CN112753109A - 嵌体基板和使用该嵌体基板的发光装置 - Google Patents

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Abstract

发光装置具备：多个发光元件；安装有多个发光元件的第一基板；导热率比第一基板小的第二基板；配置在第一基板的最上位的布线层的第一布线；配置在第一基板的其他的布线层的第二布线；以及配置在第二基板的最上位的布线层的第一布线。连接有发光元件的第一布线的一部分经由配置在安装有多个发光元件的阵列区域内的通孔与第二布线电连接，该第二布线经由配置在阵列区域外的通孔与其他的第一布线电连接。其他的第一布线和第三布线通过第四布线电连接。

Description

嵌体基板和使用该嵌体基板的发光装置
技术领域
本公开涉及嵌体基板和使用该嵌体基板的发光装置。
背景技术
已知有将发光二极管(Light-Emitting Diode、LED)等发光元件搭载在印刷电路基板等安装基板上的发光装置。
在以LED等发光元件为光源的高亮度的照明装置中，发光元件发出的热的处理成为持续的课题。例如，在日本特开2017-63177号公报的图7中，记载了如下的LED发光装置(适配器部件9)：在由铜等具有高导热率的材料形成的金属基板(散热器3)上安装LED(4)，并且粘贴印刷基板(PCB基板90)，从外部经由印刷基板向LED(4)供给电力，使LED(4)点亮。日本特开2017-63177号公报中记载的LED发光装置使金属基板与外部的散热器接触，确保良好的散热性。另外，()表示日本特开2017-63177号公报中的用语或符号。
但是，铜等具有高导热率的材料价格昂贵，因此希望减少使用量。对此，已知有在维持一定的基板尺寸的同时使涉及散热的部分小型化的LED发光装置。例如，在日本特开2017-63177号公报的图7D中记载了如下的LED发光装置(LED模块)：在形成于树脂基板(层叠PCB224)的开口部(通孔)中，嵌入具有比电路基板高的导热率并且具有绝缘性的散热基板(散热器10)，在该散热基板上安装有LED。在日本特开2017-63177号公报所记载的LED发光装置中，LED所发出的热的大部分经由LED的散热器(83)、形成于散热基板(10)上的导热电极(73)、散热基板(10)以及形成于散热基板(10)的下表面的散热图案(83)而移动至未图示的大型散热器。另外，在日本特开2017-63177号公报的图8B中记载了在散热基板(10)上安装了3个LED的LED发光装置。另外，()表示专利文献2中的用语或符号。
在树脂基板上嵌入了散热基板的基板被称为所谓的嵌体(嵌入)基板(以下，将该基板称为“嵌体基板”)。如上所述，嵌体基板使LED产生的热量经由散热基板转移到与散热基板热连接的大型散热器。即，尽管由昂贵的材料形成的散热基板是小型的，但嵌体基板能够有效地处理LED发出的热，进而，能够将树脂基板用作搭载LED驱动电路等发热少的各种电路的电路基板。
发明内容
在日本特开2017-63177号公报中记载的嵌体基板(印刷电路基板)中，公开了在散热基板(散热器)上搭载1个LED的情况和搭载3个LED的情况。但是，期望搭载更多的发光元件的发光装置。例如，期望一种汽车的前照灯用的发光装置，其将多个发光元件排列成矩阵状，分别对各发光元件进行点亮控制，由此控制亮度等，以免给行人和其他车辆的驾驶员带来眩晕感。
因此，如果在嵌体基板所包含的散热基板上矩阵配置多个发光元件，则可以构成该前照灯，但由于前照灯使用透镜以将光源投影到远方的方式发出光，所以如果搭载在散热基板上的发光元件彼此的间隙大，则发光元件的间隙会出现在投影影像中。即，在这样的前照灯用的发光装置中，通过高密度地安装多个发光元件并使其相互接近，能够防止发光元件的间隙出现在投影影像中。
但是，若将多个发光元件高密度安装在散热基板上，则无法配置用于对各发光元件分别供给电力的布线。即，为了分别连接树脂基板上的驱动电路的端子和散热基板上的各发光元件，与各发光元件连接的散热基板上的布线必须将端部配置在散热基板的周边部。但是，如果高密度安装发光元件，使发光元件彼此的间隔变窄到100μm左右，则连结该端部与配置在矩阵排列的内侧的发光元件的布线不能确保100μm左右的线与间隙(ラインアンドスペース)。即，不容易通过存在于矩阵排列的周边部的发光元件的间隙来配置布线。
本发明的目的是提供一种嵌体基板和使用该嵌体基板的发光装置，该嵌体基板能够将发光元件等高密度地安装在导热率高的基板上。
实施方式的发光装置包括：多个发光元件；第一基板，其具有多个布线层，并且安装有多个发光元件；第二基板，其形成有供第一基板嵌入的开口部，并且导热率比第一基板小；第一布线，其配置在第一基板的多个布线层的最上位层，与多个发光元件连接；第二布线，其配置在与配置有第一布线的布线层不同的布线层，经由在该布线层和配置有第一布线的布线层之间形成的多个通孔中的某一个通孔与第一布线连接；第三布线，其配置在第二基板上；以及第四布线，其跨越第一基板和第二基板的边界部，连接第一布线和第三布线。
进而，在实施方式的发光装置中，连接有多个发光元件的第一布线的一部分经由配置在安装有多个发光元件的阵列区域内的多个通孔中的一个通孔与第二布线电连接，该第二布线经由配置在阵列区域外的多个通孔中的其他一个通孔与第一布线电连接，第一布线与第三布线通过第四布线电连接。
进而，在实施方式的发光装置中，配置第一布线的布线层是第一基板的表面，配置第二布线的布线层是第一基板的背面，多个通孔形成为在厚度方向上贯通第一基板的内部。
进而，优选为，实施方式的发光装置还具有：导热层，其与第一基板及第二基板的背面相对配置；绝缘性导热层，其配置在第一基板及第二基板与导热层之间，将从多个发光元件经由第一基板传导来的热传导至导热层，并且使配置在第一基板及第二基板的背面的第二布线与导热层绝缘。
进而，在实施方式的发光装置中，优选为，第一基板包括在表面形成有绝缘层的硅基板，配置第一布线的布线层是绝缘层的表面，配置有第二布线的布线层是被绝缘层覆盖的硅基板的表面，多个通孔形成为在厚度方向上贯通绝缘层的内部。
此外，在本发明的LED发光装置所包括的嵌体基板中，通过将包括硅基板的第一基板嵌入并固定到第二基板的开口部，使第二基板和第一基板一体化。在构成第一基板的硅基板上，层叠有第一布线、绝缘层及第二布线。安装在硅基板上的多个LED中的一部分LED的电极经由一个第一布线、一个通孔、一个第二布线、其他的通孔、其他的第一布线以及一个第四布线，与形成在第二基板上的一个第三布线连接。各LED发出的热经过LED与第一基板的接合部、第一基板、以及第一基板与外部的散热器的接合部，向散热器移动。
进而，在实施方式的发光装置中，优选阵列区域内的第一布线的厚度比阵列区域外的第一布线的厚度薄。
进而，在实施方式的发光装置中，优选第一基板还包括搭载硅基板的陶瓷基板。
进而，在实施方式的发光装置中，优选俯视陶瓷基板时的面积比俯视硅基板时的面积大。
进而，在实施方式的发光装置中，优选开口部的外缘形成有第二基板的背面侧比第二基板的表面侧凹陷的台阶部。
此外，实施方式的嵌体基板包括：第一基板，其具有多个布线层，并且能够安装多个发光元件；第二基板，其形成有供第一基板嵌入其中的开口部，并且导热率比第一基板小；第一布线，其配置在第一基板的多个布线层的最上位层；第二布线，其配置在与配置有第一布线的布线层不同的布线层，并且经由在布线层与配置有第一布线的布线层之间形成的多个通孔中的某一个通孔与第一布线连接；第三布线，其配置在第二基板上；第四布线，其跨越第一基板与第二基板之间的边界部，连接第一布线与第三布线。
此外，在实施方式的嵌体基板中，第一布线的一部分经由用于连接到多个发光元件的配置在阵列区域中的多个通孔中的一个通孔与第二布线电连接，并且该第二布线经由配置在阵列区域外的多个通孔中的其他一个通孔与第一布线电连接，第一布线和第三布线通过第四布线电连接。
发明的效果
根据实施方式的发光装置，能够在基板的导热率高的部分高密度地安装半导体元件。
附图说明
图1是表示具有第一实施方式的发光装置的车载用前照灯的图。
图2的(a)是图1所示的发光元件的立体图，(b)是图1所示的发光元件的剖面图，(c)是图1所示的发光元件的仰视图。
图3的(a)是图1所示的发光装置的俯视图，(b)是沿着(a)所示的BB’线的剖面图。
图4是图3所示的第二基板的分解立体图。
图5是图3的(a)所示的第一基板的左上部分的局部放大图。
图6是表示与图5所示的部分放大图对应的比较例的图。
图7是表示图1所示的发光装置的制造方法的剖面图(其一)，(a)表示第1工序，(b)表示第1工序之后的第2工序，(c)表示第2工序之后的第3工序，(d)表示第3工序之后的第4工序，(e)表示第4工序之后的第5工序。
