JP2005072158A

JP2005072158A - 発光素子用基板

Info

Publication number: JP2005072158A
Application number: JP2003298106A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Sugiura; 良治杉浦; Masaharu Seki; 雅治関
Original assignee: Hitachi AIC Inc
Current assignee: Lincstech Circuit Co Ltd
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】凹設穴の内面の覆われた反射板の反射効率を向上させ、金属めっき膜より簡単に反射効率のよい反射膜を形成する。
【解決手段】絶縁基板の表面側にテーパー形状をした凹設穴１０を設け、この凹設穴の上端表面側周囲の近傍に発光素子５５の電気的な接続領域と、このテーパー形状の凹設穴の内面に蒸着反射膜５層と、を形成した発光素子用基板１である。したがって、凹設穴の内面の蒸着反射膜は絶縁性のアンダ−コ−ト材を介して基材に接合され、発光素子の電気的な接続領域は凹設穴の上端表面側周囲の近傍に設けられるから凹設穴内にパタ−ン導体を形成する必要がない。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を実装する発光素子用基板に関する。

一般に、この種の発光素子用基板においては、銅張積層板の銅箔が形成された側の表面に非貫通穴（凹設穴）が陥没して形成され、この銅張積層板の銅箔が形成された側の表面や非貫通穴内に金属めっき膜を形成している。
この非貫通穴内にはＬＥＤが収容され、ＬＥＤから発光された光が金属めっき膜で反射するように、凹設穴の内壁の金属めっき膜を反射膜として機能させていることが多い。

図３に示すように、従来のめっき反射膜を説明するための断面図では凹設穴の内壁の金属めっき膜を反射膜として機能させるている。凹設穴４８に銅箔４１−ニッケルめっき層４３−金めっき層４４を設け反射板５１を形成する。
このように形成された発光素子用基板５４の非貫通穴である凹設穴４８の内部を覆う反射板５１上の部品搭載部に発光素子であるＬＥＤ素子５５を面付け実装し、このＬＥＤ素子５５をボンディングワイヤー５６，５６で複数のワイヤーボンディング端子部５２，５２に電気的に接続する。次いで、透明な合成樹脂５８によって、ＬＥＤ素子５５とボンディングワイヤー５６を樹脂封止することにより、発光素子表示体４０が形成される。

白色や青色の光を発光するＬＥＤ素子を搭載する場合において、発光素子用基板の凹設穴の内壁を銀白色系（白色や青色）の光に対して反射効率のよい金属めっき膜を部分的に形成する場合には、特開２００３−３１９１４号に開示されているが凹設穴に銅箔−銅めっき層−ニッケルめっき層−金めっき層を設けた後、この金めっき層上に銀白色系の光に対して反射効率のよいニッケルめっき膜、又は銀めっき膜を再度形成し、凹設穴の内面に反射板を形成する。ワイヤーボンディング端子部は接続信頼性が高い金めっき膜によって覆われ、ＬＥＤ素子を搭載する凹設穴の内面のみに部分的にニッケルめっき膜によって覆われた反射板を形成する複雑な工程である。

一般的にＬＥＤ素子をボンディングワイヤーでワイヤーボンディング端子部に電気的に接続する凹設穴の表面に形成された金属めっき膜はＬＥＤ素子とワイヤーボンディング端子部とを電気的に接続する接続信頼性が重要である。次いでＬＥＤを面付け実装する凹設穴の内部の部品搭載部の接続信頼性である。上記の２点を満足してから第３番目の対策として凹設穴の反射板の反射効率が追究されていた。
特開２００３−３１９１４号公報

本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、第１の目的は凹設穴の内面のめっき膜によって覆われた反射板の反射効率を向上させることにある。
前記したように、凹設穴の内面の金属めっき膜による反射板はワイヤーボンディング端子部とを電気的に接続する接続信頼性、部品搭載部の接続信頼性が重要な課題となっているため反射板の反射効率は金属めっきの種類と金属めっき膜の表面アラサに大きく左右されていた。

