JP2010010469A - Aluminum nitride substrate for carrying light emitting element, and light emitting device - Google Patents

Aluminum nitride substrate for carrying light emitting element, and light emitting device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum nitride substrate for carrying a light emitting element, having excellent reflecting characteristics in a visible light region, requiring no formation of a gap for insulation between the surface of the aluminum nitride substrate and wiring, and having a reflective layer excellent in corrosion resistance, and to provide a light emitting device using this aluminum nitride substrate. <P>SOLUTION: The aluminum nitride substrate 10 for carrying the light emitting element includes an aluminum nitride base material 11, the wiring 12 provided on the surface of the aluminum nitride base material 11 to carry the light emitting element, and a white reflective layer 15 provided on the surface of the aluminum nitride base material 11 while having aluminum nitride as a main component. In this light emitting device 1, a light emitting element 20 is carried on the aluminum nitride substrate 10 for carrying the light emitting element. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子が搭載され反射特性を具備した発光素子搭載用窒化アルミニウム基板に関し、詳しくは、表面に反射層が設けられた発光素子搭載用窒化アルミニウム基板、およびこの窒化アルミニウム基板を用いた発光デバイスに関する。   The present invention relates to an aluminum nitride substrate for mounting a light-emitting element on which a light-emitting element such as a light-emitting diode (LED) is mounted and has reflection characteristics. The present invention relates to an aluminum substrate and a light emitting device using the aluminum nitride substrate.

従来、ＬＥＤ（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子を搭載するための放熱基板としてアルミナ基材に配線を形成したアルミナ基板等が用いられてきた。近年、より発熱密度の高いＬＥＤ素子を搭載するため、アルミナ基材よりも熱伝導率が高く放熱性が高いＡｌＮ焼結体からなる窒化アルミニウム基材に配線を形成した窒化アルミニウム基板を用いることが検討されている。   Conventionally, an alumina substrate or the like in which wiring is formed on an alumina base material has been used as a heat dissipation substrate for mounting an LED (LED: Light Emitting Diode) element. In recent years, in order to mount an LED element having a higher heat generation density, it is possible to use an aluminum nitride substrate in which wiring is formed on an aluminum nitride substrate made of an AlN sintered body having a higher thermal conductivity and higher heat dissipation than an alumina substrate. It is being considered.

しかし、ＡｌＮ焼結体からなる窒化アルミニウム基材は透光性物質であり光の反射率が低い。このため、窒化アルミニウム基板表面にＬＥＤを搭載した場合には、ＬＥＤから発光された光の一部が窒化アルミニウム基材を透過してしまい、ＬＥＤの発光効率が低下する。   However, an aluminum nitride substrate made of an AlN sintered body is a translucent material and has a low light reflectance. For this reason, when the LED is mounted on the surface of the aluminum nitride substrate, a part of the light emitted from the LED passes through the aluminum nitride base material, and the light emission efficiency of the LED decreases.

これに対し、窒化アルミニウム基材表面に、アルミニウムや銀等の金属からなる高反射率材料からなる反射層を形成し、基板表面の反射特性を改善することによりＬＥＤの発光効率を向上させる技術が提案されている。   On the other hand, there is a technology for improving the light emission efficiency of the LED by forming a reflective layer made of a highly reflective material made of a metal such as aluminum or silver on the surface of the aluminum nitride base material and improving the reflection characteristics of the substrate surface. Proposed.

たとえば、国際公開第２００５／０３１８８２号公報（特許文献１）には、窒化アルミニウム基材の表面の一部に反射層として金属蒸着膜を形成した発光装置が開示されている。この発光装置は、小型で、放熱性が優れ、発光効率が高い。   For example, International Publication No. 2005/031882 (Patent Document 1) discloses a light emitting device in which a metal vapor deposition film is formed as a reflective layer on a part of the surface of an aluminum nitride base material. This light emitting device is small in size, excellent in heat dissipation, and high in luminous efficiency.

また、反射層を形成する方法として、メッキ法やスパッタリング等も知られている。
国際公開第２００５／０３１８８２号公報 As a method for forming the reflective layer, a plating method, sputtering, or the like is also known.
International Publication No. 2005/031882

しかし、反射層の製造方法として、蒸着法、メッキ法やスパッタリングを用いると、製造コストが高くなるという問題がある。   However, when a vapor deposition method, a plating method, or sputtering is used as a manufacturing method of the reflective layer, there is a problem that the manufacturing cost increases.

また、反射層がアルミニウムや銀等のように導電性を有する場合は、窒化アルミニウム基材表面上の配線と反射層とが短絡しないように、絶縁用のギャップを形成する必要がある。このため、反射層の面積を広く取れず、また配線の設計の自由度が小さくなるという問題も生じる。   In addition, when the reflective layer has conductivity such as aluminum or silver, it is necessary to form an insulating gap so that the wiring on the surface of the aluminum nitride substrate and the reflective layer do not short-circuit. For this reason, the problem that the area of a reflection layer cannot be taken large and the freedom degree of design of wiring becomes small also arises.

さらに反射層が金属層であると、耐食性が十分でないおそれがある。   Further, if the reflective layer is a metal layer, the corrosion resistance may not be sufficient.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基材表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れた反射層を有する発光素子搭載用窒化アルミニウム基板、およびこの窒化アルミニウム基板を用いた発光デバイスを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, has excellent reflection characteristics in the visible light region, is inexpensive, and does not require the formation of an insulating gap with the wiring on the aluminum nitride substrate surface. An object of the present invention is to provide an aluminum nitride substrate for mounting a light emitting element having a reflective layer excellent in corrosion resistance, and a light emitting device using the aluminum nitride substrate.

本発明者は、窒化アルミニウム基板表面に酸化アルミニウムを主成分とする白色の反射層を設ければ、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基材表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層を有する発光素子搭載用窒化アルミニウム基板が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   If the present inventors provide a white reflective layer mainly composed of aluminum oxide on the surface of the aluminum nitride substrate, the present inventor has excellent reflection characteristics in the visible light region, is inexpensive, and has a wiring structure on the surface of the aluminum nitride substrate. It has been found that an aluminum nitride substrate for mounting a light emitting element having a reflective layer excellent in corrosion resistance can be obtained without forming an insulating gap therebetween, and the present invention has been completed.

本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板は、上記問題点を解決するものであり、窒化アルミニウム基材と、この窒化アルミニウム基材の表面に設けられ、発光素子が搭載される配線と、前記窒化アルミニウム基材の表面に設けられ、酸化アルミニウムを主成分とする白色の反射層と、を備えることを特徴とする。   An aluminum nitride substrate for mounting a light-emitting element according to the present invention solves the above-described problems, and includes an aluminum nitride base material, a wiring provided on the surface of the aluminum nitride base material and mounting the light-emitting element, And a white reflective layer mainly composed of aluminum oxide provided on the surface of the aluminum nitride base material.

また、本発明に係る発光デバイスは、上記問題点を解決するものであり、前記発光素子搭載用窒化アルミニウム基板に発光素子を搭載したことを特徴とする。   The light-emitting device according to the present invention solves the above-described problems, and is characterized in that a light-emitting element is mounted on the aluminum nitride substrate for mounting the light-emitting element.

本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板および発光デバイスは、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基材表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層を有する。   The aluminum nitride substrate for light emitting device and the light emitting device according to the present invention have excellent reflection characteristics in the visible light region, are inexpensive, and do not require an insulating gap to be formed between the wiring on the surface of the aluminum nitride substrate. And having a reflective layer excellent in corrosion resistance.

（発光素子搭載用窒化アルミニウム基板）
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第１実施形態の断面図である。図２は、図１に示す窒化アルミニウム基板を反射層側から見た平面図である。 (Aluminum nitride substrate for mounting light-emitting elements)
[First Embodiment]
FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of an aluminum nitride substrate for mounting a light emitting device according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of the aluminum nitride substrate shown in FIG. 1 viewed from the reflective layer side.

