JP2011165737A - 発光素子搭載用基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属箔の積層やメッキ等を行わずに、低コストで簡易な工程により、柱状金属体を介して給電が可能であり、反射部の形成に精度がさほど要求されない発光素子搭載用基板の製造方法および発光素子搭載用基板、並びに発光素子パッケージを提供する。
【解決手段】複数の柱状金属体１４ａ〜１４ｃと、複数の柱状金属体１４ａ〜１４ｃの上面を露出させつつ発光素子３０の搭載を可能にする開口１６ａを形成した絶縁層１６と、前記柱状金属体１４ａ〜１４ｃと導通しつつその裏面側に設けられた複数の電極１０ａ〜１０ｂとを備える発光素子搭載用基板。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードチップなどの発光素子を基板の表面に搭載するための発光素子搭載用基板の製造方法および発光素子搭載用基板、並びに発光素子パッケージ及びその製造方法に関する。この発光素子搭載用基板は、特に照明装置に用いる発光素子パッケージの基板等として有用である。

従来、金属基板の上面に金属凸部を形成し、この金属凸部の周囲に金属凸部の高さと同じ高さの絶縁樹脂層を形成し、金属凸部上面に放熱パターンと絶縁樹脂層上面に給電用パターンを同時にメッキ形成し、放熱パターンの上に発光素子を搭載できるようにした発光素子搭載用基板が知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、この基板を製造するには、研削や研磨により凸部を除去して、金属凸部を露出させ、全面に銅メッキを施してから給電パターンをエッチングにより形成する工程が必要となり、製造に手間がかかり、低コスト化の要請もあって改善が望まれていた。また、反射体を基板に設ける場合、反射体の形成を別に行う必要があった。

また、特許文献２には、発光素子を搭載するための凸部を有するセラミックス基体に、テーパ状に切削加工した開口を有する樹脂製の反射部材を、接着剤等で接合したパッケージ基板が開示されている。

特開２００５−１６７０８６号公報 特開２００５−３９１９４号公報

しかしながら、このパッケージ基板では、セラミックス基体の凸部と、反射部材の開口との位置や大きさが精度良く一致しないと、両者の接合が困難となる。このため、開口を切削加工する際に、凸部との位置合わせ精度が要求され、かつ凸部の形成においても位置精度を高める必要があった。

そこで、本発明の目的は、金属箔の積層やメッキ等を行わずに、低コストで簡易な工程により、柱状金属体を介して給電が可能であり、反射部の形成に精度がさほど要求されない発光素子搭載用基板の製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、この製法により得られる発光素子搭載用基板、その発光素子搭載用基板を用いた発光素子パッケージ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。

即ち、本発明の発光素子搭載用基板の製造方法は、柱状金属体を設けた金属基板に、柱状金属体の高さを超える厚みの絶縁層を形成する工程と、前記柱状金属体の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口を前記絶縁層に形成する工程と、前記金属基板にパターン形成を行う工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の製造方法によれば、柱状金属体を設けた金属基板に、柱状金属体の高さを超える厚みの絶縁層を形成する工程と、前記柱状金属体の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口を前記絶縁層に形成する工程を有するため、開口（反射部）の形成に精度がさほど要求されず、露出する柱状金属体を介して発光素子への給電が可能となる。また、柱状金属体を介して、発光素子で発生する熱を効率良く裏面側に放熱することが可能となる。従って、従来技術のように、給電パターン等の形成のために金属箔の積層やメッキ等を行う必要がないため、原料が少なくて済むので低コストとなり、しかも製造工程も非常に簡易なものとなる。その結果、金属箔の積層やメッキ等を行わずに、低コストで簡易な工程により、柱状金属体を介して給電が可能であり、反射部の形成に精度がさほど要求されない発光素子搭載用基板の製造方法を提供できる。

上記において、前記開口を形成する工程が、開口内に複数の前記柱状金属体の上面を露出させることが好ましい。このような開口を形成すると、開口の内部で露出する柱状金属体を介して発光素子への給電が可能となり、開口の外部に存在する柱状金属体とのワイヤボンディング等が必要なくなる。

あるいは、前記開口の周辺に貫通孔を形成する工程と、少なくとも前記貫通孔にメッキを行う工程とを含むことが好ましい。これらの工程を有する場合、得られる貫通孔のメッキ層を利用して、発光素子への給電が可能となる。

