JP2012043895A - 配線付き基板、発光装置、発光素子、配線付き基板の製造方法および発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い放熱性を有し、発光素子の温度が上昇することを防止することができ、ひいては、省エネルギー性能を高く維持すること。
【解決手段】配線付き基板は発光素子５０を載置するために用いられる。配線付き基板は、金属支持基板３０と、金属支持基板３０に設けられた絶縁層２０と、絶縁層２０に設けられて発光素子５０を載置するための金属層１０と、を備えている。配線付き基板には、金属支持基板３０、絶縁層２０および金属層１０を貫通する開口部Ｏが設けられている。金属層１０は、電極として機能する配線層１１と、配線層１１と別体からなり発光素子５０で発生する熱を逃がすための放熱層１２とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属支持基板と、金属支持基板に設けられた絶縁層と、絶縁層に設けられて発光素子を載置するための金属層とを備えた、配線付き基板、発光装置、発光素子、配線付き基板の製造方法および発光装置の製造方法に関する。

従来から、ＬＥＤ素子（発光素子）についてはさまざまな利用方法が提案されている。近年ＬＥＤ素子の省エネルギー性が注目され、家庭用の照明や液晶ディスプレーのバックライトへの採用が増えている。このような場合には、ＬＥＤ素子が高出力で高輝度であることが要求される。

上述のように高出力・高輝度でＬＥＤ素子を利用すると、駆動電流が増加する。そして、このように駆動電流が増加すると、駆動電流の増加と比例して電流損失が増加する。電流損失分が熱に変わることから、電流損失が増加するとＬＥＤ素子の温度が上昇することとなる。ＬＥＤ素子は温度によって光変換効率が異なるため、連続運転時には発熱による最大の特徴である省エネルギー性能が低下してしまう。なお、従来のＬＥＤ素子を有する発光装置は、光を有効利用するために反射ミラーが設けられており、放熱性の低いものになっている（例えば、特許文献１参照）。また、従来の発光装置では、樹脂をベースにしていることから放熱作用が劣っている。なお、従来の発光装置でも、放熱作用を得るための部材を別途設けることも考えられるが、このような部材を用いると、発光装置の大きさが大きくなってしまい、別の課題が発生してしまう。

特開２００８−２６３２３５号公報

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、高い放熱性を有し、発光素子の温度が上昇することを防止することができ、ひいては、省エネルギー性能を高く維持することができる配線付き基板および発光装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このような配線付き基板の製造方法と発光装置の製造方法を提供することも目的とする。さらに、本発明は、このような配線付き基板に対応して用いられる発光素子を提供することも目的とする。

本発明による配線付き基板は、
発光素子を載置するための配線付き基板において、
金属支持基板と、
前記金属支持基板に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層に設けられ、前記発光素子を載置するための金属層と、を備え、
前記金属支持基板、前記絶縁層および前記金属層を貫通する開口部が設けられ、
前記金属層が、電極として機能する配線層と、該配線層と別体からなり、前記発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層とを有している。

本発明による配線付き基板において、
前記配線層は、第一配線層と、前記開口部を基準として該第一配線層と反対側に位置する第二配線層とを有し、
前記放熱層は、第一放熱層と、前記開口部を基準として該第一放熱層と反対側に位置する第二熱層とを有してもよい。

本発明による配線付き基板において、
前記開口部内に、透明樹脂および蛍光体が充填されてもよい。

本発明による配線付き基板において、
前記金属支持基板の前記絶縁層側と反対側の表面の少なくとも一部に、反射膜が設けられてもよい。

本発明による配線付き基板において、
前記開口部は、前記金属支持基板から前記金属層に向かうにつれて先が細くなる形状からなってもよい。

本発明による配線付き基板において、
前記開口部は、前記金属支持基板から前記金属層に向かうにつれて先が細くなる接頭円錐形状、または、円柱形状からなってもよい。

本発明による配線付き基板は、
前記金属層の表面に設けられたメッキ層をさらに備え、
前記メッキ層は、前記発光素子を載置するために用いられてもよい。

本発明による配線付き基板において、
前記絶縁層および前記金属層を貫通する貫通孔が設けられ、
前記貫通孔内に、前記金属層と前記金属支持基板とを繋ぐ金属製の貫通部材が設けられてもよい。

本発明による発光装置は、
配線付き基板と、
前記配線付き基板に設けられた発光素子と、を備え、
前記配線付き基板が、
金属支持基板と、
前記金属支持基板に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層に設けられた金属層と、を有し、
前記金属支持基板、前記絶縁層および前記金属層を貫通する開口部が設けられ、
前記金属層が、電極として機能する配線層と、該配線層と別体からなり、前記発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層とを有し、
前記発光素子が、前記開口部の少なくとも一部を覆うように前記金属層に配置され、
前記発光素子が、前記配線層に接続される配線用電極と、前記放熱層に接続される放熱用電極とを有している。

本発明による発光装置において、
前記配線層は、第一配線層と、前記開口部を基準として該第一配線層と反対側に位置する第二配線層とを有し、前記放熱層は、第一放熱層と、前記開口部を基準として該第一放熱層と反対側に位置する第二放熱層とを有し、
前記配線用電極は、前記第一配線層に接続される第一配線用電極と、前記第二配線層に接続される第二配線用電極とを有し、
前記放熱用電極は、前記第一放熱層に接続される第一放熱用電極と、前記第二放熱層に接続される第二放熱用電極とを有してもよい。

