JP2014036162A - Ｌｅｄ用回路基板、ｌｅｄモジュール、ｌｅｄ発光装置、発光器具及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の放熱性の高い絶縁金属基板を用いたＬＥＤモジュールにおいて、ＬＥＤチップと金属ワイヤ間での接続不良という課題があった。
【解決手段】ＬＥＤ用回路基板２は、金属基板２１上に、絶縁層２２及び銅バンプ２３が形成されてなる絶縁金属基板２０と、絶縁層２２上に形成された銅回路（ＬＥＤ側銅回路２６ａ、第１電極側銅回路２６ｂ、第２電極側銅回路２６ｃ）銅回路と、銅回路上に形成された導伝層（ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ、第２電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｃ）と、無電解ニッケルメッキ層上に形成された無電解金メッキ層（ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ、第１電極側無電解金メッキ層２８ｂ、第２電極側無電解金メッキ層２８ｃ）と、銅バンプ上に形成された、ＬＥＤ（発光ダイオード）チップを搭載するための電解銀メッキ層２９とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode（発光ダイオード））用回路基板及びＬＥＤモジュールに関し、さらには、ＬＥＤモジュールを用いたＬＥＤ発光装置、発光器具及び照明器具に関する。

従来より、基板上に搭載されたＬＥＤ（Light Emitting Diode（発光ダイオード））チップと、この基板上に形成された電極パターンとが金属ワイヤで接続されているＬＥＤモジュールがある（例えば特許文献１−３参照）。

特開２００９−２７８０１２号公報 特許第３００９２４４号公報 特開平５−２９３７１号公報

そして、このような従来のＬＥＤモジュールにおいて、絶縁金属基板上に全面無電解銀メッキを行った銅回路と、搭載したＬＥＤチップとを金属ワイヤで接続する場合、無電解銀メッキ層の表面が不均一となり、接続不良を起こすという課題があった。
また、ＬＥＤチップが放射する光のうち絶縁金属基板側に放射される光をより確実に反射させて、絶縁金属基板側とは反対側の方向に光を導光したいという課題もあった。さらにまた、ＬＥＤチップからの熱をより効率的に放熱したいという課題もあった。

本発明者らは、ＬＥＤモジュールにおいて、鋭意研究の結果、銅バンプを有する絶縁金属基板を用い、そのメッキ方法の最適化を行うことにより、放熱性が高く、ＬＥＤの寿命を伸ばすことが可能なＬＥＤ用回路基板を提供する技術を見出した。そして、そのようなＬＥＤ用回路基板のＬＥＤチップの実装面にＬＥＤ光を高反射率で反射させる電解銀メッキ層を形成するとともに、金属ワイヤの接続先となる電極としての銅回路に無電解金メッキ層を形成することにより、ワイヤボンディングにおいて高い信頼性を得る技術を見出した。本発明は、このようにして見出した技術に基づいて完成したものである。

すなわち、本発明のＬＥＤ用回路基板は、金属基板上に、絶縁層及び銅バンプが形成されてなる絶縁金属基板と、前記絶縁層上に形成された銅回路と、前記銅回路上に形成された導伝層と、前記導伝層上に形成された無電解金メッキ層と、前記銅バンプ上に形成された、ＬＥＤ（発光ダイオード）チップを搭載するための電解銀メッキ層とを有する。

また、本発明のＬＥＤモジュールは、本発明のＬＥＤ用回路基板の前記電解銀メッキ層上にＬＥＤ（発光ダイオード）チップが搭載され、前記ＬＥＤチップと前記無電解金メッキ層とが金属ワイヤで接続される。

また、本発明のＬＥＤ発光装置は、本発明のＬＥＤモジュールが複数個配列されたものである。

また、本発明の発光器具は、本発明のＬＥＤ発光装置が搭載されたものである。

また、本発明の照明器具は、本発明のＬＥＤ発光装置が搭載されたものである。

本発明によれば、ＬＥＤ光の反射率を上げることができるＬＥＤ用回路基板を提供することができる。さらに、本発明によれば、このＬＥＤ用回路基板に搭載したＬＥＤチップの金属ワイヤの接続において信頼性の高いＬＥＤモジュール、ＬＥＤ発光装置、発光器具及び照明器具を提供することができる。

第１の実施形態におけるＬＥＤモジュールの側面の断面模式図である。 第２の実施形態におけるＬＥＤモジュールの側面の断面模式図である。 第３の実施形態におけるＬＥＤモジュールの側面の断面模式図である。 参考例１におけるＬＥＤモジュールの側面の断面模式図である。 参考例２におけるＬＥＤモジュールの側面の断面模式図である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明を適用した第１の実施形態について説明する。

