JP5084693B2 - 発光装置および発光素子搭載用基板 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオードチップなどの発光素子を基板の表面に実装した発光装置、およびそれに用いる発光素子搭載用基板に関する。この発光装置は、特に小電力の軽薄型照明装置の発光素子パネル、発光素子パッケージ等として有用である。

従来、窒化アルミニウム等からなるセラミックス基板は、伝熱性、耐熱性、耐紫外線性等に優れるため、チップＬＥＤ等を搭載したＬＥＤパッケージ用の基板として、幅広く使用されてきた。しかし、セラミックス基板は、樹脂製基板と比較して、量産性、製造コストに劣るという問題があった。

そこで、ＬＥＤ搭載用の樹脂製基板が開発されており、放熱性や伝熱性を改良するための技術が幾つか知られている。例えば、下記の特許文献１には、金属基板の上面に金属凸部を形成し、この金属凸部の周囲に金属凸部の高さと同じ高さの絶縁樹脂層を形成し、金属凸部上面に放熱パターンと絶縁樹脂層上面に給電用パターンをメッキ形成して、金属凸部の上面に放熱パターンを介して発光素子を実装可能とした発光素子搭載用基板が知られている。

特開２００５−１６７０８６号公報

しかしながら、特許文献１の基板は、発光素子の実装位置である金属凸部上面の周囲が露出された絶縁樹脂層で形成されている。そのため、発光素子を搭載した場合、発光素子周囲の近傍で露出している樹脂面に発光素子の光が直接に照射されるため、この絶縁樹脂層の劣化が問題となる。また、樹脂面が露出されているため、その表面における光の反射は弱く、反射効率の問題も懸念される。

上記の点を鑑みて、樹脂層に白色フィラーを添加して反射効率を改善する方法が提案されている。しかしながら、白色フィラーを添加しても光による劣化防止の効果は低いため、十分とはいえない。

そこで、本発明の目的は、絶縁樹脂層の劣化が防止でき、発光素子の光反射を良好とすることができる発光装置および発光素子搭載用基板を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。

即ち、本発明の発光素子搭載用基板は、
底面に少なくとも１つの電極を有する発光素子と、
その電極に対向する位置にパッドを有し、そのパッドの周囲に非パターン部を隔てて全周に設けられた周辺パターン部を有する上面金属層と、
その上面金属層の下方に設けられ、前記パッドの下方には層間接続部を有する絶縁樹脂層と、
前記層間接続部に接続された下面側金属層と、を備え、
前記非パターン部が前記発光素子を投影した外形より内側に配置される状態で、前記発光素子の電極は前記パッドに電気的に接続されていることを特徴とする。

この構成によれば、電極との接続のためのパッドの下方に給電のための層間接続部を有するため、パッドを小さくすることができ、その周囲の非パターン部も小さくすることで、発光素子を投影した外形より内側に、非パターン部を配置することができる。これにより、発光素子（底面からの照射は殆どない）を投影した外形より外側には、金属の周辺パターン部が形成されるため、発光素子からの光は、非パターン部から露出する樹脂には殆ど照射されず、金属の周辺パターン部のみに照射され、絶縁樹脂層の劣化が防止できると共に、光反射を良好とすることができる。

また、本発明の別の発光素子搭載用基板は、
底面に少なくとも１つの電極を有する発光素子と、
その電極に対向する位置の周囲に、非パターン部を隔てて全周に設けられた周辺パターン部を有する上面金属層と、
その上面金属層の下方に設けられ、前記非パターン部の内側に上面が露出する層間接続部を有する絶縁樹脂層と、
前記層間接続部に接続された下面側金属層と、を備え、
前記非パターン部が前記発光素子を投影した外形より内側に配置される状態で、前記発光素子の電極は前記層間接続部の上面に電気的に接続されていることを特徴とする。

この構成によれば、電極との接続のために、給電のための層間接続部を露出させているため、その上面を小さくすることができ、その周囲の非パターン部も小さくすることで、発光素子を投影した外形より内側に、非パターン部を配置することができる。これにより、発光素子を投影した外形より外側には、金属の周辺パターン部が形成されるため、発光素子からの光は、非パターン部から露出する樹脂には殆ど照射されず、金属の周辺パターン部のみに照射され、絶縁樹脂層の劣化が防止できると共に、光反射を良好とすることができる。

