CN104969372B - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
发光装置(30)在基板(110)上形成有包含导电体布线(160、165)和电极(170、180)的布线图案,在布线图案之上形成有Au层(120)。
Description
技术领域
本发明涉及具备形成在基板上的发光元件的发光装置。此外,本发明涉及这种发光装置的制造方法。
背景技术
以往,作为具备形成在基板上的发光元件的发光装置,已知利用了陶瓷基板的发光装置、在金属基板上具备有机抗蚀剂层作为绝缘层的发光装置等。
作为陶瓷基板的一例,在专利文献1中公开了通过烧结银系的导体膏而在基板上形成有布线的陶瓷基板。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本国公开专利公报“特开平11-126853号公报(1999年5月11日公开)”
发明内容
发明要解决的课题
然而,由于银系的导体膏易于氧化而变黑,因此在上述现有构成中存在布线易于劣化的问题。
本发明正是鉴于上述课题而完成的,其主要目的在于,实现布线难以发生因氧化所致的劣化的发光装置。此外,实现这种发光装置的制造方法也包含在本发明的目的中。
用于解决课题的手段
本发明的一形态所涉及的发光装置是具备基板、和配置在上述基板上的发光元件的发光装置,其特征在于,在上述基板上形成有与上述发光元件电连接的布线图案,在上述布线图案上形成有金层。
本发明的一形态所涉及的发光装置的制造方法,其特征在于,包含:在陶瓷基板上形成布线图案的工序、和在上述布线图案上形成金层的工序。
发明效果
根据本发明的一形态,能够实现布线难以发生因氧化所致的劣化的发光装置。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的发光装置的俯视图以及剖视图。
图2是本发明的实施方式1所涉及的发光装置的、独立于图1的剖视图。
图3是本发明的实施方式2所涉及的发光装置的俯视图以及剖视图。
图4是表示本发明的实施方式2所涉及的发光装置的制造工序的说明图。
图5是本发明的实施方式3所涉及的发光装置的俯视图以及剖视图。
具体实施方式
〔实施方式1〕
说明本发明的一实施方式。
图1(a)是表示本实施方式所涉及的发光装置30的一构成例的俯视图,图1(b)是图1(a)所示的A-A剖面的剖视图。此外,图2是图1(a)所示的B-B剖面的剖视图。
如图1所示,发光装置30具备:基板100、发光元件(半导体发光元件)110、光反射树脂框130、密封树脂140、以及单层构造的陶瓷绝缘膜150。
基板100为铝制的基板。基板的材质并不特别限定,但期望利用由例如铝、铜等的导热性高的金属构成的基板。另外,金属制的基板的导热率优选为200[W/m·K]以上,铝制的基板的导热率为230[W/m·K]。此外,在作为金属基板100的材质而利用了铜(导热率:398[W/m·K])的情况下,金属基板100的导热率成为398[W/m·K]。此外,基板也可以为陶瓷制的基板。即,在本实施方式中,虽然示出包含金属板和陶瓷绝缘膜的陶瓷基板的示例,但也可以为单体的陶瓷基板。
在本实施方式中,从廉价、容易加工、耐氛围气湿度的观点出发,利用了铝制的基板100。此外,在本实施方式中,虽然将基板100的基板面方向的外形形状设为六边形,但基板100的外形并不限于此,能够采用任意的封闭图形形状。此外,封闭图形形状可以为封闭图形的周边仅由直线构成或者仅由曲线构成的封闭图形形状,封闭图形形状也可以为封闭图形的周边包含至少一个直线部以及至少一个曲线部的封闭图形形状。此外,封闭图形形状并不限于凸图形形状,也可以为凹图形形状。例如,作为仅由直线构成的凸多边形形状的示例,可以为三边形、四边形、五边形、八边形等,此外也可以为任意的凹多边形形状。此外,作为仅由曲线构成的封闭图形形状的示例,可以为圆形形状或椭圆形形状,也可以为凸曲线形状或凹曲线形状等的封闭图形形状。进而,作为包含至少一个直线部以及至少一个曲线部的封闭图形形状的示例,也可以为赛道形状等。
陶瓷绝缘膜150是在基板100的一个面(以下称作表面)通过印刷法形成的膜,具有电绝缘性、高光反射性、高导热性。另外,陶瓷绝缘膜150的形成方法并不限于基于印刷法的方法,也可例举利用喷雾器向基板100涂覆陶瓷涂料的方法。由此,能够使由发光元件110产生的热经由绝缘膜而散热到金属制基板。因此,能够实现高导热性。此外,能够由绝缘层反射从发光元件110向金属制基板的基板面方向泄漏的光。因此,能够实现高导热性以及高光反射性。此外,在将金属制基板设为熔点低的铝的情况下,通过利用以比铝的熔点低的烧结温度被烧结的氧化锆系陶瓷,从而既能维持金属制基板的形状也能将陶瓷烧结在金属制基板的表面。