第２の目的はＬＥＤ素子等の発光素子を凹設穴内に搭載する場合において、凹設穴の内面である底面や壁面に発光素子の所望する発光波長に対して金属めっき膜より簡単に反射効率のよい反射膜を形成するものである。

この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、絶縁基板の表面側にテーパー形状をした凹設穴を設け、この凹設穴の底面に発光素子を搭載固定し、この凹設穴の上端表面側周囲の近傍に発光素子の電気的な接続領域と、このテーパー形状の凹設穴の内面に蒸着反射膜層と、を形成した発光素子用基板である。
したがって、凹設穴の内面の蒸着反射膜は絶縁性のアンダ−コ−ト材の上面に形成され、発光素子を電気的に接続する接続領域は凹設穴の上端表面側周囲の近傍に設けられるから凹設穴内にパタ−ン導体を形成する必要がない。

また、請求項１記載の発光素子用基板において、絶縁基板の表面側にテーパー形状をした凹設穴を設け、この凹設穴の上端表面側周囲の近傍に発光素子の電気的な接続領域と、このテーパー形状の凹設穴の内面に蒸着反射膜層と、を形成した発光素子用基板とする。
つまり、上記のテーパー形状の凹設穴の内面に反射効率が良くなるように傾斜角をもったテーパー形状とした蒸着反射膜を形成するものである。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記の蒸着反射膜の表面層は、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｎｉのうちのいずれか１つの金属によって形成したことを特徴とする発光素子用基板とする。
従って、発光素子の光に対して所望する発光波長や色調に対して反射効率のよい凹設穴の内面の蒸着反射膜を発光素子の反射板として形成できる。

以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、凹設穴の内面にパタ−ン導体となる、めっき膜を形成する必要がないから、めっき膜の剥離等がなくなるので品質が向上する。また、アルミニュ−ム（Ａｌ）蒸着膜では従来のＮｉめっき膜に比べ輝度が約１．５倍〜２倍に改善された。

また、請求項１に係る発明によれば、発光素子の光に対して傾斜角をもったテーパー形状の凹設穴の内面に反射効率の良い蒸着反射膜を形成するものである。

また、請求項２に係る発明によれば、凹設穴やテーパー形状穴の内面を発光素子の光の所望する色調に対して、蒸着反射膜層をＡｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｎｉのうちのいずれか１つの金属を選定し、例えば白色や青色の光に対して反射効率のよい蒸着反射膜を形成することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明に係る発光素子用基板を説明するための断面図、図２は本発明に係る発光波長と蒸着金属の反射率との関係を示す図である。

図２に示す発光波長と蒸着金属の反射率との関係において、蒸着金属の種類によって略全域の可視光に対して反射率の異なる反射特性が得られるから各種の発光色に対して、例えば白色や青色の光に対してアルミニュ−ム（Ａｌ）膜、ニッケル（Ｎｉ）膜、亜鉛（Ｚｎ）膜、または銀（Ａｇ）膜等の金属の蒸着膜を選定することができる。金（Ａｕ）膜は紫、青、緑の発光波長に対して反射率は上記の金属の膜（Ａｌ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｇ）より低い。

図１はＬＥＤ素子を搭載する発光素子用基板１のテーパー形状の凹設穴１０の内面を発光素子の光に対して反射効率のよい蒸着反射膜５を形成する断面図である。
図１において、テーパー形状の凹設穴１０の機能としてはテーパー形状の凹設穴１０の底面にＬＥＤを搭載する部位と、テーパー形状の凹設穴１０の壁面に発光素子の光に対して反射効率のよい蒸着反射膜５で覆われた反射板７を形成するものである。

テーパー形状の凹設穴１０の内部を覆う反射板７上の部品搭載部に発光素子であるＬＥＤ素子５５を面付け実装し、このＬＥＤ素子５５をボンディングワイヤー用の接続パット８，８で電気的に接続する。次いで、透光性のよい透明な合成樹脂５８によって、ＬＥＤ素子５５とボンディングワイヤー５６を樹脂封止することにより、発光素子表示体４０が形成される。すなわち、発光素子用基板１のテーパー形状の凹設穴１０は絶縁基板上にテーパー形状穴１０をドリル先端がテーパー形状のドリルで穿孔するかプレス成形によって形成し、このテーパー形状穴１０の内面にアンダ−コ−ト膜３を絶縁性被膜で、蒸着反射膜５は金属の薄膜を蒸着形成して反射板７を形成する。

