JP6128367B2 - 発光装置、および配線基板の製造方法 - Google Patents

発光装置、および配線基板の製造方法 Download PDF

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Description

後述する実施形態は、概ね、発光装置、および配線基板の製造方法に関する。
発光ダイオードを基板に直接実装したＣＯＢ（Chip On Board）方式の発光装置がある。ＣＯＢ（Chip On Board）方式の発光装置においては、配線の腐食防止、はんだ付けの際の接合性の向上などのために、複数の金属層を積層した配線や電極が板状の基部上に設けられている。この様な配線や電極の形成には、電解メッキ法や無電解メッキ法が用いられている。しかしながら、電解メッキ法を用いて複数の金属層を積層すると、下層の金属層の側壁が露出する場合がある。下層の金属層の側壁が露出すると、下層の金属層が酸化や硫化等により腐食する場合があり、側壁が腐食することで側壁に入射した光の反射率が低下したりするおそれがある。一方、無電解メッキ法を用いて複数の金属層を積層すると、メッキ液に含まれていた還元剤の成分を有する金属層が形成される。この場合、はんだ接合の際に、還元剤成分の濃縮部が生成されるので、はんだ接合の信頼性が低下するおそれがある。
特開２０１１−２１６５８８号公報
本発明が解決しようとする課題は、光の反射率の低下を抑制することができるとともに、接合に関する信頼性の向上を図ることができる発光装置、および配線基板の製造方法を提供することである。
実施形態に係る発光装置は、平板状を呈し、絶縁性を有する基部と；前記基部の一方の面上であって前記基部の周縁から離れた位置に設けられた配線と、前記配線の前記基部の側とは反対の側に設けられた第１の金属層と、前記第１の金属層と前記配線の側壁とを覆う第２の金属層と、を有する配線部と；前記基部の前記配線が設けられる側とは反対の側の面上であって前記基部の周縁近傍より内側の全面を覆い前記配線の材料と同じ材料を含む第３の金属層と、前記第３の金属層の前記基部の側とは反対の側に設けられ前記第１の金属層の材料と同じ材料を含む第４の金属層と、前記第４の金属層と前記第３の金属層の側壁とを覆い前記第２の金属層の材料と同じ材料を含む第５の金属層と、を有する接合部と；前記第２の金属層の前記第１の金属層が設けられる側とは反対の側に設けられた発光素子と；前記発光素子と、前記第２の金属層と、の間に設けられたはんだ部と；を具備し、前記配線部と、前記接合部とは、前記基部により絶縁されている。
本発明の実施形態によれば、光の反射率の低下を抑制することができるとともに、接合に関する信頼性の向上を図ることができる発光装置、および配線基板の製造方法を提供することができる。
第１の実施形態に係る配線基板１を備えた発光装置１００を例示するための模式図であり、（ａ）は発光装置１００の斜視図、（ｂ）は（ａ）における上視図、（ｃ）は（ａ）における下視図、（ｄ）は（ａ）における一断面図である。 配線基板１について例示するための模式図であり、（ａ）は図１（ｄ）におけるＡ部の拡大断面図であり、（ｂ）は複数の層が積層された第１の金属層および第４の金属層を例示する断面図であり、図２（ｃ）は複数の層が積層された第２の金属層および第５の金属層を例示する断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、比較例に係る配線基板３００の製造方法について例示するための模式工程断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、第２の実施形態に係る配線基板１の製造方法について例示するための模式工程断面図である。
第１の発明は、平板状を呈し、絶縁性を有する基部と；前記基部の一方の面上であって前記基部の周縁から離れた位置に設けられた配線と、前記配線の前記基部の側とは反対の側に設けられた第１の金属層と、前記第１の金属層と前記配線の側壁とを覆う第２の金属層と、を有する配線部と；前記基部の前記配線が設けられる側とは反対の側の面上であって前記基部の周縁近傍より内側の全面を覆い前記配線の材料と同じ材料を含む第３の金属層と、前記第３の金属層の前記基部の側とは反対の側に設けられ前記第１の金属層の材料と同じ材料を含む第４の金属層と、前記第４の金属層と前記第３の金属層の側壁とを覆い前記第２の金属層の材料と同じ材料を含む第５の金属層と、を有する接合部と；前記第２の金属層の前記第１の金属層が設けられる側とは反対の側に設けられた発光素子と；前記発光素子と、前記第２の金属層と、の間に設けられたはんだ部と；を具備し、前記配線部と、前記接合部とは、前記基部により絶縁された発光装置である。
この発光装置には、配線の露出部分である側壁を覆う第２の金属層が設けられている。そのため、光の反射率の低下、ひいては光の取り出し効率の低下を抑制することができる。
また、発光素子などの接合に関する信頼性の向上を図ることができる。
また、第２の発明は、第１の発明において、前記第２の金属層上に少なくとも錫を含むはんだ部を有し、前記第１の金属層の材料と錫とが相互に拡散するために必要な活性化エネルギーが、前記配線の材料と錫とが相互に拡散するために必要な活性化エネルギーよりも高い発光装置である。すなわち、前記第１の金属層の材料と錫とが相互に拡散する速度は、前記配線の材料と錫とが相互に拡散する速度よりも遅い。
