(57)【要約】【課題】発光ダイオードなどの発光素子を実装し、かかる発光素子からの放熱性に優れ且つマイグレーションを生じにくい発光素子実装用基板を提供する。【解決手段】セラミックからなり、表面３および裏面４を有する基板本体２と、かかる基板本体２の表面３に開口するキャビティ５の底面（表面）６に配置された発光素子実装エリアａと、基板本体２の上記底面６で且つ上記発光素子実装エリアａの周囲に形成された一対の電極１２ａ，１２ｂと、上記基板本体２の裏面４に形成され、上記一対の電極１２ａ，１２ｂと個別に導通する一対の端子１３ａ，１３ｂと、発光素子実装エリアａを含む上記底面６と裏面４との間を貫通して配置された金属製の放熱体１０と、かかる放熱体１０における基板本体２の裏面４側を覆って形成された裏面絶縁層ｓ３と、を含む、発光素子実装用基板１。【選択図】  図１
2009071013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックからなり、表面および裏面を有する基板本体と、
上記基板本体の表面に配置された発光素子実装エリアと、
上記基板本体の表面で且つ上記発光素子実装エリアの周囲に形成された一対の電極と、
上記基板本体の裏面に形成され、一対の上記電極と個別に導通する一対の端子と、
上記発光素子実装エリアを含む上記基板本体の表面と裏面との間を貫通して配置された金属製の放熱体と、
上記放熱体における基板本体の裏面側の全体または上記一対の端子に接近する部分を覆って形成された裏面絶縁層と、を含む、
ことを特徴とする発光素子実装用基板。
【請求項２】
前記基板本体の表面において、前記発光素子実装エリアを上面に有し且つ前記放熱体における基板本体の表面側の全面または一部を覆う表面絶縁層が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子実装用基板。
【請求項３】
セラミックからなり、表面および裏面を有する基板本体と、
上記基板本体の表面に配置された発光素子実装エリアと、
上記基板本体の表面で且つ上記発光素子実装エリアの周囲に形成された単一の電極と、
上記基板本体の裏面に形成され、単一の上記電極と導通する単一の端子と、
上記発光素子実装エリアを含む上記基板本体の表面と裏面との間を貫通して配置され、且つ導体を兼ねる金属製の放熱体と、
上記基板本体の裏面において、上記放熱体のうち上記端子に接近する部分を覆って形成された裏面絶縁層と、を含む、
ことを特徴とする発光素子実装用基板。
【請求項４】
前記基板本体の表面において、前記電極に接近する前記放熱体における基板本体の表面側を覆う表面絶縁層が形成されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の発光素子実装用基板。
【請求項５】
前記基板本体の表面には、かかる表面に開口するキャビティの底面も含まれる、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の発光素子実装用基板。
【請求項６】
前記裏面絶縁層および表面絶縁層の少なくとも一方は、前記基板本体のセラミックよりもガラス含有量が多い、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の発光素子実装用基板。
【請求項７】
前記放熱体は、ＡｇまたはＣｕ、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなると共に、前記電極および端子は、ＷまたはＭｏ、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなる、
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の発光素子実装用基板。
【請求項８】
前記放熱体は、前記基板本体の表面に形成され、前記発光素子実装エリアを囲む光反射層を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の発光素子実装用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードなどの発光素子を実装し、放熱性に優れ且つマイグレーションを生じにくい発光素子実装用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子実装用基板には、配線などの高密度化および発光量の増大に応じて、高い放熱性が求められている。
これに対応すべく、平板状のセラミックからなり、一方の主面に発光素子搭載部を有する絶縁基体に、これを厚み方向に沿って貫通する貫通金属体を形成した発光素子用配線基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９３５６５号公報（第１〜２１頁、図１〜６）
【０００４】