図１は、第１の実施形態におけるＬＥＤ（Light Emitting Diode（発光ダイオード））モジュール１の側面の断面模式図である。

第１の実施形態におけるＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤ用回路基板２上にＬＥＤチップ３が搭載されたモジュールである。
また、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤ用回路基板２のＬＥＤチップ３の搭載面がレンズ形状の封止樹脂（レンズ樹脂５）で封止されてなるものである。
なお、封止樹脂とレンズ樹脂５は別々に設けても良いし、１部材によってこの２つの機能を持たせることも可能である。

ＬＥＤ用回路基板２は、ベース基板としての金属基板２１上に絶縁層２２及び銅バンプ２３が形成されてなる絶縁金属基板２０を有する。
また、ＬＥＤ用回路基板２は、絶縁金属基板２０上に形成されたＬＥＤチップ３を載置するためのＬＥＤ搭載部２４を有する。
さらにまた、ＬＥＤ用回路基板２は、絶縁金属基板２０上の任意の位置に形成された第１電極部２５を有する。
また、第１電極部２５は、絶縁層２２上の任意の位置に形成された第１電極側銅回路２６ｂを有する。

ＬＥＤ搭載部２４は、銅バンプ２３上に形成されたＬＥＤチップ３を搭載するためのＬＥＤ側銅回路２６ａを有している。
ＬＥＤ側銅回路２６ａ上にはＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａが形成されている。また、第１電極側銅回路２６ｂ上には、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂが形成されている。さらに、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ上には、ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａが形成されている。また、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ上には、第１電極側無電解金メッキ層２８ｂが形成されている。

ＬＥＤ側銅回路２６ａ上にＬＥＤチップ３を直接搭載してしまった場合、そのＬＥＤチップ３を発光させると、光の反射率は下地であるＬＥＤ側銅回路２６ａの影響が支配的である。しかしながら、このＬＥＤ側銅回路２６ａは、光の反射率が低いため、そのままではＬＥＤモジュール１の光放射量の低下をもたらしてしまう。
そこで、第１の実施形態では、ＬＥＤ用回路基板２は、ＬＥＤチップ３が搭載されるＬＥＤ側銅回路２６ａ上に、電解銀メッキ層２９を形成させている。電解銀メッキは、無電解銀メッキよりも、ＬＥＤチップ３が発する光の反射光について、高い反射率を得ることができる。そのため、第１の実施形態では、ＬＥＤチップ３を搭載するための銀メッキ層として、電解銀メッキ層２９を形成している。

ＬＥＤ側銅回路２６ａ上には、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ、電解銀メッキ層２９が順に形成される。
これらの、電解銀メッキ層２９、ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、ＬＥＤ側銅回路２６ａは、ＬＥＤチップ３の搭載部（ＬＥＤ搭載部２４）を形成する。
また、第１電極側銅回路２６ｂ上には、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ、第１電極側無電解金メッキ層２８ｂが順に形成される。
第１電極側無電解金メッキ層２８ｂ、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ、第１電極側銅回路２６ｂは、第１電極部２５を形成する。この第１電極部２５における第１電極側銅回路２６ｂは、アノード又はカソードからなる第１電極を形成する。
そして、銅バンプ２３は、第１電極とは反対の極の第２電極を形成する。例えば、第１電極側銅回路２６ｂがカソードを形成した場合は、銅バンプ２３がアノードを形成する。アノード又はカソードの関係は、この逆であってもよい。

電解銀メッキ層２９、ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ及びＬＥＤ側銅回路２６ａは、いずれも電気伝導性が高い材質で形成されている。その為、ＬＥＤ搭載部２４全体としても、高い電気伝導性が高い。
同様に、第１電極側無電解金メッキ層２８ｂ、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ、第１電極側銅回路２６ｂは、いずれも電気伝導性が高い材質で形成されている。その為、第１電極部２５全体としても高い電気伝導性を有する。
さらに、同様の理由によって、ＬＥＤ搭載部２４及び第１電極部２５は、高い熱伝達性も有している。
銅バンプ２３部分、及び、金属基板２１も、電気伝導率及び熱伝導率が高い材質で形成されている。
このような構成を有することから、ＬＥＤ搭載部２４上に搭載されたＬＥＤチップ３の熱は、迅速に、ＬＥＤ搭載部２４及び銅バンプ２３を介して、金属基板２１に伝達される。
そのため、ＬＥＤチップ３を有効に冷却して、ＬＥＤモジュール１の性能の劣化、寿命の消耗を抑制することができる。
また、ＬＥＤチップ３のアノード又はカソードが、ＬＥＤ搭載部２４（電解銀メッキ層２９）に電気的に接続されている第１の実施形態の場合、金属基板２１を電極として機能させることが可能となる。

ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂの厚みが０．１μｍ未満であると、第１電極側銅回路２６ｂ上において第１金属ワイヤ４を接続固定させる下地として十分な硬さ及び厚みを確保できない。
また、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ，第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂの厚みが２０μｍを超えると、製造時間が長くなり、材料コストが高くなるため、好ましくない。
そのため、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、及び、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂの厚みは０．１μｍ〜２０μｍが好ましい。

ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ、及び、第１電極側無電解金メッキ層２８ｂの厚みが、０．０１μｍ未満であると、第１金属ワイヤ４を第１電極側無電解金メッキ層２８ｂに強固に接続することができないため、第１金属ワイヤ４によるＬＥＤチップ３と第１電極側銅回路２６ｂとの接続において信頼性が低下する。
また、ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ、及び、第１電極側無電解金メッキ層２８ｂの厚みが０．５μｍを超えると、製造時間が長くなり、材料コストが高くなるため、好ましくない。
その結果、ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ、及び、第１電極側無電解金メッキ層２８ｂの厚みは０．０１μｍ〜０．５μｍが好ましい。

電解銀メッキ層２９の厚みが、０．１μｍ未満であると、電解銀メッキ層２９上に搭載されるＬＥＤチップ３が発する光の反射光において高い反射率を得ることができない。また、電解銀メッキ層２９の厚みが、１０μｍを超えると、製造時間が長くなり、材料コストが高くなるため、好ましくない。
その結果、電解銀メッキ層２９の厚みは０．１μｍ〜１０μｍが好ましい。

絶縁金属基板２０の厚みは特に限定されないが、通常は０．１ｍｍ〜５．０ｍｍである。

金属基板２１は、ＬＥＤチップ３の熱を放熱するために、熱伝導率が高い金属材料が選択される。
さらに、この実施形態においては、金属基板２１は、ＬＥＤチップ３のアノード又はカソードとなるため、導電性も有する必要がある。
その結果、金属基板２１は、任意の金属材料からなり、好ましくは、銅、アルミニウム、又は、銅及びアルミニウムを含有する合金からなる。

絶縁層２２は、金属基板２１上に形成される銅回路等の金属部材と金属基板２１との間を絶縁させるものである。
絶縁層２２を形成する絶縁材料は特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等、又はそれらの樹脂に無機フィラー、ガラスクロス等を含有した絶縁材料を挙げることができる。

絶縁層２２の厚みは、十分な絶縁性を確保することが可能な厚みであれば特に限定されず、例えば０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍとすることができる。

銅バンプ２３の幅方向サイズは、特に限定されず、例えばＬＥＤチップ３の幅方向サイズと同じ又はそれ以下でもよい。しかしながら、銅バンプ２３は、上述のように、ＬＥＤチップ３が発する熱を金属基板２１に逃がすものであるため、ＬＥＤチップ３の幅方向サイズよりも大きい方が、放熱効果がより大きいことから好ましい。

電解銀メッキ層２９上にＬＥＤチップ３を１個又は複数個搭載し、金線等の第１金属ワイヤ４の一端をＬＥＤチップ３と接続するとともに、他端を第１電極側無電解金メッキ層２８ｂと接続する。このＬＥＤチップ３としては、適宜、青色、紫外線等を発光するＬＥＤチップを選択して採用することができる。

第１電極側無電解金メッキ層２８ｂによって、第１金属ワイヤ４が強固に第１電極側無電解金メッキ層２８ｂと接続するため、この第１金属ワイヤ４を介してＬＥＤチップ３と第１電極側銅回路２６ｂとを高い信頼性で接続させることができる。

さらに、ＬＥＤモジュール１は、輝度を向上させるため、ＬＥＤ用回路基板２のＬＥＤチップ３の搭載面がレンズ形状の封止樹脂（レンズ樹脂５）で封止されている。

レンズ樹脂５は、ＬＥＤチップ３が発光する光を透過するとともに、ＬＥＤチップ３の発熱に対する耐熱性を有する透明な合成樹脂であることが好ましい。レンズ樹脂５としては、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を挙げることができる。
より具体的には、レンズ樹脂５としては、例えばメタアクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、セルロース樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等の単体又は混合体を挙げることができる。
セルロース樹脂としては、例えばエチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等を挙げることができる。

また、レンズ樹脂５には、発光強度を向上させるとともに実用上の発光色を確立させるため、蛍光体を含有させることが好ましい。蛍光体としては、黄色発光蛍光体、赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体、それらの間の色を発光する蛍光体を挙げることができる。
このような蛍光体は、無機物、有機物の何れの蛍光体であってもよい。無機物の蛍光体としては、例えば、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、シリケート蛍光体等を挙げることができる。

