JP2013038452A - 金属基板及び光源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光源となる半導体チップを、金属接合材を用いて強固に接合することができ、かつ、搭載された半導体チップで発生する熱を、金属板を通して効率よく放散させることが可能な、金属基板を提供することを目的とする。
【解決手段】光源となる半導体チップを搭載するための光源搭載面を有する金属基板であって、Ａｕ以外の金属からなる放熱金属板と、該放熱金属板上の一部に積層された絶縁樹脂製の白色フィルムと、該放熱金属板上の他の一部に積層された光源搭載面形成層と、を有し、前記光源搭載面形成層は前記放熱金属板と直接接する金属層であり、前記光源搭載面は前記光源搭載面形成層の最表層をなすＡｕ層の表面である、ことを特徴とする金属基板。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源となる半導体チップ、特に発光ダイオードチップ（以下、「ＬＥＤチップ」ともいう。）を搭載するための金属基板に関し、より詳しくは、ＬＥＤチップを強固に固定できるとともに、ＬＥＤチップで発生する熱を効率よく放散させることのできる金属基板に関するものである。
次世代の光源として注目される発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」ともいう。）の用途は、液晶バックライトや自動車用ランプ、照明分野へと着実に拡がっている。
ＬＥＤチップを用いた光源装置としては、白色銅張積層板から作製したプリント配線基板上にＬＥＤチップを搭載後、透明なシリコーンやエポキシ樹脂で樹脂封止して製造されるチップ型ＬＥＤがある。また、インサート成形によりリードフレームを白色樹脂リフレクターに埋め込んで複合化したパッケージの、白色樹脂リフレクターで囲まれるリードフレーム部にＬＥＤチップを搭載し、リフレクター内部に封止樹脂を充填して製造されるチップ型ＬＥＤがある。これらのチップ型ＬＥＤは、電子機器のマザー配線基板に半田実装される。
一般照明用途のＬＥＤ光源装置では、高出力のＬＥＤチップをひとつの配線基板上に複数個搭載する場合が多いことから、ＬＥＤチップが発する熱を効率よく放散させて、表面温度の上昇を抑えることが重要となる。ＬＥＤチップの表面温度が上昇すると、ＬＥＤチップの寿命や発光効率が低下するからである。そのための一手段として、マザー配線基板にＬＥＤチップを直接固定する方式が提案されている。そして、そのマザー配線基板そのものの放熱特性も良好でなくてはならないことから、絶縁金属基板の使用が盛んに検討されている。絶縁金属基板は、放熱フィラーが充填された熱硬化性樹脂層を絶縁層とする配線基板が、金属板上に積層された構造を有するものである。しかし、当該構造ではＬＥＤチップは絶縁樹脂層上に搭載されることになるため、放熱特性が十分ではない。
したがって、より放熱特性に優れたＬＥＤチップ搭載用基板が求められている。この要求に対し、特許文献１及び特許文献２には、ＬＥＤチップの搭載部位（キャビティの底面）に金属板を露出させた金属基板が提案されている。
特開２００６−３３９２２４号公報 特開２００８−２３５８６８号公報
特許文献１のＬＥＤチップ搭載用基板においては、ＬＥＤチップを金属板上に直接搭載することが可能である。しかし、この文献に開示されたＬＥＤ光源装置では、ＬＥＤチップと金属板の接合に、熱伝導性が必ずしも良好とはいえない銀ペーストが使用されている。これは、ＬＥＤチップ搭載面がＡｌ（アルミニウム）の表面であるため、熱伝導性が高い半田を接合材として用いることができないためである。
一方、特許文献２には、Ａｌ板の表面にＡｕ（金）メッキまたはＡｇ（銀）メッキの表面処理を行ない、その上にＬＥＤチップを直接搭載することが記載されている。Ａｕメッキ層の表面には、半田を用いてＬＥＤチップを強固に固定することが可能である。しかし、Ａｌ板の表面には蒸着法などの乾式プロセスによりＡｕメッキが可能ではあるものの、ＡｌとＡｕの界面では常温ですら激しい合金化反応が発生し、着色物質の生成と、物性の低下が生じる。着色物質の生成は、光源装置にとって好ましくない。
そこで、本発明の主たる課題は、光源となる半導体チップを、金属接合材を用いて強固に接合することができ、かつ、搭載された半導体チップで発生する熱を、金属板を通して効率よく放散させることが可能な、金属基板を提供することである。
また、本発明の他の課題は、発生する熱が金属基板を通して効率よく放散されることによって、光源として搭載される半導体チップの表面温度の上昇が抑えられた光源装置を提供することである。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、以下を要旨とするものである。
第１の発明によれば、光源となる半導体チップを搭載するための光源搭載面を有する金属基板であって、Ａｕ以外の金属からなる放熱金属板と、該放熱金属板上の一部に積層された絶縁樹脂製の白色フィルムと、該放熱金属板上の他の一部に積層された光源搭載面形成層と、を有し、前記光源搭載面形成層は前記放熱金属板と直接接する金属層であり、前記光源搭載面は前記光源搭載面形成層の最表層をなすＡｕ層の表面である、ことを特徴とする金属基板が提供される。
第１の発明に係る金属基板において、好ましくは、白色フィルムの波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における平均反射率は７０％以上である。
第１の発明に係る金属基板において、好ましくは、白色フィルムの２６０℃で５分間熱処理した後の波長４７０ｎｍにおける反射率の低下率は１０％以下である。
第１の発明に係る金属基板において、白色フィルムはＭＤ（フィルムの流れ方向）およびＴＤ（流れ方向と直交する方向）を有していてもよく、その場合、好ましくは、ＭＤの線膨張係数およびＴＤの線膨張係数の平均値は３５×１０−６／℃以下である。
第１の発明に係る金属基板において、好ましくは、白色フィルムは貫通孔を有しており、光源搭載面形成層は該貫通孔の位置に形成されている。
第１の発明に係る金属基板において、好ましくは、白色フィルムは複数の貫通孔を有しており、光源搭載面形成層は該複数の貫通孔のそれぞれの位置に形成されている。
第１の発明に係る金属基板において、好ましくは、前記光源塔載面形成層は最表層をなすＡｕ層の直下にＮｉ層を含む。
第２の発明によれば、光源となる半導体チップと、該半導体チップを搭載するための光源搭載面を有する金属基板とを備え、該半導体チップが該光源搭載面上に搭載された光源装置であって、該金属基板が、Ａｕ以外の金属からなる放熱金属板と、該放熱金属板上の一部に積層された絶縁樹脂製の白色フィルムと、該放熱金属板上の他の一部に積層された光源搭載面形成層と、を有し、前記光源搭載面形成層は前記放熱金属板と直接接する金属層であり、前記光源搭載面は前記光源搭載面形成層の最表層をなすＡｕ層の上面である、ことを特徴とする光源装置が提供される。
第２の発明に係る光源装置において、前記半導体チップは垂直電極型のＬＥＤチップ、又は、導電性基板を有する水平電極型のＬＥＤチップであってもよく、その場合、好ましくは、前記半導体チップは前記光源搭載面上に固定されたサブマウント上に固定される。
前記のサブマウントは、好ましくは、セラミック板と、その各主面にそれぞれ形成されたメタライズ層と、を備えている。
第２の発明に係る光源装置は、前記半導体チップが放出する１次光を吸収して、該１次光の波長と異なる波長を有する２次光を放出する蛍光体を備えるものであってもよい。その場合の好適例では、蛍光体が、前記半導体チップ及び前記光源搭載面から離れた位置に、空隙を挟んで配置される。
第１の発明に係る金属基板は、光源搭載面がＡｕ層の表面であることから、光源となる半導体チップを金属接合材（例えばＡｕＳｎ共晶半田）を用いて該光源搭載面に強固に接合することが可能である。こうして搭載された半導体チップで発生する熱は、放熱金属基板を通して効率よく放散される。従って、この金属基板は、高出力の光源装置に好ましく用いることができる。
また、第２の発明に係る光源装置は、発生する熱が金属基板を通して効率よく放散されることによって、半導体チップの表面温度の上昇が抑えられるので、発光効率の低下や寿命低下が抑制されたものとなる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る金属基板の断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る金属基板の製造工程を説明するための工程断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る金属基板を用いた光源装置の断面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る金属基板を用いた光源装置の断面図である。 図５は、サブマウントの好ましい構造を示す断面図である。 図６は、本発明の第１の実施形態に係る金属基板を用いた光源装置の断面図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係る金属基板の断面図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る金属基板の製造工程を説明するための工程断面図である。 図９は、本発明の第２の実施形態に係る金属基板を用いた光源装置の断面図である。 図１０は、本発明の第３の実施形態に係る金属基板の断面図である。 図１１は、本発明の第３の実施形態に係る金属基板の製造工程を説明するための工程断面図である。 図１２は、本発明の第３の実施形態に係る金属基板を用いた光源装置の断面図である。 図１３は、本発明の好適な実施形態に係る金属基板の断面図である。 図１４は、本発明の好適な実施形態に係る金属基板の断面図である。 図１５は、本発明の好適な実施形態に係る金属基板の断面図である。 図１６は、本発明の好適な実施形態に係る金属基板の断面図である。 図１７は、本発明の第1の実施形態に係る金属基板を用いた光源装置の断面図である。 図１８は、本発明の第1の実施形態に係る金属基板を用いた白色光源装置の断面図である。 図１９は、本発明の第1の実施形態に係る金属基板を用いた白色光源装置の断面図である。 図２０は、実施例２及び比較例２の光源装置（蛍光体ドームなし）の全放射束の投入電力依存性を示すグラフである。 