JP2009054801A - 放熱部材及びそれを備えた発光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】実装される表面実装部品の構造を設計変更することなく、表面実装部品からの熱を効率よく放熱することが可能な放熱部材を提供する。
【解決手段】このメタルベース基板（放熱部材）１２０は、アルミニウムから構成される板状の基材部１２１と、基材部１２１の上面上に絶縁層１２５を介して形成された導体層１２６と、導体層１２６の上面側に開口端を有し、導体層１２６および絶縁層１２５を貫通することにより基材部１２１に底面が形成された細長状の溝部１２７と、溝部１２７の底面および溝部１２７の内側面を覆うように被覆された銅メッキ層１２８とを備えている。
【選択図】図３

Description

この発明は、放熱部材およびその放熱部材を備えた発光モジュールに関する。

パワー半導体素子を含む電子部品やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）素子が搭載された発光装置などの表面実装部品では、駆動により多量の熱が発生する。このため、これらの表面実装部品をモジュール化する際には、通常、何らかの放熱部材が用いられる。

この放熱部材の一例として、従来、金属板の上面上に絶縁層を介して配線層が形成された実装基板（メタルベース基板）が知られている。このような実装基板（メタルベース基板）では、熱伝導の優れた金属板を含んでいるため、金属板を含まないガラスエポキシ基板などと比べて、放熱特性が高い。

しかしながら、上記した従来の実装基板（メタルベース基板）では、金属板と表面実装部品との間に熱伝導率の小さい絶縁層が介在するため、この絶縁層の熱抵抗によって金属板への熱伝導が阻害されるという不都合があった。このため、表面実装部品からの熱を十分に金属板から放熱させることが困難であるという不都合があった。

また、近年、電子部品や発光装置などの表面実装部品において高出力化の傾向が益々高くなってきており、それに伴って、表面実装部品の駆動により生じる発熱量も大きくなってきている。たとえば、ＬＥＤ素子が搭載された発光装置では、一般照明や大画面液晶用バックライト、自動車用ランプなどの用途にも用いられるようになってきている。このような用途に発光装置を用いる場合には、高い光出力を必要とするためＬＥＤ素子に大電流を流す必要がある。このため、発光装置からの発熱量も従来と比べて大きくなる。しかしながら、従来の実装基板（メタルベース基板）では、上記した不都合があるので、表面実装部品の高出力化に対応することが困難であった。

ここで、従来の実装基板（メタルベース基板）における不都合を改善する方法として、メタルベース基板（実装基板）の絶縁層の一部を除去することによって金属板の一部を露出させ、実装する表面実装部品（電子部品、発光装置など）の一部を金属板の露出された領域と直接接触させる方法が考えられる。また、このような構成に適用可能なＬＥＤパッケージ（発光装置）が、たとえば、特許文献１に記載されている。

図２５は、上記特許文献１に記載された従来のＬＥＤパッケージをメタルベース基板に実装した状態を示した断面図である。図２５を参照して、従来のＬＥＤパッケージ８０１は、金属材料から構成されたヒートシンク８０２と、このヒートシンク８０２の上面上にサブマウント８０３を介して搭載されたＬＥＤ素子８０４と、ヒートシンク８０２の所定の位置に取り付けられた絶縁体８０５と、絶縁体８０５から側方に延びる複数のリード線８０６と、絶縁体８０５の上部にＬＥＤ素子８０４を覆うように取り付けられたレンズ部材８０７とを備えている。また、ＬＥＤ素子８０４の端子部（図示せず）と複数のリード線８０６とは、ボンディングワイヤ８０８を介して、互いに電気的に接続されている。また、ヒートシンク８０２は、下部側が平坦な当接面となるように構成されている。一方、メタルベース基板（実装基板）８１０は、金属板８１１の上面上に、絶縁層８１２を介して配線層８１３が形成された構成を有している。このメタルベース基板８１０は、絶縁層８１２の一部が除去されることによって、金属板８１１の一部が露出された状態となっている。そして、上記したＬＥＤパッケージ８０１が、ヒートシンク８０２の当接面と金属板８１１の露出された領域とが直接接触するように、メタルベース基板８１０の上面上に表面実装されている。なお、ＬＥＤパッケージ８０１のリード線８０６は、所定の角度で折り曲げられて、メタルベース基板８１０の配線層８１３に電気的に接続されている。

上記した構成では、ＬＥＤ素子８０４の駆動（発光）により発生した熱は、ヒートシンク８０２を介してメタルベース基板８１０の金属板８１１に直接伝達されるので、ＬＥＤパッケージ８０１（ＬＥＤ素子８０４）の発熱量が大きい場合でも、ＬＥＤパッケージ８０１（ＬＥＤ素子８０４）からの熱を効果的にメタルベース基板８１０の金属板８１１から放熱させることが可能となる。

特開２００５−１８３９９３号公報

しかしながら、図２５に示した従来の構成では、絶縁層８１２の一部を除去することによって、メタルベース基板８１０の実装面（配線層８１３が形成されている側の面）に段差が形成されるという不都合がある。このため、接合面が平坦な一般的な表面実装部品を実装した場合には、表面実装部品の一部を金属板８１１の露出された領域に直接接触させることが困難となる。すなわち、表面実装部品と金属板８１１とを熱的に接続することが困難となる。そして、この場合には、表面実装部品からの熱を効率よく放熱させることが困難となる。したがって、図２５に示したメタルベース基板８１０において放熱性向上の効果を得るためには、表面実装部品の一部と金属板８１１とが直接接触するように、表面実装部品の構造を上記特許文献１に記載されたＬＥＤパッケージ８０１のような構造に設計変更する必要があるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、実装される表面実装部品の構造を設計変更することなく、表面実装部品からの熱を効率よく放熱することが可能な放熱部材を提供することである。

この発明の他の目的は、良好な放熱特性を有する発光モジュールを提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による放熱部材は、金属部材と、金属部材の上面上に絶縁層を介して形成された導体層と、導体層の上面側に開口端を有し、導体層および絶縁層を貫通することにより金属部材に底面が形成された溝部と、溝部の内面上の少なくとも一部に形成された熱伝導部材とを備えている。

この第１の局面による放熱部材では、上記のように、導体層の上面側に開口端を有し、導体層および絶縁層を貫通することにより金属部材に底面が形成された溝部と、溝部の内面上の少なくとも一部に形成された熱伝導部材とを備えることによって、導体層上に表面実装される表面実装部品からの熱を、溝部の内面上に形成された熱伝導部材を介して金属部材に効率よく伝達させることができる。このため、表面実装部品からの熱を、放熱機能を有する金属部材から効率よく放熱させることができる。また、放熱部材を上記のように構成することによって、実装される表面実装部品の発熱量が大きい場合でも、表面実装部品からの熱を金属部材から効率よく放熱させることができるので、表面実装部品の高出力化に対応することができる。

また、上記した構成では、導体層と金属部材とが熱伝導部材を介して熱的に接続されるので、導体層上に表面実装部品を実装することによって、表面実装部品を、導体層を介して金属部材と間接的に熱接触（熱的に接続）させることができる。このため、絶縁層を除去することにより金属部材の表面を露出させるとともに、表面実装部品の一部を金属部材の露出された領域と直接接触させる構成と異なり、接合面が平坦な一般的な表面実装部品を実装する場合でも、表面実装部品を金属部材と熱的に接続させることが可能となる。これにより、実装される表面実装部品の構造を設計変更することなく、表面実装部品からの熱を金属部材から効率よく放熱することができる。

上記第１の局面による放熱部材において、好ましくは、溝部は、互いに所定の間隔を隔てて複数形成されており、複数の溝部は、金属部材の上面と平行な所定方向に延びるように細長状に形成されている。このように構成すれば、容易に、表面実装部品からの熱を、熱伝導部材を介して金属部材に伝達させることができるので、容易に、放熱特性を向上させることができる。

