JP5546390B2 - 発光素子搭載用基板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、発光ダイオード等や半導体レーザ等の発光素子を搭載するための発光素子搭載用基板に関する。
近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（半導体レーザ）等の発光素子の高輝度化や白色化に伴い、照明や携帯電話や大型液晶テレビのバックライト等の多様な分野で発光素子が光源として多く用いられてきている。
このような発光素子を用いた光源には、高信頼，長寿命、高発光効率、低発熱量、高速応答、耐衝撃性、小型化、軽量化、耐環境性等の特性が求められる。特に、長期にわたって高い発光効率を維持できることが要求される。
これらの要求を満たすために、また、外部からの機械的な衝撃や化学的な作用に対する保護や、プリント回路基板等の外部基板への実装性（電気的な接続の信頼性等）の向上等を目的に、発光素子は一般に、発光素子搭載用基板に搭載され、蛍光体の成分を含有する透明な樹脂等で封止された発光装置として用いられている。発光素子搭載用基板として一般的なものは、複数の絶縁層が積層されてなる絶縁基板の上面に凹部を有し、この凹部の底面が発光素子の搭載部とされたものである。凹部の内側面は、一般に、外部への光の反射率を高めるために外側に開くように傾斜している。
絶縁基板は、例えば、平板状の絶縁基板（平板部）上に枠状の絶縁基板（枠部）が、枠部が発光素子の搭載部を囲むように積層されて作製される。なお、平板部および枠部ともに１層または積層された複数層の絶縁層によって形成されている。積層された絶縁層は、例えば層状の未焼結のセラミック材料（セラミックグリーンシート等）が積層されて加圧（密着）された後、焼成されて形成されたものである。
発光素子搭載用基板においては、搭載部や凹部の内側面は、光の利用効率を向上させるために、光の反射率が高い表面であることが望ましい。そのため、光の反射率が高い物質である（可視光において光の反射率が金属材料中最大である）銀を、絶縁基板の露出する上面や凹部の内側面に金属層として被着させた発光素子搭載用基板が用いられるようになってきている。
また、このような銀を金属層（発光素子に電力を供給するための配線導体や光を反射させるための反射層）として被着させることができるガラスセラミック焼結体で絶縁基板（絶縁層）を形成した発光素子搭載用基板が注目されている
しかしながら、従来の発光素子搭載用基板においては、凹部の内側面の傾斜した部分において、上下の絶縁層（セラミックグリーンシート）間を加圧する力が他の部分に比べて
弱くなりやすい。そのため、凹部の内側面に接した部位において絶縁層間の密着性が低くなりやすい。絶縁層間の密着性が低くなると、絶縁層の層間における密着不良（デラミネーション）や、絶縁層間の接合強度の低下等の問題点が発生しやすい。
弱くなりやすい。そのため、凹部の内側面に接した部位において絶縁層間の密着性が低くなりやすい。絶縁層間の密着性が低くなると、絶縁層の層間における密着不良（デラミネーション）や、絶縁層間の接合強度の低下等の問題点が発生しやすい。
特に、近年、発光素子搭載用基板の小型化に応じて枠部の幅が狭くなり、枠部と平板部との接合面積が小さくなる傾向がある。そのため、枠部と平板部との間や、枠部を形成する複数の絶縁層の層間の接合強度の低下等の問題点がさらに発生しやすくなってきている。
また、複数の絶縁層が積層されて枠部が形成されているときに、このような発光素子搭載用基板を、それぞれが発光素子搭載用基板となる基板領域を母基板に縦横の並びに配列させた、いわゆる多数個取り基板の形態で作製する場合、この母基板を分割する際に枠部に大きな応力が働くため、枠部を形成する絶縁層の層間にクラック等の機械的な破壊が生じやすくなる可能性がある。
このようなクラック等が生じると、発光素子を搭載し、樹脂等で気密封止を行った後、外部から水分等が割れやクラック等の欠陥から浸入し、発光素子を劣化させたり、絶縁基板（凹部の底面や内側面）に形成した金属層が酸化や硫化等の化学反応を起こし、光の反射率が低下してしまう可能性がある。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、絶縁層間の密着性を向上させて接合強度を向上させることが可能な発光素子搭載用基板およびその製造方法を提供することにある。
本発明の発光素子搭載用基板は、複数の絶縁層が積層されてなり、上面の中央部に凹部を有するとともに該凹部の底面に発光素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記搭載部および前記凹部の内側面の少なくとも一方に被着された金属層と、該金属層を被覆するガラス層とを備える発光素子搭載用基板であって、前記ガラス層が、前記絶縁層の層間に延在していることを特徴とする。
また、本発明の発光素子搭載用基板は、上記構成において、前記ガラス層が、前記凹部の内側面に接する部位において、上側の前記絶縁層の内側面からその下側に位置する前記絶縁層の露出する上面にかけてフィレットを形成していることを特徴とする。
また、本発明の発光素子搭載用基板は、上記構成において、複数の前記絶縁層は、互いに焼結温度が異なる２種類のガラスセラミック焼結体によって形成された２種類の絶縁層からなることを特徴とする。
本発明の発光素子搭載用基板の製造方法は、複数の絶縁層が積層されてなり、上面の中央部に凹部を有するとともに該凹部の底面に発光素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記搭載部および前記凹部の内側面の少なくとも一方に被着された金属層と、該金属層を被覆するガラス層とを備える発光素子搭載用基板の製造方法であって、
複数のガラスセラミックグリーンシートを作製するとともに、一部の前記ガラスセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施して、主面に発光素子の搭載部となる領域を有する平板状のシートと、前記搭載部を囲む形状および寸法の開口を有する枠状のシートとを準備する工程と、
導体ペーストを前記平板状シートの主面の前記搭載部および前記枠状シートの内側面の少なくとも一方に塗布する工程と、
ガラスペーストを作製し、該ガラスペーストを、前記平板状シートの主面および前記枠状シートの内側面の少なくとも一方に塗布した前記導体ペーストを完全に被覆するように塗布する工程と、
前記導体ペーストおよび前記ガラスペーストを塗布した前記平板状シートの主面に前記枠状シートを、該枠状シートが前記平板状シートと前記枠状シートとの層間および複数の前記枠状シートの層間の少なくとも一方に介在するように積層して積層体を作製し、該積層体を焼成する工程とを備えることを特徴とする。
複数のガラスセラミックグリーンシートを作製するとともに、一部の前記ガラスセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施して、主面に発光素子の搭載部となる領域を有する平板状のシートと、前記搭載部を囲む形状および寸法の開口を有する枠状のシートとを準備する工程と、
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ガラスペーストを作製し、該ガラスペーストを、前記平板状シートの主面および前記枠状シートの内側面の少なくとも一方に塗布した前記導体ペーストを完全に被覆するように塗布する工程と、
前記導体ペーストおよび前記ガラスペーストを塗布した前記平板状シートの主面に前記枠状シートを、該枠状シートが前記平板状シートと前記枠状シートとの層間および複数の前記枠状シートの層間の少なくとも一方に介在するように積層して積層体を作製し、該積層体を焼成する工程とを備えることを特徴とする。
