JP2011176110A - 発光素子用基板および発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内層配線による熱抵抗の増加が抑制された発光素子用基板を提供すること。
【解決手段】発光素子１１を搭載するための搭載面２１を有し、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなる基板本体２と、前記基板本体２の前記搭載面２１側に設けられる素子接続端子３と、前記基板本体２の前記搭載面２１側とは反対側に設けられる外部接続端子６と、前記素子接続端子３と前記外部接続端子６とに電気的に接続され、前記搭載面２１から１００μｍ以下の範囲内に前記搭載面２１と略平行に設けられる内層配線４とを有する発光素子用基板１であって、前記内層配線４は前記発光素子１１を搭載するための搭載部と重ならないように設けられているもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子用基板およびこれを用いた発光装置に係り、特に熱抵抗の低減された発光素子用基板およびこれを用いた発光装置に関する。

近年、発光ダイオード素子の高輝度、白色化に伴い、携帯電話や大型液晶ＴＶのバックライト等に発光ダイオード素子を用いた発光装置が使用されている。しかしながら、発光ダイオード素子の高輝度化に伴って発熱量が増加し、その温度が過度に上昇するために、必ずしも十分な発光輝度を得られなくなっている。このため発光ダイオード素子等の発光素子を搭載するための発光素子用基板として、発光素子から発生する熱を速やかに放散することができ、十分な発光輝度を得られるものが求められている。

従来、発光素子用基板として、例えばアルミナ基板が用いられている。また、アルミナ基板の熱伝導率が約１５〜２０Ｗ／ｍ・Ｋと必ずしも高くないことから、より高い熱伝導率を有する窒化アルミニウム基板を用いることも検討されている。

しかしながら、窒化アルミニウム基板は、原料コストが高く、また難焼結性であることから高温焼成が必要となり、プロセスコストが高くなりやすい。さらに、窒化アルミニウム基板の熱膨張係数は４×１０^−６〜５×１０^−６／℃と小さく、汎用品である９×１０^−６／℃以上の熱膨張係数を持つプリント基板に実装した場合、熱膨張差により必ずしも十分な接続信頼性を得ることができない。

このような問題を解決するために、発光素子用基板として低温同時焼成セラミック基板（以下、ＬＴＣＣ基板という）を用いることが検討されている。ＬＴＣＣ基板は、例えばガラスとアルミナフィラーとからなるものであり、これらの屈折率差が大きく、またこれらの界面が多く、その厚みが利用する波長よりも大きいことから、高い反射率を得ることができる。これにより、発光素子からの光を効率よく利用し、結果として発熱量を低減することができる。また、光源による劣化の少ない無機酸化物からなるために、長期間に渡って安定した色調を保つことができる。

このようなＬＴＣＣ基板は必ずしも熱伝導率が高くないことから、例えば金属のような高熱伝導材料からなるサーマルビアを設け、熱抵抗を低減させることが知られている。サーマルビアとしては、例えば発光素子より小さいものを複数配置するものや、発光素子と略同等の大きさのものを１つのみ配置するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−４１２３０号公報

近年、このような発光素子用基板に複数の発光素子を搭載することが検討されている。図７は、従来の発光素子用基板１を用いた発光装置１０の一例を示す平面図である。この発光素子用基板１は、搭載面２１に４つの発光素子１１が四角形状に搭載されるものである。搭載面２１の中央部には、各発光素子１１の一方の電極が接続される素子接続端子３が設けられ、その両側には、発光素子１１の他方の電極が接続される一対の素子接続端子３が設けられている。これらの素子接続端子３からは、搭載面２１の反対側に形成される外部接続端子と接続するために、発光素子用基板１の内部に搭載面２１と平行に内層配線４が延ばされている。

このような内層配線４については、発光素子１１と重なるように、すなわち発光素子１１の直下を通るように形成される場合がある。従来、内層配線４は発光素子用基板１の内部に埋設されており、その厚みも５〜１５μｍ程度と薄いことから、発光素子１１と重なるように形成されていても問題ないと考えられていた。

