JP4139634B2 - Ｌｅｄ照明装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板と、その熱伝導配線基板に複数のＬＥＤ素子が設けられたＬＥＤ照明装置と、それらの製造方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤ素子は、省電力、長寿命、小型であることから、表示灯などの光源として利用されている。さらに、近年、半導体技術の発達により輝度の高いＬＥＤ素子が比較的安価に製造されるようになったことから、蛍光ランプや白熱電球に替わる光源として検討されている。この際、一つのＬＥＤ素子ではその光束が小さいため、基板上に複数のＬＥＤ素子を格子状に配置して大きな照度を得る方式が多用されている。しかし、ＬＥＤ素子は発光時に発熱を伴うため、このような方式のＬＥＤ照明装置では、複数のＬＥＤ素子の発熱による過度な温度上昇がＬＥＤ素子の輝度の低下、波長のずれ、短寿命化等を招く。そこで、放熱性の高い金属からなるベース基板上にＬＥＤ素子のベアチップを実装して、熱を金属ベース基板に拡散する構造のＬＥＤ照明装置が提案されている。このような構造のＬＥＤ照明装置は、例えば、特開昭５５−１３２０８３号公報、特開昭６２−１４９１８０号公報等に開示されている。また、ＬＥＤ素子は側壁からも発光するため、複数のＬＥＤ素子を用いる場合は、複数のＬＥＤ素子の光が互いに干渉せず、かつ、光の方向をベース基板に垂直な方向に制御して効率を高める構造も求められる。そこで、上記の公報等では、反射板を取り付ける構造が提案されている。以下に、その構造の一例について、図１４を参照しながら説明する。
【０００３】
ベース基板１１１は、ベース金属１１２上に絶縁層１１３が設けられて構成されている。このベース基板１１１の絶縁層１１３上に配線パターン１１４が設けられている。ＬＥＤ素子１１６は、配線パターン１１４上に導電性接着剤１１５を用いて固定されており、ＬＥＤ素子１１６の下面側（ベース基板１１１に対向する面側）に配置された電極が導電性接着剤１１５を介して配線パターン１１４に電気的に接続されている。さらに、ＬＥＤ素子１１６の下面側の電極と接続されていない配線パターン１１４と、ＬＥＤ素子１１６の上面側に配置された電極とが、金属細線１１７を介して電気的に接続している。さらに、各ＬＥＤ素子１１６の周囲には、ベース基板１１１と一体化された反射板１１８が取り付けられている。図１５に、反射板１１８の一例が示されている。
【０００４】
また、例えば、実開昭６４−１３１６７号公報、特開平６−８０８４１号公報、特開２０００−３５３８２７号公報等には、図１４に示した構造と異なる構造のＬＥＤ照明装置が提案されている。その一例の構造について、図１６を参照しながら以下に説明する。
【０００５】
ベース基板１２１は、ベース金属１２２とベース金属１２２上に設けられた絶縁層１２３により構成されている。このベース基板１２１には、絶縁層１２３側からザグリ加工が施され、ベース金属１２２にまで渡る凹部が複数個形成されている。各凹部内には、ＬＥＤ素子１２６が収容されている。ＬＥＤ素子１２６は導電性接着剤１２５により凹部の底面に固定されており、ＬＥＤ素子１２６の下面側（ベース基板１２１に対向する面側）に配置されている電極がベース金属１２２と電気的に接続している。さらに、ＬＥＤ素子１２６の上面側に配置された電極は、金属細線１２７を介して、ベース基板１２１の絶縁層１２３上に設けられた配線パターン１２４と電気的に接続している。この構造例においては、凹部の壁面が光反射面として利用されている。また、この構造例では、ベース金属１２１は、電源１２８に電気的に接続されて、配線パターン１２４と共に複数のＬＥＤ素子１２６の共通の配線パターンとして機能している。
【０００６】
次に、ＬＥＤ素子１１６，１２６について説明する。ＬＥＤ素子１１６，１２６の電極構成としては、素子の上面および下面のうちの一方に正の電極を、他方に負の電極を形成した構成のものと、同一面から正負一対の電極が取り出された構成のものとの、二種類の構成が考えられる。なお、図１４および図１６に示したＬＥＤ照明装置に用いられているのは、素子の上面および下面のうちの一方に正の電極を、他方に負の電極を形成した構成のＬＥＤ素子である。図１７（ａ）（ｂ）に、例えばＧａＮ系半導体を用いた青色ＬＥＤにおける、両者の比較的単純な電極構成の一例を示す。
【０００７】
図１７（ａ）の例は、導電性の素子基板１３１上にｎ型半導体層１３２および活性層１３３が順に積層され、その上下にオーム性の電極１３４ａと１３４ｂとが形成されたＭＩＳ（metal-insulator-semiconductor）構造となっている。導電性の素子基板１３１としては例えばＳｉＣ基板、ｎ型半導体層１３２としては例えばＧａＮ、活性層１３３としては例えばＩｎＧａＮが用いられる。図１７（ｂ）の例は、絶縁性の素子基板１４１に、ｎ型半導体層１４２、活性層１４３、およびｐ型半導体層１４４が順に積層され、ｎ型半導体層１４２の露出部分とｐ型半導体層１４４の表面にオーム性の電極１４５ａと１４５ｂが形成された、ｐ−ｎ接合構造となっている。絶縁性の素子基板１４１としては例えば透光性も兼ね備えたサファイア基板、ｎ型およびｐ型半導体層１４２，１４４としては例えばＧａＮ、活性層１４３としては例えばＩｎＧａＮが用いられる。ｐ−ｎ接合を有するＬＥＤ素子は、ＭＩＳ構造のＬＥＤ素子よりも発光出力、発光効率が優れているため、近年、ｐ−ｎ接合のＬＥＤ素子に対する要求が高まっている。また、ＬＥＤ素子を基板に実装するにあたり、ＭＩＳ構造の電極構成の場合は、ＬＥＤ素子の下面の電極と基板とを導電性接着剤で接続し、上面の電極と配線パターンとを金属細線で接続するワイヤーボンディング実装が用いられる。このため、ＬＥＤ素子の周囲にワイヤーボンディング用のスペースを確保しなければならず、高密度実装には適さない電極構成であるといえる。これに対し、ｐ−ｎ接合の電極構成では、ＬＥＤ素子を配線パターン上にフェイスダウン状態で実装するフリップチップ実装が可能であり、これによって高密度実装が実現できるので、小型で照度の高いＬＥＤ照明装置が得られることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のＬＥＤ素子を基板上に配置して大きな照度を得るＬＥＤ照明装置においては、以下のような問題がある。
【０００９】
まず、ＬＥＤ素子を実装した後に基板上に反射板を取り付ける構成（図１４に示した構成）は、ＬＥＤ素子並びに金属細線と反射板とが接触しないようにアライメントが必要となるという問題である。特に、ＬＥＤ照明装置の小型化を図るために高密度実装を進めていくにつれ、アライメントはより困難となる。
【００１０】
一方、金属ベース基板にザグリ加工を施して形成した凹部にＬＥＤ素子を収容する構成（図１６に示した構成）は、複数の凹部を個々に加工する必要があり、複雑かつ高コストであるという問題を有する。さらに、露出したベース金属を電極として用いる構成では、一方の電極を必ずワイヤーボンディング実装しなければならず、高密度実装は困難である。このようなベース基板を用いてフリップチップ実装を用いるためには、ベース金属が露出した凹部の底面および側面に絶縁層および配線層を新たに形成しなければならないが、これは複雑かつ高コストである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のＬＥＤ照明装置の製造方法は、無機フィラーと、熱硬化性樹脂を含む未硬化の樹脂組成物との混合物を、シート状物に加工する第１の工程と、前記シート状物の少なくとも一主面に配線パターンと複数の凹部とを形成する第２の工程と、前記凹部内にＬＥＤ素子を実装する第３の工程とを含み、前記第２の工程が、離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程と、前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を金型で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、前記積層物の離型キャリアが配置されている面の所定の領域に凹部を形成する工程と、前記積層物において離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程とを含み、前記金型は、前記離型キャリアと接する面であって前記シート状物の所定の領域に対応する領域に凸部を有する形状を有し、前記離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程において、前記離型キャリアの一方の面の所定の領域に前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜を形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２のＬＥＤ照明装置の製造方法は、無機フィラーと、熱硬化性樹脂を含む未硬化の樹脂組成物との混合物を、シート状物に加工する第１の工程と、前記シート状物の少なくとも一主面に配線パターンと複数の凹部とを形成する第２の工程と、前記凹部内にＬＥＤ素子を実装する第３の工程とを含み、前記第２の工程が、一方の面の所定の領域に凸部を有する離型キャリアを用意し、前記離型キャリアの前記一方の面と対向する面に配線パターンを形成する工程と、前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を、板状の金型で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、前記積層物の離型キャリアが配置されている面の所定の領域に凹部を形成する工程と、前記積層物において離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程とを含み、前記離型キャリアの前記一方の面と対向する面に配線パターンを形成する工程において、前記離型キャリアの前記一方の面と対向する面の所定の領域に前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜を形成することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板は、無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とを含んだ絶縁層と、前記絶縁層の少なくとも一主面に設けられた配線パターンとを備え、前記絶縁層の前記一主面に複数の凹部が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
この熱伝導配線基板は、無機フィラーと樹脂組成物とを含む絶縁層をベース基板として用いているので、熱伝導率が高い。従って、ＬＥＤ素子を実装した場合に、ＬＥＤ素子の発光に伴い発生した熱を熱伝導配線基板に拡散させることができる。これにより、ＬＥＤ素子の温度上昇を抑えることができる。さらに、絶縁層に設けられた凹部内にＬＥＤ素子を収容して実装すれば、凹部の壁面がＬＥＤ素子の近傍に位置することになるため、輻射により伝達した熱の拡散効果も高くなり、ＬＥＤ素子の温度上昇を確実に抑えることができる。また、凹部の壁面は反射板と同様に機能するため、反射板を別途設ける必要がない。そのため、反射板の配置に伴うアライメントも不要である。さらに、ベース基板は絶縁層なので、コストを大幅に上げることなく凹部底面に配線層を形成することができる。このため、ＬＥＤ素子をフリップチップ実装することもでき、ＬＥＤ素子の周辺にワイヤーボンディング用のスペースを設けなくてもよい。このように、この熱伝導配線基板によれば、高密度実装が可能となり、ＬＥＤ照明装置の小型化を実現することができる。
【００１７】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記絶縁層が、前記無機フィラーを７０〜９５重量％、前記樹脂組成物を５〜３０重量％含むことが好ましい。絶縁層の熱伝導率をさらに良好なものとし、放熱性をより確実に向上させるためである。
【００１８】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記絶縁層の熱伝導率が１〜１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましい。これにより、放熱性が確実なものとなる。
【００１９】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記無機フィラーが、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、およびＡｌＮからなる群から選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。これらの材料からなる無機フィラーは熱伝導性に優れているので、熱伝導配線基板の熱伝達率の向上に有効だからである。
【００２０】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、およびイソシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。形成される絶縁層の電気絶縁性、機械的強度、および耐熱性が向上するからである。
【００２１】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記凹部は底部に向かって狭くなる形状であることが好ましい。これにより、ＬＥＤ素子を凹部内に実装した場合に、ＬＥＤ素子から発した光は、凹部の内壁面で反射されて、照明光として利用できる方向としての基板上方に効率よく発射されるからである。
【００２２】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記絶縁層が白色であることが好ましい。これにより、露出した絶縁層における光反射率が高いものとなり、ＬＥＤ素子から発せられた光の照明光への利用効率を高めることができるからである。
【００２３】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記凹部の内面の少なくとも一部に、前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜が設けられていることが好ましい。光の利用効率をさらに向上させるためである。また、この高反射膜は耐酸化性の金属からなることが好ましい。経時変化や雰囲気による酸化を防いで、高反射膜の高い光反射性を維持するためである。また、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記金属がＮｉまたはＡｕを主成分とすることが好ましい。これらの材料はＬＥＤ素子の実装性が高いため、高反射膜と、配線パターンの表面に実装性を改善するために設ける金属層とを、同一の材料にて形成できるからである。
【００２４】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記配線パターンが複数層設けられており、前記絶縁層には、相異なる層の配線パターンを互いに電気的に接続するビアが設けられている構成とすることができる。この構成によれば、実装面における配線パターンの占める割合を低減することができるので、ＬＥＤ素子の実装密度をより向上させることができる。なお、この場合、前記ビアは、前記絶縁層に形成された貫通孔に導電性樹脂組成物を充填してなることが好ましい。
【００２５】
本発明のＬＥＤ照明装置は、前記本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板と、前記熱伝導配線基板の凹部内に配置されて配線パターンと電気的に接続されたＬＥＤ素子とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
このＬＥＤ照明装置は本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板を用いているので、上述したように、高密度実装による装置の小型化が実現できる。さらに、ＬＥＤ素子から発光した光の進行方向は熱伝導配線基板の凹部の内壁により所定の方向に制御されるので、照明への利用効率が高くなり、同一サイズでの照度の向上が可能となる。
【００２７】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、前記ＬＥＤ素子は、同一面から正負一対の電極が取り出された構造を有し、前記凹部底面に設けられた配線パターン上にフリップチップボンディングで実装されていることが好ましい。高密度に実装することができるからである。
【００２８】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、少なくとも前記ＬＥＤ素子を被覆するように設けられ、前記ＬＥＤ素子から発せられた光を集光するレンズ部をさらに備えることが好ましい。これによりＬＥＤ素子の発光を光学的に制御でき、ＬＥＤ照明装置の照度を向上させることができる。また、前記レンズ部は透明樹脂にて形成することができる。また、前記透明樹脂は、前記ＬＥＤ素子から発せられた光の波長を所定の波長に変換する蛍光物質を含んでいてもよい。これにより、赤色、緑色、青色の発光を合成することなく、単一の発光色のＬＥＤ素子のみで白色発光を得ることが可能となるからである。また、前記レンズ部は凸の球面形状であることが好ましい。集光率を高めるためである。