ところで、セラミックの基板本体を含む発光素子実装用基板を製造する場合、例えば、アルミナを主成分とする複数のグリーンシートを積層し、その積層体にＷまたはＭｏを含む導電性ペーストを印刷し、これらを還元性雰囲気で焼成した後、得られたアルミナからなる基板本体の表面と裏面との間を貫通する貫通孔に、Ａｇ粉末を含む導電性ペーストを充填し、かかる導電性ペーストを還元性雰囲気で焼成している。かかる２回目の焼成の際に、上記導電性ペーストのＡｇがイオン化して、基板本体のアルミナ粒子間に移動・拡散（マイグレーション）することがある。そのため、Ａｇを含む金属放熱体と、これに接近するＷやＭｏなどで構成される電極や端子との間で、不用意な短絡が誘発されることにより、追って実装される発光素子の発光が不十分ないし不可能になるなどの不具合を生じるおそれがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、発光ダイオードなどの発光素子を実装し、かかる発光素子からの熱の放熱性に優れ且つマイグレーションを生じにくい発光素子実装用基板を提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、発光素子の熱を外部に放散する放熱体およびこれに接近する端子や電極との間に、マイグレーションを防ぐための絶縁層を形成する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明における第１の発光素子実装用基板（請求項１）は、セラミックからなり、表面および裏面を有する基板本体と、かかる基板本体の表面に配置された発光素子実装エリアと、上記基板本体の表面で且つ上記発光素子実装エリアの周囲に形成された一対の電極と、上記基板本体の裏面に形成され、一対の上記電極と個別に導通する一対の端子と、上記発光素子実装エリアを含む上記基板本体の表面と裏面との間を貫通して配置された金属製の放熱体と、かかる放熱体における基板本体の裏面側の全体または上記一対の端子に接近する部分を覆って形成された裏面絶縁層と、を含む、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、基板本体の裏面において、放熱体と一対の端子との間には、かかる放熱体の全面または上記端子に接近する部分に裏面絶縁層が形成されている。そのため、放熱体を構成するＡｇがイオン化して、隣接する端子側に移動・拡散するマイグレーションを生じても、上記裏面絶縁層によって、端子に達することなく阻止される。従って、高密度化および発光量の増大の要請に対応し、優れた放熱性を発揮でき、且つマイグレーションを生じにくい発光素子実装用基板を提供することが可能となる。
【０００８】
尚、前記セラミックには、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどが含まれる。
また、前記発光素子には、発光ダイオード（ＬＥＤ）のほか、半導体レーザも含まれる。
更に、前記電極および端子は、例えば、ＷまたはＭｏからなり、その表層にはＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層が被覆されている。かかる一対のずつの電極と端子とは、前記基板本体の側面に形成された側面導体層、または基板本体を貫通するビア導体などを介して、互いに導通されている。
また、前記発光素子エリアは、前記放熱体の表面上で、且つ絶縁性ペーストの上に形成されるか、後述する表面絶縁層の上に形成される。
更に、前記基板本体の表面には、平坦面のほか、かかる表面に開口し、底面の周辺から斜め上向きまたは垂直に立設するキャビティの当該底面も含まれる。
また、前記放熱体は、高い熱伝導率のＡｇまたはＣｕ、あるいはこれらの何れかをベースとする合金からなり、前記基板本体を形成するセラミック層に貫通して設けた貫通孔にペースト状にして充填され、その裏面側に形成される裏面絶縁層と共に焼成されたものである。
加えて、前記裏面絶縁層は、基板本体を形成するセラミック層の裏面に露出する前記放熱体の裏面にペースト状にして被覆された後、焼成されたものである。かかる裏面絶縁層の底面視の形状は、放熱体の裏面側の外形にほぼ相似形であるか、あるいは、かかる外形の一部に倣った形状である。
【０００９】
また、本発明には、前記基板本体の表面において、前記発光素子実装エリアを上面に有し且つ前記放熱体における基板本体の表面側の全面または一部を覆う表面絶縁層が形成されている、発光素子実装用基板（請求項２）も含まれる。
これによれば、放熱体の表面側と一対の電極との間にも、その全面または一部を覆う表面絶縁層が形成されているので、前記マイグレーションを放熱体の表面側においても、確実に阻止することができる。従って、発光素子の動作を一層確実に保証することができる。尚、上記「基板本体の表面側の一部」は、一対の電極に最も接近する部分を指している。
【００１０】
一方、本発明における第２の発光素子実装用基板（請求項３）は、セラミックからなり、表面および裏面を有する基板本体と、かかる基板本体の表面に配置された発光素子実装エリアと、上記基板本体の表面で且つ上記発光素子実装エリアの周囲に形成された単一の電極と、上記基板本体の裏面に形成され、単一の上記電極と導通する単一の端子と、上記発光素子実装エリアを含む上記基板本体の表面と裏面との間を貫通して配置され、且つ導体を兼ねる金属製の放熱体と、上記基板本体の裏面において、上記放熱体のうち上記端子に接近する部分を覆って形成された裏面絶縁層と、を含む、ことを特徴とする。
これによれば、基板本体の裏面において、放熱体と単一の端子との間には、かかる放熱体の裏面側で上記端子に接近する部分に裏面絶縁層が形成されている。そのため、放熱体を形成するＡｇがイオン化して、隣接する端子側に移動・拡散するマイグレーションを生じても、上記裏面絶縁層によって、端子に達することなく阻止される。従って、高密度化および発光量の増大の要請に応じられ、放熱体の裏面側の大半が露出しているため、優れた放熱性を発揮でき、しかもマイグレーションを生じにくい発光素子実装用基板を提供可能となる。
【００１１】