図１および図２に示すように、第１実施形態として示す発光素子搭載用窒化アルミニウム基板１０は、窒化アルミニウム基材１１と、窒化アルミニウム基材１１の表面に設けられ、図示しない発光素子が搭載される配線としての表面側電極１２と、窒化アルミニウム基材１１の表面および表面側電極１２の表面の一部に設けられ、窒化アルミニウムを主成分とする白色の反射層１５とを備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, a light emitting element mounting aluminum nitride substrate 10 shown as the first embodiment is provided on an aluminum nitride base material 11 and the surface of the aluminum nitride base material 11, and a light emitting element (not shown) is mounted. And a white reflective layer 15 mainly composed of aluminum nitride, which is provided on the surface of the aluminum nitride substrate 11 and part of the surface of the surface side electrode 12.

窒化アルミニウム基材１１は、結晶粒が密に詰まった構造を有する高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体である。窒化アルミニウム基材１１は、熱伝導率が、通常１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらには２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。   The aluminum nitride base material 11 is a high thermal conductivity aluminum nitride sintered body having a structure in which crystal grains are densely packed. The aluminum nitride substrate 11 has a thermal conductivity of usually 170 W / m · K or more, and more preferably 200 W / m · K or more.

窒化アルミニウム基材１１は、窒化アルミニウムのみで形成されていてもよいが、窒化アルミニウム以外の成分を含んでいてもよい。窒化アルミニウム基材１１に含まれる窒化アルミニウム以外の成分としては、たとえば、イットリウムが挙げられる。このイットリウムは、窒化アルミニウム基材１１の焼成前の原料であるグリーンシートを窒化アルミニウムスラリーを用いて作製する場合に、この窒化アルミニウムスラリーに焼結助剤として含まれる酸化イットリウムのイットリウムが残存したものである。残存したイットリウムは窒化アルミニウム粉末の不純物酸素等と反応してＹＡＧ、ＹＡＭ、ＹＡＬ等のイットリウムアルミニウム酸化物になっている。また、２５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体であると酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）として残存する場合もある。なお、残存形態についてはＸ線回折法により特定することが可能である。 The aluminum nitride base material 11 may be formed of only aluminum nitride, but may contain components other than aluminum nitride. Examples of components other than aluminum nitride contained in the aluminum nitride base material 11 include yttrium. This yttrium is a material in which yttrium oxide yttrium contained as a sintering aid remains in the aluminum nitride slurry when a green sheet, which is a raw material before firing the aluminum nitride base material 11, is produced using the aluminum nitride slurry. It is. The remaining yttrium reacts with impurity oxygen and the like of the aluminum nitride powder to form yttrium aluminum oxides such as YAG, YAM, and YAL. Further, in the case of a high thermal conductivity aluminum nitride sintered body of 250 W / m · K or more, it may remain as yttrium oxide (Y 2 O 3 ). The remaining form can be specified by the X-ray diffraction method.

窒化アルミニウム基材１１は、透光性が高いため、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光の全反射の反射率が、通常４０％未満と低い。特に熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらには２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上と高熱伝導性になればなるほど透光性が上がる。   Since the aluminum nitride base material 11 has high translucency, the reflectance of total reflection of light having a wavelength of 400 nm to 700 nm is usually as low as less than 40%. In particular, the higher the thermal conductivity is 170 W / m · K or more, or 200 W / m · K or more, the higher the translucency.

窒化アルミニウム基材１１の反射層１５側の表面には表面側電極１２（１２ａ、１２ｂ）が設けられ、窒化アルミニウム基材１１の裏面側には裏面側電極１３（１３ａ、１３ｂ）が設けられる。窒化アルミニウム基材１１には厚さ方向に貫通するフィルドビア１４、１４が設けられており、表面側電極１２ａと裏面側電極１３ａとが、および表面側電極１２ｂと裏面側電極１３ｂとが、それぞれフィルドビア１４により電気的に接続される。   The surface side electrode 12 (12a, 12b) is provided on the surface of the aluminum nitride base material 11 on the reflective layer 15 side, and the back side electrode 13 (13a, 13b) is provided on the back side of the aluminum nitride base material 11. The aluminum nitride base material 11 is provided with filled vias 14 and 14 penetrating in the thickness direction. The front side electrode 12a and the back side electrode 13a, and the front side electrode 12b and the back side electrode 13b are filled vias, respectively. 14 is electrically connected.

反射層１５は、酸化アルミニウム（アルミナ）を主成分とする無機物からなり、可視光の反射率が高い白色の被覆層である。ここで、酸化アルミニウムを主成分とするとは、反射層１５が酸化アルミニウムを９０質量％〜１００質量％含むことを意味する。   The reflective layer 15 is a white coating layer made of an inorganic material mainly composed of aluminum oxide (alumina) and having a high visible light reflectance. Here, “having aluminum oxide as a main component” means that the reflective layer 15 contains 90% by mass to 100% by mass of aluminum oxide.

反射層１５は、酸化アルミニウムのみで形成されていてもよいが、酸化アルミニウム以外の成分を含んでいてもよい。反射層１５に含まれる酸化アルミニウム以外の成分としては、たとえば、イットリウムが挙げられる。このイットリウムは、反射層１５をアルミナペーストを用いて作製する場合に、このペーストに焼結助剤として含まれる酸化イットリウムのイットリウムが残存したものである。反射層１５にイットリウムが含まれる場合、イットリウムは、通常、窒化アルミニウム中にＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）等のイットリウムアルミニウム酸化物の形態で含まれる。   The reflective layer 15 may be formed of only aluminum oxide, but may contain components other than aluminum oxide. Examples of components other than aluminum oxide contained in the reflective layer 15 include yttrium. This yttrium is the yttrium oxide yttrium contained in the paste as a sintering aid when the reflective layer 15 is produced using an alumina paste. When the reflective layer 15 contains yttrium, yttrium is usually contained in the form of yttrium aluminum oxide such as YAG (yttrium, aluminum, garnet) in aluminum nitride.

反射層１５がイットリウム成分を含む場合、反射層１５はイットリウム成分をイットリウム換算で７質量％以下、好ましくは０．１質量％〜７質量％、さらに好ましくは０．３質量％〜７質量％、特に好ましくは０．３質量％〜１質量％の量で含む。イットリウム成分が７質量％以下の範囲内で含まれると、反射層１５の生成のためのアルミナペーストの焼成温度が低くなりやすいため好ましい。   When the reflective layer 15 contains an yttrium component, the reflective layer 15 has an yttrium component of 7% by mass or less in terms of yttrium, preferably 0.1% by mass to 7% by mass, more preferably 0.3% by mass to 7% by mass, Particularly preferably, it is contained in an amount of 0.3% by mass to 1% by mass. It is preferable that the yttrium component is contained within a range of 7% by mass or less because the firing temperature of the alumina paste for generating the reflective layer 15 tends to be low.

反射層１５は、反射層１５を構成する無機物の理論密度に対する相対密度（（実測値／理論密度）×１００）が、通常、５０％〜９０％、好ましくは６０％〜８５％である。   The reflection layer 15 has a relative density ((actual measurement value / theoretical density) × 100) with respect to the theoretical density of the inorganic material constituting the reflection layer 15 usually 50% to 90%, preferably 60% to 85%.

ここで、反射層１５を構成する無機物の理論密度とは、反射層１５が窒化アルミニウムのみからなる場合は窒化アルミニウムの理論密度３．２６ｇ／ｃｍ３を意味し、反射層１５が窒化アルミニウム以外にイットリウム等の他の成分を含む場合はイットリウム等の他の成分を含む窒化アルミニウムの理論密度（ｇ／ｃｍ３）を意味する。なお、実測値はアルキメデス法により測定するものとする。 Here, the theoretical density of the inorganic material constituting the reflective layer 15 means that the theoretical density of aluminum nitride is 3.26 g / cm 3 when the reflective layer 15 is made only of aluminum nitride, and the reflective layer 15 is other than aluminum nitride. When other components such as yttrium are included, it means the theoretical density (g / cm 3 ) of aluminum nitride including other components such as yttrium. The actual measurement value shall be measured by Archimedes method.

