CN106463595B - 发光元件搭载用基板以及发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可长时间发挥高亮度且高发光效率的发光元件搭载用基板、以及在该发光元件搭载用基板上搭载发光元件而成的发光装置。一种发光元件搭载用基板，其具备包含陶瓷的基板、设置于该基板上且主要成分为金或者银的金属层、和以覆盖该金属层的至少一部分的方式而设置的树脂层，其中，所述树脂层包含铂，在所述金属层的表面存在镁、钙和铜中的至少一种的氧化物。

Description

发光元件搭载用基板以及发光装置
技术领域
本发明涉及发光元件搭载用基板以及在该发光元件搭载用基板上搭载发光元件而成的发光装置。
背景技术
作为消耗电力少的发光元件，LED(发光二极管)受到关注，这样的发光元件的搭载中，使用绝缘性的基板，在该基板上设置有形成电路(布线)的金属层。
在这样的构成中，LED在发光输出时的热对于发光元件的性能、可靠性有影响，因此若是低输出LED，则可以使用树脂作为基板，但是近年来，要求进一步的高亮度，因此作为中等输出LED的基板，使用氧化铝质烧结体，作为高输出LED的基板，使用氮化铝等的陶瓷。
另外，在上述构成的基板上搭载发光元件而成的发光装置中，要求发光效率的提高，因此将设置于基板上的金属层用白色系的色调的树脂覆盖(参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-129801号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
为了提高发光效率，将设置于基板上的金属层用白色系的色调的树脂覆盖的情况下，LED高亮度化时，使用与树脂相比热传导率高、放热性高的陶瓷作为基板，由此在金属层传导大量的热。并且，作为金属层，使用放热性高的金、银的情况下，由于在金属层传导的大量的热，因此金属层与树脂的密合性降低，树脂从金属层发生剥离，由此可能造成发光效率降低。因此，现在，对于在包含陶瓷的基板上具备主要成分为金或银的金属层、进而以覆盖金属层的至少一部分的方式设置的树脂层的构成的发光元件搭载用基板，要求金属层与树脂发生剥离的可能性低。
本发明是为了满足上述要求而作出的发明，其目的在于提供可长时间发挥高亮度且高发光效率的发光元件搭载用基板，以及在该发光元件搭载用基板上搭载发光元件而成的发光装置。
用于解决技术问题的手段
本发明的发光元件搭载基板的特征在于，具备包含陶瓷的基板、设置于该基板上且主要成分为金或者银的金属层、和以覆盖该金属层的至少一部分的方式而设置的树脂层，其中，所述树脂层包含铂，在所述金属层的表面存在镁、钙和铜中的至少一种的氧化物。
另外，本发明的发光装置的特征在于，是在上述构成的本发明的发光元件搭载用基板上搭载发光元件而成。
发明效果
根据本发明的发光元件搭载用基板，放热性优异的同时，树脂层与金属层的密合强度高，因此可以长时间发挥高亮度且高发光效率。
另外，根据本发明的发光装置，通过在上述构成的本发明的发光元件搭载用基板上搭载发光元件，而具有高可靠性。
附图说明
图1是表示具备本实施方式的发光元件搭载用基板的发光装置的一个例子的截面图。
图2表示本实施方式的发光元件搭载用基板的树脂层表面的一个例子，(a)为俯视图，(b)时(a)中沿着A-A线的截面图。
具体实施方式
以下，对于本实施方式的一个例子，一边参照附图一边进行说明。图1是表示具备本实施方式的发光元件搭载用基板的发光装置的一个例子的截面图。需要说明的是，在此后的图中，对于同一构件，标记相同的编号。
如图1所示，本实施方式的发光元件搭载用基板10具备：包含陶瓷的基板1、设置于基板1上且主要成分为金或者银的金属层2、和以覆盖金属层2的至少一部分的方式而设置的树脂层3。需要说明的是，金属层2中的主要成分是指，构成金属层2的成分的总计100质量％中，超过50质量％的成分。
