JP4309897B2 - 配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、キャビティの底面に発光素子を実装する発光素子実装用配線基板に関する。

発光素子を実装する配線基板においては、かかる発光素子を実装するキャビティの側面に金属からなる光反射層を形成すると共に、当該キャビティ内に封止用樹脂を表面が平坦になるようにして充填することで、上記発光素子から発光された光を鮮明なものとすることができる。
例えば、平板状のセラミック基体の上に、貫通穴を有するセラミック枠体を接合し、かかる貫通穴の内面に、ＷやＭｏなどの高融点金属を含む金属層およびＣｏを含む金属メッキ層を順次被着した発光素子収納用パッケージが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、パッケージの開口部（キャビティ）内に光電素子を配置し、かかる開口部に充填したモールド樹脂が剥離しないように保持する保持手段を上記開口部の側面に有する光電装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２２８５４９号公報（第１〜９頁、図１，４） 特開平１１−７４５６１号公報（第１〜８頁、図１〜５）

ところで、発光素子を実装するキャビティの側面に設けられた金属層に被覆する光反射層のうち、最表層に位置するＡｇなどの金属メッキ層は、例えば、キャビティの側面における上端部では、かかる側面の中間位置よりも、当該Ａｇメッキ層の厚みが薄くなる。
しかも、前記特許文献２の光電装置のように、発光素子を配置するキャビティの側面に、モールド樹脂を保持するための突出した断面形状の保持手段を設けると、かかるキャビティの側面に設けられた金属層上にＮｉ、Ａｕ、Ａｇメッキ層などを電解メッキする際に、上記保持手段の直下ではメッキ液が環流しにくくなる。この結果、上記保持手段の直下に位置する金属層の上端部に被覆される金属メッキ層、特に最上層のＡｇメッキ層の厚みが薄くなり、下地の金属層や金属メッキ層の成分がＡｇメッキ層の表面に析出し、上記上端部以外にも変色が広がり易くなる。このため、発光素子からの光を効率良く反射することが一層困難になる、という問題点があった。

本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、キャビティの底面に発光素子が実装され、且つ当該キャビティに充填される封止用樹脂が剥離しにくく保持されると共に、上記発光素子からの光を効率良く反射できる発光素子実装用配線基板を提供する、ことを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、前記課題を解決するため、キャビティの開口部に封止用樹脂を保持する凸部などを配設すると共に、メッキ液の環流不足に起因する金属メッキ層の変色を確実に防止する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明における第１の発光素子実装用配線基板（請求項１）は、絶縁材からなり、且つ表面および裏面を有する基板本体と、かかる基板本体の表面に開口部を有し、底面、側面、およびかかる側面の上記表面側において上記開口部の中央側に向かって突出する凸部を有するキャビティと、上記側面に形成した金属層と、上記凸部の裏面側において、該凸部の裏面と上記金属層との間に形成され、且つ上記基板本体の表面に対し垂直な断面において、表面が該金属層との間で鈍角を成す絶縁部と、を備える、ことを特徴とする。

これによれば、前記凸部の裏面側には、キャビティの側面に形成した金属層との間で鈍角を成すように絶縁部が形成されているため、上記キャビティの側面に電解メッキにより、金属メッキ層を形成する際に、メッキ液の環流が十分に確保できる。この結果、金属層の上端部側に形成される形成される金属メッキ層の厚みと金属層の中心部に形成される金属メッキ層の厚みとがほぼ同じとなる。これにより、金属層の上端部側においても、下地の金属メッキ層を形成するＮｉなどの金属が最上層の金属メッキ層である例えばＡｇメッキ層などの表面に析出しにくくなるため、上端部側において最上層のＡｇメッキ層の変色が広がることを防止できる。しかも、前記凸部は、キャビティの開口部において当該開口部の中央側に向かって突出しているため、上記キャビティ内に充填される封止用樹脂を、当該キャビティから剥離不能して保持することも可能となる。従って、長期にわたり、キャビティの底面に実装する発光素子からの光を効率良く外部に放射することが可能となる。

尚、前記基板本体を形成する絶縁材には、例えばアルミナを主成分とするセラミック、低温焼成の一種である例えばガラス−セラミック、あるいは、例えばエポキシ系樹脂などが含まれる。
また、前記キャビティは、開口部側に対し底面側が縮径されたほぼ円錐形状、ほぼ楕円錐形状、ほぼ長円錐形状、四角錐以上の多角錐形状のほか、全体が円柱形、楕円柱形、長円柱形、あるいは四角柱を含む多角柱形状の形態も含まれる。
更に、前記凸部は、キャビティの開口部に沿った全周に位置する形態のほか、キャビティの開口部における複数の箇所に互いに離れて位置する形態も含まれる。
また、前記金属層は、絶縁材がセラミックまたはガラス−セラミックの場合、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇなどが用いられ、絶縁材が樹脂の場合、Ｃｕなどが用いられる。かかる金属層の上に形成される金属メッキ層は、下地のＮｉメッキ層などや中層のＡｕメッキ層と、その上に形成されるＡｇ、Ｐｔ、Ｒｈ、またはＰｄの反射用メッキ層とから構成される。
更に、前記鈍角は、９０度よりも大きく且つ１４０度以下が望ましい。
加えて、前記発光素子には、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）などが含まれる。