上記において、前記発光素子は、底面に２つの電極を有する発光ダイオードチップ又は発光ダイオードパッケージであることが好ましい。底面に２つの電極を有する発光素子は、別途ワイヤ等で接続する必要がなく、ソルダ接続等で２つの電極を同時に接続可能なため、実装工程がより簡易になる。

その際、前記発光素子の一方の電極は、前記パッド又は前記層間接続部の上面にソルダ接続され、他方の電極は、前記周辺パターン部にソルダ接続されていることが好ましい。

一方、本発明の発光素子搭載用基板は、
底面に少なくとも１つの電極を有する発光素子を搭載するための発光素子搭載用基板であって、
その電極に対向する位置にパッドを有し、そのパッドの周囲に非パターン部を隔てて全周に設けられた周辺パターン部を有する上面金属層と、
その上面金属層の下方に設けられ、前記パッドの下方には層間接続部を有する絶縁樹脂層と、
前記層間接続部に接続された下面側金属層と、を備え、
前記非パターン部が前記発光素子を投影した外形より内側に配置される状態で、前記発光素子の電極は前記パッドに電気的に接続されて使用されることを特徴とする。

本発明の発光素子搭載用基板によると、電極との接続のためのパッドの下方に給電のための層間接続部を有するため、パッドを小さくすることができ、その周囲の非パターン部も小さくすることで、発光素子を投影した外形より内側に、非パターン部を配置することができる。これにより、発光素子（底面からの照射は殆どない）を投影した外形より外側には、金属の周辺パターン部が形成されるため、発光素子からの光は、非パターン部から露出する樹脂には殆ど照射されず、金属の周辺パターン部のみに照射され、絶縁樹脂層の劣化が防止できると共に、光反射を良好とすることができる。

また、本発明の別の発光素子搭載用基板は、
底面に少なくとも１つの電極を有する発光素子を搭載するための発光素子搭載用基板であって、
その電極に対向する位置の周囲に、非パターン部を隔てて全周に設けられた周辺パターン部を有する上面金属層と、
その上面金属層の下方に設けられ、前記非パターン部の内側に上面が露出する層間接続部を有する絶縁樹脂層と、
前記層間接続部に接続された下面側金属層と、を備え、
前記非パターン部が前記発光素子を投影した外形より内側に配置される状態で、前記発光素子の電極は前記層間接続部の上面に電気的に接続されて使用されることを特徴とする。

本発明の別の発光素子搭載用基板によると、電極との接続のために、給電のための層間接続部を露出させているため、その上面を小さくすることができ、その周囲の非パターン部も小さくすることで、発光素子を投影した外形より内側に、非パターン部を配置することができる。これにより、発光素子を投影した外形より外側には、金属の周辺パターン部が形成されるため、発光素子からの光は、非パターン部から露出する樹脂には殆ど照射されず、金属の周辺パターン部のみに照射され、絶縁樹脂層の劣化が防止できると共に、光反射を良好とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の発光装置の一例を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。図２から図４は、本発明の発光素子搭載用基板の製造工程フローの一例を示す図面である。

本発明の発光装置は、図１に示すように、底面に少なくとも１つの電極３２を有する発光素子３０と、その電極３２に対向する位置にパッド２０ｂを有し、そのパッド２０ｂの周囲に非パターン部１６ａを隔てて全周に設けられた周辺パターン部２０ａを有する上面金属層と、その上面金属層の下方に設けられ、パッド２０ｂの下方には層間接続部１４を有する絶縁樹脂層１６と、前記層間接続部１４に接続された下面側金属層１０と、を備える。

本実施形態では、発光素子３０が底面に２つの電極３１、３２を有する例を示す。また、本実施形態では、下面側金属層１０がパターン形成されておらず、その上面に保護金属層１２を介して層間接続部１４を形成している例を示す。

本発明の発光装置では、非パターン部１６ａが発光素子３０を投影した外形ＰＬより内側に配置される状態で、発光素子３０の電極３２はパッド２０ｂに電気的に接続されている。このような構造では、発光素子３０の側面からの光が、絶縁樹脂層１６の非パターン部１６ａに直接当たらないため、絶縁樹脂層１６が発光素子３０の光によって劣化することがない。また、周辺パターン部２０ａが反射面となるため発光素子３０の発光効率が高くなる。このため、周辺パターン部２０ａに、金等の貴金属メッキなどを行うことにより、更に発光効率を高めることができる。