反射層１５は外観が白色である。ここで、反射層１５が白色であるとは、Ｄ６５光源の白色光を反射層１５に照射して得られた反射光の国際照明委員会（ＣＩＥ：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ‘Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）のＸＹＺ色度図における色度が、このＸＹＺ色度図中に下記式（１）で表される完全放射体軌跡曲線の０．２６≦ｘ≦０．４０の範囲内の曲線に対して色差０．０１５以下の範囲内にあることを意味する。
［化１］
ｙ＝−２．６８１３ｘ２＋２．６６５５ｘ−０．２５０７ （１） The reflective layer 15 has a white appearance. Here, the reflection layer 15 is white, the International Commission on Illumination of the reflected light obtained by irradiating the white light illuminant D 65 to the reflective layer 15: XYZ color (CIE Commission Internationale de l'Eclairage) In the XYZ chromaticity diagram, the chromaticity in the chromaticity diagram has a color difference of 0.015 with respect to a curve in the range of 0.26 ≦ x ≦ 0.40 of the complete radiator trajectory curve represented by the following formula (1). It means within the following range.
[Chemical 1]
y = −2.6813x 2 + 2.6655x−0.2507 (1)

図３は、ＣＩＥのＸＹＺ色度図に完全放射体軌跡曲線Ａを示した図である。色差０．０１５以下とは、ＸＹＺ色度図中において座標点（ｘ、ｙ）と完全放射体軌跡曲線Ａとの距離が０．０１５以下であることを示す。   FIG. 3 is a diagram showing a complete radiator trajectory curve A in the CIE XYZ chromaticity diagram. The color difference of 0.015 or less indicates that the distance between the coordinate point (x, y) and the complete radiator locus curve A in the XYZ chromaticity diagram is 0.015 or less.

反射層１５は、厚さが、通常３μｍ〜５０μｍ、好ましくは１０μｍ〜３０μｍである。   The reflective layer 15 has a thickness of usually 3 μm to 50 μm, preferably 10 μm to 30 μm.

反射層１５の厚さが３μｍ未満であると、波長４３０ｎｍ、５５０ｎｍ、７００ｎｍの可視光に対する反射率が低くなるおそれがある。また、反射層１５の厚さが５０μｍを超えると、厚さが５０μｍ以下の場合に比べて可視光の反射率が向上しないため経済的でなく、また窒化アルミニウムよりも熱伝導率が低い酸化アルミニウムの反射層の割合が増えて窒化アルミニウム基板の熱伝導を阻害し、さらに反射層１５の設ける位置によっては発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）の実装位置が高くなりＬＥＤランプの薄型化が困難になるおそれがある。   If the thickness of the reflective layer 15 is less than 3 μm, the reflectance with respect to visible light having wavelengths of 430 nm, 550 nm, and 700 nm may be lowered. Further, when the thickness of the reflective layer 15 exceeds 50 μm, the reflectance of visible light is not improved as compared with the case where the thickness is 50 μm or less, so that it is not economical, and the aluminum oxide has lower thermal conductivity than aluminum nitride. The ratio of the reflective layer increases, which inhibits the heat conduction of the aluminum nitride substrate. Further, depending on the position where the reflective layer 15 is provided, the mounting position of the light-emitting diode chip (LED chip) may be increased, making it difficult to make the LED lamp thinner. There is.

反射層１５は、波長４３０ｎｍ、５５０ｎｍおよび７００ｎｍの光の全反射の反射率がいずれも、通常６０％以上、好ましくは６５％〜８５％になる。   The reflection layer 15 has a total reflectance of light of wavelengths 430 nm, 550 nm, and 700 nm, usually 60% or more, preferably 65% to 85%.

窒化アルミニウム基板１０は、たとえば、反射層１５が形成されていない窒化アルミニウム基板の表面に、アルミナペーストを塗布し、焼成して反射層１５を形成することにより製造される。   The aluminum nitride substrate 10 is manufactured, for example, by applying an alumina paste to the surface of an aluminum nitride substrate on which the reflective layer 15 is not formed, and baking to form the reflective layer 15.

図４は、反射層１５が形成されていない窒化アルミニウム基板の断面図である。図５は、図４に示す窒化アルミニウム基板を反射層１５を形成する表面側から見た平面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of an aluminum nitride substrate on which the reflective layer 15 is not formed. FIG. 5 is a plan view of the aluminum nitride substrate shown in FIG. 4 as viewed from the surface side on which the reflective layer 15 is formed.

反射層１５が形成されていない窒化アルミニウム基板３０は、図１および図２に示す窒化アルミニウム基板１０に対して反射層１５が形成されていない点以外は同じであるため、同じ構成に同じ符号を付し、構成および作用についての説明を省略または簡略化する。   The aluminum nitride substrate 30 on which the reflective layer 15 is not formed is the same as the aluminum nitride substrate 10 shown in FIGS. 1 and 2 except that the reflective layer 15 is not formed. A description of the configuration and operation will be omitted or simplified.

窒化アルミニウム基板３０は、たとえば、窒化アルミニウムグリーンシートを作製し、このグリーンシートにフィルドビア１４用の図示しないビアホールの穴あけを行い、タングステンペーストを用いて窒化アルミニウムグリーンシートの表面に配線を印刷したりビアホールの穴埋めを行ったりした後、焼成する同時焼成法により得られる。   The aluminum nitride substrate 30 is made of, for example, an aluminum nitride green sheet, a via hole (not shown) for the filled via 14 is made in the green sheet, and wiring is printed on the surface of the aluminum nitride green sheet using a tungsten paste. Or the like, followed by firing and then firing.

窒化アルミニウムグリーンシートは、窒化アルミニウム粉末を含むグリーンシートであり、たとえば、窒化アルミニウム粉末と、焼結助剤としての酸化イットリウムを窒化アルミニウム粉末に対して２．５質量％〜４質量％と、バインダーと、溶剤とを含む窒化アルミニウムスラリーをシート成形して得られる。   The aluminum nitride green sheet is a green sheet containing aluminum nitride powder. For example, aluminum nitride powder and yttrium oxide as a sintering aid are 2.5% by mass to 4% by mass with respect to the aluminum nitride powder, and a binder. And an aluminum nitride slurry containing a solvent.

窒化アルミニウムグリーンシートおよびタングステンペーストの焼成は、たとえば、窒素ガス雰囲気中、１６００℃〜１９００℃で２時間〜８時間行う同時焼成法により製造される。このように高温で焼成すると、緻密な構造を有し、高導電性で、透光性のある窒化アルミニウム焼結体からなる窒化アルミニウム基材１１が得られる。   The aluminum nitride green sheet and the tungsten paste are fired by, for example, a simultaneous firing method performed in a nitrogen gas atmosphere at 1600 ° C. to 1900 ° C. for 2 hours to 8 hours. When fired at such a high temperature, an aluminum nitride base material 11 made of an aluminum nitride sintered body having a dense structure, high conductivity, and translucency is obtained.

反射層１５を形成するアルミナペーストは、アルミナ粉末と、バインダーと、溶剤とを含み、必要により焼結助剤を含む。   The alumina paste that forms the reflective layer 15 includes alumina powder, a binder, and a solvent, and optionally includes a sintering aid.

アルミナペーストに用いられるアルミナ粉末は、平均粒径Ｄ５０が、通常１μｍ〜５μｍである。アルミナ粉末の平均粒径Ｄ５０が１μｍ〜５μｍであると、反射膜を平坦に印刷しやすくなるため好ましい。 The alumina powder used for the alumina paste has an average particle diameter D50 of usually 1 μm to 5 μm. It is preferable that the average particle diameter D50 of the alumina powder is 1 μm to 5 μm because the reflective film can be easily printed flat.

