JP5673190B2

JP5673190B2 - 発光装置

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Publication number: JP5673190B2
Application number: JP2011033856A
Authority: JP
Inventors: 圭宏木村; 敏之八木; 正人藤友
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: JP2012174808A

Description

本発明は、半導体発光素子が搭載されたＣＯＢ構造の発光装置、特に基板が金属製である発光装置に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子は、小型で電力効率がよく鮮やかな色に発光し、また半導体素子であるため球切れ等の心配がなく、さらに初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、半導体発光素子を光源として搭載した発光装置は、照明器具や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のバックライトの一般的民生用光源として、その用途に対応した構造のものが利用されている。例えば、表面にリード電極のパターンが金属膜で形成された平板形状の基板に、半導体素子を搭載してリード電極に電気的に接続し、樹脂で封止したＣＯＢ（Chip on Board）構造がある。

ＣＯＢ構造の発光装置は、基板の所定の実装領域に、半導体発光素子（以下、発光素子）を搭載して発光素子の電極を基板上のリード電極（インナーリード）にワイヤボンディング等で電気的に接続し、あるいは発光素子をフリップチップ実装でリード電極に接続し、発光素子やボンディングワイヤを被覆するように実装領域を透光性樹脂等の封止部材で封止して製造される。ＣＯＢ構造の発光装置は、複数の発光素子をマトリクス状に配列して面状の光を照射する面状発光装置として好適である。

このような発光装置の基板は、一般的な半導体素子のＣＯＢパッケージ用の基板と同様に、ある程度の強度を有するセラミックスや樹脂のような絶縁性材料で形成されたものと、熱伝導性に優れた銅やアルミニウム等の金属板で形成されたものとがあり、発光装置の機能等に応じて選択される。特に近年は、ＬＥＤの高輝度・高出力化に伴い発熱が大きくなり、ＬＥＤの温度が約１００℃に上昇し得ることから、高温によるＬＥＤの破壊を防止するために、放熱手段として金属板を適用した発光装置が開発されている。

基板表面には金属膜や導電ペースト等でリード電極等の配線が形成されるが、基板が金属板である場合は、金属膜のような導電層は基板で短絡しないように絶縁層（サブマウント基板）を介して形成する必要がある。具体的には、金属板（金属基板）に、表面に銅箔で配線パターンを形成した絶縁性のフレキシブルシート（プリント基板）を貼り付けて、銅箔表面に発光素子を実装した発光装置がある（例えば特許文献１参照）。このようなフレキシブルなプリント基板は、一般的な半導体素子の実装用基板として、実装時のはんだ付け等に対応可能な耐熱性を有し、銅等の金属材料に比較的熱膨張率の近いポリイミドで形成したフィルムの表面に、銅箔を積層したものが広く知られている。さらに、放熱性を向上させるために、発光素子の載置領域に孔を空けたプリント基板を金属板に貼り付けて、発光素子を金属板に直接にフェースアップ実装して、プリント基板表面の配線にワイヤボンディングで接続した発光装置がある（例えば特許文献２参照）。さらに、金属板をリード電極の一方として、この金属板上に、発光素子の載置領域の周囲に前記リード電極の他方の配線パターンのみを絶縁材を介して形成して、発光素子を金属板に直接にフェースアップ実装して、当該金属板と絶縁材上の配線とにワイヤボンディングで接続した発光装置がある（例えば特許文献３参照）。

前記プリント基板におけるポリイミドフィルムと銅箔との貼合わせ、さらに金属板への貼付けには、金属への密着性に優れていることからエポキシ系熱硬化型接着剤が一般的に適用される。しかし、エポキシ樹脂は熱膨張率が銅等の金属材料と比較して極めて高く、その差により、発光装置に使用されると、ＯＮ／ＯＦＦの繰返しに伴う温度変化で熱応力が生じ、ポリイミドフィルムが金属板や配線から剥離したり、割れを生じる等の不具合が生じる虞がある。さらに、エポキシ樹脂およびポリイミドは室温近傍における熱伝導率は０．２Ｗ／ｍ・℃程度であり、銅の約２０００分の１と低い。そのため、ポリイミドフィルムが発光装置に使用された場合、金属板上に接着剤層、絶縁層（ポリイミドフィルム）、さらに接着剤層を介した配線に搭載された発光素子から発生した熱（ジュール熱）は金属板へ伝導され難く十分に放熱されずに発光素子の温度が上昇することになる。

一方、特許文献２，３のような発光素子を金属板に直接に載置する発光装置は、フェースアップ実装対応の発光素子か上下面にパッド電極を一方ずつ備えた発光素子に限られる。また、プリント基板に形成した孔の端面で発光素子からの光が遮られて、光の取出し効率が低下する。さらに、金属板表面が発光素子の光の反射面となるので、金属板として銅板を適用して、これに最も可視光反射率の高い銀をめっきにて被覆して反射率を高くしている（特許文献３）が、発光装置の軽量化やコスト低減等のために金属板にアルミニウム板を適用しようとすると、アルミニウム板はめっき浴に溶解するので、銀めっき膜を被覆するためには前処理が必要となり、あるいは鏡面仕上げにて反射率を高くする等、製造工程が複雑化する。

そこで、プリント基板の絶縁性のフレキシブルシートとして、熱可塑性樹脂、中でも高い耐熱性を有する液晶ポリマー（ＬＣＰ）を適用して、これをシート状に成形したものを、接着剤を使用せずに熱圧着にて金属板や金属箔と貼り合わせて製造可能な発光装置用の回路基板がある（例えば特許文献４，５参照）。このような液晶ポリマーをシート状に成形した液晶ポリマーフィルムは、近年、半導体素子の搭載用のフレキシブル基板として開発され、従来のポリイミドフィルムよりも低吸収性、寸法安定性、誘電特性に優れるとされる。さらに液晶ポリマーは、ポリイミドと同様に熱膨張率が銅等の金属材料に近く、一方でポリイミドよりも弾性率が低く、さらにポリイミドと同等以上の熱伝導性を有する。したがって、液晶ポリマーフィルムは、金属板や金属箔との熱圧着が可能でかつ耐熱性に優れ、また金属板に追随して変形し易いので、金属板から剥離する等の不具合が生じ難く、さらに接着剤層がないので、発光素子から発生した熱を金属板へより効率的に伝導させて放熱することができる。

特開２００９−２６０３９６号公報特開２００６−２９５０８５号公報特許第４３４９０３２号公報特開２００９−２３１５８４号公報特許第４１６３２２８号公報

特許文献４，５においては、液晶ポリマーフィルムをさらに反射率の高いものを適用して、反射率の高い回路基板としている。しかしながら、比較的熱伝導率が高い材料を適用しても、反射率の高い膜を形成するためにはある程度厚膜化する必要があるため、膜としては熱伝導性が低下する。一方、液晶ポリマーフィルム上の配線等の金属膜については、一般的な発光素子用の回路基板と同様に銀をめっきにて被覆している。しかし、銀は硫黄やハロゲンと反応し易く、発光素子を封止する透光性樹脂等に含まれるこれらの成分によりめっき膜表面が黒褐色に変色して、初期反射率から劣化し易い。そこで、銀による高反射率を維持するために、発光装置に使用する封止部材に硫黄およびハロゲンを含有しない樹脂材料が開発されているが、これらの樹脂もある程度のガス透過性を有しているため、大気中の硫化物に対する遮蔽性が不完全である。

あるいは、配線を絶縁材料で被覆して、当該絶縁材料で反射面を形成することもでき、具体的には、高反射率の面を形成するシリコーン系等の白色のソルダーレジストを塗布することが知られている。しかしながら、ソルダーレジストはエポキシ樹脂と同様に金属板等との熱膨張率の差が大きいために、発光装置に使用されると割れを生じる虞があり、また、高出力の発光素子を搭載した場合は、長期の動作において発光素子から発生した熱により劣化して反射率が低下するため、このような発光装置に使用するには耐久性が不十分である。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、金属板を基板として放熱性に優れ、光の取出し効率に優れかつそれを長期間維持できる発光装置を提供することを目的とする。

