JPWO2014196175A1

JPWO2014196175A1 - 配線基板およびｌｅｄモジュール

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Publication number: JPWO2014196175A1
Application number: JP2015521291A
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Inventors: 孝典明田; 佐名川　佳治; 佳治佐名川; 植田　充彦; 充彦植田
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Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2017-02-23
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Abstract

配線基板（１）は、溶融接合によりＬＥＤチップ（２）が実装される配線基板（１）であって、基材（１０）上に形成され、ＬＥＤチップ（２）を接合する、導電性を有するパッド部である第１の基材電極（１２）及び第２の基材電極（２２）と、第１の基材電極（１２）及び第２の基材電極（２２）の上に配置されたはんだ材（１６、２６）と、基材（１０）上に形成され、ＬＥＤチップ（２）を第１の基材電極（１２）及び第２の基材電極（２２）に接合する時に、溶融したはんだ材（１６、２６）が流れ込む第１の溝部（１４）及び第２の溝部（２４）とを備える。

Description

本発明は、配線基板及びＬＥＤモジュールに関し、特に、発光素子を実装する配線基板及びＬＥＤモジュールに関する。

従来、配線基板やサブマウント基板上にＬＥＤチップ等の発光素子を搭載する技術が開示されている。

発光素子は、温度が高くなるほど発光効率が低下するため、発光素子の発光効率を向上するためには、発光素子での温度上昇を抑制する必要がある。

発光素子で発生した熱は、大部分が実装基板への伝熱により放熱される。したがって、発光素子を高熱伝導な材料に大面積で実装することにより、発熱量が大きくても発光素子の温度上昇を抑制することができる。

高熱伝導な材料によって発光素子を配線基板に大面積で実装する技術としては、例えばＡｕＳｎなどの金属材料を用いた溶融接合により発光素子を配線基板に実装する技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００９−５４８９６号公報特開２００４−１９３２３０号公報

特許文献１に記載の発光装置では、基板上に溝を形成することにより、ＬＥＤ素子を基板に接合するための溶融金属がＬＥＤ素子の外部へはみ出すことを抑制している。この発光装置では、ＬＥＤ素子の外部への溶融金属のはみ出しに対しては対応できるが、ＬＥＤ素子の同一面に設けられた異なる電極（例えば、ｐ型電極とｎ型電極）の間での短絡を防止することは困難である。

また、特許文献２に記載の技術では、ＬＥＤチップを搭載する被搭載部が接合材料であるはんだ材をはじく材料により形成されている。したがって、ＬＥＤチップと基板との接合状態が安定せず、１つのＬＥＤチップの同一面に存在する異なる電極間の短絡を防止することは困難である。

したがって、上記した技術では、フリップチップ型発光素子の接合においてチップの同一面に存在する電極が短絡する可能性があり、接合状態が安定せず動作が不安定になるという問題がある。

上記課題に鑑み、本発明は、安定した接合状態を実現することができる配線基板及びＬＥＤモジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る配線基板の一態様は、溶融接合によりＬＥＤ素子が実装される配線基板であって、基材上に形成され、前記ＬＥＤ素子を接合する、導電性を有するパッド部と、前記パッド部の上に配置された接合材料と、前記基材上に形成され、前記ＬＥＤ素子を前記パッド部に接合する時に、溶融した前記接合材料が流れ込む溝部とを備える。

