JP2008290314A - メタライズド基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】窒化アルミニウム焼結体基板、その上に形成された光吸収層、その上に形成された絶縁層、および、その上に形成された金属層を備えて構成されるメタライズド基板とする。
【選択図】図1
Description
図1に本発明のメタライズド基板100の模式図を示した。本発明のメタライズド基板100は、窒化アルミニウム焼結体基板10、光吸収層20、絶縁層30、および、金属層40を備えて構成される。以下、各構成要素について説明する。
窒化アルミニウム焼結体基板10としては、入手の容易さや所望の形状のものを容易に得ることができるといった理由から、焼結体基板を構成するセラミックス粒子の平均粒子径が0.5μm〜20μm、より好適には1μm〜15μmの焼結体基板を使用するのが好適である。なお、このような窒化アルミニウム焼結体基板は、平均粒子径が0.1μm〜15μm、好適には0.5μm〜5μmの窒化アルミニウム原料粉末からなるグリーンシートを焼成することにより得ることができる。
光吸収層20は、メタライズド基板100に搭載した発光素子等からの光を吸収して、光の反射および光の透過を防止するための層である。このような機能を良好に発揮する点から、光吸収層20は、その上に下記に詳述する絶縁層30を形成した基板において、絶縁層30側からJIS8729に準じて測定したCIE(1976)の明度L*が、50以下となるものであることが好ましく、45以下となるものがより好ましい。なお、この明度L*の下限値は、低ければ低いほど黒色に近づくため好ましいが、20以上であれば、搭載した発光素子等からの光を吸収して光反射および光透過を防止できるので、実用的には十分である。
高融点金属からなる光吸収層20aは、窒化アルミニウム焼結体基板10上に高融点金属ペーストを塗布し、これを焼成することで形成できる。高融点金属ペーストとしては、金属粉末、有機バインダー、有機溶媒、分散剤、可塑剤等の成分からなるものが使用できる。
絶縁層30は、その上に配線パターンとなる金属層40を形成するので、絶縁性を備えている必要がある。また、搭載した発光素子等からの光を反射しないで、下部の光吸収層20に吸収させるためには、絶縁層30は、上記の通り、光吸収層20の上に絶縁層30を形成した基板において、絶縁層30側からJIS8729に準じて測定した明度L*が50以下となるものが好ましい。この絶縁層30は、絶縁性をより確実に高くするだけではなく、理由は明らかではないが、下記の実施例、比較例で示す通り、明度L*をより低くする効果を発揮する。即ち、この絶縁層30は、基板をより黒色に近づける効果があり、得られるメタライズド基板が、光を十分に吸収し、より光反射および光透過を防止できる。
絶縁層30の上には、所定のパターンで金属層40が形成され、これが配線パターンとなる。金属層40は、金属ペーストを、配線パターンを形成する所定の位置に塗布し、これを焼成して形成できる。金属ペーストとしては、金属粉末、有機バインダー、有機溶媒、分散剤、可塑剤等の成分からなる一般的なものを使用できる。金属粉末としては、例えば、タングステン、モリブデン、金、銀、銅等の金属粉末が挙げられる。中でも焼成の際の高温に対する耐熱性がある高融点金属を使用するのが好ましく、密着性の観点から、タングステンまたはモリブデンを使用するのがより好ましく、電気伝導度、コストの観点からタングステンを使用するのがさらに好ましい。
図2に本発明のメタライズド基板の製造方法の概要を示した。本発明の製造方法は、窒化アルミニウム焼結体基板10の素子を搭載する側の表面に、高融点金属ペーストを塗布して高融点金属ペースト層22aを形成する工程、高融点金属ペースト層22a上に窒化アルミニウムペーストを塗布して窒化アルミニウムペースト層32aを形成する工程、窒化アルミニウムペースト層32a上の配線パターンを形成する位置に金属ペーストを塗布して金属ペースト層42を形成する工程、により、図2(a)に示したように、窒化アルミニウム焼結体基板10上に各ペースト層を形成する。
(評価方法)
1.明度L*の測定
得られたメタライズド基板表面のCIE(1976)明度L*をJIS Z8729に準じて測定した。測定は、色差計(東京電飾製、トップスキャンモデルTC−1800MKII)によって測定した。この明度L*は、金属層40が積層されていない基板の部分において、絶縁層30側から測定した。
メタライズド基板表面の400nm〜800nmにおける透過率と拡散反射率を分光光度計(日立製作所社製、U−3210)により測定した。分光光度計には60φ積分球付属装置(150−0902;硫酸バリウム塗布)を取り付け、標準試料(反射率100%)には酸化アルミニウム(日立製作所社製、副白板210−0740)を用いた。この透過率および拡散反射率も、金属層40が積層されていない基板の部分において、絶縁層30側から測定した。
メタライズド基板の配線間の絶縁抵抗は配線間の抵抗値を四端子法で測定した。