一方、本発明における第２の発光素子実装用配線基板（請求項２）は、絶縁材からなり、且つ表面および裏面を有する基板本体と、かかる基板本体の表面に開口部を有し、底面、側面、およびかかる側面において上記開口部の中央側に向かって突出する凸部を有するキャビティと、上記側面に形成した金属層と、上記凸部の裏面側において、該凸部の裏面と上記金属層との間に形成され、該金属層の少なくとも上端部を覆う絶縁部と、を備える、ことを特徴とする。

これによれば、前記絶縁部がキャビティの側面に形成された金属層の少なくとも上端部を覆っているため、凸部の直下におけるメッキ液が環流しにくい部分には、金属メッキが形成されない。換言すれば、金属層のうち、メッキ液の環流が十分に確保される部分のみが絶縁部から露出しているので、かかる金属層の上に金属メッキ層をほぼ均一な厚みで形成することができる。このため、下地の金属メッキ層を形成するＮｉなどの金属が、最上層の金属メッキ層である例えばＡｇメッキ層などの表面に析出し易い部分をなくすことで、最上層のＡｇメッキ層などに変色が広がることを防止できる。しかも、前記凸部は、キャビティの開口部において当該開口部の中央側に向かって突出しているため、上記キャビティ内に充填される封止用樹脂を、当該キャビティから剥離不能して保持することも可能となる。従って、長期にわたり、キャビティの底面に実装する発光素子からの光を効率良く外部に放射することが可能となる。

また、本発明には、前記絶縁部は、前記基板本体の表面に対し垂直な断面において、窪んだ形状の湾曲面を有する、発光素子実装用配線基板（請求項３）も含まれる。
上記「湾曲面（表面）」とは、例えば、全体が弓形状、アール状、球面状、パラボラ（放物線）状、双曲面状などとなっているものが含まれ、局所的に微細な凹凸を含んでいても良い。かかる湾曲面の中央付近における接線とキャビティの側面に形成した金属層との間が、上記鈍角を成している。
これによれば、前記凸部の裏面側に、凸部の絶縁材と同一材料からなる窪んだ断面形状の湾曲面を有する絶縁部、および上記鈍角を成す絶縁部の少なくとも一方が位置するため、かかるキャビティの側面に形成された金属層の上に電解メッキにより金属メッキ層を形成する際に、メッキ液の環流が容易となる。この結果、形成される金属メッキ層の端部の厚みがその中心部とほぼ同じとなるため、かかる端部において下地の金属メッキ層を形成するＮｉなどの金属が析出し、最上層の金属メッキ層である例えばｇメッキ層などに変色が広がりにくくなる。従って、長期にわたり、キャビティの底面に実装する発光素子からの光を効率良く外部に放射することが可能となる。

更に、本発明には、前記絶縁部は、前記基板本体の表面に対し垂直な断面において、上記基板本体の表面側から裏面側に向かって前記キャビティが広がるように傾斜したテーパ面を有する、発光素子実装用配線基板（請求項４）も含まれる。
上記「テーパ面（表面）」には、全体が単一の傾斜面に限らず、互いに異なる傾斜角度である複数の傾斜面からなる形態も含まれる。
これによれば、前記凸部の裏面側には、凸部の絶縁材と同一材料からなり前記基板本体の表面側から裏面側に向かってキャビティが広がるように傾斜するテーパ面を有する絶縁部、および前記鈍角を成すように絶縁部の少なくとも一方が位置するため、前記メッキ液の環流が容易となる。この結果、金属メッキ層の端部とその中心部とがほぼ均一な厚みとなるため、かかる端部において下地の金属メッキ層の金属が最上層の金属メッキ層の表面に析出しにくくなり、最上層の金属メッキ層に変色が広がりにくくなる。従って、長期にわたり、キャビティの底面に実装する発光素子からの光を効率良く外部に放射可能となる。

