JP7011147B2 - 発光素子載置用基体の製造方法及びそれを用いた発光装置の製造方法並びに発光素子載置用基体及びそれを用いた発光装置 - Google Patents

Description

本開示は、発光素子載置用基体の製造方法及びそれを用いた発光装置の製造方法並びに発光素子載置用基体及びそれを用いた発光装置に関する。

種々の光源として、ＬＥＤ（発光ダイオード）チップのような発光素子を備える発光装置が利用されている。このような発光装置には、発光素子及び発光素子が搭載される基体を有するものがある。例えば、特許文献１及び２に記載の発光装置は、金属シートを打ち抜きやエッチング等で加工したリードフレームを、インサートモールディング技術により樹脂と一体化した発光装置筐体の集合体に、発光素子が載置されている。

特開２００８－２３５４６９号公報 特開２０１０－１３５７１８号公報

このような発光装置筐体の集合体を製造する際のリードフレーム加工工程においては、打ち抜きやエッチング加工等が必要になり、廃棄物や廃液が多く発生してリードフレームのコストが上昇し、これにより最終的に製造される発光装置のコストが上昇するという課題があった。
本実施形態はこのような事情に鑑みてなされたものであり、コストを低減した発光素子載置用基体の製造方法及びそれを用いた発光装置の製造方法並びに発光素子載置用基体及びそれを用いた発光装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る発光素子載置用基体の製造方法は、導電体コアの表面に光反射性の絶縁部材を有するコア部を、複数配列する工程と、複数の前記コア部を遮光性樹脂によって一体に固定する工程と、前記導電体コアの表面が前記遮光性樹脂から露出するように前記絶縁部材の一部を除去する工程と、を備える。
また、本発明の一実施形態に係る発光素子載置用基体は、複数の導電体コアと、前記それぞれの導電体コアの側面を被覆する光反射性の絶縁部材と、前記絶縁部材同士が接合された集合体と、前記集合体を被覆する遮光性樹脂と、を備え、前記導電体コアの上面、前記導電体コアの下面並びに前記上面及び前記下面の周囲の前記絶縁部材は前記遮光性樹脂から露出されている。

これにより、コストを低減した発光素子載置用基体の製造方法及びそれを用いた発光装置の製造方法並びに発光素子載置用基体及びそれを用いた発光装置を提供することができる。

コア部を示す模式断面図である。 絶縁性スペーサ部材を示す模式断面図である。 本発明の第１実施形態の製造方法を説明する模式図である。 本発明の第１実施形態の製造方法を説明する模式図である。 本発明の第１実施形態の製造方法を説明する模式図である。 本発明の第１実施形態の製造方法を説明する模式図である。 本発明の第１実施形態の発光装置を説明する模式図である。 本発明の第２実施形態の製造方法を説明する模式図である。 本発明の第２実施形態の発光装置を説明する模式図である。 本発明の第３実施形態の製造方法を説明する模式図である。 本発明の第３実施形態の製造方法を説明する模式図である。 本発明の第３実施形態の製造方法を説明する模式図である。 図４の下面を説明する模式図である。 図１２のＡ－Ａ断面を説明する模式図である。

以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光素子載置用基体及び発光素子載置用基体の製造方法は、本開示の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本開示を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。他の実施形態において説明した構成のうち同一の名称については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を容易にするため、誇張していることがある。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る発光素子載置用基体１００の製造方法は、導電体コア１２の表面に光反射性の絶縁部材１４を有するコア部１６を複数配列する工程と、複数のコア部１６を遮光性樹脂２０によって一体に固定する工程を備える。以下、図１Ａ～４を参照しながら、本実施の形態に係る発光素子載置用基体の製造方法について説明する。

（コア部１６の配列）
まず、図２に示すように、球状のコア部１６を配列する。ここでは、コア部１６と略同じ大きさの球状の絶縁性スペーサ部材１８を用いてコア部１６の位置を調整している。具体的には、一列に配列された複数（図２においては４つ）のコア部１６で構成されるコア部の組の間に、１つの絶縁性スペーサ部材１８が配置された列と、複数の絶縁性スペーサ部材１８のみが配置された列が交互に複数配置されている。このコア部１６およびコア部の組は、発光装置２００の電極として用いられる。そのため、この発光素子載置用基体１００を用いて作製される発光装置２００の数に応じて、例えば、コア部１６またはコア部の組は、数十個～数千個設けられる。コア部の配列は一次元配列や二次元配列の他、コア部を積層した三次元配列であってもよい。

図１Ａに示すように、コア部１６は球状の導電体コア１２の表面全体に、光反射性の絶縁部材１４を有する。導電体コア１２の形状は、球状以外の形状であってもよく、表面に絶縁部材を形成しやすい形状であることが好ましい。導電体コア１２の大きさは、搭載される発光素子２４のサイズや本実施形態により得られる発光装置２００のサイズによって適宜選択可能であるが、例えば、球の場合で直径０．１～２．０ｍｍ程度とすることができる。