また、本発明には、前記基板本体の表面において、前記電極に接近する前記放熱体における基板本体の表面側を覆う表面絶縁層が形成されている、発光素子実装用基板（請求項４）も含まれる。
これによれば、放熱体の表面側と単一の電極との間にも、前者の一部を覆う表面絶縁層が形成されているので、前記マイグレーションを放熱体の表面側でも、確実に阻止することができる。しかも、放熱体の表面側は、発光素子実装エリアおよび表面絶縁層を除いた位置が露出しているため、放熱性および光反射性を高められる。
【００１２】
更に、本発明には、前記基板本体の表面には、かかる表面に開口するキャビティの底面も含まれる、発光素子実装用基板（請求項５）も含まれる。
これによれば、キャビティの底面とかかるキャビティを含む基板本体の裏面との間に、前記放熱体を配設することができる。そのため、前記実装エリアに実装される発光素子の光を、上記キャビティの側面に形成され、表層にＡｇメッキ層を有する光反射層によって、効率良く反射して外部に放射することが可能となる。
尚、キャビティは、発光素子実装エリアを含む底面と、かかる底面の周辺から斜め上方または垂直に立ち上がる側面とからなる。
【００１３】
また、本発明には、前記裏面絶縁層および表面絶縁層の少なくとも一方は、前記基板本体のセラミックよりもガラス含有量が多い、発光素子実装用基板（請求項６）も含まれる。
これによれば、基板本体を形成するグリーンシートを比較的高温で焼成してセラミック層とした後で、かかるセラミック層を貫通する貫通孔にＡｇ粉末を含む放熱体形成用の導電性ペーストを充填し、その裏面側のみ、あるいは裏面側および表面側にガラス成分の含有量が覆い絶縁性ペーストを印刷・形成した後、これらと上記導電性ペーストとを比較的低温で焼成することで、裏面絶縁層および表面絶縁層の少なくとも一方が得られる。従って、薄肉で且つ放熱体中のＡｇがマイグレーションを生じにくい裏面絶縁層や表面絶縁層を形成することができる。
【００１４】
更に、本発明には、前記放熱体は、ＡｇまたはＣｕ、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなると共に、前記電極および端子は、ＷまたはＭｏ、あるいはこれらの一方をベースとする合金からなる、発光素子実装用基板（請求項７）も含まれる。これによれば、前述した焼成温度が異なる２段階の焼成が容易となるため、放熱体の充填・形成およびその裏面側や表面側への前記裏面絶縁層や表面絶縁層の形成も確実に行うことが可能となる。
加えて、本発明には、前記放熱体は、前記基板本体の表面に形成され、前記発光素子実装エリアを囲む光反射層を含んでいる、発光素子実装用基板（請求項８）も含まれる。これによれば、前記第１、第２の発光素子実装用基板において、放熱体の表面側の一部を表面絶縁層が覆う形態で、キャビティの底面を含む基板本体の表面に露出する放熱体の表面が、実装される発光素子の光を反射して外部に放射し易くすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明における第１の発光素子実装用基板１を示す垂直断面図、図２は、その底面図である。
発光素子実装用基板１は、図１に示すように、表面３および裏面４を有する基板本体２、かかる表面３に開口し、底面６およびその周辺から斜め上方に延びる側面７からなるキャビティ５、かかるキャビティ５の底面（表面）６と基板本体２の裏面４との間を貫通する貫通孔ｈに配置されたＡｇ製で且つほぼ円柱形の放熱体１０、およびかかる放熱体１０の裏面側を覆うように裏面４に形成された裏面絶縁層ｓ３を備えている。かかる裏面絶縁層ｓ３は、図２に示すように、底面視が放熱体１０の裏面側とほぼ相似形の円形であり、その厚みは、約５〜５０μｍである。
尚、本発明では、キャビティ５の底面６も、基板本体２の表面に含まれる。
【００１６】
図１に示すように、基板本体２は、アルミナを主成分とするセラミック層ｓ１，ｓ２を一体に積層したものである。一方、裏面絶縁層ｓ３は、アルミナに対しガラス成分を４０〜６０ｗｔ％含有するセラミックからなり、セラミック層ｓ１，ｓ２よりも焼成温度が低い。
前記キャビティ５の底面６には、放熱体１０の表面（６）側を挟んで一対の電極１２ａ，１２ｂが形成されている。これらは、図１，図２に示すように、基板本体２において対向する一対の側面ごとに形成された側面導体層１１を介して、裏面４における放熱体１０の裏面側を対称に形成された一対の端子１３ａ，１３ｂと個別に導通している。かかる端子１３ａ，１３ｂは、放熱体１０の裏面側を囲む半円形の凹部１４を対称に有している。
尚、側面導体層１１、電極１２ａ，１２ｂ、端子１３ａ，１３ｂは、例えば、ＷまたはＭｏからなり、それらの表層にはＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層（何れも図示せず）が形成されている。
【００１７】
図１に示すように、放熱体１０の表面６側には、絶縁性ベーストｐを介して、発光ダイオード（発光素子）ｄを実装するための発光素子実装エリアａが配置されている。かかるエリアａに実装される発光ダイオードｄは、一対のボンディングワイヤｗを介して、電極１２ａ，１２ｂと個別に導通可能とされている。
尚、キャビティ５の側面７には、例えば、ＷまたはＭｏからなり、表層にＮｉおよびＡｇメッキ層が被覆された光反射層８が形成されている。かかる光反射層８は、電極１２ａ，１２ｂなどと絶縁されている。更に、上記発光ダイオードｄが実装されたキャビティ５内には、図示しない封止樹脂などが、基板本体２の表面３付近のレベルまで充填される。
【００１８】