在陶瓷绝缘膜150的表面设有发光元件110、光反射树脂框130、以及密封树脂140。此外,在陶瓷绝缘膜150的表面形成有包含阳极用导电体布线160、阴极用导电体布线165、和作为焊盘部的阳极电极170以及阴极电极180的布线图案,还直接形成有校准(alignment)标记190以及极性标记195等。
布线图案包含银层和镍层,镍层形成在银层之上。此外,银层形成在基板100上(陶瓷绝缘膜150的表面)。并且,在布线图案上形成有Au层(金层)120。另外,也可以通过在银层之上形成银纳米粒子膏层,进而在银纳米粒子膏层之上形成镍层,由此来形成布线图案。或者,也可以通过在银层之上形成镍层,进而在镍层之上形成钯层,由此来形成布线图案。此外,布线图案也可以包含基底镍层、基底金层等基底金属层作为金层120的基底。
另外,也可以在陶瓷绝缘膜150的表面还形成与串联连接有多个发光元件110的电路并联连接的保护元件(未图示),作为用于在静电耐压中保护发光元件110的电阻元件。上述保护元件例如能够由印刷电阻来形成,或者由齐纳二极管来形成。在对于保护元件而利用齐纳二极管的情况下,齐纳二极管被芯片焊接在布线图案上,进而通过引线接合而与所期望的布线电连接。在此情况下,齐纳二极管也与串联连接有多个发光元件110的电路并联连接。
发光元件110为LED(Light Emitting Diode,发光二极管)等半导体发光元件,在本实施方式中利用发光峰值波长为450nm附近的蓝色发光元件。但是,发光元件110的构成并不限于此,例如也可以利用发光峰值波长为390nm~420nm的紫外(近紫外)发光元件。通过利用上述的紫外(近紫外)发光元件,从而能够谋求发光效率的进一步提升。
发光元件110在陶瓷绝缘膜150的表面上的能满足给定发光量的给定位置搭载有多个(在本实施方式中为20个)。发光元件110的电连接(阳极用导电体布线160以及阴极用导电体布线165等)通过利用了引线的引线接合来进行。作为上述引线,能够利用例如金引线。
光反射树脂框130形成了由含氧化铝填料的有机硅树脂构成的圆环状(圆弧状)的光反射树脂框130。但是,光反射树脂框130的材质并不限于此,只要是具有光反射特性的绝缘性树脂即可。此外,光反射树脂框130的形状并不限定于圆环状(圆弧状),能够设为任意的形状。关于阳极用导电体布线160、阴极用导电体布线165以及保护元件的形状也同样。
密封树脂140是由透光性树脂构成的密封树脂层,如图2所示,被填充在由光反射树脂框130包围的区域而形成,来密封陶瓷绝缘膜150、发光元件110以及引线等。
另外,也可以使密封树脂140含有荧光体。作为上述荧光体,利用由从发光元件110发出的1次光来激发而发出波长比1次光长的光的荧光体。荧光体的构成并不特别限定,能够根据所期望的白色的色度等来适当选择。例如,作为冷白日光色、暖白日光色的组合,能够利用YAG黄色荧光体和(Sr,Ca)AlSiN3:Eu红色荧光体的组合、YAG黄色荧光体和CaAlSiN3:Eu红色荧光体的组合等。此外,作为高显色的组合,能够利用(Sr,Ca)AlSiN3:Eu红色荧光体和Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce绿色荧光体的组合等。此外,可以利用其他荧光体的组合,也可以利用仅包含YAG黄色荧光体作为伪白色的构成。
如此,在本实施方式所涉及的发光装置30中,在包含阳极用导电体布线160、阴极用导电体布线165、和作为焊盘部的阳极电极170以及阴极电极180的布线图案上形成有Au层120。此外,在本实施方式所涉及的发光装置30中,在陶瓷绝缘膜150的表面直接形成有:发光元件110、用于使发光装置30与外部布线(或外部装置)连接的电极部(阳极电极170以及阴极电极180)、用于连接发光元件110和上述各电极部(阳极电极170以及阴极电极180)的布线(阳极用导电体布线160以及阴极用导电体布线165)、形成为包围配置有发光元件110的区域且由具有光反射性的树脂构成的框部(光反射树脂框130)、以及对配置在由上述框部(光反射树脂框130)包围的区域内的部件(陶瓷绝缘膜150的一部分、发光元件110、以及引线等)进行密封的密封树脂140。
(发光装置30的制造方法)
接下来,说明发光装置30的制造方法。