本発明の発光素子搭載用基板は、図１に示すように、底面に少なくとも１つの電極３２を有する発光素子３０を搭載するための発光素子搭載用基板であって、その電極３２に対向する位置にパッド２０ｂを有し、そのパッド２０ｂの周囲に非パターン部１６ａを隔てて全周に設けられた周辺パターン部２０ａを有する上面金属層と、その上面金属層の下方に設けられ、前記パッド２０ｂの下方には層間接続部１４を有する絶縁樹脂層１６と、層間接続部１４に接続された下面側金属層１０とを備え、非パターン部１６ａが発光素子３０を投影した外形ＰＬより内側に配置される状態で、発光素子３０の電極３２はパッド２０ｂに電気的に接続されて使用されるものである。

次に、図２から図４に示す製造工程フローに従って本発明の発光素子搭載用基板の製造方法の一例について説明する。

（１）金属基板（下面側金属層１０）に柱状金属部１４を形成する（ステップＳ１）。図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、金属基板に積層された表面金属層４を選択的にエッチングして発光素子３０の電極３２に対向する位置に柱状金属部１４が形成される。この表面金属層４は、そのエッチング時に耐性を示す別の保護金属層２を介して金属基板に積層されている例を示す。保護金属層２は、省略することが可能であり、その場合、エッチング量を制御することにより、金属基板上に柱状金属部１４を形成することができる。

図３（ａ）に示すような、金属基板と保護金属層２と柱状金属部１４とを形成するための表面金属層４とが積層された積層板ＳＰを用意する。積層板ＳＰは、何れの方法で製造したものでもよく、例えば電解メッキ、無電解メッキ、スパッタリング、蒸着などを利用して製造したものや、クラッド材などが何れも使用可能である。積層板ＳＰの各層の厚みについては、例えば、金属基板の厚みは、１０〜５０００μｍ、保護金属層２の厚みは、１〜２０μｍ、表面金属層４の厚みは１０〜５００μｍである。

金属基板は、単層または積層体の何れでもよく、構成する金属としては、何れの金属でもよく、例えば銅、銅合金、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、鉄、その他の合金等が使用できる。なかでも、熱伝導性や電気伝導性の点から、銅、アルミニウムが好ましい。上記のような、放熱が良好な金属基板を備える構造により、発光素子３０の温度上昇を防止できるため、駆動電流をより多く流せ、発光量を増加させることができる。

表面金属層４を構成する金属としては、通常、銅、銅合金、ニッケル、錫等が使用でき、特に熱伝導性や電気伝導性の点から、銅が好ましい。

保護金属層２を構成する金属としては、金属基板及び表面金属層４とは別の金属が使用され、これらの金属のエッチング時に耐性を示す別の金属が使用できる。具体的には、これらの金属が銅である場合、保護金属層２を構成する別の金属としては、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金等が使用される。但し、本発明は、これらの金属の組合せに限らず、上記金属のエッチング時に耐性を示す別の金属との組合せが何れも使用可能である。なお、保護金属層２を形成しない場合、別の金属である表面金属層４を直接に金属基板に形成することもできる。

次に、図３（ｂ）に示すように、エッチングレジストＭを用いて、表面金属層４の選択的なエッチングを行う。これにより、発光素子３０の搭載位置に柱状金属部１４を形成する。柱状金属部１４のサイズは、実装される発光素子３０のサイズより小さくする必要があり、例えばその上面の直径が０．１〜０．６ｍｍである。柱状金属部１４の上面の形状は、四角形、円形など何れでもよい。

エッチングレジストＭは、感光性樹脂やドライフィルムレジスト（フォトレジスト）などが使用できる。なお、金属基板が表面金属層４と同時にエッチングされる場合、これを防止するためのマスク材を、金属基板の下面に設けるのが好ましい（図示省略）。

エッチングの方法としては、保護金属層２及び表面金属層４を構成する各金属の種類に応じた、各種エッチング液を用いたエッチング方法が挙げられる。例えば、表面金属層４が銅であり、保護金属層２が前述の金属（金属系レジストを含む）の場合、市販のアルカリエッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素／硫酸等が使用できる。エッチング後には、エッチングレジストＭが除去される。

次に、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、露出している保護金属層２を除去するが、これを除去せずに、絶縁樹脂層１６を形成することも可能である。保護金属層２は、エッチングにより除去し保護金属層１２を形成することができる。具体的には、表面金属層４が銅であり、保護金属層２が前記の金属である場合、はんだ剥離用として市販されている、硝酸系、硫酸系、シアン系などの酸系のエッチング液等を用いるのが好ましい。