上記第１の局面による放熱部材において、好ましくは、熱伝導部材は、金属メッキ層から構成されている。このように構成すれば、金属メッキ層は、半田や導電性ペーストなどから構成される熱伝導部材と比べて熱伝導率が高いので、より容易に、実装される表面実装部品からの熱を金属部材に伝達させることができる。

この場合において、金属メッキ層は、溝部の底面および溝部の内側面を被覆するように形成されていてもよい。

上記溝部の底面および溝部の内側面を被覆するように金属メッキ層が形成された構成において、好ましくは、溝部の内面上の少なくとも一部に、半田または導電性ペーストが、金属メッキ層を介して埋め込まれている。このように構成すれば、溝部の底面および溝部の内側面に被覆された金属メッキ層に加えて、溝部内に埋め込まれた半田または導電性ペーストによっても、表面実装部品からの熱を金属板に伝達することができるので、溝部の底面および溝部の内側面に金属メッキ層が被覆されているだけの構成に比べて、表面実装部品からの熱を、容易に、金属部材に伝達することができる。なお、溝部内に埋め込まれる半田または導電性ペーストは、表面実装部品を実装する際に接着剤として用いられる半田または導電性ペーストであってもよい。この際、接着剤として用いられる半田または導電性ペーストは、溝部に流れ込むことによって溝部内を埋め込むとともに、溝部に流れ込んだ半田または導電性ペーストは、その表面張力によって表面実装部品に対して下方向への強力な引張力を生じさせる。この表面実装部品に対する下方向への強力な引張力により、導体層と表面実装部品との間に介在する半田または導電性ペーストの厚みを小さくすることができるので、導体層と表面実装部品との間に、半田または導電性ペーストが介在する場合でも、介在する半田または導電性ペーストの熱抵抗を小さくすることができる。このため、表面実装部品からの熱を効率よく導体層に伝達させることができるので、表面実装部品からの熱を、溝部に設けられた熱伝導部材を介して、金属部材に伝達させ易くすることができる。したがって、これによっても、放熱特性を向上させることができる。

上記半田または導電性ペーストが溝部の内面上に埋め込まれた構成において、好ましくは、導体層の所定領域には、半田または導電性ペーストの流れを堰き止めるダム部材が設けられている。このように構成すれば、導体層を、溝部内に半田または導電性ペーストが埋め込まれた領域と、溝部内に半田または導電性ペーストが埋め込まれていない領域とに分けることができる。このため、溝部内に半田または導電性ペーストが埋め込まれた領域を、表面実装部品の実装領域とすることができるとともに、溝部内に半田または導電性ペーストが埋め込まれていない領域を、放熱領域として機能させることができる。これにより、表面実装部品からの熱を、金属部材のみならず、溝部内に半田または導電性ペーストが埋め込まれていない領域からも放熱させることができるので、より容易に、放熱特性を向上させることができる。

上記溝部の内面上に熱伝導部材としての金属メッキ層が形成されている構成において、好ましくは、金属メッキ層は、溝部を埋め込むように形成されている。このように構成すれば、より効率よく、表面実装部品からの熱を金属部材に伝達させることができるので、より効率よく、表面実装部品からの熱を金属部材から放熱させることができる。

上記溝部の内面上に熱伝導部材としての金属メッキ層が形成されている構成において、好ましくは、金属部材は、アルミニウムから構成されており、金属メッキ層は、銅から構成されている。このように構成すれば、放熱部材の軽量化および耐食性の向上を図りながら、さらに効率よく、表面実装部品からの熱を金属部材に伝達させることができ、かつ、さらに効率よく、伝達された表面実装部品からの熱を金属部材から放熱させることができる。

この場合において、アルミニウムから構成された金属部材は、その表面上に形成されるアルミ二ウムとは異なる金属材料から構成された金属層を含むように構成してもよい。

上記アルミニウムから構成された金属部材を備えた構成において、好ましくは、アルミニウムから構成された金属部材は、ジンケート処理によって表面上に形成されるジンケート処理層、および、メッキ処理によってジンケート処理層上に形成されるニッケル層を含んでいる。このように構成すれば、金属部材をアルミニウムから構成したとしても、溝部の内面上に銅から構成される金属メッキ層を形成する際に、金属メッキ層の密着性が低下するのを容易に抑制することができる。

この場合において、好ましくは、アルミニウムから構成された金属部材は、ニッケル層上に形成される銅層をさらに含んでいる。このように構成すれば、より容易に、銅から構成される金属メッキ層を溝部の内面上に形成することができる。

上記第１の局面による放熱部材において、好ましくは、導体層は、放熱用の第１導体層と、第１導体層と電気的に絶縁分離された配線用の第２導体層とを含み、溝部は、放熱用の第１導体層の形成領域に形成されている。このように構成すれば、溝部の内面上に熱伝導部材を形成することにより、導体層と金属部材とが熱伝導部材を介して電気的に接続されたとしても、導体層の電気的な短絡を抑制することができる。これにより、電気的な短絡を考慮することなく、表面実装部材を表面実装することができる。

この発明の第２の局面による発光モジュールは、発光素子を含む発光装置と、上記第１の局面による放熱部材とを備える発光モジュールである。このように構成すれば、容易に、良好な放熱特性を有する発光モジュールを得ることができる。なお、放熱特性を向上させることによって、発光寿命の低下や輝度の低下などを抑制することができるので、良好な発光特性を有する発光モジュールを容易に得ることができる。

上記第２の局面による発光モジュールにおいて、好ましくは、発光装置は、内周面が発光素子からの光を反射する反射面とされる反射枠体を備えており、反射枠体は、放熱材料から構成されている。このように構成すれば、発光素子の発光により生じた熱を反射枠体からも効率よく放熱させることができるので、容易に、放熱特性を向上させることができる。これにより、より容易に、良好な放熱特性を有する発光モジュールを得ることができる。

上記第２の局面による発光モジュールにおいて、好ましくは、発光装置は、上面側の第１電極層および下面側の第２電極層を含み、所定領域に形成された貫通孔を介して第１電極層と第２電極層とが互いに熱的に接続された基板をさらに備え、発光素子は、上面側の第１電極層上に搭載されているとともに、上面側の第１電極層と熱的に接続された下面側の第２電極層は、放熱部材に設けられた熱伝導部材を介して、放熱部材の金属部材と熱的に接続されている。このように構成すれば、発光素子からの熱を、より容易に、放熱部材の金属部材に伝達させることができるとともに、放熱部材の金属部材から放熱させることができるので、より容易に、放熱特性を向上させることができる。これにより、さらに容易に、良好な放熱特性を有する発光モジュールを得ることができる。

この場合において、好ましくは、反射枠体は、上面側の第１電極層と直接接触または導電性部材を介して間接的に接触するように、絶縁基板の上面上に固定されている。このように構成すれば、発光素子からの熱を、より効率よく、反射枠体に伝達させることができるので、発光素子からの熱を、より効率よく、反射枠体から放熱させることができる。

上記発光装置に反射枠体を備えた構成において、好ましくは、反射枠体は、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成されている。このように構成すれば、より容易に、反射枠体の放熱効率を向上させることができる。

上記発光装置に絶縁基板を備えた構成において、絶縁基板は、発光素子に電力を供給するための配線用の第３電極層をさらに含み、上面側の第１電極層および下面側の第２電極層は、それぞれ、配線用の第３電極層と電気的に絶縁分離されていてもよい。

上記第２の局面による発光モジュールにおいて、発光素子は、発光ダイオード素子から構成されていてもよい。

以上のように、本発明によれば、実装される表面実装部品の構造を設計変更することなく、表面実装部品からの熱を効率よく放熱することが可能な放熱部材を容易に得ることができる。