アルミナペーストに用いられるバインダーとしては、たとえばエチルセルロースが挙げられる。アルミナペーストに用いられる溶剤としては、たとえばα−テルピネオールが挙げられる。   Examples of the binder used for the alumina paste include ethyl cellulose. Examples of the solvent used for the alumina paste include α-terpineol.

アルミナペーストに必要により用いられる焼結助剤としては、たとえば酸化イットリウムが挙げられる。アルミナペーストに酸化イットリウムが配合される場合、酸化イットリウムの配合量は、アルミナ粉末に対して０．５質量％〜５質量％である。   An example of the sintering aid used for the alumina paste is yttrium oxide. When yttrium oxide is blended in the alumina paste, the blending amount of yttrium oxide is 0.5% by mass to 5% by mass with respect to the alumina powder.

アルミナペーストは、たとえば、アルミナ粉末と焼結助剤と溶剤とを混合し混合物中の粉末をボールミル等で解砕してスラリー化しこのスラリーを乾燥させた後、得られた乾燥体を乳鉢等で粉砕し、得られた粉末と有機バインダーと溶剤とを混練することにより作製することができる。   The alumina paste is prepared by, for example, mixing alumina powder, a sintering aid, and a solvent, pulverizing the powder in the mixture with a ball mill or the like to dry the slurry, and then drying the obtained dry body with a mortar or the like. It can be produced by kneading and kneading the obtained powder, an organic binder and a solvent.

アルミナペーストは、窒化アルミニウム基板３０の反射層形成箇所、たとえば、窒化アルミニウム基材１１の表面と、表面側電極１２の表面の一部とに塗布される。   The alumina paste is applied to the reflective layer forming portion of the aluminum nitride substrate 30, for example, the surface of the aluminum nitride base material 11 and a part of the surface of the surface side electrode 12.

窒化アルミニウム基板３０の表面に塗布されたアルミナペーストを、大気中、通常１０００℃〜１４００℃、好ましくは１２００℃〜１３００℃で、通常１時間〜８時間、好ましくは３時間〜６時間焼成すると、反射層１５が形成され、窒化アルミニウム基板１０が得られる。   When the alumina paste applied to the surface of the aluminum nitride substrate 30 is baked in the atmosphere, usually at 1000 ° C. to 1400 ° C., preferably 1200 ° C. to 1300 ° C., usually 1 hour to 8 hours, preferably 3 hours to 6 hours, The reflective layer 15 is formed, and the aluminum nitride substrate 10 is obtained.

アルミナペーストの焼成温度１０００℃〜１４００℃は、アルミナペーストを昇温していくときに酸化アルミニウム（アルミナＡｌ２Ｏ３）の焼結の緻密化が始まる温度域であるが、焼結の緻密化が完全には行われない温度域である。このため、この温度域で焼成することにより、未焼結、すなわち、低密度の酸化アルミニウム焼結体を作製することができる。 The firing temperature of the alumina paste of 1000 ° C. to 1400 ° C. is a temperature range where the densification of sintering of aluminum oxide (alumina Al 2 O 3 ) starts when the temperature of the alumina paste is raised. This is the temperature range where this is not performed completely. For this reason, an unsintered, ie, low-density aluminum oxide sintered compact can be produced by baking in this temperature range.

反射層１５を設けた窒化アルミニウム基板１０は、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基板表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層１５を有する。反射層１５は、ＡｇやＡｌのような金属でなく、酸化アルミニウムを主成分とする無機物であるため耐食性が高い。   The aluminum nitride substrate 10 provided with the reflective layer 15 has excellent reflection characteristics in the visible light region, is inexpensive, does not require the formation of an insulating gap with the wiring on the surface of the aluminum nitride substrate, and has excellent corrosion resistance. A reflective layer 15 is provided. The reflection layer 15 is not a metal such as Ag or Al, but is an inorganic substance mainly composed of aluminum oxide, and therefore has high corrosion resistance.

また、窒化アルミニウム基板１０の反射層１５をアルミナペースト等を用いて形成する場合、表面側電極１２や必要により設けられる表面側電極１２以外の配線の上に反射層１５を形成することが容易である。   Further, when the reflective layer 15 of the aluminum nitride substrate 10 is formed using alumina paste or the like, it is easy to form the reflective layer 15 on the wiring other than the surface side electrode 12 and the surface side electrode 12 provided if necessary. is there.

なお、窒化アルミニウム基板１０では、反射層１５は、窒化アルミニウム基材１１の表面と表面側電極１２の表面の一部とを被覆するが、窒化アルミニウム基材１１の表面に表面側電極１２以外の配線が形成される場合はこの配線を被覆する構成としてもよいし、窒化アルミニウム基材１１の表面のみを被覆する構成としてもよい。   In the aluminum nitride substrate 10, the reflective layer 15 covers the surface of the aluminum nitride base material 11 and a part of the surface of the surface side electrode 12, but the surface of the aluminum nitride base material 11 other than the surface side electrode 12 is covered. When the wiring is formed, the wiring may be covered, or only the surface of the aluminum nitride base material 11 may be covered.

反射層１５が表面側電極１２以外の配線を被覆する構成や、反射層１５が窒化アルミニウム基材１１の表面のみを被覆する構成は、窒化アルミニウム基板１０と同様の効果を奏する。   The configuration in which the reflective layer 15 covers the wiring other than the surface side electrode 12 and the configuration in which the reflective layer 15 covers only the surface of the aluminum nitride base material 11 have the same effects as the aluminum nitride substrate 10.

［第２実施形態］
図６は、本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第２実施形態の断面図である。図７は、図６に示す窒化アルミニウム基板を反射層側から見た平面図である。 [Second Embodiment]
FIG. 6 is a cross-sectional view of a second embodiment of an aluminum nitride substrate for mounting a light emitting device according to the present invention. FIG. 7 is a plan view of the aluminum nitride substrate shown in FIG. 6 as viewed from the reflective layer side.

図６および図７に第２実施形態として示す窒化アルミニウム基板１０Ａは、図１および図２に第１実施形態として示した窒化アルミニウム基板１０に対して、反射層１５に代えて反射層１５Ａを設けた点以外は同じであるため、同じ構成に同じ符号を付し、構成および作用についての説明を省略または簡略化する。   The aluminum nitride substrate 10A shown as the second embodiment in FIGS. 6 and 7 is provided with a reflective layer 15A in place of the reflective layer 15 with respect to the aluminum nitride substrate 10 shown as the first embodiment in FIGS. Since the points other than those described above are the same, the same reference numerals are given to the same configurations, and descriptions of the configurations and operations are omitted or simplified.

反射層１５と反射層１５Ａとは酸化アルミニウムを主成分とする無機物からなる点で材質が同じである。しかし、反射層１５Ａは窒化アルミニウム基材１１の表面の一部が酸化アルミニウムを主成分とする無機物に変質することにより窒化アルミニウム基材１１の表面にのみ設けられたものであるため、窒化アルミニウム基材１１に変質がなく窒化アルミニウム基材１１の表面および表面側電極１２の表面の一部にアルミナペースト等の塗布により形成された反射層１５とは窒化アルミニウム基材１１との接合の仕方が異なる。   The reflective layer 15 and the reflective layer 15A are the same in that they are made of an inorganic material mainly composed of aluminum oxide. However, since the reflective layer 15A is provided only on the surface of the aluminum nitride base material 11 by changing a part of the surface of the aluminum nitride base material 11 to an inorganic substance mainly composed of aluminum oxide, The method of joining the aluminum nitride substrate 11 is different from the reflective layer 15 formed by applying alumina paste or the like on the surface of the aluminum nitride substrate 11 and a part of the surface of the surface-side electrode 12 without any change in the material 11. .

反射層１５Ａは、窒化アルミニウム基材１１が加熱酸化されることにより、窒化アルミニウム基材１１の表面から窒化アルミニウム基材１１の厚さ方向の途中までの部分が酸化アルミニウムを主成分とする無機物に変質したものである。   In the reflective layer 15A, when the aluminum nitride base material 11 is heated and oxidized, the portion from the surface of the aluminum nitride base material 11 to the middle of the thickness direction of the aluminum nitride base material 11 becomes an inorganic substance mainly composed of aluminum oxide. It has been altered.

