JP4730205B2 - 集合基板 - Google Patents

Description

本発明は、集合基板に関する。

電子部品等に用いられるセラミック素体の製造方法として、セラミックグリーンシートを積層した積層体をチップ状に切断後、焼成して複数のセラミック素体を製造するものがある（下記特許文献１参照）。
特開平５−３６５６８号公報

本発明は、量産に適した集合基板を提供することを課題とする。

ところで、セラミック素体として、セラミック素体の内側部分と外側部分との物理的特性が異なるものが要求されている。例えば、内側部分と外側部分とで、電気的特性、光学的特性、又は機械的強度等の異なるより複雑な構成のセラミック素体が要求されている。

上記特許文献１に記載された製造方法では、物理的特性が一様なセラミックグリーンシートを積層して積層体を形成する。よって、上記特許文献１に記載された製造方法によって得られるセラミック素体は、全体的に物理的特性が一様である。上記特許文献１に記載された製造方法を用いて、上述した内側部分と外側部分との物理的特性が異なるセラミック素体を製造することは困難である。

このように複雑な構成のセラミック素体は、セラミック素体の内側部分となる領域と外側部分となる領域とを分けて形成することが可能で、且つ、複数のセラミック素体を一体化した集合基板を得ることができれば、量産性を向上することができる。

そこで、本発明の集合基板の製造方法は、互いに対向する一対の主面を有すると共に一対の主面の対向方向に伸びる複数の貫通孔が設けられた基板状の第１のグリーン体を形成する第１グリーン体形成工程と、チップ状の複数の第２のグリーン体を形成する第２グリーン体形成工程と、第１のグリーン体に設けられた複数の貫通孔に複数の第２のグリーン体をそれぞれ挿入する挿入工程と、複数の第２のグリーン体が複数の貫通孔にそれぞれ挿入された第１のグリーン体を焼成する焼成工程と、を備える。

本発明の集合基板の製造方法によれば、第１のグリーン体に設けられた貫通孔に第２のグリーン体を挿入して焼成するので、第１のグリーン体がセラミック素体の内側部分に相当し、第２のグリーン体の周囲に位置する第１のグリーン体の一部がセラミック素体の外側部分に相当することとなる。また、第１のグリーン体と第２のグリーン体とを分けて形成するので、互いに物理的特性が異なる第１のグリーン体と第２のグリーン体とを容易に形成することができる。よって、内側部分と外側部分との物理的特性が異なる複数のセラミック素体が集合した集合基板を容易に製造することができる。すなわち、このように複雑な構成のセラミック素体の量産に適した集合基板を製造することができる。

好ましくは、第２グリーン体形成工程では、複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の第２のグリーン体を形成する。

この場合、第２のグリーン体は、第１のグリーン体の構成に関わらず、セラミックグリーンシートを積層して形成することができる。すなわち、集合基板が含む各セラミック素体では、外側部分の構成に関わらず、内側部分を形成するために積層されるセラミックグリーンシートの積層構造を設定することができる。

好ましくは、挿入工程では、一対の主面の対向方向と複数の第２のグリーン体それぞれにおける複数のセラミックグリーンシートの積層方向とが互いに直交するように、複数の第２のグリーン体を複数の貫通孔にそれぞれ挿入する。

この場合、集合基板が含む各セラミック素体において、内側部分を形成するために積層されたセラミックグリーンシートの積層方向と、外側部分の主面に対応する第１のグリーン体の一対の主面の対向方向とを互いに直交させることができる。

好ましくは、第２グリーン体形成工程では、内部電極パターンが形成された複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の第２のグリーン体を形成し、挿入工程では、一対の主面の対向方向と複数の第２のグリーン体それぞれにおける複数の内部電極パターンが互いに対向する方向とが互いに直交するように、複数の第２のグリーン体を複数の貫通孔に挿入する。

この場合、集合基板が含む各セラミック素体において、内側部分に形成された複数の内部電極パターンを焼成して形成した複数の内部電極が互いに対向する方向と、外側部分の主面に対応する第１のグリーン体の一対の主面の対向方向とを互いに直交させることができる。

好ましくは、第１グリーン体形成工程では、複数のセラミックグリーンシートを積層することにより第１のグリーン体を形成する。

この場合、第１のグリーン体は、第２のグリーン体の構成に関わらず、セラミックグリーンシートを積層して形成することができる。すなわち、集合基板が含む各セラミック素体では、内側部分の構成に関わらず、外側部分を形成するために積層されるセラミックグリーンシートの積層構造を設定することができる。

好ましくは、第２グリーン体形成工程では、複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の第２のグリーン体を形成し、挿入工程では、第１のグリーン体における複数のセラミックグリーンシートの積層方向と複数の第２のグリーン体それぞれにおける複数のセラミックグリーンシートの積層方向とが互いに直交するように、複数の第２のグリーン体を複数の貫通孔にそれぞれ挿入する。

この場合、集合基板が含む各セラミック素体において、内側部分を形成するために積層されるセラミックグリーンシートの積層方向と、外側部分を形成するために積層されるセラミックグリーンシートの積層方向とを互いに直交させることができる。