また、本発明によれば、良好な放熱特性を有する発光モジュールを容易に得ることができる。

以下、本発明を具体化した実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による発光モジュールの全体斜視図であり、図２は、図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールの分解斜視図である。図３は、図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールの断面図である。図４〜図１０は、図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールの構造を説明するための図である。まず、図１〜図１０を参照して、本発明の第１実施形態による発光モジュールの構造について説明する。

第１実施形態による発光モジュール１１０は、図１に示すように、メタルベース基板１２０の上面上に複数の表面実装型ＬＥＤ１３０が互いに所定の間隔を隔てて表面実装された構造を有している。なお、メタルベース基板１２０は、本発明の「放熱部材」の一例であり、表面実装型ＬＥＤ１３０は、本発明の「発光装置」の一例である。

また、発光モジュール１１０を構成するメタルベース基板１２０は、図２および図３に示すように、アルミニウムから構成された板状の基材部１２１を備えている。この基材部１２１は、表面実装される表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を外部に放熱する機能を有している。なお、基材部１２１は、本発明の「金属部材」の一例である。また、基材部１２１は、図５に示すように、表面側から順次積層されたジンケート処理層１２２、ニッケル層１２３および銅層１２４を含んでいる。具体的には、基材部１２１の表面部には、ジンケート処理によって、約０．０５μｍ〜０．２μｍの厚みを有するジンケート処理層１２２が形成されている。また、ジンケート処理層１２２の上面上には、無電界メッキ処理によって、約２μｍの厚みを有するニッケル層１２３が形成されている。さらに、ニッケル層１２３の上面上には、メッキ処理によって、５μｍ以上の厚みを有する銅層１２４が形成されている。なお、ジンケート処理層１２２、ニッケル層１２３および銅層１２４は、それぞれ、本発明の「金属層」の一例である。

また、図３および図５に示すように、基材部１２１の片方の主面（上面）上には、約２５μｍ〜約８０μｍの厚みを有する絶縁層１２５がほぼ全面に形成されている。この絶縁層１２５の所定領域上には、所定のパターン形状を有する導体層１２６が形成されている。すなわち、第１実施形態によるメタルベース基板１２０では、導体層１２６が、絶縁層１２５を介して基材部１２１の片方の主面（上面）上に形成されている。この導体層１２６は、電気伝導性および熱伝導性に優れた銅などの金属材料から構成されているとともに、絶縁層１２５の上面上に複数形成されている。また、複数の導体層１２６は、配線用の導体層１２６ａと、放熱用の導体層１２６ｂとに区分される。そして、各々の導体層１２６は、互いに所定の間隔を隔てて形成されることにより、互いに電気的に絶縁分離されている。

また、放熱用の導体層１２６ｂは、図４に示すように、平面的に見て、表面実装型ＬＥＤ１３０における後述する放熱用の電極層１５６（図７および図８参照）と対応する形状に形成されている。また、複数の配線用の導体層１２６ａは、表面実装型ＬＥＤ１３０が表面実装された際に、表面実装型ＬＥＤ１３０の対応する電極端子１５７ａ、１５８ａ（図７および図８参照）と電気的に接続可能に配置されている。具体的には、放熱用の導体層１２６ｂは、Ｙ方向の長さがＸ方向の長さよりも長くなるように形成されている。すなわち、放熱用の導体層１２６ｂは、Ｙ方向に延びるように形成されている。また、放熱用の導体層１２６ｂは、Ｘ方向の中心に対して対称となるように形成されている。一方、配線用の導体層１２６ａは、放熱用の導体層１２６ｂの一方端側（Ｘ１方向側）および放熱用の導体層１２６ｂの他方端側（Ｘ２方向側）に、それぞれ、３個ずつ形成されている。そして、Ｘ１方向側に形成された配線用の導体層１２６ａおよびＸ２方向側に形成された配線用の導体層１２６ａは、それぞれ、Ｙ方向に互いに所定の間隔を隔てて配置されている。

ここで、第１実施形態では、図２〜図４に示すように、メタルベース基板１２０は、放熱用の導体層１２６ｂの形成領域において、導体層１２６（１２６ｂ）の上面側からメタルベース基板１２０の厚み方向にレーザ加工によって掘られた複数の溝部１２７を有している。この複数の溝部１２７は、図５に示すように、導体層１２６（１２６ｂ）および絶縁層１２５を貫通する一方、基材部１２１のジンケート処理層１２２を貫通しない深さに形成されている。すなわち、複数の溝部１２７の各々の開口端は、導体層１２６の上面側に位置しているとともに、複数の溝部１２７の各々の底面は、基材部１２１の銅層１２４に形成されている。

また、第１実施形態では、図４に示すように、複数の溝部１２７は、その各々が基材部１２１の上面に対して平行な所定方向に沿って延びるように細長状に形成されている。具体的には、複数の溝部１２７のうちの一部の溝部１２７ａは、放熱用の導体層１２６ｂの中央部の領域において、平面的に見て、中心部（放熱用の導体層１２６ｂの略中央部）から外側に広がるように放射状に配置されている。その一方、複数の溝部１２７のうちの残りの溝部１２７ｂの各々は、放熱用の導体層１２６ｂの他の領域において、Ｙ方向に延びるように形成されているとともに、溝部１２７の延びる方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に所定の間隔を隔てて配列されている。また、複数の溝部１２７の各々は、約０．１ｍｍの幅（溝部１２７の延びる方向と直交する方向の幅）に形成されている。

さらに、第１実施形態では、図３および図５に示すように、基材部１２１の上面上には約２５μｍの厚みを有する銅メッキ層１２８が形成されている。この銅メッキ層１２８は、溝部１２７の内面上を覆うように形成されている。具体的には、銅メッキ層１２８は、溝部１２７の底面および溝部１２７の内側面を被覆するように形成されている。これにより、第１実施形態によるメタルベース基板１２０では、放熱用の導体層１２６ｂと基材部１２１とが、溝部１２７の内面上に形成された銅メッキ層１２８を介して熱的に接続された状態となっている。なお、銅メッキ層１２８は、溝部１２７の内面上以外に、配線用の導体層１２６ａおよび放熱用の導体層１２６ｂの各々の上面上にも形成されている。なお、銅メッキ層１２８は、本発明の「熱伝導部材」および「金属メッキ層」の一例である。

また、溝部１２７の底面は、上記したように、基材部１２１の銅層１２４に形成されているため、溝部１２７の内面上に銅メッキ層１２８を形成したとしても、銅メッキ層１２８の密着強度の低下が抑制される。すなわち、上記した構成と異なり基材部１２１の表面部にジンケート処理層１２２、ニッケル層１２３および銅層１２４が形成されていない構成の場合には、溝部１２７の底面にアルミニウム部材が露出することになる。アルミニウム部材は、その表面に酸化被膜が形成され易いので、活性な表面を得ることが困難であるという不都合がある。このため、アルミニウム部材の表面上に、銅メッキ層１２８を直接形成することは非常に困難となる。したがって、溝部１２７の内面上に銅メッキ層１２８を形成した際に、銅メッキ層１２８の密着強度が低下するという不都合が生じる。その一方、基材部１２１の表面上にジンケート処理層１２２を介してニッケル層１２３および銅層１２４を形成するとともに、溝部１２７の底面を銅層１２４に形成した第１実施形態の構成では、上記した不都合を抑制することが可能となるので、溝部１２７の内面上に銅メッキ層１２８を形成した際に、銅メッキ層１２８の密着強度の低下を抑制することが可能となる。

なお、上記のように構成されたメタルベース基板１２０では、放熱用の導体層１２６ｂと基材部１２１とは、銅メッキ層１２８を介して電気的に接続されるものの、配線用の導体層１２６ａは絶縁層１２５を介して基材部１２１の上面上に形成されているため、配線用の導体層１２６ａと基材部１２１とは電気的に絶縁分離された状態となっている。このため、第１実施形態によるメタルベース基板１２０では、複数の導体層１２６が、金属材料から構成される基材部１２１を介して互いに電気的に短絡することはない。