黄色発光蛍光体としては、例えば、Ｙを含み、Ｃｅ又はＰｒで賦活されたイットリウム・アルミニウムガーネット酸化物蛍光体、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕで表わされるユーロピウム賦活アルカリ土類金属シリケート蛍光体、Ｓｉ_{１２−（ｍ＋ｎ）}Ａｌ_{（ｍ＋ｎ）}Ｎ_１６−ｎＯ_ｎで表されるαサイアロン蛍光体等を挙げることができる。

赤色発光蛍光体としては、例えば、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕで表されるユーロピウム賦活アルカリ土類金属シリケート蛍光体、（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕで表されるユーロピウム賦活アルカリ土類シリコンナイトライド蛍光体、（Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｌｕ）_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕで表されるユーロピウム賦活希土類オキシカルコゲナイト蛍光体等を挙げることができる。

緑色発光蛍光体としては、例えば、（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕで表されるユーロピウム賦活アルカリ土類シリコンオキシナイトライド蛍光体、（Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕで表されるユーロピウム賦活アルカリ土類マグネシウムシリケート蛍光体、Ｓｉ_６−ＺＡｌ_ＺＮ_８−ＺＯ_Ｚで表されるβサイアロン蛍光体等を挙げることができる。

このようなＬＥＤモジュール１は、例えば以下の手順で作製することができる。
まず、ベース基板となる金属基板２１上に銅バンプ２３を形成する。この銅バンプ２３は、金属基板に対してエッチング等を行うことにより形成される。そして、金属基板２１上の銅バンプ２３が形成されていない位置に絶縁層２２を形成する。

次に、銅バンプ２３上にＬＥＤ側銅回路２６ａを形成するとともに、絶縁層２２上の任意の位置に第１電極側銅回路２６ｂを形成する。
ＬＥＤ側銅回路２６ａ上に、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａを形成するとともに、第１電極側銅回路２６ｂ上に第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂを形成する。そして、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ上にＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａを形成するとともに、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ上に第１電極側無電解金メッキ層２８ｂを形成する。

次に、金属基板２１の裏面側にある外部電極（図示せず）によって銅バンプ２３を通電し、ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ上に電解銀メッキ層２９を形成する。すなわち、銅バンプ２３と接続していない第１電極側無電解金メッキ層２８ｂ上には、電解銀メッキ層を形成しない。

続いて、電解銀メッキ層２９上にＬＥＤチップ３を搭載する。第１金属ワイヤ４の一端をＬＥＤチップ３の上面と接続させるとともに、第１金属ワイヤ４の他端を第１電極側無電解金メッキ層２８ｂの上面と接続させる。そして、蛍光体を含有するレンズ形状のシリコーン樹脂（レンズ樹脂５）によって絶縁金属基板２０上のＬＥＤチップ３が搭載される側の面を封止する。これにより、ＬＥＤモジュール１が作製される。

このように構成されるＬＥＤモジュール１は、放熱性の高い絶縁金属基板を用いたＬＥＤモジュールにおいて、金属基板２１とメッキが施された第１電極側銅回路２６ｂとの間で十分な絶縁を図ることができる。そして、第１金属ワイヤ４によってＬＥＤチップ３と第１電極側銅回路２６ｂとを高い信頼性で接続させ、接続不良を解消することができる。

すなわち、第１の実施形態では、金属基板２１とメッキが施された第１電極側銅回路２６ｂとの間で十分な絶縁を図り、銅バンプ２３を介して金属基板２１に熱を効率良く逃がすことにより、ＬＥＤチップ３の温度を低下させることができる。
また、第１電極側無電解金メッキ層２８ｂを形成することにより、第１金属ワイヤ４を介してＬＥＤチップ３と第１電極側銅回路２６ｂとを高い信頼性で接続させることができる。第１の実施形態では、このような高品質なＬＥＤモジュール１を提供することができる。

さらにまた、電解銀メッキ層２９は、無電解銀メッキを使用した場合（図５の参考例２も参照のこと）よりも反射率を有しかつ乱反射の率が低いため、ＬＥＤモジュール１の性能を向上させることができる。

また、ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ及び第１電極側無電解金メッキ層２８ｂと、ＬＥＤ側銅回路２６ａ及び第１電極側銅回路２６ｂとの間に、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ及び第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂを設けたことから、経済性及び製造の容易性を得ることができる。
つまり、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ及び第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂがあることから、ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ及び第１電極側無電解金メッキ層２８ｂの厚さを薄くしつつも、第１金属ワイヤ４を溶接するための溶接部としての厚みを製造の際に容易に形成することができる。また、ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ及び第１電極側無電解金メッキ層２８ｂの厚さを薄くすることができることから、高価な金材料の使用量を削減できるため、経済性も向上させることができる。