予め露出する保護金属層２を除去する場合、除去部分から金属基板の表面が露出するが、これと絶縁樹脂層１６との密着性を高めるために、黒化処理、粗化処理などの表面処理を行うことが好ましい。

（２）次いで、絶縁樹脂材料と金属箔とを積層し、表面に凸部Ａを形成する（ステップＳ２）。以下では金属箔として銅箔を用いた場合について説明する。図３（ｅ）に示すように、絶縁樹脂材料と銅箔を積層して一体化し、絶縁樹脂層１６と金属層１９とを同時に形成する。絶縁樹脂材料と銅箔をプレス面により加熱プレスして、図３（ｆ）に示すように、柱状金属部１４に対応する位置に凸部Ａを形成し、最上表面に金属層１９が形成された積層体を得る。このとき、プレス面と被積層体との間に、少なくとも、凹状変形を許容するシート材を配置しておくのが好ましい。また、柱状金属部１４に対応する位置に凹部を有するプレス面を使用してもよい。

上記の絶縁樹脂材料と銅箔は、各種のものが市販されており、それらをいずれも使用できる。また、絶縁樹脂材料の形成材と、銅箔の形成材とは各々を別々に配置してもよい。この工程では、シート材が、柱状金属部１４の存在によって加熱プレス時に凹状変形するため、それに対応する凸部Ａが積層体に形成される。

加熱プレスの方法としては、加熱加圧装置（熱ラミネータ、加熱プレス）などを用いて行えばよく、その際、空気の混入を避けるために、雰囲気を真空（真空ラミネータ等）にしてもよい。加熱温度、圧力など条件等は、絶縁樹脂層形成材と金属層形成材の材質や厚みに応じて適宜設定すればよいが、圧力としては、０．５〜３０ＭＰａが好ましい。

絶縁樹脂層形成材としては、積層時に変形して加熱等により固化すると共に、配線基板に要求される耐熱性を有するものであれば何れの材料でもよい。具体的には、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の各種反応硬化性樹脂や、それとガラス繊維、セラミック繊維、アラミド繊維等との複合体（プリプレグ）などが挙げられる。

また、絶縁樹脂層１６の絶縁樹脂層形成材として、熱伝導性の高い材料で構成されることが好ましく、例えば、熱伝導性フィラーを含む樹脂等が例示される。

この場合の絶縁樹脂層１６は、１．０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有し、１．２Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有することが好ましく、１．５Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有することがより好ましい。これによって、金属凸部１４からの熱を効率良く金属基板側に放熱することができる。ここで、絶縁樹脂層１６の熱伝導率は、適宜、熱伝導性フィラーの配合量および粒度分布を考慮した配合を選択することで決定されるが、硬化前の絶縁性接着剤の塗工性を考慮すると、一般的には１０Ｗ／ｍＫ程度が上限として好ましい。

上記の絶縁樹脂層１６は金属酸化物及び／又は金属窒化物である熱伝導性フィラーと樹脂（絶縁性接着剤）とで構成されることが好ましい。金属酸化物並びに金属窒化物は、熱伝導性に優れ、しかも電気絶縁性のものが好ましい。金属酸化物としては酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ベリリウム、酸化マグネシウムが、金属窒化物としては窒化硼素、窒化珪素、窒化アルミニウムが選択され、これらを単独または２種以上を混合して用いることができる。特に、前記金属酸化物のうち、酸化アルミニウムは電気絶縁性、熱伝導性ともに良好な絶縁接着剤層を容易に得ることができ、しかも安価に入手可能であるという理由で、また、前記金属窒化物のうち窒化硼素は電気絶縁性、熱伝導性に優れ、更に誘電率が小さいという理由で好ましい。

熱伝導性フィラーとしては、小径フィラーと大径フィラーとを含むものが好ましい。このように２種以上の大きさの異なる粒子（粒度分布の異なる粒子）を用いることで、大径フィラー自体による伝熱機能と、小径フィラーにより大径フィラー間の樹脂の伝熱性を高める機能により、絶縁樹脂層１６の熱伝導率をより向上させることができる。このような観点から、小径フィラーのメディアン径は、０．５〜２μｍが好ましく０．５〜１μｍがより好ましい。また、大径フィラーのメディアン径は、１０〜４０μｍが好ましく１５〜２０μｍがより好ましい。