本発明者は、絶縁層として金属板から剥離し難い液晶ポリマーフィルムを適用し、その熱伝導性を活かしつつ光の取出し効率を向上させるために、別の液晶ポリマーフィルムを反射層として配線上に設けることに想到した。

すなわち本発明に係る発光装置は、一対のリード電極が形成された発光素子搭載用基板と、前記発光素子搭載用基板におけるそれぞれの所定の載置領域上に載置されて前記一対のリード電極に電気的に接続された１以上の発光素子と、前記発光素子を封止する当該発光素子が発光した光を透過させる封止部材と、を備えた発光装置であって、前記発光素子搭載用基板は、金属板と、液晶ポリマーからなる絶縁層と、金属膜からなる導電層と、液晶ポリマーからなる絶縁性の反射層と、をこの順に積層して備え、前記絶縁層を形成する液晶ポリマーは、前記反射層を形成する液晶ポリマーよりも耐熱性が高く、前記導電層は前記絶縁層上で互いに離間した前記一対のリード電極を形成し、前記反射層は、少なくとも前記載置領域を空けて形成されており、前記載置領域には、前記金属板の上に、前記絶縁層と、前記リード電極と、がこの順に積層されており、前記発光素子は、前記発光素子搭載用基板の前記載置領域において前記リード電極に接触して載置されていることを特徴とする。
また、本発明に係る発光装置は、前記発光素子搭載用基板の所定の実装領域に複数の発光素子が配列されて載置されており、前記発光素子搭載用基板の前記反射層には、１列に並べられた複数の発光素子を内包する長孔が複数列分形成されていることが好ましい。前記絶縁層および前記反射層は、面方向における線膨張係数が１〜３０ｐｐｍ／℃であることが好ましい。

このように、発光素子搭載用基板は、金属板を支持体として、導電層を液晶ポリマーのみで絶縁することにより、発光装置としたときに発光素子から発生する熱が効率よく放熱されて、発光素子の温度の上昇を抑制することができる。また、液晶ポリマーを金属板に近い熱膨張率とすることで、発光素子から発生する熱による温度変化で導電層が剥離する等の不具合が生じることを防止することができる。さらに、反射層を発光素子の載置領域を空けて導電層上に備えることで、導電層および発光素子と金属板との間に形成されているのは絶縁層のみなので反射層を厚膜化しても放熱性が低下せず、また発光素子の近傍に反射層の有無の境界による当該反射層の端面が形成されるものの、この端面で光が好適に反射するので光の取出し効率の低下は抑制される。さらに、導電層の多くが液晶ポリマーからなる反射層で被覆されるため、発光装置としたときに反射率の経時劣化が少ない。

また、本発明に係る発光装置は、前記導電層が、前記反射層から露出した表面に光反射率の高い金属からなるめっき膜を備えることが好ましい。

このように、発光素子搭載用基板は、露出した表面に反射率の高い金属でめっき膜を形成することで、発光装置としたときに反射率がいっそう高いものとなる。

また、本発明に係る発光装置は、前記発光素子搭載用基板が、前記反射層の上に複数の前記発光素子をまとめて囲うように形成された円環形状の枠体を備え、前記封止部材が、前記枠体の内側に形成されていることとしてもよい。
この場合、前記発光素子搭載用基板の前記枠体は、シリコーン又は白色フィラーを混合した白色シリコーンからなることが好ましい。

このように、発光装置は、本発明に係る発光素子搭載用基板を適用することで、耐久性に優れ、高い反射率を長期間維持できるものとなる。

本発明に係る発光素子搭載用基板によれば、ＣＯＢ構造の発光装置として、特に複数の発光素子を搭載する高出力型の発光装置のための放熱性のよい発光素子搭載用基板となり、このような発光素子搭載用基板を用いて製造された発光装置は、自身の発熱による温度上昇で発光素子が劣化することなく長寿命となり、また光の取出し効率に優れたものとなる。

本発明の第１実施形態に係る発光素子搭載用基板および発光装置の外観図である。本発明の第１実施形態に係る発光素子搭載用基板および発光装置の部分断面図であり、図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。本発明の第１実施形態に係る発光素子搭載用基板の製造方法の一例を説明する断面図である。本発明の第２実施形態に係る発光素子搭載用基板および発光装置の部分断面図である。

本発明に係る発光素子搭載用基板および発光装置について、図面を参照して説明する。なお、本明細書における平面（上面）は、発光装置の光の照射面であり、別途記載ない限り、表面とは上面側の面を指す。以下、本発明の第１実施形態に係る発光装置およびその発光素子搭載用基板について、図１ないし図３を参照して説明する。なお、図２は、図１の部分断面図であるが、要部を詳細に表すために、図１とは寸法は一致しない。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る発光装置５０は、ＬＥＤ電球やスポットライト等の照明器具に用いられ、公知のＣＯＢ構造の発光装置と同様の外観とすることができる。図１に示すように、発光装置５０は、概形が板状の発光素子搭載用基板１０の所定の発光素子載置領域（１個分を図中に破線枠で示す）上に発光素子５，５，…が実装され、これら複数の発光素子５をまとめて囲うように形成された円環形状の枠体４の内側に透光性樹脂からなる封止部材９が充填されて発光素子５を封止している。さらに、発光装置５０は、発光素子５と同様に枠体４の内側の所定の載置領域に保護素子６が実装され、また、発光素子搭載用基板１０の上面の枠体４の外側に、外部から駆動電圧を印加するための一対のパッド電極（アウターリード）として、正極３１および負極３２の各パッド部３１ｂ，３２ｂを備える。発光装置５０は、パッド部３１ｂ，３２ｂにて駆動電圧を印加されることにより発光素子５，５，…が発光して、これらの光が一体となって封止部材９を透過して枠体４の内側を照射領域として上方に光を照射する。したがって、本実施形態に係る発光装置５０は、照射領域の形状が円形である。なお、図１に示す発光素子搭載用基板１０については、図の奥（上）側半分だけ発光素子５等を実装した発光装置５０として示す。同様に、図２に示す発光素子搭載用基板１０については、発光素子５の２個分の載置領域を含むが、発光素子５は１個だけ実装して示す。

（発光素子）
発光素子５は、電圧を印加することで自ら発光する半導体素子であり、窒化物半導体等から構成される発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の公知の半導体発光素子を適用できる。例えば、発光素子５は、サファイアのような透光性の基板に、ｎ型窒化物半導体層、活性層（発光層）、ｐ型窒化物半導体層の、窒化物半導体の各層を順次、エピタキシャル成長させて積層した後、ｎ型窒化物半導体層、ｐ型窒化物半導体層にそれぞれ接続するパッド電極（ｎ電極、ｐ電極）を形成して製造される。本実施形態に係る発光装置５０においては、発光素子５は平面視長方形であり、その長手方向に６個を並べて１列とし、短手方向に４列を並べた計２４個を、向きを揃えてマトリクス状に配列される。また、発光素子５は高出力（高輝度）であり、発光装置５０の照射領域における中心に集中して配列されており、発光素子５が発光した光（以下、適宜、発光素子５の光）は、封止部材９を透過しながら拡散して、照射領域全体から照射される。

また、本実施形態に係る発光装置５０に搭載された発光素子５は、図２に示すように、一対のパッド電極（ｐ電極とｎ電極）を下に向けて載置されたフェースダウン実装にて発光素子搭載用基板１０に実装される。すなわち、発光素子５は、フリップチップ実装対応であり、当該発光素子５の発光層から発光した光が発光素子基板（サファイア基板）を透過して、上方へ比較的多く光を出射できる構造であることが好ましい。発光素子５は、発光素子搭載用基板１０の発光素子載置領域に載置される際に、当該発光素子載置領域に設けられた正極３１および負極３２の各リード部３１ｃ，３２ｃ表面に、後記の導電性の接合部材７によりパッド電極を接合されて電気的に接続されている。

