JP2015144234A - 集合基板、発光装置及び発光素子の検査方法 - Google Patents

集合基板、発光装置及び発光素子の検査方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の発光素子を搭載した状態で、個々の発光装置に切断する前に、個別に発光素子を点灯させ、発光素子の色調を個別に測定することを実現し得る集合基板を提供する。
【解決手段】表面及び裏面を有する絶縁体９と、絶縁体９の表面に複数配列された、一対の第１及び第２表面配線１１、１２と、絶縁体９の裏面に複数配列された、一対の第１及び第２裏面配線と、第２表面配線１２及び第２裏面配線から分離されており、かつ、第１表面配線１１及び第１裏面配線に接続され、絶縁体９の内部において第１の方向に延長する第１内層配線と、第１表面配線１１及び第１裏面配線から分離されており、かつ第２表面配線１２及び第２裏面配線に接続され、絶縁体９の内部において、第２の方向に延長する部位を有する第２内層配線とを備える集合基板。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、集合基板、発光装置及び発光素子の検査方法に関する。
一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を用いた発光装置は、発光素子及び保護素子等の電子部品と、それらを配置する基板とによって構成される。さらに、発光素子及び保護素子等を保護し、発光素子を所定の色に発光させるために、蛍光体を含有した透光性樹脂が発光素子に被覆されて構成されることもある。
そのために、発光素子をチップ状に形成した後、配線又は端子等を備えた基板に発光素子が搭載される。ここで用いられる基板は、表面、内部及び／又は裏面に、一対の配線又は端子となる導電部材が、複数の発光装置に対応して連続パターンとして設けられている。発光素子が搭載された基板は、最終的に発光素子毎に又は特定数の複数の発光素子毎に切断され、発光装置として完成される。
そして、得られた発光装置は、個別に点灯確認、色調の調整がなされる。
一方、特許文献１には、最終的に、発光装置を製品化する前の状態では点灯しない又は輝度が不均一な発光装置の検査方法及び検査構造等が提案されている。
特開２００３−７８１７０号公報
しかし、ここで提案されている検査構造、この検査構造を備える基板は、検査のために別途設けられる構造であり、発光ダイオードのチップ化においても、発光素子を一次保存用の基板の間で転写し、その基板にビアホールを形成して発光素子の電極に延長配線を形成するなど、非常に煩雑な工程を経て検査構造とともに発光素子を基板に搭載しなければ検査方法が実施することができない。
このような状況下、特別な工程を経ることなく簡便かつ簡易に、発光装置形成用の集合基板に対して複数の発光素子を搭載した状態で、個々の発光装置に切断する前に、個別に発光素子を点灯させ、発光素子の色調を個別に測定することができる方法が求められている。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の発光素子を搭載した状態で、個々の発光装置に切断する前に、個別に発光素子を点灯させ、発光素子の色調を個別に測定することを実現し得る集合基板、これを用いた発光装置及び検査方法を提供することを目的とする。
本発明は、以下の発明を含む。
（１）表面及び裏面を有する絶縁体と、
該絶縁体の表面に複数配列された、一対の第１及び第２表面配線と、
前記絶縁体の裏面に複数配列された、一対の第１及び第２裏面配線と、
前記第２表面配線及び前記第２裏面配線から分離されており、かつ、前記第１表面配線及び前記第１裏面配線に接続され、前記絶縁体の内部において第１の方向に延長する少なくとも１つの第１内層配線と、
前記第１表面配線及び前記第１裏面配線から分離されており、かつ前記第２表面配線及び前記第２裏面配線に接続され、前記絶縁体の内部において、前記第１の方向と異なる第２の方向に延長する部位を有する少なくとも１つの第２内層配線とを備える集合基板。
（２）表面に一対の第１及び第２表面配線と、
裏面に一対の第１及び第２裏面配線と、
内部に第１表面配線及び第１裏面配線に接続された第１内層配線並びに第２表面配線及び第２裏面配線に接続された第２内層配線を備えた絶縁体とを含む基板、
該基板表面に搭載された発光素子及び
該発光素子を覆う蛍光体層を備える発光装置であって、
前記絶縁体は、向かい合う２辺を含む一対の端面にそれぞれ前記第１内層配線が露出し、向かい合う別の２辺を含む一対の端面にそれぞれ前記第２内層配線が露出している発光装置。
（３）上述の集合基板の前記一対の第１及び第２表面配線のそれぞれに、複数の発光素子を接続する工程、
前記発光素子を点灯させて、該発光素子の特性を検査する工程を含む発光素子の検査方法。
本発明によれば、複数の発光素子を搭載した状態で、個々の発光装置に切断する前に、個別に発光素子を点灯させ、発光素子の色調を個別に測定することを実現し得る集合基板を提供することができる。また、この集合基板を用いた発光装置及び簡便な検査方法を提供することができる。
本発明の集合基板の一例を示す概略斜視図である。 図１ＡのＡ−Ａ'線における部分断面図である。 図１Ａの集合基板の表面を表す平面図である。 図１Ａの集合基板の内層配線を表す平面図である。 図１Ａの集合基板の裏面を表す平面図である。 図１Ａの集合基板における導電部材（厚み省略）のみを表す概略斜視図である。 図１Ａの集合基板の電気配線図である。 本発明の集合基板の別の例における内層配線を表す平面図である。 図２Ａの集合基板の裏面を表す平面図である。 本発明の集合基板のさらに別の例における層構造を表す部分断面図である。 図３Ａの集合基板の内層配線の一部を表す平面図である。 図３Ａの集合基板の内層配線の別の一部を表す平面図である。 本発明の集合基板のさらに別の例における層構造を表す部分断面図である。 本発明の発光装置の一例を示す概略断面図である。 本発明の発光装置において、基板と発光素子との位置関係を示す概略平面図である。 本発明の発光装置の別の一例を示す概略断面図である。 図６Ａの発光装置の一例を示す概略斜視図である。 本発明の発光装置のさらに別の一例を示す概略断面図である。 本発明の発光装置のさらに別の一例を示す概略断面図である。
本願においては、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。以下の説明において、同一の名称、符号については同一又は同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
〔集合基板〕
本発明の集合基板は、表面及び裏面を有する絶縁体と、表面配線と、裏面配線と、内層配線とが含まれる。本願では、これらの配線を総称して導電部材ということがある。この集合基板は、複数の半導体素子等の電子素子を搭載するために利用することができ、特に、発光素子を搭載するための利用に有効である。従って、効率的に電子素子を搭載するために、複数の電子素子に規則的に配線し得る配線構造、例えば、第１の方向と第２の方向に規則的に配線し得る配線構造を備えるものが好ましく、特に行列方向に規則的に配線し得る配線構造を備えるものがより好ましい。
ここで、第１の方向とは、いずれの方向であってもよいが、２次元のｘ軸に相当する方向（例えば、行方向）であることが好ましい。第２の方向とは、第１の方向と異なる方向であればよいが、２次元のｙ軸に相当する方向（例えば、列方向）であることが好ましい。
（絶縁体）
絶縁体は、絶縁性を有する材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム等のセラミックス基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いて形成することができる。
絶縁体の形状は特に限定されないが、外形が、上述した表面及び裏面を備え、表面及び／又は裏面が平坦であることが好ましい。基体の形状としては、例えば、矩形平板状が好ましい。
絶縁体の厚み及び大きさは特に限定されず、搭載しようとする電子素子の大きさ及び数等によって適宜調整することができ、集合基体の厚み大きさに相当する。例えば、総厚みは０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度、大きさは５０ｍｍ×５０ｍｍ〜１００ｍｍ×１００ｍｍ程度が挙げられる。
絶縁体は、集合基板においては一体的に成形されているが、その製造過程において、層として成形され、これらの２以上が積層され、最終的に一体となって、集合基板を構成するものであってもよい。
