JP2024094097A - 配線基板、発光装置及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基材及び基材の被覆層と導電部との接合の信頼性向上を図る配線基板、発光装置及びそれらの製造方法を提供する。【解決手段】配線基板1は、第1面11A及び第1面11Aの反対側となる第2面11Bを持ち、セラミックスを有する絶縁性の基材11と、基材11の第1面11Aの第一領域2Aに配置され、セラミックスを有する絶縁性の第1被覆層12Aと、基材11の第1面11Aの第二領域2Bに配置される第1導電部15Aと、を備え、第1被覆層12Aは、第二領域2B上に第1貫通孔14Aを有し、第1貫通孔14Aの内部に第1導電部15Aが配置されており、第1導電部15Aは、基材11と接する部分に配置される第1金属化合物層16Aと、第1金属化合物層16Aと連続し第1被覆層12Aと接する部分に配置される第2金属化合物層16Bと、を含む。【選択図】図1B
Description
本開示は、配線基板、発光装置及びそれらの製造方法に関する。
従来、基材の表面に配線を備える回路基板において、基材に設ける貫通孔に導体を配置して放熱性を向上させることが行われている。例えば特許文献1には、貫通孔の内面と導体との間に活性金属層を形成した回路基板が記載されている。
本開示に係る実施形態は、基材及び被覆層と導電部との接合の信頼性向上を図る配線基板、発光装置及びそれらの製造方法を提供することを課題とする。
実施形態に開示される配線基板は、第1面及び前記第1面の反対側となる第2面を持ち、セラミックスを有する絶縁性の基材と、前記基材の第1面の第一領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第1被覆層と、前記基材の第1面の第二領域に配置される第1導電部と、を備え、前記第1被覆層は、前記第二領域上に第1貫通孔を有し、前記第1貫通孔の内部に前記第1導電部が配置されており、前記第1導電部は、前記基材と接する部分に配置される第1金属化合物層と、前記第1金属化合物層と連続し前記第1被覆層と接する部分に配置される第2金属化合物層と、を含む。
実施形態に開示される発光装置は、実施形態に係る配線基板と、前記配線基板に配置される、素子電極を有する発光素子と、前記発光素子の上面に配置される透光性部材と、を備え、前記素子電極は、前記第1導電部と電気的に接続されている。
実施形態に開示される配線基板の製造方法は、第1面及び前記第1面の反対側となる第2面を持ち、前記第1面に第一領域及び第二領域を持つ、セラミックスを有する絶縁性の基材と、前記第二領域が露出するように開口される第1貫通孔を有し、前記第一領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第1被覆層と、を備える中間体を準備することと、前記第1貫通孔の内部に活性金属元素を含有する第1導電ペーストを配置することと、前記第1導電ペーストを焼成し、前記基材と接する部分に配置される第1金属化合物層と、前記第1金属化合物層と連続し前記第1被覆層と接する部分に配置される第2金属化合物層と、を含む第1導電部を形成することと、を含む。
実施形態に開示される発光装置の製造方法は、実施形態に係る配線基板の製造方法によって製造される配線基板を準備することと、前記配線基板に素子電極を有する発光素子を配置することと、前記発光素子の上面に、透光性部材を配置することと、を含み、前記発光素子を配置することにおいて、前記素子電極と前記第1導電部とを電気的に接続する。
本開示の実施形態によれば、基材及び被覆層と導電部との接合の信頼性向上を図る配線基板、発光装置及びそれらの製造方法を提供することができる。
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本開示に係る技術的思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、発明を以下のものに限定しない。一つの実施形態において説明する内容は、他の実施形態及び変形例にも適用可能である。また、図面は実施形態を概略的に示すものであり、説明を明確にするため、各部材のスケールや間隔、位置関係等を誇張し、あるいは、部材の一部の図示を省略している場合がある。各図において示す方向は、構成要素間の相対的な位置を示し、絶対的な位置を示すことを意図したものではない。なお、同一の名称、符号については、原則として、同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。また、実施形態について、「覆う」とは直接接する場合に限らず、間接的に、例えば他の部材を介して覆う場合も含む。
また、「第1導電部」、「第2導電部」、「第3導電部」など「第1」「第2」「第3」等の数字を付している部材については、これらをまとめて「導電部」と表現する場合がある。
また、「第1導電部」、「第2導電部」、「第3導電部」など「第1」「第2」「第3」等の数字を付している部材については、これらをまとめて「導電部」と表現する場合がある。
[配線基板]
実施形態に係る配線基板1を図1A、1Bを参照しながら説明する。図1Aは、配線基板1の概略を例示する平面図である。図1Bは、図1AのIB-IB線における断面図である。図1Cは、図1AのIC-IC線における断面図である。図1Dは、異なる実施形態に係る配線基板1Dの断面図である。図2は、図1Bの一部を拡大して例示する断面図である。説明の便宜上、第1金属化合物層16Aと第2金属化合物層16Bと第1導電部15Aとのそれぞれの間に境界線を設けているが、第1金属化合物層16Aと第2金属化合物層16Bと第1導電部15Aとはそれぞれ連続しており、明確な界面は設けられていない。
実施形態に係る配線基板1を図1A、1Bを参照しながら説明する。図1Aは、配線基板1の概略を例示する平面図である。図1Bは、図1AのIB-IB線における断面図である。図1Cは、図1AのIC-IC線における断面図である。図1Dは、異なる実施形態に係る配線基板1Dの断面図である。図2は、図1Bの一部を拡大して例示する断面図である。説明の便宜上、第1金属化合物層16Aと第2金属化合物層16Bと第1導電部15Aとのそれぞれの間に境界線を設けているが、第1金属化合物層16Aと第2金属化合物層16Bと第1導電部15Aとはそれぞれ連続しており、明確な界面は設けられていない。
配線基板1は、第1面11A及び第1面11Aの反対側となる第2面11Bを持ち、セラミックスを有する絶縁性の基材11と、基材11の第1面11Aの第一領域2Aに配置され、セラミックスを有する絶縁性の第1被覆層12Aと、基材11の第1面11Aの第二領域2Bに配置される第1導電部15Aと、を備える。第1被覆層12Aは、第二領域2B上に第1貫通孔14Aを有し、第1貫通孔14Aの内部に第1導電部15Aが配置されている。第1導電部15Aは、基材11と接する部分に配置される第1金属化合物層16Aと、第1金属化合物層16Aと連続し第1被覆層12Aと接する部分に配置される第2金属化合物層16Bと、を含む。そして、第1金属化合物層16A及び第2金属化合物層16Bは、共通する活性金属元素の化合物18を含有し、第1導電部15Aの表面において連続している。これにより、基材11及び第1被覆層12Aと第1導電部15Aとの接合の信頼性の向上を図ることができる。
第二領域2Bは、基材11の第1面11Aと同一面、又は、基材11の第1面11Aから凹む第1凹部14Bを有してもよい。第二領域2Bを基材11の第1面11Aと同一面とすることで、基材11の加工が不要となり安価に作成することができる。第二領域2Bを基材11の第1面11Aから凹む第1凹部14Bとすることで、第1導電部15Aと基材11との密着性を向上させることができる。つまり、第1導電部15Aと基材11との密着性を向上させることにより、第1導電部15Aと基材11との接合の信頼性の向上を図ることができる。
第1凹部14Bは、基材11の厚み方向において、基材11の厚みに対して0.3倍以下の深さを有することが好ましく、0.16倍以下がさらに好ましい。これにより第1導電部15Aと基材11との密着性を向上させることができる。
異なる実施形態に係る配線基板1Dは、配線基板1の構成に加え、さらに、基材11の第2面11Bの第三領域2Cに配置され、セラミックスを有する絶縁性の第2被覆層12Bと、基材11の第2面11Bの第四領域2Dに配置される第2導電部15Bと、を備える。第2被覆層12Bは、第四領域2D上に第2貫通孔14Cを有し、第2貫通孔14Cの内部に第2導電部15Bが配置されている。第2導電部15Bは、基材11と接する部分に配置される第3金属化合物層16Cと、第3金属化合物層16Cと連続し第2被覆層12Bと接する部分に配置される第4金属化合物層16Dと、を含む。これにより基材11の第1面だけでなく第2面にも導電部を配置することができ、両面配線を形成したり、放熱性を高めたりすることができる。
第四領域2Dは、基材11の第2面11Bと同一面、又は、基材11の第2面11Bから凹む第2凹部14Dを有してもよい。第四領域2Dを基材11の第2面11Bと同一面とすることで、基材11の加工が不要となり安価に作成することができる。第四領域2Dを基材11の第2面11Bから凹む第2凹部14Dとすることで、第2導電部15Bと基材11との密着性を向上させることができる。
第2凹部14Dは、基材11の厚み方向において、基材11の厚みに対して0.3倍以下の深さを有することが好ましく、0.16倍以下がさらに好ましい。これにより第2導電部15Bと基材11との密着性を向上させることができる。
配線基板1、1Dは、基材11の第1面11A若しくは第1凹部14Bと、基材11の第2面11B若しくは第2凹部14Dと、を繋ぐように貫通する第3貫通孔14Eを有し、第3貫通孔14Eの内部に第3導電部15Cが配置されていることが好ましい。これにより第1導電部15A、第3導電部15C、第2導電部15Bと繋がることにより両面配線を形成したり、放熱性を高めたりすることができる。なお、第1導電部15A、第3導電部15C、第2導電部15Bは、界面なく連続して繋がっていることが好ましいが、第1導電部15Aと第3導電部15C、又は、第3導電部15Cと第2導電部15Bとの間に界面を有する形態であってもよい。
第3導電部15Cは、基材11と接する部分に配置される第5金属化合物層16Eを含むことが好ましい。これにより第3導電部15Cと基材11との密着性を向上させることができる。
第1金属化合物層16A、第2金属化合物層16B、第3金属化合物層16C、第4金属化合物層16D及び第5金属化合物層16Eの少なくとも一種は、窒化チタン、炭化チタン又は酸化チタンの少なくとも一種であることが好ましい。これにより基材11と、第1導電部15A、第2導電部15B、第3導電部15Cのいずれか一種と、の密着性を向上させることができる。
第1被覆層12A及び第2被覆層12Bの少なくとも一方の厚さは、15μm以上200μm以下であることが好ましい。これにより第1導電部15A、第2導電部15Bを所定の厚さとすることができ、電気伝導性や熱伝導性を高めることができる。また、第1被覆層12A等を所定の厚さとすることにより、光反射率を高めたり、耐久性を高めたりすることができる。
以下、配線基板1の各構成について説明するが、配線基板1Dにも適用できる。
(基材)
基材11は、配線基板1の基礎となる絶縁性の板状の部材である。基材11は、第1面11A及び第1面11Aの反対側となる第2面11Bを有している。
基材11は、配線基板1の基礎となる絶縁性の板状の部材である。基材11は、第1面11A及び第1面11Aの反対側となる第2面11Bを有している。
基材11の材料は、放熱性の観点から熱伝導率の大きいセラミックスが好ましい。基材11は、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又は酸化物セラミックスを母材としてもよく、窒化物セラミックスが好ましい。高い放熱性と高い硬度を有するからである。窒化物セラミックスとしては例えば窒化アルミニウムや窒化ケイ素、炭化物セラミックスとしては例えば炭化ケイ素、酸化物セラミックスとしては例えば酸化アルミニウムを挙げることができる。
(第1被覆層、第2被覆層)
