JPWO2012014853A1 - 発光素子用基板、発光装置及び発光素子用基板の製造方法 - Google Patents

発光素子用基板、発光装置及び発光素子用基板の製造方法 Download PDF

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Abstract

放射される光の配光特性を広指向性にできるとともに、樹脂を充填するための枠体の放射光による劣化を防止できる発光素子用基板、発光装置及び発光素子用基板の製造方法を提供する。発光素子用基板１において、ガラス粉末３０〜５０質量％とセラミックスフィラー５０〜７０質量％とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体よりなり、発光素子１１が搭載される搭載面２１ａを有する基板本体２と、基板本体２の搭載面２１ａ側に、搭載面２１ａに搭載されている発光素子１１を囲繞するように設けられており、発光素子１１が発光する可視光に対して透明な、ガラスを８０質量％以上含む枠体８とを有する。

Description

本発明は、発光素子を搭載する発光素子用基板、発光素子用基板に搭載された発光素子と発光素子用基板とを有する発光装置、及び発光素子用基板の製造方法に関する。
近年、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）素子（チップ）の高輝度、白色化に伴い、照明、各種ディスプレイ、大型液晶ＴＶのバックライト等として白色ＬＥＤ素子等を用いた発光装置が使用されている。このような発光装置は、発光素子、及び、発光素子を搭載するための発光素子用基板を有し、発光素子用基板の一方の面上に発光素子が搭載されており、発光素子搭載面側に白色光を発光するように構成されている。
このような白色光を発光する発光装置を、例えば携帯電話用カメラのストロボの光源として使用するときは、集光性は必要ではなく、広い範囲に光を放射する広指向性が求められる。また、白色光を発光する発光装置を、例えば液晶ディスプレイのバックライトとして使用するときも、ディスプレイ全体の輝度分布にムラが発生しないように、より広い範囲に光を放射する広指向性が求められる。このような広指向性の配光特性、すなわち放射される光の分布が視野全体に亘り均一になることを「ランバーシアン分布」という。
白色ＬＥＤは、直接白色を発光するものがないため、青色ＬＥＤ又は紫外ＬＥＤ等の発光素子が、蛍光体を含む樹脂で覆われた構造を有する。例えば、青色ＬＥＤを用いた白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤから発光した青色光が蛍光体を励起し、励起された蛍光体が青色の補色となる黄色の蛍光を発光することによって、白色を発光するものである。
同様に、紫外ＬＥＤを用いた白色ＬＥＤは、紫外ＬＥＤから発光した紫外線が蛍光体を励起し、励起された蛍光体が赤色、緑色、青色の光の三原色の蛍光を発光することによって、白色を発光するものである。いずれにしても、白色ＬＥＤを構成する際には、青色ＬＥＤ又は紫外ＬＥＤを覆うように、蛍光体を含む樹脂が充填されている必要がある。
前述した配光特性を広指向性にする、すなわち放射される光の分布をランバーシアン分布に近づけるためには、発光装置に搭載されている発光素子から、発光素子の前方のみならず横方向にも光を配光させることが好ましい。そのためには、発光素子の周囲に何も構造物が設けられていないことが好ましい。しかしながら、上述したように、白色ＬＥＤを構成するためには、発光素子を、蛍光体を含む樹脂で覆う必要がある。
例えば、発光素子を封止するための樹脂を充填するための枠体（又は側壁）が、発光素子を囲繞するように、設けられることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
日本特開２００８−２７０７９１号公報
ところが、上記のような青色ＬＥＤ等を用いた白色ＬＥＤの発光装置、及び、発光素子を搭載する発光素子用基板では、次のような問題がある。
特許文献１に記載の発光装置では、発光素子を囲繞するように、樹脂を充填するための枠体（透光性材料層）が設けられている。しかし、特許文献１では、枠体（透光性材料層）の内側表面が傾斜しており、発光素子の側面から放射された光の一部は、枠体（透光性材料層）の内側表面で全反射して前方（上方）に向かう。従って、発光素子の前方（上方）における出射量は増大するものの、配光特性が狭指向性となり、配光特性を広指向性にすること、すなわち、放射される光の分布をランバーシアン分布に近づくように均一にすることができない。
また、特許文献１に記載の発光装置及び発光素子用基板では、枠体の材料として樹脂が開示されている。しかし、枠体（透光性材料層）の材料として樹脂が用いられると、放射される光によって劣化する等、信頼性についての問題もある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、放射される光の配光特性を広指向性にできるとともに、樹脂を充填するための枠体の放射光による劣化を防止できる発光素子用基板、発光装置及び発光素子用基板の製造方法を提供する。
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる手段を講じたことを特徴とする。
本発明は、ガラス粉末３０〜５０質量％とセラミックスフィラー５０〜７０質量％とを含むガラスセラミックス組成物（以下、「基板本体用ガラスセラミックス組成物」ともいう）の焼結体よりなり、発光素子が搭載される搭載面（以下、単に「発光素子搭載面」とも略す）を有する基板本体と、前記基板本体の前記搭載面側に、前記搭載面に搭載されている前記発光素子を囲繞するように設けられており、前記発光素子が発光する可視光に対して透明な、ガラスを８０質量％以上含む枠体と、を有する発光素子用基板を提供する。
前記枠体は、入射した可視光の透過率が８０％以上であることが好ましい。また、前記枠体は、前記枠体の枠内に封止樹脂を充填することによって、前記搭載面に搭載されている前記発光素子を封止する封止層の形成用であることが好ましい。また、前記枠体の屈折率と前記封止層の屈折率との屈折率差が０．１以下であることが好ましい。
また、前記枠体の高さ寸法は、前記搭載面から、前記搭載面に搭載されている前記発光素子の上面までの距離の１．３倍以上５倍以下であることが好ましい。また、前記枠体は、前記基板本体の熱膨張係数をα１（ｐｐｍ／℃）とし、前記枠体の熱膨張係数をα２（ｐｐｍ／℃）とするとき、α１−１．０≦α２≦α１の条件を満足することが好ましい。
また、前記枠体は、ガラス粉末９０〜９５質量％と、セラミックスフィラーおよびシリカフィラーからなる群より選ばれる少なくとも一種のフィラー５〜１０質量％とを含むガラスセラミックス組成物（以下、「枠体用ガラスセラミックス組成物」ともいう）の焼結体よりなることが好ましい。また、前記枠体は、前記基板本体の周縁部における前記搭載面側に設けられていることが好ましい。また、前記基板本体は、前記基板本体の前記搭載面側に形成されており、光を反射する反射層と、前記反射層の上に形成されているオーバーコート層を有することが好ましい。
また、本発明は、本発明に係る発光素子用基板と、前記搭載面に搭載されている前記発光素子と、前記枠体の枠内に封止樹脂を充填することによって形成され、前記搭載面に搭載されている前記発光素子を封止する封止層とを有する発光装置を提供する。
また、本発明は、ガラス粉末３０〜５０質量％とセラミックスフィラー５０〜７０質量％とを含む基板本体用ガラスセラミックス組成物の焼結体よりなり、発光素子搭載面を有する基板本体と、前記基板本体の前記搭載面側に、前記搭載面に搭載されている前記発光素子を囲繞するように設けられており、前記発光素子が発光する可視光に対して透明な、ガラスを８０質量％以上含む枠体とを有する、発光素子用基板の製造方法であって、
前記基板本体用ガラスセラミックス組成物よりなり、前記基板本体を形成するための第１のグリーンシートと、ガラスを８０質量％以上含む前記枠体を形成するための第２のグリーンシートとを積層した積層体の焼成工程を有する、発光素子用基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、ガラス粉末３０〜５０質量％とセラミックスフィラー５０〜７０質量％とを含む基板本体用ガラスセラミックス組成物の焼結体よりなり、発光素子搭載面を有する基板本体と、前記基板本体の前記搭載面側に、前記搭載面に搭載されている前記発光素子を囲繞するように設けられており、前記発光素子が発光する可視光に対して透明な、ガラスを８０質量％以上含む枠体とを有する、発光素子用基板の製造方法であって、前記基板本体用ガラスセラミックス組成物の焼結体よりなる前記基板本体と、前記ガラスを８０質量％以上含む前記枠体とを、低融点ガラスペーストを介して積層した積層体を熱処理して前記基板本体と前記枠体とを接合する接合工程を有する、発光素子用基板の製造方法を提供する。
上記した数値範囲を示す「〜」とは、特段の定めがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用され、以下本明細書において「〜」は、同様の意味をもって使用される。
本発明によれば、放射される光の配光特性を広指向性にできるとともに、蛍光体を含有する樹脂の充填用枠体の放射光による劣化を防止できる。
第１の実施形態に係る発光素子用基板及びその発光素子用基板を用いた発光装置の一例を示す平面図及び断面図である。 図１に示す発光素子用基板の製造工程の一部を模式的に示す図である。 図１に示す発光素子用基板の製造工程の一部を模式的に示す図である。 第２の実施形態に係る発光素子用基板及びその発光素子用基板を用いた発光装置の一例を示す平面図及び断面図である。 図４に示す発光素子用基板の製造工程の一部を模式的に示す図である。 図４に示す発光素子用基板の製造工程の一部を模式的に示す図である。 第３の実施形態に係る発光素子用基板及びその発光素子用基板を用いた発光装置の一例を示す平面図及び断面図である。 図７に示す発光素子用基板の製造工程の一部を模式的に示す図である。 図７に示す発光素子用基板の製造工程の一部を模式的に示す図である。 発光装置から得られる光の配光特性を測定する方法を模式的に示す断面図である。
次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
（第１の実施形態）
始めに図１を参照し、第１の実施形態に係る発光素子用基板及び発光装置について説明する。図１は、本実施形態に係る発光素子用基板１及びその発光素子用基板１を用いた発光装置１０の一例を示す平面図（図１（ａ））、及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図（図１（ｂ））である。
本実施形態に係る発光素子用基板１には、例えば、図１に示すように１個の発光素子１１が搭載される。発光素子用基板１には、発光素子１１がボンディングワイヤ１２によって電気的に接続されるとともに、これら発光素子１１とボンディングワイヤ１２を覆うように封止層１３が設けられ、発光装置１０となる。つまり、図１に示す発光装置１０において、発光素子１１、ボンディングワイヤ１２及び封止層１３を除く部分が本実施形態に係る発光素子用基板１である。