另外，本实施方式的发光装置20是在上述构成的发光元件搭载用基板10上搭载发光元件4而成的。需要说明的是，图1中，表示发光元件4通过焊接线5电连接于和金属层2a并设的金属层2b的例子。另外，虽然未图示，但为了保护发光元件4，也可以用密封材料将发光元件搭载用基板10中包含发光元件4的发光元件4搭载一侧的面覆盖。另外，密封材料可以含有用于波长转换的荧光物质等。
并且，对于本实施方式的发光元件搭载用基板10，由于基板1包含陶瓷，因此除了高绝缘性之外，还具有优异的机械特性。另外，由于金属层2的主要成分为金或者银，因此金属层2的电阻率低，导热率高，具有高放热性，因而可以搭载高亮度、发热量大的发光元件4。并且，合适的是树脂层3的反射率比基板1以及金属层2要高。由此，在设置有反射率比基板1以及金属层2要高的树脂层3时，发光元件搭载用基板10的发光效率提高。特别是，基板1的色调是暗色系的情况下，合适的是基板1的表面被树脂层3覆盖。
并且，对于本实施方式的发光元件搭载用基板10，树脂层3包含铂，在金属层2的表面2c存在有镁、钙和铜中的至少一种的氧化物。由此，通过树脂层3包含铂，在金属层2的表面2c存在有镁、钙和铜中的至少一种的氧化物，从而本实施方式的发光元件搭载用基板10中的金属层2和树脂层3具有高密合强度。
在此，可以具有高密合强度的详细机制尚不明确，但认为是由以下引起的：在金属层2的表面2c中，确认存在有镁、钙和铜中的至少一种的氧化物，因此树脂层3所含的铂作为氧化催化剂发挥作用，树脂层3所含的氧与成为金属层2的糊剂所含的镁、钙以及铜中的至少一种发生氧化反应。
由此，通过金属层2和树脂层3的高密合强度，树脂层3从金属层2的表面2c剥离的可能性降低，因此本实施方式的发光元件搭载用基板10可以长时间发挥高亮度且高发光效率。需要说明的是，在金属层2的除表面2c以外的区域中，金属层2所含的镁、钙以及铜可以以金属形式而存在，也可以以化合物形式而存在，但对于铜，从放热性的观点考虑，合适的是以金属形式存在。
并且，构成本实施方式的发光元件搭载用基板10的基板1可以使用氧化铝质烧结体、氧化锆质烧结体、氧化铝以及氧化锆的复合烧结体、氮化硅质烧结体、氮化铝质烧结体、碳化硅质烧结体或者富铝红柱石质烧结体。需要说明的是，从加工性比较容易、同时机械强度优异的观点考虑，合适的是基板1包括氧化铝质烧结体。另外，从放热性优异的观点考虑，合适的是基板1包括氮化铝质烧结体。
另外，基板1可以形成通孔。若基板1形成通孔，且在该通孔中形成包括导电性物质的贯通电极，则可以与外部电源连接。另外，若在该通孔中形成包括高导热性物质的热通道，则可以提高基板1的放热特性。
接着，构成本实施方式的发光元件搭载用基板10的树脂层3含有铂，如上所述，合适的是反射率比基板1要高，具体而言，呈白色的树脂层是合适的。作为这种呈白色的树脂层3，可以列举在硅酮树脂、环氧树脂等的主要成分中含有氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化钡、硫酸钡等的白色无机填料的树脂层。
接着，作为金属层2的第1例，可以列举主要成分为银，铜的含量为20质量％以上且40质量％以下，含有钛、锆、铪和铌中的至少一种的构成。
满足这种构成时，由于铜的含量为20质量％以上且40质量％以下，因此具备优异的放热性，同时金属层2和树脂层3具有高密合强度。在此，认为具有高密合强度的原因在于：通过以20质量％以上且40质量％以下含有铜，而在金属层2的表面中，得到因树脂层3所含的铂而产生的氧化催化作用的区域变宽广。另外，通过含有钛、锆、铪和铌中的至少一种，从而在热处理时与构成基板1的成分反应，形成化合物，因此基板1和金属层2牢固地接合。
并且，钛、锆、铪和铌的含量合适的是以总量计为1质量％以上且8质量％以下。需要说明的是，含量是指，在构成金属层2的成分的总量100质量％中的占有量。
