JP2013153067A - 配線基板、発光装置及び配線基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】配線基板1は、放熱板10と、放熱板10上に形成された絶縁層20と、その絶縁層20の第1主面20A上に形成された複数の配線パターン30と、絶縁層20の第1主面20A上に形成され、配線パターン30の側面の少なくとも一部を被覆するように形成された絶縁層50とを有する。
【選択図】図1
Description
以下、第1実施形態を図1〜図9に従って説明する。
(配線基板の構造)
図1(b)に示すように、配線基板1は、放熱板10と、放熱板10の上面を覆う絶縁層20と、絶縁層20上に形成された配線パターン30と、配線パターン30上の一部に形成された金属層40,41と、配線パターン30又は金属層40の側面の一部を覆う絶縁層50と、配線パターン30等を覆う絶縁層60とを有している。この配線基板1は、例えば発光装置に適用される配線基板である。
次に、発光装置2の構造について説明する。
図3(b)に示すように、発光装置2は、上記配線基板1と、その配線基板1に実装された複数(図3(a)では16個)の発光素子70と、発光素子70等を封止する封止樹脂75とを有している。
配線パターン30及び金属層40の側面の一部と接触するように絶縁層50を形成するようにした。このため、絶縁層50が形成されない場合と比べて、つまり配線パターン30の下面のみが絶縁層20に接触される場合と比べて、配線パターン30及び金属層40の側面が絶縁層50に接触された分だけ、配線パターン30及び金属層40と絶縁層20,50との接触面積が広くなる。これにより、配線パターン30及び金属層40から絶縁層20,50への熱伝導量が多くなる。したがって、発光素子70で生じた熱が放熱板10に効率良く伝導される。
次に、上記配線基板1の製造方法について図4〜図8に従って説明する。
まず、配線基板1を製造するためには、図4に示すように、多数個取り基板(以下、単に「基板」ともいう。)10Aを用意する。基板10Aは、配線基板1が形成される領域である配線基板形成領域C1がマトリクス状(図4では、3×3)に形成された区画を複数(図4では、3つ)有している。この基板10Aは、配線基板形成領域C1に配線基板1に対応する構造体が形成された後、切断線D1に沿ってダイシングブレード等によって切断される。これにより、配線基板1に対応する構造体が個片化され、複数の配線基板1が製造されることになる。このとき、各配線基板1において、基板10Aは図1に示した放熱板10となる。このため、基板10Aの材料としては、放熱板10と同様に、例えば銅、アルミニウムや鉄などの熱伝導性に優れた金属又はこれらの金属を少なくとも一種以上含む合金を用いることができる。なお、以下に示す図5〜図8においては、説明の便宜上、一つの配線基板形成領域C1の構造を示している。
次に、発光装置2の製造方法を図9に従って説明する。
図9(a)に示す工程では、上記配線基板1の各実装領域CA内に形成されたパッド40P上に発光素子70を実装する。具体的には、隣り合うパッド40Pの各々の上面に、発光素子70のバンプ71をフリップチップ接合する。例えばバンプ71が金バンプである場合には、そのバンプ71をパッド40P上に超音波接合することにより固定する。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)配線パターン30及び金属層40の側面の一部と接触するように絶縁層50を形成するようにした。このため、絶縁層50が形成されない場合と比べて、つまり配線パターン30の下面のみが絶縁層20に接触される場合と比べて、配線パターン30及び金属層40の側面が絶縁層50に接触された分だけ、配線パターン30及び金属層40と絶縁層20,50との接触面積が広くなる。これにより、配線パターン30及び金属層40から絶縁層20,50への熱伝導量が多くなるため、発光素子70で生じた熱を放熱板10に効率良く伝導させることができる。したがって、配線パターン30と放熱板10との間に熱伝導率の低い絶縁層20が介在する場合であっても、発光装置2における放熱性能を向上させることができる。この結果、発光素子70の温度上昇を抑制することができるため、発光素子70の発光効率の低下を好適に抑制することができる。
(5)配線パターン30及び金属層40の側面の一部と接触される絶縁層50を、スクリーン印刷やディスペンサによって液状樹脂を塗布することで形成するようにした。このため、絶縁層50を容易に形成することができる。