第1被覆層12A、第2被覆層12Bは、基材11を被覆し、配線基板1の表面となる部材である。ここでは、第1被覆層12Aは、基材11の第1面11Aに配置されている。第2被覆層12Bは、基材11の第2面11Bに配置されている。第1被覆層12A、第2被覆層12Bが配置される面は、基材11の第1面11Aだけでもよく、第2面11Bにも配置してよい。第1被覆層12A、第2被覆層12Bは絶縁性である。第1被覆層12A、第2被覆層12Bの厚さは、例えば15μm以上200μm以下とすることができる。なお、第1被覆層12A、第2被覆層12Bをまとめて第1被覆層12A等と表記することもある。
第1被覆層12A、第2被覆層12Bは、基材11を被覆し、配線基板1の表面となる部材である。ここでは、第1被覆層12Aは、基材11の第1面11Aに配置されている。第2被覆層12Bは、基材11の第2面11Bに配置されている。第1被覆層12A、第2被覆層12Bが配置される面は、基材11の第1面11Aだけでもよく、第2面11Bにも配置してよい。第1被覆層12A、第2被覆層12Bは絶縁性である。第1被覆層12A、第2被覆層12Bの厚さは、例えば15μm以上200μm以下とすることができる。なお、第1被覆層12A、第2被覆層12Bをまとめて第1被覆層12A等と表記することもある。
第1被覆層12A、第2被覆層12Bの材料は、放熱性の観点から熱伝導率の大きいセラミックスが好ましく、例えば基材11と同様の材料から選択することができる。また、第1被覆層12A、第2被覆層12Bの少なくとも一方は、光反射性であってもよい。これにより配線基板1上に発光素子等の光源を配置した場合に、上方への光取り出し効率を向上させることができる。第1被覆層12A、第2被覆層12Bは、光反射材を含有させることで光反射性を高めることができる。光反射材は酸化チタンが好ましい。他の光反射材としては、例えば酸化アルミニウムや酸化ケイ素を挙げることができる。
(第1貫通孔、第1凹部、第2貫通孔、第2凹部、第3貫通孔)
第1貫通孔14A、第1凹部14Bは、配線基板1の上面に配置されている凹みであり、第2貫通孔14C、第2凹部14Dは、配線基板1の下面に配置されている凹みである。第1貫通孔14A、第1凹部14Bは、基材11の第1面11A側に配置されており、第2貫通孔14C、第2凹部14Dは、基材11の第2面11B側に配置されている。第3貫通孔14Eは、基材11の第1面11A若しくは第1凹部14Bと、基材11の第2面11B若しくは第2凹部14Dと、を繋ぐように貫通されている。また第3貫通孔14Eの内部には第3導電部15Cが配置されていることが好ましい。このため、後記するパッド部155のように第1導電部15Aの幅を広くしたい部分では、第1貫通孔14A、第1凹部14Bの幅を広くしている。なお、第1貫通孔14A、第1凹部14B、第2貫通孔14C、第2凹部14D、第3貫通孔14Eをまとめて第1貫通孔14A等と表記することもある。
第1貫通孔14A、第1凹部14Bは、配線基板1の上面に配置されている凹みであり、第2貫通孔14C、第2凹部14Dは、配線基板1の下面に配置されている凹みである。第1貫通孔14A、第1凹部14Bは、基材11の第1面11A側に配置されており、第2貫通孔14C、第2凹部14Dは、基材11の第2面11B側に配置されている。第3貫通孔14Eは、基材11の第1面11A若しくは第1凹部14Bと、基材11の第2面11B若しくは第2凹部14Dと、を繋ぐように貫通されている。また第3貫通孔14Eの内部には第3導電部15Cが配置されていることが好ましい。このため、後記するパッド部155のように第1導電部15Aの幅を広くしたい部分では、第1貫通孔14A、第1凹部14Bの幅を広くしている。なお、第1貫通孔14A、第1凹部14B、第2貫通孔14C、第2凹部14D、第3貫通孔14Eをまとめて第1貫通孔14A等と表記することもある。
第1貫通孔14Aは、第1被覆層12Aを貫通し、基材11の第1面11A側に設けられる。また、第1貫通孔14Aは、第1凹部14Bと共に基材11の第1面11A側に凹部を形成する。また、第2貫通孔14Cは、第2被覆層12Bを貫通し、基材11の第2面11B側に設けられる。また、第2貫通孔14Cは、第2凹部14Dと共に基材11の第2面11B側に凹部を形成してもよい。この第1貫通孔14Aと第1凹部14B、または、第2貫通孔14Cと第2凹部14Dの平面視形状は同一または異なっていてもよい。第1貫通孔14A、第2貫通孔14Cの平面視形状は、四角形を含む多角形や円形や楕円形だけでなく、線状等であってもよい。第1凹部14B及び第2凹部14Dは、それぞれの凹部の深さが、例えば0.1μm以上100μm以下とすることができ、5μm以上70μm以下であることが好ましい。
(第1導電部、第2導電部、第3導電部)
第1導電部15A、第2導電部15B、第3導電部15Cは、配線基板1、1Dにおける電気的な配線となる部材である。ここでは、第1導電部15Aは、基材11の第1面11A又は第1面11A側に配置され、第2導電部15Bは、基材11の第2面11B又は第2面11B側に配置され、第3導電部15Cは、第1導電部15A及び第2導電部15Bを電気的に接続する。また、第1導電部15A又は第2導電部15Bの一部として、外部の回路部品等との接続に適する形状のパッド部155、156を設けることができる。ここで、第1導電部15A、第2導電部15B、第3導電部15Cをまとめて第1導電部15A等と表記することもある。
第1導電部15A、第2導電部15B、第3導電部15Cは、配線基板1、1Dにおける電気的な配線となる部材である。ここでは、第1導電部15Aは、基材11の第1面11A又は第1面11A側に配置され、第2導電部15Bは、基材11の第2面11B又は第2面11B側に配置され、第3導電部15Cは、第1導電部15A及び第2導電部15Bを電気的に接続する。また、第1導電部15A又は第2導電部15Bの一部として、外部の回路部品等との接続に適する形状のパッド部155、156を設けることができる。ここで、第1導電部15A、第2導電部15B、第3導電部15Cをまとめて第1導電部15A等と表記することもある。
平面視形状において、第1導電部15A、第2導電部15Bは矩形状のパッド部155、156を有している。パッド部155、156の形状は、三角形状等の多角形形状や円形、楕円形等の形状であってもよい。パッド部155、156の中央には、第3導電部15Cが設けられている。基材11の第2面11B側には、パッド部155と対向する位置に第2導電部15Bのパッド部156が設けられている。
第1導電部15A、第2導電部15B又は第3導電部15Cの少なくとも一種は、導電性及び熱伝導性に優れる金属を主成分とすることが好ましく、中でも銀銅合金を含むことが好ましい。これにより電気伝導性や熱伝導性を高めることができる。銀と銅の混合の割合は、重量比で例えば2:8から8:2とすることができ、例えば、銀が約65%以上80%以下、銅が約20%以上35%以下の割合で混ざっていることが好ましく、さらに、銀が約72%、銅が約28%の割合で混ざっていることが特に好ましい。所定の割合で混ぜることにより第1導電部15A等の焼成温度を下げることができるからである。
第1導電部15A等は活性金属元素を含有することが好ましい。第1導電部15A等が活性金属元素を含有することで、第1導電部15A等の金属と基材11及び第1被覆層12A等のセラミックスとを接合させることができる。活性金属元素は、水素化物として含有することができる。活性金属元素はチタンが好ましい。第1導電部15A等における水素化チタンの含有量は、1.5重量%以上20重量%以下とすることができ、3重量%以上10重量%以下が好ましい。
第1導電部15Aは、第1面11Aの第二領域2Bに配置されており、第1被覆層12Aから一部を露出している。第1導電部15Aは第1貫通孔14Aの内部に配置されており、場合により第1凹部14Bの内部にも配置されている。第1導電部15Aは、第1貫通孔14A、第1凹部14Bの内面と接している面と接していない面とを有している。第1貫通孔14A、第1凹部14Bの内面と接していない面は、第1被覆層12Aの表面と同一平面をなすように第1被覆層12Aから露出している。
第2導電部15Bは、第2面11Bの第四領域2Dに配置されており、第2凹部14D又は第2被覆層12Bから一部を露出している。第2導電部15Bは第2凹部14Dの内部に配置されており、場合により第2貫通孔14Cの内部にも配置されている。第2導電部15Bは、第2貫通孔14C、第2凹部14Dの内面と接している面と接していない面とを有している。第2貫通孔14C、第2凹部14Dの内面と接していない面は、第2被覆層12Bの表面又は基材11の第2面11Bと同一平面をなすように第2被覆層12B又は基材11から露出している。
第3貫通孔14Eは、基材11に設けられる。第3貫通孔14Eは、第1導電部15Aと第2導電部15Bとに連続するように配置されている。第3貫通孔14Eは、1つのパッド部155、156について複数設けてもよい。また、第3貫通孔14Eは、第1導電部15Aと第2導電部15Bとが対向して配置されていれば、パッド部155、156でない位置に設けてもよい。
(第1金属化合物層、第2金属化合物層、第3金属化合物層、第4金属化合物層、第5金属化合物層)
第1金属化合物層16A、第2金属化合物層16B、第3金属化合物層16C、第4金属化合物層16D、第5金属化合物層16Eは、第1導電部15A等と基材11、及び、第1導電部15A等と第1被覆層12A等、との間に位置する。なお、第1金属化合物層16A、第2金属化合物層16B、第3金属化合物層16C、第4金属化合物層16D、第5金属化合物層16Eは、第1金属化合物層16A等と表記することもある。
第1金属化合物層16A、第2金属化合物層16B、第3金属化合物層16C、第4金属化合物層16D、第5金属化合物層16Eは、第1導電部15A等と基材11、及び、第1導電部15A等と第1被覆層12A等、との間に位置する。なお、第1金属化合物層16A、第2金属化合物層16B、第3金属化合物層16C、第4金属化合物層16D、第5金属化合物層16Eは、第1金属化合物層16A等と表記することもある。
第1金属化合物層16A等は、図面では、太線で示される部分である。第1金属化合物層16A等は、成分の種類又は割合が第1導電部15A等、基材11及び第1被覆層12Aと異なる部分である。第1金属化合物層16Aは、基材11と第1導電部15Aとの間に形成されている。第2金属化合物層16Bは、第1被覆層12Aと第1導電部15Aとの間に形成されている。第3金属化合物層16Cは、基材11と第2導電部15Bとの間に形成されている。第4金属化合物層16Dは、第2被覆層12Bと第2導電部15Bとの間に形成されている。第5金属化合物層16Eは、基材11と第3導電部15Cとの間に形成されている。第1金属化合物層16A等は、活性金属元素の化合物18を含んでいる。ここでは、第1金属化合物層16A等は、共通する活性金属元素の化合物18を含有し、第1導電部15A等の表面において連続している。なお、活性金属元素の化合物18は、第1導電部15A等に含有されている活性金属元素の水素化物とは異なる化合物である。
第1金属化合物層16A等の化合物18(図2参照)は、基材11又は第1被覆層12A等に含有されるセラミックスが活性金属元素と反応して生成される生成物である。例えば活性金属元素がチタンの場合、基材11又は第1被覆層12A等のセラミックスが窒化物セラミックスであれば窒化チタン、炭化物セラミックスであれば炭化チタン、酸化物セラミックスであれば酸化チタンが生成される。基材11及び第1被覆層12A等が含有するセラミックスが同じであれば、共通の化合物18として、窒化チタン、炭化チタン又は酸化チタンが生成される。
第1被覆層12A及び第2被覆層12Bの少なくとも一方は、基材11が窒化物セラミックスを母材とする場合には窒化物セラミックスを含有し、基材11が炭化物セラミックスを母材とする場合には炭化物セラミックスを含有し、基材11が酸化物セラミックスを母材とする場合には酸化物セラミックスを含有することが好ましい。これにより基材11と第1被覆層12A等との線膨張係数差を小さくし剥離や割れ等を低減することができる。
基材11は、窒化アルミニウム又は窒化ケイ素を母材とし、第1被覆層12A及び第2被覆層12Bの少なくとも一方は、窒化アルミニウムを含有し、第1金属化合物層16A、第2金属化合物層16B、第3金属化合物層16C、第4金属化合物層16D及び第5金属化合物層16Eの少なくとも一種は、窒化チタンを含有することが好ましい。これにより基材11と第1被覆層12A等との密着性を向上させることができる。