【００２９】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、前記熱伝導配線基板の凹部が設けられた面の対向面上に放熱板を設けることが好ましい。放熱性をさらに向上させるためである。
【００３０】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法は、無機フィラーと、少なくとも熱硬化性樹脂を含む未硬化の樹脂組成物との混合物を、シート状物に加工する第１の工程と、前記シート状物の少なくとも一主面に配線パターンと複数の凹部とを形成する第２の工程とを含むことを特徴とする。これにより、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板を作製することができる。
【００３１】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、前記第２の工程が、離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程と、前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を金型で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、前記積層物の離型キャリアが配置されている面の所定の領域に凹部を形成する工程と、前記積層物において離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程とを含んでおり、前記金型は、前記離型キャリアと接する面であって前記シート状物の所定の領域に対応する領域に凸部を有する形状とすることができる。この方法によれば、複数の凹部の形成を一括して行うことができ、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板を容易に製造することができる。
【００３２】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、前記第２の工程は、一方の面の所定の領域に凸部を有する離型キャリアを用意し、前記離型キャリアの前記一方の面と対向する面に配線パターンを形成する工程と、前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を、板状の金型で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、前記積層物の離型キャリアが配置されている面の所定の領域に凹部を形成する工程と、前記積層物において離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程とを含んでいてもよい。この方法によっても、複数の凹部の形成を一括して行うことができ、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板を容易に製造することができる。
【００３３】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、前記第２の工程が、離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程と、前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を、板状の金型に挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧する工程と、前記積層物において前記離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層を加熱して軟化させてから、前記絶縁層の配線パターンが設けられている面の所定の領域を突起部を有する型を用いて押圧して凹部を形成する工程とを含んでいてもよい。この方法によれば、より微細な凹部の形成を行うことができる。
【００３４】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、前記第２の工程は、さらに、配線パターンが設けられた絶縁層の凹部の内面の少なくとも一部に前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜を形成する工程を含むことが好ましい。光の利用効率がさらに向上した熱伝導配線基板を作製するためである。
【００３５】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程において、前記離型キャリアの一方の面の所定の領域に前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜を形成することが好ましい。光の利用効率がさらに向上した熱伝導配線基板を容易に作製できるからである。
【００３６】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、前記第１の工程において、加工されたシート状物の所定の領域に貫通孔を形成し、前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填することが好ましい。これによりビアが作製できるので、凹部が形成された実装面と反対側の面にも配線パターンを設けることができる。このため、実装面における配線パターンの占める割合を低減することができるので、ＬＥＤ素子の高密度実装を実現できる。
【００３７】
本発明のＬＥＤ照明装置用の製造方法は、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法にて形成された熱伝導配線基板の凹部内にＬＥＤ素子を実装する工程を含むことを特徴とする。これにより、本発明のＬＥＤ照明装置を作製することができる。
【００３８】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、前記熱伝導配線基板の凹部が設けられた面の対向面上に、無機フィラーと、少なくとも熱硬化性樹脂を含む未硬化の樹脂組成物との混合物からなる未硬化のシート状物を介して放熱板を重ね合わせ、加熱しおよび厚み方向に加圧して全体を一体化する工程をさらに含むことが好ましい。これにより、放熱性がさらに向上したＬＥＤ照明装置を作製することができる。
【００３９】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、熱伝導配線基板の凹部内にＬＥＤ素子を実装する工程の後、前記ＬＥＤ素子を覆うように前記凹部内に透明樹脂を充填して硬化させる工程をさらに含むことが好ましい。この透明樹脂によりレンズ部が形成されるので、集光率の高いＬＥＤ照明装置を作製することができる。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図であり、図２（ａ）は図１に示したＬＥＤ照明装置の凹部近傍の構成を示す断面図であり、図２（ｂ）は図１に示したＬＥＤ照明装置に用いられているＬＥＤ素子１６の構成を示す断面図である。なお、図２（ａ）には、ＬＥＤ照明装置の一つの凹部およびＬＥＤ素子周辺のみの構成を示す。
【００４２】
本実施の形態におけるＬＥＤ照明装置は、絶縁層１３の少なくとも一主要面に配線パターン１４および複数の凹部を有する熱伝導配線基板１１と、前記凹部にそれぞれ収容されて配線パターン１４と電気的に接続されたＬＥＤ素子１６とを備え、前記凹部の内面の少なくとも一部（本実施の形態においては内側面）に絶縁層１３よりも光反射率の高い高反射膜１５が形成されている。また、表層の配線パターン１４とビア１８により電気的に接続された内層の配線パターン１９を備えている。また、熱伝導配線基板１１の凹部が設けられた面の対向面上（反対面上）に配置された放熱板１２を備えている。さらに、透明樹脂が凹部に充填されて形成されたレンズ部１７を備えている。さらに、配線パターン１４上にはＬＥＤ素子１６の実装性を向上させるための金属層２０が設けられており、高反射膜１５と絶縁層１３との間には高反射膜１５の下地としての金属層２１が設けられている。
【００４３】
ＬＥＤ素子１６は、バンプ２２を介して配線パターン１４にフリップチップ実装されている。フリップチップ実装としては、特に限定されないが、例えば、はんだや導電性接着剤を主成分とするバンプによる接続、ＬＥＤ素子１６の電極上に形成した金属バンプとはんだや導電性接着剤による接続等を用いることができる。特に、配線パターン１４の表面に形成された金属層２０がＡｕを主成分とする金属からなる場合、ＬＥＤ素子１６の電極上にＡｕを主成分とするバンプ（Ａｕバンプ）を形成しておき、このＡｕバンプと配線パターン１４上の金属層２１とを、加熱・加圧または超音波印加により直接接合するフリップチップ実装を用いることができる。これは、はんだおよび導電性接着材の塗布時に発生しやすいＬＥＤ素子１６の露出した発光面の汚染を懸念する必要が無い点から、好ましい。
【００４４】
ＬＥＤ素子１６は、材料、構造、および発光色は特に限定されないが、ここではフリップリップ実装が可能な構成のＬＥＤ素子を用いている。具体的には、図２（ｂ）に示すような、同一面から正負一対の電極が取り出された構成のＬＥＤ素子であり、絶縁性の素子基板１６１に、ｎ型半導体層１６２、活性層１６３、およびｐ型半導体層１６４が順に積層され、ｎ型半導体層１６２の露出部分とｐ型半導体層１６４の表面にオーム性の電極１６５ａと１６５ｂが形成された、ｐ−ｎ接合構造となっている。
【００４５】
なお、図１および図２（ａ）は、ＬＥＤ素子１６の高密度実装に適するフリップチップ実装の好ましい構成例であるが、図３（ａ）（ｂ）に示すように、同じ電極構成（図２（ｂ）に示した電極構成）のＬＥＤ素子１６を用いてワイヤーボンディング実装することも当然可能である。図３（ａ）（ｂ）では、絶縁層１３の一主要面に配線パターン１４および凹部が形成され、前記凹部に収容されたＬＥＤ素子１６の電極形成面と反対面の絶縁性の素子基板１６１が、接着剤２３を介して配線パターン１４に固定されており、正負それぞれの電極が配線パターン１４に金属細線２４で電気的に接続されている。
【００４６】
また、以上で説明した本実施の形態のＬＥＤ照明装置は、図２（ｂ）に示すような同一面側に正負一対の電極が形成されたＬＥＤ素子１６を用いた構成例であるが、上面および下面にそれぞれ正または負の電極が形成されたＬＥＤ素子も用いることができる。図４（ａ）（ｂ）では、図４（ｃ）に示すような、素子の上面および下面のうちの一方に正の電極を、他方に負の電極を形成した構成のＬＥＤ素子３１を用いた構成例が示されている。図４（ｃ）に示すＬＥＤ素子３１は、導電性の素子基板３１１上にｎ型半導体層３１２および活性層３１３が順に積層され、その上下にオーム性の電極３１４ａと３１４ｂとが形成されたＭＩＳ構造となっている。導電性の素子基板３１１としては例えばＳｉＣ基板、ｎ型半導体層３１２としては例えばＧａＮ、活性層３１３としては例えばＩｎＧａＮが用いられる。
【００４７】
図４（ａ）（ｂ）に示すＬＥＤ照明装置は、絶縁層１３の一主要面に配線パターン１４および凹部が形成され、前記凹部に収容されたＬＥＤ素子３１の一主要面の電極が、導電性接着剤３２を介して配線パターン１４に固定されており、反対面の電極が配線パターン１４に金属細線３３で電気的に接続されている。このようなワイヤーボンディング実装を用いた構成例では、金属細線３３は特に限定されず、金属細線３３と接合するＬＥＤ素子３１の電極ならびに配線パターン１４との接合性を考慮して適宜選択される。例えば、ＡｕやＡｌを用いることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態のＬＥＤ照明装置においてＬＥＤ素子１６，３１は凹部に完全に収容されている必要は無く、凹部の深さはＬＥＤ素子１６，３１の厚み以下で、ＬＥＤ素子１６，３１の一部のみが凹部に収容される構成であっても構わない。
【００４９】
以下に、絶縁層１３、配線パターン１４、高反射膜１５、ビア１８、放熱板１２、およびレンズ部１７についても、詳細に説明する。
【００５０】
絶縁層１３は、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物に無機フィラーを分散させてなる層であり、絶縁性樹脂並びに無機フィラーの選択によって、熱伝導度、線熱膨張係数、誘電率等の調整が可能となる。また、絶縁層１３の熱伝導率は１〜１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲とすることが好ましく、これにより良好な放熱性を有する熱伝導配線基板１１となる。また、絶縁層１３は白色であることが好ましい。この場合、露出した絶縁層１３における可視光の反射性を高くすることができ、光反射率の良好な高反射膜１５が配置されていない領域に向かった光の照明光への利用効率も高めることができるからである。
【００５１】
配線パターン１４としては、導電性に優れ、かつ、回路形成が容易に行われる材料にて形成されていればよいため、特に限定されないが、金属箔であることが好ましい。金属箔には、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｌおよびこれらのいずれかの金属を主成分とする合金が使用できるが、特にＣｕおよびＣｕを主成分とする合金が好ましい。Ｃｕは電気伝導性に優れ、安価で回路パターン形成が容易に行えるからである。また、この金属箔は、樹脂組成物と接する片方の面が粗化されていることが好ましい。金属箔と樹脂組成物との接着強度が向上するからである。配線パターン１４は転写にて形成されることが好ましい。このため、キャリア層に剥離層を介して配線パターン形状の金属箔が付着した転写パターン形成材を用いることが好ましい。これによりエッチング等による微細な配線パターンの作製が容易となり、さらに、キャリア層があるため取り扱いやすいからである。なお、本実施の形態におけるＬＥＤ照明装置の図（図１〜図４）においては、配線パターン１４が絶縁層１３に埋設されている場合を示しているが、配線パターン１４が絶縁層１３に埋設されておらず表面に付着した状態であってもよい。
【００５２】
光反射率の優れた高反射膜１５は、凹部の内面の少なくとも一部に形成されており、これにより、ＬＥＤ素子１６，３１からの光を効率よく反射し、ＬＥＤ照明装置の照度を向上することができる。高反射膜１５としては、その表面を鏡面に維持できるものが好ましく、特に光沢性を有する耐酸化性の金属膜であることが望ましい。例えば、めっき法、蒸着法、スパッタ法等により形成したＮｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌなどを主成分とする金属膜が利用できる。これにより、経時変化や雰囲気による酸化を防止でき、高い光反射性を維持することができる。特に、ＮｉまたはＡｕを主成分とする金属膜を利用した場合、これらの材料は、ＬＥＤ素子の実装性が高いため、配線パターン１４の表面に実装性を改善するために形成する金属層２０としても使用できる。従って、高反射膜１５をＮｉまたはＡｕを主成分とする金属膜にて形成する場合は、同一の材料および同一の工程にて、高反射膜１５と金属層２０とを形成できるため、好ましい。
【００５３】
ビア１８は、絶縁層１３の表層の配線パターン１４と内層の配線パターン１９の所定位置同士を電気的に接続するために形成されており、めっきや導電性樹脂組成物により形成される。
【００５４】
放熱板１２には、熱伝導性に優れたＡｌやＣｕ等からなる金属板を使用することが好ましく、より好ましくは、放熱フィンを備えたものを使用することである。特に、Ａｌは加工性に優れるため、放熱板１２を複雑な形状に形成して表面積を大きくすることが可能であり、良好な放熱性を得ることができる。また、放熱板１２の絶縁層１３との接着面は、粗面化処理されていることが好ましい。これにより接着がより強固となるからである。粗面化処理方法としては、化学的処理方法および物理的処理方法のいずれも採用可能である。化学的処理方法としては、例えば、塩化鉄、塩化銅等の水溶液中に放熱板１２を浸漬してエッチングする方法が挙げられる。また、物理的処理方法としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3などの粉末を圧縮空気ととも放熱板１２の表面に吹き付ける方法が挙げられる。
【００５５】
レンズ部１７は、ＬＥＤ素子１６，３１を覆うように透明樹脂を凹部に充填することで形成されており、光を集光するレンズとして機能する。このレンズ部１７は、集光率を高めるため、凸である球面形状であることが好ましい。また、図１〜図４に示した構成例のように、ＬＥＤ素子１６，３１と配線パターン１４との電気的接続手段であるバンプ２２、導電性接着剤３２、および金属細線２４，３３の周囲を覆うことが、より好ましい。これにより、接続部の信頼性を高めることができるからである。なお、本明細書における透明とは、必ずしも無色透明であることを意味するものではなく、ＬＥＤ素子からの光を透過するという意味である。なお、レンズ部１７を構成する透明樹脂が蛍光物質を含み、通過したＬＥＤ素子からの光の波長が変換される構成とすれば、赤色、緑色、青色の光を合成することなく、単一の発光色のＬＥＤ素子のみで白色発光を得ることが可能となる。例えば、青色の光を白色に変換する蛍光物質としては、青色と補色関係にある蛍光染料・顔料や、ＹＡＧ系蛍光体が利用できる。この透明樹脂の材料については、絶縁性および透光性が高ければ特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、低融点ガラス等が使用可能である。これらは、ＬＥＤ素子１６，３１を封止する際に必要な溶融温度がＬＥＤ素子１６，３１の耐熱温度以下である点から好ましい。