图8是表示图1所示的发光装置的制造方法的剖面图(其二)，(a)表示第5工序之后的第6工序，(b)表示第6工序之后的第7工序，(c)表示第7工序之后的第8工序，(d)表示第8工序之后的第9工序，(e)表示第9工序之后的第10工序。
图9是表示图1所示的发光装置的制造方法的剖面图(其三)，(a)表示第10工序之后的第11工序，(b)表示第11工序之后的第12工序，(c)表示第12工序之后的第13工序，(d)表示第13工序之后的第14工序。
图10是作为第2实施方式示出的发光装置的俯视图。
图11是包含在图10所示的发光装置中的嵌体基板的分解立体图。
图12是图10所示的发光装置的剖面图。
图13是图10所示的发光装置的主要部分剖面图。
图14是作为第3实施方式示出的发光装置的主要部分剖面图。
图15是作为第4实施方式示出的发光装置的主要部分剖面图。
图16是作为第5实施方式示出的发光装置的主要部分剖面图。
图17是描绘作为第6实施方式所示的发光装置所包含的发光部及其周边部的俯视图。
图18的(a)是图17所示的发光装置中使用的发光元件的俯视图，(b)是其剖面图，(c)是其仰视图。
图19是在图17所示的第一基板上构成的电路的电路图。
图20是描绘作为第7实施方式所示的发光装置所包含的发光部及其周边部的俯视图。
图21是描绘作为第8实施方式所示的发光装置所包含的发光部及其周边部的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的发光装置。但是，需要注意的是，本发明的技术范围并不限定于这些实施方式，而涉及技术方案所记载的发明及其等同物。
(实施方式的发光装置的概要)
在实施方式的发光装置中，在以树脂等为基材的印刷电路基板(以下称为“第二基板”)上嵌入以导热率高的陶瓷等为基材的散热基板(以下称为“第一基板”)，在第一基板上安装发光元件，并且配置在第一基板的厚度方向贯通的通孔，由此，能够在导热率高的第一基板上高密度地安装发光元件。
(第1实施方式)
图1是表示具有第一实施方式的发光装置的车载用前照灯的图。
前照灯具有阵列状地安装有多个发光元件10的发光装置1和投射透镜102，从发光装置1射出的光通过投射透镜102投影到与投射透镜102分开的投影面103(为了说明，虚拟地设置。)上。发光装置1能够进行根据从控制装置输入的控制信号对多个发光元件10的亮度进行矩阵控制的远光可变前照灯(以下称为“ADB”(Adaptive Driving Beam))动作。该前照灯通过ADB动作，以远光照射到远方，并且在投影面103上熄灭与行人、对向车辆或前行车辆的位置对应的发光元件，从而不妨碍行人、驾驶对向车辆或前行车辆的驾驶员的视野。
在发光装置1中，假设发光元件10的配置间隔(以下称为“元件间”)变宽，则在投影面103上未投影来自发光元件10的元件间的光的暗部变宽，难以良好地保持投影面上的光的照射。因此，发光装置1优选以狭窄的配置间隔高密度地安装发光元件10。即，在发光装置1中，发光元件10的配置间隔越窄，元件间的暗部越窄，能够良好地保持投影面上的光的照射。
图2的(a)是发光元件10的立体图，图2的(b)是沿着(a)的AA'线的发光元件的剖面图，图2的(c)是发光元件10的仰视图。如图2的(a)所示，在发光元件10中，在外观上，观察到在副安装基板13上层叠有密封树脂13a、光变换层12。如图2的(b)所示，观察发光元件10的剖面可知，在副安装基板13上层叠有LED管芯11，在LED管芯11上层叠有光变换层12，以包围LED管芯11的周围的方式配置有密封树脂13a，在副安装基板13的底面形成有阳极电极14和阴极电极15。如图2的(c)所示，发光元件10的平面形状为正方形，阳极电极14和阴极电极15为长方形。
发光元件10被称为CSP(芯片尺寸封装，Chip Size Package)，具有在平面上能够实现无限接近LED管芯11的管芯尺寸的封装尺寸的结构。LED管芯11发出波段为450～460nm左右的蓝色光，在下部具有反射层(未图示)。副安装基板13搭载LED管芯11，并且具有阳极电极14和阴极电极15。密封树脂13a在LED管芯11侧具备透光层，在最外周具备反射层，将从LED管芯11向侧方放射的光向上方引导。层叠在LED管芯11上的光变换层12含有YAG(钇铝石榴石)荧光体。YAG荧光体变换LED管芯11放射的蓝色光而放射黄色光。发光元件10通过LED管芯11放射的蓝色光与YAG荧光体放射的黄色光的混色而放射白色光。另外，光变换层12含有的荧光体不限于YAG荧光体那样的放射黄色光的荧光体，也可以是放射绿色光和红色光的荧光体。
另外，如果在阳极电极14和阴极电极15之间供给规定的直流电压，则在LED管芯11中流过正向电流，发光元件10放射白色光。
发光元件10的元件尺寸为0.6mm×0.6mm，LED管芯11的元件尺寸为0.4mm×0.4mm左右。阳极电极14和阴极电极15的短边的长度为0.2mm，阳极电极14与阴极电极15之间的间隔距离为0.1mm。另外，阳极电极14及阴极电极15与副安装基板13的外缘之间的距离为0.05mm。另外，上述发光元件10的元件尺寸是一个例子，一边可以比0.6mm长，也可以比0.6mm短。
图3的(a)是发光装置1的俯视图，图3的(b)是沿图3的(a)所示的BB’线的剖面图。在图3的(b)中，为了简化说明，没有记载附加地配置在发光装置1中的散热构件(所谓的大型散热器或风扇等)。
发光装置1具有多个发光元件10、控制电路20和安装基板100。多个发光元件10在安装基板100的第一基板40的部分配置成阵列状，即在纵向及横向各配置规定的个数。另外，在发光装置1中，发光元件10在纵向的每1列以元件间的间隔t1配置13个，在横向以元件间的间隔s配置4列。另外，发光元件10的排列方法不限于图3的(a)，也可以是其他方法。
控制电路20是形成在硅基板上的半导体电路，经由第一布线91～第四布线94及通孔95与多个发光元件10的每一个电连接，基于CPU等上位控制电路的指示，分别对多个发光元件10进行导通截止控制。控制电路20对导通的发光元件10供给规定的电流而使其发光，对截止的发光元件10不供给电流而使其不发光。另外，未图示控制电路20与上位控制电路之间的连接布线。另外，在本实施方式中，控制电路20通过电流的供给来控制发光，但也可以是通过导通截止时间的比来控制的PWM驱动。只要是对发光元件10进行矩阵控制的方法，控制电路就没有限定，但无论如何都需要将发光元件10的各个布线与控制电路20连接。
安装基板100包括：嵌体基板90，其由第一基板40和第二基板80构成；以及附加于嵌体基板90的导热层粘结片96(绝缘性导热层)和导热层97。第一基板40是在由氮化铝(AlN)或氧化铝(Al2O3)等陶瓷构成的矩形的平板材所构成的基材30上设置有第一布线91、第二布线92及通孔95的基板，嵌入第二基板80内的开口部。第一布线91配置在第一基板40的表面，包含安装发光元件10的金属图案部。第二布线92配置在第一基板40的背面，经由通孔95与第一布线91电连接。在第一基板40中，供第一布线91配置的第一基板40的表面是最上位的布线层，供第二布线92配置的第一基板40的背面是与配置有第一布线91的布线层不同的布线层。通孔95设置成在厚度方向上贯通第一基板40的内部，在内部填充有铜等导电体材料。第三布线93配置在第二基板80的表面。第四布线94跨越第一基板40的表面和第二基板80的表面而布线，将第一布线91和第三布线93电连接。
第一布线91～第四布线94及通孔95将发光元件10和控制电路20电连接。连接有发光元件10的一个第一布线91经由配置在安装有多个发光元件10的阵列区域101内的一个通孔95与第二布线92电连接，并且，该第二布线92经由配置在阵列区域101外的其他的通孔95与其他的第一布线91电连接。
导热层粘接片96是在树脂系粘接剂中含有氮化硼、氮化铝、氧化铝、氮化硅及氧化镁等导热率高的绝缘构件作为填料的半固化的绝缘性片材。该导热层粘接片96粘接第一基板40及第二基板80和导热层97，并且通过热压而固化。进一步地，导热层粘结片96具有将从发光元件10经由第一基板40传导的热传导至导热层97，并且将配置在第一基板40的背面的第二布线92与导热层97绝缘的功能。
导热层97是由与第一基板40相同的材料形成的矩形的平板材，隔着导热层粘接片96以覆盖第一基板40及第二基板80的整个背面的方式配置。安装基板100由导热层97加强，操作变得容易。导热层97的下表面以低热阻与未图示的散热器连接。
图4是第二基板80的分解立体图。
第二基板80具有第一树脂基板50、基板粘接片60及第二树脂基板70。第一树脂基板50是在用环氧树脂等使玻璃布硬化而形成的板材的两面配置了由铜等金属材料形成的导电层的基板。为了在制造安装基板100时的研磨工序中不被除去，配置在第一树脂基板50的两面的铜的厚度例如可以为10μm至30μm左右。