配線基板1、1Dは、基材11及び第1被覆層12A等が第1導電部15A等との間に共通する化合物18を含む連続する第1金属化合物層16A等を有することで、例えば高温と低温とが繰り返される場合等を含む基材11及び第1被覆層12A等と第1導電部15A等との接合の信頼性の向上を図ることができる。
[配線基板の変形例]
次に、配線基板1の変形例について、図3A、3Bを参照しながら説明する。図3Aは、第1変形例1Eの概略を例示する断面図である。図3Bは、第2変形例1Fの概略を例示する断面図である。
次に、配線基板1の変形例について、図3A、3Bを参照しながら説明する。図3Aは、第1変形例1Eの概略を例示する断面図である。図3Bは、第2変形例1Fの概略を例示する断面図である。
第1変形例1Eは片面配線基板であり、第2凹部14D、第2貫通孔14C、第3貫通孔14E、第2導電部15B、第3導電部15Cを備えていない。その他の点については配線基板1と同様の構成を備えている。
第2変形例1Fは、第1変形例1Eと同様に、第2凹部14D、第2貫通孔14C、第3貫通孔14E、第2導電部15B、第3導電部15Cを備えておらず、さらに第1凹部14Bの深さD2が第1被覆層12Aの厚さD1以下であり、第1凹部14Bを有していなくてもよい。その他の点については配線基板1と同様の構成を備えている。
配線基板1は、回路部品等を接続する前に、パッド部155、156にめっき層を設けることが好ましい。めっき層によって回路部品等との接合が容易となる。めっき層は、例えば、パッド部155、156側からニッケル、パラジウム、金の3層めっきや、ニッケル、金の2層めっきとすることができる。また、配線基板1は、パッド部155、156を除く表面にソルダーレジスト等の保護層を設けてもよい。
[配線基板の製造方法]
次に、実施形態に係る配線基板の製造方法S1について、図4から図6Bを参照しながら説明する。図4は、配線基板の製造方法S1を例示するフローチャートである。図5Aは、準備する中間体10を例示する断面図である。図5Bは、中間体10に第1貫通孔14A、第3貫通孔14Eを形成した状態を例示する断面図である。図5Cは、ドライフィルムDF1、DF2を貼付した状態を例示する断面図である。図5Dは、フォトマスクPM1、PM2を貼付して露光した状態を例示する断面図である。図5Eは、レジストR1、R2を形成した状態を例示する断面図である。図5Fは、ブラスト法により加工した状態を例示する断面図である。図5Gは、第3貫通孔14Eが第1凹部14Bと第2凹部14Dとを繋ぐように形成された状態を例示する断面図である。図5Hは、導電ペースト80を充填した状態を例示する断面図である。図5Iは、ろう接部80Aを形成した状態を例示する断面図である。図5Jは、中間体10及びろう接部80Aを研磨し第1導電部15Aを形成した状態を例示する断面図である。図6Aは、中間体10における基材11の第1面11A側に貼付するフォトマスクPM1を例示する平面図である。図6Bは、中間体10における基材11の第2面11B側に貼付するフォトマスクPM2を例示する平面図である。
次に、実施形態に係る配線基板の製造方法S1について、図4から図6Bを参照しながら説明する。図4は、配線基板の製造方法S1を例示するフローチャートである。図5Aは、準備する中間体10を例示する断面図である。図5Bは、中間体10に第1貫通孔14A、第3貫通孔14Eを形成した状態を例示する断面図である。図5Cは、ドライフィルムDF1、DF2を貼付した状態を例示する断面図である。図5Dは、フォトマスクPM1、PM2を貼付して露光した状態を例示する断面図である。図5Eは、レジストR1、R2を形成した状態を例示する断面図である。図5Fは、ブラスト法により加工した状態を例示する断面図である。図5Gは、第3貫通孔14Eが第1凹部14Bと第2凹部14Dとを繋ぐように形成された状態を例示する断面図である。図5Hは、導電ペースト80を充填した状態を例示する断面図である。図5Iは、ろう接部80Aを形成した状態を例示する断面図である。図5Jは、中間体10及びろう接部80Aを研磨し第1導電部15Aを形成した状態を例示する断面図である。図6Aは、中間体10における基材11の第1面11A側に貼付するフォトマスクPM1を例示する平面図である。図6Bは、中間体10における基材11の第2面11B側に貼付するフォトマスクPM2を例示する平面図である。
配線基板の製造方法S1は、中間体を準備することS10と、第1導電ペーストを配置することS20と、第1導電部を形成することS30と、を有する。より詳細には、第1面11A及び第1面11Aの反対側となる第2面11Bを持ち、第1面11Aに第一領域2A及び第二領域2Bを持つ、セラミックスを有する絶縁性の基材11と、第二領域2Bが露出するように開口される第1貫通孔14Aを有し、第一領域2Aに配置され、セラミックスを有する絶縁性の第1被覆層12Aと、を備える中間体10を準備することと、第1貫通孔14Aの内部に活性金属元素を含有する第1導電ペーストを配置することと、第1導電ペーストを焼成し、基材11と接する部分に配置される第1金属化合物層16Aと、第1金属化合物層16Aと連続し第1被覆層12Aと接する部分に配置される第2金属化合物層16Bと、を含む第1導電部15Aを形成することと、を含む。また第1導電ペーストは、導電ペースト80の一部と読み替える。また、第1導電ペーストだけでなく第2導電ペースト、第3導電ペーストも、同一材料、同一工程にて使用するため導電ペースト80の一部と読み替えることもある。導電ペースト80を焼成することによりろう接部80Aが形成される。ろう接部80Aは研磨等により形成される第1導電部15A等が含まれる。
上記工程後、さらに中間体10における第1被覆層12A、第2被覆層12Bと第1導電部15A、第2導電部15Bとがそれぞれ平面をなすように、中間体10及びろう接部80Aを研磨することを含む。そして、中間体10を準備することS10において、基材11の第1面11A側の中間体10の一部を除去して、内面に基材11及び第1被覆層12Aが露出するように第1貫通孔14A及び第1凹部14Bを形成する。また、第1導電部15Aを形成することS30において、基材11と第1導電部15Aとの間に第1金属化合物層16Aが形成され、第1被覆層12Aと第1導電部15Aとの間に第2金属化合物層16Bが形成される。そして、第1金属化合物層16A及び第2金属化合物層16Bは、共通する活性金属元素の化合物18を含有し、第1導電部15Aの表面において連続している。また、ここでは、第1導電部15Aを形成することS30において、基材11の第2面11Bの一部を除去して第2凹部14Dを形成し、第1凹部14Bと第2凹部14Dとが連結される位置に、第3貫通孔14Eを形成することをさらに含んでもよい。そして、第1導電ペーストを充填することにおいて、第1貫通孔14A、第1凹部14B、第2凹部14D、第3貫通孔14Eに第1導電ペースト、第2導電ペースト、第3導電ペーストを兼ねる導電ペースト80を充填している。
中間体を準備することS10において、第二領域2Bは、基材11の第1面11Aと同一面、又は、基材11の第1面11Aから凹む第1凹部14Bを有することが好ましい。予め第1凹部14Bを形成することで簡易に密着性の良い配線基板を製造することができるからである。
中間体を準備することS10において、さらに、基材11は、第2面11Bに第三領域2C及び第四領域2Dを持ち、第四領域2Dが露出するように開口される第2貫通孔14Cを有し、第三領域2Cに配置され、セラミックスを有する絶縁性の第2被覆層12Bと、を備え、第1導電ペーストを配置する前、後若しくは同時に、第2貫通孔14Cの内部に活性金属元素を含有する第2導電ペーストを配置することを含み、第1導電部15Aを形成することにおいて、第1導電ペーストの焼成とともに、第2導電ペーストを焼成し、基材11と接する部分に配置される第3金属化合物層16Cと、第3金属化合物層16Cと連続し第2被覆層12Bと接する部分に配置される第4金属化合物層16Dと、を含む第2導電部15Bを形成することと、を含んでもよい。これにより両面配線を形成したり、放熱性を高めたりすることができる。
中間体10を準備することにおいて、第四領域2Dは、基材11の第2面11Bと同一面、又は、基材11の第2面11Bから凹む第2凹部14Dを有することが好ましい。予め第2凹部14Dを形成することで簡易に密着性の良い配線基板を製造することができるからである。
中間体10を準備することにおいて、中間体10は、基材11の第1面11A若しくは第1凹部14Bと、基材11の第2面11B若しくは第2凹部14Dと、を繋ぐように貫通する第3貫通孔14Eを有し、第1導電ペーストを配置する前、後若しくは同時に、又は、第2導電ペーストを配置する前、後若しくは同時に、第3貫通孔14Eの内部に活性金属元素を含有する第3導電ペーストを配置することと、を含むことが好ましい。これにより両面配線を形成したり、放熱性を高めたりすることができる。
中間体10を準備することにおいて、基材11は、窒化アルミニウム又は窒化ケイ素を母材とし、第1導電ペースト、又は、第2導電ペーストを配置することにおいて、活性金属元素を含む活性金属粉体は、TiH2、CeH2、ZrH2、MgH2の少なくともいずれか一種を含み、第1導電部15A、又は、第2導電部15Bを形成することにおいて、第1金属化合物層16A、第2金属化合物層16B、第3金属化合物層16C、又は、第4金属化合物層16Dは、窒化チタン、窒化セリウム、窒化ジルコニウム、窒化マグネシウムの少なくともいずれか一種を含むことが好ましい。これにより第1導電部15A等と基材11、第1被覆層12A等との密着性の高い配線基板を提供することができる。
第1導電部15A、又は、第2導電部15Bを形成することにおいて、焼成温度は、700℃以上1100℃以下であることが好ましい。第1導電部15A、又は、第2導電部15Bを形成することにおいて、焼成雰囲気は、大気圧雰囲気、Ar雰囲気、真空雰囲気のいずれか一種であることが好ましい。
以下、配線基板の製造方法S1の各構成について説明する。
(中間体を準備する)
中間体を準備することS10において、基材11の第1面11Aに第1被覆層12Aを形成した中間体10を準備する。
中間体を準備することS10において、基材11の第1面11Aに第1被覆層12Aを形成した中間体10を準備する。
第1被覆層12Aの形成は、セラミック接着剤を基材11の第1面11Aに均一な厚さとなるように塗布した後、加熱して焼成することによって行う。一例として、基材11は、窒化アルミニウム又は窒化ケイ素を母材とする窒化物セラミックスであり、セラミック接着剤は窒化アルミニウムを含有している。
セラミック接着剤は、接着や表面を覆う層の形成を目的として一般に使用される部材であり、セラミックスを主成分としている。ここでは、一例として、リン酸アルミニウムを17.5重量%、窒化アルミニウムを30重量%、水を42重量%、エタノールを7重量%含有するセラミック接着剤としている。なお、セラミック接着剤は有機溶剤を含んでいてもよい。有機溶剤は焼成によって除去され、セラミックスの第1被覆層12Aが形成される。また、セラミック接着剤は、光反射材として酸化チタンを含有することが好ましい。異なる実施形態として、基材11の第2面11Bに第2被覆層12Bを形成してもよい。第2被覆層12Bの材料は、第1被覆層12Aと同じ又は異なっていてもよい。
(第1貫通孔を形成する)
中間体10を準備することS10において、中間体10を貫通する第1貫通孔14A、第3貫通孔14Eを形成する。第1貫通孔14A、第3貫通孔14Eの形成は、レーザ加工によって行うことができるが、他の方法として、例えばドリル加工等で行ってもよい。
中間体10を準備することS10において、中間体10を貫通する第1貫通孔14A、第3貫通孔14Eを形成する。第1貫通孔14A、第3貫通孔14Eの形成は、レーザ加工によって行うことができるが、他の方法として、例えばドリル加工等で行ってもよい。
第1貫通孔14A、第3貫通孔14Eは、基材11の第1面11A側に形成する第1凹部14Bと第2面11B側に形成する第2凹部14Dとが連結される位置に設けることができる。第1貫通孔14A、第3貫通孔14Eを形成することは、第1導電ペースト、第3導電ペーストを含む導電ペースト80を充填することよりも前に行えばよい。
(第1凹部を形成する)