しかしながら、内層配線４の表面を覆う発光素子用基板１の厚さが１００μｍ以下となる場合、内層配線４の直上となる搭載面２１に少なからず凸部が発生し、この凸部によって形成される空間にダイボンド材が多量に存在することで、発光素子１１を搭載した場合に熱抵抗が増加する。特に、発光素子１１の高輝度化に伴って発熱量が増加していることから、このような熱抵抗の増加を抑制することが求められている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、内層配線による熱抵抗の増加が抑制された発光素子用基板を提供することを目的としている。また、本発明は、上記発光素子用基板を用いた発光装置を提供することを目的としている。

本発明の発光素子用基板は、発光素子を搭載するための搭載面を有し、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなる基板本体と、前記基板本体の前記搭載面側に設けられる素子接続端子と、前記基板本体の前記搭載面側とは反対側に設けられる外部接続端子と、前記素子接続端子と前記外部接続端子とに電気的に接続され、前記搭載面から１００μｍ以下の範囲内に前記搭載面と略平行に設けられる内層配線とを有する発光素子用基板であって、前記内層配線は前記発光素子を搭載するための搭載部と重ならないように設けられていることを特徴とする。

前記素子接続端子と前記内層配線とは略同一平面上に設けられていることが好ましい。 前記素子接続端子は３つ以上設けられていることが好ましく、その２つ以上が前記内層配線によって電気的に接続されていることが好ましい。また、前記素子接続端子は、例えば前記搭載面の中央部と、前記中央部の外側となる２つ以上の周辺部とに設けられていることが好ましく、前記周辺部に設けられる前記素子接続端子の２つ以上が前記内層配線によって接続されていることが好ましい。

前記搭載部は複数設けられていることが好ましく、例えば前記中央部を中心として略環状に配置されていることが好ましい。

本発明の発光装置は、発光素子用基板と、前記発光素子用基板に搭載される発光素子とを有することを特徴とする。

本発明によれば、基板本体内に設けられる内層配線のうち、少なくとも搭載面から１００μｍ以下の範囲内に設けられるものについて、発光素子を搭載するための搭載部と重ならないようにすることで、搭載面、特に搭載部における凸部の発生を抑制し、熱抵抗の低減された発光素子用基板とすることができる。また、本発明によれば、このような発光素子用基板に発光素子を搭載することで、十分な発光輝度を得ることができる発光装置とすることができる。

本発明の発光素子用基板および発光装置の一例を示す平面図および断面図。 図１に示す発光素子用基板の第１層を示す平面図および断面図。 図１に示す発光素子用基板の第２層を示す平面図および断面図。 図１に示す発光素子用基板の第３層を示す平面図および断面図。 図１に示す発光素子用基板の第４層を示す平面図および断面図。 本発明の発光素子用基板の一部を拡大して示す模式的断面図。 従来の発光素子用基板の一例を示す平面図。

以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の発光素子用基板１、およびこれを用いた発光装置１０の一例を示す平面図、およびそのＸ−Ｘ線断面図である。また、図２〜５は、発光素子用基板１の各層を示す平面図、およびそのＸ−Ｘ線断面図である。

本発明の発光素子用基板１は、例えば図１（ａ）に示すように４個の発光素子１１が四角形状等の略環状に搭載されるものである。この発光素子用基板１は、発光素子１１がボンディングワイヤ１２によって電気的に接続されるとともに、これら発光素子１１とボンディングワイヤ１２を覆うようにモールド材１３が設けられて発光装置１０として用いられる。

発光素子用基板１は、これを主として構成する基板本体２を有している。この基板本体２は、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなるものである。この基板本体２の搭載面２１側には、搭載面２１に露出するように、発光素子１１と電気的に接続される素子接続端子３が設けられている。素子接続端子３は、例えば搭載面２１の中央部に円形状に設けられるとともに、その外側となる周辺部、具体的には両側に対向するようにして楕円形状に一対設けられている。

発光素子１１は、例えば中央部の素子接続端子３を中心として環状に搭載され、中央部の素子接続端子３と両側の素子接続端子３との中間線上にそれぞれ２つずつ搭載されている。中央部に設けられる素子接続端子３には、各発光素子１１の一方の電極がボンディングワイヤ１２を介して電気的に接続されている。一方、両側の素子接続端子３には、各側に搭載される２つの発光素子１１の他方の電極がボンディングワイヤ１２を介して電気的に接続されている。