図２１は、実施例２及び比較例２の光源装置（蛍光体ドームなし）の、ＬＥＤチップの総面積で規格化した全放射束の、投入電力依存性を示すグラフである。 図２２は、実施例２及び比較例２の光源装置（蛍光体ドームなし）の効率（投入電力当たりの全放射束）の、投入電力依存性を示すグラフである。 図２３は、実施例２及び比較例２の光源装置（蛍光体ドームなし）の、ＬＥＤチップの総面積で規格化した効率（投入電力当たりの全放射束）の、投入電力依存性を示すグラフである。 図２４は、実施例２及び比較例２の光源装置（蛍光体ドームなし）の発光ピーク波長の、投入電力依存性を表すグラフである。 図２５は、実施例２及び比較例２の光源装置（蛍光体ドームなし）における、投入電力１１ＷのときのＬＥＤチップの表面温度の計測結果を表すグラフである。 図２６は、実施例２及び比較例２の白色光源装置（蛍光体ドームあり）の、全光束の投入電力依存性を表すグラフである。 図２７は、実施例２及び比較例２の白色光源装置（蛍光体ドームあり）の、ＬＥＤチップの総面積で規格化した全光束の投入電力依存性を表すグラフである。 図２８は、実施例２及び比較例２の白色光源装置（蛍光体ドームあり）の効率（投入電力当たりの全光束）の、投入電力依存性を示すグラフである。 図２９は、実施例２及び比較例２の白色光源装置（蛍光体ドームあり）の、ＬＥＤチップの総面積で規格化した効率（投入電力当たりの全放射束）の、投入電力依存性を示すグラフである。 図３０は、実施例２及び比較例２の白色光源装置（蛍光体ドームあり）の、投入電力１１Ｗの場合の全光束の通電時間依存性を表すグラフである。 図３１は、実施例２及び比較例２の白色光源装置（蛍光体ドームあり）の、投入電力１１Ｗの場合の、ＬＥＤチップの総面積で規格化した全光束の通電時間依存性を表すグラフである。 図３２は、実施例２及び比較例２の白色光源装置（蛍光体ドームあり）の、投入電力１１Ｗの場合の、蛍光体ドーム表面温度の通電時間依存性を表すグラフである。 図３３は、実施例２及び比較例２の白色光源装置（蛍光体ドームあり）の、投入電力１１Ｗの場合の、基板温度の通電時間依存性を表すグラフである。 図３４は、実施例２及び比較例２の白色光源装置（蛍光体ドームあり）の、Ｒａ（平均演色評価数）の投入電力依存性を表すグラフである。
以下、本発明を具体的実施形態に即して詳しく説明するが、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係る金属基板の断面図を図１に示す。金属基板１００は、放熱金属板として、片側全面にＮｉ層１１２が積層されたＡｌ板１１１を有している。Ｎｉ層１１２上の一部には絶縁樹脂製の白色フィルム１２０が積層されている。白色フィルム１２０上には、Ｃｕ箔１３１からなる配線パターンが形成されている。Ｃｕ箔１３１上にはＮｉ層１３２とＡｕ層１３３がこの順に積層されている。白色フィルム１２０はその一部に貫通孔１２０ａを有しており、その貫通孔の位置に露出したＮｉ層１１２上には、Ｎｉ層１１３を介してＡｕ層１１４が積層されている。Ａｕ層１１４の表面が光源搭載面である。
金属基板１００の製造工程を、図２を用いて説明する。
（ａ）まず、白色フィルム１２０の片面にＣｕ箔１３１を積層して銅張積層板を形成する。
（ｂ）次に、Ｃｕ箔１３１をエッチングして配線パターンを形成し、さらにビク型を用いて白色フィルムの一部を打ち抜き、貫通孔１２０ａを形成する。
（ｃ）次に、白色フィルム１２０の、配線パターン（Ｃｕ箔１３１）が形成された面とは反対面に、予め片側全面にＮｉ層１１２が積層されたＡｌ板１１１を真空プレスにて積層する。Ａｌ板１１１の厚さは、例えば、０．１ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。実際的には、製造しようとする金属基板のサイズを勘案のうえ、必要な強度が得られる厚さのＡｌ板を選択する。Ｎｉ層１１２は無電解メッキ処理により形成されている。Ａｌ板の無電解Ｎｉメッキでは、前処理として、Ａｌ板表面をアルカリ等でエッチングし、更に硝酸等で酸処理を行った後、アルカリ性亜鉛置換液により亜鉛置換する。Ｎｉ層１１２の厚さは、０．１μｍ〜１０μｍとすることができる。
なお、Ｎｉ層１１２は真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法で形成することも可能であり、その場合には、亜鉛置換処理は不要となる。しかし、湿式メッキ処理の方が多数枚のＡｌ板を一括処理できることから、乾式法よりも大量生産に適している。
（ｄ）最後に、白色フィルムの貫通孔１２０ａを通して露出するＮｉ層１１２の表面に、無電解メッキ技法を用いてＮｉ層１１３およびＡｕ層１１４をこの順に形成する。このとき、同時に、配線パターン（Ｃｕ箔１３１）の表面にもＮｉ層１３２とＡｕ層１３３が形成される。この工程で形成するＮｉ層の厚さは、好ましくは２μｍ〜８μｍである。Ａｕ層の厚さについては、０．０１μｍ〜１０μｍとすることができるが、Ｃｕ箔１３１上に形成されるＡｕ層１３３のワイヤボンディング性を良好なものとするために、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．３μｍ以上、更に好ましくは０．５μｍ以上とする。ただし、これより薄く形成した場合であっても、表面のプラズマ処理によりＡｕ層１３３のワイヤボンディング性を改善することが可能である。厚いＡｕ層を形成することはコスト上昇を招くので、この工程で形成するＡｕ層の厚さは好ましくは２μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である。
殆ど全ての樹脂はＡｕに対して強く接着しないが、金属基板１００では、白色フィルム１２０がＡｕ層１１４上に積層された部分を有さず、その下面全体がＮｉ層１１２に接していることから、白色フィルム１２０の剥離が生じ難い。また、配線パターン上を除けば、ＬＥＤチップを搭載する領域のみにＡｕ層を形成しているので、高価なＡｕの使用量が少なく抑えられている。
また、Ａｕの表面は波長５５０ｎｍ未満における反射率が著しく低いため、出力光に短波長の可視光成分を含む光源装置、例えば、青色光源装置や白色光源装置におけるＡｕの使用は、発光効率を低下させる場合がある。この問題を軽減するために、金属基板１００ではＡｕの使用を光源搭載面に限定しており、更に、光源搭載面以外の放熱金属板表面を白色フィルム１２０で覆うことにより、可視光に対する反射率の向上を図っている。
また、金属基板１００では、Ａｕ層１１４の形成前に、Ａｌ板１１１に対しＮｉメッキ処理を２回行っているので、Ａｌ板１１１とＡｕ層１１４との間が２つのＮｉ層１１２、１１３で隔てられている。そのため、ＡｌとＡｕとが接したとき生じる有害な合金化反応が確実に防止されている。
図３に、金属基板１００を用いて構成した光源装置の断面図を示す。この光源装置は、光源搭載面たるＡｕ層１１４の表面に、Ａｕ−Ｓｎ半田などのろう材（図示せず）を用いてＬＥＤチップ１０を固定し、更にボンディングワイヤ２０により配線パターンと接続させることにより、得られる。光源搭載面が半田の濡れ性の良好なＡｕからなるために、ＬＥＤチップと光源搭載面の結合は強固なものとなる。
金属基板１００にＬＥＤチップを実装するにあたっては、図４に示すように、サブマウントを用いることも可能である。サブマウントの使用は、特に、半導体または金属からなる導電性基板上に半導体発光素子構造が形成された、垂直電極型のＬＥＤチップを実装する場合に有効である。この場合には、図５に示すような、極めてシンプルな構造のサブマントを好ましく用いることができる。
図５に示すサブマウント３０は、ＡｌＮ、アルミナなどからなるセラミック板３１の各主面３１ａ、３１ｂに、メタライズ層３２、３３をそれぞれ有してなるものである。セラミック板３１の厚さは好ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、メタライズ層３２、３３の厚さは、好ましくは０．１μｍ〜１０μｍである。いずれのメタライズ層も、最表層は半田の濡れ性が良好な金属で形成する。また、少なくとも一方は、半田の濡れ性とワイヤボンディング性の両方に優れる金属、例えばＡｕで、最表層を形成することが好ましい。最表層をＡｕ層とする好ましいメタライズ層は、例えば、セラミック板と接する側から順に、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕなどの積層構造を有する多層膜である。ワイヤボンディング性を良好にするためには、Ａｕ層の厚さは好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．３μｍ以上、特に好ましくは０．５μｍ以上とする。厚いＡｕ層を形成することはコスト上昇を招くので、Ａｕ層の膜厚は好ましくは２μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である。
上述のサブマウント３０を用いて、導電性基板を備えた垂直電極型のＬＥＤチップ１１を金属基板１００に搭載してなる光源装置の断面図を、図６に示す。この光源装置において、光源搭載面を与えるＡｕ層１１４とサブマウント３０（メタライズ層３２）との間、および、サブマウント３０（メタライズ層３３）とＬＥＤチップ１１との間は、それぞれ半田（図示せず）により接続されている。ＬＥＤチップ１１の上面側の電極は、ボンディングワイヤ２１により一方の配線パターンに接続されている。一方、ＬＥＤチップ１１の下面側の電極は、メタライズ層３３およびボンディングワイヤ２２を経由して他方の配線パターンに接続されている。Ａｌ板１１１とＬＥＤチップ１１との間は、サブマウント３０に含まれるセラミック板３１によって絶縁されている。
垂直電極型のＬＥＤチップ１１は、例えば、米国特許公開公報２００６／０１５４３８９号に開示された、チップ中に支持基板として金属基板を有するＬＥＤチップ、特開２００６−１７９５１１号公報に開示された、ＧａＮ基板を用いて製造されるＬＥＤチップ、Japanese Journal of Applied Physics第４９巻０２２１０１頁（２０１０年）に開示さ
れた、チップ中に支持基板として半導体基板（Ｓｉ基板）を有するＬＥＤチップ、などである。
導電性基板を用いた水平電極型のＬＥＤチップであって、正負の電極が設けられた側のチップ面から光を取り出すタイプのＬＥＤチップを、金属基板１００に搭載する場合にも、上述のサブマウント３０を好ましく用いることができる。このようなＬＥＤチップは、例えば、国際公開第２００８／００４４３７号公報に記載されている（ＧａＮ基板を用いたＬＥＤチップ）。サブマウント３０を用いると、セラミック板３１によって、ＬＥＤチップの導電性基板と、金属基板の放熱金属板とが絶縁されるので、漏電が防止できる他、ひとつの金属基板上に複数のＬＥＤチップを搭載する場合には、チップ間配線の自由度が高くなる。