また、メタルベース基板１２０上に表面実装される表面実装型ＬＥＤ１３０は、図２に示すように、基板１３１と、基板１３１上に搭載された発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）１３２と、基板１３１上にＬＥＤ素子１３２を囲むように固定（接着）された反射枠体１３３と、反射枠体１３３の内側に充填された透光性部材１３４とを備えている。なお、ＬＥＤ素子１３２は、本発明の「発光素子」の一例である。

また、基板１３１は、図３に示すように、ガラスエポキシや液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）などから構成される絶縁基材１４２の上面上および下面上に、それぞれ、複数の電極層が形成された両面基板から構成されている。また、基板１３１は、図７および図８に示すように、平面的に見て、Ｘ方向に、約３．５ｍｍの長さを有するとともに、Ｘ方向と直交するＹ方向にも、約３．５ｍｍの長さを有する正方形形状に形成されている。また、基板１３１は、約０．２ｍｍの厚みを有している。

また、絶縁基材１４２の上面上に形成された複数の電極層は、図２および図９に示すように、正の極性を持つ複数（３つ）の有極性電極層１４７、および、負の極性を持つ複数（３つ）の有極性電極層１４８と、有極性電極層１４７および１４８と絶縁溝１４９を介して電気的に絶縁分離された電気的な極性を持たない無極性（中性）電極層１４６とに分けられる。また、有極性電極層１４７および１４８は、図６に示すように、絶縁基材１４２の上面上であるとともに、反射枠体１３３の開口部１３３ａの内側に位置する領域にそれぞれ形成されている。また、無極性電極層１４６は、絶縁基材１４２の上面上であるとともに、有極性電極層１４７および１４８が形成されている領域以外の領域に形成されている。具体的には、図９に示すように、無極性電極層１４６は、有極性電極層１４７および１４８、有極性電極層１４７および１４８の周囲の絶縁溝１４９、および、基板１３１の上面の外周部の領域以外の領域に形成されている。なお、有極性電極層１４７および１４８は、本発明の「配線用の第３電極層」の一例であり、無極性電極層１４６は、本発明の「上面側の第１電極層」の一例である。

また、絶縁基材１４２の下面上に形成された電極層は、図７および図８に示すように、主として配線用に用いられる電極層１５７および１５８と、主として放熱用に用いられ、広面積に形成された電極層１５６とから構成されている。また、配線用に用いられる電極層１５７および１５８は、上記した複数の有極性電極層１４７および１４８にそれぞれ対応するように複数形成されており、図３に示すように、絶縁基材１４２の貫通孔１４２ａを介して有極性電極層１４７および１４８とそれぞれ電気的に接続されている。また、図７および図８に示すように、配線用に用いられる電極層１５７および１５８には、絶縁基材１４２の一方端側（Ｘ１方向側）および他方端側（Ｘ２方向側）にそれぞれ形成された電極端子１５７ａおよび１５８ａが一体的に連結されている。なお、主として配線用に用いられる電極層１５７および１５８は、本発明の「配線用の第３電極層」の一例であり、主として放熱用に用いられる電極層１５６は、本発明の「下面側の第２電極層」の一例である。

また、放熱用に用いられる電極層１５６は、図３に示すように、絶縁基材１４２の複数の貫通孔１４２ｂを介して無極性電極層１４６と直接接触している。すなわち、放熱用に用いられる電極層１５６は、絶縁基材１４２の複数の貫通孔１４２ｂを介して無極性電極層１４６と熱的に接続されている。なお、有極性電極層１４７および１４８、無極性電極層１４６、電極層１５７および１５８、電極端子１５７ａおよび１５８ａは、銅などの熱伝導性の優れた導電性材料から構成されている。

さらに、絶縁基材１４２の下面側の所定領域には、図８に示すように、レジスト層１５９が、配線用に用いられる電極層１５７および１５８を覆うように形成されている。このレジスト層１５９は、表面実装型ＬＥＤ１３０を半田１６０によって表面実装する際に、半田１６０が広がることに起因して、電極層１５６と電極層１５７（１５８）とが電気的に短絡するという不都合が生じるのを抑制する機能を有している。また、放熱用に用いられる電極層１５６上および電極端子１５７ａ、１５８ａ上には、図３に示すように、それぞれ、メッキ層１６６および１６７が形成されている。これにより、表面実装型ＬＥＤ１３０では、基板１３１の下面側が平坦面となるように構成されている。

また、図２および図６に示すように、無極性電極層１４６の上面上であるとともに、反射枠体１３３の開口部１３３ａの内側に位置する領域上には、３個の上記ＬＥＤ素子１３２が、接着剤１７２（図３参照）によって固定されている。このＬＥＤ素子１３２は、正の有極性電極層１４７と負の有極性電極層１４８との間に、互いに所定の間隔を隔てて配列されている。また、３個のＬＥＤ素子１３２は、それぞれ、赤色、緑色、および、青色の光を発光する機能を有している。

また、図２および図３に示すように、正の有極性電極層１４７の上面と、ＬＥＤ素子１３２の電極部とは、それぞれ、ボンディングワイヤ１３７を介して電気的に接続されているとともに、負の有極性電極層１４８の上面と、ＬＥＤ素子１３２の電極部とは、それぞれ、ボンディングワイヤ１３８を介して電気的に接続されている。これにより、電極層１５７の電極端子１５７ａと電極層１５８の電極端子１５８ａとの間に電圧を加えることによって、ボンディングワイヤ１３７および１３８を介してＬＥＤ素子１３２に電流が流れ、それぞれのＬＥＤ素子１３２が固有の波長で発光する。そして、これらのＬＥＤ素子１３２が同時に発光した場合には、その色が混色されて出射される。また、この場合、青色の光を発光するＬＥＤ素子１３２のみを搭載するとともに、透光性部材１３４中に蛍光体を分散させることによって、表面実装型ＬＥＤ１３０からの出射光が白色光となるように構成してもよい。なお、ボンディングワイヤ１３７および１３８は、Ａｕ、Ａｌなどの金属細線から構成されている。

また、反射枠体１３３は、放熱特性に優れたアルミニウムを主成分とする金属材料から構成されているとともに、図６に示すように、基板１３１とほぼ同じ大きさの平面形状に形成されている。具体的には、反射枠体１３３は、平面的に見て、Ｘ方向に、約３．５ｍｍの長さを有するとともに、Ｙ方向にも、約３．５ｍｍの長さを有する正方形形状に形成されている。また、反射枠体１３３は、約０．６ｍｍの厚みを有している。

また、反射枠体１３３の中央部には、図２および図３に示すように、上面から下面に貫通する開口部１３３ａが形成されている。この開口部１３３ａは、内側面１３３ｂがＬＥＤ素子１３２から発光された光を反射させる反射面として機能するように構成されている。また、開口部１３３ａの内側面１３３ｂの表面には、反射率を高めるために、銀メッキ処理やアルマイト処理などが施されている。また、開口部１３３ａは、図６に示すように、ＬＥＤ素子１３２から発光された光を均等に集光させるために内側面１３３ｂが平面的に見て円状に形成されている。さらに、開口部１３３ａは、図２および図３に示すように、開口部１３３ａの上方に向かってテーパ状に広がるように形成されている。このように、開口部１３３ａの内側面１３３ｂは、ＬＥＤ素子１３２から発光された光を効率よく上方に反射させることが可能に構成されている。

また、反射枠体１３３は、図１０に示すように、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などから構成される樹脂接着剤１４０によって基板１３１上に接着（固定）されている。具体的には、反射枠体１３３は、基板１３１上の無極性電極層１４６が形成されていない外周部の領域上に塗布された樹脂接着剤１４０によって、底面１３３ｃの少なくとも一部が無極性電極層１４６の上面と直接接触するように、基板１３１上に接着されている。すなわち、反射枠体１３３は、無極性電極層１４６と熱的に接触するように、基板１３１上に接着（固定）されている。なお、図９、図１０に示すように、基板１３１上の所定領域には、レジスト層１４３が形成されており、樹脂接着剤１４０はレジスト層１４３を介して基板１３１上に形成されている。