中央部の素子接続端子３からは、例えば搭載面２１の縁部に向かって基板本体２の内部に内層配線４が延ばされており、この内層配線４は端部に設けられた接続部４１によって貫通導体５と接続され、さらに搭載面２１の反対側に設けられた外部接続端子６と接続されている。一方、両側の素子接続端子３は他の内層配線４によって互いに接続されるとともに、その途中に設けられる接続部４１によって他の貫通導体５と接続され、さらに搭載面２１の反対側に設けられる他の外部接続端子６と接続されている。

素子接続端子３は、例えば図１（ｂ）に示すように搭載面２１から一段下がるように設けられており、内層配線４は素子接続端子３と接続するように基板本体２の内部に設けられている。すなわち、素子接続端子３と内層配線４とは同一平面上に設けられている。素子接続端子３および内層配線４は、例えば厚みが５〜１５μｍとされており、搭載面２１からこの搭載面２１側の表面までの距離（Ｌ１）が５０〜１００μｍとされている。

本発明では、このような距離（Ｌ１）が１００μｍ以下となる内層配線４が搭載部と重ならないように設けられていることを特徴とする。距離（Ｌ１）が１００μｍ以下となるような内層配線４は搭載部に凸部を発生させやすいことから、このような内層配線４を搭載部に重ならないように、すなわち搭載部の直下を通らないように設けることで、搭載部における凸部の発生を抑制し、熱抵抗の低減されたものとすることができる。

具体的には、内層配線４を搭載部に重ならないようにすることで、個々の搭載部における最高部と最低部との高低差を２μｍ以下とすることができる。ここで、最高部とは、搭載部の中で最も高い部分を意味し、最低部とは、搭載部の中で最も低い部分を意味する。そして、高低差は、この最高部と最低部との高さの差として求められる。

本発明では、距離（Ｌ１）が１００μｍ超えるものについては、必ずしも搭載部と重ならないように設けられている必要はないが、より熱抵抗の低減されたものとする観点から、距離（Ｌ１）が１５０μｍ以下となる内層配線４が搭載部と重ならないように設けられていることが好ましい。なお、このような内層配線４は、通常、距離（Ｌ１）が５０μｍ以上となるように形成されていることが好ましい。なお、搭載部とは、実際に発光素子１１が搭載される部分であり、発光素子１１と同一の面積を有する部分である。

図６は、発光素子用基板１の搭載部近傍を拡大して示す模式的断面図である。搭載部を含む搭載面２１には、銀等からなる反射膜７、およびこの反射膜７を覆うオーバーコートガラス膜８を介して、ダイボンド材からなる接着層９により発光素子１１が接着されていてもよい。このような場合であっても、距離（Ｌ１）の基準となる搭載面２１は、これら反射膜７やオーバーコートガラス膜８の表面ではなく、あくまでも基板本体２の表面である搭載面２１とする。また、内層配線４の直上となる搭載面２１には凸部が形成されるが、距離（Ｌ１）の基準となる搭載面２１は、このような凸部が発生していない搭載面２１を基準とする。

内層配線４は、少なくとも搭載部と重ならないように形成されていればよいが、搭載部の外周から水平方向に測った最短距離（Ｌ２）が１００μｍ以上となるように形成されていることが好ましい。最短距離（Ｌ２）を１００μｍ以上とすることで、内層配線４による凸部の影響を効果的に抑制することができる。

しかし、熱抵抗を低減する観点から、内層配線４は搭載部の外周からの最短距離（Ｌ２）が３００μｍ以下となるように設けられていることが好ましい。内層配線４は熱伝導率が高いことから、搭載部と重ならないようにしつつ、その外周に近い位置に設けることで、搭載部の熱抵抗を効果的に低減することができる。

内層配線４は、少なくとも一部の最短距離（Ｌ２）が３００μｍ以下となっていればよいが、熱抵抗を低減する観点から、全ての搭載部における外周部の長さの合計に対する最短距離（Ｌ２）が３００μｍ以下となる部分の長さの割合が１／４以上となっていることが好ましい。この割合は、通常、１／２程度までとされていれば十分である。なお、図１に示すものについては、上記割合が約６／１６となるものである。

このような発光素子用基板１は、例えばガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物からなる４枚のグリーンシートを積層し、焼成することにより製造されるものであり、例えば第１層２２〜第４層２５の４層からなるものとされている。