光反射性の絶縁部材１４は、例えば導電体コア１２の表面全体に、光反射性の絶縁部材１４をスプレー塗布し、焼付するという工程を必要回数繰り返すことで導電体コア１２の表面全体に形成される。光反射性の絶縁部材１４の厚みは、例えば０．０１～０．１ｍｍ程度とすることができる。

図１Ｂに示すように、絶縁性スペーサ部材１８はその全てが絶縁性材料からなることが好ましい。また、絶縁性スペーサ部材１８は用いるコア部の形状と略同じ大きさおよび略同じ形状であることが好ましい。

（コア部１６の接着）
図２のように配列されたコア部１６及び絶縁性スペーサ部材１８は、隣接する箇所で互いに接着剤等を用いて接着されて、コア部同士あるいはコア部と絶縁性スペーサ部材１８が接合されたコア部の集合体を形成する。後述する遮光性樹脂形成工程でコア部１６及び絶縁性スペーサ部材１８を固定することが可能であるため、この接着工程は仮固定治具を用いる場合は省略可能である。

（遮光性樹脂形成工程）
次に、コア部の集合体を被覆するよう略直方体のキャビティを有する金型を用いて、遮光性樹脂組成物を金型内に注入し成形して、図３に示すようにコア部の集合体が遮光性樹脂２０に完全に内包された略直方体の基体準備体１２０を得る。金型のランナー及びゲートは適宜設ければ良い。これにより、複数のコア部１６及び絶縁性スペーサ部材１８を遮光性樹脂２０によって一体に固定することができる。この際、コア部１６や絶縁性スペーサ部材１８の間の隙間から、遮光性樹脂組成物を流入させることができるため、遮光性樹脂２０を容易に成形することができる。さらに、コア部１６と絶縁性スペーサ部材１８が球状であることで、これらの間の隙間の形状を複雑にすることができ、コア部１６または絶縁性スペーサ部材１８と遮光性樹脂２０との密着性が向上する。

（導電体コア露出工程）
次に、得られた基体準備体１２０の上下面から所定の厚みを研削や研磨等で除去し、除去後の基体準備体の上面及び下面において導電体コア１２の一部を絶縁部材１４及び遮光性樹脂２０から露出させる。これにより、導電体コア１２、絶縁部材１４及び遮光性樹脂２０が当該除去工程後の基体準備体の上下面において、略面一に配置される。

これにより、図４、図１２及び図１３に示すように、複数の導電体コア１２と、それぞれの導電体コア１２の側面を被覆する光反射性の絶縁部材１４と、絶縁部材１４同士を接合する遮光性樹脂２０と、を備え、その上下面に導電体コア１２が遮光性樹脂２０から露出された発光素子載置用基体１００とすることができる。なお、導電体コア１２の一部が露出するまで遮光性樹脂２０及び絶縁部材１４を除去するため、基体準備体１２０の遮光性樹脂２０を成形する際に、コア部１６は遮光性樹脂２０に完全に内包されていなくてもよく、例えばコア部１６の頂部が遮光性樹脂２０から露出される状態であってもよい。

（金属膜形成工程）
発光素子載置用基体１００の導電体コア１２の露出された部分に、メッキやスパッタ等によって金属膜２２を形成してもよい。本実施形態においては、図５に示すように複数の導電体コア１２の露出面をつなげるように、導電体コア１２の露出面、絶縁部材１４の露出面及び遮光性樹脂２０の表面に金属膜２２を形成している。具体的には、上述の複数のコア部１６が一列に配列された４つのコア部１６からなるコア部の組それぞれに対し、２つの金属膜２２が配置されている。つまり、２つのコア部に対して１つの金属膜２２が形成されており、金属膜２２は複数分離して配置されている。金属膜２２の材料としては、金属膜２２が発光素子２４又は発光装置の外部と接続端子（コネクタ）等を介して接続されることから、導電性の高いものや、機械的及び電気的な接続性が高いものが好ましい。また、発光素子２４が載置される面となる上面３１側の金属膜２２には、光反射性の高い材料（例えばＡｇ等）を用いることが好ましい。金属膜は全ての導電体コアの露出面に形成しなくてもよく、必要な箇所に形成されていればよい。

（発光素子載置工程）
このようにして得られた金属膜付発光素子載置用基体の上面に、複数の発光素子を載置する。本実施形態においては、図５に示すように、正負一対の電極を一つの面に備える発光素子２４を、その電極が配置された面を発光素子載置用基体１００の側に向け発光素子載置用基体１００の上面３１にフリップチップ実装する。この時、一つの金属膜２２と一つの発光素子２４の正または負の電極がそれぞれ電気的に接続される。発光素子載置用基体１００と発光素子２４との間の導電接続手段としては、半田や異方性導電ペースト等を用いることができる。

（発光素子封止工程）
図５に示すように、封止材２６で、発光素子２４と発光素子載置用基体１００の上面３１（発光素子を載置した面）を被覆して封止し、発光装置集合体１３０を形成する。
本実施形態では、発光素子載置用基体を大面積化することにより、一括して発光素子の載置や封止等の処理ができる発光装置数を増やし、これにより製造コストを抑制することができる。