基板粘接片60是在也被称为预浸料的玻璃纤维中含浸粘接剂而半固化的片，被第一树脂基板50及第二树脂基板70夹持，通过热压而固化，粘接第一树脂基板50及第二树脂基板70。
第二树脂基板70是用环氧树脂等固化与第一树脂基板50同样的玻璃布而形成的板材。与第一树脂基板50不同的是没有形成铜箔。
由合成树脂形成的第一树脂基板50和第二树脂基板70、以及基板粘接片60的各自的导热率都比由陶瓷形成的第一基板40的导热率小。即，第一基板40的导热率比第二基板80的导热率大。例如，第一基板40中含有的陶瓷的传导率为160W/mK，第二基板80中含有的环氧树脂的传导率为0.5W/mK。另外，由于第一基板40和第二基板80中含有的其他构件较薄，所以第一基板40和第二基板80的导热率分别为所含有的陶瓷和环氧树脂的导热率程度。
图5是对图3的(a)中箭头C所示的左上部分的区域进行描绘而得到的发光元件1上表面的局部放大图。
发光元件10-1的阳极电极连接到第一布线91-1，阴极电极连接到第一布线91-2。与发光元件10-1的阳极电极连接的第一布线91-1经由通孔95-1、配置在第一基板的背面的第二布线92-1、通孔95-5、第一布线91-9、跨越第一基板40的表面和第二基板80的表面而布线的第四布线94-1及第三布线93-1与控制电路20连接。与发光元件10-1的阴极电极连接的第一布线91-2经由通孔95-2、配置在第一基板的背面的第二布线92-2、通孔95-6、第一布线91-10、跨越第一基板40的表面和第二基板80的表面而布线的第四布线94-3及第三布线93-3与控制电路20连接。
发光元件10-2的阳极电极与第一布线91-3连接，阴极电极与第一布线91-4连接。与发光元件10-2的阳极电极连接的第一布线91-3经由通孔95-3、配置在第一基板40的背面的第二布线92-3、通孔95-7、第一布线91-11、跨越第一基板40的表面和第二基板80的表面而布线的第四布线94-5及第三布线93-5与控制电路20连接。与发光元件10-2的阴极电极连接的第一布线91-4经由通孔95-4、配置在第一基板40的背面的第二布线92-4、通孔95-8、第一布线91-12、跨越第一基板40的表面和第二基板80的表面而布线的第四布线94-7及第三布线93-7与控制电路20连接。
在发光元件10-3中，阳极电极经由第一布线91-5、跨越第一基板40的表面和第二基板80的表面而布线的第四布线94-2及第三布线93-2与控制电路20连接，阴极电极经由第一布线91-6、跨越第一基板40的表面和第二基板80的表面而布线的第四布线94-4及第三布线93-4与控制电路20连接。在发光元件10-4中，阳极电极经由第一布线91-7、跨越第一基板40的表面和第二基板80的表面而布线的第四布线94-6及第三布线93-6与控制电路20连接，阴极电极经由第一布线91-8、跨越第一基板40的表面和第二基板80的表面而布线的第四布线94-8及第三布线93-8与控制电路20连接。
另外，通过焊料电连接发光元件10-1的阳极电极和阴极电极的第一布线91-1和91-2有时被称为连接盘、安装焊盘或电极焊盘。关于其他布线也同样。另外，在图5中，将除去连接盘的第一布线91的宽度设为线宽a，将第一布线91彼此的间隔设为线间隔b。
图6是表示用于与图5所示的布线方法进行比较的比较例中包含的布线的图。
以下，根据图5和图6，说明与比较例相比能够减小发光装置1所包含的发光元件10的配置间距的情况。即，在发光元件10所包含的第一基板40中，通过配置通孔95-1～95-8，与如比较例那样不配置通孔95-1～95-8时相比，发光元件10的配置间距缩小相当于布线的1个间距的距离(a+b)。
如图5所示，在发光装置1中，能够经由通孔95利用在第一基板40的表面及背面设置的第一布线91及第二布线。与此相对，如图6所示，在比较例中，示出了不利用通孔而仅在第一基板40的表面设置布线的情况。另外，在图6所示的比较例中，发光元件10也经由第一布线91-21～28与未图示的控制电路20连接，第一布线91的宽度为线宽a，第一布线91彼此的间隔为线间隔b。即，在发光装置1及比较例的第一基板中，最小布线宽度为a，最小布线间隔为b。
进一步地，对发光装置1和比较例中的发光元件10的配置的不同进行说明。如图5所示，在发光装置1的情况下，在从图的下侧向上侧配置2级发光元件10时，能够将发光元件10的间隔(元件间的距离)t1设定为(a+2b)。另一方面，如图6所示，在比较例的情况下，在从图的下侧向上侧配置2级发光元件10时，必须在同一平面上配置所有的布线，所以发光元件10的间隔t2不得不设定为(2a+3b)。即，发光装置1在从图的下侧朝向上侧配置2级发光元件时，通过利用通孔，与比较例相比，能够将发光元件10的间隔(或间距)缩小(a+b)。
已知LED管芯11的出射光在规定的电流范围内与流过LED管芯11的电流成比例。在发光装置1中，由于将发光强度设定得较大，所以对各发光元件10流过约100mA左右的电流。为此所需的第一布线91的厚度优选为17μm以上，线宽a优选为100μm以上。另外，在这样第一布线91厚的情况下，在利用光刻法形成布线的制造工序中，为了不使布线彼此短路，优选布线间隔b为100μm以上。因此，在发光装置1中，将所有的第一布线91的厚度设定为35μm，将第一布线91的线宽a设定为100μm，将第一布线91间的线间隔b设定为100μm。
因此，在发光装置1中，能够将发光元件10的配置间隔t1设定为300μm。假设在不利用通孔95的比较例的情况下，发光元件10的配置间隔t2为500μm，所以发光装置1相对于比较例能够将发光元件1的间隔缩小200μm。如上所述，在发光装置1中，发光元件10的配置间隔越窄，越能够良好地保持投影面上的光的照射，因此缩小发光元件10的配置间隔的优点较大。
在发光装置1中，将发光元件10的图的上下方向的间隔s设定为250μm。这是通过安装发光元件10的未图示的安装装置可实现的配置间隔的下限值。但是，也可以根据可利用的安装装置，将元件间的间隔s设为其他值。
图7～9是为了表示发光装置1的制造方法而描绘的发光装置1的剖面图。图7的(a)～(c)表示在嵌入第二基板80之前准备第一基板40(基材31)的工序。图7的(a)表示第1工序，图7的(b)表示第1工序之后的第2工序，图7的(c)表示第2工序之后的第3工序。图7的(d)、(e)表示在嵌入第一基板40之前准备第二基板80的工序。图7的(d)表示第4工序，图7的(e)表示第4工序之后的第5工序。图8的(a)～(e)及图9的(a)～(d)表示在第二基板80上嵌入了第一基板40的安装基板100相关的工序。图8的(a)表示第6工序，图8的(b)表示第6工序之后的第7工序，图8的(c)表示第7工序之后的第8工序，图8的(d)表示第8工序之后的第9工序，图8的(e)表示第9工序之后的第10工序。图9的(a)表示第10工序之后的第11工序，图9的(b)表示第11工序之后的第12工序，图9的(c)表示第12工序之后的第13工序，图9的(d)表示第13工序之后的第14工序。
首先，如图7的(a)所示，在第1工序中，准备由高导热的陶瓷材料形成的基材30。接着，如图7的(b)所示，在第2工序中，利用激光对基材30实施通孔加工，形成多个通孔31。接着，如图7的(c)所示，在第3工序中，在基材30的表面及背面形成铜布线层41。铜布线层41通过溅射或蒸镀形成铜籽晶层，使其成为0.1μm～0.5μm的厚度，然后通过电解电镀法形成铜的厚膜50μm。此时，通孔31填充有铜，具有导电性。
与制造第一基板40(基材30)的工序不同，如图7的(d)所示，在第4工序中，在开孔加工前的第一树脂基板50、基板粘接片60及第二树脂基板70上形成用于插入基材30的贯通孔(在第二基板中成为开口部81)。贯通孔若设定得比基材30的尺寸大50μm左右，则容易插入基材30。贯通孔通过模具冲压或铣床加工等形成，可以将各个片材重叠起来一次加工，也可以将各个片材单独加工。在本实施例中，以贯通孔的尺寸一致的方式重叠3片进行模具冲压。即，第一树脂基板50、基板粘接片60及第二树脂基板70分别成为俯视时为相同形状的框状构件。另外，第一树脂基板50在表面及背面配置有铜布线层51，并且以贯通内部的方式配置将配置在表面及背面的铜布线层51电连接的通孔95，至少对背面侧进行图案化。该工序包含在一般的双面布线的印刷基板制造方法中，在第4工序之前实施。
接着，如图7的(e)所示，在第5工序中，重叠配置第一树脂基板50、基板粘接片60及第二树脂基板70。在第5工序中，由于不进行热压，所以基板粘接片60处于不固化的半固化状态。在第一树脂基板50、基板粘接片60及第二树脂基板70的中央部形成有在厚度方向上贯通第一树脂基板50、基板粘接片60及第二树脂基板70的内部的开口部81。开口部81是供基材30(完成后成为第一基板)嵌入的贯通孔。