また、本発明の発光素子搭載用基板の製造方法は、上記各工程を備え、前記ガラスセラミックグリーンシートを作製する工程において、互いに焼結温度が異なる２種類のガラスセラミックグリーンシートを作製し、２種類の該ガラスセラミックグリーンシートをそれぞれに用いて前記平板状のシートおよび前記枠状のシートを準備し、前記積層体を作製する工程において、前記２種類のガラスセラミックグリーンシートによってそれぞれに形成された前記平板状のシートおよび前記枠状のシートを積層することを特徴とする。
また、本発明の発光素子搭載用基板の製造方法は、上記各工程を備え、前記ガラスセラミックグリーンシートを作製する工程において、該ガラスセラミックグリーンシートと焼結温度が異なるガラスセラミックペーストを作製し、前記積層体を作製する工程において、前記ガラスセラミックペーストを前記平板状のシートおよび前記枠状のシートのそれぞれの間または最表面に層状に塗布することを特徴とする。
本発明の発光素子搭載用基板によれば、複数の絶縁層が積層されてなり、上面の中央部に凹部を有するとともに凹部の底面に発光素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、絶縁基板の搭載部および凹部の内側面の少なくとも一方に被着された金属層と、その金属層を被覆するガラス層とを備えており、そのガラス層が、絶縁層の層間に延在しているため、ガラス層を介して上下の絶縁層間の密着性を向上させることができる。したがって、少なくとも絶縁層間の密着性が低くなりやすい凹部の内側面（傾斜面）に接する部位において絶縁層間の密着性を向上させて、接合強度を向上させることが可能な発光素子搭載用基板を提供することができる。
なお、ガラス層の延在による絶縁層間の密着性および接合強度の向上は、焼成工程において、溶融したガラス成分が層間に生じる隙間を埋めるように濡れ広がるためと考えられる。これによって上下の絶縁層間の密着性が向上して接合強度が向上する。
例えば、平板状のセラミックグリーンシートと、枠状のセラミックグリーンシートとを積層して凹部を有する絶縁基板を形成する場合、枠部の幅が小さく、平板部と枠部との接合面積が小さい場合でも、絶縁層の層間に延在しているガラス層によって、平板部と枠部との間の密着性を向上させて、接合強度を向上させることができる。
また、本発明の発光素子搭載用基板によれば、ガラス層が、凹部の内側面に接する部位において、上側の絶縁層の内側面からその下側に位置する絶縁層の露出する上面にかけてフィレットを形成している場合には、ガラス層自体の上下の絶縁層に対する接合強度をより大きくすることができる。そのため、上下の絶縁層間（例えば平板部と枠部との間）の接合強度をより大きくすることができる。また、この場合には、枠部を形成する絶縁層の内側面に被着した、フィレットを形成しているガラス層によって枠部自体の強度を向上させることも可能である。
また、本発明の発光素子搭載用基板によれば、複数の絶縁層は、互いに焼結温度が異なる２種類のガラスセラミック焼結体によって形成された２種類の絶縁層からなる場合には、互いに焼結温度が異なる２種類の絶縁層の間で、これらの絶縁層となるガラスセラミックグリーンシート等の未焼結のセラミック材料の焼成時に、これらのセラミック材料の平面方向の収縮を抑制する作用（いわゆる拘束の作用）を得ることができる。そのため、この場合には、絶縁層の層間の密着性および接合強度の向上に加えて、平面方向に高い寸法精度が要求される場合にも対応することができる。
例えば、絶縁層となるガラスセラミックグリーンシートを焼成する際に、一方のガラスセラミックグリーンシートが焼結し収縮しようとする際に、他方のガラスセラミックグリーンシートが、一方のガラスセラミックグリーンシートの平面方向への収縮を抑制（拘束）する。また、他方のガラスセラミックグリーンシートが焼結し収縮しようとする際には、既に焼結した一方のガラスセラミックグリーンシートによって平面方向への収縮が抑制（拘束）される。このようなメカニズムで平面方向にほとんど収縮しないので、高い寸法精度が得られる。
本発明の発光素子搭載用基板の製造方法によれば、上記各工程を備え、導体ペーストを被覆するガラスペーストが平板状シートと枠状シートとの層間および複数の枠状シートの層間の少なくとも一方に介在するように平板状シートおよび枠状シートを積層して積層体を作製し、これを焼成することから、複数の絶縁層が積層されてなる絶縁基板について、絶縁層の層間にガラス層を延在させることができる。そして、このガラス層を介して平板状シートと枠状シートとの間および枠状シート同士の間の密着性を向上させて焼成することができるため、絶縁層の層間の密着性および接合強度が高い絶縁基板を備えた発光素子搭載用基板を作製することができる。
また、本発明の発光素子搭載用基板の製造方法によれば、上記各工程を備え、ガラスセラミックグリーンシートを作製する工程において、互いに焼結温度が異なる２種類のガラスセラミックグリーンシートを作製し、これらの２種類のガラスセラミックグリーンシートをそれぞれに用いて平板状シートおよび枠状シートを準備し、積層体を作製する工程において、２種類のガラスセラミックグリーンシートによってそれぞれに準備した平板状シートおよび枠状シートを積層する場合には、平板状シートおよび枠状シートのそれぞれについて、上記のように、焼結温度が互いに異なるものの間で、焼成時に平面方向の収縮を抑制することができる。したがって、この場合には、絶縁層の層間の密着性および接合強度が高く、平面方向の寸法精度も高い絶縁基板を備えた発光素子搭載用基板を製作することができる。
また、本発明の発光素子搭載用基板によれば、上記各工程を備え、ガラスセラミックグリーンシートを作製する工程において、このガラスセラミックグリーンシートと焼結温度が異なるガラスセラミックペーストを作製し、積層体を作製する工程において、ガラスセラミックペーストを平板状のシートおよび枠状のシートのそれぞれの間または最表面に層状に塗布する場合には、平板状シートおよび枠状シートのそれぞれについて、これらと焼結温度が異なるガラスセラミックペーストとの間で、焼成時に平面方向の収縮を抑制することができる。したがって、この場合には、絶縁層の層間の密着性および接合強度が高く、平面方向の寸法精度も高い絶縁基板を備えた発光素子搭載用基板を製作することができる。
本発明の発光素子搭載用基板およびその製造方法について、添付の図面を参照しつつ説明する。発光素子は、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（半導体レーザ）等である。なお、以下の説明において、光（可視光）の反射率を単に反射率という場合がある。
（発光素子搭載用基板）
図１（ａ）は、本発明の発光素子搭載用基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の上面図である。図１において１は絶縁基板，２は金属層，３はガラス層である。上面に凹部（符号なし）を有するとともに凹部の底面が発光素子の搭載部１ａとされた絶縁基板１と、絶縁基板１の搭載部１ａおよび凹部の内側面の少なくとも一方に被着された金属層２と、金属層２を被覆するガラス層３とによって、発光素子７を搭載するための発光素子搭載用基板９が基本的に構成されている。
図１（ａ）は、本発明の発光素子搭載用基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の上面図である。図１において１は絶縁基板，２は金属層，３はガラス層である。上面に凹部（符号なし）を有するとともに凹部の底面が発光素子の搭載部１ａとされた絶縁基板１と、絶縁基板１の搭載部１ａおよび凹部の内側面の少なくとも一方に被着された金属層２と、金属層２を被覆するガラス層３とによって、発光素子７を搭載するための発光素子搭載用基板９が基本的に構成されている。
絶縁基板１は、発光素子７を上面の凹部内に収容して保護するための基体であり、ガラスセラミック焼結体等からなる複数の絶縁層が積層されて形成されている。絶縁基板１は、発光素子７を収容するために、例えば長方形等の四角板状に形成されるとともに上面に平面視で四角形状の凹部を有し、この凹部の底面に、発光素子７が搭載される搭載部１ａを有している。凹部は、発光素子７からの光を効果的に外部（上方向）に反射させるために、内側面が外側に向かって傾斜している。