第１層２２は、図２に示すように搭載面２１が露出するような径大な円形状の孔部２２１を有するものとされている。第２層２３は、図３に示すように中央部に円形状の孔部２３１を有するとともに、その両側に一対の楕円形状の孔部２３２を有するものとされている。中央部の孔部２３１は、中央部の素子接続端子３と同様の大きさ、またはこれよりもわずかに小さい大きさとされている。また、両側の孔部２３２は、両側の素子接続端子３と同様の大きさ、またはこれよりもわずかに小さい大きさとされている。

第３層２４は、図４に示すように表面の中央部に円形状の素子接続端子３が形成されるとともに、この素子接続端子３の両側に一対の楕円形状の素子接続端子３が形成されている。中央部の素子接続端子３からは内層配線４が延ばされ、その端部に接続部４１が設けられている。また、両側の素子接続端子３を繋ぐように他の内層配線４が延ばされており、その途中に接続部４１が設けられている。

第３層２４の内部には、一対の内層配線４（接続部４１）と接続するように一対の貫通導体５が形成されている。また、第４層２５の内部にも、図５に示すように一対の貫通導体５が形成されており、これらは搭載面２１の反対側に設けられる一対の外部接続端子６と接続されている。

本発明の発光装置１０は、このような発光素子用基板１の搭載部にシリコーンダイボンド剤等のダイボンド剤により発光ダイオード素子等の発光素子１１が搭載され、その図示しない電極がボンディングワイヤ１２によって素子接続端子３に接続されるとともに、発光素子１１やボンディングワイヤ１２を覆うようにモールド材１３が設けられることにより構成されている。

本発明の発光装置１０によれば、熱抵抗の小さい発光素子用基板１を用いることで、発光素子１１の過度な温度上昇を抑制し、高輝度に発光させることができる。このような本発明の発光装置１０は、例えば携帯電話や大型液晶ディスプレイ等のバックライト、自動車用あるいは装飾用の照明、その他の光源として好適に用いることができる。

次に、本発明の発光素子用基板１の製造方法について説明する。
本発明の発光素子用基板１は、内層配線４が発光素子１１の搭載部と重ならないように形成する以外は、基本的に従来の発光素子用基板と同様にして製造することができる。

すなわち、発光素子用基板１は、未焼成第１層２２〜未焼成第４層２５を別々に製造した後、これらを重ね合わせて未焼成発光素子用基板１とし、脱脂し、焼成することにより製造することができる。

未焼成第１層２２〜未焼成第４層２５となるグリーンシートは、基板用ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物にバインダー、必要に応じて可塑剤、溶剤等を添加してスラリーを調製し、これをドクターブレード法等によりシート状に成形し、乾燥させることで製造することができる。

基板用ガラス粉末は、必ずしも限定されるものではないものの、ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０〜７００℃のものが好ましい。ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０℃未満の場合、脱脂が困難となるおそれがあり、７００℃を超える場合、収縮開始温度が高くなり、寸法精度が低下するおそれがある。

また、８５０〜９００℃で焼成したときに結晶が析出するものであることが好ましい。結晶が析出しないものの場合、十分な機械的強度を得ることができないおそれがある。さらに、ＤＴＡにより測定される結晶化ピーク温度（Ｔｃ）が８８０℃以下のものが好ましい。結晶化ピーク温度（Ｔｃ）が８８０℃を超える場合、寸法精度が低下するおそれがある。

基板用ガラス粉末としては、例えばＳｉＯ_２を５７〜６５ｍｏｌ％、Ｂ_２Ｏ_３を１３〜１８ｍｏｌ％、ＣａＯを９〜２３ｍｏｌ％、Ａｌ_２Ｏ_３を３〜８ｍｏｌ％、Ｋ_２ＯおよびＮａ_２Ｏから選ばれる少なくとも一方を合計で０．５〜６ｍｏｌ％含有するものが好ましい。このようなものを用いることで、搭載面２１における凹凸の発生を抑制しやすくなる。