集合基板は、絶縁体としてセラミックス基板を用いる場合、いわゆるポストファイア法（post firing、逐次焼成法）、コファイア法（co-firing、同時焼成法）、双方を利用した方法等のいずれでも製造することができる。ポストファイア法とは、予め焼成しておいた大径のセラミックス板上に、導電部材を形成する方法である。一方、コファイア法とは、セラミックス板、と導電部材の焼成を同時に行う方法である。特に、寸法精度の高い集合基板を得るためには、ポストファイア法を採用することが好ましい。ポストファイア法によって導電部材を形成する場合、フォトリソグラフィ技術を用いたリフトオフによる真空蒸着法又はスパッタ法等によって、微細なパターンを形成することができる。
コファイア法によれば、セラミックス板と導電部材との密着性が向上し、焼成するため製造コストが抑えられるという利点がある。
導電部のうち、基体に埋め込まれた部分はコファイア法で形成した後に、表面及び裏面に露出する部分についてはポストファイア法で形成してもよい。これにより、絶縁体内部に導電部材を埋め込む場合であっても、寸法精度を確保しつつ製造コストを抑えることができる。
（導電部材）
導電部材は、発光素子と外部電源とを電気的に接続し、発光素子に対して外部電源からの電圧を印加するためのものである。導電部材は、導電性を有する材料によって形成することができ、例えば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）等の金属又は合金の単層膜又は積層膜を用いることができる。絶縁体の一面に露出される導電部材のうち、その一部は、電子素子からの熱を放熱するために利用することができる。導電部材の厚みは特に限定されるものではなく、全部が同一の厚みを有していてもよいし、部分的に異なる厚みであってもよい。例えば、１μｍ〜１００μｍ程度が挙げられる。
（表面配線及び裏面配線）
表面配線は、絶縁体の表面に複数配列された、一対の第１及び第２表面配線である。一対の第１及び第２表面配線は、行列方向に規則的に配列されていることが好ましい。
裏面配線は、絶縁体の裏面に複数配列された、一対の第１及び第２裏面配線である。一対の第１及び第２裏面配線は、行列方向に規則的に配列されていることが好ましい。
表面配線及び裏面配線は、それぞれ、第１及び第２の一対あればよいが、第１及び／又は第２表面及び／又は裏面配線が、一対の中で２以上に分離していてもよい。
（内層配線）
第１内層配線及び第２内層配線は、絶縁体の内部に配置されている。
第１内層配線は、第２表面配線及び第２裏面配線から分離されており、つまり、電気的に非接続であり、第１表面配線及び第１裏面配線に接続されている。第２内層配線は、第１表面配線及び前記第１裏面配線から分離されており、第２表面配線及び第２裏面配線に接続されている。
第１内層配線は、絶縁体の内部において第１の方向に延長しており、第２内層配線は、第２の方向に延長する部位を有している。
ここで第１の方向に延長とは、第１内層配線の一端から他端への延長方向が第１の方向であればよく、第１内層配線の全ての部位が第１の方向に延長しているのみならず、その一部において、第１の方向と異なる方向に延長していても、その一部が第１の方向に延長する部位に連結されていればよい。第１の方向と異なる方向としては、いずれの方向であってもよく、２次元のｘ軸及びｙ軸方向とは異なる方向、３次元の種々の方向等が挙げられる。なかでも、第１の方向及び第２の方向に対して３次元の方向であることが好ましい。
第１内層配線及び第２内層配線は、それぞれ、少なくとも１本配置されていればよいが、２本以上配列されていることが好ましい。特に、第１内層配線は、行方向又は列方向に向かって、それぞれ分離されて複数本延長していることが好ましい。第２内層配線は、列方向又は行方向に向かって、それぞれ分離されて複数本延長していることが好ましい。ただし、両者は接触しないように、分離して配置される。
例えば、第１内層配線は、行方向に向かって延長する配線が、列方向に複数本、互いに分離して配列されていることが好ましい。第２内層配線は、列方向に向かって延長する部位を有する配線が、行方向に複数本、互いに分離して配列されていることが好ましい。ただし、第１内層配線及び第２内層配線が同じ面方向に延長する場合は、両者が交差しないように、いずれか一方の内層配線が、他方の内層配線を跨ぐ形状（三次元の形状）で延長することが好ましい。
このように、第１内層配線は、第１表面配線とそれに対応する第１裏面配線とを接続するのみならず、第１の方向に配列する第１表面配線同士及び第１裏面配線同士を、さらに第１表面配線と第１裏面配線とを接続するように構成されている。
第２内層配線は、第２表面配線とそれに対応する第２裏面配線とを接続するのみならず、第１内層配線とは離間して、第２表面配線及び／又は第２裏面配線を介して、第２の方向に配列する第２表面配線及び第２裏面配線を接続するように構成されている。
（パッド及び放熱部材）
絶縁体の裏面には、さらに、複数配列された第１及び第２裏面パッドを備えていることが好ましい。これらのパッドは、例えば、第１の方向及び第２の方向に配列された裏面配線の一端又は両端に、第１内層配線及び第２内層配線にそれぞれ対応して、配置されていることが好ましい。つまり、第１裏面パッドは、一対の裏面配線に対して、第１の方向の一端又は両端に配置されていることが好ましく、第２裏面パッドは、一対の裏面配線に対して、第２の方向の一端又は両端に配置されていることが好ましい。第１裏面パッドは、第１内層配線によって第１裏面配線に接続され、第２裏面パッドは、第２内層配線によって第２裏面配線に接続されていることが好ましい。
第１及び第２裏面パッドの大きさは特に限定されるものではなく、例えば、１つの裏面配線に対応する大きさから、一対の第１及び第２裏面配線の外形に対応する大きさ程度が好ましい。
第１内層配線及び第２内層配線は、それぞれ、両端に、幅広の領域を備えていることが好ましい。これらの幅広の領域は、第１の方向に配列された第１内層配線の一端又は両端に、第２の方向に配列された第２内層配線の一端又は両端にそれぞれ配置されていることが好ましい。
幅広の領域の大きさは特に限定されるものではなく、裏面パッドに対応する大きさ、位置等に配置することができる。
第１内層配線及び第２内層配線のいずれか一方は、部分的に分岐していてもよい。この場合、例えば、第１内層配線又は第２内層配線が、行方向又は列方向において互いに隣接する一対の第１及び第２表面配線を跨ぐ領域に対応する領域で分岐していることが好ましい。このような分岐によって、分岐した部位を放熱部材として、発光素子と外部電源との電気的接続に関与しない配線とすることができ、集合基板自体の放熱性を確保することができる。特に、導電部材のような比較的放熱性の良好な材料の面積を分岐することによって増大させることにより、集合基板自体のより一層の放熱性を確保することができる。その結果、これを用いて発光装置を形成した場合に、放熱性が良好で、高寿命の発光装置を得ることができる。
また、絶縁体は、その裏面に、一対の第１裏面配線又は第２裏面配線に加えて、第３裏面配線を備えていてもよい。この第３裏面配線は、放熱部材として機能させることができる。特に、この第３裏面配線を上述した内層配線の分岐した部位に接続させることにより、より一層の絶縁体の放熱性を向上させることができる。なお、内層配線の分岐した部位と、第３裏面配線とは、内層配線と裏面配線との接続と同様の手法によって接続させることができる。
（導電部材の層構造）
これらの導電部材は、例えば、層構造によって構成することができる。例えば、
第１及び第２表面配線は、第１導電層によって構成されていることが好ましい。
第１及び第２裏面配線は、第８導電層によって構成されていることが好ましい。
第１内層配線は、第１の方向に延長する第２導電層と、この第２導電層から第１導電層に向かって延長する第３導電層と、第２導電層から第８導電層に向かって延長する第４導電層とによって構成されていることが好ましい。
第２内層配線は、第２の方向に延長する第５導電層と、この第５導電層から第１導電層に向かって延長する第６導電層と、第５導電層から第８導電層に向かって延長する第７導電層とによって構成されていることが好ましい。
特に、第３導電層、第４導電層、第６導電層及び第７導電層は、上述した３次元のｚ方向に延長するものが好ましい。ただし、その方向は、±１０度程度の傾斜を許容する。
これらの構成によって、集合基板において、正負の一対の配線等を構成する導電部材を分離して配線することができるために、複数の発光素子が集合基板に搭載され、各発光素子の一対の電極が、一対の第１及び第２表面配線にそれぞれ接続された場合には、各発光素子を、集合基板に搭載した状態で点灯させることができる。その結果、発光素子を個別に特性検査することができ、例えば、色調の調整等を行うことができる。特に、第１内層配線がそれぞれ分離して複数本及び／又は第２内層配線がそれぞれ分離して複数本配置される場合には、特定の位置の発光素子のみを点灯させることができ、特に近年の小型／薄型の発光素子及び発光装置において、個々に特性検査を確実かつ簡便に行うことができる。