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る金属基板の断面図を図７に示す。金属基板２００は、放熱金属板として、片側全面にＮｉ層２１２が積層されたＡｌ板２１１を有している。Ｎｉ層２１２上の一部には絶縁樹脂製の第一の白色フィルム２２１が積層されている。第一の白色フィルム２２１上には、Ｃｕ箔２３１からなる配線パターンが形成されるとともに、その配線パターンの一部を露出させるように、絶縁樹脂製の第二の白色フィルム２２２が積層されている。Ｃｕ箔２３１の一部露出した表面には、Ｎｉ層２３２とＡｕ層２３３がこの順に積層されている。第一の白色フィルム２２１および第二の白色フィルム２２２は、その一部に貫通孔２２１ａ、２２２ａをそれぞれ有しており、これらの貫通孔の位置に露出したＮｉ層２１２上には、Ｎｉ層２１３を介してＡｕ層２１４が積層されている。Ａｕ層２１４の表面が光源搭載面である。
金属基板２００の製造工程を、図８を用いて説明する。
（ａ）まず、第一の白色フィルム２２１の片面にＣｕ箔２３１を積層して銅張積層板を形成する。
（ｂ）次に、Ｃｕ箔２３１をエッチングして配線パターンを形成し、さらにビク型を用いて第一の白色フィルム２２１の一部を打ち抜き、第一の貫通孔２２１ａを形成する。
また、別途工程で、第一の白色フィルム２２１と同じ絶縁樹脂材料からなる第二の白色フィルム２２２を準備する。この第二の白色フィルム２２２には、ビク型を用いた打ち抜き加工により、第二の貫通孔２２２ａを形成しておく。第二の白色フィルム２２２は、第一の白色フィルム２２１上に形成された配線パターン（Ｃｕ箔２３１）を保護するための保護層となる。図示するように、第二の白色フィルム２２２の貫通孔２２２ａは、その内側に第一の白色フィルム２２１の貫通孔２２１ａが収まるように、かつ、Ｃｕ箔２３１からなる配線パターンの一部（ワイヤボンディング端子を形成する部分）が露出するように、その形状およびサイズが設定される。
（ｃ）次に、第一の白色フィルム２２１の、配線パターンが形成された面とは反対面に、予め片側全面にＮｉ層２１２が積層されたＡｌ板２１１を真空プレスにて積層する。この真空プレス工程では、第一の白色フィルム２２１上への第２の白色フィルム２２２の積層も同時に行う。
（ｄ）最後に、第一の白色フィルム２２１の貫通孔２２１ａおよび第２の白色フィルム２２２の貫通孔２２２ａを通して露出するＮｉ層２１２の表面に、無電解メッキ技法を用いてＮｉ層２１３およびＡｕ層２１４をこの順に形成する。このとき、同時に、配線パターン（Ｃｕ箔２３１）の一部露出した表面にも、Ｎｉ層２３２とＡｕ層２３３が形成される。
金属基板２００における、Ａｌ板、Ｎｉ層、及びＡｕ層の好ましい厚さは、第１の実施形態に係る金属基板１００における対応する構造の好ましい厚さと同様である。
図９に、金属基板２００を用いて構成した光源装置の断面図を示す。この光源装置は、光源搭載面たるＡｕ層２１４の表面に、Ａｕ−Ｓｎ半田などのろう材（図示せず）を用いてＬＥＤチップ１０を固定し、更にボンディングワイヤ２０により配線パターンと接続させることにより、得られる。光源搭載面が半田の濡れ性の良好なＡｕからなるため、ＬＥＤチップと光源搭載面の結合は強固なものとなる。ＬＥＤチップが導電性基板を含み、その導電性基板が光源搭載面側を向くようにこのＬＥＤチップを固定する場合には、前述のサブマウント３０を好ましく用いることができる。
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態に係る金属基板の断面図を図１０に示す。金属基板３００は、放熱金属板としてＣｕ板３１１を有している。Ｃｕ板３１１上の一部には絶縁樹脂製の第一の白色フィルム３２１が積層されている。第一の白色フィルム３２１上には、Ｃｕ箔３３１からなる配線パターンが形成されるとともに、その配線パターン（Ｃｕ箔３３１）の一部を露出させるように、絶縁樹脂製の第二の白色フィルム３２２が積層されている。配線パターン（Ｃｕ箔３３１）の一部露出した表面には、Ｎｉ層３３２とＡｕ層３３３がこの順に積層されている。第一の白色フィルム３２１および第二の白色フィルム３２２は、その一部に貫通孔３２１ａ、３２２ａをそれぞれ有しており、これらの貫通孔の位置に露出したＣｕ板３１１の表面に、Ｎｉ層３１３を介してＡｕ層３１４が積層されている。Ａｕ層３１４の表面が光源搭載面である。
金属基板３００の製造工程を、図１１を用いて説明する。
（ａ）まず、第一の白色フィルム３２１の片面にＣｕ箔３３１を積層して銅張積層板を形成する。
（ｂ）次に、Ｃｕ箔３３１をエッチングして配線パターンを形成し、さらにビク型を用いて第一の白色フィルム３２１の一部を打ち抜き、第一の貫通孔３２１ａを形成する。
また、別途工程で、第一の白色フィルム３２１と同じ絶縁樹脂材料からなる第二の白色フィルム３２２を準備する。この第二の白色フィルム３２２には、ビク型を用いた打ち抜き加工により、第二の貫通孔３２２ａを形成しておく。第二の白色フィルム３２２は、第一の白色フィルム３２１上に形成された配線パターン（Ｃｕ箔３３１）を保護するための保護層となる。図示するように、第二の白色フィルム３２２の貫通孔３２２ａは、その内側に第一の白色フィルムの貫通孔３２１ａが収まるように、かつ、配線パターン（Ｃｕ箔３３１）の一部（ワイヤボンディング端子を形成する部分）が露出するように、その形状およびサイズが設定される。
（ｃ）次に、第一の白色フィルム３２１の、配線パターンが形成された面とは反対面に、Ｃｕ板３１１を真空プレスにて積層する。この真空プレス工程では、第一の白色フィルム３２１上への第２の白色フィルム３２２の積層も同時に行う。
（ｄ）最後に、第一の白色フィルムの貫通孔３２１ａおよび第２の白色フィルムの貫通孔３２２ａを通して露出するＣｕ板３１１の表面に、無電解メッキ技法を用いてＮｉ層３１３およびＡｕ層３１４をこの順に形成する。このとき、同時に、配線パターン（Ｃｕ箔３３１）の一部露出した表面にも、Ｎｉ層３３２とＡｕ層３３３が形成される。
金属基板３００において、Ｎｉ層３１３は、Ｃｕ板３１１からＡｕ層３１４にＣｕが拡散するのを防ぐバリア層として働く。Ｃｕの拡散は、Ａｕ層表面の半田濡れ性を低下させる。
金属基板３００における、Ｃｕ板、Ｎｉ層及びＡｕ層の好ましい厚さは、第１の実施形態に係る金属基板１００において対応する構造の好ましい厚さと同様である。
金属基板３００においても、第一の白色フィルム３２１がＡｕ層３１４上に積層された部分を有さず、その下面全体がＣｕ板３１１に接しているので、第一の白色フィルムの剥離が生じ難い。変形例では、Ｃｕ板３１１の光源搭載面が形成される側の面全体に、Ｎｉ層を積層したうえで、第一の白色フィルム３２１をそのＮｉ層上に積層することもできる。
図１２に、金属基板３００を用いて構成した光源装置の断面図を示す。この光源装置は、光源搭載面たるＡｕ層３１４の表面に、Ａｕ−Ｓｎ半田などのろう材（図示せず）を用いてＬＥＤチップ１０を固定し、更にボンディングワイヤ２０により配線パターンと接続させることにより、得られる。光源搭載面が半田の濡れ性の良好なＡｕからなるために、ＬＥＤチップと光源搭載面の結合は強固なものとなる。ＬＥＤチップが導電性基板を含み、その導電性基板が光源搭載面側を向くようにこのＬＥＤチップを固定する場合には、前述のサブマウント３０を好ましく用いることができる。
＜その他＞
上記の各実施形態において、白色フィルムとパターニングされたＣｕ箔とからなる配線基板は、必要に応じて多層構成（多層配線基板）とすることができる。また、白色フィルムに貫通孔を形成する方法は、上記ビク型を用いる方法に制限されるものではなく、例えば、レーザーやルーター加工であってもよい。
上記の各実施形態に係る金属基板の製造工程の説明に用いた図面（図２、８および１１）には、１個の金属基板のみが描かれているが、便宜のために過ぎない。大量生産のためには、大面積の放熱金属板を用いて多数の金属基板を一括形成した後、切り分ける方法が適している。
上記の各実施形態に係る金属基板に搭載することのできるＬＥＤチップに限定はなく、ＡｌＧａＡｓ系半導体を用いた赤色ＬＥＤチップ、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体を用いた黄色ＬＥＤチップ、ＧａＰ系半導体を用いた緑色ＬＥＤチップ、ＺｎＳｅ系半導体を用いた緑〜青色ＬＥＤチップ、ＡｌＧａＩｎＮ系半導体を用いた緑色〜紫外ＬＥＤチップ、ＺｎＯ系半導体を用いた青色〜紫外ＬＥＤチップなど、各種のＬＥＤチップを搭載することができる。また、光源搭載面のサイズは、搭載しようとするＬＥＤチップのサイズおよび数に応じて、適宜設定することができる。
上記の各実施形態に係る金属基板を用いて光源装置を製造するにあたり、光源搭載面とＬＥＤチップとの接合に用いる好ましい接合材は半田（ろう材）である。半田による接合が強固に行われるよう、ＬＥＤチップの表面も必要に応じてメタライズすることができる。
上記の各実施形態において、光源搭載面上に固定したＬＥＤチップは、透明な樹脂またはガラスで封止することができる。好ましい封止材料については公知技術を参照すればよいが、最も好ましい封止材料のひとつはシリコーン樹脂である。その理由は、可視波長域における透明性と耐光性に優れているからである。封止材料の成形方法に限定はなく、ポッティング成形、モールド成形など、当該分野で通常使用されている方法を任意に用いることができる。
＜変形実施形態＞
上記各実施形態に係る金属基板は、いずれも、光源搭載面側にキャビティを有している。すなわち、白色フィルムに設けられた貫通孔の表面を側壁とし、光源搭載面を底面とするキャビティである。このキャビティの深さは、白色フィルムの膜厚を変化させることによって調節することができる。
図１３に示す金属基板４００のように、光源搭載面上に固定されるＬＥＤチップから側方に放出される光がキャビティの側壁で反射され、キャビティの開口方向に導かれるように、キャビティの側壁を傾斜させることができる。かかる構成を得るには、白色フィルム４２０に貫通孔４２０ａを設ける際に、その断面積をフィルムの膜厚方向に変化させればよい。ここでいう断面積とは、白色フィルムの厚さ方向に直交する平面で貫通孔を切断してできる断面の面積である。
