CN107148685A - 基板以及发光装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种具备绝缘耐压性和光反射性进而量产性也优良的用于配置发光元件的基板。一种用于安装发光元件(20)的基板(10),具备:基体(12);和绝缘层(30),被直接或者间接地配置于基体(12)的表面,绝缘层(30)由反射光的反射层(32)、和被配置于反射层(32)内且线膨胀率比反射层(32)小的网眼状的玻璃片(31)构成。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置用基板和使用该发光装置用基板的发光装置。特别地,涉及兼具高绝缘耐压性和散热性的发光装置用基板。
背景技术
作为发光装置用基板基本需要具备的性能,能够举例高反射率、高散热性、绝缘耐压、长期可靠性。特别地,在被用于高亮度照明的发光装置用基板中,需要高绝缘耐压性。
以往,作为发光装置用基板,已知具备陶瓷基板、或者在金属基体上设置有机抗蚀剂来作为绝缘层的基板的发光装置等。以下,以陶瓷基板和使用了金属基体的基板的各自的问题点为中心来进行说明。
(陶瓷基板)
例如,陶瓷基板是在板状的陶瓷基体形成电极图案而制作的。随着发光装置的高输出化趋势,在基板上排列多个发光元件,追求提高亮度的结果,陶瓷基板一直在大型化的一个途径上探求。
具体而言,在将以投入电力30W使用的一般的LED(Light Emitting Diode,发光二极管)发光装置,例如尺寸650μm×650μm左右或者其前后的面朝上型(活性层位于远离安装面的位置)蓝色LED元件排列于被分类为中型尺寸的一个基板来实现的情况下,需要100个左右的蓝色LED元件。作为排列该数量的LED元件的陶瓷基板,例如,存在使用俯视尺寸为20mm×20mm以上、厚度1mm左右的部件的基板。
此外,在要实现投入电力100W以上的更明亮的LED照明用发光装置的情况下,作为这种以基板的大型化为基本的技术开发的归结,需要能够一举安装400个以上的蓝色LED元件的至少俯视尺寸为40mm×40mm以上的更大型的陶瓷基板。
但是,基于上述的陶瓷基板的大型化的要求,即使将陶瓷基板大型化来通过工业基础实现,由于陶瓷基板的强度、制造精度和制造成本这3个课题,通过工业基础的实现也困难。
具体而言,由于陶瓷材料基本是烧制物,因此若大型化,则陶瓷基板的强度产生问题。若为了克服该问题而加厚基板,则产生热阻变高(散热性变差)并且陶瓷基板的材料成本也上升的新的问题。此外,若使陶瓷基板大型化,则不仅陶瓷基板的外形尺寸,而且形成在陶瓷基板上的电极图案的尺寸也容易不准确,作为结果,存在陶瓷基板的制造成品率容易降低、陶瓷基板的制造成本容易上升的问题。
除了这种伴随着陶瓷基板的大型化的问题,发光元件向陶瓷基板的安装数的增加也成为问题。例如,在上述发光装置中,在每一个陶瓷基板1安装的发光元件的数量非常多,为400个以上,成为制造成品率的降低的一个因素。
此外,在面朝上型发光元件中,由于活性层位于远离发光装置用基板的发光元件安装面的一侧,因此到活性层的热阻高,进一步受到为了将发光元件固定于基板而使用的芯片键合膏剂的影响,活性层温度容易上升。在每一片陶瓷基板的发光元件集成数较多的高输出发光装置中,成为基底的基板温度也高,发光元件的活性层温度在上述基板温度的基础上进一步变高,发光元件的寿命降低明显化。
(使用了金属基体的基板)
另一方面,以克服这种陶瓷基板中的上述问题点为目的,存在作为高输出发光装置用基板,使用热传导性高的金属基体的情况。这里,为了在金属基体上安装发光元件,为了形成连接于发光元件的电极图案也必须在金属基体上设置绝缘层。
在发光装置用基板,以往作为被用于绝缘层的部件,举例有机抗蚀剂。
并且,为了在高输出发光装置用基板中提高光利用效率,上述绝缘层需要具有高光反射性。
但是,在发光装置用基板,使用以往就用作为绝缘层的有机抗蚀剂的情况下,不能得到充分的热传导性、耐热性、耐光性,此外,不能得到作为高输出发光装置用基板必须的绝缘耐压性。此外,为了提高光的利用效率,需要使经由绝缘层向金属基体侧漏出的光反射,但在现有的将有机抗蚀剂用作为绝缘层的构成中,不能得到充分的光反射性。
因此,提出了在使用金属基体的基板上使用陶瓷系涂料来形成绝缘体层的基板。
在这种金属基体表面使用陶瓷系涂料来形成光反射层兼绝缘体层的发光装置用基板中,能够实现反射率、耐热性、耐光性良好的发光装置用基板。专利文献1中公开了一种将陶瓷系涂料涂覆于基体的光反射层兼绝缘体层的形成方法。
此外,下述专利文献4中公开了在金属基板的表面通过气溶胶沉积法(AerosolDeposition method,以下,也记载为“AD法”)来形成陶瓷层。
进一步地,在下述专利文献5中,公开了在不使用涂料的情况下,例如将氧化铝等陶瓷构成的绝缘层通过等离子体喷镀来形成在作为基底的金属基体上,制造光源用基板的技术。这种通过等离子体喷镀来形成氧化铝的绝缘层的光源用基板能够实现电绝缘耐压性优良的良好的光源用基板。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开专利公报“特开昭59-149958号公报(1984年8月28日公开)”
专利文献2:日本国公开专利公报“特开2012-102007号公报(2012年5月31日公开)”
专利文献3:日本国公开专利公报“特开2012-69749号公报(2012年4月5日公开)”
专利文献4:日本国公开专利公报“特开2006-332382号公报(2006年12月7日公开)”
专利文献5:日本国公开专利公报“特开2007-317701号公报(2007年12月6日公开)”
发明内容
-发明要解决的课题-
但是,在金属基体表面,通过将树脂或者玻璃质设为粘合剂的陶瓷系涂料来形成光反射层兼绝缘体层的发光装置用基板存在虽然反射率以及散热性优良,但绝缘耐压性较低的课题。例如,在要通过该基板来实现投入电力100W以上的明亮的LED照明用发光装置的情况下,与陶瓷基板不同,不能确保高亮度照明用途的发光装置用基板所必须的高绝缘耐压性能。
与此相对地,在金属基体表面使用陶瓷系涂料来形成光反射层兼绝缘体层的发光装置用基板的情况下,为了确保充分的绝缘耐压性能,若加厚上述光反射层兼绝缘耐压层的厚度来稳定地确保必须的高绝缘耐压性能,则这次产生热阻变高、散热性降低的课题。
这是由于形成光反射层的陶瓷系涂料的热传导率一般较低所导致的。为了以薄膜厚实现高反射率,使用的陶瓷粒子一般存在反射率变高、热传导率变低的趋势。进一步地,由于需要将树脂或者玻璃质那样热传导率较低的物质作为粘合剂,因此难以仅通过陶瓷系涂料来兼得绝缘耐压性和散热性。
此外,上述专利文献4中公开的通过AD法来形成氧化铝的绝缘层的发光用基板、或者上述专利文献5中公开的通过等离子体喷镀来形成氧化铝的绝缘层的发光装置用基板能够形成电绝缘耐压性优良、散热性也良好的发光装置用基板。
仅单独通过氧化铝,虽然利用等离子体喷镀或者AD法而形成的层的反射率最大为85%,光反射率良好,但不能得到高亮度照明中使用的超过90%~95%的反射率。因此,作为反射率需要为90%以上、进一步为95%以上的高亮度照明中使用的发光装置用基板,存在反射率较低的课题。
如以上那样,在将现有的金属用于基体的发光装置用基板中,热阻低、散热性优良、并且绝缘耐压性、高光反射性也优良的基板至少不以适合量产的形式存在。
这不管是使用活性层被配置在发光元件上侧的面朝上型发光元件的情况、还是相反地、使用被配置在发光元件下侧的倒装芯片型发光元件的情况,都是将金属用于基体的发光装置用基板中共同的课题。
为了克服这种课题,例如,作为倒装芯片型发光元件用基板,尝试下述的构造。
也就是说,已知通过设为如下构造,从而能够实现热阻低、散热性优良、并且绝缘耐压性、高光反射性也优良的基板的可能较高,该构造具备:金属基体、具有热传导性的第2绝缘层、形成在所述第2绝缘层上的布线图案、和形成在所述第2绝缘层上以及所述布线图案的剩余的一部分上以使得所述布线图案的一部分露出的具有光反射性的第1绝缘层,进一步地,第2绝缘层的热传导率比第1绝缘层高,第1绝缘层的光反射率比第2绝缘层高。
这里,作为第2绝缘层,可以是包含以氧化铝或氮化铝这种陶瓷粒子为代表的具有高热传导性的无机固形物的树脂片或玻璃质层,或者,也可以是通过喷镀或AD法(气溶胶沉积法)等向金属基体以高速喷射陶瓷粒子来使陶瓷层堆积而形成的绝缘层。作为第1绝缘层,也可以是包含以氧化钛、氧化铝、氧化锆这种陶瓷粒子为代表的具有高光反射率的无机固形物的树脂或者玻璃质层。
不过,在使用所述发光装置用基板的发光装置中,通常,安装于发光装置用基板的发光元件被密封树脂覆盖。这不仅为了保护发光元件、光反射面、电极等,还用于在密封树脂中混合荧光体粒子,对发光色进行调色的情况。
这里产生以下课题。若所述发光装置产生热膨胀收缩,则具有光反射性的所述第1绝缘层可能与密封树脂一起从下层剥离。通常,具有光反射性的所述第1绝缘层的厚度为50μm左右能够得到充分的反射率。与此相对地,密封树脂的厚度一般厚为10倍以上即0.5mm-1mm左右。与第1绝缘层相对于第2绝缘层以及布线图案的紧贴强度相比,所述密封树脂与所述第1绝缘层的紧贴强度更强,进一步地,在与第2绝缘层或者布线图案相比、所述密封树脂的线膨胀率较大的情况下,被体积较大的密封树脂的动作拉伸,所述第1绝缘层从下层剥离。
相同的课题在被作为面朝上型发光元件用的发光装置用基板中也存在。
也就是说,是通过设为如下构造,从而热阻低、散热性优良并且绝缘耐压性、高光反射性也优良的发光装置用基板的情况,其中,该构造具备:金属基体、具有热传导性的第2绝缘层、形成在所述第2绝缘层上的具有光反射性的第1绝缘层、和形成在第1绝缘层上的布线图案,进一步地,第2绝缘层的热传导率比第1绝缘层高,第1绝缘层的光反射率比第2绝缘层高。