アンダ−コ−ト膜３は蒸着反射膜５を形成する前工程として、テーパー形状の凹設穴１０以外の絶縁基板表面をマスキングしておきスプレ−塗装によってテーパー形状の凹設穴１０内部にエポキシ樹脂等を吹きつけて表面が平坦化なアンダ−コ−ト膜３とし、表面アラサの少ない（２μｍ以下）鏡面状態の蒸着反射膜５を形成するための表面を平坦化する前処理工程である。

蒸着反射膜５を形成する工程として、テーパー形状の凹設穴１０内面に真空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤなどによってアンダ−コ−ト膜３の表面に厚さ２００Å〜５００Åの鏡面状態の金属薄膜を蒸着反射膜５として形成する。

この凹設穴であるテーパー形状凹設穴１０の上端表面側の周囲の近傍に発光素子を電気的に接続するワイヤーボンディング用の接続パット８と、外部に接続する側面端子部９とが銅箔−銅めっき層３５−ニッケルめっき層−金めっき層４４によって形成される。なお、側面端子部９の上端面は封止樹脂が侵入しないように侵入阻止材３０を貼り合わせる。

発光素子用基板１の厚さを約０．４〜０．８ｍｍとした。また、テーパー形状の凹設穴１０の開口部の直径を０．５〜１．０ｍｍで深さ０．３ｍｍ以上、テーパ角度θを４０°〜６０°、アンダ−コ−ト膜の厚さを２０μｍ〜１００μｍ、蒸着反射膜の厚さを２００Å〜５００Åとした。１枚の発光素子用基板１に約１００個〜６００個のテーパー形状の凹設穴１０を形成した。

なお、本実施の形態では、絶縁基板をガラス繊維入りのエポキシ樹脂としたが、ガラス繊維入りのポリイミド樹脂としてもよく、またガラス以外の繊維でもよい。また、白色や青色の光に対して反射効率のよい白色系金属の蒸着反射膜としてアルミニュ−ム（Ａｌ）膜を形成したが、ニッケル（Ｎｉ）膜、亜鉛（Ｚｎ）または銀（Ａｇ）等の金属の蒸着反射膜５によって形成してもよい。

また、反射板の反射効率は金属膜の表面アラサに大きく左右されるから、絶縁基板の基材の表面アラサを平滑にして、テーパー形状をした凹設穴の内部の平滑にした絶縁基板の凹設穴の内部の表面に直接、金属の蒸着反射膜を形成してもよい。つまりアンダ−コ−ト膜の形成を省略することができる。

ＬＥＤ素子等の発光素子を絶縁基板の凹設穴の底面に実装し、発光素子の光に対して所望する色調に対して反射効率のよい発光素子、表示体等に適用できる。

本発明に係る発光素子用基板を説明するための断面図である。本発明に係る発光波長と蒸着金属の反射率との関係を示す図である。従来のめっき反射膜を説明するための断面図である。

符号の説明

１…発光素子用基板、３…アンダ−コ−ト膜、５…蒸着反射膜、７…反射板、
８…接続パット、９…側面端子部、１０…凹設穴、４０…発光素子表示体、４１…銅箔、４３…ニッケルめっき層、４４…金めっき層、５２…ワイヤーボンディング端子部、５４…発光素子用基板、５５…ＬＥＤ素子。

Claims

絶縁基板の表面側にテーパー形状の凹設穴を設け、この凹設穴の近傍の表面側に発光素子の電気的な接続領域と、このテーパー形状の凹設穴の内面に蒸着反射膜層と、を形成したことを特徴とする発光素子用基板。
請求項１記載の発光素子用基板において、前記の蒸着反射膜の表面層は、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｎｉのうちのいずれか１つの金属によって形成したことを特徴とする発光素子用基板。