付言すれば、本発明には、前記キャビティの側面は、前記基板本体の裏面（前記キャビティの底面）側から基板本体の表面側に向かって、広がるように傾斜した傾斜面である、発光素子実装用配線基板も含まれ得る。
これよる場合、キャビティの底面に実装される発光素子からの光を比較的広角度にて反射することが可能となる。
また、本発明には、前記凸部と前記キャビティの側面とを形成する絶縁層は、互いに積層される別の絶縁層により形成されている、発光素子実装用配線基板も含まれ得る。
これよる場合、凸部を形成する絶縁層の裏面側に溶剤を塗布して軟質化し、または裏面に絶縁性ペーストを形成した一方の絶縁層と、前記キャビティの側面となる貫通孔を有する他方の絶縁層とを積層・圧着することで、底面を除く前記キャビティが形成されると共に、凸部の裏面側の位置に、前記湾曲面またはテーパ面を有する絶縁部を容易に形成することが可能となる。
尚、絶縁層がセラミックからなる場合は勿論、絶縁層が各種の樹脂からなる場合でも、上記方法によって湾曲面やテーパ面を有する絶縁部を形成できる。

更に、本発明には、前記キャビティの側面およびこれに隣接する前記凸を形成する絶縁層の裏面には、連続した金属層が形成されている、発光素子実装用配線基板も含まれ得る。
このように、金属層がキャビティの側面と凸部を形成する絶縁層の裏面とに沿って形成されていても、上端部を除いた金属層の部分全体にほぼ均一な厚みにして、金属メッキ層を電解メッキにより形成することが可能となる。

以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明における一形態の発光素子実装用配線基板（以下、単に配線基板と称する）１を示す平面図、図２は、図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った断面図、図３は、図２中の部分拡大断面図である。
配線基板１は、図１，２に示すように、表面３および裏面４を有し且つセラミック（絶縁材）からなる基板本体２と、かかる基板本体２の表面３に開口し且つ底面６に発光ダイオード（発光素子）１５が実装されるキャビティ５と、を含む。
基板本体２は、図１，図２に示すように、平面視がほぼ正方形で所要の厚みを有する直方体を呈し、例えばアルミナを主成分とする複数枚のグリーンシートを積層してセラミックに焼成したものである。因みに、基板本体２のサイズは、約５ｍｍ×５ｍｍ×０．９ｍｍであり、内部にはＷまたはＭｏを主成分とする図示しない所定パターンの配線層やビア導体が形成され、且つ裏面４には図示しないパッドが形成されている。尚、基板本体２には、例えばガラス−アルミナ系のグリーンシートを複数枚積層して焼成したガラス−セラミックを適用しても良い。

図１，図２に示すように、キャビティ５は、平面視が円形の底面６と、かかる底面６の周辺から基板本体２の表面３側に広がるように傾斜した側面７とを有し、ほぼ円錐台形となっている。かかる側面７の仰角は、３０〜７０度の範囲で適宜選択される。
上記キャビティ５は、グリーンシートを、所要のクリアランスを介するポンチとダイとによる打ち抜き加工により、ほぼ円錐形状に成形されている。因みに、キャビティ５のサイズは、上端の内径約３．６ｍｍ×深さ約０．４５ｍｍである。

図１〜図３に示すように、キャビティ５の側面７における基板本体２の表面３側には、基板本体２の表面３を含む凸部８が、当該キャビティ５の開口部の中央側に向かって、リング形状を呈しつつ突出している。また、基板本体２の表面３に対して垂直な断面において、凸部８の裏面９側には、窪んだ断面形状の湾曲面１０ａを有する絶縁部１０が、キャビティ５の開口部に全周に沿って形成されている。かかる湾曲面１０ａを有する絶縁部１０は、上記凸部８を形成する絶縁材の一部がキャビティ５の底面６側に延出したものである。尚、かかる「延出」とは、「上記絶縁材が伸び出ている」ことを意味している。
更に、前記キャビティ５の側面７には、ＷまたはＭｏからなる金属層１１が形成され、その上に上記発光ダイオード１５からの光を反射する金属メッキ層１２が形成されている。図３に示すように、金属メッキ層（以下、メッキ層とする）１２は、金属層１１の上に形成されるＮｉメッキ層１３と、その上に形成される光反射用のＡｇメッキ層１４と、から構成される。前記湾曲面１０ａを有する絶縁部１０は、金属層１１の上端部１１ｂを覆っている。
尚、メッキ層１２は、絶縁部１０で覆われた上端部１１ｂよりも下（基板本体２の裏面４）側の金属層１１に形成されているが、これに限定されず、少なくとも、絶縁部１０付近を除いた金属層１１の一部に形成されていれば良い。
図３に示すように、絶縁部１０における湾曲面１０ａの中央付近に接する接線ｓと、金属層１１との間の角度は、９０度を超える鈍角θ（例えば、１１０）である。金属層１１のうち、その上端部１１ｂから延びる水平部１１ａは、基板本体２を構成するセラミック層ｓ２，ｓ３間に進入している。即ち、前記凸部８とキャビティ５の側面７とを形成するセラミック層は、互いに積層される別のセラミック層ｓ２，ｓ３により形成される。