在本例中,在通过树脂来密封配置在发光装置用基板上的发光元件的发光装置中,存在由于热膨胀收缩而导致紧贴于密封树脂的第1绝缘层从第2绝缘层剥离的情况。
本发明的目的在于,鉴于上述现有的课题点而作出,其目的在于,提供一种具备绝缘耐压性和光反射性、进一步量产性也优良的用于配置发光元件的基板以及使用该基板的发光装置。
-解决课题的手段-
为了解决上述的课题,本发明的一方式所涉及的基板用于安装发光元件,所述基板的特征在于,具备:基体;和第1绝缘层,被直接或者间接地配置于所述基体的表面,所述第1绝缘层由反射光的树脂层、和被配置于该树脂层内且线膨胀率比所述树脂层小的网眼状的构造体构成。
为了解决上述的课题,本发明的一方式所涉及的发光装置具备:基板;发光元件,被安装在所述基板上;和密封树脂,覆盖所述发光元件,所述基板具备:基体、和被直接或者间接地配置于所述基体的表面的第1绝缘层,所述第1绝缘层由反射光的树脂层、和被配置于该树脂层内且线膨胀率比所述密封树脂小的网眼状的构造体构成。
-发明效果-
根据本发明的一方式,起到能够提供一种具备绝缘耐压性和光反射性、进一步量产性也优良的用于配置发光元件的基板的效果。
附图说明
图1是沿着图2所示的面AA的剖视图。
图2是表示实施方式1所涉及的发光装置的构成的俯视图。
图3(a)是表示实施方式1所涉及的照明装置的外观的立体图,图3(b)是上述照明装置的剖视图。
图4是表示实施方式1所涉及的发光装置与散热片的外观的立体图。
图5是用于对实施方式1所涉及的上述基板的制造方法进行说明的剖视图。
图6是用于对实施方式1所涉及的上述基板的制造方法进行说明的剖视图。
图7是用于对实施方式1所涉及的上述基板的制造方法进行说明的剖视图。
图8是用于对实施方式1所涉及的上述基板的制造方法进行说明的剖视图。
图9是用于对实施方式1所涉及的上述基板的制造方法进行说明的剖视图。
图10是用于对实施方式1所涉及的上述基板的制造方法进行说明的剖视图。
图11是表示实施方式1的变形例所涉及的发光装置的构成的剖视图。
图12(a)是表示实施方式2所涉及的发光装置的构成的俯视图,图12(b)是沿着(a)所示的面BB的剖视图。
图13(a)是表示被设置于上述发光装置的基板的构成的俯视图,图13(b)是沿着图13(a)所示的面CC的剖视图,图13(c)是上述剖视图的局部放大图。
图14是用于对实施方式2所涉及的上述基板的制造方法进行说明的剖视图。
图15是用于对实施方式2所涉及的上述基板的制造方法进行说明的剖视图。
图16是用于对实施方式2所涉及的上述基板的制造方法进行说明的剖视图。
图17是用于对实施方式2所涉及的上述基板的制造方法进行说明的剖视图。
图18是实施方式2的比较例所涉及的基板的示意剖视图。
图19(a)是表示实施方式3所涉及的基板的构成的俯视图,图19(b)是沿着图19(a)所示的面DD的剖视图,图19(c)是上述剖视图的局部放大图。
具体实施方式
〔实施方式1〕
基于图1~图11来对本发明的实施方式1进行说明如下。
(照明装置1的构成)
首先,使用图3以及图4,对使用本实施方式所涉及的发光装置4的照明装置1的构成进行说明。图3(a)是表示实施方式1所涉及的照明装置1的外观的立体图,图3(b)是照明装置1的剖视图。照明装置1具备:发光装置4、用于对从发光装置4产生的热进行散热的散热片2、和对从发光装置4射出的光进行反射的反射器3。发光装置4也可以被安装于散热片2并进行使用。图4是表示实施方式1所涉及的发光装置4与散热片2的外观的立体图。另外,图4表示将所涉及的发光装置4配置于散热片2的情况下的一个例子。
如图3以及图4所示,散热片2具备:圆柱的芯材、和被配置于该芯材的表面的多个板状部件。散热片2是俯视时多个板状部件被配置为从被配置于中心的芯材放射状地延伸的构成。散热片2通过这样配置多个板状部件,来提高从发光装置4产生的热的散热效率。
反射器3被配置于作为散热片2的一面的上表面(芯材的头顶部的表面)。反射器3的内部的侧面弯曲为剖面成为抛物线的一部分。发光装置4被配置于反射器3的内部且被配置于底面。由此,从发光装置4发出的光被反射器3的内部的侧面反射,高效地从反射器3向射出方向射出。进一步地,从发光装置4产生的热被传至散热片2的多个板状部件,被从该多个板状部件的各个板状部件散热。
(发光装置4的构成)
接下来,使用图1以及图2来对发光装置4的构成进行说明。图2是表示实施方式1所涉及的发光装置4的构成的俯视图,图1是沿着图2所示的面AA的剖视图。
如图1以及图2所示,发光装置4具备:基板10、发光元件20、和将发光元件20密封的密封树脂16。基板10具备:基体12、中间层(第2绝缘层)13、电极图案(布线图案)14、和绝缘层(第1绝缘层)30。在本实施方式中,绝缘层30具有:作为被编织为网格状(网眼状)的构造材料的玻璃片(构造体)31、和覆盖玻璃片31的白色的反射层(树脂层)32。电极图案14具备:用于与发光元件20连接的多个电极端子部14a、和至少将多个电极端子部14a之间连接的布线部14b。
发光元件20通过与电极端子部14a连接,来电连接于电极图案14。图2中,图示了被配置为3行3列的9个发光元件(LED芯片)20。9个发光元件20成为通过电极图案14被并联连接为3列并在该3列分别具有3个发光元件20的串联电路的连接构成(即,3串联/3并联)。当然,发光元件20的个数并不限定于9个,也可以不具有3串联/3并联的连接构成。
进一步地,发光装置4具备:框体15、阳极电极(阳极连接盘或者阳极连接器)21、阴极电极(阴极连接盘或者阴极连接器)22、阳极标记23、阴极标记24。
框体15具有对密封树脂16进行拦截树脂坝的作用,是被设置于电极图案14以及绝缘层30上的、含有氧化铝填料硅酮树脂构成的圆环状(圆弧状)的框。框体15的材质并不局限于此,只要是具有光反射性的绝缘性树脂即可。其形状也并不限定于圆环状(圆弧状),能够设为任意的形状。
密封树脂16是由透光性树脂构成的密封树脂层。密封树脂16被填充到由框体15围起的区域,将发光元件20和绝缘层30密封。此外,密封树脂16含有荧光体。作为荧光体,使用被从发光元件20释放出的1次光激励,释放出波长比1次光长的光的荧光体。
另外,密封树脂16中含有的荧光体的构成并不被特别限定,能够根据所希望的白色的色度等来适当地选择。例如,作为日光白色和白炽灯色的组合,能够使用YAG黄色荧光体与(Sr,Ca)AlSiN3:Eu红色荧光体的组合、YAG黄色荧光体与CaAlSiN3:Eu红色荧光体的组合等。此外,作为高显色的组合,能够使用(Sr,Ca)AlSiN3:Eu红色荧光体与Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce绿色荧光体或Lu3Al5O12:Ce绿色荧光体的组合等。此外,也可以使用其他荧光体的组合,还可以使用仅包含YAG黄色荧光体来作为近似白色的构成。
阳极电极21以及阴极电极22是将用于驱动发光元件20的电流提供给发光元件20的电极,以连接盘的形态而被设置。也可以在该连接盘部设置连接器并以连接器的形态来提供阳极电极21以及阴极电极22。阳极电极21以及阴极电极22是发光装置4中能够与未图示的外部电源连接的电极。并且,阳极电极21以及阴极电极22经由电极图案14,来连接于发光元件20。
并且,阳极标记23以及阴极标记24分别是成为用于进行针对阳极电极21以及阴极电极22的定位的基准的校准标记。此外,阳极标记23以及阴极标记24分别具有表示阳极电极21以及阴极电极22的极性的功能。
另外,处于阳极电极21以及阴极电极22的正下方的电极图案14的部分的厚度,比处于该正下方以外的位置的电极图案14的部分的厚度(图1的电极图案14之中,对应于作为被绝缘层30覆盖的部分的布线部14b)大。
详细地,优选电极图案14的厚度在阳极电极21以及阴极电极22的正下方为70μm以上且300μm以下,在该正下方以外的位置,为35μm以上且250μm以下。电极图案14越厚,尤其是布线部14b越厚,则发光装置4的散热功能越高,而即使在电极图案14的厚度超过300μm、在此基础上加厚电极图案14或布线部14b的情况下,若充分隔开发光元件20的间隔,则热阻降低,散热性也提高。例如,相对于电极图案14的厚度300μm,若使发光元件20的间隔为2倍以上的600μm以上,则能够降低热阻。若这样充分取得发光元件间隔,则散热性提高,但每个发光装置用基板的发光元件安装数减少。作为实用的界限的目标,对于电极图案14的厚度,在阳极电极21以及阴极电极22的正下方是300μm,在其以外的位置是250μm以下,根据目的或用途,并不限定于此。
另外,优选电极图案14的底面积的总和相对于电极图案14之中安装发光元件20的电极端子的面积总和至少为4倍以上。针对电极图案14的热传导率,由于图1所示的中间层13的热传导率在与金属相比的情况下较低,因此若电极图案14充分宽地取得与中间层13相接的部分的面积,则能够降低通过中间层13的热所受到的热阻。虽然以中间层13的热传导率是15W/(m·℃)为前提,将上述面积之比设为4倍以上,但在中间层13的热传导率低于此,例如是7.5W/(m·℃)的情况下,优选将上述面积之比设为8倍以上。优选中间层13的热传导率越低,电极图案14的底面积的总和越尽可能地取宽。
此外,如图2所示,基体12的基体面方向的外形形状的一个例子是六角形,但基体12的外形并不局限于此,能够采用任意的封闭图形形状。进一步地,封闭图形形状可以是封闭图形的外周仅由直线或者仅由曲线构成的封闭图形形状,封闭图形形状也可以是封闭图形的外周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定于凸图形形状,也可以是凹图形形状。例如,作为仅由直线构成的凸多角形形状的例子,可以是三角形、四角形、五角形、八角形等,此外,也可以是任意的凹多角形形状。此外,作为仅由曲线构成的封闭图形形状的例子,可以是圆形形状或者椭圆形形状,也可以是凸曲线形状或者凹曲线形状等封闭图形形状。进一步地,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例子,也可以是跑道形状等。