另外，作为金属层2的第2例，可以列举主要成分为银，铜的含量为20质量％以上且40质量％以下，含有钛、锆、铪和铌中的至少一种，此外含有钼、锇、铼和钨中的至少一种的构成。满足这种构成时，钼、锇、铼和钨是熔点高的金属，因此在金属层2的形成中，从规定位置溢出的少，自金属层用糊剂印刷时起的形状保持性高，因此可以成为细微的布线。需要说明的是，钼、锇、铼和钨的含量合适的是以总量计为3质量％以上且20质量％以下。
此外，作为金属层2的第3例，可以列举主要成分为银，铜的含量为20质量％以上且40质量％以下，含有钛、锆、铪和铌中的至少一种，此外含有铟、锌和锡中的至少一种的构成。
进一步地，作为金属层2的第4例，可以列举主要成分为银，铜的含量为20质量％以上且40质量％以下，含有钛、锆、铪和铌中的至少一种，含有钼、锇、铼和钨中的至少一种，此外含有铟、锌和锡中的至少一种的构成。
这样，金属层2中，含有铟、锌和锡中的至少一种时，通过热处理时的熔融，从而可以减少金属层2中的空隙。需要说明的是，铟、锌和锡的含量合适的是以总量计为0.5质量％以上且5质量％以下。
另外，作为金属层2的第5例，可以列举主要成分为金或者银，玻璃成分的含量为0.5质量％以上且5质量％以下，镁、钙以及铜的总含量以氧化物换算计为0.1质量％以上且5.0质量％以下的构成。
如上述第5例所述，金属层2中的镁、钙以及铜的总含量以氧化物换算计为0.1质量％以上且5.0质量％以下时，主要成分的含量高，因此金属层2具有高放热性，同时金属层2和树脂层3具有足以实用的密合强度。
另外，合适的是，树脂层3中的铂的含量为0.05质量％以上且0.15质量％以下。若是该范围的铂的含量，则可以抑制成本增加，同时金属层2和树脂层3之间具有高密合强度。
需要说明的是，作为金属层2以及树脂层3所含有的成分的确认方法，例如为：将发光元件搭载用基板10切断，将以截面抛光机(CP)进行了研磨的截面作为观察面，使用SEM(扫描型电子显微镜)以1000倍以上且10000倍以下的倍率观察，使用附设的EDS(能量分散型X射线分析装置)，由此可以进行确认。或者，分别削取金属层2以及树脂层3，使用ICP发光分光分析装置(ICP)或荧光X射线分析装置(XRF)，由此也可以进行确认。
另外，对于在金属层2的表面2c是否存在镁、钙、铜的氧化物，涂布氢氧化钠水溶液这样的强碱性溶液使其溶胀，由此去除金属层2上的树脂层3，或者削取树脂层3，使金属层2的表面露出。然后，通过基于附设于SEM的EDS、电子束显微分析仪(EPMA)而得的分布，例如期望确认镁的氧化物时，确认镁以及氧的分布，并确认镁和氧的存在位置有无重合部分，由此可以确认。
另外，作为确认金属层2和树脂层3的成分的含量的方法，只要分别削取金属层2、树脂层3，使用ICP、XRF进行测定即可。需要说明的是，在金属层2的第5例这样的构成的情况下，使用ICP、XRF测定并求出除氧之外的构成玻璃成分的元素、镁、钙以及铜的含量，然后分别换算为氧化物，从而可以求出。具体而言，除氧之外的构成玻璃成分的元素是硅时为SiO2，是镁时为MgO，是钙时为CaO，是铜时为CuO。
另外，合适的是，树脂层3的表面3a具有多个高度1.5μm以上的凸起3b，且凸起3b规则性地排列。满足这种构成时，反射率高，同时凸起3b的表面积增加，由此可以有效地释放困于树脂层3的热。需要说明的是，考虑到为了保护发光元件4而设置密封构件、发生凸起3b因接触等而发生脱落所致的不良情况等，合适的是，凸起3b的高度为5.0μm以下。
对于树脂层3的表面3a的凸起3b，使用图2进行说明。图2表示树脂层3的表面3a的一个例子，(a)为俯视图，(b)为(a)中沿着A-A线的截面图。凸起3b为圆锥状、三角锥状或者四角锥状，图2中示出了圆锥状的凸起3b。并且，凸起3b规则性地排列是指：如图2(a)所示，在树脂层3的表面3a上，凸起3b以一定间隔而存在的状态，相邻凸起3b的顶点间的距离的误差在±10μm以内。在本实施方式中，这种形态称之为规则性地排列。
