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    发光 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201010587923.3

    申请日:

    2010.11.29

    公开号:

    CN102192423A

    公开日:

    2011.09.21

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F21S 2/00申请公布日:20110921|||公开
    IPC分类号: F21S2/00; F21V29/00; F21V7/22; F21V19/00; F21V23/00 主分类号: F21S2/00
    申请人: 旭硝子株式会社
    发明人: 中山胜寿
    地址: 日本东京
    优先权: 2010.03.12 JP 2010-056231; 2010.10.14 JP 2010-231623
    专利代理机构: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 冯雅;胡烨
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201010587923.3

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2013.11.06|||2011.09.21

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||公开

    摘要

    本发明提供搭载在背面具有反射性的金属膜的发光元件的发光装置,该发光装置通过具有高散热性和光的高反射效率而光取出效率良好,且经时劣化导致的光取出效率的下降得到抑制。一种发光装置,其特征在于,包括无机绝缘材料基板、形成于基板的搭载部的金属导体层、形成于金属导体层上的导电性?;げ?、在背面具有金属膜的以该金属膜与导电性?;げ阆喽郧椅挥诘嫉缧员;げ愕亩嗽档哪诓嗟姆绞酱钤赜谒龌宓拇钤夭康姆⒐庠?、将发光元件与导电性?;げ憬雍系牡嫉缧越雍喜牧?、以不包括基板的搭载面的导电性?;げ慵捌渲芪Ц浇男巫葱纬傻姆瓷淠?、以覆盖反射膜的包括端缘在内的整体的方式形成于基板的搭载面的绝缘性?;げ?。

    权利要求书

    1.一种发光装置,其特征在于,包括:基板,该基板由无机绝缘材料形成,具有一部分成为搭载发光元件的搭载部的搭载面;金属导体层,该金属导体层形成于所述基板的搭载部;第一导电性?;げ?,该第一导电性?;げ阈纬捎谒鼋鹗舻继宀闵?,覆盖所述金属导体层的包括端缘在内的整体,且面积比下述发光元件的金属膜大;发光元件,该发光元件在主面具有发光层且在主面的相反侧的面具有反射性的金属膜,以该金属膜与所述第一导电性?;げ阆喽郧椅挥谒龅谝坏嫉缧员;げ愕亩嗽档哪诓嗟姆绞酱钤赜谒龌宓拇钤夭?;导电性接合材料,该导电性接合材料用于将所述发光元件的所述金属膜与所述第一导电性?;げ憬雍?;反射膜,该反射膜以至少不包括形成在所述金属导体层上的第一导电性?;げ慵捌渲芪Ц浇姆绞叫纬稍谒龌宓拇钤孛?;绝缘性?;げ?,该绝缘性?;げ阈纬捎谒龌宓拇钤孛?,覆盖所述反射膜的包括端缘在内的整体。2.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述基板由包含玻璃粉末和陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物的烧结体形成。3.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,在所述搭载部的正下方具有埋设于所述基板的导热孔,该导热孔自所述基板的搭载面至作为该搭载面的相反面的非搭载面设置。4.如权利要求1~3中的任一项所述的发光装置,其特征在于,所述第一导电性?;げ阍诮雍嫌兴龇⒐庠那虻闹芪Ь哂锌?0~200μm的非搭载区域。5.如权利要求1~4中的任一项所述的发光装置,其特征在于,具有形成于所述基板的搭载面的布线导体,该布线导体与所述发光元件通过焊丝电连接;所述反射膜形成在除形成于所述金属导体层上的第一导电性?;げ慵捌渲芪Ц浇退霾枷叩继寮捌渲芪Ц浇酝獾乃龌宓拇钤孛?。6.如权利要求5所述的发光装置,其特征在于,还具有第二导电性?;げ?,该第二导电性?;げ阈纬捎谒霾枷叩继迳?,覆盖所述布线导体的包括端缘在内的整体。7.如权利要求1~6中的任一项所述的发光装置,其特征在于,所述第一导电性?;げ愫退龅诙嫉缧员;げ阄鸲撇?。8.如权利要求1~7中的任一项所述的发光装置,其特征在于,所述反射膜由银形成,且所述绝缘性?;げ阌刹A纬?。

    说明书

    发光装置

    技术领域

    本发明涉及发光装置,更具体涉及搭载大功率的发光元件、亮度高且发光强度劣化少的发光装置。

    背景技术

    近年来,伴随发光二极管(LED)元件的高亮度化、白色化,使用LED元件的发光装置被用于手机和大型液晶电视的背光源等。

    然而,这样的发光装置中,发热量随着LED元件的高亮度化而增加,其温度过度上升,因此存在不一定能够获得足够的发光亮度的问题。此外,为了获得高光取出效率而提出了在搭载LED元件的基板面等设置银反射膜的技术,但这样的发光装置中,即使设有密封搭载于基板的发光元件和导体布线的密封层的情况下,银反射膜也被热量和透过气体氧化、硫化而劣化,因而与初期相比光取出效率下降,产生所谓的发光强度劣化的问题。因此,对于使用LED元件等发光元件的发光装置,需要基板的散热性和光的反射效率高且长期使用中的发光强度劣化少的发光装置。

    为了解决这样的问题,例如专利文献1中记载有涉及下述构成的发光装置的技术:具有抑制形成密封层的模塑构件与由氧化铝、氮化铝、富铝红柱石等高散热性的陶瓷材料形成的基板发生剥离的结构,并且为了改善金属反射膜与基板的密合性和反射性而将基板密合性高的高熔点金属膜和反射性高的金属膜组合作为反射膜使用。此外,专利文献2中记载有下述技术:特别是为了防止发光强度的劣化,在照明装置中,作为对半导体发光元件及与其电连接的导电体和构成于基板上的反射膜进行密封的密封树脂,使用透气性低的密封树脂。另外,使用高散热性的低温共烧陶瓷基板(以下称为LTCC基板)的发光装置中,为了防止发光强度的劣化,通过外覆玻璃膜被覆设置于基板上的银反射膜。

    在这里,现有使用的功率较小的LED元件具有不仅从发光装置的光取出侧还从搭载于基板的面(LED元件的背面)向基板方向发射光的结构,因此为了使该光向光取出侧反射,以反射率高的材料构成基板的搭载面,并且使用透光性高的聚硅氧烷类小片接合材料作为用于LED元件与基板的接合的小片接合材料。

    例如,专利文献3中记载有涉及LED发光装置的技术,该装置使用热导率高且反射效率的变化少的基板材料、具体为对铝板实施氧化铝膜处理而得的基板或对铜板实施镀铝处理而得的基板作为基板,该基板上通过透明糊料(聚硅氧烷小片接合糊料)小片接合有LED芯片?;褂?,这样的使用现有的LED元件的发光装置中,如果考虑到散热性,则作为小片接合材料,较好是由含银粒子等的热固性树脂形成的导电性小片接合材料,但导电性小片接合材料由于反射率低而导致光取出效率的下降,所以通常不被采用。

    另一方面,最近开始使用的功率超过例如0.5W的高功率且大发热量的LED元件中,为了提高散热性,呈在位于与形成有发光层的光取出侧相反的一侧的背面(搭载于基板的面)形成有金属层的结构。该金属层采用导热性和反射率都高的材料(例如铝),因此也起到反射膜的作用,从上层的发光层发射的光射到背面的金属层(反射膜)后被发射向上方。因此,LED元件的搭载部的正下方的基板不需要配置反射率高的材料,而且因具有反射膜,所以光不会透过背面,因而可以考虑到散热性而将导电性小片接合材料用于与基板的接合。

    然而,这样的在与光取出侧相反的一侧的背面具有金属反射膜的LED元件虽然使用导电性小片接合材料接合于基板,但除此以外,被以与现有的发光装置相同的构成用于发光装置,即搭载于与上述现有的不具有金属反射膜的LED元件同样的构成的发光元件搭载用基板上,具体为如氧化铝或氮化铝等高导热性的陶瓷基板上或者在LTCC基板上形成有银反射膜且该银反射膜被外覆玻璃膜被覆的基板上等。因此,现状是光取出效率不够充分,无法获得与发光元件所具有的大功率相应的高亮度的光。