また、図２に示すように、反射枠体１３３の底面１３３ｃ（図１０参照）と反射枠体１３３の一方端面（Ｘ１方向側の側面）とによって構成される角部、および、反射枠体１３３の底面１３３ｃ（図１０参照）と反射枠体１３３の他方端面（Ｘ２方向側の側面）とによって構成される角部には、それぞれ、断面が円弧状の切欠部１３９が形成されている。この切欠部１３９は、絶縁部材１５０で覆われている。

また、透光性部材１３４は、エポキシ樹脂やシリコン樹脂などの樹脂材料から構成されており、図２および図３に示すように、反射枠体１３３の開口部１３３ａ内に、ＬＥＤ素子１３２、ボンディングワイヤ１３７および１３８を封止するように設けられている。この透光性部材１３４は、ＬＥＤ素子１３２、ボンディングワイヤ１３７および１３８を封止することによって、ＬＥＤ素子１３２、ボンディングワイヤ１３７および１３８が、空気や水分などと接するのを抑制する機能を有している。

このように構成された表面実装型ＬＥＤ１３０は、上述したメタルベース基板１２０の上面上に半田１６０によって表面実装され、これによって、第１実施形態による発光モジュールが構成される。この際、表面実装型ＬＥＤ１３０は、図３に示すように、下面側の電極層１５６とメタルベース基板１２０の放熱用の導体層１２６ｂとが半田１６０によって熱的に接続された状態となっているとともに、下面側の電極端子１５７ａおよび１５８ａとメタルベース基板１２０の配線用の導体層１２６ａとが半田１６０によって電気的に接続された状態となっている。

このため、表面実装型ＬＥＤ１３０のＬＥＤ素子１３２の発光により生じた熱は、無極性電極層１４６および放熱用の電極層１５６を介して、メタルベース基板１２０の放熱用の導体層１２６ｂに熱伝達されるとともに、放熱用の導体層１２６ｂに熱伝達された表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱は、銅メッキ層１２８を介してメタルベース基板１２０の基材部１２１に熱伝達され、この基材部１２１から外部に放熱される。また、ＬＥＤ素子１３２の発光により生じた熱は、絶縁基材１４２の上面上に形成された無極性電極層１４６でも放熱されるとともに、絶縁基材１４２の貫通孔１４２ｂを介して無極性電極層１４６と熱的に接続されている放熱用の電極層１５６でも放熱される。さらに、ＬＥＤ素子１３２の発光により生じた熱は、無極性電極層１４６と直接接触している反射枠体１３３からも放熱される。このように、第１実施形態による発光モジュール１１０では、ＬＥＤ素子１３２で発生した熱を効果的に放熱することが可能に構成されているので、ＬＥＤ素子１３２の温度上昇に起因する発光効率（発光特性）の低下が抑制されるとともに、電流量に比例した高輝度が得られ、表面実装型ＬＥＤ１３０の機能性の向上、および、寿命の向上の効果が得られる。

第１実施形態では、上記のように、放熱用の導体層１２６ｂおよび絶縁層１２５を貫通することにより基材部１２１に底面が形成された溝部１２７をメタルベース基板１２０に設けるとともに、この溝部１２７の内面上に銅メッキ層１２８を形成することによって、メタルベース基板１２０の導体層１２６上に表面実装される表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を、溝部１２７の内面上に形成された銅メッキ層１２８を介してメタルベース基板１２０の基材部１２１に効率よく伝達させることができる。このため、表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を、放熱機能を有する基材部１２１から効率よく放熱させることができる。また、メタルベース基板１２０を上記のように構成することによって、表面実装される表面実装型ＬＥＤ１３０の発熱量が大きい場合でも、表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱をメタルベース基板１２０の基材部１２１から効率よく放熱させることができるので、表面実装型ＬＥＤ１３０の高出力化に対応することが可能なメタルベース基板１２０を得ることができる。

また、上記したメタルベース基板１２０の構成では、導体層１２６と基材部１２１とが銅メッキ層１２８を介して熱的に接続されるので、導体層１２６上に表面実装型ＬＥＤ１３０を表面実装することによって、表面実装型ＬＥＤ１３０を、導体層１２６を介して基材部１２１と間接的に熱接触（熱的に接続）させることができる。このため、絶縁層１２５を除去することにより基材部１２１の表面を露出させるとともに、表面実装型ＬＥＤ１３０の一部を基材部１２１の露出された領域と直接接触させる構成と異なり、接合面が平坦な一般的な表面実装型ＬＥＤ１３０を表面実装する場合でも、表面実装型ＬＥＤ１３０を基材部１２１と熱的に接続させることが可能となる。これにより、表面実装される表面実装型ＬＥＤ１３０の構造を設計変更することなく、表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を基材部１２１から効率よく放熱することができる。

また、第１実施形態では、メタルベース基板１２０に設けた溝部１２７を、互いに所定の間隔を隔てて複数形成するとともに、複数の溝部１２７を、基材部１２１の上面と平行な所定方向に延びるように細長状に形成することによって、容易に、放熱用の導体層１２６ｂと基材部１２１との熱接触面積を大きくすることができるので、容易に、表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を、銅メッキ層１２８を介して基材部１２１に伝達させることができる。これにより、容易に、メタルベース基板１２０の放熱特性を向上させることができる。

また、第１実施形態では、メタルベース基板１２０の基材部１２１を、アルミニウムから構成するとともに、溝部１２７の内面上に形成される銅メッキ層１２８を銅から構成することによって、メタルベース基板１２０の軽量化および耐食性の向上を図りながら、さらに効率よく、表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を基材部１２１に伝達させることができ、かつ、さらに効率よく、伝達された表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を基材部１２１から放熱させることができる。

また、第１実施形態では、メタルベース基板１２０の基材部１２１を、表面側から順次形成されるジンケート処理層、ニッケル層および銅層１２４を含むように構成することによって、溝部１２７の内面上に銅メッキ層１２８を形成する際に、銅メッキ層１２８の密着性が低下するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、導体層１２６を、放熱用の導体層１２６ｂと、放熱用の導体層１２６ｂと電気的に絶縁分離された配線用の導体層１２６ａとを含むように構成するとともに、溝部１２７、放熱用の導体層１２６ｂの形成領域に形成することによって、溝部１２７の内面上に銅メッキ層１２８を形成することにより導体層１２６と基材部１２１とが銅メッキ層１２８を介して電気的に接続されたとしても、導体層１２６の電気的な短絡を抑制することができる。これにより、電気的な短絡を考慮することなく、表面実装型ＬＥＤ１３０をメタルベース基板１２０の導体層１２６上に表面実装することができる。

また、第１実施形態では、上記した構成を有する表面実装型ＬＥＤ１３０を、上述したメタルベース基板１２０上に表面実装することによって、発光モジュール１１０の放熱特性を向上させることができる。すなわち、容易に、良好な放熱特性を有する発光モジュール１１０を構成することができる。

なお、表面実装型ＬＥＤ１３０をメタルベース基板１２０上に固定するための半田１６０は、溝部１２７に流れ込むことによって溝部１２７内を埋め込むとともに、溝部１２７に流れ込んだ半田１６０は、その表面張力によって表面実装型ＬＥＤ１３０に対して下方向への強力な引張力を生じさせる。この表面実装型ＬＥＤ１３０に対する下方向への強力な引張力により、導体層１２６と表面実装型ＬＥＤ１３０との間に介在する半田１６０の厚みが小さくなるので、導体層１２６と表面実装型ＬＥＤ１３０との間に、半田１６０が介在する場合でも、介在する半田１６０の熱抵抗が小さくなる。このため、表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を効率よく放熱用の導体層１２６ｂに伝達させることができるので、表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を、溝部１２７に設けられた銅メッキ層１２８を介して、基材部１２１に伝達させ易くすることができる。したがって、これによっても、発光モジュール１１０の放熱特性を向上させることができる。