図１に示す絶縁基板１は、上面の中央部に発光素子の搭載部１ａを有する平板状の部分（平板部１ｂ）と、平板部１ｂの上面に接合されて搭載部１ａを取り囲む枠状の部分（枠部１ｃ）とによって構成されているとみなすこともでき、枠部１ｃの内側が凹部に相当する。
絶縁基板１は、例えば、ホウケイ酸系ガラスおよび酸化アルミニウムを主成分として有機溶剤およびバインダとともに成形して作製した複数のガラスセラミックグリーンシート（平板状のガラスセラミックグリーンシートおよび枠状のガラスセラミックグリーンシート）を積層し、焼成することによって作製されている。
絶縁基板１の搭載部１ａおよび凹部の内側面の少なくとも一方（図１に示す例においては両方）に、金属層２が被着されている。金属層２は、絶縁基板１に搭載される発光素子７と電気的に接続されて発光素子７に必要な電力を供給するための配線導体（符号なし）や、発光素子７が発する光を外側（上方向）に反射するための反射層（符号なし）等である。金属層２は、配線導体として用いられる場合であっても、発光装置としての発光の効率を高くするために、発光素子７が発する光を効果的に反射するものである必要がある。そのため、金属層２を形成する導体材料としては、金属中で光の反射率が最大である銀または銀を主成分とする導体材料が適している。銀を主成分とする導体材料としては、銀の粉末に炭酸セシウムや炭酸ルビジウム、炭酸ストロンチウム等のアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素の炭酸塩の粉末を添加したものを挙げることができる。この場合、金属層２における光の反射率を高くする上で、銀を主成分とする導体材料における銀の含
有率を95〜100質量％程度とすることが好ましい。
有率を95〜100質量％程度とすることが好ましい。
金属層２は、例えば銀のペーストを絶縁基板１となるガラスセラミックグリーンシートの表面に所定パターンで印刷し、ガラスセラミックグリーンシートと同時焼成することによって被着させることができる。
ガラス層３は、発光素子７が発した光を金属層２で反射させることを可能としながら、金属層２の酸化や硫化等の化学変化を抑制するためのものである。そのため、ガラス層３は、無色透明なガラス材料によって形成されている。
ガラス層３は、金属層２を被覆して化学変化を抑制するものであるため、少なくとも金属層２の全面を被覆している必要がある。なお、絶縁基板１の下面等の、搭載部１ａおよび凹部の内側面以外の部分に、外部接続用パッド等の他の金属層２ａを被着させたときには、この他の金属層２ａについては、必ずしもガラス層３で被覆する必要はない。他の金属層２ａは、金属層２と同様の導体材料で形成してもよく、銅やニッケル等の他の導体材料で形成してもよい。他の金属層２ａについては、例えば金めっき層（図示せず）等のガラス層３以外の保護層を被着させて酸化等を抑制するようにしても構わない。
ガラス層３は、ガラス材料のペーストを、ガラスセラミックグリーンシートの表面に印刷した金属ペーストを被覆するように塗布し、ガラスセラミックグリーンシートおよび金属ペーストと同時焼成することによって形成することができる。
本発明の発光素子搭載用基板９において、金属層２を被覆するガラス層３は、絶縁層の層間に延在している。ガラス層３のうち絶縁層の層間に延在された部分（延在部３ａ）は、例えば搭載部１ａに被着された金属層２を被覆するガラス層３の外周部分であり、凹部の内側面の下端から上下の絶縁層の層間（平板部１ｂと枠部１ｃとの間）の少なくとも内周部分にかけて延在し、これらの絶縁層の間に介在している。
このようにガラス層３が絶縁層の層間に延在しているため、絶縁層間の密着性を向上させて、接合強度を向上させることができる。したがって、絶縁層間の密着性を向上させて接合強度を向上させることが可能な発光素子搭載用基板９を提供することができる。
なお、ガラス層３の介在による絶縁層間の密着性および接合強度の向上は、焼成工程において、溶融したガラス成分が層間に生じる可能性がある隙間を埋めるように濡れ広がるためと考えられる。これによって上下の絶縁層間の密着性が向上して接合強度が向上する。ガラス層３は、絶縁層の層間の外周にまで達していてもよい。
例えば、平板状のガラスセラミックグリーンシートと、枠状のガラスセラミックグリーンシートとを積層して凹部を有する絶縁基板１を形成する場合、枠部１ｃの幅が小さく、平板部１ｂと枠部１ｃとの接合面積が小さい場合でも、絶縁層の層間にかけて延在して形成されるガラス層３によって、平板部１ｂと枠部１ｃとの間の密着性を向上させて、接合強度を向上させることができる。したがって、絶縁層間の接合強度を向上させて絶縁基板１の気密性を高く確保しながら発光素子搭載用基板９としての小型化が可能になる。
なお、前述したように、絶縁層の層間へのガラス層３の介在は、少なくとも凹部の内周側において行なわれていれば十分な効果を得ることができる。すなわち、例えば図１に示したように、凹部の内側面が外側に向かって傾斜しているときに、一軸方向から圧力を加えて複数の絶縁層（ガラスセラミックグリーンシート）の積層を行なった場合、この傾斜した部分では、上下の絶縁層となるガラスセラミックグリーンシート間の密着が、圧力を
伝える媒体としてのガラスセラミックグリーンシートが部分的に抜けるため、不十分になりやすい傾向がある。そのため、特に凹部の内側面に接した部分で絶縁層間の密着性が不十分になりやすい傾向がある。これに対して、上記のように少なくとも凹部の内周側において絶縁層間にガラス層３（延在部３ａ）が介在していれば、上下の絶縁層間をガラス層３（延在部３ａ）を介して効果的に密着させることができ、密着性を向上させて接合を補強することができる。
伝える媒体としてのガラスセラミックグリーンシートが部分的に抜けるため、不十分になりやすい傾向がある。そのため、特に凹部の内側面に接した部分で絶縁層間の密着性が不十分になりやすい傾向がある。これに対して、上記のように少なくとも凹部の内周側において絶縁層間にガラス層３（延在部３ａ）が介在していれば、上下の絶縁層間をガラス層３（延在部３ａ）を介して効果的に密着させることができ、密着性を向上させて接合を補強することができる。
延在部３ａを含むガラス層３は、例えば、絶縁基板１を構成する各絶縁層がホウケイ酸系ガラスと酸化アルミニウム質焼結体とを主成分とするガラスセラミック焼結体からなり、枠部の幅が約0.5〜１ｍｍ程度の場合であれば、枠部１ｃと平板部１ｂとの間において
、絶縁層間に10〜50μｍ程度の幅で、凹部の内側面に接する部位から延在させるようにすればよい。
、絶縁層間に10〜50μｍ程度の幅で、凹部の内側面に接する部位から延在させるようにすればよい。
なお、ガラス層３を形成するガラス材料としては、軟化点が、絶縁層に含まれるガラス成分の軟化点よりも高く、かつ導体材料（例えば銀）の融点よりも低いガラス材料を用いることが好ましい。この場合には、銀等の導体材料およびガラスセラミックセラミックグリーンシートの焼結がほぼ終了した後にガラス層３となるガラス材料の軟化が始まるため、銀等の金属層２の金属成分がガラス層３内に拡散することを抑制することができ、ガラス層３の透光性が良好な発光素子搭載用基板９とすることができる。
金属層２が銀からなる場合であれば、軟化点が、ガラスセラミックグリーンシート11に含まれるガラス成分の軟化点よりも高く、かつ銀の融点（約961℃）よりも低いガラス材
料の組成としては、例えば、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３を含み、かつ、ＣａＯ，ＳｒＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯおよびＢａＯの１種以上を含むホウケイ酸系のガラス等を挙げることができる。