（個片化工程）
そして、発光装置集合体１３０を所定の切断線に沿って少なくとも２以上のコア部を含むように切断し、個片化して、図６で示すような発光装置２００とする。切断線は、導電体コア１２を切断しない位置に設けられることが好ましい。例えば、遮光性樹脂２０及び／または複数の絶縁性スペーサ部材１８のみが配置された列に沿って複数の絶縁性スペーサ部材１８を切断する位置に設けられることが好ましい。発光装置集合体１３０を分割して個片化する分割線上の金属部材の割合が高いと、個片化コストの増大を引き起こす。例えば、金型で打抜く方法又はダイサーで切断する方法では、刃物の消耗が樹脂の場合より速くなるし、金属部材があるとブレーキングが難しい。本実施形態では、あらかじめ分離された導電体コア１２を一体に固定して発光素子載置用基体１００として用いることで、金属材料を切断しないように個片化を行うことができる。これにより、切断が高速にでき、また切断刃の消耗が少ないので生産性を高くできる。

このようにして製造された発光素子載置用基体１００は、あらかじめ分離された球状の導電体コア１２を用いることにより、大面積の発光素子載置用基体を容易に作製可能となる。
また、発光素子２４直下の導電体コア１２が光反射性の絶縁部材１４で被覆され、その上に金属膜２２を形成することで、放熱経路（発光素子２４直下の導電体コア１２）と通電経路（発光素子２４の外側で金属膜２２と電気的に接続される導電体コア１２）の分離設計が容易になるため好ましい。

＜第２実施形態＞
第１実施形態と同様に発光素子載置用基体１００を作製した後、発光素子載置用基体１００の上面３１側に発光素子２４からの出射光を反射可能なリフレクタを形成してもよい。例えば、図７に示すように、金型を用いて金属膜付発光素子載置用基体の金属膜２２を凹部４０の底面に露出するリフレクタ４２を形成する。あるいは、複数の貫通孔を有する板状の成形体を準備して、上面３１に貼り付けることで、リフレクタ４２としてもよい。なお、リフレクタ４２の形成後に金属膜２２を形成してもよい。

その後、第１実施形態と同様に発光素子２４を載置し、凹部４０に封止材２６を埋設して発光装置集合体１３０Ａを形成する。

そして、発光装置集合体１３０Ａを所定の切断線に沿って切断し、個片化して、図８で示すような発光装置２００Ａとする。図８の例では発光装置２００Ａが１つの凹部４０を有するように切断している。なお、各発光装置２００Ａにつき、２以上の凹部を有するように切断してもよい。

＜第３実施形態＞
本実施形態の発光素子載置用基体は、導電体コア１２Ａと電気的に接続され、遮光性樹脂２０Ａに埋設された保護素子５０をさらに有する。

（コア部１６Ａの配列）
本実施形態においては、図９に示すように、サイコロ状のコア部１６Ａを直線状に配列し、バー状の一次元配列金属コア集合体１４０を形成する。サイコロ状のコア部１６Ａは、例えば球状のコア部を整列した後で上下・前後・左右の３方向から圧接することで形成することができる。コア部１６Ａは、導電体コア１２Ａと、導電体コア１２Ａの表面を被覆する光反射性の絶縁部材１４Ａを有しており、保護素子５０と電気的に接続される領域において絶縁部材１４Ａから導電体コア１２Ａが露出されている。例えば、一次元配列金属コア集合体１４０の一側面の絶縁部材１４Ａを除去することで導電体コア１２Ａが露出される。なお、絶縁部材１４Ａの除去工程なしで、保護素子５０に設けたバンプを突き刺すことで絶縁部材１４Ａを突き破り、導電体コア１２Ａと保護素子５０との電気的接続をとってもよい。

（保護素子載置工程）
図９に示すように、導電体コア１２Ａが露出された所定の位置に保護素子５０をフリップチップ実装する。この際、隣接するコア部１６Ａとコア部１６Ａの接合面を保護素子５０が跨ぎ、保護素子５０は保護素子５０の二つの電極で導電体コア１２と接合するように配置する。保護素子５０と導電体コア１２の電気的接続手段としては、半田付け、異方性導電ペースト、バンプ接続などを用いることができる。

（絶縁性スペーサ部材１８Ａの配列）
図１０に示すように、一次元配列金属コア集合体１４０と絶縁性スペーサ部材１８Ａを交互に整列し、接着して、平面配列金属コア集合体１５０を形成する。この際、保護素子５０は、一次元配列金属コア集合体１４０と絶縁性スペーサ部材１８Ａの側面間に位置する。つまり、上面及び下面ではなく側面に、保護素子５０が配置されるよう整列し、接着する。絶縁性スペーサ部材１８Ａの側面には、保護素子５０が収納される凹部を設けてもよい。

（遮光性樹脂形成工程）
次に、平面配列金属コア集合体１５０を被覆するよう略直方体のキャビティを有する金型を用いて、遮光性樹脂組成物を金型内に注入し成形して、平面配列金属コア集合体１５０を遮光性樹脂２０Ａに内包する基体準備体を形成する。この際、コア部１６Ａと絶縁性スペーサ部材１８Ａとの間の保護素子５０のない部分の隙間が、樹脂組成物の流入経路となり、アンカーともなる。