好ましくは、第２グリーン体形成工程では、内部電極パターンが形成された複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の第２のグリーン体を形成し、挿入工程では、第１のグリーン体における複数のセラミックグリーンシートの積層方向と複数の第２のグリーン体それぞれにおける複数の内部電極パターンが互いに対向する方向とが互いに直交するように、複数の第２のグリーン体を複数の貫通孔にそれぞれ挿入する。

この場合、集合基板が含む各セラミック素体において、内側部分に形成された複数の内部電極パターンを焼成することにより形成した複数の内部電極が互いに対向する方向と、外側部分を形成するために積層されるセラミックグリーンシートの積層方向とを互いに直交させることができる。

本発明に係る集合基板は、互いに対向する一対の主面を有すると共に一対の主面の対向方向に伸びる複数の貫通孔が設けられた基板状の焼成体と、側面が貫通孔の内壁に接するように複数の貫通孔内にそれぞれ配置された複数の機能素体と、を備え、複数の機能素体は、機能素体の一部を挟んで互いに対向するように配置された複数の内部電極をそれぞれ有し、複数の機能素体は、焼成体の一対の主面の対向方向と複数の機能素体それぞれにおける複数の内部電極の対向方向とが互いに直交するように、複数の貫通孔内に配置され、複数の機能素体それぞれにおける複数の内部電極は、焼成体の一対の主面において外部に露出し、複数の機能素体のそれぞれを、側面が焼成体で覆われたセラミック素体として切断するための切断線が、焼成体に設けられている。また、好ましくは、焼成体は、複数の機能素体よりも硬い。

本発明の集合基板では、機能素体がセラミック素体の内側部分に相当し、機能素体の周囲に位置する焼成体の一部がセラミック素体の外側部分に相当することとなる。そして、各機能素体は複数の内部電極を備え、複数の内部電極の対向方向は焼成体の一対の主面の対向方向と直交している。すなわち、本発明の集合基板は、このように複雑な構成の複数のセラミック素体が一体化して形成されているので、セラミック素体の量産性を向上させることができる。

本発明によれば、量産に適した集合基板を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、本実施形態に係る集合基板を有する発光装置について説明する。図１は、本実施形態に係る発光装置の断面構成を示す模式図である。本実施形態に係る発光装置ＬＥは、バリスタＢＡと半導体発光素子１１とを有する。バリスタＢＡは、半導体発光素子１１に並列接続されている。

バリスタＢＡは、セラミック素体１と、セラミック素体１の表面に形成された第１〜第４の外部電極２ａ〜２ｄと、を備える。図２は、本実施形態に係るセラミック素体を示す模式図である。図３及び図４は、本実施形態に係るセラミック素体の断面構成を示す模式図である。セラミック素体１は、機能素体３、複数（本実施形態では５つ）の第１の内部電極４、複数（本実施形態では５つ）の第２の内部電極５、及び機能膜６を備える。

機能素体３は、直方体形状に形成され、互いに対向する一対の主面３ａ及び主面３ｂと、主面３ａ，３ｂに垂直で互いに対向する側面３ｃ及び側面３ｄと、主面３ａ，３ｂ及び側面３ｃ，３ｄに垂直で互いに対向する側面３ｅ及び側面３ｆとを有する。機能素体３は、側面３ｃと側面３ｄとの対向方向に複数のセラミックグリーンシートを積層することにより構成される積層体である。

機能素体３を構成するセラミックグリーンシートは、焼成されると、電圧非直線特性（以下、「バリスタ特性」と称する）を発現する材料によって形成されている。例えば、セラミックグリーンシートは、ＺｎＯを主成分とし、更に副成分として希土類金属元素、Ｃｏ、IIIｂ族元素（Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、アルカリ金属元素（Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ）及びアルカリ土類金属元素（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）等の金属単体やこれらの酸化物を含んでいる。すなわち、機能素体３は、電圧非直線特性を発現する。

第１の内部電極４及び第２の内部電極５は、互いに対向すると共に、機能素体３内に交互に配置されている。第１の内部電極４と第２の内部電極５との対向方向は、セラミックグリーンシートが積層された積層方向と平行である。なお、図３は、セラミック素体１を機能素体３の側面３ｅ，３ｆと平行な面にて切断した際の断面構成を示している。図４は、セラミック素体１を機能素体３の側面３ｃ，３ｄと平行で第２の内部電極５を含む平面にて切断した際の断面構成を示している。

第１の内部電極４と第２の内部電極５とは、機能素体３の一部を挟んで機能素体３の側面３ｃ，３ｄと平行に配置されている。複数の第１の内部電極４は、側面３ｃに垂直な方向から見て、全体的に互いに重なり合うように配置されている。複数の第２の内部電極５は、側面３ｃに垂直な方向から見て、全体的に互いに重なり合うように配置されている。