    于是,对于搭载在与光取出侧相反的一侧的面(LED元件的背面)具有金属反射膜的LED元件等发光元件的发光装置,希望开发出具备通过具有高散热性和光的高反射效率而光取出效率良好且抑制经时劣化导致的光取出效率的下降的结构的发光装置。

    专利文献1:日本专利特开2004-111937号公报

    专利文献2:日本专利特开2009-231510号公报

    专利文献3:日本专利特开2007-129053号公报

    发明内容

    本发明是为了解决上述问题而完成的发明,其目的在于提供搭载在与发光层相反的一侧的面具有反射性的金属膜的发光元件的发光装置,该发光装置通过具有高散热性和光的高反射效率而使得光取出效率良好,且经时劣化导致的光取出效率的下降得到抑制。

    本发明的发光装置的特征在于,包括:基板,该基板由无机绝缘材料形成,具有一部分成为搭载发光元件的搭载部的搭载面;金属导体层,该金属导体层形成于所述基板的搭载部;第一导电性?;げ?,该第一导电性?;げ阈纬捎谒鼋鹗舻继宀闵?,覆盖所述金属导体层的包括端缘在内的整体,且面积比下述发光元件的金属膜大;发光元件,该发光元件在主面具有发光层且在主面的相反侧的面具有反射性的金属膜,以该金属膜与所述第一导电性?;げ阆喽郧椅挥谒龅谝坏嫉缧员;げ愕亩嗽档哪诓嗟姆绞酱钤赜谒龌宓拇钤夭?;导电性接合材料,该导电性接合材料用于将所述发光元件的所述金属膜与所述第一导电性?;げ憬雍?;反射膜,该反射膜以至少不包括形成在所述金属导体层上的第一导电性?;げ慵捌渲芪Ц浇姆绞叫纬稍谒龌宓拇钤孛?;绝缘性?;げ?,该绝缘性?;げ阈纬捎谒龌宓拇钤孛?,覆盖所述反射膜的包括端缘在内的整体。

    本发明的发光装置中,较好是所述基板由包含玻璃粉末和陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物的烧结体形成。此外,本发明的发光装置中,较好是在所述搭载部的正下方具有埋设于所述基板的导热孔,该导热孔自所述基板的搭载面至作为该搭载面的相反面的非搭载面设置。本发明的发光装置中,较好是所述第一导电性?;げ阍诮雍嫌兴龇⒐庠那虻闹芪Ь哂锌?0~200μm的非搭载区域。

    本发明的发光装置中,发光元件具有一对电极,与设于基板的电极导体电连接。具体来说,本发明的发光装置中,较好是如下构成:具有形成于所述基板的搭载面的布线导体,该布线导体与所述发光元件通过焊丝电连接。该情况下,较好是所述反射膜形成在除形成于所述金属导体层上的第一导电性?;げ慵捌渲芪Ц浇退霾枷叩继寮捌渲芪Ц浇酝獾乃龌宓拇钤孛?,较好是还具有第二导电性?;げ?,该第二导电性?;げ阈纬捎谒霾枷叩继迳?,覆盖所述布线导体的包括端缘在内的整体。

    本发明的发光装置中,较好是在所述金属导体层上以覆盖其包括端缘在内的整体的方式形成的第一导电性?;げ愫驮谒霾枷叩继迳弦愿哺瞧浒ǘ嗽翟谀诘恼宓姆绞叫纬傻牡诙嫉缧员;げ阄鸲撇?。此外,本发明的发光装置中,较好是所述反射膜由银形成,且所述绝缘性?;げ阌刹A纬?。

    本发明提供搭载在与发光层相反的一侧的面具有反射性的金属膜的发光元件的发光装置,该发光装置通过具有高散热性和光的高反射效率而使得光取出效率良好,且经时劣化导致的光取出效率的下降得到抑制。

    附图说明

    图1是从上方观察使用LTCC基板的本发明的发光装置的一种实施方式的俯视图。

    图2是图1所示的发光装置的实施方式的对应于图1中的X-X’线的部分的剖视图。

    图3是从上方观察使用LTCC基板的本发明的发光装置的另一种实施方式的俯视图。

    图4是图3所示的发光装置的实施方式的对应于图3中的X-X’线的部分的剖视图。

    符号说明:

    1:基板主体,2:金属导体层,3:第一导电性?;げ?金属导体层?;び?,4:布线导体,5:外部电极端子,6:贯通导体,7:反射膜,8:绝缘性?;げ?,9:第二导电性?;げ?布线导体?;び?,10:导热孔,11:搭载面,12:搭载部,13:非搭载面,14:非搭载区域,15:散热用导体,20:发光装置,21:导电性接合材料,22:焊丝,23:密封层,30:发光元件,31:发光层,32:金属膜。

    具体实施方式

    以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明?;褂?,本发明不应限定于下述说明进行解释。

    本发明的发光装置的特征在于,包括:基板,该基板由无机绝缘材料形成,具有一部分成为搭载发光元件的搭载部的搭载面;金属导体层,该金属导体层形成于所述基板的搭载部;第一导电性?;げ?,该第一导电性?;げ阈纬捎谒鼋鹗舻继宀闵?,覆盖所述金属导体层的包括端缘在内的整体,且面积比下述发光元件的金属膜大;发光元件,该发光元件在主面具有发光层且在主面的相反侧的面具有反射性的金属膜,以该金属膜与所述第一导电性?;げ阆喽郧椅挥谒龅谝坏嫉缧员;げ愕亩嗽档哪诓嗟姆绞酱钤赜谒龌宓拇钤夭?;导电性接合材料,该导电性接合材料用于将所述发光元件的所述金属膜与所述第一导电性?;げ憬雍?;反射膜,该反射膜以至少不包括形成在所述金属导体层上的第一导电性?;げ慵捌渲芪Ц浇姆绞叫纬稍谒龌宓拇钤孛?;绝缘性?;げ?,该绝缘性?;げ阈纬捎谒龌宓拇钤孛?,覆盖所述反射膜的包括端缘在内的整体。

    根据本发明,将在具有发光层的主面的相反侧的面(背面)具有反射性的金属膜的发光元件搭载于发光装置的基板时,通过导电性接合材料接合在被覆形成于金属导体层上的第一导电性?;げ闵?,且在除形成于金属导体层上的第一导电性?;げ慵捌渲芪Ц浇酝獾幕逯魈宓拇钤孛嫘纬煞瓷淠ず途敌员;げ?,从而形成发光元件搭载面在发光元件搭载部的正下方和除此以外的区域都可充分确保导热性和光的反射性且担心发生劣化的金属导体层和反射膜等充分得到?;さ姆⒐庾爸?。

    藉此,使搭载例如大功率发光元件等背面具有反射性的金属膜的发光元件的发光装置具有高散热性(导热性)和高光反射率,成为光取出效率良好而可实现高亮度的发光的发光装置。另外,氧化、硫化等化学反应引起的金属导体层和反射层的劣化得到防止,所以也大幅抑制了反射率经时下降而引发的发光强度劣化。

    本发明的发光装置中,较好是搭载主面具有发光层且主面的相反侧的面具有反射性的金属膜的发光元件的基板为由无机绝缘材料形成的基板。作为这样的基板,具体可例举氧化铝基板、氮化铝基板、由包含玻璃粉末和陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物的烧结体形成的LTCC基板(以下简称为“LTCC基板”)等。

    本发明的发光装置中,如上所述,发光元件通过导电性接合材料搭载于基板的搭载部,因此即使发光元件搭载部产生少许的凹凸,也不会对导热性产生影响,因而可以在发光元件搭载部的正下方配置使用透明聚硅氧烷接合材料等时难以配置的构件,例如用于提高散热性的导热孔等。

    因此,与以像氮化铝这样热导率高(约200W/m·K)的材料形成的基板相比,用于像氧化铝基板(氧化铝的热导率为约20W/m·K)或LTCC基板(热导率为约4W/m·K)这样的基板材料自身的热导率不足而通常使用如导热孔等其他导热性良好的构件作为辅助的基板时,本发明的发光装置的结构可以成为更优选的结构。

    另外,如后所述在基板搭载面形成反射膜时,氧化铝基板和氮化铝基板由于烧成温度高而无法在制造基板的同时形成例如光反射率高的银反射膜,但LTCC基板通过低温烧成制造,所以可在制造基板的同时形成银反射膜,这一点是有利的。即,本发明的发光装置中,作为使用的基板,从制造的难易度、易加工性、成本等观点来看,较好是LTCC基板。