(基板10的构成)
以下,基于图1,对基板10中具备的各层进行说明。如图1所示,基板10中具备:由金属材料构成的基体12、形成于基体12的一侧的面的具有热传导性的中间层13、形成于中间层13上的电极图案14、形成于中间层13上以及作为电极图案14的另一部分的布线部14b上以使得作为电极图案14的一部分的电极端子部14a露出的具有光反射性的绝缘层30。
<由金属材料构成的基体12>
在实施方式1中,作为由金属材料构成的基体12,使用铝基体。作为铝基体,例如,能够使用纵50mm×横50mm×厚度3mm的铝板。作为基体12中使用铝的优点,举例重量轻并且加工性优良,热传导率较高。此外,铝基体中也可以包含不妨碍阳极氧化处理的程度的铝以外的成分。另外,详细后面进行叙述,但在实施方式1中,由于能够以较低的温度在基体12上形成中间层13、电极图案14、具有光反射性的绝缘层30,因此作为由金属材料构成的基体12,能够使用作为具有660℃的熔点的低熔点金属的铝基体。由于这样的理由,因此并不限定于铝基体,例如也能够使用铜基体、不锈钢基体、或者将铁作为材料而包含的金属所构成的基体等,作为由金属材料构成的基体12而能够选择的材质的范围较宽。
<具有热传导性的中间层13>
在本实施方式中,如图1所示,为了稳定地向(发光装置用)基板10付与高散热性和较高的绝缘耐压特性,作为热传导性的陶瓷绝缘体的中间层13形成于由金属材料构成的基体12与电极图案14或者具有光反射性的绝缘层30之间。
中间层13是通过向由金属材料构成的基体12上,高速地喷射陶瓷粒子来使其堆积而形成的,是具有良好的热传导性的绝缘层。作为这样的手法,举例以等离子体喷镀、高速火焰喷镀等为代表的喷镀、AD法(气溶胶沉积法)等。
此外,作为形成中间层13的其它手法,也可以使用玻璃质或树脂那样的粘合剂(binder),形成为由陶瓷粒子构成的具有良好的热传导性的绝缘层。具体而言,可以在将含有陶瓷粒子的涂料涂覆于由金属材料构成的基体12后使玻璃质或树脂固化并形成,也可以在将含有陶瓷粒子的成型为片状的树脂贴合于由金属材料构成的基体12后使树脂固化以形成中间层13。
另外,如上所述,在实施方式1中,作为由金属材料构成的基体12,使用具有660℃的熔点的低熔点金属即铝基体,因此虽然不能将陶瓷的烧结体在铝基体上直接烧结来形成中间层13,但能够在铝基体上使用喷镀或AD法来形成由陶瓷构成的中间层13。
也可以形成使用了由玻璃或树脂构成的粘合剂的由陶瓷构成的中间层13。
如以上那样,能够将具有高散热性和高绝缘耐压特性的良好的中间层13形成于(发光装置用)基板10,因此能够稳定地向基板10付与高散热性和高绝缘耐压特性。
另外,作为中间层13的形成中使用的陶瓷,从绝缘性和热传导率都平衡良好地较高出发,优选为氧化铝,在实施方式1中,使用了氧化铝。但是,并不限定于此,除了氧化铝,氮化铝或氮化硅由于热传导率以及绝缘耐压性能都良好,因此也优选。
进一步地,碳化硅的热传导率较高,氧化锆或氧化钛的绝缘耐压性能较高。因此,优选根据中间层13的目的和用途,适当地区分使用。
另外,这里所说的陶瓷并不限定于金属氧化物,包括还包含氮化铝、氮化硅、碳化硅等的广义的陶瓷、即无机固形体材料整体。这些无机固形体材料之中,只要是耐热性、热传导性优良的稳定的物质、绝缘耐压性优良的物质,可以是任意的物质。
此外,详细地,优选中间层13的热传导率比后述的绝缘层30高,因此,优选将热传导率比绝缘层30高的陶瓷粒子用于中间层13。
虽然中间层13和后述的绝缘层30都是绝缘层,但具有光反射性的绝缘层30具有能够确保光反射功能的必要最低限度的厚度就足够了。具有光反射性的绝缘层30取决于混合的陶瓷材料及其量,大体在层厚10μm~100μm,反射率饱和。虽然中间层13的绝缘耐压性也基于绝缘层的形成条件,但优选中间层13以其层厚为50μm以上且1000μm以下形成,优选绝缘层30以其层厚为10μm以上且300μm以下形成。此外,优选使绝缘层30的厚度比中间层13的厚度薄。
特别优选中间层13以其层厚为50μm~500μm来形成。此外,例如,若中间层13以100μm的厚度来形成,则仅通过中间层13,最低也能够确保1.5kV~3kV以上的绝缘耐压性,若以500μm的厚度形成,则仅通过中间层13,最低也能确保7.5kV~15kV的绝缘耐压性。
这里,由于在中间层13直接形成电极图案14,因此需要将中间层13的层厚设计为基体12与电极图案14之间的绝缘耐压性为4kV~5kV左右。至少具有300μm的中间层13的厚度,就能够实现4.5kV的绝缘耐压性。
另外,使用喷镀或AD法来形成的陶瓷层(中间层13)的热传导率接近于通过烧结来形成的陶瓷层的热传导率,例如,是10~30W/(m·℃)的值。但是,在使用由玻璃或树脂构成的粘合剂来将陶瓷粒子固定形成的绝缘层中,受到玻璃或树脂的较低的热传导率的影响,热传导率通常为1~3W/(m·℃)左右,即使高也为5W/(m·℃)左右。如以上那样,使用喷镀或AD法来形成的陶瓷层(中间层13)的热传导率比使用由玻璃或树脂构成的粘合剂来将陶瓷粒子固定形成的绝缘体层的热传导率高。
另外,也可以中间层13的内部进一步由适当的多个层构成。
<电极图案14>
形成在中间层13上的电极图案14能够通过现有的电极图案的形成方法来形成。也就是说,电极图案由电极基底用的金属膏和镀层构成。例如,作为电极基底用的金属膏,使用含有树脂等有机物来作为粘合剂的膏,将所述金属膏印刷、干燥后,通过镀覆处理,例如,能够形成由厚膜的铜构成的电极图案。
在实施方式1中,在中间层13上,通过等离子体喷镀来形成铜的厚膜的导电层,通过蚀刻来形成电极图案14。
如图1所示,在基板10中,在中间层13上直接通过等离子体喷镀来形成铜的导电层,因此中间层13与电极图案14的紧贴性良好。与使用作为粘合剂而含有树脂等有机物的电极基底用的金属膏的情况不同地,在中间层13与电极图案14之间未夹有热传导率较低的高电阻层,因此能够实现具有良好的散热性的基板10。
为了提高作为基板10的散热性,加厚热传导率较高的电极图案14、特别是布线部14b的层厚是有效的,但若使用等离子体喷镀,则能够容易地形成厚膜导电层。
最终,电极图案14通过在导电层形成后使用蚀刻来从上述导电层切削来形成。若是铜的厚膜导电层,则能够使用氯化铁来容易地进行蚀刻。在喷镀中,在导电层表面容易形成较大的凹凸,因此使用蚀刻的电极图案14的切削中,需要基于研磨等的平坦化的前处理的情况较多。
成为电极图案14的导电层的形成也可以通过等离子体喷镀以外的喷镀,例如高速火焰喷镀,冷喷涂法等。也可以取代喷镀,通过AD法来进行。此外,也可以进行使用了溅射法的电极形成法。但是,在溅射法中,由于材料的利用效率比喷镀等低、需要高真空,因此存在制造成本提高的问题。
此外,作为中间层13,在使含有陶瓷粒子的成型为片状的树脂固化来使用的情况下,也可以使用铜箔来作为厚膜导电层。例如,若在厚度100μm的铜箔和基体12,使其贴合以使得夹着含有陶瓷粒子的成型为片状的树脂,使上述树脂固化,则能够准备基体12、基于含有陶瓷粒子的树脂的中间层13、基于厚度100μm的铜的厚膜导电层的三者贴合的3层构造的基体。电极图案14能够使用氯化铁通过蚀刻来从所述铜的厚膜导电层切削来形成。
根据这样的手法,不仅中间层13与电极图案14的紧贴性良好,而且不需要使用电极基底用的金属膏,因此由于在中间层13与电极图案14之间未夹有热传导率较低的高电阻层,因此能够实现具有良好的散热性的基板10。
这样,为了形成电极图案14的导电层,适当地选择适合于中间层13的手法即可。
另外,在实施方式1中,作为形成电极图案14的导电层,形成了铜,但并不限定于此,也可以形成银等的导电层。
电极图案14的露出部分是:与发光元件20电连接(导通)的电极端子部14a、相当于连接于外部布线或者外部装置的阳极电极(阳极连接盘或者阳极连接器)21以及阴极电极(阴极连接盘或者阴极连接器)22的部分、相当于阳极标记23以及阴极标记24的部分。另外,阳极标记23以及阴极标记24也可以形成在绝缘层30上。
此外,作为发光装置4与外部布线或者外部装置的连接方法,可以通过进行锡焊,将阳极电极21以及阴极电极22连接于外部布线或者外部装置,也可以经由分别连接于阳极电极(阳极连接盘或者阳极连接器)21以及阴极电极(阴极连接盘或者阴极连接器)22的连接器来连接于外部布线或者外部装置。
<具有光反射性的绝缘层30>
如图1所示,在基板10中,在中间层13上以及电极图案14的一部分上形成具有光反射性的绝缘层30,以使得电极图案14的一部分露出。
绝缘层30具备:作为网格状(网眼状)的构造材料的玻璃片31、和使来自发光元件20的光反射的白色的绝缘性的材料所构成的反射层32。玻璃片31被反射层32覆盖。这样,绝缘层30通过具有网格状的玻璃片31,从而得到防止形成于中间层13上以及电极图案14的一部分上的反射层32从作为下层的中间层13以及电极图案14剥离的效果。
在实施方式1中,反射层32由包含陶瓷的绝缘层形成,其层厚考虑基板10的反射率,例如能够将层厚设为10μm~500μm左右。该反射层32的厚度的上限被电极图案14的厚度限制。若铜的电极图案14露出,则吸收光,因此为了除去电极图案14之中需要露出的部分,全部进行覆盖,反射层32需要充分的厚度。例如,在以提高基板10中的散热性的目的,将电极图案14的厚度设为300μm的情况下,绝缘层30也为了覆盖而应设为300μm以下的最佳厚度,在电极图案14的厚度为500μm的情况下,反射层32也应设为500μm以下的最佳厚度。