また、本発明に係るＬＥＤモジュールの一態様において、上記した特徴を有する配線基板と、前記配線基板に実装された前記ＬＥＤ素子とを備えるとしてもよい。

本発明によれば、安定した接合状態を実現することができる配線基板及びＬＥＤモジュールを提供することができる。

図１は、実施の形態１に係る配線基板の構成を示す概略図であり、（ａ）は配線基板の上面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ’線における配線基板の断面図である。図２は、実施の形態１に係るＬＥＤモジュールを示す断面図であり、（ａ）はＬＥＤ素子の実装前の断面図、（ｂ）はＬＥＤ素子の実装後の断面図である。図３は、実施の形態１に係る配線基板の構成を示す断面図である。図４は、実施の形態１の変形例に係る配線基板の構成を示す上面図である。図５は、実施の形態１の変形例に係る配線基板の構成を示す上面図である。図６は、実施の形態１の変形例に係る配線基板の構成を示す上面図である。図７は、実施の形態２に係る配線基板の構成を示す断面図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１に係る配線基板及びＬＥＤモジュールについて、図１および図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る配線基板の構成を示す概略図であり、（ａ）は配線基板の上面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ’線における配線基板の断面図である。図２は、実施の形態１に係るＬＥＤモジュールを示す断面図であり、（ａ）はＬＥＤ素子の実装前の断面図、（ｂ）はＬＥＤ素子の実装後の断面図である。

図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る配線基板１は、基材１０と、第１の基材電極１２と、第１の溝部１４と、はんだ材１６と、第２の基材電極２２と、第２の溝部２４と、はんだ材２６とで構成されている。第１の基材電極１２と、第１の溝部１４と、はんだ材１６とにより、ｐ型電極が構成され、第２の基材電極２２と、第２の溝部２４と、はんだ材２６とにより、ｎ型電極が構成されている。

ここで、第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２は、本発明におけるパッド部材に相当する。第１の溝部１４及び第２の溝部２４は、本発明における溝部に相当する。はんだ材１６及び２６は、本発明における接合材料に相当する。また、第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２は、基材１の上に少なくとも１つずつ設けられていればよく、複数設けられていてもよい。これにより、ｐ型半導体層とｎ型半導体層を有するＬＥＤチップ２であっても、安定した接合状態を実現してＬＥＤチップ２の短絡を抑制することができる。

基材１０は、例えば、シリコン基板により構成されている。なお、基材１０の材料は、シリコンに限られず、窒化アルミニウム、または、炭化ケイ素等であってもよい。また、単一の材料で構成された基板に限らず、複数の材料層で構成された基板やインターポーザ等であってもよい。

基材１０上には、絶縁膜（図示せず）が設けられている。絶縁膜としては、例えば二酸化シリコン膜（ＳｉＯ_２膜）等を用いることができる。絶縁膜は、基材１０上の全面に形成されている。例えば、Ｓｉ基材の場合は、熱酸化等で形成される。絶縁膜は、第１の基材電極１２が形成される領域と第２の基材電極２２が形成される領域とに分離して形成されている。

絶縁膜の上には、第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２が形成されている。

第１の基材電極１２は、配線基板１に対向して配置されるＬＥＤチップ２のｐ型半導体層に接続されるｐ型電極である。第１の基材電極１２は、例えば、銅箔上にニッケルと金を積層して構成されている。

第２の基材電極２２は、ＬＥＤチップ２のｎ型半導体層に接続されるｎ型電極である。第２の基材電極２２は、例えば、銅箔上にニッケルと金を積層して構成されている。

なお、図２の（ａ）に示すように、第１の基材電極１２は、絶縁膜の上面のうち、少なくともＬＥＤチップ２においてｐ型半導体層に接続されるｐ型電極である第１の電極３４と対向して形成されている。

また、第２の基材電極２２は、絶縁膜の上面のうち、少なくともＬＥＤチップ２においてｎ型半導体層に接続されるｎ型電極である第２の電極３６と対向して形成されている。

第１の溝部１４は、実装電極である第１の基材電極１２で形成されている。これにより、第１の溝部１４は、電極形成プロセスのみで形成することができる。

詳細には、図１の（ｂ）に示すように、第１の基材電極１２は、基材１０上の絶縁膜の上に実装された第１の実装電極１２ａと、第１の実装電極１２ａの上に所定のパターンに形成された第２の実装電極１２ｂとの段差で構成される。すなわち、第１の溝部１４の底面は第１の実装電極１２ａで構成され、第１の溝部１４の側面は第２の実装電極１２ｂで構成される。配線基板１の上の第１の基材電極１２の上には、接合材料であるはんだ材１６が形成されており、第１の溝部１４は、接合時に溶融したはんだ材１６を溜めおくことができる。これにより、ＬＥＤチップ２を配線基板１に接合する溶融接合において、ＬＥＤチップ２を短絡させることなく接合することができる。なお、第１の基材電極１２を形成するために必要な領域の大きさは、例えば８００μｍ×８００μｍであり、このときの第１の溝部１４の幅は、例えば２０μｍである。