    以下,对使用本发明的发光装置的实施方式的基板进行说明。

    (1)使用LTCC基板的发光装置

    图1是从上方观察使用LTCC基板的本发明的发光装置的一种实施方式的俯视图,图2是图1所示的发光装置的实施方式的对应于图1中的X-X’线的部分的剖视图。

    发光装置20是在发光元件搭载用基板上搭载有发光元件30的本发明的发光装置20,发光元件30在主面具有发光层31且在主面的相反侧的面(背面)具有反射性的金属膜32,呈一对电极都通过引线接合与基板连接的形态(以下根据需要也称“二引线型”)。在这里,发光元件搭载用基板是指在LTCC等的基板主体上设置有金属导体层·第一导电性?;げ?、布线导体·第二导电性?;げ?、反射膜·绝缘性?;げ愕扔糜诖钤胤⒐庠墓娑ü辜幕?。

    发光元件搭载用基板具有主要构成发光元件搭载用基板的近似平板状的基板主体1?;逯魈?由包含玻璃粉末和陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物的烧结体形成,成形为一侧的面(图2中为上侧)具有腔的形状,腔的底面为搭载发光元件的搭载面11。此外,该搭载面11的大致中央部为实际搭载发光元件的搭载部12?;逯魈?的另一面为不搭载发光元件的非搭载面13。从抑制搭载发光元件时、其后的使用时的损伤等的观点来看,基板主体1较好是例如抗弯强度在250MPa以上。

    基板主体的形状、厚度、尺寸等没有特别限定,可以与通常被用作发光元件搭载用基板的基板相同。此外,对于构成基板主体1的包含玻璃粉末和陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物的烧结体的原料组成、烧结条件等,在后述的发光元件搭载用基板的制造方法中进行说明。

    基板主体1中,在搭载发光元件的搭载部12形成有金属导体层2。在这里,形成金属导体层2的区域可以是与搭载部一致的区域,可以是包括搭载部的整体或一部分的区域,也可以是搭载部的内侧的一部分的区域。形成于搭载部包括上述所有范畴在内,金属导体层2较好是与搭载部12大致一致地形成。此外,该金属导体层2上形成有第一导电性?;げ?,第一导电性?;げ?覆盖金属导体层2的包括端缘在内的整体,且面积比发光元件30的金属膜32大。

    作为金属导体层2的构成材料,只要是导热性高的金属材料即可,没有特别限定,可例举例如以铜、银、金等为主要成分的金属。这些金属中,可优选使用由银、银和铂或者银和钯形成的金属?;褂?,所形成的金属导体层2的优选的膜厚可例举5~15μm。作为形成于金属导体层2上的第一导电性?;げ?,只要以具导电性且具有?;ど鲜鼋鹗舻继宀愣蛊洳皇苎趸土蚧鹊钠苹档墓δ艿牟牧瞎钩杉纯?,没有特别限定,较好是金镀层,更好是在镍镀层上镀金而得到的镍/金镀层的结构。作为第一导电性?;げ?的膜厚,较好是镍镀层为3~20μm,金镀层为0.1~1.0μm。

    发光装置20中,发光元件30以反射性的金属膜32与第一导电性?;げ?相对且位于第一导电性?;げ?的端缘的内侧的方式通过导电性接合材料21搭载于基板主体1的搭载部12。在这里,第一导电性?;げ?较好是在接合有发光元件30的区域、即搭载部12的周围具有宽(图1和图2中以w表示)70~200μm的非搭载区域14。如果该宽度低于70μm,则搭载发光元件时发生位置偏差等的情况下,可能会产生发光元件的一部分偏离第一导电性?;げ?搭载的问题。此外,如果该宽度高于200μm,则第一导电性?;げ?露出的面积增加,该部分吸收光,因而可能会使作为发光装置整体的光取出效率下降。

    为了降低热阻而确保足够的导热性,发光装置20具有导热孔10。导热孔10设于上述搭载部12的正下方,与金属导体层2接触,自基板主体1的搭载面11至作为该搭载面的相反面的非搭载面13埋设于基板主体1。本实施方式中,导热孔10呈具有与搭载部12大致相同的截面积的柱状,但例如可以使其呈截面积比搭载部12小的柱状并在搭载部12的正下方设置多个,也可以使其呈截面积比搭载部12大的柱状。

    作为导热孔10的构成材料,与上述金属导体层2的构成材料同样,只要是导热性高的金属材料,都可以无特别限制地使用。作为具体的金属材料,可例举与上述金属导体层2同样的金属材料。此外,导热孔10可以与上述金属导体层2分别形成,也可以根据需要一体成形。

    另外,本实施方式的发光装置20在非搭载面13以与上述导热孔10接触的方式具有散热用导体15。散热用导体15起到发光装置20与设置于发光装置外的散热单元(未图示)的接点的功能。散热性导体15较好是具有与导热孔10大致相同的截面,两者的截面整体上相互接触。此外,作为散热性导体15的构成材料,与上述金属导体层2和导热孔10的构成材料同样,只要是导热性高的金属材料,都可以无特别限制地使用,作为具体的金属材料,也可例举与它们同样的金属材料。此外,散热用导体15可以与上述导热孔10分别形成,也可以根据需要一体成形。

    对于搭载部12,通过以往为了提高反射率而采用的透明聚硅氧烷接合材料等接合发光元件的情况下,为了确保足够的导热性而要求平坦性,难以在搭载部正下方贯通地配置上述导热孔,但本发明的发光装置如上所述使用导电性接合材料将发光元件搭载于基板主体的搭载部,因此不要求极端的平坦性。具体来说,只要搭载部的凹凸的最高部分与最低部分的高低差在10μm左右以下,就可以在不影响导热性的情况下搭载发光元件。

    还有,作为所搭载的发光元件30,只要是在主面具有发光层31且在主面的相反侧的面(背面)具有反射性的金属膜32的发光元件,可无特别限制地使用。作为反射性的金属膜,可例举由铝、铬、铜、银等形成的金属膜。金属膜32较好是铝金属膜。

    此外,该实施方式中,所搭载的发光元件30是一对电极都通过引线接合与基板连接的二引线型的发光元件,但也可以使用像后述的另一实施方式那样一个电极通过引线接合与基板连接且反射性金属膜32作为电极通过导电性接合材料21与第一导电性?;げ?、金属导体层2电连接的单引线型的发光元件。

    作为发光元件的形态,有将所有的电极配置于背面的倒装式接合型,但由于安装部需要精密的布线图案,因此使用LTCC基板制造发光装置20时,发光元件30较好是二引线型或单引线型的发光元件。

    导电性接合材料21只要是具导电性、热导率高、能够以足够耐受使用的接合力接合发光元件30的金属膜32和第一导电性?;げ?的接合材料即可,可无特别限制地使用。具体来说,通过以常规方法对通常用于发光装置的以金20质量%:锡80质量%的比例构成的金焊锡或含银粉末的热固性树脂糊料等进行处理,在发热元件的金属膜32与第一导电性?;げ?之间形成导电性接合材料21以将两者接合?;褂?,导电性接合材料21的厚度较好是10~200μm。

    图1和图2所示的发光装置20中,在基板主体1上与设于搭载面11的搭载部12的金属导体层2和第一导电性?;げ?电绝缘的2处设有与发光元件30所具有的一对电极(未图示)电连接的布线导体4。本实施方式中,布线导体4上以覆盖其包括端缘在内的整体的方式形成有第二导电性?;げ?。

    形成布线导体4的位置、布线导体4的尺寸和形状等根据搭载于发光装置的发光元件和搭载的基板主体适当调整,可以采用与通过引线接合搭载在主面具有发光层31且在主面的相反侧的面(背面)具有反射性的金属膜32的发光元件30的通常的发光元件搭载用基板的布线导体同样的构成?;褂?,本实施方式中,布线导体4也设于搭载面11上可与上述金属导体层2和第一导电性?;げ?电绝缘的位置,但也可以根据需要在搭载面设置阶差、例如凹部而将布线导体设于该阶差部分(为凹部时是底面)。

    布线导体4的构成材料只要是与通常发光元件搭载用基板所用的布线导体同样的构成材料即可,没有特别限定,具体可例举与上述金属导体层2的构成材料同样的金属材料。优选的形态也相同。此外,布线导体4的优选的膜厚可例举5~15μm。