上記の絶縁樹脂層１６を構成する樹脂としては、金属酸化物及び／又は金属窒化物を含みながらも、硬化状態下において、金属基板（存在していれば保護金属層１２）との接合力に優れ、また耐電圧特性等を損なわないものが選択される。このような樹脂として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂の他、各種のエンジニアリングプラスチックが単独または２種以上を混合して用いることができるが、このうちエポキシ樹脂が金属同士の接合力に優れるので好ましい。特に、エポキシ樹脂のなかでは、流動性が高く、前記の金属酸化物及び金属窒化物との混合性に優れるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂構造を両末端に有するトリブロックポリマー、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂構造を両末端に有するトリブロックポリマーが一層好ましい樹脂である。

シート材は、加熱プレス時に凹状変形を許容する材料であればよく、クッション紙、ゴムシート、エラストマーシート、不織布、織布、多孔質シート、発泡体シート、金属箔、これらの複合体、などが挙げられる。特に、クッション紙、ゴムシート、エラストマーシート、発泡体シート、これらの複合体などの、弾性変形可能なものが好ましい。

（３）柱状金属部１４の上方の凸部Ａを除去し、柱状金属部１４を露出させる（ステップＳ３）。図３（ｇ）に示すように、凸部Ａが除去されて柱状金属部１４が露出し平坦面Ｂが形成されている。この凸部Ａの除去の際、金属層１９の高さと柱状金属部１４の高さが一致するように除去して平坦化するのが好ましい。

凸部Ａの除去方法としては、研削や研磨による方法が好ましく、ダイヤモンド製等の硬質刃を回転板の半径方向に複数配置した硬質回転刃を有する研削装置を使用する方法や、サンダ、ベルトサンダ、グラインダ、平面研削盤、硬質砥粒成形品などを用いる方法などが挙げられる。研削装置を使用すると、当該硬質回転刃を回転させながら、固定支持された配線基板の上面に沿って移動させることによって、上面を平坦化することができる。また、研磨の方法としては、ベルトサンダ、バフ研磨等により軽く研磨する方法が挙げられる。本発明のように積層体に凸部Ａが形成されていると、その部分のみを研削するのが容易になり、全体の平坦化がより確実に行える。

（４）金属箔（金属層１９）を所定のパターンでエッチングする（ステップＳ４）。また、図３（ｈ）に示すように、金属層１９を所定のパターンでエッチングする処理の前に、露出された柱状金属部１４および金属層１９を金属メッキし、金属メッキ層２０を形成する。また、少なくとも露出された柱状金属部１４を金属メッキすることでもよい。金属メッキの金属種としては、例えば銅、銀、Ｎｉ等が好ましい。金属メッキ層２０の形成の方法としては、例えば、エッチングレジストを使用してパターン形成するパネルメッキ法や、パターンメッキ用レジストを使用してメッキで形成するパターンメッキ法等が挙げられる。

次いで、図４（ｉ）〜（ｊ）に示すように、エッチングレジストＭを使用して、所定のパターンで金属メッキ層２０および金属層１９をエッチングすることで、パッド２０ｂと周辺パターン部２０ａを有する上面金属層を形成する。これにより、絶縁樹脂層１６が、非パターン部１６ａから露出する構造となる。パッド２０ｂのサイズは、実装される発光素子３０のサイズより小さくする必要があり、例えばその上面の直径が０．１〜０．６ｍｍである。パッド２０ｂの上面の形状は、四角形、円形など何れでもよい。非パターン部１６ａの幅は、短絡を防止しつつ、外形ＰＬの内側に非パターン部１６ａを収容する観点から、２０〜２００μｍが好ましい。

エッチングレジストＭの除去としては薬剤除去、剥離除去など、エッチングレジストＭの種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、スクリーン印刷により形成された感光性のインクである場合、アルカリ等の薬品にて除去される。

また、別の製造方法として、絶縁樹脂材料とセラミック層付き銅箔を加熱プレスした後に、エッチングで柱状金属部１４の上方の金属層１９を除去し、その後同様にして、研削等を行ってもよい。また、前述の説明では、プレス面と被積層体との間に、凹状変形を許容するシート材を配置することで、金属層１９を凸状に変形させる例を示したが、本発明では、金属層１９の上面にドライフィルムレジストを積層しておき、パターン露光と現像を行うことによって、柱状金属部１４の上方が開口したドライフィルムレジストを形成しておくことで、加熱プレスした際に、金属層１９を凸状に変形させることも可能である。