なお、本実施形態では搭載される発光素子が１個として説明するが、搭載される発光素子の個数や、複数個搭載する場合の直列、並列等の電気的な接続方法等は特に制限されない。以下に説明する個々の部材の構成は、本発明の範囲内において、用いられる発光装置の設計に応じて適宜調整できる。
発光素子用基板１は、略平板状（目視レベルで平板との意味、以下同様）の基板本体２と、基板本体２上に設けられている枠体８を有している。基板本体２は、ガラス粉末３０〜５０質量％とセラミックスフィラー５０〜７０質量％とを含む基板本体用ガラスセラミックス組成物の焼結体よりなる。基板本体２は発光素子用基板とした際に発光素子を搭載する側の面を主面２１として有し、本例においてはその反対側の面を裏面２２とする。
基板本体２は、発光素子の搭載時、その後の使用時における損傷等を抑制する観点から、例えば抗折強度が２５０ＭＰａ以上となることが好ましい。基板本体２、枠体８の形状、厚さ、大きさ等は特に制限されず、通常、これらは、発光素子用基板として用いられるものと同様にできる。また、基板本体２を構成するガラス粉末とセラミックスフィラーとを含む基板本体用ガラスセラミックス組成物の焼結体の原料組成、焼結条件等については、後述する発光素子用基板の製造方法において説明する。
基板本体２の裏面２２には、外部回路と電気的に接続される一対の外部接続端子６が設けられ、基板本体２の内部に、後述の素子接続端子５と外部接続端子６とを電気的に接続する貫通導体７が一対設けられている。貫通導体７は以下に説明する基板本体２の主面上に形成されているオーバーコート層４をさらに貫通するように設けられている。
基板本体２の主面２１上には、主面２１の周縁部、及び一対の貫通導体７が配設された部分とその周囲近傍を除く領域において、銀を含む金属材料からなり膜厚が８〜５０μｍの平坦表面を有する放熱層３が形成されている。主面２１上には、更に放熱層３の端縁を含む全体を覆うように平坦表面を有する、オーバーコート層４が形成されている。
ここで、基板本体２の内部に設けられた貫通導体７は、さらにオーバーコート層４の主面２１側の面（以下、「積層面」という。）から、積層面の反対側の面（以下「搭載面」という。）２１ａまでオーバーコート層４の内部を貫通するように設けられている。オーバーコート層４は、貫通導体７が配設された部分を除く主面２１上の全面に放熱層３を被覆するように形成されており、搭載面２１ａに発光素子１１が搭載される。
なお、放熱層３は、基板本体２の主面２１側に形成されていればよく、例えば、主面２１上に直接形成したり、主面２１に埋め込まれるように形成してもよい。
放熱層３は、例えば銀、銀パラジウム合金、又は銀白金合金等の金属粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを、スクリーン印刷等の方法により基板本体２上に印刷して形成できる。
オーバーコート層４の膜厚は、発光装置の設計にもよるが、十分な絶縁保護の機能を確保し、かつ経済性、基板本体２との熱膨張差による変形等を考慮すると、５〜１５０μｍであると好ましく、７５〜１２５μｍであるとより好ましい。なお、ここでいうオーバーコート層４の膜厚とは、放熱層３を被覆するオーバーコート層４の膜厚をいう。
オーバーコート層４は平坦表面を有するが、その表面平坦性として具体的には、十分な放熱性を確保しつつ、かつ製造上の容易性の観点から、少なくとも発光素子１１が搭載される部分において、表面粗さＲａは、０．１５μｍ以下が好ましく、０．１０μｍ以下であるとより好ましい。
オーバーコート層４の構成材料としては、放熱層３を保護し、表面粗さＲａを確保できるものであれば特に制限なく用いられるが、基板本体２との密着性を考慮すると、基板本体２の構成材料である基板本体用ガラスセラミックス組成物の焼結体と同じであることが好ましい。しかし、発光素子１１からの光を光取り出し方向に反射する反射性を考慮して、基板本体用ガラスセラミックス組成物とは異なる組成のガラスセラミックス組成物を使用してもよい。また、オーバーコート層４を構成するガラスセラミックス組成物の焼結体の原料組成、焼結条件等についても、後述する発光素子用基板の製造方法において説明する。オーバーコート層４はガラス粉末とセラミックスフィラーとを含むガラスセラミックス組成物の焼結体であると基板との同時焼成により製造できるため好ましい。
また、オーバーコート層４の搭載面２１ａ側に、発光素子が発光する光を可能な限り反射することを目的として反射膜を設けてもよい。反射膜の構成材料としては経済性及び反射率の点から銀又はその合金を用いるのが好ましい。反射膜が銀又はその合金の場合、その表面には銀の酸化や硫化を防止するため、ガラス膜（ガラスオーバーコート膜ともいう。）が銀反射膜を覆うように設けてもよい。この場合、ガラス膜の表面が本発明における搭載面に相当する場合もある。
反射膜の膜厚は、１０〜３００μｍであると好ましい。ガラス膜の厚さは、５〜５０μｍであると好ましい。また、前記ガラス膜のガラス組成としては、酸化物基準のｍｏｌ％表示で、ＳｉＯ２を６２〜８４％、Ｂ２Ｏ３を１０〜２５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜５％、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのいずれか１以上を合計で０〜５％、含有し、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が６２〜８４％、ＭｇＯを０〜１０％、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯのいずれか１以上を含有する場合にその含有量の合計が５％以下のホウケイ酸ガラスなどが好ましい一例として挙げられる。
基板本体２の裏面２２には、外部回路と電気的に接続される一対の外部接続端子６が設けられ、基板本体２の内部に、素子接続端子５と外部接続端子６とを電気的に接続する貫通導体７が一対設けられている。素子接続端子５、外部接続端子６及び貫通導体７については、これらが発光素子１１→素子接続端子５→貫通導体７→外部接続端子６→外部回路と電気的に接続される限りは、その配設される位置や形状は図１に示されるものに限定されず、適宜調整できる。
これら素子接続端子５、外部接続端子６及び貫通導体７、すなわち配線導体の構成材料は、通常、発光素子用基板に用いられる配線導体と同様の構成材料であれば特に制限なく使用できる。これら配線導体の構成材料として、具体的には、銅、銀、または金等を主成分とする金属材料が挙げられる。このような金属材料のなかでも、銀、銀と白金、または銀とパラジウムよりなる金属材料が好ましい。
なお、素子接続端子５や外部接続端子６としては、好ましくは厚さ５〜１５μｍで、上記金属材料よりなる金属導体層上にこの層を酸化や硫化から保護しかつ導電性を有する導電性保護層が形成された構成であると好ましい。導電性保護層としては上記金属導体層を保護する機能を有する導電性材料で構成されていれば、特に制限されないが、金メッキ層が好ましく、ニッケルメッキ層の上に金メッキ層を施したニッケル／金メッキ層の構成がより好ましい。導電性保護層の膜厚としては、ニッケルメッキ層が３〜２０μｍ、金メッキ層が０．１〜１．０μｍであることが好ましい。
ここで、通常、発光素子用基板において、十分な放熱性を得るためには、発光素子１１の搭載部の直下に、サーマルビアを配置してもよい。
枠体８は、基板本体２の搭載面２１ａ側に、搭載面２１ａに搭載されている発光素子１１を囲繞するように設けられている。換言すれば、枠体８は、基板本体２の搭載面２１ａ中央の円形状部分を底面（以下、「キャビティ底面」という。）とするキャビティを構成するように、基板本体２の周縁部における搭載面２１ａ側に設けられている。そして、枠体８は、枠体８の枠内に封止樹脂を充填することによって、搭載面２１ａに搭載されている発光素子１１を封止する。
枠体８の内壁は、図１（ｂ）に示すように、主面２１に対して略垂直（目視レベルで垂直との意味、以下同様）でもよいし、垂直ではなく主面から上方に向かって開口面積が大きくなるようにテーパ形状を有していてもよい。また、枠体８の内壁がテーパ形状を有しているときは、テーパ形状を有する内壁は、平面を形成していてもよく、例えば複数の枠体用グリーンシートを積層して形成することにより、階段状になっていてもよい。
枠体８は、透明な無機質材料であれば特に制限されないが、透明性及び放射光に対する劣化防止の点からガラスを８０質量％以上含む。枠体８がガラス９０〜９５質量％と、セラミックスフィラー又はシリカフィラーの少なくともいずれか片方を５〜１０質量％とを含有すると上記理由で好ましい。枠体８がガラス粉末９０〜９５質量％と、セラミックスフィラー５〜１０質量％とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体であると透明性及び信頼性の点で好ましい。なお、前記ガラスセラミックス組成物中、セラミックスフィラーをシリカフィラーで全部又は一部置き換えてもよい。なお、シリカフィラーもセラミックフィラーの1種であるが、本明細書において、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、チタニア粉末及びムライト粉末からなる群から選ばれる少なくとも１種からなるフィラーをセラミックフィラーと呼び、シリカフィラーとセラミックフィラーとを区別して使う場合がある。
また、枠体８は、発光素子１１が発光する可視光に対して透明なことが好ましい。これにより、発光素子１１から外側側方に放射された光が、可視光として封止層１３を通過し、枠体８に内側側方から入射するときに、入射した可視光が枠体８を透過して枠体８の外側側方又は外側上方に放射される。従って、発光装置１０から放射される光の配光特性を広指向性にできる。
また、枠体８は、例えば図１（ｂ）中の光路Ｌに示すように、枠体８に内側側方から入射した可視光が枠体８を透過した透過光の、入射した可視光に対する透過率が、８０％未満の場合、発光装置１０から放射される光の配光特性を広指向性にすることが難しい。
従って、枠体８は、入射した可視光の透過率が８０％以上であると好ましい。枠体８に内側側方から入射した可視光が枠体８を透過した透過光の、入射した可視光に対する透過率が、８５％以上であるとより好ましい。これにより、発光装置１０から放射される光の配光特性を更に広指向性にできる。
更に、枠体８は、枠体８に内側側方から垂直に入射した、４００〜８００ｎｍの波長領域の光を含む可視光が、枠体８を透過した透過光の、入射した可視光に対する４００〜８００ｎｍの波長領域における平均透過率が、８０％以上であることが好ましい。これにより、発光装置１０から放射される光の配光特性を更に広指向性にできる。以下、本明細書において可視光の透過率が８０％と表記するとき、あるいは、その他の数値をもって表記するときは、４００〜８００ｎｍの可視光の波長領域における平均透過率をいう。
上記した透過率は、枠体８の幅寸法が例えば０．６ｍｍであるときに、枠体８に内側側方から入射した可視光が枠体８を透過した透過光の、入射した可視光に対する透過率が、８０％以上であることが好ましい。