図１１〜図１５は、第１実施形態による発光モジュールの構成部材であるメタルベース基板の製造方法を説明するための断面図である。次に、図４、図５および図１１〜図１５を参照して、第１実施形態による発光モジュール１１０の構成部材であるメタルベース基板１２０の製造方法について説明する。なお、図１２〜図１４では、図面の簡略化のため、板状部材（基材部）１２１の表面上に形成されるジンケート処理層１２２、ニッケル層１２３および銅層１２４は省略している。

まず、図１１に示すように、アルミニウムから構成される板状部材（基材部）１２１の表面部に、ジンケート処理によって約０．０５μｍ〜０．２μｍの厚みを有するジンケート処理層１２２を形成する。次に、ジンケート処理層１２２の上面上に、無電界メッキ処理によって約２μｍの厚みを有するニッケル層１２３を形成する。次に、ニッケル層１２３の上面上に、メッキ処理によって銅層１２４を５μｍ以上の厚みで形成する。その後、銅層１２４の表面部を粗化処理する。

続いて、図１２に示すように、板状部材（基材部）１２１の片方の主面（上面）上であって、粗化処理された銅層１２４（図１１参照）の上面上に、約２５μｍ〜約８０μｍの厚みを有する絶縁層１２５を全面に形成する。なお、銅層１２４の表面部は、粗化処理がされているため、銅層１２４と絶縁層１２５との密着性の低下が抑制される。その後、絶縁層１２５の上面上に、導体層１２６を全面に形成する。

次に、図１３に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、導体層１２６の所定領域を除去する。そして、図１４に示すように、レーザ加工法を用いて、導体層１２６が除去された領域の絶縁層１２５を除去する。これにより、図４に示したように、細長状の溝部１２７が複数形成される。なお、この際、複数の溝部１２７は、導体層１２６および絶縁層１２５を貫通することによって、各々の溝部１２７の底面が板状部材（基材部）１２１上であって、粗化処理された銅層１２４（図１１参照）に形成されるように構成する。

次に、粗化処理によって銅層の上面を粗化した後、メッキ処理によって、約２５μｍの厚みを有する銅メッキ層１２８を導体層１２６の上面上に全面に形成する。これにより、図１５に示すように、溝部１２７内に、溝部１２７の内面を覆うように銅メッキ層１２８が形成される。具体的には、溝部１２７の底面および内側面に銅メッキ層１２８が被覆される。

最後に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、導体層１２６の所定領域を除去することにより、図４および図５に示したように、導体層１２６を所定のパターン形状に形成する。これにより、放熱用の導体層１２６ｂおよび配線用の導体層１２６ａが形成される。なお、上記した溝部１２７が放熱用の導体層１２６ｂの形成領域内に配置されるように、導体層１２６のパターニングを行う。

このようにして、第１実施形態による発光モジュール１１０の構成部材であるメタルベース基板１２０が製造される。

そして、上記のようにして製造されたメタルベース基板１２０の上面上に、表面実装型ＬＥＤ１３０を表面実装することによって、図１に示した第１実施形態による発光モジュール１１０が製造される。

第１実施形態では、上記のように、メタルベース基板１２０の製造方法において、レーザ加工法を用いて溝部１２７を形成することにより、溝部１２７の幅を小さくすることができるので、放熱用の導体層１２６ｂの形成領域に、より多くの溝部１２７を形成することが可能となる。したがって、溝部１２７が多くなることにより、溝部１２７の内側面上に銅メッキ層１２８が形成されることによって構成される放熱経路（導体層１２６と基材部１２１とを熱的に接続する部分）を増加させることができる。なお、板状部材（基材部）１２１にポリイミド等のエッチング処理が可能な材料を用いた場合には、レーザ加工法以外に、例えば、エッチング処理によっても溝部１２７を形成することが可能である。この場合には、上記レーザ加工法と同等の精度で溝部１２７を形成することができる。

また、第１実施形態では、ニッケル層１２３の上面上に銅層１２４を５μｍ以上の厚みで形成することによって、溝部１２７を形成する工程の後に粗化処理を行った場合でも、溝部１２７の底面に、板状部材（基材部）１２１のアルミニウム部材が露出するのを抑制することが可能となる。このため、溝部１２７の内面上に銅メッキ層１２８を形成する工程において、銅メッキ層１２８の密着性が低下するのを抑制することが可能となる。

図１６は、第１実施形態の第１変形例によるメタルベース基板の一部を示した斜視図である。図１６を参照して、第１実施形態の第１変形例によるメタルベース基板２２０では、アルミニウムから構成された基材部１２１の片方の主面（上面）上に、配線基板２６１が接着シート２６２によって固定されている。この配線基板２６１は、絶縁基材２２５の上面上に、上記第１実施形態と同様の導体層１２６が形成された構造を有している。すなわち、絶縁基材２２５の上面上には、放熱用の導体層１２６ｂと配線用の導体層１２６ａとが形成されている。なお、配線基板２６１の絶縁基材２２５および接着シート２６２は、本発明の「絶縁層」の一例である。また、配線基板２６１は、接着シート２６２以外に、接着剤によって基材部１２１の片方の主面（上面）上に固定するようにしてもよい。

また、放熱用の導体層１２６ｂの形成領域には、上記第１実施形態によるメタルベース基板１２０と同様、細長状の溝部１２７が複数形成されている。この複数の溝部１２７の各々は、放熱用の導体層１２６ｂ、絶縁基材２２５および接着シート２６２を貫通することによって、底面が基材部１２１に形成されている。

なお、第１実施形態の第１変形例によるメタルベース基板２２０のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態）
図１７は、本発明の第２実施形態による発光モジュールの全体斜視図である。図１８は、図１７に示した本発明の第２実施形態による発光モジュールの分解斜視図である。図１９〜図２１は、本発明の第２実施形態による発光モジュールの構造を説明するための図である。次に、図４、図５および図１７〜図２１を参照して、本発明の第２実施形態による発光モジュール３１０の構造について説明する。

この第２実施形態による発光モジュール３１０では、図１７および図１８に示すように、メタルベース基板３２０の上面上に、上記第１実施形態と同様の表面実装型ＬＥＤ１３０が表面実装されている。また、第２実施形態のメタルベース基板３２０は、上記第１実施形態のメタルベース基板１２０と異なり、放熱用の導体層３２６ｂが、接合領域（実装領域）３２６ｃとヒートシンク領域（放熱領域）３２６ｄとを含んでいる。ここで、接合領域３２６ｃは、表面実装型ＬＥＤ１３０の放熱用の電極層１５６（図２１参照）が半田１６０（図２１参照）によって接合される領域であり、ヒートシンク領域３２６ｄは、表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を放熱する領域である。なお、メタルベース基板３２０は、本発明の「放熱部材」の一例であり、放熱用の導体層３２６ｂは、本発明の「放熱用の第１導体層」の一例である。

また、放熱用の導体層３２６ｂの接合領域３２６ｃは、図１９に示すように、上記第１実施形態によるメタルベース基板１２０の放熱用の導体層１２６ｂ（図４参照）とほぼ同様の平面形状に形成されている。また、放熱用の導体層３２６ｂのヒートシンク領域３２６ｄは、Ｙ方向における接合領域３２６ｃの一方端側（Ｙ１方向側）およびＹ方向における接合領域３２６ｃの他方端側（Ｙ２方向側）に、それぞれ、Ｘ方向に延びるように形成されている。そして、ヒートシンク領域３２６ｄは、Ｙ方向における接合領域３２６ｃの一方端側（Ｙ１方向側）および他方端側（Ｙ２方向側）において、それぞれ、接合領域３２６ｃと連結されている。