本発明のメタライズド基板は複合材料であるため、熱伝導度を測る指標として、密度の影響のない熱拡散率を測定した。熱拡散率の測定は、レーザー法熱定数測定装置(理学電気社製、LF/TCM−FA8510B)を用いて、試験片両面に前処理としてドライグラファイトをスプレーした後、金属層40が積層されていない基板の部分において、絶縁層30側にレーザーを照射して測定した。
(窒化アルミニウム焼結基板)
ベース基板となる窒化アルミニウム焼結基板には透光性窒化アルミニウムセラミック(トクヤマ社製、透光性窒化アルミニウムセラミック シェイパル白板SH−30、熱伝導率≧170W/m・K、板厚0.635mm)を用いた。
平均粒径2.1μm〜2.5μmのタングステン粉末100質量部、平均粒径1.5μmの窒化アルミニウム粉末5.6質量部、エチルセルロース1.8質量部、テルピネオール10質量部を混錬し25℃における粘度を90Pa・sに調整したタングステンペーストを調整した。
平均粒径1.5μmの窒化アルミニウム粉末(酸素濃度0.8質量%)100質量部、平均粒径0.5μmの酸化イットリウム(Y2O3)粉末5質量部とエチルセルロース7.7質量部、テルピネオール50質量部を混練し25℃における粘度を60Pa・sに調整した窒化アルミニウムペーストを調製した。
金属層40を形成するためのペーストは光吸収層20を形成するためのペーストと同様に調整した。
前記方法により作製した窒化アルミニウム焼結体基板からなるベース基板の表面に、焼成後に光吸収層となる前記タングステンペーストを、焼成後の厚さが10μmとなるようにスクリーン印刷し、100℃で5分乾燥を行った。次いで、焼成後に絶縁層となる前記窒化アルミニウムペーストを、焼成後の厚さが18μmとなるようにスクリーン印刷し、100℃で5分乾燥を行った。更に、焼成後に金属層となるタングステンペーストを、焼成後の厚さが10μmとなるようにスクリーン印刷し、100℃で5分間乾燥を行った。その後、窒素雰囲気中において焼成温度1790℃、焼成時間5時間で焼成を行った。
実施例1において、光吸収層となるタングステンペーストと絶縁層となる窒化アルミニウムペーストをスクリーン印刷しなかった以外は、実施例1と同様にしてメタライズド基板を作製した。各層の厚みを表1に示した。また、上記評価方法に従い測定した明度、絶縁性、熱拡散率、拡散反射率、および、透過率を表2〜表4に示した。
実施例1において、光吸収層20の厚さと絶縁層30の厚さを、表1に示すように0〜67μmの範囲で変更した以外は、実施例1と同様にしてメタライズド基板を作製した。実施例2〜8、および比較例2のメタライズド基板の各層の厚みを表1に示した。また、上記評価方法に従い測定した明度、絶縁性、熱拡散率、拡散反射率、および、透過率を表2〜表4に示した。
20 光吸収層
20a 高融点金属層
22a 高融点金属ペースト層
30 絶縁層
30a 窒化アルミニウム層
32a 窒化アルミニウムペースト層
40 金属層
42 金属ペースト層
100 メタライズド基板
Claims (9)
- 窒化アルミニウム焼結体基板、その上に形成された光吸収層、その上に形成された絶縁層、および、その上に形成された金属層、
を備えて構成されるメタライズド基板。 - 窒化アルミニウム焼結体基板、その上に形成された光吸収層、その上に形成された絶縁層を備えた基板の部分における、前記絶縁層側から測定した明度L*が50以下である、請求項1に記載のメタライズド基板。
- 前記光吸収層が、高融点金属層である、請求項1または2に記載のメタライズド基板。
- 前記高融点金属層を形成する高融点金属がタングステンまたはモリブデンである、請求項3に記載のメタライズド基板。
- 前記絶縁層が、層厚10μm以上100μm以下の窒化アルミニウムからなる層である、請求項1〜4のいずれかに記載のメタライズド基板。
- 前記金属層が、高融点金属からなる層である、請求項1〜5のいずれかに記載のメタライズド基板。
- 窒化アルミニウム焼結体基板の素子を搭載する側の表面に、高融点金属ペーストを塗布して高融点金属ペースト層を形成する工程、
前記高融点金属ペースト層上に窒化アルミニウムペーストを塗布して窒化アルミニウムペースト層を形成する工程、
前記窒化アルミニウムペースト層上の配線パターンを形成する位置に金属ペーストを塗布して金属ペースト層を形成する工程、
前記高融点金属ペースト層、前記窒化アルミニウムペースト層、および、前記金属ペースト層を焼成して、高融点金属層、窒化アルミニウム層、および、金属層とする工程、
を備えて構成されるメタライズド基板の製造方法。 - 前記高融点金属ペーストが、タングステン粉末を含有するタングステンペーストまたはモリブデン粉末を有するモリブデンペーストである、請求項7に記載のメタライズド基板の製造方法。
- 前記窒化アルミニウム層の層厚が10μm以上100μm以下となるように窒化アルミニウムペーストを塗布する、請求項7または8に記載のメタライズド基板の製造方法。
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