    此外,第二导电性?;げ?与形成于上述金属导体层2上的第一导电性?;げ?同样,是具有?;げ枷叩继?不受氧化和硫化的破坏的功能的层,包括优选的形态在内,为与上述的第一导电性?;げ?同样的形态。

    上述2处的布线导体4上所设的第二导电性?;げ?通过焊丝22一一对应地分别与发光元件30的一对电极电连接。作为焊丝,可无特别限定地使用通常通过引线接合搭载发光元件的类型的发光装置所用的具有耐蚀性的由金等金属形成的焊丝。另一方面,在非搭载面13的2处设有与外部电路电连接的外部电极端子5,在基板主体1的内部设有分别将上述2组布线导体4和外部电极端子5电连接的贯通导体6。

    作为外部电极端子5和贯通导体6的形状和构成材料,只要是与通常发光元件搭载用基板所用的形态相同即可,可无特别限定的使用。此外,对于外部电极端子5和贯通导体6的配置,只要是以自布线导体4与外部电路(未图示)电连接的方式配置即可,没有特别限定。

    发光装置20中,在基板主体1的搭载面11,以不包括形成于金属导体层2上的第一导电性?;げ?及其周围附近和形成于布线导体4上的第二导电性?;げ?及其周围附近的形状形成反射膜7,并以覆盖反射膜7的包括端缘在内的整体的方式设有绝缘性?;げ?。

    作为反射膜7的构成材料,只要是反射率高的金属材料即可,没有特别限定。具体来说,除了银以外,还可以使用由银和钯形成的金属粉末、由银和铂形成的金属粉末。其中,本发明中较好是使用由银形成的反射膜。为了获得足够的反射性,反射膜7的膜厚较好是在5μm以上,若考虑到成本、与基体的热膨胀差引起的变形等,较好是在50μm以下。

    为了与如上所述设于搭载面11的金属导体层2上的第一导电性?;げ?和布线导体4上的第二导电性?;げ?电绝缘,反射膜7与它们空开一定距离设置。为了在两者间确保足够的电绝缘性并使基板表面的反射效率充分提高,反射膜7的端缘与这些第一导电性?;げ?、第二导电性?;げ?的端缘之间的距离较好是50~150μm左右。通过这样在搭载面11配置反射膜7,可以使发光装置的光取出效率大幅提高。

    本实施方式的发光装置中,以覆盖反射膜7的包括端缘在内的整体的方式设置的绝缘性?;げ?的端缘以与金属导体层2上的第一导电性?;げ?和布线导体4上的第二导电性?;げ?的端缘接触的方式设置。通过采用这样的构成,没有搭载面11的基板主体1未被覆的区域,可以充分地防止从发光元件发射的光入射到基板主体?;褂?,对于反射膜7的端缘与覆盖其的绝缘性?;げ?的端缘之间的距离,与上述反射膜7的端缘与这些第一导电性?;げ?、第二导电性?;げ?的端缘之间的距离相同。此外,对于绝缘性?;げ?的膜厚,若考虑到导热性和与基体的热膨胀差引起的变形等,较好是10~50μm。

    对于构成绝缘性?;げ?的材料,只要是可以充分?;し瓷淠?不受氧化和硫化等的破坏的绝缘性材料即可,没有特别限定。具体来说,可例举玻璃和例如环氧树脂、有机硅树脂等透气性低的树脂?;褂?,较好是可在构成基板主体的LTCC基板的烧成时同时形成反射膜和绝缘性?;げ闱彝钙砸沧愎坏偷牟A?。

    此外,发光装置20具有密封层23,密封层23以覆盖由上述发光元件搭载用基板的腔底部形成的搭载面11上所形成的金属导体层2·第一导电性?;げ?、布线导体4·第二导电性?;げ?、反射膜7·绝缘性?;げ?和搭载于搭载部12的发光元件30、焊丝22的方式填充腔内部,并在其上部具有一定的厚度。作为构成密封层23的密封材料,可无特别限定地使用通常作为密封材料用于发光装置的有机硅树脂、环氧树脂等密封材料。

    以上,对将在主面具有发光层且在主面的相反侧的面(背面)具有反射性的金属膜的二引线型发光元件搭载于发光元件搭载用LTCC基板上的发光装置的实施方式进行了说明,下面参照图3和图4对将在主面具有发光层在背面具有反射性的金属膜的单引线型发光元件搭载于发光元件搭载用LTCC基板上的发光装置的实施方式进行说明。

    图3是从上方观察将上述单引线型发光元件搭载于发光元件搭载用LTCC基板上的本发明的发光装置的实施方式的俯视图,图4是图3所示的发光装置的实施方式的对应于图3中的X-X’线的部分的剖视图。

    发光装置20是在发光元件搭载用基板上搭载有发光元件30的本发明的发光装置20,发光元件30在主面具有发光层31且在主面的相反侧的面(背面)具有反射性的金属膜32,呈一对电极中的一方通过引线接合与基板连接的形态。

    图3和图4所示的发光装置20中,基板主体1、金属导体层2、第一导电性?;げ?、导热孔10、导电性接合材料21可以采用与上述搭载二引线型的发光元件的发光装置完全相同的构成。在这里,发光元件30中,电极中的一方(未图示)通过焊丝22与以下的布线导体4电连接,对于另一方的电极,以发光元件背面的反射性的金属膜32具有该功能的方式构成。

    发光元件30的金属膜32如图4所示以导电性接合材料21→第一导电性?;げ?→金属导体层2→导热孔10的顺序电连接。由此,本实施方式中,导热孔同时起到贯通导体6的作用。本实施方式的发光装置20中,还在非搭载面13具有与导热孔10(贯通导体6)连接且通过它与外部电路电连接的外部电极端子5。在这里,外部电极端子5同时具有作为散热用导体15的功能、即作为发光装置20与设在发光装置外的散热单元(未图示)的接点的功能。

    图3和图4所示的本实施方式的发光装置20中,通过引线接合与发光元件的电极电连接的布线导体4形成于搭载面11的1处即可。布线导体4的构成可以采用与上述搭载二引线型的发光元件的发光装置除了将布线导体4设置于2处改为1处之外完全相同的构成。此外,发光装置20具有作为布线导体4的周边构件的第二导体性?;つ?,第二导体性?;つ?与上述搭载二引线型的发光元件的发光装置同样以覆盖与布线导体4电连接的贯通导体6、外部电极端子5(兼作散热用导体15)以及布线导体4的包括端缘在内的整体的方式形成。它们也是与上述搭载二引线型的发光元件的发光装置除了将与布线导体4相关的周边构件从2处改为1处之外完全相同的构成。

    对于搭载面11上具有的反射膜7和绝缘性?;げ?,图3和图4所示的本实施方式的发光装置20也可以采用与上述搭载二引线型的发光元件的发光装置相同的构成。但是,本实施方式中,以覆盖布线导体4的包括端缘在内的整体的方式形成的第二导体性?;つ?仅形成于1处,所以与搭载二引线型的发光元件的发光装置相比,反射膜7和第二导体性?;つ?的被覆面积形成地更大。

    此外,发光装置20具有与上述搭载二引线型的发光元件的发光装置同样的密封层23,密封层23以覆盖由上述发光元件搭载用基板的腔底部形成的搭载面11上所形成的金属导体层2·第一导电性?;げ?、布线导体4·第二导电性?;げ?、反射膜7·绝缘性?;げ?和搭载于搭载部12的发光元件30、焊丝22的方式填充腔内部,并在其上部具有一定的厚度。

    这样的采用LTCC基板的本发明的发光装置可通过下述通常的制造方法制造:通过常用的材料和制造方法制造具有上述构成上的特征的发光元件搭载用LTCC基板,即在LTCC基板主体上设有金属导体层·第一导电性?;げ?、布线导体·第二导电性?;げ?、反射膜·绝缘性?;げ愕扔糜诖钤胤⒐庠墓娑ü辜幕?,在该发光元件用LTCC基板上通过导电性接合材料接合主面具有发光层且背面具有金属膜的发光元件,进行引线接合,再形成密封层。