第1凹部14Bを形成することにおいて、第1導電部15Aを埋設する第1凹部14Bを中間体10に形成する。第1凹部14Bは、第1導電部15Aの一部が中間体10から露出して埋設されるように形成する。第1凹部14Bは、基材11の第1面11A側の中間体10の一部を除去して、内面に基材11が露出するように形成する。ここでは、第1凹部14Bの形成は、第1被覆層12Aを貫通すると共に基材11に第1凹部14Bを形成している。すなわち、第1凹部14Bを形成することにおいて、第1貫通孔14A及び第1凹部14Bの深さD4は第1被覆層12Aの厚さD3よりも大きい。また、基材11の第2面11Bの一部を除去して第2凹部14Dを形成している。なお、第1貫通孔14A及び第1凹部14Bの深さD4と第2凹部14Dの深さD5とは、同じでもよく、異なっていてもよい。なお、図5Bから図5Jでは、パッド部155、156の第3貫通孔14Eの断面位置で示しているが、その他の第1貫通孔14A、第1凹部14Bの位置では、第3貫通孔14Eは形成されていない状態となる。
第1凹部14Bを形成することにおいて、第1導電部15Aを埋設する第1凹部14Bを中間体10に形成する。第1凹部14Bは、第1導電部15Aの一部が中間体10から露出して埋設されるように形成する。第1凹部14Bは、基材11の第1面11A側の中間体10の一部を除去して、内面に基材11が露出するように形成する。ここでは、第1凹部14Bの形成は、第1被覆層12Aを貫通すると共に基材11に第1凹部14Bを形成している。すなわち、第1凹部14Bを形成することにおいて、第1貫通孔14A及び第1凹部14Bの深さD4は第1被覆層12Aの厚さD3よりも大きい。また、基材11の第2面11Bの一部を除去して第2凹部14Dを形成している。なお、第1貫通孔14A及び第1凹部14Bの深さD4と第2凹部14Dの深さD5とは、同じでもよく、異なっていてもよい。なお、図5Bから図5Jでは、パッド部155、156の第3貫通孔14Eの断面位置で示しているが、その他の第1貫通孔14A、第1凹部14Bの位置では、第3貫通孔14Eは形成されていない状態となる。
第1貫通孔14A及び第1凹部14Bの形成は、ブラスト法によって行うことができる。ブラスト法は、砥粒を衝突させて研磨又は研削を行う加工方法である。ここでは、第1凹部14Bを形成する第二領域を露出させるように、砥粒を当てない第一領域にレジストR1、R2を形成している。レジストR1は基材11の第1面11A側、レジストR2は第2面11B側に形成する。
ブラスト法による第1貫通孔14A及び第1凹部14B、第2凹部14Dの形成について説明する。まず、中間体10の表面にレジストR1、R2の材料となるドライフィルムDF1、DF2を貼付する。続いてドライフィルムDF1、DF2に重ねてフォトマスクPM1、PM2を貼付する。フォトマスクPM1、PM2は、第1貫通孔14A及び第1凹部14B、第2凹部14Dを形成する第二領域に遮光パターンP1、P2を有し、第一領域は透明である。レジストR1、R2は第一領域に形成される。続いて、フォトマスクPM1、PM2を介して光L1を照射する。光L1は例えば紫外線であり、ドライフィルムDF1、DF2の露光された第一領域を硬化させる。続いて、フォトマスクPM1、PM2を除去し、ドライフィルムDF1、DF2の硬化していない部分をアルカリ性水溶液等で溶解除去する。硬化した部分は溶解除去されずに残り、第一領域となりレジストR1、R2となる。そして、砥粒B1を衝突させて研磨又は研削を行って第1貫通孔14A及び第1凹部14B、第2凹部14Dを形成した後、レジストR1、R2を除去する。
(第1導電ペーストを充填する)
第1導電ペーストを充填することS20において、形成した第1貫通孔14A及び第1凹部14B、第2凹部14Dに活性金属元素を含有する第1導電ペーストを含む導電ペースト80を充填する。導電ペースト80は第1導電ペースト、第2導電ペースト、第3導電ペーストを含む場合がある。また導電ペースト80を焼成したろう接部80Aは第1導電部15A、第2導電部15B、第3導電部15Cを含む場合がある。導電ペースト80は、セラミックス等のろう付けに用いられる導電体を粉末状とし、例えばターピネオール及びテレピン油と混合、撹拌してペースト状にした部材である。粉末状の導電体の平均粒径は、例えば3μm以上20μm以下とすることができる。導電ペースト80は、銀と銅との合金が好ましく、銀が78重量%で銅が22重量%である共晶又はこれに近い割合とすることができる。
第1導電ペーストを充填することS20において、形成した第1貫通孔14A及び第1凹部14B、第2凹部14Dに活性金属元素を含有する第1導電ペーストを含む導電ペースト80を充填する。導電ペースト80は第1導電ペースト、第2導電ペースト、第3導電ペーストを含む場合がある。また導電ペースト80を焼成したろう接部80Aは第1導電部15A、第2導電部15B、第3導電部15Cを含む場合がある。導電ペースト80は、セラミックス等のろう付けに用いられる導電体を粉末状とし、例えばターピネオール及びテレピン油と混合、撹拌してペースト状にした部材である。粉末状の導電体の平均粒径は、例えば3μm以上20μm以下とすることができる。導電ペースト80は、銀と銅との合金が好ましく、銀が78重量%で銅が22重量%である共晶又はこれに近い割合とすることができる。
導電ペースト80は、チタンやジルコニウム等の活性金属元素を含有する。活性金属元素を含有することで、焼成によりセラミックスとの間に良好な接合を形成することができる。導電ペースト80が含有する活性金属元素はチタンが好ましく、水素化チタンとして含有することが好ましい。導電ペースト80における水素化チタンの含有量は、例えば2重量%以上10重量%以下とすることができる。また、導電ペースト80は、水素化チタンと銀銅合金との組み合わせが特に好ましい。すなわち、導電ペースト80は、銀、銅及び水素化チタンを含有することが好ましい。
(第1導電部を形成する)
第1導電部15Aを形成することS30において、基材11を電気炉、プレス炉等の焼成炉で焼成することで導電ペースト80を焼成する。焼成により、導電ペースト80の導電体が溶融し、ろう接部80Aとなる。ろう接部80Aは金属であり、表面を研削又は研磨された後に第1導電部15Aとなる。
第1導電部15Aを形成することS30において、基材11を電気炉、プレス炉等の焼成炉で焼成することで導電ペースト80を焼成する。焼成により、導電ペースト80の導電体が溶融し、ろう接部80Aとなる。ろう接部80Aは金属であり、表面を研削又は研磨された後に第1導電部15Aとなる。
導電ペースト80を焼成することにおける雰囲気は、大気圧の場合は純度99.9%以上のAr雰囲気、真空の場合は10Pa以下の真空度が好ましく、100Pa以下のAr雰囲気であることがより好ましい。そして、この工程において、焼成温度は、700℃以上1100℃以下であることが好ましく、700℃以上1000℃以下がより好ましく、750℃以上970℃以下であることが特に好ましい。
焼成に伴って、第1導電部15A等となるろう接部80Aと基材11及び第1被覆層12A等との間に、活性金属元素とセラミックスとの反応による第1金属化合物層16A等が形成される。第1金属化合物層16A等の形成により、ろう接部80Aと基材11及び第1被覆層12A等との接合が形成される。ろう接部80Aと基材11との間に第1金属化合物層16A、第3金属化合物層16C、第5金属化合物層16Eが形成され、ろう接部80Aと第1被覆層12Aとの間に第2金属化合物層16Bが形成される。第2被覆層12Bを設ける場合には、ろう接部80Aと第2被覆層12Bとの間に第4金属化合物層16Dが形成される。
第1金属化合物層16A等は、活性金属元素の化合物18を含有している。水素化チタンと銀銅合金との組み合わせによる導電ペースト80の場合で説明すると、化合物18は、導電ペースト80に含有させた水素化チタンのことではなく、水素化チタンと基材11及び第1被覆層12Aのセラミックスとの反応による生成物である。基材11が窒化アルミニウム又は窒化ケイ素を母材とする窒化物セラミックスの場合、化合物18は窒化チタンであり、焼成に伴って窒化チタンを含有する第1金属化合物層16Aが形成される。同様に、第1被覆層12Aが窒化アルミニウムを含有している場合、化合物18は窒化チタンであり、焼成に伴って窒化チタンを含有する第2金属化合物層16Bが形成される。すなわち、第1金属化合物層16A及び第2金属化合物層16Bは、共通する活性金属元素の化合物18である窒化チタンを含有している。そして、第1金属化合物層16A及び第2金属化合物層16Bは、第1導電部15A等となるろう接部80Aの表面において連続している。これにより、第1導電部15A等と基材11及び第1被覆層12A等との接合の信頼性を高めることができる。
なお、基材11が、例えば、炭化ケイ素を母材とする炭化物セラミックスの場合、化合物18は炭化チタンであり、焼成に伴って炭化チタンを含有する第1金属化合物層16Aが形成される。同様に、第1被覆層12Aが炭化ケイ素を含有している場合、化合物18は炭化チタンであり、焼成に伴って炭化チタンを含有する第2金属化合物層16Bが形成される。すなわち、第1金属化合物層16A及び第2金属化合物層16Bは、共通する活性金属元素の化合物18である炭化チタンを含有する。
また、基材11が、例えば、酸化アルミニウムを母材とする酸化物セラミックスの場合、化合物18は酸化チタンであり、焼成に伴って酸化チタンを含有する第1金属化合物層16Aが形成される。同様に、第1被覆層12Aが酸化アルミニウムを含有している場合、化合物18は酸化チタンであり、焼成に伴って酸化チタンを含有する第2金属化合物層16Bが形成される。すなわち、第1金属化合物層16A及び第2金属化合物層16Bは、共通する活性金属元素の化合物18である酸化チタンを含有する。
(中間体及びろう接部を研磨する)
中間体及びろう接部を研磨することにおいて、中間体10と第1導電部15Aとが平面をなすように、中間体10及びろう接部80Aを研削又は研磨する。中間体10における基材11の第1面11A側では、第1導電部15Aが第1被覆層12Aと同一平面をなすように第1被覆層12Aから露出している。第2面11B側では、第2導電部15Bが基材11と同一平面をなすように基材11から露出している。なお、中間体10及びろう接部80Aの研削又は研磨に伴って、第2金属化合物層16Bも研削又は研磨される。研削又は研磨は、酸化アルミニウムやダイヤモンド、シリコンカーバイド等によって行うことができる。
中間体及びろう接部を研磨することにおいて、中間体10と第1導電部15Aとが平面をなすように、中間体10及びろう接部80Aを研削又は研磨する。中間体10における基材11の第1面11A側では、第1導電部15Aが第1被覆層12Aと同一平面をなすように第1被覆層12Aから露出している。第2面11B側では、第2導電部15Bが基材11と同一平面をなすように基材11から露出している。なお、中間体10及びろう接部80Aの研削又は研磨に伴って、第2金属化合物層16Bも研削又は研磨される。研削又は研磨は、酸化アルミニウムやダイヤモンド、シリコンカーバイド等によって行うことができる。
配線基板の製造方法S1は、第1導電部15A等と基材11及び第1被覆層12A等との間に、共通する活性金属元素の化合物18を含有して連続する第1金属化合物層16A等を形成することができ、接合の信頼性を向上させることができる。
また、配線基板の製造方法S1では、中間体10の両面に第1導電部15A、第2導電部15Bを有する両面配線基板の製造方法を説明した。中間体10の一方の面にのみ第1導電部15Aを有する片面配線基板とすることもできる。また、第3貫通孔14Eを形成することは省略することができる。
中間体10及びろう接部80Aを研磨することの後に、パッド部155、156にめっき層を形成することを行ってもよい。さらに、パッド部155、156を除く表面にソルダーレジスト等の保護層を設けることを行ってもよい。
中間体10及びろう接部80Aを研磨することの後に、パッド部155、156にめっき層を形成することを行ってもよい。さらに、パッド部155、156を除く表面にソルダーレジスト等の保護層を設けることを行ってもよい。
[配線基板の製造方法の変形例]
配線基板の製造方法の変形例は、中間体を準備することS10において、ブラスト法によらずにレーザ加工によって第1貫通孔14A等を形成してもよい。その他の点は、配線基板の製造方法S1と共通する。第1貫通孔14A等を形成することは、配線基板の製造方法S1と同様に、導電ペーストを充填することS20よりも前に行えばよい。
配線基板の製造方法の変形例は、中間体を準備することS10において、ブラスト法によらずにレーザ加工によって第1貫通孔14A等を形成してもよい。その他の点は、配線基板の製造方法S1と共通する。第1貫通孔14A等を形成することは、配線基板の製造方法S1と同様に、導電ペーストを充填することS20よりも前に行えばよい。