加えて、このような点灯等の特性検査をした後は、後述するように、発光素子搭載集合基板を分割することのみによって、最終製品である発光装置を完成させることができ、より一層簡便に発光装置を製造することができる。
これらの各導電層は、例えば、上述した絶縁体の層に形成されていることが好ましい。例えば、絶縁体が２層以上の積層構造として形成される場合、絶縁体は、第１導電層、第２導電層、第５導電層及び第８導電層の１以上をその表又は裏面に配置し、第３導電層、第４導電層、第６導電層及び第７導電層の１以上をその内部に備える層を有することが好ましい。
例えば、絶縁体は、
（１）第１導電層をその表又は裏面に配置する層、
（２）第２導電層をその表又は裏面に配置する層、
（３）第５導電層をその表又は裏面に配置する層、
（４）第２導電層及び第５導電層をその表又は裏面に配置する層、
（５）第１導電層をその表又は裏面に配置し、かつ第２導電層をその裏又は表面に配置する層、
（６）第１導電層をその表又は裏面に配置し、かつ第５導電層をその裏又は表面に配置する層、
（７）第１導電層をその表又は裏面に配置し、かつ第２導電層及び第５導電層をその表又は裏面に配置する層、
（８）第８導電層をその表又は裏面に配置する層、
（９）第８導電層をその表又は裏面に配置し、かつ第２導電層をその裏又は表面に配置する層、
（１０）第８導電層をその表又は裏面に配置し、かつ第５導電層をその裏又は表面に配置する層、
（１１）第８導電層をその表又は裏面に配置し、かつ第２導電層及び第５導電層をその表又は裏面に配置する層、
（１２）第２導電層をその表又は裏面に配置し、かつ第５導電層をその裏又は表面に配置する層の１以上を有していることが好ましい。
これら（１）〜（１２）の層は、
（１３）第３導電層をその内部に備える層、
（１４）第６導電層をその内部に備える層、
（１５）第３導電層及び第６導電層をその内部に備える層、
（１６）第４導電層をその内部に備える層、
（１７）第７導電層をその内部に備える層、
（１８）第４導電層及び第７導電層をその内部に備える層
（１９）第３導電層及び第７導電層をその内部に備える層、
（２０）第４導電層及び第６導電層をその内部に備える層の１以上を同時に満たすものであってもよい。
例えば、絶縁体が２層の積層構造によって形成される場合、絶縁体は、上記（１）、上記（４）、上記（７）、上記（１５）又は上記（１８）を備えるものがより好ましい。上記（１）と（４）とを同時に備えるものがさらに好ましい。上記（１）と（４）と（１５）とを同時に備えるものが一層好ましい。あるいは、上記（８）を備えるものが好ましく、上記（８）と上記（４）とを同時に備えるもの、上記（８）と上記（１８）とを同時に備えるものがより好ましく、上記（１）と（８）とを同時に備えるものがさらに好ましく、上記（８）と（１８）とを同時に備えるもの又は上記（１）と（８）と（１８）とを同時に備えるものが一層好ましい。
なかでも上記（１）と（１５）とを同時に備える層と、上記（８）及び（１８）とを同時に備える層との２層構造の絶縁体が好ましい。この２層構造の絶縁体は、上記（７）又は（１１）を満たすものがより好ましい。つまり、第２導電層及び第５導電層は、第１導電層を一面に有する層と第８導電層を一面に有する層のいずれの他面に形成されていてもよい。
なお、第２導電層と第５導電層、第３導電層と第６導電層、第４導電層と第７導電層は、それぞれ、同じ成膜工程によって得られた層により形成されていなくてもよいが、それぞれ同層によって形成されているものが好ましい。
例えば、絶縁体が３層の積層構造によって形成される場合、絶縁体は、上記（１）、（２）、（３）又は（８）を備えるものが好ましく、上記（１３）、（１４）又は（１５）を備えるものが好ましく、上記（１６）、（１７）又は（１８）を備えるものが好ましい。上記（１）と（２）とを同時に備えるもの、上記（１）と（３）とを同時に備えるもの、上記（８）と（２）とを同時に備えるもの、あるいは上記（８）と（３）とを同時に備えるものがより好ましく、上記（１）と（２）と（１５）とを同時に備えるもの、あるいは上記（１）と（３）と（１５）とを同時に備えるものがさらに好ましく、上記（８）と（２）と（１８）とを同時に備えるもの、上記（８）と（３）と（１８）とを同時に備えるもの、上記（１）と（８）と（１５）と（１８）とを同時に備えるものがさらに好ましい。
なかでも、上記（５）と（１５）とを同時に備える層と、上記（１２）と（１５）とを同時に備える層と、上記（１０）と（１８）とを同時に備える層の３層構造、あるいは、上記（６）と（１５）とを同時に備える層と、上記（１２）と（１９）とを同時に備える層と、上記（１１）と（１８）とを同時に備える層の３層構造の絶縁体が好ましい。特に、上記（１）と（８）と（１５）と（１８）と（２０）と同時に備える層、上記（１）と（８）と（１５）と（１８）と（１９）と同時に備える層がより好ましい。ただし、この３層構造の絶縁体においては、第２導電層は、第１導電層を一面に有する層、第８導電層を一面に有する層、第５導電層を一面に有する層のいずれの他面に形成されていてもよい。あるいは、第５導電層は、第１導電層を一面に有する層、第８導電層を一面に有する層、第２導電層を一面に有する層のいずれの他面に形成されていてもよい。
なお、第３導電層と第６導電層とは、及び／又は第４導電層と第７導電層とは、全部又は一部が同層で形成されていてもよいし、それぞれ異なる層によって形成されていてもよい。
上述した構成を有する集合基板は、ｘｙｚの３次元構造に対応するシンプルな配線構造を有するため、特別な工程を経ることなく簡便かつ簡易に製造することができ、集合基板の薄膜化を実現することができる。
〔発光装置〕
発光装置は、複数の発光素子が、上述した集合基板の一対の第１及び第２表面配線（以下、表面配線ということがある）上にそれぞれ搭載され、各発光素子の一対の電極が、一対の第１及び第２表面配線に、それぞれ接合部材を介して接続されたものが、発光素子毎又は複数の発光素子毎に分割されて構成される。
従って、１つの発光装置は、集合基板が分割されて構成された基板と、この基板表面に搭載された発光素子とを含み、さらに、発光素子を基板表面に接続させる接合部材とを備える。発光装置は、さらに、発光素子を覆う蛍光体層を備えるものが好ましく、発光素子の周囲に配置される反射層をさらに備えるものがより好ましい。
ここでの基板は、上述した絶縁体が、その端面において、第１内層配線を２箇所で露出しており、かつ、第２内層配線を２箇所で露出しているものが好ましい。通常、発光装置は、平面形状が四角形であるために、向かい合う２辺を含む一対の端面にそれぞれ第１内層配線が露出し、向かい合う別の２辺を含む一対の端面にそれぞれ第２内層配線が露出しているものが好ましい。
また、第１内層配線及び第２内層配線は、絶縁体の厚み方向において異なる位置で又は同じ位置で、絶縁体の端面において露出していてもよい。
第１内層配線及び第２内層配線のいずれか一方は、部分的に分岐していてもよい。この場合、例えば、第１内層配線又は第２内層配線が、行方向又は列方向において互いに隣接する一対の第１及び第２表面配線を跨ぐ領域に対応する領域で分岐していることが好ましい。このような分岐によって、後述するように、分岐した部位を、発光素子と外部電源との電気的接続に関与しない配線とすることができ、集合基板自体の放熱性を確保することができる。特に、導電部材のような比較的放熱性の良好な材料の面積を増大することにより、集合基板自体のより一層の放熱性を確保することができる。その結果、これを用いて発光装置を形成した場合に、放熱性が良好で、高寿命の発光装置を得ることができる。
また、絶縁体（基板）は、その裏面に、一対の第１裏面配線又は第２裏面配線に加えて、第３裏面配線を備えていてもよい。この第３裏面配線は、放熱部材として機能させることができる。特に、この第３裏面配線を、上述した内層配線の分岐した部位に接続させることにより、より一層の絶縁体の放熱性を向上させることができる。ここでの内層配線の分岐した部位を、第３内層配線と称する。この第３内層配線は、基板の端面における第２内層配線の露出部近傍、例えば、絶縁体の厚み方向に同じ位置において露出していることが好ましい。これによって、外部との接触面積を増加させることができ、さらなる放熱性の向上に寄与させることができる。
このような構成によって、上述したように集合基板に発光素子が搭載された状態で個々の発光素子に短絡を生じさせることなく通電させることができるため、個々の発光素子を点灯させることができる。これによって、特性検査を行うことができ、不適当な色調等を表す発光素子に対して、個別に調整工程を追加することができる。その結果、得られる発光装置の特性を高品質に維持することが可能になり、また、１つの集合基板によって得られる発光装置の歩留まりを向上させることができる。