その後、基体準備体の上下面を所定の厚さまで研削／研磨し遮光性樹脂２０Ａ及び絶縁部材１４Ａの一部を除去し、上下面に導電体コア１２Ａを露出させ、図１１に示すように発光素子載置用基体１００Ａとする。その後の工程は、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。
本実施形態によれば、保護素子５０が、発光素子載置用基体１００Ａ内部に包含されるため、発光素子から出た光が保護素子５０に吸収されることがないから、発光装置の発光効率の低下を抑制することができる。

以下に、実施の形態の発光装置の各構成部材に適した材料等について説明する。
（コア部）
コア部は少なくとも、導電体コアと、光反射性の絶縁部材を備える。例えば、光反射性の絶縁皮膜付金属コア、光反射性の絶縁皮膜付金属球、あるいは、光反射性の絶縁皮膜付グラファイト球などである。コア部の表面は、遮光性樹脂との接合力を高めるため、細かな凹凸形状を有してもよい。

（導電体コア）
導電体コアは、発光装置の電極および／または放熱経路として用いられる部材である。そのため、材料は、電気良導体の金属等を用いることができる。例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の金属又はそれらの合金、あるいはグラファイト等の炭素素材を用いることができる。導電体コアは、発光素子載置用基体に搭載される発光素子から発せられる光を、例えば７０％、好ましくは８０％以上反射するものが好ましい。例えば、発光素子が青色系の発光をする場合には、Ａｌ、Ａｇ等を用いることが好ましい。

導電体コアは、その全体が同じ組成であってもよいし、組成の異なる複数の領域を有していてもよい。例えば、第１の金属部を覆うように第２の金属部をメッキ等により成膜することで２種以上の材料からなる多層構造としてもよい。また、内部に空孔など絶縁材を有してもよいし、撚り線やリッツ線のような異方性導電体でもよい。

導電体コアの形状は、例えば、円柱、角柱（多面体）、球（楕円体含む）、円管（円筒）、またはこれらに近似した立体形状があげられる。スルーホールやキャスタレーション等の発光素子載置用基体に設ける構造に応じ、適宜導電体コアの形状は選択される。

導電体コアは、その一部が発光素子載置用基体の表面（上面３１及び下面３２）に露出しており、その露出された部分において、ワイヤや半田などの接合部材を用いて発光素子と電気的に接続される。そのため、導電体コアの大きさや形状は、露出部が発光素子との接続に適切な面積及び形であることが好ましい。例えば、発光素子載置用基体の上面及び下面と略面一になるように、導電体コアが露出されていることが好ましい。導電体コアの露出部分を覆うように、後述する金属膜が設けられる場合は、接合部材を介して金属膜と発光素子とが接続される。

発光素子載置用基体に載置される発光素子は、導電体コア、光反射性の絶縁部材、遮光性樹脂のいずれと接していてもよい。発光素子が導電体コア上に載置されることにより、発光素子が生じる熱の放熱性を高めることができる。また、半田等の導電性の接合部材を介して導電体コアと発光素子の電極を直接接続することで、ワイヤを必要とせずに発光装置を小型にすることが可能となる。

導電体コアを発光装置の電極として用いるために、１つの発光素子載置用基体に対してコア部が複数設けられる。発光装置の電極として用いるためには最小で２つの導電体コアを発光装置の基体が有していればよい。また、複数の導電体コアを発光装置の電極の一つとして用いてもよい。例えば、隣接して配置された導電体コアの上にわたって発光素子の電極を導電性の接合部材を介して載置してもよい。導電体コアを備えたコア部の並び方を変更することで、発光素子載置用基体内の導電部の配置を適宜変更することができるため、発光素子載置用基体の設計の自由度を高めることができる。

導電体コアは、発光素子載置用基体の上面３１及び下面３２に露出される。１つの導電体コアが、上面及び下面の２箇所において露出されていてもよく、上面と下面で別々の導電体コアが露出されていてもよい。発光素子が接合されている導電体コアを基体の外部端子として用いることで、放熱特性を向上させることができる。

導電体コアを電極として用いずに放熱経路として用いる場合には、導電体コアと発光素子とが電気的に接続されていなくてもよく、導電体コアが発光素子載置用基体の表面に露出されていることも必ずしも必要ではない。導電体コアは、発光素子からの熱を外部に放出しやすいように、熱源となる発光素子近傍から発光素子載置用基体の表面近傍まで繋がって配置されていることが好ましい。

（光反射性の絶縁部材）
本実施形態において、光反射性の絶縁部材は、導電体コアの側面を被覆する。光反射性の絶縁部材は、単層でもよいし複数の層が積層された構造であってもよい。複数の層が積層される場合には、導電体コアに近い側に熱硬化性樹脂の膜、最外周に接着層を備えると、コア部の集合体を作る際に接着材が不要となるか、または少量で済むため、生産性が良い。