并且，作为确认树脂层3的表面3a的凸起3b是否规则性地排列的方法，首先，目视表面3a来确认存在多个凸起3b，然后多个凸起3b中，沿着连结各顶点的直线将发光元件搭载用基板10切断，将用CP研磨后的截面作为观察面，使用光学显微镜或者SEM以1000倍以上且10000倍以下的倍率观察，测定顶点间的距离。另外，将各顶点连结的同时，沿着与之前的直线以大致成直角相交的直线将发光元件搭载用基板10切断，将用CP研磨后的截面作为观察面，使用光学显微镜或者SEM，以1000倍以上且10000倍以下的倍率观察，测定顶点间的距离。并且，只要该测定值的误差在±10μm以内，就可以说在树脂层3的表面3a上，凸起3b规则性地排列。
另外，对于凸起3b的高度，在上述观察面中，将连结凸起3b的左右的未隆起的部分的线作为基准线，求出高度，求出10个凸起3b的高度的平均值即可。另外，对于凸起3b间的间隔，以各顶点连结的方式来测定即可，通过使用公知的接触型或非接触型的粗糙度测定器、形状测定器而可以确认。
另外，在金属层2的表面2c中，合适的是，算术平均粗糙度Ra为0.3μm以上且0.8μm以下。满足这种构成时，金属层2和树脂层3之间具有高密合强度。需要说明的是，发光元件搭载用基板10中，金属层2的表面2c是指：被树脂层3覆盖而未露出的面。
并且，作为确认金属层2的表面2c的算术平均粗糙度Ra的方法，例如，对树脂层3涂布氢氧化钠水溶液这样的强碱性溶液而使其溶胀，由此去除金属层2上的树脂层3；或者削取树脂层3，由此使金属层2的表面2c露出。然后，使用接触型或者非接触型的粗糙度测定器，基于JIS B0601-2001进行测定，在任意5个位置进行该作业。并且，将得到的测定值的平均值作为本实施方式中的金属层2的表面2c的算术平均粗糙度Ra的值。
以下，对于本实施方式的发光元件搭载用基板10的制造方法的一个例子进行说明。首先，作为基板1，通过公知的成形方法以及烧成方法，例如，准备氮化铝质烧结体、氧化铝质烧结。需要说明的是，在氧化铝质烧结体的形成时，为了提高基板1的反射率，可以使其含有氧化钡(BaO)、氧化锆(ZrO2)。
并且，在基板1形成通孔的情况下，可以在成形体形成时，与外部形状一起形成孔，或者对于仅加工了外部形状的成形体，利用冲压、喷磨或者激光来形成孔，或者可以利用喷磨或者激光使烧结体形成孔。需要说明的是，基板1的厚度例如为0.15mm以上且1.5mm以下。
接着，作为金属层2的制造方法，对于上述第1、第2、第4、第5的例子进行说明。需要说明的是，对于成为第1、第2、第4的例子的金属层2的金属层用糊剂，作为基板1，使用氮化铝质烧结体，对于成为第5的例子的金属层2的金属层用糊剂，使用氧化铝质烧结体。
首先，作为金属层2的第1例子，准备平均粒径为1.0μm以上且5.0μm以下的银粉末、平均粒径为1.0μm以上且5.0μm以下的铜粉末、平均粒径为0.5μm以上且5.0μm以下的钛粉末、有机载体，称量所需量，进行混合，由此制作金属层用糊剂(第1)。银粉末、铜粉末以及钛粉末的质量比例如为使银：铜：钛为63：34：3。
需要说明的是，有机载体是指，将有机粘合剂溶解于有机溶剂而成的物质，例如，有机粘合剂与有机溶剂的质量比为，相对于有机粘合剂1，有机溶剂为2～6。并且，作为有机粘合剂，例如可以使用选自聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯等的丙烯酸类；硝基纤维素、乙基纤维素、乙酸纤维素、丁基纤维素等的纤维素类；聚甲醛等的聚醚类；聚丁二烯、聚异戊二烯等的聚乙烯基类中的1种，或者可以将2种以上混合使用。
另外，作为有机溶剂，例如可以使用选自卡必醇、卡必醇乙酸酯、萜品醇、间甲酚、二甲基咪唑、二甲基咪唑啉酮、二甲基甲酰胺、双丙酮醇、三乙二醇、对二甲苯、乳酸乙酯、异佛尔酮中的1种，或者可以将2种以上混合使用。
另外，作为金属层2的第2例，准备平均粒径为1.0μm以上且5.0μm以下的银粉末、平均粒径为1.0μm以上且5.0μm以下的铜粉末、平均粒径为0.5μm以上且5.0μm以下的钛粉末、平均粒径为1.0μm以上且5.0μm以下的钼粉末、有机载体，称量所需量，进行混合，由此制作金属层用糊剂(第2)。银粉末、铜粉末、钛粉末以及钼粉末的质量比例如为使银：铜：钛：钼为56：27：2：15。