首先,在由铝构成的基板100的一个面,通过印刷法来形成厚度100μm的陶瓷绝缘膜150。具体而言,在基板100的一个面印刷了陶瓷涂料(膜厚20μm以上)之后,经过干燥工序以及烧成工序而形成陶瓷绝缘膜150。另外,作为上述陶瓷涂料,优选利用在烧成工序后表现出电绝缘性、高导热性以及高光反射性的涂料。此外,在上述陶瓷涂料中包含用于使该陶瓷涂料向基板100附着的凝固剂、用于使印刷变得容易的树脂、以及用于维持粘度的溶剂。
其次,在陶瓷绝缘膜150上,通过丝网印刷方法来形成阳极用导电体布线160、阴极用导电体布线165、作为焊盘部的阳极电极170以及阴极电极180、校准标记190以及极性标记195。在本实施方式中,按如下方式形成包含阳极用导电体布线160、阴极用导电体布线165、作为焊盘部的阳极电极170以及阴极电极180的布线图案。首先,实施银树脂膏印刷。接下来,在银树脂膏上实施无电解镀覆处理,形成镍层。如此一来,形成上述布线图案。
另外,也可以通过在基板100上形成了银层之后,在银层之上形成银纳米粒子膏层,进而在银纳米粒子膏层之上形成镍层,由此来形成上述布线图案。或者,也可以通过在基板100上形成银层之后,在银层之上形成镍层,进而在镍层之上形成钯层,由此来形成布线图案。另外,在任何情况下,均可以取代在基板100上(陶瓷绝缘膜150的表面)直接形成银层,而在基板上作为金层的基底形成了基底镍层、基底金层等基底金属层之后,在基底金属层之上形成金层。
其次,在布线图案上,通过无电解镀覆来形成Au层120。由此,能够防止布线图案的银布线氧化。另外,为了获得同样的效果,也可以在布线图案上形成Pd/Au层(由钯层以及金层构成的二层膜)。接下来,在陶瓷绝缘膜150上,利用树脂膏来固定多个发光元件110。此外,通过引线来连接各发光元件110,为了电连接而对导电体布线160、165和发光元件110进行引线接合。
接下来,在基板100、阳极用导电体布线160以及阴极用导电体布线165上形成光反射树脂框130,以包围上述发光元件110的搭载区域的周围。光反射树脂框130的形成方法并不特别限定,能够利用以往公知的方法。
然后,在由光反射树脂框130包围的区域内填充密封树脂140,来密封该区域的陶瓷绝缘膜150、发光元件110以及引线等。
另外,在本实施方式中形成的陶瓷绝缘膜150的反射率(波长450nm的光的反射率)比由铝构成的基板100的反射率高约4%。
此外,在本实施方式中,基于反射率以及绝缘耐压性来决定陶瓷绝缘膜150的厚度。若陶瓷绝缘膜150的厚度过厚,则有时将产生裂纹,若陶瓷绝缘膜150的厚度过薄,则有时无法获得充分的反射率以及绝缘耐压性。因而,关于形成在基板100上的陶瓷绝缘膜150的厚度,为了确保可见光区域的反射率、发光元件110和基板100的绝缘性,并且防止裂纹的产生,优选设为20μm以上且130μm以下,更优选设为50μm以上且100μm以下。
〔实施方式2〕
说明本发明的其他实施方式。另外,为了便于说明,对于具有与在实施方式1中说明过的部件相同的功能的部件,赋予相同的符号,并省略其说明。
在实施方式1中,在基板100上形成了单层构造的陶瓷绝缘膜150。相对于此,在本实施方式中,在基板100上形成由多层的陶瓷层构成的多层构造的陶瓷绝缘膜150。
此外,在实施方式1中,在包含银层和镍层的布线图案的正上方,形成了Au层。相对于此,在本实施方式中,在包含银层、银纳米粒子膏层和镍层的布线图案的正上方,形成了Au层。
图3(a)是表示本实施方式所涉及的发光装置10的一构成例的俯视图,图3(b)是图3(a)所示的C-C剖面的剖视图。
如图3所示,发光装置10具备:基板100、发光元件(半导体发光元件)110、光反射树脂框130、密封树脂140、以及多层构造的陶瓷绝缘膜150。
另外,发光装置10与实施方式1的发光装置30不同点在于:(i)陶瓷绝缘膜150由包含具有高导热性的陶瓷层(第1陶瓷层)150b和具有高光反射性的陶瓷层(第2陶瓷层)150a的多层构造构成、(ii)基板100的外形形状为四边形、以及(iii)在银层与镍层之间形成了包含银纳米粒子膏层的布线图案,其他点是与实施方式1的发光装置30大致相同的构成。
基板100是由导热性高的材质构成的基板。另外,基板100的材质并不特别限定,能够利用由例如铝、铜等金属构成的基板。在本实施方式中,与实施方式1同样,利用了铝制的基板。