光反射性の絶縁部材は例えば導電体コアの側面に、単層膜状あるいは多層膜状で略均一な厚みで形成される。光反射性の絶縁部材の膜厚は、例えば、数μｍ～数百μｍがあげられる。数十μｍ程度であれば、絶縁性の確保と、発光装置（発光素子載置用基体）の小型化を両立することができ、好ましい。光反射性の絶縁部材は、導電体コアの側面に略均一な厚みで形成されていてもよく、一部の厚みが他の箇所よりも厚く形成されていてもよい。

発光素子載置用基体の上面及び下面に位置し、外部に露出される導電体コアは、光反射性の絶縁部材からも露出されており、基体の上面及び下面において、光反射性の絶縁部材は導電体コアの周囲に配置されている。複数の導電体コアの間に光反射性の絶縁部材を有することで、複数の導電体コアが互いに絶縁された状態で配置される。

光反射性の絶縁部材の材料としては、コストや製造容易性から、樹脂を母材とした材料が好ましい。母材となる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物；エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物；ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物；ポリフタルアミド（ＰＰＡ）；ポリカーボネート樹脂；ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）；液晶ポリマー（ＬＣＰ）；ＡＢＳ樹脂；フェノール樹脂；アクリル樹脂；ＰＢＴ樹脂；ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）；ポリアミド（ＰＡ）６、ＰＡ６６；ポリフェニレンスルファイド樹脂（ＰＰＳ）；ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等の樹脂が挙げられる。なお、母材の材料は樹脂に限られず、ガラス等の他の材料を用いてもよい。

光反射性を付与するために、これらの母材等に、例えば、二酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト、酸化ニオブ、各種希土類酸化物（例えば、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム）などの光反射材（粒子状、繊維状など）が添加されてもよい。搭載する発光素子の発光波長に対して反射率が高いことが好ましく、例えば搭載する発光素子からの出射光に対する反射率が４４０ｎｍ～６３０ｎｍの領域で平均７０％以上となるように設定されることが好ましい。また、４４０ｎｍ～６３０ｎｍの領域で、用いる導電体コアよりも平均反射率が高いことが好ましい。

光反射性の絶縁部材は、あらかじめ導電体コアの一部を露出するように形成してもよいし、導電体コアの周囲全面を光反射性の絶縁部材で覆い、その後、光反射性の絶縁部材の一部を除去することで導電体コアの表面を絶縁部材から露出させてもよい。後で除去する場合、例えば、光反射性の絶縁部材の母材として熱硬化性樹脂を、遮光性樹脂として熱可塑性樹脂を用いると、薬剤による溶解速度の差を利用し、光反射性の絶縁部材を選択的に薬剤で溶解させることができるので、切削除去のみならず溶解除去が可能となる。

（遮光性樹脂）
遮光性樹脂は、複数のコア部を一体に固定する絶縁部材である。
遮光性とは、発光素子からの光（主として可視光）の例えば７０％を遮光可能であり、好ましくは９０％、さらに好ましくは９５％以上を遮光可能であることを意味する。光を反射するものであってもよく、光を吸収するものであってもよい。例えば白色または黒色である。これにより、樹脂母材の光劣化を抑制することができる。
遮光性樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。これらの樹脂には、搭載される発光素子の光に対して遮光性を有するために、光反射材、光吸収材等が添加される。これら添加材は粒子状、繊維状等であってもよい。遮光性樹脂は単一の材料から構成されてもよいし複数の異なる材料から構成されてもよく、また、複数のコア部の間のみならず上部あるいは下部に突出していてもよい。

発光素子の近傍（特に発光素子に接する、または対向する箇所）に位置する樹脂に照射される光密度は非常に高く、発光装置の駆動とともに樹脂の劣化や変色を引き起こして発光装置の発光効率を低下させるおそれがある。発光素子直下に位置する樹脂を遮光性とすることで、当該樹脂の光劣化を抑制し、発光装置の発光効率を維持することができる。

遮光性樹脂の母材となる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物；エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物；ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物；ポリフタルアミド（ＰＰＡ）；ポリカーボネート樹脂；ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）；液晶ポリマー（ＬＣＰ）；ＡＢＳ樹脂；フェノール樹脂；アクリル樹脂；ＰＢＴ樹脂；ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）；ポリアミド（ＰＡ）６、ＰＡ６６；ポリフェニレンスルファイド樹脂（ＰＰＳ）；ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等の樹脂が挙げられる。

これらの樹脂中に、光反射材が添加されることが好ましく、光反射材としては、発光素子からの光を吸収しにくく、かつ母材となる樹脂に対する屈折率差の大きい反射部材（例えばＴｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，ＭｇＯ）等の粉末を分散することで、効率よく光を反射させることができる。

（リフレクタ）
リフレクタとしては、前述した遮光性樹脂と同様の材料を用いることができる。また、遮光性樹脂と同様に光反射材を含有していることが好ましい。また、誘電体多層膜や絶縁膜と金属膜からなる多層膜を用いることもできる。