また、パッド２０ｂと周辺パターン部２０ａには、反射効率を高めるために金、ニッケル、銀などの貴金属によるメッキを行うのが好ましい。また、従来の配線基板と同様にソルダレジストを形成したり、部分的に半田メッキを行ってもよい。

次いで、図１に示すように、発光素子３０が実装される。発光素子３０の実装方法としては、発光素子３０の少なくとも一方の電極３２を、パッド２０ｂの上面にソルダ３５により接続する方法が好ましい。底面に２つの電極を有する発光素子３０を用い場合、他方の電極３１も、周辺パターン部２０ａにソルダ３５により接続するのが好ましい。また、底面に１つの電極を有する発光素子３０を用いる場合、例えば、他方の電極と周辺パターン部２０ａとの接続は、ワイヤボンディング等により行うことが可能である。なお、導電性ペースト、異方性導電膜などによって、電極３２とパッド２０ｂとを電気的に接続することも可能である。

発光素子３０としては、底面に少なくとも１つの電極を有するものであればよく、電極形成面の反対側に発光する発光ダイオードチップ（フリップチップ、ベアチップ）、パッケージされた表面実装タイプの発光ダイオード（チップＬＥＤ）、半導体レーザチップ等が挙げられる。底面に１つの電極を有する発光ダイオードチップとしては、その底面が、カソードタイプとアノードタイプの２種類がある。

本発明では、図５に示すように、柱状金属部１４の周囲に、リフレクタ機能を備えたダム２０１を形成してもよい。ダム２０１は、周辺パターン部２０ａの上面に接着剤２０２によって接着されている。ダム２０１は、所定の厚みのＡｌ板にダム形状の孔加工を施すことで形成できる。ダム２０２の反射面にはさらに、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ等のメッキを施すことができる。そして、ダム２０１の内側を透明樹脂、蛍光色樹脂等で被覆することができる。さらに、その上方に、凸面の透明樹脂レンズを設けることができる。透明樹脂レンズが凸面を有することで、効率良く基板から上方に光を発射させることができる。なお、透明樹脂レンズは着色されたものでもよい。

このようにダム２０１の内部を透明樹脂で被覆（封し）し、透明樹脂レンズを設けて発光素子パッケージあるいは発光素子パネルを構成することができる。発光素子パッケージは、一般的に、配線パターンが形成された基板に１個の発光素子が実装されたパッケージ構成であり、この発光素子パッケージは回路基板上に実装される。また、発光素子パネルは、一般的に、配線パターンが形成された基板に複数の発光素子が実装されている構成である。

また、図６に示すように、周辺パターン部２０ａの上面に接着剤２０２を介在させて、絶縁樹脂製のダム２０３を形成でき、その反射面２０４を例えばＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ等でメッキ処理して、リフレクタ機能を発揮させることが好ましい。絶縁樹脂製のダム２０３は、所定厚みの絶縁樹脂板にダム形状の孔加工を施すことで形成できる。この絶縁樹脂板としてベースが絶縁樹脂の回路基板を用いてもよい。

（別発明の実施形態）
本発明の別の発光装置は、図７に示すように、底面に少なくとも１つの電極３２を有する発光素子３０と、その電極３２に対向する位置の周囲に、非パターン部１６ａを隔てて全周に設けられた周辺パターン部２０ａを有する上面金属層と、その上面金属層の下方に設けられ、前記非パターン部１６ａの内側に上面が露出する層間接続部１４を有する絶縁樹脂層１６と、前記層間接続部１６に接続された下面側金属層１０と、を備えている。また、非パターン部１６ａが発光素子３０を投影した外形ＰＬより内側に配置される状態で、発光素子３０の電極３２は層間接続部１４の上面に電気的に接続されている。

つまり、別発明の発光装置と図１に示す発光装置との相違は、後者では金属層１９の上面に周辺パターン部２０ａが形成され、層間接続部１４の上面にパッド２０ｂが成形されているのに対して、図７に示す別発明の発光装置は、金属層１９によって周辺パターン部２０が形成され、パッド２０ｂが形成されていない点のみで相違する。

このため、本発明の別の発光素子搭載用基板は、図７に示すように、底面に少なくとも１つの電極３２を有する発光素子３０を搭載するための発光素子搭載用基板であって、その電極３２に対向する位置の周囲に、非パターン部１６ａを隔てて全周に設けられた周辺パターン部２０ａを有する上面金属層と、その上面金属層の下方に設けられ、非パターン部１６ａの内側に上面が露出する層間接続部１４を有する絶縁樹脂層１６と、前記層間接続部１４に接続された下面側金属層１０と、を備えている。また、非パターン部１６ａが発光素子３０を投影した外形ＰＬより内側に配置される状態で、発光素子３０の電極３２は層間接続部１４の上面に電気的に接続されて使用される。