陶瓷绝缘膜150是在基板100上层叠了高导热性陶瓷层150b和高光反射性陶瓷层150a的多层构造的膜。在本实施方式中,通过层叠上述的两种不同的陶瓷层作为多层构造,由此来形成具有高导热性以及高光反射性的陶瓷绝缘膜150。另外,高导热性陶瓷层150b和高光反射性陶瓷层150a优选在基板100上形成高导热性陶瓷层150b,进而在该高导热性陶瓷层150b上形成高光反射性陶瓷层150a。此外,优选高导热性陶瓷层150b以及高光反射性陶瓷层150a当中的至少一者具有电绝缘性。
在陶瓷绝缘膜150的表面设有发光元件110、光反射树脂框130、以及密封树脂140。此外,在陶瓷绝缘膜150的表面形成有包含阳极用导电体布线160、阴极用导电体布线165、和作为焊盘部的阳极电极170以及阴极电极180的布线图案,还直接形成有校准标记190以及极性标记195等。并且,作为布线图案而形成有银层,在银层之上形成有含有纳米大小的银粒子的银纳米粒子膏的层,进而在银纳米粒子膏的层上通过无电解镀覆形成有镍层。在布线图案的表面层即镍层上,通过无电解镀覆形成有Au层(金层)120。
另外,也可以在陶瓷绝缘膜150的表面还形成与串联连接有多个发光元件110的电路并联连接的保护元件(未图示),作为用于在静电耐压中保护发光元件110的电阻元件。上述保护元件例如能够由印刷电阻来形成,或者由齐纳二极管来形成。在对于保护元件而利用齐纳二极管的情况下,齐纳二极管被芯片焊接在布线图案上,进而通过引线接合而与所期望的布线电连接。在此情况下,齐纳二极管也与串联连接有多个发光元件110的电路并联连接。
发光元件110是LED(Light Emitting Diode,发光二极管)等半导体发光元件,在本实施方式中利用发光峰值波长为450nm附近的蓝色发光元件。但是,发光元件110的构成并不限于此,例如也可以利用发光峰值波长为390nm~420nm的紫外(近紫外)发光元件。通过利用上述的紫外(近紫外)发光元件,从而能够谋求发光效率的进一步提升。
发光元件110在高光反射性陶瓷层150a的表面上在满足给定发光量的给定位置被搭载有多个(在本实施方式中为20个)。发光元件110的电连接(阳极用导电体布线160以及阴极用导电体布线165等)通过利用了引线的引线接合来进行。作为上述引线,能够利用例如金引线。
光反射树脂框130形成了由含氧化铝填料的有机硅树脂构成的圆环状(圆弧状)的光反射树脂框130。但是,光反射树脂框130的材质并不限于此,只要是具有光反射特性的绝缘性树脂即可。此外,光反射树脂框130的形状并不限定于圆环状(圆弧状),能够设为任意的形状。关于阳极用导电体布线160、阴极用导电体布线165以及保护元件的形状也同样。
密封树脂140是由透光性树脂构成的密封树脂层,被填充在由光反射树脂框130包围的区域而形成,来密封陶瓷绝缘膜150、发光元件110以及引线等。
另外,也可以使密封树脂140含有荧光体。作为上述荧光体,利用由从发光元件110发出的1次光来激发而发出波长比1次光长的光的荧光体。荧光体的构成并不特别限定,能够根据所期望的白色的色度等来适当选择。例如,作为冷白日光色、暖白日光色的组合,能够利用YAG黄色荧光体和(Sr,Ca)AlSiN3:Eu红色荧光体的组合、YAG黄色荧光体和CaAlSiN3:Eu红色荧光体的组合等。此外,作为高显色的组合,能够利用(Sr,Ca)A1SiN3:Eu红色荧光体和Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce绿色荧光体的组合等。此外,可以利用其他荧光体的组合,也可以利用仅包含YAG黄色荧光体作为伪白色的构成。
(发光装置10的制造方法)
接下来,说明发光装置10的制造方法。图4是表示发光装置10的制造工序的说明图。
首先,在由铝构成的基板100的一个面,通过印刷法来形成厚度50μnm的高导热性陶瓷层150b。具体而言,在基板100的一个面印刷了成为高导热性陶瓷层150b的陶瓷涂料(膜厚20μm以上)之后,经过干燥工序以及烧成工序而形成高导热性陶瓷层150b。另外,作为上述陶瓷涂料,利用在烧成工序后表现出高导热性的涂料。此外,在上述陶瓷涂料中包含用于使该陶瓷涂料向基板100附着的凝固剂、用于使印刷变得容易的树脂、以及用于维持粘度的溶剂。另外,也可以通过喷雾器在基板100的一个面涂覆陶瓷,由此在上述面形成高导热性陶瓷层150b。