なお、上記第1実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記第1実施形態における開口部60Yや金属層41の平面形状は、円状に限らず、例えば矩形状や五角形状などの多角形状、半円状、楕円状や半楕円状であってもよい。
以下、第2実施形態について、図15及び図16に従って説明する。この実施形態の配線基板1A(図16(d)参照)では、配線パターン30の絶縁層への埋込構造が上記第1実施形態及びその変形例と異なっている。以下、第1実施形態及びその変形例との相違点を中心に説明する。なお、先の図1〜図14に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
まず、図15(a)に示す工程では、先の図5(a)〜図8(a)に示した工程と同様の製造工程により、基板10Aの上面に形成された絶縁層21の第1主面21A上に配線パターン30を形成し、その配線パターン30の表面(上面及び側面)の一部を覆うように金属層40,41を形成する。この際の絶縁層21の材料としては、例えば熱硬化性を有するエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などの絶縁性樹脂、又はこれら樹脂にシリカやアルミナ等のフィラーを混入した樹脂材を用いることができる。この絶縁層21は、放熱板10と配線パターン30とを絶縁する機能と、放熱板10と配線パターン30とを接着する機能とを有する。この絶縁層21の厚さは、例えば50〜130μm程度とすることができる。なお、絶縁層21の絶縁性が高い場合には、放熱性の観点から、絶縁層21を薄く形成することが好ましい。
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、図17〜図21に従って説明する。なお、先の図1〜図16に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
図17(b)に示すように、配線基板1Bは、放熱板10と、放熱板10の上面を覆う絶縁層24と、絶縁層24上に形成された配線パターン34と、配線パターン34上に形成された金属層44と、配線パターン34の側面の一部及び金属層44の側面全面を覆う絶縁層61とを有している。
次に、上記配線基板1Bの製造方法を図18〜図21に従って説明する。
まず、配線基板1Bを製造するためには、図18(a)に示すように、多数個取り用の支持基板90を用意する。この支持基板90は、上記基板10Aと同様に、配線基板1Bが形成される領域である配線基板形成領域を多数有している。この支持基板90は、各配線基板形成領域に配線基板1Bに対応する構造体が形成され、支持基板90が除去された後に、上記多数個取り基板10Aの切断線D1(図4参照)に沿ってダイシングブレード等によって切断されて配線基板1Bに対応する構造体が個片化される。この支持基板90としては、例えば金属板や金属箔を用いることができ、本実施形態では、例えば銅板を用いる。この支持基板90の厚さは、例えば0.3〜1.0mmである。なお、図18〜図21においては、説明の便宜上、一つの配線基板形成領域の構造を示している。
(7)発光素子70が実装される実装面側の最表層に形成された絶縁層61の第1主面61A(最表面)を、パッド44Pとして機能する金属層44の第1主面44A(最表面)と面一になるように形成した。これにより、絶縁層61がパッド44P表面よりも上方に突出しないため、その絶縁層61とパッド44Pにフリップチップ接合される発光素子70との干渉(接触)が好適に抑制される。このため、発光素子70のバンプ71が微細化し、発光素子70とパッド44P間の隙間が狭くなった場合であっても、絶縁層61と発光素子70との干渉を好適に抑制することができる。したがって、微細化されたバンプ71による発光素子70の実装が可能となるため、発光装置全体の小型化を図ることができる。
(第3実施形態の変形例)
なお、上記第3実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、多数個取りの製造方法に具体化したが、単数個取り(一個取り)の製造方法に具体化してもよい。すなわち、多数個取り基板10Aの代わりに、1個の配線基板1,1A,1B,1Cとなるサイズの基材を用いて、配線基板1,1A,1B,1C及び発光装置2の製造を行うようにしてもよい。