【００５６】
次に、熱伝導配線基板１１の構成について、より詳細に説明する。図５（ａ）は、図１に示した熱伝導配線基板１１の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図５（ａ）（ｂ）に示すように、絶縁層１３の一主要面には配線パターン１４および凹部が形成され、さらに、凹部の内面の少なくとも一部（本実施の形態においては内側面）に高反射膜１５が形成されている。配線パターン１４は、凹部の底面に形成されたＬＥＤ素子実装用の電極と、それにつながる凹部の側壁および絶縁層１３の主面に沿って形勢された引出し配線とで構成されている。高反射膜１５が金属膜のように導電性を有している場合、図５（ａ）に示すように、配線パターン１４に電気的に接触しないように配置されている。また、配線パターン１４上には実装性を高めるための金属層２０が設けられており、この金属層２０は高反射膜１５と同一材料・同一工程にて形成することが可能である。また、高反射膜１５の下（高反射膜１５と絶縁層１３との間）には、高反射膜１５の下地としての金属層２１が設けられており、この金属層２１は、配線パターン１４と同一材料・同一工程にて形成することが可能である。
【００５７】
以上に説明した本実施の形態のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ素子の発光に伴う発熱が熱伝導率の高い熱伝導配線基板に拡散し、ＬＥＤ素子の温度上昇を防止することができる。また、ＬＥＤ素子から発光した光の進行方向は、熱伝導配線基板に設けられた凹部の内壁により所望の方向に制御され、照明の利用効率を極めて高くすることができる。さらに、内壁に形成された光反射率の優れた高反射膜により、光の利用効率をさらに高めることができる。また、凹部は熱伝導配線基板自体に形成されているため、反射板およびそのアライメントが不要であり、ＬＥＤ素子と反射板との接触を懸念する必要がない。さらに、凹部の底面は絶縁層であるため配線層形成も可能であることから、ＬＥＤ素子をフリップチップ実装することもでき、この場合、ＬＥＤ素子の周囲にワイヤーボンディング用のスペースを設けなくても良い。このため、高密度実装による照明装置の小型化あるいは、同一サイズでの照度の向上が可能となる。
【００５８】
次に、ＬＥＤ照明装置の製造方法について説明する。まずは、放熱金属板１２を設けない構成のＬＥＤ照明装置の製造方法について、図６（ａ）〜図６（ｆ）を参照しながら説明する。
【００５９】
まず、無機フィラーと少なくとも熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物との混合物である未硬化状態の絶縁材をシート状物（絶縁層１３）に加工する。このシート状物の所定の位置に貫通孔を形成し、この貫通孔に熱硬化性樹脂を含む導電性樹脂組成物を充填してビア１８を作製する。一方、絶縁層１３の凹部形成面側に設けられる配線パターン１４および金属層２１が予め形成された離型キャリア８１ａと、絶縁層１３の凹部形成面と対向する面側に設けられる配線パターン１９が予め形成された離型キャリア８１ｂとを用意しておく。これらの離型キャリア８１ａ、８１ｂを、配線パターン１４，１９や金属層２１が形成された面を絶縁層１３側に向けて、絶縁層１３の上下面にそれぞれ位置合わせして重ね合わせ、積層物を作製する（図６（ａ）参照）。
【００６０】
次に、この積層物の上下面を金型８２で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、絶縁層１３中の熱硬化性樹脂を硬化させ、配線パターン１４および金属層２１を絶縁層１３表面に埋設すると共に接着する。さらに、ビア１８の導電性樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂も同時に硬化させて、相対した配線パターン１４の電気的接続を行う。この金型８２は、積層物の凹部形成面と接する側の面の所定の領域に凸部を有している。従って、この凸部を有する金型８２と接する離型キャリア８１ａ、離型キャリア８１ａに形成された配線パターン１４および金属層２１、および未硬化の絶縁層１３が、加圧されることにより、この凸部に沿うように厚み方向に変形する（図６（ｂ）参照）。この工程により、底面に配線パターン１４を備え、さらに側面に金属層２１（後の工程にて形成する高反射膜１５の下地となる）を備えた凹部を、絶縁層１３の表面に形成することができる。
【００６１】
次に、硬化した絶縁層１３から離型キャリア８１ａ，８１ｂのみを剥離し、表面に配線パターン１４および金属層２１が形成され、さらに所定の領域に凹部が設けられた絶縁層１３とする（図６（ｃ）参照）。
【００６２】
次に、反射面となる凹部の内側面に形成された金属層２１上に、絶縁層１３よりも反射率の高い高反射膜１５を形成する（図６（ｄ）参照）。この高反射膜１５をＡｕやＮｉを主成分とする金属を用いて作製する場合は、配線パターン１４上にも同材料を用いてめっきにより金属層２０を形成する。これにより、反射面の表面には、経時変化や雰囲気による酸化を防止でき、かつ、高い光反射性を有する高反射膜１５を形成すると共に、配線パターン１４上にワイヤーボンディング実装およびフリップチップ実装に適した表面層を形成することができる。
【００６３】
以上の工程により、熱伝導配線基板１１が作製できる。
【００６４】
次に、ＬＥＤ素子１６を、熱伝導配線基板１１の凹部の底面の配線パターン１４上に実装する（図６（ｅ）参照）。実装方式については、フリップチップ実装やワイヤーボンディング実装が使用できるが、図６（ｅ）においてはフリップチップ実装した様子が示されている。
【００６５】
最後に、透明樹脂をＬＥＤ素子１６を覆うように凹部に充填し、加熱することにより硬化させて、レンズ部１７とする（図６（ｆ）参照）。加熱時または加熱前に減圧下にさらすことは、透明樹脂中のボイド低減に効果があり、特にＬＥＤ素子と配線パターンとの電気的接続部分の周囲にまで渡ってレンズ部１７を形成することで、接続信頼性を高めることもできる。
【００６６】
以上のような方法により、本実施の形態のＬＥＤ照明装置が形成される。
【００６７】
絶縁層１３の形成に用いられる無機フィラーは、熱伝導性に優れるＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4およびＡｌＮから選ばれた少なくとも１種類のフィラーを含むことが望ましい。さらに、無機フィラーの平均粒子径は、０．１〜１００μｍの範囲が適当であり、粒径がこの範囲から外れた場合、無機フィラーの充填性や熱伝導配線基板の放熱性が低下する。さらに、無機フィラーの粒径を７〜１２μｍの範囲とすると、より放熱性を向上させることができる。
【００６８】
また、絶縁層１３の形成に用いられる熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、およびイソシアネート樹脂から選ばれた少なくとも１種類を含むことが望ましい。これらの樹脂は、その硬化物が電気絶縁性、機械的強度、および耐熱性に優れるからである。
【００６９】
無機フィラーと樹脂組成物との混合物における各成分の含有量は、樹脂組成物を５〜３０重量％、好ましくは７〜１５重量％、更に好ましくは７〜１１重量％とし、無機フィラーを７０〜９５重量％、好ましくは８５〜９３重量％、更に好ましくは８９〜９３重量％とするのが適当である。無機フィラーの配合比率がこの範囲より多い場合には、混合物の流動性および接着性が低下し、金属箔との接着が困難になる。また、無機フィラーの配合比率がこの範囲より小さい場合、熱伝導配線基板の放熱性が不良になる。
【００７０】
また、樹脂組成物は、必要に応じて、カップリング剤、分散剤、着色剤、離型剤等の添加剤を含有していることが好ましい。各種添加剤を含有することにより、絶縁層１３の特性の改善を図ることができるからである。例えば、カップリング剤によれば、無機フィラーおよび金属箔と樹脂組成物との接着性を改善することができる。また、分散剤は、無機フィラーの分散性を改善し、混合物内の組成ムラの低減に有効である。また、着色剤は、例えば、白色の着色剤であれば、絶縁層の光反射性の向上に有効である。
【００７１】
シート状物への加工は、まず、無機フィラーと液状の熱硬化性樹脂を混合してペースト状混合物を作製するか、無機フィラーに溶剤で低粘度化した熱硬化性樹脂を混合して同様にペースト状混合物を作製する。次に、ペースト状混合物をドクターブレード法等によって一定厚みに成型し、熱処理することで、シート状物を得る。熱処理は、液状の熱硬化性樹脂を用いたものでは、粘着性があるため若干硬化を進め、未硬化状態で可撓性を維持しながら粘着性を除去するためである。また溶剤により樹脂を溶解させた混合物では、その溶剤を除去し、同様に未硬化の状態で可撓性を保持しながら粘着性を除去するためである。このようにして作製された未硬化状態のシート状物に貫通孔を形成する際には、レーザ加工法や金型による加工法、もしくはパンチング加工法を用いることができる。特にレーザ加工法では、炭酸ガスレーザやエキシマレーザが加速度の点で有効である。導電性樹脂組成物は、ＡｕやＡｇ、Ｃｕの粉末を導電材料とし、これにシート状物に用いたものと同様の熱硬化性樹脂を混練したものが使用できる。特にＣｕは導電性が良好で、マイグレーションも少ないため有効である。また、熱硬化性樹脂も液状のエポキシ樹脂が耐熱性の面で安定である。
【００７２】
また、放熱板１２を設ける構成のＬＥＤ照明装置の場合は、図７（ａ）〜図７（ｅ）示す方法を用いて製造する。
【００７３】
まず、上記に説明した図６（ｂ）までの工程により得られる凹部が形成された積層物において凹部形成面と反対側の面に配置されている離型キャリア８１ｂのみを除去したものと、未硬化の絶縁材をシート状に加工したシート状物（絶縁層１３）と、放熱板１２とを重ねて、金型８２を用いて加熱し、および厚み方向に加圧して、凹部が形成された積層物に放熱板１２を接着させる（図７（ａ）参照）。
【００７４】
次に、積層物に放熱板１２を接着させた状態のものから離型キャリア８１ａを剥離する（図７（ｂ）参照）。
【００７５】
次に、反射面となる凹部の内側面に形成された金属層２１上に、めっきにより絶縁層１３よりも反射率の高い高反射膜１５を形成する。また、同時に配線パターン１４上にも同材料を用いてめっきにより金属層２０を形成する（図７（ｃ）参照）。これにより、反射面の表面には、経時変化や雰囲気による酸化を防止でき、かつ、高い光反射性を有する高反射膜１５を形成すると共に、配線パターン１４上にワイヤーボンディング実装およびフリップチップ実装に適した表面層を形成することができる。
【００７６】
以上の工程により、放熱板１２が形成された熱伝導配線基板１１を作製することができる。
【００７７】
次に、放熱板１２を設けないＬＥＤ照明装置の場合と同様に、ＬＥＤ素子１６を熱伝導配線基板１１の凹部の底面の配線パターン１４上に実装し（図７（ｄ）参照）、その後、ＬＥＤ素子１６を覆うように透明樹脂を凹部に充填し、加熱して、レンズ部１７を形成する（図７（ｅ）参照）。
【００７８】
以上の方法により、本実施の形態における放熱板１２を備えたＬＥＤ照明装置が完成する。
【００７９】
（実施の形態２）
図８（ａ）は、本発明の実施の形態２における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。なお、この実施の形態２の熱伝導配線基板において用いられる材料は、特に説明の無い限り、実施の形態１で述べたものと同じであり、同じ呼称の構成部材については同様の機能を有するものとする。
【００８０】
本実施の形態の熱伝導配線基板は、絶縁層４１の一主要面に配線パターン４２および凹部が形成され、この凹部の内側壁に絶縁層４１よりも光反射率の高い高反射膜４３が形成されている。本実施の形態における配線パターン４２は、凹部の底面に形成されたＬＥＤ素子実装用の電極のみであり、ビア４４により、絶縁層４１の裏面の引き出し配線４５と電気的接続されている。このような構成によれば、図５に示した熱伝導配線基板のような凹部の壁面に沿って形成された配線パターンが存在しないため、図８（ａ）に示すように、高反射膜４３を凹部の内側壁の全面に渡って配置することができるため、光反射率をより向上させることができる。なお、４６は高反射膜４３の下地となる金属層である。
【００８１】
また、本実施の形態の熱伝導配線基板は、実施の形態１で説明した製造方法を用いて作製することが可能であるため、ここではその説明を省略する。
【００８２】
（実施の形態３）
図９（ａ）は、本発明の実施の形態３における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。なお、この実施の形態３の熱伝導配線基板において用いられる材料は、特に説明の無い限り、実施の形態１で述べたものと同じであり、同じ呼称の構成部材については同様の機能を有するものとする。
【００８３】
本実施の形態の熱伝導配線基板は、絶縁層５１の一主要面に配線パターン５２および凹部が形成され、前記凹部の内側壁に絶縁層５１よりも光反射率の高い高反射膜５３が形成されている。高反射膜５３は、配線パターン５２と同材料にて形成された金属層を下地として形成されているのではなく、絶縁層５１上に直接形成されている。このように、高反射膜５３の下地は金属層に限定されず、絶縁層５１上に直接形成することも可能である。また、図９（ａ）に示すように、高反射膜５３は、凹部の内側壁面の円周方向のみならず、高さ方向においても、壁面の一部にのみ設けることができる。
【００８４】
次に、本実施の形態の熱伝導配線基板の製造方法について、図１０（ａ）〜図１０（ｅ）を参照しながら説明する。
【００８５】
まず、予め配線パターン５２が形成されている離型キャリア９１上に、さらに、後の工程でＬＥＤ素子を実装するための凹部の壁面に対応させて、絶縁層５１よりも光反射率の高い高反射膜５３を形成する。これは、めっき法、蒸着法、スパッタ法、印刷法等により形成される。このように配線パターン５２および高反射膜５３が形成された離型キャリア９１と、未硬化の絶縁材をシート状に加工したシート状物（絶縁層５１）とを、位置合わせして重ね合わせる（図１０（ａ）参照）。
【００８６】
次に、これらを平板９２で挟んだ状態で加熱および厚み方向に加圧し、絶縁層５１中の熱硬化性樹脂を硬化させて、配線パターン５２および高反射膜５３を絶縁層５１表面に埋設するとともに接着する。その後、配線パターン５２および高反射膜５３が埋設された状態で硬化した絶縁層５１から、離型キャリア９１を剥離する（図１０（ｂ）参照）。
【００８７】
次に、配線パターン５２上に、実装性を向上させるための金属層５４を選択的にめっきする。この金属層５４には、ＮｉまたはＡｕを主成分とする金属を用いることが好ましい。
【００８８】
次に、絶縁層５１のガラス転移点以上の温度で加熱して絶縁層５１を再度軟化させ、さらに、突起部を有する型９３を用いて所定の領域を局所的に加圧することでその領域を厚み方向に変形させ、凹部を形成する（図１０（ｄ）参照）。このようにして所定の領域に凹部を形成することにより、凹部の内側面に高反射膜５３を備えた熱伝導配線基板が完成する（図１０（ｅ）参照）。
【００８９】
このような方法で形成された熱伝導配線基板を用い、ＬＥＤ素子を凹部の底面の配線パターン５２上に実装し、さらに透明樹脂をＬＥＤ素子を覆うように凹部に充填して加熱硬化させてレンズ部を形成することにより、ＬＥＤ照明装置を作製することができる。
【００９０】
（実施の形態４）
図１１（ａ）は、本発明の実施の形態４における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。なお、この実施の形態４の熱伝導配線基板において用いられる材料は、特に説明の無い限り、実施の形態１で述べたものと同じであり、同じ呼称の構成部材については同様の機能を有するものとする。
【００９１】
本実施の形態の熱伝導配線基板は、絶縁層６１の一主要面に配線パターン６２および凹部が形成され、前記凹部の内側壁に絶縁層６１よりも光反射率の高い高反射膜６３が形成されている。また、配線パターン６２上にはＬＥＤ素子の実装性を高めるための金属層６４が形成されており、高反射膜６３の下地としての金属層６５も形成されている。本実施の形態における凹部の形状は、実施の形態１〜３の熱伝導配線基板に設けられたテーパ形状と異なり、内壁面がアール形状に形成されている。この構成によれば、集光率を高くすることができるので、より好ましい。
【００９２】
次に、本実施の形態の熱伝導配線基板の製造方法について、図１２（ａ）〜図１２（ｅ）を参照しながら説明する。
【００９３】
まず、一方の面に配線パターン６２と金属層６５とが形成され、さらに、前記一方の面と反対側の面の所定の領域に凸部１０２が設けられた離型キャリア１０１ａを用意する（図１２（ａ）参照）。凸部１０２は、熱伝導配線基板に形成する凹部の形状に対応した形状となっており、離型キャリア１０１ａに、金属や、所定形状の開口部を持つメタルマスクを介して印刷した熱硬化性樹脂組成物の加熱硬化物などが利用できる。
【００９４】
次に、離型キャリア１０１ａと、導電性樹脂組成物を充填したビア６６が形成された未硬化の絶縁材をシート状に加工したシート状物（絶縁層６１）と、別途に用意した配線パターン６７を形成した離型キャリア１０１ｂとを位置合わせして、配線パターン６２，６７が形成された面を絶縁層６１側に向けて重ね合わせる（図１２（ｂ）参照）。