如图8的(a)所示，在第6工序中，基材30(以下，包括完成前也称为“第一基板”)嵌入到设于热压前的第二基板80的开口部81。在第一基板40嵌入开口部81时，由于开口部81开口为比第一基板40大50μm左右，所以第一树脂基板50、基板粘接片60及第二树脂基板70的内壁和基材30的外壁以分离的方式配置。
接着，如图8的(b)所示，在第7工序中，从表面及背面对第一树脂基板50、基板粘接片60及第二树脂基板70进行热压。通过热压，基板粘接片60固化，并且基板粘接片60中含有的粘接剂的一部分填充到第一基板40的外壁与第一树脂基板50、基板粘接片60及第二树脂基板70(以下，包括完成前也称为“第二基板”)的内壁之间，形成粘接带82。粘接带82从开口部81的表面及背面排出而形成突起部。
接着，如图8的(c)所示，在第8工序中，除去在第7工序中形成于第一基板40及第二基板80的表面及背面的粘接带82的突起部。形成于第一基板40及第二基板80的表面及背面的突起部例如通过研磨加工而被研磨成使粘接带82的表面及背面与铜布线层41的表面及背面形成同一面。
接着，如图8的(d)所示，在第9工序中，通过非电解镀方法配置镀铜层99。通过执行第9工序，铜镀层99被配置在铜布线层41的上层。另外，镀铜层99也配置在第一树脂基板50的表面及第二树脂基板70的背面。进而，在通过第8工序的研磨加工而平坦化的粘接带82上也形成镀铜层99。由此，配置在第一基板40上的铜布线层41与形成在第二基板80的表面上的铜布线层51电连接。镀铜层99例如以50μm的厚度形成。镀铜层99的膜厚根据向发光元件10供给的电流以及第一布线91的布线间距而任意决定。
接着，如图8的(e)所示，在第10工序中，形成布线图案。可以使用与一般的铜布线的图案化相同的工序。最初在基板两面涂布抗蚀剂，使用描绘了图5所示的布线图案的掩模使抗蚀剂曝光固化，除去不需要的抗蚀剂。之后，通过对铜进行蚀刻处理，除去由抗蚀剂保护的布线部分以外的铜布线层41、51(参照图7的(d))和镀铜层99，形成第一布线91～第四布线94的布线图案。在第10工序中，除去由在第9工序中配置的镀铜层99及铜布线层41、51构成的铜层中的除去部98，形成第一布线91～第四布线94。由此，形成由第一基板40和第二基板80构成的合成基板90。
配置在第一基板40的上表面的第一布线91是对镀铜层99和铜布线层41进行图案化而成的布线，因此在图案化后的铜布线层41上存在镀铜层99。第二布线92由铜镀层99和铜布线层41构成。配置在第二基板80的上表面的第三布线93是对镀铜层99和铜布线层51进行图案化而成的布线，所以在图案化后的铜布线层51上存在镀铜层99。第四布线94由图案化后的镀铜层99构成，是指连接第一布线91和第三布线93的部分。该部分的镀铜层99以跨越第一基板40和第二基板80的边界部的方式配置，由此实现第一基板40和第二基板80之间的电连接。
接着，如图9的(a)所示，在第11工序中，准备导热层粘接片96及导热层97。如图9的(b)所示，在第12工序中，在合成基板90的背面，通过热压隔着导热层粘接片96粘接导热层97。以上，通过从第1工序到第12工序的处理，作为嵌体基板的安装基板100的制造结束。
接着，如图9的(c)所示，在第13工序中，将多个发光元件10安装于第一基板40的表面，并且将控制电路20安装于第二基板80的表面。多个发光元件10例如通过钎焊连接而倒装芯片安装在第二基板80的表面上。另外，多个发光元件10也可以通过CuSn连接及AuSn连接等其他金属连接来连接。然后，如图9的(d)所示，在第14工序中，将散热构件110安装于安装基板100的背面。
散热构件110也称为散热器，由铝等金属材料形成，使从发光元件10经由第一基板40、导热层粘接片96及导热层97传导来的热散失。散热构件110也可以不配置在发光装置1中。在散热构件110未配置在发光装置1上时，省略第14工序。
(第一实施方式的发光装置的作用效果)
发光装置1通过在第一基板40上配置分别与多个发光元件10电连接的通孔，能够在导热率高的第一基板40上高密度地安装多个发光元件10。发光装置1能够高密度地安装发光元件10，因此搭载了发光装置1的前照灯的投影面103的未投影光的暗部变小，能够良好地保持投影面上的光的照射。进而，能够将由通过导热率高的第一基板40高密度安装的发光元件10产生的热高效地传导至导热层97。
另外，在发光装置1中，第四布线94通过镀铜层99跨越第一基板40的表面及第二基板80的表面而配置，因此，与通过引线接合等连接第一布线91和第三布线93的情况相比，能够简便地连接第一布线91和第三布线93。在未配置由镀铜层99构成的第四布线94的情况下，配置在第一基板40上的第一布线91和配置在第二基板80上的第三布线93被粘接带82分离。由于预先跨过粘接带82配置镀铜层99，所以通过对铜布线层41、51及镀铜层99进行图案化，同时形成第一布线91、第三布线93及第四布线94。由镀铜层99形成的第四布线94电连接配置在第一基板40上的第一布线91和配置在第二基板80上的第三布线93。
另外，发光装置1通过以覆盖第一基板40及第二基板80的整个背面的方式配置导热层97，能够稳定地支承第一基板40及第二基板80。
另外，发光装置1能够以与导热层97接触的方式配置散热构件110，因此能够进一步提高散热特性。
另外，发光装置1中，第一基板40和导热层97由相同的材料形成，因此，第一基板40的线膨胀率和导热层97的线膨胀率相同，能够降低导热层97从第一基板40剥离而散热特性劣化的可能性。
(第一实施方式的发光装置的变形例)
在发光装置1中，经由通孔95与发光元件10连接的第一基板40的表面的第一布线91中的一根配置在该发光元件10所属的由多个发光元件形成的列(以下称为“发光元件列”)与相邻的发光元件列之间。即，与发光元件10连接的一个第一布线91和与第三布线93连接的其他的第一布线91接近。但是，在第一实施方式的发光装置中，经由通孔与发光元件10连接的第一基板的表面的第一布线91也可以与该发光元件10分离配置。即，也可以加长配置在第一基板的背面的第二布线，将与第四布线连接的该第一布线配置在远离原来的发光元件的地方。
另外，在发光装置1中，基板粘接片60是对在玻璃纤维中含浸粘接剂而半固化而成的片进行热压而形成的，但在第一实施方式的发光装置中，第一树脂基板50和第二树脂基板70也可以用粘接剂粘接。
另外，在发光装置1中，铜镀层99以50μm的厚度形成，但在第一实施方式的发光装置中，铜镀层的厚度也可以为20μm以下。布线的高度越低，布线间距越窄，因此通过使镀铜层的厚度为20μm以下，能够使第一布线91的布线间距变窄。另外，在第一实施方式的发光装置中，也可以对配置有发光元件10的区域的镀铜层进行蚀刻，使镀铜层的厚度比其他区域薄，使配置有发光元件10的区域的布线间距比其他区域的布线间距窄。
另外，在发光装置1中，形成于第一基板40的通孔通过利用激光的通孔加工而形成。但是，在第一实施方式的发光装置中，通孔也可以在烧结前的陶瓷即生片的状态下用模具或激光形成孔来进行烧结。
另外，在发光装置1中，第二基板80由第一树脂基板50、基板粘接片60及第二树脂基板70这三个构件形成，但在第一实施方式的发光装置中，第二基板也可以由单一的构件形成。
另外，在发光装置1中，基板粘接片60是对在玻璃纤维中含浸粘接剂而半固化而成的片进行热压而形成的，但在第一实施方式的发光装置中，基板粘接片60也可以是对不具有玻璃纤维的半固化粘接片进行热压而形成的。
另外，在发光装置1中，第二树脂基板70未配置布线，但在第一实施方式的发光装置中，第二树脂基板可以在背面配置布线，也可以在表面及背面双方配置布线。在第二树脂基板的表面和背面双方配置布线时，第二树脂基板的表面和背面之间通过通孔连接。在这种情况下，可以形成更复杂的电路网络。
(第2实施方式)
图10是作为第2实施方式示出的发光装置2的俯视图。在图10中，示意性地示出了配置在发光装置2所包含的嵌体基板211上的主要部件和布线。
如图10所示，嵌体基板211具有作为散热基板的硅基板212(第一基板)和树脂基板213(第二基板)，树脂基板213包围硅基板212的外周。安装在硅基板212上的LED214以5行20列矩阵排列。在树脂基板213的周边部安装有驱动器IC215。从作为控制电路的一部分的驱动器IC215的端子铺设到硅基板212的上表面的布线230包括第一布线231、第三布线233以及第四布线234。第一布线231是在硅基板212的上表面形成的布线，第三布线233是在树脂基板213的上表面形成的布线，第四布线234是在硅基板212和树脂基板213的边界部238(参照图12)连接第一布线231和第三布线233的布线。