・上記各実施形態における配線パターン30,34の形状は、特に限定されない。例えば図25(a)に示されるような配線パターンに変更してもよい。すなわち、平面視略矩形状の複数の配線パターン35を平面視略W字状に配置するようにしてもよい。この場合には、図中の左右方向に隣接する配線パターン35間には、図中の上下方向に延在された溝状の開口部35Xが形成されている。また、図中の上下方向に隣接する配線パターン35間には、図中の左右方向に延在された帯状の開口部35Yが形成されている。これら開口部35X,35Yによって、複数の配線パターン35は互いに分離されている。配線パターン35上には、パッド40Pとして機能する金属層が形成されている。この配線パターン35は、マトリクス状(ここでは、4×4)に配列された実装領域CA(破線円参照)を有している。また、配線パターン35上には、電極端子41Pとして機能する一対の金属層が形成されている。これら一対の電極端子41Pは、略W字状に配置された複数の配線パターン35のうちW字の始点と終点に位置する配線パターン35上に形成されている。このような配線パターン35及び電極端子41Pを有する配線基板に発光素子を実装した場合には、一方の電極端子41Pから他方の電極端子41Pまでの間に複数(ここでは、16個)の発光素子が直列に接続されることになる。
図27は、上記第1実施形態の発光装置2を照明装置3に適用した場合の断面構造を示している。
(発光装置の実装例1)
図28(a)は、発光装置2を実装基板100Aに実装した場合の断面構造を示している。
図28(b)は、発光装置2を実装基板100Bに実装した場合の断面構造を示している。
このような構造によれば、発光装置2の放熱板10が熱伝導部材114を介して配線パターン113に熱的に接合されているため、発光装置2から発生した熱を放熱板10から配線パターン113及び絶縁層112を通じて金属板111に放熱することができる。このとき、配線パターン30及び金属層40の側面の一部と接触するように絶縁層50が形成されているため、配線パターン30及び金属層40から絶縁層20,50への熱伝導量が多くなる。したがって、発光素子70で生じた熱を放熱板10に効率良く伝導させることができ、ひいては発光素子70で生じた熱を配線パターン113、絶縁層112及び金属板111に効率良く伝導させることができる。なお、上記配線パターン113のうち放熱板10と熱的に接合された配線パターン113は、放熱用の配線層として機能する。また、本実装例では、絶縁層112に金属板111を露出させるための開口部を設けていないが、絶縁層112が薄い場合には、発光装置2から発生した熱を絶縁層112を通じて金属板111に放熱することができる。
2 発光装置
10 放熱板
10A 基板
20 絶縁層(第1絶縁層)
20A 第1主面(第1の面)
21,24 絶縁層(第1絶縁層及び第2絶縁層)
21A,24A 第1主面
22,25 凹部
22A,25A 底面(第1の面)
30,34,35,36,37,38 配線パターン
34A 第1主面
34B 第2主面
31 給電ライン
32 接続部
33 配線層
40,42,44 金属層
40P,44P パッド
44A 第1主面
50 絶縁層(第2絶縁層)
60 絶縁層(第1反射層)
60X 開口部
61 絶縁層(第2反射層)
61A 第1主面
70,76 発光素子
75 封止樹脂
90 支持基板
90A 第1主面
91 レジスト層
91X 開口部
CA 実装領域
Claims (14)
- 放熱板と、
前記放熱板上に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の第1の面上に形成された複数の配線パターンと、
前記第1の面上に形成され、又は、前記第1絶縁層と一体に形成され、前記配線パターンの側面の少なくとも一部を被覆するように形成された第2絶縁層と、を有し、
前記各配線パターンの一部は、発光素子が実装される実装領域となることを特徴とする配線基板。 - 前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層の熱伝導率が1〜10W/mKであることを特徴とする請求項1に記載の配線基板。
- 前記各配線パターンの第1主面上に形成された金属層を有し、
前記第2絶縁層は、該第2絶縁層の前記第1絶縁層と接する面とは反対側の第1主面が前記配線パターンの第1主面よりも低くなるように形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の配線基板。 - 前記実装領域となる前記配線パターンの第1主面及び側面を覆うように形成された金属層を有し、
前記第2絶縁層は、前記実装領域において前記金属層の側面の少なくとも一部と接触するように形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の配線基板。 - 前記第2絶縁層上に形成され、前記金属層の少なくとも一部をパッドとして露出する開口部を有する第1反射層を有することを特徴とする請求項4に記載の配線基板。