【００９５】
次に、この積層物を平板１０３で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧して、離型キャリア１０１ａの凸部１０２が設けられた部分と、その部分に形成された配線パターン６２および金属層６５と、未硬化の絶縁層６１とを、凸部１０２形状に厚み方向に変形させる。これにより、底面に配線パターン６２、壁面に金属層６５を備えた凹部が、絶縁層６１の表面に形成される（図１２（ｃ）参照）。
【００９６】
次に、硬化した絶縁層６１から離型キャリア１０１ａ，１０１ｂを除去する（図１２（ｄ）参照）。
【００９７】
次に、凹部が形成された面の配線パターン６２と、凹部の側壁に設けられた金属層６５との表面に、絶縁層６１よりも反射率の高い金属層をめっきする。この金属層のうち、金属層６５上に形成されたものは高反射膜６３となり、配線パターン６２上に形成されたものは実装性を向上させるための金属層６４となる（図１２（ｅ）参照）。
【００９８】
以上の方法で形成された熱伝導配線基板を用いて、ＬＥＤ素子を凹部の底面の配線パターン６２上に実装し、さらに透明樹脂をＬＥＤ素子を覆うように凹部に充填し、加熱硬化させてレンズ部を形成することにより、ＬＥＤ照明装置を作製することができる。
【００９９】
なお、実施の形態１〜４における熱伝導配線基板おいては、凹部の内側壁の形状を斜面形状としているが、これに限定されるものではなく、例えば、階段形状など任意に取り得ることはいうまでもない。さらに、凹部の開口部の形状も、実施の形態１〜４においては円形としているが、これに限定されるものではない。図１３（ａ）（ｂ）は絶縁層７１，７３に形成された凹部７２，７４の形状を表しており、この図に示すように、例えば四角形や五角形など任意の形状とすることができる。
【０１００】
以上、上記の各実施の形態は本発明を限定するものではなく、本発明に基づき、さらに他の実施の形態を取ってもよいことは言うまでもない。
【０１０１】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。本実施例においては、実施の形態１で説明した熱伝導配線基板１１、ＬＥＤ照明装置、およびそれらの製造方法の一例について説明する。
【０１０２】
本実施例のＬＥＤ照明装置の作製に際し、まず、転写用の配線パターン形成材の作製方法、すなわち離型キャリア８１ａ，８１ｂに配線パターン１４，１９を形成する方法について説明する。
【０１０３】
離型キャリア８１ａ，８１ｂには金属箔を用いた。この金属箔には既存の回路基板用Ｃｕ箔が利用できる。一般的な回路基板用Ｃｕ箔は、まず銅塩原料をアルカリ性浴に溶解し、これに高電流密度となるように電流を通して回転ドラムにＣｕを電着させ、回転ドラム上に形成されたＣｕめっき層を連続に巻き取ることにより作製される。この時、めっき電流密度、ドラム回転速度などを制御することにより、任意の厚みの電解Ｃｕ箔を作製することができる。本実施例においては、厚み７０μｍの電解Ｃｕ箔（キャリアＣｕ箔）を離型キャリア８１ａ，８１ｂとして準備した。
【０１０４】
次に、準備したキャリアＣｕ箔の表面にクロムおよびクロム酸塩で構成された薄い剥離層を形成し、この剥離層上にＣｕめっきを施し、厚み１２μｍのＣｕ層を作製した。
【０１０５】
次に、キャリアＣｕ箔上に剥離層を介して形成されたＣｕ層に対し、二塩化鉄水溶液を用いて公知のフォトリソグラフィ法により化学的エッチングを施し、所定の位置に配線パターン１４および反射面形状のパターン（後の工程で形成する高反射膜１５の下地となる金属層２１）を形成した。また、同様の方法により、配線パターン１９のみ形成したキャリアＣｕ箔も別途作製した。
【０１０６】
このようにして、配線パターン１４および金属層２１を有するキャリアＣｕ箔（離型キャリア８１ａ）と、配線パターン１９を有するキャリアＣｕ泊（離型キャリア８１ｂ）を作製した。
【０１０７】
次に、本実施例に使用したシート状物（絶縁層１３）の作製方法について述べる。
【０１０８】
まず、無機フィラーと液状の熱硬化性樹脂とを、撹拌混練機を用いて混合した。本実施例においては、無機フィラーとしてのＡｌ2Ｏ3（ＡＳ−４０：昭和電工（株）製、球状、平均粒径１２μｍ）９０重量％、熱硬化性樹脂としての液状エポキシ樹脂（ＥＦ−４５０：日本レック（株）製）９．７重量％、その他の組成としてのカップリング剤（チタネート系 ４６Ｂ：味の素（株）製）０．３重量％を用いた。さらに、粘度調整用としてメチルエチルケトンを加えた。また、混合は、所定量の無機フィラー（Ａｌ2Ｏ3）と熱硬化性樹脂（液状エポキシ樹脂）を容器に投入し、容器ごと撹拌混練機によって混合した。
【０１０９】
上記組成で秤量・混合されたペースト状の混合物を用いて、表面にシリコンによる離型処理を施された厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上にドクターブレード法により造膜した。なお、このポリエチレンテレフタレートフィルムは離型フィルムとして機能するものである。
【０１１０】
次に、このように形成された上記混合物の膜を温度１２０℃で１５分間放置し、乾燥させた。熱硬化性樹脂として用いた液状エポキシ樹脂は、硬化開始温度が１３０℃であるため、前記熱処理条件下では未硬化状態（Ｂステージ）であり、以降の工程で加熱により再度溶融させることができる。これにより、前記混合物から、厚み４００μｍの粘着性のない未硬化のシート状物が作製できた。
【０１１１】
次に、このようにして作製した未硬化のシート状物を所定の大きさにカットし、炭酸ガスレーザを用いてピッチが０．２ｍｍ〜２ｍｍの等間隔の位置に直径０．１５ｍｍの貫通孔を形成した。この貫通孔に、ビアホール充填用の導電性樹脂組成物をスクリーン印刷法により充填し、ビア１８を作製した。本実施例で用いたビアホール充填用の導電性樹脂組成物は、導電材料としての球形状のＣｕ粒子８５重量％と、樹脂組成としてのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２８：油化シェルエポキシ（株）製）３重量％およびグルシジルエステル系エポキシ樹脂（ＹＤ−１７１：東都化成（株）製）９重量％と、硬化剤としてのアミンアダクト硬化剤（ＭＹ−２４：味の素（株）製）３重量％とを、三本ロールにて混練して作製した。
【０１１２】
本実施例の熱伝導配線基板１１の作製方法は、まず、上記のように作製した配線パターン１４および反射面形状のパターン（金属層２１）を有するキャリアＣｕ箔（離型キャリア８１ａ）と配線パターン１９のみ有するキャリアＣｕ箔（離型キャリア８１ｂ）とで、貫通孔に導電性樹脂組成物を充填した上記のシート状物を位置合わせして挟み、積層物を作製した。この時、キャリアＣｕ箔上に形成された配線パターン１４，１９がシート状物側になるよう配置した。
【０１１３】
次に、この積層物を金型で挟んで、加熱プレスした。この際、配線パターンおよび反射面形状のパターンが形成されたキャリアＣｕ箔に接する側の金型（積層物の凹部形成面に接する側の金型）８２を、所定の領域に複数の凸部を備えた金型とした。この凸部の底面は円形であって断面形状は台形をなし、その高さは１３０μｍ、傾斜角度は４５度であった。加熱プレスは、まず、プレス温度１２０℃、圧力９．８×１０5Ｐａで５分間加熱および加圧した。これにより、シート状物中の熱硬化性樹脂が加熱により溶融軟化するため、凸部を備えた金型に接するキャリアＣｕ箔と、キャリアＣｕ箔上に形成された配線パターン１４および反射面形状のパターンと、シート状物とが、加圧により凸部に沿うように厚み方向に変形した。これにより、底面に配線パターン１４が形成され、さらに反射面形状のパターンにより内側面に金属層２１（後の工程にて形成する高反射膜１５の下地）が形成された凹部を備えた絶縁層１３を形成できた。さらに加熱温度を上昇させ１７５℃で６０分間保持した。これにより、シート状物中のエポキシ樹脂および導電性樹脂組成物中のエポキシ樹脂が硬化し、シート状物と配線パターンとの機械的に強固な接着が得られると共に、導電性樹脂組成物と配線パターンとの電気的および機械的な接着も得られた。
【０１１４】
次に、この硬化した積層物の凹部形成面の反対面に配置されているキャリアＣｕ箔のみを剥離した。キャリアＣｕ箔は剥離層を有し、その剥離層上に電解めっきにて配線層であるＣｕ層が形成されているため、キャリアＣｕ箔と剥離層だけを、硬化した積層物から剥離することができた。
【０１１５】
次に、キャリアＣｕ箔を剥離した面に、未硬化のシート状物と、放熱板１２としてのＡｌ板とを重ねて、さらに金型を用いて加熱プレスし、Ａｌ板を凹部が形成された積層物に接着させた。放熱板１２には厚み１．０ｍｍのＡｌ板を用意し、片面をサンドブラスト（研磨粉：Ａｌ2Ｏ3、昭和電工（株）製 モランダムＡ−４０）で粗化処理した。この粗化処理面を接着面とした。
【０１１６】
次に、積層物に放熱板１２を接着させた状態のものから、凹部形成面側に配置されているキャリアＣｕ箔を剥離した。
【０１１７】
次に、反射面となる凹部の内側面に形成された金属層２１上、および凹部形成面に形成された配線パターン１４上に、厚み４μｍのＮｉめっき、次いで厚み０．３μｍのＡｕめっきを施した。金属層２１上に形成されたこれらのめっき膜が高反射膜１５となり、配線パターン１４上に形成されたこれらのめっき膜はＬＥＤ素子１６を実装する際に適した表面層（金属層２０）となる。
【０１１８】
以上のような方法で、本実施例の熱伝導配線基板１１が作製された。
【０１１９】
次に、作製した熱伝導配線基板１１において、各凹部底面のＡｕめっきされた配線パターン１４上にＬＥＤ素子１６をフリップチップ実装した。ＬＥＤ素子１６としては、同一面に正負一対の電極が形成されたＬＥＤ素子を用い、フリップチップ実装した。実装方法は、Ａｕバンプを介して超音波を印加して、ＬＥＤ素子の電極、金バンプ、配線パターンを接合した。金バンプは２５μｍ径の金ワイヤを用いてボンディングした。
【０１２０】
次いで、透明なエポキシ樹脂をＬＥＤ素子を覆うように凹部に充填した。これを、減圧下にさらしてボイドを除去した。次に、１４０℃で６０分間保持してエポキシ樹脂を硬化させ、凸な球面形状のレンズ部１７を形成した。
【０１２１】
以上の方法により、図１に示したものと同様な構造のＬＥＤ照明装置を作製できた。
【０１２２】
本方法によって作製されたＬＥＤ照明装置は、熱伝導配線基板によって放熱性が向上しているのでＬＥＤ素子の温度上昇を抑制でき、ＬＥＤ素子一個あたりの発光強度が飽和する電流値が向上した。そのため、動作電流を増加して高効率に発光させた場合でも、ＬＥＤ素子の寿命の劣化、波長のずれはなかった。また、凹部壁面の反射面により、基板上方へ発射される光の光束が増加した。
【０１２３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板とそれを用いたＬＥＤ照明装置、並びにそれらの製造方法によれば、高密度実装による照明装置の小型化、または、同一サイズでの照度の向上が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図である。
【図２】 （ａ）は、図１に示したＬＥＤ照明装置の凹部近傍の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、図１に示したＬＥＤ照明装置に用いられているＬＥＤ素子の構成を示す断面図である。
【図３】 （ａ）および（ｂ）は、図２（ｂ）に示したＬＥＤ素子を他の実装方法にて実装した場合のＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図である。
【図４】 （ａ）および（ｂ）は、図２（ｂ）に示したものとは電極構成が異なるＬＥＤ素子を用いた場合のＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図であり、（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）にて用いられているＬＥＤ素子の構成を示す断面図である。
【図５】 （ａ）は、本発明の実施の形態１における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】 （ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ照明装置の製造方法において、各工程を示した断面図である。
【図７】 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ照明装置の別の製造方法において、各工程を示した断面図である。
【図８】 （ａ）は、本発明の実施の形態２における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図９】 （ａ）は、本発明の実施の形態３における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図１０】 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態３におけるＬＥＤ照明装置の製造方法において、各工程を示した断面図である。
【図１１】 （ａ）は、本発明の実施の形態４における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図１２】 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態４におけるＬＥＤ照明装置の製造方法において、各工程を示した断面図である。
【図１３】 （ａ）および（ｂ）は、熱伝導配線基板に設けられる凹部の形状の例を示した斜視図である。
【図１４】 従来のＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図である。
【図１５】 図１４に示した従来のＬＥＤ照明装置に用いられる反射板の形状の例を示した斜視図である。
【図１６】 従来のＬＥＤ照明装置の別の構成を示す断面図である。
【図１７】 （ａ）および（ｂ）は、ＬＥＤ素子の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 熱伝導配線基板
１２ 放熱板
１３ 絶縁層
１４ 配線パターン
１５ 高反射膜
１６ ＬＥＤ素子
１６１ 絶縁性の素子基板
１６２ ｎ型半導体層
１６３ 活性層
１６４ ｐ型半導体層
１６５ａ，１６５ｂ 電極
１７ レンズ部
１８ ビア
１９ 内層の配線パターン
２０ 金属層
２１ 金属層（高反射膜の下地）
２２ バンプ
２３ 接着剤
２４ 金属細線
３１ ＬＥＤ素子
３１１ 導電性の素子基板
３１２ ｎ型半導体層
３１３ 活性層
３１４ａ，３１４ｂ 電極
３２ 導電性接着剤
３３ 金属細線
４１ 絶縁層
４２ 配線パターン
４３ 高反射膜
４４ ビア
４５ 引き出し配線
４６ 金属層（高反射膜の下地）
５１ 絶縁層
５２ 配線パターン
５３ 高反射膜
５４ 金属層
６１ 絶縁層
６２ 配線パターン
６３ 高反射膜
６４ 金属層
６５ 金属層（高反射膜の下地）
６６ ビア
６７ 配線パターン
７１，７３ 絶縁層
７２，７４ 凹部
８１ａ，８１ｂ 離型キャリア
８２ 金型
９１ 離型キャリア
９２ 平板（板状の金型）
９３ 突起部を有する型
１０１ａ，１０１ｂ 離型キャリア
１０２ 凸部
１０３ 平板（板状の金型）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板と、その熱伝導配線基板に複数のＬＥＤ素子が設けられたＬＥＤ照明装置と、それらの製造方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤ素子は、省電力、長寿命、小型であることから、表示灯などの光源として利用されている。さらに、近年、半導体技術の発達により輝度の高いＬＥＤ素子が比較的安価に製造されるようになったことから、蛍光ランプや白熱電球に替わる光源として検討されている。この際、一つのＬＥＤ素子ではその光束が小さいため、基板上に複数のＬＥＤ素子を格子状に配置して大きな照度を得る方式が多用されている。しかし、ＬＥＤ素子は発光時に発熱を伴うため、このような方式のＬＥＤ照明装置では、複数のＬＥＤ素子の発熱による過度な温度上昇がＬＥＤ素子の輝度の低下、波長のずれ、短寿命化等を招く。そこで、放熱性の高い金属からなるベース基板上にＬＥＤ素子のベアチップを実装して、熱を金属ベース基板に拡散する構造のＬＥＤ照明装置が提案されている。このような構造のＬＥＤ照明装置は、例えば、特開昭５５−１３２０８３号公報、特開昭６２−１４９１８０号公報等に開示されている。また、ＬＥＤ素子は側壁からも発光するため、複数のＬＥＤ素子を用いる場合は、複数のＬＥＤ素子の光が互いに干渉せず、かつ、光の方向をベース基板に垂直な方向に制御して効率を高める構造も求められる。そこで、上記の公報等では、反射板を取り付ける構造が提案されている。以下に、その構造の一例について、図１４を参照しながら説明する。
【０００３】