第１の内部電極４と第２の内部電極５とは、側面３ｃに垂直な方向から見て互いに一部が重なり合うように、側面３ｅと側面３ｆとが互いに対向する方向にずれて配置されている。本実施形態では、第１の内部電極４は側面３ｅ寄りにずれて配置され、第２の内部電極５は側面３ｆ寄りにずれて配置されている。また、各第１の内部電極４と各第２の内部電極５とにおける互いに対向する端部は、主面３ａと主面３ｂとにそれぞれ露出している。

第１の内部電極４及び第２の内部電極５は導電材を含んでいる。第１の内部電極４及び第２の内部電極５に含まれる導電材としては、例えば、Ａｇ−Ｐｄ合金等の金属が用いられる。機能素体３では、第１の内部電極４と第２の内部電極５とが互いに重なる領域が、バリスタ特性を発現する領域として機能する。

機能膜６は、機能素体３の側面３ｃ〜３ｆを覆うように形成されている。機能膜６は、機能素体３より硬い。また、機能膜６は、電気絶縁性の膜であり、機能素体３の側面３ｃ〜３ｆを電気的に絶縁する。更に、機能膜６における主面３ａ側の面と主面３ｂ側の面とは、光の反射率が高い面とされている。これらの複数の機能を有する機能膜６は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、ＢａＯ、ＣａＯ等のうちいずれか一種、又は二種以上を混合した物、或いはこれらにガラス成分を混合して形成される。

第１の外部電極２ａと第２の外部電極２ｂとは、機能素体３の主面３ａに長方形状に形成されている。第３の外部電極２ｃと第４の外部電極２ｄとは、機能素体３の主面３ｂに長方形状に形成されている。

第１の外部電極２ａは、主面３ａに垂直な方向から見て、第２の内部電極５の側面３ｅ側の端と側面３ｅとの間の領域に位置している。第１の外部電極２ａは、第１の内部電極４において主面３ａに露出した端面の側面３ｅ寄りの領域を覆うようにも形成されており、第１の内部電極４に電気的且つ物理的に接続されている。第１の外部電極２ａは、第２の内部電極５には接続されておらず、第２の内部電極５と電気的に絶縁されている。

第２の外部電極２ｂは、主面３ａに垂直な方向から見て、第１の内部電極４の側面３ｆ側の端と側面３ｆとの間の領域に位置している。第２の外部電極２ｂは、第２の内部電極５において主面３ａに露出した端面の側面３ｆ寄りの領域を覆うようにも形成されており、第２の内部電極５に電気的且つ物理的に接続されている。第２の外部電極２ｂは、第１の内部電極４には接続されておらず、第１の内部電極４と電気的に絶縁されている。

第３の外部電極２ｃは、主面３ｂに垂直な方向から見て、第２の内部電極５の側面３ｅ側の端と側面３ｅとの間の領域に位置している。第３の外部電極２ｃは、第１の内部電極４において主面３ｂに露出した端面の側面３ｅ寄りの領域を覆うようにも形成されており、第１の内部電極４に電気的且つ物理的に接続されている。第３の外部電極２ｃは、第２の内部電極５には接続されておらず、第２の内部電極５と電気的に絶縁されている。

第４の外部電極２ｄは、主面３ｂに垂直な方向から見て、第１の内部電極４の側面３ｆ側の端と側面３ｆとの間の領域に位置している。第４の外部電極２ｄは、第２の内部電極５において主面３ｂに露出した端面の側面３ｆ寄りの領域を覆うようにも形成されており、第２の内部電極５に電気的且つ物理的に接続されている。第４の外部電極２ｄは、第１の内部電極４には接続されておらず、第１の内部電極４と電気的に絶縁されている。

よって、第１の内部電極４の主面３ａ，３ｂに露出した端面は、第１及び第３の外部電極２ａ，２ｃから露出した領域を含んでいる。また、第２の内部電極５の主面３ａ，３ｂに露出した端面は、第２及び第４の外部電極２ｂ，２ｄから露出した領域を含んでいる。

半導体発光素子１１は、ＧａＮ（窒化ガリウム）系半導体の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light-Emitting Diode）であり、基板１２と、当該基板１２上に形成された層構造体ＬＳとを備えている。ＧａＮ系の半導体ＬＥＤは、周知であり、その説明を簡略化する。基板１２は、サファイアからなる光学的に透明且つ電気絶縁性を有する基板である。層構造体ＬＳは、積層された、ｎ型（第１導電型）の半導体領域１３と、発光層１４と、ｐ型（第２導電型）の半導体領域１５とを含んでいる。半導体発光素子１１は、ｎ型の半導体領域１３とｐ型の半導体領域１５との間に印加される電圧に応じて発光する。

ｎ型の半導体領域１３は、ｎ型の窒化物半導体を含んで構成されている。本実施形態では、ｎ型の半導体領域１３は、基板１２上にＧａＮがエピタキシャル成長されて成り、例えばＳｉといったｎ型ドーパントが添加されてｎ型の導電性を有している。また、ｎ型の半導体領域１３は、発光層１４よりも屈折率が小さく且つバンドギャップが大きくなるような組成を有していてもよい。この場合、ｎ型の半導体領域１３は、発光層１４に対して下部クラッドとしての役割を果たす。