また、第１の実施形態では、ＬＥＤモジュール１が搭載された発光器具を提供する。発光器具としては、例えば、屋内或いは屋外に設置される電灯、広告用ネオンライト、トンネル内に設置されるライト、懐中電灯等の照明器具、パーソナルコンピュータやテレビジョンで用いられる液晶パネルのバックライト、自動車や自動二輪に設置されるヘッドライトやウインカー、画像を映し出すプロジェクターの光源等を挙げることができる。

＜第２の実施形態＞
図２は、第２の実施形態におけるＬＥＤモジュール１の側面の断面模式図である。

ＬＥＤモジュール１の構成は、第１の実施形態に限定されない。
例えば図２の断面模式図に示すＬＥＤモジュール１のように、ＬＥＤ搭載部２４に対して第１電極部２５とは反対の側に第２電極部３０を配置するようにしてもよい。この第２電極部３０は、第１電極部２５と同一構成であり、第２電極側銅回路２６ｃ上に第２電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｃが形成され、その上に第２電極側無電解金メッキ層２８ｃが形成されてなる。
そして、この第２電極部３０とＬＥＤチップ３とは、第２金属ワイヤ４ａを介して接続される。この第２金属ワイヤ４ａは、第１金属ワイヤ４と、構成及び接続方法が何れも同一である。

このＬＥＤモジュール１は、銅バンプ２３ではなく、第２電極部３０における第２電極側銅回路２６ｃが、第１電極とは反対の極である第２電極を形成する。例えば、第１電極側銅回路２６ｂがカソードを形成し、第２電極側銅回路２６ｃがアノードを形成する。このように、ＬＥＤモジュール１は、第１電極部２５、第２電極部３０がそれぞれ第１金属ワイヤ４、第２金属ワイヤ４ａを介してＬＥＤチップ３と接続されたＬＥＤ用回路基板２を備える。

＜第３の実施形態＞
図３は、第３の実施形態におけるＬＥＤモジュール１の側面の断面模式図である。

ＬＥＤ側銅回路２６ａ、第１電極側銅回路２６ｂ上に、それぞれＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂを形成後、第１金属ワイヤ４によるＬＥＤチップ３の接続処理の下地処理として、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ上に、それぞれＬＥＤ側無電解パラジウムメッキ層３１ａ、第１電極側無電解パラジウムメッキ層３１ｂを形成する処理を行ってもよい。

この場合、第１の実施形態におけるＬＥＤモジュールは、図３の断面模式図に示す構成とすることができる。図３に示すＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ上にＬＥＤ側無電解パラジウムメッキ層３１ａが形成されたＬＥＤ搭載部２４を備えるとともに、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ上に第１電極側無電解パラジウムメッキ層３１ｂが形成された電極部２５とを備えたＬＥＤ用回路基板２を適用する。

以下、本発明の具体的な実施例について説明する。

＜実施例１〜１４、比較例１〜１２＞
実施例１〜１４、比較例１〜１２のＬＥＤモジュールは、図１に示す構造（ＬＥＤモジュール１）からなるものである。

実施例１〜１４、比較例１〜１２では、図１のＬＥＤモジュール１において、金属基板２１として、厚み１．０ｍｍの銅板を用いた。この銅板の一方の表面に対してエッチングを行い、高さ０．０８μｍ、直径１ｍｍの銅バンプ２３を形成した。そして、厚み０．０６ｍｍのプリプレグを使用して厚み０．０１８ｍｍの銅箔を張り合わせた後、研磨により銅バンプ２３を露出させた。

銅バンプ２３及び絶縁層２２の上面に無電解銅メッキ、電解銅メッキを順に施すことにより、絶縁金属基板２０上面の全領域に、銅メッキ層を形成した。
そして、この銅メッキ層に対してエッチングを行い、レジスト（白レジスト）を形成することにより、ＬＥＤ側銅回路２６ａ、第１電極側銅回路２６ｂを形成した。これにＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂを形成した。
そして、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ上、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ上にＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ、第１電極側無電解金メッキ層２８ｂを形成した。

そして、金属基板２１の裏面より電極をとり、銅バンプ２３を通電して、ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ上に電解銀メッキ層２９を形成した。
銅バンプ２３と接続されていない第１電極側無電解金メッキ層２８ｂには、電解銀メッキ層は形成しなかった。電解銀メッキ層２９上にＬＥＤチップ３を搭載し、直径２５μｍの第１金属ワイヤ４の一端をＬＥＤチップ３と接続するとともに、第１金属ワイヤ４の他端を第１電極側無電解金メッキ層２８ｂと接続した（ワイヤボンディング）。ＬＥＤ用回路基板２のＬＥＤチップ３の搭載面を、シリコーン樹脂に蛍光体を含有させたレンズ形状の封止樹脂（レンズ樹脂５）で封止した。