ベース基板１１１は、ベース金属１１２上に絶縁層１１３が設けられて構成されている。このベース基板１１１の絶縁層１１３上に配線パターン１１４が設けられている。ＬＥＤ素子１１６は、配線パターン１１４上に導電性接着剤１１５を用いて固定されており、ＬＥＤ素子１１６の下面側（ベース基板１１１に対向する面側）に配置された電極が導電性接着剤１１５を介して配線パターン１１４に電気的に接続されている。さらに、ＬＥＤ素子１１６の下面側の電極と接続されていない配線パターン１１４と、ＬＥＤ素子１１６の上面側に配置された電極とが、金属細線１１７を介して電気的に接続している。さらに、各ＬＥＤ素子１１６の周囲には、ベース基板１１１と一体化された反射板１１８が取り付けられている。図１５に、反射板１１８の一例が示されている。
【０００４】
また、例えば、実開昭６４−１３１６７号公報、特開平６−８０８４１号公報、特開２０００−３５３８２７号公報等には、図１４に示した構造と異なる構造のＬＥＤ照明装置が提案されている。その一例の構造について、図１６を参照しながら以下に説明する。
【０００５】
ベース基板１２１は、ベース金属１２２とベース金属１２２上に設けられた絶縁層１２３により構成されている。このベース基板１２１には、絶縁層１２３側からザグリ加工が施され、ベース金属１２２にまで渡る凹部が複数個形成されている。各凹部内には、ＬＥＤ素子１２６が収容されている。ＬＥＤ素子１２６は導電性接着剤１２５により凹部の底面に固定されており、ＬＥＤ素子１２６の下面側（ベース基板１２１に対向する面側）に配置されている電極がベース金属１２２と電気的に接続している。さらに、ＬＥＤ素子１２６の上面側に配置された電極は、金属細線１２７を介して、ベース基板１２１の絶縁層１２３上に設けられた配線パターン１２４と電気的に接続している。この構造例においては、凹部の壁面が光反射面として利用されている。また、この構造例では、ベース金属１２１は、電源１２８に電気的に接続されて、配線パターン１２４と共に複数のＬＥＤ素子１２６の共通の配線パターンとして機能している。
【０００６】
次に、ＬＥＤ素子１１６，１２６について説明する。ＬＥＤ素子１１６，１２６の電極構成としては、素子の上面および下面のうちの一方に正の電極を、他方に負の電極を形成した構成のものと、同一面から正負一対の電極が取り出された構成のものとの、二種類の構成が考えられる。なお、図１４および図１６に示したＬＥＤ照明装置に用いられているのは、素子の上面および下面のうちの一方に正の電極を、他方に負の電極を形成した構成のＬＥＤ素子である。図１７（ａ）（ｂ）に、例えばＧａＮ系半導体を用いた青色ＬＥＤにおける、両者の比較的単純な電極構成の一例を示す。
【０００７】
図１７（ａ）の例は、導電性の素子基板１３１上にｎ型半導体層１３２および活性層１３３が順に積層され、その上下にオーム性の電極１３４ａと１３４ｂとが形成されたＭＩＳ（metal-insulator-semiconductor）構造となっている。導電性の素子基板１３１としては例えばＳｉＣ基板、ｎ型半導体層１３２としては例えばＧａＮ、活性層１３３としては例えばＩｎＧａＮが用いられる。図１７（ｂ）の例は、絶縁性の素子基板１４１に、ｎ型半導体層１４２、活性層１４３、およびｐ型半導体層１４４が順に積層され、ｎ型半導体層１４２の露出部分とｐ型半導体層１４４の表面にオーム性の電極１４５ａと１４５ｂが形成された、ｐ−ｎ接合構造となっている。絶縁性の素子基板１４１としては例えば透光性も兼ね備えたサファイア基板、ｎ型およびｐ型半導体層１４２，１４４としては例えばＧａＮ、活性層１４３としては例えばＩｎＧａＮが用いられる。ｐ−ｎ接合を有するＬＥＤ素子は、ＭＩＳ構造のＬＥＤ素子よりも発光出力、発光効率が優れているため、近年、ｐ−ｎ接合のＬＥＤ素子に対する要求が高まっている。また、ＬＥＤ素子を基板に実装するにあたり、ＭＩＳ構造の電極構成の場合は、ＬＥＤ素子の下面の電極と基板とを導電性接着剤で接続し、上面の電極と配線パターンとを金属細線で接続するワイヤーボンディング実装が用いられる。このため、ＬＥＤ素子の周囲にワイヤーボンディング用のスペースを確保しなければならず、高密度実装には適さない電極構成であるといえる。これに対し、ｐ−ｎ接合の電極構成では、ＬＥＤ素子を配線パターン上にフェイスダウン状態で実装するフリップチップ実装が可能であり、これによって高密度実装が実現できるので、小型で照度の高いＬＥＤ照明装置が得られることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のＬＥＤ素子を基板上に配置して大きな照度を得るＬＥＤ照明装置においては、以下のような問題がある。
【０００９】
まず、ＬＥＤ素子を実装した後に基板上に反射板を取り付ける構成（図１４に示した構成）は、ＬＥＤ素子並びに金属細線と反射板とが接触しないようにアライメントが必要となるという問題である。特に、ＬＥＤ照明装置の小型化を図るために高密度実装を進めていくにつれ、アライメントはより困難となる。
【００１０】
一方、金属ベース基板にザグリ加工を施して形成した凹部にＬＥＤ素子を収容する構成（図１６に示した構成）は、複数の凹部を個々に加工する必要があり、複雑かつ高コストであるという問題を有する。さらに、露出したベース金属を電極として用いる構成では、一方の電極を必ずワイヤーボンディング実装しなければならず、高密度実装は困難である。このようなベース基板を用いてフリップチップ実装を用いるためには、ベース金属が露出した凹部の底面および側面に絶縁層および配線層を新たに形成しなければならないが、これは複雑かつ高コストである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のＬＥＤ照明装置の製造方法は、無機フィラーと、熱硬化性樹脂を含む未硬化の樹脂組成物との混合物を、シート状物に加工する第１の工程と、前記シート状物の少なくとも一主面に配線パターンと複数の凹部とを形成する第２の工程と、前記凹部内にＬＥＤ素子を実装する第３の工程とを含み、前記第２の工程が、離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程と、前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を金型で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、前記積層物の離型キャリアが配置されている面の所定の領域に凹部を形成する工程と、前記積層物において離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程とを含み、前記金型は、前記離型キャリアと接する面であって前記シート状物の所定の領域に対応する領域に凸部を有する形状を有し、前記離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程において、前記離型キャリアの一方の面の所定の領域に前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜を形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２のＬＥＤ照明装置の製造方法は、無機フィラーと、熱硬化性樹脂を含む未硬化の樹脂組成物との混合物を、シート状物に加工する第１の工程と、前記シート状物の少なくとも一主面に配線パターンと複数の凹部とを形成する第２の工程と、前記凹部内にＬＥＤ素子を実装する第３の工程とを含み、前記第２の工程が、一方の面の所定の領域に凸部を有する離型キャリアを用意し、前記離型キャリアの前記一方の面と対向する面に配線パターンを形成する工程と、前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を、板状の金型で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、前記積層物の離型キャリアが配置されている面の所定の領域に凹部を形成する工程と、前記積層物において離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程とを含み、前記離型キャリアの前記一方の面と対向する面に配線パターンを形成する工程において、前記離型キャリアの前記一方の面と対向する面の所定の領域に前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜を形成することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板は、無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とを含んだ絶縁層と、前記絶縁層の少なくとも一主面に設けられた配線パターンとを備え、前記絶縁層の前記一主面に複数の凹部が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
この熱伝導配線基板は、無機フィラーと樹脂組成物とを含む絶縁層をベース基板として用いているので、熱伝導率が高い。従って、ＬＥＤ素子を実装した場合に、ＬＥＤ素子の発光に伴い発生した熱を熱伝導配線基板に拡散させることができる。これにより、ＬＥＤ素子の温度上昇を抑えることができる。さらに、絶縁層に設けられた凹部内にＬＥＤ素子を収容して実装すれば、凹部の壁面がＬＥＤ素子の近傍に位置することになるため、輻射により伝達した熱の拡散効果も高くなり、ＬＥＤ素子の温度上昇を確実に抑えることができる。また、凹部の壁面は反射板と同様に機能するため、反射板を別途設ける必要がない。そのため、反射板の配置に伴うアライメントも不要である。さらに、ベース基板は絶縁層なので、コストを大幅に上げることなく凹部底面に配線層を形成することができる。このため、ＬＥＤ素子をフリップチップ実装することもでき、ＬＥＤ素子の周辺にワイヤーボンディング用のスペースを設けなくてもよい。このように、この熱伝導配線基板によれば、高密度実装が可能となり、ＬＥＤ照明装置の小型化を実現することができる。
【００１７】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記絶縁層が、前記無機フィラーを７０〜９５重量％、前記樹脂組成物を５〜３０重量％含むことが好ましい。絶縁層の熱伝導率をさらに良好なものとし、放熱性をより確実に向上させるためである。
【００１８】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記絶縁層の熱伝導率が１〜１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましい。これにより、放熱性が確実なものとなる。
【００１９】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記無機フィラーが、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、およびＡｌＮからなる群から選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。これらの材料からなる無機フィラーは熱伝導性に優れているので、熱伝導配線基板の熱伝達率の向上に有効だからである。
【００２０】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、およびイソシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。形成される絶縁層の電気絶縁性、機械的強度、および耐熱性が向上するからである。
【００２１】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記凹部は底部に向かって狭くなる形状であることが好ましい。これにより、ＬＥＤ素子を凹部内に実装した場合に、ＬＥＤ素子から発した光は、凹部の内壁面で反射されて、照明光として利用できる方向としての基板上方に効率よく発射されるからである。
【００２２】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記絶縁層が白色であることが好ましい。これにより、露出した絶縁層における光反射率が高いものとなり、ＬＥＤ素子から発せられた光の照明光への利用効率を高めることができるからである。
【００２３】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記凹部の内面の少なくとも一部に、前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜が設けられていることが好ましい。光の利用効率をさらに向上させるためである。また、この高反射膜は耐酸化性の金属からなることが好ましい。経時変化や雰囲気による酸化を防いで、高反射膜の高い光反射性を維持するためである。また、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記金属がＮｉまたはＡｕを主成分とすることが好ましい。これらの材料はＬＥＤ素子の実装性が高いため、高反射膜と、配線パターンの表面に実装性を改善するために設ける金属層とを、同一の材料にて形成できるからである。
【００２４】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板においては、前記配線パターンが複数層設けられており、前記絶縁層には、相異なる層の配線パターンを互いに電気的に接続するビアが設けられている構成とすることができる。この構成によれば、実装面における配線パターンの占める割合を低減することができるので、ＬＥＤ素子の実装密度をより向上させることができる。なお、この場合、前記ビアは、前記絶縁層に形成された貫通孔に導電性樹脂組成物を充填してなることが好ましい。
【００２５】
本発明のＬＥＤ照明装置は、前記本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板と、前記熱伝導配線基板の凹部内に配置されて配線パターンと電気的に接続されたＬＥＤ素子とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
このＬＥＤ照明装置は本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板を用いているので、上述したように、高密度実装による装置の小型化が実現できる。さらに、ＬＥＤ素子から発光した光の進行方向は熱伝導配線基板の凹部の内壁により所定の方向に制御されるので、照明への利用効率が高くなり、同一サイズでの照度の向上が可能となる。
【００２７】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、前記ＬＥＤ素子は、同一面から正負一対の電極が取り出された構造を有し、前記凹部底面に設けられた配線パターン上にフリップチップボンディングで実装されていることが好ましい。高密度に実装することができるからである。
【００２８】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、少なくとも前記ＬＥＤ素子を被覆するように設けられ、前記ＬＥＤ素子から発せられた光を集光するレンズ部をさらに備えることが好ましい。これによりＬＥＤ素子の発光を光学的に制御でき、ＬＥＤ照明装置の照度を向上させることができる。また、前記レンズ部は透明樹脂にて形成することができる。また、前記透明樹脂は、前記ＬＥＤ素子から発せられた光の波長を所定の波長に変換する蛍光物質を含んでいてもよい。これにより、赤色、緑色、青色の発光を合成することなく、単一の発光色のＬＥＤ素子のみで白色発光を得ることが可能となるからである。また、前記レンズ部は凸の球面形状であることが好ましい。集光率を高めるためである。
【００２９】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、前記熱伝導配線基板の凹部が設けられた面の対向面上に放熱板を設けることが好ましい。放熱性をさらに向上させるためである。
【００３０】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法は、無機フィラーと、少なくとも熱硬化性樹脂を含む未硬化の樹脂組成物との混合物を、シート状物に加工する第１の工程と、前記シート状物の少なくとも一主面に配線パターンと複数の凹部とを形成する第２の工程とを含むことを特徴とする。これにより、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板を作製することができる。
【００３１】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、前記第２の工程が、離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程と、前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を金型で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、前記積層物の離型キャリアが配置されている面の所定の領域に凹部を形成する工程と、前記積層物において離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程とを含んでおり、前記金型は、前記離型キャリアと接する面であって前記シート状物の所定の領域に対応する領域に凸部を有する形状とすることができる。この方法によれば、複数の凹部の形成を一括して行うことができ、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板を容易に製造することができる。