また、枠体８の屈折率と封止層１３の屈折率との屈折率差が０．１以下であると、枠体８と封止層１３との界面での全反射を防止でき、しかも発光装置１０から放射される光の配光特性を広指向性にできるため好ましい。例えば、封止層１３の屈折率を１．６とし、枠体８の屈折率を１．５とする組合せが好ましい一例である。前記屈折率差が０．０７以下であるとさらに好ましい。前記屈折率差が０．０５以上であるとより好ましい。
また、枠体８の高さ寸法Ｈ１が、搭載面２１ａから、搭載面２１ａに搭載されている発光素子１１の上面までの距離Ｈ０の１．３倍未満の場合、枠体８の枠内における封止樹脂の充填が不十分となる。その結果、封止層１３中の蛍光体の添加量が少なくなるため、発光装置１０の色度調整が困難となる。一方、枠体８の高さ寸法Ｈ１が、搭載面２１ａから発光素子１１の上面までの距離Ｈ０の５倍を超える場合、発光素子１１が発光する光が封止層１３を透過する透過率が低下するため、発光装置１０における光の取り出し効率が低下する。従って、枠体８の高さ寸法Ｈ１は、搭載面２１ａから、搭載面２１ａに搭載されている発光素子１１の上面までの距離Ｈ０の１．３倍以上５倍以下であることが好ましい。これにより、発光装置１０における色度調整が容易になるとともに、光の取り出し効率の低下を防止できる。
なお、図１（ｂ）に示すように、本実施形態では、枠体８の高さ寸法Ｈ１は、オーバーコート層４の上面である搭載面２１ａから枠体８の上面までの高さ寸法とする。また、搭載面２１ａから発光素子１１の上面までの距離Ｈ０は、オーバーコート層４の上面から発光素子１１の上面までの距離である。
また、基板本体２の熱膨張係数をα１（ｐｐｍ／℃）とし、枠体８の熱膨張係数をα２（ｐｐｍ／℃）とするとき、α２＞α１の場合、後述するように、積層体を焼成した後室温まで冷却する際に、枠体８に引張応力が働くことによって、発光素子用基板１が割れるおそれがある。一方、α２＜α１−１．０の場合、積層体を焼成した後室温まで冷却する際に、枠体８に大きな圧縮応力が働くことによって、発光素子用基板１が割れるおそれがある。従って、枠体８は、α１−１．０≦α２≦α１の条件を満たすものであることが好ましい。具体的には、例えば、α１を４．５ｐｐｍ／℃とし、α２を３．８ｐｐｍ／℃とできる。
また、枠体用ガラスセラミックス組成物の焼結体の原料組成、焼結条件等についても、後述する発光素子用基板の製造方法において説明する。
以上、本実施形態に係る発光素子用基板１について説明したが、本実施形態に係る発光装置１０は、本実施形態に係る発光素子用基板１の搭載面２１ａに、シリコーンダイボンド剤等のダイボンド剤によりＬＥＤ素子等の発光素子１１が搭載される。発光装置１０の構成は、その図示しない発光素子１１の電極がボンディングワイヤ１２によって素子接続端子５に接続されるとともに、発光素子１１やボンディングワイヤ１２を覆うように封止層１３が設けられる。
封止層１３としては、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂が使用でき、特にシリコーン樹脂は、耐光性、耐熱性、および透光性の点で優れているため好ましい。
封止層１３に、蛍光体等を混合、分散させてもよい。これにより、例えば青色ＬＥＤ素子等の発光素子１１からの放射光が封止層１３を通過する際に、蛍光体が励起されて可視光を発光し、発光された可視光と発光素子１１から放射される光とが混色して、発光装置１０として白色などの所望の発光色が得られる。
あるいは、封止層１３に、例えば赤色、緑色、青色の光の三原色を発光する蛍光体等を混合、分散させてもよい。これにより、例えば紫外ＬＥＤ素子等の発光素子１１からの放射光が封止層１３を通過する際に、蛍光体が励起されて光の三原色を発光し、発光された三原色が混色して、例えば白色等の所望の発光色を得ることができる。なお、蛍光体の種類は特に限定されるものではなく、発光素子１１から放射される光の種類や目的とする発光色に応じて適宜に選択される。
次に、図２及び図３を参照し、図１に示す発光装置１０の発光素子用基板１を例にして、本実施形態に係る発光素子用基板の製造方法について説明する。図２及び図３は、図１に示す発光素子用基板の製造工程の一部を模式的に示す図である。
本実施形態に係る発光素子用基板は、例えば、以下の（Ａ１）工程〜（Ｄ１）工程を含む製造方法により製造できる。また、以下では、製造に用いる部材については、完成品の部材と同一の符号を付して説明する。
（Ａ１）グリーンシート作製工程
グリーンシート作製工程では、基板本体２を構成する基板本体用グリーンシート２、オーバーコート層４を構成するオーバーコート層用グリーンシート４、及び枠体８を構成する枠体用グリーンシート８を作製する。
図２は、グリーンシート作製工程を模式的に示す図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、それぞれ枠体用グリーンシート８を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図を示す。図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、それぞれオーバーコート層用グリーンシート４を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図２（ｅ）及び図２（ｆ）は、それぞれ基板本体用グリーンシート２を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
基板本体用グリーンシート２及びオーバーコート層用グリーンシート４は、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含む基板本体用及びオーバーコート層用ガラスセラミックス組成物にバインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加してスラリーを調製する。また、枠体用グリーンシート８は、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含む枠体用ガラスセラミックス組成物にバインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加してスラリーを調製する。そして、調整したスラリーをドクターブレード法等により所定の形状のシート状に成形し、乾燥させることで製造できる。
基板本体用グリーンシート２及びオーバーコート層用グリーンシート４を製造するのに用いられる基板本体用ガラスセラミックス組成物におけるガラス粉末（以下「基板本体用ガラス粉末」という）は、必ずしも限定されないものの、ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０℃以上７００℃以下のものが好ましい。ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０℃未満の場合、脱脂が困難となるおそれがあり、７００℃を超える場合、収縮開始温度が高くなり、寸法精度が低下するおそれがある。
また、８００℃以上８８０℃以下で焼成したときに結晶が析出することが好ましい。結晶が析出しないものの場合、十分な機械的強度を得ることができないおそれがある。さらに、ＤＴＡ（示差熱分析）により測定される結晶化ピーク温度（Ｔｃ）が８８０℃以下のものが好ましい。結晶化ピーク温度（Ｔｃ）が８８０℃を超える場合、寸法精度が低下するおそれがある。
このような基板本体用ガラス粉末としては、例えばＳｉＯ２を５７ｍｏｌ％以上６５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下、ＣａＯを９ｍｏｌ％以上２３ｍｏｌ％以下、Ａｌ２Ｏ３を３ｍｏｌ％以上８ｍｏｌ％以下、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．５ｍｏｌ％以上６ｍｏｌ％以下含有するものが好ましい。このようなものを用いることで、基板本体２の表面の平坦性を向上させることが容易となる。
ここで、ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークフォーマとなる。ＳｉＯ２の含有量が５７ｍｏｌ％未満の場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。一方、ＳｉＯ２の含有量が６５ｍｏｌ％を超える場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれある。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは５８ｍｏｌ％以上、より好ましくは５９ｍｏｌ％以上、特に好ましくは６０ｍｏｌ％以上である。また、ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは６４ｍｏｌ％以下、より好ましくは６３ｍｏｌ％以下である。
Ｂ２Ｏ３は、ガラスのネットワークフォーマとなる。Ｂ２Ｏ３の含有量が１３ｍｏｌ％未満の場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれがある。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が１８ｍｏｌ％を超える場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１４ｍｏｌ％以上、より好ましくは１５ｍｏｌ％以上である。また、Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１７ｍｏｌ％以下、より好ましくは１６ｍｏｌ％以下である。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの安定性、化学的耐久性、及び強度を高めるために添加される。Ａｌ２Ｏ３の含有量が３ｍｏｌ％未満の場合、ガラスが不安定となるおそれがある。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が８ｍｏｌ％を超える場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれがある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは４ｍｏｌ％以上、より好ましくは５ｍｏｌ％以上である。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは７ｍｏｌ％以下、より好ましくは６ｍｏｌ％以下である。
ＣａＯは、ガラスの安定性や結晶の析出性を高めると共に、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）を低下させるために添加される。ＣａＯの含有量が９ｍｏｌ％未満の場合、ガラス溶融温度が過度に高くなるおそれがある。一方、ＣａＯの含有量が２３ｍｏｌ％を超える場合、ガラスが不安定となるおそれがある。ＣａＯの含有量は、好ましくは１２ｍｏｌ％以上、より好ましくは１３ｍｏｌ％以上、特に好ましくは１４ｍｏｌ％以上である。また、ＣａＯの含有量は、好ましくは２２ｍｏｌ％以下、より好ましくは２１ｍｏｌ％以下、特に好ましくは２０ｍｏｌ％以下である。
Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏは、ガラス転移点（Ｔｇ）を低下させるために添加される。Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏの合計した含有量が０．５ｍｏｌ％未満の場合、ガラス溶融温度やガラス転移点（Ｔｇ）が過度に高くなるおそれがある。一方、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏの合計した含有量が６ｍｏｌ％を超える場合、化学的耐久性、特に耐酸性が低下するおそれがあり、電気的絶縁性も低下するおそれがある。Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏの合計した含有量は、０．８ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
なお、基板本体用ガラス粉末は、必ずしも上記成分のみよりなるものに限定されず、ガラス転移点（Ｔｇ）等の諸特性を満たす範囲で他の成分を含有できる。他の成分を含有する場合、その合計した含有量は１０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
基板本体用ガラス粉末は、上記したようなガラス組成となるように配合されたガラス原料を溶融してガラスを製造し、そのガラスを乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕して得られる。湿式粉砕法の場合、溶媒として水を用いることが好ましい。粉砕機としては、例えばロールミル、ボールミル、ジェットミル等が挙げられる。
基板本体用ガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。基板本体用ガラス粉末の５０％粒径が０．５μｍ未満の場合、ガラス粉末が凝集しやすく、取り扱いが困難となると共に、均一に分散させることが困難となる。一方、基板本体用ガラス粉末の５０％粒径が２μｍを超える場合、ガラス軟化温度の上昇や焼結不足が発生するおそれがある。粒径の調整は、例えば粉砕後に必要に応じて分級することにより行うことができる。なお、本明細書において、粒径はレーザ回折・散乱法による粒子径測定装置により得られる値をいう。
一方、セラミックスフィラーとしては、従来からＬＴＣＣ基板（低温同時焼成セラミック基板）の製造に用いられるものを特に制限なく用いることができ、例えばアルミナ粉末、ジルコニア粉末、またはアルミナ粉末とジルコニア粉末との混合物が好適に使用できる。セラミックスフィラーの５０％粒径（Ｄ５０）は、例えば０．５μｍ以上４μｍ以下であることが好ましい。
このような基板本体用ガラス粉末とセラミックスフィラーとを、基板本体用ガラス粉末が３０質量％以上５０質量％以下、セラミックスフィラーが５０質量％以上７０質量％以下となるように配合、混合することにより基板本体用ガラスセラミックス組成物を得ることができる。
なお、前述したように、オーバーコート層用グリーンシート４を製造するのに用いられるオーバーコート層用ガラスセラミックス組成物としては、基板本体用ガラスセラミックス組成物と異なるガラスセラミックス組成物を用いてもよい。そのようなガラスセラミックス組成物としては、例えば、基板本体用ガラスセラミックス組成物において、ガラス粉末は同様のものを用い、セラミックスフィラーとして、アルミナ粉末とジルコニア粉末の混合物を用いたガラスセラミックス組成物が好ましい。アルミナ粉末とジルコニア粉末の混合物としては、アルミナ粉末：ジルコニア粉末の混合割合が質量比で９０：１０〜７０：３０の混合物が好ましい。また、ガラス粉末とこのセラミックスフィラーの混合割合としては、質量比で３５：７５〜５０：５０が好ましい。
一方、枠体用グリーンシート８を製造するのに用いられる枠体用ガラスセラミックス組成物は、基板本体用ガラスセラミックス組成物と異なる組成であってもよく、同一の組成であってもよい。しかし、前述したように、枠体８を発光素子１１が発光する光に対して透明とするためには、以下のように、枠体用ガラスセラミックス組成物を基板本体用ガラスセラミックス組成物と異なる組成にすることが好ましい。
枠体用ガラスセラミックス組成物におけるガラス粉末（以下「枠体用ガラス粉末」という。）は、例えばＳｉＯ２を７５ｍｏｌ％以上８５ｍｏｌ％以下、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる少なくとも一方を合計で２ｍｏｌ％以下含有するものが好ましい。
枠体用ガラス粉末も、基板本体用ガラス粉末と同様に、溶融法によって製造し、乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕して得られる。また、枠体用ガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）も、基板本体用ガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）と同様に、０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。
また、枠体用ガラス粉末においても、セラミックスフィラーとしては、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、チタニア粉末及びムライト粉末からなる群から選ばれる少なくとも１種からなるフィラー、たとえばアルミナ粉末、ジルコニア粉末、またはアルミナ粉末とジルコニア粉末との混合物を好適に用いることができる。セラミックスフィラーの５０％粒径（Ｄ５０）は、例えば０．５μｍ以上４μｍ以下であることが好ましい。
枠体用ガラスセラミックス組成物としては、ガラス粉末を８０質量％以上含むと、枠体用グリーンシートを焼成後、ガラスを８０質量％以上含む枠体が容易に得られるので好ましい。枠体用ガラスセラミックス組成物としては、ガラス粉末を８０質量％以上と、残りをセラミックスフィラー又はシリカフィラーの少なくともいずれか片方とすることがより好ましい。
枠体用ガラスセラミックス組成物としては、枠体用ガラス粉末と、セラミックスフィラー又はシリカフィラーの少なくともいずれか片方とからなり、かつ、枠体用ガラス粉末が９０質量％以上９５質量％以下、セラミックスフィラー又はシリカフィラーとを合量で５質量％以上１０質量％以下となるように配合、混合することが特に好ましい。
次に、このようにして得たガラスセラミックス組成物に、バインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加することによりスラリーを調製できる。
バインダーとしては、例えばポリビニルブチラール、アクリル樹脂等が挙げられる。可塑剤としては、例えばフタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等が挙げられる。また、溶剤としては、トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノール等の有機溶剤が使用できる。
このようにして得られたスラリーをドクターブレード法等により所定の形状のシート状に成形し、乾燥させ、基板本体用グリーンシート２、オーバーコート層用グリーンシート４及び枠体用グリーンシート８を製造する。なお、枠体用グリーンシート８を製造する際には、孔開け機等により孔開けを行い、枠体８の形状を形成しておく。
（Ｂ１）導体ペースト層形成工程
導体ペースト層形成工程では、（Ａ１）工程で得られた基板本体用グリーンシート２及びオーバーコート層用グリーンシート４の所定の位置に所定の導体ペースト層を形成する。
図３（ａ）から図３（ｄ）は、導体ペースト層形成工程を模式的に示す図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、それぞれ導体ペースト層形成後のオーバーコート層用グリーンシート４を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図３（ｃ）及び図３（ｄ）は、それぞれ導体ペースト層形成後の基板本体用グリーンシート２を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、オーバーコート層用グリーンシート４には、所定の２箇所に貫通導体７の一部を構成する貫通導体用ペースト層７２を形成する。そして、発光素子１１が搭載される面に貫通導体用ペースト層７２を覆うように略長方形状（目視レベルで長方形との意味、以下同様）に素子接続端子用ペースト層５を形成する。
図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、基板本体用グリーンシート２には、所定の２箇所に主面２１から裏面２２に貫通する貫通導体７の一部を構成する貫通導体用ペースト層７１を形成する。また、基板本体用グリーンシート２の裏面２２に貫通導体用ペースト層７１と電気的に接続する外部接続端子用ペースト層６を形成する。また、基板本体用グリーンシート２の主面２１上には、基板本体用グリーンシート２の主面２１の周縁部、及び、一対の貫通導体７１が配設された部分とその周囲近傍を除く領域に、銀を含む金属材料を含有する放熱層用ペースト層３を形成する。
素子接続端子用ペースト層５、外部接続端子用ペースト層６、貫通導体用ペースト層７１、７２、及び放熱層用ペースト層３の形成方法としては、スクリーン印刷法により導体ペーストを塗布、充填する方法が挙げられる。また、形成される素子接続端子用ペースト層５及び外部接続端子用ペースト層６及び放熱層用ペースト層３の膜厚は、最終的に得られる素子接続端子５、外部接続端子６及び放熱層３の膜厚が所定の膜厚となるように調整される。
導体ペーストとしては、例えば銅、銀、または金等を主成分とする金属粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを使用できる。なお、上記金属粉末としては、銀よりなる金属粉末、銀と白金よりなる金属粉末、または銀とパラジウムよりなる金属粉末が好ましく用いられる。
（Ｃ１）積層工程
積層工程では、（Ｂ１）工程で得られた、基板本体用グリーンシート２、オーバーコート層用グリーンシート４及び枠体用グリーンシート８を積層する。
図３（ｅ）及び図３（ｆ）は、積層工程を模式的に示す図であり、それぞれ積層工程の後の未焼結発光素子用基板１を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
（Ｂ１）工程で得られた、導体ペースト層付き基板本体用グリーンシート２の主面２１上に、導体ペースト層付きオーバーコート層用グリーンシート４を素子接続端子用ペースト層５が形成された面（搭載面）２１ａを上にして積層する。さらに、その上に（Ａ１）工程で得られた枠体用グリーンシート８を積層して未焼結発光素子用基板１を得る。
（Ｄ１）焼成工程
焼成工程では、未焼結発光素子用基板１を８００〜８８０℃で焼成する。
（Ｃ１）工程で得られた未焼結発光素子用基板１について、必要に応じてバインダー等を除去するため脱脂（脱バインダー）し、ガラスセラミックス組成物等を焼成する。
脱脂は、例えば５００℃以上６００℃以下の温度で１時間以上１０時間以下保持する。脱脂温度が５００℃未満もしくは脱脂時間が１時間未満の場合、バインダー等を十分に除去できないおそれがある。一方、脱脂温度は６００℃程度、脱脂時間は１０時間程度とすれば、十分にバインダー等を除去でき、これを超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。