本発明に係る金属基板は、ベース材である放熱金属板が、樹脂板に比べて剛性、熱安定性等に優れ、また、セラミック板と異なり割れ難い性質を有することから、例えば、１０ｃｍ角を越えるほどの大面積に形成することも可能である。面積を大きくする場合には、図１４に示す金属基板５００のように、上記のキャビティを複数設けることが好ましい。白色フィルムが放熱金属板から剥離し難いという本発明の金属基板の特徴は、大面積品を製造するうえでも有利に働く。
本発明に係る金属基板は、放熱金属板の加工により形成されたキャビティを備えるものであり得る。図１５は、そのような金属基板の一例を示す断面図である。金属基板６００は、放熱金属板として、片側全面にＮｉ層６１２が積層されたＡｌ板６１１を備えている。この放熱金属板には、プレス加工によって、Ｎｉ層６１２側に突き出した凸部が形成されている。この凸部は平面形状がリング状とされている。白色フィルム６２０に形成された貫通孔は、このリング状凸部の外径よりも大きな直径を有する円形に成形されている。そのため、白色フィルム６２０と放熱金属板とを積層した後に、無電解メッキ法によって形成されたＮｉ層６１３およびＡｕ層６１４は、このリング状凸部の表面をも覆っている。この例では、光源搭載面（Ａｕ層６１４の表面）内に突き出したリング状凸部の内側が、キャビティである。
図１６は、放熱金属板の加工により形成されたキャビティを備える金属基板の、他の例を示す断面図である。金属基板７００は、放熱金属板として、片側全面にＮｉ層７１２が積層されたＡｌ基板７１１を備えている。この放熱金属板には、プレス加工によって、Ｎｉ層７１２側に突き出した凸部が形成されている。この凸部は平面形状がリング状とされている。白色フィルム７２０には、このリング状凸部の内側に収まるサイズの貫通孔が形成されている。白色フィルム７２０と放熱金属板とを積層した後、無電解メッキ処理によってＮｉ層７１３およびＡｕ層７１４が形成されることにより、リング状凸部の内側（キャビティ内）に光源搭載面（Ａｕ層７１４の表面）が形成されている。リング状の凸部の表面は、白色フィルム７２０に覆われているため、高い光反射性を有している。
＜白色光源装置の構成例＞
前記第１の実施形態に係る金属基板１００を用いた、白色光源装置の構成例を以下に説明する。
なお、蛍光体の表記に関して、例えば、「Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ」は、「Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ」、「Ｙ２ＳｉＯ５：Ｔｂ」及び「Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ」を含む総称を意味し、また、「（Ｌａ，Ｙ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ」は、「Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ」、「ＬａｘＹ２−ｘＯ２Ｓ：Ｅｕ（０＜ｘ＜２）」、及び「Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ」を含む総称を意味する。
図１７に断面図を示す光源装置は、金属基板１００に青色ＬＥＤチップ１０を実装し、樹脂モールドにより封止したものである。第１の実施形態と同様の部材については、同じ番号を付し、説明を省略する。この光源装置は、樹脂モールド中にＹＡＧ：Ｃｅなどの黄色蛍光体を分散させることにより、白色光源装置とすることができる。また、黄色蛍光体に加えて（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕなどの赤色蛍光体を用いると、より色温度の低い白色光源装置を得ることができる。より演色性の高い白色光源装置を得るには、黄色蛍光体の一部または全部を、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｅｕ付活βサイアロン、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕなどの緑色蛍光体に置き換えればよい。蛍光体は、樹脂モールドに分散させる代わりに、シリコーン樹脂をバインダとして青色ＬＥＤチップ１０の表面に塗布することもできる。
図１７に示す光源装置において、青色ＬＥＤチップに代えて、近紫外ＬＥＤチップまたは紫色ＬＥＤチップを用いる場合には、封止材料中に（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕなどの青色蛍光体と、ＹＡＧ：Ｃｅなどの黄色蛍光体を混合すれば、白色光源装置を得ることができる。この場合も、黄色蛍光体に加えて赤色蛍光体を混合することにより、より色温度の低い白色光源装置を得ることができ、また、黄色蛍光体の一部または全部を緑色蛍光体に置き換えることにより、演色性を改善することができる。赤色蛍光体および緑色蛍光体は、上記例示したものを用いることができる。
図１８に断面図を示す光源装置は、金属基板１００に青色ＬＥＤチップ１０を実装した後、青色ＬＥＤチップに蛍光体ドームを被せてなる、白色光源装置である。第１の実施形態と同様の部材については、同じ番号を付し、説明を省略する。蛍光体ドームは、蛍光体を透明樹脂に分散させた透光性組成物を、ドーム状に成形したものである。蛍光体ドームに混合する蛍光体は、上記の例で樹脂モールド中に分散させる蛍光体と同じである。
図１９に断面図を示す光源装置は、金属基板１００に青色ＬＥＤチップ１０を実装した後、枠体を支持体に用いて青色ＬＥＤチップ上に蛍光体シートを配置してなる、白色光源装置である。第１の実施形態と同様の部材については、同じ番号を付し、説明を省略する。蛍光体シートは、蛍光体を透明樹脂に分散させた透光性組成物を、シート状に成形したものである。蛍光体シートに混合する蛍光体は、上記の例で樹脂モールド中に分散させる蛍光体と同じである。
図１８及び図１９に示す白色光源装置では、蛍光体を、金属基板の光源搭載面及びＬＥＤチップから空間的に離れた位置に、空隙を挟んで配置しているので、空隙による断熱効果によって、ＬＥＤチップで発生する熱による蛍光体の温度上昇が抑制される。その結果、熱に起因する蛍光体の効率低下及び劣化が抑制される。更に、蛍光体含有層がドーム状に形成された図１８の例では、蛍光体含有層が平面シート状に形成された図１９の例に比べると、蛍光体が受ける励起光のエネルギー密度が低いので、蛍光体の波長変換ロスに起因する発熱が小さい。従って、ＬＥＤチップに数Ｗ以上の大電力を投入する場合に、特に好ましい態様であるといえる。
上記例示した白色光源装置に好ましく用いることができる蛍光体の具体例を以下に挙げる。
青色蛍光体としては、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕなどが挙げられる。
緑色蛍光体としては、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｅｕ付活βサイアロン、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ、Ｃａ３（ＳｃＭｇ）５Ｏ１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎなどが挙げられる。
黄色蛍光体としては、ＹＡＧ：Ｃｅ、ＴＡＧ：Ｃｅ、Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅなどの、Ｃｅで付活された蛍光体が挙げられる他、Ｅｕで付活したＳｉＡｌＯＮ型の酸窒化物蛍光体であるＣａx（Ｓｉ，Ａｌ）12（Ｏ，Ｎ）16：Ｅｕなども使用可能である。
赤色蛍光体としては、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２（Ｓｉ，Ａｌ）５Ｎ８：Ｅｕ、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ
（Ｎ，Ｏ）３ ：Ｅｕ、Ｅｕ付活αサイアロン、ＳｒＡｌＳｉ４Ｎ７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂ
ａ，Ｃａ）３ＳｉＯ５：Ｅｕ、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ、Ｋ２ＴｉＦ６：Ｍｎなどが挙げられる。
＜白色フィルム＞
以下では、上記の各実施形態に係る金属基板で用いられている白色フィルムに関し、その好適な実施形態を詳しく説明する。
上記の各実施形態に係る金属基板で用いられている、絶縁樹脂製の白色フィルムは、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂をベース樹脂とし、白色顔料を混合してなる樹脂組成物から構成される。白色フィルム上に配線パターンを形成する場合（白色フィルムを配線基板の絶縁板とする場合）、特に、その配線パターン上にワイヤボンディング用端子を形成する場合には、ワイヤボンディングが可能となる程度に白色フィルムが硬いことが必要である。この場合の、白色フィルムの好ましいベース樹脂として、熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂が例示される。また、熱可塑性樹脂としては、後述する高耐熱性の熱可塑性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂をベースとする白色フィルムを放熱金属板に積層する場合には、接着剤を使用することが好ましい。
白色フィルムを配線基板の絶縁板として使用せず、単に反射材として使用する場合には、そのベース樹脂としてシリコーン樹脂を用いることも可能である。このような場合、熱硬化性樹脂ベースの白色フィルムは、予めフィルム成形したものを放熱金属板に積層する代わりに、未硬化の白色樹脂組成物を放熱金属板の表面に塗布し、その塗布膜を加熱硬化させる方法によって形成することもできる。