本発明による発光装置において、
前記開口部内に、透明樹脂および蛍光体が充填されてもよい。

本発明による発光装置において、
前記金属支持基板の前記絶縁層側と反対側の表面の少なくとも一部に、反射膜が設けられてもよい。

本発明による発光装置において、
前記開口部は、前記金属支持基板から前記金属層に向かうにつれて先が細くなる形状からなってもよい。

本発明による発光装置において、
前記開口部は、前記金属支持基板から前記金属層に向かうにつれて先が細くなる接頭円錐形状、または、円柱形状からなってもよい。

本発明による発光装置は、
前記金属層の表面に設けられたメッキ層をさらに備え、
前記メッキ層は、前記発光素子を載置するために用いられてもよい。

本発明による発光装置において、
前記絶縁層および前記金属層を貫通する貫通孔が設けられ、
前記貫通孔内に、前記金属層と前記金属支持基板とを繋ぐ金属製の貫通部材が設けられてもよい。

本発明による発光装置は、
前記金属層を基準として前記支持基板側と反対側に設けられ、前記金属層に接続された放熱板をさらに備えてもよい。

本発明による発光装置は、
前記金属層を基準として前記支持基板側と反対側に設けられ、前記貫通部材に接続された放熱板をさらに備えてもよい。

本発明による発光装置において、
前記発光素子は、前記金属層の前記支持基板側に設けられてもよい。

本発明による発光装置において、
前記発光素子は、前記金属層の前記支持基板側と反対側に設けられてもよい。

本発明による発光装置において、
前記発光素子は、半田ボールまたはＡｕボールによって、前記配線層および前記放熱層に接続されてもよい。

本発明による発光素子は、
金属支持基板と、該金属支持基板に設けられた絶縁層と、該絶縁層に設けられた金属層とを有し、該金属支持基板、該絶縁層および該金属層を貫通する開口部が設けられ、該金属層が、電極として機能する配線層と、該配線層と別体からなり発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層とを有する配線付き基板に載置される発光素子であって、
前記配線層に接続される配線用電極と、
前記放熱層に接続される放熱用電極と、
を備えている。

本発明による発光素子において、
前記配線層は、第一配線層と、前記開口部を基準として該第一配線層と反対側に位置する第二配線層とを有し、前記放熱層は、第一放熱層と、前記開口部を基準として該第一放熱層と反対側に位置する第二放熱層とを有し、
前記配線用電極は、前記第一配線層に接続される第一配線用電極と、前記第二配線層に接続される第二配線用電極とを有し、
前記放熱用電極は、前記第一放熱層に接続される第一放熱用電極と、前記第二放熱層に接続される第二放熱用電極とを有してもよい。

本発明による配線付き基板の製造方法は、
発光素子を載置するための配線付き基板の製造方法において、
金属支持基板と、前記金属支持基板に設けられた絶縁層と、前記絶縁層に設けられて前記発光素子を載置するための金属層とを有する被処理基板を準備する工程と、
前記金属層をエッチングすることで、電極として機能する配線層と、該配線層と別体からなり、前記発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層とを生成する工程と、
前記金属支持基板をエッチングする工程と、
前記絶縁層をエッチングする工程と、を備え、
前記金属支持基板がエッチングされた位置と、前記絶縁層がエッチングされた位置と、前記金属層がエッチングされた位置の少なくとも一部とが対応し、前記金属支持基板、前記絶縁層および前記金属層を貫通する開口部が生成される。

本発明による発光装置の製造方法は、
配線付き基板と、該配線付き基板に設けられた発光素子とを備えた発光装置の製造方法において、
金属支持基板と、前記金属支持基板に設けられた絶縁層と、前記絶縁層に設けられて前記発光素子を載置するための金属層とを有する被処理基板を準備する工程と、
前記金属層をエッチングすることで、電極として機能する配線層と、該配線層と別体からなり、前記発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層とを生成する工程と、
前記金属支持基板をエッチングする工程と、
前記絶縁層をエッチングする工程と、
前記金属層に前記発光素子を配置する工程と、を備え、
前記金属支持基板がエッチングされた位置と、前記絶縁層がエッチングされた位置と、前記金属層がエッチングされた位置の少なくとも一部とが対応し、前記金属支持基板、前記絶縁層および前記金属層を貫通する開口部が生成され、
前記発光素子が、前記開口部の少なくとも一部を覆うように前記金属層に配置され、
前記発光素子が、前記配線層に接続される配線用電極と、前記放熱層に接続される放熱用電極とを有している。

本発明によれば、金属層が、電極として機能する配線層に加えて、配線層と別体からなり、発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層も有している。このため、高い放熱性を有し、発光素子の温度が上昇することを防止することができ、ひいては、省エネルギー性能を高く維持することができる。