    还有,本发明的发光装置所用的发光元件搭载用LTCC基板例如可以通过包括以下的(A)工序~(F)工序的制造方法制造?;褂?,以下的说明中,以图1和图2所示的发光装置的发光元件搭载用LTCC基板为例,对于其制造中使用的构件,标记与成品的构件相同的符号来进行说明。此外,在这里对绝缘性?;げ悴捎猛飧膊AР愕那榭龅闹圃旆椒ń兴得?。

    (A)使用包含玻璃粉末和陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物制作构成发光元件搭载用基板的主体基板且具有部分成为搭载发光元件的搭载部的搭载面的主体用生片1的工序(以下称为“主体用生片制作工序”);

    (B)在基板主体的搭载部12形成金属导体糊料层2、自其正下方的搭载面11至非搭载面13埋设的未烧成导热孔10、以与未烧成导热孔10接触的方式形成于非搭载面13的散热用导体糊料层15、与金属导体糊料层2不发生电导通的位于搭载面11上的2处的布线导体糊料层4、用于将布线导体糊料层4与下述形成于非搭载面13的外部电极端子用导体糊料层5电连接的贯通导体糊料层6以及位于非搭载面13的将布线导体糊料层4通过贯通导体用糊料层6和外部电极端子用导体糊料层5与外部电路电连接的外部电极端子用导体糊料层5的工序(以下称为“导体糊料层形成工序”);

    (C)通过丝网印刷在除上述金属导体糊料层2及其周围附近和布线导体糊料层4及其周围附近以外的搭载面形成反射膜用糊料层7的工序(以下称为“反射膜用糊料层形成工序”);

    (D)以覆盖上述反射膜用糊料层7的包括端缘在内的整体且不包括上述金属导体糊料层2及其周围附近和布线导体糊料层4及其周围附近的方式在搭载面11形成外覆玻璃糊料层8,从而获得未烧结发光元件搭载用基板的工序(以下称为“外覆玻璃糊料层形成工序”);

    (E)将上述未烧结发光元件搭载用基板在800~930℃烧成的工序(以下称为“烧成工序”);

    (F)以覆盖上述金属导体层2的包括端缘在内的整体的方式设置第一导电性?;げ?并以覆盖上述布线导体4的包括端缘在内的整体的方式设置第二导电性?;げ?的工序(导电性?;げ阈纬晒ば?。

    (A)主体用生片制作工序

    主体用生片1可如下制造:向包含玻璃粉末(基板主体用玻璃粉末)和陶瓷填料的玻璃陶瓷组合物中添加粘合剂以及根据需要添加的增塑剂、分散剂、溶剂等而制成浆料,将该浆料通过刮刀法等成形为片状,使其干燥?;褂?,为了使得如图2所示最终基板主体1在上表面具有腔且其底面形成搭载面11,根据需要采用将多块生片层叠等方法制成主体用生片1。

    基板主体用玻璃粉末并没有限定,但较好是玻璃化温度(Tg)为550℃以上700℃以下的玻璃粉末。玻璃化温度(Tg)低于550℃时,脱脂可能会变得困难;高于700℃时,收缩开始温度升高,尺寸精度可能会下降。

    此外,较好是在800℃以上930℃以下烧成时析出结晶。不析出结晶的玻璃粉末的情况下,可能会无法获得足够的机械强度。另外,较好是通过DTA(差示热分析)测得的结晶峰温度(Tc)在880℃以下的玻璃粉末。结晶峰温度(Tc)高于880℃时,尺寸精度可能会下降。

    作为这样的基板主体用玻璃粉末,较好是例如包含57摩尔%以上65摩尔%以下的SiO2、13摩尔%以上18摩尔%以下的B2O3、9摩尔%以上23摩尔%以下的CaO、3摩尔%以上8摩尔%以下的Al2O3、合计0.5摩尔%以上6摩尔%以下的选自K2O和Na2O的至少一方的玻璃粉末。通过使用这样的玻璃粉末,容易使主体基板表面的平坦度提高。

    在这里,SiO2是玻璃的网络形成成分。SiO2的含量低于57摩尔%时,难以获得稳定的玻璃,且化学耐久性也可能会下降。另一方面,SiO2的含量高于65摩尔%时,玻璃熔融温度和玻璃化温度(Tg)可能会变得过高。SiO2的含量较好是在58摩尔%以上,更好是在59摩尔%以上,特别好是在60摩尔%以上。此外,SiO2的含量较好是在64摩尔%以下,更好是在63摩尔%以下。

    B2O3是玻璃的网络形成成分。B2O3的含量低于13摩尔%时,玻璃熔融温度和玻璃化温度(Tg)可能会变得过高。另一方面,B2O3的含量高于18摩尔%时,难以获得稳定的玻璃,且化学耐久性也可能会下降。B2O3的含量较好是在14摩尔%以上,更好是在15摩尔%以上。此外,B2O3的含量较好是在17摩尔%以下,更好是在16摩尔%以下。

    Al2O3是为了提高玻璃的稳定性、化学耐久性和强度而添加。Al2O3的含量低于3摩尔%时,玻璃可能会变得不稳定。另一方面,Al2O3的含量高于8摩尔%时,玻璃熔融温度和玻璃化温度(Tg)可能会变得过高。Al2O3的含量较好是在4摩尔%以上,更好是在5摩尔%以上。此外,Al2O3的含量较好是在7摩尔%以下,更好是在6摩尔%以下。

    CaO是为了提高玻璃的稳定性和结晶的析出性并使玻璃熔融温度和玻璃化温度(Tg)下降而添加。CaO的含量低于9摩尔%时,玻璃熔融温度可能会变得过高。另一方面,CaO的含量高于23摩尔%时,玻璃可能会变得不稳定。CaO的含量较好是在12摩尔%以上,更好是在13摩尔%以上,特别好是在14摩尔%以上。此外,CaO的含量较好是在22摩尔%以下,更好是在21摩尔%以下,特别好是在20摩尔%以下。

    K2O、Na2O是为了使玻璃化温度(Tg)下降而添加。K2O和Na2O的总含量低于0.5摩尔%时,玻璃熔融温度和玻璃化温度(Tg)可能会变得过高。另一方面,K2O和Na2O的总含量高于6摩尔%时,化学耐久性、特别是耐酸性可能会下降,电绝缘性也可能下降。K2O和Na2O的总含量较好是0.8摩尔%以上5摩尔%以下。

    还有,基板主体用玻璃粉末并不局限于仅由上述成分形成的玻璃粉末,可以在满足玻璃化温度(Tg)等各特性的范围内包含其他成分。包含其他成分的情况下,其他成分的总含量较好是在10摩尔%以下。

    基板主体用玻璃粉末可以如下获得:通过熔融法制造具有如上所述的玻璃组成的玻璃,通过干式粉碎法或湿式粉碎法进行粉碎。湿法粉碎法的情况下,较好是使用水作为溶剂。粉碎可以使用例如辊式粉碎机、球磨机、喷射磨等粉碎机。

    基板主体用玻璃粉末的50%粒径(D50)较好是0.5μm以上2μm以下?;逯魈逵貌AХ勰┑?0%粒径低于0.5μm时,玻璃粉末容易凝集,处理变得困难,而且难以使其均匀地分散。另一方面,基板主体用玻璃粉末的50%粒径高于2μm时,可能会导致玻璃软化温度的上升或烧结不足。粒径的调整例如可以通过在粉碎后根据需要进行分级来进行?;褂?,本说明书中,粒径是指通过采用激光衍射-散射法的粒径测定装置得到的值。

    另一方面,作为陶瓷填料,可以没有特别限定地使用一直以来用于制造LTCC基板的陶瓷填料,例如可以优选使用氧化铝粉末、氧化锆粉末或者氧化铝粉末和氧化锆粉末的混合物。陶瓷填料的50%粒径(D50)较好是0.5μm以上4μm以下。

    通过将这样的基板主体用玻璃粉末和陶瓷填料以例如基板主体用玻璃粉末为30质量%以上50质量%以下、陶瓷填料为50质量%以上70质量%以下的比例掺合、混合,从而获得玻璃陶瓷组合物。此外,通过向该玻璃陶瓷组合物中添加粘合剂以及根据需要采用的增塑剂、分散剂、溶剂等,可获得浆料。

    作为粘合剂,可以优选使用例如聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂等。作为增塑剂,可以使用例如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯等。此外,作为溶剂,可以优选使用甲苯、二甲苯、2-丙醇、2-丁醇等有机溶剂。