この発光装置によれば、発光素子をはんだ付けする際に、前記第１の金属層の材料と錫との間で合金層が形成されるが、形成される合金層は、前記配線の材料と錫とが形成する合金層よりも強度の高い合金層となる。さらに、前記第１の金属層の材料と錫とが相互に拡散する速度が遅いため、合金層の厚み寸法が増大するのを抑制することができる。そのため、発光素子を接合した際の接合の信頼性を向上させることができる。
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記第２の金属層の材料は、前記配線の材料及び前記第１の金属層の材料よりもイオン化エネルギーが高い発光装置である。
この発光装置によれば、配線の露出部分である側壁が酸化や硫化することを抑制することができる。その結果、配線が腐食するのを抑制することができるので、光の反射率の低下、ひいては光の取り出し効率の低下を抑制することができる。
また、第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第１の金属層の厚み寸法は、前記第２の金属層の厚み寸法よりも大きい発光装置である。
また、第５の発明は、絶縁性を有する基部の一方の面に第１のシード層を形成する工程と；前記基部の前記第１のシード層が形成される側とは反対の側の面に、第２のシード層を形成する工程と；前記第１のシード層の上に第１のレジストマスクを形成する工程と；前記第２のシード層の上に第２のレジストマスクを形成する工程と；前記第１のレジストマスクの開口部分であって、前記基部の周縁から離れた位置に配線と第１の金属層を順次形成する工程と；前記第２のレジストマスクの開口部分であって、前記基部の周縁近傍より内側の全面を覆い前記配線の材料と同じ材料を含む第３の金属層と、前記第１の金属層の材料と同じ材料を含む第４の金属層と、を順次形成する工程と；前記第１のレジストマスク、前記第２のレジストマスク、余剰な前記第１のシード層、および、余剰な前記第２のシード層を除去する工程と；前記第１の金属層と、前記配線の側壁を覆う第２の金属層を形成して配線部を形成する工程と；前記第４の金属層と、前記第３の金属層の側壁と、を覆い前記第２の金属層の材料と同じ材料を含む第５の金属層を形成して接合部を形成する工程と；を具備し、前記配線部と、前記接合部とは、前記基部により絶縁された配線基板の製造方法である。
この配線基板の製造方法によれば、第１の金属層に還元剤の成分が含まれないようにすることができるので、発光素子をはんだ付けする際に還元剤の成分（例えば、第１の金属層をニッケルとした場合、リンなど）の濃縮部が生成されるのを抑制することができる。その結果、接合に関する信頼性の向上を図ることができる。
また、基部の端部まで配線が形成されていない配線基板であっても、配線の露出部分である側壁を第２の金属層により覆うことができる。そのため、光の反射率の低下、ひいては光の取り出し効率の低下を抑制することができる。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態に係る配線基板１を備えた発光装置１００を例示するための模式図である。
なお、図１（ａ）は発光装置１００の斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）における上視図、図１（ｃ）は図１（ａ）における下視図、図１（ｄ）は図１（ａ）における一断面図である。
図２は、配線基板１について例示するための模式図である。
なお、図２（ａ）は図１（ｄ）におけるＡ部の拡大断面図であり、図２（ｂ）は複数の層が積層された第１の金属層および第４の金属層を例示する断面図であり、図２（ｃ）は複数の層が積層された第２の金属層および第５の金属層を例示する断面図である。
図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、発光装置１００には、配線基板１、発光素子１０１、波長変換部１０２、封止部１０３が設けられている。
配線基板１には、基部２、配線部３、接合部４が設けられている。
なお、配線基板１に関する詳細は後述する。
発光素子１０１は、第２の金属層３ｃの第１の金属層３ｂが設けられる側とは反対の側に設けられている。
発光素子１０１は、例えば、発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオードなどの発光素子とすることができる。
発光素子１０１は、例えば、青色の光を出射する青色発光ダイオードとすることができる。
発光素子１０１が青色発光ダイオードである場合には、図２（ａ）に示すように、サファイア等の格子整合性の良い単結晶基板１０１ａ上にＧａＮ系窒化物半導体からなる層１０１ｂが形成されたものとすることができる。
発光素子１０１は、層１０１ｂ側に設けられたバンプ（突起）１０１ｃを介して配線部３に接続（フリップチップ実装）される。ただし，発光素子１０１は、フリップチップタイプである必要はなく、発光層が上面に形成され、金属ワイヤで素子と配線とを電気的に接合する（ワイヤボンディング法）タイプでも良い。フリップチップ実装する発光素子１０１とすれば、ワイヤボンディング法を用いて接続する発光素子に比べて実装面積を小さくすることができる。また、発光素子１０１と配線部３との間の距離を短くすることができるので、電気的特性を向上させることができる。