其次,在高导热性陶瓷层150b上,通过印刷法来形成厚度50μm的高光反射性陶瓷层150a。具体而言,在高导热性陶瓷层150b上印刷了成为高光反射性陶瓷层150a的陶瓷涂料(膜厚20μm以上)之后,经过干燥工序以及烧成工序来形成。另外,作为上述陶瓷涂料,利用在烧成工序后表现出高光反射性的涂料。此外,在上述陶瓷涂料中包含用于使该陶瓷涂料向基板100附着的凝固剂、用于使印刷变得容易的树脂、以及用于维持粘度的溶剂。另外,也可以通过喷雾器在高导热性陶瓷层150b上涂覆陶瓷,由此在高导热性陶瓷层150b上形成高光反射性陶瓷层150a。
接下来,在陶瓷绝缘膜150(高光反射性陶瓷层150a)上,通过银树脂膏印刷来形成阳极用导电体布线160以及阴极用导电体布线165的银层的部分(160a、165a)、和校准标记190(参照图4(a))。然后,通过银树脂膏印刷来形成作为焊盘部的阳极电极170以及阴极电极180的银层的部分(170a、180a)、和极性标记195(参照图4(b))。
其次,在银树脂膏160a、银树脂膏165a、银树脂膏170a以及银树脂膏180a的各个之上,形成含有纳米大小的银粒子的银纳米粒子膏层122,进而在银纳米粒子膏层122的各个层上形成镍层123。由此,形成了阳极用导电体布线160、阴极用导电体布线165、阳极电极170以及阴极电极180(参照图4(c))。另外,在此情况下,构成布线图案的层从下层至上层依次为银层/银纳米粒子膏层/镍层,但也可以还在镍层上形成钯层。在此情况下,构成布线图案的层从下层至上层依次为银层/银纳米粒子膏层/镍层/钯层。
接下来,在上述布线图案上形成Au层120(参照图4(d))。由此,能够防止布线图案的银布线氧化。
较之于如实施方式1那样在Ag树脂膏上通过无电解镀覆处理来形成Ni/Au层或Ni/Pd/Au层,如本实施方式那样在Ag纳米粒子膏的层上通过无电解镀覆处理来形成Ni/Au层或Ni/Pd/Au层的情形,镀覆性变得更为良好。这基于Ag纳米粒子膏的触媒赋予性。此外,较之于单独使用Ag纳米粒子膏,更希望在作为Ag纳米粒子膏的基底而使用了Ag树脂膏的基础上使用Ag纳米粒子膏。其原因在于,提高了粘接强度。
其次,在陶瓷绝缘膜150(高光反射性陶瓷层150a)上,利用树脂膏来固定多个发光元件110。此外,通过引线来连接各发光元件110,为了电连接而对导电体布线160、165和发光元件110进行引线接合(参照图4(e))。
接下来,在基板100、阳极用导电体布线160、以及阴极用导电体布线165上形成光反射树脂框130,以包围上述发光元件110的搭载区域的周围。光反射树脂框130的形成方法并不特别限定,能够利用以往公知的方法。
然后,在由光反射树脂框130包围的区域内填充密封树脂140,来密封该区域的陶瓷绝缘膜150、发光元件110以及引线等(参照图4(f))。
另外,在本实施方式中形成的陶瓷绝缘膜150(高光反射性陶瓷层150a)的反射率(波长450nm的光的反射率)比由铝构成的基板100的反射率高约4%。
另外,对于高光反射性陶瓷层150a以及高导热性陶瓷层150b的厚度,若过厚则有时将产生裂纹,若过薄则有时无法获得充分的光反射特性、导热性以及绝缘耐压性。因而,在本实施方式中,考虑到高光反射性陶瓷层150a以及高导热性陶瓷层150b所要求的特性(高光反射性、高导热性、绝缘耐压性)、以及防止裂纹产生,将这些各层的厚度分别设为50μm。另外,在要使高光反射性或高导热性的任一个特性优先的情况下,也可以将任一层的厚度设定得较厚。但是,为了防止裂纹的产生,并且满足高光反射性陶瓷层150a以及高导热性陶瓷层150b所要求的特性,将这些各层的厚度分别优选设定为10μm以上且65μm以下,更优选设定为25μm以上且50μm以下。此外,为了更可靠地防止裂纹的产生,优选将高光反射性陶瓷层150a以及高导热性陶瓷层150b的厚度的合计值设定为100μm以上且130μm以下。
〔实施方式3〕
说明本发明的进一步的其他实施方式。另外,为了便于说明,对于具有与在实施方式1中说明过的部件相同的功能的部件,赋予相同的符号,并省略其说明。
在实施方式2中,在基板100上形成了由高导热性陶瓷层150b和高光反射性陶瓷层150a构成的多层构造的陶瓷绝缘膜150。相对于此,本实施方式所涉及的发光装置在基板上具有包含用于赋予光反射性的银(Ag)层和高导热性陶瓷层的多层构造。
此外,在实施方式1中,通过银树脂膏印刷来形成包含阳极用导电体布线160、阴极用导电体布线165、和作为焊盘部的阳极电极170以及阴极电极180的布线图案的银层,进而在该银层上形成了上述布线图案的镍层。相对于此,在本实施方式中,作为布线图案,通过Au树脂膏印刷形成了成为基底的金层。
图5(a)是表示本实施方式所涉及的发光装置20的一构成例的俯视图,图5(b)是图5(a)所示的D-D剖面的剖视图。