由于与上述的中间层13相比,绝缘层30的热传导率较低,因此优选反射层32的层厚设为为了得到所希望的反射率而需要的最小限的厚度。作为实现该目的的厚度,将上述反射层32的层厚设为50μm~100μm左右是适当的。在电极图案14的最大厚度较厚、以该厚度不能充分覆盖的情况下,也可以在中间层13与反射层32之间夹有第3绝缘层,优选该层的热传导率比反射层32高。作为第3绝缘层,可以是玻璃系粘合剂或树脂粘合剂中含有散热性良好的陶瓷粒子的绝缘层,也可以是通过喷镀或AD法等来形成的陶瓷层,还可以是与中间层13相同的氧化铝层。
在实施方式1中,具有光反射性的反射层32由含有作为光反射性陶瓷粒子的氧化钛粒子以及氧化铝的绝缘层构成,该绝缘层使用树脂粘合剂,通过树脂的干燥和热固化来形成。
作为设置于绝缘层30的构造材料的编织为网格状的玻璃片31的厚度是使用的玻璃纱线的大体2倍。也就是说,若玻璃纱线的粗度为50μm,则2倍的100μm为玻璃片(玻璃布)的厚度。这里,50μm的粗度的玻璃纱线可以是由粗度50μm的1根玻璃纤维形成,也可以将比其细的玻璃纤维撮合多根来作为直径50μm的玻璃纱线。例如,通过将大于20根的粗度10μm的玻璃纤维,成捆撮合并设为粗度50μm的玻璃纱线,从而能够制作出对于拉伸而言较强的玻璃纱线。使用将玻璃纤维撮合作成的纱线来作成的玻璃片31对于树脂的膨胀收缩应力耐性较强,因此更优选。
若使玻璃片31的网眼的尺寸比发光元件20的俯视尺寸大,则在将玻璃片敷于中间层13上以及电极图案14时,能够减少接触到电极图案14的电极端子部14a的玻璃纱线的根数。绝缘层30形成后也保持接触到电极端子部14a的纱线必须通过研磨等来除去。
此外,在编织为网格状的玻璃片31预先制作开口部,玻璃片的纱线也可以不与电极图案14的电极端子部14a重合而露出。
构成绝缘层30的网格状的构造材料的材质优选如玻璃片31那样由玻璃构成。这是由于玻璃的耐光性以及耐热性优良。另外,构成绝缘层30的网格状的构造材料的材质由线膨胀率比反射层32小的材料、或者线膨胀率比用作为发光装置的情况下使用的密封树脂16小的材料构成即可,除了玻璃以外,也可以由具备高耐热性、高强度性的聚醚醚酮树脂(PEEK)、芳香族聚酰胺纤维(芳纶纤维)等构成。代表性的芳纶纤维中,存在作为对位系芳纶纤维而被已知的聚对苯二甲酰对苯二胺(poly-p-phenyleneterephthalamide)、作为间位系芳纶纤维而被已知的聚间苯二甲酰间苯二胺(poly-m-phenyleneisophthalamide)等。进一步地,也可以将环氧类树脂、聚酰亚胺系树脂、氟类树脂构成为网格状的材料用作为绝缘层30的构造材料。除了玻璃或树脂以外,也可以是编织为网格状的碳纤维。
由于树脂的线膨胀率比通常玻璃大但是线膨胀率比广泛用作为密封树脂16的硅酮树脂小,因此适合构成绝缘层30的网格状的构造材料。对位系芳纶纤维、碳纤维具有相对于纤维轴向极小的负的线膨胀系数,高耐热性、高强度性优良,因此除了玻璃以外,是特别有用的绝缘层30用的构造材料。
无论如何,在绝缘层30中,编织为网格状的玻璃片31所构成的构造材料被作为白色反射材料的反射层32覆盖。这样,通过使用编织为网格状的玻璃片31所构成的构造材料,能够得到防止形成在中间层13上以及电极图案14的一部分上的具有光反射性的反射层32从下层剥离的效果。
进一步地,绝缘层30所具有的编织为网格状的玻璃片31的线膨胀率比层叠于绝缘层30的密封树脂16小。因此,能够防止被密封树脂16拉伸的绝缘层30从下层剥离。由此,也能够得到长期可靠性优良的发光装置4。
具有光反射性的反射层32的形成也可以使用喷涂来形成。在该手法中,在通过喷涂来涂覆原料之后,与上述同样地干燥、固化之后,对反射层32的一部分进行研磨,能够使作为电极图案14的一部分的电极端子部14a露出来形成。或者,也可以在通过分配器装置将原料滴下适量之后,通过冲压机来施加压力和温度并且预固化后,通过烤炉来进一步保持高温来提高固化来形成。
在具有光反射性的反射层32的形成之前,也可以使用适当的底涂材料(底料)或者粘合剂来对下层进行底涂处理。通过利用底涂处理来将玻璃片31预设在下层,从而在喷涂中或者具有光反射性的反射层32的固化前,能够防止编织为网格状的玻璃片31所构成的构造材料被从下层吹落、剥离、浮起。
另外,也可以将底涂材料(底料)和反射层32的原料适当地混合,作为粘合剂的代用。也就是说,在将所述混合物涂于下层之后,将编织为网格状的玻璃片31所构成的构造材料敷于下层,使所述混合物预固化并预设所述玻璃片31后,进行喷涂等,最终形成具有光反射性的反射层32。
另外,在实施方式1中,作为光反射性陶瓷粒子,使用了氧化钛粒子与氧化铝粒子的混合粒子,但并不限定于此,除此以外也能够使用氧化锆粒子、二氧化硅(SiO2)粒子、氮化铝粒子等。
并且,这里所说的陶瓷也并不限定于金属氧化物,是也包含氮化铝等的广义的陶瓷,包含所有无机固形体材料。这些无机固形体材料之中,只要是耐热性优良的稳定的物质,光反射、光散射优良的物质,就可以是任意的物质。唯一地,产生光吸收的陶瓷粒子不适合,具体而言,氮化硅、碳化硅等一般是黑色,作为反射层32中使用的陶瓷粒子不适合。
在实施方式1中,具有光反射性的反射层32使用含有光反射性陶瓷粒子的树脂粘合剂来形成。但是,并不限定于此,也能够将玻璃系粘合剂烧结并形成。作为将玻璃系粘合剂烧结的方法,能够利用烧制温度为400℃~500℃的溶胶-凝胶法,将玻璃系粘合剂烧结,形成反射层32。
由于作为由金属材料构成的基体12,使用铝基体,因此利用烧制温度为400℃~500℃的溶胶-凝胶法,将玻璃系粘合剂烧结,形成绝缘层30。但是,并不限定于此,也能够使用溶胶-凝胶法以外的方法来形成。
例如,或者,存在通过使利用有机粘合剂而将低熔点玻璃的粒子固化的物质再次熔融来形成玻璃质层的方法。为了使其再次熔融,需要最低800℃~900℃的温度,作为中间层13,在使用以氧化铝为代表的陶瓷层的实施方式1中,如以下那样,只要将由金属材料构成的基体12高熔点化,就也能够使用需要这种高温的工序的绝缘层30的形成方法。
也就是说,由于这种高温的工序超过铝基体的熔点660℃,因此在这种情况下,需要在铝中适当地混合杂质,将高熔点化的合金材料用作为基体12的材料。此外,在作为基体12的材料,使用铜的情况下,由于铜的熔点为1085℃,因此也能够直接使用,但也可以适当地混合杂质来提高基体12的熔点后进行使用。
由于玻璃质层的耐光性以及耐热性优良,因此能够用于反射层32的形成,但在实施方式1中,作为耐热性以及耐光性优良的树脂,使用硅酮树脂。除了硅酮树脂以外,也可以将例如环氧树脂、氟树脂或者聚酰亚胺树脂作为针对陶瓷粒子的粘合剂,形成反射层32。在耐热性以及耐光性的方面,虽然玻璃质较差,但相比于基于溶胶-凝胶法的玻璃合成,固化温度低,形成工序容易,因此硅酮树脂被频繁用于高亮度照明用设备。
另外,本实施方式中的绝缘层30的内部也可以进一步适当地由多个层构成。根据这样的构成,由于能够在绝缘层30之中接近中间层13的层配置热传导率较高的层,在相反的一侧的层配置光反射率较高的层,因此能够实现兼备高反射率、高散热性、绝缘耐压性、包含耐热/耐光性的长期可靠性的发光装置用的基板10。其中,这里所说的热传导率以及光反射率的高低是绝缘层30内的相对比较。
<发光元件20>
如图1或图2所示,在发光装置4中,发光元件20被安装于基板10,通过密封树脂16而被密封,并被封装化。这里,发光元件20通过倒装芯片接合,与电极图案14的端子部分电连接。为了获取电连接,使用焊料或凸块或者金属膏等一般被使用的手法即可。
另外,在实施方式1中,作为发光元件20,使用LED元件,但并不限定于此,也能够使用EL元件等。此外,在实施方式1中,通过蓝宝石基板来形成发光元件20。
(基板10的制造工序)
以下,使用图5~图10,来对发光装置用的基板10的制造工序进行说明。图5是对实施方式1所涉及的基板10的制造方法进行说明的图,(a)是配置有中间层13的基体12的剖视图,(b)是配置有中间层13的基体12的俯视图。
首先,如图5所示,在用作为基体12的厚度3mm的铝基体的一侧(形成中间层13的一侧)使用等离子体喷镀来高速地喷射氧化铝粒子,形成由氧化铝构成的中间层13。也可以通过喷砂来将基体12的表面粗面化,进行用于提高紧贴性的前处理,然后形成陶瓷层(中间层13)。
然后,如图5所示,完成厚度300μm的中间层13(中间层13层叠结束)。
图6是对实施方式1所涉及的基板10的制造方法进行说明的图,(a)是配置有电极图案14的基体12的剖视图,(b)是配置有电极图案的基体12的俯视图。
配置有中间层13的基体12接下来被传送到金属导电层的形成工序。在该金属导电层的形成工序中,在配置有中间层13的基体12的中间层13上,以200μm的厚度形成作为成为电极图案14的金属导电层的铜导电层。另外,在实施方式1中,通过等离子体喷镀来形成上述金属导电层,但也可以通过等离子体喷镀以外的方法来形成上述金属导电层。
例如,也可以针对通过等离子体喷镀而形成的中间层13,通过等离子体喷镀来较薄地形成金属导电层后通过镀覆处理来使由铜构成的金属导电层较厚地析出。或者,例如,也可以如以往那样,使用金属膏的印刷或镀覆的形成来形成金属导电层。
然后,在金属导电层的形成工序中,配置有金属导电层的基体12接下来被传送到电极图案形成工序。然后,在电极图案形成工序中,针对形成在中间层13上的由铜构成的金属导电层,通过公知的蚀刻技术来实施蚀刻,从而如图6所示,形成电极图案14(电极端子部14a以及布线部14b)。
电极端子部14a是发光元件安装用的电极柱,布线部14b是将相邻的电极端子部彼此电连结的布线。
另外,阳极电极(阳极连接盘或者阳极连接器)21以及阴极电极(阴极连接盘或者阴极连接器)22、阳极标记23以及阴极标记24的形成也与上述的发光元件安装用的电极端子部14a的形成同样地形成即可。
图7是对实施方式1所涉及的基板10的制造方法进行说明的图,(a)是配置有玻璃片31的基体12的剖视图,(b)是配置有玻璃片31的基体12的俯视图。