例えば、図示しない外部電源から端子１３ａ、側面導体層１１、電極１２ａ、およびボンディングワイヤｗを介して、発光ダイオードｄに給電された電流は、かかる発光ダイオードｄから所定の光を発光させた後、ボンディングワイヤｗ、電極１２ｂ、側面導体層１１、端子１３ｂを介して、外部電源に環流される。
その際に、互いに接近する放熱体１０の裏面側と端子１３ａ，１３ｂとの間は、かかる放熱体１０の裏面側を覆う前記裏面絶縁層ｓ３によって、遮蔽されている。しかも、放熱体１０を形成するＡｇ原子が、放熱体１０の裏面側から端子１３ａ，１３ｂに向かって、移動・拡散するマイグレーションを、前記裏面絶縁層ｓ３により予め阻止されている。従って、上記通電が適正に行われ、不用意な短絡が生じないので、発光ダイオードｄの発光を保証することができる。
尚、発光素子実装エリアａを囲む放熱体１０の表面（６）側は、発光ダイオードｄからの光を反射する光反射層を兼ねている。また、前記マイグレーションは、前記放熱体の焼成時、あるいは、本発光素子実装用基板１の使用時に生じ得る。
【００１９】
前記のような発光素子実装用基板１は、以下のようにして製造した。
予め、アルミナ粉末、バインダ樹脂、溶剤などを所定量ずつ瓶量・混合してセラミックスラリを形成し、かかるスラリをドクターブレード法によって、大版用である２枚のグリーンシートに成形した。
一方のグリーンシートには、パンチングによって、円柱形の貫通孔ｈを縦横に等間隔で複数個穿設した。また、隣接する複数の貫通孔ｈの中間に位置する切断予定面に沿って、断面が長円形の貫通孔を複数個穿設した。かかるシートの各貫通孔ｈごとの周囲および長円形の貫通孔ごとの内面に、ＷまたはＭｏ粉末を含む導電性ペーストを所定のパターンで印刷・形成した。
【００２０】
他方のグリーンシートには、パンチとその外径よりも受入孔の内径が大きいダイとを用いて、テーパ状の貫通孔を前記同様に複数個穿設し、各貫通孔の内面に上記同様の導電性ペーストを印刷・形成した。
一方のグリーンシートの上に他方のグリーンシートを、前者の各貫通孔ｈと後者のテーパ状の各貫通孔とが同心で連通するように積層して、グリーンシート積層体を形成し、これを所定の温度帯で焼成した。
その結果、表面３および裏面４を有し、セラミック層ｓ１，ｓ２からなり、所定位置に複数のメタライズ層を有する大版の焼成済み積層体を得た。かかる積層体の各メタライズ層に対し、電解Ｎｉメッキを施した後、テーパ状の各貫通孔の内面に形成したメタライズ層にマスキングをした状態で残りのメタライズ層に対し、電解Ａｕメッキを施した。
【００２１】
その結果、前記電極１２ａ，１２ｂ、側面導体層１１、端子１３ａ，１３ｂを各貫通孔ｈごとの周囲に形成した。更に、これらにマスキングを施し、且つ前記マスキングを剥離した状態で、テーパ状の各貫通孔の内面に形成したメタライズ層のＮｉメッキ層の上にＡｇメッキ層を形成して、前記光反射層８を形成した。
更に、大版の焼成済み積層体における各貫通孔ｈ内に、裏面４側からＡｇ粉末を含む導電性ペーストを充填した後、かかる導電性ペーストの裏面４側を覆うように、アルミナ粉末とガラス成分とがほぼ１：１の配合である絶縁性ペーストを約２５μｍの厚みで印刷した。
【００２２】
次いで、前記焼成済み積層体における前記Ａｇ粉末を含む導電性ペーストおよび絶縁性ペーストを、それらの焼成温度で焼成した。その際、焼成されて放熱体１０となったＡｇの一部は、イオン化して裏面４側から端子１３ａ，１３ｂ側に移動・拡散するマイグレーションを生じようとする。しかし、上記絶縁性ペーストが焼成されて形成された裏面絶縁層ｓ３によって、上記マイグレーションは、殆ど阻止される。
そして、各放熱体１０を中心にして、切断予定面に沿って前記焼成済み積層体を切断・分割することにより、複数の前記発光素子実装用基板１が得られた。
【００２３】
以上のような第１の発光素子実装用基板１によれば、基板本体２の裏面４において、放熱体１０と一対の端子１３ａ，１３ｂとの間には、かかる放熱体１０の裏面全体を覆う裏面絶縁層ｓ３が形成されている。そのため、放熱体１０を形成するＡｇがイオン化して、隣接する端子１３ａ，１３ｂ側に移動・拡散するマイグレーションを生じても、上記裏面絶縁層ｓ３によって、端子１３ａ，１３ｂに達することなく阻止される。従って、高密度化および発光量の増大の要請に応じられ、優れた放熱性を発揮でき、且つマイグレーションを生じにくい発光素子実装用基板１とすることが可能となる。
【００２４】
図３は、前記基板１の応用形態である発光素子実装用基板１ａを示す垂直断面図である。かかる発光素子実装用基板１ａも、前記同様のセラミック層ｓ１，ｓ２からなる基板本体２、キャビティ５、発光素子実装エリアａ、放熱体１０、電極１２ａ，１２ｂ、側面導体層１１、端子１３ａ，１３ｂ、および裏面絶縁層ｓ３を備えている。かかる基板１ａは、図３に示すように、キャビティ５の底面（表面）６において、発光素子実装エリアａを上面に有し、且つ放熱体１０の表面側の全面を覆う前記裏面絶縁層ｓ３と同様の表面絶縁層ｓ４が更に形成されている。かかる表面絶縁層ｓ４は、前記基板１の製造方法において、裏面絶縁層を形成する絶縁性ペーストと同じ絶縁性ペーストを同じ工程で、上記位置に印刷・形成し、比較的低温の温度で焼成することで形成される。
かかる発光素子実装用基板１ａによれば、キャビティ５の底面（表面）６においても、放熱体１０と一対の電極１２ａ，１２ｂとの間でのマイグレーションが、確実に阻止できるため、発光素子の正確な動作を一層保証可能となる。
【００２５】
図４は、異なる形態の第１の発光素子実装用基板１ｂを示す垂直断面図である。