発光層１４は、ｎ型の半導体領域１３上に形成され、ｎ型の半導体領域１３及びｐ型の半導体領域１５から供給されたキャリア（電子及び正孔）が再結合することにより発光領域において光を発生する。発光層１４は、例えば、障壁層と井戸層とが複数周期にわたって交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ：Multiple Quantum Well）構造とすることができる。この場合、障壁層及び井戸層がＩｎＧａＮからなり、Ｉｎ（インジウム）の組成を適宜選択することによって障壁層のバンドギャップが井戸層のバンドギャップより大きくなるように構成される。発光領域は、発光層１４において、キャリアが注入される領域に生じる。

ｐ型の半導体領域１５は、ｐ型の窒化物半導体を含んで構成されている。本実施形態では、ｐ型の半導体領域１５は、発光層１４上にＡｌＧａＮがエピタキシャル成長されて成り、例えばＭｇといったｐ型ドーパントが添加されてｐ型の導電性を有している。また、ｐ型の半導体領域１５は、発光層１４よりも屈折率が小さく且つバンドギャップが大きくなるような組成を有していてもよい。この場合、ｐ型の半導体領域１５は、発光層１４に対して上部クラッドとしての役割を果たす。

ｎ型の半導体領域１３上には、カソード電極１６が形成されている。カソード電極１６は、導電性材料からなり、ｎ型の半導体領域１３との間にオーミック接触が実現されている。ｐ型の半導体領域１５上には、アノード電極１７が形成されている。アノード電極１７は、導電性材料からなり、ｐ型の半導体領域１５との間にオーミック接触が実現されている。カソード電極１６及びアノード電極１７には、バンプ電極１８が形成されている。

上述した構成の半導体発光素子１１では、アノード電極１７（バンプ電極１８）とカソード電極１６（バンプ電極１８）との間に所定の電圧が印加されて電流が流れると、発光層１４の発光領域において発光が生じることとなる。

半導体発光素子１１は、第１及び第２の外部電極２ａ，２ｂにバンプ接続されている。すなわち、カソード電極１６は、バンプ電極１８を介して第２の外部電極２ｂに電気的且つ物理的に接続されている。アノード電極１７は、バンプ電極１８を介して第１の外部電極２ａに電気的且つ物理的に接続されている。これにより、第１の内部電極４と第２の内部電極５とが重なる領域により構成されるバリスタ部分が半導体発光素子１１に並列接続されることとなる。よって、バリスタＢＡにより、半導体発光素子１１をＥＳＤサージから保護することができる。

また、バリスタＢＡにおいて、機能素体３はセラミック素体１の内側部分を構成し、機能膜６はセラミック素体１の外側部分を構成する。機能素体３と機能膜６との物理的特性は、互いに異なる。

機能素体３は、バリスタ機能を発現する材料で形成されている。また、機能素体３は、第１，第２の内部電極４，５の対向方向が主面３ａと主面３ｂとの対向方向と直交し、第１，第２の内部電極４，５の端面が主面３ａ，３ｂから露出している。

この場合、第１，第２の外部電極２ａ，２ｂを主面３ａに形成し、第３，第４の外部電極２ｃ，２ｄを主面３ｂに形成することにより、第１，第３の外部電極２ａ，２ｃと第１の内部電極４とを容易に物理的かつ電気的に接続し、第２，第４の外部電極２ｂ，２ｄと第２の内部電極５とを容易に物理的かつ電気的に接続することができる。

また、第１，第２の外部電極２ａ，２ｂが主面３ａに形成され、第３，第４の外部電極２ｃ，２ｄが主面３ｂに形成されることにより、主面３ｂを外部基板や外部機器等の実装面に対向させた状態で実装することができる。更に、第１，第２の外部電極２ａ，２ｂが形成された外表面を利用して、バリスタＢＡと並列接続されるように、半導体発光素子１１を容易に搭載することができる。

ところで、半導体発光素子１１は、その発光動作中、熱を発する。半導体発光素子１１が高温になると、その発光動作に影響が出る。このため、発生した熱を効率よく放散させる必要がある。本実施形態では、バリスタＢＡが半導体発光素子１１に接続する第１，第２の外部電極２ａ，２ｂと当該第１，第２の外部電極２ａ，２ｂに接続する第１，第２の内部電極４，５とを有するので、半導体発光素子１１において発生した熱は、主として、第１，第２の外部電極２ａ，２ｂ及び第１，第２の内部電極４，５に伝わり放散されることとなる。これにより、半導体発光素子１１において発生した熱の放熱パスが拡がり、半導体発光素子１１において発生した熱を効率よく放散することができる。

また、本実施形態においては、第１，第２の内部電極４，５の端部が主面３ａ，３ｂに露出している。この結果、第１，第２の内部電極４，５に伝えられた熱をより効率よく放散することができる。

また、本実施形態においては、機能素体３がＺｎＯを主成分としている。ＺｎＯは、放熱基板として通常用いられるアルミナ等と同等程度の熱伝導率を有しており、比較的良好な熱伝導率を有する。したがって、第１及び第２の内部電極４，５からの熱の放散が機能素体３により阻害されるのを抑制することができる。