ここで、ＳｉＯ_２は、ガラスのネットワークフォーマとなるものである。ＳｉＯ_２の含有量が５７ｍｏｌ％未満の場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。一方、ＳｉＯ_２の含有量が６５ｍｏｌ％を超える場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれある。ＳｉＯ_２の含有量は、好ましくは５８ｍｏｌ％以上、より好ましくは５９ｍｏｌ％以上、特に好ましくは６０ｍｏｌ％以上である。また、ＳｉＯ_２の含有量は、好ましくは６４ｍｏｌ％以下、より好ましくは６３ｍｏｌ％以下である。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスのネットワークフォーマとなるものである。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が１３ｍｏｌ％未満の場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれがある。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が１８ｍｏｌ％を超える場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは１４ｍｏｌ％以上、より好ましくは１５ｍｏｌ％以上である。また、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは１７ｍｏｌ％以下、より好ましくは１６ｍｏｌ％以下である。

Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラスの安定性、化学的耐久性、および強度を高めるために添加される。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が３ｍｏｌ％未満の場合、ガラスが不安定となるおそれがある。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が８ｍｏｌ％を超える場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれがある。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは４ｍｏｌ％以上、より好ましくは５ｍｏｌ％以上である。また、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは７ｍｏｌ％以下、より好ましくは６ｍｏｌ％以下である。

ＣａＯは、ガラスの安定性や結晶の析出性を高めると共に、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）を低下させるために添加される。ＣａＯの含有量が９ｍｏｌ％未満の場合、ガラス溶融温度が過度に高くなるおそれがある。一方、ＣａＯの含有量が２３ｍｏｌ％を超える場合、ガラスが不安定となるおそれがある。ＣａＯの含有量は、好ましくは１２ｍｏｌ％以上、より好ましくは１３ｍｏｌ％以上、特に好ましくは１４％以上である。また、ＣａＯの含有量は、好ましくは２２ｍｏｌ％以下、より好ましくは２１ｍｏｌ％以下、特に好ましくは２０％以下である。

Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏは、ガラス転移点（Ｔｇ）を低下させるために添加される。Ｋ_２ＯおよびＮａ_２Ｏの合計した含有量が０．５ｍｏｌ％未満の場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれがある。一方、Ｋ_２ＯおよびＮａ_２Ｏの合計した含有量が６ｍｏｌ％を超える場合、化学的耐久性、特に耐酸性が低下するおそれがあり、電気的絶縁性も低下するおそれがある。Ｋ_２ＯおよびＮａ_２Ｏの合計した含有量は、０．８〜５ｍｏｌ％であることが好ましい。

なお、基板用ガラス粉末は、必ずしも上記成分のみからなるものに限定されず、ガラス転移点（Ｔｇ）等の諸特性を満たす範囲で他の成分を含有することができる。他の成分を含有する場合、その合計した含有量は１０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。

基板用ガラス粉末は、上記したようなガラス組成を有するガラスを溶融法によって製造し、乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕することにより得ることができる。湿式粉砕法の場合、溶媒として水を用いることが好ましい。粉砕は、例えばロールミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いて行うことができる。

基板用ガラス粉末の５０％粒径（Ｄ_５０）は０．５〜２μｍであることが好ましい。基板用ガラス粉末の５０％粒径が０．５μｍ未満の場合、ガラス粉末が凝集しやすく、取り扱いが困難となると共に、均一に分散させることが困難となる。一方、基板用ガラス粉末の５０％粒径が２μｍを超える場合、ガラス軟化温度の上昇や焼結不足が発生するおそれがある。粒径の調整は、例えば粉砕後に必要に応じて分級することにより行うことができる。

一方、セラミックスフィラーとしては、従来からこの種の基板の製造に用いられるものを特に制限なく用いることができる。具体的には、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、またはアルミナ粉末とジルコニア粉末との混合物を好適に用いることができる。セラミックスフィラーの５０％粒径（Ｄ_５０）は、例えば０．５〜４μｍであることが好ましい。なお、基板用ガラス粉末やセラミックスフィラーの粒径は、レーザー回折・散乱法による粒子径測定装置（日機装社製、商品名：ＭＴ３１００ＩＩ）により測定した。

このような基板用ガラス粉末とセラミックスフィラーとを、例えば基板用ガラス粉末が３０〜５０質量％、セラミックスフィラーが５０〜７０質量％となるように配合、混合することによりガラスセラミックス組成物を得ることができる。また、このガラスセラミックス組成物に、バインダー、必要に応じて可塑剤、溶剤等を添加することによりスラリーを得ることができる。