第２の溝部２４は、実装電極である第２の基材電極２２で形成されている。これにより、第２の溝部２４は、電極形成プロセスのみで形成することができる。

詳細には、図１の（ｂ）に示すように、第２の基材電極２２は、基材１０上の絶縁膜の上に実装された第１の実装電極２２ａと、第１の実装電極２２ａの上に形成された第２の実装電極２２ｂとで構成される。すなわち、第２の溝部２４の底面は第１の実装電極２２ａで構成され、第２の溝部２４の側面は第２の実装電極２２ｂで構成される。配線基板１の上の第２の基材電極２２の上には、接合材料であるはんだ材２６が形成されており、第２の溝部２４は、接合時に溶融したはんだ材２６を溜めおくことができる。これにより、ＬＥＤチップ２を配線基板１に接合する溶融接合において、ＬＥＤチップ２を短絡させることなく接合することができる。なお、上記したように、第１の基材電極１２を形成するために必要な領域の大きさが、例えば、８００μｍ×８００μｍであるとき、第２の溝部２４の幅は、例えば２０μｍである。

また、図１の（ａ）に示すように、第２の溝部２４は、第２の基材電極２２が形成される接合材料形成部の外周部に形成されている。接合材料形成部は、第２の基材電極２２において、溶融前のはんだ材２６が配置される部分をいう。これにより、接合時にはんだ材２６は第２の溝部２４に流れ込むため、はんだ材２６を第２の基材電極２２の全面に濡れ広げることができる。

ここで、本実施の形態に係るＬＥＤモジュールは、上記した配線基板１にＬＥＤチップ２を実装した構成である。これにより、ＬＥＤチップ２と配線基板１との安定した接合状態を実現できる。

ＬＥＤチップ２は、直流電力が通電されることによって単色の可視光を発するベアチップであり、青色光を発する青色ＬＥＤチップ、赤色光を発する赤色ＬＥＤチップ又は緑色光を発する緑色ＬＥＤチップの可視域波長帯の光を発するＬＥＤチップ等である。なお、ＬＥＤチップ２には、これらの可視光によるものだけではなく、例えば、紫外線発光のＬＥＤチップを用いることもできる。

ＬＥＤチップ２は、絶縁基板３０と、半導体層３２と、第１の電極３４と、第２の電極３６とを備えている。

絶縁基板３０は、例えば、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）等の絶縁物で構成されている。

絶縁基板３０の上には、半導体層３２が形成されている。半導体層３２は、例えば、ＧａＮ等の窒化物半導体で構成され、ｐ型層、活性層及びｎ型層が順に積層されている。

また、半導体層３２の最上層であるｐ型層上には、第１の電極３４が形成されている。

さらに、半導体層３２において、ｐ型層と活性層とがエッチングされることにより露出したｎ型層上には、第２の電極３６が形成されている。すなわち、第１の電極３４が形成されたＬＥＤチップ２の主面の一部に対し、第２の電極３６が形成されたＬＥＤチップ２の主面の他の一部は、窪んで形成されている。つまり、図２の（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ２の半導体層３２は、段差を有する構成である。

ＬＥＤチップ２は、図２の（ｂ）に示すように、半導体層３２が配置された側を配線基板１に対向させた状態で、配線基板１上に配置される。すなわち、第１の基材電極１２と第１の電極３４とが対向し、第２の基材電極２２と第２の電極３６とが対向するように配置される。