（保護素子）
保護素子６は、ツェナーダイオード、バリスタ、またはコンデンサ等であり、過電圧印加による発光素子５の破壊を防止するために搭載され、発光素子５と共通の電圧を印加されるように正極３１および負極３２に電気的に接続される。詳しくは、保護素子６は、発光素子５と同様に、フリップチップ実装にて発光素子搭載用基板１０に設けられた正極３１および負極３２の各リード部３１ｄ，３２ｄに接合部材７（図示省略）により接続されている。保護素子６は、発光素子５からの光をできるだけ遮らないように配置されることが好ましい。本実施形態に係る発光装置５０においては、保護素子６は照射領域（枠体４の内側）に、発光素子５と距離を空けるように２４個の発光素子５が配列された領域の外側に載置される。この場合、保護素子６は高さ（厚さ）が小さい（薄い）形状であることがより好ましい。あるいは、保護素子６は枠体４が形成される位置に配置されてもよく、この場合は、保護素子６の実装後に、後記するように液状やペースト状の材料を硬化させて枠体４を形成して保護素子６を埋設する。このような構造とすることで、保護素子６は照射領域の外側に載置されるため、発光素子５からの光を遮ることがなく、かつ枠体４により封止される。

接合部材７は、発光素子５とリード部３１ｃ，３２ｃ、保護素子６とリード部３１ｄ，３２ｄを、電気的に接続する。このような接合部材７は、一般的なフリップチップ実装対応の半導体素子の実装に適用される導電性の接合部材（ダイボンディング材）であるはんだ、銀ペースト等の導電ペースト、Ａｕ−Ｓｎ共晶合金、金バンプ等から、発光素子５および保護素子６のパッド電極形状等の仕様、さらに発光装置５０の二次実装仕様に応じて選択できる。したがって、例えば発光装置５０の回路基板等への二次実装にてパッド部３１ｂ，３２ｂ等がはんだ付けされる場合、接合部材７は、はんだ付けにおける温度（Ｐｂフリー：約２６０℃）よりも高い耐熱性を有するＡｕ−Ｓｎ共晶合金や金バンプが好ましい。そして接合部材７は、その材料に対応した公知の方法により発光素子５等のパッド電極とリード部３１ｃ，３２ｃ等とを接合するが、このとき接合部材７は、Ａｕ−Ｓｎ共晶合金：２８０〜３１５℃（合金組成による）、金バンプ：約２００℃（超音波併用による熱圧着）の高温にそれぞれ加熱される。すなわち、発光素子搭載用基板１０もかかる高温に加熱され、あるいはかかる高温の接合部材７に接触するため、発光素子搭載用基板１０の特に発光素子載置領域においては、これらの一時的な高温に対する耐熱性を要する。また、接合部材７は、特に発光素子５の接続においては、発光素子５から発生した熱が当該接合部材７を介してリード部３１ｃ，３２ｃにより多く伝導されるように、より広い面積で発光素子５と接続されることが好ましい。ただし、接合部材７は、発光素子５の載置領域（直下の領域）の多くに形成されると、発光素子５から下方に出射する光を遮ることになるため、光の取出し効率が低下しない程度に広い面積に形成されることが好ましい。このような適度に広い面積に形成し易く、かつ信頼性の高い材料として、接合部材７はＡｕ−Ｓｎ共晶合金を適用することが特に好ましい。

本実施形態に係る発光装置５０において、発光素子搭載用基板１０は、発光素子５の仕様および配列等に応じて設計される。以下、発光素子搭載用基板１０について、図１および図２を参照して詳細に説明する。

〔発光素子搭載用基板〕
本発明の第１実施形態に係る発光素子搭載用基板１０は、金属板１の上面に、絶縁層２１、導電層３、反射層２２の順に、それぞれ所定の領域に積層されてなる。さらに本実施形態に係る発光素子搭載用基板１０は、反射層２２の上に枠体４を備える。ここで、導電層３は平面上で互いに離間した一対のリード電極（正極３１および負極３２）を形成し、正極３１および負極３２はさらにそれぞれリード部３１ｃ，３２ｃ，３１ｄ，３２ｄおよびパッド部３１ｂ，３２ｂを含む。

（金属板）
金属板１は、発光素子搭載用基板１０の基材であり、発光装置５０においては発光素子５等を配置する支持体であって、かつ発光素子５から発生する熱（以下、適宜、発光素子５の熱）の放熱手段であり、図１に示すように平板形状に形成されている。詳しくは、平面視で正方形の一組の対角を円弧で切り欠いた形状である。金属板１は、一般的な半導体発光素子のＣＯＢパッケージ用の金属製基板と同様に、アルミニウム、銅、銀、鋼等の金属または合金を、ある程度の強度を有する板厚に公知の方法で形成して製造することができ、特に軽量で加工性がよく、低コストなアルミニウムまたはその合金が好ましい。金属板１の形状および大きさは限定されず、製品としてユーザに提供する発光素子搭載用基板または発光装置の形態や用途に応じて、適宜設計される。

（絶縁層）
絶縁層２１は、金属板１の表面に形成されて、金属板１と後記の導電層３とを絶縁する層である。したがって、絶縁層２１は導電層３が形成される領域には必ず形成され、当該領域よりも外側にまで形成されることが好ましい。本実施形態においては、絶縁層２１は金属板１の表面全体に形成される。また、絶縁層２１は、発光素子載置領域であって導電層３（リード部３１ｃ，３２ｃ）の形成されていない領域には、露出しているので、発光素子５から下方に出射した光が入射される。絶縁層２１は、このような露出した領域は比較的狭いが、反射率の高い膜とすることが、発光装置５０としたときに光の取出し効率をより高いものとするために好ましい。絶縁層２１の厚さは特に規定しないが、発光装置５０としたとき、薄過ぎると発光素子５の光を透過、吸収し、さらに金属板１と導電層３との絶縁が保持されなくなり、厚くなると発光素子５の熱が金属板１へ伝導し難くなる。したがって、絶縁層２１の厚さは２５〜１００μｍ程度の範囲が好ましい。そして、本発明に係る発光素子搭載用基板１０において、絶縁層２１は以下の特性を示すように、後記の液晶ポリマーで形成される。

絶縁層２１は熱伝導率が高いほど好ましく、具体的には面方向または厚さ方向の一方において０．２Ｗ／ｍ・℃以上、他方において０．２Ｗ／ｍ・℃超であることが好ましい。より好ましくは、厚さ方向において０．２Ｗ／ｍ・℃以上、面方向において０．６Ｗ／ｍ・℃以上である。このような熱伝導性を有する絶縁層２１であれば、発光素子搭載用基板１０の中心近傍に配列された発光素子５の熱が面方向に沿って外側へ好適に伝導されつつ、深さ方向に金属板１へ伝導され、熱が、発光装置５０の発光素子５が配列された領域の裏面に集中せずに外部へ放熱される。

絶縁層２１は、その熱膨張率が金属板１および導電層３と近いことが好ましく、特に本実施形態に係る発光素子搭載用基板１０においては全面（金属板１の全面）に設けられているため、面方向における線膨張係数が金属板１等と差が大きいと、発光素子搭載用基板１０に生じる熱応力が大きくなる。金属の線膨張係数は、例えば、アルミニウム：２３．６ｐｐｍ／℃、銀：１８．９ｐｐｍ／℃、銅：１６．８ｐｐｍ／℃、金：１４．２ｐｐｍ／℃である。したがって、絶縁層２１は、面方向における線膨張係数が１〜３０ｐｐｍ／℃の範囲であることが好ましく、１０〜３０ｐｐｍ／℃の範囲がさらに好ましい。