以下、図１に示す発光装置との相違点についてのみ説明するが、他の部分については、図１に示す発光装置の説明がそのまま該当する。

まず、製造方法については、図３（ｈ）に示すような、メッキにより金属メッキ層２０を形成する工程が不要になる。従って、図３（ｉ）に示す基板をそのまま、別発明の発光素子搭載用基板として使用可能である。また、図３（ｉ）に示す基板において、周辺パターン部２０ａと層間接続部１４の上面とが接近しすぎる場合（非パターン部１６ａの幅が狭すぎる場合）には、図４（ｉ）〜（ｊ）に示すように、エッチングレジストＭを使用して、所定のパターンで金属メッキ層２０および金属層１９をエッチングして、非パターン部１６ａの幅を広げることも可能である。

発光素子３０の実装に関しては、図７に示すように、発光素子３０の少なくとも一方の電極３２を、層間接続部１４の上面にソルダ３５により接続する方法が好ましい。底面に２つの電極を有する発光素子３０を用いる場合、他方の電極３１も、金属層１９である周辺パターン部２０ａにソルダ３５により接続するのが好ましい。

（別実施形態）
（１）前述の実施形態では、下面側金属層がパターン形成されておらずパネル状の下面側金属層である例を示したが、下面側金属層は、所定のパターンに回路形成されていてもよい。その場合、複数の発光素子を実装して、直列に接続可能なように、隣接する発光素子の下方の層間接続部同士を接続するパターンを形成してもよい。その場合、一方の層間接続部には、カソード側電極が接続され、他方の層間接続部には、アノード側電極が接続される。また、直列接続と並列接続を併用してもよい。

（２）前述の実施形態では、発光素子搭載用基板が発光素子搭載と電極とで構成されている例を示したが、本発明では、その他の電子回路を同じ基板上に形成してもよい。例えば、発光ダイオードの駆動回路などを形成するのが好ましい。この場合、基板の周辺、特に角部およびその近傍に配線、ランド、ボンディング用のパッド、外部との電気的接続パッド等がパターニングされ、配線間はチップコンデンサ、チップ抵抗および印刷抵抗等の部品、トランジスタ、ダイオード、ＩＣ等を設ければよい。

（３）前述の実施形態では、下面側金属層が最下面に形成されている、配線層が２層構造の基板の例を示したが、本発明は、更に下層の配線層を設けることで、配線層が３層以上の多層配線基板としてもよい。その場合の配線層間の導電接続構造の形成方法の詳細は、国際公開公報ＷＯ００／５２９７７号に記載されており、これらをいずれも適用することができる。

（４）前述の実施形態では、発光素子が底面に２つの電極を有する例を示したが、本発明では、図８に示すように、発光素子３０が底面に１つの電極３２を有するものでもよい。その場合、例えば、他方の電極３１と周辺パターン部２０ａとの接続は、ワイヤボンディング等により行うことが可能である。ワイヤボンディングには、金等の金属細線を使用することができ、超音波やこれと加熱を併用する方法で結線することが可能である。

なお、この実施形態では、保護金属層を省略して、これを介在させずに、エッチング量を制御することにより、金属基板（下面側金属層１０）上に柱状金属部１４を形成する例を示している。

（５）本発明では、発光素子を基板に実装した後に、又はリフレクタを形成した後に、１層又は複数層の耐光性フィルムを用いて、その表面を被覆又は封止してもよい。耐光性フィルムとしては、フッ素系樹脂とメタクリル酸エステル系樹脂を含有する樹脂組成物等を用いることができる。

フッ素系樹脂としては、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリフッ化ビニルのホモポリマー及び共重合体が挙げられる。メタクリル酸エステル系樹脂とはメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）のホモポリマー又はメタクリル酸メチルと共重合可能な単量体との共重合体及びポリメタクリル酸メチルとアクリル系ゴムとのブレンド物等をいう。共重合可能な単量体としては炭素数２〜４のメタクリル酸エステル、アクリル酸ブチルをはじめとする炭素数１〜８のアクリル酸エステル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、アクリル酸、その他のエチレン性不飽和モノマー等がある。