图11是发光装置2所包含的嵌体基板211的分解立体图。如上所述，嵌体基板211包括硅基板212和树脂基板213，并且硅基板212嵌入树脂基板213的开口224中。树脂基板213具有第一基材221、预浸料坯222、第二基材223，在第二基材223上层叠有预浸料坯222和第一基材221。另外，在第一基材221、第二基材223和预浸料坯222上设有共用的开口部224。
图12是沿着图10的AA'线的发光装置2的剖面图。如图12所示，发光装置2是在嵌体基板211上搭载有多个LED214的装置。嵌体基板211所包含的硅基板212是散热基板，在其上表面形成有第一布线231，LED214安装在第一布线231上。通过将LED214安装在第一布线231上，LED214的电极214e(参照图13)与第一布线231连接。包含在嵌体基板211中的树脂基板213被配置为围绕硅基板212，并且包括第一基板221、预浸料坯222和第二基板223。第一基材221是所谓的双面印刷基板，具备配置在上面的第三布线233、配置在下面的第五布线235、以及连接第三布线233和第五布线235的通孔236。驱动器IC215安装在树脂基板213上，并且驱动器IC215的端子连接到第三布线233。预浸料坯222被配置在第一基材221和第二基材223之间以及硅基板212和树脂基板213的边界部238之间的空间中。在嵌体基板211的整个下表面上设置有铜的实心图案237。
图13是对于图12所示的由椭圆B包围的区域的发光装置2的主要部分剖面图。在图13中，对于配置在矩阵排列的外侧(图的左侧)的LED214，示出了矩阵排列的内侧(图的右侧)的电极214e与从驱动器IC215(参照图10)的一个端子铺设到硅基板212的上表面的布线230连接的情况。
如图13所示，在硅基板212中包含硅基材241、下层的绝缘层242、上层的绝缘层243、第一布线231及第二布线232，在硅基材241上层叠有绝缘层242、第二布线232、绝缘层243以及第一布线231。在绝缘层243中，为了连接第一布线231和第二布线232，形成有在厚度方向上贯通绝缘层243的内部而形成的通孔247a、247b。
第一布线231～第四布线234以及通孔247将发光元件214和驱动器IC215电连接。连接有发光元件214的第一布线231的一部分经由配置在安装有多个发光元件214的阵列区域201内的多个通孔247中的一个(通孔247a)与第二布线232电连接，并且，该第二布线232经由配置在阵列区域201外的多个通孔247中的其他一个(通孔247b)与其他的第一布线231电连接。
硅基材241是从所谓的半导体工业中广泛使用的硅晶片切割而成的，厚度为0.725mm。绝缘层242由SiO2膜形成。第二布线232具有Ti的基底层232a和铜层232b。绝缘层243(也称为“层间绝缘膜”)是由聚酰亚胺等树脂等形成的树脂膜。
第一布线231是铜层244和铜层245的层叠体，铜层244原本形成在硅基板12上，铜层245是为了连接第一布线231和第三布线233而将硅基板212嵌入树脂基板213之后形成的。铜层244具有通过溅射形成的铜层244a和通过电解电镀形成的厚膜(15μm左右)的铜层244b作为共用电极。铜层245的厚度为15μm左右。在硅基材241中，供第一布线241配置的绝缘层243的表面是最上位的布线层，供第二布线242配置的硅基材241的表面是与配置有第一布线241的布线层不同的布线层。
如上所述，树脂基板213具有第一基材221、预浸料坯222、第二基材223、以及配置在上表面的第三布线233，在第二基材223上层叠有预浸料坯222和第一基材221。第三布线233的材料是铜层246和铜层245的层叠体，铜层246原本形成在树脂基板213上，铜层245是为了连接成为第一布线231的材料的铜层244a而将硅基板212嵌入树脂基板213之后形成的。第一基材221及第二基材223以在玻璃纤维的布中渗入环氧树脂并使其热固化而得到的树脂板为基底。预浸料坯222是半固化的树脂，通过将硅基板212嵌入树脂基板213时的树脂基板213的压缩加热处理而固化。
LED214具备由陶瓷形成的副安装基板214a、安装在副安装基板214a上的LED管芯214b、覆盖LED管芯214b的荧光树脂214c、包围LED管芯214b的反射树脂214d、以及形成在副安装基板214a的下表面的突起状的电极214e。LED214是所谓的CSP(芯片尺寸封装)，其平面形状大致等于LED管芯214b的平面外形。即，LED管芯214b的平面尺寸约为0.4mm×0.4mm，具有反射和遮光功能并包围LED管芯214b的侧面而覆盖的反射树脂214d的厚度为0.1mm左右，因此LED214的平面尺寸约为0.6mm×0.6mm左右。
在LED214的下部形成的图中右侧的电极214e经由第一布线231、通孔247a、第二布线232、其他的通孔247b、其他的第一布线231、第四布线234以及第三布线233与驱动器IC215(参照图10、12)的端子连接。另外，其他的第一布线231、第四布线234以及第三布线233包含在布线230中。在LED214的下部形成的图中左侧的电极214e与未图示的其他的布线230直接连接。
接着，根据图13说明发光装置2的制造方法。首先，准备形成有第二布线232及通孔247a、247b等且整个上表面被铜层244覆盖的硅基板212、和形成有第五布线235及通孔236且整个上表面被铜层246覆盖的树脂基板213。接着，将硅基板212嵌入树脂基板213中。在硅基板212嵌入树脂基板213时，树脂基板213被压缩加热，预浸料坯222渗出到硅基板212与树脂基板213的边界部238，边界部238被预浸料坯222填充。预浸料坯222通过加热而固化，将硅基板212固定在树脂基板213上。接着，与预浸料坯222一起研磨铜层244、246的上表面，预浸料坯222和铜层244、246的上表面一致。接着，在预浸料坯222和铜层244、246的整个上表面形成铜层245。接着，利用光刻法对铜层244～246进行图案化，形成第一布线231、第三布线233、第四布线234。最后，第一布线231、第三布线233、第四布线234被镀金，通过钎焊安装LED214、驱动器IC215等。
如上所述，在发光装置2中，硅基板212被用作嵌体基板211中包括的散热基板，并且多个LED214被安装在硅基板212的上表面上。硅基板212的导热率大，可以利用微细加工和多层布线。因此，在将硅基板212嵌入树脂基板213的开口部224中的嵌体基板211中，即使以高密度将大量LED214安装在硅基板212的上表面上，也可以利用硅基板212的多层布线将连接到各个LED214的电极214e的布线的端部配置在硅基板212的周边。其结果，发光装置2能够维持良好的散热性，并且将配置或形成在树脂基板213上的元件或电极与安装在硅基板212上的LED214可靠地连接。
另外，在发光装置2中，在嵌体基板211的整个背面上设置由铜形成的实心图案237。尽管实心图案237不是必要的构成物，但是在发光装置2中，实心图案237可以保护预浸料坯222，改善嵌体基板211的下表面的平坦性，并改善外部散热器的散热性。在发光装置2中，用第四布线234连接第一布线231和第三布线233。第一布线231和第三布线233也可以用导线等其他连接方法连接，但第四布线234的连接提高了可靠性，进而简化了制造工序，从而降低了成本。如果LED214的安装间距为0.7mm，LED214排列为5行×20列，则硅基板212的周边部的布线230的间距为0.14mm左右。另外，由于个别的LED214的熄灯控制是通过驱动器IC215将该LED214的阴极(一个电极214e)和阳极(其他的电极214e)短路来进行的，所以每个LED214需要2根布线230。即，由于存在100个LED214，所以布线230整体为200根。像这样，由于布线230以窄间距大量形成，因此，在通过光刻形成布线230等的时，可以通过利用激光的直接描绘对准每个嵌体基板211来形成布线230等。
(第3实施方式)
包含在根据第二实施例的发光装置2中的嵌体基板211的厚度约为0.7mm。因此，嵌体基板211容易弯曲，特别是硅基板212容易破裂。因此，根据图14，作为第3实施方式，示出使硅基板212难以破裂的发光装置3。另外，发光装置3的俯视图、分解立体图、硅基板212的剖面图与发光装置2的相同，因此省略发光装置3的俯视图、分解立体图、硅基板212的剖面图的详细说明，在说明图14时适当参照图10～13。这里，图10所示的嵌体基板211、硅基板212和树脂基板213在发光装置3的说明中分别被称为嵌体基板211a、散热基板251和树脂基板213a。
