JP4923700B2 - 放熱基板とその製造方法及び、これを用いた発光モジュール及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶テレビ等のバックライトを有する表示装置のバックライト等に使われるエッジライト及びその製造方法に関するものである。

従来、液晶テレビ等のバックライトとしてのエッジライト（エッジライトとは液晶パネル側面や、液晶パネルの裏面にセットされた導光板を側面、つまりエッジ部から照らす棒状のライトを意味する）として、冷陰極管等が使われてきたが、近年の高演色化のニーズのため、ＬＥＤ（発光ダイオード）やレーザー等の半導体発光素子を、放熱性の基板の上に直線状に実装したものが求められている。こうしたものとして、特許文献１等で提案されている放熱用の金属板の上に絶縁層を介して銅からなる回路パターンを形成した放熱基板が知られている。

図１５は、従来の放熱基板に発光素子を実装した様子を示す斜視図である。図１５において、発光素子１は、樹脂２で固定された銅箔３の上に実装されている。そして銅箔３は、樹脂２を介して金属板４に固定されている。そして、銅箔３に所定の電流を流すことで、発光素子１から、矢印５で示す方向に光が放射される。このとき、発光素子１が発熱し、この発熱が点線６で示すようにして、銅箔３から樹脂２を介して、金属板４に放熱される。

しかし、このような放熱基板では、銅箔３が薄いため（一般的に１５〜５０ミクロン程度、厚くても１００ミクロン程度）、銅箔３を面方向（Ｚ方向もしくは厚み方向ではなくて、ＸＹの平面方向）に広がる熱量には限度がある。そのため熱は、銅箔３から厚み方向（つまり銅箔３から樹脂２を介して金属板４へ）に広がることになるが、途中にある樹脂２が熱伝導における阻害要因となってしまう。そのため、樹脂２の厚みはより薄いことが望ましいが、薄くしすぎると、ピンホールの発生確率が増加し、絶縁耐圧もが低下する。このため、樹脂２の薄層化にも限度があり、その結果、高放熱化に限界があった。

またエッジライト（例えば、幅１〜３ｍｍ、長さ１０〜３０ｃｍ）の場合、多数個の発光素子を一列に点灯させることになる。エッジライトの輝度を高めるためには、多数個の発光素子１を一列に（互いに輝度が安定するように、並列接続と直列接続を組み合わせて）点灯することが行われる。この時、個々の発光素子１の電流等が最大定格を超えないように、電流制御を行う必要があるため、その配線に応じた本数の電流回路が必要になる。そのためエッジライト用の配線基板では、微細パターンが要求される。

またエッジライト以外にも、ＲＧＢ等の単色発光の発光素子を、互いに混色して白色を得る場合、均一な混色を実現するには個々の発光素子をできるだけ高密度に実装することが求められる。これは高密度に実装することで、光学系を小型にできるためである。

その一方、発光素子１の輝度を高めるためには、それに応じた電流を供給する必要があるため、ファインパターン化した銅箔３だけでは対応しきれない場合があった。

このようにバックライトでは、高密度実装、大電流、高放熱を一度に実現する放熱基板が求められていた。

こうした課題に対しては、セラミック基板を使うことも考えられたが、セラミック基板は放熱性に優れていても、加工が難しく高価であるため、より安価で加工性に優れた放熱基板が求められていた。
特開平５−２８３８３１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、銅箔よりなる配線パターンを微細化した場合、微細化した配線パターン部での許容電流が低下してしまう課題を有していた。

本発明では、上記のような課題を解決するため、微細配線と高い放熱の両立が可能で、かつ許容電流に余裕を持たせられる放熱基板とその製造方法及び、これを用いた発光モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれたリードフレームと、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれた銅箔と、前記伝熱樹脂に固定された金属板と、を備えた放熱基板としたものである。

このような構成によって、発光素子等に供給する電流を、微細パターンに対応できる銅箔と、ＧＮＤ（グランド）電極等の共通電極として大電流に対応できるリードフレームに振り分けることができ、放熱基板全体における許容電流を大幅に増加できると共に、前記発光素子等に発生した熱を、リードフレームや銅箔を埋め込むように形成している放熱性の高い伝熱樹脂を介して、金属板に放熱することとなる。

本発明の放熱基板とその製造方法及び、これを用いた発光モジュールは、ＬＥＤや半導体レーザー等の発光素子の高輝度化と高密度化による供給電流の増加と高放熱化の要求に対応できるため、ＬＥＤ等の発光素子の発光効率を高めることができる。

更に、リードフレームと銅箔の接続を、電気溶接、局部加熱溶接、パルス溶接、抵抗溶接、レーザー溶接、超音波溶接のいずれか一つ以上の溶接方法で行うことによって、半田付けでは得られない高信頼性、低抵抗接続を可能にできる。

（実施の形態１）
実施の形態１として、以下、放熱基板について、エッジライトを例にして説明する。なお実施の形態１では、放熱基板として、発光モジュール（具体的にはエッジライト）を例に説明しているが、これ以外の発光モジュールに対応できることは言うまでもない。また本発明の放熱基板は、発光素子を実装する発光モジュール以外にも、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）や携帯電話の基地局、車載用の各種電源モジュール、回路モジュール等の放熱基板として使えることは言うまでもない。

以下、実施の形態１における放熱基板を用いて、発光モジュール（その中でも、エッジライトと呼ばれる細長い長尺のモジュール）について説明する。

図１は実施の形態１における放熱基板の斜視図である。図１において、１００はリードフレーム、１１０は伝熱樹脂、１２０は金属板、１３０は銅箔である。

図１において、伝熱樹脂１１０は、無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下と、から構成している。

そして伝熱樹脂１１０の中に、リードフレーム１００を、その一部表面が露出するようにして埋め込む。同様に前記伝熱樹脂１１０の中に、銅箔１３０をその一部表面が露出するように埋め込む。そして前記伝熱樹脂１１０の、前記リードフレーム１００や銅箔１３０が埋め込まれた逆の面に（反対側の面に）は、金属板１２０を前記伝熱樹脂１１０によって固定する。

またリードフレーム１００や銅箔１３０を、その表面が実質的に同一平面状（具体的には、リードフレーム１００と、銅箔１３０とが、発光素子が実装される面積内で少なくとも±５ミクロン以下になるように）にすることで、リードフレーム１００や銅箔１３０の表面に、発光素子をベアチップ実装（例えば、フェイスダウン実装、あるいはワイヤーボンド実装、フリップチップ実装等）に対応させる。

このようにリードフレーム１００や銅箔１３０を伝熱樹脂１１０に埋め込むことで、リードフレーム１００や銅箔１３０と前記伝熱樹脂１１０の接触面積を増加でき、放熱効果や接着強度を高められる。

また図１において、リードフレーム１００と銅箔１３０を、後述する図８や図９で説明するように、半田付けではなくて、電気溶接、局部加熱溶接、パルス溶接、抵抗溶接、レーザー溶接、超音波溶接のいずれか一つ以上の溶接方法で接続することで、リードフレーム１００と銅箔１３０の接続信頼性を高められる。その結果、半田付けの課題（半田部の信頼性、機械的強度、半田による抵抗増加）等を解決する。なお溶接部については、後述する図８では図示しているが、図１等では、図示していない。

