JP2013153035A - 発光素子搭載用基板、及び、それを用いた発光装置、及び、発光素子搭載用基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 発光素子搭載用基板10は、素子搭載部25を有する基体部7と、素子搭載部25を取り囲んで形成され、前記基体部と反対側が開口する枠体部8と、枠体部8上に形成される突起部9と、が一体成型されたセラミック焼結体からなる基板本体11と、枠体部8上に形成され、枠体部8の開口24及び突起部9を取り囲むと共に、突起部9の高さより高い囲繞部12と、枠体部8上における突起部9と囲繞部12との間に形成され、発光素子30の電極と電気的に接続される電極パッド41aと、を備え、基体部7の枠体部8で囲まれる領域の内、少なくとも素子搭載部25以外の領域、及び、前記枠体部の内周面から突起部9の枠体部8と最も離れた位置までの領域において、セラミック焼結体が露出していることを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
(シート準備工程P1a)
まず、セラミックグリーンシートを準備する。図6は、本工程において準備されるセラミックグリーンシートを示す図である。図6に示すように本工程においては、平坦なセラミックグリーンシート2を準備する。具体的には、例えば、基板本体11が、バリウムが添加されたアルミナセラミックから成る場合には、アルミナ粉末、炭酸バリウム粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を適宜混合してスラリーを調製する。そして、調製したスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法等の方法により、平坦なシート状に成形して単層のセラミックグリーンシート2を作製する。なお、セラミックグリーンシート2は、原料粉末を成型機に充填して、加圧成形して作製することもできる。
次に、シート準備工程P1aで準備した平坦なセラミックグリーンシート2をプレス成型して、発光素子搭載用基板10の基体部7、及び、枠体部8、及び、突起部9を形成する。この形成においては、プレス機により、少なくとも、基体部7の上面21と、枠体部8の内周面22及び上面23と、突起部9とを形成するための成形型が形成された金型を平坦なセラミックグリーンシート2の一方の面に押圧する。この押圧力により、セラミックグリーンシート2の上面の少なくとも一部に立体形状を形成する。こうして、図6に示す基体部7と、枠体部8と、突起部9とが一体形成された単層のセラミックグリーンシート11aを得る。
次に、基体部7と、枠体部8と、突起部9とが一体形成された単層のセラミックグリーンシート11aを焼成する。このとき、上記のように、基板本体11がバリウムが添加されたアルミナセラミックから成る場合には、アルミナが焼結し得る所定の温度(例えば、1400℃から1800℃程度の温度)で焼成する。この焼成により、セラミックグリーンシート11aを焼結させて、基体部7と枠体部8と突起部9とが、一体化した単層のアルミナセラミックから成る図1に示す基板本体11を得る。
次に、基板本体11に配線導体を形成する。具体的には、金属粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を適宜混合して、導体ペーストを調製する。そして、その導体ペーストを、枠体部8の上面23上の上面配線導体41が形成される位置、及び、側面配線導体42が形成される位置(溝15の内周面上)、及び、基体部7の底面における底面配線導体43が形成される位置に印刷する。この印刷の方法としては、例えば、スクリーン印刷やインクジェット印刷を挙げるとことができる。その後、導体ペーストが印刷された状態の基板本体11を焼成することで、導体ペーストを固化する。こうして、上面配線導体41、側面配線導体42、底面配線導体43が形成され、図7に示すように、基板本体11に配線導体が形成された状態となる。
次に、囲繞部を形成する。具体的には、例えば、酸化ケイ素(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化ホウ素(B2O3)等を主成分とするガラス粉末と、酸化チタン(TiO2)、硫酸バリウム(BaSO4)等の光散乱粒子(セラミック粉末)と有機ビヒクルとを適宜混合して、ガラスペーストを調製する。そして、図7に示す配線導体が形成された基板本体11の枠体部8の上面23上において、囲繞部12が位置する場所に調製したガラスペーストを塗布する。具体的には、枠体部8の上面23を平面視する場合に、開口24から離間して、開口24、及び、突起部9、及び、上面配線導体41における突起部9の近傍の一部を取り囲むようにガラスペーストをスクリーン印刷する。その後、ガラスペーストが印刷された状態の基板本体11を焼成して、ガラスペーストの印刷層を焼結する。焼結したガラスペーストは、ガラス焼成膜を形成する。次に、形成したガラス焼成膜の上に、先程と同様にしてガラスペーストをさらに印刷し、再び焼成する。このガラスペーストの印刷、及び、焼成から成る工程を複数回行うことにより、ガラス焼成膜の積層体からなる囲繞部12が形成される。そして、上面配線導体41の囲繞部で囲まれる部分が電極パッド41aとなる。こうして、図8に示すように基板本体11上に囲繞部12が形成された状態となる。こうして、図1、図2に示す発光素子搭載用基板10を得る。