配線基板の絶縁板としても機能する白色フィルムに好適な熱可塑性樹脂材料としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）が挙げられる。これらの中でも、耐熱性の理由から、特に、結晶融解ピーク温度が２６０℃以上の結晶性熱可塑性樹脂、ガラス転移温度が２６０℃以上の非晶性熱可塑性樹脂及び液晶転移温度が２６０℃以上の液晶ポリマーから選択される、いずれか１種以上を用いることが好ましい。さらには、結晶融解ピーク温度（Ｔｍ）が２６０℃以上の結晶性熱可塑性樹脂、及びガラス転移温度（Ｔｇ）が２６０℃以上の非晶性熱可塑性樹脂から選択される、いずれか１種以上を用いることが、より好ましい。結晶融解ピーク温度、ガラス転移温度または液晶転移温度が上記条件を充たす熱可塑性樹脂をベース樹脂に用いることによって、Ｐｂフリー半田リフロー工程でも殆ど変色することがない、耐熱性に優れた白色フィルムを得ることが可能である。特に、ＡｕＳｎペーストを用いたＬＥＤチップ実装工程を考慮した場合には、リフロー温度が３００℃以上にもなるため、結晶融解ピーク温度が３００℃以上の結晶性熱可塑性樹脂、ガラス転移温度が３００℃以上の非晶性熱可塑性樹脂及び液晶転移温度が３００℃以上の液晶ポリマーから選択されるいずれか１種以上を用いることが更に好ましい。結晶融解ピーク温度が２６０℃以上の結晶性熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：Ｔｇ＝１４５℃、Ｔｍ＝３３５℃）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ：Ｔｇ＝１６５℃、Ｔｍ＝３５５℃）等のポリアリールケトン（ＰＡｒ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：Ｔｇ＝１００℃、Ｔｍ＝２８０℃）等が好適に用いられる。ガラス転移温度が２６０℃以上の非晶性熱可塑性樹脂としては、ポリアミドイミド（ＰＡＩ：Ｔｇ＝２８０℃）や２６０℃以上の高Ｔｇを有するポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等が好適に用いられる。
上記例示した結晶性熱可塑性樹脂は単一で用いてもよく、あるいは、複数種を混合した混合樹脂組成物として用いてもよい。また、この結晶性熱可塑性樹脂は、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の非晶性熱可塑性樹脂を混合した混合樹脂組成物として用いてもよい。中でも、結晶融解ピーク温度が２６０℃以上である結晶性ポリアリールケトン樹脂（Ａ）８０〜２０重量％と、非晶性ポリエーテルイミド樹脂（Ｂ）２０〜８０重量％とからなる樹脂組成物をベース樹脂に用いた白色フィルムは、金属板及び金属箔との密着性、並びに、配線パターン保護層付き基板あるいは多層配線基板を製造する場合に必要な、フィルム同士の間の接着性に優れると同時に、Ｐｂフリー半田のリフロー工程でも殆ど変色しない、優れた耐熱性を有するものとなる。
上記結晶性ポリアリールケトン樹脂（Ａ）及び非晶性ポリエーテルイミド樹脂（Ｂ）からなる樹脂組成物は、耐熱性を高くするという観点から、ポリアリールケトン樹脂（Ａ）の含有率を、好ましくは２０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは４０重量％以上とする。一方で、ポリアリールケトン樹脂（Ａ）の含有率を高くし過ぎると、組成物の結晶性が高くなることによって、金属板及び金属箔との密着性、並びに、当該組成物からなる白色フィルムを用いて配線パターン保護層付き配線基板や多層配線基板を製造する場合に必要な、フィルム間の密着性が低下する傾向が生じる。従って、この樹脂組成物におけるポリアリールケトン樹脂（Ａ）の含有率は、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは７５重量％以下、さらに好ましくは、７０重量％以下である。
前記結晶性ポリアリールケトン系樹脂（Ａ）は、その構造単位に芳香族核結合、エーテル結合及びケトン結合を含む熱可塑性樹脂である。その具体例としては、ポリエーテルケトン（ガラス転移温度〔以下、「Ｔｇ」という〕：１５７℃、結晶融解ピーク温度〔以下、「Ｔｍ」という〕：３７３℃）、ポリエーテルエーテルケトン（Ｔｇ：１４３℃、Ｔｍ：３３４℃）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（Ｔｇ：１５３℃、Ｔｍ：３７０℃）等を挙げることができる。中でも好ましいのは、耐熱性の観点から、Ｔｍが２６０℃以上、特に３００℃〜３８０℃のものである。結晶性ポリアリールケトン系樹脂（Ａ）は、本発明の効果を阻害しない限り、ビフェニル構造、スルホニル基等又はその他の繰り返し単位を含むものであってもよい。
前記結晶性ポリアリールケトン系樹脂（Ａ）の中でも、特に好ましいのは、下記構造式（１）で表される繰り返し単位を有するポリエーテルエーテルケトンを主成分とするポリアリールケトン系樹脂である。ここで主成分とは、その含有量が５０重量％を超えることを意味する。市販されているポリエーテルエーテルケトンとしては、ＶＩＣＴＲＥＸ社製の商品名「ＰＥＥＫ１５１Ｇ」（Ｔｇ：１４３℃、Ｔｍ：３３４℃）、「ＰＥＥＫ３８１Ｇ」（Ｔｇ：１４３℃、Ｔｍ：３３４℃）、「ＰＥＥＫ４５０Ｇ」（Ｔｇ：１４３℃、Ｔｍ：３３４℃）等を挙げることができる。なお、ポリアリールケトン系樹脂（Ａ）に該当する２種類以上のポリアリールケトン系樹脂を組み合わせて用いることもできる。
Figure 2013038452
上記非晶性ポリエーテルイミド樹脂（Ｂ）の具体例としては、下記構造式（２）又は（３）で表される繰り返し単位を有する非晶性ポリエーテルイミド樹脂が挙げられる。
Figure 2013038452
Figure 2013038452
構造式（２）又は（３）で表される繰り返し単位を有する非晶性ポリエーテルイミド樹脂は、４，４’−［イソプロピリデンビス（ｐ−フェニレンオキシ）］ジフタル酸二無水物とｐ−フェニレンジアミン又はｍ−フェニレンジアミンとの重縮合物として、公知の方法により製造することができる。これらの非晶性ポリエーテルイミド樹脂の市販品としては、ゼネラルエレクトリック社製の商品名「Ｕｌｔｅｍ １０００」（Ｔｇ：２１６℃）、「Ｕｌｔｅｍ １０１０」（Ｔｇ：２１６℃）又は「Ｕｌｔｅｍ ＣＲＳ５００１」（Ｔｇ２２６℃）等が挙げられる。これらの中でも、前記構造式（２）で表される繰り返し単位を有する非晶性ポリエーテルイミド樹脂が特に好ましい。なお、ポリエーテルイミド樹脂（Ｂ）に該当する２種類以上のポリエーテルイミド樹脂を組み合わせて用いることもできる。
上記の好ましい熱可塑性樹脂材料は、無機充填材を混合した組成物として白色フィルムの形成に供される。無機充填材としては、例えば、タルク、マイカ、雲母、ガラスフレーク、窒化ホウ素（ＢＮ）、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、チタン酸塩（チタン酸カリウム等）、硫酸バリウム、アルミナ、カオリン、クレー、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、チタン酸鉛、酸化ジルコニウム、酸化アンチモン、酸化マグネシウム等が挙げられる。これらは１種類を単独で混合してもよく、２種類以上を組み合わせて混合してもよい。これらの無機充填材は、分散性を向上させるために、表面をシランカップリング剤で処理することが望ましい。
金属基板の主用途が照明用の白色光源装置であることを考慮すると、白色フィルムは、上記無機充填材の混合により、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍにおける平均反射率を７０％以上とすることが好ましい。更に、白色光源装置の励起用光源として、青色ＬＥＤチップが一般的であることを考慮すると、白色フィルムは、青色ＬＥＤチップの発光波長に対応した４７０ｎｍ付近の反射率が高いことが好ましい。具体的には、４７０ｎｍにおける反射率が７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましい。
熱可塑性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物は、例えば、Ｔダイを用いる押出キャスト法やカレンダー法等でフィルム状に成形することができる。Ｔダイを用いる押出キャスト法での成形温度は、組成物の流動特性や成膜性などによって適宜調整されるが、概ね融点以上、４３０℃以下である。また、結晶性樹脂を使用する場合の、耐熱性を付与するための結晶化処理方法としては、押出キャスト時に結晶化させる方法（キャスト結晶化法）や製膜ライン内で熱処理ロールや熱風炉などを用いて結晶化させる方法（インライン結晶化法）、製膜ライン外で熱風炉や熱プレス等により結晶化させる方法（アウトライン結晶化法）などが挙げられる。
Ｔダイを用いる押出キャスト法で成形される場合など、白色フィルムがＭＤ（フィルムの流れ方向）及びＴＤ（流れ方向と直交する方向）を有する場合には、そのＭＤとＴＤの線膨張係数の平均値が３５×１０−６／℃以下であることが好ましい。線膨張係数をこのような範囲内とすることで、寸法安定性に優れるものとなる。線膨張係数が３５×１０−６／℃を超えると、配線パターン用の金属箔を積層した場合にカールを生じやすい。好ましい線膨張係数の範囲は、使用する金属箔の種類や、表面に形成する配線パターンなどによって異なるが、概ね１０×１０−６〜３０×１０−６／℃程度である。また、ＭＤ、ＴＤの線膨張係数差は２０×１０−６／℃以下であることが好ましく、１５×１０−６／℃以下であることがより好ましくは、さらには１０×１０−６／℃以下であることが最も好ましい。このように異方性を小さくすることによって、線膨張係数が大きい方向にカールを生じるという問題が軽減される。
上記の、結晶融解ピーク温度が２６０℃以上である結晶性ポリアリールケトン樹脂（Ａ）を８０〜２０重量％含有し、残部が非晶性ポリエーテルイミド樹脂（Ｂ）からなる樹脂組成物を、ベース樹脂に用いて、波長４００〜８００ｎｍにおける平均反射率が７０％以上、かつ、ＭＤとＴＤの線膨張係数の平均値が３５×１０−６／℃以下である白色フィルムを得るには、樹脂組成物１００重量部に対して、平均粒径１５μｍ以下、かつ平均アスペクト比（平均粒径／平均厚み）３０以上の充填材１と、樹脂との屈折率差の大きい充填材２（概ね充填材２の屈折率が１．６以上）とを少なくとも含有する無機充填材を、２５重量部〜１００重量部混合すればよい。無機充填材が２５重量部より少ないと、反射率と線膨張係数のバランスを取ることが困難になり、１００重量部を超えると、無機充填材の分散性不良や、白色フィルムの成形時に破断するといった成形性上の問題が生じる。このように、無機充填材として、上記で特定された物性値を有する充填材１及び充填材２を含有させることによって、良好な反射率を有すると同時に、線膨張係数に異方性のない寸法安定性に優れた白色フィルムを得ることができる。