料の組成としては、例えば、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３を含み、かつ、ＣａＯ，ＳｒＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯおよびＢａＯの１種以上を含むホウケイ酸系のガラス等を挙げることができる。
ガラス材料の軟化点の調整は、例えばＣａＯやＳｒＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯおよびＢａＯのうち選択した材料のＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３に対する組成比を変えることによって行うことができる。
なお、図１に示す例においては、ガラス層３の一部に貫通孔（符号なし）を設けるとともにこの貫通孔をニッケルや金等のめっき層５で充填している。めっき層５は、金属層２と発光素子７とを電気的に接続させるための接続パッドとして機能し、このめっき層５にボンディングワイヤ６等を介して発光素子７の電極を接続させることによって、発光素子７と配線導体等の金属層２とが電気的に接続される。
また、図１に示す例においては、絶縁基板１を厚み方向に貫通する貫通導体４が形成されている。貫通導体４は、例えば絶縁基板１の上面に被着された金属層２を絶縁基板１の下面に電気的に導出する機能を有している。この貫通導体４を介して、例えば絶縁基板１の上面の金属層２が、絶縁基板１の下面に被着された他の金属層２ａと電気的に接続され、他の金属層２ａを外部の電気回路（図示せず）に電気的に接続すれば、発光素子７が外部の電気回路と電気的に接続される。
本発明の発光素子搭載用基板９において、例えば図２に示すように、凹部の内側面の傾斜の角度が途中で変化していても構わない。図２に示す例においては、枠部１ｃが、複数の絶縁層が積層されて形成されていて、内側面が傾斜した上側の絶縁層の下側に、内側面が平板部１ｂの上面に対して垂直な絶縁層が積層されて、凹部の内側面の傾斜の角度が途中で変化している。なお、図２は、本発明の発光素子搭載用基板の実施の形態の他の例を示す断面図である。図２において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
枠部１ｃの下側の絶縁層は、内側面に金属層２が被着されていないため、金属層２を被覆するガラス層３も不要であり被着されていない。このような場合には、搭載部１ａ（平板部１ｂの上面）の金属層２と枠部１ｃの内側面の金属層２との間に下側の絶縁層の厚みに応じた距離をあけることができるため、搭載部１ａに複数の金属層２が配置されているときに、この複数の金属層２同士が枠部１ｃの内側面の金属層２を介して電気的に短絡することを防ぐ上で有効である。
また、この場合には、搭載部１ａのガラス層３と枠部１ｃ内側面のガラス層３とが離れるので、焼成時に、一方のガラス層３から他方のガラス層３にガラス成分が移動して、一方のガラス層３のガラス量が不足して厚みの不足（金属層２の被覆不良）等の不具合が生じることをより効果的に抑制することができる。
また、本発明の発光素子搭載用基板９において、例えば図３に示すように、凹部の内側面が段状とされていても構わない。凹部の内側面を段状としておけば、例えば、この段状の部分の上面に金属層２を、発光素子７と電気的に接続される配線導体として被着させて、発光素子７の上面の電極と金属層２（配線導体）とのボンディングワイヤ６等を介した電気的な接続をより容易とすることができる。なお、図３は、本発明の発光素子搭載用基板９の実施の形態の他の例を示す断面図である。図３において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
このような絶縁基板１は、枠部１ｃを構成する複数の絶縁層のうち下側（枠部１ｃと平板部１ｂとの間）に積層した絶縁層（枠状）の内周寸法を上側の絶縁層（枠状）の内周の寸法よりも小さくしておいて、上側の絶縁層の内側で下側の絶縁層の上面の内周部分が露出するようにして作製することができる。
また、図３に示す例においては、段状の部分を形成する絶縁層が２層であり、上側の絶縁層の内側面に金属層２および金属層２を被覆するガラス層３が被着されている。この場合、段状の部分の下側においても凹部の内側面が外側に傾斜しており、発光素子７からの光をより有効に上方に反射できるようにしている。
また、図３に示す例においては、段状の部分を形成する２層の絶縁層の層間にもガラス層３が延在している。この場合、内側面が傾斜している枠部１ｃの絶縁層同士の層間においても、前述した平板部１ｂと枠部１ｃとの間と同様に絶縁層の層間の密着性が低くなる可能性がある。これに対して、上記のように枠部１ｃを形成する複数の絶縁層の層間にガラス層３（延在部３ａ）が介在していれば、上記の場合と同様に絶縁層の層間の密着性を向上させて絶縁層間の接合強度を向上させることができる。
また、本発明の発光素子搭載用基板９において、例えば図４に示すように、絶縁基板１を形成する複数の絶縁層のうち枠部１ｃのみにおいて絶縁層の層間にガラス層３が延在しているものでもよい。なお、図４は、本発明の発光素子搭載用基板９の実施の形態の他の例を示す断面図である。図４において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
図４に示す発光素子搭載用基板９の例は、図３に示す例の発光素子搭載用基板９に対して、搭載部１ａの金属層２を被覆するガラス層３が絶縁層の層間（平板部１ｂと枠部１ｃとの間）に延在していない点が異なり、他の部分は同様である。この場合には、枠部１ｃを形成する複数の絶縁層の層間の密着性を向上させて、凹部を囲む部分において絶縁層間の接合強度を向上させることができる。
また、本発明の発光素子搭載用基板９によれば、例えば図１〜図４に示したように、ガラス層３が、凹部の内側面に接する部位において、上側の絶縁層の内側面からその下側に
位置する絶縁層の露出する上面にかけてフィレット15を形成している場合には、ガラス層３自体の上下の絶縁層に対する接合強度をより大きくすることができる。そのため、上下の絶縁層間（例えば平板部１ｂと枠部１ｃとの間）の接合強度をより大きくすることができる。また、この場合には、枠部１ｃを形成する絶縁層の内側面に被着したガラス層３によって枠部１ｃ自体の強度を向上させることも可能である。したがって、この場合には、より一層信頼性の高い発光素子搭載用基板９を提供することができる。
位置する絶縁層の露出する上面にかけてフィレット15を形成している場合には、ガラス層３自体の上下の絶縁層に対する接合強度をより大きくすることができる。そのため、上下の絶縁層間（例えば平板部１ｂと枠部１ｃとの間）の接合強度をより大きくすることができる。また、この場合には、枠部１ｃを形成する絶縁層の内側面に被着したガラス層３によって枠部１ｃ自体の強度を向上させることも可能である。したがって、この場合には、より一層信頼性の高い発光素子搭載用基板９を提供することができる。
フィレット15は、例えば、ガラス層３となるガラス材料のペーストを塗布する際に、そのペーストの粘度を調整して凹部の内側面に接してペーストがフィレットを形成するようにして形成することができる。
また、本発明の発光素子搭載用基板９によれば、例えば図５に示すように、複数の絶縁層が、互いに焼結温度が異なる２種類のガラスセラミック焼結体によって形成された２種類の絶縁層を含んでいる場合には、互いに焼結温度が異なる２種類の絶縁層の間で、これらの絶縁層となるガラスセラミックグリーンシート等の未焼結のセラミック材料の焼成時に、これらのセラミック材料の平面方向の収縮を抑制する作用を得ることができる。そのため、この場合には、絶縁層の層間の接合強度および平面方向の寸法精度が高い発光素子搭載用基板を提供することができ、絶縁基板１について平面方向に高い寸法精度が要求される場合にも対応することができる。なお、図４は、本発明の発光素子搭載用基板９の実施の形態の他の例を示す断面図である。図４において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