また、焼成は、基板本体２及び枠体８の緻密な構造の獲得と生産性のみを考慮すれば、８００℃〜９３０℃の温度範囲で適宜時間を調整することで行える。しかし、本実施形態においては、放熱層用金属ペーストとして、銀を含む金属粉末を含有する金属ペーストを用いるため、焼成温度が８８０℃を超えると、過度に焼成収縮し所定の形状を維持できなくなるおそれがある。従って、８００℃〜８８０℃の温度範囲で適宜時間を調整することが好ましい。
具体的には、８５０℃以上８８０℃以下の温度で２０分以上６０分以下保持することが好ましく、特に８６０℃以上８８０℃以下の温度で行うことが好ましい。焼成温度が８００℃未満では、基板本体２及び枠体８が緻密な構造のものとして得られないおそれがある。
このようにして、未焼結発光素子用基板１が焼成され発光素子用基板１が得られるが、焼成後、必要に応じて素子接続端子５及び外部接続端子６の全体を被覆するように、金メッキ等の通常、発光素子用基板において導体保護用に用いられる導電性保護膜を配設することもできる。
以上、本実施形態に係る発光素子用基板の製造方法について説明したが、基板本体用グリーンシート２は必ずしも単一のグリーンシートよりなる必要はなく、複数枚のグリーンシートを積層したものであってもよい。また、各部の形成順序等についても、発光素子用基板の製造が可能な限度において適宜変更できる。
（第１の実施形態の変形例）
次に、第１の実施形態の変形例に係る発光素子用基板について説明する。本変形例に係る発光素子用基板及び発光装置は、枠体がシリカフィラーを含有するガラス粉末焼結体よりなるものである。本変形例に係る発光素子用基板は、枠体用グリーンシート８のガラスセラミックス組成物の組成を除き、第１の実施形態と同様にできる。
本変形例における、枠体８用グリーンシートのガラスセラミックス組成物の枠体用ガラス粉末は、第１の実施形態におけるガラスセラミックス組成物の枠体用ガラス粉末と同一の組成を有するものであってもよい。
ただし、第１の実施形態における枠体用ガラスセラミックス組成物のガラス粉末は、ガラス転移点（Ｔｇ）が５５０℃以上７００℃以下であるため、８００℃以上８８０℃以下で焼成したときに、枠体８用グリーンシートが軟化し、枠体８の高さ寸法Ｈ１が所望の高さ寸法よりも小さくなる等、枠体８の形状が所望の形から変化することがある。
従って、枠体用ガラスセラミックス組成物が、セラミックスフィラーに代え、超微粒子高熱法によって作製されたアエロジル（日本アエロジル工業製）等のシリカフィラーを含有することが好ましい。これにより、枠体８の形状変化を防止できる。
（第２の実施形態）
次に図４を参照し、第２の実施形態に係る発光素子用基板及び発光装置について説明する。第２の実施形態は、図１において、放熱層３及びオーバーコート層４のない形態であり、基板本体が基板本体用グリーンシートより構成される。図４は、本実施形態に係る発光素子用基板１ａ及びその発光素子用基板１ａを用いた発光装置１０ａの一例を示す平面図（図４（ａ））、及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図（図４（ｂ））である。なお、図４においては、第１の実施形態で図１を用いて説明した部分と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態に係る発光素子用基板１ａも、例えば、図４に示すように１個の発光素子１１が搭載されるものである。第１の実施形態と同様に、発光素子用基板１ａは、発光素子１１がボンディングワイヤ１２によって電気的に接続されるとともに、これら発光素子１１とボンディングワイヤ１２を覆うように封止層１３が設けられて発光装置１０ａとして用いられる。
発光素子用基板１ａは、略平板状の基板本体２と、基板本体２上に設けられている枠体８を有する。
本実施形態における基板本体２は、第１の実施形態における基板本体２の放熱層及びオーバーコート層を有していない点を除き、第１の実施形態における基板本体２と同様である。
枠体８も第１の実施形態と同様にすることができる。すなわち枠体８は、ガラス粉末とセラミックスフィラーとを含む枠体用ガラスセラミックス組成物の焼結体よりなるものであり、基板本体２の主面２１上に、主面２１上に搭載されている発光素子１１を囲繞するように設けられている。なお、本実施形態では、主面２１が、本発明における搭載面に相当する。
第１の実施形態と同様に、枠体８は、発光素子１１が発光する可視光に対して透明なことが好ましい。枠体８の材質としては、第１の実施形態と同様の材質が好ましいものとして挙げられる。また、枠体８は、例えば図４（ｂ）中の光路Ｌに示すように、枠体８に内側側方から入射した可視光が枠体８を透過した透過光の、入射した可視光に対する透過率が、８０％以上であることが好ましい。更に、枠体８は、枠体８に内側側方から入射した、４００〜８００ｎｍの波長領域の光を含む可視光が、枠体８を透過した透過光の、入射した可視光に対する４００〜８００ｎｍの波長領域における平均透過率が、８０％以上であることが好ましい。また、枠体８は、封止層１３との屈折率差が０．１以下であることが好ましい。
また、本実施形態では、枠体８の高さ寸法Ｈ１は、主面２１から、主面２１に搭載されている発光素子１１の上面までの距離Ｈ０の１．３倍以上５倍以下であることが好ましい。これにより、発光装置１０ａにおける色度調整が容易になるとともに、光の取り出し効率の低下を防止できる。
なお、図４（ｂ）に示すように、本実施形態では、枠体８の高さ寸法Ｈ１は、主面２１から枠体８の上面までの高さ寸法とする。また、主面２１から発光素子１１の上面までの距離Ｈ０は、主面２１から発光素子１１の上面までの距離である。
また、基板本体２の熱膨張係数をα１（ｐｐｍ／℃）とし、枠体８の熱膨張係数をα２（ｐｐｍ／℃）とするとき、本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、枠体８は、α１−１．０≦α２≦α１の条件を満たすものであることが好ましい。
また、本実施形態に係る発光装置１０ａは、本実施形態に係る発光素子用基板１ａの主面２１に、シリコーンダイボンド剤等のダイボンド剤によりＬＥＤ素子等の発光素子１１が搭載されたものである。
基板本体２の主面２１側には、発光素子が発光する光を可能な限り反射することを目的として反射層を設けてもよい。反射膜の構成材料としては経済性及び反射率の点から銀又は銀合金を用いるのが好ましい。反射膜が銀の場合、その表面には銀の酸化や硫化を防止するため、ガラス膜が銀反射膜を覆うように設けられてもよい。
次に、図５及び図６を参照し、図４に示す発光装置１０ａの発光素子用基板１ａを例にして、本実施形態に係る発光素子用基板の製造方法について説明する。図５及び図６は、図４に示す発光素子用基板の製造工程の一部を模式的に示す図である。
本実施形態に係る発光素子用基板は、例えば、以下の（Ａ２）工程〜（Ｄ２）工程を含む製造方法により製造できる。また、以下では、製造に用いる部材については、完成品の部材と同一の符号を付して説明する。
（Ａ２）グリーンシート作製工程
グリーンシート作製工程では、基板本体２を構成する基板本体用グリーンシート２、及び枠体８を構成する枠体用グリーンシート８を作製する。
図５は、グリーンシート作製工程を模式的に示す図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、それぞれ枠体用グリーンシート８を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図を示す。図５（ｃ）及び図５（ｄ）は、それぞれ基板本体用グリーンシート２を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
基板本体用グリーンシート２は、第１の実施形態における（Ａ１）工程と同様に、基板本体用ガラスセラミックス組成物にバインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加してスラリーを調製する。また、枠体用グリーンシート８は、第１の実施形態における（Ａ１）工程と同様に、枠体用ガラスセラミックス組成物にバインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加してスラリーを調製する。そして、調整したスラリーをドクターブレード法等により所定の形状のシート状に成形し、乾燥させることで製造できる。
このようにして得られたスラリーをドクターブレード法等により所定の形状のシート状に成形し、乾燥させ、基板本体用グリーンシート２及び枠体用グリーンシート８を製造する。
（Ｂ２）導体ペースト層形成工程
導体ペースト層形成工程では、（Ａ２）工程で得られた基板本体用グリーンシート２の所定の位置に所定の導体ペースト層を形成する。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、導体ペースト層形成工程を模式的に示す図であり、それぞれ導体ペースト層形成後の基板本体用グリーンシート２を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
第１の実施形態における（Ｂ１）工程と同様に、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、基板本体用グリーンシート２には、所定の２箇所に主面２１から裏面２２に貫通する貫通導体７を構成する貫通導体用ペースト層７を形成する。また、基板本体用グリーンシート２の裏面２２に貫通導体用ペースト層７と電気的に接続する外部接続端子用ペースト層６を形成する。
素子接続端子用ペースト層５、外部接続端子用ペースト層６、及び貫通導体用ペースト層７の形成方法としては、第１の実施形態における（Ｂ１）工程と同様に、スクリーン印刷法により導体ペーストを塗布、充填する方法が挙げられる。また、導体ペーストは、第１の実施形態における（Ｂ１）工程と同様にできる。
（Ｃ２）積層工程
積層工程では、（Ｂ２）工程で得られた、基板本体用グリーンシート２及び枠体用グリーンシート８を積層する。図６（ｃ）及び図６（ｄ）は、積層工程を模式的に示す図であり、それぞれ積層工程の後の未焼結発光素子用基板１ａを示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
第１の実施形態における（Ｃ１）工程と同様に、（Ｂ２）工程で得られた、導体ペースト層付き基板本体用グリーンシート２の主面２１上に、（Ａ２）工程で得られた枠体用グリーンシート８を積層して未焼結発光素子用基板１ａを得る。
（Ｄ２）焼成工程
焼成工程では、未焼結発光素子用基板１ａを８００〜８８０℃で焼成する。
（Ｃ２）工程で得られた未焼結発光素子用基板１ａについて、第１の実施形態における（Ｄ１）工程と同様に、必要に応じてバインダー等を除去するための脱脂を行い、ガラスセラミックス組成物等の焼成を行う。脱脂及び焼成の条件は、第１の実施形態における（Ｄ１）工程と同様にできる。
また、第１の実施形態と同様に、焼成後、必要に応じて素子接続端子５及び外部接続端子６の全体を被覆するように、金メッキ等の通常、発光素子用基板において導体保護用に用いられる導電性保護膜を配設することもできる。