次に、得られた発光素子搭載用基板10の素子搭載部25に、予め準備しておいた発光素子30を接着剤により固着する。その後、電極パッド41aとボンディングワイヤ32の一端とをはんだ付けすると共に、発光素子30の電極とボンディングワイヤ32の他端とをはんだ付けする。こうして発光素子30の電極と、電極パッド41aとが電気的に接続され、発光素子30が実装される。こうして、図9に示すように発光素子搭載用基板10に発光素子30が実装された状態となる。
次に、キャビティ20に、固化前の封止樹脂を発光素子30及びボンディングワイヤ32が埋まるまで充填する。このとき、固化後において、囲繞部12の上面と封止樹脂とが面一になるように充填する。例えば、図2に示す封止樹脂が紫外線硬化樹脂であれば、この紫外線硬化樹脂の前駆体である液状の紫外線硬化性樹脂を充填して、その後、紫外線を照射することにより樹脂を固化させれば良い。
7・・・基体部
8・・・枠体部
9,91・・・突起部
10・・・発光素子搭載用基板
11・・・基板本体
12・・・囲繞部
20・・・キャビティ
24・・・開口
30・・・発光素子
32・・・ボンディングワイヤ
41・・・上面配線導体
41a・・・電極パッド
42・・・側面配線導体
43・・・底面配線導体
50・・・封止樹脂
P1・・・本体作製工程
P1a・・・シート準備工程
P1b・・・プレス工程
P1c・・・焼成工程
P2・・・配線導体形成工程
P3・・・囲繞部形成工程
P4・・・素子実装工程
P5・・・樹脂封止工程
Claims (10)
- 発光素子が搭載される素子搭載部を有する基体部と、前記基体部上に前記素子搭載部を取り囲んで形成され、前記基体部と反対側が開口する枠体部と、前記枠体部上に形成される突起部と、が一体成型されたセラミック焼結体からなる基板本体と、
前記枠体部上に形成され、前記枠体部の開口及び前記突起部を取り囲むと共に、前記突起部の高さより高い囲繞部と、
前記枠体部上における前記突起部と前記囲繞部との間に形成され、前記発光素子の電極と電気的に接続される電極パッドと、
を備え、
前記基体部の前記枠体部で囲まれる領域の内、少なくとも前記素子搭載部以外の領域、及び、前記枠体部の内周面から前記突起部の前記枠体部と最も離れた位置までの領域において、前記セラミック焼結体が露出している
ことを特徴とする発光素子搭載用基板。 - 前記基板本体は、単層のセラミック焼結体から成ることを特徴とする請求項1に記載の発光素子搭載用基板。
- 前記突起部は、前記開口を囲んでい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基板。
- 前記突起部は、前記開口から離間していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光素子搭載用基板。
- 前記突起部は、前記枠体部における前記突起部が形成される面と対向する平面を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光素子搭載用基板。
- 前記枠体部及び前記囲繞部の内周面は、前記枠体部の開口方向において、外側に向かって広がる傾斜面とされ、
前記囲繞部の内周面の傾斜角度は、前記枠体部の内周面の傾斜角度より大きい
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光素子搭載用基板。 - 前記突起部は、前記電極パッド側の面の傾斜角度が、前記開口側の面の傾斜角度よりも大きくなるように形成される
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光素子搭載用基板。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光素子搭載用基板と、
前記素子搭載部に搭載され、前記電極が前記電極パッドとボンディングワイヤにより電気的に接続される発光素子と、
前記枠体部の前記開口内、及び、前記囲繞部で囲まれる領域に充填される光透過性の樹脂と、
を備える
ことを特徴とする発光装置。 - 発光素子が搭載される素子搭載部を有する基体部と、前記基体部上に前記素子搭載部を取り囲んで形成される枠体部と、前記枠体部上に形成される突起部と、を有する基板本体を一体成型のセラミック焼結体により作製する本体作製工程と、
前記枠体部上における前記突起部を基準とした前記枠体部の開口側と反対側に前記発光素子の電極と電気的に接続される配線導体を形成する配線導体形成工程と、
前記枠体部の開口と前記突起部と前記配線導体の一部とを取り囲み、前記突起部の高さより高い囲繞部を前記枠体部上に形成する囲繞部形成工程と、
を備え、
前記基体部の前記枠体部で囲まれる領域の内少なくとも前記素子搭載部以外の領域、及び、前記枠体部の内周面から前記突起部の前記枠体部と最も離れた位置までの領域において、前記セラミック焼結体が露出された状態とされる
ことを特徴とする発光素子搭載用基板の製造方法。 - 前記本体作製工程は、
単層のセラミックグリーンシートにプレス成型を施すことにより、前記基体部と、前記枠体部と、前記突起部とを一体形成するプレス工程と、
プレス成型された前記セラミックグリーンシートを焼成する焼成工程と、
を備える
ことを特徴とする請求項9に記載の発光素子搭載用基板の製造方法。
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