絶縁層２１は、発光素子搭載用基板１０の発光装置５０への組立てにおいて、当該絶縁層２１上の導電層３（リード部３１ｃ，３２ｃ，３１ｄ，３２ｄ）に接合部材７を用いて発光素子５および保護素子６が実装され、さらに発光装置５０が回路基板等に二次実装される際においても、導電層３のパッド部３１ｂ，３２や金属板１（裏面）にはんだ付け等される場合があるため、高い耐熱性を有するものとする。具体的には、例えば接合部材７としてＡｕ−Ｓｎ共晶合金を適用する場合は、２８０〜３１５℃の範囲における共晶温度に到達させるため、絶縁層２１はかかる温度よりも高い耐熱温度（融点）を有する。さらに、絶縁層２１は、後記の反射層２２を熱圧着にて形成するための加熱および加圧により変形、溶融しないように、反射層２２を形成する液晶ポリマーよりも熱変形等し難い液晶ポリマーが選択される（詳しくは後記する）。

（導電層）
導電層３は、発光装置５０の一対のリード電極を形成する正極３１および負極３２として、絶縁層２１上に形成された互いに離間した２つの金属膜である。正極３１および負極３２はそれぞれ、発光装置５０の外部から発光素子５の駆動電圧を印加するためのパッド部３１ｂ，３２ｂ、各発光素子５のパッド電極を電気的に接続するためのリード部３１ｃ，３２ｃを発光素子５の搭載個数分（２４対）、同じく保護素子６を接続するためのリード部３１ｄ，３２ｄを含んで形成される。そして、正極３１および負極３２は、さらに発光素子５が実装されてリード部３１ｃ，３２ｃに接続されることで、それぞれの発光素子５が直列および並列にパッド部３１ｂ，３２ｂに電気的に接続されるような配線が形成される（図示省略）。

パッド部３１ｂ，３２ｂの形状および大きさならびに発光素子搭載用基板１０における位置は、発光装置５０において表面に露出して、外部から電気的に接続可能であれば特に限定されず、発光装置５０の形態や用途に応じて適宜設計される。リード部３１ｃ，３２ｃは、発光素子５を載置したときにパッド電極に対向して、接合部材７で接続可能な平面視形状に、各発光素子５の載置領域に形成される。また、リード部３１ｃ，３２ｃは、接合部材７を介して接続された発光素子５から発生した熱が伝導されることで、導電層３の全体や絶縁層２１を伝導して放熱され、また、発光素子５から下方に出射する光の反射面となる。保護素子６を接続するリード部３１ｄ，３２ｄは、リード部３１ｃ，３２ｃと同様に、保護素子６のパッド電極（図示せず）に対向するように形成される。

ここで、同じ仕様（駆動電圧等）の発光素子５が複数個実装された発光装置５０において、発光素子５を直列に接続する場合は、当該直列に接続される発光素子５の組は、その発光素子５の個数が同数に統一されているようにする。発光素子５，５，…は、組単位で並列にパッド部３１ｂ，３２ｂに接続されて、共通の電圧を印加されるので、組毎に発光素子５の個数が異なると抵抗が異なって、組によって発光素子５の１個あたりに印加される電圧に差が生じて発光する光の光量が一様にならず、また、適正な電圧が印加されないことで早期に駆動不能に至る発光素子５が生じる虞がある。本実施形態に係る発光素子搭載用基板１０は２４個の発光素子５を搭載されて発光装置５０となるため、例えば３個の発光素子５を一組として直列に接続されるように、隣り合うリード部３１ｃ，３２ｃを接続し、さらに８組および保護素子６が並列にパッド部３１ｂ，３２ｂに接続されるように配線を設ける。このように、導電層３は、正極３１および負極３２として、発光素子５の搭載個数や発光装置５０の仕様に応じて配線形状を設計される。

導電層３は、正極３１および負極３２としては、発光素子５および保護素子６を実装するためのリード部３１ｃ，３２ｃ，３１ｄ，３２ｄ、パッド部３１ｂ，３２ｂ、およびこれらを互いに接続する配線を備えていればよい。しかし、前記したようにリード部３１ｃ，３２ｃに発光素子５が直接に接続されるため、発光素子５の熱がリード部３１ｃ，３２ｃから効率的に発光装置５０の外部に放熱されることが好ましい。そこで、金属膜からなり熱伝導性に優れた導電層３は、正極３１および負極３２が互いに短絡しない程度に広い面積で形成されることが好ましい。例えば、図１に示す２４個の発光素子５が配列された領域の周囲に、発光装置５０の照射領域の外側まで延設された幅広の配線を形成して、この幅広の配線に各リード部３１ｃ，３２ｃおよび保護素子６のリード部３１ｄ，３２ｄが接続されるようにすればよい。さらにこの幅広の配線は、パッド部３１ｂ，３２ｂを内包して、発光素子搭載用基板１０（金属板１）の周縁近傍まで延設されて形成されてもよい。図２に、負極３２についてパッド部３２ｂを内包する配線を示す。これにより、各発光素子５の熱が、当該発光素子５に接続するリード部３１ｃ，３２ｃから正極３１および負極３２の幅広の配線を介して面方向に沿って外側へ好適に伝導されて、発光装置５０の外部へ効率的に放熱される。

導電層３は、一般的な半導体素子の配線基板に適用される金属材料を適用することができ、銅、銀、金、アルミニウム等が挙げられ、熱伝導性や加工性の点から銅が特に好ましい。また、前記した通り、箔を絶縁層２１の形成時に当該絶縁層２１の熱圧着にて貼り合わせてもよいし、めっきや蒸着等の公知の方法で絶縁層２１の表面に成膜することもできる。導電層３の膜厚は特に限定されず、リード電極としての抵抗、発光装置５０に搭載される発光素子５の駆動電圧および駆動電流等に応じて適宜設計される。そして、金属膜を例えばエッチングにて前記リード部３１ｃ，３２ｃ等を含む正極３１および負極３２の配線パターンを形成して、導電層３となる。なお、金属膜（箔）は、絶縁層２１となる液晶ポリマーフィルムに先に貼り合わせられていてもよいし、さらに液晶ポリマーフィルム上で正極３１および負極３２の配線パターンが形成されてもよい。

また、導電層３は、表面に金属めっき膜（めっき膜）３ａを備えてもよい。後記するように、導電層３は、発光素子５の載置領域等を除いて反射層２２で被覆されるが、この載置領域にて露出した部分すなわちリード部３１ｃ，３２ｃ，３１ｄ，３２ｄは、発光素子５から下方に出射した光の反射面となる。したがって、発光素子５が発光する光の波長について反射率の高い金属を表面が平滑なめっき膜として設けて、発光装置５０の光の取出し効率を向上させることが好ましい。このような金属材料としては、銀、ロジウム、金、アルミニウムから選択される１種の金属、または前記金属の合金が挙げられ、可視光については銀が最も反射率が高く好ましい。また、銀めっき膜の下地にニッケルめっき膜を積層してもよい（図示省略）。金属めっき膜３ａは、その材料に応じて、電気めっき等の公知の方法で形成できる。また、導電層３は、図２に示すように、発光装置５０において表面に露出するパッド部３１ｂ，３２ｂにも金属めっき膜３ａを備えることが好ましい。特に導電層３が銅からなる場合は、表面が酸化することではんだの濡れ性が低下して、発光装置５０の二次実装においてパッド部３１ｂ，３２ｂで実装不良に至る虞がある。パッド部３１ｂ，３２ｂに備える金属めっき膜３ａとしては、表面に信頼性を付与するため、金が特に好ましく、例えばリード部３１ｃ，３２ｃ等と共に設けた銀めっき膜の上に積層して金めっき膜を形成してもよいし、金めっき膜単層でもよい。