另外，作为金属层2的第4例，准备平均粒径为1.0μm以上且5.0μm以下的银粉末、平均粒径为1.0μm以上且5.0μm以下的铜粉末、平均粒径为0.5μm以上且5.0μm以下的钛粉末、平均粒径为1.0μm以上且5.0μm以下的钼粉末、平均粒径为2.0μm以上且10.0μm以下的锡粉末、有机载体，称量所需量，进行混合，由此制作金属层用糊剂(第4)。银粉末、铜粉末、钛粉末、钼粉末、锡粉末的质量比例如为使银：铜：钛：钼：锡为55：25：3：15：2。
接着，作为金属层2的第5例，准备平均粒径为0.5μm以上且3.5μm以下的银粉末、玻璃粉末、平均粒径为0.3μm以上且1.5μm以下的、镁粉末、钙粉末以及铜粉末中的至少一种(以下，称为无机粉末)、和有机载体。
需要说明的是，合适的是，玻璃粉末使用软化点为500℃以上且700℃以下的玻璃粉末，特别合适的是，使用600℃以上且700℃以下的玻璃粉末。另外，合适的是，玻璃粉末的平均粒径相对于金粉末或者银粉末的平均粒径为8％以上且60％以下。软化点为600℃以上且700℃以下时，或者玻璃粉末的平均粒径相对于金属粉末的平均粒径为8％以上且60％以下时，金属层用糊剂中所含的玻璃粉末在烧成时容易软化，容易朝着基板1一侧移动，可以使基板1和金属层2的接合强度提高。
并且，作为这种玻璃粉末的种类，例如可以列举R2O-B2O3-SiO2系(R：碱金属元素)、SiO2-Bi2O3-B2O3系、R2O-SiO2-B2O3-Bi2O3系、SiO2-ZnO-B2O3系、R2O-SiO2-B2O3-ZnO系等。
另外，称量所需量的银粉末、玻璃粉末、无机粉末、有机载体，进行混合，由此制作金属层用糊剂(第5)。作为此时的配合量，例如，银糊剂100质量％中，使银粉末为77.0质量％以上且87.0质量％以下，使玻璃粉末为0.5质量％以上且5质量％以下，使无机粉末为0.1质量％以上且5.0质量％以下，使有机载体为10质量％以上且20质量％以下的范围即可。
并且，作为使用第1、第2、第4的金属层用糊剂时其后的步骤，首先，在大气气氛中，在800℃以上且900℃以下的温度对基板1进行热处理。接着，通过公知的丝网印刷法等，印刷任一金属层用糊剂，使其干燥。然后，在真空气氛下，在790℃以上且860℃以下的最高温度下，保持3分钟以上且15分钟以下，由此形成金属层2。
接着，准备成为树脂层3的糊剂(以下，称为树脂层用糊剂)。树脂层用糊剂例如为，在有机溶剂中分散含有铂的硅酮树脂原料和白色无机填料粉末而得的糊剂。
此时，作为含有铂的硅酮树脂原料的主要成分，可以列举有机聚硅氧烷、有机氢聚硅氧烷、含铂聚硅氧烷等。另外，作为白色无机填料，可以列举氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化钡、硫酸钡等。需要说明的是，合适的是，调整树脂层3中的铂的含量，以使其为0.05质量％以上且0.15质量％以下。
另外，在树脂层用糊剂的制作中，合适的是，将树脂层3中的低分子硅氧烷的含量调节为200ppm以下。低分子硅氧烷具有容易排斥熔融的金属的性质，因此在金属层2的表面2c的密合焊接线5的区域，使存在低分子硅氧烷的可能性降低。若如上进行调整，则在金属层2的表面2c中容易进行焊接线5的密合处理。
需要说明的是，作为树脂层用糊剂中的质量比，例如相对于含有铂的硅酮树脂原料为1的情况，将白色无机填料调和为0.5～4，将有机溶剂调和为20～100。需要说明的是，也可以适当添加交联剂、稀释剂、反应抑制剂等。
然后，将得到的树脂层用糊剂以覆盖基板1、金属层2的所需区域的方式印刷。其中，为了在树脂层3的表面3a上设置凸起3b，准备可形成凸起3b的形状的模具，在印刷树脂糊剂之后，压接该模具，然后分离即可。