（発光素子）
発光素子としては、発光ダイオードを用いるのが好ましい。例えば、基板上に、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体、III−V族化合物半導体、II−VI族化合物半導体等、種々の半導体によって、発光層を含む積層構造が形成されたものが挙げられる。発光素子の基板としては、サファイア等の絶縁性基板や、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＡｓ等の導電性基板等が挙げられる。ただし、最終的には、発光素子はこれら基板を有していなくてもよい。
発光素子の基板が絶縁性である場合、後述する電着法等を用いて蛍光体層を形成するために基板の表面に導電性の層が一時的に必要になる場合がある。この導電性の層は、後述する反射層を形成する工程の前に除去してもよいが、酸化等により絶縁性にすることが好ましい。これにより後述する蛍光体層と良好な接着性を有する透光性の層を形成することができる。酸化する場合には、酸化によって、透光性に改質するか、高い透光性を有する部材に改質することができるものが好ましい。導電性及び／又は透光性の層は、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｐｂ等を用いることができる。
発光素子の基板が導電性である場合、反射層が発光素子上に形成されることを防止するため、後述する蛍光体層を形成した後に、発光素子の上に形成された蛍光体層の上に、透光性かつ絶縁性を有する材料を用いて被覆膜を形成してもよい。被覆膜としては、例えばＡｌxＯy（１＜ｘ、１＜ｙ）、ＳｉＯx（１＜ｘ）等の酸化物、ポリメタクリル酸メチル、ポリイミド、シリコーン樹脂のような有機物等によって形成することができる。
（接合部材）
接合部材は、発光素子を基板に実装するために用いられる。発光素子は、基板上に、フェイスアップ実装されてもよいが、フリップチップ実装されることが好ましい。接合部材は、例えば、基板の表面配線に、発光素子を接合させるために、少なくとも発光素子の電極と表面配線との間に介在するように配置される。接合部材としては、発光素子と表面配線とを導通させることができる材料を用いる。例えば錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、バンプ、異方性導電材、低融点金属などのろう材等を用いることができる。
（蛍光体層）
蛍光体層は、発光素子からの光を、異なる波長に変換させるものである。例えば、蛍光体層は、発光素子からの光より短波長に変換させるものでもよいが、光取り出し効率の観点から長波長に変換させるものが好ましい。蛍光体層は、少なくとも、発光素子の上面及び側面と、基板の上面において発光素子が配置される領域の周囲に露出する表面配線の表面に配置されている。発光素子の上面及び側面が蛍光体層で覆われることにより、発光素子から上方向及び横方向に出射する光を、一旦蛍光体層側に取り出すことができるため、発光素子内における光の吸収を低減することができる。
蛍光体層を形成する蛍光体としては、例えば、マンガン賦活フッ化物錯体蛍光体〔Ａ2ＭＦ6：Ｍｎ（ＡはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ4から選ばれる一種以上；ＭはＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒから選ばれる一種以上）、例えば、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ（ＫＳＦ）、ＫＳＮＡＦ（Ｋ2Ｓｉ1-xＮａxＡｌxＦ6：Ｍｎ）、Ｋ2ＴｉＦ6：Ｍｎ（ＫＴＦ）など〕、Ｅｕ、Ｃｅ等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、より具体的には、Ｅｕ賦活されたα又はβサイアロン型蛍光体、各種アルカリ土類金属窒化シリケート蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系の元素、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活される、アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト、アルカリ土類のハロシリケート、アルカリ土類金属シリケート、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン、アルカリ土類金属アルミン酸塩、アルカリ土類金属ケイ酸塩、アルカリ土類金属硫化物、アルカリ土類金属チオガレート、アルカリ土類金属窒化ケイ素、ゲルマン酸塩等の蛍光体、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される、希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩、又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される、有機又は有機錯体等の蛍光体が挙げられる。
蛍光体の形状は、特に限定されないが、例えば、球形又はこれに類似する形状が好ましく、０．１μｍ〜１００μｍ程度、特に１μｍ〜１０μｍの平均粒径を有することがより好ましい。
蛍光体層は、通常、発光素子を基板上に実装した後、発光素子の上面と、発光素子の周囲に露出している表面配線（つまり、第１表面配線と第２表面配線の表面）とを含めた部位に形成される。
蛍光体層は、電着法、静電塗装法、スパッタリング法、蒸着法、ポッティング法、印刷法、スプレー法等を用いて形成することができる。スパッタリング法、蒸着法、沈降法は、発光素子及び基体上全体に、蛍光体層を、バインダーを用いずに付着させることができる。ポッティング法、印刷法、スプレー法は、透光性部材中に分散させた蛍光体を用いることで、選択的に蛍光体を付着させることが可能である。ここでの透光性部材は、発光素子のピーク波長の６０％以上、７０％以上、８０％以上を透過し得る材料によって形成することができ、以下に示す熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等から適宜選択することができる。
なかでも、蛍光体層は、電着法、静電塗装法を利用して形成することが好ましい。
電着法、静電塗装法は、蛍光体層の形成を意図する部位に導電性を有する材料を配置することにより、その部位に選択的に蛍光体を付着させることができる。これらの方法によって、均一な厚みの蛍光体層を、所望の部位に形成することができる。
電着法では、蛍光体層は、例えば、蛍光体を含む溶液（電着用の浴液）中に、発光素子を載置した基体を配置する。次いで、溶液中での電気泳動により、蛍光体粒子を基体の表面配線及び発光素子の表面に堆積させることで形成される。
静電塗装法では、蛍光体を気相中に含有させ、ここに基体を配置して、気相中で、蛍光体粒子を基体の表面配線及び発光素子の表面に堆積させることで蛍光体層を形成することができる。
発光素子の表面が導電性の材料とされている場合は、発光素子自体に電圧を印加することにより、帯電された蛍光体粒子を電気泳動させて発光素子上に堆積させることができる。
また、サファイアなどの絶縁性基板に半導体を積層させてなる発光素子のように、発光素子の表面が非導電性の部位を有する場合は、発光素子の非導電性の部位に導電性の層を設けた後、その導電性の層に電圧を印加することにより、帯電された蛍光体粒子を電気泳動させて導電性の層を介して絶縁性基板上に堆積させることができる。
蛍光体層は、配置される部位によって、その厚みが異なっていてもよい。例えば、第１表面配線の上に配置された蛍光体層の厚みと第２表面配線の上に配置された蛍光体層の厚みが異なっていてもよい。
上述した配線構造を有する集合基板では、第１表面配線と第２表面配線とに別電位をかけることが可能となる。これにより、第１表面配線と第２表面配線とで異なる厚みの蛍光体層を形成することが可能となる。特に、いずれか一方の表面配線に他方よりも高い正電位をもたせることで、高い正電位をもたせたほうの表面配線には蛍光体層を形成しないようにすることができる。言い換えると、第１又は第２のいずれか一方の表面配線上にのみ蛍光体層を形成することが可能になる。
例えば、図５Ｂに示すように、上面視が矩形の発光素子６７の４辺のうちの３辺の近傍に、一方の表面配線、ここでは、第２表面配線１２が位置するようにすることによって、発光素子６７の近傍の表面配線に蛍光体を付着しにくくすることができる。