金属めっき膜３ａは、反射層２２が形成されていない領域、すなわちリード部３１ｃ，３２ｃ，３１ｄ，３２ｄ（３１ｄ，３２ｄは図示省略）およびパッド部３１ｂ，３２ｂのみに設ければよいが、導電層３の全面等の反射層２２に被覆される領域に設けてもよい（図４参照）。金属めっき膜３ａを導電層３の全面に設ける場合は、反射層２２の形成前にめっき処理を施せばよく、図２に示すように反射層２２が形成されていない領域に設ける場合は、反射層２２の形成後にめっき処理を施し、さらに金属めっき膜３ａを形成しない部分があればめっき処理の際にマスクすればよい。例えばパッド部３１ｂ，３２ｂのみに金めっき膜を形成する場合は、発光装置５０の照射領域をマスクしてめっき処理を行う。

（反射層）
反射層２２は、発光装置５０の照射領域（枠体４の内側）において、図２に示すように発光素子５から下方へ出射した光を反射して発光装置５０から上方へ照射させる反射膜であり、また、導電層３に対して、発光素子５および保護素子６との電気的接続部分であるリード部３１ｃ，３２ｃ，３１ｄ，３２ｄ以外を被覆して封止部材９との接触面積を少ないものとする保護膜である。また、反射層２２が発光素子５の載置領域を空けて形成されていることで、発光素子５と金属板１との間に反射層２２が介在しないため、発光素子５の熱が金属板１に伝導し易い。本実施形態においては、反射層２２は、発光素子５および保護素子６の載置領域（発光素子５および保護素子６の平面視形状）よりも一回り大きい孔が形成され、さらに発光素子５については、１列分（６個）を内包する細長い孔を４列分（４本）形成されている。反射層２２の形成されない領域（反射層２２の孔）の平面視形状は、少なくとも発光素子５等の載置領域（平面視形状）であって、発光素子５等を実装可能であれば特に限定されず、発光装置５０の形態、発光素子５の実装形態や配列等に応じて適宜設計される。また、反射層２２の発光素子５の載置領域における孔は、上方に拡がるように端面が垂直よりも傾斜した、テーパを付けて形成されていることが好ましい。反射層２２の孔をこのようなテーパを付けた形状とすることにより、発光素子５から前記孔の端面に出射した光をより多く上方へ反射させて、光の取出し効率を向上させることができる。

反射層２２は、発光装置５０の照射領域の外側（枠体４の配置領域およびその外側）においては、導電層３の発光装置５０の外部との電気的接続部分であるパッド部３１ｂ，３２ｂ以外を被覆して短絡等を防止する保護膜（絶縁膜）である。すなわち、本実施形態に係る発光素子搭載用基板１０においては、導電層３にパッド部３１ｂ，３２ｂを内包して幅広の配線が形成されているため、反射層２２にパッド部３１ｂ，３２ｂの形状および位置に合わせた孔を形成して被覆することにより、外部との接続用のパッド部３１ｂ，３２ｂが形成される。また、枠体４が光を透過する材料で形成されて内壁面が反射面にならない場合、さらに発光素子搭載用基板１０（発光装置５０）に枠体４を設けない場合は、発光装置５０のパッド部３１ｂ，３２ｂを除く全面が、反射層２２により照射領域となる。

反射層２２の厚さは特に規定しないが、当該反射層２２の下に設けられた絶縁層２１と合わせて、発光素子５の光を透過せずに反射させることができる厚さとする。一方、反射層２２が厚くなると、発光素子５の載置領域に形成された孔の端面で反射して当該発光素子５との間で反射を繰り返す光が多くなり、発光装置５０の光の取出し効率が低下する。したがって、反射層２２の厚さは１０〜１００μｍ程度の範囲が好ましい。反射層２２は、高さ（厚さ）方向において、表面（上面）の位置が、実装された発光素子５の発光層よりも下となる厚さであることが特に好ましい。そして、本発明に係る発光素子搭載用基板１０において、反射層２２は絶縁性の反射膜として、以下の特性を示すように、液晶ポリマーで形成される。

反射層２２を形成する液晶ポリマーは、白色等の反射率が高い膜を形成するものとする。一方、反射層２２は、熱伝導性は絶縁層２１ほどには必要ではないが、導電層３から発光素子５の熱が伝導するので、この熱が面方向に沿って外側へ好適に伝導されるように、熱伝導率が高いことが好ましく、特に面方向において高いことが好ましい。また、反射層２２は、絶縁層２１と同様にその熱膨張率が金属板１および導電層３と近いことが好ましく、すなわち面方向における線膨張係数が１〜３０ｐｐｍ／℃の範囲であることが好ましい。

反射層２２は、絶縁層２１と同様に、発光装置５０への組立て、さらに発光装置５０が回路基板に搭載される際の一時的な高温に対する耐熱性を要する。さらに、反射層２２は、発光装置５０としての長期間の動作において、発光素子５の熱で劣化して反射率が低下しないような高い耐熱性を要する。一方、反射層２２は、その形成の際の加熱および加圧により、絶縁層２１を変形、溶融させないような条件での熱圧着が可能な液晶ポリマーが材料に選択される（詳しくは後記する）。

（液晶ポリマー）
ここで、絶縁層２１および反射層２２を形成する液晶ポリマーについて、詳細に説明する。絶縁層２１および反射層２２は、液晶ポリマーをシート状に成形してなる液晶ポリマーフィルム（ＬＣＰフィルム）で形成することができる。一般的に、液晶ポリマーは、当該液晶ポリマーの液晶転移点以上に加熱されると変形可能となって、温度が上昇するにしたがい硬さ（弾性率）が漸減し、融点以上で溶融する。液晶ポリマーフィルムには、融点に到達していなくても（融点未満の温度でも）厚さ方向に加圧されることで、表層が溶融して金属板１や導電層３等の金属や液晶ポリマーフィルム同士に接着する（熱圧着する）ことができるものがある。このような液晶ポリマーフィルムは、熱や圧力によって相変化をするサーモトロピック型液晶からなり、さらに本実施形態に係る発光素子搭載用基板１０においては、液晶ポリマーの中でも耐熱性の高い全芳香族系が好適であり、具体的には全芳香族ポリエステルが挙げられる。このような液晶ポリマーは、通常、黄みがかった乳白色を呈するが、高い反射率とするために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム等からなる粒径０．１〜２０μｍ程度の白色無機フィラーを添加されたものが好ましい。なお、液晶ポリマーは、成形時のピーク温度によって熱膨張率が変化するものがあり、このような液晶ポリマーを適用する場合は、絶縁層２１および反射層２２のそれぞれの形成における熱圧着において、前記範囲の線膨張係数となるようにピーク温度を制御する。

絶縁層２１は、金属板１に液晶ポリマーフィルム（ＬＣＰフィルム２１ａ）を重ねて両面から加圧し、当該液晶ポリマーの融点近傍の温度に加熱することで、熱圧着（熱プレス）されて金属板１に貼り付けられて形成することができ、同時に、絶縁層２１の上に設ける導電層３を形成する金属箔を貼り付けることができる。同様に、反射層２２は、絶縁層２１および導電層３が積層された金属板１に液晶ポリマーフィルム（ＬＣＰフィルム２２ａ）を重ねて、熱圧着により貼り付けられて形成することができる（後記製造方法にて説明する）。このとき、先に形成された絶縁層２１が変形、溶融しないように、絶縁層２１、反射層２２をそれぞれ形成する液晶ポリマー（ＬＣＰフィルム２１ａ，２２ａ）は、互いに液晶転移点等の熱的特性が異なるものを選択する。

絶縁層２１および反射層２２を形成するためのＬＣＰフィルム２１ａ，２２ａは、回路基板用等に市販されている液晶ポリマーフィルムを適用でき、当該絶縁層２１および反射層２２に要求される特性に合った材料および厚さのものを選択する。反射層２２を形成するＬＣＰフィルム２２ａとしては、前記した通り、反射率の高い材料が好ましく、例えば(株)クラレ製のＶｅｃｓｔａｒＦＢ（白色、耐熱温度：３００℃、熱圧着推奨条件：１ＭＰａ以上×３００℃、線膨張係数：５ｐｐｍ／℃、熱伝導率：（厚さ方向）０．２Ｗ／ｍ・℃、（面方向）１．５Ｗ／ｍ・℃）が適用できる。これに対して、絶縁層２１を形成するＬＣＰフィルム２１ａは、ＬＣＰフィルム２２ａよりも高耐熱性の、例えば多層回路基板用の高耐熱性の液晶ポリマーフィルムである(株)クラレ製のＶｅｃｓｔａｒＣＴ−Ｚ（白色、耐熱温度：３５０℃、熱圧着推奨条件：４ＭＰａ以上×３００〜３０５℃、線膨張係数：１８ｐｐｍ／℃、熱伝導率：（厚さ方向）０．２Ｗ／ｍ・℃、（面方向）１．５Ｗ／ｍ・℃）が適用できる。