かかる発光素子実装用基板１ｂも、図４に示すように、前記同様のセラミック層ｓ１，ｓ２からなる基板本体２、キャビティ５、発光素子実装エリアａ、放熱体１０、一対の端子１６ａ，１６ｂ、および裏面絶縁層ｓ３を備えている。上記キャビティ５の底面（表面）６には、放熱体１０の表面を挟んで一対のパッド（電極）１５ａ，１５ｂが形成され、これらはセラミック層ｓ１を貫通するビア導体ｖを介して、裏面４側の端子１６ａ，１６ｂと個別に導通可能とされている。
尚、パッド１５ａ，１５ｂおよび端子１６ａ，１６ｂは、ＷまたはＭｏの表面にＮｉおよびＡｕメッキ層が被覆され、ビア導体ｖは、ＷまたはＭｏからなる。また、発光素子実装用基板１ｂも、前記基板１と同様な方法により製造される。
図４に示すように、放熱体１０の表面６側では、絶縁性ベーストｐを介して、発光素子実装エリアａに発光ダイオードｄが実装され、かかるエリアａに実装される発光ダイオードｄは、一対のボンディングワイヤｗを介して、パッド１５ａ，１５ｂと個別に導通可能とされている。
かかる発光素子実装用基板１ｂによっても、基板本体２の裏面４において、放熱体１０と一対の端子１６ａ，１６ｂとの間でのマイグレーションを、確実に阻止することができる。
【００２６】
図５は、前記基板１ｂの応用形態の発光素子実装用基板１ｃを示す垂直断面図である。かかる発光素子実装用基板１ｃも、前記同様の基板本体２、キャビティ５、発光素子実装エリアａ、放熱体１０、パッド１５ａ，１５ｂ、ビア導体ｖ、端子１６ａ，１６ｂ、および裏面絶縁層ｓ３を備えている。かかる基板１ｂは、図５に示すように、キャビティ５の底面（表面）６において、発光素子実装エリアａを上面に有し、且つ放熱体１０の表面側の全面を覆う前記同様の表面絶縁層ｓ４が更に形成されている。かかる表面絶縁層ｓ４は、前記基板１ａの製造方法と同様にして形成される。
かかる発光素子実装用基板１ｃによれば、キャビティ５の底面６においても、放熱体１０と一対のパッド（電極）１５ａ，１５ｂとの間でのマイグレーションが確実に阻止できるため、発光素子の正確な動作を一層保証可能となる。
【００２７】
図６は、更に異なる形態の第１の発光素子実装用基板２０を示す垂直断面図である。かかる発光素子実装用基板２０は、図６に示すように、アルミナを主成分とするセラミック層ｓ１からなり、平坦な表面２３および裏面２４を有する基板本体２２、かかる基板本体２２の表面２３と裏面２４との間を貫通する円柱形の貫通孔ｈに配設された前記同様の放熱体１０を備えている。基板本体２２の表面２３には、上方に発光素子実装エリアａを含む放熱体１０の表面側を挟んで、一対の電極２６ａ，２６ｂが対称に形成され、これらは基板本体２２において対向する側面ごとに形成された一対の側面導体層２５を介して、裏面２４の端子２７ａ，２７ｂと個別に導通可能とされている。
【００２８】
図６に示すように、基板本体２２の裏面２４には、放熱体１０の裏面側を覆う前記同様の裏面絶縁層ｓ３が形成されている。更に、放熱体１０の表面２３側では、絶縁性ベーストｐを介して、発光素子実装エリアａに発光ダイオードｄが実装され、かかるエリアａに実装される発光ダイオードｄは、一対のボンディングワイヤｗを介して、電極２６ａ，２６ｂと個別に導通可能とされている。
かかる発光素子実装用基板２０によっても、基板本体２２の裏面２４において、放熱体１０と一対の端子２７ａ，２７ｂとの間でのマイグレーションも、確実に阻止することができる。
尚、上記基板２０も、前記基板１と同様にして製造される。また、発光素子実装エリアａに実装される発光ダイオードｄは、表面２３の上方に形成される図示しない封止樹脂などで封止される。また、発光素子実装エリアａを囲む放熱体１０の表面は、発光ダイオードｄの光を反射する光反射層となる。
【００２９】
図７は、前記基板２０の応用形態の発光素子実装用基板２０ａを示す垂直断面図である。かかる発光素子実装用基板２０ａも、前記同様のセラミック層ｓ１からなる基板本体２２、発光素子実装エリアａ、放熱体１０、電極２６ａ，２６ｂ、側面導体層２５、端子２７ａ，２７ｂ、および裏面絶縁層ｓ３を備えている。
かかる基板２０ａは、図７に示すように、基板本体２２の表面２３において、発光素子実装エリアａを上面に有し、且つ放熱体１０の表面側の全面を覆う前記同様の表面絶縁層ｓ４が更に形成されている。
かかる発光素子実装用基板２０ａによれば、基板本体２２の平坦な表面２３においても、放熱体１０と一対の電極２６ａ，２６ｂとの間でのマイグレーションが確実に阻止できるため、発光素子の正確な動作を一層保証可能となる。
【００３０】
図８は、別異な形態の第１の発光素子実装用基板２０ｂを示す垂直断面図である。かかる発光素子実装用基板２０ｂも、図８に示すように、前記同様の基板本体２２、発光素子実装エリアａ、放熱体１０、一対の端子２９ａ，２９ｂ、および裏面絶縁層ｓ３を備えている。上記基板本体２２の表面２３には、放熱体１０の表面を挟んで一対のパッド（電極）２８ａ，２８ｂが形成され、これらは、セラミック層ｓ１を貫通するビア導体ｖを介して、裏面２４側の端子２９ａ，２９ｂと個別に導通可能とされている。尚、発光素子実装用基板２０ｂも、前記基板２０と同様な方法により製造される。
図８に示すように、放熱体１０の表面２３側では、絶縁性ベーストｐを介して、発光素子実装エリアａに発光ダイオード（発光素子）ｄが実装され、かかるエリアａに実装される発光ダイオードｄは、一対のボンディングワイヤｗを介して、パッド２８ａ，２８ｂと個別に導通可能とされている。