本発明の第１の実施の形態による発光装置の構成を示す側方断面図。 本発明の第１の実施の形態による発光装置の上方平面図。 本発明の第１の実施の形態による発光装置の製造過程を示す側方断面図。 本発明の第１の実施の形態による発光装置を多数用いた面光源基板を示した上方平面図。 本発明の第１の実施の形態の変形例による発光装置の構成を示す側方断面図。 本発明の第２の実施の形態による発光装置の構成を示す側方断面図。 本発明の第２の実施の形態による発光装置の製造過程を示す側方断面図。 本発明の第２の実施の形態の変形例による発光装置の構成を示す側方断面図。 本発明の第３の実施の形態による発光装置の構成を示す側方断面図。

第１の実施の形態
以下、本発明に係る配線付き基板、発光装置、発光素子、配線付き基板の製造方法および発光装置の製造方法の第１の実施の形態および第１の実施の形態の変形例について、図面を参照して説明する。ここで、図１（ａ）（ｂ）乃至図４は本発明の第１の実施の形態を示す図であり、図５（ａ）（ｂ）は本発明の第１の実施の形態の変形例を示す図である。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の発光装置１００は、配線付き基板９０と、配線付き基板９０に設けられたＬＥＤ素子（発光素子）５０と、を備えている。なお、本実施の形態では、発光素子としてＬＥＤ素子５０を用いて以下説明するが、これに限られることはない。

本実施の形態の配線付き基板９０は、ＬＥＤ素子５０を載置するために用いられる。このＬＥＤ素子５０としては、基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどの半導体を発光層として形成させたものが用いられる。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、配線付き基板９０は、金属支持基板３０と、金属支持基板３０に設けられた絶縁層２０と、絶縁層２０に設けられてＬＥＤ素子５０を載置するための金属層１０と、を備えている。また、配線付き基板９０には、金属支持基板３０、絶縁層２０および金属層１０を貫通する開口部Ｏが設けられている。なお、金属支持基板３０の材料としては、例えば、ステンレススチール、アルミなどを挙げることができ、絶縁層２０の材料としては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）などを挙げることができ、金属層１０の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）などを挙げることができる。また、金属支持基板３０の厚みは例えば１５μｍ〜１００μｍ程度であり、絶縁層２０の厚みは例えば１０μｍであり、金属層１０の厚みは例えば９μｍ〜１２μｍ程度である。

また、図１（ａ）（ｂ）および図２に示すように、金属層１０は、電極として機能する配線層１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）と、配線層１１と別体からなり、ＬＥＤ素子５０で発生する熱を逃がすための放熱層１２（１２ａ，１２ｂ）とを有している。また、配線層１１は、ＬＥＤ素子５０を実装してＬＥＤ素子５０に電力を供給するための配線層１１ａ，１１ｂ（図１（ａ）の右から２番目と３番目の配線層１１参照）と、制御部材などを接続するための配線層１１ｃ（図１（ａ）の右から１番目と４番目の配線層１１参照）とを有している。なお、図１（ａ）は図２の直線Ａ−Ａ’で発熱装置１００を切断した断面に対応し、図１（ｂ）は図２の直線Ｂ−Ｂ’で発熱装置１００を切断した断面に対応する。ところで、放熱層１２の幅は例えば１ｍｍ程度となっている。

このうち、ＬＥＤ素子５０に電力を供給するための配線層１１ａ，１１ｂは、第一配線層１１ａ（図１（ａ）の右から３番目の配線層１１、図２の上側の配線層１１）と、開口部Ｏを基準として第一配線層１１ａと反対側に位置する第二配線層１１ｂ（図１（ａ）の右から２番目の配線層１１、図２の下側の配線層１１）とを有している。また、放熱層１２は、第一放熱層１２ａ（図１（ｂ）の左側の放熱層１２、図２の左側の放熱層１２）と、開口部Ｏを基準として第一放熱層１２ａと反対側に位置する第二放熱層１２ｂ（図１（ｂ）の右側の放熱層１２、図２の右側の放熱層１２）とを有している。なお、第一配線層１１ａの幅方向の中心および第二配線層１１ｂの幅方向の中心を結んだ直線（図２の直線Ａ−Ａ’）と、第一放熱層１２ａの幅方向の中心および第二放熱層１２ｂの幅方向の中心を結んだ直線（図２の直線Ｂ−Ｂ’）とは直交している。

また、図１（ａ）（ｂ）に示すように、制御部材などを接続するための配線層１１には、絶縁材料からなるカバー層１７が形成されている。

また、金属支持基板３０の絶縁層２０側と反対側（図１（ａ）（ｂ）の上方側）の表面には、反射膜３１が設けられている。この反射膜３１は、例えば、ニッケル光沢メッキ、金メッキ、銀メッキなどによって形成される。

また、図１（ａ）（ｂ）に示すように、金属層１０の配線層１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）と放熱層１２（１２ａ，１２ｂ）の表面にはメッキ層５５が設けられている。そして、このメッキ層５５のうち、配線層１１ａ，１１ｂおよび放熱層１２ａ，１２ｂに対応するメッキ層５５には、ＬＥＤ素子５０が載置されている。メッキ層５５に用いられる材料としては、例えば、銀、アルミニウム、銅、金などを挙げることができる。