また、図１，図２に示すように、キャビティ５の底面６における中央部には、図示しないハンダまたはエポキシ系樹脂を介して、発光ダイオード１５が実装されると共に、その実装エリアを挟んだ底面６には、一対のパッド１６が対称に形成されている。かかるパッド１６も、ＷまたはＭｏからなり、その表面にはＮｉ、Ａｕ、またはＡｇメッキ層が形成され、図示しないボンディングワイヤを介して、発光ダイオード１５と個別に導通される。
更に、上記発光ダイオード１５が実装され、且つこれと一対のパッド１６とがボンディングワイヤを介して導通されたキャビティ５内には、図２，図３中の一点鎖線で示すように、固化した封止用樹脂ｊが、例えば、凸部８の裏面９の位置まで充填される。

図４は、異なる形態の配線基板１ａを示す図３と同様な部分拡大断面図である。
配線基板１ａも、前記同様の基板本体２、キャビティ５、および凸部８を備えている。また、凸部８の裏面９側には、基板本体２の表面３から裏面４側に向かって広がるように傾斜するテーパ面１８ａを有する絶縁部１８が、キャビティ５の開口部に全周に沿って形成されている。かかるテーパ面１８ａを有する絶縁部１８は、上記凸部８を形成する絶縁材の一部がキャビティ５の底面６側に延出したもので、金属層１１の上端部１１ｂを覆っている。絶縁部１８のテーパ面１８ａとキャビティ５の側面７に形成される金属層１１との間の角度は、９０度を超える鈍角θ（例えば、約１００度）である。
更に、キャビティ５の側面７および凸部８を形成するセラミック層の裏面９に沿って、前記同様の金属層１１が形成され、かかる金属層１１の上にＮｉメッキ層１３と光反射用のＡｇメッキ層１４とから構成されるメッキ層１２が形成されている。メッキ層１２の上端部は、テーパ部１８の下端部付近に位置している。図４中の一点鎖線で示すように、キャビティ５には、封止用樹脂ｊが充填される。

以上のような配線基板１，１ａは、以下のようにして製造した。
予め、図５の断面図で示すように、例えばアルミナを主成分とするセラミック材料からなるグリーンシートｓ１〜ｓ３を用意した。尚、かかるグリーンシートｓ１〜ｓ３と前記セラミック層ｓ１〜ｓ３とは、便宜上共通の符号とした。
最下層のグリーンシートｓ１は、前記キャビティ５の底面６の一部となる表面６ａと裏面４とを有する平板形状を呈し、内部にＷまたはＭｏを主成分とする図示しない所定パターンの配線層やビア導体が形成されている複数枚のグリーンシートの積層体であった。
また、図５において、中層のグリーンシートｓ２は、所要のクリアランスを介するポンチとダイの受入孔とによる打ち抜き加工、または最小限のクリアランスを介して打ち抜き加工で形成した貫通孔にほぼ円錐台形の金型を押し込むことにより、ほぼ円錐台形の貫通孔１７を形成した。かかる貫通孔１７の側面とこれに隣接するグリーンシートｓ２の表面とには、公知の印刷法などにより、ＷまたはＭｏ粉末を含む金属層１１を形成した。

図５において、最上層のグリーンシートｓ３は、前記基板本体２の表面３および前記凸部８の裏面９となる裏面９ａを有し、打ち抜き加工による偏平な円柱形の貫通孔１９を有していた。かかる貫通孔１９の内径は、グリーンシートｓ２の貫通孔１７における上端部の内径よりも小径であった。グリーンシートｓ３の裏面９ａ側に、フタル酸ｎブチル、ひまし油、ｎブチル・アルコールなどの溶剤ｗを所要の厚みで浸透するように塗布した。
以上のグリーンシートｓ１〜ｓ３を積層した後、これらを厚み方向に沿って圧着した。あるいは、グリーンシートｓ１〜ｓ３を隣接する順でそれぞれ積層するごとに圧着した。
その結果、図６に示すように、グリーンシート（ｓ１）ｓ２の上にグリーンシートｓ３が積層されると共に、基板本体２およびキャビティ５が形成された。同時に、かかるキャビティ５の側面７の上には、基板本体２の表面３を含み、当該キャビティ５の開口部の中央側に向かって、グリーンシートｓ３が突出した凸部８が形成された。尚、かかる凸部８の厚みは、グリーンシートｓ２の上に圧着されたグリーンシートｓ３の厚みよりも、若干厚めであった。