発光装置を暖色系のような色温度の低い発光色とする場合には、蛍光体を多量に必要とする。そのため、静電塗装による蛍光体の形成方法では、発光素子近傍の表面配線の上に形成された蛍光体層の上面が発光素子の上面に近い位置まで形成される程度に厚くなることがある。しかし、点光源のような色ムラの少ない発光装置とするためには、発光素子のみを蛍光体層で覆うことが好ましく、発光素子の周囲の表面配線の上には蛍光体層を形成しないか又はできる限り薄く形成されることが好ましい。上述したような配線構造を有する場合には、特定の位置の配線又は発光素子に対応する位置のみに導電性を付与し、塗装することができる。これによって、不要な領域への蛍光体層の付着を効果的に防止することができる。
蛍光体層の厚みは、蛍光体粒子の堆積条件や時間により適宜調整することができる。発光素子を覆う蛍光体層は、略均一な厚みで形成されていることが好ましい。蛍光体層は、０．０１μｍ〜１００μｍ程度の厚みを有していることが好ましい。
導電性の層は、反射層を形成する前に、除去するか、もしくは絶縁性に改質させる。例えば、（１）導電性の層を形成後に、電着用の浴液に導電性の層の材料を選択的に溶解させる材料を含有させる、（２）蛍光体層を形成した後に導電性の層を溶解液に浸漬させて溶解する、（３）蛍光体層を形成した後に、例えば酸化処理等によって絶縁性に改質する、等の方法が挙げられる。上記（１）及び（２）の場合は、塩酸、硫酸等の酸性浴液、水酸化ナトリウム、アンモニア等のアルカリ浴液に浸漬させることで、被覆層を溶解させる。この場合の導電性の層の材料としては、Ａｌ、Ｚｎ等を用いることができる。上記（３）の場合は、絶縁性への改質に加えて、透光性に改質若しくは高い透光性を有する部材に改質させることが好ましい。この場合の導電性の層の材料としては、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｐｂ等が挙げられる。導電性の層の厚みは、上記の処理が可能な厚みであればよく、例えば１０ｎｍ〜１０００ｎｍとすることができる。
発光素子の基板が導電性である場合、反射層が発光素子上に形成されることを防止するため、蛍光体層を形成した後に、発光素子の上に形成された蛍光体層の上に、透光性かつ絶縁性を有する材料を用いて被覆膜を形成してもよい。この場合の被覆膜の材料としては、例えばＡｌxＯy（１＜ｘ、１＜ｙ）、ＳｉＯx（１＜ｘ）等の酸化物、ポリメタクリル酸メチルやポリイミドやシリコーン樹脂のような有機物等を用いることができる。
（反射層）
反射層は、第１及び第２表面配線の上に形成された蛍光体層を覆うものであり、光取り出し効率の低下を抑制する役割を担う。
反射層を構成する反射材料は、発光素子から出射された光及び蛍光体層で波長変換された光を効率よく反射させることができる材料が好ましく、そのピーク波長において８０％以上、さらに９０％以上反射させることができる材料がより好ましい。
反射層は、発光素子から出射された光及び蛍光体層で波長変換された光が透過、吸収しにくい材料が好ましい。また、絶縁性の材料であることが好ましい。
反射材料としては、特に限定されるものではないが、光を反射し得る材料、例えば、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＢａＳＯ4、ＭｇＯ等の粉末を用いることで、効率よく光を反射させることができる。これらの材料は単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。通常、これらの材料は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など、具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物；エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物；ハイブリッドシリコーン樹脂；ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物；ポリフタルアミド（ＰＰＡ）；ポリカーボネート樹脂；ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）；液晶ポリマー（ＬＣＰ）；ＡＢＳ樹脂；フェノール樹脂；アクリル樹脂；ＰＢＴ樹脂等の樹脂に混合されて用いることが好ましい。
上述したように、蛍光体層が電着法等によって形成される場合、発光装置の表面に露出している（つまり、電着用の浴液と接触する）導電性の部位、例えば、発光素子の周囲に露出する表面配線の表面に蛍光体粒子が付着する。これに対して、反射層は、発光素子の周囲に露出する表面配線上に形成された蛍光体層を覆うように形成されている。これにより、発光素子の表面に配置された蛍光体から出射された光が、発光素子の周囲の表面配線の上に設けられた蛍光体層に吸収されることにより生じる光の損失を低減することができる。また、表面配線上に形成された蛍光体層から出射される光を反射層によって遮断することができ、発光装置を点光源に近づけることができる。
また、電着法等によって蛍光体層を形成する場合、半導体層の下面と基体の上面との間に設けられる空隙の部分は、蛍光体粒子で十分に覆うことができない場合がある。表面配線の上に設けられた蛍光体層の上に反射層を形成することにより、この空隙の周囲を反射層で覆うことができる。その結果、上述した空隙から発光素子の光が漏れることを防止することができる。
反射層は、表面配線上に形成された蛍光体層の表面の全てを覆うことが好ましい。これにより、上述した効果をより効率的に発揮させることができる。
反射層は、例えば、１μｍ〜１００μｍ程度の厚みとすることが好ましい。反射層は、特に、反射層の上面が、発光素子の半導体層の下面よりも上に配置されるように形成することが好ましい。これによって、上述した空隙から発光素子の光が漏れることを防止することができる。また、発光層を含む半導体層の側面から出射される比較的強い光を反射層で遮断することができ、色ムラを低減することができる。
反射層は、その上面が発光素子の上面よりも下に配置されていることが好ましい。これにより、発光素子の側面方向に出射する光を反射層で遮断することなく、外部に取り出すことができる。また、発光層の側面から出射される比較的強い光を、蛍光体層を介して外部へ取り出すことができる。さらに、発光素子の周囲の表面配線、その上に設けられた蛍光体層による光の吸収を低減することができる。
発光素子の上面よりも下に反射層を配置するためには、表面配線上に形成される蛍光体層をできる限り薄く配置することが好ましい。上述したように、蛍光体を多量に必要とする場合であっても、表面配線上の蛍光体層の厚みを薄くすることができる点は、上述したとおりである。
〔発光素子の検査方法〕
まず、上述した集合基板の一対の第１及び第２表面配線のそれぞれに、複数の発光素子を接続する。
その後、発光素子を点灯させて、それぞれの発光素子の特性を検査する。
ここでの発光素子の特性とは、集合基板の状態で、一対の第１及び第２表面配線又は一対の第１及び第２裏面配線に、正負の電圧を印加することにより、発光素子を点灯させることができる。よって、点灯の有無をはじめとする種々の発光素子の特性を検査することができる。
特に、集合基板が、行列方向に規則的に複数配列された一対の第１及び第２表面配線を備え、行方向又は列方向に向かってそれぞれ分離されて複数本延長する第１内層配線を備え、さらに列方向又は行方向に向かってそれぞれ分離されて複数本延長する第２内層配線を備えている場合は、行、列、任意数の一部、１つのみの単位で発光素子を点灯させることができるため、輝度、明るさ、色調など、より詳細な特性を検査することができる。
例えば、集合基板上に発光素子を実装した後、発光素子を覆う蛍光体層を形成する場合には、発光素子ごとの点灯によって、蛍光体層による光の色調を測定することができる。そのため、この色調の測定（個別色調検査）によって、蛍光体層の形成が不十分な場合には、さらに特定の発光素子にのみ追加の蛍光体層を追加する工程を実行することができる。これによって、全ての発光素子を適切な色調に調整することができ、歩留まりを向上させることができる。
ここでの蛍光体層の形成は、上述した蛍光体層の製造方法のいずれを利用してもよいが、電着法又は静電塗装により形成することが好ましい。これにより、任意の部位に簡便に、かつ高精度に形成することができる。この場合、蛍光体層を、発光素子の表面と、発光素子の周囲の第１及び第２表面配線表面とに形成してもよいが、複数の発光素子のうちの一部のみ又は１つのみの表面と、発光素子の周囲の第１及び第２表面配線表面とに形成してもよい。後者の場合、１つの集合基板において異なる蛍光体層を備える発光装置を得ることができる。