機能膜６は、機能素体３より硬い材料で形成され、機械的強度が高い。また、機能膜６は、電気絶縁性であり、機能素体３におけるショートを防止する機能を有する。更に、機能膜６は、光の高反射面として機能し、半導体発光素子１１から発せられる光を高効率で反射することができる。

引き続いて、発光装置ＬＥの製造方法を説明すると共に、上述したセラミック素体１を複数含む集合基板の製造方法を説明する。図５は、本実施形態に係る集合基板の製造工程を示すフロー図である。図１に示すように、本実施形態に係る集合基板の製造方法は、第１グリーン体形成工程Ｓ１と、第２グリーン体形成工程Ｓ２と、挿入工程Ｓ３と、焼成工程Ｓ４とを含む。

本実施形態に係る集合基板の製造方法における各製造工程について、図６〜図１０を参照して詳細に説明する。図６は、本実施形態に係る集合基板の製造工程において形成される第１のグリーン体を示す模式図である。図７は、本実施形態に係る集合基板の製造工程において形成される第２のグリーン体を示す模式図である。図８及び図９は、本実施形態に係る集合基板の製造工程において形成される第２のグリーン体の断面構成を示す模式図である。図１０は、本実施形態に係る集合基板を示す模式図である。

本実施形態に係る集合基板の製造方法では、まず、第１グリーン体形成工程Ｓ１において、第１のグリーン体３１が形成される。第１のグリーン体３１は、図６に示されるように、四角形の基板状に形成され、互いに対向する一対の主面３１ａ及び主面３１ｂを有する。また、第１のグリーン体３１には、一対の主面３１ａ及び主面３１ｂの対向方向に伸びる複数の貫通孔３２が設けられている。

貫通孔３２は、断面が四角形状で、貫通孔３２の各壁面が第１のグリーン体３１の各側面とそれぞれ平行となるように形成されている。また、本実施形態では、貫通孔３２が、第１のグリーン体３１の主面３１ａ及び主面３１ｂにおいて１０行１１列に配列して形成されている。なお、図６において示す線Ｌは、集合基板の完成後、集合基板を切断して複数のセラミック素体１を形成する際の切断線を示す。

第１のグリーン体３１は、複数のセラミックグリーンシートを積層することにより構成される積層体である。第１のグリーン体３１を構成するセラミックグリーンシートは、上述した機能膜６の材料によって形成される。まず、第１のグリーン体３１を構成するセラミックグリーンシートを所定枚数だけ作製する。作成したセラミックグリーンシートを積層後、貫通孔３２を形成する。第１のグリーン体３１において、セラミックグリーンシートの積層方向は、主面３１ａと主面３１ｂとが対向する方向と平行である。

第２グリーン体形成工程Ｓ２では、複数の第２のグリーン体３３が形成される。第２のグリーン体３３は、セラミック素体１の機能素体３に相当する部分である。第２のグリーン体３３は、図７〜９に示されるように、直方体形状に形成され、複数（本実施形態においては、５つ）の第１の内部電極パターン３４及び複数（本実施形態においては、５つ）の第２の内部電極パターン３５を備えている。

第２のグリーン体３３は、互いに対向する主面３３ａ及び主面３３ｂと、主面３３ａ，３３ｂに垂直で互いに対向する側面３３ｃ及び側面３３ｄと、主面３３ａ，３３ｂ及び側面３３ｃ，３３ｄに垂直で互いに対向する側面３３ｅ及び側面３３ｆとを有する。第２のグリーン体３３の形状は、第１のグリーン体３１の貫通孔３２の形状に対応する。すなわち、第２のグリーン体３３の側面３３ｃ〜３３ｆが貫通孔３２の壁面に対応するように、第２のグリーン体３３が形成される。

第２のグリーン体３３は、側面３３ｃと側面３３ｄとが対向する方向に複数のセラミックグリーンシートを積層することにより形成される積層体である。すなわち、第２のグリーン体３３において、セラミックグリーンシートが積層された積層方向は、主面３ａと主面３ｂとの対向方向に対して垂直である。

第２のグリーン体３３を構成するセラミックグリーンシートは、機能素体３を構成する材料によって形成される。なお、第１のグリーン体３１と第２のグリーン体３３との材料は、第１のグリーン体３１の熱収縮率が第２のグリーン体３３の熱収縮率より大きくなるように選択される。

第１の内部電極パターン３４及び第２の内部電極パターン３５は、セラミック素体１の第１の内部電極４と第２の内部電極５とにそれぞれ相当する。第１の内部電極パターン３４及び第２の内部電極パターン３５は、互いに対向すると共に、第１のグリーン体３３内に交互に配置されている。

第１の内部電極パターン３４と第２の内部電極パターン３５とが互いに対向する方向は、第１のグリーン体３３を構成するセラミックグリーンシートが積層された積層方向と平行である。なお、図８は、第１のグリーン体３３を側面３３ｅ，３３ｆに平行な面にて切断した際の断面構成を示している。図９は、第１のグリーン体３３を側面３３ｃ，３３ｄと平行で第２の内部電極パターン３５を含む平面にて切断した際の断面構成を示している。