例えば、絶縁層となるガラスセラミックグリーンシートを焼成するときに、一方のガラスセラミックグリーンシートが焼結し収縮しようとする際に、他方のガラスセラミックグリーンシートが、一方のガラスセラミックグリーンシートの平面方向への収縮を抑制（拘束）する。また、他方のガラスセラミックグリーンシートが焼結し収縮しようとする際には、既に焼結した一方のガラスセラミックグリーンシートによって平面方向への収縮が抑制（拘束）される。このようなメカニズムで、平面方向にほとんど収縮しないので、高い寸法精度が得られる。
すなわち、この場合には、２種類の絶縁層が互いに、いわゆる拘束層として作用する。なお、図５においては、説明のため、互いに焼結温度が異なる２種類の絶縁層のうちの一方を単に絶縁層とし、他方の絶縁層を拘束層10として示している。各絶縁層は、平面方向の収縮は抑制されるが厚み方向には収縮し、また厚み方向の中央部では拘束の効果が比較的低いため、厚み方向の中央部では平面方向に収縮しやすく、側面が凹状に湾曲した形状になっている。そのため、絶縁層の側面で構成される凹部の内側面も湾曲している。
なお、凹部の内側面が凹状に湾曲している場合には、その内側面に被着された金属層２も凹状に湾曲した形状になるため、発光素子７からの光を金属層２で反射するときに、反射した光を上方に、より効果的に集光させることができる。
互いに焼結温度が異なる２種類のガラスセラミック焼結体としては、例えば、一方のガラスセラミック焼結体が、ＳｉＯ２を10〜30質量％と、Ａｌ２Ｏ３を１〜９質量％と、ＭｇＯを５〜30質量％と、ＢａＯを21〜35質量％と、Ｂ２Ｏ３を10〜30質量％と、Ｙ２Ｏ３，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＺｎＯ，ＴｉＯ２，Ｎａ２Ｏ，ＳｎＯ２，Ｐ２Ｏ５，ＺｒＯ２およびＬｉ２Ｏから選ばれる少なくとも１種を０〜20質量％とからなる40〜90質量％のガラスと、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＴｉＯ３，ＣａＺｒＯ３，ＣａＴｉＯ３，ＢａＴｉ４Ｏ９，ＳｒＴｉＯ３，ＺｒＯ２，ＴｉＯ２，ＡｌＮおよびＳｉ３Ｎ４から選ばれる少なくとも１種を含む10〜60質量％のセラミックスとから構成されるガラスセラミックグリーンシート材料を焼成してなるガラスセラミック焼結体であり、他方のガラスセラミック焼結体が
、ＳｉＯ２を20〜60質量％と、Ａｌ２Ｏ３を10〜25質量％と、ＭｇＯを８〜35質量％、ＢａＯを10〜20質量％と、Ｂ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，ＣａＯ，ＳｒＯ，Ｎａ２Ｏ，ＳｎＯ２，Ｐ２Ｏ５，ＺｒＯ２およびＬｉ２Ｏから選ばれる少なくとも１種を０〜20質量％とからなる30〜100質量％のガラスと、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＴｉＯ３，ＣａＺｒＯ３，Ｃａ
ＴｉＯ３，ＢａＴｉ４Ｏ９，ＳｒＴｉＯ３，ＺｒＯ２，ＴｉＯ２，ＡｌＮ，Ｓｉ３Ｎ４から選ばれる少なくとも１種を含む０〜70質量％のセラミックスとから構成されるガラスセラミックグリーンシート材料を焼成してなるガラスセラミック焼結体である場合を挙げることができる。上記のようにセラミックスとガラスの組成比を変えることで、互いに焼結時の収縮のタイミングをずらすことで、平面方向への収縮を抑制することができる。
、ＳｉＯ２を20〜60質量％と、Ａｌ２Ｏ３を10〜25質量％と、ＭｇＯを８〜35質量％、ＢａＯを10〜20質量％と、Ｂ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，ＣａＯ，ＳｒＯ，Ｎａ２Ｏ，ＳｎＯ２，Ｐ２Ｏ５，ＺｒＯ２およびＬｉ２Ｏから選ばれる少なくとも１種を０〜20質量％とからなる30〜100質量％のガラスと、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＴｉＯ３，ＣａＺｒＯ３，Ｃａ
ＴｉＯ３，ＢａＴｉ４Ｏ９，ＳｒＴｉＯ３，ＺｒＯ２，ＴｉＯ２，ＡｌＮ，Ｓｉ３Ｎ４から選ばれる少なくとも１種を含む０〜70質量％のセラミックスとから構成されるガラスセラミックグリーンシート材料を焼成してなるガラスセラミック焼結体である場合を挙げることができる。上記のようにセラミックスとガラスの組成比を変えることで、互いに焼結時の収縮のタイミングをずらすことで、平面方向への収縮を抑制することができる。
なお、図５に示す例においては、発光素子７はボンディングワイヤ６の代わりに金属バンプ（符号なし）を介してめっき層５と直接に接続され、金属バンプおよびめっき層５を介して配線導体としての金属層２に電気的に接続されている。この例においては、凹部の内側面が凹状に湾曲しているので、比較的大きな発光素子７を搭載しても、発光素子７と凹部の内側面との接触を防ぐことができる。
ここで、本発明の発光素子搭載用基板９の効果を具体例を挙げて説明する。具体例において製作した発光素子搭載用基板９は、平面視で１辺の長さが約５ｍｍで、厚みが約１ｍｍの正方形板状の絶縁基板１の上面の中央部に深さが約0.7ｍｍの凹部を有し、この凹部
の底面に発光素子７が搭載される部位１ａを有するものであった。搭載部１ａには半楕円状（短軸に沿って切断したパターン）の２つの金属層２を、直線部分が隣り合うように約0.1ｍｍの間隔で並べて配置したものであり、この金属層２を厚みが約10μｍのガラス層
３で被覆したものであった。金属層２は、銀を97質量％，炭酸セシウムを３質量％それぞれ含有する導体材料で形成した。また、ガラス層３は、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３を含み、かつ、ＣａＯおよびＳｒＯを含むホウケイ酸ガラスで形成した。また、絶縁層は厚さ約0.1〜0.2ｍｍのものを７層積層し、凹部の内側面は部の底面に対して60度の角度で傾斜させた。
の底面に発光素子７が搭載される部位１ａを有するものであった。搭載部１ａには半楕円状（短軸に沿って切断したパターン）の２つの金属層２を、直線部分が隣り合うように約0.1ｍｍの間隔で並べて配置したものであり、この金属層２を厚みが約10μｍのガラス層
３で被覆したものであった。金属層２は、銀を97質量％，炭酸セシウムを３質量％それぞれ含有する導体材料で形成した。また、ガラス層３は、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３を含み、かつ、ＣａＯおよびＳｒＯを含むホウケイ酸ガラスで形成した。また、絶縁層は厚さ約0.1〜0.2ｍｍのものを７層積層し、凹部の内側面は部の底面に対して60度の角度で傾斜させた。
この具体例の発光素子搭載用基板９においては、ガラス層３を凹部の内側面から約15μｍの幅で絶縁層の平板部１ｂと枠部１ｃとの間に延在させた。また、比較例として、ガラス層３が搭載部１ａのみ（金属層２とそれに隣接する平板部１ｂの上面の露出部分のみ）を被覆し、絶縁層の層間には延在させないようにした発光素子搭載用基板（図示せず）を作製した。比較例の発光素子搭載用基板は、絶縁層の層間にガラス層が延在しない点以外は具体例の発光素子搭載用基板９と同様の条件とした。
上記の具体例の発光素子搭載用基板９および比較例の発光素子搭載用基板について、このような発光素子搭載用基板（９）となる領域が12×12の縦横の並びでガラスセラミック母基板に配列された多数個取り基板の形態で作製し、境界に沿ってあらかじめ形成しておいた分割溝に沿って破断させて分割して作製し、この分割時の平板部１ｂと枠部１ｃとの間、および枠部１ｃ内における絶縁層間のクラックやカケ等の機械的破壊の有無を、倍率20倍の目視観察で確認した。