[発光装置]
次に、実施形態に係る発光装置100について、図7Aから図9Bを参照しながら説明する。図7Aは発光装置100の概略を例示する平面図である。図7Bは、図7AのVIIB-VIIB線における断面図である。図7Cは、個片化された発光装置300の概略を例示する断面図である。図8Aは、発光装置100における配線基板1の概略を例示する平面図である。図8Bは、発光装置100における配線基板1の概略を例示する底面図である。図9Aは、発光素子20の概略を例示する平面図である。図9Bは、発光素子20の概略を例示する底面図である。
次に、実施形態に係る発光装置100について、図7Aから図9Bを参照しながら説明する。図7Aは発光装置100の概略を例示する平面図である。図7Bは、図7AのVIIB-VIIB線における断面図である。図7Cは、個片化された発光装置300の概略を例示する断面図である。図8Aは、発光装置100における配線基板1の概略を例示する平面図である。図8Bは、発光装置100における配線基板1の概略を例示する底面図である。図9Aは、発光素子20の概略を例示する平面図である。図9Bは、発光素子20の概略を例示する底面図である。
発光装置100は、実施形態に係る配線基板1と、配線基板1に配置される、素子電極21を有する発光素子20と、発光素子20の上面に配置される透光性部材30と、を備え、素子電極21は、第1導電部15Aと電気的に接続されている。配線基板1は、第1被覆層12Aから露出する第1導電部15A、第2導電部15Bにめっき層17が形成されている。発光素子20は、基材11における第1面側を上面側として、配線基板1の上面1A側に配置される。発光素子20の素子電極21は、めっき層17に導電性部材50を介して接続されている。配線基板1上には、透光性部材30の上面を露出させて発光素子20及び透光性部材30を覆う樹脂部材40をさらに備えている。上述したように、配線基板1において、第1導電部15Aは、基材11と接する部分に配置される第1金属化合物層16Aと、第1金属化合物層16Aと連続し第1被覆層12Aと接する部分に配置される第2金属化合物層16Bと、を含む。
発光装置100は、一例として、配線基板1上に複数の発光素子20が行方向及び列方向に整列している。以下、発光装置100の各構成について説明する。
(配線基板)
配線基板1は両面基板であり、発光素子20が配置される上面1Aに光反射性の第1被覆層12Aを有している。光反射性を向上させるために、第1被覆層12Aは酸化チタンを含有していることが好ましい。また、配線基板1は、上面1Aに発光素子20の素子電極21の大きさや配置に合う第1導電部15Aのパッド部を有し、下面1Bのパッド部に対向する位置に第2導電部15Bのパッド部を有している。また、平面視における第1導電部15A、第2導電部15Bのパッド部の中央に第3貫通孔14Eを有し、第3貫通孔14Eに配置される第3導電部15Cによって第1導電部15Aと第2導電部15Bとが接続されている。第1導電部15A、第2導電部15Bのパッド部にはめっき層17が形成されている。
配線基板1は両面基板であり、発光素子20が配置される上面1Aに光反射性の第1被覆層12Aを有している。光反射性を向上させるために、第1被覆層12Aは酸化チタンを含有していることが好ましい。また、配線基板1は、上面1Aに発光素子20の素子電極21の大きさや配置に合う第1導電部15Aのパッド部を有し、下面1Bのパッド部に対向する位置に第2導電部15Bのパッド部を有している。また、平面視における第1導電部15A、第2導電部15Bのパッド部の中央に第3貫通孔14Eを有し、第3貫通孔14Eに配置される第3導電部15Cによって第1導電部15Aと第2導電部15Bとが接続されている。第1導電部15A、第2導電部15Bのパッド部にはめっき層17が形成されている。
(発光素子)
発光素子20は、電力を供給されて発光する部材である。発光素子20は一例として矩形状である。発光素子20は、半導体積層体を含み、ここではサファイア、窒化ガリウム等の透光性の基板が半導体積層体の上面側に配置され、下面側に一対の素子電極21を有している。半導体積層体としては、所望とする発光波長に応じて任意の組成を用いることができるが、例えば、青色又は緑色の発光が可能な窒化物半導体(InxAlyGa1-x-yN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)やGaP、又は、赤色の発光が可能なGaAlAsやAlInGaPなどを用いることができる。また、使用する目的に応じて発光素子20の大きさや形状は適宜選択が可能である。
発光素子20は、電力を供給されて発光する部材である。発光素子20は一例として矩形状である。発光素子20は、半導体積層体を含み、ここではサファイア、窒化ガリウム等の透光性の基板が半導体積層体の上面側に配置され、下面側に一対の素子電極21を有している。半導体積層体としては、所望とする発光波長に応じて任意の組成を用いることができるが、例えば、青色又は緑色の発光が可能な窒化物半導体(InxAlyGa1-x-yN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)やGaP、又は、赤色の発光が可能なGaAlAsやAlInGaPなどを用いることができる。また、使用する目的に応じて発光素子20の大きさや形状は適宜選択が可能である。
素子電極21は一例として矩形状であり、発光素子20の下面に露出している。素子電極21は、例えば、金、白金、パラジウム、ロジウム、ニッケル、タングステン、モリブデン、クロム、チタン等の金属又はこれらの合金の単層膜あるいは積層膜によって構成することができる。
導電性部材50は、例えば金錫はんだ、銅錫はんだ等とすることができる。導電性部材50を設けずに、素子電極21とめっき層17とを超音波接合等により直接接合してもよい。
(透光性部材)
透光性部材30は、発光素子20の上面に配置され、発光装置100の光取出し面に位置する部材である。透光性部材30は、平面視において発光素子20を包含する大きさ及び形状を有している。透光性部材30は一例として矩形状であり、1個の発光素子20に1個の透光性部材30が配置されている。
透光性部材30は、発光素子20の上面に配置され、発光装置100の光取出し面に位置する部材である。透光性部材30は、平面視において発光素子20を包含する大きさ及び形状を有している。透光性部材30は一例として矩形状であり、1個の発光素子20に1個の透光性部材30が配置されている。
透光性部材30は、例えば、透光性の樹脂材料からなり、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらを混合した樹脂等を用いることができる。透光性部材30は、蛍光体を含んでいてもよく、例えば、発光素子20からの青色の光を吸収し、黄色の光を放射する蛍光体を含むことにより、発光装置100から白色の光を出射させることができる。また、透光性部材30は、複数種類の蛍光体を含んでいてもよく、例えば、発光素子20からの青色の光を吸収して、緑色の光を放射する蛍光体と、赤色の光を放射する蛍光体と、を含むことによっても、発光装置100から白色の光を出射させることができる。透光性部材30は、例えば、蛍光体を95重量%以上、好ましくは98重量%以上含むものであってもよい。
透光性部材30は、蛍光体、量子ドット等の発光材料を更に含んでいてもよい。このような蛍光体としては、例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム(ガリウムドープ)・ガーネット、ユウロピウムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(ストロンチウム)、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウム、βサイアロン系蛍光体等を挙げることができる。蛍光体として具体的には、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Lu3(Al,Ga)5O12:Ce)、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Tb3(Al,Ga)5O12:Ce)、CCA系蛍光体(例えば、Ca10(PO4)6Cl2:Eu)、SAE系蛍光体(例えば、Sr4Al14O25:Eu)、クロロシリケート系蛍光体(例えば、Ca8MgSi4O16Cl2:Eu)、シリケート系蛍光体(例えば、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu)、βサイアロン系蛍光体(例えば、(Si,Al)3(O,N)4:Eu)若しくはαサイアロン系蛍光体(例えば、Ca(Si,Al)12(O,N)16:Eu)等の酸窒化物系蛍光体、LSN系蛍光体(例えば、(La,Y)3Si6N11:Ce)、BSESN系蛍光体(例えば、(Ba,Sr)2Si5N8:Eu)、SLA系蛍光体(例えば、SrLiAl3N4:Eu)、CASN系蛍光体(例えば、CaAlSiN3:Eu)若しくはSCASN系蛍光体(例えば、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)等の窒化物系蛍光体、KSF系蛍光体(例えば、K2SiF6:Mn)、KSAF系蛍光体(例えば、K2(Si1-xAlx)F6-x:Mn、ここで、xは、0<x<1を満たす。)若しくはMGF系蛍光体(例えば、3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn)等のフッ化物系蛍光体等を挙げることができる。量子ドットとしては、ペロブスカイト構造を有する量子ドット(例えば、(Cs,FA,MA)(Pb,Sn)(F,Cl,Br,I)3、ここで、FAはホルムアミジニウムを、MAはメチルアンモニウムを表す。)、II-VI族量子ドット(例えば、CdSe)、III-V族量子ドット(例えば、InP)、カルコパイライト構造を有する量子ドット(例えば、(Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2)等を挙げることができる。
(樹脂部材)
樹脂部材40は、配線基板1の上面に配置され、発光素子20及び透光性部材30の側面や配線基板1の上面を覆う部材である。樹脂部材40は、透光性部材30の上面を露出させて配置されている。また、樹脂部材40は、発光素子20と配線基板1との間に入り込むことで、素子電極21や導電性部材50の側面も覆っている。
樹脂部材40は、配線基板1の上面に配置され、発光素子20及び透光性部材30の側面や配線基板1の上面を覆う部材である。樹脂部材40は、透光性部材30の上面を露出させて配置されている。また、樹脂部材40は、発光素子20と配線基板1との間に入り込むことで、素子電極21や導電性部材50の側面も覆っている。
樹脂部材40は、光反射性、透光性、遮光性等を有する樹脂、これらの樹脂に光反射性物質を含有した樹脂等によって形成することができる。樹脂部材40は、光反射性及び遮光性の少なくとも何れかを有することが好ましい。樹脂としては、例えばシリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂の1種以上を含む樹脂又はハイブリッド樹脂等が挙げられる。光反射性物質としては、例えば酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどが挙げられる。樹脂部材40は、蛍光体、拡散材、着色剤等を含有してもよい。
発光装置100は、光反射性の第1被覆層12Aの上面に発光素子20を配置することで、光取出し効率の向上と共に、基材11及び被覆層と導電部との接合の信頼性の向上を図ることができる。
なお、発光素子20は1個でもよく、複数が行方向又は列方向にのみ整列していてもよい。発光装置100を切断線SL1、SL2に沿って切断することで、整列する方向及び個数を選択することができる。発光装置300は、発光装置100から個片化した発光装置であり、1個の発光素子20を備えている。
[発光装置の製造方法]