在电极图案形成工序中,形成有电极图案14的基体12接下来被传送到反射层形成工序。然后,在反射层形成工序中,首先,将编织为网格状以使得覆盖中间层13以及电极图案14的玻璃片配置在电极图案14上以及露出的中间层13上。此时,如图7所示,使编织为网格状的玻璃片31的开口部与电极图案14之中发光元件安装用的电极端子部14a一致。由此,在电极端子部14a表面不配置玻璃片31。
编织为网格状的玻璃片31的开口部也可以如图7那样,通过在玻璃片31预先打开孔来制作。或者,也可以使用网格的网眼的尺寸比电极端子部14a的尺寸大的部件,使用玻璃片31以使得在网眼中配置电极端子部14a。
更具体而言,例如相对于1.0mm四方的平面尺寸的发光元件20,选择使用玻璃片31的玻璃纱线的直径为30-100μm、网格的网眼的尺寸例如在1.5mm以上且4.0mm以下的范围最佳的玻璃片31即可。通过选择网格的网眼的尺寸比发光元件20的平面尺寸大的玻璃片31,能够避免玻璃片31的纵纱线或者横纱线与电极图案14重合。
相反地,若相对于平面尺寸1.0mm四方的发光元件20,玻璃片31的网格尺寸较细,例如使用0.5mm以下的部件,则需要在配置有发光元件20的位置,在玻璃片31打开孔以使得开口部对应。
无论如何,都需要玻璃片31的纱线与电极图案14的电极端子部14a不重合,使电极端子部14a露出。这样,在电极图案14以及中间层13上配置玻璃片31。
图8是对实施方式1所涉及的基板10的制造方法进行说明的图,(a)是涂覆有光反射性涂料的基体12的剖视图,(b)是涂覆有光反射性涂料的基体12的俯视图。图9是对实施方式1所涉及的基板10的制造方法进行说明的图,(a)是将被涂覆的光反射性涂料固化的基体12的剖视图,(b)是将被涂覆的光反射性涂料固化的基体12的剖视图。图10是对实施方式1所涉及的基板10的制造方法进行说明的图,(a)是形成有反射层32的基体12的剖视图,是形成有反射层32的基体12的俯视图。
针对反射层形成工序中配置有玻璃片31的基体12,在该反射层形成工序中,接下来,如图8所示,通过喷涂来涂覆光反射性涂料32a,以使得覆盖中间层13、电极图案14、编织为网格状的玻璃片31。光反射性涂料32a之后成为反射层32。光反射性涂料32a除了通过喷涂以外,也可以使用丝网印刷,或者还可以使用分配器进一步通过冲压机进行按压固化,可以采用任意的方法。在使用喷涂或丝网印刷的情况下,也通过冲压机按压并且固化,从而能够防止玻璃片31的浮起,使绝缘层30与下层的紧贴性可靠。除了这样使用冲压机以外,也可以如已经说明的那样,在反射层形成工序之前,使用适当的底涂剂(底料)或粘合剂,进行底涂处理之后涂敷玻璃片31,从而防止反射层形成工序中的玻璃片31的浮起等。
如果这里使用的光反射性涂料32a中使用的粘合剂是树脂,则以150℃以上且250℃以下使树脂固化。由此,能够使被涂覆的光反射性涂料32a固化。
这里,由于在光反射性涂料32a内配置有网格状的玻璃片31,因此即使为了将光反射性涂料32a固化而施加热量,光反射性涂料32a与作为其基底的电极图案14以及中间层13的线性膨胀的差异也被缓和,因此光反射性涂料32a难以从电极图案14以及中间层13剥离。因此,能够防止该反射层形成工序中的合格率降低。
接下来,如图10所示,除去覆盖电极端子部14a并固化的光反射性涂料。由此,电极端子部14a露出,形成反射层32。也就是说,形成由玻璃片31以及反射层32构成的绝缘层30。
另外,在使用喷涂来形成具有光反射性的反射层32的绝缘层30的本实施方式的情况下,由于固化的光反射性涂料32a的一部分覆盖电极端子部14,因此需要通过研磨来除去从而使电极端子部14a露出的工序。这样,基板10完成。
最后,针对完成的基板10,将作为发光元件20的倒装芯片类型LED芯片倒转芯片接合于基板10中的电极图案14的电极端子部14a从而电连接。由此,能够完成图1所示的安装有发光元件20的基板10。发光元件20与电极图案14的电接合能够适当地进行Au凸块方式或基于焊料的接合等即可。
也可以根据使用的焊料的种类,根据需要,通过Au等的镀覆来覆盖电极图案14的电极端子部14a。例如,在使用AuSn焊料的情况下,需要Au镀覆。也可以是如Ni/Pd/Au等那样的多层镀覆。
(实施方式1的变形例)
接下来,基于图11,来对本实施方式所涉及的发光装置4的变形例进行说明。图11是表示作为本实施方式所涉及的发光装置4的变形例的发光装置304的构成的剖视图。发光装置304具备:发光元件320、将发光元件320密封的密封树脂316、和基板310。发光装置304用的基板310具备:基体312、喷镀氧化铝层313B、平坦化层313C、电极图案314、和绝缘层(第1绝缘层)330。绝缘层330包含:作为被编织为网格状的构造体的玻璃片331、和含有玻璃片331且使来自发光元件320的光反射的白色的绝缘性的材料所构成的反射层332。
基板310的不同点在于,从发光装置4的基板10(参照图1)中,取代中间层13,具备喷镀氧化铝层(第2绝缘层)313B和覆盖喷镀氧化铝层313B的作为氧化铝含有玻璃层的平坦化层(第2绝缘层)313C。此外,基板310在取代发光装置4的基体12,具备在表面具有凹凸的基体312这方面不同。基板310的其他构成与基板10相同。发光元件320与发光元件20同样地是倒装芯片型LED芯片。玻璃片331以及反射层332分别由与玻璃片31以及反射层32分别相同的构成以及材料构成。
在作为中间层而发挥作用的喷镀氧化铝层313B上高精度地形成电极图案314的情况下,优选中间层的表面平坦。但是,通过喷镀来形成的氧化铝层313B的表面容易形成为凹凸形状,该凹凸形状在深度上观察,通常为20μm以上且40μm以下,或者大到在此以上。这样,虽然也可以通过研磨来使氧化铝层313B的表面平坦化,来作为中间层,但通过由氧化铝含有玻璃层构成的平坦化层313C覆盖氧化铝层313B,填埋氧化铝层313B的表面的凹凸来设为平坦面更简便。
包含安装发光元件320的电极端子部的电极图案314能够与发光装置4的电极图案14同样地形成。通过这样将形成作为铜的金属导电层的电极图案314的基底面设为平坦面,电极图案314的基于蚀刻的形成能够稳定并且高精度地进行。
(在反射层32中使用树脂作为粘合剂的情况)
如图1所示,在发光装置4中,被配置于电极图案14以及中间层13上的绝缘层30由被编织为网格状的玻璃片31所构成的构造材料、作为覆盖该构造体的白色反射材料的反射层32构成。
在该反射层32内,通过配置由被编织为网格状的玻璃片31构成的构造材料,从而防止反射层32从作为下层的电极图案14以及中间层13剥离的效果最显著出现的,是在反射层32中使用树脂作为粘合剂的情况,特别地,是粘合剂为硅酮树脂的情况。以该情况为代表例来进行说明。
树脂与氧化铝相比具有约5倍至10倍,有时10倍以上的线膨胀率,在使用氧化铝作为由陶瓷构成的中间层13的材料,使用铜作为电极图案14,使用硅酮树脂作为反射层32的粘合剂的情况下,由于中间层13以及电极图案14与反射层32的线膨胀率的较大差异,因此在中间层13与反射层32的边界、电极图案14与反射层32的边界容易产生剥离。这里,若将以线膨胀率比树脂小的玻璃为原料的编织为网格状的玻璃片31用作为反射层32内的构造材料,则树脂的膨胀收缩被局限于由玻璃片的网格构造构成的小区域(网眼),并且玻璃片31的热膨胀收缩比树脂小,因此能够抑制反射层32的热膨胀收缩。作为结果,作用于反射层32与中间层13的边界、反射层32与电极图案14之间的伴随着热膨胀收缩的应力减少,产生防止反射层32从作为下层的中间层13或者电极图案14剥离的效果。
同样的效果在如图2那样反射层32被密封树脂16覆盖的、发光装置4的情况下,能够更显著地得到。与反射层32相比,密封树脂16的线膨胀率相同或者为其以上的情况下,反射层32受到密封树脂16的膨胀收缩的影响,容易施加应力。但是,若将以线膨胀率比密封树脂16中使用的树脂小的玻璃为原料的编织为网格状的玻璃片31用作为反射层32内的构造材料,则由于上述的理由,作用于对反射层32与中间层13的边界、反射层32和电极图案14的伴随热膨胀收缩的应力减少,产生防止被密封树脂16拉伸的反射层32从作为下层的中间层13或者电极图案14剥离的效果。或者,产生防止电极图案14从中间层13剥离的效果。
以上,从具体例来看,通过将被编织为网格状的玻璃片31用作为反射层32内的构造材料,能够抑制剥离的机理被概括为,由于(1)能够将反射层32的热膨胀收缩局限于由玻璃片31的网格构造构成的小区域(网眼)、(2)反射层32的线膨胀率被玻璃片31的线膨胀率拉伸,接近于中间层13或电极图案14的线膨胀率这2点,因此作用于反射层32与中间层13的边界、反射层32与电极图案14的边界的热应力减少。
作为绝缘层30,通过使用在反射层32内被编织为网格状的玻璃片31所构成的构造材料,从而本实施方式所涉及的基板10实现了同时满足作为进行高亮度照明的发光装置4用的基板10所必须的高光反射率、低热阻(高散热性)、高电绝缘耐压性这3个的理想的发光装置4用的基板10,首次成功克服了成为问题的具有高光反射率的反射层的剥离,实现了长期可靠性。
由以上可知,根据本实施方式,基板10将由陶瓷层构成的中间层13以及由铜构成的电极图案14设置于由铝构成的基体12与反射层32之间。此时,在反射层32内,作为构造材料,使用被编织为网格状的玻璃片31。其结果,成为不仅具备高反射率、高散热性、高绝缘耐压性,还具备长期可靠性,特别地兼备反射层32的长期可靠性的适合高亮度照明的发光装置4用基板10。并且,根据本实施方式所涉及的基板10,能够以量产性优良的形式来提供这样的发光装置用基板。并且,使用了该基板10的发光装置4、照明装置1的量产性优良,并且能实现具有长期可靠性的高亮度照明。