（金属膜）
発光素子載置用基体の上面及び下面に露出された導電体コアの表面には、メッキ等により金属膜が形成されていてもよい。発光素子が載置される側となる発光素子載置用基体の上面側の金属膜は、発光素子からの光に対する反射率が高い金属を用いることが好ましい。また、発光装置の外部電極となる発光素子載置用基体の下面側の金属膜は、半田との濡れ性が良好な金属を用いることが好ましい。最表面の金属膜と導電体コアとの密着性を考慮して下地層となる金属膜を有していてもよく、金属膜は多層構造を有していてもよい。

金属膜は、導電体コアの表面のみならず、光反射性の絶縁部材や遮光性樹脂の表面に形成されていてもよい。例えば、発光素子の載置部となる少なくとも一つの導電体コアの上に、発光素子載置用基体の表面に露出された導電体コアの表面と、その外側の絶縁部材及び遮光性樹脂の表面にわたって金属膜を設ける。このような金属膜を設けることにより、発光素子からの熱を発光装置の基部の水平方向へ広げることができる。

また、金属膜は２以上の導電体コアを電気的に接続する配線層として機能していてもよい。例えば、隣接する導電体コアを繋ぐようにそれぞれの導電体コアの表面と、導電体コアと導電体コアの間に位置する絶縁部材及び遮光性樹脂を金属膜で被覆する。これにより、直列または並列の配線を形成することが可能となり、発光装置の基体の設計自由度が向上する。例えば、複数の発光素子を直列に接続し、駆動電圧を高めて駆動電流を下げることで、電圧低下（電力損失）を抑制し、光源としてのエネルギー効率を高めることができる。
金属膜は、後述する遮光性樹脂の形成後に設けられてもよく、遮光性樹脂の形成前に導電体コアに設けてもよい。

（発光素子）
発光素子載置用基体に搭載可能な発光素子としては、発光ダイオード、レーザダイオード、発光トランジスタ、発光サイリスタなどが挙げられる。
発光素子は、導電体コアの露出面に載置されることが放熱性の面で好ましい。発光素子と導電体コアの間に熱伝導性が良好な絶縁部材あるいは薄い絶縁膜を設けることもある。例えば、サファイヤ基板等の絶縁性基板を用いた発光素子は、導電体コアの露出面にジャンクションアップマウントすることができる。

フリップチップ実装（ジャンクションダウンマウントともいう）の場合、発光素子の少なくとも一対の電極のそれぞれが、２以上の導電体コアと電気的に接続されていることが好ましい。発光装置の基部に曲げ応力が加えられた場合、曲げ応力は金属部分ではなく、金属部分より変形しやすい樹脂部分に集中しやすい。よって、フリップチップ実装において、発光素子付近に存在する絶縁部に曲げ応力が集中し、発光素子割れや半田やバンプなどの導電性接続部材の剥離若しくはき裂を引き起こし、ひいては発光素子の不灯を引き起こしやすい。発光素子付近に複数の導電体コアを配置することで、発光装置の基部の発光素子載置部およびその周辺が、複数の光反射性の絶縁部材または遮光性樹脂から成るのでこれらの樹脂部で曲げ応力が分散され、発光素子付近に曲げ応力が集中せず、発光装置の基部への外部からの応力による不灯等の故障の抑制を図ることができる。

また、フレームインサートタイプの発光素子載置用基体と比較して、隣接する発光装置筐体間隔が狭いため、発光装置筐体の集合体において、発光素子載置部間隔を狭めることができ、チップマウンターの処理能力を高くして、組立コストを抑制することができる。

（絶縁性スペーサ部材）
本実施形態の発光素子載置用基体は、さらに、絶縁性のスペーサ部材を備えてもよい。スペーサ部材をコア部とコア部の間に配置することで、コア部間の距離を設定することができる。これにより、発光素子載置用基体または発光装置の設計の自由度を高めることができる。
絶縁性スペーサ部材の材料としては、例えば、上述の光反射性の絶縁部材と同様の材料を用いることができる。樹脂を用いることで、切削、切断（個片化）などを容易に行うことができる。また、形状は、得られる発光素子載置用基体の設計によって適宜定めることができ、例えば、円柱、角柱（多面体）、球（楕円体含む）、円管（円筒）、またはこれらに近似したものがあげられる。また、最外周に接着層を備えてもよい。絶縁性スペーサ部材の表面は、遮光性樹脂との接合力を高めるため、細かな凹凸形状を有してもよい。
絶縁性スペーサ部材は調整したい距離に応じて、球状のほか、角棒や丸棒などの線状であってもよく、フィルム状や、ある程度の厚みを持ったシート状であってもよい。

（保護素子）
発光装置は、発光素子を過電流による破壊から保護する保護素子を備えることができる。保護素子としては、例えば、ツェナーダイオードやコンデンサなどを用いることができる。片面電極のものであれば、ワイヤレスでフェイスダウン実装できるため好ましい。例えば、導電体コアの側面に接続され、遮光性樹脂に被覆されて発光素子載置用基体内部に設けられることが好ましい。保護素子と導電体コアの接続部分においては、絶縁部材が除去される。これにより、保護素子を発光素子載置用基体内に配置できるので、発光素子からの光が保護素子により吸収または遮蔽されるおそれが減り、発光装置の光取り出し効率を高めることができる。