本実施形態においても、基板本体用グリーンシート２は必ずしも単一のグリーンシートよりなる必要はなく、複数枚のグリーンシートを積層したものであってもよい。また、各部の形成順序等についても、発光素子用基板の製造が可能な限度において適宜変更できる。
また、本実施形態では、枠体がセラミックスフィラーを含有するガラス粉末焼結体よりなる例について説明したが、第１の実施形態の変形例と同様に、枠体がシリカフィラーを含有するガラス粉末焼結体よりなるものであってもよい。
（第３の実施形態）
本実施形態に係る発光素子用基板及び発光装置は、別々に焼成された基板本体と枠体とを低融点ガラスペーストを介して積層し、熱処理して接合する。すなわち、焼成された基板本体と、焼成された枠体とを低融点ガラスペーストを介して積層し、熱処理して接合する。
図７を参照し、第３の実施形態に係る発光素子用基板及び発光装置について説明する。図７は、本実施形態に係る発光素子用基板１ｂ及びその発光素子用基板１ｂを用いた発光装置１０ｂの一例を示す平面図（図７（ａ））、及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図（図７（ｂ））である。なお、図７においても、第１の実施形態で図１を用いて説明した部分と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態に係る発光素子用基板１ｂも、例えば、図７に示すように１個の発光素子１１が搭載される。第１の実施形態と同様に、発光素子用基板１ｂは、発光素子１１がボンディングワイヤ１２によって電気的に接続されるとともに、これら発光素子１１とボンディングワイヤ１２を覆うように封止層１３が設けられて発光装置１０ｂとする。
発光素子用基板１ｂは、略平板状の基板本体２と、基板本体２上に設けられている枠体８を有している。ただし、基板本体２と枠体８の間に、低融点ガラスペーストを配し、これを熱処理して、基板本体２と枠体８とを接合する接合層９が設けられている。
本実施形態における基板本体２は、第１の実施形態における基板本体２と同様とすることができる。すなわち、基板本体２の主面２１上には、放熱層３が形成されており、放熱層３を覆うようにオーバーコート層４が形成されている。また、オーバーコート層４の主面２１側の面（積層面）の反対側の面を搭載面２１ａとする。なお、この場合、基板本体２、放熱層３及びオーバーコート層４をまとめて積層基板本体２ａとも称す。
接合層９の膜厚は、２０〜８０μｍであると好ましく、４０〜５０μｍであるとより好ましい。接合層９の膜厚が２０μｍ未満の場合、十分な接合強度が得られない。また、５０μｍを超える場合、低融点ガラスペーストが溶融することによって基板本体２と枠体８との間の位置ずれが発生しやすくなる。なお、低融点ガラスペーストに関する原料組成は、後述の製造方法において説明する。
枠体８は、基板本体２の搭載面２１ａ側に、搭載面２１ａに搭載されている発光素子１１を囲繞するように設けられている。枠体８は、発光素子１１が発光する可視光に対して透明なことが好ましい。枠体８の材質としては第１の実施形態及び第２の実施形態と同様な材質が好ましいものとして挙げられる。
また、枠体８は、例えば図７（ｂ）中の光路Ｌに示すように、枠体８に内側側方から入射した可視光が枠体８を透過した透過光の、入射した可視光に対する透過率が、８０％以上であることが好ましい。更に、枠体８は、枠体８に内側側方から入射した、４００〜８００ｎｍの波長領域の光を含む可視光が、枠体８を透過した透過光の、入射した可視光に対する４００〜８００ｎｍの波長領域における平均透過率が、８０％以上であることが好ましい。また、枠体８は、封止層１３との屈折率差が０．１以下であることが好ましい。
また、本実施形態では、枠体８の高さ寸法Ｈ１は、搭載面２１ａから、搭載面２１ａに搭載されている発光素子１１の上面までの距離Ｈ０の１．３倍以上５倍以下であることが好ましい。これにより、発光装置１０ｂにおける色度調整が容易になるとともに、光の取り出し効率の低下を防止できる。
なお、図７（ｂ）に示すように、本実施形態では、枠体８の高さ寸法Ｈ１は、搭載面２１ａ（接合層９の下面）から枠体８の上面までの高さ寸法とする。また、搭載面２１ａから発光素子１１の上面までの距離Ｈ０は、搭載面２１ａから発光素子１１の上面までの距離である。
また、基板本体２の熱膨張係数をα１（ｐｐｍ／℃）とし、枠体８の熱膨張係数をα２（ｐｐｍ／℃）とするとき、本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、枠体８は、α１−１．０≦α２≦α１の条件を満たすものであることが好ましい。
また、本実施形態に係る発光装置１０ｂは、本実施形態に係る発光素子用基板１ｂの搭載面２１ａに、シリコーンダイボンド剤等のダイボンド剤によりＬＥＤ素子等の発光素子１１が搭載されたものである。
なお、本実施形態では、基板本体２の主面２１上に放熱層３及びオーバーコート層４が形成されている例について説明する。しかし、第２の実施形態と同様に、基板本体２の主面２１上に、放熱層３及びオーバーコート層４が形成されていなくてもよい。このときは、枠体８は、基板本体２の主面２１側に、主面２１に搭載されている発光素子１１を囲繞するように設けられている。また、発光装置１０ｂは、発光素子用基板１ｂの主面２１に、シリコーンダイボンド剤等のダイボンド剤によりＬＥＤ素子等の発光素子１１が搭載されたものである。
次に、図８及び図９を参照し、図７に示す発光装置１０ｂの発光素子用基板１ｂを例にして、本実施形態に係る発光素子用基板の製造方法について説明する。図８及び図９は、図７に示す発光素子用基板の製造工程の一部を模式的に示す図である。
本実施形態に係る発光素子用基板は、例えば、以下の（Ａ３）工程〜（Ｆ３）工程を含む製造方法により製造できる。また、以下では、製造に用いる部材については、完成品の部材と同一の符号を付して説明する。
（Ａ３）枠体準備工程
枠体準備工程では、予め枠体８を準備する。
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、枠体準備工程を模式的に示す図であり、それぞれ枠体８を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
枠体８は、枠体用グリーンシートを単独で焼成し、ガラス材料を含み、透明な枠体８を作製することによって準備してもよい。あるいは、ガラス板を加工することによって準備してもよい。
（Ｂ３）グリーンシート作製工程
グリーンシート作製工程では、基板本体２を構成する基板本体用グリーンシート２、及びオーバーコート層４を構成するオーバーコート層用グリーンシート４を作製する。
図８（ｃ）から図８（ｆ）は、グリーンシート作製工程を模式的に示す図である。図８（ｃ）及び図８（ｄ）は、それぞれオーバーコート層用グリーンシート４を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図８（ｅ）及び図８（ｆ）は、それぞれ基板本体用グリーンシート２を示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
基板本体用グリーンシート２及びオーバーコート層用グリーンシート４は、第１の実施形態における（Ａ１）工程と同様に、基板本体用ガラスセラミックス組成物にバインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加してスラリーを調製する。そして、調整したスラリーをドクターブレード法等により所定の形状のシート状に成形、乾燥させて製造できる。
このようにして得られたスラリーをドクターブレード法等により所定の形状のシート状に成形し、乾燥させ、基板本体用グリーンシート２及びオーバーコート層用グリーンシート４を製造する。
（Ｃ３）導体ペースト層形成工程
導体ペースト層形成工程では、（Ｂ３）工程で得られた基板本体用グリーンシート２及びオーバーコート層用グリーンシート４の所定の位置に所定の導体ペースト層を形成する。
図３（ａ）及び図３（ｂ）を用いて説明した第１の実施形態における（Ｂ１）工程と同様に、オーバーコート層用グリーンシート４には、所定の２箇所に貫通導体７の一部を構成する貫通導体用ペースト層７２を形成する。そして、発光素子１１が搭載される面に貫通導体用ペースト層７２を覆うように略長方形状に素子接続端子用ペースト層５を形成する。
また、図３（ｃ）及び図３（ｄ）を用いて説明した第１の実施形態における（Ｂ１）工程と同様に、基板本体用グリーンシート２には、所定の２箇所に主面２１から裏面２２に貫通する貫通導体７の一部を構成する貫通導体用ペースト層７１を形成する。また、基板本体用グリーンシート２の裏面２２に貫通導体用ペースト層７１と電気的に接続する外部接続端子用ペースト層６を形成する。また、基板本体用グリーンシート２の主面２１上には、基板本体用グリーンシート２の主面２１の周縁部、及び、一対の貫通導体７１が配設された部分とその周囲近傍を除く領域に、銀を含む金属材料を含有する放熱層用ペースト層３を形成する。
素子接続端子用ペースト層５、外部接続端子用ペースト層６、及び貫通導体用ペースト層７の形成方法としては、第１の実施形態における（Ｂ１）工程と同様に、スクリーン印刷法により導体ペーストを塗布、充填する方法が挙げられる。また、導体ペーストは、第１の実施形態における（Ｂ１）工程と同様にできる。
（Ｄ３）積層工程
積層工程では、（Ｃ３）工程で得られた、基板本体用グリーンシート２及びオーバーコート層用グリーンシート４を積層する。
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、積層工程を模式的に示す図であり、それぞれ積層工程の後の未焼結積層基板２ａを示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
第１の実施形態における（Ｃ１）工程と同様に、（Ｃ３）工程で得られた、導体ペースト層付き基板本体用グリーンシート２の主面２１上に、（Ｃ３）工程で得られた導体ペースト層付きオーバーコート層用グリーンシート４を積層して未焼結積層基板２ａを得る。
（Ｅ３）焼成工程
焼成工程では、未焼結積層基板２ａを８００〜８８０℃で焼成して積層基板本体２ａを得る。（Ｄ３）工程で得られた未焼結積層基板２ａについて、第１の実施形態における（Ｄ１）工程と同様に、必要に応じてバインダー等を除去するための脱脂を行い、ガラスセラミックス組成物等を焼成する。脱脂及び焼成の条件は、第１の実施形態における（Ｄ１）工程と同様にできる。
（Ｆ３）接合工程
接合工程では、焼成された積層基板本体２ａと、予め準備した枠体８とを低融点ガラスペーストを介して積層し、熱処理して接合する。図９（ｃ）から図９（ｆ）は、接合工程を模式的に示す図である。図９（ｃ）及び図９（ｄ）は、それぞれ主面２１上に低融点ガラスペースト９を塗布した後の積層基板本体２ａを示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図９（ｅ）及び図９（ｆ）は、更に枠体８を積層して熱処理し、枠体８と積層基板本体２ａとを接合して形成された焼結発光素子用基板１ｂを示す平面図及びそのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