次に、発光装置100、300の製造方法S100について、図10から図11Fを参照しながら説明する。図10は、実施形態に係る発光装置の製造方法S1を例示するフローチャートである。図11Aは、準備した配線基板1を例示する断面図である。図11Bは、導電部の表面にめっき層17を形成した状態を例示する断面図である。図11Cは、配線基板1上に発光素子20を配置した状態を例示する断面図である。図11Dは、発光素子20上に透光性部材30を配置した状態を例示する断面図である。図11Eは、樹脂部材40を配置した状態を例示する断面図である。図11Fは、個片化された発光装置300を例示する断面図である。
次に、発光装置100、300の製造方法S100について、図10から図11Fを参照しながら説明する。図10は、実施形態に係る発光装置の製造方法S1を例示するフローチャートである。図11Aは、準備した配線基板1を例示する断面図である。図11Bは、導電部の表面にめっき層17を形成した状態を例示する断面図である。図11Cは、配線基板1上に発光素子20を配置した状態を例示する断面図である。図11Dは、発光素子20上に透光性部材30を配置した状態を例示する断面図である。図11Eは、樹脂部材40を配置した状態を例示する断面図である。図11Fは、個片化された発光装置300を例示する断面図である。
発光装置100の製造方法S100は、配線基板の製造方法によって製造される配線基板1を準備することとS110、配線基板1に素子電極21を有する発光素子20を配置することとS120、発光素子20の上面に、透光性部材30を配置することとS130、を含み、発光素子20を配置することにおいて、素子電極21と第1導電部15Aとを電気的に接続する。配線基板1Dを使う場合も、配線基板1とほぼ同様の構成を有する。
さらに、配線基板1を準備した後、露出する第1導電部15A、第2導電部15Bにめっき層17を形成することS115を含んでもよい。発光素子20を配置することにおいて、基材11における第1面11A側を上面側として、配線基板1の上面1Aに素子電極21を有する発光素子20を配置する。ここでは、配線基板1の上面に、透光性部材30の上面を露出させて発光素子20及び透光性部材30を覆う樹脂部材40を形成することS140をさらに含んでいる。以下、発光装置の製造方法S100の各構成について説明する。
(配線基板を準備する)
配線基板を準備することS110において、配線基板の製造方法S1によって製造される配線基板1を準備する。配線基板1は両面配線基板とし、発光素子20が配置される上面1Aに光反射性の第1被覆層12Aを形成する。また、発光素子20の大きさや配置、素子電極21の間隔等に合わせて第1導電部15Aに設けられるパッド部を形成する。
配線基板を準備することS110において、配線基板の製造方法S1によって製造される配線基板1を準備する。配線基板1は両面配線基板とし、発光素子20が配置される上面1Aに光反射性の第1被覆層12Aを形成する。また、発光素子20の大きさや配置、素子電極21の間隔等に合わせて第1導電部15Aに設けられるパッド部を形成する。
(めっき層を形成する)
めっき層を準備することS115において、第1導電部15A、第2導電部15Bのパッド部にめっき層17を形成する。
めっき層を準備することS115において、第1導電部15A、第2導電部15Bのパッド部にめっき層17を形成する。
(発光素子を配置する)
発光素子を配置することS120において、配線基板1に発光素子20を配置する。
発光素子を配置することS120において、配線基板1に発光素子20を配置する。
(透光性部材を配置する)
透光性部材を配置することS130において、発光素子20の上面に透光性部材30を配置する。透光性部材30は、例えばポッティング、スプレー、インクジェット、印刷等により未硬化の透光性部材30の材料の塗布等を行い、その後硬化させることによって配置することができる。透光性部材30は、シート状又は板状に形成された部材を発光素子20の上面に接着剤を介して配置してもよい。
透光性部材を配置することS130において、発光素子20の上面に透光性部材30を配置する。透光性部材30は、例えばポッティング、スプレー、インクジェット、印刷等により未硬化の透光性部材30の材料の塗布等を行い、その後硬化させることによって配置することができる。透光性部材30は、シート状又は板状に形成された部材を発光素子20の上面に接着剤を介して配置してもよい。
(樹脂部材を配置する)
樹脂部材を配置することS140において、透光性部材30の上面を露出させるように、配線基板1の上面に樹脂部材40を配置する。樹脂部材40は、発光素子20及び透光性部材30の側面を覆うように配置し、発光素子20の下面や導電性部材50の側面も覆うように配置することが好ましい。樹脂部材40は、例えば、配線基板1の上方に樹脂吐出装置のノズルを配置し、ノズルの先端から未硬化の樹脂材料を吐出させながら、ノズルを移動させることにより塗布し、その後硬化させることによって配置することができる。樹脂部材40の塗布は複数回に分けて行うことが好ましい。
樹脂部材を配置することS140において、透光性部材30の上面を露出させるように、配線基板1の上面に樹脂部材40を配置する。樹脂部材40は、発光素子20及び透光性部材30の側面を覆うように配置し、発光素子20の下面や導電性部材50の側面も覆うように配置することが好ましい。樹脂部材40は、例えば、配線基板1の上方に樹脂吐出装置のノズルを配置し、ノズルの先端から未硬化の樹脂材料を吐出させながら、ノズルを移動させることにより塗布し、その後硬化させることによって配置することができる。樹脂部材40の塗布は複数回に分けて行うことが好ましい。
樹脂部材40の上面は、隣り合う透光性部材30の上面と同一平面となるように形成することが好ましい。ただし、隣り合う発光素子20及び透光性部材30の間に樹脂部材40を配置するため、樹脂部材40の上面が一部、ひけるように配置してもよく、又は、盛り上がるように配置してもよい。また、盛り上がった樹脂部材40を研磨、研削等することにより、樹脂部材40の上面を隣り合う透光性部材30の上面と同一平面となるように形成することもできる。なお、樹脂部材40だけでなく、透光性部材30の上面も研磨、研削等してもよい。
(個片化する)
発光装置の製造方法S100は、個片化することS150をさらに含んでもよい。個片化することS150において、1個の発光素子20が含まれるように個片化を行う。個片化は、例えばダイシングブレード、レーザ加工、ブレイク等によって切断することで行うことができる。発光装置の製造方法S100は、個片化を行うことで、発光装置300を製造することができる。
発光装置の製造方法S100は、個片化することS150をさらに含んでもよい。個片化することS150において、1個の発光素子20が含まれるように個片化を行う。個片化は、例えばダイシングブレード、レーザ加工、ブレイク等によって切断することで行うことができる。発光装置の製造方法S100は、個片化を行うことで、発光装置300を製造することができる。
[発光モジュール]
次に、発光装置100、300を使用する発光モジュールについて、図12Aから図12Cを参照しながら説明する。図12Aは、発光装置100を使用する発光モジュールの一部の概略を例示する断面図である。図12Bは、個片化された発光装置300を使用する発光モジュールの一部の概略を例示する断面図である。図12Cは、樹脂部材40を配置していない発光モジュールの一部の概略を例示する断面図である。
次に、発光装置100、300を使用する発光モジュールについて、図12Aから図12Cを参照しながら説明する。図12Aは、発光装置100を使用する発光モジュールの一部の概略を例示する断面図である。図12Bは、個片化された発光装置300を使用する発光モジュールの一部の概略を例示する断面図である。図12Cは、樹脂部材40を配置していない発光モジュールの一部の概略を例示する断面図である。
発光モジュールは、放熱性の高いモジュール基板90の上面に発光装置を配置した装置である。ここでは、発光装置付近の発光モジュールの一部について説明する。
発光モジュール510は、モジュール基板90の上面に発光装置100が配置されている。モジュール基板90は、金属ベース91と、金属ベース91の上面に配置される絶縁層92と、絶縁層92の上面に配置される回路電極93と、を有している。
金属ベース91は、放熱性を高めるための板状の部材であり、熱伝導性の高い金属等で形成される。ここでは、一例としてアルミニウムで形成されている。絶縁層92は、金属ベース91と回路電極93とを絶縁する部材である。絶縁層92は、例えば酸化アルミニウムフィラー等をアクリルやエポキシ、ウレタン樹脂に添加した高熱伝導シート材とすることができる。回路電極93は、モジュール基板90を外部電源等と接続する配線の一部である。回路電極93は、導電性部材50を介して発光装置100と接続されている。発光モジュール510は、金属ベース91の下面を外部の放熱フィン等に接触させて、さらに放熱を図ることができる。
発光モジュール520は、モジュール基板90の上面に個片化された発光装置300が配置されている。その他の点は、発光モジュール510と共通する。
発光モジュール530は、モジュール基板90の上面に、樹脂部材40を配置していない状態で個片化された発光装置が配置されている。樹脂部材40は、モジュール基板90の上面に、透光性部材30の上面を露出させるように設けることができる。
発光モジュール530は、モジュール基板90の上面に、樹脂部材40を配置していない状態で個片化された発光装置が配置されている。樹脂部材40は、モジュール基板90の上面に、透光性部材30の上面を露出させるように設けることができる。
本開示は、次の各項の実施形態を含む。
[項1]
第1面及び前記第1面の反対側となる第2面を持ち、セラミックスを有する絶縁性の基材と、
前記基材の第1面の第一領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第1被覆層と、
前記基材の第1面の第二領域に配置される第1導電部と、を備え、
前記第1被覆層は、前記第二領域上に第1貫通孔を有し、
前記第1貫通孔の内部に前記第1導電部が配置されており、
前記第1導電部は、前記基材と接する部分に配置される第1金属化合物層と、前記第1金属化合物層と連続し前記第1被覆層と接する部分に配置される第2金属化合物層と、を含む、配線基板。
[項2]
前記第二領域は、前記基材の第1面と同一面、又は、前記基材の第1面から凹む第1凹部を有する項1に記載の配線基板。
[項3]
前記第1凹部は、前記基材の厚み方向において、前記基材の厚みに対して0.3倍以下の深さを有する項2に記載の配線基板。
[項4]
前記配線基板は、さらに、前記基材の第2面の第三領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第2被覆層と、
前記基材の第2面の第四領域に配置される第2導電部と、を備え、
前記第2被覆層は、前記第四領域上に第2貫通孔を有し、
前記第2貫通孔の内部に前記第2導電部が配置されており、
前記第2導電部は、前記基材と接する部分に配置される第3金属化合物層と、前記第3金属化合物層と連続し前記第2被覆層と接する部分に配置される第4金属化合物層と、を含む項1から項3のいずれか一項に記載の配線基板。
[項5]
前記第四領域は、前記基材の第2面と同一面、又は、前記基材の第2面から凹む第2凹部を有する項4に記載の配線基板。
[項6]
前記第2凹部は、前記基材の厚み方向において、前記基材の厚みに対して0.3倍以下の深さを有する項5に記載の配線基板。
[項7]
前記配線基板は、前記基材の第1面若しくは第1凹部と、前記基材の第2面若しくは第2凹部と、を繋ぐように貫通する第3貫通孔を有し、
前記第3貫通孔の内部に第3導電部が配置されている項1から項6のいずれか一項に記載の配線基板。
[項8]
前記第3導電部は、前記基材と接する部分に配置される第5金属化合物層を含む項7に記載の配線基板。
[項9]
前記第1被覆層、前記第2被覆層の少なくとも一方は、光反射性である項1から項8のいずれか一項に記載の配線基板。
[項10]
前記第1金属化合物層、前記第2金属化合物層、前記第3金属化合物層、前記第4金属化合物層及び前記第5金属化合物層の少なくとも一種は、窒化チタン、炭化チタン又は酸化チタンの少なくとも一種である項1から項9のいずれか一項に記載の配線基板。
[項11]
前記基材は、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又は酸化物セラミックスを母材とする項1から項10のいずれか一項に記載の配線基板。
[項12]