（封止材）
発光装置は、発光素子を外部からの物理的、化学的な劣化要因から保護するための封止材を有していてもよい。封止材は、発光素子を直接的にまたは間接的に被覆するように形成されていればよく、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを好適に用いることができる。ＵＶ－ＬＥＤでは、光学ガラスを用いてもよい。

（その他の部材）
発光装置は、発光素子からの光の一部を異なる波長の光に変換する波長変換部材や光散乱部材を有していてもよい。例えば、封止材に蛍光体等の波長変換物質を含有させていてもよい。また、遮光性樹脂等の樹脂部材は熱伝導性や熱膨張率などの特性を調節するために適宜材質のフィラーを含有してもよい。

まず、図１Ａに示すように、Ｃｕからなる直径０．９ｍｍの球形の導電体コア１２を複数準備する。次に、これらの導電体コア１２の表面全体に、酸化チタンを含有したシリコーン樹脂である光反射性の絶縁部材１４を０．０６ｍｍの厚みで形成する。これにより、直径が１．０２ｍｍのコア部１６を得る。

次に、図２に示すように、これらのコア部１６と、直径１ｍｍの絶縁性樹脂からなる球体である絶縁性スペーサ部材１８とを配列する。具体的には、本実施形態においては、一列に配列された複数（図２においては４つ）のコア部１６で構成されるコア部の組の間に、１つの絶縁性スペーサ部材１８が配置された列と、複数の絶縁性スペーサ部材１８のみが配置された列が交互に複数配置されている。このコア部１６ないしコア部の組は、発光装置２００のリード電極として用いられる。そして、これらを接着して、コア部の集合体を形成する。

次に、図３に示すように、このコア部の集合体を被覆するよう、酸化チタンを含有したエポキシ樹脂からなる光反射性成形樹脂組成物を金型を用いて成形し、コア部の集合体が遮光性樹脂２０である光反射性成形樹脂に完全に内包された基体準備体１２０を得る。

次に、図４、図１２及び図１３に示すように、得られた基体準備体１２０の上下面から所定の厚みを研削または研磨で除去し、基体準備体の上面及び下面に導電体コア１２の一部を露出させる。

さらに、図５に示すように、導電体コア１２の露出した部分に、メッキによって金属膜２２を形成する。

このようにして得られた金属膜付発光素子載置用基体の上面に、図５に示すように、複数の発光素子２４を実装する。本実施形態においては、正負一対の電極を一つの面に備える縦０．８５ｍｍ×横０．６５ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍの大きさの発光素子２４を、その電極が配置された面側と金属膜付発光素子載置用基体が対向するようにフリップチップ実装する。この時、一つの金属膜と一つの発光素子２４の正または負の電極がそれぞれ接続される。金属膜付発光素子載置用基体と発光素子２４との間の接続手段としては、半田や異方性導電ペースト等を用いることができる。

次に、図５に示すように、封止材２６となる透光性樹脂で、発光素子２４と金属膜付発光素子載置用基体の上面（発光素子を載置した面）を被覆して封止し、発光装置集合体１３０を形成する。
そして、図６に示すように、発光装置集合体１３０を複数の絶縁性スペーサ部材１８のみが配置された列に沿う所定の切断線で、複数の絶縁性スペーサ部材１８及び遮光性樹脂２０である光反射性成形樹脂をダイサーにより切断し、個片化して、発光装置２００とする。

コア部を形成するために、Ｃｕからなる直径０．９ｍｍの球形の導電体コアに白色の光反射性の絶縁部材を０．０６ｍｍの厚みで形成する。これにより、直径が１．０２ｍｍのコア部を得る。図９に示すように、このコア部を直線状に整列し、３方向から圧力をかけ圧接して、バー状の一次元配列金属コア集合体１４０を形成する。圧接により、銅球はサイコロ状の導電体コアになる。

一次元配列金属コア集合体１４０の一側面の絶縁部材１４Ａを除去し、絶縁部材１４Ａの除去された所定位置に保護素子５０であるツェナーダイオードをフリップチップマウントする。

次に、図１０に示すように、一次元配列金属コア集合体１４０と絶縁性スペーサ部材１８Ａを交互に整列し、接着して、平面配列金属コア集合体１５０を形成する。絶縁性スペーサ部材１８Ａは、０．６７ｍｍ角であり、一次元配列金属コア集合体１４０と同等の長さである。

インサート成型技術で、平面配列金属コア集合体１５０を金型で挟み込みプレスして、遮光性樹脂２０Ａとなる光反射性熱可塑性樹脂組成物を用いて成型し、平面配列金属コア集合体１５０を内包する基体準備体とし、基体準備体の上下面を所定の厚さまで研削／研磨し、上下面に金属コア面を露出させ、図１１に示すような発光素子載置用基体１００Ａを形成する。