また、図１（ａ）（ｂ）に示すように、開口部Ｏは、金属支持基板３０から金属層１０に向かうにつれて先が細くなる形状からなっており、より具体的には、金属支持基板３０から金属層１０に向かうにつれて先が細くなる接頭円錐形状からなっている。なお、本実施の形態では、開口部Ｏが接頭円錐形状からなっているものを例にとって説明しているが、これに限られることはなく、開口部Ｏは例えば円柱形状からなってもよい。ところで、金属支持基板３０の先が細くなる傾斜は、後述するようにエッチングすることによって形成されるので、その角度を容易に調整することができる。

また、ＬＥＤ素子５０は、開口部Ｏを覆うように、メッキ層５５を介して金属層１０に配置されている。このＬＥＤ素子５０は、半田ボールやＡｕボールなどのボール結合部５１によって、配線層１１および放熱層１２に接続されている。なお、本実施の形態では、ＬＥＤ素子５０は、金属層１０の金属支持基板３０と反対側（図１（ａ）（ｂ）の下方側）に設けられている。

図２に示すように、ＬＥＤ素子５０は、配線層１１に接続される配線用電極５０ｗ（５０ｗａ，５０ｗｂ）と、放熱層１２に接続される放熱用電極５０ｈ（５０ｈａ，５０ｈｂ）とを有している。このうち、配線用電極５０ｗは、第一配線層１１ａに接続される第一配線用電極５０ｗａと、第二配線層１１ｂに接続される第二配線用電極５０ｗｂとを有している。また、放熱用電極５０ｈは、第一放熱層１２ａに接続される第一放熱用電極５０ｈａと、第二放熱層１２ｂに接続される第二放熱用電極５０ｈｂとを有している。

また、図２に示すように、ボール結合部５１は、第一配線用電極５０ｗａと第一配線層１１ａとを結合する第一配線用ボール結合部５１ｗａと、第二配線用電極５０ｗｂと第二配線層１１ｂとを結合する第二配線用ボール結合部５１ｗｂと、第一放熱用電極５０ｈａと第一放熱層１２ａとを結合する第一放熱用ボール結合部５１ｈａと、第二放熱用電極５０ｈｂと第二放熱層１２ｂとを結合する第二放熱用ボール結合部５１ｈｂとを有している。

また、図１（ａ）（ｂ）に示すように、開口部Ｏ内には、透明樹脂４１および蛍光体４２が充填されている。

このうち、蛍光体４２は、ＬＥＤ素子５０からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものが用いられる。例えば、Ｅｕ、Ｃｅなどのランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体・サイアロン系蛍光体、Ｅｕなどのランタノイド系、Ｍｎなどの遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類硫化物蛍光体、アルカリ土類チオガレート蛍光体、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体、ゲルマン酸塩蛍光体、または、Ｃｅなどのランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩蛍光体、希土類ケイ酸塩蛍光体またはＥｕなどのランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体などから選ばれる。

また、透明樹脂４１には、上述した蛍光体４２の他、フィラー、拡散剤、顔料、反射性物質、紫外線吸収剤、酸化防止剤などが混合されていてもよい。透明樹脂４１に蛍光体４２を混合することにより、発光素子から射出される発光色と異なる発光色を実現することができ、例えば、青色に発光する発光素子と、黄色に発光する蛍光物質とを用いることにより、白色光を実現することができる。また、フィラーや拡散剤などを混合しておくことで、光を均一に出射することができる。

次に、本実施の形態による配線付き基板９０の製造方法および発光装置１００の製造方法について、図３（ａ）−図３（ｈ）を用いて説明する。

まず、金属支持基板３０と、金属支持基板３０に設けられた絶縁層２０と、絶縁層２０に設けられてＬＥＤ素子５０を載置するための金属層１０とを有する被処理基板が準備される（図３（ａ）参照）。

次に、金属支持基板３０および金属層１０に、レジストがパターニングされる。そして、このパターニングされたレジストをエッチングマスクとして用いて、金属支持基板３０および金属層１０がエッチングされる（図３（ｂ）参照）。このように金属層１０がエッチングされることで、電極として機能する配線層１１と、配線層１１と別体からなりＬＥＤ素子５０で発生する熱を逃がすための放熱層１２とが生成される。なおこのとき、第一配線層１１ａの幅方向の中心および第二配線層１１ｂの幅方向の中心を結んだ直線と、第一放熱層１２ａの幅方向の中心および第二放熱層１２ｂの幅方向の中心を結んだ直線とが直交するよう、ＬＥＤ素子５０に電力を供給するための配線層１１および放熱層１２が生成される（図２参照）。

次に、配線層１１の一部に絶縁性材料からなるカバー層１７が形成される（図３（ｃ）参照）。

次に、絶縁層２０の一部のみを露出させてレジストがパターニングされる。そして、このパターニングされたレジストをエッチングマスクとして用いて、絶縁層２０がエッチングされる（図３（ｄ）参照）。なお、上記で示した金属支持基板３０、絶縁層２０および金属層１０のエッチングにおいて、金属支持基板３０がエッチングされた位置と、絶縁層２０がエッチングされた位置と、金属層１０がエッチングされた位置の一部とが対応しており、金属支持基板３０、絶縁層２０および金属層１０を貫通する開口部Ｏが生成されることとなる。

次に、金属層１０の一部のみを露出させてレジストがパターニングされる。その後、レジストから露出された金属層１０の表面にメッキが施されてメッキ層５５が形成される（図３（ｅ）参照）。