次に図２を用いて、発光ダイオードや半導体レーザー等の発光素子の実装について説明する。

図２は、多数の発光素子を一度に発光させる様子を示す斜視図である。図２において、１４０は発光素子である。また図２において、その内部構造を判り易くするため、一部を断面で示している。図２に示すように、銅箔１３０は、所定形状にパターニングされたものであり、伝熱樹脂１１０の中に埋め込まれており、その銅箔１３０の表面だけが前記伝熱樹脂１１０から露出している。またリードフレーム１００も所定形状に加工されたものであり、伝熱樹脂１１０の中に埋め込まれており、そのリードフレーム１００の一部表面が前記伝熱樹脂１１０から露出している。そして伝熱樹脂１１０は、銅箔１３０やリードフレーム１００を埋め込むと共に、金属板１２０を固定している。そして複数個の発光素子１４０は、リードフレーム１００の間に、例えば互いに並列になるように接続する。こうして、複数個の発光素子１４０を同時に制御する。

このように図２に示すように、銅箔１３０のパターンを複数本が、例えば並列になるようにすることで、エッジライトの幅を狭くできると共に複数の銅箔１３０による配線本数を増加できる。その結果、図２に示すように複数のリードフレーム１００の間に、並列接続された複数個の発光素子１４０（図２では、記号で図示している）の点灯を電子制御できる。

更に図２では、リードフレーム１００を複数本使い、その一方を、発光素子１４０の共通電極（例えば、グランドライン）としている。一方、複数個の発光素子１４０に供給する電流は、複数の銅箔１３０に分割している。こうして個々の銅箔１３０に流れる電流を抑える。一方、発光素子１４０から出た電流を、合算してリードフレーム１００に流すことで、例えばリードフレーム１００を一種のグランドライン（あるいは共通電極）とする。これはリードフレーム１００が銅箔１３０に比べて、電流許容量が大きいためである。またリードフレーム１００は、銅箔１３０に比べて厚みが厚い分、より放熱性が高いため、発光素子１４０に発生した熱を、伝熱樹脂１１０に伝えやすい。

なお図２において、銅箔１３０とリードフレーム１００の接続には溶接が望ましい。溶接によって、リードフレーム１００と銅箔１３０を互い金属結合（あるいは溶着）させることで、接続部分の電気抵抗を抑えられ、接続部分の発熱を抑えられる。なお銅箔１３０が接続されるリードフレーム１００（図２では、左側に図示したリードフレーム１００に相当）を、複数に分割しておくことで、リードフレーム１００毎に、発光素子１４０を制御できる。そして銅箔１３０毎に、発光素子１４０を複数個、並列接続することで、これらをブロック毎に制御できる。こうして、一つの銅箔１３０に供給する電流を制御することで、その銅箔１３０に接続された複数個の発光素子１４０を同時に制御する。次に図３を用いて、放熱メカニズムについて説明する。

図３は、放熱メカニズムを説明する斜視図である。図３において、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃは矢印である。なお発光素子１４０は、図２において記号で図示したが、図３では直方体で図示している。

図３において、矢印１５０ａは、発光素子１４０から発した光の方向を示す。矢印１５０ｂは、発光素子１４０に発生した熱が、リードフレーム１００を介して広がる様子を示す。発光素子１４０に発生した熱は、矢印１５０ｂに示すようにリードフレーム１００から伝熱樹脂１１０を介して、金属板１２０へと伝わる。そして矢印１５０ｃに示すように、更に広がって行く。ここで金属板１２０に、放熱フィン（図示していない）等を貼り付けることも可能である。

図４は、本発明の発光モジュールを用いた表示装置の一例である。図４において、１６０は発光モジュールであり、図１〜３で説明した発光モジュールに相当する。図４において、１７０は導光板、１８０は液晶パネルである。発光モジュール１６０の表面に実装された発光素子１４０から出た光は矢印１５０ｂに示すように、導光板１７０へ向かう。一方、発光素子１４０に発生した熱は、矢印１５０ａに示すように銅箔１３０、リードフレーム１００から伝熱樹脂１１０を介して、金属板１２０へ拡散する。

図４において、導光板１７０に導かれた光は、矢印１５０ｃに示すように液晶パネル１８０の方向に放射され、液晶パネル１８０を通過した光が矢印１５０ｄに示すように放射される。このようにして、図２や図３で示した発光モジュールを用いて表示装置を作成する。こうして作成した表示装置は、図２や図３で示したように、小型（あるいは薄型）であるにもかかわらず、複数個の発光素子１４０を高精度に制御できると共に、放熱効果に優れ、大電流化にも対応でき、表示装置の輝度アップのみならず、ホワイトバランスの経時変化も制御できる。

次に、放熱基板の製造方法の一例として、発光モジュール１６０を一例として図５、図６を用いて説明する。

図５、図６は、放熱基板の製造方法の一例を示す断面図である。まず図５を用いて、銅箔１３０のパターニングについて説明する。図５において、１９０はベースフィルム、２００はレジストである。まず図５（Ａ）に示すように、銅箔１３０が形成されたベースフィルム１９０を用意する。次に図５（Ｂ）に示すように、銅箔１３０の上に、レジスト２００を形成する。レジスト２００としては市販の感光性レジストを用いることで、高精度なファインパターンの形成が可能である。次にこのレジスト２００を用いて、銅箔１３０を所定パターンにエッチングする。なおここではエッチング方法以外に、サブストラクト法、アディテブ法等の回路基板の形成に使われるパターニング方法を選ぶことができる。こうして、ベースフィルム１９０の上に、銅箔１３０よりなるファインパターンを形成する。

図６（Ａ）において、２１０は板材である。板材としては市販品を使うことができる。次に図６（Ｂ）に示すように、板材２１０を、金型（図示していない）によって所定形状に加工する。次に、図６（Ｃ）に示すように、金属板１２０の上に、伝熱樹脂１１０を介して、リードフレーム１００や、ベースフィルム１９０の上に形成された銅箔１３０をセットする。ここで伝熱樹脂１１０は、図６（Ｃ）に示すように、その断面をかまぼこ型（あるいは楕円）等にすることで、プレス時に空気残り（例えば、金属板１２０と伝熱樹脂１１０の隙間に空気が残ると、これがボイドとして熱伝導に影響を与える）の発生を抑制する。図６（Ｃ）において、矢印１５０ａは、これら部材をプレスする方向を示す（なお図６（Ｃ）において、プレス装置は図示していない。またプレス装置としては平盤型、あるいはロール型を使うことができる）。ここでプレス時に加熱することで、伝熱樹脂１１０の粘度を下げられるため、空気残りを減らしたり、プレス圧力を落したりできる。また伝熱樹脂１１０として、無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂１１０からなるものを用いることで、熱硬化できる。こうして、銅箔１３０やリードフレーム１００を伝熱樹脂１１０に埋設する。