作製した実施例１〜７、比較例１〜６のＬＥＤモジュールについて、ＬＥＤ側銅回路２６ａ面における可視光に対する反射率の測定試験を、反射率測定器を用いて行った。反射率が９５％以上であるものを◎（優良）、９０％以上９５％未満であるものを○（良）、９０％未満であるものを×（不良）とした。

また、作製した実施例８〜１４、比較例７〜１２のＬＥＤモジュールの製品検査において、第１金属ワイヤ４の引張強度の測定試験を行った。具体的には、実施例８〜１４、比較例７〜１２のＬＥＤモジュールに対し、プルテスタを用いて第１金属ワイヤ４の引張強度を測定し、測定１０点の平均強度を得た。引張強度が０．００９ｋｇｆ以上でワイヤ切れのあるものを◎、０．００４ｋｇｆ以上０．００９ｋｇｆ未満でワイヤ切れのあるものを○、０．００４ｋｇｆ未満及び界面解離のあるものを×とした。

実施例１〜１４、比較例１〜１２のＬＥＤモジュールにおける、反射率の測定試験、及び、引張強度の測定試験の結果を［表１］に示す。

＜実施例１５＞
実施例１５のＬＥＤモジュールは、図３に示す構造（ＬＥＤモジュール１）からなるものである。

すなわち、実施例１５では、実施例７におけるＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ、第１電極側無電解金メッキ層２８ｂを施す前に、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ上にそれぞれ厚さ１μｍのＬＥＤ側無電解パラジウムメッキ層３１ａ、第１電極側無電解パラジウムメッキ層３１ｂを形成した以外は、実施例７と同様にしてＬＥＤモジュールを作製した。

この実施例１５のＬＥＤモジュールについて、実施例８〜１４、比較例７〜１２と同じように、引張強度の測定試験を行った。その結果、測定１０点の平均強度は０．１０ｋｇｆであった。なお、この実施例１５おける反射率は◎であった。

＜参考例１＞
図４は、参考例１のＬＥＤモジュール１の側面の断面模式図である。参考例１では、実施例１〜１４、比較例１〜１２で形成した無電解ニッケルメッキ層、無電解金メッキ層、銅バンプ２３を通電しての電解銀メッキ層は形成せず、ＬＥＤ側銅回路２６ａ、第１電極側銅回路２６ｂ上にそれぞれ厚み１μｍのＬＥＤ側電解ニッケルメッキ層１２７ａ、第１電極側電解ニッケルメッキ層１２７ｂを形成した後、それぞれ厚み１μｍのＬＥＤ側電解銀メッキ層２９ａ、第１電極側電解銀メッキ層２９ｂを形成した。このＬＥＤ側電解ニッケルメッキ層１２７ａ、第１電極側電解ニッケルメッキ層１２７ｂ、ＬＥＤ側電解銀メッキ層２９ａ、第１電極側電解銀メッキ層２９ｂの形成に際しては、ＬＥＤ側銅回路をメッキ処理するための電極を製品外部の抜きしろまで引き延ばして電極を取り、メッキ層を形成した。その後、金型で打ち抜いた。具体的には、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ板で、３０ｍｍ×５０ｍｍ製品を面付け、４個抜き金型で打ち抜いた。

この参考例１では、ＬＥＤ側銅回路２６ａ、ＬＥＤ側電解ニッケルメッキ層１２７ａ、ＬＥＤ側電解銀メッキ層２９ａが順に形成されたＬＥＤ搭載部２４と、第１電極側銅回路２６ｂ、第１電極側電解ニッケルメッキ層１２７ｂ、第１電極側電解銀メッキ層２９ｂが順に形成された第１電極部２５とを形成した。

実施例１〜１５、比較例１〜１２、参考例１のＬＥＤモジュール１について、絶縁金属基板２０のベース板である金属基板２１と第１金属ワイヤ４との間の絶縁状態を測定した。具体的には、菊水電子工業株式会社製耐電圧試験機を用い、実施例１〜１５、比較例１〜１２、参考例１のＬＥＤモジュール１の金属基板２１と第１電極（第１電極側銅回路２６ｂ）との間において、制限電圧０．５Ａにおいて、ＤＣ１００Ｖ／５秒昇圧、印加し、絶縁破壊試験を行った。
その結果、実施例１〜１５、比較例１〜１２のＬＥＤモジュール１については、ＤＣ１０００Ｖまでの絶縁状態を確認した。一方、参考例１のＬＥＤモジュール１については、ＤＣ１０Ｖで放電が開始された。

参考例１と第１の実施形態とで比較した結果、参考例１では、第１金属ワイヤ４が第１電極側電解銀メッキ層２９ｂに溶接されてしまうため、第１の実施形態に比べ溶接性が劣った。