接着，将印刷的树脂糊剂以140℃以上且200℃以下的最高温度保持0.5小时以上且3小时以下，进行热处理。需要说明的是，树脂层3的厚度例如为10μm以上且70μm以下。经过至此为止的以上工序，可以得到本实施方式的发光元件搭载用基板10。
接着，作为使用第5的金属层用糊剂时其后的工序，通过公知的丝网印刷法等，印刷第5的金属层用糊剂，在80℃以上且150℃以下进行干燥。然后，例如在大气气氛中，在820℃以上且900℃以下的最高温度下保持5分钟以上且3小时以下，由此形成金属层2。对于此后的树脂层3的形成，可以通过与上述方法相同的方法来进行。
接着，对于以金作为主要成分的金属层2的制造方法进行说明。作为以金作为主要成分的金属层2，使用在有机溶剂中包含含有含金有机化合物的金树脂酸盐、以及无机粉末的金树脂酸盐糊剂即可。
并且，使用准备的金树脂酸盐糊剂，通过公知的丝网印刷法等印刷于基板1，然后在80℃以上且150℃以下进行干燥。然后，例如在大气气氛中，在400℃以上且900℃以下的最高温度下保持5分钟以上且3小时以下，由此形成金属层2。对于此后的树脂层3的形成，可以通过与上述方法相同的方法来进行。
需要说明的是，为了使金属层2的厚度为所需的厚度，可以反复进行印刷、干燥以及热处理，或者可以进行多次印刷以及干燥的工序之后统一进行热处理。
并且，对于金属层2的厚度，例如在以银为主要成分的金属层2的情况下，为5μm以上且70μm以下，在以金为主要成分的金属层2的情况下，为0.5μm以上且10μm以下。
另外，可以在金属层2的表面部分地进行镀敷处理。由此，通过进行镀敷处理，可以使得发光元件4、焊接线5等的密合处理变得容易，可以抑制氧化导致的金属层2的腐蚀。作为镀敷的种类，可以使公知的镀敷，例如可以列举镀金、镀银或者镀镍-金等。
并且，对于通过上述的制造方法得到的本实施方式的发光元件搭载用基板10，树脂层3包含铂，金属层2以金或者银作为主要成分，同时在金属层2的表面2c存在有镁、钙和铜中的至少一种的氧化物，因此金属层2的电阻率低、导热率高，由此具有高放热特性，同时金属层2与树脂层3的密合强度提高，可以长时间发挥高亮度且高发光效率。
此外，在本实施方式的发光元件搭载用基板10的制作中，使用形成有分割槽的基板1，通过上述方法形成金属层2以及树脂层3，然后进行分割，由此可以有效地制作多个发光元件搭载用基板10。需要说明的是，本实施方式的发光元件搭载用基板10的制造方法不限于上述的制造方法。
接着，对于图2所示的本实施方式的发光装置20，例如可以是在本实施方式的发光元件搭载用基板10的金属层2上搭载发光元件4，用焊接线5连接，由此得到。由此制作的本实施方式的发光装置20具有高可靠性。
以下，具体地说明本发明的实施例，但本发明不限于以下的实施例。
实施例1
制作金属层中氧化物换算后的镁、钙以及铜的含量各异的试样，进行可靠性试验。首先，将氧化硅以及氧化镁作为烧结助剂，制备包含氧化铝的含量为96质量％的氧化铝质烧结体的厚度0.32mm的基板。
接着，作为成为金属层的金属层用糊剂，准备平均粒径为2.0μm的银粉末、平均粒径为1.3μm且软化点为630℃的R2O-B2O3-SiO2系的玻璃粉末、无机粉末(镁粉末、钙粉末、铜粉末)和有机载体。
并且，作为配合量，使玻璃粉末为2.5质量％，有机载体为15质量％，称量无机粉末，以使构成金属层的成分100质量％中，换算为氧化物的含量为表1所示的量，剩余部分为银粉末。并且，将它们混合，由此可以得到金属层用糊剂。
并且，通过丝网印刷法，对于各个基板，印刷各自的金属层用糊剂。然后，在100℃下干燥，在大气气氛中，在900℃的最高温度下保持15分进行热处理。需要说明的是，热处理后的金属层的厚度为10μm。
接着，作为树脂层用糊剂，准备在有机溶剂中分散了含铂的聚硅氧烷、和包含氧化钛的白色无机填料粉末的糊剂。需要说明的是，在构成树脂层的成分的总计100质量％中，铂以0.1质量％的含量的量在树脂层用糊剂中含有。
然后，以覆盖金属层的至少一部分表面的方式将所得的树脂层用糊剂印刷于所需位置。进行在150℃的最高温度下保持1小时的热处理。需要说明的是，树脂层的厚度为20μm。由此，得到试样No.1～21。需要说明的是，各试样分别准备20个。