また、前記開口が上方に拡がる開口であることが好ましい。このような開口を設けると、発光素子からの光を上方への照射する際の反射効率を高めることができる。

一方、本発明の発光素子搭載用基板は、複数の柱状金属体と、複数の柱状金属体の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口を形成した絶縁層と、前記柱状金属体と導通しつつその裏面側に設けられた複数の電極と、を備えることを特徴とする。

本発明の発光素子搭載用基板によると、複数の柱状金属体の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口を有し、前記柱状金属体と導通しつつその裏面側に設けられた複数の電極を備えるため、開口（反射部）の形成に精度がさほど要求されず、開口の内部で露出する柱状金属体を介して発光素子への給電が可能となり、開口の外部に存在する柱状金属体とのワイヤボンディング等が必要なくなる。また、柱状金属体を介して、発光素子で発生する熱を効率良く裏面側に放熱することが可能となる。従って、従来技術のように、給電パターン等の形成のために金属箔の積層やメッキ等を行う必要がないため、原料が少なくて済むので低コストとなり、しかも製造工程も非常に簡易なものとなる。その結果、金属箔の積層やメッキ等を行わずに、低コストで簡易な工程により、柱状金属体を介して給電が可能であり、反射部の形成に精度がさほど要求されない発光素子搭載用基板を提供できる。

また、本発明の発光素子パッケージの製造方法は、柱状金属体を設けた金属基板に、柱状金属体の高さを超える厚みの絶縁層を形成する工程と、前記柱状金属体の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口を前記絶縁層に形成する工程と、前記金属基板にパターン形成を行う工程と、前記柱状金属体の上面に発光素子を搭載する工程と、前記発光素子を搭載した柱状金属体に並設する柱状金属体と前記発光素子とをワイヤボンディングする工程とを含むことを特徴とする。

本発明の発光素子パッケージの製造方法によると、柱状金属体を設けた金属基板に、柱状金属体の高さを超える厚みの絶縁層を形成する工程と、前記柱状金属体の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口を前記絶縁層に形成する工程を有するため、開口（反射部）の形成に精度がさほど要求されず、露出する柱状金属体を介して発光素子への給電が可能となる。また、柱状金属体を介して、発光素子で発生する熱を効率良く裏面側に放熱することが可能となる。従って、従来技術のように、給電パターン等の形成のために金属箔の積層やメッキ等を行う必要がないため、原料が少なくて済むので低コストとなり、しかも製造工程も非常に簡易なものとなる。その結果、金属箔の積層やメッキ等を行わずに、低コストで簡易な工程により、柱状金属体を介して給電が可能であり、反射部の形成に精度がさほど要求されない発光素子パッケージの製造方法を提供できる。

上記において、前記開口を形成する工程が、開口内に複数の前記柱状金属体の上面を露出させるものであることが好ましい。このような開口を形成すると、開口の内部で露出する柱状金属体を介して発光素子への給電が可能となり、開口の外部に存在する柱状金属体とのワイヤボンディング等が必要なくなる。

本発明の発光素子パッケージは、複数の柱状金属体と、単数又は複数の柱状金属体の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口を形成した絶縁層と、前記柱状金属体と導通しつつその裏面側に設けられた複数の電極と、何れかの柱状金属体に熱的に又は熱的かつ電気的に接続された発光素子と、その発光素子と他の柱状金属体を接続するワイヤと、を備えることを特徴とする。

本発明の発光素子パッケージによると、上記の如き作用効果により、金属箔の積層やメッキ等を行わずに、低コストで簡易な工程により、柱状金属体を介して給電が可能であり、反射部の形成に精度がさほど要求されない発光素子パッケージを提供できる。