第２のグリーン体３３は、以下のようにして、複数の第２のグリーン体３３が一体化した集合体を形成し、その集合体を個々に切断することにより、形成することができる。まず、第２のグリーン体３３を構成するセラミックグリーンシートを所定枚数だけ作製する。具体的には、第２のグリーン体３３の主成分であるＺｎＯと、副成分である金属または酸化物等の微量添加物とを所定の割合で混合して、バリスタ材料を調製する。そして、このバリスタ材料に有機バインダ、有機溶剤、有機可塑剤等を加え、ボールミル等を用いて所定時間だけ混合・粉砕を行って、スラリーを得る。

そして、ドクターブレード法等によって、例えばポリエチレンテレフタレートからなるフィルム上にスラリーを塗布した後、このスラリーを乾燥させて、長方形状で厚さが例えば３０μｍ程度の膜を形成する。そして、その膜をフィルムから剥離して、セラミックグリーンシートを得る。

続いて、複数の第２のグリーン体３３に含まれる第１の内部電極パターン３４と第２の内部電極パターン３５とに対応する内部電極パターンをそれぞれ複数のセラミックグリーンシートの表面に形成する。具体的には、Ｐｄ粒子を主成分とする金属粉末、有機バインダ及び有機溶剤を混合した導電性ペーストを、スクリーン印刷法等によりセラミックグリーンシートの表面に印刷して乾燥させることにより、内部電極パターンを形成する。

内部電極パターンは、セラミックグリーンシートの互いに対向する一方の端面から他方の端面まで達する複数のライン状に形成される。内部電極パターンのラインの幅は、第１，第２内部電極パターン３４，３５における第２のグリーン体３３の側面３３ｅと側面３３ｆとが対向する方向の長さに対応する。第１の内部電極パターン３４に対応する内部電極パターンと第２の内部電極パターン３５に対応する内部電極パターンとのセラミックグリーンシートに対する位置が、互いにラインの長手方向に対して垂直方向に所定寸法ずれるようにそれぞれの内部電極パターンが形成される。

続いて、内部電極パターンが印刷されたセラミックグリーンシートと内部電極パターンが印刷されていないセラミックグリーンシートとを所定の順序で重ねることにより、シート積層体を形成する。第１の内部電極パターン３４に対応する内部電極パターンと第２の内部電極パターン３５に対応する内部電極パターンとは、セラミックグリーンシートの積層方向から見て重なり合うと共に、互いにラインの長手方向と垂直な方向に所定寸法ずれて配置されている。

このようにして形成されたシート積層体をセラミックグリーンシートの主面と垂直な面で切断して上述した第２のグリーン体３３を形成する。第２のグリーン体３３では、第１及び第２の内部電極パターン３４，３５が露出して互いに対向する切断面が、第２のグリーン体３３の主面３３ａ，３３ｂとなる。

引き続いて、挿入工程Ｓ３では、第１のグリーン体３１における複数の貫通孔３２に複数の第２のグリーン体３３をそれぞれ挿入する。第１のグリーン体３１の主面３１ａと主面３１ｂとの対向方向と複数の第２のグリーン体３３それぞれにおける複数のセラミックグリーンシートの積層方向とが互いに直交するように、第２のグリーン体３３を貫通孔３２にそれぞれ挿入する。すなわち、第１のグリーン体３１の主面３１ａと主面３１ｂとの対向方向と複数の第２のグリーン体３３それぞれにおける第１及び第２の内部電極パターン３４，３５の対向方向とが互いに直交するように、第２のグリーン体３３を貫通孔３２にそれぞれ挿入する。

よって、第１のグリーン体３１における複数のセラミックグリーンシートの積層方向と複数の第２のグリーン体３３それぞれにおける複数のセラミックグリーンシートの積層方向とが互いに直交するように、第２のグリーン体３３を貫通孔３２にそれぞれ挿入することとなる。すなわち、第１のグリーン体３１における複数のセラミックグリーンシートの積層方向と複数の第２のグリーン体３３それぞれにおける第１及び第２の内部電極パターン３４，３５の対向方向とが互いに直交するように、第２のグリーン体３３を貫通孔３２にそれぞれ挿入することとなる。

焼成工程Ｓ４では、複数の貫通孔３２に複数の第２のグリーン体３３がそれぞれ挿入された第１のグリーン体３１を焼成することにより、図１０に示す集合基板４０が完成する。第１のグリーン体３１が焼成後に焼成体４１となる。また、上述したように、第２のグリーン体３３が焼成後に機能素体３となる。すなわち、集合基板４０は、焼成体４１と、複数の機能素体３とを有する。