前記のＬＣＰフィルム２１ａ，２２ａの組み合わせにおいては、熱圧着温度は同程度であるが、ＬＣＰフィルム２２ａの方が、当該ＬＣＰフィルム２２ａの液晶転移点（熱変形温度）以上のある温度においてより軟化する。そこで、反射層２２の形成においては、まず、ＬＣＰフィルム２２ａを重ねて、当該ＬＣＰフィルム２２ａの液晶転移点以上であって絶縁層２１（ＬＣＰフィルム２１ａ）が比較的硬い状態（好ましくは液晶転移点未満）の温度（推奨温度：１５０℃）に加熱して、ＬＣＰフィルム２２ａのみを変形し易い状態とする。このような温度下で加圧（推奨圧力：２ＭＰａ）することで、ＬＣＰフィルム２２ａのみを導電層３のパターンによる段差に合わせて変形させることができる。次に、絶縁層２１が変形しないように圧力１ＭＰａに低減して、熱圧着温度（３００℃）に加熱することにより、ＬＣＰフィルム２２ａが導電層３および絶縁層２１に接着されて反射層２２を形成することができる。

さらに反射層２２を形成するＬＣＰフィルム２２ａは、予め当該反射層２２の形状に合わせて加工されている、詳しくは反射層２２の平面視形状に切断されていることが好ましい（後記製造方法にて説明する）。反射層２２とする液晶ポリマーの層を積層した後に加工する、具体的にはルーター加工等にて除去すると、端面にバリやスミアが発生して、これらを除去する後処理が必要となる。また、加工（除去）する領域の下に導電層３が形成されていない部分がある場合、液晶ポリマーの層は絶縁層２１に直接に積層されているため、同じく液晶ポリマーからなる絶縁層２１が同時に除去されないように加工することは困難である。

（枠体）
枠体４は、発光装置５０の照射領域を区画し、発光装置５０の製造において、後記の透光性樹脂材料を当該枠体４の内側に充填させて封止部材９を形成するための堰として、発光素子搭載用基板１０の上面に設けられる。また、枠体４は、図２に示すように、その内壁面で発光素子５から側方へ出射した光を上方へ反射させて発光装置５０の光の取出し効率を向上させる。本実施形態に係る発光装置５０は照射領域が円形であるため、枠体４は円環形状である。なお、枠体４は発光素子搭載用基板１０に設けられていなくてもよく、発光装置５０を製造する際に、例えば発光素子５および保護素子６の実装後に枠体４を形成することもできる。

枠体４は、高さを特に限定しないが、図１および図２に示すように、内側に充填されて形成される封止部材９が発光素子５を完全に埋設して露出させない高さとなるようにする。また、枠体４は、発光素子５から側方へ出射して照射領域の外側へ向かう光をそのまま発光装置５０の外に出射させないように、この外側へ向かう光を反射できる高さにすることが好ましい。

枠体４はある程度の強度を有し、発光素子５の光や外光の透過し難い光透過率の低いかつ反射率が高い材料で形成されることが好ましい。また、枠体４は、先に当該枠体４の形状に成形されてから、発光素子搭載用基板１０の上面（反射層２２の表面）に貼り付けることもできるが、発光素子搭載用基板１０上に液状やペースト状で成形してそのまま凝固させて形成されることが好ましい。詳しくは後記製造方法にて説明する。このような材料として、一般的な半導体発光素子のＣＯＢパッケージに適用されるものと同様に、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂であるフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジン、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、シリコーン等が挙げられるが、耐熱性および耐光性に優れるシリコーンが好ましい。シリコーンは硬化温度が最高で１８０℃程度であり、このような材料で枠体４を形成するにあたり、発光素子搭載用基板１０（絶縁層２１および反射層２２）は十分な耐熱性を有する。また、枠体４は、反射率を高くするために白色であることが好ましく、前記のシリコーンに白色フィラーを混合した白色シリコーンが好適である。白色フィラーを混合することにより、シリコーンの高い熱膨張率を適度に低減して熱応力による不具合を防止することができる。さらに枠体４は、反射率をいっそう高くするために、前記樹脂材料に、発光素子５の光を吸収し難く、かつ母材である当該樹脂に対して屈折率差の大きい反射材料（例えばＴｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，ＭｇＯ等）の粉末を、予め分散させて形成してもよい。

（封止部材）
封止部材９は、発光素子５、保護素子６、反射層２２から露出した導電層３すなわちリード部３１ｃ，３２ｃ，３１ｄ，３２ｄ、および発光素子５等とリード部３１ｃ，３２ｃ等との接続部を封止（埋設）して、塵芥、水分、外力等から保護するための部材であり、図１および図２に示すように、発光素子搭載用基板１０上において枠体４の内側に樹脂材料を充填されて形成される。封止部材９は発光素子５等を完全に埋設すればよく、その表面形状は限定されず、例えば平坦であっても凸レンズ状であってもよく、製品としてユーザに提供する発光装置５０の形態や用途に応じて適宜設計される。封止部材９は、一般的な半導体発光素子を搭載した発光装置と同様に、発光素子５の光を透過させる透光性樹脂材料で形成され、具体的には、ハイブリッドシリコーンを含めたシリコーン、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等が挙げられるが、枠体４と同じく耐熱性および耐光性に優れるシリコーンが好ましい。また、これらの樹脂材料に、発光装置５０の目的や用途に応じて蛍光物質、着色剤、光拡散剤、フィラー等を含有させてもよく、特に前記した通り、シリコーンは熱膨張率が高いため、フィラー等により熱膨張率を適度に低減することが好ましい。あるいは、封止部材９は、硬さを発光素子５等を保護できる程度に抑えて、応力緩和されるような構造とすることが好ましい。

〔発光素子搭載用基板の製造方法〕
次に、本発明の第１実施形態に係る発光素子搭載用基板の製造方法の一例を、図３を参照して説明する。なお、図３は、簡略化のため、発光素子５の２個分の発光素子載置領域を含んで示す。発光素子搭載用基板１０は、発光装置５０の複数台分が面方向にマトリクス状に連結した状態で製造されてもよく、発光素子搭載用基板１０の完成後、あるいはさらに発光装置５０の封止部材９を形成した後に、１台ずつに発光素子搭載用基板１０を切断、分離して発光装置５０が完成となる。

まず、金属板１の表面（上面）に、金属板１と同じ平面視形状の、絶縁層２１用の液晶ポリマーフィルム（ＬＣＰフィルム）２１ａおよび導電層３用の銅箔を重ねて（図３（ａ）参照）、さらに熱圧着用のプレス熱盤等（図示省略）で挟んで上下から加圧しながら加熱する。圧力および温度はＬＣＰフィルム２１ａに応じて設定する。この処理により、ＬＣＰフィルム２１ａを金属板１および銅箔に熱圧着にて密着させ、絶縁層２１を形成する（図３（ｂ）参照）。