本発明の発光素子搭載用基板の一例を発光素子パッケージに使用した例を示す図であり、（ａ）は全体の縦断面図、（ｂ）は発光素子搭載用基板の平面図、（ｃ）は発光素子搭載用基板の底面図 本発明の発光素子搭載用基板の製造工程フローの一例を示す図 本発明の発光素子搭載用基板の製造工程の一例を示す断面図 本発明の発光素子搭載用基板の他の例を発光素子パッケージに使用した例を示す断面図 本発明の発光素子搭載用基板の他の例を示す底面図 本発明の発光素子搭載用基板の他の例を示す底面図 本発明の発光素子搭載用基板の他の例を発光素子パッケージに使用した例を示す断面図 本発明の発光素子搭載用基板の他の例を発光素子パッケージに使用した例を示す断面図 本発明の発光素子搭載用基板の製造方法の他の例を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（発光素子搭載用基板）
本発明の発光素子搭載用基板は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、複数の柱状金属体１４ａ〜１４ｃと、複数の柱状金属体１４ａ〜１４ｃの上面を露出させつつ発光素子３０の搭載を可能にする開口１６ａを形成した絶縁層１６と、前記柱状金属体１４ａ〜１４ｃと導通しつつその裏面側に設けられた複数の電極１０ａ〜１０ｂとを備える。この構造では、柱状金属体１４ａ〜１４ｃの上面にパッドを設けなくてもよく、開口内がパッドレス構造であることが好ましい。ここで、「パッドレス」とは、柱状金属体１４ａ〜１４ｃの上面がそのまま絶縁層１６から露出して、メッキ等で形成したパッドを有しない構造を指し、具体的にはボンディングワイヤの接続のためのパッド又は配線パターンのランド部などを有しない構造を指す。

本実施形態では、１つの基板当たり３つの柱状金属体１４ａ〜１４ｃを設けた例を示すが、本発明では、１つの基板当たり２以上の柱状金属体を設けていればよい（図４（ｂ）参照）。また、１つの基板に複数の発光素子を搭載する場合、１つの基板当たり更に多くの柱状金属体１４ａ〜１４ｃや開口１６ａが設けられる（図６参照）。

また、本実施形態では、１つの基板当たり２の電極１０ａ〜１０ｂを設けた例を示すが、本発明では、１つの基板当たり２以上の電極を設けていればよく、柱状金属体１４ａに導通するパッド１０ｃを設けてもよい（図４（ｃ）参照）。また、１つの基板に複数の発光素子を搭載する場合、１つの基板当たり更に多くの電極が設けられたり、電極間がパターンで接続された構造となる（図６参照）。

本実施形態では、開口１６ａが上方に拡がる場合の例を示すが、本発明では、開口１６ａが下方に拡がる場合や、広がりを有さない開口１６ａでもよく（図４（ｃ）参照）、開口１６ａの縦断面形状は何れでもよい。また、上方に拡がる開口１６ａは、断面が直線的に拡がるものだけでなく、放射線状や円弧状に拡がるものでもよい。

また、本実施形態では、開口１６ａの横断面形状が円形である場合の例を示すが、本発明では、開口１６ａの横断面形状は、楕円形、四角形、６角形、８角形など何れでもよい。但し、回転する切断刃を用いて開口１６ａを形成する場合、開口１６ａの横断面形状が円形であることが好ましい。

本実施形態では、柱状金属体１４ａ〜１４ｃの上面と絶縁層１６の上面とがフラットである場合の例を示すが、本発明では、柱状金属体１４ａ〜１４ｃの上面より、絶縁層１６の上面が低いものや、絶縁層１６の上面が高いものでもよい。

以下、図２および図３に示す製造工程により、図１の発光素子搭載用基板を製造する方法について説明する。本発明の発光素子搭載用基板の製造方法は、図２および図３に示すように、柱状金属体１４を設けた金属基板１０に、柱状金属体１４の高さを超える厚みの絶縁層１６を形成する工程と、前記柱状金属体１４の上面を露出させつつ発光素子３０の搭載を可能にする開口１６ａを前記絶縁層１６に形成する工程と、前記金属基板１０にパターン形成を行う工程とを備える。また、得られた積層体を切断して、２以上の柱状金属体１４を有する基板を複数得る工程を更に備えるのが好ましい。より詳細は、次の通りである。

（１）金属板１０に柱状金属体１４を形成する（ステップＳ１）。図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、金属板１０をエッチングして、発光素子の搭載及びワイヤ接続のための柱状金属体１４が形成される。本実施形態では、金属板１０として、単層の金属板１０を用いた例を示すが、エッチング時に耐性を示す別の保護金属層が金属板１０の中間に介在する積層板を使用してもよい。保護金属層が介在することで、表面金属層の選択的なエッチングが可能となる。単層の場合の金属板１０の厚みは、例えば３０〜５０００μｍである。