また、放熱用の導体層３２６ｂの形成領域には、上記第１実施形態と同様、導体層３２６ｂの上面側からメタルベース基板３２０の厚み方向にレーザ加工によって掘られた複数の溝部３２７が形成されている。この複数の溝部３２７の各々は、基材部１２１の上面に対して平行な所定方向に沿って延びるように細長状に形成されている。具体的には、複数の溝部３２７のうちの一部の溝部３２７ａは、接合領域３２６ｃの中央部の領域において、平面的に見て、中心部（接合領域３２６ｃの略中央部）から外側に広がるように放射状に配置されている。その一方、複数の溝部３２７のうちの残りの溝部３２７ｂの各々は、接合領域３２６ｃの他の領域およびヒートシンク領域３２６ｄにおいて、Ｙ方向に延びるように形成されているとともに、溝部３２７ｂの延びる方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に所定の間隔を隔てて配列されている。

また、複数の溝部３２７の各々の内面上には、上記第１実施形態と同様、銅メッキ層１２８（図５参照）が、溝部３２７の内側面および溝部３２７の底面を被覆するように形成されている。

ここで、第２実施形態のメタルベース基板３２０では、図１９〜図２１に示すように、接合領域３２６ｃとヒートシンク領域３２６ｄとの境界部分に、レジストから構成されるダム部材３２９が設けられている。このダム部材３２９は、基材部１２１の上面に対して平行な所定方向（Ｘ方向）に延びるように細長状に形成されている。また、ダム部材３２９は、接合領域３２６ｃとヒートシンク領域３２６ｄとの境界部分において、Ｙ方向に延びる溝部３２７を分断するように形成されている。さらに、ダム部材３２９は、放熱用の導体層３２６ｂの上面からわずかに突出するように形成されている。すなわち、ダム部材３２９は、表面実装型ＬＥＤ１３０の表面実装時に、接合領域３２６ｃからヒートシンク領域３２６ｄに半田１６０が流れ込むのを堰き止めることが可能に構成されている。なお、ダム部材３２９に変えて、溝部３２７の一部に不連続の領域（溝部を分断する部分）を形成することにより、その不連続部分に上記ダム部材３２９と同様の機能を持たせてもよい。すなわち、溝部３２７の一部に形成した不連続の領域（図示せず）が、ダム部材３２９の形成領域に位置するように構成してもよい。

上記のように構成されたメタルベース基板３２０では、図２１に示すように、表面実装型ＬＥＤ１３０を表面実装した際に、ダム部材３２９によって接合領域３２６ｃからの半田１６０の流れが堰き止められる。このため、ヒートシンク領域３２６ｄに半田１６０が流れ込むのが抑制されるので、ヒートシンク領域３２６ｄに半田１６０が流れ込むことに起因して、ヒートシンク領域３２６ｄにおける溝部３２７内に半田１６０が埋め込まれるという不都合が生じるのを抑制することが可能となる。これにより、ヒートシンク領域３２６ｄでは、複数の溝部３２７によって空気との接触面積が大きくなるように構成されるので、表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を、基材部１２１を介してヒートシンク領域３２６ｄから効率よく放熱することが可能となる。

なお、第２実施形態のメタルベース基板３２０のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、上記にように、放熱用の導体層３２６ｂを、接合領域３２６ｃとヒートシンク領域３２６ｄとから構成するとともに、接合領域３２６ｃとヒートシンク領域３２６ｄとの境界部分に、半田１６０の流れを堰き止めるダム部材３２９を設けることによって、ヒートシンク領域３２６ｄの溝部３２７が、接合領域３２６ｃからの半田１６０によって埋め込まれるのを抑制することができる。これにより、表面実装型ＬＥＤ１３０からの熱を、基材部１２１のみならずヒートシンク領域３２６ｄからも放熱させることができるので、より容易に、メタルベース基板３２０の放熱特性を向上させることができる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、板状の基材部を有するメタルベース基板に本発明を適用したが、本発明はこれに限らず、メタルベース基板以外の放熱部材に本発明を適用してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、メタルベース基板として、アルミニウムから構成される基材部の表面側からジンケート処理層、ニッケル層および銅層を順次形成したものを用いたが、基材部となるアルミニウムの表面に銅等の異種金属層を備えるクラッド材を用いてメタルベース基板を構成してもよい。このとき、アルミ二ウム表面の銅等の異種金属により、溝部の内面上に形成される銅メッキ層の密着性が低下するのを抑制することができる。

また、上記第１および第２実施形態では、メタルベース基板の上面上に、上記した構成を有する表面実装型ＬＥＤを表面実装することにより発光モジュールを構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、上記表面実装型ＬＥＤ以外の構成を有する表面実装型ＬＥＤを表面実装することにより発光モジュールを構成してもよい。なお、上記第１および第２実施形態のメタルベース基板の上面上に、表面実装型ＬＥＤ以外の表面実装部品を表面実装することも可能である。

また、上記第１および第２実施形態では、複数の溝部の各々の内面上に銅メッキ層を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、複数の溝部の内面上の一部に銅メッキ層が形成されている構成であってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、溝部の底面を基材部の銅層に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、溝部の底面を基材部のニッケル層に形成してもよい。

なお、上記第１および第２実施形態において、図２２に示すように、溝部１２７（３２７）の内面上の少なくとも一部に銅メッキ層１２８を介して半田１６０を埋め込んでもよい。また、半田１６０以外に、Ａｇペーストなどの導電性ペーストを溝部１２７（３２７）の内面上に埋め込んでもよい。このように構成した場合には、溝部１２７（３２７）の底面および溝部１２７（３２７）の内側面に被覆された銅メッキ層１２８に加えて、溝部１２７（３２７）内に埋め込まれた半田１６０または導電性ペーストによっても、表面実装型ＬＥＤからの熱を基材部１２１に伝達することができるので、溝部１２７（３２７）の底面および溝部１２７（３２７）の内側面に銅メッキ層１２８が被覆されているだけの構成に比べて、表面実装ＬＥＤからの熱を、容易に、基材部１２１に伝達することができる。

また、上記第１および第２実施形態では、溝部の内面上にメッキ処理によって銅メッキ層を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、メッキ処理以外の蒸着法やスパッタ法またはフラックス処理、半田などによって、溝部の内面上に熱伝導部材としての被膜を形成してもよい。なお、この場合、形成した被膜の上面上にメッキ処理により厚膜化を行うのが好ましい。

また、上記第１および第２実施形態では、メタルベース基板の基材部をアルミニウムから構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、メタルベース基板の基材部をアルミニウム以外の金属材料から構成してもよい。また、上記第１および第２実施形態では、溝部の内面上に形成する熱伝導部材を銅メッキ層から構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、溝部の内面上に形成する熱伝導部材を銅メッキ層以外の材料から構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、メタルベース基板の上面上に、半田を用いて表面実装型ＬＥＤを表面実装した例を示したが、本発明はこれに限らず、メタルベース基板上に表面実装するための接着層は、半田以外に導電性ペーストなどであってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、表面実装型ＬＥＤの反射枠体を、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、表面実装型ＬＥＤの反射枠体を、純Ａｌ、マグネシウム、および、その他の金属材料から構成してもよい。また、反射枠体を、金属材料以外のセラミック材料などから構成してもよい。さらに、反射枠体を、樹脂に金属を分散させた材料などから構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、発光素子の一例であるＬＥＤ素子を表面実装型ＬＥＤに設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤ素子以外の発光素子を発光装置に設けるようにしてもよい。たとえば、有機ＥＬ素子を表面実装型ＬＥＤに設けるようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、メタルベース基板に表面実装型ＬＥＤを設けるようにしたが、メタルベース基板の放熱用の導体層に直接所定数のＬＥＤ素子を配置して、ＬＥＤ素子の電極部とメタルベース基板の配線用の導体層とをボンディングワイヤを介して互いに電気的に接続してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、表面実装型ＬＥＤにおいて、反射枠体と無極性電極層とが直接接触するように構成したが、本発明はこれに限らず、反射枠体と無極性電極層とが、導電性ペーストなどの導電性部材を介して間接的に接触するように構成してもよい。