また、図２（ａ）に示すように、発光層を含む層１０１ｂが配線基板１側に設けられることになる。発光層を含む層１０１ｂは、発熱源となるので熱を配線基板１側に逃がしやすくなる。
また、ワイヤボンディング法を用いて接続する発光素子の場合には、光の出射側に配線用の電極が設けられるため、光の取り出し効率が悪くなるおそれがある。これに対して、フリップチップ実装する発光素子１０１とすれば、光の出射側に遮蔽物となるものがないので、光の取り出し効率を向上させることができる。
波長変換部１０２は、複数の発光素子１０１を覆うように設けられている。波長変換部１０２は、発光素子１０１から出射した一次光により励起される蛍光体を含んでいる。
波長変換部１０２は、例えば、透光性を有する有機物や無機物の中に粒子状の蛍光体を分散させたものとすることができる。透光性を有する有機物としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン系樹脂、メタクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、環状ポリオレフィン(COP)、脂環式アクリル(OZ)、アリルジグリコールカーボネート(ADC)、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリッド樹脂、ウレタン樹脂などを例示することができる。また、透光性を有する無機物としては、例えばガラスなどを例示することができる。
透光性を有する有機物は、チクソ性を有し、硬化後のショア硬さがＤ４０以上となる樹脂とすることが好ましい。この様な樹脂とすれば、波長変換部１０２の形状が所望のものとなるようにすることが容易となる。また、外力による変形を抑制することができるので、発光素子１０１と配線部３との間の接続に関する信頼性を向上させることができる。ただし、所望の形状と特性とを確保できるものであれば、樹脂のショア硬さは、前述のものに限定されるわけではなく、ショア硬度がＤ４０以下の樹脂を使用しても良い。
また、波長変換部１０２の材料には、エネルギーの高い青色光により、樹脂の結合基が破断しにくい樹脂材料を用いることが好ましい。このような樹脂を用いることにより、長時間点灯時の樹脂構造破壊による着色を抑制することができるので、発光特性の長期信頼性を確保することができる。そのような特性を有する樹脂としてシリコーン樹脂が主に使用されているが、ガス透過性が高いために、外気が波長変換部１０２内部へと透過し、波長変換部１０２により覆われた要素が劣化するという課題があるため、ガス腐食に対する耐性構造を持たせる必要がある。
波長変換部１０２に含まれる蛍光体は、例えば、ＹＡＧ蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体）とすることができる。発光素子１０１が青色発光ダイオード、波長変換部１０２に含まれる蛍光体がＹＡＧ蛍光体である場合には、発光素子１０１から出射した青色の光によりＹＡＧ蛍光体が励起され、ＹＡＧ蛍光体から黄色の蛍光が放射される。そして、青色の光と黄色の光が混ざり合うことで、白色の光が発光装置１００から出射する。なお、蛍光体はＹＡＧ蛍光体に限定されるわけではなく、発光装置１００の用途などに応じて所望の発光色が得られるように適宜変更することができる。
封止部１０３は、波長変換部１０２を覆うように設けられている。
封止部１０３は、基部２の周縁から離れた位置に設けられている。すなわち、封止部１０３は、基部２の端部（周縁）に達していない。
封止部１０３は、透光性を有する有機物や無機物から形成されている。
封止部１０３は、例えば、透光性を有する樹脂から形成することができる。透光性を有する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン系樹脂、メタクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、環状ポリオレフィン(COP)、脂環式アクリル(OZ)、アリルジグリコールカーボネート(ADC)、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリッド樹脂、ウレタン樹脂などを例示することができる。
この場合、封止部１０３を形成する樹脂が有する屈折率の値は、波長変換部１０２を形成する樹脂が有する屈折率の値と同等か低いものとなるようにすることが好ましい。すなわち、封止部１０３の屈折率の値は、波長変換部１０２の屈折率の値以下であることが好ましい。
この様な屈折率を有する封止部１０３とすれば、封止部１０３に入射した光が波長変換部１０２に戻ることを抑制することができる。また、封止部１０３を形成する樹脂が有する屈折率の値と、波長変換部１０２を形成する樹脂が有する屈折率の値とを同等とすれば、封止部１０３と波長変換部１０２との界面における反射を抑制することができる。例えば、封止部１０３と波長変換部１０２とを同じ樹脂から形成することができる。ただし、波長変換部１０２の特性に応じて封止部１０３は有っても無くても良い。