焼成体４１は、図１０に示すように四角形の基板状に形成され、互いに対向する主面４１ａ及び主面４１ｂを有している。また、焼成体４１は、主面４１ａと主面４１ｂとの対向方向に伸びる複数の貫通孔４２が設けられている。貫通孔４２は、焼成前の第１のグリーン体３１に形成された貫通孔３２に相当する貫通孔である。貫通孔４２は、断面が四角形状で、貫通孔４２の各壁面が焼成体４１の各側面とそれぞれ平行となるように形成されている。また、貫通孔４２が、焼成体４１の主面４１ａ，４１ｂにおいて１０行１１列に配列して形成されている。

また、焼成体４１は、上述した材料により形成して焼成することにより、機能素体３より硬く、切断が容易な材質となる。また、焼成体４１は、電気絶縁体である。更に、焼成体４１の主面４１ａ，４１ｂは、ＬＥＤによる光の反射率が高い面である。

機能素体３は、上述した構成を有する。機能素体３は、側面３ｃ〜３ｆが貫通孔４２の内壁に接するように貫通孔４２内に配置されている。また、各機能素体３の第１，第２の内部電極４，５の両端部は、集合基板４０における互いに対向する一対の主面にそれぞれ露出している。また、第１，第２の内部電極４，５の対向方向は、集合基板４０における一対の主面の対向方向と垂直である。

機能素体３の側面３ｃ〜３ｆを覆う焼成体４１の一部は、セラミック素体１の機能膜６に相当する。すなわち、集合基板４０は、セラミック素体１が１０行１１列に配列して一体化した基板である。

続いて、集合基板４０の一対の主面には、第１〜第４の外部電極２ａ〜２ｄに相当する外部電極パターンが形成される。外部電極パターンは、印刷法あるいはめっき法により形成する。このようにして、各セラミック素体１に対して、それぞれ、第１〜第４の外部電極２ａ〜２ｄが形成されることとなる。すなわち、第１〜第４の外部電極２ａ〜２ｄとセラミック素体１とを有するバリスタＢＡを複数備える集合体が形成されることとなる。この集合体は、１０行１１列に配列したバリスタＢＡを有する。

その後、各バリスタＢＡに半導体発光素子１１を搭載し、並列接続する。そして、集合基板４０の線Ｌに沿って切断する。すなわち、焼成体４１を切断する。焼成体４１は、機能素体３より硬く形成されているので、容易に切断することができる。このようにして、バリスタＢＡと半導体発光素子１１とを有する発光装置ＬＥを複数製造することができる。

以上説明したように、本実施形態の集合基板の製造方法によれば、第１のグリーン体３１に設けられた貫通孔３２に第２のグリーン体３３を挿入して焼成する。よって、第１のグリーン体３１がセラミック素体１の内側部分（機能素体３）に相当し、第２のグリーン体３３の周囲に位置する第２のグリーン体３１の一部がセラミック素体１の外側部分（機能膜６）に相当することとなる。また、第１のグリーン体３１と第２のグリーン体３３とは分けて形成されるので、互いに物理的特性が異なる第１のグリーン体３１と第２のグリーン体３３とを容易に形成することができる。よって、内側部分と外側部分との物理的特性が異なる複数のセラミック素体１が集合した集合基板４０を容易に製造することができる。すなわち、このように複雑な構成のセラミック素体１の量産に適した集合基板４０を製造することができる。

本実施形態の集合基板４０では、機能素体３がセラミック素体１の内側部分に相当し、機能素体３の周囲に位置する焼成体４１の一部がセラミック素体１の外側部分に相当することとなる。そして、各機能素体３は第１，第２の内部電極４，５を備え、第１，第２の内部電極４，５の対向方向は焼成体４１の一対の主面４１ａ，４１ｂの対向方向と直交している。すなわち、集合基板４０は、このように複雑な構成の複数のセラミック素体１が一体化して形成されているので、セラミック素体１の量産性を向上させることができる。

また、第２グリーン体形成工程Ｓ２では、複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の第２のグリーン体３３を形成する。よって、第１のグリーン体３１の構成に関わらず、セラミックグリーンシートを積層して第２のグリーン体３３を形成することができる。すなわち、集合基板４０が含む各セラミック素体１では、外側部分の構成に関わらず内側部分を形成するために積層されるセラミックグリーンシートの積層構造を設定することができる。

また、挿入工程Ｓ３では、一対の主面３１ａ，３１ｂの対向方向と複数の第２のグリーン体３３それぞれにおける複数のセラミックグリーンシートの積層方向とが互いに直交するように、複数の第２のグリーン体３３を複数の貫通孔３２にそれぞれ挿入する。よって、集合基板４０が含む各セラミック素体１において、内側部分を形成するために積層されるセラミックグリーンシートの積層方向と、外側部分に対応する第１のグリーン体３１の一対の主面３１ａ，３１ｂの対向方向とを互いに直交させることができる。