低融点ガラスペーストとして、例えばＳｉＯ２を４５ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を４１．５ｍｏｌ％、ＺｒＯ２を３．５ｍｏｌ％、ＺｎＯを１ｍｏｌ％、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏの合計を９ｍｏｌ％含有するものを使用できる。
図９（ｃ）及び図９（ｄ）に示すように、（Ｅ３）工程で得られた積層基板本体２ａの搭載面２１ａの所定領域、すなわち枠体８を接合する領域に、低融点ガラスペースト９を塗布し、例えば３８０℃程度に加熱して低融点ガラスペースト９のバインダーを飛ばすことによって、仮焼成する。
次に、低融点ガラスペースト９が仮焼成され、低融点ガラス９が形成された基板本体２の主面２１上に、低融点ガラス９を介して枠体８を積層する。そして、真空またはガス雰囲気中で、例えば約３８０℃程度の温度で熱処理して低融点ガラス９を溶融し、図９（ｅ）及び図９（ｆ）に示すように、積層基板本体２ａに枠体８を接合し、発光素子用基板１ｂを得る。
また、第１の実施形態と同様に、接合後、必要に応じて素子接続端子５及び外部接続端子６の全体を被覆するように、金メッキ等の通常、発光素子用基板において導体保護用に用いられる導電性保護膜を配設できる。
本実施形態においても、基板本体用グリーンシート２は必ずしも単一のグリーンシートよりなる必要はなく、複数枚のグリーンシートを積層したものであってもよい。また、各部の形成順序等についても、発光素子用基板の製造が可能な限度において適宜変更できる。
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、実施例により限定されて解釈されない。
（実施例１）
以下に説明する方法で、図１に示すものと同様の構造の試験用発光装置を作製した。なお、上記同様、焼成の前後で部材に用いる符号は同じものを用いた。
まず、発光素子用基板１の基板本体２を作製するための基板本体用グリーンシート２、オーバーコート層用グリーンシート４、枠体用グリーンシート８を作製した。基板本体用グリーンシート２及びオーバーコート層用グリーンシート４を作製するための基板本体用ガラス粉末として、ＳｉＯ２が６０．４ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３が１５．６ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３が６ｍｏｌ％、ＣａＯが１５ｍｏｌ％、Ｋ２Ｏが１ｍｏｌ％、Ｎａ２Ｏが２ｍｏｌ％のガラスが得られるように原料を配合、混合した。
また、枠体用グリーンシート８を作製するための枠体用ガラス粉末として、ＳｉＯ２が８１．６ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３が１６．６ｍｏｌ％、Ｋ２Ｏが１．８ｍｏｌ％となるように原料を配合、混合した。これらの原料混合物を白金ルツボに入れて１６００℃で６０分間溶融させた後、この溶融状態のガラスを流し出し冷却した。このガラスをアルミナ製ボールミルにより４０時間粉砕して基板本体用ガラス粉末を製造した。なお、粉砕時の溶媒にはエチルアルコールを用いた。
この基板本体用ガラス粉末が３８質量％、アルミナフィラー（昭和電工社製、商品名：ＡＬ−４５Ｈ）が３８質量％、ジルコニアフィラー（第一稀元素化学工業社製、商品名：ＨＳＹ−３Ｆ−Ｊ）が２４質量％となるように配合し、混合することにより基板本体用ガラスセラミックス組成物を製造した。
この基板本体用ガラスセラミックス組成物５０ｇに、有機溶剤（トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノールを質量比４：２：２：１で混合したもの）１５ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）２．５ｇ、バインダーとしてのポリビニルブチラール（デンカ社製、商品名：ＰＶＫ＃３０００Ｋ）５ｇ、さらに分散剤（ビックケミー社製、商品名：ＢＹＫ１８０）０．５ｇを配合し、混合してスラリーを調製した。
また、枠体用ガラス粉末が９３質量％、アルミナフィラー（昭和電工社製、商品名：ＡＬ−４５Ｈ）が７質量％となるように配合し、混合することにより枠体用ガラスセラミックス組成物を製造した。この枠体用ガラスセラミックス組成物５０ｇに、有機溶剤（トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノールを質量比４：２：２：１で混合したもの）１５ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）２．５ｇ、バインダーとしてのポリビニルブチラール（デンカ社製、商品名：ＰＶＫ＃３０００Ｋ）５ｇ、さらに分散剤（ビックケミー社製、商品名：ＢＹＫ１８０）０．５ｇを配合し、混合してスラリーを調製した。
基板本体用ガラスセラミックス組成物よりなるスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥させてグリーンシートを作製した。そして、作製したグリーンシートを積層して、略平板状であって焼成後の厚さが０．２ｍｍとなる基板本体用グリーンシート２を、また略平板状であって焼成後の膜厚が０．１ｍｍとなるオーバーコート層用グリーンシート４を製造した。
また、枠体用ガラスセラミックス組成物よりなるスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥させてグリーンシートを作製した。そして、作製したグリーンシートを積層して、枠外の形状が基板本体用グリーンシート２と同様であり、枠内の形状が直径４．３ｍｍの円形状であって、焼成後の枠高さが０．５ｍｍとなる枠体用グリーンシート８を製造した。
一方、導電性粉末（銀粉末、大研化学工業社製、商品名：Ｓ５５０）、ビヒクルとしてのエチルセルロースを質量比８５：１５の割合で配合し、固形分が８５質量％となるように溶剤としてのαテレピネオールに分散した。その後、磁器乳鉢中で１時間混練し、さらに三本ロールにて３回混練・分散して配線導体用ペーストを製造した。
また、放熱層用金属ペーストは、銀粉末（大研化学工業社製、商品名：Ｓ４００−２）と、ビヒクルとしてのエチルセルロースとを質量比９０：１０の割合で配合し、固形分が８７質量％となるように溶剤としてのαテレピネオールに分散した。その後、磁器乳鉢中で１時間混練し、さらに三本ロールにて３回混練・分散して製造した。
基板本体用グリーンシート２の貫通導体７に相当する部分に孔空け機を用いて直径０．３ｍｍの貫通孔を形成し、スクリーン印刷法により配線導体用ペーストを充填して貫通導体用ペースト層７１を形成するとともに、裏面２２に外部接続端子用ペースト層６を形成した。さらに、基板本体用グリーンシート２の主面２１上には、基板本体用グリーンシート２の主面２１の周縁部、及び、上記一対の貫通導体７が配設された部分とその周囲近傍を除く領域にスクリーン印刷により、放熱層用ペースト層３を焼成後の膜厚が１５μｍとなるように形成して導体ペースト層付き基板本体用グリーンシート２を得た。また、焼成後の放熱層３の表面粗さＲａは、東京精密社製サーフコム１４００Ｄによる測定から０．０８μｍであることが確認された。
オーバーコート層用グリーンシート４には、貫通導体７に相当する部分に孔空け機を用いて直径０．３ｍｍの貫通孔を形成し、スクリーン印刷法により配線導体用ペーストを充填して貫通導体用ペースト層７２を形成するとともに、発光素子１１が搭載される面に貫通導体用ペースト層７２を覆うように略長方形状に素子接続端子用ペースト層５をスクリーン印刷法により形成して導体ペースト層付きオーバーコート層用グリーンシート４を得た。
上記で得られた、導体ペースト層付き基板本体用グリーンシート２の主面２１上に、導体ペースト層付きオーバーコート層用グリーンシート４を素子接続端子用ペースト層５が形成された面（搭載面２１ａ）を上にして積層した。さらに、その上に上記で得られた枠体用グリーンシート８を積層して未焼結発光素子用基板１を得た。
上記で得られた未焼成発光素子用基板１を、５５０℃で５時間保持して脱脂し、さらに８７０℃で３０分間保持して焼成して試験用の発光素子用基板１を製造した。
（比較例１）
上記実施例１において、枠体用ガラスセラミックス組成物を基板本体用ガラスセラミックス組成物に代えたこと以外は、全て実施例１と同様にして、比較例１に係る発光装置を作製した。
次に、実施例１及び比較例１の発光装置について、以下の方法で透過率（％）及び配光特性を測定した。なお、透過率の測定は、通常の透過スペクトルの測定方法に準じ、分光光度計（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製、商品名：Ｌａｍｂｄａ９５０）を用いて、可視光域である４００〜８００ｎｍにおける平均値を透過率（％）として算出した。
次に、実施例１及び比較例１で作製した発光素子用基板に、発光素子を搭載して発光装置を作成した。試験用の発光素子用基板に２個の２ワイヤタイプのＬＥＤ素子を、オーバーコート層の搭載面上の一対の素子接続端子の間に搭載して発光装置を作製した。
具体的には、ＬＥＤ素子１１（昭和電工社製、商品名：ＧＱ２ＣＲ４６０Ｚ）をダイボンド材（信越化学工業社製、商品名：ＫＥＲ−３０００−Ｍ２）により上記の位置に固定し、発光素子が有する一対の電極と、各発光素子の外側に位置する素子接続端子とをそれぞれボンディングワイヤを介して電気的に接続した。
さらに封止層を構成するため封止剤（信越化学工業社製、商品名：ＳＣＲ−１０１６Ａ）で封止した。封止剤には蛍光体（化成オプトニクス社製、商品名Ｐ４６−Ｙ３）を封止剤に対して内掛で２０質量％含有した。
この発光装置から得られる光の配光特性を、分光装置（スペクトラコープ社製、商品名：ＳＯＬＩＤＬＡＭＢＤＡ・ＣＣＤ・ＬＥＤ・ＭＯＮＩＴＯＲ・ＰＬＵＳ）にＬＥＤ光度測定ステージ（スペクトラコープ社製、商品名：ＭＡＳ−Ｌ０７０２）を装着して測定した。この際、発光素子としてのＬＥＤ素子に対し、電圧／電流発生器（アドバンテスト社製、商品名：Ｒ６２４３）を用いて３５ｍＡを印加した。
配光特性の測定は、具体的には、図１０に示すように、発光素子１１の中心部を起点とし、発光素子１１の発光面（図中上側面）に対して垂直方向を０°として、左右５５°の角度まで、０．５°毎に光度を測定した。この測定で得られた配光曲線において、最も高い光度と最も低い光度との差（配光光度差）を算出した。
表１に、ガラス粉末として、ＳｉＯ２が８１．６ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３が１６．６ｍｏｌ％、Ｋ２Ｏが１．８ｍｏｌ％からなり、そのガラス粉末が９３質量％、アルミナフィラー（昭和電工社製、商品名：ＡＬ−４５Ｈ）が７質量％の比率で作製された発光素子用基板（枠体）の透過率（％）、及び発光装置の配光特性（配光光度差（％））の測定結果を示す。
Figure 2012014853
 表１に上記した測定結果により、実施例１の発光素子用基板では、光が枠体８に内側側方から入射した、４００〜８００ｎｍの波長領域の光を含む可視光が、枠体８を透過した透過光の、入射した可視光に対する４００〜８００ｎｍの波長領域における平均透過率が、８０％以上であることが認められた。