上記平均粒径１５μｍ以下、かつ平均アスペクト比（平均粒径／平均厚み）３０以上の充填材１としては、例えば、合成マイカ、天然マイカ（マスコバイト、フロゴパイト、セリサイト、スゾライト等）、焼成された天然又は合成のマイカ、ベーマイト、タルク、イライト、カオリナイト、モンモリロナイト、バーミキュライト、スメクタイト、及び板状アルミナ等の無機鱗片状（板状）充填材や、鱗片状チタン酸塩を挙げることができる。これらの充填材を用いることによって、白色フィルムのＭＤとＴＤの線膨張係数差を小さく抑えることができる。また、光反射性を考慮した場合には、鱗片状チタン酸塩が、屈折率が高いため好ましい。なお、前記充填材は単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
アスペクト比の高い鱗片状充填材を用いることにより、白色フィルムへの透湿（吸湿）を抑えることができるので、ベース樹脂の高熱環境下での酸化劣化が防止され、ひいては、反射率の低下も抑えられる。また、白色フィルムの剛性が向上するという効果も得られるので、白色フィルムを薄く形成したい場合（例えば、図１６に示す金属基板７００における白色フィルム７２０）には好都合である。なお、アスペクト比の高い鱗片状充填材の使用により得られるこれらの効果は、ベース樹脂が上記特定の熱可塑性樹脂組成物である場合に限定されるものではなく、他の熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂をベース樹脂に用いた白色フィルムにおいても奏されるものである。
上記充填材１の含有量は、樹脂組成物１００重量部に対し、１０重量部以上であることが好ましく、２０重量部以上であることがより好ましく、さらには３０重量部以上であることが最も好ましい。
上記充填材２は、樹脂との屈折率差が大きい無機充填材である。すなわち、無機充填材として屈折率が大きいものである。具体的には、屈折率が１．６以上である炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化チタン、チタン酸塩等を用いることが好ましく、特に酸化チタンを用いることが好ましい。
酸化チタンは、他の無機充填材に比べて、顕著に屈折率が高く（概ね２．５０以上）、ベース樹脂との屈折率差を大きくすることができるため、他の充填材を使用した場合よりも、少ない配合量で優れた反射性を得ることができる。また、膜厚を小さくしても、高い反射性を有する白色フィルムを得ることができる。
酸化チタンは、アナターゼ型やルチル型のような結晶型のものが好ましく、その中でもルチル型の酸化チタンが、ベース樹脂との屈折率差が大きくなることから好ましい。また、酸化チタンの製造方法には塩素法と硫酸法とがあるが、白色度の点からは、塩素法で製造された酸化チタンが好ましい。酸化チタンは、表面が不活性無機酸化物で被覆処理されることにより、光触媒活性が抑制されたものを用いることが好ましい。不活性無機酸化物としては、シリカ、アルミナおよびジルコニアが挙げられる。このような不活性無機酸化物で処理された酸化チタンを用いれば、フィルム成形時におけるベース樹脂の分子量低下や黄変を抑制できる。
また、酸化チタンは、分散性を高めるために、その表面がシランカップリング剤で処理されたものを用いることが好ましい。酸化チタンの粒径は、０．１μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは０．２μｍ以上である。また１．０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５μｍ以下である。
酸化チタンの含有量は、上記の結晶性ポリアリールケトン樹脂（Ａ）と非晶性ポリエーテルイミド樹脂（Ｂ）とからなるベース樹脂１００重量部に対し、１５重量部以上であることが好ましく、２０重量部以上であることがより好ましく、さらには２５重量部以上であることが最も好ましい。
白色フィルムを構成する樹脂組成物には、その性質を損なわない程度に、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、核剤、着色剤、滑剤、難燃剤等、各種の目的を有する添加剤を適宜配合しても良い。また樹脂組成物の調製方法に特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。熱可塑性樹脂組成物の例では、各種添加剤を適当なベース樹脂に高濃度（代表的な含有量としては１０重量％〜６０重量％）に混合したマスターバッチを作製しておき、これを使用するベース樹脂に濃度を調整して混合する方法が、添加剤の分散性や作業性の点から好ましい。
白色フィルムは、２００℃で４時間熱処理した後の波長４７０ｎｍにおける反射率の低下率が１０％以下であることが好ましく、とりわけ、２６０℃で５分間熱処理した後の波長４７０ｎｍにおける反射率の低下率が１０％以下であることが好ましい。その理由は、本発明に係る金属基板を用いた光源装置の製造工程には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の封止剤の熱硬化工程（１００〜２００℃、数時間）、半田付け工程（Ｐｂフリー半田リフロー、ピーク温度２６０℃、数分間）などが含まれる可能性が高いからである。上記の加熱試験条件下（２００℃、４時間後、２６０℃、５分間後）での波長４７０ｎｍにおける反射率の低下率が１０％以下であれば、これらの工程に起因する白色フィルムの反射率の低下と、それによる光源装置の効率低下を抑制することが可能である。また、光源装置の使用時の、ＬＥＤチップからの発熱に起因する白色フィルムの反射率低下と、それに基づく効率低下を抑制することが可能となる。上記の加熱試験条件下での、波長４７０ｎｍにおける反射率の低下率は、より好ましくは５％以下であり、さらに好ましくは３％以下であり、特に好ましくは２％以下である。
上記の、結晶融解ピーク温度が２６０℃以上である結晶性ポリアリールケトン樹脂（Ａ）を８０〜２０重量％含有し、残部が非晶性ポリエーテルイミド樹脂（Ｂ）からなる樹脂組成物をベース樹脂とし、これに上記説明した好ましい充填材を好適量配合してなる樹脂組成物を用いることによって、上記の加熱試験条件下における反射率の低下率が上記好ましい範囲に含まれる白色フィルムを得ることが可能となる。
白色フィルムを絶縁板とする配線基板を形成する場合の配線パターンの材料には、例えば銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル、錫等からなる、厚さ５μｍ〜７０μｍ程度の金属箔を用いることができる。白色フィルムに金属箔を積層する方法については、接着層を介することのない熱融着法が好ましく、限定されるものではないが、熱プレス法、熱ラミネートロール法、押出した樹脂にキャストロールで金属箔を積層する押出ラミネート法、またはこれらを組み合わせた方法が好ましく例示される。
前記第２および第３の実施形態のように、白色フィルム上に形成される配線パターンは、保護層で覆うことが望ましい。この保護層は、絶縁板に用いる白色フィルムと同一の樹脂組成物から作製することができる。また、酸化チタン等の白色顔料を含有する熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等）組成物を用いて保護層を形成してもよい。この組成物に混合する好ましい白色顔料として、前述の、平均粒径１５μｍ以下、かつ平均アスペクト比（平均粒径／平均厚み）３０以上の充填材１が挙げられる。
前述の、結晶融解ピーク温度が２６０℃以上である結晶性ポリアリールケトン樹脂（Ａ）を８０〜２０重量％含有し、残部が非晶性ポリエーテルイミド樹脂（Ｂ）からなる樹脂組成物をベース樹脂とする白色樹脂組成物で、絶縁板となる白色フィルムと、保護層となる白色フィルムとを形成すると、絶縁板と保護層が強固に密着した好ましい配線基板を得ることができる。
以下に記す実施例１および比較例１において、種々の測定値は次のようにして求めた。［結晶融解ピーク温度（Ｔｍ）］
示差走査熱量計「ＤＳＣ−７」（パーキンエルマー製）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準じて、試料１０ｍｇを加熱速度１０℃／分で昇温したときのサーモグラフから求めた。
［平均反射率］
分光光度計（「Ｕ−４０００」、株式会社日立製作所製）に積分球を取りつけ、アルミナ白板の反射率が１００％としたときの反射率を、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍにわたって、０．５ｎｍ間隔で測定した。得られた測定値の平均値を計算し、この値を平均反射率とした。
［加熱処理後の反射率］
成形したままの白色フィルムを２６０℃のピーク温度で３０分間真空プレス器にて熱処理（結晶化処理）した後に、熱風循環式オーブンに、２００℃で４時間、２６０℃で５分間加熱処理し、加熱処理後の反射率を上記の方法と同様に測定して、４７０ｎｍにおける反射率を読みとった。
［線膨張係数測定］
セイコーインスツルメンツ（株）製の熱応力歪み測定装置ＴＭＡ／ＳＳ６１００を用いて、短冊状の試験片（長さ１０ｍｍ）を引張荷重０．１ｇで固定し、３０℃から５℃／分の割合で３００℃まで昇温させ、ＭＤ（α１（ＭＤ））とＴＤ（α１（ＴＤ））の熱膨張量の降温時の３０℃〜１４０℃の温度依存性を求めた。
［平均粒径］
（株）島津製作所製の型式「ＳＳ−１００」の粉体比表面測定器（透過法）を用い、断面積２ｃｍ２、高さ１ｃｍの試料筒に試料３ｇを充填して、５００ｍｍ水柱で２０ｃｃの空気透過時間を計測し、これより酸化チタンの平均粒径を算出した。
（実施例１）
ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ４５０Ｇ、Ｔｍ＝３３５℃）４０重量％と、非晶性ポリエーテルイミド樹脂（Ｕｌｔｅｍ ＵＦ５０１１Ｓ）６０重量％とからなる樹脂混合物１００重量部に対して、塩素法で製造された酸化チタン（平均粒径０．２３μｍ、アルミナ処理、シランカップリング剤処理）を３０重量部、平均粒径５μｍ、平均アスペクト比５０の合成マイカを２１重量部混合して得られた熱可塑性樹脂組成物を溶融混練し、Ｔダイを備えた押出機を用いて設定温度３８０℃で押し出し、厚さ５０μｍの白色フィルムを作製した。また、同様の樹脂組成物をＴダイを備えた押出機を用いて設定温度３８０℃で押し出すと同時に、片側から銅箔（厚さ３５μｍ）をラミネーションし、樹脂厚さ５０μｍ、銅箔厚さ３５μｍの片面銅箔フィルムを作製した。その後、片面銅箔フィルムをエッチングして配線パターンを形成するとともに、ビク型を用いて貫通孔を形成した。また、白色フィルムにもビク型を用いて貫通孔を形成した。また、別途、１ｍｍ厚のＡｌ板（５０５２Ｐ）に、予め亜鉛置換処理をした後、Ｎｉメッキを施した放熱金属板を準備した。