積層板を使用する場合、金属板１０と保護金属層と柱状金属体１４を形成するための表面金属層とが積層された積層板を用いる。積層板は、何れの方法で製造したものでもよく、例えば電解メッキ、無電解メッキ、スパッタリング、蒸着などを利用して製造したものや、クラッド材などが何れも使用可能である。積層板の各層の厚みについては、例えば、金属板１０の厚みは、３０〜５０００μｍ、保護金属層の厚みは、１〜２０μｍ、表面金属層の厚みは１０〜５００μｍである。

金属板１０は、単層または積層体の何れでもよく、構成する金属としては、何れの金属でもよく、例えば銅、銅合金、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、鉄、その他の合金等が使用できる。なかでも、熱伝導性や電気伝導性の点から、銅、アルミニウムが好ましい。上記のような、放熱が良好な金属板１０を備える構造により、発光素子の温度上昇を防止できるため、駆動電流をより多く流せ、発光量を増加させることができる。また、別途設けるヒートシンクへの熱伝導を良好にすることが可能となる。

積層板を使用する場合に、表面金属層を構成する金属としては、通常、銅、銅合金、ニッケル、錫等が使用でき、特に熱伝導性や電気伝導性の点から、銅が好ましい。

積層板を使用する場合に、保護金属層を構成する金属としては、金属板１０及び表面金属層とは別の金属が使用され、これらの金属のエッチング時に耐性を示す別の金属が使用できる。具体的には、これらの金属が銅である場合、保護金属層を構成する別の金属としては、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金等が使用される。但し、本発明は、これらの金属の組合せに限らず、上記金属のエッチング時に耐性を示す別の金属との組合せが何れも使用可能である。

次に、図３（ｂ）に示すように、エッチングレジストＭを用いて、金属板１０のエッチングを行って、柱状金属体１４を形成する。柱状金属体１４のサイズは、実装される発光素子のサイズ、伝熱効率等の観点から設計される。例えば、発光ダイオードチップ（ベアチップ）を搭載する場合、直下に設けられる柱状金属体１４の上面の幅又は直径は、３００〜２０００μｍが好ましい。この柱状金属体１４の上面形状は、円形でもよいが、発光素子の投影形状に合わせたもの（例えば長方形又は正方形）が好ましい。

一方、ワイヤ接続のための柱状金属体１４の上面形状は、基板サイズを小さくする観点から、楕円形や長方形が好ましい。また、ワイヤ接続のための柱状金属体１４の上面の短辺又は短径は、１００〜１０００μｍが好ましい。

エッチングレジストＭは、感光性樹脂やドライフィルムレジスト（フォトレジスト）などが使用できる。なお、金属板１０の裏面が同時にエッチングされるのを防止するためのマスク材を、金属板１０の下面に設けるのが好ましい（図示省略）。

エッチングの方法としては、金属板１０や保護金属層を構成する各金属の種類に応じた、各種エッチング液を用いたエッチング方法が挙げられる。例えば、金属板１０銅であり、保護金属層が前述の金属（金属系レジストを含む）の場合、市販のアルカリエッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素／硫酸等が使用できる。エッチング後には、エッチングレジストＭが除去される。

積層板を使用する場合には、柱状金属体１４から露出している保護金属層を最終的に除去する必要があるが、これを先に除去せずに、絶縁層１６を形成することも可能である。保護金属層は、エッチングにより除去することができる。具体的には、金属板１０が銅であり、保護金属層が前記の金属である場合、はんだ剥離用として市販されている、硝酸系、硫酸系、シアン系などの酸系のエッチング液等を用いるのが好ましい。

予め露出する保護金属層を除去する場合、除去部分から金属板１０の表面が露出するが、これと絶縁層１６との密着性を高めるために、黒化処理、粗化処理などの表面処理を行うことが好ましい。

（２）次いで、柱状金属体１４を設けた金属基板１０に、柱状金属体１４の高さを超える厚みの絶縁層１６を形成する（ステップＳ２）。例えば、図３（ｄ）〜（ｅ）に示すように、シート状の絶縁樹脂材料等を用いて、プレス面により加熱プレスすることで、金属板１０に絶縁層１６を一体化することができる。また、液状の絶縁樹脂材料等を用いて、カーテンコータ等で塗布した後に、これを加熱等により硬化させることも可能である。

その際、絶縁樹脂材料の厚みが十分で、かつプレス面が平面であれば、上面は平面になる。得られる絶縁層１６の厚みは、発光素子からの光の反射面を十分な面積で形成する観点から、０．０５〜３ｍｍが好ましく、０．１〜１ｍｍがより好ましい。