次に、金属支持基板３０のみを露出させてレジストがパターニングされる。その後、レジストから露出された金属支持基板３０の表面にメッキが施されて反射膜３１が形成される（図３（ｆ）参照）。（以上に示した工程によって、本実施の形態による配線付き基板９０が生成される。）

次に、金属層１０の配線層１１および放熱層１２に、メッキ層５５を介して、ＬＥＤ素子５０が配置される。このとき、ＬＥＤ素子５０は、開口部Ｏを覆うようにして（メッキ層５５を介して）配線層１１および放熱層１２に配置される。その後、ＬＥＤ素子５０とメッキ層５５が半田ボールやＡｕボールなどのボール結合部５１によって接続される（図３（ｇ）参照）。

次に、開口部Ｏ内に透明樹脂４１および蛍光体４２が充填される（図３（ｈ）参照）。（以上に示した工程によって、本実施の形態による発光装置１００が生成される。）

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用および効果について説明する。

本実施の形態の配線付き基板９０の金属層１０は、電極として機能する配線層１１とは別に、ＬＥＤ素子５０で発生する熱を逃がすための放熱層１２を有している。このため、配線付き基板９０は、高い放熱性を実現することができる。

従来の発光装置１００において、高出力・高輝度でＬＥＤ素子５０を利用するとＬＥＤ素子５０の温度が上昇する。この点、ＬＥＤ素子５０は温度によって光変換効率が異なることから、省エネルギー性能が低下してしまう。これに対して、本実施の形態の配線付き基板９０を用いた発光装置１００によれば、放熱層１２から熱を逃がすことができ、ＬＥＤ素子５０の温度が上昇することを防止することができ、ひいては、省エネルギー性能を高く維持することができる。

また、本実施の形態では、金属支持基板３０の絶縁層２０側と反対側（図１（ａ）（ｂ）の上方側）の表面には、ニッケル光沢メッキ、金メッキ、銀メッキなどからなる反射膜３１が設けられている。このため、ＬＥＤ素子５０から照射される光を反射することで輝度を上げることができ、低い出力のＬＥＤ素子５０を利用することができる。この結果、ＬＥＤ素子５０で発生する熱を減少させることができる。

また、本実施の形態では、開口部Ｏが、金属支持基板３０から金属層１０に向かうにつれて先が細くなる形状からなっており、より具体的には、金属支持基板３０から金属層１０に向かうにつれて先が細くなる接頭円錐形状からなっている。このように、開口部Ｏは、先が細くなる形状からなるとともに、その横断面が円形状からなっているので、ＬＥＤ素子５０から照射される光を効率よく集光させることができ、輝度を上げることができる。この結果、低い出力のＬＥＤ素子５０を利用することができ、ＬＥＤ素子５０で発生する熱を減少させることができる。なお、金属支持基板３０の先が細くなる傾斜は、上述のようにエッチングすることによって形成されるので、エッチング条件やレジストを適宜選択することで、傾斜角度を容易に調整することができる。このため、集光効率の高い角度を容易に選択することができる。

また、本実施の形態では、ＬＥＤ素子５０が金属層１０の金属支持基板３０側と反対側（図１（ａ）（ｂ）の下方側）に設けられている。このため、ＬＥＤ素子５０が絶縁層２０や反射膜３１で囲まれることなく、ＬＥＤ素子５０を外部に露出した位置に位置づけることができる。この結果、ＬＥＤ素子５０からの放熱を促すことができる。

また、本実施の形態では、ＬＥＤ素子５０とメッキ層５５が半田ボールやＡｕボールなどのボール結合部５１によって接続されるので、従来のようなワイヤーボンディングを用いる必要が無く、容易にＬＥＤ素子５０を実装することができる。また、ＬＥＤ素子５０を封止する必要がなくなり、発光装置１００の小型化を図ることができる。

また、このようにＬＥＤ素子５０とメッキ層５５が半田ボールやＡｕボールなどのボール結合部５１によって接続されるので、フリップチップ接続が可能となり実装自由度を上げることができる。また、ファインピッチ配線も可能となり、図４に示すように、同一平面上に高密度で発光装置１００を実装することもでき、多数のＬＥＤ素子５０を一体として設けた面光源基板を提供することもできる。なおこの際には、同一平面に、全流整流抵抗、スイッチング素子、整流ダイオードなどの制御部材１１０を配置することもできる。ところで、図４に示した配置はあくまでも例であり、これに限られることはなく、発光装置１００と制御部材１１０を自由に配置することができる。

第１の実施の形態の変形例
上記では、ＬＥＤ素子５０が金属層１０の金属支持基板３０側と反対側（図１の下方側）に設けられている態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子５０が金属層１０の金属支持基板３０側（図５（ａ）（ｂ）の上方側）に設けられてもよい。

このようにＬＥＤ素子５０が金属層１０の金属支持基板３０側に設けられることで、ＬＥＤ素子５０から照射される光を効率よく反射膜３１で反射させることできる。このため、上記の第１の実施の形態と異なり、ＬＥＤ素子５０が絶縁層２０や反射膜３１で囲まれることとなるものの、低い出力のＬＥＤ素子５０を利用することができ、ＬＥＤ素子５０で発生する熱を減少させることができる。つまり、第１の実施の形態によれば放熱性を向上させることができるのに対して、本変形例によればＬＥＤ素子５０の発熱を抑えることができ、それぞれ異なる利点を有している。