その後、図６（Ｄ）に示すように、ベースフィルム１９０のみを剥離する。この時ベースフィルム１９０の表面処理や、ベースフィルム１９０と銅箔１３０の間に、ＵＶ剥離樹脂（ＵＶ光で接着力が低下する部材であり、シリコンウエハのダイシングフィルム等に用いられている）等を使っても良い。このように銅箔１３０をベースフィルム１９０の上で取り扱うことで、ファインパターンに加工できると共に、その変形を抑えられる。また伝熱樹脂１１０に埋め込んだ後の銅箔１３０は、埋め込まれているため変形しない。このように、銅箔１３０はベースフィルム１９０の上か、伝熱樹脂１１０に埋め込まれたかの、どちらかの状態になるため、その変形を抑えられる。

また銅箔１３０を伝熱樹脂１１０の表面に転写した後、再度加熱プレスしても、伝熱樹脂１１０の中に埋め込むようにしても良い。そして銅箔１３０やリードフレーム１００の転写は、別々に行っても良い。また銅箔１３０やリードフレーム１００を、伝熱樹脂１１０の表面に仮転写した後、プレスしてこれらを伝熱樹脂１１０に埋め込んでも良い。またプレス装置で、銅箔１３０やリードフレーム１００を伝熱樹脂１１０に埋め込んだ後、乾燥機（あるいは加熱装置）を使って、熱硬化性樹脂の熱硬化を行っても良い。このようにプレス工程と、熱硬化工程（乾燥機による加熱も含む）をいくつかに分けることで、生産性を高められる。

次にソルダーレジストの厚みを吸収する方法について、図７を用いて説明する。図７は、放熱基板の製造方法の一例を示す断面図である。図６の場合は、リードフレーム１００や銅箔１３０の上に、ソルダーレジストを形成した場合、ソルダーレジストの厚み分、表面に盛り上がりが形成する（後述する図１０（Ａ）で詳しく説明する）。図７の場合は、このソルダーレジストも、銅箔１３０やリードフレーム１００と同様に伝熱樹脂１１０に埋め込むことになる。図７（Ａ）において、ベースフィルム１９０の上には、レジスト２００のパターンが形成されており、その上に銅箔１３０を所定形状に形成する。次に図７（Ｂ）に示すように、金属板１２０の上に、伝熱樹脂１１０を介して、リードフレーム１００や、レジストパターン２００を埋め込んだ銅箔１３０をセットする。そして矢印１５０ａで示すように加熱プレスする。こうしてリードフレーム１００やレジストパターン２００を埋め込んだ銅箔１３０を伝熱樹脂１１０に埋め込む。この時、金属板１２０も伝熱樹脂１１０に固定される。この後、図７（Ｃ）に示すようにベースフィルム１９０を、矢印１５０ｂに示すように引き剥がす。こうして、リードフレーム１００、レジスト２００、銅箔１３０の露出面（もしくはレジスト２００に覆われていない部分）、伝熱樹脂１１０を同一平面に形成する。

次にリードフレーム１００と銅箔１３０の溶接について、図８、図９を用いて説明する。ここで溶接方法としては、電気溶接、局部加熱溶接、パルス溶接、抵抗溶接等の電気を用いた溶接方法、あるいはレーザーや赤外線を用いた非接触溶接、超音波等を用いた溶接方法等を用いる。ここでレーザーや超音波溶接には、市販の設備を使うことができる。次に、抵抗溶接を例に説明する。

図８はリードフレームと銅箔を溶接で接続する様子を説明する斜視図及び断面図である。図８（Ａ）において、２２０は溶接治具、２３０はパルス電源、２４０は溶接部である。図８（Ａ）において、リードフレーム１００は、伝熱樹脂１１０に埋め込まれている。そしてリードフレーム１００の上には、銅箔１３０がセットされる。そしてリードフレーム１００や銅箔１３０の上に、溶接治具２２０をセットし、パルス電源２３０から所定のパルス電流を流す。そして銅箔１３０とリードフレーム１００の接触部の電気抵抗（あるいは接触抵抗）を主な発熱源とすることで、銅箔１３０とリードフレーム１００を溶接する。ここで、パルス電源２３０から出るパルス電流は、図８（Ａ）に示すように、銅箔１３０で形成された微細パターンではなくて、銅箔１３０とリードフレーム１００の間に流す。このようにパルス電流は、銅箔１３０に形成したファインパターン部に流さないことで、溶接電流が、ファインパターン部へ影響を与えない。また図８（Ａ）に示すように、複数個所で溶接することで（例えば銅箔１３０の上に、複数個の溶接部２４０を形成することで）、接続の信頼性を高めることができる。

図８（Ｂ）は、溶接時に電流が流れる様子を示す断面図である。図８（Ｂ）に示すように、複数の溶接治具２２０を、リードフレーム１００や銅箔１３０の上に、矢印１５０ａで示すようにセットした後、パルス電源２３０から所定のパルス電流を印加することで、矢印１５０ｂに示すように電流を流すことができ、銅箔１３０とリードフレーム１００を溶接する。

更に詳しく説明する。ここで抵抗溶接の発熱は、被溶接部に電流を流すことで、その接触部での発熱、あるいはその導体部での発熱が生じる。ここで発熱量は、電流×電流×抵抗×時間で計算できる。ここで、接触部での発熱を利用するためには、接触抵抗が消滅する前に有効な発熱を利用する必要がある。そのためには、短時間に大電流を供給できる高精度の溶接電源部を選ぶ必要がある。

次に、溶接仕様の最適化例について、図９を用いて説明する。図９は、発明者らの最適化実験の一例を示すグラフである。図９において、Ｘ軸は通電時間（単位はｍｓｅｃ）、Ｙ軸は設定電圧（単位はＶ）である。図９において、通電時間が短い、あるいは設定電圧が低い場合、強度不足（更にはまったく溶接できていない）が生じることが判る。こうした場合、図９に示すように通電時間や設定電圧を増加させることで良好な（溶接部２４０に発生するダメージの発生を抑えた）溶接が可能となる。また更に通電時間や設定電圧を増加した場合、溶接部２４０に発生するダメージが大きくなり、溶着や破壊といった現象が発生する。このようにして、その溶接の最適化を行う。なお発明者らの実験では、通電時間が１００ｍｓｅｃより長くした場合、設定電圧を調整しても、溶接部２４０にはダメージが発生してしまった。このため、パルスの通電時間は１００ｍｓｅｃ以下（望ましくは１０ｍｓｅｃ以下）が良い。また設定電圧が１０Ｖ以上の場合、溶接部２４０のダメージを抑えるためには、パルスをより短時間化する必要があり、溶接電源部として高価で特殊なものが必要となる。こうしたことから、設定電圧は１０Ｖ以下（望ましくは５Ｖ以下）が良い。なお溶接治具２２０の圧力は１０ｋｇｆ／一箇所（望ましくは５ｋｇｆ以下）が望ましい。これより圧力が高い場合、銅箔１３０の表面に、ダメージが残る場合がある。また圧力が０．００１ｋｇｆ／一箇所以下と低すぎると、溶接が安定しない場合がある。そのため、圧力は０．００１ｋｇｆ／一箇所（望ましくは０．０１ｋｇｆ）以上、１０ｋｇｆ／一箇所（望ましくは５ｋｇｆ以下）が望ましい。