次に、銅箔上にレジストマスクを形成してエッチングすることにより、正極３１および負極３２の配線パターンを形成し、導電層３とする（図３（ｃ）参照）。この上に、別工程で反射層２２の平面視形状に加工した液晶ポリマーフィルム（ＬＣＰフィルム）２２ａを重ね（図３（ｄ）参照）、さらにその上にクッション材（図示省略）を重ねて、熱圧着用のプレス熱盤等（図示省略）で挟んで上下から加圧しながらＬＣＰフィルム２２ａの熱変形温度（液晶転移点）以上に加熱して、ＬＣＰフィルム２２ａを導電層３のパターンによる段差に合わせて変形させる。このとき、絶縁層２１が変形しないような圧力および温度に設定する。また、クッション材を挟むことにより、導電層３およびＬＣＰフィルム２２ａのパターン（有無）によらず、均一に加圧され、またＬＣＰフィルム２２ａに形成された孔が僅かに上方に拡がるように変形させてテーパを付けることができる。なお、ＬＣＰフィルム２２ａを加工する際に、端面が傾斜するように打ち抜いて、孔が上方に拡がるように形成することがより好ましい。次に、絶縁層２１が変形しないように圧力を下げて加圧し、ＬＣＰフィルム２２ａの熱圧着温度（融点近傍）に加熱して、ＬＣＰフィルム２２ａを導電層３および絶縁層２１に熱圧着にて密着させ、反射層２２を形成する（図３（ｅ）参照）。２段階の加圧および加熱により、絶縁層２１が変形せず、かつ反射層２２の表面の導電層３の配線パターンによる凹凸が平坦化される。

次に、電気めっきにて導電層３（銅箔）表面に金属めっき膜３ａを形成する。このとき、反射層２２により、当該反射層２２が形成されていない領域、すなわちパッド部３１ｂ，３２ｂおよびリード部３１ｃ，３２ｃ，３１ｄ，３２ｄ（３１ｄ，３２ｄは図示省略）に金属めっき膜３ａが形成される。最後に、枠体４を形成して発光素子搭載用基板１０が完成する（図３（ｆ）参照）。詳しくは、枠体４の平面視形状に合わせた環形状の吐出口（ノズル）を備えた樹脂吐出装置にて、ペースト状の樹脂材料を金属板１上（反射層２２表面）の枠体４の形成位置に吐出し、熱処理等の樹脂材料に対応した処理により硬化または凝固させる。あるいは、枠体４の幅（環の太さ）に合わせた口径の吐出口で、上面に円を描きながら樹脂材料を吐出して、枠体４を形成することもできる。なお、枠体４の形成後に金属めっき膜３ａを形成してもよい。

〔発光装置の製造方法〕
本発明の第１実施形態に係る発光装置５０は、発光素子搭載用基板１０を用いて、発光素子をフリップチップ実装した一般的なＣＯＢ構造の発光装置と同様の方法で製造できる。すなわち、発光素子搭載用基板１０上に、発光素子５および保護素子６をそれぞれの載置領域でフリップチップ実装する。詳しくは、Ａｕ−Ｓｎペーストをリード部３１ｃ，３２ｃ，３１ｄ，３２ｄの所定箇所に塗布して、発光素子５および保護素子６を載置し、共晶温度に加熱して、共晶接合する。あるいは、発光素子５および保護素子６のパッド電極の最上層にＡｕ−Ｓｎ合金層を予め形成したものを共晶接合することもできる。そして、枠体４の内側に透光性樹脂材料を充填し、必要に応じて熱処理や光照射等の処理により硬化して封止部材９を形成することにより、発光装置５０が完成する。なお、前記したように、発光素子搭載用基板１０に枠体４が設けられていない場合は、発光素子５および保護素子６の実装の前または後に枠体４を形成すればよい。あるいは発光装置５０は、枠体４を設けない構成として、比較的高粘度の透光性樹脂材料を発光素子搭載用基板１０の発光素子５等が配置された領域に盛り上げるように吐出し、硬化して封止部材９を形成することもできる（図示省略）。

〔第２実施形態〕
第１実施形態に係る発光装置はフリップチップ実装型であったが、本発明に係る発光装置は、ワイヤボンディング実装型とすることもできる。以下、本発明の第２実施形態に係る発光装置およびその発光素子搭載用基板について、図４を参照して説明する。第１実施形態に係る発光装置および発光素子搭載用基板（図１、図２）と同一の要素については同じ符号を付して説明を省略する。

第２実施形態に係る発光装置５０Ａは、ワイヤボンディング実装対応の発光素子５Ａを発光素子搭載用基板１０Ａの発光素子載置領域にフェースアップ（ＦＵ）実装して、発光素子５Ａの上面に位置するパッド電極（ｐ電極とｎ電極）を、当該発光装置５０Ａの一対のリード電極である正極３１Ａおよび負極３２Ａにボンディングワイヤ（ワイヤ）Ｗにて接続し、発光素子５ＡおよびワイヤＷを封止部材９で封止している。発光装置５０Ａは、当該発光装置５０Ａの照射領域以外における発光素子搭載用基板１０Ａの形状、ならびに発光素子５Ａの搭載個数および配列（６個×４列＝２４個）は、第１実施形態に係る発光装置５０と同様であるので、発光装置５０と同一の外観（図１参照）である。

（発光素子、保護素子）
発光素子５Ａは、ワイヤボンディング実装対応である以外は第１実施形態と同様に公知の半導体発光素子を適用できるが、パッド電極が設けられた上面側へ比較的多く光を出射する構造であることが好ましい。発光素子５Ａは、発光素子基板側の面を、一般的なフェースアップ実装対応の半導体素子の実装に適用される接合部材７Ａで発光素子搭載用基板１０Ａに接合され、また、発光装置５０Ａにおける搭載個数および配列は特に規定されない。なお、保護素子６（図示省略）については、第１実施形態と同様に発光装置５０Ａに搭載されるが、ワイヤボンディング実装対応でもよいし、第１実施形態と同じフリップチップ実装対応でもよく、あるいは上下に電極を備えたものでもよい。

（ワイヤ）
ワイヤＷは、発光素子５Ａのような電子部品を正極３１Ａおよび負極３２Ａへ電気的に接続するための導電性の配線である。ワイヤＷは、ワイヤボンディングにて一般的に使用されるワイヤであり、材料としては、金、銅、白金、アルミニウムまたはそれらの合金が挙げられる。特に熱伝導率等に優れ、また発光素子５Ａのパッド電極材料に一般に適用される金が好ましい。また、ワイヤＷの径は特に限定されず、ワイヤＷの材料、抵抗、ワイヤボンディングの条件、発光素子５Ａや保護素子６の仕様等に応じて適宜選択される。

〔発光素子搭載用基板〕
発光素子搭載用基板１０Ａは、発光装置５０Ａの照射領域における導電層３および反射層２２の平面視形状以外は、第１実施形態に係る発光素子搭載用基板１０と同じ構造であり、積層構造および各要素の材料、ならびに製造方法も同一である。したがって、金属板１およびその全面に形成される絶縁層２１は第１実施形態にて説明した通りであるので、説明を省略する。

（導電層）
導電層３は第１実施形態と同様に金属膜からなり、発光装置５０Ａの一対のリード電極を形成する正極３１Ａおよび負極３２Ａとして、絶縁層２１上に形成される。前記した通り、導電層３の形状すなわち正極３１Ａおよび負極３２Ａの形状は、照射領域において第１実施形態と異なる。具体的には、正極３１Ａおよび負極３２Ａは、ワイヤボンディングによる接続のために、発光素子５Ａの載置領域（発光素子５Ａの直下）の外にリード部を設ける。ここで、第１実施形態のリード部３１ｃ，３２ｃと同様に、各発光素子５Ａについてリード部を一対ずつ設けることもできるが、ワイヤＷとの接続のために当該リード部まで反射層２２を形成せずに孔を大きくする必要があり、発光装置５０Ａの照射領域において導電層３が反射層２２に被覆されずに露出する領域が多くなる。また、配列した発光素子５Ａ，５Ａ間に十分な間隔がないと、ワイヤボンディングに必要なリード部を設けることができない。本実施形態においては、図４に示すように、隣り合う発光素子５Ａ，５Ａの各パッド電極をワイヤＷで直列または並列に接続し、配列の端に載置された発光素子５Ａについてのみ、そのパッド電極をワイヤＷで直接に正極３１Ａまたは負極３２Ａに接続できるように、２４個の発光素子５Ａが配列された領域（以下、適宜、発光素子５Ａの配列領域）の外にリード部３１ｅ，３２ｅを一対以上設ける（図４では負極３２Ａのリード部３２ｅを示す）。なお、ワイヤＷによる接続においては、第１実施形態と同様に、パッド部３１ｂ，３２ｂに直列に接続される発光素子５Ａの組は、その発光素子５Ａの個数が同数に統一されているようにする。