ＬＥＤチップ２を配線基板１の上に載置すると、ｐ型電極である第１の基材電極１２と第１の電極３４とがはんだ材１６を介して接続され、ｎ型電極である第２の基材電極２２と第２の電極３６とがはんだ材２６を介して接続される。第１の基材電極１２と第１の電極３４との接合、及び、第２の基材電極２２及び第２の電極３６との接合は、後に詳述するように、加熱溶融（溶融接合）により行われる。

はんだ材１６は、本発明における接合材料に相当し、第１の基材電極１２の上に形成されている。はんだ材１６は、図１の（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ２の第２の電極３６に接触しない範囲、すなわち、第１の基材電極１２から第２の基材電極２２へとはみ出さない範囲に形成されている。また、はんだ材１６が溶融時に第１の基材電極１２の上からはみ出したとしても、はみ出したはんだ材１６は第１の溝部１４に流れ込むので、はんだ材１６が第１の基材電極１２から第２の基材電極２２へと流れ出すことはない。これにより、はんだ材１６による、ｐ型電極である第１の電極３４とｎ型電極である第２の電極３６との間の短絡を防ぐことができる。

はんだ材１６は、配線基板１とＬＥＤチップ２の接合前においては、第１の基材電極１２上において、第１の基材電極１２と相似形に形成されている。すなわち、図１の（ａ）に示すように、はんだ材１６は、第１の基材電極１２と同一の形状で面積が小さく、第１の基材電極１２の周縁から所定の距離内側に入り込んだ形状に形成されている。はんだ材１６の形成形状を第１の基材電極１２の外形を縮小した相似形にすることにより、接合後に、第１の基材電極１２の外形に対し、はんだ材１６が第１の基材電極１２の全面に濡れ広がることが可能となる。

はんだ材２６は、本発明における接合材料に相当し、第２の基材電極２２の上に形成されている。はんだ材２６もはんだ材１６と同様、第２の基材電極２２から第１の基材電極１２へとはみ出さない範囲に形成されている。また、はんだ材２６が溶融時に第２の基材電極２２の上からはみ出したとしても、はみ出したはんだ材２６は第２の溝部２４に流れ込むので、はんだ材２６が第２の基材電極２２から第１の基材電極１２へと流れ出すことはない。これにより、はんだ材２６によるｐ型電極である第１の電極３４とｎ型電極である第２の電極３６との間の短絡を防ぐことができる。

はんだ材１６及び２６には、４００℃以下で溶融可能な材料が用いられる。これにより、はんだ材１６は、後に述べる実装工程において、加熱溶融により第１の基材電極１２上のほぼ全面に溶融する。溶融したはんだ材１６により、第１の基材電極１２とＬＥＤチップ２の第１の電極３４とは、はんだ材１６を介在してほぼ全面で溶融接合される。同様に、はんだ材２６は、加熱溶融により第２の基材電極２２上のほぼ全面に溶融する。溶融したはんだ材２６により、第２の基材電極２２とＬＥＤチップ２の第２の電極３６とは、はんだ材２６を介在してほぼ全面で溶融接合される。このとき、はんだ材１６及び２６の溶融後の高さは異なるため、後に詳述するように、ＬＥＤチップ２における、第１の電極３４が形成されたＬＥＤチップ２の主面の一部と第２の電極３６が形成されたＬＥＤチップの主面の他の一部との段差を吸収しつつ、第１の基材電極１２と第１の電極３４、及び、第２の基材電極２２と第２の電極３６とを接合することができる。

はんだ材１６及び２６には、例えば、Ａｕ−Ｓｎはんだが用いられる。Ａｕ−Ｓｎはんだ以外のはんだ材では、Ａｕ−Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｇｅ、ＳｎやＳｎ−Ａｇ系等の従来の電子部品に汎用されるはんだ材を使用してもよい。これにより、はんだ材１６及び２６の低コスト化を実現することができる。