バインダーとしては、例えばポリビニルブチラール、アクリル樹脂等を好適に用いることができる。可塑剤としては、例えばフタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等を用いることができる。また、溶剤としては、トルエン、キシレン、ブタノール等の有機溶剤を好適に用いることができる。

このスラリーをドクターブレード法等によりシート状に成形し、乾燥させることで、未焼成第１層２２〜未焼成第４層２５となるグリーンシートを製造することができる。この際、未焼成第２層２３となるグリーンシートの厚みを調整することで、最終的な発光素子用基板１における搭載面２１から内層配線４までの距離（Ｌ１）を調整することができる。

未焼成第１層２２となるグリーンシートには、円形状の孔部２２１を形成する。また、未焼成第２層２３となるグリーンシートには、中央に円形状の孔部２３１を形成するとともに、その両側に一対の楕円形状の孔部２３２を形成する。

未焼成第３層２４となるグリーンシートには、貫通導体５となる部分に孔部を形成した後、金属ペーストを充填することにより未焼成貫通導体５を形成するとともに、素子接続端子３および内層配線４となる部分に金属ペーストを塗布することにより、未焼成素子接続端子３および未焼成内層配線４を形成する。この際、未焼成内層配線４の形成位置を調整することで、最終的に発光素子１１の搭載部に重ならないように内層配線４を形成することができる。

第４層２５となるグリーンシートにも、貫通導体５となる部分に孔部を形成した後、金属ペーストを充填することにより未焼成貫通導体５を形成するとともに、外部接続端子６となる部分に金属ペーストを塗布することにより未焼成外部接続端子６を形成する。

未焼成接続端子３、６、未焼成内層配線４、および未焼成貫通導体５の形成方法は、特に限定されるものではなく、例えばスクリーン印刷法により金属ペーストを塗布、充填することにより行うことができる。金属ペーストとしては、例えば銅、銀、金等を主成分とする金属粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを用いることができる。

また、図６に示すように反射膜７を形成する場合、未焼成第２層２３の搭載面２１となる部分にスクリーン印刷法によって上記したような金属ペーストにより未焼成反射膜７を形成する。また、オーバーコートガラス膜８を設ける場合、未焼成第２層２３の搭載面２１となる部分、あるいは未焼成反射膜７が設けられている場合には、その表面にスクリーン印刷法によりガラスペーストを塗布して未焼成オーバーコートガラス膜８を形成する。

ガラスペーストは、コート用ガラス粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを用いることができる。コート用ガラス粉末としては、未焼成第１層２２〜未焼成第４層２５と同時に焼成して膜状のガラスを得られるものであればよく、その５０％粒径（Ｄ_５０）は０．５〜２μｍであることが好ましい。

このような未焼成第１層２２〜未焼成第４層２５は重ね合わせて、例えば熱圧着することにより一体化して未焼成発光素子用基板１とする。その後、バインダー等を除去する脱脂を行い、ガラスセラミックス組成物等を焼結させる焼成を行って発光素子用基板１とすることができる。

脱脂は、例えば５００〜６００℃の温度で１〜１０時間保持することにより行うことができる。脱脂温度が５００℃未満もしくは脱脂時間が１時間未満の場合、バインダー等を十分に除去することができないおそれがある。一方、脱脂温度は６００℃程度、脱脂時間は１０時間程度とすれば、十分にバインダー等を除去することができ、これを超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。

また、焼成は、例えば８５０〜９００℃の温度で２０〜６０分保持することにより行うことができ、特に８６０〜８８０℃の温度で行うことが好ましい。焼成温度が８５０℃未満、焼成時間が２０分未満の場合、緻密なものが得られないおそれがある。一方、焼成温度は９００℃程度、焼成時間は６０分程度とすれば、十分に緻密なものが得られ、これを超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。また、銀を主成分とする金属粉末を含有する金属ペーストを用いた場合、焼成温度が８８０℃を超えると、過度に軟化するために所定の形状を維持できなくなるおそれがある。

このような発光素子用基板１には、搭載部にシリコーンダイボンド剤等のダイボンド剤を用いて発光ダイオード素子等の発光素子１１を搭載し、その図示しない電極と素子接続端子３とをボンディングワイヤ１２によって接続するとともに、これら発光素子１１とボンディングワイヤ１２とを覆うようにモールド材１３を設けることにより発光装置１０とすることができる。