このため、反射層１５Ａは、反射層１５のように表面側電極１２（１２ａ、１２ｂ）の表面に形成されることはなく、窒化アルミニウム基材１１が露出していた部分に形成される。   For this reason, the reflective layer 15A is not formed on the surface of the surface-side electrode 12 (12a, 12b) like the reflective layer 15, but is formed on the portion where the aluminum nitride base material 11 is exposed.

また、図６では、便宜上、窒化アルミニウム基材１１の厚さ方向における反射層１５Ａと窒化アルミニウム基材１１との界面を明確に表している。しかし、実際は、反射層１５Ａの酸化アルミニウムへの変質の度合は窒化アルミニウム基材１１の厚さ方向に深くなるほど低下するため、窒化アルミニウム基材１１の厚さ方向における反射層１５Ａと窒化アルミニウム基材１１との界面は明確でない。   In FIG. 6, for convenience, the interface between the reflective layer 15 </ b> A and the aluminum nitride base material 11 in the thickness direction of the aluminum nitride base material 11 is clearly shown. However, in practice, the degree of deterioration of the reflective layer 15A into aluminum oxide decreases as the thickness increases in the thickness direction of the aluminum nitride base material 11. Therefore, the reflective layer 15A and the aluminum nitride base material in the thickness direction of the aluminum nitride base material 11 are reduced. The interface with 11 is not clear.

このため、反射層１５Ａは窒化アルミニウム基材１１に対して密着性が非常に高い。なお、反射層１５Ａの厚さとは、反射層１５Ａの表面から、酸化アルミニウムが窒化アルミニウムよりも質量％においてリッチな部分の限界までの距離を意味する。   For this reason, the reflective layer 15 </ b> A has very high adhesion to the aluminum nitride substrate 11. The thickness of the reflective layer 15A means the distance from the surface of the reflective layer 15A to the limit of the portion where aluminum oxide is richer in mass% than aluminum nitride.

反射層１５Ａは、形成範囲、窒化アルミニウム基材１１との界面の状態や厚さの定義以外は反射層１５と同じであるためこの他の説明を省略する。   Since the reflective layer 15A is the same as the reflective layer 15 except for the definition of the formation range, the state of the interface with the aluminum nitride base material 11, and the thickness, the other description is omitted.

窒化アルミニウム基板１０Ａは、たとえば、反射層１５Ａが形成されていない窒化アルミニウム基板を構成する窒化アルミニウム基材１１の表面を加熱酸化して反射層１５Ａを形成することにより製造される。   The aluminum nitride substrate 10A is manufactured, for example, by thermally oxidizing the surface of the aluminum nitride base material 11 constituting the aluminum nitride substrate on which the reflective layer 15A is not formed to form the reflective layer 15A.

反射層１５Ａが形成されていない窒化アルミニウム基板３０は、図４および図５に示される、反射層１５が形成されていない窒化アルミニウム基板３０と同じであるため、構成および作用の説明を省略または簡略化する。   The aluminum nitride substrate 30 on which the reflective layer 15A is not formed is the same as the aluminum nitride substrate 30 on which the reflective layer 15 is not formed as shown in FIGS. Turn into.

窒化アルミニウム基板１０Ａは、反射層１５Ａが形成されていない窒化アルミニウム基板３０を、大気中、通常９００℃〜１３００℃、好ましくは１１００℃〜１３００℃で、通常１時間〜８時間、好ましくは２時間〜５時間焼成すると、反射層１５Ａが形成され、窒化アルミニウム基板１０Ａが得られる。   The aluminum nitride substrate 10A is formed from the aluminum nitride substrate 30 on which the reflective layer 15A is not formed, in the atmosphere, usually at 900 ° C. to 1300 ° C., preferably 1100 ° C. to 1300 ° C., usually 1 hour to 8 hours, preferably 2 hours. When baked for ˜5 hours, the reflective layer 15A is formed, and the aluminum nitride substrate 10A is obtained.

焼成温度９００℃〜１３００℃は、大気中で窒化アルミニウム基材１１の窒化アルミニウムが酸化アルミニウム（アルミナＡｌ２Ｏ３）に変質する温度域であるが、生成した酸化アルミニウムの緻密化が完全には行われない温度域である。このため、この温度域で焼成することにより、未焼結、すなわち、低密度の酸化アルミニウム焼結体を作製することができる。 The firing temperature of 900 ° C. to 1300 ° C. is a temperature range in which the aluminum nitride of the aluminum nitride base material 11 is transformed into aluminum oxide (alumina Al 2 O 3 ) in the atmosphere, but the densification of the generated aluminum oxide is completely It is a temperature range that is not performed. For this reason, an unsintered, ie, low-density aluminum oxide sintered compact can be produced by baking in this temperature range.

窒化アルミニウム基板１０Ａは、可視光域での優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基板表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層１５Ａを有する。反射層１５Ａは、ＡｇやＡｌのような金属でなく、酸化アルミニウムを主成分とする無機物であるため耐食性が高い。   The aluminum nitride substrate 10A has a reflective layer 15A that has excellent reflection characteristics in the visible light region, is inexpensive, does not require the formation of an insulating gap with the wiring on the surface of the aluminum nitride substrate, and has excellent corrosion resistance. . The reflective layer 15A is not a metal such as Ag or Al, but is an inorganic substance mainly composed of aluminum oxide, and therefore has high corrosion resistance.

また、反射層１５Ａは、窒化アルミニウム基材１１の表面を加熱酸化して酸化アルミニウムを主成分とする無機物に変質させたものであり、元々窒化アルミニウム基材１１の一部分であったため、窒化アルミニウム基材１１から剥離しにくい。   In addition, the reflective layer 15A is obtained by heat-oxidizing the surface of the aluminum nitride base material 11 to change it into an inorganic substance mainly composed of aluminum oxide, and was originally a part of the aluminum nitride base material 11. Hard to peel off from the material 11.

さらに、反射層１５Ａは、反射層１５Ａが形成されていない窒化アルミニウム基板３０を、大気中、所定温度で焼成するだけで作製することができるため、作製が容易である。   Further, the reflective layer 15A can be easily manufactured because the aluminum nitride substrate 30 on which the reflective layer 15A is not formed can be manufactured simply by firing at a predetermined temperature in the atmosphere.

（発光デバイス）
本発明に係る発光デバイスは、本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板に発光素子を搭載したものである。発光素子としては、たとえば白色発光ダイオード等の発光ダイオードが挙げられる。 (Light emitting device)
The light emitting device according to the present invention is obtained by mounting a light emitting element on the light emitting element mounting aluminum nitride substrate according to the present invention. As a light emitting element, light emitting diodes, such as a white light emitting diode, are mentioned, for example.

本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板１０（１０Ａ）の反射層１５（１５Ａ）は、白色であり波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの広範囲の可視光にわたり反射率が高いため、発光素子として紫色、青色、緑色、黄色、赤色、白色等の発光ダイオード等を用いることができ、特に、白色発光ダイオード等の白色光を照射する発光素子に好適である。なお、発光ダイオードは単色の発光ダイオードをそのまま用いても良いし、発光ピーク波長４００ｎｍ未満の紫外線発光ダイオードまたは発光ピーク波長４００〜４８０ｎｍの青色発光ダイオードと各色の蛍光体を組合せて白色を含めた各色に発光する発光ダイオードを用いることができる。本発明では４００ｎｍ〜７００ｎｍの広範囲の可視光にわたり反射率が高いため、白色光のように青・緑・赤の幅広い波長領域を用いる発光ダイオードに好適である。   Since the reflective layer 15 (15A) of the aluminum nitride substrate 10 (10A) for mounting a light emitting device according to the present invention is white and has a high reflectance over a wide range of visible light having a wavelength of 400 nm to 700 nm, the light emitting device is purple, blue, Light emitting diodes such as green, yellow, red, and white can be used, and are particularly suitable for light emitting elements that emit white light, such as white light emitting diodes. As the light emitting diode, a single color light emitting diode may be used as it is, or each color including white including a combination of an ultraviolet light emitting diode having an emission peak wavelength of less than 400 nm or a blue light emitting diode having an emission peak wavelength of 400 to 480 nm and a phosphor of each color. A light emitting diode that emits light can be used. In the present invention, since the reflectance is high over a wide range of visible light of 400 nm to 700 nm, it is suitable for a light emitting diode using a wide wavelength region of blue, green, and red like white light.