如图5所示,发光装置20具备:基板100、发光元件(半导体发光元件)110、光反射树脂框130、密封树脂140、银(Ag)层150c、以及高导热性陶瓷层150b。
另外,发光装置20与实施方式2的不同点在于:(i)在具有高光反射性的银(Ag)层150c的表面形成有高导热性陶瓷层(高散热性陶瓷层)150b(陶瓷绝缘膜150)、(ii)在基板100的背面侧形成有用于将发光装置20固定于散热器(未图示)的外螺纹(螺纹部件)205、(iii)基板100的外形形状为六边形、(iv)作为布线图案而通过Au树脂膏印刷形成了基底金层、以及(v)作为布线图案(基底金层)上的金层而形成了含有纳米大小的金(Au)粒子的Au纳米粒子膏(金纳米粒子膏)的层124,其他点是与实施方式2大致相同的构成。
在基板100上形成有由通过镀覆形成的银(Ag)层150c、和通过印刷法形成在银层150c上的高导热性陶瓷层150b构成的多层构造。另外,在本实施方式中,作为高导热性陶瓷层150b,利用具有电绝缘性、且具有不吸收从发光元件110出射的光的性质(光透过性)的陶瓷材料。
通过采用上述构成,从而能够由银层150c来反射从发光元件110向基板100方向泄漏的光。此外,能够将由发光元件110产生的热从高导热性陶瓷层150b经由银层150c而散热到基板100。因此,在本实施方式中,通过采用上述的层叠了银层150c和高导热性陶瓷层150b的多层构造,从而能够实现高导热性以及高光反射性。
此外,已知银的表面在未被覆盖的情况下由于黑色化、硫化、变色等而反射率极端下降,但在本实施方式中,由于高导热性陶瓷层150b覆盖了银层150c的表面,因此能够防止银层150c的反射率的下降。
此外,通过由Au纳米粒子膏的层124覆盖布线图案的上述构成,能够防止布线图案的布线因氧化而劣化。
此外,发光装置20在基板100的背面的一部分具备用于将发光装置20安装于散热器(未图示)的外螺纹205。由此,能够将发光装置20紧固地安装于散热器。另外,该外螺纹205可以与基板100一体地形成,也可以通过焊接等而安装于基板100。此外,外螺纹205的材质并不特别限定,但为了提高向散热器散热的散热性,优选利用导热性高的材质。
此外,发光装置20的基板100的外形形状成为六边形。由此,利用扳手、扳钳等工具来紧固基板100,从而能够利用外螺纹205而将发光装置20牢固地安装于散热器。另外,基板100的外形形状并不限于六边形,可以为三边形、四边形、五边形、八边形等其他多边形,也可以为圆形或椭圆形,还可以为其他形状。但是,为使发光装置20利用外螺纹205向散热器的安装变得容易,优选基板100的外形形状的至少一部分为直线形状。
另外,在本实施方式中,说明了作为光反射层而具备银层150c的构成,但并不限于此,例如也可以构成为包含银以外的具有光反射性的金属层作为光反射层。
另外,虽然未详细地涉及到发光装置20的制造方法,但作为与发光装置10的制造方法的不同点之一,列举出如下点:发光装置20的制造方法取代在布线图案上通过无电解镀覆来形成金层的实施方式2的工序,而包含在布线图案上形成金纳米粒子膏的层的工序。
(实施方式4)
在实施方式3中,作为布线图案,通过Au树脂膏印刷形成了基底金层,但在本实施方式中,作为布线图案,形成基底镍层而非基底金层。作为基底镍层的形成方法,列举镍树脂膏印刷。在此情况下,与进行Au树脂膏印刷的情况相比,能够降低材料成本。本实施方式所涉及的发光装置的构成除了通过Ni树脂膏印刷形成基底镍层作为布线图案的点之外,是与实施方式3所涉及的发光装置20大致相同的构成。
另外,在本实施方式中,在基板100上(陶瓷绝缘膜150的表面)形成镍层,由此来形成布线图案,但也可以在基板100上形成镍层,进而在镍层之上形成钯层,由此来形成布线图案。此外,也可以在基板100上形成了底涂剂(primer)的基础上,将底涂剂置换为镍,由此来形成布线图案。关于上述的底涂剂的形成,也可以通过喷墨或柔版印刷来对底涂剂进行图案形成。此外,关于镍的形成,也可以通过使触媒(例如钯触媒)作用于底涂剂,由此来促进从底涂剂形成镍。
(附注事项1)
期望实施方式1~3中的陶瓷绝缘膜为氧化锆系陶瓷。根据上述的构成,例如在将如铝那样熔点较高的金属材料(至少比氧化锆系陶瓷的烧结温度高的温度)设为金属制基板的材料的情况下,利用以比该金属材料的熔点低的烧结温度被烧结的氧化锆系陶瓷,从而具有既能维持金属制基板的形状又能将陶瓷烧结在金属制基板表面的效果。另外,如实施方式1~3那样,期望陶瓷绝缘膜具有导热性以及光反射性,但也可以不具有导热性以及光反射性。
