流動したハンダが素子基板の外部接続端子間に流入して外部接続端子間が短絡がなく、信頼性が高い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。
【符号の説明】
【０１２２】
１…素子基板、２…基板本体、３…枠体、４…素子接続端子、５…外部接続端子、６…ハンダ付着防止層、７…接続ビア、８…サーマルビア、９…銀反射膜、１０…発光装置、１１…発光素子、１２…ダイボンド材、１３…ボンディングワイヤ、１４…樹脂封止層、１５…回路基板、１６…配線回路、２１…搭載面、２３…非搭載面。
【図１】
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【図２】
2012099534.tif 000006
【図３】
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