［第３実施形態］
図８は、図１に示す発光素子搭載用窒化アルミニウム基板１０を用いたＬＥＤランプの実施形態（第３実施形態）の断面図である。 [Third Embodiment]
FIG. 8 is a cross-sectional view of an embodiment (third embodiment) of an LED lamp using the light-emitting element mounting aluminum nitride substrate 10 shown in FIG.

図８に第３実施形態として示すＬＥＤランプ１は、図１に第１実施形態として示した窒化アルミニウム基板１０に対して、発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）２０と、ボンディングワイヤ２１と、封止樹脂層２５とを設けた点以外は同じであるため、同じ構成に同じ符号を付し、構成および作用についての説明を省略または簡略化する。   The LED lamp 1 shown as the third embodiment in FIG. 8 is different from the aluminum nitride substrate 10 shown as the first embodiment in FIG. 1 in the light emitting diode chip (LED chip) 20, the bonding wire 21, and the sealing resin. Since the configuration is the same except that the layer 25 is provided, the same reference numerals are given to the same configurations, and descriptions of the configurations and operations are omitted or simplified.

ＬＥＤチップ２０は、下側面が図示しないリード等で表面側電極１２ａに電気的に接続されるとともに、ＬＥＤチップ２０の上側面がボンディングワイヤ２１を介して表面側電極１２ｂに電気的に接続される。   The lower surface of the LED chip 20 is electrically connected to the surface side electrode 12a by a lead or the like (not shown), and the upper side surface of the LED chip 20 is electrically connected to the surface side electrode 12b via the bonding wire 21. .

ＬＥＤチップ２０は、表面側電極１２ａ、１２ｂに電気的に接続されることにより、通電されると発光するようになっている。   The LED chip 20 emits light when energized by being electrically connected to the surface side electrodes 12a and 12b.

発光ダイオードチップ１０の種類は、特に限定されないが、たとえば、紫色ＬＥＤチップ２０、青色ＬＥＤチップ２０、緑色ＬＥＤチップ２０、黄色ＬＥＤチップ２０、赤色ＬＥＤチップ２０が挙げられる。   Although the kind of light emitting diode chip 10 is not specifically limited, For example, the purple LED chip 20, the blue LED chip 20, the green LED chip 20, the yellow LED chip 20, and the red LED chip 20 are mentioned.

また、ＬＥＤチップ２０を複数個組み合わせるマルチチップ方式を採用することにより、白色等の所望の色を発光するＬＥＤランプ（発光デバイス）を作製してもよい。たとえば、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップおよび赤色ＬＥＤチップを組み合わせて用いると白色ＬＥＤランプが得られる。   Moreover, you may produce the LED lamp (light emitting device) which light-emits desired colors, such as white, by employ | adopting the multichip system which combines multiple LED chips 20. FIG. For example, when a blue LED chip, a green LED chip and a red LED chip are used in combination, a white LED lamp can be obtained.

封止樹脂層２５は、ＬＥＤチップ２０およびボンディングワイヤ２１を封止する。封止樹脂層２５は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透明樹脂が硬化したものであり、ＬＥＤチップ２０を保護、固定するとともに、ＬＥＤチップ２０の発光する光を放射面２６側に導く。   The sealing resin layer 25 seals the LED chip 20 and the bonding wire 21. The sealing resin layer 25 is formed by curing a transparent resin such as an epoxy resin or a silicone resin. The sealing resin layer 25 protects and fixes the LED chip 20 and guides light emitted from the LED chip 20 to the radiation surface 26 side.

封止樹脂層２５には、必要により透明樹脂中に蛍光体粉末を分散させてもよい。たとえば、ＬＥＤチップ２０が青色ＬＥＤチップである場合、青色光を受光して黄色光を放射する黄色蛍光体粉末を透明樹脂中に分散させておくと、青色ＬＥＤチップからの青色光と黄色蛍光体粉末からの黄色光とが作用して、白色光を放射する白色ＬＥＤランプが得られる。   In the sealing resin layer 25, phosphor powder may be dispersed in a transparent resin as necessary. For example, when the LED chip 20 is a blue LED chip, if the yellow phosphor powder that receives blue light and emits yellow light is dispersed in a transparent resin, the blue light and the yellow phosphor from the blue LED chip are dispersed. A white LED lamp emitting white light is obtained by the action of yellow light from the powder.

（作用）
ＬＥＤランプ１の作用について説明する。ＬＥＤチップ２０は通電等により光を放射し、多くの光はＬＥＤランプ１の放射面２６から外部に放射される。ＬＥＤチップ２０が発光した光の一部は、封止樹脂層２５内で反射層１５側に反射されたり、ＬＥＤチップ２０から直接反射層１５側に放射されたりすることにより反射層１５側に導かれる。これらの反射層１５側に導かれた光は、反射層１５で放射面２６側に反射されるため、ＬＥＤランプ１の輝度が高くなる。 (Function)
The operation of the LED lamp 1 will be described. The LED chip 20 emits light by energization or the like, and a lot of light is emitted from the radiation surface 26 of the LED lamp 1 to the outside. A part of the light emitted from the LED chip 20 is reflected to the reflective layer 15 side in the sealing resin layer 25 or emitted directly from the LED chip 20 to the reflective layer 15 side, thereby being guided to the reflective layer 15 side. It is burned. Since the light guided to the reflective layer 15 side is reflected by the reflective layer 15 to the radiation surface 26 side, the luminance of the LED lamp 1 is increased.

ＬＥＤランプ１は、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基板表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層１５を有する。反射層１５は、ＡｇやＡｌのような金属でなく、酸化アルミニウムを主成分とする無機物であるため耐食性が高い。   The LED lamp 1 has a reflective layer 15 that has excellent reflection characteristics in the visible light region, is inexpensive, does not require the formation of an insulating gap with the wiring on the surface of the aluminum nitride substrate, and has excellent corrosion resistance. The reflection layer 15 is not a metal such as Ag or Al, but is an inorganic substance mainly composed of aluminum oxide, and therefore has high corrosion resistance.

［第４実施形態］
図９は、図６に示す発光素子搭載用窒化アルミニウム基板１０Ａを用いたＬＥＤランプの他の実施形態（第４実施形態）の断面図である。 [Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a cross-sectional view of another embodiment (fourth embodiment) of an LED lamp using the light-emitting element mounting aluminum nitride substrate 10A shown in FIG.

図９に第４実施形態として示すＬＥＤランプ１Ａは、図８に第３実施形態として示したＬＥＤランプ１に対し、窒化アルミニウム基板１０に代えて窒化アルミニウム基板１０Ａを用いた点以外は同じである。このため、ＬＥＤランプ１Ａは、ＬＥＤランプ１と同じ構成に同じ符号を付し、構成および作用についての説明を省略または簡略化する。   The LED lamp 1A shown as the fourth embodiment in FIG. 9 is the same as the LED lamp 1 shown as the third embodiment in FIG. 8 except that an aluminum nitride substrate 10A is used instead of the aluminum nitride substrate 10. . For this reason, LED lamp 1A attaches | subjects the same code | symbol to the same structure as LED lamp 1, and abbreviate | omits or simplifies description about a structure and an effect | action.