次に、配線基板１についてさらに説明する。
基部２は、平面形状が矩形の平板状を呈している。
基部２は、絶縁性を有し、熱膨張が少なく、また、放熱性および耐熱性に優れた材料から形成することが好ましい。基部２は、例えば、セラミックス、セラミックスと樹脂との複合セラミックスなどから形成することができる。セラミックスとしては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ４）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）などを例示することができる。
基部２の厚み寸法には特に限定はないが、剛性や放熱性などを考慮すると、例えば、０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下とすることが好ましい。
ただし、例示をした形状、材料、厚み寸法に限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
図１（ｂ）に示すように、配線部３は、基部２の一方の面上であって、基部２の周縁から離れた位置に設けられている。すなわち、配線部３は、基部２の端部（周縁）に達していない。
図２（ａ）に示すように、配線部３には、配線３ａ、第１の金属層３ｂ、第２の金属層３ｃが設けられている。
配線３ａは、基部２の一方の面上に設けられている。配線３ａは、基部２の周縁から離れた位置に設けられている。配線３ａは、発光素子１０１に電力を供給するために設けられている。そのため、配線３ａは、導電性を有する材料から形成されている。導電性を有する材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）などを例示することができる。なお、配線３ａの形成方法に関しては後述する。
第１の金属層３ｂは、配線３ａの基部２の側とは反対側の面に設けられている。第１の金属層３ｂは、発光素子１０１をはんだ付けする際に、はんだに含まれている錫（Ｓｎ）と配線３ａとが合金を形成するのを抑制するために設けられている。例えば、発光素子１０１をはんだ付けする際に、はんだに含まれている錫と、配線３ａの銅との合金（Cu-Sn合金）が形成される。この場合、一般的な機器では第１の金属層３ｂがなく、銅だけでも問題はないが、特に長期信頼性が求められる光源機器（発光装置）においては、脆い合金層（例えば、Cu-Sn合金）の成長が問題となり得る。そのため、第１の金属層３ｂの材料と錫とが相互に拡散する速度が、銅と錫とが相互に拡散する速度よりも遅くなるように、第１の金属層３ｂの材料を選定することが望ましい。
そこで、第１の金属層３ｂの材料は、第１の金属層３ｂの材料と錫とが相互に拡散するために必要な活性化エネルギーが、配線３ａの材料と錫とが相互に拡散するために必要な活性化エネルギーよりも高くなるものとされている。すなわち、第１の金属層３ｂの材料は、第１の金属層３ｂの材料と錫とが相互に拡散する速度が、配線３ａの材料と錫とが相互に拡散する速度よりも遅くなるものとされている。
第１の金属層３ｂの材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）やパラジウム（Ｐｄ）などを例示することができる。また、第１の金属層３ｂは１つの層とすることもできるし、複数の層が積層されたものとすることもできる。例えば、図２（ｂ）に示すように、層３ｂ１と層３ｂ２とが積層された第１の金属層３ｂとすることもできる。なお、積層数は例示をしたものに限定されるわけではない。複数の層が積層された第１の金属層３ｂとする場合には、ニッケルから形成された層と、パラジウムから形成された層とを含むものとすることができる。すなわち、第１の金属層３ｂは、ニッケルおよびパラジウムの少なくともいずれかを含むものとすることができる。
また、第１の金属層３ｂを形成する際に、形成方法に応じて第１の金属層３ｂ中に異種元素が含まれることがある。一例として、無電解メッキに用いる還元剤の成分を挙げることができる。例えば、無電解ニッケルメッキに用いる還元剤に含まれるリン（Ｐ）等がある。リンが含まれていると、発光素子１０１をはんだ付けする際にリンの濃度が部分的に高くなり、リンの濃縮部に起因した接合強度の低下などが生じる。そのため、発光素子１０１を接合した際の接合の信頼性が低下するおそれがある。そこで、第１の金属層３ｂは実質的に異種元素が含まれないようにしている。なお、第１の金属層３ｂに実質的に異種元素が含まれないようにすることに関しては後述する。
第２の金属層３ｃは、第１の金属層３ｂと、配線３ａの露出部分である側壁３ａ１を覆うように設けられている。
ここで、第１の金属層３ｂが酸化すると、発光素子１０１をはんだ付けする際のはんだ濡れ不良及びそれに伴う余剰はんだの這い上がり等の問題が生じ、リーク等の不良が発生するおそれがある。
また、発光素子１０１からの一次光や、波長変換部１０２に含まれる蛍光体が発した蛍光の一部は、波長変換部１０２と封止部１０３との境界面や、封止部１０３と外気との境界面において反射され、配線３ａの側壁３ａ１に入射する場合がある。
この場合、配線３ａの側壁３ａ１が腐食すると、側壁３ａ１に入射した光の反射率が低下して光の取り出し効率が低下するおそれがある。