前記第1被覆層及び前記第2被覆層の少なくとも一方は、前記基材が窒化物セラミックスを母材とする場合には窒化物セラミックスを含有し、前記基材が炭化物セラミックスを母材とする場合には炭化物セラミックスを含有し、前記基材が酸化物セラミックスを母材とする場合には酸化物セラミックスを含有する項1から項11のいずれか一項に記載の配線基板。
[項13]
前記基材は、窒化アルミニウム又は窒化ケイ素を母材とし、
前記第1被覆層及び前記第2被覆層の少なくとも一方は、窒化アルミニウムを含有し、前記第1金属化合物層、前記第2金属化合物層、前記第3金属化合物層、前記第4金属化合物層及び前記第5金属化合物層の少なくとも一種は、窒化チタンを含有する項1から項12のいずれか一項に記載の配線基板。
[項14]
前記第1被覆層及び前記第2被覆層の少なくとも一方の厚さは、15μm以上200μm以下である項1から項13のいずれか一項に記載の配線基板。
[項15]
前記第1導電部、前記第2導電部又は前記第3導電部の少なくとも一種は、銀銅合金を含む項1から項14のいずれか一項に記載の配線基板。
[項16]
項1から項15のいずれか一項に記載の配線基板と、
前記配線基板に配置される、素子電極を有する発光素子と、
前記発光素子の上面に配置される透光性部材と、を備え、
前記素子電極は、前記第1導電部と電気的に接続されている、発光装置。
[項17]
第1面及び前記第1面の反対側となる第2面を持ち、前記第1面に第一領域及び第二領域を持つ、セラミックスを有する絶縁性の基材と、前記第二領域が露出するように開口される第1貫通孔を有し、前記第一領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第1被覆層と、を備える中間体を準備することと、
前記第1貫通孔の内部に活性金属元素を含有する第1導電ペーストを配置することと、
前記第1導電ペーストを焼成し、前記基材と接する部分に配置される第1金属化合物層と、前記第1金属化合物層と連続し前記第1被覆層と接する部分に配置される第2金属化合物層と、を含む第1導電部を形成することと、を含む配線基板の製造方法。
[項18]
前記中間体を準備することにおいて、前記第二領域は、前記基材の第1面と同一面、又は、前記基材の第1面から凹む第1凹部を有する項17に記載の配線基板の製造方法。
[項19]
前記中間体を準備することにおいて、さらに、前記基材は、前記第2面に第三領域及び第四領域を持ち、前記第四領域が露出するように開口される第2貫通孔を有し、前記第三領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第2被覆層と、を備え、
前記第1導電ペーストを配置する前若しくは後に、前記第2貫通孔の内部に活性金属元素を含有する第2導電ペーストを配置することを含み、
前記第1導電部を形成することにおいて、前記第1導電ペーストの焼成とともに、前記第2導電ペーストを焼成し、前記基材と接する部分に配置される第3金属化合物層と、前記第3金属化合物層と連続し前記第2被覆層と接する部分に配置される第4金属化合物層と、を含む第2導電部を形成することと、を含む項17又は18に記載の配線基板の製造方法。
[項20]
前記中間体を準備することにおいて、前記第四領域は、前記基材の第2面と同一面、又は、前記基材の第2面から凹む第2凹部を有する項19に記載の配線基板の製造方法。
[項21]
前記中間体を準備することにおいて、前記中間体は、前記基材の第1面若しくは第1凹部と、前記基材の第2面若しくは第2凹部と、を繋ぐように貫通する第3貫通孔を有し、
前記第1導電ペーストを配置する前若しくは後に、又は、前記第2導電ペーストを配置する前若しくは後に、
前記第3貫通孔の内部に活性金属元素を含有する第3導電ペーストを配置することと、を含む項17から項20のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
[項22]
前記中間体を準備することにおいて、前記基材は、窒化アルミニウム又は窒化ケイ素を母材とし、
前記第1導電ペースト、又は、前記第2導電ペーストを配置することにおいて、前記活性金属元素を含む活性金属粉体は、TiH2、CeH2、ZrH2、MgH2の少なくともいずれか一種を含み、 前記第1導電部、又は、第2導電部を形成することにおいて、前記第1金属化合物層、前記第2金属化合物層、前記第3金属化合物層、又は、前記第4金属化合物層は、窒化チタン、窒化セリウム、窒化ジルコニウム、窒化マグネシウムの少なくともいずれか一種を含む項17から項21のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
[項23]
前記第1導電部、又は、第2導電部を形成することにおいて、焼成温度は、700℃以上1100℃以下である項17から項22のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
[項24]
前記第1導電部、又は、第2導電部を形成することにおいて、焼成雰囲気は、大気圧雰囲気、Ar雰囲気、真空雰囲気のいずれか一種である項17から項23のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
[項25]
項17又は19に記載の配線基板の製造方法によって製造される配線基板を準備することと、
前記配線基板に素子電極を有する発光素子を配置することと、
前記発光素子の上面に、透光性部材を配置することと、を含み、
前記発光素子を配置することにおいて、前記素子電極と前記第1導電部とを電気的に接続する、発光装置の製造方法。
[項1]
第1面及び前記第1面の反対側となる第2面を持ち、セラミックスを有する絶縁性の基材と、
前記基材の第1面の第一領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第1被覆層と、
前記基材の第1面の第二領域に配置される第1導電部と、を備え、
前記第1被覆層は、前記第二領域上に第1貫通孔を有し、
前記第1貫通孔の内部に前記第1導電部が配置されており、
前記第1導電部は、前記基材と接する部分に配置される第1金属化合物層と、前記第1金属化合物層と連続し前記第1被覆層と接する部分に配置される第2金属化合物層と、を含む、配線基板。
[項2]
前記第二領域は、前記基材の第1面と同一面、又は、前記基材の第1面から凹む第1凹部を有する項1に記載の配線基板。
[項3]
前記第1凹部は、前記基材の厚み方向において、前記基材の厚みに対して0.3倍以下の深さを有する項2に記載の配線基板。
[項4]
前記配線基板は、さらに、前記基材の第2面の第三領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第2被覆層と、
前記基材の第2面の第四領域に配置される第2導電部と、を備え、
前記第2被覆層は、前記第四領域上に第2貫通孔を有し、
前記第2貫通孔の内部に前記第2導電部が配置されており、
前記第2導電部は、前記基材と接する部分に配置される第3金属化合物層と、前記第3金属化合物層と連続し前記第2被覆層と接する部分に配置される第4金属化合物層と、を含む項1から項3のいずれか一項に記載の配線基板。
[項5]
前記第四領域は、前記基材の第2面と同一面、又は、前記基材の第2面から凹む第2凹部を有する項4に記載の配線基板。
[項6]
前記第2凹部は、前記基材の厚み方向において、前記基材の厚みに対して0.3倍以下の深さを有する項5に記載の配線基板。
[項7]
前記配線基板は、前記基材の第1面若しくは第1凹部と、前記基材の第2面若しくは第2凹部と、を繋ぐように貫通する第3貫通孔を有し、
前記第3貫通孔の内部に第3導電部が配置されている項1から項6のいずれか一項に記載の配線基板。
[項8]
前記第3導電部は、前記基材と接する部分に配置される第5金属化合物層を含む項7に記載の配線基板。
[項9]
前記第1被覆層、前記第2被覆層の少なくとも一方は、光反射性である項1から項8のいずれか一項に記載の配線基板。
[項10]
前記第1金属化合物層、前記第2金属化合物層、前記第3金属化合物層、前記第4金属化合物層及び前記第5金属化合物層の少なくとも一種は、窒化チタン、炭化チタン又は酸化チタンの少なくとも一種である項1から項9のいずれか一項に記載の配線基板。
[項11]
前記基材は、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又は酸化物セラミックスを母材とする項1から項10のいずれか一項に記載の配線基板。
[項12]
前記第1被覆層及び前記第2被覆層の少なくとも一方は、前記基材が窒化物セラミックスを母材とする場合には窒化物セラミックスを含有し、前記基材が炭化物セラミックスを母材とする場合には炭化物セラミックスを含有し、前記基材が酸化物セラミックスを母材とする場合には酸化物セラミックスを含有する項1から項11のいずれか一項に記載の配線基板。
[項13]
前記基材は、窒化アルミニウム又は窒化ケイ素を母材とし、
前記第1被覆層及び前記第2被覆層の少なくとも一方は、窒化アルミニウムを含有し、前記第1金属化合物層、前記第2金属化合物層、前記第3金属化合物層、前記第4金属化合物層及び前記第5金属化合物層の少なくとも一種は、窒化チタンを含有する項1から項12のいずれか一項に記載の配線基板。
[項14]
前記第1被覆層及び前記第2被覆層の少なくとも一方の厚さは、15μm以上200μm以下である項1から項13のいずれか一項に記載の配線基板。
[項15]
前記第1導電部、前記第2導電部又は前記第3導電部の少なくとも一種は、銀銅合金を含む項1から項14のいずれか一項に記載の配線基板。
[項16]
項1から項15のいずれか一項に記載の配線基板と、
前記配線基板に配置される、素子電極を有する発光素子と、
前記発光素子の上面に配置される透光性部材と、を備え、
前記素子電極は、前記第1導電部と電気的に接続されている、発光装置。
[項17]
第1面及び前記第1面の反対側となる第2面を持ち、前記第1面に第一領域及び第二領域を持つ、セラミックスを有する絶縁性の基材と、前記第二領域が露出するように開口される第1貫通孔を有し、前記第一領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第1被覆層と、を備える中間体を準備することと、
前記第1貫通孔の内部に活性金属元素を含有する第1導電ペーストを配置することと、
前記第1導電ペーストを焼成し、前記基材と接する部分に配置される第1金属化合物層と、前記第1金属化合物層と連続し前記第1被覆層と接する部分に配置される第2金属化合物層と、を含む第1導電部を形成することと、を含む配線基板の製造方法。
[項18]
前記中間体を準備することにおいて、前記第二領域は、前記基材の第1面と同一面、又は、前記基材の第1面から凹む第1凹部を有する項17に記載の配線基板の製造方法。
[項19]
前記中間体を準備することにおいて、さらに、前記基材は、前記第2面に第三領域及び第四領域を持ち、前記第四領域が露出するように開口される第2貫通孔を有し、前記第三領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第2被覆層と、を備え、
前記第1導電ペーストを配置する前若しくは後に、前記第2貫通孔の内部に活性金属元素を含有する第2導電ペーストを配置することを含み、
前記第1導電部を形成することにおいて、前記第1導電ペーストの焼成とともに、前記第2導電ペーストを焼成し、前記基材と接する部分に配置される第3金属化合物層と、前記第3金属化合物層と連続し前記第2被覆層と接する部分に配置される第4金属化合物層と、を含む第2導電部を形成することと、を含む項17又は18に記載の配線基板の製造方法。
[項20]
前記中間体を準備することにおいて、前記第四領域は、前記基材の第2面と同一面、又は、前記基材の第2面から凹む第2凹部を有する項19に記載の配線基板の製造方法。
[項21]
前記中間体を準備することにおいて、前記中間体は、前記基材の第1面若しくは第1凹部と、前記基材の第2面若しくは第2凹部と、を繋ぐように貫通する第3貫通孔を有し、
前記第1導電ペーストを配置する前若しくは後に、又は、前記第2導電ペーストを配置する前若しくは後に、
前記第3貫通孔の内部に活性金属元素を含有する第3導電ペーストを配置することと、を含む項17から項20のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
[項22]