露出した上下の導電体コア１２Ａに、導電メッキを施して金属膜２２を形成し、金属膜付発光素子載置用基体を形成する。上面（発光素子載置側）は光反射性メッキ（例えばAgメッキ）とする。

金属膜付発光素子載置用基体の片面に、正負一対の電極を一つの面に備える縦０．８５ｍｍ×横０．６５ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍの大きさの発光素子をフェイスダウンで、所定の一対のメッキを施した導電体コア１２Ａの上に載置する。正負一対の電極の間隔は０．１４ｍｍである。透光性樹脂からなる封止材２６で発光素子２４を載置した金属膜付発光素子載置用基体上面（発光素子を載置した面）を被覆して封止し、発光装置集合体１３０Ａを形成する。最後に、発光装置集合体１３０Ａを所定の切断線に沿って金型で切断し個片化して、発光装置２００とする。

ＬＥＤチップのような発光素子を備える発光装置の基体として、各種光源に利用できる。

１２、１２Ａ 導電体コア
１４、１４Ａ 絶縁部材
１６、１６Ａ コア部
１８、１８Ａ 絶縁性スペーサ部材
２０、２０Ａ 遮光性樹脂
２２ 金属膜
２４ 発光素子
２６ 封止材
３１ 上面
３２ 下面
４０ 凹部
４２ リフレクタ
５０ 保護素子（ツェナーダイオード）
１００、１００Ａ 発光素子載置用基体
１２０ 基体準備体
１３０、１３０Ａ 発光装置集合体
１４０ 一次元配列金属コア集合体
１５０ 平面配列金属コア集合体
２００、２００Ａ 発光装置

Claims (17)

1. 導電体コアの表面に光反射性の絶縁部材を有するコア部を、複数配列する工程と、
   複数の前記コア部を遮光性樹脂によって一体に固定する工程と、
   前記導電体コアの表面が前記遮光性樹脂から露出するように前記絶縁部材の一部を除去する工程と、を備える発光素子載置用基体の製造方法。
2. 前記遮光性樹脂から露出された前記導電体コアの表面に、金属膜を形成する工程を有する請求項１に記載の発光素子載置用基体の製造方法。
3. 前記固定する工程の前に、前記複数のコア部同士を接着する工程を有する請求項１または２に記載の発光素子載置用基体の製造方法。
4. 前記固定する工程の前に、所定の前記コア部の側面に保護素子を電気的に接続する請求項１～３のいずれか１項に記載の発光素子載置用基体の製造方法。
5. 前記絶縁部材の一部を除去する工程がさらに、前記絶縁部材を研削又は研磨する工程を含む請求項１～４のいずれか１項に記載の発光素子載置用基体の製造方法。
6. 前記配列する工程において、絶縁性スペーサ部材を用いて前記コア部の位置を調整する請求項１～５のいずれか１項に記載の発光素子載置用基体の製造方法。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の製造方法により製造された発光素子載置用基体に、発光素子を載置する工程を有する発光装置の製造方法。
8. 請求項６に記載の製造方法により製造された発光素子載置用基体に、発光素子を載置する工程を含み、
   前記コア部を少なくとも２以上含むように、前記絶縁性スペーサ部材のみが配置された列に沿って、前記遮光性樹脂を切断する工程を有する発光装置の製造方法。
9. 封止材により前記発光素子を被覆する工程を有する請求項７または８に記載の発光装置の製造方法。
10. 発光素子載置用基体であって、
    複数の導電体コアと、
    前記それぞれの導電体コアの側面を被覆する光反射性の絶縁部材と、
    前記絶縁部材同士が接合された集合体と、
    前記集合体を被覆する遮光性樹脂と、を備え、
    前記導電体コアの上面、前記導電体コアの下面並びに前記上面及び前記下面の周囲の前記絶縁部材は前記遮光性樹脂から露出されている発光素子載置用基体。
11. 前記導電体コアの表面に金属膜を有する請求項１０に記載の発光素子載置用基体。
12. 前記複数の導電体コアのうち、少なくとも２以上が、前記金属膜によって電気的に接続される、請求項１１に記載の発光素子載置用基体。
13. 前記複数の導電体コアの間に、絶縁性スペーサ部材を備え、前記絶縁性スペーサ部材のうちの少なくとも１つは、上面及び下面が前記遮光性樹脂から露出されている、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の発光素子載置用基体。
14. 前記導電体コアの下面と前記発光素子載置用基体の下面とが同一面状である請求項１０～１３いずれか１項に記載の発光素子載置用基体。
15. 請求項１０～１４のいずれか１項に記載の発光素子載置用基体と、
    前記発光素子載置用基体上に載置され、前記複数の導電体コアと電気的に接続された発光素子と、を有する発光装置。
16. 前記発光素子は、前記発光素子載置用基体に近い側の面に正負の電極を有しており、前記複数の導電体コアと前記発光素子の正負の電極とがそれぞれ電気的に接続される、請求項１５に記載の発光装置。
17. 前記導電体コアと電気的に接続され、前記遮光性樹脂に被覆された保護素子を備える、請求項１５または１６に記載の発光装置

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