このように、はんだ材１６とはんだ材２６とにより配線基板１とＬＥＤチップ２とを接合することで、放熱性に大きく影響するｐ型電極（第１の基材電極１２と第１の電極３４）の接合については、はんだ材１６によってほぼ全面に溶融接合を行うことができる。これにより、放熱性を向上することができる。

また、第２の基材電極２２と第２の電極３６との間のギャップが第１の基材電極１２と第１の電極３４との間のギャップより大きいｎ型電極（第２の基材電極２２と第２の電極３６）の接合については、余分な量のはんだ材１６及び２６が第１の溝部１４及び第２の溝部２４に流れ込むので、ＬＥＤチップ２における、第１の電極３４が形成されたＬＥＤチップ２の主面の一部と第２の電極３６が形成されたＬＥＤチップの主面の他の一部との段差を吸収しつつ、第１の基材電極１２と第１の電極３４、及び、第２の基材電極２２と第２の電極３６とを接合することができる。

ここで、本実施の形態に係るＬＥＤモジュールにおける、配線基板１とＬＥＤチップ２との接合手順について説明する。

はじめに、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２上に接合材料であるはんだ材１６及び２６がそれぞれ形成される、接合材料形成工程が行われる。はんだ材１６及び２６は、第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２それぞれの接合材料形成部に形成される。ここで、はんだ材１６及び２６は、これらの面積及び高さを所定の条件にする必要がある場合には、条件に合わせてはんだ材１６及び２６が形成される。

なお、はんだ材１６及び２６は第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２に限らず、第１の電極３４及び第２の電極３６に形成されてもよい。

次に、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、配線基板１のはんだ材１６とＬＥＤチップ２の第１の電極３４とが対向し、配線基板１のはんだ材２６とＬＥＤチップ２の第２の電極３６とが対向するように、配線基板１の上にＬＥＤチップ２が配置される。

次に、配線基板１の上にＬＥＤチップ２が配置されたＬＥＤモジュールを加熱し、はんだ材１６及び２６を溶融する溶融工程が行われる。溶融工程では、第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２上の全面にはんだ材１６及び２６が濡れ広がるように、はんだ材１６及び２６の融点以上の温度下ではんだ材１６及び２６を溶融させる。これにより、はんだ材１６及び２６は、加熱前の高さよりも低くなるように溶融される。

次に、図２の（ｂ）に示すように、第１の基材電極１２と第１の電極３４、及び、第２の基材電極２２と第２の電極３６とを接合する接合工程が行われる。接合工程では、はんだ材１６及び２６の融点以上の温度下において加熱溶融されたはんだ材１６及び２６に第１の電極３４及び第２の電極３６を当接させる。

具体的には、溶融工程において、はんだ材１６は、第１の基材電極１２上のほぼ全面に溶融する。溶融したはんだ材１６に第１の電極３４を当接することにより、第１の基材電極１２とＬＥＤチップ２の第１の電極３４とは、はんだ材１６を介在してほぼ全面で接合される。

このとき、余分な量のはんだ材１６は、第１の溝部１４に流れ込むため、はんだ材１６が第１の基材電極１２から第２の基材電極２２へと流れ出すことはない。これにより、はんだ材１６によるｐ型電極である第１の電極３４とｎ型電極である第２の電極３６との間の短絡を防ぐことができる。

同様に、溶融工程において、はんだ材２６は、第２の基材電極２２上のほぼ全面に溶融する。溶融したはんだ材２６に第２の電極３６を当接することにより、第２の基材電極２２とＬＥＤチップ２の第２の電極３６とは、はんだ材２６を介在してほぼ全面で溶融接合される。

このとき、余分な量のはんだ材２６は、第２の溝部２４に流れ込むため、はんだ材２６が第２の基材電極２２から第１の基材電極１２へと流れ出すことはない。これにより、はんだ材２６によるｐ型電極である第１の電極３４とｎ型電極である第２の電極３６との間の短絡を防ぐことができる。