＜参考例２＞
図５は、参考例２のＬＥＤモジュール１の側面断面模式図である。参考例２では、実施例１〜１４、比較例１〜１２で形成した無電解ニッケルメッキ層、無電解金メッキ層、銅バンプ２３を通電しての電解銀メッキ層は形成せず、ＬＥＤ側銅回路２６ａ、第１電極側銅回路２６ｂ上にそれぞれ厚み４μｍのＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂを形成した後、１μｍのＬＥＤ側無電解銀メッキ層１２９ａ、第１電極側無電解銀メッキ層１２９ｂを形成した。

この参考例２では、ＬＥＤ側銅回路２６ａ、ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、ＬＥＤ側無電解銀メッキ層１２９ａが順に形成されたＬＥＤ搭載部２４と、第１電極側銅回路２６ｂ、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ、第１電極側無電解銀メッキ層１２９ｂが順に形成された第１電極部２５とを形成した。

参考例２のＬＥＤモジュールについて、実施例８〜１５、比較例７〜１２と同様にして、第１金属ワイヤ４の引張強度の測定試験を行った。その結果、測定１０点の平均強度は０．００２ｋｇｆであった。

この参考例２と第１の実施形態とで比較した結果、参考例２では無電解銀メッキ層を形成しているため、電解銀メッキ層を用いている第１の実施形態に比べて、反射率が低い結果となった。

（他の実施例）
図示は省略したが、実施例１〜１５のレンズ形状の封止樹脂（レンズ樹脂５）に代え、シリコーン樹脂等の封止樹脂で単に封止したもの、レンズの下に蛍光体を塗布したものであっても、実施例１〜１５と同様の結果を得ることができた。

＜実施形態の構成及び効果＞
ＬＥＤ用回路基板２は、金属基板２１上に、絶縁層２２及び銅バンプ２３が形成されてなる絶縁金属基板２０と、絶縁層２２上に形成された銅回路（ＬＥＤ側銅回路２６ａ、第１電極側銅回路２６ｂ、第２電極側銅回路２６ｃ）銅回路と、銅回路上に形成された導伝層（ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層２７ａ、第１電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｂ、第２電極側無電解ニッケルメッキ層２７ｃ）と、無電解ニッケルメッキ層上に形成された無電解金メッキ層（ＬＥＤ側無電解金メッキ層２８ａ、第１電極側無電解金メッキ層２８ｂ、第２電極側無電解金メッキ層２８ｃ）と、銅バンプ上に形成された、ＬＥＤ（発光ダイオード）チップを搭載するための電解銀メッキ層２９とを有する。
このような構成を有することから、ＬＥＤ用回路基板２は、放熱性が高く、ＬＥＤ光の反射率を上げることができる。
また、第１金属ワイヤ４、第２金属ワイヤ４ａの溶接性（接続性）を向上することができる。

導伝層は、無電解ニッケルメッキ層である。
このような構成を有することから、接続性を向上させつつ無電解金メッキ層を薄く形成することが可能となる。

銅回路は第１の電極を形成し、金属基板２１は第２の電極を形成する。
このような構成を有することから、金属基板２１を電極として利用することができる。それによって、ＬＥＤ用回路基板２を小型化することも可能となる。

電解銀メッキ層は、銅バンプ２３を介して金属基板２１と通電される。
このような構成を有することから、金属基板２１を電極として利用することができ第２金属ワイヤ４ａ及び第２電極部３０を省略することができる。それによって、ＬＥＤ用回路基板２を小型化することも可能となる。また、製造の容易化、コストの削減を図ることも可能となる。

銅回路は第１の電極を形成し、絶縁層２２上の第１の電極を形成する銅回路とは別の位置に、第２の電極を形成する他の銅回路（第２電極側銅回路２６ｃ）が形成されている。
このような構成を有することから、銅回路によって、第１の電極及び第２の電極に電力を低級する形式の、ＬＥＤチップ３にも対応可能なＬＥＤ用回路基板２を提供することが可能となる。

無電解ニッケルメッキ層と無電解金メッキ層との間に無電解パラジウムメッキ層が形成されている。
このような構成を有することから、より金属ワイヤの接続性を向上させることができる。

金属基板２１は、銅、アルミニウム、又は、銅及びアルミニウムを含有する合金からなる。
このような構成を有することから、金属基板に高い導電性と導熱性を有させることが可能となる。

無電解ニッケルメッキ層の厚さは０．１μｍ〜２０μｍであり、無電解金メッキ層の厚さは０．０１μｍ〜０．５μｍであり、電解銀メッキ層の厚さは０．１μｍ〜１０μｍである。
このような構成を有することから、好適に本発明の効果を発揮させることが可能となる。