- 前記各配線パターンの第1主面の全面を覆うように形成された金属層と、
前記第2絶縁層上に形成され、前記金属層の側面全面と接触するように形成された第2反射層と、を有し、
前記第2反射層は、該第2反射層の前記第2絶縁層と接する面とは反対側の第1主面が前記金属層の前記配線パターンと接する面とは反対側の第1主面と面一になるように形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の配線基板。 - 前記第2絶縁層は、前記第1絶縁層と一体に形成され、
前記第1の面は、前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層に形成された凹部の底面であり、
前記第2絶縁層は、前記凹部の側壁を構成する絶縁層であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の配線基板。 - 放熱板と、
前記放熱板上に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の第1の面上に形成され、一部が実装領域となる複数の配線パターンと、
前記第1の面上に形成され、又は、前記第1絶縁層と一体に形成され、前記配線パターンの側面の少なくとも一部を被覆するように形成された第2絶縁層と、
前記実装領域に実装された発光素子と、
前記発光素子を封止するように形成された封止樹脂と、
を有することを特徴とする発光装置。 - 放熱板上に形成された第1絶縁層の第1主面上に複数の配線パターンを形成する工程と、
前記配線パターンの側面の少なくとも一部を被覆する第2絶縁層を形成する工程と、
前記配線パターン上及び前記第2絶縁層上に、前記配線パターンの一部を発光素子が実装される実装領域として露出する開口部を有する第1反射層を形成する工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。 - 前記第2絶縁層を形成する工程では、前記第1主面上に、前記第1絶縁層とは異なる前記第2絶縁層を積層することを特徴とする請求項9に記載の配線基板の製造方法。
- 前記第2絶縁層を形成する工程では、加熱プレスにより、前記第1主面上に形成された配線パターンの一部を前記第1絶縁層に押し込み、前記第1絶縁層に前記配線パターンの一部が収容される凹部を形成するとともに、前記凹部の側壁を構成する前記第2絶縁層を形成することを特徴とする請求項9に記載の配線基板の製造方法。
- 前記反射層を形成する工程の前に、
前記実装領域となる前記配線パターンの第1主面及び側面を覆うように金属層を形成する工程を有することを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。 - 前記配線パターンを形成する工程は、
前記第1絶縁層の第1主面上に、前記複数の配線パターンと、電解めっき用の給電ラインと、前記各配線パターンと前記給電ラインを接続する接続部とを含む配線層を形成する工程と、
前記配線層を給電層とする電解めっき法により、前記実装領域となる前記配線パターンの第1主面及び側面を被覆するように金属層を形成する工程と、
前記金属層を形成した後に、前記給電ライン及び前記接続部の少なくとも一方を除去する工程と、を有し、
前記第2絶縁層を形成する工程では、前記実装領域において前記金属層の側面の少なくとも一部を被覆するように前記第2絶縁層を形成し、
前記第1反射層を形成する工程では、前記金属層を形成する工程の後に、スクリーン印刷法により前記第1反射層を形成することを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。 - 支持基板の第1主面に所定の開口部を有するレジスト層を形成する工程と、
前記支持基板を給電層とする電解めっき法により、前記レジスト層の開口部から露出された前記支持基板の第1主面上に金属層及び配線パターンを積層する工程と、
前記レジスト層を除去する工程と、
前記配線パターンから露出された前記支持基板の第1主面上に、前記金属層の側面の全面を被覆する第2反射層を形成する工程と、
前記第2反射層上及び前記配線パターン上に、前記配線パターンの側面の少なくとも一部を被覆し、前記配線パターンの前記金属層と接する第1主面とは反対側の第2主面の全面を被覆する第1絶縁層を形成する工程と、
前記支持基板を除去する工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
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