【００３２】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、前記第２の工程は、一方の面の所定の領域に凸部を有する離型キャリアを用意し、前記離型キャリアの前記一方の面と対向する面に配線パターンを形成する工程と、前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を、板状の金型で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、前記積層物の離型キャリアが配置されている面の所定の領域に凹部を形成する工程と、前記積層物において離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程とを含んでいてもよい。この方法によっても、複数の凹部の形成を一括して行うことができ、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板を容易に製造することができる。
【００３３】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、前記第２の工程が、離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程と、前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を、板状の金型に挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧する工程と、前記積層物において前記離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層を加熱して軟化させてから、前記絶縁層の配線パターンが設けられている面の所定の領域を突起部を有する型を用いて押圧して凹部を形成する工程とを含んでいてもよい。この方法によれば、より微細な凹部の形成を行うことができる。
【００３４】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、前記第２の工程は、さらに、配線パターンが設けられた絶縁層の凹部の内面の少なくとも一部に前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜を形成する工程を含むことが好ましい。光の利用効率がさらに向上した熱伝導配線基板を作製するためである。
【００３５】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程において、前記離型キャリアの一方の面の所定の領域に前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜を形成することが好ましい。光の利用効率がさらに向上した熱伝導配線基板を容易に作製できるからである。
【００３６】
本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法においては、前記第１の工程において、加工されたシート状物の所定の領域に貫通孔を形成し、前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填することが好ましい。これによりビアが作製できるので、凹部が形成された実装面と反対側の面にも配線パターンを設けることができる。このため、実装面における配線パターンの占める割合を低減することができるので、ＬＥＤ素子の高密度実装を実現できる。
【００３７】
本発明のＬＥＤ照明装置用の製造方法は、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板の製造方法にて形成された熱伝導配線基板の凹部内にＬＥＤ素子を実装する工程を含むことを特徴とする。これにより、本発明のＬＥＤ照明装置を作製することができる。
【００３８】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、前記熱伝導配線基板の凹部が設けられた面の対向面上に、無機フィラーと、少なくとも熱硬化性樹脂を含む未硬化の樹脂組成物との混合物からなる未硬化のシート状物を介して放熱板を重ね合わせ、加熱しおよび厚み方向に加圧して全体を一体化する工程をさらに含むことが好ましい。これにより、放熱性がさらに向上したＬＥＤ照明装置を作製することができる。
【００３９】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、熱伝導配線基板の凹部内にＬＥＤ素子を実装する工程の後、前記ＬＥＤ素子を覆うように前記凹部内に透明樹脂を充填して硬化させる工程をさらに含むことが好ましい。この透明樹脂によりレンズ部が形成されるので、集光率の高いＬＥＤ照明装置を作製することができる。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図であり、図２（ａ）は図１に示したＬＥＤ照明装置の凹部近傍の構成を示す断面図であり、図２（ｂ）は図１に示したＬＥＤ照明装置に用いられているＬＥＤ素子１６の構成を示す断面図である。なお、図２（ａ）には、ＬＥＤ照明装置の一つの凹部およびＬＥＤ素子周辺のみの構成を示す。
【００４２】
本実施の形態におけるＬＥＤ照明装置は、絶縁層１３の少なくとも一主要面に配線パターン１４および複数の凹部を有する熱伝導配線基板１１と、前記凹部にそれぞれ収容されて配線パターン１４と電気的に接続されたＬＥＤ素子１６とを備え、前記凹部の内面の少なくとも一部（本実施の形態においては内側面）に絶縁層１３よりも光反射率の高い高反射膜１５が形成されている。また、表層の配線パターン１４とビア１８により電気的に接続された内層の配線パターン１９を備えている。また、熱伝導配線基板１１の凹部が設けられた面の対向面上（反対面上）に配置された放熱板１２を備えている。さらに、透明樹脂が凹部に充填されて形成されたレンズ部１７を備えている。さらに、配線パターン１４上にはＬＥＤ素子１６の実装性を向上させるための金属層２０が設けられており、高反射膜１５と絶縁層１３との間には高反射膜１５の下地としての金属層２１が設けられている。
【００４３】
ＬＥＤ素子１６は、バンプ２２を介して配線パターン１４にフリップチップ実装されている。フリップチップ実装としては、特に限定されないが、例えば、はんだや導電性接着剤を主成分とするバンプによる接続、ＬＥＤ素子１６の電極上に形成した金属バンプとはんだや導電性接着剤による接続等を用いることができる。特に、配線パターン１４の表面に形成された金属層２０がＡｕを主成分とする金属からなる場合、ＬＥＤ素子１６の電極上にＡｕを主成分とするバンプ（Ａｕバンプ）を形成しておき、このＡｕバンプと配線パターン１４上の金属層２１とを、加熱・加圧または超音波印加により直接接合するフリップチップ実装を用いることができる。これは、はんだおよび導電性接着材の塗布時に発生しやすいＬＥＤ素子１６の露出した発光面の汚染を懸念する必要が無い点から、好ましい。
【００４４】
ＬＥＤ素子１６は、材料、構造、および発光色は特に限定されないが、ここではフリップリップ実装が可能な構成のＬＥＤ素子を用いている。具体的には、図２（ｂ）に示すような、同一面から正負一対の電極が取り出された構成のＬＥＤ素子であり、絶縁性の素子基板１６１に、ｎ型半導体層１６２、活性層１６３、およびｐ型半導体層１６４が順に積層され、ｎ型半導体層１６２の露出部分とｐ型半導体層１６４の表面にオーム性の電極１６５ａと１６５ｂが形成された、ｐ−ｎ接合構造となっている。
【００４５】
なお、図１および図２（ａ）は、ＬＥＤ素子１６の高密度実装に適するフリップチップ実装の好ましい構成例であるが、図３（ａ）（ｂ）に示すように、同じ電極構成（図２（ｂ）に示した電極構成）のＬＥＤ素子１６を用いてワイヤーボンディング実装することも当然可能である。図３（ａ）（ｂ）では、絶縁層１３の一主要面に配線パターン１４および凹部が形成され、前記凹部に収容されたＬＥＤ素子１６の電極形成面と反対面の絶縁性の素子基板１６１が、接着剤２３を介して配線パターン１４に固定されており、正負それぞれの電極が配線パターン１４に金属細線２４で電気的に接続されている。
【００４６】
また、以上で説明した本実施の形態のＬＥＤ照明装置は、図２（ｂ）に示すような同一面側に正負一対の電極が形成されたＬＥＤ素子１６を用いた構成例であるが、上面および下面にそれぞれ正または負の電極が形成されたＬＥＤ素子も用いることができる。図４（ａ）（ｂ）では、図４（ｃ）に示すような、素子の上面および下面のうちの一方に正の電極を、他方に負の電極を形成した構成のＬＥＤ素子３１を用いた構成例が示されている。図４（ｃ）に示すＬＥＤ素子３１は、導電性の素子基板３１１上にｎ型半導体層３１２および活性層３１３が順に積層され、その上下にオーム性の電極３１４ａと３１４ｂとが形成されたＭＩＳ構造となっている。導電性の素子基板３１１としては例えばＳｉＣ基板、ｎ型半導体層３１２としては例えばＧａＮ、活性層３１３としては例えばＩｎＧａＮが用いられる。
【００４７】
図４（ａ）（ｂ）に示すＬＥＤ照明装置は、絶縁層１３の一主要面に配線パターン１４および凹部が形成され、前記凹部に収容されたＬＥＤ素子３１の一主要面の電極が、導電性接着剤３２を介して配線パターン１４に固定されており、反対面の電極が配線パターン１４に金属細線３３で電気的に接続されている。このようなワイヤーボンディング実装を用いた構成例では、金属細線３３は特に限定されず、金属細線３３と接合するＬＥＤ素子３１の電極ならびに配線パターン１４との接合性を考慮して適宜選択される。例えば、ＡｕやＡｌを用いることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態のＬＥＤ照明装置においてＬＥＤ素子１６，３１は凹部に完全に収容されている必要は無く、凹部の深さはＬＥＤ素子１６，３１の厚み以下で、ＬＥＤ素子１６，３１の一部のみが凹部に収容される構成であっても構わない。
【００４９】
以下に、絶縁層１３、配線パターン１４、高反射膜１５、ビア１８、放熱板１２、およびレンズ部１７についても、詳細に説明する。
【００５０】
絶縁層１３は、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物に無機フィラーを分散させてなる層であり、絶縁性樹脂並びに無機フィラーの選択によって、熱伝導度、線熱膨張係数、誘電率等の調整が可能となる。また、絶縁層１３の熱伝導率は１〜１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲とすることが好ましく、これにより良好な放熱性を有する熱伝導配線基板１１となる。また、絶縁層１３は白色であることが好ましい。この場合、露出した絶縁層１３における可視光の反射性を高くすることができ、光反射率の良好な高反射膜１５が配置されていない領域に向かった光の照明光への利用効率も高めることができるからである。
【００５１】
配線パターン１４としては、導電性に優れ、かつ、回路形成が容易に行われる材料にて形成されていればよいため、特に限定されないが、金属箔であることが好ましい。金属箔には、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｌおよびこれらのいずれかの金属を主成分とする合金が使用できるが、特にＣｕおよびＣｕを主成分とする合金が好ましい。Ｃｕは電気伝導性に優れ、安価で回路パターン形成が容易に行えるからである。また、この金属箔は、樹脂組成物と接する片方の面が粗化されていることが好ましい。金属箔と樹脂組成物との接着強度が向上するからである。配線パターン１４は転写にて形成されることが好ましい。このため、キャリア層に剥離層を介して配線パターン形状の金属箔が付着した転写パターン形成材を用いることが好ましい。これによりエッチング等による微細な配線パターンの作製が容易となり、さらに、キャリア層があるため取り扱いやすいからである。なお、本実施の形態におけるＬＥＤ照明装置の図（図１〜図４）においては、配線パターン１４が絶縁層１３に埋設されている場合を示しているが、配線パターン１４が絶縁層１３に埋設されておらず表面に付着した状態であってもよい。
【００５２】
光反射率の優れた高反射膜１５は、凹部の内面の少なくとも一部に形成されており、これにより、ＬＥＤ素子１６，３１からの光を効率よく反射し、ＬＥＤ照明装置の照度を向上することができる。高反射膜１５としては、その表面を鏡面に維持できるものが好ましく、特に光沢性を有する耐酸化性の金属膜であることが望ましい。例えば、めっき法、蒸着法、スパッタ法等により形成したＮｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌなどを主成分とする金属膜が利用できる。これにより、経時変化や雰囲気による酸化を防止でき、高い光反射性を維持することができる。特に、ＮｉまたはＡｕを主成分とする金属膜を利用した場合、これらの材料は、ＬＥＤ素子の実装性が高いため、配線パターン１４の表面に実装性を改善するために形成する金属層２０としても使用できる。従って、高反射膜１５をＮｉまたはＡｕを主成分とする金属膜にて形成する場合は、同一の材料および同一の工程にて、高反射膜１５と金属層２０とを形成できるため、好ましい。
【００５３】
ビア１８は、絶縁層１３の表層の配線パターン１４と内層の配線パターン１９の所定位置同士を電気的に接続するために形成されており、めっきや導電性樹脂組成物により形成される。
【００５４】
放熱板１２には、熱伝導性に優れたＡｌやＣｕ等からなる金属板を使用することが好ましく、より好ましくは、放熱フィンを備えたものを使用することである。特に、Ａｌは加工性に優れるため、放熱板１２を複雑な形状に形成して表面積を大きくすることが可能であり、良好な放熱性を得ることができる。また、放熱板１２の絶縁層１３との接着面は、粗面化処理されていることが好ましい。これにより接着がより強固となるからである。粗面化処理方法としては、化学的処理方法および物理的処理方法のいずれも採用可能である。化学的処理方法としては、例えば、塩化鉄、塩化銅等の水溶液中に放熱板１２を浸漬してエッチングする方法が挙げられる。また、物理的処理方法としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3などの粉末を圧縮空気ととも放熱板１２の表面に吹き付ける方法が挙げられる。
【００５５】
レンズ部１７は、ＬＥＤ素子１６，３１を覆うように透明樹脂を凹部に充填することで形成されており、光を集光するレンズとして機能する。このレンズ部１７は、集光率を高めるため、凸である球面形状であることが好ましい。また、図１〜図４に示した構成例のように、ＬＥＤ素子１６，３１と配線パターン１４との電気的接続手段であるバンプ２２、導電性接着剤３２、および金属細線２４，３３の周囲を覆うことが、より好ましい。これにより、接続部の信頼性を高めることができるからである。なお、本明細書における透明とは、必ずしも無色透明であることを意味するものではなく、ＬＥＤ素子からの光を透過するという意味である。なお、レンズ部１７を構成する透明樹脂が蛍光物質を含み、通過したＬＥＤ素子からの光の波長が変換される構成とすれば、赤色、緑色、青色の光を合成することなく、単一の発光色のＬＥＤ素子のみで白色発光を得ることが可能となる。例えば、青色の光を白色に変換する蛍光物質としては、青色と補色関係にある蛍光染料・顔料や、ＹＡＧ系蛍光体が利用できる。この透明樹脂の材料については、絶縁性および透光性が高ければ特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、低融点ガラス等が使用可能である。これらは、ＬＥＤ素子１６，３１を封止する際に必要な溶融温度がＬＥＤ素子１６，３１の耐熱温度以下である点から好ましい。
【００５６】
次に、熱伝導配線基板１１の構成について、より詳細に説明する。図５（ａ）は、図１に示した熱伝導配線基板１１の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図５（ａ）（ｂ）に示すように、絶縁層１３の一主要面には配線パターン１４および凹部が形成され、さらに、凹部の内面の少なくとも一部（本実施の形態においては内側面）に高反射膜１５が形成されている。配線パターン１４は、凹部の底面に形成されたＬＥＤ素子実装用の電極と、それにつながる凹部の側壁および絶縁層１３の主面に沿って形勢された引出し配線とで構成されている。高反射膜１５が金属膜のように導電性を有している場合、図５（ａ）に示すように、配線パターン１４に電気的に接触しないように配置されている。また、配線パターン１４上には実装性を高めるための金属層２０が設けられており、この金属層２０は高反射膜１５と同一材料・同一工程にて形成することが可能である。また、高反射膜１５の下（高反射膜１５と絶縁層１３との間）には、高反射膜１５の下地としての金属層２１が設けられており、この金属層２１は、配線パターン１４と同一材料・同一工程にて形成することが可能である。
【００５７】