そのため、第２の金属層３ｃは、第１の金属層３ｂと、配線３ａの側壁３ａ１が腐食するのを抑制するために設けられている。
第１の金属層３ｂと、配線３ａの側壁３ａ１が酸化するのを抑制するために、第２の金属層３ｃの材料のイオン化エネルギーは、第１の金属層３ｂの材料のイオン化エネルギーおよび配線３ａの材料のイオン化エネルギーよりも高くなっている。
第２の金属層３ｃの材料としては、例えば、金（Ａｕ）やパラジウムなどを例示することができる。
また、第２の金属層３ｃは１つの層とすることもできるし、複数の層が積層されたものとすることもできる。例えば、図２（ｃ）に示すように、層３ｃ１と層３ｃ２とが積層された第２の金属層３ｃとすることもできる。なお、積層数は例示をしたものに限定されるわけではない。複数の層が積層された第２の金属層３ｃとする場合には、金から形成された層と、パラジウムから形成された層とを含むものとすることができる。すなわち、第２の金属層３ｃは、金およびパラジウムの少なくともいずれかを含むものとすることができる。
はんだ部５は、発光素子１０１と、第２の金属層３ｃとの間に設けられている。
はんだ部５は、錫をベースにし、金、銀、銅、ビスマス、ニッケル、インジウム、亜鉛、アンチモン、ゲルマニウム、シリコンのいずれかを少なくとも１種類以上含むはんだを用いたはんだ付けにより形成されたものとすることができる。
発光素子１０１をはんだ付けした際に、はんだ部５の直下に位置する第２の金属層３ｃが消失する場合がある。
なお、はんだ部５と第２の金属層３ｃとの間には、はんだ部５および第２の金属層３ｃに含まれる金属からなる合金層が形成される場合がある。
また、はんだ部５の直下に位置する第２の金属層３ｃが消失している場合には、はんだ部５と第１の金属層３ｂとの間には、はんだ部５および第１の金属層３ｂに含まれる金属からなる合金層が形成される場合がある。
前述したフリップチップタイプの接合では、電極間のクリアランスが狭く、はんだ付けした際にはんだが電極からはみ出る場合があるので、電極間でショートするという課題がある。第２の金属層３ｃで配線３ａ及び第１の金属層３ｂを覆うと、はんだが配線３ａの側壁３ａ１側にも付きやすくなるため、電極間のショートを抑制できる。
配線３ａの厚み寸法は、第１の金属層３ｂの厚み寸法よりも大きくすることができる。第１の金属層３ｂの厚み寸法は、第２の金属層３ｃの厚み寸法よりも大きくすることができる。
この場合、配線３ａの厚み寸法は、導電性や、後述する電解メッキ法を用いて形成することを考慮すると、０．０２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下とすることが好ましい。
第１の金属層３ｂの厚み寸法の下限値は、製品に要求される寿命の範囲の中で、錫が拡散することにより消失しない厚み寸法以上とすることができる。また、コスト抑制の観点から、必要以上に厚く成膜しないことが望ましいそのため、第１の金属層３ｂの厚み寸法は、０．００３ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下とすることが好ましい。
第２の金属層３ｃの厚み寸法は、前述した第２の金属層３ｃの機能を発揮させる観点から、配線３ａの表層が確実に覆える厚み寸法とすればよい。そのため、第２の金属層３ｃの厚み寸法は、０．０００１ｍｍ以上、０．０００３ｍｍ以下とすることが好ましい。
接合部４には、第３の金属層４ａ、第４の金属層４ｂ、第５の金属層４ｃが設けられている。
接合部４は、配線基板１を他の部材２００（例えば、ヒートスプレッタなど）にはんだ付けするために設けられている。そのため、接合部４は必ずしも必要ではなく、必要に応じて適宜設けるようにすることができる。
第３の金属層４ａは、基部２の配線部３が設けられる側とは反対の側に設けられている。第３の金属層４ａは、基部２の周縁から離れた位置に設けられている。ただし、第３の金属層４ａは、基部２の面を覆うように設けられている。
第４の金属層４ｂは、第３の金属層４ａの基部２の側とは反対側の面に設けられている。第４の金属層４ｂは、配線基板１を他の部材２００にはんだ付けする際に、はんだ２０５に含まれている錫と第３の金属層４ａとが合金を形成するのを抑制するために設けられている。
第４の金属層４ｂは１つの層とすることもできるし、複数の層が積層されたものとすることもできる。例えば、図２（ｂ）に示すように、層４ｂ１と層４ｂ２とが積層された第４の金属層４ｂとすることもできる。なお、積層数は例示をしたものに限定されるわけではない。
第５の金属層４ｃは、第４の金属層４ｂと、第３の金属層４ａの露出部分である側壁４ａ１を覆うように設けられている。なお、図２（ｃ）に示すように、層４ｃ１と層４ｃ２とが積層された第５の金属層４ｃとすることもできる。なお、積層数は例示をしたものに限定されるわけではない。複数の層が積層された第５の金属層４ｃとする場合には、金から形成された層と、パラジウムから形成された層とを含むものとすることができる。すなわち、第５の金属層４ｃは、金およびパラジウムの少なくともいずれかを含むものとすることができる。