更に、図６に示すように、前記溶剤ｗにより軟化されたセラミックが圧着に伴う圧力を受けたことで、凸部８を形成するセラミック材料（絶縁材）の一部がキャビティ５の底面６側に延出し（伸び出し）て、金属層１１の上端部１１ｂを覆った。この結果、上記凸部８を含む基板本体２の表面３に対し垂直な断面において、窪んだ断面円弧形の湾曲面１０ａを有する絶縁部１０が形成された。
尚、前記グリーンシートｓ３に対する前記溶剤ｗの浸透深さや圧着時の圧力を調整して、凸部８を形成するセラミック材料の一部をキャビティ５の底面６側に延出させた。この結果、凸部８の裏面９側に、基板本体２の表面３側から裏面４側に向かって広がるように傾斜するテーパ面１８ａを有する絶縁部１８を形成することができた。

そして、グリーンシートｓ１〜ｓ３を積層・圧着して得られたグリーンシート積層体を、所要の温度帯で焼成した後、電解Ｎｉメッキおよび電解Ａｇメッキを順次施すことにより、絶縁部１０，１８の下側に露出する金属層１１の上に、前記Ｎｉメッキ層１３とＡｇメッキ層１４とからなるメッキ層１２を形成した。
上記各メッキ時において、凸部８の裏面９側には、前記湾曲面１０ａを有する絶縁部１０、またはテーパ面１８ａを有する絶縁部１８が形成されていたため、金属層１１のうち凸部８に隣接する部分においても、各メッキ液の環流がスムースに行われた。この結果、前記図３，図４で示したように、メッキ層１２の端部におけるＮｉメッキ層１３とＡｇメッキ層１４とを、それらの中心部とほぼ同じ厚みとした配線基板１，１ａを得ることができた。
尚、上記「ほぼ同じ厚み」とは、端部と中心部との厚みの差が±２０％以内である。また、絶縁部１０，１８の湾曲面１０ａやテーパ面１８ａと、キャビティ５の側面に形成した金属層１１との間は、それぞれ鈍角θを成していた。

また、図７に示すように、グリーンシートｓ３の裏面９ａにおける貫通孔１９の外側に、断面ほぼ半円形の絶縁性ペーストｐを平面視が円形のリング形にして形成した後、かかるグリーンシートｓ３と前記グリーンシートｓ２，ｓ１とを前記同様に積層して圧着した。尚、上記絶縁性ペーストｐは、グリーンシートｓ１〜ｓ３と同種のアルミナなどを含むと共に、溶剤などの有機成分を若干多く含んでいた。
その結果、図８の部分拡大図で示すように、基板本体２、キャビティ５、および凸部８が前記同様に形成された。
同時に、凸部８の裏面９とキャビティ５の側面７との間には、上記絶縁性ペーストｐが圧着に伴う圧力により、凸部８を形成するセラミック材料（絶縁材）の一部がキャビティ５の底面６側に延出した（伸び出した）。この結果、上記凸部８を含む基板本体２の表面３に対し垂直な断面において、かかる基板本体２の表面３側から裏面４側に向かって広がるように傾斜するテーパ面１８ａを有する絶縁部１８を形成できた。

尚、前記絶縁性ペーストｐの断面形状や圧着時の圧力を調整することで、凸部８の裏面９側に、前記湾曲面１０ａを有する絶縁部１０を形成することができた。
そして、グリーンシートｓ１〜ｓ３の積層体を、前記同様に焼成した後、前記電解Ｎｉメッキおよび電解Ａｇメッキを順次施すことで、絶縁部１０，１８の下側に露出する金属層１１の上に前記Ｎｉメッキ層１３とＡｇメッキ層１４とからなるメッキ層１２を形成した配線基板１，１ａを得ることができた。
上記各メッキ時に、テーパ部１８または湾曲部１０により、金属層１１のうち、凸部８に隣接する部分においても、メッキ液の環流がスムースに行われたため、Ｎｉメッキ層１３とＡｇメッキ層１４とを、それらの中心部とほぼ同じ厚みとして形成できた。

以上のような配線基板１，１ａによれば、基板本体２の表面３を含む凸部８の裏面９側に、湾曲面１０ａを有する絶縁部１０、またはテーパ面１８ａを有する絶縁部１８が、キャビティ５の側面７に形成した金属層１１の上端部１１ｂを覆い且つかかる金属層１１との間で鈍角θを成すように形成されていた。このため、前記各メッキ時にメッキ液の環流をスムースに行えた。この結果、キャビティ５の側面７に設けた金属層１１の上に、上端部においてもその中心部とほぼ同じ厚みを有するＮｉ・Ａｇメッキ層１３，１４からなるメッキ層１２が確実に形成できた。このため、下地のＮｉメッキ層のＮｉが最上層のＡｇメッキ層１４の表面に析出しないので、当該Ａｇメッキ層１４の変色の広がりを防止できた。従って、長期にわたり、キャビティ５の底面６に実装される発光ダイオード１５からの光を効率良く反射して、外部に放射することができた。
しかも、キャビティ５の側面７の開口部には、全周に沿って凸部８が開口部の中央側に向かって突出していたため、キャビティ５の底面６に発光ダイオード１５を実装した後に、かかるキャビティ５内に固化前の封止用樹脂ｊを充填し且つ固化した。その結果、かかる封止用樹脂ｊは、上記凸部８に包囲されているため、キャビティ５から剥離することなく、安定した姿勢で保持された。