    通过将这样得到的浆料通过刮刀法等成形为片状、使其干燥、根据需要将多块生片层叠等作业步骤,可以制成上表面具有腔且该腔底面构成搭载面11的主体用生片1。

    (B)导体糊料层形成工序

    接着,在这样得到的主体用生片1的位于大致中央部的搭载部12以规定的尺寸、形状形成位于与搭载部大致相同位置的金属导体糊料层2、自其正下方的搭载面11至非搭载面13埋设的未烧成导热孔10、以与未烧成导热孔10接触的方式形成于非搭载面13的散热用导体糊料层15、与金属导体糊料层2不发生电导通的位于搭载面11上的2处的布线导体糊料层4、用于将布线导体糊料层4与下述形成于非搭载面13的外部电极端子用导体糊料层5电连接的贯通导体糊料层6以及位于非搭载面13的将布线导体糊料层4通过贯通导体用糊料层6和外部电极端子用导体糊料层5与外部电路电连接的外部电极端子用导体糊料层5。以下,将这样形成了各种导体糊料层的主体用生片称为带导体糊料层的主体用生片1。

    作为金属导体糊料层2、布线导体糊料层4、外部电极端子用导体糊料层5和贯通导体用糊料层6、未烧成导热孔10、散热用导体糊料层15的形成方法,可例举通过丝网印刷法涂布、填充导体糊料的方法。所形成的金属导体糊料层2、布线导体糊料层4、外部电极端子用导体糊料层5、散热用导体糊料层15的膜厚以最终得到的金属导体层、布线导体、外部电极端子、散热用导体的膜厚达到规定的膜厚的条件调整。

    作为导体糊料,可以使用例如在以铜、银、金等为主要成分的金属粉末中添加乙基纤维素等介质以及根据需要采用的溶剂等制成糊状而得的糊料?;褂?,作为上述金属粉末,可优选使用由银形成的金属粉末、由银和铂或钯形成的金属粉末。

    (C)反射膜用糊料层形成工序

    (C)反射膜用糊料层形成工序中,通过丝网印刷以不包括以上得到的带导体糊料层的主体用生片1的搭载面11的形成有金属导体糊料层2的区域及其周围附近和形成有布线导体糊料层4的区域及其周围附近的方式形成成为反射膜的包含具有反射性的材料的反射膜用糊料层7?;褂?,(C)反射膜用糊料层形成工序在例如布线导体糊料和反射膜用糊料以同样的糊料材料构成等情况下也可以与上述(B)工序的金属导体糊料层2和布线导体糊料层4的形成同时进行。

    上述丝网印刷中使用的反射膜用糊料为包含构成反射膜的具有反射性的材料的糊料。作为这样的材料,可例举如上所述的银、银钯混合物、银铂混合物等,基于上述的理由,可优选使用银。反射膜用糊料可以使用在以这样的材料为主要成分的金属粉末中添加乙基纤维素等介质以及根据需要采用的溶剂等制成糊状而得的糊料。所形成的反射膜用糊料层7的膜厚以最终得到的反射膜7的膜厚达到上述所需的膜厚的条件进行调整。

    (D)外覆玻璃糊料层形成工序

    (D)外覆玻璃糊料层形成工序中,在上述搭载面11上以覆盖上述(C)工序中形成的反射膜用糊料层7的包括端缘在内的整体且不包括上述(B)工序中形成的形成有金属导体糊料层2的区域及其周围附近和布线导体糊料层4及其周围附近的方式通过丝网印刷形成外覆玻璃糊料层8。藉此,获得未烧结发光元件搭载用基板。

    外覆玻璃糊料可以使用在玻璃粉末(玻璃膜用玻璃粉末)中添加乙基纤维素等介质以及根据需要采用的溶剂等制成糊状而得的糊料。所形成的外覆玻璃糊料层8的膜厚以最终得到的外覆玻璃膜8的膜厚达到上述所需的膜厚的条件进行调整。

    作为外覆玻璃层用玻璃粉末,只要通过在(D)工序后进行的(E)工序中的烧成可获得膜状的玻璃即可,其50%粒径(D50)较好是0.5μm以上2μm以下。此外,外覆玻璃膜8的表面粗糙度Ra例如可以通过该外覆玻璃膜用玻璃粉末的粒度来进行调整。即,作为外覆玻璃膜用玻璃粉末,通过使用烧成时充分熔融、流动性良好的玻璃粉末,可以减小表面粗糙度Ra。

    (E)烧成工序

    上述(D)工序后,对于所得的未烧结发光元件搭载用基板,根据需要进行用于除去粘合剂等的脱脂后,进行用于使玻璃陶瓷组合物等烧结的烧成。

    脱脂例如可通过在500℃以上600℃以下的温度下保持1小时以上10小时以下来进行。脱脂温度低于500℃或脱脂时间少于1小时的情况下,可能会无法充分除去粘合剂等。另一方面,如果脱脂温度为600℃左右且脱脂时间为10小时左右,则可以充分地除去粘合剂等,超过该范围,反而可能会使生产性等下降。

    此外,考虑到基体主体的致密结构的获得和生产性,烧成可通过在800℃~930℃的温度范围内适当地调整时间来进行。具体来说,较好是在850℃以上900℃以下的温度下保持20分钟以上60分钟以下,特别好是在860℃以上880℃以下的温度下进行。烧成温度低于800℃时,可能会无法使基体主体形成致密的结构。另一方面,如果烧成温度高于930℃,则发生基体主体变形等情况,生产性等可能会下降。此外,作为上述导体糊料和反射膜用糊料,使用包含以银为主要成分的金属粉末的金属糊料的情况下,如果烧成温度高于880℃,则过度软化,因而可能会无法维持规定的形状。

    (F)导体性?;げ阈纬晒ば?/p>

    对于这样烧成未烧结发光元件搭载用基板而得的烧成基板,按照规定的尺寸和形状,以覆盖上述金属导体层2的包括端缘在内的整体的方式形成第一导电性?;げ?并以覆盖上述布线导体4的包括端缘在内的整体的方式形成第二导电性?;げ?。藉此,获得用于制造本发明的发光装置的发光元件搭载用LTCC基板。

    以下,作为第一导电性?;げ?和第二导电性?;げ?的具体的形成方法,对本发明的发光装置中优选的通过在进行镀镍(Ni)后进行镀金(Au)而获得的Ni/Au镀层的形成方法进行说明。

    Ni镀层例如使用氨基磺酸镍浴通过电镀形成为3~20μm的厚度。金镀层例如可以使用氰化金钾浴通过电镀形成为0.1~1.0μm的厚度。

    以上,对发光元件搭载用LTCC基板的制造方法进行了说明,主体用生片1等并不一定必须由单一的生片形成,也可以是将多块生片层叠而得的结构。此外,对于各部分的形成顺序等,只要能够制造发光元件搭载用LTCC基板,可适当改变。

    (2)使用氧化铝基板的发光装置

    使用氧化铝基板的本发明的发光装置可以采用与上述使用LTCC基板的本发明的发光装置除构件的构成材料以外相同的构成。

    对于基板主体,可无特别限制地使用通常的氧化铝基板。氧化铝基板的烧成温度为1400~1700℃,比上述LTCC基板高,所以作为发光元件搭载用基板,氧化铝基板主体的烧成时同时形成金属导体层2、布线导体4、反射膜7、导热孔10、外部电极端子5、贯通导体6等金属层的情况下,使用钨或钼等高熔点金属作为形成导体的金属。此外,对于绝缘性?;げ?,为玻璃时,可通过采用组成与上述LTCC基板不同的材料来适用于高温烧成。

    此外,不采用钨或钼等高熔点金属而采用导热性和反射性好的银、铜等低熔点金属的情况下,可以在通过烧成将生片形成为氧化铝基板后,通过组合丝网印刷法、溅射蒸镀法或喷墨涂布法等方法在基板上所需的位置形成金属导体层2、布线导体4、反射膜7、导热孔10、外部电极端子5、贯通导体6等金属层。对于它们,分别选择各构件优选的金属,适当选择在烧成时形成还是在烧成后形成。此外,如专利文献1中所记载,对于有些构件,也可将以高熔点金属为第一层、低熔点金属为第二层层叠而得的层作为金属层。