本実施形態においては、発光素子５Ａの載置領域で当該発光素子５Ａが電気的には接続されず、さらにリード部３１ｅ，３２ｅは発光素子５Ａの配列領域の外に設けられるので、前記領域において導電層３は、配線パターンに形成される必要がない。そこで、正極３１Ａを、負極３２Ａと短絡しないように、発光素子５Ａの配列領域およびリード部３１ｅ（図示省略）を内包し、さらに発光装置５０Ａの照射領域の外側まで延設してパッド部３１ｂ（図１参照）を内包するように形成する。正極３１Ａに接合された発光素子５Ａの熱が、当該正極３１Ａを伝導して効率的に発光装置５０Ａの外部に放熱される。なお、発光素子５Ａの配列領域に設ける導電層３は負極３２Ａでもよく、この場合はリード部３２ｅおよびパッド部３２ｂ（図１参照）を内包するように形成される。あるいは、発光素子５Ａの配列領域において正極３１Ａと負極３２Ａとに二分して設けてもよく、正極３１Ａおよび負極３２Ａの両方から離間した金属膜としてもよい。

また、導電層３（正極３１Ａ）は、発光素子５Ａの配列領域に広く設けずに、反射層２２から露出する領域においては発光素子５Ａの載置領域（直下の領域）のみとして、それぞれの載置領域から反射層２２に被覆される領域へ接続するように設けてもよい（図示せず）。導電層３をこのような形状としても、発光素子５Ａの熱が直下の導電層３に伝導されるために効率的に放熱され、さらに反射層２２から露出する導電層３の面積が少ないため、導電層３の変色による発光装置５０Ａの光の取出し効率の経時劣化を抑制することができる。

導電層３は、第１実施形態と同様に、表面に金属めっき膜３ａを備えてもよい。第２実施形態においても、金属めっき膜３ａは、発光素子５Ａの載置領域を含む反射層２２で被覆されない領域、およびリード部３１ｅ，３２ｅ，３１ｄ，３２ｄに設けることが好ましく、図４に示すように、導電層３の全面に設けてもよい。

（反射層）
反射層２２は、第１実施形態に係る発光素子搭載用基板１０（図１参照）と同様に、発光素子５Ａの載置領域（発光素子５Ａの６個分×４本）、保護素子６の載置領域、およびパッド部３１ｂ，３２ｂを形成する領域に加え、リード部３１ｅ，３２ｅのワイヤＷで接続される箇所を空けて形成される。

〔発光装置の製造方法〕
本発明の第２実施形態に係る発光装置５０Ａは、発光素子搭載用基板１０Ａを用いて、発光素子をワイヤボンディング実装した一般的なＣＯＢ構造の発光装置と同様の方法で製造できる。すなわち、発光素子搭載用基板１０Ａ上に、発光素子５Ａおよび保護素子６をそれぞれの載置領域で導電層３に接合する（ダイボンディング）。接合部材７Ａの材料によっては、発光素子５Ａおよび保護素子６を配列した後、発光素子搭載用基板１０Ａを加熱して接合部材７Ａを硬化する、あるいは溶融して接着固定する。そして、ワイヤボンディングにより、発光素子５Ａのそれぞれのパッド電極にワイヤＷを接続し、リード部３１ｅ，３２ｅへ電気的に接続する。同様に、保護素子６を接続する。そして、第１実施形態と同様に、枠体４の内側に透光性樹脂材料を充填し、硬化して封止部材９を形成することにより、発光装置５０Ａが完成する。

〔第２実施形態の変形例〕
第２実施形態に係る発光素子搭載用基板１０Ａは、両面電極型の発光素子を搭載することもできる。例えば上面（発光装置の光の照射面）にｐ電極が位置する発光素子を搭載する場合は、発光素子が配列される領域の導電層３を負極３２Ａとして、前記領域の外に正極３１Ａのみについてリード部３１ｅを設ける。発光素子のｎ電極を導電性の接合部材７で負極３２Ａに接続し、ｐ電極をワイヤボンディングでリード部３１ｅに接続すればよい（図示省略）。保護素子６についても、その仕様に応じてリード部３１ｄ，３２ｄの形状を設計し、また実装方法を選択すればよい。

前記第１、第２実施形態に係る発光装置において、発光素子は照射領域の中心に集中して配列させているが、配列および搭載個数は限定されず、１個の発光素子を搭載してもよいし、照射領域に均等に配列してもよい。同様に、発光装置の照射領域の形状は円形に限られず、したがって枠体の形状は円環形状に限られず前記照射領域に合わせて閉じた環状に形成される。また、発光素子搭載用基板の概形は平板形状に限られず、例えばプレス加工により成形した金属板を用いてもよい。これらは、製品としてユーザに提供する発光素子搭載用基板または発光装置の形態や用途に応じて、適宜設計される。

以上、本発明に係る発光素子搭載用基板および発光装置について、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

１０，１０Ａ発光素子搭載用基板
１金属板
２１絶縁層
２２反射層
２１ａ，２２ａＬＣＰフィルム（シート状に成形された液晶ポリマー）
３導電層
３ａ金属めっき膜（めっき膜）
３１，３１Ａ正極（リード電極）
３１ｂパッド部
３１ｃ，３１ｅリード部
３１ｄリード部
３２，３２Ａ負極（リード電極）
３２ｂパッド部
３２ｃ，３２ｅリード部
３２ｄリード部
４枠体
５０，５０Ａ発光装置
５，５Ａ発光素子
６保護素子
７，７Ａ接合部材
９封止部材
Ｗワイヤ

Claims

一対のリード電極が形成された発光素子搭載用基板と、前記発光素子搭載用基板におけるそれぞれの所定の載置領域上に載置されて前記一対のリード電極に電気的に接続された１以上の発光素子と、前記発光素子を封止する当該発光素子が発光した光を透過させる封止部材と、を備えた発光装置であって、
前記発光素子搭載用基板は、金属板と、液晶ポリマーからなる絶縁層と、金属膜からなる導電層と、液晶ポリマーからなる絶縁性の反射層と、をこの順に積層して備え、
前記絶縁層を形成する液晶ポリマーは、前記反射層を形成する液晶ポリマーよりも耐熱性が高く、
前記導電層は、前記絶縁層上で互いに離間した前記一対のリード電極を形成し、
前記反射層は、少なくとも前記載置領域を空けて形成されており、
前記載置領域には、前記金属板の上に、前記絶縁層と、前記リード電極と、がこの順に積層されており、
前記発光素子は、前記発光素子搭載用基板の前記載置領域において前記リード電極に接触して載置されていることを特徴とする発光装置。
前記発光素子搭載用基板の所定の実装領域に複数の発光素子が配列されて載置されており、
前記発光素子搭載用基板の前記反射層には、１列に並べられた複数の発光素子を内包する長孔が複数列分形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記絶縁層は、面方向における線膨張係数が１〜３０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
前記反射層は、面方向における線膨張係数が１〜３０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
前記導電層は、前記反射層から露出した表面に、光反射率の高い金属からなるめっき膜を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の発光装置。
前記発光素子搭載用基板は、前記反射層の上に複数の前記発光素子をまとめて囲うように形成された円環形状の枠体を備え、前記封止部材は、前記枠体の内側に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
前記発光素子搭載用基板の前記枠体は、シリコーン又は白色フィラーを混合した白色シリコーンからなることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。