なおリードフレームの上に銅箔が溶接されてなる溶接部の大きさは、直径０．００５ｍｍ以上直径５ｍｍ以下の大きさもしくはこれらの面積の範囲内が望ましい。溶接部の大きさが、直径０．００５ｍｍ未満（あるいはこの面積より小さくする）の場合、溶接が難しい場合がある。またその直径が５ｍｍより大きい（あるいは直径３ｍｍで示す面積より大きい）場合、パターンの高密度化に影響を与える場合がある。

次に、こうして形成した表面（例えば図６（Ｄ）や図７（Ｃ））の上に、発光素子１４０をベアチップ実装する様子について、図１０を用いて説明する。

図１０は、ベアチップ実装の一例を示す断面図である。図１０において、２５０はバンプであり、矢印１５０は発光素子１４０を放熱基板に押し付ける様子を示す。図１０（Ａ）は図６（Ｄ）のベースフィルム１９０を剥がし、レジスト２００ａを形成した断面図に相当する。図１０（Ｂ）は図７（Ｃ）のベースフィルム１９０を剥がした後、レジスト２００ｃを形成した断面図に相当する。図１０（Ａ）に示すように、リードフレーム１００や銅箔１３０は、伝熱樹脂１１０の中に埋め込まれているため、その上に形成するレジスト２００ａ（このレジストはソルダーレジストに相当する）の厚みを薄く、均一にできる。その結果、発光素子１４０はバンプ２５０を介して実装できる。なおレジスト２００ａの厚みは０．１ミクロン以上２０ミクロン以下（望ましくは０．５ミクロン以上１０ミクロン以下、更に望ましくは５ミクロン以下）が望ましい。レジスト２００ａの厚みが２０ミクロンを超えると、バンプ高さを高くする必要があり、コストアップする。また発光素子１４０と、銅箔１３０や伝熱樹脂１１０の間に形成するアンダーフィル材の形成が難しくなる。またレジスト２００ａの厚みが０．１ミクロン未満の場合、ピンホールが発生する可能性がある。

図１０（Ｂ）は、リードフレーム１００、ソルダーレジスト２００ｂ、銅箔１３０の露出面を、少なくとも発光素子１４０等で代表される電子部品が実装される部品実装面積内で、同一平面に揃えた場合の断面図である。このように、ソルダーレジスト２００ｂを、伝熱樹脂１１０に埋め込むことで、発光素子１４０の実装面を更に平滑化できる。

次に図１１を用いて、金属板１２０について説明する。図１１は金属板の形状を工夫した場合の放熱基板の斜視図である。図１１と図１の違いは、金属板１２０の形状である。図１１に示すように、金属板１２０に凹凸を形成することで、銅箔１３０と金属板１２０の距離を縮めた分、伝熱樹脂１１０を薄くでき、銅箔１３０と金属板１２０の熱伝導性を高められる。

（実施の形態２）
次に実施の形態２として、液晶表示装置等のバックライトへの応用例について、図１２、図１３、図１４を用いて説明する。バックライト等では、高放熱のみならず発光素子１４０やこれらを駆動する半導体チップ、あるいはホワイトバランスや基板温度を測定するセンサー類を高密度に実装する必要がある。高密度実装することで、測定精度を高められ、更に高密度実装された複数個の発光素子１４０から発せられる光の散乱、混合等を行う光学部分を小型化できる。こうした場合、リードフレーム１００では、要求されるファインパターン化に対応できない場合がある。こうした場合、ファインパターンが要求される部分に、局所的に銅箔１３０を用いることで、対応できる。また銅箔１３０とリードフレーム１００を半田付けではなくて、直接、溶接することで、半田付けに比べ、銅箔１３０からリードフレーム１００への放熱効果を高められる。これは銅箔１３０やリードフレーム１００に比べ、半田の熱伝導率が低いためである。

図１２は、発光素子を高密度実装した一例を示す上面図である。図１２において、２６０ａ、２６０ｂは補助線であり、補助線２６０ａで示す部分に段差があることを示す（段差の詳細は、後述する図１３（Ｂ）や図１４で説明する）。また図１２（Ｂ）における補助線２６０ｂは、図１２（Ａ）における発光素子１４０の実装位置を示す。

図１２において、補助線２６０ａで示された段差（あるいは凹部状の窪みの底部）には、複数個の発光素子１４０を高密度実装している。図１２（Ａ）は、発光素子１４０が実装された後の上面図、図１２（Ｂ）は、発光素子１４０を実装する前の上面図であり、図１２（Ｂ）における補助線２６０ｂは、図１２（Ａ）における発光素子１４０の実装位置を示す。

図１２（Ａ）、（Ｂ）より、発光素子１４０の一端はリードフレーム１００に、残りの一端は銅箔１３０に接続されている。また銅箔１３０はファインパターン化されているが、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように必要に応じて銅箔１３０の端部を、リードフレーム１００に直接溶接することで、銅箔１３０からの放熱効果、あるいは許容電流値を高められる。次に更にファインパターン化した場合について、図１３を用いて説明する。

図１３（Ａ）、（Ｂ）は、ファインパターン化に対応した上面図及び断面図である。図１３（Ｂ）において、２７０は透明樹脂であり、発光素子１４０を保護する。図１３（Ａ）において、補助線２６０ｂは、発光素子１４０が実装される位置を示す。図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、銅箔１３０に直接、発光素子１４０を実装しても良い。この場合でも、銅箔１３０にリードフレーム１００を溶接することで、銅箔１３０部分での信頼性を高められる。図１３（Ｂ）に示すように、銅箔１３０を伝熱樹脂１１０に埋め込むことで、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示したようなベアチップ実装にも対応できる。

次に、図１４を用いて、凹部を有した放熱基板の製造方法の一例について説明する。

図１４は、凹部を有した放熱基板の製造方法を説明する断面図である。図１４において、２８０は金型である。図１４（Ａ）に示すように、金属板１２０の上に、伝熱樹脂１１０を介して、リードフレーム１００や、銅箔１３０が形成されたベースフィルム１９０をセットする。次に、金型２８０をセットし、矢印１５０ａに示すように熱プレスする。その後、図１４（Ｂ）に示すように、金型２８０を矢印１５０ｂのように取り除くことで、伝熱樹脂１１０に銅箔１３０やリードフレーム１００を埋め込む。そして同時に、放熱基板に凹部状の窪み（図１２（Ａ）、（Ｂ）等では、補助線２６０ａで示した部分）を形成する。

その後、図８に示したようにして、伝熱樹脂１１０を硬化した後、銅箔１３０とリードフレーム１００を溶接しても良い。あるいは、銅箔１３０とリードフレーム１００を溶接した後で、伝熱樹脂１１０を硬化しても良い。