かかる発光素子実装用基板２０ｂによっても、基板本体２２の裏面２４において、放熱体１０と一対の端子２９ａ，２９ｂとの間でのマイグレーションを、確実に阻止することができる。
【００３１】
図９は、前記基板２０ｂの応用形態の発光素子実装用基板２０ｃを示す垂直断面図である。かかる発光素子実装用基板２０ｃも、前記同様の基板本体２２、発光素子実装エリアａ、放熱体１０、パッド２８ａ，２８ｂ、ビア導体ｖ、端子２９ａ，２９ｂ、および裏面絶縁層ｓ３を備えている。
かかる基板２０ｂは、図９に示すように、基板本体２２の表面２３において、発光素子実装エリアａを上面に有し、且つ放熱体１０の表面側の全面を覆う前記同様の表面絶縁層ｓ４が更に形成されている。かかる表面絶縁層ｓ４は、前記基板１ａの製造方法と同様にして形成される。
かかる発光素子実装用基板２０ｃによれば、基板本体２２の表面２３においても、放熱体１０と一対のパッド（電極）２８ａ，２８ｂとの間でのマイグレーションが確実に阻止できるため、発光素子の正確な動作を一層保証可能となる。
【００３２】
図１０は、前記発光素子実装用基板１の基板本体２の裏面４において、放熱体１０の裏面側のうち、一対の端子１３ａ，１３ｂに接近する外周部分にのみ、底面視がリング形の裏面絶縁層ｓ３ａを形成し、かかる裏面４における放熱体１０の中心部を外部に露出させた形態を示す。尚、裏面絶縁層ｓ３ａは、端子１３ａ，１３ｂごとの前記凹部１４に沿った一対のほぼ半円形を呈する形態としても良い。
上記裏面絶縁層ｓ３ａを用いることで、裏面４における放熱体１０と端子１３ａ，１３ｂとの間のマイグレーションを防ぐと共に、放熱体１０からの熱放散性を高めることができる。尚、キャビティ５の底面６において、一対の電極１２ａ，１２ｂに接近する放熱体１０の表面側の部分にのみ、後述する表面絶縁層ｓ４ａを設けるようにした形態としても良い。
【００３３】
図１１は、前記発光素子実装用基板１ｂの基板本体２の裏面４において、放熱体１０の裏面側のうち、一対の端子１６ａ，１６ｂに接近する外周部分にのみ、底面視がリング形または一対のほぼ半円形の裏面絶縁層ｓ３ａを形成し、かかる裏面４における放熱体１０の中心部を外部に露出させた形態を示す。
図１２は、前記発光素子実装用基板２０ｂの基板本体２２の裏面２４において、放熱体１０の裏面側のうち、一対の端子２９ａ，２９ｂに接近する外周部分にのみ、底面視がリング形または一対のほぼ半円形の裏面絶縁層ｓ３ａを形成し、かかる裏面２４における放熱体１０の中心部を外部に露出させた形態を示す。
これらにおいても、前記同様にマイグレーションを防ぎ、且つ放熱体１０からの熱放散性を高めることができる。尚、キャビティ５の底面６または基板本体２２の表面２３において、一対のパッド１５ａ，１５ｂ，２８ａ，２８ｂに接近する放熱体１０の表面側の部分にのみ、後述する表面絶縁層ｓ４ａを設けるようにした形態としても良い。
【００３４】
図１３は、本発明における第２の発光素子実装用基板１ｄを示す垂直断面図、図１４は、その底面図を示す。
発光素子実装用基板１ｄは、図１３，１４に示すように、前記同様のセラミック層ｓ１，ｓ２からなり、表面３および裏面４を有する基板本体２、底面（表面）６および側面７からなるキャビティ５、底面６と裏面４との間を貫通する貫通孔ｈに配設され、導体を兼ねる放熱体１０を備えている。キャビティ５の底面６には、単一の電極１２が形成され、これは、基板本体２の一側面に形成した側面導体層１１を介して、基板本体２の裏面４に設けた単一の端子１３と導通している。
図１３に示すように、放熱体１０の表面側には、導電性ペーストｐまたはハンダを介して、その上面の発光素子実装エリアａに発光ダイオードｄが実装される。かかる発光ダイオードｄと電極１２とは、ボンディングワイヤｗを接続される。
【００３５】
尚、発光素子実装エリアａを囲む放熱体１０の表面側は、発光ダイオードｄからの光を反射する光反射層を兼ねている。
一方、図１４に示すように、基板本体２の裏面４に露出する放熱体１０の裏面側において、端子１３の凹部１４に接近する部分には、底面視がほぼ半円弧形を呈する裏面絶縁層ｓ３ａが形成されている。尚、本基板１ｄも、前記基板１ａと同様な方法で製造される。
例えば、図示しない外部電源から、端子１３、側面導体層１１、電極１２、およびボンデイングワイヤｗを介して、発光ダイオードｄに給電された電流は、かかるダイオードｄから所定の光を発光させた後、導電性ペーストｐおよび放熱体１０を介して、外部電源に環流される。
【００３６】
以上のような第２の発光素子実装用基板１ｄによれば、その基板本体２の裏面４において、放熱体１０の裏面側と端子１３との間に、前者の一部を覆う裏面絶縁層ｓ３ａが形成されているため、放熱体１０を形成するＡｇが、イオン化して、端子１３側に移動・拡散するマイグレーションを防止するか、抑制することができる。しかも、導体を兼ねる放熱体１０は、裏面絶縁層ｓ３ａに覆われた部分以外の大半が、基板本体２の裏面４に露出しているので、外部と導通を確保し、且つ発光ダイオードｄからの熱の放散性を高めることも可能となる。
【００３７】
図１５は、前記基板１ｄの応用形態である発光素子実装用基板１ｅを示す垂直断面図である。かかる基板１ｅは、図１５に示すように、基板本体２の裏面４に前記同様の裏面絶縁層ｓ３ａが形成されていると共に、キャビティ５の底面（表面）６に露出する放熱体１０において、電極１２に接近する部分にのみ前記同様の表面絶縁層ｓ４ａを形成されている。このため、放熱体１０と電極１２および端子１３との間における各マイグレーションを防ぐことが可能となる。尚、表面絶縁層ｓ４ａは、平面視で半円弧形に限らず、長方形などの矩形としても良い。