その結果、具体例の発光素子搭載用基板９では、試験した1440個（12×12×10シート）においてクラックやカケ等の発生が見られなかったのに対し、比較例の発光素子搭載用基板では、８個について枠部の絶縁層間のクラックおよびカケが発生した。この結果より、本発明の発光素子搭載用基板９における、絶縁層間の密着性を向上させて接合強度を向上させる効果を確認することができた。
（発光素子搭載用基板の製造方法）
図６および図７に本発明の発光素子搭載用基板の製造方法の一例を示す。図６（ａ）〜
（ｃ）および図７（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の発光素子搭載用基板の製造方法を工程順に示す断面図である。図６および図７において図１〜図３と同様の部位には同様の符号を付している。
図６および図７に本発明の発光素子搭載用基板の製造方法の一例を示す。図６（ａ）〜
（ｃ）および図７（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の発光素子搭載用基板の製造方法を工程順に示す断面図である。図６および図７において図１〜図３と同様の部位には同様の符号を付している。
本発明の製造方法で製作される発光素子搭載用基板は、例えば図１に示すような、複数の絶縁層が積層されてなり、上面の中央部に凹部を有するとともに凹部の底面に発光素子７が搭載される搭載部１ａを有する絶縁基板１と、絶縁基板１の搭載部１ａおよび凹部の内側面に被着された金属層２と、金属層２を被覆するガラス層３とを備える発光素子搭載用基板９である。
まず、図６（ａ）に示すように、複数のガラスセラミックグリーンシート（図示せず）を作製するとともに、一部のガラスセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施して、主面に発光素子の搭載部１ａとなる領域を有する平板状シート11と、搭載部１ａを囲む形状および寸法の開口を有する枠状シート13とを準備する。
ガラスセラミックグリーンシートは、焼成によってホウケイ酸系ガラスやリチウムケイ酸系ガラス等のガラス成分と酸化アルミニウムや酸化カルシウム等のセラミック成分とを主成分とするガラスセラミック焼結体となるものであり、例えば、これらのガラス成分およびセラミック成分の粉末を原料粉末とし、これを有機溶剤および有機バインダ等とともに混練して作製したセラミックペーストを、ドクターブレード法やリップコータ法等のシート成形技術を採用してシート状に成形することによって準備することができる。
ガラスセラミックグリーンシートの厚みは約100〜300μｍ程度である。また、平板状シート11および枠状シート13それぞれの外形は、例えば平面視における外辺の長さが約2.5
ｍｍ〜10ｍｍ程度の長方形板状や正方形板状にすればよい。
複数のセラミックグリーンシート（図示せず）を積層して絶縁基板１となる積層体を作製する場合には、積層体は、例えば厚みが約300〜1500μｍ程度である。
ｍｍ〜10ｍｍ程度の長方形板状や正方形板状にすればよい。
複数のセラミックグリーンシート（図示せず）を積層して絶縁基板１となる積層体を作製する場合には、積層体は、例えば厚みが約300〜1500μｍ程度である。
ガラスセラミックグリーンシートの打ち抜き加工は、例えば、金型を用いた機械的な打ち抜き加工によって行なうことができる。なお、図６に示す例においては、枠状シート13の内側面が外側に（上側ほど枠の開口寸法が大きくなるように）傾斜している。枠状シート13の内側面を傾斜させるには、以下のようにすればよい。すなわち、ガラスセラミックグリーンシートを厚み方向に打ち抜いて貫通孔を設ける際に、打ち抜くための打ち抜きピンを備える上金型と、この上金型の打ち抜きピンが上側から挿入されるピン挿入孔を有する下金型を用いるが、この時、打ち抜きピンの径より大きい孔径を備えるピン挿入孔を有する下金型を有する打ち抜き金型で打ち抜いて貫通孔を形成すればよい。この貫通孔の形状は、打ち抜きピンがセラミックグリーンシートに入る側で開口が小さく、出る側（下金型側）で開口が大きい。打ち抜き加工されてなる枠状シート13において、貫通孔の小さい方の孔径（開口の大きさ）が打ち抜きピンの径と略同等となり、貫通孔の大きい方の孔径が下金型のピン挿入孔の孔径と略同等となる。この孔径の差に応じて、枠状シート13の内側面が傾斜する。言い換えれば、貫通孔の小さい孔径となる側からピンで打ち抜くことで、傾斜した内側面を有する枠状シート13を作製することができる。
また、図６に示す例においては、平板状シート11の上下両面および枠状シート13の上面に、拘束用ガラスセラミックグリーンシートまたは拘束用ガラスセラミックペースト12を積層している。拘束用ガラスセラミックグリーンシートまたは拘束用ガラスセラミックペースト12は、後の工程における焼成の際に、平板状シート11および枠状シート13の平面方向の収縮を抑制するためのもの（いわゆる拘束層）である。拘束用ガラスセラミックグリーンシートまたは拘束用ガラスセラミックペースト12については、後に詳しく説明する。
次に、図６（ｂ）に示すように、導体ペースト22を平板状シート11の主面（図６に示す例においては上面）の搭載部１ａおよび枠状シート13の内側面に塗布する。
導体ペースト22は、銀または銀を主成分とする導体の粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練することによって作製することができる。銀を主成分とする導体材料としては、銀の粉末に炭酸セシウムや炭酸ルビジウム，炭酸ストロンチウム等のアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素の炭酸塩の粉末を添加したものを挙げることができる。この場合、金属層２における光の反射率を高くする上で、銀を主成分とする導体材料における銀の含有率を95〜100質量％程度とすることが好ましい。
なお、銀を主成分とする導体材料を用いた導体ペースト22において、上記の炭酸塩等の添加物は、後述する焼成を含む工程において、銀のガラスペースト33（後述）への拡散を抑制する効果を有している。すなわち、上記の炭酸塩等の添加物は焼成時に分解してイオン化しやすく、ガラスペースト33に銀よりも先に拡散するため、銀がガラスペースト33にイオン化して拡散するのを抑制する。この場合、上記のアルカリ金属元素やアルカリ土類金属元素の材料は、焼成後のガラスペースト33（ガラス層３）内において無色透明であるため、ガラス層３における光の透過を妨げることがない。
また、導体ペースト22について、銀または銀を主成分として作製した場合には、焼成後の銀の平均粒径が約２〜３μｍとなるように、導体の粉末を調整することが望ましい。
粒径が大きすぎると、金属層２の表面が粗くなる傾向があり、金属層２自体の反射率を十分に高くすることが難しくなる傾向がある、また、小さすぎると、ガラスセラミックグリーンシート11に含まれるガラス成分が銀の表面まで拡散しやすくなる可能性があり、ガラス層３の透明度が低くなる可能性があり、反射率が低下する可能性がある。
また、このような導体（銀またはその合金）粉末は、例えばアトマイズ法や湿式還元法によって作製することができる。アトマイズ法による銀粉末の作製は、溶融させた銀にジェット流体を吹きつけて、そのジェット流体のエネルギーで、溶融した銀を順次粉化させて液滴とし、生成した液滴を冷却させて粉末とする方法等で行われる。湿式還元法による銀粉末の作製は、硝酸銀溶液とアンモニア水とで銀アンミン錯体水溶液を製造し、これに有機還元剤を添加する方法等で行われる。
この導体ペースト22は、焼成後に平板状シート11の主面（上面）および枠状シート13の内側面の全面に塗布する必要はなく、所定の配線導体や反射層のパターンで塗布すればよい。