ここで、第３の金属層４ａ、第４の金属層４ｂ、第５の金属層４ｃの材料や厚み寸法には特に限定はないが、接合部４にも他の部材２００がはんだ付けされるため、配線部３と同様に接合の信頼性などを考慮する必要がある。また、配線部３と接合部４とを同時に形成することができれば、生産性の向上を図ることができる。
そのため、第３の金属層４ａの材料や厚み寸法は、配線３ａの材料や厚み寸法と同様とすることができる。
また、第４の金属層４ｂの材料や厚み寸法は、第１の金属層３ｂの材料や厚み寸法と同様とすることができる。
また、第５の金属層４ｃの材料や厚み寸法は、第２の金属層３ｃの材料や厚み寸法と同様とすることができる。
その様にすれば、接合部４における接合の信頼性などを向上させることができるとともに、生産性の向上を図ることができる。
はんだ２０５としては、はんだ部５の材料と同様に、錫をベースにし、金、銀、銅、ビスマス、ニッケル、インジウム、亜鉛、アンチモン、ゲルマニウム、シリコンのいずれかを少なくとも１種類以上含むはんだを用いることもできるし、より低温で接合が可能であるはんだを用いることもできる。
本実施の形態に係る配線基板１および発光装置１００においては、配線３ａの露出部分である側壁３ａ１を覆う第２の金属層３ｃを設けている。そのため、側壁３ａ１が酸化や硫化等により腐食するのを抑制することができる。その結果、光の反射率の低下、ひいては光の取り出し効率の低下を抑制することができる。
また、第１の金属層３ｂには実質的に還元剤の成分である異種元素が含まれないようにすることができるので、発光素子１０１をはんだ付けする際に還元剤成分の濃縮部が形成されることを抑制することができる。その結果、接合に関する信頼性の向上を図ることができる。
また、第３の金属層４ａの露出部分である側壁４ａ１を覆う第５の金属層４ｃを設けている。そのため、側壁４ａ１が酸化することを抑制することができる。その結果、第３の金属層４ａが腐食するのを抑制することができるので、第３の金属層４ａと基部２との接合の信頼性を向上させることができる。
また、第４の金属層４ｂには実質的に還元剤の成分である異種元素が含まれていないので、他の部材２００をはんだ付けする際に還元剤成分の濃縮部が形成されることを抑制することができる。その結果、接合に関する信頼性の向上を図ることができる。
[第２の実施形態]
第２の実施形態に係る配線基板１の製造方法について例示する前に、比較例に係る配線基板３００の製造方法について説明する。
図３（ａ）〜（ｄ）は、比較例に係る配線基板３００の製造方法について例示するための模式工程断面図である。
比較例に係る配線基板３００の製造方法においては、電解メッキ法を用いて、基部３０２の周端から離れた位置に配線部３０３を形成するようにしている。
まず、図３（ａ）に示すように、基部３０２の一方の面に導電性材料からなるシード層３０１を形成する。
次に、図３（ｂ）に示すように、シード層３０１の上にレジストマスク３０４を形成する。
次に、図３（ｃ）に示すように、電解メッキ法を用いて配線３０３ａと第１の金属層３０３ｂと第２の金属層３０３ｃを順次形成する。この際、導電性材料からなるシード層３０１が基部３０２の周端に達しているため、基部３０２の周端から電流を印加することができる。そのため、基部３０２の周端から離れた位置に配線３０３ａと第１の金属層３０３ｂと第２の金属層３０３ｃを順次形成することができる。
次に、図３（ｄ）に示すように、レジストマスク３０４と余剰なシード層３０１を除去する。この様にして、基部３０２の周端から離れた位置に配線部３０３を形成することができる。
しかしながら、電解メッキ法を用いて、基部３０２の周端から離れた位置に配線部３０３を形成すると、配線３０３ａの側壁３０３ａ１が露出することになる。前述したように、配線３０３ａの側壁３０３ａ１が露出すると、側壁３０３ａ１が腐食して光の反射率、ひいては光の取り出し効率が低下するおそれがある。
この場合、無電解メッキ法を用いて、基部３０２の周端から離れた位置に配線３０３ａと第１の金属層３０３ｂと第２の金属層３０３ｃを順次形成することができる。この場合は、配線３０３ａの側壁３０３ａ１を第１の金属層３０３ｂと第２の金属層３０３ｃで覆うことができる。
ここで、前述したように、第１の金属層３０３ｂの材料と錫とが相互に拡散するために必要な活性化エネルギーが、配線３０３ａの材料と錫とが相互に拡散するために必要な活性化エネルギーよりも高く、相互に拡散しにくいものとなっている。例えば、第１の金属層３０３ｂの材料はニッケルとなっている。
無電解メッキ法を用いて、ニッケルからなる第１の金属層３０３ｂを形成する場合には、還元剤として次亜リン酸（Ｈ３ＰＯ２）が用いられる。そのため、第１の金属層３０３ｂにリンが含まれることになる。
前述したように、第１の金属層３０３ｂにリンが含まれていると、発光素子１０１をはんだ付けする際にリンの濃度が部分的に高くなる場合がある。このリンの濃縮部に起因した接合強度の低下等が発生するため、発光素子１０１を接合した際の接合の信頼性が低下するという新たな問題が発生する。
そのため、第２の実施形態に係る配線基板１の製造方法においては、以下の手順により配線部３を形成するようにしている。
図４（ａ）〜（ｅ）は、第２の実施形態に係る配線基板１の製造方法について例示するための模式工程断面図である。
なお、図４（ａ）〜（ｅ）においては、配線部３と接合部４を同時に形成する場合を例示する。