【００３８】
図１６は、異なる形態の第２の発光素子実装用基板１ｆを示す垂直断面図である。発光素子実装用基板１ｆは、図１６に示すように、前記同様の基板本体２、キャビティ５、放熱体１０を備えている。キャビティ５の底面（表面）６には、単一のパッド（電極）１５が形成され、これは、基板本体２のセラミック層ｓ１を貫通するビア導体ｖを介して、裏面４に形成した単一の端子１６と導通可能とされている。放熱体１０の表面側には、導電性ペーストｐまたはハンダを介して、その上面の発光素子実装エリアａに発光ダイオードｄが実装され、かかる発光ダイオードｄと上記パッド１５とは、ボンデイングワイヤｗを接続される。
図１６に示すように、基板本体２の裏面４に露出する放熱体１０の裏面側において、端子１３の前記凹部１４に接近する部分には、底面視がほぼ半円弧形を呈する裏面絶縁層ｓ３ａが形成されている。
以上のような発光素子実装用基板１ｆによっても、前記発光素子実装用基板１ｄと同様な効果を奏することができる。
【００３９】
図１７は、前記基板１ｆの応用形態である発光素子実装用基板１ｇを示す垂直断面図である。かかる基板１ｇは、図１７に示すように、基板本体２の裏面４に前記同様の裏面絶縁層ｓ３ａが形成されていると共に、キャビティ５の底面（表面）６に露出する放熱体１０において、パッド１５に接近する部分にのみ前記同様の表面絶縁層ｓ４ａを形成されている。このため、放熱体１０とパッド１５および端子１６との間における各マイグレーションを防ぐことが可能となる。
【００４０】
図１８は、更に異なる形態の第２の発光素子実装用基板２０ｄの垂直断面図である。かかる基板２０ｄは、図１８に示すように、前記同様のセラミック層ｓ１からなり、平坦な表面２３および裏面２４を有する基板本体２２と、かかる基板本体２２の表面２３と裏面２４との間を貫通する円柱形の貫通孔ｈに配設された前記同様の放熱体１０とを備えている。基板本体２２の表面２３には、上方に発光素子実装エリアａを含む放熱体１０の表面側に隣接して、単一の電極２６が形成され、これは、基板本体２２の一側面に形成された側面導体層２５を介して、裏面２４側の端子２７と導通可能とされている。
【００４１】
図１８に示すように、基板本体２２の裏面２４には、放熱体１０の裏面側のうち、端子２７に接近する部分を覆う前記同様の裏面絶縁層ｓ３ａが形成されている。かかる表面絶縁層ｓ３ａは、前記基板１の製造方法と同様にして形成される。
更に、放熱体１０の表面２３側では、導電性ベーストｐなどを介して、発光素子実装エリアａに発光ダイオードｄが実装され、かかるエリアａに実装される発光ダイオードｄは、ボンディングワイヤｗを介して、電極２６と導通可能とされる。
かかる発光素子実装用基板２０ｄによっても、基板本体２２の裏面２４において、放熱体１０と端子２７との間でのマイグレーションを確実に阻止できる。
【００４２】
図１９は、前記基板２０ｄの応用形態である発光素子実装用基板２０ｅを示す垂直断面図である。かかる基板２０ｅは、図１９に示すように、基板本体２２の裏面２４に前記同様の裏面絶縁層ｓ３ａが形成されていると共に、基板本体２２の表面２３に露出する放熱体１０において、電極２６に接近する部分にのみ前記同様の表面絶縁層ｓ４ａを形成されている。かかる表面絶縁層ｓ４ａは、前記基板１ａの製造方法と同様にして形成される。このため、放熱体１０と電極２６および端子２７との間における各マイグレーションをも防ぐことが可能となる。
【００４３】
図２０は、別異な形態の第２の発光素子実装用基板２０ｆを示す垂直断面図である。かかる基板２０ｆも、図２０に示すように、前記同様の基板本体２２、発光素子実装エリアａ、放熱体１０、単一の端子２９、および裏面絶縁層ｓ３ａを備えている。上記基板本体２２の表面２３には、放熱体１０の表面に隣接して、単一のパッド（電極）２８が形成され、これは、セラミック層ｓ１を貫通するビア導体ｖを介して、裏面２４側の端子２９と導通可能としている。
図２０に示すように、放熱体１０の表面２３側では、導電性ベーストｐまたはハンダを介して、発光素子実装エリアａに発光ダイオードｄが実装され、かかるエリアａに実装される発光ダイオードｄは、ボンディングワイヤｗを介して、パッド２８と導通可能とされている。
かかる発光素子実装用基板２０ｆによっても、基板本体２２の裏面２４において、放熱体１０と単一対の端子２９との間でのマイグレーションを、確実に阻止することができる。
【００４４】
図２１は、前記基板２０ｆの応用形態の発光素子実装用基板２０ｇを示す垂直断面図である。かかる基板２０ｇも、図２１に示すように、前記同様の基板本体２２、発光素子実装エリアａ、放熱体１０、単一のパッド２８、ビア導体ｖ、単一の端子２９、および、部分的に形成された裏面絶縁層ｓ３ａを備えている。
上記基板本体２２の表面２３において、発光素子実装エリアａを上方に有する放熱体１０の表面側のうち、パッド２８に接近する部分のみを覆う前記同様の表面絶縁層ｓ４ａが更に形成されている。
かかる発光素子実装用基板２０ｇによれば、基板本体２２の表面２３においても、放熱体１０と単一のパッド２８との間でのマイグレーションが確実に阻止できるため、発光素子の正確な動作を一層保証可能となる。
【００４５】
本発明は、前述した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記基板本体２，２２を成形するセラミック層は、前記単一のセラミック層ｓ１の形態に限らず、上層および下層の２層以上である複数層のセラミック層を一体に積層した形態としても良い。