追加の蛍光体層の追加は、上述した蛍光体層の製造方法のいずれを利用してもよいが、蛍光体を含む溶液のジェットディスペンサー塗布によって行うことが好ましい。１つの発光素子に対して、簡易かつ簡便に蛍光体層を追加することができるからである。
追加の蛍光体層の厚みは、例えば、５μｍ〜１００μｍが挙げられる。
なお、ジェットディスペンサー塗布をする前に、例えば、図７Ｂに示したように、蛍光体層６５及び／又は後述する反射層６６の上に、透光性樹脂層（図７Ｂ中、７０）を形成することが好ましい。この場合、発光素子の上面では、蛍光体層、透光性樹脂層、追加の蛍光体層がこの順序で積層されることになる。このように透光性樹脂を形成することにより、蛍光体層及び反射層の接着性を向上することができる。特に、蛍光体層又は反射層を電着で形成する場合など、これらの層が、例えば、ジェットディスペンサー等に起因する高い風圧に対して脆弱となる場合に、これらの層の変形又は剥離を確実に回避することができる。上述した蛍光体層又は反射層が風圧等に対して高い耐久性を有する場合は、透光性樹脂層を設けなくてもよい。この場合、透光性樹脂層を設ける場合と比べて、発光素子上方の樹脂層による界面が1つ減るので、光取り出し効率の面で有利である。
透光性樹脂層７０は、図７Ｂに示すように、蛍光体層６５又は反射層６６の全体を被覆していてもよいし、一部のみ被覆していてもよい。また、図７Ａに示すように、必ずしも、追加の蛍光体層６５aが形成されておらず、蛍光体層６５及び反射層６６を保護するために、透光性樹脂層７０のみが形成されていてもよい。
追加の蛍光体層、任意に形成される透光性樹脂層は、図７Ａ及びＢに示すように、上面が突出するように形成することが好ましい。これにより、透光性樹脂層又は追加の蛍光体層の表面で全反射する発光素子からの光の割合を減らすことができ、光取り出し効率を向上させることができる。
また、追加の蛍光体層、任意に形成される透光性樹脂層の別の形態として、上面が平坦であってもよい。この場合、発光素子を被覆する追加の蛍光体層又は透光性樹脂層の高さ方向に対する厚みを薄くすることができるため、照度低下を抑えた発光装置とすることができる。
透光性樹脂層は、上述した、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の中から選択して形成することができる。ここで透光性とは、発光素子からの光を６０％以上透過するもの、さらに、７０％、８０％又は９０％以上を透過するものが好ましい。
透光性樹脂層は、例えば、ポッティング法、印刷法、スプレー法等を用いて形成することができる。
透光性樹脂層を形成する場合、その厚みは、例えば、５μｍ〜１００μｍが挙げられる。透光性樹脂層の厚みは、追加の蛍光体層の厚みよりも薄いことが好ましい。
また、蛍光体層を形成した後、発光素子の特性を検査する前又は後、さらに、発光素子の周囲に反射層を形成してもよい。ここでの反射層は、発光素子の表面と、発光素子の周囲の第１及び第２表面配線表面上の蛍光体層上に、電着法又は静電塗装により形成することが好ましい。これによって、光の反射を制限することができるため、発光素子から出射される光及び蛍光体層によって波長変化した光を、より所望の色調に調整することができる。
以下に本発明の集合基板、発光装置及び発光素子の検査方法の実施形態を、図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１：集合基板
この実施形態における集合基板１０は、図１Ａに示すように、アルミナセラミックスからなる絶縁体９と、Ａｕによる表面配線と、裏面配線と、内層配線とを備える。集合基板１０は、１つの発光素子の搭載領域９ａ内に、各配線が一対配置されており、この単位を行列方向（例えば、３×３）に複数備える。
図１Ａ〜図１Ｆに示すように、絶縁体９は、上層Ａ及び下層Ｂの２層構造を有する。
絶縁体９の上層Ａの表面Ａａには、表面配線が配置されている。表面配線は、行列状に複数配列された一対の第１表面配線１１及び第２表面配線１２を備える。第１表面配線１１及び第２表面配線１２は、第１導電層１によって構成されている。
絶縁体９の下層Ｂの裏面Ｂｂには、裏面配線が配置されている。裏面配線は、第１表面配線１１及び第２表面配線１２のそれぞれに対応して複数配列された、一対の第１裏面配線２１及び第２裏面配線２２を備える。第１裏面配線２１及び第２裏面配線２２は、第８導電層８によって構成されている。
絶縁体９の上層Ａの表面Ａａから下層Ｂの裏面Ｂｂの間には、第１内層配線３１と第２内層配線３２とが配列されている。
第１内層配線３１は、例えば、行方向に向かって延長する第２導電層２と、この第２導電層２から第１導電層１に向かって延長する第３導電層３と、第２導電層２から第８導電層８に向かって延長する第４導電層４とによって構成されている。この構成によって、第１内層配線３１は、第１表面配線１１と第１裏面配線２１とを接続しており、第２表面配線１２及び第２裏面配線２２から分離されている。第１内層配線３１のうち、第２導電層２は、例えば、３本互いに離間して、第１方向である行方向（図１Ａ中、ｘ）に向かって延長している。
第２内層配線３２は、例えば、第２方向である列方向（図１Ａ中、ｙ）に向かって延長する第５導電層５と、この第５導電層５から第１導電層１に向かって延長する第６導電層６と、第５導電層５から第８導電層８に向かって延長する第７導電層７とによって構成されている。この構成と、第２表面配線１２及び／又は第２裏面配線２２を介して、第２表面配線１２と第２裏面配線２２とを接続しており、第１表面配線１１及び第１裏面配線２１から分離されている。第２内層配線３２のうち、第５導電層５は、例えば、列方向に向かって延長する部位を有する配線が、例えば、３本互いに離間して延長している。なお、第５導電層５は、第１内層配線３１を構成する導電層と交差、接触しないように、下層Ｂの表面Ｂａにて、一部において第２導電層２を避けるように分断されている。
第２導電層２と第５導電層５とは、例えば、下層Ｂの表面Ｂａに、同一の成膜工程で形成される層として配置されている。
第３導電層３と第６導電層６とは、上層Ａの内部に、スルーホールを埋設するように、同一の成膜工程で形成される層として配置されている。
第４導電層４と第７導電層７とは、下層Ｂの内部に、スルーホールを埋設するように、同一の成膜工程で形成される層として配置されている。
第３導電層３及び第６導電層６の第１導電層１、第２導電層２、第５導電層５との接続位置、第４導電層４及び第７導電層７の第２導電層２、第５導電層５、第８導電層８との接続位置は、例えば、図１Ｃ〜１Ｆに示したように、それぞれ、１つの発光素子の搭載領域９ａ内においてそれぞれ１箇所以上で、最短距離で接続されている。ただし、第２表面配線１２を構成する第１導電層１と、第２内層配線３２を構成する第５導電層５とは、１つの発光素子の搭載領域９ａ内で、第１内層配線３１を構成する第２導電層２の両側で１箇所ずつ接続されている。
絶縁体９の下層Ｂの裏面Ｂｂには、一対の第１裏面配線２１及び第２裏面配線２２が配列された領域、つまり、１つの発光素子の搭載領域９ａに対応する領域の外周に、裏面パッドを備える。
裏面パッドは、この領域の列方向に沿って、第１裏面パッド２１ａが、領域の数に対応して、２列配列されており、第２裏面パッド２２ａが、この領域の行方向に沿って、領域の数に対応して、２列配列されている。第１裏面パッド２１ａは、第１内層配線３１によって第１裏面配線２１に接続され、第２裏面パッド２２ａは、第２内層配線３２によって第２裏面配線２２に接続されている。
なお、１つの発光素子の搭載領域９ａの外周において、つまり、裏面パッドに対応する位置において、第２導電層２と第５導電層５は、その両側が幅広となっている。この幅広の領域３１ａ、３２ａは、裏面パッドに対応する数配置されている。この幅広の領域３１ａ、３２ａは、第４導電層４及び第７導電層７によって、それぞれ裏面パッドと接続されている。
このように構成される集合基板は、非常にシンプルな発光素子搭載基板として、図１Ｇに示すように、正負の配線が短絡することなく、行列単位で正負の電源を印加することができる。
実施の形態２：集合基板
この実施形態における集合基板２０は、図２Ａに示すように、内層配線が部分的に分岐している以外、実質的に実施の形態１の集合基板１０と同様の構成である。
この集合基板２０では、絶縁体９の上層Ａの表面Ａａから下層Ｂの裏面Ｂｂの間に配置された第５導電層５によって形成される第２内層配線４２が、列方向に延長する部位の一部、つまり、第１内層配線４１を跨ぐために分断した一方の端部において分岐部４２ｂを有している。言い換えると、１つの発光素子の搭載領域９ａ、列方向に隣接する領域間を跨ぐように、第２内層配線４２の一部が、分岐している。