加熱プレスの方法としては、加熱加圧装置（熱ラミネータ、加熱プレス）などを用いて行えばよく、その際、空気の混入を避けるために、雰囲気を真空（真空ラミネータ等）にしてもよい。加熱温度、圧力など条件等は、絶縁樹脂層形成材と金属層形成材の材質や厚みに応じて適宜設定すればよいが、圧力としては、０．５〜３０ＭＰａが好ましい。

絶縁層形成材としては、積層時に変形して加熱等により固化すると共に、配線基板に要求される耐熱性を有するものであれば何れの材料でもよい。具体的には、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の各種反応硬化性樹脂や、それとガラス繊維、セラミック繊維、アラミド繊維等との複合体（プリプレグ）などが挙げられる。

また、絶縁層１６は、熱伝導性の高い材料で構成されることが好ましく、例えば、熱伝導性フィラーを含む樹脂等が例示される。この場合の絶縁層１６は、１．０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有し、１．２Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有することが好ましく、１．５Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有することがより好ましい。これによって、柱状金属体１４からの熱を効率良く金属板１０側に放熱することができる。ここで、絶縁樹脂層１６の熱伝導率は、適宜、熱伝導性フィラーの配合量および粒度分布を考慮した配合を選択することで決定されるが、硬化前の絶縁性接着剤の塗工性を考慮すると、一般的には１０Ｗ／ｍＫ程度が上限として好ましい。

絶縁層１６は、反射率の高い材料で構成されることが好ましく、例えば、酸化チタン、酸化バリウム、アルミナなどの白色フィラーを含む樹脂等が例示される。絶縁層１６を反射率の高い材料で構成する代わりに、図４（ａ）に示すように、開口１６ａの反射部１６ｂに対して、金属のメッキ層１９を設けてもよい。金属のメッキ層１９としては、銀、金、銅、ニッケルなどが挙げられる。

（３）柱状金属体１４の上面を露出させつつ発光素子３０の搭載を可能にする開口１６ａを前記絶縁層１６に形成する（ステップＳ３）。図３（ｆ）に示すように、開口１６ａを形成する際に、開口１６ａの底部の絶縁層１６から柱状金属体１４の上面を露出させるのが好ましい。本実施形態では、開口１６ａを形成する工程が、開口内に複数の柱状金属体１４の上面を露出させる例を示す。

開口１６ａの形成方法としては、切削、レーザ、プラズマ、プレス金型、露光・現像等による孔あけ加工を採用することができる。中でも切削加工による方法が好ましい。切削による孔あけ加工としては、数値制御可能なボール盤（ドリル）、ルータ加工機、ザグリ加工機などが挙げられる。プレス金型を用いる場合、半硬化した樹脂を硬化させて絶縁層１６とする際に、開口位置に凸部を設けたプレス面でプレスする方法が挙げられる。また、絶縁層１６として感光性樹脂を用いることにより、露光・現像にて開口１６ａを形成することも可能である。

（４）金属基板１０にパターン形成を行う（ステップＳ４）。本実施形態では、柱状金属体１４ａ及び１４ｃが電極１０ｂに導通する例を示すが、柱状金属体１４ａ及び１４ｃに各々導通する電極及びパッドを設けてもよい。

本実施形態では、図３（ｇ）に示すように、エッチングにより、金属板１０を複数に分断する例を示す。その際、次の工程で切断される部分の金属板１０を予めエッチングで除去しておくのが、切断刃の長寿命化やバリの発生を防止する上で好ましい。

エッチングの際には、前述のようなエッチング液やマスクが使用される。このとき、柱状金属体１４が同時にエッチングされるのを防止するためのマスク材を、上面に設けるのが好ましい（図示省略）。

柱状金属体１４ａ〜１４ｃや電極１０ａ〜１０ｂの表面には、反射効率を高めるために金、ニッケル、銀などの貴金属によるメッキを行うのが好ましい。また、従来の配線基板と同様に、発光素子搭載側又は裏側にソルダレジストを形成したり、部分的に半田メッキを行ってもよい。特に、発光素子搭載側の表面には、反射効率を高めるために白色レジスト層が形成されていることが好ましい。