図１２〜図１４に示すようにして、バックライトを形成できる。このように発光素子１４０を、互いに高密度に実装することで、レンズ等の光学素子を小型化できる。これは、銅箔１３０を用いることで、その回路配線をファインパターンに加工できるためである。また図１２（Ａ）に示すように、複数の銅箔１３０を用いることで、発光素子１４０の輝度調整は、個々に行える。一方、リードフレーム１００を、複数個の発光素子１４０の共通電極とすることで、大電流（たとえば、１本の銅箔１３０に５００ｍＡを流すとした場合、銅箔１３０が５０本あった場合、５０Ａの大電流となり、一般の銅箔１３０では対応しきれないが、リードフレーム１００を使うことで対応できる）にも対応できる。

また銅箔１３０をエッチング等で作成することで、例えば線間／線幅＝２０ミクロン／２０ミクロン、あるいは３０ミクロン／３０ミクロン、あるいは５０ミクロン／５０ミクロンといったファインパターン化にも対応できる。このように発光素子１４０がベアチップ実装される部分に相当する銅箔１３０を選択的にファインパターン化させる。

この時、例えば、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示したように、少なくとも発光素子１４０等が実装される部品実装面積内において、前記リードフレーム１００の露出面もしくは前記銅箔１３０の露出面が、互いに±５ミクロン以内（さらに望ましくは±３ミクロン以下）の同一平面上とする。これは、これらの段差が±５ミクロンより大きい場合、発光素子１４０をベアチップ実装時（例えば、バンプ実装等する場合）に、接続不良が発生する可能性があるためである。なお銅箔１３０からなるファインパターン上に実装する場合は、銅箔１３０の表面は、その実装エリア内（複数個のベアチップが実装される面積内で、更に望ましくは少なくとも１個の発光素子がベアチップされる面積内）で互いに高さが±５ミクロン以下で同一平面に揃える。またリードフレーム１００と銅箔１３０の上に、ベアチップ実装する場合は、リードフレーム１００と銅箔１３０の高さも互いに±５ミクロン以下に揃える。本発明の場合、リードフレーム１００や銅箔１３０をプレスによって伝熱樹脂１１０に埋め込むため、互いの厚み差がその表面に凹凸として出ない。また発光素子１４０をフェイスダウン実装することで、発光素子１４０の裏面を上向き（いわゆる光の出る面を外側にできるため）、効率の良い実装が可能となる。

なお図１３（Ｂ）における、矢印１５０ｂは、リードフレーム１００や銅箔１３０を伝わって、伝熱する様子を示すものである。凹部の底に埋め込まれた銅箔１３０と、金属板１２０の間に形成された伝熱樹脂１１０の厚みは、その凹部の分だけ薄くなっているため、矢印１５０ｂに示すように効果的に放熱できる。

また図１３（Ｂ）のように、発光素子１４０を凹部の底部に実装することで、発光素子１４０の保護用の透明樹脂２７０を流し込んだ場合でも、透明樹脂２７０が周囲に流れ出さないため、その作業性を高められる。特に透明樹脂２７０は、粘度が低いほど、気泡が残りにくい（あるいは気泡が逃げやすい）ため、ポトポトの低粘度のものを使うことが多いが、こうした場合の作業性を高められる。

なお、発光素子１４０の実装方法としては、半田実装（発光素子１４０がパッケージ等に封止されている場合）以外にバンプ実装やワイヤーボンダーを使った実装、導電性接着剤を用いた実装等（発光素子１４０がベアチップの場合）を用いる。

更に詳しく説明する。リードフレーム１００としては、銅箔１３０の２倍以上（望ましくは３倍以上、更に望ましくは４倍以上）の肉厚が望ましい。例えば銅箔１３０の厚みが３６ミクロンの場合、リードフレーム１００の厚みは０．１〜０．５ｍｍ程度が望ましい。なお銅箔１３０の厚みは１００ミクロン以下（望ましくは７０ミクロン未満、更に望ましくは５０ミクロン未満）が望ましい。銅箔１３０の厚みが１００ミクロンを超えた場合、エッチング等による微細パターンの形成が難しくなる。一方、リードフレーム１００の厚みは０．１５〜２．００ｍｍ（望ましくは１．００ｍｍ以下）程度が望ましい。リードフレーム１００の厚みが０．１５ｍｍ未満の場合、フニャフニャしたり、折曲がったりしやすく、その取り扱いが難しい。リードフレームの厚みが２．００ｍｍを超えると、プレスによる打ち抜きが難しくなり、リードフレーム１００自体のパターン精度が低下する。そのため加工精度の面から、リードフレーム１００としては０．２〜１．００ｍｍ（望ましくは０．３０〜０．５０ｍｍ）が望ましい。

なお、図１〜図３に示すエッジライトの場合、幅は１．０〜５．０ｍｍ、長さは１０〜５０ｃｍ程度、厚みは４．０ｍｍ以下が望ましい。この範囲より大きい場合、また小さい場合は、エッジライトとしての取り扱い性が低下する可能性がある。

なお伝熱樹脂１１０としては、無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下からなることが望ましい。ここで無機フィラーは略球形状で、その直径は０．１ミクロン以上１００ミクロン以下が適当である（０．１ミクロン未満の場合、樹脂への分散が難しくなり、また１００ミクロンを超えると伝熱樹脂１１０の厚みが厚くなり熱拡散性に影響を与える）。そのため伝熱樹脂１１０における無機フィラーの充填量は、熱伝導率を上げるために７０から９５重量％と高濃度に充填している。特に、本実施の形態では、無機フィラーは、平均粒径３ミクロンと平均粒径１２ミクロンの２種類のＡｌ₂Ｏ₃を混合したものを用いている。この大小２種類の粒径のＡｌ₂Ｏ₃を用いることによって、大きな粒径のＡｌ₂Ｏ₃の隙間に小さな粒径のＡｌ₂Ｏ₃を充填できるので、Ａｌ₂Ｏ₃を９０重量％近くまで高濃度に充填できるものである。この結果、伝熱樹脂１１０の熱伝導率は５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度となる。なお無機フィラーとしてはＡｌ₂Ｏ₃の代わりに、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、及びＡｌＮからなる群から選択される少なくとも一種以上を含んでもよい。

なお無機フィラーを用いると、放熱性を高められるが、特にＭｇＯを用いると線熱膨張係数を大きくできる。またＳｉＯ₂を用いると誘電率を小さくでき、ＢＮを用いると線熱膨張係数を小さくできる。こうして伝熱樹脂１１０としての熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下のものを形成することができる。なお熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満の場合、エッジライトの放熱性に影響を与える。また熱伝導率を２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）より高くしようとした場合、フィラー量を増やす必要があり、プレス時の加工性に影響を与える場合がある。

なお熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂の内、少なくとも１種類の樹脂を含んでいる。これらの樹脂は耐熱性や電気絶縁性に優れている。伝熱樹脂１１０の厚みは、薄くすれば、リードフレーム１００に装着した発光素子１４０に生じる熱を金属板１２０に伝えやすいが、逆に絶縁耐圧が問題となり、厚すぎると、熱抵抗が大きくなるので、絶縁耐圧と熱抵抗を考慮して最適な厚さである５０ミクロン以上１０００ミクロン以下に設定すれば良い。