なお、本変形例のようにＬＥＤ素子５０を金属層１０の金属支持基板３０側に設けた場合には、光の集光をよくするために、第１の実施の形態のようにＬＥＤ素子５０を金属層１０の金属支持基板３０側と反対側に設けた場合と異なる角度で金属支持基板３０を傾斜させることが好ましい。この点、上述のように、金属支持基板３０の傾斜はエッチングによって形成されるので、エッチング条件やレジストを適宜選択することで、適切な傾斜を容易に得ることができる。

第２の実施の形態
次に、図６（ａ）（ｂ）−図８（ａ）（ｂ）により、本発明の第２の実施の形態および第２の実施の形態の変形例について説明する。

図６（ａ）（ｂ）−図８（ａ）（ｂ）に示す第２の実施の形態および第２の実施の形態の変形例において、図１乃至図４（ａ）（ｂ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

第２の実施の形態では、図６（ｂ）に示すように、絶縁層２０および金属層１０の放熱層１２を貫通する貫通孔Ｐが設けられ、この貫通孔Ｐ内に、放熱層１２と金属支持基板３０とを繋ぐ金属製の貫通部材６０が設けられている。第２の実施の形態において、その他の構成は、第１の実施の形態と略同一の態様となっている。

上述のように、本実施の形態では、金属層１０の放熱層１２と金属支持基板３０とが金属製の貫通部材６０で繋がれている。このため、放熱層１２だけでなく金属支持基板３０もＬＥＤ素子５０で発生する熱を逃がすための放熱部材として利用することができる。

この結果、より高い放熱性を実現することができる。このため、ＬＥＤ素子５０の温度が上昇することをより確実に防止することができ、ひいては、省エネルギー性能をより高く維持することができる。

なお、本実施の形態による配線付き基板９０および発光装置１００は、以下のようにして製造される。

まず、金属支持基板３０と、金属支持基板３０に設けられた絶縁層２０と、絶縁層２０に設けられてＬＥＤ素子５０を載置するための金属層１０とを有する被処理基板が準備される（図７（ａ）参照）。

次に、金属支持基板３０および金属層１０に、レジストがパターニングされる。そして、このパターニングされたレジストをエッチングマスクとして用いて、金属支持基板３０および金属層１０がエッチングされる（図７（ｂ）参照）。このように金属層１０がエッチングされることで、電極として機能する配線層１１と、該配線層１１と別体からなり、前記発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層１２とが生成される。

次に、配線層１１の一部に絶縁性材料からなるカバー層１７が形成される（図７（ｃ）参照）。

次に、絶縁層２０の一部のみを露出させてレジストがパターニングされる。そして、このパターニングされたレジストをエッチングマスクとして用いて、絶縁層２０がエッチングされる（図７（ｄ）参照）。なお、上記で示した金属支持基板３０、絶縁層２０および金属層１０のエッチングにおいて、金属支持基板３０がエッチングされた位置と、絶縁層２０がエッチングされた位置と、金属層１０がエッチングされた位置の一部とが対応しており、金属支持基板３０、絶縁層２０および金属層１０を貫通する開口部Ｏと貫通孔Ｐが生成されることとなる。

次に、金属層１０の一部のみを露出させてレジストがパターニングされる。その後、レジストから露出された金属層１０の表面にメッキが施されてメッキ層５５が形成される（図７（ｅ）参照）。

次に、金属支持基板３０と貫通孔Ｐのみを露出させてレジストがパターニングされる。その後、レジストから露出された金属支持基板３０の表面にメッキが施されて反射膜３１が形成される（図７（ｆ）参照）。このとき、貫通孔Ｐ内に金属製の貫通部材６０も形成される。なお、図７に示すような製造方法によれば、反射膜３１と同じ材料から貫通部材６０が形成されることとなる。（以上に示した工程によって、本実施の形態による配線付き基板９０が生成される。）

次に、配線層１１および放熱層１２に、メッキ層５５を介して、ＬＥＤ素子５０が配置される。このとき、ＬＥＤ素子５０は、開口部Ｏを覆うようにして（メッキ層５５を介して）配線層１１および放熱層１２に配置される。その後、ＬＥＤ素子５０とメッキ層５５が半田ボールやＡｕボールなどのボール結合部５１によって接続される（図７（ｇ）参照）。

次に、開口部Ｏ内に透明樹脂４１および蛍光体４２が充填される（図７（ｈ）参照）。（以上に示した工程によって、本実施の形態による発光装置１００が生成される。）

第２の実施の形態の変形例
第２の実施の形態の変形例では、図８（ｂ）に示すように、金属層１０を基準として金属支持基板３０側と反対側（図８（ａ）（ｂ）の下方側）に、貫通部材６０に接続部材６１を介して放熱板７０が接続されている。

本変形例によれば、金属層１０の放熱層１２と金属支持基板３０とが金属製の貫通部材６０で繋がれているだけでなく、貫通部材６０に接続部材６１を介して放熱板７０が接続されている。このため、放熱層１２および金属支持基板３０だけでなく、放熱板７０もＬＥＤ素子５０で発生する熱を逃がすための放熱部材として利用することができる。