上記の白色フィルム（保護層）、片面銅箔フィルム、および放熱金属板を、２６０℃、５ＭＰａ、３０分間のプレス条件で、真空プレス機にて一括積層させた。その後、配線パターン部及び配線基板の貫通孔の部分に露出した放熱金属板の表面に、Ｎｉメッキ処理、Ａｕメッキ処理を順次行って、金属基板を作製した。さらに、ＡｕＳｎペーストを用いて、３００℃リフロー条件で金属拡散接合を行うことにより、前記Ａｕメッキ処理で形成されたＡｕ層の表面にＬＥＤチップを固定して、光源装置を作製した。なお、作製した白色フィルムの平均反射率（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）は８０％であり、加熱処理前の４７０ｎｍにおける反射率は７７％であり、加熱処理後（２００℃で４時間、２６０℃で５分間）の反射率はそれぞれ７６％であった。また線膨張係数は、ＭＤが２５ｐｐｍ／℃、ＴＤが３５ｐｐｍ／℃、ＭＤとＴＤの平均は３０ｐｐｍ／℃であった。
（比較例１）
実施例１と同様に厚さ５０μｍの白色フィルムと、樹脂厚さ５０μｍで銅箔厚さ３５μｍの片面銅箔フィルムとを作製した。その後、片面銅箔フィルムをエッチングし、配線パターンを形成した。なお、片面銅箔フィルムに貫通孔は形成しなかった。この白色フィルム（保護層）、片面銅箔フィルム、およびＡｌ板を２６０℃、５ＭＰａ、３０分間のプレス条件で、真空プレス機にて一括積層させた。その後、配線パターン部にＮｉメッキ処理、Ａｕメッキ処理を順次行って絶縁アルミ基板を作製した。さらに、ＬＥＤチップを搭載したセラミックパッケージを、半田ペーストを用いて絶縁層上の配線パターン部上に搭載して、光源装置を作製した。
これらの光源装置を３０分間通電させて、ＬＥＤチップの表面温度を測定したところ、実施例１の光源装置では１１９℃であったのに対し、比較例１の光源装置では１５２℃であった。
（実施例２）
片側の全面にＮｉメッキ層が形成された、縦横が２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さが１ｍｍのＡｌ板（放熱金属板）の、該Ｎｉメッキ層上の一部に、更に、Ｎｉメッキ処理とＡｕメッキ処理を順次行うことにより形成された光源搭載面を備えた金属基板を準備した。光源搭載面はＡｕメッキ層の表面である。この金属基板は、更に、放熱金属板のＮｉメッキ層部分に接合された配線基板を有しており、その配線基板の配線パターン部分は実施例１で用いた白色フィルムで保護されている。この金属基板の光源搭載面上、４ｍｍ×４ｍｍの領域（面積１６ｍｍ２）内に、４個のＬＥＤチップ（ＣＲＥＥ社製 ＸＢ４０５）を、ＡｕＳｎ半田を用いて接合した。リフロー条件は３００℃、２０秒間とした。接合後、４個のＬＥＤチップが並列に接続されるよう、ボンディングワイヤを用いてＬＥＤチップを配線基板に接続した。
白色発光特性の評価では、別途作製した蛍光体ドームを、４個のＬＥＤチップを一括して覆うように光源搭載面に被せることにより、白色光源装置を構成した。この蛍光体ドームは、青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、緑色蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ）ＳｉＯ４：Ｅｕ、および赤色蛍光体Ｃａ１−ｘＡｌ１−ｘＳｉ１＋ｘＮ３−ｘＯｘ：Ｅｕをシリコーン樹脂に分散させた蛍光体ペーストを、半球状の空洞ガラスの表面に塗布し、硬化させることにより作製した。蛍光体ペーストに混合する各蛍光体の量は、波長４０３ｎｍのＬＥＤチップを励起光源に用いて蛍光体ペーストの硬化物を発光させたとき、色温度約６０００Ｋの白色光が発生するように調整した（青色蛍光体、緑色蛍光体、及び赤色蛍光体の重量比は約１６：１：２）。
蛍光体ドームを用いて構成した前記白色光源装置に通電したところ、色温度約６０００Ｋの白色光が放射されることが確認された。
（比較例２）
ＡｇメッキされたＡｌＮセラミック基板上に、Ａｇメッキが施された高さ約１ｍｍ、８ｍｍφのリフレクターが固定されたＳＭＤ型パッケージに、実施例１で用いたものと同じ４個のＬＥＤチップを実装し、並列に接続した。ＬＥＤチップのセラミック基板上への接合は、ＡｕＳｎ半田を用いて実施例１と同じリフロー条件にて行った。
こうして得たＳＭＤ型パッケージを、縦横が２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さが１ｍｍのＡｌ板を含む絶縁アルミ基板上に、ハンダペーストを用いて固定した。この絶縁アルミ基板は、該Ａｌ板の片側全面に形成された０．１ｍｍ厚の絶縁層と、その絶縁層の表面に形成された配線パターンを有しており、更に、配線パターン部分は白色レジストで保護されている。
白色発光特性の評価では、実施例２で用いたものと同じ蛍光体ドームを、前述のＳＭＤ型パッケージのリフレクター上部に被せることにより、白色光源装置を構成した。
以下に、実施例２の光源装置と比較例２の光源装置の特性評価結果を記す。
評価にあたっては、アルミニウム製のヒートシンク（温度制御なし）に対し、シリコーンシートを介して、実施例または比較例の光源装置が有するＡｌ板の下面を密着させたうえで、光源装置に搭載されたＬＥＤチップを直流で定電流駆動した。環境温度は室温、通電時間は１０秒間とした。
図２０及び表１に、蛍光体ドームを被せない状態での、全放射束の測定結果を示す。光源装置への投入電力３．５Ｗ程度までにおいては差が小さいが、投入電力１１Ｗでは、実施例２の光源装置の全放射束は１５００ｍＷ以上を示し、比較例２の光源装置のそれを約４０％上回っていた。また、ＬＥＤチップの総面積で規格化した全放射束（ｍＷ／ｍｍ2）を図２１及び表２に示す。この場合、ＬＥＤチップの総面積は、０．９（ｍｍ）×０．９（ｍｍ）×４（チップ）で、３．２４ｍｍ2である。
Figure 2013038452
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図２２及び表３に、蛍光体ドームを被せない状態での、光源装置の効率を、全投入電力に対する全放射束の割合で表したものを示す。また、図２３及び表４に、これをＬＥＤチップの総面積で規格化したものを示す。投入電力が１Ｗから１１Ｗのときのいずれにおいても、実施例２の光源装置の効率が比較例２を上回っており、特に投入電力１０Ｗ以上のとき、両者の差はより顕著であった。
Figure 2013038452
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図２４及び表５に、蛍光体ドームを被せない状態での、光源装置の発光ピーク波長の、投入電力に対する変化の様子を示す。比較例２の光源装置では投入電力を１Ｗから３．５Ｗ、さらに、３．５Ｗから１１Ｗに増加させたとき、発光ピーク波長のレッドシフトが明確に観察されたが、実施例２の光源装置では観察されなかった。投入電力の増加とともに生じるＬＥＤ素子の発光波長のレッドシフトは、一般に、温度上昇による活性層のバンドギャップシュリンクに起因するといわれている。従って、比較例２の光源装置で観測された大きなレッドシフトは、投入電力の増加に伴うＬＥＤ素子の温度上昇が大きいことを示唆している。
Figure 2013038452
図２５に、蛍光体ドームを被せない状態での、投入電力１１ＷのときのＬＥＤチップの表面温度の計測結果を示す。実施例２の光源装置の場合は８８℃であり、比較例２の光源装置の場合は１３５℃であり、両者の間には約５０℃の温度差が観測された。注目すべきことに、実施例２の光源装置では、１１Ｗという大電力を投入したにもかかわらず、ＬＥＤチップの表面温度が１００℃を下回っていた。
図２６及び表６に、蛍光体ドームを用いて白色光源装置を構成したときの、全光束の測定結果を示す。投入電力１Ｗ、３．５Ｗ、１１Ｗのいずれの場合も、実施例２の白色光源装置の全光束が比較例２のそれを上回っており、特に、投入電力１１Ｗのときには前者が後者を約５０％上回っていた。また、図２７及び表７には、この結果を、ＬＥＤチップの総面積で規格化して示した。実施例２の白色光源装置では、投入電力１１Ｗのとき、ＬＥＤチップの総面積で規格した全光束が４０Ｌｍ／ｍｍ２を上回っていた。
Figure 2013038452
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図２８及び表８に、蛍光体ドームを用いて白色光源装置を構成したときの発光効率を、投入電力に対する全光束の比率（Ｌｍ／Ｗ）で表したものを示す。投入電力１Ｗ、３．５Ｗ、１１Ｗのいずれの場合も、実施例２の白色光源装置の効率が比較例２のそれを上回っており、特に、投入電力１１Ｗのときには前者が後者を約５０％上回っていた。また、図２９及び表９には、この結果を、ＬＥＤチップの総面積で規格化して示した。実施例２の白色光源装置では、投入電力１１Ｗのとき、ＬＥＤチップの総面積で規格化した発光効率が４．０Ｌｍ／Ｗ／ｍｍ2を上回っていた。
Figure 2013038452
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図３０及び表１０に、蛍光体ドームを用いて構成した白色光源装置を、投入電力１１Ｗで連続駆動したときの、全光束の経時変化の測定結果を示す。通電開始から３時間経過後まで、実施例２の白色光源装置の全光束が比較例２のそれを上回っていた。また、図３１及び表１１には、この結果を、ＬＥＤチップの総面積で規格化して示した。実施例２の白色光源装置では、通電開始から３時間経過後においても、ＬＥＤチップの総面積で規格化した全光束が４０Ｌｍ／ｍｍ２を上回っていた。
Figure 2013038452
Figure 2013038452