耐光性フィルム構成する少なくとも１層には、蛍光体を含有させることも可能である。蛍光体としては、蛍光体母体アルミン酸イットリウムに付活剤セリウムを導入したＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体，蛍光体母体珪酸ストロンチウム・バリウムに付活剤ユーロピウムを導入した（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ蛍光体などの酸化物蛍光体、α―サイアロン蛍光体、β―サイアロン蛍光体などの窒化物蛍光体、および、銅、銅及びアルミニウム、マグネシウムで付活した硫化亜鉛等がある。蛍光体の粒径は、広い範囲、例えば、０．００１〜２０μｍの範囲内で変化することができる。光散乱は、粒径に正比例して増加し得るので、１〜２μｍ以下のオーダーの粒子が好ましく、０．０１〜０．４μｍ以下のオーダーの粒子がより望ましい。

また、耐光性フィルム構成する少なくとも１層には、紫外線吸収剤、酸化防止剤、分散剤、カツプリング剤等を使用することもできる。

本発明の発光装置の一例を示す図 本発明の発光素子搭載用基板の製造工程フローの一例を示す図 本発明の発光素子搭載用基板の製造工程フローの一例を示す図 本発明の発光素子搭載用基板の製造工程フローの一例を示す図 本発明の発光装置の一例を示す図 本発明の発光装置の他の例を示す図 本発明の別の発光装置の一例を示す図 本発明の別の発光装置の一例を示す図

符号の説明

１０ 下面側金属層
１２ 保護金属層
１４ 柱状金属部
１６ 絶縁樹脂層
２０ 金属メッキ層
２０ａ 周辺パターン部
２０ｂ パッド
３０ 発光素子
３２ 電極
３５ ソルダ
Ａ 凸部
Ｂ 平坦面

Claims (6)

1. 底面に少なくとも１つの電極を有する発光素子と、
   その電極に対向する位置にパッドを有し、そのパッドの周囲に非パターン部を隔てて全周に設けられた周辺パターン部を有する上面金属層と、
   その上面金属層の下方に設けられ、前記パッドの下方には層間接続部を有する絶縁樹脂層と、
   前記層間接続部に接続された下面側金属層と、を備え、
   前記非パターン部が前記発光素子を投影した外形より内側に配置される状態で、前記発光素子の電極は前記パッドに電気的に接続されている発光装置。
2. 底面に少なくとも１つの電極を有する発光素子と、
   その電極に対向する位置の周囲に、非パターン部を隔てて全周に設けられた周辺パターン部を有する上面金属層と、
   その上面金属層の下方に設けられ、前記非パターン部の内側に上面が露出する層間接続部を有する絶縁樹脂層と、
   前記層間接続部に接続された下面側金属層と、を備え、
   前記非パターン部が前記発光素子を投影した外形より内側に配置される状態で、前記発光素子の電極は前記層間接続部の上面に電気的に接続されている発光装置。
3. 前記発光素子は、底面に２つの電極を有する発光ダイオードチップ又は発光ダイオードパッケージである請求項１又は２記載の発光装置。
4. 前記発光素子の一方の電極は、前記パッド又は前記層間接続部の上面にソルダ接続され、他方の電極は、前記周辺パターン部にソルダ接続されている請求項３記載の発光装置。
5. 底面に少なくとも１つの電極を有する発光素子を搭載するための発光素子搭載用基板であって、
   その電極に対向する位置にパッドを有し、そのパッドの周囲に非パターン部を隔てて全周に設けられた周辺パターン部を有する上面金属層と、
   その上面金属層の下方に設けられ、前記パッドの下方には層間接続部を有する絶縁樹脂層と、
   前記層間接続部に接続された下面側金属層と、を備え、
   前記非パターン部が前記発光素子を投影した外形より内側に配置される状態で、前記発光素子の電極は前記パッドに電気的に接続されて使用される発光素子搭載用基板。
6. 底面に少なくとも１つの電極を有する発光素子を搭載するための発光素子搭載用基板であって、
   その電極に対向する位置の周囲に、非パターン部を隔てて全周に設けられた周辺パターン部を有する上面金属層と、
   その上面金属層の下方に設けられ、前記非パターン部の内側に上面が露出する層間接続部を有する絶縁樹脂層と、
   前記層間接続部に接続された下面側金属層と、を備え、
   前記非パターン部が前記発光素子を投影した外形より内側に配置される状態で、前記発光素子の電極は前記層間接続部の上面に電気的に接続されて使用される発光素子搭載用基板。

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