この結果、さらに高い放熱性を実現することができる。このため、ＬＥＤ素子５０の温度が上昇することをさらに確実に防止することができ、ひいては、省エネルギー性能をさらに高く維持することができる。

なお、上記では、第２の実施の形態および第２の実施の形態の変形例として、第１の実施の形態を基本とした構造で説明したが、図５（ａ）（ｂ）に示す第１の実施の形態の変形例を基本とした構造に対して、貫通部材６０を設けてもよいし、貫通部材６０と放熱板７０を設けてもよい。

第３の実施の形態
次に、図９（ａ）（ｂ）により、本発明の第３の実施の形態について説明する。

第３の実施の形態では、図９（ｂ）に示すように、金属層１０を基準として金属支持基板３０側と反対側（図９（ａ）（ｂ）の下方側）に放熱板７０が設けられている。そして、この放熱板７０は、金属層１０の放熱層１２に、メッキ層５５と接続部材６１とを介して接続されている。第３の実施の形態において、その他の構成は、第１の実施の形態と略同一の態様となっている。

図９（ａ）（ｂ）に示す第３の実施の形態において、図１乃至図４（ａ）（ｂ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態によれば、金属層１０の放熱層１２にメッキ層５５と接続部材６１とを介して放熱板７０が設けられている。このため、放熱層１２だけでなく、放熱板７０もＬＥＤ素子５０で発生する熱を逃がすための放熱部材として利用することができる。

この結果、より高い放熱性を実現することができる。このため、ＬＥＤ素子５０の温度が上昇することをより確実に防止することができ、ひいては、省エネルギー性能をより高く維持することができる。

なお、図９（ａ）（ｂ）では、第１の実施の形態を基本とした構造で説明したが、図５（ａ）（ｂ）に示す第１の実施の形態の変形例を基本とした構造に対して、放熱板７０を設けてもよい。

１０ 金属層
１１ 配線層
１２ 放熱層
１１ａ 第一配線層
１１ｂ 第二配線層
１２ａ 第一放熱層
１２ｂ 第二放熱層
２０ 絶縁層
３０ 金属支持基板
３１ 反射膜
４１ 透明樹脂
４２ 蛍光体
５０ ＬＥＤ素子（発光素子）
５０ｗ 配線用電極
５０ｗａ 第一配線用電極
５０ｗｂ 第二配線用電極
５０ｈ 放熱用電極
５０ｈａ 第一放熱用電極
５０ｈｂ 第二放熱用電極
５５ メッキ層
６０ 貫通部材
６１ 接続部材
７０ 放熱板
９０ 配線付き基板
１００ 発光装置
１１０ 制御部材
Ｏ 開口部
Ｐ 貫通孔

Claims (25)