（５）積層体を切断して、２以上の柱状金属体１４ａ〜１４ｃを有する基板を複数得る（ステップＳ５）。図３（ｈ）には、切断位置を矢印で示した。切断には、ダイサー、ルータ、レーザなどの各種切断装置を使用することができる。これにより、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、複数の柱状金属体１４ａ〜１４ｃと、複数の柱状金属体１４ａ〜１４ｃの上面を露出させつつ発光素子３０の搭載を可能にする開口１６ａを形成した絶縁層１６と、前記柱状金属体１４ａ〜１４ｃと導通しつつその裏面側に設けられた複数の電極１０ａ〜１０ｂとを備える発光素子搭載用基板を製造することができる。

（発光素子パッケージ）
本発明の発光素子パッケージは、複数の柱状金属体１４と、単数又は複数の柱状金属体１４の上面を露出させつつ発光素子３０の搭載を可能にする開口１６ａを形成した絶縁層１６と、柱状金属体１４と導通しつつその裏面側に設けられた複数の電極１０と、何れかの柱状金属体１４に熱的に又は熱的かつ電気的に接続された発光素子３０と、その発光素子３０と他の柱状金属体１４を接続するワイヤとを備える。

本発明の発光素子パッケージは、前述した工程に加えて、柱状金属体１４の上面に発光素子３０を搭載する工程と、発光素子３０を搭載した柱状金属体１４ａに並設する柱状金属体１４ｂ、１４ｃと発光素子３０とをワイヤボンディングする工程とを含むことにより製造することができる。

本発明では、例えば図１に示すように、柱状金属体１４ａの上面に、発光素子３０がボンディング（接着等）される。ボンディングの方法としては、導電性ペースト、熱伝導性シート、熱伝導性接着剤、両面テープ、半田等のソルダによる接合など何れでもよいが、金属による接合が放熱性の点から好ましい。

発光素子３０としては、発光ダイオードチップ（ベアチップ）、半導体レーザチップ等が挙げられる。発光素子３０には、発光側に２つの電極が有るタイプと、一方の電極のみが有るタイプがあり、その裏面は、カソードタイプとアノードタイプの２種類がある。本発明では、これらを何れも使用することができる。

発光素子３０は、柱状金属体１４ｂ、１４ｃの上面に、電気的に接続される。この導電接続は、発光素子の上部電極３１、３２と各々の柱状金属体１４ｂ、１４ｃとを、金属細線２１によるワイヤボンディング等で結線することで行うことができる。ワイヤボンディングとしては、超音波やこれと加熱を併用したものなどが可能である。また、別実施形態として、金属細線を用いずに発光素子３０の下側電極と柱状金属体１４とを導電接続するように構成できる。

また、開口１６ａを透明樹脂等で被覆することができ、さらに、その上方に、凸面の透明樹脂レンズを設けることができる（図４参照）。透明樹脂や透明樹脂レンズには、蛍光剤を含有させることも可能である。好ましい形態は、透光性樹脂２２により実装した発光素子３０を封止したものである。

透光性樹脂２２による封止の方法としては、金型を用いてモールディングする方法、基板のインサートによる射出成形、印刷やスキージによる方法、ディスペンサを用いた方法など、何れでもよい。

発光素子パッケージは、一般的に、基板に１個の発光素子３０が実装されたパッケージ構成であるが、本発明においては、複数の発光素子３０を実装できるように構成した基板を用いたものも発光素子パッケージとして呼ぶ。

（別実施形態）
（１）前述した実施形態では、柱状金属体の上面と前記絶縁層の上面とがフラットである例を示したが、本発明では、柱状金属体１４の上面を絶縁層１６の上面より高く位置させることも可能である。その場合、白色レジスト層の厚みを調整して、柱状金属体１４の上面を白色レジスト層の上面と同じ高さにすることが、表面をフラット化する上で好ましい。

（２）前述した実施形態では、３つの柱状金属体が設けられる例を示したが、本発明では、図４（ｂ）に示すように、２つの柱状金属体１４ａ〜１４ｂのみを設けてもよい。その場合、一方の柱状金属体１４ａが、発光素子３０を熱的かつ電気的に接続する役割を有し、他方の柱状金属体１４ｂが、発光素子３０を電気的に接続する役割を有する。この基板を用いた発光素子パッケージは、発光素子搭載用基板の何れかの柱状金属体１４ａに発光素子３０を熱的かつ電気的に接続し、他の柱状金属体１４ｂに発光素子３０を電気的に接続したものとなる。