第２の実施形態に係る配線基板１の製造方法においては、電解メッキ法を用いて、基部２の周端から離れた位置に配線３ａと第１の金属層３ｂ、および、第３の金属層４ａと第４の金属層４ｂを形成するようにしている。そして、無電解メッキ法を用いて、配線３ａと第１の金属層３ｂを覆うように第２の金属層３ｃを形成し、第３の金属層４ａと第４の金属層４ｂを覆うように第５の金属層４ｃを形成するようにしている。
まず、図４（ａ）に示すように、基部２の一方の面に第１のシード層１１ａを形成する。また、基部２の第１のシード層１１ａが形成される側とは反対の側に、第２のシード層１１ｂを形成する。
第１のシード層１１ａ、第２のシード層１１ｂは、絶縁性を有する基部２の表面に導電性を付与するために形成される。導電性材料としては特に限定はないが、例えば、配線３ａと同じ材料とすることができる。導電性材料は、例えば、銅とすることができる。
第１のシード層１１ａ、第２のシード層１１ｂの形成は、例えば、スパッタリング法を用いて行うことができる。第１のシード層１１ａ、第２のシード層１１ｂの厚み寸法は、例えば、０．００００５ｍｍ程度とすることができる。
次に、図４（ｂ）に示すように、第１のシード層１１ａの上に第１のレジストマスク１４ａを形成する。また、第２のシード層１１ｂの上に第２のレジストマスク１４ｂを形成する。
第１のレジストマスク１４ａは、第１のシード層１１ａ上の所定の位置に配線３ａと第１の金属層３ｂを形成するためのものである。
第２のレジストマスク１４ｂは、第２のシード層１１ｂ上の所定の位置に第３の金属層４ａと第４の金属層４ｂを形成するためのものである。
第１のレジストマスク１４ａ、第２のレジストマスク１４ｂは、例えば、第１のシード層１１ａ、第２のシード層１１ｂの上に液状レジストをスピンコーターを用いて均一塗布することで形成することができる。また、第１のレジストマスク１４ａ、第２のレジストマスク１４ｂは、例えば、ドライフィルムレジスト（Dry Film Photoresist）を真空圧着機等でそれぞれ貼り付け、フォトリソグラフィ法を用いてそれぞれ形成することもできる。 第１のレジストマスク１４ａの厚み寸法は、例えば、配線３ａの厚み寸法と第１の金属層３ｂの厚み寸法を加えた値とすることができる。
第２のレジストマスク１４ｂの厚み寸法は、例えば、第３の金属層４ａの厚み寸法と第４の金属層４ｂの厚み寸法を加えた値とすることができる。
次に、図４（ｃ）に示すように、電解メッキ法を用いて、第１のレジストマスク１４ａの開口部分に配線３ａと第１の金属層３ｂを順次形成する。また、配線３ａと第１の金属層３ｂを順次形成するのと同時に、第２のレジストマスク１４ｂの開口部分に第３の金属層４ａと第４の金属層４ｂを順次形成する。この際、導電性材料からなる第１のシード層１１ａと第２のシード層１１ｂが基部２の周端に達しているため、基部２の周端から電流を印加することができる。そのため、基部２の周端から離れた位置に配線３ａと第１の金属層３ｂ、および、第３の金属層４ａと第４の金属層４ｂを順次形成することができる。
配線３ａと第３の金属層４ａの材料は、例えば、銅とすることができる。
第１の金属層３ｂと第４の金属層４ｂの材料は、例えば、ニッケルやパラジウムなどとすることができる。
配線３ａと第３の金属層４ａの厚み寸法は、０．０２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下とすることができる。
第１の金属層３ｂと第４の金属層４ｂの厚み寸法は、０．００３ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下とすることができる。
また、第１の金属層３ｂと第４の金属層４ｂは、それぞれ１つの層とすることもできるし、それぞれ複数の層が積層されたものとすることもできる。
なお、電解メッキ法におけるメッキ液やプロセス条件などは、既知の技術を適用することができるので説明を省略する。
次に、図４（ｄ）に示すように、第１のレジストマスク１４ａ、第２のレジストマスク１４ｂと余剰な第１のシード層１１ａ、第２のシード層１１ｂを除去する。
第１のレジストマスク１４ａ、第２のレジストマスク１４ｂの除去は、例えば、ウェットアッシング法を用いて行うことができる。
余剰な第１のシード層１１ａ、第２のシード層１１ｂの除去は、例えば、ウェットエッチング法を用いて行うことができる。
次に、図４（ｅ）に示すように、無電解メッキ法を用いて、第１の金属層３ｂと、配線３ａの側壁３ａ１を覆うように第２の金属層３ｃを形成する。また、第２の金属層３ｃを形成するのと同時に、第４の金属層４ｂと、第３の金属層４ａの側壁４ａ１を覆うように第５の金属層４ｃを形成する。
第２の金属層３ｃと第５の金属層４ｃの材料は、例えば、金やパラジウムとすることができる。
第２の金属層３ｃと第５の金属層４ｃの厚み寸法は、第２の金属層３ｃと第５の金属層４ｃの機能の観点から、配線の表層が確実に覆える厚みとすればよい。例えば、第２の金属層３ｃと第５の金属層４ｃの厚み寸法は、０．０００１ｍｍ以上、０．０００３ｍｍ以下とすることができる。
また、図２（ｃ）に示すように、第２の金属層３ｃと第５の金属層４ｃは、それぞれ１つの層とすることもできるし、それぞれ複数の層が積層されたものとすることもできる。