（作用）
ＬＥＤランプ１Ａの作用は、反射層１５Ａの形成面積がＬＥＤランプ１の反射層１５よりも少なくなる点以外は、ＬＥＤランプ１と同じであるため、説明を省略する。 (Function)
The operation of the LED lamp 1A is the same as that of the LED lamp 1 except that the formation area of the reflective layer 15A is smaller than that of the reflective layer 15 of the LED lamp 1, and thus the description thereof is omitted.

ＬＥＤランプ１Ａは、可視光域で優れた反射特性を有し、安価で、窒化アルミニウム基板表面の配線との間に絶縁用のギャップの形成が不要で、耐食性に優れる反射層１５Ａを有する。反射層１５Ａは、ＡｇやＡｌのような金属でなく、窒化アルミニウムを主成分とする無機物であるため耐食性が高い。   The LED lamp 1 </ b> A has a reflective layer 15 </ b> A that has excellent reflection characteristics in the visible light region, is inexpensive, does not require the formation of an insulating gap with the wiring on the surface of the aluminum nitride substrate, and has excellent corrosion resistance. The reflective layer 15A is not a metal such as Ag or Al, but is an inorganic substance mainly composed of aluminum nitride, and therefore has high corrosion resistance.

なお、ＬＥＤランプ１、１Ａでは、ＬＥＤチップ２０と表面側電極１２ｂとをボンディングワイヤ２１で電気的に接続しているが、フリップチップ法のようにボンディングワイヤ２１を用いずにＬＥＤチップ２０と表面側電極１２ｂとを電気的に接続する構成としてもよい。たとえば、ＬＥＤチップ２０の底部に２組の電極を設け、ハンダボール等で、一方の電極を表面側電極１２ａに接続するとともに、他方の電極を表面側電極１２ｂに接続することにより、ボンディングワイヤ２１を用いない電気的な接続が可能になる。   In the LED lamps 1 and 1A, the LED chip 20 and the surface side electrode 12b are electrically connected by the bonding wire 21, but the LED chip 20 and the surface are not used without using the bonding wire 21 as in the flip chip method. It is good also as a structure which electrically connects with the side electrode 12b. For example, by providing two sets of electrodes on the bottom of the LED chip 20 and connecting one electrode to the surface side electrode 12a with a solder ball or the like and connecting the other electrode to the surface side electrode 12b, the bonding wire 21 The electrical connection without using can be realized.

ボンディングワイヤ２１を用いない構成のＬＥＤランプは、ＬＥＤランプ１、１Ａと同様の効果を奏する。   The LED lamp having a configuration that does not use the bonding wire 21 has the same effect as the LED lamps 1 and 1A.

以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。   Examples are shown below, but the present invention is not construed as being limited thereto.

［実施例１］
窒化アルミニウム粉末（平均粒径Ｄ５０：１．２μｍ）と、窒化アルミニウム粉末に対して３質量％の酸化イットリウム粉末（平均粒径Ｄ５０：１．８μｍ）と、有機バインダーと、溶剤とを混合し、得られた混合物をドクターブレード法によりシート成形して、窒化アルミニウムグリーンシートを得た。 [Example 1]
Mixing aluminum nitride powder (average particle diameter D 50 : 1.2 μm), 3% by mass of yttrium oxide powder (average particle diameter D 50 : 1.8 μm) with respect to the aluminum nitride powder, organic binder, and solvent The resulting mixture was formed into a sheet by a doctor blade method to obtain an aluminum nitride green sheet.

このグリーンシートの表面上に、タングステン粉末（平均粒径Ｄ５０：０．９μｍ）と、有機バインダーと、分散剤とを混合してなるタングステンペーストを印刷し、窒素雰囲気中、１７５０℃で５時間同時焼成して、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ０．６３５ｍｍの窒化アルミニウム基材の表面にタングステンからなる配線が形成された窒化アルミニウム基板を作製した。 A tungsten paste formed by mixing tungsten powder (average particle diameter D 50 : 0.9 μm), an organic binder, and a dispersant is printed on the surface of the green sheet, and the temperature is 1750 ° C. for 5 hours in a nitrogen atmosphere. Simultaneous firing was performed to produce an aluminum nitride substrate in which a wiring made of tungsten was formed on the surface of an aluminum nitride base material having a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 0.635 mm.

この窒化アルミニウム基板を大気中にて１２５０℃で２時間熱酸化処理したところ、窒化アルミニウム基板の表面に、窒化アルミニウム基板の一部が酸化されてなる酸化アルミニウムを主成分とする反射層が形成された。直接酸化しているので反射膜は酸化アルミニウム１００質量％であった。   When this aluminum nitride substrate was thermally oxidized at 1250 ° C. for 2 hours in the atmosphere, a reflective layer mainly composed of aluminum oxide formed by partially oxidizing the aluminum nitride substrate was formed on the surface of the aluminum nitride substrate. It was. Since the film was directly oxidized, the reflective film was 100% by mass of aluminum oxide.

形成された反射層について、色および反射率を測定した。反射層の色は、色度計を用い、反射層にＤ６５の白色光を照射して得た反射光のＣＩＥのＸＹＺ色度図における色度から判定した。具体的には、Ｄ６５の白色光を照射して得た反射光の色度をＣＩＥのＸＹＺ色度図の座標（ｘ座標、ｙ座標）上に表し、色度がＸＹＺ色度図の白色領域内にある色を「白」と判定した。ここで、白色領域とは、上記式（１）で表される完全放射体軌跡曲線の０．２６≦ｘ≦０．４０の範囲内の曲線に対して色差０．０１５以下の範囲内にある領域を意味する。 The color and reflectance of the formed reflective layer were measured. The color of the reflective layer was determined from the chromaticity in the CIE XYZ chromaticity diagram of the reflected light obtained by irradiating the reflective layer with D65 white light using a chromaticity meter. Specifically, the coordinates (x coordinate, y coordinate) of the white light CIE the XYZ chromaticity diagram the chromaticity obtained by irradiating reflection light to the D 65 represents on white chromaticity XYZ chromaticity diagram The color in the area was determined to be “white”. Here, the white region is within a color difference of 0.015 or less with respect to a curve within the range of 0.26 ≦ x ≦ 0.40 of the complete radiator locus curve represented by the above formula (1). Means an area.

反射層の反射率は、分光光度計を用い、全反射率で求めた。   The reflectance of the reflective layer was determined by total reflectance using a spectrophotometer.

反射層の厚さは、その断面を観察した結果５μｍと算出された。   As a result of observing the cross section, the thickness of the reflective layer was calculated to be 5 μm.

また、反射層のＴＣＴ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｙｃｌｅ Ｔｅｓｔ）特性を測定した。ＴＣＴ特性は１２５℃×３０分→２５℃×１０分→−４５℃×３０分→２５℃×１０分の熱処理を１サイクルとし、窒化アルミニウム基板にこの熱処理を１０００サイクル行った後における反射層のフクレや剥がれの有無を観察することにより行った。反射層にフクレや剥がれが確認できないものを「合格（○）」、フクレや剥がれが確認できたものを「不合格（×）」と評価した。   Further, the TCT (Temperature Cycle Test) characteristics of the reflective layer were measured. The TCT characteristic is 125 ° C. × 30 minutes → 25 ° C. × 10 minutes → −45 ° C. × 30 minutes → 25 ° C. × 10 minutes. One cycle of the heat treatment is performed on the aluminum nitride substrate after 1000 cycles of this heat treatment. This was done by observing the presence or absence of swelling or peeling. Those in which no blistering or peeling was confirmed on the reflective layer were evaluated as “pass (◯)”, and those in which blistering or peeling was confirmed were evaluated as “failed (×)”.

結果を表１に示す。   The results are shown in Table 1.