图14是沿着图10中的AA'线描绘的发光装置3的剖面图。图14的记载与图12的记载的不同点仅在于，在图14中，散热基板251是氮化铝基板(陶瓷基板)252和硅基板212的层叠体，以及嵌体基板211a变厚。即，嵌体基板211a具有散热基板251和树脂基板213a，散热基板251嵌入树脂基板213a的开口部224(参照图11)。散热基板251具有氮化铝基板252和硅基板212，在氮化铝基板252上层叠有硅基板212。氮化铝基板252和硅基板212用高导热性的粘接材料连接。另外，也可以在氮化铝基板252的上表面通过电镀和研磨等形成平坦性高的金层，并且在研磨硅基板212的下表面之后通过蒸镀等形成平坦性高的金层，将氮化铝基板252和硅基板212进行常温金属接合。在这种情况下，导热率高于粘合剂的导热率，可以实现具有更好的散热性的嵌体基板。
在从驱动器IC215的端子铺设到硅基板212的上表面的布线230(参照图10)中，包含第一布线231、第三布线233以及第四布线234。另外，第一布线231是在硅基板212的上表面形成的布线，第三布线233是在树脂基板213a的上表面形成的布线，第四布线234是以跨越硅基板212和树脂基板213a的边界部238a的方式连接第一布线231和第三布线233的布线。
LED214安装在硅基板212的上表面上。通过将LED214安装在硅基板212的上表面，形成在LED214的下部的LED214的电极214e与第一布线231连接。一个电极214e经由一个第一布线231、通孔247a、第二布线232、其他的通孔247b、其他的第一布线231、第四布线234和第三布线233连接到驱动器IC215的端子(参见图13)。
树脂基板213a是在第二基材223a上层叠了预浸料坯222a和第一基材221a的层叠基板。第一基材221a是所谓的双面印刷基板，在上表面具有第三布线233，在下面具有第五布线235a。一部分第三布线233通过通孔236a与第五布线235a连接。散热基板251和树脂基板213a的边界部238a的空间被预浸料坯222a占据。在嵌体基板211a的整个下表面上形成铜的实心图案237。
如上所述，发光装置3相对于发光装置2，用导热率高的氮化铝基板252加强硅基板212的背面，相应地增厚树脂基板213a。由于氮化铝基板252的厚度约为0.4mm，所以嵌体基板211a的厚度约为1.1mm。其结果，发光装置3在维持良好的散热性的同时，能够将配置或形成在树脂基板213a上的元件或电极与安装在硅基板212上的LED214可靠地连接，并且与发光装置2相比，硅基板212难以破裂。
另外，发光装置2、3在硅基板212上的所有第一布线231上具备铜层245。但是，如果仅在硅基板212上的以矩阵状安装LED214的区域不设置铜层245，则能够使第一布线231的间距更精细。通常，布线的线与间隙需要为铜层的厚度的2倍以上，因此LED214的安装部分除去铜层245，使铜层(仅铜层244)的厚度变薄(仅铜层244)的效果大。
为了仅在除了设置保护层的区域之外的部分中形成铜层245，在即将在嵌体基板211的整个表面上形成铜层245之前，在矩阵状地设置LED214的区域中形成保护层(干膜)，然后通过非电解镀或电镀形成铜层245。此外，在嵌体基板211的整个表面上形成铜层245之后，可以在除了LED214的安装区域之外的区域中形成保护层，并对其进行蚀刻或机械研磨。
(第4实施方式)
在作为第3实施方式示出的发光装置3所包含的散热基板251中，硅基板212和氮化铝基板252(陶瓷基板)的平面尺寸相等。但是，在实施方式的发光装置中，硅基板和氮化铝基板的平面尺寸也可以不同。因此，根据图15，作为第4实施方式，示出氮化铝基板262(陶瓷基板)的平面尺寸比硅基板212的平面尺寸大，即，俯视氮化铝基板252时的面积比俯视硅基板212时的面积大的发光装置4。另外，发光装置4的平面图、分解立体图、硅基板12的剖面图与发光装置2、3的大致相同，因此省略发光装置4的平面图、分解立体图、硅基板212的剖面图的详细说明，在说明图15时，适当参照图10、11、13。在此，图10所示的嵌体基板211、硅基板212以及树脂基板213在发光装置4的说明中分别被称为嵌体基板211b、散热基板261以及树脂基板213a。
图15是沿着图10中的AA'线描绘的发光装置4的剖面图。图15的记载与图14的记载的不同点仅在于，在图15中，散热基板261中的氮化铝基板(陶瓷基板)262的平面尺寸大于硅基板212的平面尺寸。即，在发光装置4中，图15所示的嵌体基板211b所包含的散热基板261嵌入图14所示的发光装置3所包含的树脂基板213a的开口部224。因此，树脂基板213a与散热基板261的边界部238b与发光装置3的边界部238(参照图14)相比，下部变窄。
在发光装置4中，在氮化铝基板262的上表面，从硅基板212的底面溢出的粘接材料爬升到硅基板212的侧面下端部。即，通过由氮化铝基板262的上表面和硅基板212的侧面下端部形成的角部的粘接材料的锚固效果，增加硅基板212和氮化铝基板262的粘接强度。进而，即使硅基板212的对准稍微偏离，硅基板212也不会从氮化铝基板262溢出，因此硅基板212难以产生裂纹或破裂。
如上所述，发光装置4通过在散热基板261中使氮化铝基板262的平面尺寸比硅基板212的平面尺寸大，即使是嵌入在树脂基板213a的开口部224中的散热基板261的上表面以高密度安装多个LED214的结构，也能够维持良好的散热性，并且能够可靠地连接配置或形成在树脂基板213a上的元件或电极与安装在硅基板212上的LED214，而且能够提高硅基板212与氮化铝基板262之间的粘接强度，并且难以产生硅基板212的裂纹或破裂。
(第5实施方式)
在作为第3、4实施方式示出的发光装置3、4所包含的树脂基板213a中，第一基材221a和第二基材223a的开口部(为了方便，区分第一基材221a及第二基材223a的开口部和树脂基板213a的开口部224。下同。)是同一形状且同轴。即，将第一基材221a和第二基材223a层叠，构成树脂基板213a时，各自的开口部重合，其侧面一致。但是，在实施方式的发光装置中，也可以在树脂基板的开口部具有台阶部。因此，根据图16，作为第5实施方式，示出如下的发光装置5：由于第二基材223c的开口部比第一基材221a的开口部大，所以在树脂基板213c的开口部224c具有台阶部271。
另外，散热基板261采用与发光装置4的散热基板261相同的基板(参照图15)。发光装置5的平面图、分解立体图、以及硅基板212的剖面图与发光装置2、3、4的大致相同，因此省略LED发光装置5的平面图、分解立体图、以及硅基板212的剖面图的详细说明，在说明图16时，适当参照图10、11、13。图10所示的嵌体基板211、硅基板212和树脂基板213在发光装置5的说明中分别被称为嵌体基板211c、散热基板261和树脂基板213c。
图16是沿着图10中的AA'线描绘的发光装置5的剖面图。图16的记载与图15的记载的不同点仅在于，在图16中，第二基材223c的开口部比第一基材221a的开口部(参照图15)大。即，树脂基板211c在开口部224c的周边部具备台阶部271。通过在开口部224c的周边部具备树脂基板213c的背面侧比树脂基板213c的表面侧凹陷的台阶部271，相对于发光装置4的边界部238b(参照图15)的开口部224的侧壁(侧面)为直线，树脂基板213c和散热基板261的边界部238c整体上成为曲柄状。
在发光装置5中，由于在开口部224c具有台阶部271，所以与发光装置4所包含的树脂基板213a的开口部224相比，开口部224c的周边部的面积变大。其结果，树脂基板213c与散热基板261的粘接强度增大。另外，若以使第一基材221a的下表面与氮化铝基板262的上表面重合的方式调整开口部224c及氮化铝基板262的平面尺寸，则能够极力缩短连接形成于第一基材221a的上表面的第三布线233与形成于硅基板12的上表面的第一布线231的第四布线234的布线长度，难以发生第四布线234的剥离或断线。
(第6实施方式)
以上描述的第1～第5实施方式涉及前照灯的嵌体基板100、211、211a～211c以及发光装置1～5。然而，本发明的嵌体基板和使用该嵌体基板的发光装置的应用不限于前照灯。即，本发明的嵌体基板和使用该嵌体基板的发光装置对于如下发光装置的用途是有效的：在为了使透镜和反射镜等小型化而使光源部小型化时，对光源部附加某种功能，其结果，布线变得复杂的发光装置。因此，根据图17～19，作为第6实施方式，对能够进行切换照明范围的光束调谐的发光装置6进行说明。