进一步地,绝缘层30具有的、被编织为网格状的玻璃片31的线膨胀率比层叠于绝缘层30的密封树脂16小。因此,能够防止被密封树脂16拉伸的绝缘层30从下层剥离。由此,能够得到长期可靠性优良的发光装置4、照明装置1。
这样,本实施方式的发光装置用基板以及发光装置用基板的制造方法形成在热传导性较高的中间层13(第2绝缘层)上以及作为电极图案14的剩余的一部分的布线部14b上形成的具有光反射性的绝缘层30(第1绝缘层),以使得作为电极图案14的一部分的电极端子部14a露出。并且,由于在绝缘层30设置有编织为网格状的玻璃片31所构成的构造材料,因此能够防止绝缘层30的剥离,能够实现长期可靠性较高且具有高反射率的发光装置用基板以及发光装置用基板的制造方法。
如以上那样,根据本实施方式所涉及的基板10以及基板10的制造方法,能够实现兼备高反射率、高散热性、绝缘耐压性、和包含耐热/耐光性的长期可靠性、进一步地量产性也优良的发光装置用基板以及发光装置用基板的制造方法。
〔实施方式2〕
基于图12~图17来对本发明的实施方式2进行说明如下。另外,为了方便说明,针对具有与所述实施方式中说明的部件相同的功能的部件,付与相同的符号,省略其说明。
(发光装置4A的构成)
照明装置1(参照图3)也可以取代发光装置4,具备图12所示的发光装置4A。图12(a)是表示实施方式2所涉及的发光装置4A的构成的俯视图,(b)是沿着(a)所示的面BB的剖视图。
发光装置4A是将多个由LED元件或EL(Electro-Luminescence)元件等构成的发光元件20安装在基板(发光装置用基板)10A上的COB(chip on board,板上芯片)类型的发光装置。另外,在图12中,为了简单化,为了方便,大幅度地省略描绘了发光元件20的数量。此外,包含图12,在其他附图中,尺寸、形状、个数等也不一定与实际的基板、发光元件、发光装置相同。
在基板10A上设置圆环状的框体15,该圆环状的框体15被设置于密封树脂16的周边并包围多个发光元件20的周围。在框体15的内侧填充密封树脂16来密封发光元件20。密封树脂16包含被来自发光元件20的出射光激励并将上述出射光变换为不同波长的光的荧光体。通过该构成,发光装置4A在密封树脂16的表面进行面发光。
由于发光装置4A中集成多个发光元件20,因此作为向发光装置4A的投入电力,使用10W、50W、100W或者100W以上等,能够从投入了上述电力的发光装置4A得到高亮度的出射光。例如,为了在基板10A上集成500μm×800μm左右的中型尺寸的发光元件20并实现投入电力为100W左右的大输出的发光装置4A,需要集成多到300个至400个左右的发光元件20。通过集成多个发光元件20,发光装置4A的发热变大,因此通过在图4所示的与发光装置4A(图4中为发光装置4)相比体积非常大的散热片2安装发光装置4A,也可以确保来自发光装置4A的较高的散热性。
作为发光元件20,例如能够使用蓝色LED芯片、紫色LED芯片、紫外线LED芯片等LED芯片。或者,作为发光元件20,也可以使用EL元件。
作为填充到密封树脂16的荧光体,例如能够使用发出蓝色、绿色、黄色、橙色、红色的任意颜色的荧光体或者任意的多个荧光体的组合。由此,能够从发光装置4A射出所希望的颜色的出射光。另外,也可以省略密封树脂16的荧光体,将发光波长不同的蓝色、绿色以及红色的3个颜色的发光元件20排列在基板10A上,还可以排列任意的2个颜色的组合的发光元件20,或者,也可以排列单色的发光元件20。
(基板10A的构成)
以下,基于图13,对基板10A的构成进行说明。图13(a)是表示设置于发光装置4A的基板10的构成的俯视图,(b)是沿着(a)所示的面CC的剖视图,(c)是上述剖视图的局部放大图。
基板10A被用于在其上配置有多个发光元件20(参照图12)的发光装置4A(参照图12)。
基板10A具备由金属材料构成的基体12。作为基体12,能够使用铝基体。如图13(c)所示,在基体12的表面上,依次层叠中间层13、绝缘层30以及电极图案14。绝缘层30由网格状的玻璃片31和反射层32构成。
与图1所示的发光装置4同样地,中间层13形成为覆盖基体12的表面。绝缘层30形成于基体12的表面中的中间层13的上表面。换言之,中间层13形成于绝缘层30与基体12之间。
在绝缘层30上形成电极图案14。如图13(a)所示,电极图案14具有正极电极图案(布线图案)18以及负极电极图案(布线图案)19。电极图案14由金属导电层所构成的基底的电路图案(未图示)和覆盖其的镀覆构成。电极图案14是用于取得与配置在基板10上的发光元件20(参照图12)的电连接的布线。如图12(a)所示,发光元件20例如通过导线来连接于电极图案14,在绝缘层30上安装面朝上型的发光元件20。
如图12(a)所示,发光元件20连接于正极电极图案18以及负极电极图案19。正极电极图案18连接于用于将发光元件20经由正极电极图案18来连接于外部布线或者外部装置的正极连接器25。负极电极图案19连接于用于将发光元件20经由负极电极图案19来连接于外部布线或者外部装置的负极连接器26。也可以取代正极连接器25以及负极连接器26,由连接盘构成,通过焊锡,将正极电极图案18以及负极电极图案19直接连接于外部布线或者外部装置。
另外,在通过正极连接器25以及负极连接器26,将正极电极图案18以及负极电极图案19连接于外部布线或者外部装置的情况下,也可以在正极电极图案18以及负极电极图案19分别设置连接盘,经由其连接盘,将正极电极图案18与正极连接器25连接,以及将负极电极图案19与负极连接器26连接。
在本实施方式所涉及的发光装置4A中,作为热传导性的陶瓷绝缘体的中间层13以及具有作为光反射性的陶瓷绝缘体的反射层32的绝缘层30在电极图案14与基体12之间,作为绝缘层而形成。进一步地,中间层13形成于绝缘层30与基体12之间。在对中间层13与绝缘层30进行比较的情况下,优选在热传导率上,前者比后者高,在光反射率上,后者比前者高。通过上述构成,基板10A能够稳定地确保高热传导性、高绝缘耐压性能、高反射率。此外,优选使绝缘层30的厚度比中间层13的厚度薄。下述对各层具体进行说明。
<基体12的具体构成>
作为基体12,例如能够使用纵50mm、横50mm以及厚度3mmt的铝板。作为基体12中使用铝的优点,举例重量轻并且加工性优良,热传导率较高。基体12中也可以包含不妨碍用于保护层17的形成的阳极氧化处理的程度的铝以外的成分。
另外,作为基体12的材料,并不局限于上述。只要是重量轻并且加工性优良、热传导率高的金属材料即可,例如能够将铜材料用作为基体的材料。也可以是包含铜以外的成分的铜的合金。
<中间层13的具体构成>
中间层13通过利用等离子体喷镀在基体12上层叠陶瓷层而形成,具有绝缘性。换言之,中间层13含有通过等离子体喷镀而形成的陶瓷。此外,如后面所述,由于绝缘层30设为能够确保光反射功能所需的最低限度的厚度,因此考虑到作为基板10A所需的绝缘耐压性不足的情况。因此,中间层13对该绝缘层30中不足的绝缘耐压性进行加强。
本实施方式的发光装置4A所涉及的中间层13具有与实施方式1所涉及的发光装置4的中间层13相同的功能,使用相同的材料,通过相同的方法来形成。
<绝缘层30的具体构成>
绝缘层30具备:作为网格状(网眼状)的构造材料的玻璃片31、和由使来自发光元件20的光反射的白色的绝缘性的材料构成的反射层32。反射层32含有光反射性陶瓷并具有绝缘性。由此,绝缘层30使来自发光元件20的光反射。绝缘层30被配置于电极图案14与中间层13之间,换言之,被配置在电极图案14与基体12之间。
玻璃片31被反射层32覆盖。这样,绝缘层30通过具有网格状的玻璃片31,能够得到防止形成在中间层13上的反射层32从作为下层的中间层13剥离的效果。特别地,在绝缘层30被图12所示的密封树脂16覆盖的情况下,形成在中间层13上的反射层32被热膨胀收缩的密封树脂16拉伸,从作为下层的中间层13剥离的可能性变高,但通过绝缘层30具有网格状的玻璃片31,能够显著地得到防止所述剥离的效果。
在实施方式2中,反射层32由包含陶瓷的绝缘层形成,关于其层厚,考虑基板10A的反射率,例如能够将层厚设为10μm~100μm左右。实施方式2中制作的基板10A是在绝缘层30上直接载置发光元件20的基板,因此提高散热性,因此优选层厚进一步设为50μm以下。反射层32在玻璃系粘合剂或者具备耐光/耐热性的树脂粘合剂混合陶瓷粒子后通过干燥或烧制等而固化,作为包含陶瓷粒子的绝缘性反射层,形成于基板10A的最外层。在实施方式2中,反射层32是光反射性陶瓷与硅酮树脂的混合层。反射层32含有氧化钛和氧化铝来作为光反射性陶瓷粒子,通过使用树脂粘合剂来使树脂固化而形成。
玻璃系粘合剂由通过溶胶-凝胶反应来合成玻璃粒子的溶胶状物质构成。树脂粘合剂除了硅酮树脂以外,也可以由耐热性/耐光性方面优良、透明性也较高的、环氧树脂、氟树脂或者聚酰亚胺树脂构成。与玻璃粘合剂相比,树脂粘合剂通常固化温度较低,容易制造。另一方面,玻璃系粘合剂与树脂粘合剂相比,具有耐热性/耐光性优良且热传导率高的特征。
本实施方式所涉及的发光装置4A的反射层32具有与实施方式1的具有光反射性的反射层32相同的功能,使用相同的材料,通过相同的方法而形成。
(基板10A的制造工序)
接下来,使用图14~图17来对实施方式2所涉及的基板10A的制造方法进行说明。图14是对实施方式2所涉及的基板10A的制造方法进行说明的图,(a)是配置有中间层13的基体12的剖视图,(b)是配置有中间层13的基体12的俯视图。
首先,如图14所示,在由铝构成的基体12的表面,形成中间层13(中间层形成工序)。中间层13通过利用等离子体喷镀来将氧化铝层层叠于基体12而形成。