    另外,使反射层7在烧成的同时形成的情况下,绝缘性?;げ?可以使用如上所述的可高温烧成的玻璃在基板烧成时形成,在烧成后另外设置反射膜7的情况下,如果可能在这时一起形成,或者也可通过另外的工序形成。该情况下,可形成采用环氧树脂、有机硅树脂等树脂的绝缘性?;げ?。

    本发明的发光装置所用的发光元件搭载用氧化铝基板(生片烧成后形成金属层的类型)的制造方法按照工序分如下所示。

    (a)主体用生片的制作工序

    主体用生片1可以如下形成:向包含氧化铝粉末和烧结助剂的氧化铝组合物中添加粘合剂以及根据需要添加的增塑剂、溶剂等而制成浆料,将该浆料通过刮刀法等成形为片状,使其干燥。

    氧化铝粉末的50%粒径(D50)较好是0.5μm以上2μm以下。氧化铝粉末的D50低于0.5μm时,氧化铝粉末容易凝集,不仅处理变得困难,而且难以使其均匀地分散。另一方面,D50高于2μm时,可能会导致烧结不足?;褂?,本说明书中,粒径通过采用激光衍射-散射法的粒径测定装置得到。

    作为烧结助剂,可以使用以往在氧化铝基板的制造中所用的烧结助剂。例如,可以优选使用SiO2和碱土金属氧化物的混合物、稀土元素氧化物(特别是以Y2O3为主要成分的Y2O3类助剂)。烧结助剂的D50较好是0.5μm以上4μm以下。

    以例如氧化铝粉末为80质量%以上99质量%以下、烧结助剂为1质量%以上20质量%以下的比例掺合、混合,从而获得氧化铝组合物,向该氧化铝组合物中添加粘合剂以及根据需要采用的增塑剂、溶剂等而获得浆料。

    作为粘合剂,可以优选使用例如聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂等。作为增塑剂,可以使用例如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯等。此外,作为溶剂,可以使用甲苯、二甲苯、丁醇等芳香族类或醇类的有机溶剂。另外,还可以并用分散剂或均化剂。

    将这样形成的主体用生片1用冲裁?;蜃昕谆懈畛晒娑ǔ叽绲姆讲?,同时在规定位置冲孔形成贯通导体用和导热孔用的贯通孔。

    (b)主体用生片的烧成工序

    将未烧成的主体用生片1在500℃以上600℃以下的温度下加热,从而进行分解除去主体用生片1所含的树脂等的粘合剂的脱脂。层叠未烧成的主体用生片时,将数块生片重叠并对位,进行加热和加压而一体化后,进行上述的脱脂。然后,再在1100~1600℃左右的温度下加热,对构成主体用生片1的氧化铝组合物进行烧成,制成氧化铝基板。

    (c)导体糊料层形成工序

    通过在该氧化铝基板的表面以丝网印刷等方法印刷导体糊料,形成金属导体糊料层2、布线导体糊料层4、外部电极端子用导体糊料层5和散热用导体糊料层15。此外,通过在所述贯通孔内填充导体糊料,形成贯通导体用糊料层6和未烧成导热孔层10。作为导体糊料,可以使用例如在以银(Ag)或铜(Cu)为主要成分的金属粉末中添加乙基纤维素等介质以及根据需要采用的溶剂等制成糊状而得的糊料。作为金属粉末,可以优选使用银(Ag)粉末、银和钯的混合粉末、银和铂的混合粉末等?;褂?,本发明中,为了充分确保金属层与氧化铝基板的接合力,可以使用掺有少量玻璃料的导体糊料。

    (d)反射膜用糊料层形成工序

    通过丝网印刷以不包括以上得到的带导体糊料层的主体用生片1的搭载面11的形成有金属导体糊料层2的区域及其周围附近和形成有布线导体糊料层4的区域及其周围附近的方式形成成为反射膜的包含具有反射性的材料的反射膜用糊料层7?;褂?,反射膜用糊料层形成工序在例如布线导体糊料和反射膜用糊料以同样的糊料材料构成等情况下也可以与上述(c)工序的金属导体糊料层2和布线导体糊料层4的形成同时进行。

    上述丝网印刷中使用的反射膜用糊料7为包含构成反射膜的具有反射性的材料的糊料。作为这样的材料,可例举如上所述的银、银钯混合物、银铂混合物等,基于上述的理由,可优选使用银。反射膜用糊料7可以使用在以这样的材料为主要成分的金属粉末中添加乙基纤维素等介质以及根据需要采用的溶剂等制成糊状而得的糊料。所形成的反射膜用糊料层7的膜厚以最终得到的反射膜7的膜厚达到上述所需的膜厚的条件进行调整。

    (e)外覆玻璃糊料层形成工序

    在上述搭载面11上以覆盖上述(d)工序中形成的反射膜用糊料层7的包括端缘在内的整体且不包括上述(c)工序中形成的形成有金属导体糊料层2的区域及其周围附近和布线导体糊料层4及其周围附近的方式通过丝网印刷形成外覆玻璃糊料层8。

    外覆玻璃糊料可以使用在玻璃粉末(玻璃膜用玻璃粉末)中添加乙基纤维素等介质以及根据需要采用的溶剂等制成糊状而得的糊料。所形成的外覆玻璃糊料层8的膜厚以最终得到的外覆玻璃膜8的膜厚达到上述所需的膜厚的条件进行调整。

    作为外覆玻璃层用玻璃粉末,只要通过在(e)工序后进行的(f)工序中的烧成可获得膜状的玻璃即可,其50%粒径(D50)较好是0.5μm以上2μm以下。此外,外覆玻璃膜8的表面粗糙度Ra例如可以通过该外覆玻璃膜用玻璃粉末的粒度来进行调整。即,作为外覆玻璃膜用玻璃粉末,通过使用烧成时充分熔融、流动性良好的玻璃粉末,可以减小表面粗糙度Ra。

    (f)再烧成工序

    通过在800℃~930℃的温度范围内适度地调整时间来对(c)工序、(d)工序和(e)工序中形成的糊料层进行再烧成。烧成温度低于800℃时,金属层和外覆玻璃膜的烧结可能会不充分。另一方面,如果高于930℃,则金属层和外覆玻璃层软化流动而破坏规定形状,可能会产生布线不良和散热不良等。作为上述导体糊料和反射膜用糊料,使用包含以银为主要成分的金属粉末的金属糊料时,其上限较好是880℃。

    (g)导电性?;げ阈纬晒ば?/p>

    对于这样得到的烧成基板,按照规定的尺寸和形状,以覆盖上述金属导体层2的包括端缘在内的整体的方式第一导电性?;げ?并以覆盖上述布线导体4的包括端缘在内的整体的方式设置第二导电性?;げ?。藉此,获得用于制造本发明的发光装置的发光元件搭载用氧化铝基板。

    以下,作为第一导电性?;げ?和第二导电性?;げ?的具体的形成方法,对本发明的发光装置中优选的通过在进行镀镍(Ni)后进行镀金(Au)而获得的Ni/Au镀层的形成方法进行说明。

    Ni镀层例如使用氨基磺酸镍浴通过电镀形成为3~20μm的厚度。金镀层例如可以使用氰化金钾浴通过电镀形成为0.1~1.0μm的厚度。

    以上,举例对本发明的发光装置的实施方式进行了说明,但本发明的发光装置并不局限于这些例子。只要不违背本发明的技术思想,可根据需要适当改变其构成。

    实施例

    以下,对本发明的实施例进行说明。但是,本发明并不局限于这些实施例。

    [实施例1]

    通过以下说明的方法制成使用与图1和图2所示同样的结构的LTCC基板的试验用发光装置?;褂?,与上文同样,烧成前后构件所用的符号相同。

    首先,制成用于制作发光元件搭载用基板的主体LTCC基板1的主体用生片1。对于主体用生片1,按照SiO2为60.4摩尔%、B2O3为15.6摩尔%、Al2O3为6摩尔%、CaO为15摩尔%、K2O为1摩尔%、Na2O为2摩尔%的比例掺合、混合原料,将该原料混合物加入铂坩埚中在1600℃熔融60分钟后,倒出该熔融状态的玻璃并冷却。通过氧化铝制球磨机粉碎该玻璃40小时,制成基板主体用玻璃粉末?;褂?,粉碎时的溶剂采用乙醇。