另外,金属板上的陶瓷也可以是无需烧结的陶瓷。在此情况下,能够省略烧结工序,能够低成本地获得所期望的电子电路基板。此外,在向陶瓷上形成布线之前,也可以增加照射氩等惰性气体使陶瓷的表面粗糙化的表面处理工序。由此,布线向陶瓷粘接的粘接性提高,能够获得可靠性高的电子电路基板。
(附注事项2)
也可以在陶瓷绝缘膜的表面实施镀覆底涂剂处理。在此情况下,也可以对镀覆底涂剂处理后的陶瓷绝缘膜的表面(镀覆底涂剂层)实施Ni镀覆,进而实施Au镀覆,由此在布线图案上形成Au层120。同样地,也可以对镀覆底涂剂处理后的陶瓷绝缘膜的表面(镀覆底涂剂层)实施Ni镀覆,接着实施Pd镀覆,进而实施Au镀覆,由此在陶瓷绝缘膜上形成Ni/Pd/Au层。镀覆底涂剂层上的这些Ni层、Pd层以及Au层也可以利用无电解镀覆来形成。此外,镀覆底涂剂层也可以包含钯作为镀覆触媒底涂剂。此外,镀覆底涂剂层也可以通过喷墨或柔版印刷来进行图案形成。
另外,作为实施镀覆底涂剂处理的情况下的优点,列举出与进行Au树脂膏印刷的情况相比能够简化制造工序这一点。
(附注事项3)
如在实施方式1~3中所说明过的那样,电路基板包含:金属板、陶瓷绝缘膜、布线图案、和形成在布线图案上的金层。由于电路基板包含金属板,因此散热性优异。因而,可以有效率地放出发光元件所发的热,能有助于发光元件的长寿命化。该高散热性的电路基板例如在组装功率用半导体等伴有发热的元件的情况下能够获得同样的效果。
(附注事项4)
陶瓷绝缘膜150也可以通过利用玻璃的粘合剂来烧固陶瓷而形成。或者,陶瓷绝缘膜150也可以通过利用由玻璃以外的其他素材制作的粘合剂来烧固陶瓷而形成。
(总结)
如以上,本发明的第1形态所涉及的发光装置(发光装置10、20、30)是具备基板(基板100)、和配置在上述基板上的发光元件(发光元件110)的发光装置,其特征在于,在上述基板上形成有与上述发光元件电连接的布线图案,在上述布线图案上形成有金层(Au层120、Au纳米粒子膏的层124)。
根据上述的构成,上述发光装置的布线图案由金层覆盖。因此,上述发光装置实现了布线难以产生因氧化所致的劣化的效果。
本发明的第2形态所涉及的发光装置(发光装置30)在第1形态中优选,上述布线图案包含:形成在上述基板上的银层、和形成在上述银层上的镍层。
本发明的第3形态所涉及的发光装置在第2形态中优选,上述布线图案还包含:形成在上述镍层与上述金层之间的钯层。
本发明的第4形态所涉及的发光装置在第2形态或第3形态中优选,上述布线图案还包含:形成在上述银层与镍层之间的银纳米粒子膏层。
本发明的第5形态所涉及的发光装置在第1形态中优选,上述金层由金纳米粒子膏的层(层124)来形成。
本发明的第6形态所涉及的发光装置在第5形态中优选,上述布线图案包含基底金层。
本发明的第7形态所涉及的发光装置在第5形态中优选,上述布线图案包含基底镍层。
本发明的第8形态所涉及的发光装置在第1形态至第7形态任一形态中优选,上述基板具备:金属板、和形成在上述金属板上的陶瓷绝缘膜。
本发明的第9形态所涉及的发光装置在第8形态中优选,上述金属板由铝材料来构成。
根据上述的构成,上述发光装置能够将金属制基板的导热率设为230[W/m·K]。此外,由于铝廉价、容易加工、且耐氛围气湿度,因此能够降低电子装置的制造成本。此外,在将金属制基板设为熔点低的铝的情况下,作为绝缘层的材料而利用以比铝的熔点低的烧结温度被烧结的氧化锆系陶瓷,从而既能维持金属制基板的形状又能将陶瓷烧结在金属制基板表面。
本发明的第10形态所涉及的发光装置在第8形态中优选,上述金属板由铜材料来构成。
根据上述的构成,上述发光装置能够将金属制基板的导热率设为398[W/m·K]。
本发明的第11形态所涉及的发光装置在第8形态中优选,上述陶瓷绝缘膜具有导热性以及光反射性。
根据上述的构成,能够实现在搭载有发光元件的基板上形成了导热性以及光反射性优异的绝缘层的发光装置。此外,为了获得大输出的发光装置,需要在基板上搭载多个发光元件,基板的大面积化变得必要,但根据上述的构成,通过在大面积的基板上形成陶瓷绝缘膜,从而能够容易地实现具备高反射率和高散热性的发光装置。根据上述的构成,能够将由发光元件产生的热经由绝缘层而散热到基板。因此,能够实现高导热性。此外,能够由绝缘层来反射从发光元件向基板面方向泄漏的光。因此,能够实现高导热性以及高光反射性。作为如以上那样的绝缘层的材料,能够例示后述的氧化锆系陶瓷。