また、比較例１の発光素子基板を用いた発光装置では、配光光度差が大きく、得られる光に配光特性のばらつきが認められた。一方、実施例１の発光素子用基板を用いた発光装置では、得られる光の配光光度差が低減されており、配光特性のばらつきが少なく、放射される光の配光特性を広指向性にできることが認められた。
以上、本発明の好ましい実施形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明によれば、放射される光の配光特性を広指向性にできるとともに、樹脂を充填するための枠体の放射光による劣化を防止できる発光素子用基板、発光装置及び発光素子用基板の製造方法を提供することができ、特に、白色ＬＥＤ素子を用いた発光装置用として有用である。
なお、２０１０年７月２６日に出願された日本特許出願２０１０−１６６８３０号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
１ 発光素子用基板
２ 基板本体
２ａ 積層基板本体
３ 放熱層
４ オーバーコート層
５ 素子接続端子
６ 外部接続端子
７ 貫通導体
８ 枠体
９ 接合層
１０ 発光装置
１１ 発光素子
１２ ボンディングワイヤ
１３ 封止層
２１ 主面
２１ａ 搭載面
２２ 裏面

Claims (13)

  1. ガラス粉末３０〜５０質量％とセラミックスフィラー５０〜７０質量％とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体よりなり、発光素子が搭載される搭載面を有する基板本体と、前記基板本体の前記搭載面側に、前記搭載面に搭載される前記発光素子を囲繞するように設けられており、前記発光素子が発光する可視光に対して透明な、ガラスを８０質量％以上含む枠体と、を有する発光素子用基板。
  2. 前記枠体は、入射した可視光の透過率が８０％以上である請求項１に記載の発光素子用基板。
  3. 前記枠体は、前記基板本体の熱膨張係数をα１（ｐｐｍ／℃）とし、前記枠体の熱膨張係数をα２（ｐｐｍ／℃）とするとき、
    α１−１．０≦α２≦α１
    の条件を満足する請求項１〜２のいずれかに記載の発光素子用基板。
  4. 前記枠体は、ガラス粉末９０〜９５質量％と、セラミックスフィラーおよびシリカフィラーからなる群から選ばれる少なくとも1種のフィラー５〜１０質量％とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体よりなる請求項１〜３のいずれかに記載の発光素子用基板。
  5. 前記枠体は、前記基板本体の周縁部における前記搭載面側に設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の発光素子用基板。
  6. 前記基板本体の前記搭載面がオーバーコート層で形成され、このオーバーコート層の下部に放熱層が形成されている請求項１〜５のいずれかに記載の発光素子用基板。
  7. 前記基板本体は、前記基板本体の前記搭載面側に形成されており、光を反射する反射層と、前記反射膜の上に形成されているガラス膜とを有する請求項１〜６のいずれかに記載の発光素子用基板。
  8. 請求項１〜７のいずれかに記載の発光素子用基板と、前記搭載面に搭載されている前記発光素子と、前記発光素子を封止する封止層とを有する発光装置。
  9. 前記封止層は、前記枠体の枠内に封止樹脂を充填することによって形成される請求項８に記載の発光装置。
  10. 前記枠体の屈折率と前記封止層の屈折率との屈折率差が０．１以下である請求項８または９に記載の発光装置。
  11. 前記枠体の高さ寸法は、前記搭載面から、前記搭載面に搭載されている前記発光素子の上面までの距離の１．３倍以上５倍以下である請求項８〜１０のいずれかに記載の発光装置。
  12. ガラス粉末３０〜５０質量％とセラミックスフィラー５０〜７０質量％とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体よりなり、発光素子が搭載される搭載面を有する基板本体と、前記基板本体の前記搭載面側に、前記搭載面に搭載されている前記発光素子を囲繞するように設けられており、前記発光素子が発光する可視光に対して透明な、ガラスを８０質量％以上含む枠体とを有する、発光素子用基板の製造方法であって、
    前記ガラスセラミックス組成物よりなり、前記基板本体を形成するための第１のグリーンシートと、ガラスを８０質量％以上含む前記枠体を形成するための第２のグリーンシートとを積層した積層体の焼成工程を有する、発光素子用基板の製造方法。
  13. ガラス粉末３０〜５０質量％とセラミックスフィラー５０〜７０質量％とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体よりなり、発光素子が搭載される搭載面を有する基板本体と、前記基板本体の前記搭載面側に、前記搭載面に搭載されている前記発光素子を囲繞するように設けられており、前記発光素子が発光する可視光に対して透明な、ガラスを８０質量％以上含む枠体とを有する、発光素子用基板の製造方法であって、
    前記ガラスセラミックス組成物の焼結体よりなる前記基板本体と、前記ガラスを８０質量％以上含む前記枠体とを、低融点ガラスペーストを介して積層した積層体を熱処理して前記基板本体と前記枠体とを接合する接合工程を有する、発光素子用基板の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019161135A (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 大日本印刷株式会社 配線基板および配線基板の製造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013168420A (ja) * 2012-02-14 2013-08-29 Stanley Electric Co Ltd 発光装置
JP5806153B2 (ja) * 2012-03-21 2015-11-10 京セラ株式会社 発光装置
JP2013197369A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Rohm Co Ltd 光源装置およびｌｅｄランプ
TW201405861A (zh) * 2012-07-09 2014-02-01 Ceramtec Gmbh Ｌｅｄ用途之反射光的基材
US10211378B2 (en) 2016-01-29 2019-02-19 Nichia Corporation Light emitting device and method for manufacturing same
JP7177326B2 (ja) * 2016-01-29 2022-11-24 日亜化学工業株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004259958A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Kyocera Corp 発光素子収納用パッケージおよび発光装置
JP2007189031A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Allied Material Corp 半導体素子搭載用部材とそれを用いた半導体装置および発光ダイオード
JP2008034802A (ja) * 2006-07-07 2008-02-14 Nippon Electric Glass Co Ltd 半導体封止材料及びそれを用いて封止してなる半導体素子
JP2008277349A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Kyocera Corp 発光素子搭載用基体、及びその製造方法、ならびに発光装置
WO2010021367A1 (ja) * 2008-08-21 2010-02-25 旭硝子株式会社 発光装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004175645A (ja) * 2002-11-29 2004-06-24 Asahi Glass Co Ltd ガラスフリット混合物、電子回路基板製造方法および電子回路基板
JP3977414B1 (ja) * 2004-08-06 2007-09-19 株式会社アライドマテリアル 半導体素子搭載部材、半導体装置、撮像装置、発光ダイオード構成部材、および発光ダイオード
JP4547569B2 (ja) * 2004-08-31 2010-09-22 スタンレー電気株式会社 表面実装型ｌｅｄ
JP2008091449A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Mimaki Denshi Buhin Kk 光源装置
JP5224802B2 (ja) * 2007-09-29 2013-07-03 京セラ株式会社 発光素子収納用パッケージ、発光装置ならびに発光素子収納用パッケージおよび発光装置の製造方法
WO2009128354A1 (ja) * 2008-04-18 2009-10-22 旭硝子株式会社 発光ダイオードパッケージ
US20100182791A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Package for light emitting element and light emitting device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004259958A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Kyocera Corp 発光素子収納用パッケージおよび発光装置
JP2007189031A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Allied Material Corp 半導体素子搭載用部材とそれを用いた半導体装置および発光ダイオード
JP2008034802A (ja) * 2006-07-07 2008-02-14 Nippon Electric Glass Co Ltd 半導体封止材料及びそれを用いて封止してなる半導体素子
JP2008277349A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Kyocera Corp 発光素子搭載用基体、及びその製造方法、ならびに発光装置
WO2010021367A1 (ja) * 2008-08-21 2010-02-25 旭硝子株式会社 発光装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019161135A (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 大日本印刷株式会社 配線基板および配線基板の製造方法

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