接着，对于可靠性试验，进行说明。在温度设定为85℃、湿度设定为85％的加速寿命试验装置中装载试样。并且，每隔50小时取出1个各试样，在树脂层的表面上贴附聚酯膜，将其向着上方撕拉，由此进行剥离试验，将确认到树脂层从金属层剥离时的时间示于表1。
表1
如表1所示可知，通过在金属层中含有镁、钙和铜中的至少一种的氧化物，从而耐久时间延长。另外可知，通过使金属层中的镁、钙以及铜的总含量以氧化物换算计为0.1质量％以上且5.0质量％以下，从而进一步延长耐久时间。需要说明的是，试样No.4、9、14、19即使在1000小时以后，也没有发现树脂层从金属层剥离。
需要说明的是，对于金属层的表面，使用EPMA对Mg、Ca、Cu、O确认了分布，对于试样No.2～21，确认了Mg、Ca、Cu中的任意者和O有重合的部分。
由以上结果，可以确认通过使金属层的主要成分为金或者银可以提高放热性，可知本实施方式的发光元件搭载用基板的放热性优异，同时树脂层和金属层的密合强度高，因此可以长时间发挥高亮度且高发光效率。
实施例2
接着，制作金属层的结构不同的试样，确认金属层的接合强度、金属层的形状保持性、金属层中的空隙量。
首先，准备平均粒径为2.5μm的银粉末、平均粒径为2.5μm的铜粉末、平均粒径为1.0μm的钛粉末、平均粒径为2.0μm的钼粉末、平均粒径为5.0μm的锡粉末、有机载体，按照表2所示的含量称量、混合，由此制作金属层用糊剂。
并且，作为基板使用氮化铝质烧结体，在大气气氛中850℃的温度下对基板进行热处理。接着，通过丝网印刷法，对于各个基板，印刷各自的金属层用糊剂，并使其干燥。然后，在真空气氛中820℃的最高温度下保持5分钟，由此形成金属层。需要说明的是，热处理后的金属层的厚度为15μm。
然后，按照JIS C 6481-1996测定金属层的剥离强度，由此评价接合强度。测定时，首先实施蚀刻，以使金属层的大小为2×2mm2，使用助熔剂和钎焊料，在金属层的表面接合(钎焊结合)厚度0.6mm的镀敷导线(铜线上镀Sn)。需要说明的是，对于接合强度，在表2中，以试样No.23为基准，将剥离强度比试样No.23的值要小的试样示为B，将剥离强度与试样No.23的值相等或者更大的试样示为试样A。
另外，由于是使用相同的丝网形成金属层的试样，以试样No.27为基准，评价形状保持性。需要说明的是，评价方法为，将俯视观察时的金属层形状比试样No.27要大的试样记作B，将俯视观察时的金属层形状与试样No.27相等的试样记作A。
另外，通过超声波探伤法，测定俯视观察基板与金属层之间的空隙的面积Sv，求出其相对于观察面积So的面积占有率(Sv/So×100)，作为空隙量。在此，对于超声波探伤法的测定条件，探伤频率设为50MHz，增益设为30dB，扫描间距设为100μm，以试样No.25为基准，将空隙量比试样No.25的值要大的试样记作B，将空隙量与试样No.25的值相等或者更小的试样记作A。
另外，通过削取金属层来采样，使用ICP求出含量。进一步，将各试样切断，将用CP研磨后的截面作为测定面，确认EPMA的分布，对于试样No.23～33，在基板的表面，侧存在钛与氮(构成作为基板的氮化铝质基板的成分)重合的部分。结果示于表2。
表2
如表2所示，可知通过使金属层含有钛，从而可以提高与基板的接合强度。另外可知，通过含有钼，从而可以提高金属层的形状保持性。此外可知，通过含有锡，从而可以减少空隙。并且可知，若铜的含量为20质量％以上且40质量％以下，则金属层和树脂层具有高密合强度，因此与基板的密合强度提高，另外形状保持性提高，若空隙少，则形成可靠性进一步提高的发光元件搭载用基板。
另外，代替钛粉末而使用锆粉末、铪粉末、铌粉末的情况下，与基板的接合强度也提高。此外，代替钼粉末而使用锇粉末、铼粉末、钨粉末的情况下，金属层也具有高的形状保持性。另外，代替锡粉末而使用铟粉末、锌粉末的情况下，也可以减少空隙。