また、第２グリーン体形成工程Ｓ２では、内部電極パターンが形成された複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の第２のグリーン体３３を形成し、挿入工程Ｓ３では、一対の主面３１ａ，３１ｂの対向方向と複数の第２のグリーン体３３それぞれにおける第１，第２の内部電極パターン３４，３５の対向方向とが互いに直交するように、複数の第２のグリーン体３３を複数の貫通孔３２に挿入する。よって、集合基板４０が含む各セラミック素体１において、内側部分に形成された第１，第２の内部電極パターン３４，３５の対向方向と、外側部分に対応する第１のグリーン体３１の一対の主面３１ａ，３１ｂの対向方向とを互いに直交させることができる。すなわち、一対の主面に第１，第２の内部電極４，５の端部が露出した集合基板４０を容易に製造することができる。

また、第１グリーン体形成工程Ｓ１では、複数のセラミックグリーンシートを積層することにより第１のグリーン体３１を形成する。よって、第１のグリーン体３１は、第２のグリーン体３３の構成に関わらず、セラミックグリーンシートを積層して形成することができる。すなわち、集合基板４０が含む各セラミック素体１では、内側部分の構成に関わらず外側部分を形成するために積層されるセラミックグリーンシートの積層構造を設定することができる。

また、第２グリーン体形成工程Ｓ２では、複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の第２のグリーン体３３を形成し、挿入工程Ｓ３では、第１のグリーン体３１における複数のセラミックグリーンシートの積層方向と複数の第２のグリーン体３３それぞれにおける複数のセラミックグリーンシートの積層方向とが互いに直交するように、複数の第２のグリーン体３３を複数の貫通孔３２にそれぞれ挿入する。よって、集合基板４０が含む各セラミック素体１において、内側部分を形成するために積層されるセラミックグリーンシートの積層方向と、外側部分を形成するために積層されるセラミックグリーンシートの積層方向とを互いに直交させることができる。

また、第２グリーン体形成工程Ｓ２では、第１，第２の内部電極パターン３４，３５が形成された複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の第２のグリーン体３３を形成し、挿入工程Ｓ３では、第１のグリーン体３１における複数のセラミックグリーンシートの積層方向と複数の第２のグリーン体３３それぞれにおける第１，第２の内部電極パターン３４，３５が互いに対向する方向とが互いに直交するように、複数の第２のグリーン体３３を複数の貫通孔３２にそれぞれ挿入する。よって、集合基板４０が含む各セラミック素体１において、内側部分に形成された第１，第２の内部電極パターン３４，３５の対向方向と、外側部分を形成するために積層されるセラミックグリーンシートの積層方向とを互いに直交させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

本実施形態においては、第２のグリーン体３３として焼成後にバリスタ機能を発現するグリーン体を形成したが、これに限られない。第２のグリーン体として、例えば、焼成後に誘電体等の他の機能を有することとなるグリーン体を形成してもよい。また、本実施形態においては、第１のグリーン体３１の材料として焼成後に電気絶縁層、光の高反射面、及び切断容易な材質となる材料を選択したが、これに限られない。

本実施形態に係る発光装置の断面構成を示す模式図である。 本実施形態に係るセラミック素体を示す模式図である。 本実施形態に係るセラミック素体の断面構成を示す模式図である。 本実施形態に係るセラミック素体の断面構成を示す模式図である。 本実施形態に係る集合基板の製造工程を示すフロー図である。 本実施形態に係る集合基板の製造工程において形成される第１のグリーン体を示す模式図である。 本実施形態に係る集合基板の製造工程において形成される第２のグリーン体を示す模式図である。 本実施形態に係る集合基板の製造工程において形成される第２のグリーン体の断面構成を示す模式図である。 本実施形態に係る集合基板の製造工程において形成される第２のグリーン体の断面構成を示す模式図である。 本実施形態に係る集合基板を示す模式図である。

符号の説明

ＢＡ…バリスタ、ＬＥ…発光装置、１…セラミック素体、２ａ-２ｄ…第１〜第４の外部電極、３…機能素体、４…第１の内部電極、５…第２の内部電極、６…機能膜、１１…半導体発光素子、１２…基板、３１…第１のグリーン体、３２…貫通孔、３３…第２のグリーン体、３４…第１の内部電極パターン、３５…第２の内部電極パターン、４０…集合基板、４１…焼成体、４２…貫通孔。

Claims (2)

1. 互いに対向する一対の主面を有すると共に前記一対の主面の対向方向に伸びる複数の貫通孔が設けられた基板状の焼成体と、
   側面が前記貫通孔の内壁に接するように前記複数の貫通孔内にそれぞれ配置された複数の機能素体と、
   を備え、
   前記複数の機能素体は、前記機能素体の一部を挟んで互いに対向するように配置された複数の内部電極をそれぞれ有し、
   前記複数の機能素体は、前記焼成体の一対の主面の対向方向と前記複数の機能素体それぞれにおける前記複数の内部電極の対向方向とが互いに直交するように、前記複数の貫通孔内に配置され、
   前記複数の機能素体それぞれにおける前記複数の内部電極は、前記焼成体の一対の主面において外部に露出し、
   前記複数の機能素体のそれぞれを、側面が前記焼成体で覆われたセラミック素体として切断するための切断線が、前記焼成体に設けられている
   ことを特徴とする集合基板。
2. 前記焼成体は、前記複数の機能素体よりも硬いことを特徴とする請求項１記載の集合基板。

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