图15是对实施方式2所涉及的基板10A的制造方法进行说明的图,(a)是配置有玻璃片31的基体12的剖视图,(b)是配置有玻璃片31的基体12的俯视图。图16是对实施方式2所涉及的基板10A的制造方法进行说明的图,(a)是涂覆有光反射性涂料的基体12的剖视图,(b)是涂覆有光反射性涂料的基体12的俯视图。图17是对实施方式2所涉及的基板10A的制造方法进行说明的图,(a)是形成有反射层32的基体12的剖视图,(b)是形成有反射层32的基体12的俯视图。
在中间层形成工序中形成有中间层13的基体12接下来被传送到反射层形成工序。然后,如图15所示,在反射层形成工序中,在基体12的表面中的中间层13的上表面,配置编织为网格状的玻璃片31。然后,如图16所示,在反射层形成工序中,涂覆在具备耐光/耐热性的树脂粘合剂所混合的陶瓷粒子所构成的光反射性涂料32a,以使得覆盖中间层13以及编织为网格状的玻璃片。光反射性涂料32a除了通过喷涂以外,也可以使用丝网印刷,或者使用分配器进一步通过冲压机来按压固化,可以使用任意的方法。即使在使用喷涂或丝网印刷的情况下,也能够通过利用冲压机来按压并且固化,从而防止玻璃片的浮起且使反射层32与下层的紧贴性可靠。除了这样使用冲压机以外,也能够如已经在实施方式1中说明的那样,在反射层形成工序之前,使用适当的底涂剂(底料)或粘合剂,进行底涂处理之后涂敷玻璃片31,从而防止反射层形成工序中的玻璃片31的浮起等。若这里采用的涂料中所使用的粘合剂为树脂,则能够以150℃~250℃使树脂固化,如图17所示形成光反射层。
另外,作为形成反射层32的方法,也可以取代使用树脂粘合剂,而使用玻璃系粘合剂,通过溶胶-凝胶反应来进行玻璃质的合成,从而形成反射层32。进一步地,除了溶胶-凝胶法以外,也可以采用通过对利用有机粘合剂来将低熔点玻璃的粒子固化的物质进行再次熔融来形成玻璃质层,从而形成反射层32的方法。为了对利用有机粘合剂来将低熔点玻璃的粒子固化的物质进行再次熔融,最低也需要800℃~900℃的高温。在本实施方式中,由于将以氧化铝为代表的陶瓷层用作为中间层13,因此也能够使用这种需要高温的工序的反射层32的形成方法。
但是,这种的高温超过了基体12中使用的铝的熔点660℃。因此,需要使用在基体12中适当地混合杂质来高熔点化的合金材料。由于铜的熔点为1085℃,比铝的熔点高,因此若在基体12中使用铜,则能使用对低熔点玻璃进行再次熔融的方法,当然,也可以使用在基体12中适当地混合杂质来使基体高熔点化之后对低熔点玻璃进行再次熔融的方法。
由于玻璃的耐光性、耐热性优良,因此优选作为形成反射层32的材料,但也可以将耐热性、耐光性优良的树脂、例如硅酮树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂或者氟树脂用作为针对陶瓷粒子的粘合剂。虽然上述树脂在耐热性、耐光性方面劣于玻璃,但上述树脂的固化温度比玻璃原料的基于溶胶-凝胶反应的玻璃合成的固化温度低,若将树脂用作为针对陶瓷粒子的粘合剂,则反射层32的形成变得容易。
这里,在本实施方式所涉及的反射层形成工序中,在光反射性涂料32a内配置有网格状的玻璃片31,因此即使为了使光反射性涂料32a固化而施加热量,由于光反射性涂料32a与作为其基底的中间层13的热收缩速度的差异被缓和,因此光反射性涂料32a难以从中间层13剥离。因此,能够防止该反射层形成工序中的合格率降低。
并且,为了使用形成到图17所示的反射层32的基体12,来最终得到图13所示的基板10A,针对形成有反射层32的基体12,首先,通过对基体12的露出部进行阳极氧化处理来形成耐蚀铝层,进一步通过进行封孔处理来完成保护层17(参照图13(c))。
接下来,在反射层32的上表面,作为电极图案14的基底,使用含有金属粒子的树脂所构成的金属膏,通过印刷等来描绘电路图案并使其干燥,然后形成成为电极图案14的基底电路图案(基底电路图案形成工序)。然后,通过镀覆处理,使电极用金属在基底电路图案上析出,从而如图13(c)所示形成电极图案14(电极图案形成工序)。
基体12已经由含有陶瓷的高反射率的反射层32、中间层13、铝的阳极氧化覆膜的保护层17覆盖。因此,通过电极图案形成工序中的镀覆处理中使用的镀覆液,从而能够在基体12不被侵蚀的情况下,仅在基底电路图案上,从镀覆液高效地析出电极用金属。
这里,以下说明本实施方式所涉及的基板10A与现有的具有金属基体的基板相比,能够防止绝缘层30从作为下层的中间层13剥离的理由。
如上所述,绝缘层30由作为网格状的构造材料的玻璃片31和覆盖其的反射层32构成。通过在该反射层32内,配置编织为网格状的玻璃片所构成的构造材料,从而防止反射层32从作为下层的中间层13剥离的效果最显著表现的,是在反射层32中使用树脂作为粘合剂的情况,特别地,是粘合剂是硅酮树脂的情况。以该情况为代表例来进行说明。
树脂与氧化铝相比,具有约5倍至10倍,有时为10倍以上的线膨胀率,在使用氧化铝来作为由陶瓷构成的中间层13的材料、使用硅酮树脂来作为反射层32的粘合剂的情况下,由于两层的线膨胀率的较大差异,导致容易在边界产生剥离。这里,若将以线膨胀率比树脂小的玻璃为原料的编织为网格状的玻璃片31用作为反射层32内的构造材料,则树脂的膨胀收缩被局限于由玻璃片的网格构造构成的小区域(网眼),并且玻璃片31的热膨胀收缩比树脂小,因此能够抑制反射层32的热膨胀收缩。作为结果,作用于反射层32与中间层13的边界的伴随着热膨胀收缩的应力减少,产生防止反射层32从作为下层的中间层13剥离的效果。
同样的效果在如图12那样反射层32被密封树脂16覆盖的发光装置4A的情况下,能够更显著地得到。与反射层32相比,密封树脂16的线膨胀率相同或者为其以上的情况下,反射层32受到密封树脂16的膨胀收缩的影响,容易施加应力。但是,若将以线膨胀率比密封树脂16中使用的树脂小的玻璃为原料的编织为网格状的玻璃片31用作为反射层32内的构造材料,则由于上述的理由,作用于反射层32与中间层13的边界的伴随着热膨胀收缩的应力减少,产生防止被密封树脂16拉伸的反射层32从作为下层的中间层13剥离的效果。
以上,从具体例来看,通过将被编织为网格状的玻璃片31用作为反射层32内的构造材料,能够抑制剥离的机理被概括为,由于(1)能够将反射层32的热膨胀收缩局限于由玻璃片31的网格构造构成的小区域(网眼)、(2)反射层32的线膨胀率被玻璃片31的线膨胀率拉伸,接近于中间层13或电极图案14的线膨胀率这2点,因此作用于反射层32与中间层13的边界的热应力减少。
通过在反射层32内使用编织为网格状的玻璃片31所构成的构造材料,从而实施方式2所涉及的基板10A实现了同时满足作为进行高亮度照明的发光装置4A用的基板10A所必须的高光反射率、低热阻(高散热性)、高电绝缘耐压性这3个的理想的发光装置用基板,首次成功克服了成为问题的具有高光反射率的反射层的剥离,实现了长期可靠性。
由以上可知,实施方式2所涉及的基板10A在基体12与反射层32之间设置由陶瓷层构成的中间层13,在由中间层13和反射层32构成的绝缘层上形成电极图案14。此时,在反射层32内使用编织为网格状的玻璃片31来作为构造材料。其结果,成为不仅具备高反射率、高散热性、高绝缘耐压性,还具备长期可靠性,特别地,兼备反射层32的长期可靠性的适合高亮度照明的发光装置4A用基板10。并且,根据实施方式2所涉及的基板10A,能够以量产性优良的形式来提供这样的发光装置用基板。并且,使用了该基板10A的发光装置4A、照明装置1量产性优良,并且能实现具有长期可靠性的高亮度照明。
另外,在实施方式2中,将从与基板10的基体面垂直的方向来观察的外形形状设为图12所示的四角形,但基板10的外形形状并不局限于此,也能够采用任意的封闭图形形状。此外,封闭图形形状可以是封闭图形的外周仅由直线或者仅由曲线构成的封闭图形形状,封闭图形形状也可以是封闭图形的周外周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定于凸图形形状,也可以是凹图形形状。例如,作为仅由直线构成的凸多角形形状的例子,可以是三角形、五角形、六角形、八角形等,此外,也可以是任意的凹多角形形状。此外,作为仅由曲线构成的封闭图形形状的例子,可以是圆形形状或者椭圆形形状,也可以是凸曲线形状或者凹曲线形状等的封闭图形形状。进一步地,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例子,也可以是跑道形状等。
(比较例)
基于图18来对实施方式2的比较例进行说明如下。图18是实施方式2的基板10A的比较例所涉及的基板410的剖视图。在图18中,表示在基板410,安装了发光元件420的部分的附近的局部放大图。基板410在表面安装发光元件420,具备被配置于上层的陶瓷层413、被配置于陶瓷层413的下层的由铝所构成的基体412。陶瓷层413与实施方式2中的中间层13同样地,通过等离子体喷镀来形成。
若在金属基体上通过喷镀来形成陶瓷层,则其表面粗糙的情况较多。使用了喷镀中使用的材料粒子的粒径尺寸较大为10~50μm的粒子为主要的重要因素。
此外,如图18所示,以提高基体412与陶瓷层413之间的紧贴性为目的,通过喷砂处理来使基体412的表面凹凸之后,通过喷镀来层叠陶瓷层413的情况下,在层叠后的陶瓷层413的表面,由于喷砂处理而出现的基体412的凹凸形状的影响残留。最终在陶瓷层413的表面残留的凹凸大约为20μm~40μm或者在此之上。
若在这种具有较大凹凸形状的面直接安装发光元件420,则由图18可知,有可能发光元件420与安装发光元件420的陶瓷层413不能充分接触,发光元件420以及陶瓷层413成为高热阻。
与此相对地,在设置于实施方式2所涉及的基板10A(参照图13(c))的基体12中形成的中间层13和绝缘层30的二层构造中,通过绝缘层30的反射层32的形成中使用的包含反射材料的涂料来使形成于中间层13的凹凸面平坦化,因此最终绝缘层30表面变得平坦。因此,与图18所示的比较例所涉及的基板410不同地,在图13(c)中直接安装于绝缘层30的发光元件20能够与绝缘层30之间确保充分的接触,在发光元件20以及中间层13能够确保充分的散热性,成为低热阻。