以上、本発明の発光素子用基板１、発光装置１０について説明したが、本発明の発光素子用基板１については、少なくとも搭載面２１からこの搭載面２１側の表面までの距離（Ｌ１）が１００μｍ以下となる内層配線４を有し、かつこの内層配線４が搭載部と重ならないように形成されるものであればよく、搭載部や素子接続端子３の個数や配置については必ずしも限定されるものではないが、搭載部に内層配線４が重なりやすい形状のもの、例えば搭載部が２つ以上、また素子接続端子３が３つ以上であるもの、特にこのようなものにおいて中央部の素子接続端子３から内層配線４が引き出されるとともに、その周辺部の２つ以上の素子接続端子３が内層配線４により接続されるものの場合に特に顕著な効果を発揮することができる。また、発光素子用基板１は、必ずしも第１層２２〜第４層２５の４層構造のものに限られるものではなく、例えば第４層２５を省略して、第３層２４の裏面に外部接続端子６を設ける３層構造等とすることもできる。

以下、本発明について実施例を参照してさらに詳細に説明する。

（実施例１）
発光素子用基板１として図１に示すものを製造した。なお、各発光素子１１（発光部）は、０．４０ｍｍ×０．２４ｍｍの大きさの長方形状とし、その長手方向が３つの素子接続端子３の配列方向（図１中、左右方向）となるようにした。

まず、未焼成第１層２２〜未焼成第４層２５となるグリーンシートを製造した。すなわち、ＳｉＯ_２が６０．４ｍｏｌ％、Ｂ_２Ｏ_３が１５．６ｍｏｌ％、Ａｌ_２Ｏ_３が６ｍｏｌ％、ＣａＯが１５ｍｏｌ％、Ｋ_２Ｏが１ｍｏｌ％、Ｎａ_２Ｏが２ｍｏｌ％となるように原料を配合、混合し、この原料混合物を白金ルツボに入れて１６００℃で６０分間溶融させた後、この溶融状態のガラスを流し出し冷却した。このガラスをアルミナ製ボールミルにより４０時間粉砕して基板用ガラス粉末を製造した。なお、粉砕時の溶媒にはエチルアルコールを用いた。

この基板用ガラス粉末が４０質量％、アルミナフィラー（昭和電工社製、商品名：ＡＬ−４５Ｈ）が６０質量％となるように配合し、混合することによりガラスセラミックス組成物を製造した。このガラスセラミックス組成物５０ｇに、有機溶剤（トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノールを質量比４：２：２：１で混合したもの）１５ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）２．５ｇ、バインダーとしてのポリビニルブチラール（デンカ社製、商品名：ＰＶＫ＃３０００Ｋ）５ｇ、さらに分散剤（ビックケミー社製、商品名：ＢＹＫ１８０）を配合し、混合してスラリーを調製した。

このスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥させ、未焼成第１層２２〜未焼成第４層２５となる４枚のグリーンシートを製造した。なお、各グリーンシートの厚みは、焼成後の厚みが０．５ｍｍ （未焼成第１層２２用）、 ０．０６ｍｍ （未焼成第２層２３用）、０．２５ｍｍ（未焼成第３層２４用）、０．２５ｍｍ（未焼成第４層２５用）となるようにした。各グリーンシートには、孔空け機を用いて所定の孔部を形成した。

一方、導電性粉末（大研化学工業社製、商品名：Ｓ５５０）、ビヒクルとしてのエチルセルロースを質量比８５：１５の割合で配合し、固形分が８５質量％となるように溶剤としてのαテレピネオールに分散した後、磁器乳鉢中で１時間混練を行い、さらに三本ロールにて３回分散を行って金属ペーストを製造した。

この金属ペーストをスクリーン印刷法によりグリーンシートの所定の孔部に充填して未焼成貫通導体５を形成すると共に、所定の表面に印刷して、未焼成素子接続端子３、未焼成内層配線４、および未焼成外部電極端子６を形成して、未焼成第１層２２〜未焼成第４層２５を製造した。

そして、未焼成第１層２２〜未焼成第４層２５を重ね合わせ、熱圧着により一体化して未焼成発光素子用基板１とした後、５５０℃で５時間保持する脱脂を行い、さらに８７０℃で３０分間保持する焼成を行って発光素子用基板１を製造した。