また、上記第１実施形態において、図２３に示すように、メタルベース基板の溝部１２７を銅メッキ層１２８で埋め込んだ構成にしてもよい。この際、溝部１２７の幅を０．１ｍｍ以下（約２５μｍ）に構成することによって、容易に、銅メッキ層１２８によって溝部１２７内を埋め込むことができる。なお、この場合には、より効率よく、表面実装型ＬＥＤからの熱を基材部１２１に伝達させることが可能となるので、より効率よく、表面実装型ＬＥＤからの熱を基材部１２１から放熱させることができる。

なお、上記第１実施形態において、図２４に示すように、メタルベース基板の溝部１２７を、熱伝導部材の一例である半田１６０で直接埋め込んだ構成にしてもよい。また、半田１６０以外に、Ａｇペーストなどの導電性ペーストで直接埋め込んだ構成にしてもよい。

また、上記第２実施形態では、基材部の上面上に絶縁層を介して導体層を形成したメタルベース基板の構成を示したが、本発明はこれに限らず、上記した第１実施形態の第１変形例のように、メタルベース基板を、導体層が形成された配線基板を接着シートなどで基材部上に接着した構成にしてもよい。

本発明の第１実施形態による発光モジュールの全体斜視図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールの分解斜視図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールの断面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールを構成するメタルベース基板の平面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールを構成するメタルベース基板の一部を拡大して示した断面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールを構成する表面実装型ＬＥＤの平面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールを構成する表面実装型ＬＥＤの一部を省略して示した裏面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールを構成する表面実装型ＬＥＤの裏面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールを構成する表面実装型ＬＥＤの基板を示した平面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による発光モジュールを構成する表面実装型ＬＥＤの一部を拡大して示した断面図である。 第１実施形態による発光モジュールの構成部材であるメタルベース基板の製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態による発光モジュールの構成部材であるメタルベース基板の製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態による発光モジュールの構成部材であるメタルベース基板の製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態による発光モジュールの構成部材であるメタルベース基板の製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態による発光モジュールの構成部材であるメタルベース基板の製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態の第１変形例によるメタルベース基板の一部を示した斜視図である。 本発明の第２実施形態による発光モジュールの全体斜視図である。 図１７に示した本発明の第２実施形態による発光モジュールの分解斜視図である。 図１７に示した本発明の第２実施形態による発光モジュールを構成するメタルベース基板の平面図である。 図１７に示した本発明の第２実施形態による発光モジュールの平面図である。 図２０のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。 本発明の変形例によるメタルベース基板の一部を拡大して示した断面図である。 第１実施形態の第２変形例によるメタルベース基板の一部を拡大して示した断面図である。 第１実施形態の第３変形例によるメタルベース基板の一部を拡大して示した断面図である。 特許文献１に記載された従来のＬＥＤパッケージをメタルベース基板に実装した状態を示した断面図である。

符号の説明

１１０、３１０ 発光モジュール
１２０、２２０、３２０ メタルベース基板（放熱部材）
１２１ 基材部（金属部材）
１２２ ジンケート処理層（金属層）
１２３ ニッケル層（金属層）
１２４ 銅層（金属層）
１２５ 絶縁層
１２６ 導体層
１２６ａ 配線用の導体層
１２６ｂ、３２６ｂ 放熱用の導体層
１２７、３２７ 溝部
１２８ 銅メッキ層（熱伝導部材、金属メッキ層）
１３０ 表面実装型ＬＥＤ（発光装置）
１３２ ＬＥＤ素子（発光素子）
１３３ 反射枠体
１４２ 絶縁基材
１４３ レジスト層
１４６ 無極性電極層（上面側の第１電極層）
１４７、１４８ 有極性電極層（配線用の第３電極層）
１５６ 放熱用の電極層（下面側の第２電極層）
１５７、１５８ 配線用の電極層（配線用の第３電極層）
１６０ 半田
２２５ 絶縁基材（絶縁層）
２６１ 配線基板
２６２ 接着シート（絶縁層）
３２６ｄ ヒートシンク領域
３２６ｃ 接合領域
３２９ ダム部材

Claims (19)

1. 金属部材と、
   前記金属部材の上面上に絶縁層を介して形成された導体層と、
   前記導体層の上面側に開口端を有し、前記導体層および前記絶縁層を貫通することにより前記金属部材に底面が形成された溝部と、
   前記溝部の内面上の少なくとも一部に形成された熱伝導部材とを備えることを特徴とする、放熱部材。
2. 前記溝部は、互いに所定の間隔を隔てて複数形成されており、
   前記複数の溝部は、前記金属部材の上面と平行な所定方向に延びるように細長状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の放熱部材。
3. 前記熱伝導部材は、金属メッキ層から構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の放熱部材。
4. 前記金属メッキ層は、前記溝部の底面および前記溝部の内側面を被覆するように形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の放熱部材。
5. 前記溝部の内面上の少なくとも一部には、半田または導電性ペーストが、前記金属メッキ層を介して埋め込まれていることを特徴とする、請求項４に記載の放熱部材。
6. 前記導体層の所定領域には、前記半田または前記導電性ペーストの流れを堰き止めるダム部材が設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の放熱部材。
7. 前記金属メッキ層は、前記溝部を埋め込むように形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の放熱部材。
8. 前記金属部材は、アルミニウムから構成されており、
   前記金属メッキ層は、銅から構成されていることを特徴とする、請求項３〜７のいずれか１項に記載の放熱部材。
9. 前記アルミニウムから構成された金属部材は、その表面上に形成されるアルミ二ウムとは異なる金属材料から構成された金属層を含むことを特徴とする、請求項８に記載の放熱部材。
10. 前記アルミニウムから構成された金属部材は、ジンケート処理によって表面部に形成されるジンケート処理層、および、メッキ処理によって前記ジンケート処理層上に形成されるニッケル層を含むことを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の放熱部材。
11. 前記アルミニウムから構成された金属部材は、前記ニッケル層上に形成される銅層をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の放熱部材。
12. 前記導体層は、放熱用の第１導体層と、前記第１導体層と電気的に絶縁分離された配線用の第２導体層とを含み、
    前記溝部は、前記放熱用の第１導体層の形成領域に形成されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の放熱部材。
13. 発光素子を含む発光装置と、
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載の放熱部材とを備えることを特徴とする、発光モジュール。
14. 前記発光装置は、内周面が前記発光素子からの光を反射する反射面とされる反射枠体を備えており、前記反射枠体は、放熱材料から構成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の発光モジュール。
15. 前記発光装置は、上面側の第１電極層および下面側の第２電極層を含み、所定領域に形成された貫通孔を介して前記第１電極層と前記第２電極層とが互いに熱的に接続された基板をさらに備え、
    前記発光素子は、前記上面側の第１電極層上に搭載されているとともに、前記上面側の第１電極層と熱的に接続された前記下面側の第２電極層は、前記放熱部材に設けられた前記熱伝導部材を介して、前記放熱部材の前記金属部材と熱的に接続されていることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の発光モジュール。
16. 前記反射枠体は、前記上面側の第１電極層と直接接触または導電性部材を介して間接的に接触するように、前記絶縁基板の上面上に固定されていることを特徴とする、請求項１５に記載の発光モジュール。
17. 前記反射枠体は、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成されていることを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の発光モジュール。
18. 前記絶縁基板は、前記発光素子に電力を供給するための配線用の第３電極層をさらに含み、
    前記上面側の第１電極層および前記下面側の第２電極層は、それぞれ、前記配線用の第３電極層と電気的に絶縁分離されていることを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の発光モジュール。
19. 前記発光素子は、発光ダイオード素子であることを特徴とする、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の発光モジュール。

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