前記中間体を準備することにおいて、前記基材は、窒化アルミニウム又は窒化ケイ素を母材とし、
前記第1導電ペースト、又は、前記第2導電ペーストを配置することにおいて、前記活性金属元素を含む活性金属粉体は、TiH2、CeH2、ZrH2、MgH2の少なくともいずれか一種を含み、 前記第1導電部、又は、第2導電部を形成することにおいて、前記第1金属化合物層、前記第2金属化合物層、前記第3金属化合物層、又は、前記第4金属化合物層は、窒化チタン、窒化セリウム、窒化ジルコニウム、窒化マグネシウムの少なくともいずれか一種を含む項17から項21のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
[項23]
前記第1導電部、又は、第2導電部を形成することにおいて、焼成温度は、700℃以上1100℃以下である項17から項22のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
[項24]
前記第1導電部、又は、第2導電部を形成することにおいて、焼成雰囲気は、大気圧雰囲気、Ar雰囲気、真空雰囲気のいずれか一種である項17から項23のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
[項25]
項17又は19に記載の配線基板の製造方法によって製造される配線基板を準備することと、
前記配線基板に素子電極を有する発光素子を配置することと、
前記発光素子の上面に、透光性部材を配置することと、を含み、
前記発光素子を配置することにおいて、前記素子電極と前記第1導電部とを電気的に接続する、発光装置の製造方法。
本開示の実施形態に係る発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト光源、携帯電話やカメラのフラッシュ、配光可変型ヘッドランプ光源に利用することができる。その他、本開示の実施形態に係る発光装置は、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置、更には、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置、プロジェクタ装置等に利用することができる。
1 配線基板
1A 上面
1B 下面
2A 第一領域
2B 第二領域
2C 第三領域
2D 第四領域
1P 配線基板(めっき層を有する)
10 中間体
11 基材
11A 第1面
11B 第2面
12A 第1被覆層
12B 第2被覆層
14A 第1貫通孔
14B 第1凹部
14C 第2貫通孔
14D 第2凹部
14E 第3貫通孔
15A 第1導電部
15B 第2導電部
15C 第3導電部
16A 第1金属化合物層
16B 第2金属化合物層
16C 第3金属化合物層
16D 第4金属化合物層
16E 第5金属化合物層
17 めっき層
18 化合物
20 発光素子
21 素子電極
30 透光性部材
40 樹脂部材
50 導電性部材
80 導電ペースト(第1導電ペースト、第2導電ペースト、第3導電ペースト)
80A ろう接部
90 モジュール基板
91 金属ベース
92 絶縁層
93 回路電極
100 発光装置
155 パッド部
300 発光装置(個片化後)
510、520、530 発光モジュール
R1 レジスト
DF1 ドライフィルム
PM1 フォトマスク
1A 上面
1B 下面
2A 第一領域
2B 第二領域
2C 第三領域
2D 第四領域
1P 配線基板(めっき層を有する)
10 中間体
11 基材
11A 第1面
11B 第2面
12A 第1被覆層
12B 第2被覆層
14A 第1貫通孔
14B 第1凹部
14C 第2貫通孔
14D 第2凹部
14E 第3貫通孔
15A 第1導電部
15B 第2導電部
15C 第3導電部
16A 第1金属化合物層
16B 第2金属化合物層
16C 第3金属化合物層
16D 第4金属化合物層
16E 第5金属化合物層
17 めっき層
18 化合物
20 発光素子
21 素子電極
30 透光性部材
40 樹脂部材
50 導電性部材
80 導電ペースト(第1導電ペースト、第2導電ペースト、第3導電ペースト)
80A ろう接部
90 モジュール基板
91 金属ベース
92 絶縁層
93 回路電極
100 発光装置
155 パッド部
300 発光装置(個片化後)
510、520、530 発光モジュール
R1 レジスト
DF1 ドライフィルム
PM1 フォトマスク
Claims (25)
- 第1面及び前記第1面の反対側となる第2面を持ち、セラミックスを有する絶縁性の基材と、
前記基材の第1面の第一領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第1被覆層と、
前記基材の第1面の第二領域に配置される第1導電部と、を備え、
前記第1被覆層は、前記第二領域上に第1貫通孔を有し、
前記第1貫通孔の内部に前記第1導電部が配置されており、
前記第1導電部は、前記基材と接する部分に配置される第1金属化合物層と、前記第1金属化合物層と連続し前記第1被覆層と接する部分に配置される第2金属化合物層と、を含む、配線基板。 - 前記第二領域は、前記基材の第1面と同一面、又は、前記基材の第1面から凹む第1凹部を有する請求項1に記載の配線基板。
- 前記第1凹部は、前記基材の厚み方向において、前記基材の厚みに対して0.3倍以下の深さを有する請求項2に記載の配線基板。
- 前記配線基板は、さらに、前記基材の第2面の第三領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第2被覆層と、
前記基材の第2面の第四領域に配置される第2導電部と、を備え、
前記第2被覆層は、前記第四領域上に第2貫通孔を有し、
前記第2貫通孔の内部に前記第2導電部が配置されており、
前記第2導電部は、前記基材と接する部分に配置される第3金属化合物層と、前記第3金属化合物層と連続し前記第2被覆層と接する部分に配置される第4金属化合物層と、を含む請求項1に記載の配線基板。 - 前記第四領域は、前記基材の第2面と同一面、又は、前記基材の第2面から凹む第2凹部を有する請求項4に記載の配線基板。
- 前記第2凹部は、前記基材の厚み方向において、前記基材の厚みに対して0.3倍以下の深さを有する請求項5に記載の配線基板。
- 前記配線基板は、前記基材の第1面若しくは第1凹部と、前記基材の第2面若しくは第2凹部と、を繋ぐように貫通する第3貫通孔を有し、
前記第3貫通孔の内部に第3導電部が配置されている請求項1又は請求項4に記載の配線基板。 - 前記第3導電部は、前記基材と接する部分に配置される第5金属化合物層を含む請求項7に記載の配線基板。
- 前記第1被覆層、前記第2被覆層の少なくとも一方は、光反射性である請求項1又は請求項4に記載の配線基板。
- 前記第1金属化合物層、前記第2金属化合物層、前記第3金属化合物層、前記第4金属化合物層及び前記第5金属化合物層の少なくとも一種は、窒化チタン、炭化チタン又は酸化チタンの少なくとも一種である請求項1又は請求項4に記載の配線基板。
- 前記基材は、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又は酸化物セラミックスを母材とする請求項1又は請求項4に記載の配線基板。
- 前記第1被覆層及び前記第2被覆層の少なくとも一方は、前記基材が窒化物セラミックスを母材とする場合には窒化物セラミックスを含有し、前記基材が炭化物セラミックスを母材とする場合には炭化物セラミックスを含有し、前記基材が酸化物セラミックスを母材とする場合には酸化物セラミックスを含有する請求項1又は請求項4に記載の配線基板。
- 前記基材は、窒化アルミニウム又は窒化ケイ素を母材とし、
前記第1被覆層及び前記第2被覆層の少なくとも一方は、窒化アルミニウムを含有し、前記第1金属化合物層、前記第2金属化合物層、前記第3金属化合物層、前記第4金属化合物層及び前記第5金属化合物層の少なくとも一種は、窒化チタンを含有する請求項1又は請求項4に記載の配線基板。 - 前記第1被覆層及び前記第2被覆層の少なくとも一方の厚さは、15μm以上200μm以下である請求項1又は請求項4に記載の配線基板。
- 前記第1導電部、前記第2導電部又は前記第3導電部の少なくとも一種は、銀銅合金を含む請求項1又は請求項4に記載の配線基板。
- 請求項1又は請求項4に記載の配線基板と、
前記配線基板に配置される、素子電極を有する発光素子と、
前記発光素子の上面に配置される透光性部材と、を備え、
前記素子電極は、前記第1導電部と電気的に接続されている、発光装置。 - 第1面及び前記第1面の反対側となる第2面を持ち、前記第1面に第一領域及び第二領域を持つ、セラミックスを有する絶縁性の基材と、前記第二領域が露出するように開口される第1貫通孔を有し、前記第一領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第1被覆層と、を備える中間体を準備することと、
前記第1貫通孔の内部に活性金属元素を含有する第1導電ペーストを配置することと、
前記第1導電ペーストを焼成し、前記基材と接する部分に配置される第1金属化合物層と、前記第1金属化合物層と連続し前記第1被覆層と接する部分に配置される第2金属化合物層と、を含む第1導電部を形成することと、を含む配線基板の製造方法。 - 前記中間体を準備することにおいて、前記第二領域は、前記基材の第1面と同一面、又は、前記基材の第1面から凹む第1凹部を有する請求項17に記載の配線基板の製造方法。
- 前記中間体を準備することにおいて、さらに、前記基材は、前記第2面に第三領域及び第四領域を持ち、前記第四領域が露出するように開口される第2貫通孔を有し、前記第三領域に配置され、セラミックスを有する絶縁性の第2被覆層と、を備え、
前記第1導電ペーストを配置する前、後若しくは同時に、前記第2貫通孔の内部に活性金属元素を含有する第2導電ペーストを配置することを含み、
前記第1導電部を形成することにおいて、前記第1導電ペーストの焼成とともに、前記第2導電ペーストを焼成し、前記基材と接する部分に配置される第3金属化合物層と、前記第3金属化合物層と連続し前記第2被覆層と接する部分に配置される第4金属化合物層と、を含む第2導電部を形成することと、を含む請求項17に記載の配線基板の製造方法。 - 前記中間体を準備することにおいて、前記第四領域は、前記基材の第2面と同一面、又は、前記基材の第2面から凹む第2凹部を有する請求項19に記載の配線基板の製造方法。
- 前記中間体を準備することにおいて、前記中間体は、前記基材の第1面若しくは第1凹部と、前記基材の第2面若しくは第2凹部と、を繋ぐように貫通する第3貫通孔を有し、
前記第1導電ペーストを配置する前若しくは後に、又は、前記第2導電ペーストを配置する前若しくは後に、
前記第3貫通孔の内部に活性金属元素を含有する第3導電ペーストを配置することと、を含む請求項17又は請求項19に記載の配線基板の製造方法。 - 前記中間体を準備することにおいて、前記基材は、窒化アルミニウム又は窒化ケイ素を母材とし、
前記第1導電ペースト、又は、前記第2導電ペーストを配置することにおいて、前記活性金属元素を含む活性金属粉体は、TiH2、CeH2、ZrH2、MgH2の少なくともいずれか一種を含み、
前記第1導電部、又は、第2導電部を形成することにおいて、前記第1金属化合物層、前記第2金属化合物層、前記第3金属化合物層、又は、前記第4金属化合物層は、窒化チタン、窒化セリウム、窒化ジルコニウム、窒化マグネシウムの少なくともいずれか一種を含む請求項17又は請求項19に記載の配線基板の製造方法。 - 前記第1導電部、又は、第2導電部を形成することにおいて、焼成温度は、700℃以上1100℃以下である請求項17又は請求項19に記載の配線基板の製造方法。
- 前記第1導電部、又は、第2導電部を形成することにおいて、焼成雰囲気は、大気圧雰囲気、Ar雰囲気、真空雰囲気のいずれか一種である請求項17又は請求項19に記載の配線基板の製造方法。
- 請求項17又は請求項19に記載の配線基板の製造方法によって製造される配線基板を準備することと、
前記配線基板に素子電極を有する発光素子を配置することと、
前記発光素子の上面に、透光性部材を配置することと、を含み、
前記発光素子を配置することにおいて、前記素子電極と前記第1導電部とを電気的に接続する、発光装置の製造方法。
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