図３２及び表１２に、蛍光体ドームを用いて構成した白色光源装置を、投入電力１１Ｗで連続駆動したときの、蛍光体ドーム表面温度の経時変化を示す。通電開始から３時間経過後まで、実施例２の白色光源装置の蛍光体ドーム表面温度が比較例２のそれより低く保たれており、特に、前者は通電開始から３０分経過した後は、約５０℃で一定に維持されていた。このことは、金属基板に結合させるヒートシンクを、より放熱能力の高いものに交換した場合には、蛍光体ドーム表面温度を更に低下させられることを示唆している。蛍光体ドームの温度上昇が抑えられれば、蛍光体ドームを形成する部材（蛍光体、透明樹脂など）に対する耐熱性の要求を下げることができるほか、蛍光体の波長変換効率の低下も防止できる。
Figure 2013038452
図３３及び表１３に、光源装置を、投入電力１１Ｗで連続駆動したときの、基板表面温度の経時変化を示す。ここで、基板表面温度とは、実施例２の光源装置では、金属基板の光源搭載面（ＬＥＤチップが接合されたＡｕ層の表面）の温度のことであり、一方、比較例２の光源装置では、絶縁Ａｌ基板の、ＳＭＤ型パッケージが接合された配線パターン部分の表面温度のことである。通電開始から３時間経過後まで、実施例２の白色光源装置の基板表面温度が比較例２のそれより低く保たれており、特に、前者は通電開始から１５分経過した後は、約４５℃で一定に維持されていた。このような低温であれば、放熱用のアルミ板の熱劣化は完全に防止される。
Figure 2013038452
図３４に、蛍光体ドームを用いて白色光源装置を構成したときの演色性評価結果を示す。比較例２の白色光源装置では、投入電力を３．５Ｗから１１Ｗに増加させたとき、平均演色評価数Ｒａに変化が生じたが、実施例２の白色光源装置では演色性の変化は観察されなかった。このことは、実施例２の白色光源装置において、投入電力の増加に伴うＬＥＤチップの発光特性の変化が極めて小さいことを示唆している。
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００・・・金属基板
１１１、２１１、４１１、５１１、６１１、７１１・・・Ａｌ板
３１１・・・Ｃｕ板
１１２、２１２、４１２、５１２、６１２、７１２・・・Ｎｉ層
１１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３・・・Ｎｉ層
１１４、２１４、３１４、４１４、５１４、６１４、７１４・・・Ａｕ層
１２０、２２１、２２２、３２１、３２２、４２０、５２０、６２０、７２０・・・白色フィルム
１２０ａ、２２１ａ、２２２ａ、３２１ａ、３２２ａ、４２０ａ・・・貫通孔
１３１、２３１、３３１、４３１、５３１、６３１、７３１・・・Ｃｕ箔
１３２、２３２、３３２、４３２、５３２、６３２、７３２・・・Ｎｉ層
１３３、２３３、３３３、４３３、５３３、６３３、７３３・・・Ａｕ層
１０、１１・・・ＬＥＤチップ
２０、２１、２２・・・ボンディングワイヤ
３０・・・サブマウント
３１・・・セラミック板
３２、３３・・・メタライズ層

Claims (18)

  1. 光源となる半導体チップを搭載するための光源搭載面を有する金属基板であって、
    Ａｕ以外の金属からなる放熱金属板と、該放熱金属板上の一部に積層された絶縁樹脂製の白色フィルムと、該放熱金属板上の他の一部に積層された光源搭載面形成層と、を有し、
    前記光源搭載面形成層は前記放熱金属板と直接接する金属層であり、
    前記光源搭載面は前記光源搭載面形成層の最表層をなすＡｕ層の表面であり、
    前記白色フィルムの波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における平均反射率が７０％以上である
    ことを特徴とする金属基板。
  2. 光源となる半導体チップを搭載するための光源搭載面を有する金属基板であって、
    Ａｕ以外の金属からなる放熱金属板と、該放熱金属板上の一部に積層された絶縁樹脂製の白色フィルムと、該放熱金属板上の他の一部に積層された光源搭載面形成層と、を有し、
    前記光源搭載面形成層は前記放熱金属板と直接接する金属層であり、
    前記光源搭載面は前記光源搭載面形成層の最表層をなすＡｕ層の表面であり、
    前記白色フィルムの２６０℃で５分間熱処理した後の波長４７０ｎｍにおける反射率の低下率が１０％以下である
    ことを特徴とする金属基板。
  3. 光源となる半導体チップを搭載するための光源搭載面を有する金属基板であって、
    Ａｕ以外の金属からなる放熱金属板と、該放熱金属板上の一部に積層された絶縁樹脂製の白色フィルムと、該放熱金属板上の他の一部に積層された光源搭載面形成層と、を有し、
    前記光源搭載面形成層は前記放熱金属板と直接接する金属層であり、
    前記光源搭載面は前記光源搭載面形成層の最表層をなすＡｕ層の表面であり、
    前記白色フィルムがＭＤ（フィルムの流れ方向）およびＴＤ（流れ方向と直交する方向）を有しており、ＭＤの線膨張係数およびＴＤの線膨張係数の平均値が３５×１０−６／℃以下である
    ことを特徴とする金属基板。
  4. 前記白色フィルムの波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における平均反射率が７０％以上である
    ことを特徴とする、請求項２または３記載の金属基板。
  5. 前記白色フィルムの２６０℃で５分間熱処理した後の波長４７０ｎｍにおける反射率の低下率が１０％以下である
    ことを特徴とする、請求項１または３記載の金属基板。
  6. 前記白色フィルムがＭＤ（フィルムの流れ方向）およびＴＤ（流れ方向と直交する方向）を有しており、ＭＤの線膨張係数およびＴＤの線膨張係数の平均値が３５×１０−６／℃以下である
    ことを特徴とする、請求項１、２または５に記載の金属基板。
  7. 前記白色フィルムが貫通孔を有しており、前記光源搭載面形成層が該貫通孔の位置に形成されている
    ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の金属基板。
  8. 前記白色フィルムが複数の貫通孔を有しており、前記光源搭載面形成層が該複数の貫通孔のそれぞれの位置に形成されている
    ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の金属基板。
  9. 前記光源搭載面形成層が前記最表層をなすＡｕ層の直下にＮｉ層を含む
    ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の金属基板。
  10. 光源となる半導体チップと、該半導体チップを搭載するための光源搭載面を有する金属基板とを備え、該半導体チップが該光源搭載面上に搭載された光源装置であって、
    該金属基板が、Ａｕ以外の金属からなる放熱金属板と、該放熱金属板上の一部に積層された絶縁樹脂製の白色フィルムと、該放熱金属板上の他の一部に積層された光源搭載面形成層と、を有し、
    前記光源搭載面形成層は前記放熱金属板と直接接する金属層であり、
    前記光源搭載面は前記光源搭載面形成層の最表層をなすＡｕ層の表面であり、
    前記白色フィルムの波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における平均反射率が７０％以上である
    ことを特徴とする、光源装置。
  11. 光源となる半導体チップと、該半導体チップを搭載するための光源搭載面を有する金属基板とを備え、該半導体チップが該光源搭載面上に搭載された光源装置であって、
    該金属基板が、Ａｕ以外の金属からなる放熱金属板と、該放熱金属板上の一部に積層された絶縁樹脂製の白色フィルムと、該放熱金属板上の他の一部に積層された光源搭載面形成層と、を有し、
    前記光源搭載面形成層は前記放熱金属板と直接接する金属層であり、
    前記光源搭載面は前記光源搭載面形成層の最表層をなすＡｕ層の表面であり、
    前記白色フィルムの２６０℃で５分間熱処理した後の波長４７０ｎｍにおける反射率の低下率が１０％以下である
    ことを特徴とする、光源装置。
  12. 光源となる半導体チップと、該半導体チップを搭載するための光源搭載面を有する金属基板とを備え、該半導体チップが該光源搭載面上に搭載された光源装置であって、
    該金属基板が、Ａｕ以外の金属からなる放熱金属板と、該放熱金属板上の一部に積層された絶縁樹脂製の白色フィルムと、該放熱金属板上の他の一部に積層された光源搭載面形成層と、を有し、
    前記光源搭載面形成層は前記放熱金属板と直接接する金属層であり、
    前記光源搭載面は前記光源搭載面形成層の最表層をなすＡｕ層の表面であり、
    前記白色フィルムがＭＤ（フィルムの流れ方向）およびＴＤ（流れ方向と直交する方向）を有しており、ＭＤの線膨張係数およびＴＤの線膨張係数の平均値が３５×１０−６／℃以下である
    ことを特徴とする、光源装置。
  13. 前記白色フィルムの波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における平均反射率が７０％以上である
    ことを特徴とする、請求項１１または１２記載の光源装置。
  14. 前記白色フィルムの２６０℃で５分間熱処理した後の波長４７０ｎｍにおける反射率の低下率が１０％以下である
    ことを特徴とする、請求項１０または１２記載の光源装置。
  15. 前記白色フィルムがＭＤ（フィルムの流れ方向）およびＴＤ（流れ方向と直交する方向）を有しており、ＭＤの線膨張係数およびＴＤの線膨張係数の平均値が３５×１０−６／℃以下である
    ことを特徴とする、請求項１０、１１または１４記載の光源装置。
  16. 前記半導体チップが垂直電極型のＬＥＤチップ、又は、導電性基板を有する水平電極型のＬＥＤチップであり、該ＬＥＤチップが前記光源搭載面上に固定されたサブマウント上に固定されている、
    ことを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の光源装置。
  17. 前記サブマウントが、セラミック板と、その各主面にそれぞれ形成されたメタライズ層とを備えることを特徴とする、請求項１６に記載の光源装置。
  18. 前記半導体チップが放出する１次光を吸収して、該１次光の波長と異なる波長を有する２次光を放出する蛍光体を備え、該蛍光体が、前記半導体チップ及び前記光源搭載面から離れた位置に、空隙を挟んで配置されている
    ことを特徴とする、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の光源装置。
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