また、基板本体が上記複数のセラミック層からなる形態では、各セラミック層間に、Ｗなどからなり且つ所要パターンを有する配線層を形成しても良い。かかる配線層は、前記側面導体層１１などやビア導体ｖを介して、前記電極１２などや端子１３などと導通可能とされる。
更に、基板本体が上記複数のセラミック層からなる形態では、各セラミック層となるグリーンシートごとに異なる内径の貫通孔を打ち抜き加工し、これらを同心で積層した後、前記Ａｇ粉末を含む導電性ペーストを充填・焼成することで、直径が基板本体の厚み方向で異なる形状の放熱体を形成することも可能である。
また、前記放熱体は、円柱形または複数段の円柱形に限らず、発光素子実装エリアの平面形状に応じて、断面が長円形または楕円形である長円柱形など、あるいは断面がほぼ正方形または長方形である直方体などを呈する形態としても良い。
更に、前記放熱体は、基板本体の表面および裏面を貫通し、厚み方向の一部に前記ビア導体を含んでいる形態としても良い。
加えて、キャビティ５を形成する前記セラミック層ｓ２は、金属製の枠体に替えても良い。また、前記基板本体２２の表面２３上に上記枠体を接着しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の発光素子実装用基板の一形態を示す垂直断面図。
【図２】上記発光素子実装用基板の底面図。
【図３】上記発光素子実装用基板の応用形態を示す垂直断面図。
【図４】異なる形態の第１の発光素子実装用基板を示す垂直断面図。
【図５】上記発光素子実装用基板の応用形態を示す垂直断面図。
【図６】更に異なる形態の第１の発光素子実装用基板を示す垂直断面図。
【図７】上記発光素子実装用基板の応用形態を示す垂直断面図。
【図８】別異な形態の第１の発光素子実装用基板を示す垂直断面図。
【図９】上記発光素子実装用基板の応用形態を示す垂直断面図。
【図１０】第１の発光素子実装用基板の変形形態を示す垂直断面図。
【図１１】異なる形態の前記発光素子実装用基板の変形形態を示す垂直断面図。
【図１２】別異な形態の前記発光素子実装用基板の変形形態を示す垂直断面図。
【図１３】第２の発光素子実装用基板の一形態を示す垂直断面図。
【図１４】上記発光素子実装用基板の底面図。
【図１５】上記発光素子実装用基板の応用形態を示す垂直断面図。
【図１６】異なる形態の第２の発光素子実装用基板を示す垂直断面図。
【図１７】上記発光素子実装用基板の応用形態を示す垂直断面図。
【図１８】更に異なる形態の第２の発光素子実装用基板を示す垂直断面図。
【図１９】上記発光素子実装用基板の応用形態を示す垂直断面図。
【図２０】別異な形態の第２の発光素子実装用基板を示す垂直断面図。
【図２１】上記発光素子実装用基板の応用形態を示す垂直断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１，１ａ〜１ｇ，２０，２０ａ〜２０ｇ……………………発光素子実装用基板
２，２２…………………………………………………………………基板本体
４，２４…………………………………………………………………裏面
５…………………………………………………………………………キャビティ
６…………………………………………………………………………底面（表面）
１０………………………………………………………………………放熱体
１２,１２ａ,１２ｂ，２６，２６ａ,２６ｂ…………………………電極
１３,１３ａ,１３ｂ,２７,２７ａ,２７ｂ,２９,２９ａ,２９ｂ…端子
１５,１５ａ,１５ｂ，２８,２８ａ,２８ｂ…………………………パッド（電極）
ａ…………………………………………………………………発光素子実装エリア
ｄ…………………………………………………………発光ダイオード（発光素子）
ｓ３，ｓ３ａ……………………………………………………………裏面絶縁層
ｓ４，ｓ４ａ……………………………………………………………表面絶縁層
【図１】
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【図２】
2009071013.tif 000004
【図３】
2009071013.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009071013.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009071013.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009071013.tif 000011
【図１０】
2009071013.tif 000012
【図１１】
2009071013.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2009071013.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2009071013.tif 000017
【図１６】
2009071013.tif 000018
【図１７】
2009071013.tif 000019
【図１８】
2009071013.tif 000020
【図１９】
2009071013.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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