図９は、前記配線基板１の変形形態である配線基板２０を示す垂直断面図、図１０は、図９中の一点鎖線部分Ｙの拡大図である。
配線基板２０は、図９，図１０に示すように、セラミック（絶縁材）からなり、表面２３および裏面２４を有する前記基板本体２と同様の基板本体２２と、かかる基板本体２２の表面２３に開口し、平面視が円形の底面２６およびその周辺から垂直に立設する円柱形の側面２７からなるキャビティ２５と、を備えている。
図９，図１０に示すように、キャビティ２５の側面２７における基板本体２２の表面２３側には、基板本体２２の表面２３を含む凸部２８が、当該開口部の中央側に向かって、リング形状を呈しつつ突出している。また、凸部２８を含む基板本体２２の表面２３に対し垂直な断面において、凸部２８の裏面２９側には、上記凸部２８を形成するセラミック材料の一部がキャビティ２５の底面２６側に延出したことで、窪んだ断面円弧形の湾曲面３０ａを有する絶縁部３０が形成されている。

更に、前記キャビティ２５の側面２７には、Ｗなどからなる金属層１１が形成され、その上に底面２６の中央付近に実装される発光ダイオード１５からの光を反射するメッキ層１２が形成されている。図１０に示すように、メッキ層１２は、金属層１１上のＮｉメッキ層１３と光反射用のＡｇメッキ層１４とからなる。金属層１１の上端部１１ｂは、湾曲面３０ａを有する絶縁部３０に覆われている。
図１０に示すように、絶縁部３０における湾曲面３０ａの中央付近に接する接線ｓと、金属層１１との間の角度は、９０度を超える鈍角θである。尚、金属層１１の上端部１１ｂから延びた水平部１１ａは、基板本体２２を構成するセラミック層ｓ３，ｓ４間に進入している。
また、図９，図１０に示すように、キャビティ２５の底面２６には、前記同様に発光ダイオード１５が実装され、その両側には、一対のパッド１６が対称に形成される。かかるパッド１６も、前記同様に発光ダイオード１５と個別に導通される。

更に、上記発光ダイオード１５が実装され、且つこれと一対のパッド１６とがボンディングワイヤを介して導通されたキャビティ２５内には、図９中の一点鎖線で示すように、固化した封止用樹脂ｊが、例えば、凸部２８の裏面２９の位置まで充填される。
図１１は、前記配線基板１ａの変形形態である配線基板２０ａを示す図１０と同様な部分拡大断面図である。配線基板２０ａも、前記同様の基板本体２２、キャビティ２５、および凸部２８を備えている。また、凸部２８の裏面２９側には、基板本体２２の表面２３側から裏面２４側に向かって広がるように傾斜するテーパ面３２ａを有する絶縁部３２が、キャビティ２５の開口部に全周に沿って形成されている。かかる絶縁部３２は、キャビティ２５の側面２７に形成した金属層１１の上端部１１ｂを覆っており、そのテーパ面３２ａとキャビティ２５の側面２７に形成した金属層１１との間の角度は、９０度を超える鈍角θ（例えば、約１４０度）である。

更に、キャビティ２５の側面２７に沿って、前記同様の金属層１１が形成され、かかる金属層１１の上にＮｉ・Ａｇメッキ層１３，１４からなるメッキ層１２が形成される。メッキ層１２の上端部は、絶縁部３２の下端部付近に位置している。前記図９と同様に、キャビティ２５には、封止用樹脂ｊが充填される。
尚、以上のような配線基板２０，２０ａも、前記図５〜図８で示した積層・圧着工程を含む製造方法と同様にして製造された。

以上のような配線基板２０，２０ａによっても、凸部２８の裏面２９側に、湾曲面３０ａを有する絶縁部３０、またはテーパ面３２ａを有する絶縁部３２が形成されていたため、前記メッキ工程での各メッキ液の環流をスムースに行えた。この結果、キャビティ２５の側面２７に設けた金属層１１上に、上端部でもその中心部とほぼ同じ厚みを有するＮｉ・Ａｇメッキ層１３，１４からなるメッキ層１２を確実に形成できた。このため、下地のＮｉメッキ層１３のＮｉが最上層のＡｇメッキ層１４の表面に析出せず、かかるＡｇメッキ層１４の変色の広がりを防止できた。従って、長期にわたり、キャビティ２５の底面２６に実装される発光ダイオード１５からの光を効率良く反射して、外部に放射することができた。
しかも、キャビティ２５の側面２７の開口部には、全周に沿って凸部２８が突出しているため、底面２６に発光ダイオード１５を実装した後に、かかるキャビティ２５に封止用樹脂ｊを充填し且つ固化した際に、かかる封止用樹脂ｊは、凸部８に包囲されるため、キャビティ２５から剥離せず、安定して保持された。