本发明的第12形态所涉及的发光装置在第8形态中优选,上述陶瓷绝缘膜为氧化锆系陶瓷。根据上述的构成,例如在将如铝那样熔点较高的金属材料(至少比氧化锆系陶瓷的烧结温度高的温度)设为金属制基板的材料的情况下,利用以比该金属材料的熔点低的烧结温度被烧结的氧化锆系陶瓷,从而具有既能维持金属制基板的形状又能将陶瓷烧结在金属制基板表面的效果。
本发明的第13形态所涉及的发光装置在第1形态至第12形态任一个形态中优选,上述布线图案包含:阳极用的导电体布线以及焊盘部、和阴极用的导电体布线以及焊盘部。
此外,本发明的第14形态所涉及的发光装置的制造方法,其特征在于,包含:在陶瓷基板上形成布线图案的工序、和在上述布线图案上形成金层的工序。
根据上述的构成,上述制造方法起到与本发明的第1形态所涉及的发光装置同样的作用效果。
本发明的第15形态所涉及的发光装置的制造方法中,在第14形态中优选形成上述金层的工序包含:形成金纳米粒子膏的层的工序。
本发明的第16形态所涉及的发光装置的制造方法中,在第14形态中优选形成上述布线图案的工序包含:形成镍层的工序。
本发明的第17形态所涉及的发光装置的制造方法中,在第16形态中优选形成上述布线图案的工序还包含:在上述镍层上形成钯层的工序。
本发明的第18形态所涉及的发光装置的制造方法中,在第16形态或第17形态中优选形成上述镍层的工序包含:在上述陶瓷基板上形成底涂剂的工序、和在上述底涂剂上形成镍层的工序。
根据上述的构成,上述制造方法实现了在不利用膏的情况下能够制造上述发光装置的进一步的效果。
本发明并不限定于上述的各实施方式,在权利要求所示的范围内可以进行各种变更,适当组合不同实施方式分别公开的技术手段而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
产业上的可利用性
本发明能够利用于具备形成在基板上的发光元件的发光装置。
符号说明
10、20、30 发光装置
100 基板
110 发光元件
120 Au层
122 Ag纳米粒子膏的层
123 镍层
124 Au纳米粒子膏的层
130 光反射树脂框
140 密封树脂
150 陶瓷绝缘膜
150a 高光反射性陶瓷层(第2陶瓷层)
150b 高导热性陶瓷层(第1陶瓷层)
150c 银层(金属层)
160 阳极用导电体布线(布线)
165 阴极用导电体布线(布线)
170 阳极电极(电极部)
180 阴极电极(电极部)
205 外螺纹(螺纹部)
Claims (10)
1.一种发光装置,具备:基板、和配置在上述基板上的发光元件,
所述发光装置的特征在于,
在上述基板上形成有与上述发光元件电连接的布线图案,
在上述布线图案上形成有金层,
上述布线图案包含:形成在上述基板上的银层、形成在上述银层上的镍层、和形成在上述银层与上述镍层之间的银纳米粒子膏层,
上述银层由银树脂膏形成,
上述镍层通过无电解镀覆处理来形成,
上述基板是金属板,在上述金属板上形成有陶瓷绝缘膜。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
上述布线图案还包含:形成在上述镍层与上述金层之间的钯层。
3.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
上述金层由金纳米粒子膏的层来形成。
4.根据权利要求3所述的发光装置,其特征在于,
上述布线图案包含基底金层。
5.根据权利要求3所述的发光装置,其特征在于,
上述布线图案包含基底镍层。
6.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
上述金属板由铝材料构成。
7.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
上述金属板由铜材料构成。
8.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
上述陶瓷绝缘膜具有导热性以及光反射性。
9.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
上述陶瓷绝缘膜是氧化锆系陶瓷。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的发光装置,其特征在于,
上述布线图案包含:阳极用的导电体布线以及焊盘部、和阴极用的导电体布线以及焊盘部。
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