この第２内層配線４２の分岐に伴って、図２Ｂに示すように、この分岐部４２ｂに対応する下層Ｂの裏面Ｂｂにおいて、第２裏面配線５２、５３が２つに分割されており、一方の第２裏面配線５３が、分岐部４２ｂの端部に第７導電層７によって接続され、他方の第２裏面配線５２が、分岐部４２ｂでない第２内層配線４２に、第７導電層７によって接続されている。
なお、下層Ｂの裏面Ｂｂにおいて、第２裏面配線５２、５３の占有面積が増加するために、第１裏面配線５１の下層Ｂの裏面Ｂｂでの占有面積が縮小されている。なお、第２裏面配線５３は、集合基板が、１つの発光素子の搭載領域で切断されると、第１表面配線及び第２表面配線に接続されない状態となり、放熱部材としての機能を果たす。
このような構成によっても、実施の形態１の集合基板と同様の機能を果たし、同様の効果を発揮する。
実施の形態３：集合基板
この実施形態における集合基板３０は、図３Ａに示すように、絶縁体が上層Ａ、中層Ｃ及び下層Ｂの３層を有する。この集合基板３０は、１つの発光素子の搭載領域内に、各配線が一対で配置されており、この単位を行列方向（例えば、３×３）に複数備える。
絶縁体の上層Ａの表面には、図１Ｃと同様に、行列状に複数配列された一対の第１表面配線６１及び第２表面配線６２を備える。第１表面配線６１及び第２表面配線１６は、第１導電層１によって構成されている。
絶縁体の下層Ｂの裏面には、図１Ｅと同様に、第１表面配線６１及び第２表面配線６２のそれぞれに対応して複数配列された、一対の第１裏面配線７１及び第２裏面配線７２を備える。第１裏面配線７１及び第２裏面配線７２は、第８導電層８によって構成されている。
絶縁体９の上層Ａの表面から下層Ｂの裏面の間には、第１内層配線８１と第２内層配線８２とが配列されている。また、上層Ａ及び下層Ｂの間には、中層Ｃが配置されている。
第１内層配線８１は、上層Ａの裏面と中層Ｃの表面の間に配置されており、行方向に向かって延長する第２導電層２を備える。また、この第２導電層２から第１導電層１に向かって延長し、上層Ａの内部に配置された第３導電層３と、第２導電層２から第８導電層８に向かって延長し、中層Ｃ及び下層Ｂの内部を貫通する第４導電層４とによって構成されている。この構成によって、第１内層配線８１は、第１表面配線６１と第１裏面配線７１とを接続しており、第２表面配線６２及び第２裏面配線７２から分離されている。
図３Ｂに示すように、第１内層配線８１のうち、第２導電層２は、例えば、中層Ｃの表面Ｃａに配置され、３本互いに離間して、第１の方向である行方向に向かって延長している。
各第１内層配線８１の両端には、それぞれ、その幅よりも幅広の領域８１ａが配置されている。
第２内層配線８２は、中層Ｃの裏面と下層Ｂの表面の間に配置されており、列方向に向かって延長する第５導電層５を備える。また、この第５導電層５から第１導電層１に向かって延長し、中層Ｃ及び上層Ａの内部を貫通する第６導電層６と、第５導電層５から第８導電層８に向かって延長し、下層Ｂの内部に配置された第７導電層７とによって構成されている。この構成によって、第２内層配線８２は、第２表面配線６２と第２裏面配線７２とを接続しており、第１表面配線６１及び第１裏面配線７１から分離されている。
各第２内層配線８２の両端には、それぞれ、その幅よりも幅広の領域８２ａが配置されている。
図３Ｃに示すように、第２内層配線８２のうち、第５導電層５は、例えば、下層Ｂの表面Ｂａに配置され、３本互いに離間して、第２方向である列方向に向かって延長している。
下層Ｂの裏面における裏面パッド、第２導電層及び第５導電層における両端の幅広の領域は、実質的に集合基板１０と同様である。また、上記以外の構成は、実質的に実施の形態１の集合基板１０と同様である。
このように構成される集合基板は、非常にシンプルな発光素子搭載基板として、図１Ｇに示すように、正負の配線が短絡することなく、行列単位で正負の電源を印加することができる。
実施の形態４：集合基板
この実施形態における集合基板４０は、図４に示すように、中層Ｃの表面及び裏面において第２導電層２と第５導電層５とが逆に積層され、それに伴って、第３導電層３が中層Ｃを貫通し、第６導電層６は、上層Ａのみを貫通し、第４導電層４は、下層Ｂのみを貫通し、第７導電層７が中層Ｃを貫通することによって、第１内層配線９１及び第２内層配線９２が構成されている以外は、実施の形態３の集合基板３０及び実施の形態１の集合基板１０と実質的に同様である。
このような構成によっても、実施の形態１及び３の集合基板と同様の機能を果たし、同様の効果を発揮する。
実施の形態５：発光装置
この実施形態における発光装置６０は、図５Ａに示すように、上述した集合基板によって得られた基板６８と、発光素子６７と、蛍光体層６５と、反射層６６とを備える。
基板６８は、略平板の上面視正方形であり、その表面に第１表面配線及び第２表面配線を構成する導電部材６３ｂを有する。また、その裏面には、第１裏面配線及び第２裏面配線を構成する導電部材６３ｃを有する。
なお、上述したように、第１裏面配線は第１内層配線によって接続されており、第２裏面配線は、第２内層配線によって接続されている。
第１内層配線及び第２内層配線は、基板６８の厚み方向での同じ位置（高さ）で、その端面において露出している（図５Ａ中、６３ａ及び図６Ｂ中、６３ａ参照）。第１内層配線は、一方の向かい合う２辺を含む基板６８の一対の端面で、第２内層配線は、他方の向かい合う２辺を含む基板６８の一対の端面で、それぞれ露出している。
基板６８の第１表面配線及び第２表面配線には、発光素子６７が、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕを介して、フリップチップ実装されている。発光素子６７は、図５Ｂに示した位置で、基板６８上に配置されている。
発光素子６７の側面及び上面（基板と対向する面と反対側の面）には、被覆層（Ａｌ膜）６４が薄膜状態で形成されており、その被覆層６４を介して、蛍光体層（ＹＡＧ系の蛍光体粒子（平均粒径は８μｍ）を含有）６５が形成されている。また、蛍光体層６５は、発光素子６７の周辺に露出する導電部材６３の上にも形成されている。
さらに、発光素子６７の周囲であって、蛍光体層６５の上に、ＳｉＯ2の粒子（平均粒径は０．２μｍ）を電着法により付着させた反射層６６が形成されている。
このような発光装置は、以下の方法によって製造することができる。
まず、上述した集合基板を準備し、表面配線の上に、複数の発光素子を、接合部材（例えば、半田）を介して接続する。
次に、集合基板上の発光素子を覆うように蛍光体層を形成する。蛍光体層は、発光素子の周囲に露出している表面配線を含む部位に形成する。
例えば、蛍光体を含む溶液（電着用の浴液）を準備し、その中に、発光素子を浸漬し、発光素子自体に電圧を印加することにより、帯電された蛍光体粒子を電気泳動させて発光素子上に堆積させる。なお、発光素子の表面にサファイア基板が配置する場合には、その表面に、導電性を有する被覆層を形成した後、その被覆層に電圧を印加してもよい。
その後、発光素子の周囲に反射層を形成する。反射層は、例えば、反射層を構成する反射材料を含む溶液中に発光装置を配置させ、溶液中で帯電された反射材料を電気泳動させることで、発光素子の周囲の導電部の上に、蛍光体層を介して堆積させることができる。
最後に、集合基板を、１つの発光素子が搭載される領域ごとに分割し、発光装置６０を得ることができる。
なお、上述した発光装置６０において、反射層を形成した後、さらに、図６Ａ及び６Ｂに示すように、発光素子の上部を覆う凸形状のレンズ６９を、例えば、透光性の材料を用いたポッティング、圧縮成形、トランスファー成形などによって形成したものであってもよい。
また、上述した発光装置６０において、蛍光体層６５及び反射層６６を保護するために、これら層の全表面に透光性樹脂層７０を積層することによって、図７Ａに示す発光装置６０ａとしてもよい。なお、この透光性樹脂層７０は、中央部分がその周辺よりも厚く形成されており凸型の形状を有している。
このような工程の追加及び構成とすることにより、得られた発光装置の信頼性を向上させることができる。
実施の形態６：発光素子の検査方法
実施の形態５で示したように、集合基板の一対の第１及び第２表面配線のそれぞれに複数の発光素子を接続する。
これによって、集合基板の状態で、電源を印加することによって、個々に発光素子を点灯させることができる。これによって、発光素子の点灯の特性等を、集合基板全体として、一部の発光素子群において、あるいは１つの発光素子ごとに検査することができる。
特に、発光素子と集合基板に搭載した後、発光素子を覆う蛍光体層を上述したように形成した場合には、発光素子を１つずつ点灯させることにより、蛍光体層の付着程度、つまり、蛍光体層による発光素子の色調を１つずつ測定することができる。