［実施例２〜４］
熱酸化処理の条件を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして反射層の形成された窒化アルミニウム基板を作製した。得られた窒化アルミニウム基板について、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。 [Examples 2 to 4]
An aluminum nitride substrate on which a reflective layer was formed was produced in the same manner as in Example 1 except that the conditions of the thermal oxidation treatment were changed as shown in Table 1. The obtained aluminum nitride substrate was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

［実施例５〜７］
アルミナ粉末と、アルミナ粉末に対して１質量％の酸化イットリウム粉末と、溶剤とを、ボールミルを用いて混合し、粉末を解砕してスラリー化した後、乾燥させた。この乾燥体を、乳鉢を用いて粉砕した後、得られた粉末と、有機バインダーとを三本ロールで混練して、反射層作製用のアルミナペーストを作製した。 [Examples 5 to 7]
Alumina powder, 1% by mass of yttrium oxide powder with respect to the alumina powder, and a solvent were mixed using a ball mill, and the powder was crushed into a slurry, and then dried. The dried product was pulverized using a mortar, and the obtained powder and an organic binder were kneaded with a three-roll to prepare an alumina paste for preparing a reflective layer.

このアルミナペーストを実施例１と同様の窒化アルミニウム基板の表面の反射層形成箇所に塗布した後、大気中、表１に示す条件で焼成したところ、窒化アルミニウム基板の表面に酸化アルミニウムを主成分とする反射層が形成された。   The alumina paste was applied to the reflective layer forming portion on the surface of the aluminum nitride substrate similar to that in Example 1, and then baked in the atmosphere under the conditions shown in Table 1. As a result, aluminum oxide was mainly contained on the surface of the aluminum nitride substrate. A reflective layer was formed.

得られた窒化アルミニウム基板について、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。   The obtained aluminum nitride substrate was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

［比較例１］
反射層をＡｇ蒸着膜とした以外は実施例１と同様にして反射層の形成された窒化アルミニウム基板を作製した。得られた窒化アルミニウム基板について、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。 [Comparative Example 1]
An aluminum nitride substrate having a reflective layer formed thereon was produced in the same manner as in Example 1 except that the reflective layer was an Ag vapor deposition film. The obtained aluminum nitride substrate was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

［比較例２］
反射層を設けなかった以外は実施例１と同様にして窒化アルミニウム基板を作製した。得られた窒化アルミニウム基板について、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。

Figure 2010010469
[Comparative Example 2]
An aluminum nitride substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the reflective layer was not provided. The obtained aluminum nitride substrate was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
Figure 2010010469

表１から分かる通り、実施例に係る窒化アルミニウム基板は、反射率およびＴＣＴ特性が良好である。   As can be seen from Table 1, the aluminum nitride substrate according to the example has good reflectance and TCT characteristics.

本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第１実施形態の断面図。Sectional drawing of 1st Embodiment of the light emitting element mounting aluminum nitride board | substrate concerning this invention. 図１に示す窒化アルミニウム基板を反射層側から見た平面図。The top view which looked at the aluminum nitride board | substrate shown in FIG. 1 from the reflection layer side. ＣＩＥのＸＹＺ色度図に完全放射体軌跡曲線を示した図。The figure which showed the perfect radiator locus curve in the XYZ chromaticity diagram of CIE. 反射層が形成されていない窒化アルミニウム基板の断面図。Sectional drawing of the aluminum nitride board | substrate with which the reflection layer is not formed. 図４に示す窒化アルミニウム基板を反射層を形成する表面側から見た平面図。The top view which looked at the aluminum nitride board | substrate shown in FIG. 4 from the surface side which forms a reflection layer. 本発明に係る発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第２実施形態の断面図。Sectional drawing of 2nd Embodiment of the light emitting element mounting aluminum nitride board | substrate which concerns on this invention. 図６に示す窒化アルミニウム基板を反射層側から見た平面図。The top view which looked at the aluminum nitride board | substrate shown in FIG. 6 from the reflective layer side. 図１に示す発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第１実施形態を用いたＬＥＤランプの断面図。Sectional drawing of the LED lamp using 1st Embodiment of the light emitting element mounting aluminum nitride board | substrate shown in FIG. 図６に示す発光素子搭載用窒化アルミニウム基板の第２実施形態を用いたＬＥＤランプの断面図。Sectional drawing of the LED lamp using 2nd Embodiment of the light emitting element mounting aluminum nitride board | substrate shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１、１Ａ ＬＥＤランプ（発光デバイス）
１０、１０Ａ 窒化アルミニウム基板（反射層を設けた窒化アルミニウム基板）
１１ 窒化アルミニウム基材
１２、１２ａ、１２ｂ 表面側電極（配線）
１３、１３ａ、１３ｂ 裏面側電極
１４ フィルドビア
１５、１５Ａ 反射層
２０ 発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）
２１ ボンディングワイヤ
２５ 封止樹脂層
２６ 放射面
３０、３０Ａ 窒化アルミニウム基板（反射層を設けていない窒化アルミニウム基板）
Ａ 完全放射体軌跡曲線 1, 1A LED lamp (light emitting device)
10, 10A Aluminum nitride substrate (aluminum nitride substrate provided with a reflective layer)
11 Aluminum nitride base material 12, 12a, 12b Surface side electrode (wiring)
13, 13a, 13b Back side electrode 14 Filled vias 15, 15A Reflective layer 20 Light emitting diode chip (LED chip)
21 Bonding wire 25 Sealing resin layer 26 Radiation surface 30, 30A Aluminum nitride substrate (aluminum nitride substrate not provided with a reflective layer)
A complete radiator trajectory curve

Claims (9)

窒化アルミニウム基材と、
この窒化アルミニウム基材の表面に設けられ、発光素子が搭載される配線と、
前記窒化アルミニウム基材の表面に設けられ、酸化アルミニウムを主成分とする白色の反射層と、
を備えることを特徴とする発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。 An aluminum nitride substrate;
Wiring provided on the surface of the aluminum nitride base material and mounting the light emitting element;
A white reflective layer provided on the surface of the aluminum nitride base material, the main component of which is aluminum oxide;
An aluminum nitride substrate for mounting a light emitting element, comprising: 前記酸化アルミニウムを主成分とする白色の反射層は、前記配線の表面の一部にさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。 The aluminum nitride substrate for mounting a light emitting element according to claim 1, wherein the white reflective layer mainly composed of aluminum oxide is further provided on a part of the surface of the wiring. 前記反射層は波長４３０ｎｍ、５５０ｎｍおよび７００ｎｍの光の反射率がいずれも６０％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。 The aluminum nitride substrate for mounting a light-emitting element according to claim 1 or 2, wherein the reflective layer has a reflectance of light of wavelengths of 430 nm, 550 nm, and 700 nm, respectively, of 60% or more. 前記反射層は厚さが３μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。 4. The aluminum nitride substrate for mounting a light emitting element according to claim 1, wherein the reflective layer has a thickness of 3 μm to 50 μm. 前記反射層は、窒化アルミニウム基板を構成する窒化アルミニウム基材表面が加熱酸化されて形成されたものであることを特徴とする請求項１、３および４のいずれか１項に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。 5. The light emitting element mounting according to claim 1, wherein the reflective layer is formed by heating and oxidizing an aluminum nitride base material surface constituting an aluminum nitride substrate. Aluminum nitride substrate for use. 前記反射層は、窒化アルミニウム基板表面にアルミナペーストを塗布し焼成したものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板。 5. The aluminum nitride substrate for mounting a light-emitting element according to claim 1, wherein the reflective layer is obtained by applying an alumina paste on the surface of the aluminum nitride substrate and baking the same. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の発光素子搭載用窒化アルミニウム基板に発光素子を搭載したことを特徴とする発光デバイス。 A light-emitting device comprising a light-emitting element mounted on the aluminum nitride substrate for mounting a light-emitting element according to claim 1. 前記発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする請求項７記載の発光デバイス。 The light emitting device according to claim 7, wherein the light emitting element is a light emitting diode. 前記発光ダイオードが白色発光ダイオードであることを特徴とする請求項８記載の発光デバイス。 9. The light emitting device according to claim 8, wherein the light emitting diode is a white light emitting diode.
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