なお、図６（ｂ）に示す例においては、平板状シート11に金型を用いた打ち抜き加工等の孔あけ加工を施して貫通孔（符号なし）を形成し、この貫通孔内に上記の導体ペースト22とは別の貫通導体用の導体ペースト44を充填している。貫通導体用の導体ペースト44は、銅や白金、金等の銀以外の金属を主成分とするものでもよく、導体ペースト22と同様に銀を主成分とするものでもよい。貫通孔に充填した貫通導体用の導体ペースト44は、後の工程で焼成されて、例えば図１に示すような貫通導体４となるものである。また、平板状シート11の下面には、前述した他の金属層２ａとなる他の導体ペースト22ａを塗布している。他の導体ペースト22ａも、貫通導体用の導体ペースト44と同様の材料を用い、同様の方法で作製することができる。
次に、図６（ｃ）に示すように、ガラスペースト33を作製し、そのガラスペースト33を、導体ペースト22を完全に被覆するように塗布する。
このガラスペースト33は、次の工程で加熱されて透明なガラス層３となるものであり、金属層２を被覆して銀の硫化等の化学反応による金属層２の変色を抑制するためのものである。そのため、ガラスペースト33は、ガラスセラミックグリーンシート11の主面に塗布された導体ペースト22を被覆するように塗布する必要がある。
また、ガラスペースト33は、平板状シート11の主面および枠状シート13の内側面の少なくとも一方に塗布した導体ペースト22に隣接する部位まで被覆するように塗布した場合には、導体ペースト22を被覆する効果をより確実に得ることができる。この、平板状シート11の主面および枠状シート13の内側面の導体ペースト22の少なくとも一方に隣接する部位まで被覆するように塗布したガラスペースト33は、次の工程で平板状シート11と枠状シート13との層間および複数の枠状シート13の層間の少なくとも一方に介在させる部位とすることができる。
ガラスペースト33は、後の工程で平板状シート11および枠状シート13ならびに導体ペースト22と同時焼成されるため、軟化点が、ガラスセラミックグリーンシート11に含まれるガラス成分の軟化点よりも高く、かつ銀の融点（約961℃）よりも低いガラス材料を用い
て作製することが好ましい。このようなガラス材料の組成としては、例えば、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３を含み、かつ、ＣａＯ，ＳｒＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯおよびＢａＯの１種以上を含むホウケイ酸系のガラス等を挙げることができる。
て作製することが好ましい。このようなガラス材料の組成としては、例えば、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３を含み、かつ、ＣａＯ，ＳｒＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯおよびＢａＯの１種以上を含むホウケイ酸系のガラス等を挙げることができる。
ガラス材料の軟化点の調整は、例えばＣａＯやＳｒＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯおよびＢａＯのうち選択した材料のＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３に対する組成比を変えることによって行うことができる。
ガラスペースト33を塗布する際の厚みは、金属層２の変色を抑制する上では厚いほど好ましく、ガラス層３における光の透過を容易とする上では薄いほど好ましい。したがって、実際のガラスペースト33の塗布厚みは、必要とする金属層２の変色を抑制する効果の大きさ（この発光素子搭載用基板９を用いて作製した発光装置が使用される環境等）と、ガラス層３において必要な光の透過性とを考慮しながら、適宜設定すればよい。例えば、上記のようなＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ（ただし、Ｒ：Ｃａ，Ｓｒ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｂａ）系ガラスの場合であれば、約10〜30μｍ程度の厚みで塗布すればよい。
なお、導体ペースト22およびガラスペースト33の塗布は、いずれもスクリーン印刷法やグラビア印刷法，オフセット印刷法，フレキソ印刷法等によって行なうことができる。
次に、平板状シート11の主面に枠状シート13を、この枠状シート13が搭載部１ａを囲むとともに、ガラスペースト33が、平板状シート11と枠状シート13との層間および複数の枠状シート13の層間の少なくとも一方に介在するように積層して、図７（ａ）に示すような積層体（符号なし）を作製する。積層体の上面には、発光素子７を収容するための凹部が形成され、凹部の底面に発光素子の搭載部１ａが位置する。
なお、図６および図７に示す例では、枠状シート13は１層のみであり、ガラスペースト33は、平板状シート11と枠状シート13との層間に介在させている。以下の説明では、平板状シート11と枠状シート13との層間を例に挙げて説明しているが、枠状シート13が複数であり、その層間にガラスペースト33を介在させたときにも、これと同様の効果を得ることができる。
平板状シート11と枠状シート13との層間に介在させたガラスペースト33は、後の工程における焼成の際に、平板状シート11と枠状シート13との間の密着性を高めて、焼成後の絶
縁基板１における平板部１ｂと枠部１ｃとの接合強度を高めるためのものである。
縁基板１における平板部１ｂと枠部１ｃとの接合強度を高めるためのものである。
すなわち、焼成の際にガラスペースト33が溶融して層間で濡れ広がり、この溶融したガラス材料によって、少なくとも枠状シート13の内周部分における層間の密着性が向上する。そして、このガラス材料（焼成後の発光素子搭載用基板９におけるガラス層３）を介して平板状シート11と枠状シート13との間および枠状シート13同士の間の密着性を向上させて焼成することができるため、絶縁層の層間の接合強度が高い絶縁基板１を作製することができる。
なお、平板状シート11の上面に枠状シート13を積層する際の位置合わせは、例えば画像認識装置を用いて、平板状シート11および枠状シート13のそれぞれの特定の部分（角部等）を基準にして合わせることによって行なうことができる。また、このような平板状シート11および枠状シート13のそれぞれに相当する領域を複数の広いセラミックグリーンシート（図示せず）に縦横の並びにそれぞれ配列形成しておいて、この広いセラミックグリーンシートの外周に設けたダミー領域（捨て代領域）に切り欠き等の位置合わせ用の基準マークを形成して、この基準マークで位置合わせをするようにしてもよい。この場合、いわゆる多数個取りの形態で複数の発光素子搭載用基板９をまとめて製作することになり、発光素子搭載用基板の生産性を高める上では適している。
そして、作製した積層体を所定の温度で焼成すれば、図７（ｂ）に示すように、ガラスセラミック焼結体からなる絶縁基板１に銀等の金属層２を被着させ、透明なガラス層３で金属層２が被覆された発光素子搭載用基板９を製作することができる。
この発光素子搭載用基板９は、ガラス層３によって銀の硫化反応等の化学変化による変色を防止し、反射率の経時変化を防止することができる。
本発明の発光素子搭載用基板の製造方法によれば、上記各工程を備え、導体ペースト22を被覆するガラスペースト33が平板状シート11と枠状シート13との層間および複数の枠状シート13の層間の少なくとも一方にかけて介在するように平板状シート11および枠状シート13を積層して積層体を作製し、これを焼成することから、複数の絶縁層が積層されてなる絶縁基板１について、絶縁基板１の内側面に接する部位から絶縁層の層間にかけてガラス層３を延在させることができる。そして、このガラス層３を介して平板部１ｂ（平板状シート11）と枠部１ｃ（枠状シート13）との間および枠部１ｃを構成する複数の絶縁層（枠状シート13）同士の間の密着性を向上させて焼成することができるため、絶縁層の層間の接合強度が高い絶縁基板１を作製することができる。