このように、伝熱樹脂１１０としては熱伝導性の良いフィラーを添加することで、熱伝導性や光反射性（伝熱樹脂１１０に添加するフィラーを白色の光反射性の高いものにすることで）を高めることになる。

なお伝熱樹脂１１０の色は、白色が望ましい。黒色や赤、青等に着色されている場合、発光素子１４０から放射された光を反射させにくくなり、発光効率に影響を与えるためである。

なお図３や、図１１、図１２等において、リードフレーム１００の表面に発光素子１４０を半田付けする際、半田が流れ過ぎないようにリードフレーム１００の一部をソルダーレジスト等でカバーすることができる（図１〜図３、図７〜図１２等では、リードフレーム１００や銅箔１３０のパターン形状を示すために、ソルダーレジストは図示していない）。またソルダーレジストの代わりに、伝熱樹脂１１０をリードフレーム１００の半田付けしたくない部分に形成しても良い。この時は、リードフレーム１００の形状を工夫する（例えば部分的に窪ませ、その上に伝熱樹脂１１０が回り込むようにする）ことで対応できる。

次にリードフレーム１００の材質について説明する。リードフレーム１００の材質としては、銅を主体とするものが望ましい。これは銅が熱伝導性と導電率が共に優れているためである。またリードフレーム１００としての加工性や、熱伝導性を高めるためには、リードフレーム１００となる銅素材に銅以外の少なくともＳｎ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｐ、Ｆｅ等の群から選択される少なくとも１種類以上の材料とからなる合金を使うことが望ましい。例えばＣｕを主体として、ここにＳｎを加えた、合金（以下、Ｃｕ＋Ｓｎとする）を用いることができる。Ｃｕ＋Ｓｎ合金の場合、例えばＳｎを０．１重量％以上０．１５重量％未満添加することで、その軟化温度を４００℃まで高められる。比較のためＳｎ無しの銅（Ｃｕ＞９９．９６重量％）を用いて、リードフレーム１００を作成したところ、導電率は低いが、出来上がった放熱基板において特に形成部等に歪が発生する場合があった。そこで詳細に調べたところ、その材料の軟化点が２００℃程度と低いため、後の部品実装時（半田付け時）や、発光素子１４０の実装後の信頼性（発熱／冷却の繰り返し等）に変形する可能性があることが予想された。一方、Ｃｕ＋Ｓｎ＞９９．９６重量％の銅系の材料を用いた場合、実装された各種部品や複数個のＬＥＤによる発熱の影響は特に受けなかった。また半田付け性やダイボンド性にも影響が無かった。そこでこの材料の軟化点を測定したところ、４００℃であることが判った。このように、銅を主体として、いくつかの元素を添加することが望ましい。銅に添加する元素として、Ｚｒの場合、０．０１５重量％以上０．１５重量％以下の範囲が望ましい。添加量が０．０１５重量％未満の場合、軟化温度の上昇効果が少ない場合がある。また添加量が０．１５重量％より多いと電気特性に影響を与える場合がある。また、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｐ等を添加することでも軟化温度を高くできる。この場合、Ｎｉは０．１重量％以上５重量％未満、Ｓｉは０．０１重量％以上２重量％以下、Ｚｎは０．１重量％以上５重量％未満、Ｐは０．００５重量％以上０．１重量％未満が望ましい。そしてこれらの元素は、この範囲で単独、もしくは複数を添加することで、銅素材の軟化点を高くできる。なお添加量がここで記載した割合より少ない場合、軟化点上昇効果が低い場合がある。またここで記載した割合より多い場合、導電率への影響の可能性がある。同様に、Ｆｅの場合０．１重量％以上５重量％以下、Ｃｒの場合０．０５重量％以上１重量％以下が望ましい。これらの元素の場合も前述の元素と同様である。

なおリードフレーム１００に使う銅合金の引張り強度は、６００Ｎ／ｍｍ²以下が望ましい。引張り強度が６００Ｎ／ｍｍ²を超える材料の場合、リードフレーム１００の加工性に影響を与える場合がある。またこうした引張り強度の高い材料は、その電気抵抗が増加する傾向にあるため、実施の形態１で用いるようなＬＥＤ等の大電流用途には向かない場合がある。一方、引張り強度が６００Ｎ／ｍｍ²以下（更にリードフレーム１００に微細で複雑な加工が必要な場合、望ましくは４００Ｎ／ｍｍ²以下）とすることでスプリングバック（必要な角度まで曲げても圧力を除くと反力によってはねかえってしまうこと）の発生を抑えられ、形成精度を高められる。このようにリードフレーム材料としては、Ｃｕを主体とすることで導電率を下げられ、更に柔らかくすることで加工性を高められ、更にリードフレーム１００による放熱効果も高められる。なおリードフレーム１００に使う銅合金の引張り強度は、１０Ｎ／ｍｍ²以上が望ましい。これは一般的な鉛フリー半田の引張り強度（３０〜７０Ｎ／ｍｍ²程度）に対して、リードフレーム１００に用いる銅合金はそれ以上の強度が必要なためである。リードフレーム１００に用いる銅合金の引張り強度が、１０Ｎ／ｍｍ²未満の場合、リードフレーム１００に発光素子１４０や駆動用半導体部品、チップ部品等を半田付け実装する場合、半田部分ではなくてリードフレーム１００部分で凝集破壊する可能性がある。

なおリードフレーム１００の、伝熱樹脂１１０から露出している面（発光素子１４０や、図示していないが制御用ＩＣやチップ部品等の実装面）に、予め半田付け性を改善するように半田層や錫層を形成しておくことも有用である。なおリードフレーム１００の伝熱樹脂１１０に接する面（もしくは埋め込まれた面）には、半田層は形成しないことが望ましい。このように伝熱樹脂１１０と接する面に半田層や錫層を形成すると、半田付け時にこの層が柔らかくなり、リードフレーム１００と伝熱樹脂１１０の接着性（もしくは結合強度）に影響を与える場合がある。なお図１、図２等において、半田層や錫層は図示していない。

金属製の金属板１２０としては、熱伝導の良いアルミニウム、銅またはそれらを主成分とする合金からできている。特に、本実施の形態では、金属板１２０の厚みを１ｍｍとしているが、その厚みはエッジライトの仕様に応じて設計できる（なお金属板１２０の厚みが０．１ｍｍ以下の場合、放熱性や強度的に不足する可能性がある。また金属板１２０の厚みが５ｍｍを超えると、重量面で不利になる）。金属板１２０としては、単なる板状のものだけでなく、より放熱性を高めるため、伝熱樹脂１１０を積層した面とは反対側の面に、表面積を広げるためにフィン部（あるいは凹凸部）を形成しても良い。線膨張係数は８×１０^-6／℃〜２０×１０^-6／℃としており、金属板１２０や発光素子１４０の線膨張係数に近づけることにより、放熱基板全体の反りや歪みを小さくできる。またこれらの部品を表面実装する際、互いに熱膨張係数をマッチングさせることは信頼性的にも重要となる。また金属板１２０を他の放熱板（図示していない）にネジ止めできる。

なお図１から図３において、金属板１２０を省略することも可能である。また金属板１２０に放熱用のラジエターやフィンを取り付けても良い。また金属板１２０に、放熱用のフィン等を形成しておいても良い。