图17是描绘了发光装置6所包含的发光部616及其周边部的发光装置6的俯视图。发光装置6所包含的嵌体基板62包括第一基板64和第二基板68。第一基板64俯视为圆形，散热性高，与第3实施方式同样，是在氮化铝基板上层叠了硅基板而成的基板，在上表面形成有多层布线。第二基板68与第1实施方式所示的第二基板80同样，基材由树脂形成，具有圆形的开口部，在该开口部中嵌入有第一基板64。
在第一基板64上，发光元件610以6重圆环排列的方式配置。为了提高配置密度(沿圆环的线密度)，在最外周部排列的40个发光元件610沿圆环以边的方向变化的方式排列。属于其余5个圆环的发光元件610的边朝向1个方向(水平或垂直方向)。从最外周起第二个、第三个、第四个、第五个和第六个圆环分别包含28个、24个、16个、12个和4个发光元件610。
在嵌体基板62上，以跨越第一基板64和第二基板68之间的边界的方式，形成有电极617a、617c、618a、618c、619a和619c(仅图示了它们的一部分)。电极617a由形成在第一基板64的上表面上的第一布线617a1、跨过预浸料坯66的第四布线617a4和形成在第二基板68上的第三布线617a3形成(电极617c、618a和618c、619a和619c也是如此)。
图18是发光装置6中使用的发光元件610的说明图，(a)是其俯视图，(b)是其剖面图，(c)是其仰视图。发光元件610与第一实施方式所示的发光元件10同样是CSP(芯片尺寸封装)。如图18的(a)所示，当从上方观察发光元件610时，在最外周部观察到白色反射框613，在白色反射框613的内侧区域观察到密封树脂612，以及隔着密封树脂612观察到LED管芯611。如图18的(b)所示，在沿着图18的(a)的A-A'线的剖面中，观察到在左右两端直立的白色反射框613、配置在图的中央部的LED管芯611、以覆盖LED管芯611的方式填充在白色反射框613之间的密封树脂612、以及形成在LED管芯611的下表面的电极614、615。
反射框613是混合了氧化钛等白色反射粒子的硅树脂，厚度为100μm，高度小于1mm。密封树脂612是混合了荧光体的硅树脂，与LED管芯611的侧面接触的部分的厚度为100μm左右。LED管芯611的平面尺寸为0.6mm×0.6mm，下表面的电极614、615为阳极和阴极。其结果，发光元件610的平面尺寸为1.0mm×1.0mm。
图19是在第一基板64上构成的电路的电路图。在图19中，发光块617b由构成发光部616的最外周的圆环的40个发光元件610构成，在端子617a和端子617c之间并联连接了4条串联连接了10个发光元件610的发光元件列。同样地，发光块618b由构成从发光部616的最外周起第2个和第3个圆环的52个发光元件610构成，在端子618a和端子618c之间并联连接了4条串联连接了13个发光元件610的发光元件列。发光块619b由构成从发光部616的最外周起第4个、第5个以及第6个圆环的32个发光元件610构成，在端子619a和端子619c之间并联连接了4条串联连接了8个发光元件A10的发光元件列。另外，在发光装置6中，设定串联级数，以使所有的发光块617b、618b、619b能够在40V以下进行驱动。
发光装置6在发光部616的正上部配置透镜来使用。另外，发光装置6在将发光部616所包含的发光元件610(发光块617b、618b、619b)全部点亮时，从透镜射出的光线的分布成为最宽的放射角，宽的范围被照明。在发光部616所包含的发光元件610中属于最外周的发光元件610(发光块617b)熄灭，其他发光元件610(发光块618b、619b)点亮时，从透镜射出的光线的分布被缩小，被照明的范围变窄。发光装置6在使发光部616所包含的发光元件610中的属于从最外周起第1～第3个圆环的发光元件610(发光块617b、发光块618b)熄灭、使剩余的发光元件610(发光块619b)点亮时，从透镜射出的光线的分布成为最小的放射角，最窄的范围被照明。
如上所述，发光装置6通过使发光元件610密集在第一基板64上，能够用小型的光学元件(透镜等)进行光束调谐。此时，与其他实施方式同样，即使第一基板64的布线复杂化，也能够利用多层布线，维持高散热性，并且能够对第二基板68附加各种功能。
(第7实施方式)
如上所述，本发明的发光装置搭载于前照灯及前照灯以外的照明装置。即，本发明的发光装置通过CSP使发光部小型化，使用小型的透镜或反射镜，由此例如也能够适用于大型的LED显示器的背光。因此，根据图20，作为本发明的第7实施方式，对能够用于LED显示器的背光的线状光源(发光装置7)进行说明。
图20是描绘了发光装置7所包含的发光部716及其周边部的发光装置7的俯视图。发光装置7所包含的嵌体基板72包括第一基板74和第二基板78。第一基板74俯视为矩形，散热性高，与第3实施方式同样，是在氮化铝基板上层叠了硅基板而成的基板，在上表面形成有多层布线。第二基板78与第1实施方式所示的第二基板80同样，基材由树脂形成，具有矩形的开口部，在该开口部中嵌入有第一基板74。
在第一基板74上交替配置有发出红色光的红色发光元件710a、发出绿色光的绿色发光元件710b以及发出蓝色光的蓝色发光元件710c(三角配置)。
在嵌体基板72上，以跨过第一基板74和第二基板78之间的边界的方式，形成有电极717a、717c、718a、718c、719a和719c(仅图示了它们的一部分)。电极717a包括由形成在第一基板74的上表面上的第一布线717a1、跨过预浸料坯76的第四布线717a4、以及形成在第二基板78上的第三布线717a3形成的部分(电极717c、718a、718c、719a、719c也同样)。
红色发光元件710a、绿色发光元件710b以及蓝色发光元件710c也可以是LED管芯自身分别以红色、绿色以及蓝色发光。另外，红色发光元件710a、绿色发光元件710b以及蓝色发光元件710c也可以分别具有与参照图18的(a)～(c)说明的发光元件610同样的构成。此时，红色发光元件710a例如具有发出蓝色光的蓝色LED管芯、和混合了Eu2+(铕)固溶的CaAlSiN3(钙铝硅三氮化物)等将蓝色LED管芯发出的蓝色光变换为红色光而射出的红色荧光体的密封树脂。绿色发光元件710b例如具有发出蓝色光的蓝色LED管芯、和混合了β-SiALON(Si6-zAlzOzN8-z:Eu)等将蓝色LED管芯发出的蓝色光变换为绿色光而射出的绿色荧光体的密封树脂。蓝色发光元件710b例如具有发出蓝色光的蓝色LED管芯和未混合荧光体的密封树脂。
在发光元件7中，红色发光元件710a将+侧(阳极侧)作为电极717a、将-侧(阴极侧)作为电极717c而串联连接。同样地，绿色发光元件710b和蓝色发光元件710c分别将+侧作为电极718a和719a、将-侧作为电极718c和719c而串联连接。但是，在俯视发光装置7的情况下，未图示的连接红色发光元件710a彼此的布线、未图示的连接绿色发光元件710b彼此的布线、以及未图示的连接蓝色发光元件710c彼此的布线不得不相互交叉。因此，对这些布线应用第一基板74所具备的多层布线，即使俯视时布线交叉，也不会使布线在三维上短路。
如上所述，发光装置7通过使红色发光元件710a、绿色发光元件710b以及蓝色发光元件710c密集在第一基板74上，能够形成发出各种颜色的光的线状光源。此时，与其他实施方式同样，即使第一基板74的布线复杂化，也能够利用多层布线，维持高散热性，并且能够对第二基板78附加各种功能。另外，发光装置7与平板状的导光板的侧面相对配置，成为侧光型的背光的光源。
(第8实施方式)
作为第7实施方式所示的发光装置7，调整红色发光元件710a、绿色发光元件710b以及蓝色发光元件710的发光强度比，得到各种发光颜色。但是，在实用上，有时仅调整照明装置的色温就足够了。因此，根据图21，作为本发明的第8实施方式，对能够调整色温的发光装置8进行说明。
图21是描绘了发光装置8所包含的发光部816及其周边部的发光装置8的俯视图。图中，带点的正方形表示冷色发光元件810a，没有带点的正方形表示暖色发光元件810b。另外，图中，用直线简化表示连接冷色发光元件810a彼此、暖色发光元件810b彼此、冷色发光元件810a和电极817a、817c、以及暖色发光元件810b和电极818a、818c的布线89。
发光装置8所包含的嵌体基板82包括第一基板84和第二基板88。第一基板84俯视为圆形，散热性高，与第3实施方式同样，是在氮化铝基板上层叠了硅基板而成的基板，在上表面形成有多层布线。第二基板88与第1实施方式所示的第二基板80同样，基材由树脂形成，具有圆形的开口部，在该开口部中嵌入有第一基板84。
在第一基板84上，交替配置有图21中带点的冷色发光元件810a和图21中未带点的暖色发光元件810b。冷色发光元件710a例如以色温为6500K的冷色发光，暖色发光元件710b例如以色温为3500K的暖色发光。