図１２は、異なる形態のキャビティを有する配線基板６０の概略を示す平面図、図１３は、その変形形態である配線基板６０ａの概略を示す平面図である。
配線基板６０は、図１２に示すように、前記同様のセラミックからなり平面視が長方形の基板本体６２と、かかる基板本体６２の表面６３に開口部を有し且つ平面視が長円形の底面６６およびその周辺から基板本体６２の表面６３側に向かって広がるように傾斜するほぼ長円錐台形の側面６７からなるキャビティ６５と、を備えている。キャビティ６５の底面６６には、発光ダイオード１５およびこれと導通するための図示しないパッドが形成され、当該キャビティ６５の側面６７には、前記同様の金属層１１を介してメッキ層１２が形成されている。

図１２に示すように、キャビティ６５の側面６７の開口部側には、基板本体６２の表面６３を含む凸部６８が、かかる開口部の中央側に向かって突出している。かかる凸部６８のキャビティ６５側に面した裏面には、当該キャビティ６５の底面６６側に延出し、前記同様の鈍角を成す湾曲面を有する絶縁部、または鈍角を成すテーパ面を有する絶縁部が設けられている。

一方、配線基板６０ａは、図１３に示すように、前記同様の基板本体６２と、かかる基板本体６２の表面６３に開口部を有し且つ平面視が長円形の底面６６およびその周辺から垂直に立設する長円柱形の側面６７からなるキャビティ６５ａと、を備えている。キャビティ６５ａの底面６６にも、発光ダイオード１５などが形成され、当該キャビティ６５ａの側面６７には、前記金属層１１を介してメッキ層１２が形成されている。
図１３に示すように、キャビティ６５ａの側面６７の開口部側には、基板本体６２の表面６３を含む凸部６８が前記同様に突出し、かかる凸部６８のキャビティ６５側ａに面した裏面には、当該キャビティ６５の底面６６側に延出し、前記同様の鈍角を成す湾曲面を有する絶縁部、または鈍角を成すテーパ面を有する絶縁部が設けられている。

図１４は、更に異なる形態のキャビティを有する配線基板７０の概略を示す平面図、図１５は、その変形形態である配線基板７０ａの概略を示す平面図である。
配線基板７０は、図１４に示すように、前記同様のセラミックからなり平面視が長方形の基板本体７２と、かかる基板本体７２の表面７３に開口部を有し且つ平面視が楕円形の底面７６およびその周辺から基板本体７２の表面７３側に向かって広がるように傾斜するほぼ長楕円錐形の側面７７からなるキャビティ７５と、を備えている。キャビティ７５の底面７６には、発光ダイオード１５およびこれと導通するための図示しないパッドが形成され、当該キャビティ７５の側面７７には、前記金属層１１を介してメッキ層１２が形成されている。

図１４に示すように、キャビティ７５の側面７７における基板本体７２の表面７３側には、基板本体７２の表面７３を含む凸部７８が、キャビティ７５の開口部の中央側に向かって突出している。かかる凸部７８のキャビティ７５側に面した裏面には、当該キャビティ７５の底面７６側に延出し、前記同様の鈍角を成す湾曲面を有する絶縁部、または鈍角を成すテーパ面を有する絶縁部が設けられている。

一方、配線基板７０ａは、図１５に示すように、前記同様の基板本体７２と、かかる基板本体７２の表面７３に開口部を有し且つ平面視が楕円形の底面７６およびその周辺から垂直に立設する楕円柱形の側面７７からなるキャビティ７５ａと、を備えている。キャビティ７５ａの底面７６にも、発光ダイオード１５などが形成され、当該キャビティ７５ａの側面７７には、前記金属層１１を介してメッキ層１２が形成されている。
図１５に示すように、キャビティ７５ａの側面７７における基板本体７２の表面７３の側には、基板本体７２の表面７３を含む凸部７８が前記同様に突出し、かかる凸部７８のキャビティ７５側ａに面した裏面には、当該キャビティ７５の底面７７側に延出し、前記同様の鈍角を成す湾曲面を有する絶縁部、または鈍角を成すテーパ面を有する絶縁部が設けられている。
以上の配線基板６０，６０ａ，７０，７０ａも前記同様にして製造され、これらによっても、前記配線基板１，１ａ，２０，２０ａと同様の効果が奏された。