    按照该基板主体用玻璃粉末为40质量%、氧化铝填料(昭和电工株式会社(昭和電工社)制,商品名:AL-45H)为60质量%的比例掺合、混合,从而制成玻璃陶瓷组合物。向50g该玻璃陶瓷组合物中掺入、混合15g有机溶剂(将甲苯、二甲苯、2-丙醇、2-丁醇以质量比4∶2∶2∶1混合而得的溶剂)、2.5g增塑剂(邻苯二甲酸二-2-乙基己酯)、5g作为粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛(电气化学工业株式会社(デンカ社)制,商品名:PVK#3000K)以及分散剂(毕克化学公司(ビックケミ一社)制,商品名:BYK180),制成浆料。

    层叠将该浆料通过刮刀法涂布于PET膜上并使其干燥而得的生片,制成大致平板状的上表面具有底面构成大致圆形的搭载面的腔、烧成后的腔的底面的厚度为0.4mm的主体用生片。

    另一方面,以质量比85∶15掺合导电性粉末(大研化学工业株式会社(大研化学工業社)制,商品名:S550)、作为介质的乙基纤维素,按照固体成分为85质量%的条件分散于作为溶剂的α-萜品醇后,在磁性研钵中进行1小时的混炼,再通过三根辊进行3次分散,制成金属糊料。

    使用钻孔机在主体用生片1的与贯通导体6和导热孔10对应的部分形成作为贯通导体6用的直径0.3mm的圆柱状的贯通孔、作为导热孔10用的1.3×1.3mm的方柱状的贯通孔,通过丝网印刷法填充金属糊料而形成未烧成贯通导体糊料层6、未烧成导热孔10。

    在主体用生片1的搭载部12形成金属导体糊料层2,在搭载面11形成布线导体糊料层4,在非搭载面13形成外部电极端子用导体糊料层5、散热用导体糊料层15,从而获得带导体糊料层的主体用生片1。

    通过丝网印刷以不包括带导体糊料层的主体用生片1的搭载面11的形成有金属导体糊料层2的区域及其周围附近和形成有布线导体糊料层4的区域及其周围附近的方式以烧成后的膜厚为10μm的条件形成银反射膜用糊料层7。通过丝网印刷法在其上以覆盖上述银反射膜用糊料层7的包括端缘在内的整体且不包括形成有上述金属导体糊料层2的区域及其周围附近和形成有布线导体糊料层4的区域及其周围附近的方式以烧成后的膜厚为20μm的条件形成外覆玻璃糊料层8,从而制成未烧成发光元件搭载用基板。

    还有,上述银反射膜用糊料如下制作:以质量比90∶10掺合银粉末(大研化学工业株式会社制,商品名:S400-2)、作为介质的乙基纤维素,按照固体成分为87质量%的条件分散于作为溶剂的α-萜品醇后,在磁性研钵中进行1小时的混炼,再通过三根辊进行3次分散。此外,上述外覆玻璃糊料的制备中使用的玻璃膜用玻璃粉末如下制成。首先,按照SiO2为81.6摩尔%、B2O3为16.6摩尔%、K2O为1.8摩尔%的比例掺合、混合原料,将该原料混合物加入铂坩埚中在1600℃熔融60分钟后,倒出该熔融状态的玻璃并冷却。通过氧化铝制球磨机粉碎该玻璃8~60小时,制成玻璃膜用玻璃粉末。

    以该外覆玻璃膜用玻璃粉末为60质量%、树脂成分(以质量比计85∶15的比例含有乙基纤维素和α-萜品醇)为40质量%的比例掺合后,在磁性研钵中进行1小时的混炼,再通过三根辊进行3次分散,制成外覆玻璃糊料。

    将以上得到的未烧成发光元件搭载用基板在550℃保持5小时进行脱脂,再在870℃保持30分钟进行烧成。分别以覆盖所得的烧成发光元件搭载用基板的搭载面11的金属导体层2的包括端缘在内的整体的方式及覆盖布线导体4的包括端缘在内的整体的方式,形成与外覆玻璃膜8的端缘接触的Ni/Au镀层3(1.315mm×1.315mm)和Ni/Au镀层9?;褂?,Ni/Au镀层的形成如下进行:通过使用氨基磺酸镍浴的电镀形成厚7μm的Ni镀膜,在其表面通过使用氰化金钾浴的电镀形成厚0.3μm的Au镀膜。

    在以上制成的发光元件搭载用基板的搭载部12上的金属导体层2/Ni/Au镀层3上通过Au20质量%-Sn80质量%的焊锡固定具有金属膜32的发光二极管元件30(晶元光电股份有限公司(ェピスタ一社)制,商品名:ES-CEBLV45:1.14mm×1.14mm),金属膜32面朝下。这时,Ni/Au镀层3上未搭载发光二极管元件30的非搭载区域14的宽度(图1、2中以w表示)在4边均为87.5μm。接着,将发光二极管元件30所具有的一对电极(未图示)通过焊丝22分别与布线导体4上的Ni/Au镀层9电连接。

    然后,使用密封剂(信越化学工业株式会社(信越化学工業社)制,商品名:SCR-1016A)密封而构成图2所示的密封层23,从而获得发光装置20。密封剂采用相对于密封剂含有20质量%荧光体(化成光学株式会社(化成ォプトニクス株式会社)制,商品名P46-Y3)的材料。

    [实施例2]

    使用与实施例1同样的玻璃粉末按照该玻璃粉末为38质量%、氧化铝填料(昭和电工株式会社制,商品名:AL-45H)为38质量%、氧化锆填料(第一稀有元素化学工业株式会社(第一稀元素化学工業社)制,商品名:HSY-3F-J)为24质量%的比例掺合、混合,从而制成玻璃陶瓷组合物,其他与实施例1同样地进行操作,制成发光装置。

    [比较例]

    上述实施例1中,除了使用聚硅氧烷小片接合材料(信越化学工业株式会社制,商品名:KER-3000-M2)代替Au20质量%-Sn80质量%的焊锡来进行发光二极管元件的固定以外,全部与实施例1同样地进行操作,制成现有结构的发光装置作为比较例。

    <评价>

    对于上述实施例1、2和比较例中得到的发光装置通过以下的方法测定了总光束量和热阻。

    [总光束量]

    发光装置的总光束量测定使用LED总光束测定装置(斯贝克托拉考普株式会社(スペクトラコ一プ社)制,商品名:SOLIDLAMBDA·CCD·LED·MONITOR·PLUS)进行?;智蛭?英寸,电压/电流发生器采用爱德万测试株式会社(ァドバンテスト社)制R6243。此外,对LED元件施加350mA进行测定。

    [热阻]

    使用热阻测定器(岭光音电机株式会社(嶺光音電機社)制,商品名:TH-2167)测定了发光装置的发光元件搭载用基板的热阻?;褂?,施加电流设为350mA,通电至电压降达到饱和,通过由下降的电压和发光二极管元件的温度-电压降特性导出的温度系数算出饱和温度,求出热阻。

    结果示于表1?;褂?,结果以将比较例的现有的发光装置的总光束量和热阻设为100%时的百分比表示。

    [表1]


    ??总光束量(%)
    ??热阻(%)
    ?比较例
    ??100
    ??100

    ?实施例1
    ??95
    ??50
    ?实施例2
    ??105
    ??50

    通过实施例1得到的本发明的发光装置与现有的通过聚硅氧烷小片接合材料固定具有金属膜的发光元件的发光装置相比,可知总光束量显示同样高的值,且热阻为一半的值,散热性非常好。此外,实施例1的发光装置中银反射膜整面被外覆玻璃膜被覆,因而可防止银反射膜的经时劣化,形成长期使用导致的光取出效率的下降得到抑制的结构。另外,可知通过实施例2得到的本发明的发光装置也可获得与实施例1同样的效果,且通过使用反射率高的玻璃陶瓷组合物,总光束量也很好。

    产业上利用的可能性

    本发明提供搭载在与发光层相反的一侧的面具有反射性的金属膜的发光元件的发光装置,该发光装置通过具有高散热性和光的高反射效率而光取出效率良好,且经时劣化导致的光取出效率的下降得到抑制。这样的发光装置也适合作为例如手机或大型液晶显示器等的背光源、汽车用或装饰用的照明或者其他光源。

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