实施例3
接着，制作树脂层的表面性状不同的试样，测定反射率。需要说明的是，除涉及树脂层的表面性状以外，通过与实施例1的试样No.4相同的方法来制作。
需要说明的是，对于试样No.35，对形成树脂层后的表面实施喷磨处理，形成凸起。另外，对于试样No.36～39，在印刷树脂层用糊剂之后，为圆锥状，使用图2所示的成为规则排列的模具来按压，形成凸起。
然后，对于试样No.35～39，沿着连结凸起的各顶点的直线切断后，将用CP研磨后的截面作为观察面，使用SEM，以2000倍的倍率观察，对于试样No.35，以相邻凸起的顶点作为基准线，测定凸起之间的凹陷的深度，将10处位置的深度的平均值作为凸起高度。另外，对于试样No.36～39，将连结凸起左右的未隆起的部分的线作为基准线，测定高度，将10处位置的高度的平均值作为凸起高度。需要说明的是，试样No.36～39中前后左右的凸起的间隔是50μm。
接着，使用分光测色计，测定波長450nm下各试样的树脂层的反射率。结果示于表3。
表3
如表3所示，可知通过在树脂层的表面具有多个高度1.5μm以上的凸起3b，并使凸起规则性地排列，由此可以提高反射率。
实施例4
接着，制作金属层的表面性状不同的试样，进行可靠性试验。
对于各试样，除涉及金属层的表面性状以外，通过与实施例1的试样No.4相同的方法来制作。
需要说明的是，对于金属层的表面性状的加工而言，在形成金属层后，为使金属层的表面的算术平均粗糙度Ra为表4所示的值，通过喷砂处理来进行。然后，以与实施例1相同的方法进行可靠性试验。结果示于表4。
表4
如表4所示，可知通过金属层的表面的算术平均粗糙度Ra为0.3μm以上且0.8μm以下，可以延长耐久时间。并且，通过这些实施例的结果可知，对于本实施方式的发光元件搭载用基板，放热性优异，同时树脂层与金属层的密合强度高，因此在其上搭载发光元件而成的发光装置具有高可靠性。
符号说明
1：基板
2：金属层
3：树脂层
4：发光元件
5：焊接线
10：发光元件搭载用基板
20：发光装置

Claims (9)

1.一种发光元件搭载用基板，其特征在于，具备：
包含陶瓷的基板、
设置于该基板上且主要成分是金或者银的金属层、和
以覆盖该金属层的至少一部分的方式而设置的树脂层，
所述树脂层包含铂，在所述金属层的表面存在钙和铜中的至少一种的氧化物。
2.根据权利要求1所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述金属层的主要成分是银，铜的含量为20质量％以上且40质量％以下，含有钛、锆、铪和铌中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述金属层含有钼、锇、铼和钨中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述金属层含有铟、锌和锡中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述金属层中的镁、钙和铜的总含量以氧化物换算计为0.1质量％以上且5.0质量％以下。
6.根据权利要求1所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述树脂层在表面具有多个高度为1.5μm以上的凸起，该凸起规则性地排列。
7.根据权利要求1所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述金属层的表面的算术平均粗糙度Ra为0.3μm以上且0.8μm以下。
8.根据权利要求1所述的发光元件搭载用基板，其特征在于，所述树脂层以硅酮树脂为主要成分，所述硅酮树脂中的低分子硅氧烷的含量为200ppm以下。
9.一种发光装置，其特征在于，在权利要求1所述的发光元件搭载用基板上搭载发光元件而成。
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