以上に説明した本実施の形態のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ素子の発光に伴う発熱が熱伝導率の高い熱伝導配線基板に拡散し、ＬＥＤ素子の温度上昇を防止することができる。また、ＬＥＤ素子から発光した光の進行方向は、熱伝導配線基板に設けられた凹部の内壁により所望の方向に制御され、照明の利用効率を極めて高くすることができる。さらに、内壁に形成された光反射率の優れた高反射膜により、光の利用効率をさらに高めることができる。また、凹部は熱伝導配線基板自体に形成されているため、反射板およびそのアライメントが不要であり、ＬＥＤ素子と反射板との接触を懸念する必要がない。さらに、凹部の底面は絶縁層であるため配線層形成も可能であることから、ＬＥＤ素子をフリップチップ実装することもでき、この場合、ＬＥＤ素子の周囲にワイヤーボンディング用のスペースを設けなくても良い。このため、高密度実装による照明装置の小型化あるいは、同一サイズでの照度の向上が可能となる。
【００５８】
次に、ＬＥＤ照明装置の製造方法について説明する。まずは、放熱金属板１２を設けない構成のＬＥＤ照明装置の製造方法について、図６（ａ）〜図６（ｆ）を参照しながら説明する。
【００５９】
まず、無機フィラーと少なくとも熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物との混合物である未硬化状態の絶縁材をシート状物（絶縁層１３）に加工する。このシート状物の所定の位置に貫通孔を形成し、この貫通孔に熱硬化性樹脂を含む導電性樹脂組成物を充填してビア１８を作製する。一方、絶縁層１３の凹部形成面側に設けられる配線パターン１４および金属層２１が予め形成された離型キャリア８１ａと、絶縁層１３の凹部形成面と対向する面側に設けられる配線パターン１９が予め形成された離型キャリア８１ｂとを用意しておく。これらの離型キャリア８１ａ、８１ｂを、配線パターン１４，１９や金属層２１が形成された面を絶縁層１３側に向けて、絶縁層１３の上下面にそれぞれ位置合わせして重ね合わせ、積層物を作製する（図６（ａ）参照）。
【００６０】
次に、この積層物の上下面を金型８２で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、絶縁層１３中の熱硬化性樹脂を硬化させ、配線パターン１４および金属層２１を絶縁層１３表面に埋設すると共に接着する。さらに、ビア１８の導電性樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂も同時に硬化させて、相対した配線パターン１４の電気的接続を行う。この金型８２は、積層物の凹部形成面と接する側の面の所定の領域に凸部を有している。従って、この凸部を有する金型８２と接する離型キャリア８１ａ、離型キャリア８１ａに形成された配線パターン１４および金属層２１、および未硬化の絶縁層１３が、加圧されることにより、この凸部に沿うように厚み方向に変形する（図６（ｂ）参照）。この工程により、底面に配線パターン１４を備え、さらに側面に金属層２１（後の工程にて形成する高反射膜１５の下地となる）を備えた凹部を、絶縁層１３の表面に形成することができる。
【００６１】
次に、硬化した絶縁層１３から離型キャリア８１ａ，８１ｂのみを剥離し、表面に配線パターン１４および金属層２１が形成され、さらに所定の領域に凹部が設けられた絶縁層１３とする（図６（ｃ）参照）。
【００６２】
次に、反射面となる凹部の内側面に形成された金属層２１上に、絶縁層１３よりも反射率の高い高反射膜１５を形成する（図６（ｄ）参照）。この高反射膜１５をＡｕやＮｉを主成分とする金属を用いて作製する場合は、配線パターン１４上にも同材料を用いてめっきにより金属層２０を形成する。これにより、反射面の表面には、経時変化や雰囲気による酸化を防止でき、かつ、高い光反射性を有する高反射膜１５を形成すると共に、配線パターン１４上にワイヤーボンディング実装およびフリップチップ実装に適した表面層を形成することができる。
【００６３】
以上の工程により、熱伝導配線基板１１が作製できる。
【００６４】
次に、ＬＥＤ素子１６を、熱伝導配線基板１１の凹部の底面の配線パターン１４上に実装する（図６（ｅ）参照）。実装方式については、フリップチップ実装やワイヤーボンディング実装が使用できるが、図６（ｅ）においてはフリップチップ実装した様子が示されている。
【００６５】
最後に、透明樹脂をＬＥＤ素子１６を覆うように凹部に充填し、加熱することにより硬化させて、レンズ部１７とする（図６（ｆ）参照）。加熱時または加熱前に減圧下にさらすことは、透明樹脂中のボイド低減に効果があり、特にＬＥＤ素子と配線パターンとの電気的接続部分の周囲にまで渡ってレンズ部１７を形成することで、接続信頼性を高めることもできる。
【００６６】
以上のような方法により、本実施の形態のＬＥＤ照明装置が形成される。
【００６７】
絶縁層１３の形成に用いられる無機フィラーは、熱伝導性に優れるＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4およびＡｌＮから選ばれた少なくとも１種類のフィラーを含むことが望ましい。さらに、無機フィラーの平均粒子径は、０．１〜１００μｍの範囲が適当であり、粒径がこの範囲から外れた場合、無機フィラーの充填性や熱伝導配線基板の放熱性が低下する。さらに、無機フィラーの粒径を７〜１２μｍの範囲とすると、より放熱性を向上させることができる。
【００６８】
また、絶縁層１３の形成に用いられる熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、およびイソシアネート樹脂から選ばれた少なくとも１種類を含むことが望ましい。これらの樹脂は、その硬化物が電気絶縁性、機械的強度、および耐熱性に優れるからである。
【００６９】
無機フィラーと樹脂組成物との混合物における各成分の含有量は、樹脂組成物を５〜３０重量％、好ましくは７〜１５重量％、更に好ましくは７〜１１重量％とし、無機フィラーを７０〜９５重量％、好ましくは８５〜９３重量％、更に好ましくは８９〜９３重量％とするのが適当である。無機フィラーの配合比率がこの範囲より多い場合には、混合物の流動性および接着性が低下し、金属箔との接着が困難になる。また、無機フィラーの配合比率がこの範囲より小さい場合、熱伝導配線基板の放熱性が不良になる。
【００７０】
また、樹脂組成物は、必要に応じて、カップリング剤、分散剤、着色剤、離型剤等の添加剤を含有していることが好ましい。各種添加剤を含有することにより、絶縁層１３の特性の改善を図ることができるからである。例えば、カップリング剤によれば、無機フィラーおよび金属箔と樹脂組成物との接着性を改善することができる。また、分散剤は、無機フィラーの分散性を改善し、混合物内の組成ムラの低減に有効である。また、着色剤は、例えば、白色の着色剤であれば、絶縁層の光反射性の向上に有効である。
【００７１】
シート状物への加工は、まず、無機フィラーと液状の熱硬化性樹脂を混合してペースト状混合物を作製するか、無機フィラーに溶剤で低粘度化した熱硬化性樹脂を混合して同様にペースト状混合物を作製する。次に、ペースト状混合物をドクターブレード法等によって一定厚みに成型し、熱処理することで、シート状物を得る。熱処理は、液状の熱硬化性樹脂を用いたものでは、粘着性があるため若干硬化を進め、未硬化状態で可撓性を維持しながら粘着性を除去するためである。また溶剤により樹脂を溶解させた混合物では、その溶剤を除去し、同様に未硬化の状態で可撓性を保持しながら粘着性を除去するためである。このようにして作製された未硬化状態のシート状物に貫通孔を形成する際には、レーザ加工法や金型による加工法、もしくはパンチング加工法を用いることができる。特にレーザ加工法では、炭酸ガスレーザやエキシマレーザが加速度の点で有効である。導電性樹脂組成物は、ＡｕやＡｇ、Ｃｕの粉末を導電材料とし、これにシート状物に用いたものと同様の熱硬化性樹脂を混練したものが使用できる。特にＣｕは導電性が良好で、マイグレーションも少ないため有効である。また、熱硬化性樹脂も液状のエポキシ樹脂が耐熱性の面で安定である。
【００７２】
また、放熱板１２を設ける構成のＬＥＤ照明装置の場合は、図７（ａ）〜図７（ｅ）示す方法を用いて製造する。
【００７３】
まず、上記に説明した図６（ｂ）までの工程により得られる凹部が形成された積層物において凹部形成面と反対側の面に配置されている離型キャリア８１ｂのみを除去したものと、未硬化の絶縁材をシート状に加工したシート状物（絶縁層１３）と、放熱板１２とを重ねて、金型８２を用いて加熱し、および厚み方向に加圧して、凹部が形成された積層物に放熱板１２を接着させる（図７（ａ）参照）。
【００７４】
次に、積層物に放熱板１２を接着させた状態のものから離型キャリア８１ａを剥離する（図７（ｂ）参照）。
【００７５】
次に、反射面となる凹部の内側面に形成された金属層２１上に、めっきにより絶縁層１３よりも反射率の高い高反射膜１５を形成する。また、同時に配線パターン１４上にも同材料を用いてめっきにより金属層２０を形成する（図７（ｃ）参照）。これにより、反射面の表面には、経時変化や雰囲気による酸化を防止でき、かつ、高い光反射性を有する高反射膜１５を形成すると共に、配線パターン１４上にワイヤーボンディング実装およびフリップチップ実装に適した表面層を形成することができる。
【００７６】
以上の工程により、放熱板１２が形成された熱伝導配線基板１１を作製することができる。
【００７７】
次に、放熱板１２を設けないＬＥＤ照明装置の場合と同様に、ＬＥＤ素子１６を熱伝導配線基板１１の凹部の底面の配線パターン１４上に実装し（図７（ｄ）参照）、その後、ＬＥＤ素子１６を覆うように透明樹脂を凹部に充填し、加熱して、レンズ部１７を形成する（図７（ｅ）参照）。
【００７８】
以上の方法により、本実施の形態における放熱板１２を備えたＬＥＤ照明装置が完成する。
【００７９】
（実施の形態２）
図８（ａ）は、本発明の実施の形態２における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。なお、この実施の形態２の熱伝導配線基板において用いられる材料は、特に説明の無い限り、実施の形態１で述べたものと同じであり、同じ呼称の構成部材については同様の機能を有するものとする。
【００８０】
本実施の形態の熱伝導配線基板は、絶縁層４１の一主要面に配線パターン４２および凹部が形成され、この凹部の内側壁に絶縁層４１よりも光反射率の高い高反射膜４３が形成されている。本実施の形態における配線パターン４２は、凹部の底面に形成されたＬＥＤ素子実装用の電極のみであり、ビア４４により、絶縁層４１の裏面の引き出し配線４５と電気的接続されている。このような構成によれば、図５に示した熱伝導配線基板のような凹部の壁面に沿って形成された配線パターンが存在しないため、図８（ａ）に示すように、高反射膜４３を凹部の内側壁の全面に渡って配置することができるため、光反射率をより向上させることができる。なお、４６は高反射膜４３の下地となる金属層である。
【００８１】
また、本実施の形態の熱伝導配線基板は、実施の形態１で説明した製造方法を用いて作製することが可能であるため、ここではその説明を省略する。
【００８２】
（実施の形態３）
図９（ａ）は、本発明の実施の形態３における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。なお、この実施の形態３の熱伝導配線基板において用いられる材料は、特に説明の無い限り、実施の形態１で述べたものと同じであり、同じ呼称の構成部材については同様の機能を有するものとする。
【００８３】
本実施の形態の熱伝導配線基板は、絶縁層５１の一主要面に配線パターン５２および凹部が形成され、前記凹部の内側壁に絶縁層５１よりも光反射率の高い高反射膜５３が形成されている。高反射膜５３は、配線パターン５２と同材料にて形成された金属層を下地として形成されているのではなく、絶縁層５１上に直接形成されている。このように、高反射膜５３の下地は金属層に限定されず、絶縁層５１上に直接形成することも可能である。また、図９（ａ）に示すように、高反射膜５３は、凹部の内側壁面の円周方向のみならず、高さ方向においても、壁面の一部にのみ設けることができる。
【００８４】
次に、本実施の形態の熱伝導配線基板の製造方法について、図１０（ａ）〜図１０（ｅ）を参照しながら説明する。
【００８５】
まず、予め配線パターン５２が形成されている離型キャリア９１上に、さらに、後の工程でＬＥＤ素子を実装するための凹部の壁面に対応させて、絶縁層５１よりも光反射率の高い高反射膜５３を形成する。これは、めっき法、蒸着法、スパッタ法、印刷法等により形成される。このように配線パターン５２および高反射膜５３が形成された離型キャリア９１と、未硬化の絶縁材をシート状に加工したシート状物（絶縁層５１）とを、位置合わせして重ね合わせる（図１０（ａ）参照）。
【００８６】
次に、これらを平板９２で挟んだ状態で加熱および厚み方向に加圧し、絶縁層５１中の熱硬化性樹脂を硬化させて、配線パターン５２および高反射膜５３を絶縁層５１表面に埋設するとともに接着する。その後、配線パターン５２および高反射膜５３が埋設された状態で硬化した絶縁層５１から、離型キャリア９１を剥離する（図１０（ｂ）参照）。
【００８７】
次に、配線パターン５２上に、実装性を向上させるための金属層５４を選択的にめっきする。この金属層５４には、ＮｉまたはＡｕを主成分とする金属を用いることが好ましい。
【００８８】
次に、絶縁層５１のガラス転移点以上の温度で加熱して絶縁層５１を再度軟化させ、さらに、突起部を有する型９３を用いて所定の領域を局所的に加圧することでその領域を厚み方向に変形させ、凹部を形成する（図１０（ｄ）参照）。このようにして所定の領域に凹部を形成することにより、凹部の内側面に高反射膜５３を備えた熱伝導配線基板が完成する（図１０（ｅ）参照）。
【００８９】
このような方法で形成された熱伝導配線基板を用い、ＬＥＤ素子を凹部の底面の配線パターン５２上に実装し、さらに透明樹脂をＬＥＤ素子を覆うように凹部に充填して加熱硬化させてレンズ部を形成することにより、ＬＥＤ照明装置を作製することができる。
【００９０】
（実施の形態４）
図１１（ａ）は、本発明の実施の形態４における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。なお、この実施の形態４の熱伝導配線基板において用いられる材料は、特に説明の無い限り、実施の形態１で述べたものと同じであり、同じ呼称の構成部材については同様の機能を有するものとする。
【００９１】
本実施の形態の熱伝導配線基板は、絶縁層６１の一主要面に配線パターン６２および凹部が形成され、前記凹部の内側壁に絶縁層６１よりも光反射率の高い高反射膜６３が形成されている。また、配線パターン６２上にはＬＥＤ素子の実装性を高めるための金属層６４が形成されており、高反射膜６３の下地としての金属層６５も形成されている。本実施の形態における凹部の形状は、実施の形態１〜３の熱伝導配線基板に設けられたテーパ形状と異なり、内壁面がアール形状に形成されている。この構成によれば、集光率を高くすることができるので、より好ましい。
【００９２】
次に、本実施の形態の熱伝導配線基板の製造方法について、図１２（ａ）〜図１２（ｅ）を参照しながら説明する。
【００９３】
まず、一方の面に配線パターン６２と金属層６５とが形成され、さらに、前記一方の面と反対側の面の所定の領域に凸部１０２が設けられた離型キャリア１０１ａを用意する（図１２（ａ）参照）。凸部１０２は、熱伝導配線基板に形成する凹部の形状に対応した形状となっており、離型キャリア１０１ａに、金属や、所定形状の開口部を持つメタルマスクを介して印刷した熱硬化性樹脂組成物の加熱硬化物などが利用できる。
【００９４】
次に、離型キャリア１０１ａと、導電性樹脂組成物を充填したビア６６が形成された未硬化の絶縁材をシート状に加工したシート状物（絶縁層６１）と、別途に用意した配線パターン６７を形成した離型キャリア１０１ｂとを位置合わせして、配線パターン６２，６７が形成された面を絶縁層６１側に向けて重ね合わせる（図１２（ｂ）参照）。
【００９５】
次に、この積層物を平板１０３で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧して、離型キャリア１０１ａの凸部１０２が設けられた部分と、その部分に形成された配線パターン６２および金属層６５と、未硬化の絶縁層６１とを、凸部１０２形状に厚み方向に変形させる。これにより、底面に配線パターン６２、壁面に金属層６５を備えた凹部が、絶縁層６１の表面に形成される（図１２（ｃ）参照）。
【００９６】
次に、硬化した絶縁層６１から離型キャリア１０１ａ，１０１ｂを除去する（図１２（ｄ）参照）。
【００９７】
次に、凹部が形成された面の配線パターン６２と、凹部の側壁に設けられた金属層６５との表面に、絶縁層６１よりも反射率の高い金属層をめっきする。この金属層のうち、金属層６５上に形成されたものは高反射膜６３となり、配線パターン６２上に形成されたものは実装性を向上させるための金属層６４となる（図１２（ｅ）参照）。
【００９８】
以上の方法で形成された熱伝導配線基板を用いて、ＬＥＤ素子を凹部の底面の配線パターン６２上に実装し、さらに透明樹脂をＬＥＤ素子を覆うように凹部に充填し、加熱硬化させてレンズ部を形成することにより、ＬＥＤ照明装置を作製することができる。
【００９９】
なお、実施の形態１〜４における熱伝導配線基板おいては、凹部の内側壁の形状を斜面形状としているが、これに限定されるものではなく、例えば、階段形状など任意に取り得ることはいうまでもない。さらに、凹部の開口部の形状も、実施の形態１〜４においては円形としているが、これに限定されるものではない。図１３（ａ）（ｂ）は絶縁層７１，７３に形成された凹部７２，７４の形状を表しており、この図に示すように、例えば四角形や五角形など任意の形状とすることができる。
【０１００】