また図１〜図３では、リードフレーム１００や銅箔１３０は、その側面に露出しているが、必ずしも露出させる必要は無い。例えば、図６（Ｄ）に示すように、銅箔１３０やリードフレーム１００の側面を伝熱樹脂１１０で覆っても良い。

図１〜図７等に示したように、リードフレーム１００や銅箔１３０を、伝熱樹脂１１０に埋め込むことで、その表面を実質的に同一平面上とすることが望ましい。図１５に示した従来の放熱基板の場合、樹脂２の表面に銅箔３が盛り上がって形成されているため、この上にソルダーレジストを形成する際、ソルダーレジストのファインパターン化が難しく、厚みムラも発生しやすい。一方、本発明の場合、ソルダーレジストの被形成表面（いわゆる下地）は、リードフレーム１００や銅箔１３０が埋め込まれたフラット面であるため、ソルダーレジストのファインパターン化が容易で、その厚みも均一になり、厚みバラツキも小さくできる。またこうして形成したソルダーレジストの表面もフラットにできる。ソルダーレジストの表面がフラットな分、部品実装後の信頼性（例えば、埃やゴミが溜まりにくいため）を高められる。またソルダーレジスト表面に凹凸が少ない分、発光モジュール１６０表面での光の乱反射を抑えられ、発光モジュール１６０の光学設計が容易になる。

なお発光モジュールの場合、ソルダーレジスト（あるいは、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示したレジスト２００ａ、２００ｂ、２００ｃ）は、光反射率を高めるために、白色が望ましい。具体的には、樹脂に光反射材としての白色顔料等を添加することが望ましい。こうした光反射材としては、ＴｉＯ₂やＭｇＯ等の白色セラミック粉、あるいはガラス粉、マイクロガラスビーズ等の光反射の高い光反射粉を樹脂中に分散させたものを使うことができる。なお白色レジストの可視光領域における光反射率は９０％以上９９．９％以下が望ましい。光反射率が９０％未満の場合、反射効率に影響を与える。また光反射率を９９．９％より高くしようとすると、光反射材がとても高価なものとなる可能性がある。また光反射材は白色が望ましい。白色にすることで、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ等の単色光の混色を容易にする。

なお白色顔料として、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ等を用いた場合、これら顔料の粒径は１０ミクロン以下０．０１ミクロン以上（望ましくは５ミクロン以下０．１ミクロン以上）が望ましい。１０ミクロンより大きい場合、成形性に影響を与える場合がある。また粒径が０．０１ミクロン未満の場合、粉体の比表面積が大きくなりすぎ、樹脂への分散性に影響を与える場合がある。

以上のようにして、無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂１１０と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂１１０に埋め込まれたリードフレーム１００と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂１１０に埋め込まれた銅箔１３０と、前記伝熱樹脂１１０に固定された金属板１２０と、前記銅箔１３０と前記伝熱樹脂１３０と前記リードフレーム１００の、それぞれ一部を覆うレジスト（例えば、図１０（Ａ）、（Ｂ）のレジスト２００ａ、２００ｂ、２００ｃ等）と、前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部とを備えた放熱基板とすることで、高放熱化や、配線のファインパターン化、大電流対応等の相対する特性を両立できる放熱基板を提供する。

また無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂１１０と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂１１０に埋め込まれたリードフレーム１００と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂１１０に埋め込まれた銅箔１３０と、前記伝熱樹脂に固定された金属板１２０と、前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部と前記銅箔１３０と前記伝熱樹脂１１０と前記リードフレーム１００の、それぞれ一部を覆うレジストと、を備え、前記リードフレーム１００もしくは前記銅箔１３０よりなるパターンが、互いに±５ミクロン以内の同一平面上にある放熱基板とすることで、高放熱性、大電流対応のみならずベアチップ実装にも対応できる放熱基板を提供する。

更に無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂１１０と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂１１０に埋め込まれたリードフレーム１００と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂１１０に埋め込まれた銅箔１３０と、前記伝熱樹脂１１０に固定された金属板１２０と、前記銅箔１３０と前記伝熱樹脂１１０と前記リードフレーム１００の、それぞれ一部を覆うレジスト（例えば、図１０（Ａ）、（Ｂ）のレジスト２００ａ、２００ｂ、２００ｃ等）と、前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部と、前記リードフレーム１００もしくは銅箔１３０上に、互いに並列になるように実装された複数個の発光素子１４０と、からなる発光モジュール１６０とすることで、大電流対応や高精度制御が可能な発光モジュール１６０を提供できる。

また無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂１１０と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれたリードフレーム１００と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂１１０に埋め込まれた銅箔１３０と、前記伝熱樹脂に固定された金属板１２０と、前記銅箔１３０と前記伝熱樹脂１１０と前記リードフレーム１００の、それぞれ一部を覆うレジスト（例えば、図１０（Ａ）、（Ｂ）のレジスト２００ａ、２００ｂ、２００ｃ等）と、前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部と、を備え、前記リードフレーム１００もしくは前記銅箔１３０が、互いに±５ミクロン以内の同一平面上にあり、前記リードフレームもしくは銅箔１３０の上に、ベアチップ実装された複数個の発光素子１４０と、前記発光素子１４０を保護する透明樹脂と、からなる発光モジュール１６０とすることで、高密度なベアチップ実装に対応できるため、光学系の小型化、単色光の混合による白色化等に対応できる発光モジュール１６０を提供する。

また無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂１１０と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂１１０に埋め込まれたリードフレーム１００と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂１１０に埋め込まれた銅箔１３０と、前記伝熱樹脂１１０に固定された金属板１２０と、前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部と、前記銅箔１３０と前記伝熱樹脂１１０と前記リードフレーム１００の、それぞれ一部を覆うレジスト（例えば、図１０（Ａ）、（Ｂ）のレジスト２００ａ、２００ｂ、２００ｃ等）と、前記リードフレーム１００もしくは銅箔１３０の上に、少なくともその一部が並列になるように実装された複数個の発光素子１４０と、からなる発光モジュール１６０と、前記発光モジュール１６０をバックライトとした液晶表示板と、からなる表示装置とすることで、高放熱化による高輝度化に加え、並列接続した発光素子１４０の電流制御によるホワイトバランスの制御が容易な表示装置を提供する。

また無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂１１０と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂１１０に埋め込まれたリードフレーム１００と、一部表面が露出するように前記伝熱樹脂１１０に埋め込まれた銅箔１３０と、前記伝熱樹脂１１０に固定された金属板１２０と、前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部と、を備え、前記リードフレーム１００もしくは前記銅箔１３０が、互いに±５ミクロン以内の同一平面上にあり、前記リードフレーム１００もしくは銅箔１３０の上に、ベアチップ実装された複数個の発光素子１４０と、前記発光素子１４０を保護する透明樹脂２７０と、からなる発光モジュール１６０と、前記発光モジュール１６０をバックライトとした液晶表示板と、からなる表示装置とすることで、高密度のベアチップ実装を実現できるため、光学系の小型化、低コスト化を実現できる表示装置を提供する。