ＬＥＤ用回路基板２の電解銀メッキ層上にＬＥＤチップ３が搭載され、ＬＥＤチップ３と無電解金メッキ層とが金属ワイヤで接続されてなる。
このような構成を有することから、放熱性が高く、ＬＥＤ光の反射率が高く、溶接性（接続性）の高いＬＥＤモジュール１を提供することができる。

ＬＥＤチップ３は、蛍光体を含有する封止樹脂で封止されている。
このような構成を有することから、蛍光色の光を発生するＬＥＤモジュール１を提供することができる。

ＬＥＤモジュール１が複数個配列されてなるＬＥＤ発光装置を提供する。
ＬＥＤモジュール１が以上のような構成を有することから、適切な発光量を有するＬＥＤ発光装置を提供することができる。

本発明のＬＥＤモジュールは、照明器具を含む発光器具等に広く用いられるものである。発光器具としては、屋内或いは屋外に設置される電灯、広告用ネオンライト、トンネル内に設置されるライト、懐中電灯等の照明器具、パーソナルコンピュータやテレビジョンで用いられる液晶パネルのバックライト、自動車や自動二輪に設置されるヘッドライトやウインカー、画像を映し出すプロジェクターの光源等を挙げることができる。

以上の実施形態は、あくまで一例であり、配置位置、材料等は任意に変更することが可能である。

１ ＬＥＤモジュール
２ ＬＥＤ用回路基板
３ ＬＥＤチップ
２０ 絶縁金属基板
２１ 金属基板（第２の電極）
２２ 絶縁層
２３ 銅パンプ
２６ａ ＬＥＤ側銅回路（銅回路）
２６ｂ 第１電極側銅回路（銅回路）（第１の電極）
２６ｃ 第２電極側銅回路（銅回路）（他の銅回路）（第２の電極）
２７ａ ＬＥＤ側無電解ニッケルメッキ層（無電解ニッケルメッキ層）
２７ｂ 第１電極側無電解ニッケルメッキ層（無電解ニッケルメッキ層）
２７ｃ 第２電極側無電解ニッケルメッキ層（無電解ニッケルメッキ層）
２９ 電解銀メッキ層

Claims (13)

1. 金属基板上に、絶縁層及び銅バンプが形成されてなる絶縁金属基板と、
   前記絶縁層上に形成された銅回路と、
   前記銅回路上に形成された導伝層と、
   前記導伝層上に形成された無電解金メッキ層と、
   前記銅バンプ上に形成された、ＬＥＤ（発光ダイオード）チップを搭載するための電解銀メッキ層とを有する
   ＬＥＤ用回路基板。
2. 前記導伝層は、無電解ニッケルメッキ層である
   請求項１に記載のＬＥＤ用回路基板。
3. 前記銅回路は第１の電極を形成し、前記金属基板は第２の電極を形成する
   請求項２に記載のＬＥＤ用回路基板。
4. 前記電解銀メッキ層は、前記銅バンプを介して前記金属基板と通電される
   請求項３に記載のＬＥＤ用回路基板。
5. 前記銅回路は第１の電極を形成し、
   前記絶縁層上の前記第１の電極を形成する銅回路とは別の位置に、第２の電極を形成する他の銅回路が形成されている
   請求項２に記載のＬＥＤ用回路基板。
6. 前記無電解ニッケルメッキ層と前記無電解金メッキ層との間に無電解パラジウムメッキ層が形成されている
   請求項２〜請求項５の何れか１項記載のＬＥＤ用回路基板。
7. 前記金属基板は、
   銅、
   アルミニウム、又は、
   銅及びアルミニウムを含有する合金
   からなる
   請求項２〜請求項５の何れか１項記載のＬＥＤ用回路基板。
8. 前記無電解ニッケルメッキ層の厚さは０．１μｍ〜２０μｍであり、
   前記無電解金メッキ層の厚さは０．０１μｍ〜０．５μｍであり、
   前記電解銀メッキ層の厚さは０．１μｍ〜１０μｍである
   請求項２〜請求項６の何れか１項記載のＬＥＤ用回路基板。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載のＬＥＤ用回路基板の前記電解銀メッキ層上にＬＥＤ（発光ダイオード）チップが搭載され、
   前記ＬＥＤチップと前記無電解金メッキ層とが金属ワイヤで接続されてなる
   ＬＥＤモジュール。
10. 前記ＬＥＤチップは、蛍光体を含有する封止樹脂で封止されている
    請求項９記載のＬＥＤモジュール。
11. 請求項９又は請求項１０のＬＥＤモジュールが複数個配列されてなるＬＥＤ発光装置。
12. 請求項１１に記載のＬＥＤ発光装置が搭載された発光器具。
13. 請求項１１記載のＬＥＤ発光装置が搭載された照明器具。