以上、上記の各実施の形態は本発明を限定するものではなく、本発明に基づき、さらに他の実施の形態を取ってもよいことは言うまでもない。
【０１０１】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。本実施例においては、実施の形態１で説明した熱伝導配線基板１１、ＬＥＤ照明装置、およびそれらの製造方法の一例について説明する。
【０１０２】
本実施例のＬＥＤ照明装置の作製に際し、まず、転写用の配線パターン形成材の作製方法、すなわち離型キャリア８１ａ，８１ｂに配線パターン１４，１９を形成する方法について説明する。
【０１０３】
離型キャリア８１ａ，８１ｂには金属箔を用いた。この金属箔には既存の回路基板用Ｃｕ箔が利用できる。一般的な回路基板用Ｃｕ箔は、まず銅塩原料をアルカリ性浴に溶解し、これに高電流密度となるように電流を通して回転ドラムにＣｕを電着させ、回転ドラム上に形成されたＣｕめっき層を連続に巻き取ることにより作製される。この時、めっき電流密度、ドラム回転速度などを制御することにより、任意の厚みの電解Ｃｕ箔を作製することができる。本実施例においては、厚み７０μｍの電解Ｃｕ箔（キャリアＣｕ箔）を離型キャリア８１ａ，８１ｂとして準備した。
【０１０４】
次に、準備したキャリアＣｕ箔の表面にクロムおよびクロム酸塩で構成された薄い剥離層を形成し、この剥離層上にＣｕめっきを施し、厚み１２μｍのＣｕ層を作製した。
【０１０５】
次に、キャリアＣｕ箔上に剥離層を介して形成されたＣｕ層に対し、二塩化鉄水溶液を用いて公知のフォトリソグラフィ法により化学的エッチングを施し、所定の位置に配線パターン１４および反射面形状のパターン（後の工程で形成する高反射膜１５の下地となる金属層２１）を形成した。また、同様の方法により、配線パターン１９のみ形成したキャリアＣｕ箔も別途作製した。
【０１０６】
このようにして、配線パターン１４および金属層２１を有するキャリアＣｕ箔（離型キャリア８１ａ）と、配線パターン１９を有するキャリアＣｕ泊（離型キャリア８１ｂ）を作製した。
【０１０７】
次に、本実施例に使用したシート状物（絶縁層１３）の作製方法について述べる。
【０１０８】
まず、無機フィラーと液状の熱硬化性樹脂とを、撹拌混練機を用いて混合した。本実施例においては、無機フィラーとしてのＡｌ2Ｏ3（ＡＳ−４０：昭和電工（株）製、球状、平均粒径１２μｍ）９０重量％、熱硬化性樹脂としての液状エポキシ樹脂（ＥＦ−４５０：日本レック（株）製）９．７重量％、その他の組成としてのカップリング剤（チタネート系 ４６Ｂ：味の素（株）製）０．３重量％を用いた。さらに、粘度調整用としてメチルエチルケトンを加えた。また、混合は、所定量の無機フィラー（Ａｌ2Ｏ3）と熱硬化性樹脂（液状エポキシ樹脂）を容器に投入し、容器ごと撹拌混練機によって混合した。
【０１０９】
上記組成で秤量・混合されたペースト状の混合物を用いて、表面にシリコンによる離型処理を施された厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上にドクターブレード法により造膜した。なお、このポリエチレンテレフタレートフィルムは離型フィルムとして機能するものである。
【０１１０】
次に、このように形成された上記混合物の膜を温度１２０℃で１５分間放置し、乾燥させた。熱硬化性樹脂として用いた液状エポキシ樹脂は、硬化開始温度が１３０℃であるため、前記熱処理条件下では未硬化状態（Ｂステージ）であり、以降の工程で加熱により再度溶融させることができる。これにより、前記混合物から、厚み４００μｍの粘着性のない未硬化のシート状物が作製できた。
【０１１１】
次に、このようにして作製した未硬化のシート状物を所定の大きさにカットし、炭酸ガスレーザを用いてピッチが０．２ｍｍ〜２ｍｍの等間隔の位置に直径０．１５ｍｍの貫通孔を形成した。この貫通孔に、ビアホール充填用の導電性樹脂組成物をスクリーン印刷法により充填し、ビア１８を作製した。本実施例で用いたビアホール充填用の導電性樹脂組成物は、導電材料としての球形状のＣｕ粒子８５重量％と、樹脂組成としてのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２８：油化シェルエポキシ（株）製）３重量％およびグルシジルエステル系エポキシ樹脂（ＹＤ−１７１：東都化成（株）製）９重量％と、硬化剤としてのアミンアダクト硬化剤（ＭＹ−２４：味の素（株）製）３重量％とを、三本ロールにて混練して作製した。
【０１１２】
本実施例の熱伝導配線基板１１の作製方法は、まず、上記のように作製した配線パターン１４および反射面形状のパターン（金属層２１）を有するキャリアＣｕ箔（離型キャリア８１ａ）と配線パターン１９のみ有するキャリアＣｕ箔（離型キャリア８１ｂ）とで、貫通孔に導電性樹脂組成物を充填した上記のシート状物を位置合わせして挟み、積層物を作製した。この時、キャリアＣｕ箔上に形成された配線パターン１４，１９がシート状物側になるよう配置した。
【０１１３】
次に、この積層物を金型で挟んで、加熱プレスした。この際、配線パターンおよび反射面形状のパターンが形成されたキャリアＣｕ箔に接する側の金型（積層物の凹部形成面に接する側の金型）８２を、所定の領域に複数の凸部を備えた金型とした。この凸部の底面は円形であって断面形状は台形をなし、その高さは１３０μｍ、傾斜角度は４５度であった。加熱プレスは、まず、プレス温度１２０℃、圧力９．８×１０5Ｐａで５分間加熱および加圧した。これにより、シート状物中の熱硬化性樹脂が加熱により溶融軟化するため、凸部を備えた金型に接するキャリアＣｕ箔と、キャリアＣｕ箔上に形成された配線パターン１４および反射面形状のパターンと、シート状物とが、加圧により凸部に沿うように厚み方向に変形した。これにより、底面に配線パターン１４が形成され、さらに反射面形状のパターンにより内側面に金属層２１（後の工程にて形成する高反射膜１５の下地）が形成された凹部を備えた絶縁層１３を形成できた。さらに加熱温度を上昇させ１７５℃で６０分間保持した。これにより、シート状物中のエポキシ樹脂および導電性樹脂組成物中のエポキシ樹脂が硬化し、シート状物と配線パターンとの機械的に強固な接着が得られると共に、導電性樹脂組成物と配線パターンとの電気的および機械的な接着も得られた。
【０１１４】
次に、この硬化した積層物の凹部形成面の反対面に配置されているキャリアＣｕ箔のみを剥離した。キャリアＣｕ箔は剥離層を有し、その剥離層上に電解めっきにて配線層であるＣｕ層が形成されているため、キャリアＣｕ箔と剥離層だけを、硬化した積層物から剥離することができた。
【０１１５】
次に、キャリアＣｕ箔を剥離した面に、未硬化のシート状物と、放熱板１２としてのＡｌ板とを重ねて、さらに金型を用いて加熱プレスし、Ａｌ板を凹部が形成された積層物に接着させた。放熱板１２には厚み１．０ｍｍのＡｌ板を用意し、片面をサンドブラスト（研磨粉：Ａｌ2Ｏ3、昭和電工（株）製 モランダムＡ−４０）で粗化処理した。この粗化処理面を接着面とした。
【０１１６】
次に、積層物に放熱板１２を接着させた状態のものから、凹部形成面側に配置されているキャリアＣｕ箔を剥離した。
【０１１７】
次に、反射面となる凹部の内側面に形成された金属層２１上、および凹部形成面に形成された配線パターン１４上に、厚み４μｍのＮｉめっき、次いで厚み０．３μｍのＡｕめっきを施した。金属層２１上に形成されたこれらのめっき膜が高反射膜１５となり、配線パターン１４上に形成されたこれらのめっき膜はＬＥＤ素子１６を実装する際に適した表面層（金属層２０）となる。
【０１１８】
以上のような方法で、本実施例の熱伝導配線基板１１が作製された。
【０１１９】
次に、作製した熱伝導配線基板１１において、各凹部底面のＡｕめっきされた配線パターン１４上にＬＥＤ素子１６をフリップチップ実装した。ＬＥＤ素子１６としては、同一面に正負一対の電極が形成されたＬＥＤ素子を用い、フリップチップ実装した。実装方法は、Ａｕバンプを介して超音波を印加して、ＬＥＤ素子の電極、金バンプ、配線パターンを接合した。金バンプは２５μｍ径の金ワイヤを用いてボンディングした。
【０１２０】
次いで、透明なエポキシ樹脂をＬＥＤ素子を覆うように凹部に充填した。これを、減圧下にさらしてボイドを除去した。次に、１４０℃で６０分間保持してエポキシ樹脂を硬化させ、凸な球面形状のレンズ部１７を形成した。
【０１２１】
以上の方法により、図１に示したものと同様な構造のＬＥＤ照明装置を作製できた。
【０１２２】
本方法によって作製されたＬＥＤ照明装置は、熱伝導配線基板によって放熱性が向上しているのでＬＥＤ素子の温度上昇を抑制でき、ＬＥＤ素子一個あたりの発光強度が飽和する電流値が向上した。そのため、動作電流を増加して高効率に発光させた場合でも、ＬＥＤ素子の寿命の劣化、波長のずれはなかった。また、凹部壁面の反射面により、基板上方へ発射される光の光束が増加した。
【０１２３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のＬＥＤ照明装置用の熱伝導配線基板とそれを用いたＬＥＤ照明装置、並びにそれらの製造方法によれば、高密度実装による照明装置の小型化、または、同一サイズでの照度の向上が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図である。
【図２】 （ａ）は、図１に示したＬＥＤ照明装置の凹部近傍の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、図１に示したＬＥＤ照明装置に用いられているＬＥＤ素子の構成を示す断面図である。
【図３】 （ａ）および（ｂ）は、図２（ｂ）に示したＬＥＤ素子を他の実装方法にて実装した場合のＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図である。
【図４】 （ａ）および（ｂ）は、図２（ｂ）に示したものとは電極構成が異なるＬＥＤ素子を用いた場合のＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図であり、（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）にて用いられているＬＥＤ素子の構成を示す断面図である。
【図５】 （ａ）は、本発明の実施の形態１における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】 （ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ照明装置の製造方法において、各工程を示した断面図である。
【図７】 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ照明装置の別の製造方法において、各工程を示した断面図である。
【図８】 （ａ）は、本発明の実施の形態２における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図９】 （ａ）は、本発明の実施の形態３における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図１０】 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態３におけるＬＥＤ照明装置の製造方法において、各工程を示した断面図である。
【図１１】 （ａ）は、本発明の実施の形態４における熱伝導配線基板の一つの凹部近傍の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図１２】 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態４におけるＬＥＤ照明装置の製造方法において、各工程を示した断面図である。
【図１３】 （ａ）および（ｂ）は、熱伝導配線基板に設けられる凹部の形状の例を示した斜視図である。
【図１４】 従来のＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図である。
【図１５】 図１４に示した従来のＬＥＤ照明装置に用いられる反射板の形状の例を示した斜視図である。
【図１６】 従来のＬＥＤ照明装置の別の構成を示す断面図である。
【図１７】 （ａ）および（ｂ）は、ＬＥＤ素子の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 熱伝導配線基板
１２ 放熱板
１３ 絶縁層
１４ 配線パターン
１５ 高反射膜
１６ ＬＥＤ素子
１６１ 絶縁性の素子基板
１６２ ｎ型半導体層
１６３ 活性層
１６４ ｐ型半導体層
１６５ａ，１６５ｂ 電極
１７ レンズ部
１８ ビア
１９ 内層の配線パターン
２０ 金属層
２１ 金属層（高反射膜の下地）
２２ バンプ
２３ 接着剤
２４ 金属細線
３１ ＬＥＤ素子
３１１ 導電性の素子基板
３１２ ｎ型半導体層
３１３ 活性層
３１４ａ，３１４ｂ 電極
３２ 導電性接着剤
３３ 金属細線
４１ 絶縁層
４２ 配線パターン
４３ 高反射膜
４４ ビア
４５ 引き出し配線
４６ 金属層（高反射膜の下地）
５１ 絶縁層
５２ 配線パターン
５３ 高反射膜
５４ 金属層
６１ 絶縁層
６２ 配線パターン
６３ 高反射膜
６４ 金属層
６５ 金属層（高反射膜の下地）
６６ ビア
６７ 配線パターン
７１，７３ 絶縁層
７２，７４ 凹部
８１ａ，８１ｂ 離型キャリア
８２ 金型
９１ 離型キャリア
９２ 平板（板状の金型）
９３ 突起部を有する型
１０１ａ，１０１ｂ 離型キャリア
１０２ 凸部
１０３ 平板（板状の金型）
Claims (5)
- 無機フィラーと、熱硬化性樹脂を含む未硬化の樹脂組成物との混合物を、シート状物に加工する第１の工程と、
前記シート状物の少なくとも一主面に配線パターンと複数の凹部とを形成する第２の工程と、
前記凹部内にＬＥＤ素子を実装する第３の工程とを含み、
前記第２の工程が、
離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程と、
前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、
前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を金型で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、前記積層物の離型キャリアが配置されている面の所定の領域に凹部を形成する工程と、
前記積層物において離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程とを含み、
前記金型は、前記離型キャリアと接する面であって前記シート状物の所定の領域に対応する領域に凸部を有する形状を有し、
前記離型キャリアの一方の面に配線パターンを形成する工程において、前記離型キャリアの一方の面の所定の領域に前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜を形成することを特徴とするＬＥＤ照明装置の製造方法。 - 無機フィラーと、熱硬化性樹脂を含む未硬化の樹脂組成物との混合物を、シート状物に加工する第１の工程と、
前記シート状物の少なくとも一主面に配線パターンと複数の凹部とを形成する第２の工程と、
前記凹部内にＬＥＤ素子を実装する第３の工程とを含み、
前記第２の工程が、
一方の面の所定の領域に凸部を有する離型キャリアを用意し、前記離型キャリアの前記一方の面と対向する面に配線パターンを形成する工程と、
前記離型キャリアの配線パターンが形成された面と前記シート状物の前記一主面とを対向させて、前記離型キャリアを前記シート状物に積層する工程と、
前記離型キャリアと前記シート状物との積層物を、板状の金型で挟んだ状態で加熱しおよび厚み方向に加圧することにより、前記積層物の離型キャリアが配置されている面の所定の領域に凹部を形成する工程と、
前記積層物において離型キャリアのみを剥離して、配線パターンが設けられた絶縁層を形成する工程とを含み、
前記離型キャリアの前記一方の面と対向する面に配線パターンを形成する工程において、前記離型キャリアの前記一方の面と対向する面の所定の領域に前記絶縁層よりも光反射率の高い高反射膜を形成することを特徴とするＬＥＤ照明装置の製造方法。 - 前記第１の工程と前記第２の工程との間に、前記第１の工程において加工されたシート状物の所定の領域に貫通孔を形成し、前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填する工程をさらに含む請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置の製造方法。
- 前記第２の工程と前記第３の工程との間に、前記凹部が設けられた前記シート状物の凹部形成面と反対側の面上に、無機フィラーと、熱硬化性樹脂を含む未硬化の樹脂組成物との混合物からなる未硬化のシート状物を介して放熱板を重ね合わせ、加熱しおよび厚み方向に加圧して全体を一体化する工程をさらに含む請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置の製造方法。
- 前記第３の工程の後、前記ＬＥＤ素子を覆うように前記凹部内に透明樹脂を充填して硬化させる工程をさらに含む請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置の製造方法。
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