また、本発明の発光素子搭載用基板の製造方法において、前述したように、平板状シート11の上下両面および枠状シート13の上面に、拘束用ガラスセラミックグリーンシートまたは拘束用ガラスセラミックペースト12を積層している場合には、絶縁層間の接合強度が高く、かつ平面方向の寸法精度が高い絶縁基板１を備えた発光素子搭載用基板９を製作することができる。
拘束用ガラスセラミックグリーンシートまたは拘束用ガラスセラミックペースト12は、平板状シート11および枠状シート13を作製するためのガラスセラミックグリーンシートと焼結温度が異なるガラスセラミックグリーンシートまたはガラスセラミックペーストである。
拘束用ガラスセラミックグリーン12の場合であれば、ガラスセラミックグリーンシートを作製する工程において、互いに焼結温度が異なる２種類のガラスセラミックグリーンシートを作製し、これらの２種類のガラスセラミックグリーンシートをそれぞれに用いて、
互いに焼結温度が異なる２種類の平板状シート（図示せず）および互いに焼結温度が異なる２種類の枠状シート（図示せず）を準備すればよい。この場合、それぞれ２種類の平板状シートおよび枠状シートのそれぞれの一方を前述した平板状シート11および枠状シート13として用い、他方を拘束用ガラスセラミックグリーンシート12として用いることができる。
互いに焼結温度が異なる２種類の平板状シート（図示せず）および互いに焼結温度が異なる２種類の枠状シート（図示せず）を準備すればよい。この場合、それぞれ２種類の平板状シートおよび枠状シートのそれぞれの一方を前述した平板状シート11および枠状シート13として用い、他方を拘束用ガラスセラミックグリーンシート12として用いることができる。
また、拘束用ガラスセラミックペースト12の場合であれば、ガラスセラミックグリーンシートを作製する工程において、ガラスセラミックグリーンシートと焼結温度が異なるガラスセラミックペーストを作製し、このガラスセラミックペーストを拘束用がラスセラミックペースト12として用いればよい。
すなわち、本発明の発光素子搭載用基板の製造方法によれば、上記各工程を備え、積層体を作製する工程において、２種類のガラスセラミックグリーンシートによってそれぞれに形成された平板状シート11と拘束用ガラスセラミックグリーンシート12と、および枠状シート13と拘束用ガラスセラミックグリーンシート12とを積層する場合には、平板状シート11および枠状シート13のそれぞれについて、上記のように、平板状シート11および枠状シート13と拘束用ガラスセラミックグリーンシート12との間で、焼成時に平面方向の収縮を互いに抑制することができる。したがって、この場合には平面方向の寸法精度が高い絶縁基板１を備えた発光素子搭載用基板９を製作することができる。
また、本発明の発光素子搭載用基板の製造方法によれば、上記各工程を備え、ガラスセラミックグリーンシートを作製する工程において、このガラスセラミックグリーンシートと焼結温度が異なるガラスセラミックペーストを作製し、積層体を作製する工程において、ガラスセラミックペーストを平板状シート11および枠状シート13のそれぞれの間または最表面に層状に塗布する場合には、平板状シート11および枠状シート13のそれぞれについて、これらと焼結温度が異なる拘束用ガラスセラミックペースト12との間で、焼成時に平面方向の収縮を抑制することができる。したがって、この場合には平面方向の寸法精度が高い絶縁基板１を備えた発光素子搭載用基板９を製作することができる。
１・・・絶縁基板
１ａ・・発光素子の搭載部
１ｂ・・平板部
１ｃ・・枠部
２・・・金属層
３・・・ガラス層
３ａ・・ガラス層の延在部
４・・・貫通導体
５・・・めっき層
６・・・ボンディングワイヤ
７・・・発光素子
９・・・発光素子搭載用基板
10・・・拘束層
11・・・平板状シート
12・・・拘束用ガラスセラミックグリーンシートまたは拘束用ガラスセラミックペースト13・・・枠状シート
15・・・フィレット
22・・・導体ペースト
22ａ・・他の導体ペースト
33・・・ガラスペースト
44・・・貫通導体用の導体ペースト
１ａ・・発光素子の搭載部
１ｂ・・平板部
１ｃ・・枠部
２・・・金属層
３・・・ガラス層
３ａ・・ガラス層の延在部
４・・・貫通導体
５・・・めっき層
６・・・ボンディングワイヤ
７・・・発光素子
９・・・発光素子搭載用基板
10・・・拘束層
11・・・平板状シート
12・・・拘束用ガラスセラミックグリーンシートまたは拘束用ガラスセラミックペースト13・・・枠状シート
15・・・フィレット
22・・・導体ペースト
22ａ・・他の導体ペースト
33・・・ガラスペースト
44・・・貫通導体用の導体ペースト
Claims (6)
- 複数の絶縁層が積層されてなり、上面の中央部に凹部を有するとともに該凹部の底面に発光素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記搭載部および前記凹部の内側面の少なくとも一方に被着された金属層と、該金属層を被覆するガラス層とを備える発光素子搭載用基板であって、
前記ガラス層が、前記絶縁層の層間に延在していることを特徴とする発光素子搭載用基板。 - 前記ガラス層が、前記凹部の内側面に接する部位において、上側の前記絶縁層の内側面からその下側に位置する前記絶縁層の露出する上面にかけてフィレットを形成していることを特徴とする請求項１記載の発光素子搭載用基板。
- 複数の前記絶縁層は、互いに焼結温度が異なる２種類のガラスセラミック焼結体によって形成された２種類の絶縁層からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光素子搭載用基板。
- 複数の絶縁層が積層されてなり、上面の中央部に凹部を有するとともに該凹部の底面に発光素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記搭載部および前記凹部の内側面の少なくとも一方に被着された金属層と、該金属層を被覆するガラス層とを備える発光素子搭載用基板の製造方法であって、
複数のガラスセラミックグリーンシートを作製するとともに、一部の前記ガラスセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施して、主面に発光素子の搭載部となる領域を有する平板状シートと、前記搭載部となる領域を囲む形状および寸法の開口を有する枠状シートとを準備する工程と、
導体ペーストを前記平板状シートの主面の前記搭載部および前記枠状シートの内側面の少なくとも一方に塗布する工程と、
ガラスペーストを作製し、該ガラスペーストを、前記平板状シートの主面および前記枠状シートの内側面の少なくとも一方に塗布した前記導体ペーストを完全に被覆するように塗布する工程と、
前記平板状シートの主面に前記枠状シートを、該枠状シートが前記搭載部を囲むとともに、前記ガラスペーストが前記平板状シートと前記枠状シートとの層間および複数の前記枠状シートの層間の少なくとも一方に介在するように積層して積層体を作製し、該積層体を焼成する工程とを備えることを特徴とする発光素子搭載用基板の製造方法。 - 前記ガラスセラミックグリーンシートを作製する工程において、互いに焼結温度が異なる２種類のガラスセラミックグリーンシートを作製し、２種類の該ガラスセラミックグリーンシートをそれぞれに用いて前記平板状シートおよび前記枠状シートを準備し、前記積層体を作製する工程において、前記２種類のガラスセラミックグリーンシートによってそれぞれに形成された前記平板状のシートおよび前記枠状のシートを積層することを特徴とする請求項４記載の発光素子搭載用基板の製造方法。
- 前記ガラスセラミックグリーンシートを作製する工程において、該ガラスセラミックグリーンシートと焼結温度が異なるガラスセラミックペーストを作製し、前記積層体を作製する工程において、前記ガラスセラミックペーストを前記平板状のシートおよび前記枠状のシートのそれぞれの間または最表面に層状に塗布することを特徴とする請求項４記載の発光素子搭載用基板の製造方法。
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