図４（ｂ）に示す実施形態では、発光素子３０の裏面に電極３２を有する例を示したが、図示した例の柱状金属体１４ａの上面を発光素子３０の投影面より大きくすることで、２つの柱状金属体１４ａ〜１４ｂのみを設けた基板でも、２ワイヤ方式の発光素子３０を実装することが可能になる。

なお、図示した実施形態では、透光性樹脂２２による封止がスキージにより行われた例を示している。スキージによりレンズを形成する場合、使用する樹脂の粘度等によって、レンズ形状を調整することができる。

（３）前述した実施形態では、発光素子３０を搭載した柱状金属体１４ａに対して独立したパッドが設けられていない例を示したが、本発明では、図４（ｃ）に示すように、柱状金属体１４ａに対してパッド１０ｃが、柱状金属体１４ｂに対して電極１０ａが、柱状金属体１４ｃに対して電極１０ｂが、各々設けられていてもよい。これにより、パッド１０ｃを放熱専用として使用することができる。

（４）前述した実施形態では、絶縁層を樹脂で形成する例を示したが、本発明における絶縁層の形成材料は、絶縁材料であれば何れでもよく、基板材料として通常使用されない樹脂、例えばシリコーン樹脂等や、樹脂以外のセラミックス、ガラス、無機塩類などを用いることも可能である。セラミックスの場合、例えば、セラミックスの微粒子や原料粒子を含有するスラリーを金属板に塗布した後、焼成・焼結させることで、金属板と一体化した絶縁層を形成することができる。また、絶縁層自体の反射効率を高めるために、絶縁層として白色顔料等を含有する樹脂を使用することも可能である。その場合、ソルダレジストを設けずに使用することが好ましい。

（５）前述した実施形態では、金属板を複数に分断する工程がエッチングにより行われる例を示したが、本発明では、切断刃等を用いた溝加工によって金属板１０を複数に分断することも可能である。例えば、図１（ｃ）に示すように、金属板１０が直線で電極１０ａと電極１０ｂに分断されている場合、直線状の溝を形成することによって、金属板１０を複数に分断することが可能である。

（６）前述した実施形態では、エッチングによって直線状に金属板を分断して電極を形成する例を示したが、本発明では、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、電極側面のパターンは、更に複雑なものでもよい。

図５（ａ）に示す例では、電気的な接続のための電極１０ａ、１０ｂが比較的小さく形成されており、熱的な接続のためのパッド１０ｃは大きく形成されている。このように、基板の周囲に金属板１０が残存しない構造の場合、積層体を切断する際に、切断刃を長寿命化できると共に、バリの発生などの問題を生じにくくすることができる。

図５（ｂ）に示す例では、更に、熱的な接続のためのパッド１０ｃをより大きく形成している。これによって、発光素子３０からの放熱をより良好にすることができる。

図５（ｃ）に示す例では、電極側に発光素子３０を搭載するため、裏面側には、絶縁層１６より露出した柱状金属体１４ａ〜１４ｃが存在する。この場合、柱状金属体１４ａ〜１４ｃの上面の形状は、ソルダ接続に好適な形状が選択される。その形状としては、例えば、円形、楕円形、四角形などである。

（７）前述した実施形態では、１つの基板に１つの発光素子を搭載する場合の例を示したが、本発明では、図６に示すように、１つの基板に複数の発光素子３０を搭載してもよい。その場合、電極１０ａ、１０ｂは、全て独立させてもよいが、接続パターン１０ｄを介して、電極同士を電気的に接続するのが好ましい。接続形態としては、直列、並列、またはその組合せの何れでもよい。

（８）前述した実施形態では、絶縁層に開口を形成する際に、1段階の工程で開口を形成する例を示したが、本発明では、２段階以上の工程で開口を形成してもよい。その場合、ドリル等で大まかに開口を形成した後に、サンドブラスト等によって、全体を均一に除去するなどして、柱状金属体を露出させてもよい。

（９）前述した実施形態では、開口を形成する工程が、開口内に複数の柱状金属体の上面を露出させる場合の例を示したが、図７に示すように、開口１６ａ内に単数の柱状金属体１４ａの上面を露出させてもよい。また、基板内に１つの柱状金属体１４ａのみが設けられる場合でもよい。