〔实施方式3〕
基于图19来对本发明的实施方式3进行说明如下。另外,为了方便说明,针对具有与所述实施方式1、2中说明的部件相同的功能的部件,付与相同的符号,省略其说明。
图19(a)是表示实施方式3所涉及的基板10B的构成的俯视图,(b)是沿着(a)所示的面DD的剖视图,(c)是上述剖视图的局部放大图。实施方式3所涉及的基板10B也与实施方式2所涉及的基板10A同样地,能够用于图12的发光装置4A,也能够用于图3的照明装置1。
在所述实施方式2中,在基体12形成中间层13、绝缘层30以及保护层17。与此相对地,在实施方式3的基板10B中,在基体12形成绝缘层30以及保护层17。绝缘层30形成于基体12的表面(上表面)(参照图19(c))。基板10B是从实施方式2的基板10A去除中间层13的构成。
通过上述构成,通过提高绝缘层30的绝缘性和热传导性,能够提供一种适合于高亮度照明的发光装置用基板。这里,通过在反射层32内使用被编织为网格状的玻璃片31所构成的构造材料,从而实施方式3所涉及的基板10B是以作为高亮度照明发光装置用基板所需要的高光反射率、低热阻(高散热性)为特征的发光装置用基板,并且防止具有高光反射率的反射层的剥离,成功实现了长期可靠性。
〔总结〕
本发明的方式1所涉及的基板10/10A/10B/310是用于安装发光元件20/320的基板10/10A/10B/310,具备:基体12/312;和被直接或者间接地配置于所述基体12/312的表面的第1绝缘层(绝缘层30/330),所述第1绝缘层(绝缘层30/330)由反射光的树脂层(反射层32/332)、和被配置于该树脂层(反射层32/332)内且线膨胀率比所述树脂层(反射层32/332)小的网眼状的构造体(玻璃片31/331)构成。
根据所述构成,由于所述第1绝缘层具有线碰撞率比树脂层小的网眼状的构造体,因此能够防止第1绝缘层剥离。由此,具有绝缘耐压性以及光反射性,并且能够防止制造合格率降低,因此能提供一种量产性优良的用于配置发光元件的基板。
本发明的方式11所涉及的发光装置4/4A/304具备:基板10/10A/10B/310;被安装在所述基板10/10A/10B/310上的发光元件20/320;和覆盖所述发光元件20/320的密封树脂16/316,所述基板10/10A/10B/310具备:基体12/312;和被直接或者间接地配置于所述基体12/312的表面的第1绝缘层(绝缘层30/330),所述第1绝缘层(绝缘层30/330)由反射光的树脂层(反射层32/332)、和被配置于该树脂层(反射层32/332)内且线膨胀率比所述密封树脂16/316小的网眼状的构造体(玻璃片31/331)构成。
根据所述构成,由于所述第1绝缘层具有线膨胀率比所述密封树脂小的网眼状的所述构造体,因此能够防止被所述密封树脂拉伸的所述第1绝缘层从下层剥离。由此,能够提供一种具有绝缘耐压性以及光反射性并且长期可靠性优良的发光装置。
优选本发明的方式2所涉及的基板10/10A/10B在所述方式1中,所述构造体(玻璃片31)由玻璃材料构成,所述基体12由金属材料构成。优选本发明的方式12所涉及的发光装置4/4A/304在所述方式11中,所述构造体(玻璃片31/331)由玻璃材料构成,所述基体12/312由金属材料构成。
根据所述构成,由于所述构造体的热膨胀收缩比所述树脂层小,因此能够防止第1绝缘层剥离。
也可以本发明的方式3所涉及的基板10/10A/10B在所述方式1中,所述构造体由聚醚醚酮树脂或者芳香族聚酰胺纤维构成,所述基体12/312由金属材料构成。也可以本发明的方式13所涉及的发光装置在所述方式11中,所述构造体由聚醚醚酮树脂或者芳香族聚酰胺纤维构成,所述基体12/312由金属材料构成。
根据所述构成,能够得到线膨胀率比所述树脂层小的网眼状的构造体。进一步地,由于所述聚醚醚酮树脂或者芳香族聚酰胺纤维具备高耐热性以及高强度性,因此能够得到具备高耐热性以及高强度性的所述构造体。
优选本发明的方式4所涉及的基板10/10A在所述方式1~3中,具备被配置于所述基体12/312与所述第1绝缘层(绝缘层30/330)之间的第2绝缘层(中间层13/氧化铝层313B以及平坦化层313C)。优选本发明的方式14所涉及的发光装置4/4A/304在所述方式11~13中,具备被配置于所述基体12/312与所述第1绝缘层(绝缘层30/330)之间的第2绝缘层(中间层13/氧化铝层313B以及平坦化层313C)。通过所述构成,能够得到高绝缘耐压性。
优选本发明的方式5所涉及的基板10/10A在所述方式4中,具备被配置在所述第2绝缘层(中间层13/氧化铝层313B以及平坦化层313C)上的电极图案14/314,所述电极图案14/314由多个电极端子部14a和将该电极端子部14a之间连接的布线部14b构成,所述第1绝缘层(绝缘层30/330)覆盖所述布线部14b以使得所述多个电极端子部14a露出。优选本发明的方式15所涉及的发光装置4/4A/304在所述方式14中,具备被配置在所述第2绝缘层(中间层13/氧化铝层313B以及平坦化层313C)上的电极图案14,所述电极图案14由多个电极端子部14a和将该电极端子部14a之间连接的布线部14b构成,所述第1绝缘层(绝缘层30/330)覆盖所述布线部14b以使得所述多个电极端子部14a露出。通过所述构成,能够配置为发光元件与所述电极端子部导通。
优选本发明的方式6所涉及的基板10/10A在所述方式4或者5中,所述第2绝缘层(中间层13·氧化铝层313B以及平坦化层313C)具有比所述第1绝缘层(绝缘层30/330)高的热传导性,所述第1绝缘层(绝缘层30/330)具有比所述第2绝缘层(中间层13/氧化铝层313B以及平坦化层313C)高的光反射性。优选本发明的方式16所涉及的发光装置在所述方式14或者15中,所述第2绝缘层(中间层13/氧化铝层313B以及平坦化层313C)具有比所述第1绝缘层(绝缘层30/330)高的热传导性,所述第1绝缘层(绝缘层30/330)具有比所述第2绝缘层(中间层13/氧化铝层313B以及平坦化层313C)高的光反射性。根据所述构成,能够得到具有高散热性和高光反射性的基板。
优选本发明的方式7所涉及的基板10/10A/10B在所述方式1~6中,所述树脂层(反射层32/332)是白色,由包含陶瓷粒子的树脂构成。优选本发明的方式17所涉及的发光装置4/4A/304的所述树脂层(反射层32/332)是白色,由包含陶瓷粒子的树脂构成。通过所述构成,能够得到高光反射性。
优选本发明的方式8所涉及的基板10/10A/10B在所述方式7中,所述陶瓷粒子包含氧化铝、氧化钛、二氧化硅以及氧化锆之中的至少一种。优选本发明的方式18所涉及的发光装置4/4A/304在所述方式7中,所述陶瓷粒子包含氧化铝、氧化钛、二氧化硅以及氧化锆之中的至少一种。通过所述构成,能够得到所述树脂层。
优选本发明的方式9所涉及的基板10/10A/10B在所述方式7或者8中,所述树脂包含硅酮树脂、环氧树脂、氟树脂以及聚酰亚胺树脂之中的至少一种。优选本发明的方式19所涉及的发光装置4/4A/304在所述方式17或者18中,所述树脂包含硅酮树脂、环氧树脂、氟树脂以及聚酰亚胺树脂之中的至少一种。
优选本发明的方式10所涉及的发光装置4/4A/304在所述方式1~9中,具备被配置于该基板10/10A/10B的发光元件20。通过所述构成,能够得到量产性优良的发光装置。
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能够进行各种变更,将不同实施方式中分别公开的技术手段适当地组合得到的实施方式也包含于本发明的技术范围。进一步地,通过将各实施方式中分别公开的技术手段组合,能够形成新的技术特征。
产业上的可利用性
用于安装本发明所涉及的发光元件的基板能够利用为各种发光装置用的基板。本发明所涉及的发光装置特别是能够利用为高亮度LED发光装置。
-符号说明-
1 照明装置
4/4A/304 发光装置
10/10A/10B/310 基板
12/312 基体
13 中间层(第2绝缘层)
14/314 电极图案
14a 电极端子部
14b 布线部
16/316 密封树脂
17 保护层
18 正极电极图案
19 负极电极图案
20/320 发光元件
30/330 绝缘层(第1绝缘层)
31/331 玻璃片(构造体)
32/332 反射层(树脂层)
32a 光反射性涂料
313B 氧化铝层(第2绝缘层)
313C 平坦化层(第2绝缘层)
Claims (5)
1.一种基板,其用于安装发光元件,所述基板的特征在于,具备:
基体;和
第1绝缘层,被直接或者间接地配置于所述基体的表面,
所述第1绝缘层由反射光的树脂层、和被配置于该树脂层内且线膨胀率比所述树脂层小的网眼状的构造体构成。
2.根据权利要求1所述的基板,其特征在于,
所述构造体由玻璃材料构成,
所述基体由金属材料构成。
3.一种发光装置,具备:
基板;
发光元件,被安装在所述基板上;和
密封树脂,覆盖所述发光元件,
所述基板具备:基体、和被直接或者间接地配置于所述基体的表面的第1绝缘层,
所述第1绝缘层由反射光的树脂层、和被配置于该树脂层内且线膨胀率比所述密封树脂小的网眼状的构造体构成。
4.根据权利要求3所述的发光装置,其特征在于,
所述构造体由玻璃材料构成,
所述基体由金属材料构成。
5.根据权利要求3或者4所述的发光装置,其特征在于,
具备:
第2绝缘层,被配置于所述基体与所述第1绝缘层之间;和
电极图案,被配置在所述第2绝缘层上,
所述电极图案由多个电极端子部和将该电极端子部之间连接的布线部构成,
所述第1绝缘层覆盖所述布线部,以使得所述多个电极端子部露出。
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