なお、内層配線４は、厚みを１０μｍとし、搭載面２１からこの搭載面２１側の表面までの距離（Ｌ１）が５０μｍとなるようにした。また、搭載部（図１（ａ）、左上）に沿った内層配線４は、最短距離（Ｌ２）が１００μｍとなるようにこの搭載部の２辺（０．４０ｍｍ＋０．２４ｍｍ）に沿って設けるとともに、搭載部（図１（ａ）、左下および右下）に沿った内層配線４は、最短距離（Ｌ２）が１００μｍとなるようにこの搭載部の２辺（０．４０ｍｍ＋０．２４ｍｍ）に沿って設けた。また、内層配線４の幅は２００μｍとした。

（実施例２〜８）
実施例１の発光素子用基板１の製造において、距離（Ｌ１）、距離（Ｌ２）を表１に示すように変更して発光素子用基板１を製造した。

（比較例１、２）
実施例１の発光素子用基板１の製造において、図７に示すように３つの搭載部に重なるように内層配線４を形成するとともに、距離（Ｌ１）を表１に示すものとして発光素子用基板１を製造した。なお、内層配線４の幅は、実施例１の発光素子用基板１と同様に２００μｍとした。

次に、実施例および比較例の発光素子用基板１の４つの搭載部に、ダイボンド材（信越化学工業株式会社製、商品名：ＫＥＲ−３０００−Ｍ２）を用いて発光ダイオード素子（昭和電工社製、商品名：ＧＱ２ＣＲ４６０Ｚ）を搭載し、さらにモールド材（信越化学工業株式会社、商品名：ＳＣＲ−１０１６Ａ）を用いて封止を行った。

この発光素子用基板１について、熱抵抗測定器（嶺光音電機株式会社製、商品名：ＴＨ−２１６７）を用いて熱抵抗を測定した。なお、印加電流は３５ｍＡとし、電圧降下が飽和する時間まで通電し、降下した電圧と発光ダイオード素子の温度−電圧降下特性から導かれる温度係数によって飽和温度Ｔｊ（℃／Ｗ）を算出した。

結果を表１にまとめて示す。なお、表中、「◎」、「○」、「△」、「×」は、実施例１の飽和温度に対する飽和温度の上昇の割合を示し、「◎」は５％未満、「○」は５％以上１０％未満、「△」は１０％以上２０％未満、「×」は２０％以上を示す。

表１から明らかなように、搭載部に重ならないように、かつ搭載部の近傍に内層配線４を設けた実施例の発光素子用基板１は、熱抵抗が有効に低減されていることが認められた。特に、搭載部からの内層配線４までの最短距離（Ｌ２）を１００〜３００μｍとしたものは、効果的に熱抵抗を低減できることが認められた。

１…発光素子用基板
２…基板本体
３…素子接続端子
４…内層配線
６…外部接続端子
１０…発光装置
１１…発光素子
２１…搭載面

Claims (7)

1. 発光素子を搭載するための搭載面を有し、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体からなる基板本体と、前記基板本体の前記搭載面側に設けられる素子接続端子と、前記基板本体の前記搭載面側とは反対側に設けられる外部接続端子と、前記素子接続端子と前記外部接続端子とに電気的に接続され、前記搭載面から１００μｍ以下の範囲内に前記搭載面と略平行に設けられる内層配線とを有する発光素子用基板であって、
   前記内層配線は前記発光素子を搭載するための搭載部と重ならないように設けられていることを特徴とする発光素子用基板。
2. 前記素子接続端子と前記内層配線とは略同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の発光素子用基板。
3. 前記素子接続端子を３つ以上有し、その２つ以上が前記内層配線によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項２記載の発光素子用基板。
4. 前記素子接続端子は、前記搭載面の中央部と、前記中央部の外側となる２つ以上の周辺部とに設けられ、前記周辺部に設けられる前記素子接続端子の２つ以上が前記内層配線によって接続されていることを特徴とする請求項３記載の発光素子用基板。
5. 前記搭載部を複数有することを特徴とする請求項４記載の発光素子用基板。
6. 前記中央部を中心として前記複数の搭載部が略環状に配置されていることを特徴とする請求項５記載の発光素子用基板。
7. 請求項１乃至５のいずれか１項記載の発光素子用基板と、
   前記発光素子用基板に搭載される発光素子と
   を有することを特徴とする発光装置。

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