その場合、開口１６ａの周辺に貫通孔４１を形成する工程と、少なくとも貫通孔４１にメッキを行う工程とを含むことが好ましい。貫通孔４１の形状は、円形、スリット、長孔などでもよい。貫通孔４１はドリル、レーザ、ルータ等により形成することができる。

貫通孔４１にメッキを行う際に、開口１６ａ内の表面にも同時にメッキを行うのが好ましい。開口１６ａ内のメッキ層４２ｃは、絶縁層１６の表面のメッキ層４２ｂと、貫通孔４１内のメッキ層４２ａを介して、電極１０ａ、１０ｂと導通させることができる。貫通孔４１は、最終的にその部分で切断されて、貫通孔４１の一部のみが絶縁層１６の側壁に形成されていてもよい。

（１０）また、開口１６ａ内に単数の柱状金属体１４ａの上面を露出させる場合、図８に示すように、複数の開口１６ａをまたぐようにして、ワイヤボンディングを行っても良い。図示した例では、２つの開口１６ａでパッケージが構成されているが、３の開口１６ａを有し、２本の結線を有するパッケージでもよい。

（１１）更に、図９に示すように、柱状金属体１４の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口１６ａを絶縁層１６に形成した後に、開口１６ａの全面にメッキを行った後、柱状金属体１４の上面を再度露出させ、露出した柱状金属体１４の上面と残りのメッキ部分とに、別のメッキを行うようにしてもよい。これにより柱状金属体１４の短絡を防止しつつ、開口１６ａのほぼ全面にメッキを行うことができる。
前者のメッキは、例えば銅などを用いた無電解メッキにより行い、後者のメッキは、例えば銀などの貴金属を用いた電解メッキにより行うことが好ましい。柱状金属体１４の上面を露出させる際には、再度、ザグリ加工等を行うのが好ましい。

１０ 金属板
１０ａ，１０ｂ 電極（パッド）
１０ｃ パッド（電極）
１４，１４ａ〜１４ｃ 柱状金属体
１６ 絶縁層
１６ａ 開口
１６ｂ 反射部
２１ 金属細線
２２ 透光性樹脂
３０ 発光素子

Claims (9)

1. 柱状金属体を設けた金属基板に、柱状金属体の高さを超える厚みの絶縁層を形成する工程と、
   前記柱状金属体の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口を前記絶縁層に形成する工程と、
   前記金属基板にパターン形成を行う工程と、を含む発光素子搭載用基板の製造方法。
2. 前記開口を形成する工程が、開口内に複数の前記柱状金属体の上面を露出させるものである請求項１記載の発光素子搭載用基板の製造方法。
3. 前記開口の周辺に貫通孔を形成する工程と、少なくとも前記貫通孔にメッキを行う工程とを含む請求項１記載の発光素子搭載用基板の製造方法。
4. 前記開口が上方に拡がる開口である請求項１〜３いずれかに記載の発光素子搭載用基板の製造方法。
5. 複数の柱状金属体と、複数の柱状金属体の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口を形成した絶縁層と、前記柱状金属体と導通しつつその裏面側に設けられた複数の電極と、を備える発光素子搭載用基板。
6. 柱状金属体を設けた金属基板に、柱状金属体の高さを超える厚みの絶縁層を形成する工程と、
   前記柱状金属体の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口を前記絶縁層に形成する工程と、
   前記金属基板にパターン形成を行う工程と、
   前記柱状金属体の上面に発光素子を搭載する工程と、
   前記発光素子を搭載した柱状金属体に並設する柱状金属体と前記発光素子とをワイヤボンディングする工程と
   を含む発光素子パッケージの製造方法。
7. 前記開口を形成する工程が、開口内に複数の前記柱状金属体の上面を露出させるものである請求項６記載の発光素子パッケージの製造方法。
8. 複数の柱状金属体と、単数又は複数の柱状金属体の上面を露出させつつ発光素子の搭載を可能にする開口を形成した絶縁層と、前記柱状金属体と導通しつつその裏面側に設けられた複数の電極と、何れかの柱状金属体に熱的に又は熱的かつ電気的に接続された発光素子と、その発光素子と他の柱状金属体を接続するワイヤと、を備える発光素子パッケージ。
9. 前記開口が、開口内に複数の前記柱状金属体の上面を露出させるものである請求項８記載の発光素子パッケージ。

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