これによって、蛍光体層の付着程度が少ない場合には、集合基板に搭載された状態で、その発光素子にのみ、例えば、蛍光体を含む溶液のディスペンサー塗布によって、追加の蛍光体層（図７Ｂ中、６５ａ）を追加することができる。
その結果、集合基板の全体において、均一な特性を有する発光素子を製造することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
このような検査方法を終えた後に得られた発光装置は、上述した発光装置６０において、追加の蛍光体層６５ａ（厚み：５４μｍ）が追加されて、図７Ｂに示す発光装置６０ｂとなる。この場合、蛍光体層６５及び反射層６６が電着等により形成されることによって、成膜方法に起因する風圧に対して脆弱となることがあるため、蛍光体層６５及び反射層６６の変形又は剥離を確実に回避する目的で、追加の蛍光体層５ａの形成の前に、シリコーン樹脂からなる透光性樹脂層７０（厚み：３６μｍ）が形成されている。この透光性樹脂層７０は、中央部分がその周辺よりも厚く形成されており凸型の形状を有しており、追加の蛍光体層６５ａも凸形状となる。
つまり、発光装置６０ａでは、蛍光体層６５及び反射層６６の全表面に透光性樹脂層７０及び追加の蛍光体層６５ａがこの順に積層されることとなる。
このような工程の追加及び構成とすることにより、均一な特性を有する発光装置を歩留まりよく製造することができ、得られた発光装置の信頼性を向上させることができる。
あるいは、蛍光体層を形成した後、さらに、上述したように、反射層を形成した場合には、発光素子を１つずつ点灯させることにより、蛍光体層の付着程度のみならず、発光素子の輝度、明るさ等を１つずつ測定することができる。
これによって、反射層の付着程度が少ない場合には、集合基板に搭載された状態で、その発光素子にのみ、例えば、反射層を含む溶液のディスペンサー塗布によって、反射層を追加することができる。
その結果、集合基板の全体において、均一な特性を有する発光素子を製造することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
本発明の集合基板は、種々の電気素子、例えば、半導体素子、発光素子等を搭載するために利用することができ、個々の素子に分割する前の集合状態での動作、点滅等の電気素子等の検査に利用することができる。
Ａ 上層
Ａａ 表面
Ｂ 下層
Ｂａ 表面
Ｂｂ 裏面
Ｃ 中層
１ 第１導電層
２ 第２導電層
３ 第３導電層
４ 第４導電層
５ 第５導電層
６ 第６導電層
７ 第７導電層
８ 第８導電層
９ 絶縁体
９ａ 発光素子の搭載領域
１０、２０、３０、４０ 集合基板
１１、６１ 第１表面配線
１２、６２ 第２表面配線
２１、５１、７１ 第１裏面配線
２１ａ、２２ａ、５１ａ、５２ａ 裏面パッド
２２、５２、５３、７２ 第２裏面配線
３１、４１、８１、９１ 第１内層配線
３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａ、８１ａ、８２ａ 幅広の領域
３２、４２、８２、９２ 第２内層配線
４２ｂ 分岐部
６０、６０ａ、６０ｂ 発光装置
６３ａ 内層配線
６３ｂ、６３ｃ 導電部材
６４ 被覆層
６５ 蛍光体層
６５ａ 追加の蛍光体層
６６ 反射層
６７ 発光素子
６８ 基板
６９ レンズ
７０ 透光性樹脂層

Claims (18)

  1. 表面及び裏面を有する絶縁体と、
    該絶縁体の表面に複数配列された、一対の第１及び第２表面配線と、
    前記絶縁体の裏面に複数配列された、一対の第１及び第２裏面配線と、
    前記第２表面配線及び前記第２裏面配線から分離されており、かつ、前記第１表面配線及び前記第１裏面配線に接続され、前記絶縁体の内部において第１の方向に延長する少なくとも１つの第１内層配線と、
    前記第１表面配線及び前記第１裏面配線から分離されており、かつ前記第２表面配線及び前記第２裏面配線に接続され、前記絶縁体の内部において、前記第１の方向と異なる第２の方向に延長する部位を有する少なくとも１つの第２内層配線とを備えることを特徴とする集合基板。
  2. 前記複数配列された一対の第１及び第２表面配線は、行列方向に規則的に配列されている請求項１に記載の集合基板。
  3. 前記第１内層配線は、行方向又は列方向に向かって、それぞれ分離されて複数本延長し、
    前記第２内層配線は、列方向又は行方向に向かって、それぞれ分離されて複数本延長している請求項１又は２に記載の集合基板。
  4. 前記第１内層配線及び第２内層配線のいずれか一方が、部分的に分岐している請求項１〜３のいずれか１つに記載の集合基板。
  5. 前記第１内層配線又は第２内層配線は、行方向又は列方向において互いに隣接する一対の第１及び第２表面配線を跨ぐ領域に対応する領域で分岐している請求項４に記載の集合基板。
  6. 前記絶縁体の裏面に、さらに、複数配列された第１及び第２裏面パッドを備え、
    前記第１裏面パッドは、第１内層配線によって第１裏面配線に接続され、
    前記第２裏面パッドは、第２内層配線によって第２裏面配線に接続されている請求項１〜５のいずれか１つに記載の集合基板。
  7. 前記第１及び第２表面配線は第１導電層によって構成され、
    前記第１及び第２裏面配線は第８導電層によって構成され、
    前記第１内層配線は、前記第１の方向に延長する第２導電層と、該第２導電層から前記第１導電層に延長する第３導電層と、前記第２導電層から前記第８導電層に延長する第４導電層とによって構成され、
    前記第２内層配線は、前記第２の方向に延長する第５導電層と、該第５導電層から前記第１導電層に向かって延長する第６導電層と、前記第５導電層から前記第８導電層に向かって延長する第７導電層とによって構成される請求項１〜６のいずれか１つの集合基板。
  8. 前記絶縁体は２層以上の積層構造を有する請求項１〜７のいずれか１つに記載の集合基板。
  9. 複数の発光素子が集合基板に搭載されており、各発光素子は、一対の電極が、前記一対の第１及び第２表面配線に、それぞれ接合部材を介して接続されている請求項１〜８のいずれか１つに記載の集合基板。
  10. 表面に一対の第１及び第２表面配線と、
    裏面に一対の第１及び第２裏面配線と、
    内部に第１表面配線及び第１裏面配線に接続された第１内層配線並びに第２表面配線及び第２裏面配線に接続された第２内層配線を備えた絶縁体とを含む基板、
    該基板表面に搭載された発光素子及び
    該発光素子を覆う蛍光体層を備える発光装置であって、
    前記絶縁体は、向かい合う２辺を含む一対の端面にそれぞれ前記第１内層配線が露出し、向かい合う別の２辺を含む一対の端面にそれぞれ前記第２内層配線が露出している発光装置。
  11. 前記第１内層配線及び前記第２内層配線は、前記絶縁体の厚み方向での同じ位置で、前記絶縁体の端面において露出している請求項１０に記載の発光装置。
  12. 前記蛍光体層は、前記第１及び第２表面配線を被覆しており、
    前記前記第１表面配線の上に配置された蛍光体層の厚みと前記第２表面配線の上に配置された蛍光体層の厚みが異なっている請求項１０又は１１に記載の発光装置。
  13. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の集合基板の前記一対の第１及び第２表面配線のそれぞれに、複数の発光素子を接続する工程、
    前記発光素子を点灯させて、該発光素子の特性を検査する工程を含む発光素子の検査方法。
  14. 前記発光素子を点灯させて、該発光素子の特性を検査する工程が、
    前記発光素子の一部のみ又は１つのみを点灯させる工程である請求項１３に記載の発光素子の検査方法。
  15. さらに、前記発光素子を覆う蛍光体層を形成する工程を含み、
    該蛍光体層を、前記発光素子の表面と、該発光素子の周囲の前記第１及び第２表面配線表面とに、電着法又は静電塗装により形成する請求項１３又は１４に記載の発光素子の検査方法。
  16. 前記発光素子を点灯させて、該発光素子の特性を検査する工程が、
    前記発光素子を、個別に点灯させて、発光素子の色調を検査する工程である請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の発光素子の検査方法。
  17. さらに、前記発光素子を個別色調検査した後、特定の発光素子にのみ蛍光体層を追加する工程を含む請求項１６に記載の発光素子の検査方法。
  18. 特定の発光素子にのみ蛍光体層を追加する工程を、
    蛍光体を含む溶液のディスペンサー塗布によって行う請求項１７に記載の発光素子の検査方法。
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