以上のように、本発明にかかる放熱基板とその製造方法及び、これを用いた発光モジュール及び表示装置は、液晶テレビのバックライトのみならず、プラズマテレビや車載用の電源モジュール用の放熱基板として使うことができ、機器の小型化、高性能化が可能となる。

放熱基板の斜視図 多数の発光素子を一度に発光させる様子を示す斜視図 放熱基板を用いたエッジライトを示す斜視図 本発明の発光モジュールを用いた表示装置の一例を示す斜視図 放熱基板の製造方法の一例を示す断面図 放熱基板の製造方法の一例を示す断面図 放熱基板の製造方法の一例を示す断面図 リードフレームと銅箔を溶接で接続する様子を説明する斜視図及び断面図 溶接仕様の最適化実験の一例を示すグラフ ベアチップ実装の一例を示す断面図 金属板の形状を工夫した場合の放熱基板の斜視図 発光素子を高密度実装した一例を示す上面図 ファインパターン化に対応した上面図及び断面図 凹部を有した放熱基板の製造方法を説明する断面図 従来の放熱基板に発光素子を実装した様子を示す斜視図

符号の説明

１００ リードフレーム
１１０ 伝熱樹脂
１２０ 金属板
１３０ 銅箔
１４０ 発光素子
１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ 矢印
１６０ 発光モジュール
１７０ 導光板
１８０ 液晶パネル
１９０ ベースフィルム
２００ レジスト
２１０ 板材
２２０ 溶接治具
２３０ パルス電源
２４０ 溶接部
２５０ バンプ
２６０ａ、２６０ｂ 補助線
２７０ 透明樹脂

Claims (16)

1. 無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂と、
   一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれたリードフレームと、
   一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれた銅箔と、
   前記伝熱樹脂に固定された金属板と、
   前記銅箔と前記伝熱樹脂と前記リードフレームの、それぞれ一部を覆うレジストと、
   前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部と、
   を備えた放熱基板。
2. 無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂と、
   一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれたリードフレームと、
   一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれた銅箔と、
   前記伝熱樹脂に固定された金属板と、
   前記銅箔と前記伝熱樹脂と前記リードフレームの、それぞれ一部を覆うレジストと、
   前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部と、を備え、
   前記リードフレームの露出面もしくは前記銅箔の露出面が、少なくとも部品実装面積内で互いに±５ミクロン以内の同一平面上である放熱基板。
3. 伝熱樹脂は、熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である請求項１もしくは請求項２のいずれか一つに記載の放熱基板。
4. 無機フィラーは、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、及びＡｌＮからなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項１もしくは請求項２に記載の放熱基板。
5. 熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及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請求項１もしくは請求項２のいずれか一つに記載の放熱基板。
6. Ｓｎは０．１重量％以上０．１５重量％以下、Ｚｒは０．０１５重量％以上０．１５重量％以下、Ｎｉは０．１重量％以上５重量％以下、Ｓｉは０．０１重量％以上２重量％以下、Ｚｎは０．１重量％以上５重量％以下、Ｐは０．００５重量％以上０．１重量％以下、Ｆｅは０．１重量％以上５重量％以下である群から選択される少なくとも一種を含む銅を主体とするリードフレームを用いる請求項１もしくは請求項２のいずれか一つに記載の放熱基板。
7. 銅箔とリードフレームは、電気溶接、局部加熱溶接、パルス溶接、抵抗溶接、レーザー溶接、超音波溶接のいずれか一つ以上の溶接方法で接続されている請求項１もしくは請求項２のいずれか一つに記載の放熱基板。
8. 銅箔とリードフレームは、異なる複数個所で溶接接続されている請求項１もしくは請求項２のいずれか一つに記載の放熱基板。
9. リードフレームの上に銅箔が溶接されてなる溶接部の大きさは、直径０．００５ｍｍ以上直径５ｍｍ以下の大きさもしくは面積の範囲内である請求項１もしくは請求項２のいずれか一つに記載の放熱基板。
10. 銅箔の伝熱樹脂からの露出面と、伝熱樹脂の表面と、リードフレームの前記伝熱樹脂からの露出面は、少なくとも部品実装面積内で互いに±５ミクロン以内の同一平面上にある請求項１もしくは請求項２のいずれか一つに記載の放熱基板。
11. 銅箔の伝熱樹脂からの露出面と、伝熱樹脂の表面と、リードフレームの前記伝熱樹脂からの露出面と、レジストの表面は、少なくとも部品実装面積内で互いに±５ミクロン以内の同一平面上にある請求項１もしくは請求項２のいずれか一つに記載の放熱基板。
12. 所定形状に加工したリードフレームと、ベースフィルム上に所定形状に加工した銅箔と、を金属板上の無機フィラーが熱硬化性樹脂に分散されてなる伝導樹脂に埋め込んだ状態で、伝熱樹脂を硬化させる工程と、
    前記リードフレームと、銅箔と、を溶接接続する工程と、を含む
    放熱基板の製造方法。
13. 無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂と、
    一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれたリードフレームと、
    一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれた銅箔と、
    前記伝熱樹脂に固定された金属板と、
    前記銅箔と前記伝熱樹脂と前記リードフレームの、それぞれ一部を覆うレジストと、
    前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部と、
    前記リードフレームもしくは銅箔の上に、少なくともその一部が互いに並列になるように実装された複数個の発光素子と、
    からなる発光モジュール。
14. 無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂と、
    一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれたリードフレームと、
    一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれた銅箔と、
    前記伝熱樹脂に固定された金属板と、
    前記銅箔と前記伝熱樹脂と前記リードフレームの、それぞれ一部を覆うレジストと、
    前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部と、
    ±５ミクロン以内の同一平面にある前記リードフレームもしくは銅箔の上に、ベアチップ実装された複数個の発光素子と、
    前記発光素子を保護する透明樹脂と、
    からなる発光モジュール。
15. 無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂と、
    一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれたリードフレームと、
    一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれた銅箔と、
    前記伝熱樹脂に固定された金属板と、
    前記銅箔と前記伝熱樹脂と前記リードフレームの、それぞれ一部を覆うレジストと、
    前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部と、
    前記リードフレームもしくは銅箔の上に、少なくともその一部が並列になるように実装された複数個の発光素子と、
    からなる発光モジュールと、
    前記発光モジュールをバックライトとした液晶表示板と、
    からなる表示装置。
16. 無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下を有する伝熱樹脂と、
    一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれたリードフレームと、
    一部表面が露出するように前記伝熱樹脂に埋め込まれた銅箔と、
    前記伝熱樹脂に固定された金属板と、
    前記銅箔と前記伝熱樹脂と前記リードフレームの、それぞれ一部を覆うレジストと、
    前記銅箔と前記リードフレームが電気的に接続された溶接部と、
    少なくとも前記リードフレームの露出面もしくは前記銅箔の露出面が、互いに±５ミクロン以内の同一平面上に、ベアチップ実装された複数個の発光素子と、
    前記発光素子を保護する透明樹脂と、
    からなる発光モジュールと、
    前記発光モジュールをバックライトとした液晶表示板と、
    からなる表示装置。

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