本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
前記基板本体２，２２などを形成する絶縁材であるセラミックは、例えばムライトや窒化アルミニウムを主成分とするものとしても良い。あるいは、低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミックとしても良く、この場合、前記金属層１１やパッド１６などは、ＣｕやＡｇなどが用いられる。
また、前記基板本体２，２２などを形成する絶縁材をエポキシ系樹脂などとしても良く、かかる樹脂の薄板または金属の薄板の表面上に、例えばエポキシ系樹脂からなる複数層の樹脂絶縁層を順次積層し、公知のフォトリソグラフィ技術によって、比較的上層の各樹脂絶縁層にキャビティを形成しても良い。かかるキャビティの開口部側に前記同様の凸部を形成すると共に、当該凸部の裏面における所要の位置に前記湾曲部またはテーパ部を形成したり、あるいは、かかる凸部の先端面を前記同様の傾斜面としても良い。

更に、キャビティの形状は、前記各形態に限らず、平面視で正方形または長方形とし且つこれらの四隅に導電性ペーストを円弧形に充填すると共に、これらの側面に金属層および光反射用のメッキ層を形成するようにしても良い。
また、前記凸部は、キャビティの開口部に沿った全周に位置する形態のほか、キャビティの開口部における複数の箇所に互いに離れて位置する形態としても良い。
加えて、本発明配線基板は、１個の配線基板の表面に開口するキャビティを複数としたり、単一のキャビティの底面に複数の実装エリアを配置し、これらに発光素子を個別に実装する形態とすることも可能である。

本発明における一形態の配線基板を示す平面図。 図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った断面図。 図２中における凸部の付近を拡大した部分断面図。 異なる形態の配線基板を示す図３と同様な部分断面図。 上記各配線基板の一製造工程を示す概略図。 図５に続く製造工程を示す部分概略図。 異なる形態の一製造工程を示す概略図。 図６に続く製造工程を示す部分概略図。 図１の配線基板の変形形態を示す垂直断面図。 図９中の一点鎖線部分Ｙを示す部分拡大断面図。 図４の配線基板の変形形態を示す図１０と同様な部分拡大断面図。 更に異なる形態の配線基板を示す平面図。 上記配線基板の変形形態の概略を示す平面図。 別なる形態の配線基板を示す平面図。 上記配線基板の変形形態の概略を示す平面図。

符号の説明

１，１ａ,２０,２０ａ,６０,６０ａ,７０,７０ａ…配線基板
２，２２，６２，７２…………………………………基板本体
３，２３，６３，７３…………………………………表面
４，２４…………………………………………………裏面
５，２５,６０,６０ａ,７０,７０ａ…………………キャビティ
６，２６，６６，７６…………………………………底面
７，２７，６７，７７…………………………………側面
８，２８，………………………………………………凸部
９，２９…………………………………………………凸部の裏面
１０，３０………………………………………………絶縁部
１０ａ，３０ａ…………………………………………湾曲面
１１………………………………………………………金属層
１１ｂ……………………………………………………上端部
１２………………………………………………………メッキ層
１５………………………………………………………発光素子
１８，３２………………………………………………絶縁部
１８ａ，３２ａ…………………………………………テーパ面
θ…………………………………………………………鈍角

Claims (4)

1. 絶縁材からなり、且つ表面および裏面を有する基板本体と、
   上記基板本体の表面に開口部を有し、底面、側面、およびかかる側面の上記表面側において上記開口部の中央側に向かって突出する凸部を有するキャビティと、
   上記側面に形成した金属層と、
   上記凸部の裏面側において、該凸部の裏面と上記金属層との間に形成され、且つ上記基板本体の表面に対し垂直な断面において、表面が該金属層との間で鈍角を成す絶縁部と、を備える、
   ことを特徴とする発光素子実装用配線基板。
2. 絶縁材からなり、且つ表面および裏面を有する基板本体と、
   上記基板本体の表面に開口部を有し、底面、側面、およびかかる側面において上記開口部の中央側に向かって突出する凸部を有するキャビティと、
   上記側面に形成した金属層と、
   上記凸部の裏面側において、該凸部の裏面と上記金属層との間に形成され、該金属層の少なくとも上端部を覆う絶縁部と、を備える、
   ことを特徴とする発光素子実装用配線基板。
3. 前記絶縁部は、前記基板本体の表面に対し垂直な断面において、窪んだ形状の湾曲面を有する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子実装用配線基板。
4. 前記絶縁部は、前記基板本体の表面に対し垂直な断面において、上記基板本体の表面側から裏面側に向かって前記キャビティが広がるように傾斜したテーパ面を有する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子実装用配線基板。

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