在嵌体基板82上，以跨过第一基板84和第二基板88之间的边界的方式，形成有电极817a、817c、818a和818c(仅图示了它们的一部分)。电极817a包括由形成于第一基板84上面的第一布线817a1、跨过预浸料坯86的第四布线817a4、形成于第二基板88上的第3配线817a3形成的部分(电极817c、818a、818c也同样)。
冷色发光元件810a和暖色发光元件810b中的每一个可以具有与参照图18的(a)～18的(c)说明的发光元件610相同的构成。例如，冷色发光元件810a及暖色发光元件810b具有发出蓝色光的蓝色LED管芯、和混合有将蓝色LED管芯发出的蓝色光变换为红色光而射出的红色荧光体及将蓝色LED管芯发出的蓝色光变换为绿色光而射出的绿色荧光体的密封树脂。红色荧光体例如是Eu2+(铕)固溶的CaAlSiN3(钙铝硅三氮化物)，绿色荧光体例如是β-SiALON(Si6-zAlzOzN8-z:Eu)。分别与冷色发光元件810a和暖色发光元件810b各自的密封材料混合的红色荧光体和绿色荧光体的比例被调整为发出期望色温的光。
在发光元件8中，冷色发光元件810a将+侧(阳极侧)作为电极817a、将-侧(阴极侧)作为电极817c，以12串5并联的方式连接(12个LED管芯810a串联连接的发光元件列并联连接5个。下同。)。同样，暖色发光元件810b也将+侧作为电极818a、将-侧作为电极818c，以12串5并联的方式连接。如图21所示，如果冷色发光元件810a和暖色发光元件810b在大致圆形的区域中排列成方格花纹状，并分别以12串5并联的方式连接，则布线89在多个部位交叉。因此，对这些布线89应用第一基板84所具备的多层布线，即使俯视时布线89(也包括电极818a、818c)交叉，也不会使布线89在三维上短路。
如上所述，发光装置8使冷色发光元件810a和暖色发光元件810b密集在第一基板78上，能够形成以各种色温发光的光源。此时，即使第一基板84的布线复杂化，也能够利用多层布线，维持高散热性，并且能够对第二基板88附加各种功能。
此外，到目前为止所说明的实施方式涉及将LED等发光元件搭载在嵌体基板上的发光装置，然而，本发明的嵌体基板也可以搭载伴随操作而发热的发光元件以外的元件。
另外，实施方式的发光装置也可以是以下的方式。
(1)一种发光装置，其特征在于，包括：
多个发光元件；
第一基板和第二基板，所述第一基板在表面上呈阵列状地安装有所述多个发光元件，所述第一基板被嵌入所述第二基板；
第一布线，其配置在所述第一基板的所述表面上；以及
第二布线，其配置在所述第一基板的背面上，
所述第一基板具有在厚度方向上贯通该第一基板的内部的多个通孔，
所述第二基板具有配置在所述表面上的第三布线，
所述多个发光元件与所述第一布线连接，
连接所述多个发光元件的所述第一布线的一部分经由配置在安装发光元件的阵列区域内的所述多个通孔中的一个通孔与所述第二布线电连接，并且该第二布线经由配置在所述阵列区域外的所述多个通孔中的其他一个通孔与所述第一布线电连接，
所述第一布线和所述第三布线通过跨越所述第一基板的表面和所述第二基板的表面而布线的第四布线电连接，
所述第一基板的导热率比所述第二基板的导热率大。
(2)根据1所述的发光装置，还包括：
导热层，其与所述第一基板和所述第二基板的背面相对配置；以及
绝缘性导热层，其配置在所述第一基板及所述第二基板与所述导热层之间，将从所述多个发光元件经由所述第一基板传导来的热传导至导热层，并且使配置在所述第一基板及所述第二基板的背面的所述第二布线与所述导热层绝缘。
另外，实施方式的发光装置也可以是以下的方式。
(1)一种LED发光装置，其在嵌入树脂基板的开口部的散热基板的上表面安装有多个LED，所述LED发光装置的特征在于，
所述散热基板包括硅基板，
所述硅基板具有在其上表面形成的第一布线、覆盖所述第一布线的绝缘层、和在所述绝缘层上形成的第二布线，
所述树脂基板在上表面具有第三布线，
在所述硅基板和所述树脂基板的边界部设有跨越所述边界部且连接所述第二布线和所述第三布线的第四布线，
所述LED的电极与所述第二布线中的一个第二布线连接，
所述一个第二布线经由一个通孔与所述第一布线中的一个第一布线连接，
所述一个第一布线经由其他的通孔与所述第二布线中的其他的第二布线连接，
所述其他的第二布线经由所述第四布线中的一个第四布线与所述第三布线中的一个第三布线连接。
(2)根据1所述的LED发光装置，其特征在于，
所述散热基板包括陶瓷基板，
所述硅基板搭载在所述陶瓷基板上。
(3)根据(1)或(2)所述的LED发光装置，其特征在于，
安装所述LED的区域的所述第二布线比安装所述LED的区域以外的所述第二布线薄。
(4)根据(1)～(3)中任一项所述的LED发光装置，其特征在于，
所述陶瓷基板的平面尺寸比所述硅基板的平面尺寸大。
(5)根据(1)～(4)中任一项所述的LED发光装置，其特征在于，
所述树脂基板的所述开口部在周围具备台阶部。

Claims (10)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
多个发光元件；
第一基板，其具有多个布线层，并且安装有所述多个发光元件；
第二基板，其形成有供所述第一基板嵌入的开口部且导热率比所述第一基板小；
第一布线，其配置在所述第一基板的所述多个布线层的最上位层，与所述多个发光元件连接；
第二布线，其配置在与配置有所述第一布线的布线层不同的布线层，经由在该布线层和配置有所述第一布线的布线层之间形成的多个通孔中的某一个通孔与所述第一布线连接；
第三布线，其配置在所述第二基板上；以及
第四布线，其跨越所述第一基板和所述第二基板的边界部，连接所述第一布线和所述第三布线。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
与所述多个发光元件连接的所述第一布线的一部分经由配置在安装所述多个发光元件的阵列区域内的所述多个通孔中的一个通孔与所述第二布线电连接，
该第二布线经由配置在所述阵列区域外的所述多个通孔中的其他一个通孔与所述第一布线电连接，
所述第一布线和所述第三布线通过所述第四布线电连接。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，
配置所述第一布线的布线层是所述第一基板的表面，
配置所述第二布线的布线层是所述第一基板的背面，
所述多个通孔形成为在厚度方向上贯通所述第一基板的内部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光装置，其特征在于，还包括：
导热层，其与所述第一基板和所述第二基板的背面相对配置；
绝缘性导热层，其配置在所述第一基板及所述第二基板与所述导热层之间，将从所述多个发光元件经由所述第一基板传导来的热传导至导热层，并且使配置在所述第一基板及所述第二基板的背面的所述第二布线与所述导热层绝缘。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述第一基板包含在表面形成有绝缘层的硅基板，
配置所述第一布线的布线层是所述绝缘层的表面，
配置所述第二布线的布线层是被所述绝缘层覆盖的所述硅基板的表面，
所述多个通孔形成为在厚度方向上贯通所述绝缘层的内部。
6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于，
所述阵列区域内的所述第一布线的厚度比所述阵列区域外的所述第一布线的厚度薄。
7.根据权利要求5或6所述的发光装置，其特征在于，
所述第一基板还包括搭载硅基板的陶瓷基板。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，
俯视所述陶瓷基板时的面积比俯视所述硅基板时的面积大。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于，
所述开口部的外缘形成有所述第二基板的背面侧比所述第二基板的表面侧凹陷的台阶部。
10.一种嵌体基板，其特征在于，包括：
第一基板，其具有多个布线层，并且能够安装多个发光元件；
第二基板，其形成有供所述第一基板嵌入的开口部，并且导热率比所述第一基板小；
第一布线，其配置在所述第一基板的所述多个布线层的最上位层；
第二布线，其配置在与配置有所述第一布线的布线层不同的布线层，通过在该布线层和配置有所述第一布线的布线层之间形成的多个通孔中的某一个通孔与所述第一布线连接；
第三布线，其配置在所述第二基板上；以及
第四布线，其跨越所述第一基板和所述第二基板的边界部，连接所述第一布线和所述第三布线。
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