1. 発光素子を載置するための配線付き基板において、
   金属支持基板と、
   前記金属支持基板に設けられた絶縁層と、
   前記絶縁層に設けられ、前記発光素子を載置するための金属層と、を備え、
   前記金属支持基板、前記絶縁層および前記金属層を貫通する開口部が設けられ、
   前記金属層は、電極として機能する配線層と、該配線層と別体からなり、前記発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層とを有することを特徴とする配線付き基板。
2. 前記配線層は、第一配線層と、前記開口部を基準として該第一配線層と反対側に位置する第二配線層とを有し、
   前記放熱層は、第一放熱層と、前記開口部を基準として該第一放熱層と反対側に位置する第二熱層とを有することを特徴とする請求項１に記載の配線付き基板。
3. 前記開口部内に、透明樹脂および蛍光体が充填されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の配線付き基板。
4. 前記金属支持基板の前記絶縁層側と反対側の表面の少なくとも一部に、反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線付き基板。
5. 前記開口部は、前記金属支持基板から前記金属層に向かうにつれて先が細くなる形状からなっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配線付き基板。
6. 前記開口部は、前記金属支持基板から前記金属層に向かうにつれて先が細くなる接頭円錐形状、または、円柱形状からなっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配線付き基板。
7. 前記金属層の表面に設けられたメッキ層をさらに備え、
   前記メッキ層は、前記発光素子を載置するために用いられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配線付き基板。
8. 前記絶縁層および前記金属層を貫通する貫通孔が設けられ、
   前記貫通孔内に、前記金属層と前記金属支持基板とを繋ぐ金属製の貫通部材が設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の配線付き基板。
9. 配線付き基板と、
   前記配線付き基板に設けられた発光素子と、を備え、
   前記配線付き基板は、
   金属支持基板と、
   前記金属支持基板に設けられた絶縁層と、
   前記絶縁層に設けられた金属層と、を有し、
   前記金属支持基板、前記絶縁層および前記金属層を貫通する開口部が設けられ、
   前記金属層は、電極として機能する配線層と、該配線層と別体からなり、前記発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層とを有し、
   前記発光素子は、前記開口部の少なくとも一部を覆うように前記金属層に配置され、
   前記発光素子は、前記配線層に接続される配線用電極と、前記放熱層に接続される放熱用電極とを有することを特徴とする発光装置。
10. 前記配線層は、第一配線層と、前記開口部を基準として該第一配線層と反対側に位置する第二配線層とを有し、前記放熱層は、第一放熱層と、前記開口部を基準として該第一放熱層と反対側に位置する第二放熱層とを有し、
    前記配線用電極は、前記第一配線層に接続される第一配線用電極と、前記第二配線層に接続される第二配線用電極とを有し、
    前記放熱用電極は、前記第一放熱層に接続される第一放熱用電極と、前記第二放熱層に接続される第二放熱用電極とを有することを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
11. 前記開口部内に、透明樹脂および蛍光体が充填されていることを特徴とする請求項９または１０のいずれかに記載の発光装置。
12. 前記金属支持基板の前記絶縁層側と反対側の表面の少なくとも一部に、反射膜が設けられていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の発光装置。
13. 前記開口部は、前記金属支持基板から前記金属層に向かうにつれて先が細くなる形状からなっていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の発光装置。
14. 前記開口部は、前記金属支持基板から前記金属層に向かうにつれて先が細くなる接頭円錐形状、または、円柱形状からなっていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の発光装置。
15. 前記金属層の表面に設けられたメッキ層をさらに備え、
    前記メッキ層は、前記発光素子を載置するために用いられることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の発光装置。
16. 前記絶縁層および前記金属層を貫通する貫通孔が設けられ、
    前記貫通孔内に、前記金属層と前記金属支持基板とを繋ぐ金属製の貫通部材が設けられることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の発光装置。
17. 前記金属層を基準として前記支持基板側と反対側に設けられ、前記金属層に接続された放熱板をさらに備えたことを特徴とする請求項９乃至１６に記載の発光装置。
18. 前記金属層を基準として前記支持基板側と反対側に設けられ、前記貫通部材に接続された放熱板をさらに備えたことを特徴とする請求項１６に記載の発光装置。
19. 前記発光素子は、前記金属層の前記支持基板側に設けられることを特徴とする請求項９乃至１８のいずれか１項に記載の発光装置。
20. 前記発光素子は、前記金属層の前記支持基板側と反対側に設けられることを特徴とする請求項９乃至１８のいずれか１項に記載の発光装置。
21. 前記発光素子は、半田ボールまたはＡｕボールによって、前記配線層および前記放熱層に接続されていることを特徴とする請求項９乃至２０のいずれか１項に記載の発光装置。
22. 金属支持基板と、該金属支持基板に設けられた絶縁層と、該絶縁層に設けられた金属層とを有し、該金属支持基板、該絶縁層および該金属層を貫通する開口部が設けられ、該金属層が、電極として機能する配線層と、該配線層と別体からなり発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層とを有する配線付き基板に載置される発光素子であって、
    前記配線層に接続される配線用電極と、
    前記放熱層に接続される放熱用電極と、
    を備えた発光素子。
23. 前記配線層は、第一配線層と、前記開口部を基準として該第一配線層と反対側に位置する第二配線層とを有し、前記放熱層は、第一放熱層と、前記開口部を基準として該第一放熱層と反対側に位置する第二放熱層とを有し、
    前記配線用電極は、前記第一配線層に接続される第一配線用電極と、前記第二配線層に接続される第二配線用電極とを有し、
    前記放熱用電極は、前記第一放熱層に接続される第一放熱用電極と、前記第二放熱層に接続される第二放熱用電極とを有することを特徴とする請求項２２に記載の発光素子。
24. 発光素子を載置するための配線付き基板の製造方法において、
    金属支持基板と、前記金属支持基板に設けられた絶縁層と、前記絶縁層に設けられて前記発光素子を載置するための金属層とを有する被処理基板を準備する工程と、
    前記金属層をエッチングすることで、電極として機能する配線層と、該配線層と別体からなり、前記発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層とを生成する工程と、
    前記金属支持基板をエッチングする工程と、
    前記絶縁層をエッチングする工程と、を備え、
    前記金属支持基板がエッチングされた位置と、前記絶縁層がエッチングされた位置と、前記金属層がエッチングされた位置の少なくとも一部とが対応し、前記金属支持基板、前記絶縁層および前記金属層を貫通する開口部が生成されることを特徴とする配線付き基板の製造方法。
25. 配線付き基板と、該配線付き基板に設けられた発光素子とを備えた発光装置の製造方法において、
    金属支持基板と、前記金属支持基板に設けられた絶縁層と、前記絶縁層に設けられて前記発光素子を載置するための金属層とを有する被処理基板を準備する工程と、
    前記金属層をエッチングすることで、電極として機能する配線層と、該配線層と別体からなり、前記発光素子で発生する熱を逃がすための放熱層とを生成する工程と、
    前記金属支持基板をエッチングする工程と、
    前記絶縁層をエッチングする工程と、
    前記金属層に前記発光素子を配置する工程と、を備え、
    前記金属支持基板がエッチングされた位置と、前記絶縁層がエッチングされた位置と、前記金属層がエッチングされた位置の少なくとも一部とが対応し、前記金属支持基板、前記絶縁層および前記金属層を貫通する開口部が生成され、
    前記発光素子は、前記開口部の少なくとも一部を覆うように前記金属層に配置され、
    前記発光素子は、前記配線層に接続される配線用電極と、前記放熱層に接続される放熱用電極とを有することを特徴とする発光装置の製造方法。

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