なお、無電解メッキ法におけるメッキ液やプロセス条件などは、既知の技術を適用することができるので説明を省略する。
以上のようにして、基部２の周端から離れた位置に配線部３と接合部４を同時に形成することができる。
本実施の形態に係る配線基板１の製造方法においては、電解メッキ法を用いて、基部２の周端から離れた位置に配線３ａと第１の金属層３ｂ、および、第３の金属層４ａと第４の金属層４ｂを形成するようにしている。
そのため、第１の金属層３ｂには、実質的に還元剤の成分である異種元素が含まれないようにすることができるので、発光素子１０１をはんだ付けする際に還元剤成分の濃縮部が形成されることを抑制することができる。その結果、接合に関する信頼性の向上を図ることができる。
また、第４の金属層４ｂには、実質的に還元剤の成分である異種元素が含まれないようにすることができるので、他の部材２００をはんだ付けする際に還元剤の成分の濃縮部が形成されることを抑制することができる。その結果、接合に関する信頼性の向上を図ることができる。
また、無電解メッキ法を用いて、配線３ａと第１の金属層３ｂを覆うように第２の金属層３ｃを形成し、第３の金属層４ａと第４の金属層４ｂを覆うように第５の金属層４ｃを形成するようにしている。
そのため、基部２の周端から離れた位置であっても、配線３ａの露出部分である側壁３ａ１を第２の金属層３ｃにより覆うことができるので、側壁３ａ１が酸化や硫化等により腐食するのを抑制することができる。その結果、光の反射率の低下、ひいては光の取り出し効率の低下を抑制することができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
１ 配線基板、２ 基部、３ 配線部、３ａ 配線、３ａ１ 側壁、３ｂ 第１の金属層、３ｃ 第２の金属層、４ 接合部、４ａ 第３の金属層、４ａ１ 側壁、４ｂ 第４の金属層、４ｃ 第５の金属層、５ はんだ部、１１ａ 第１のシード層、１１ｂ 第２のシード層、１４ａ 第１のレジストマスク、１４ｂ 第２のレジストマスク、１００ 発光装置、１０１ 発光素子、１０２ 波長変換部、１０３ 封止部、２００ 部材

Claims (5)

  1. 平板状を呈し、絶縁性を有する基部と；
    前記基部の一方の面上であって前記基部の周縁から離れた位置に設けられた配線と、前記配線の前記基部の側とは反対の側に設けられた第１の金属層と、前記第１の金属層と前記配線の側壁とを覆う第２の金属層と、を有する配線部と；
    前記基部の前記配線が設けられる側とは反対の側の面上であって前記基部の周縁近傍より内側の全面を覆い前記配線の材料と同じ材料を含む第３の金属層と、前記第３の金属層の前記基部の側とは反対の側に設けられ前記第１の金属層の材料と同じ材料を含む第４の金属層と、前記第４の金属層と前記第３の金属層の側壁とを覆い前記第２の金属層の材料と同じ材料を含む第５の金属層と、を有する接合部と；
    前記第２の金属層の前記第１の金属層が設けられる側とは反対の側に設けられた発光素子と；
    前記発光素子と、前記第２の金属層と、の間に設けられたはんだ部と；
    を具備し、
    前記配線部と、前記接合部とは、前記基部により絶縁された発光装置。
  2. 前記第２の金属層上に少なくとも錫を含むはんだ部を有し、
    前記第１の金属層の材料と錫とが相互に拡散するために必要な活性化エネルギーは、前記配線の材料と錫とが相互に拡散するために必要な活性化エネルギーよりも高い請求項１記載の発光装置。
  3. 前記第２の金属層の材料は、前記配線の材料及び前記第１の金属層の材料よりもイオン化エネルギーが高い請求項１または２に記載の発光装置。
  4. 前記第１の金属層の厚み寸法は、前記第２の金属層の厚み寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
  5. 絶縁性を有する基部の一方の面に第１のシード層を形成する工程と；
    前記基部の前記第１のシード層が形成される側とは反対の側の面に、第２のシード層を形成する工程と；
    前記第１のシード層の上に第１のレジストマスクを形成する工程と；
    前記第２のシード層の上に第２のレジストマスクを形成する工程と；
    前記第１のレジストマスクの開口部分であって、前記基部の周縁から離れた位置に配線と第１の金属層を順次形成する工程と；
    前記第２のレジストマスクの開口部分であって、前記基部の周縁近傍より内側の全面を覆い前記配線の材料と同じ材料を含む第３の金属層と、前記第１の金属層の材料と同じ材料を含む第４の金属層と、を順次形成する工程と；
    前記第１のレジストマスク、前記第２のレジストマスク、余剰な前記第１のシード層、および、余剰な前記第２のシード層を除去する工程と；
    前記第１の金属層と、前記配線の側壁を覆う第２の金属層を形成して配線部を形成する工程と；
    前記第４の金属層と、前記第３の金属層の側壁と、を覆い前記第２の金属層の材料と同じ材料を含む第５の金属層を形成して接合部を形成する工程と；
    を具備し、
    前記配線部と、前記接合部とは、前記基部により絶縁された配線基板の製造方法。
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