なお、第１の溝部１４及び第２の溝部２４は、側面及び底面に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎの少なくともいずれかで構成され、側面と底面に跨って形成された導電層を有してもよい。すなわち、第１の溝部１４及び第２の溝部２４のそれぞれの側面及び底面には、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎの少なくともいずれかで構成される導電層が形成されていてもよい。

詳細には、図３に示すように、配線基板１は、基材１０の上に形成された第１の基材電極２２及び第２の基材電極２２にそれぞれ設けられた第１の溝部１４及び第２の溝部２４の側面及び底面に、例えばＡｕで構成される導電層３８を有する。

導電層３８は、例えばスパッタリングにより第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２の上に形成されている。導電層３８の厚さは、一例として２μｍである。

Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎは、はんだ材１６又は２６を構成するＡｕＺｎに対する濡れ性がよい。したがって、上記した構成とすることにより、はんだ材１６及び２６が第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２の上に濡れ広がる際にボイドが入らず、第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２の全面にはんだ材１６及び２６を効率よく濡れ広げることができる。

なお、導電層３８は、第１の溝部１４及び第２の溝部２４の底面及び側面に限らず、第１の基材電極１２第２の基材電極２２の上面にも形成されていてもよい。

以上、本実施の形態に係る配線基板によれば、基材１０上に形成され、ＬＥＤチップ２を接合する、導電性を有する第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２と、第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２の上に配置されたはんだ材１６及び２６と、基材１０上に形成され、ＬＥＤチップ２を第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２に接合する時に、溶融した接合材料が流れ込む第１の溝部１４及び第２の溝部２４とを備える。また、第１の基材電極１２は、ＬＥＤチップ２のｐ型半導体層に接続され、第２の基材電極２２は、ＬＥＤチップ２のｎ型半導体層に接続される。

これにより、ｐ型半導体層とｎ型半導体層を有するＬＥＤチップ２であっても、配線基板１とＬＥＤチップ２との安定した接合状態を実現してＬＥＤチップ２の短絡を抑制することができる。

（実施の形態１の変形例）
次に、実施の形態１の変形例について図４〜図６を参照して説明する。図４〜図６は、本変形例に係る配線基板の構成を示す上面図である。

本変形例では、第１の溝部は、第１の基材電極が形成される接合材料形成部の外周部に形成されている。これにより、接合時に第１の電極材料から接合材料であるはんだ材がはみ出しても、はみ出したはんだ材は第１の溝部に流れ込むため、はんだ材を第１の基材電極の全面に濡れ広げることができる。

図４に示す配線基板４０では、第１の基材電極４２の上に接合材料であるはんだ材４６が形成される接合材料形成部の外周を囲むように、第１の溝部４４が形成されている。なお、接合材料形成部は、第１の基材電極１２において、溶融前のはんだ材１６が配置される部分をいう。

ここで、接合材料形成部の形状、及び、配線基板４０とＬＥＤチップ２の接合前におけるはんだ材４６の形状は、第１の基材電極４２上において、第１の基材電極４２と相似形に形成されている。すなわち、図４に示すように、接合材料形成部及びはんだ材４６は、第１の基材電極４２と同一の形状で面積が小さく、第１の基材電極４２の周縁から所定の距離内側に入り込んだ形状に形成されている。

また、接合材料形成部の外周を囲むように形成された第１の溝部４４の形状は、第１の基材電極４２と相似形に形成されている。はんだ材４６の形成形状を第１の基材電極４２の外形を縮小した相似形にすることにより、接合後に、第１の基材電極４２の外形に対し、はんだ材４６を第１の基材電極４２の全面に濡れ広げることが可能となる。

また、第１の溝部４４が接合材料形成部の外周に形成されることにより、はんだ材４６が第１の基材電極４２からはみ出したとしても、はみ出したはんだ材４６は第１の溝部４４に流れ込むので、はんだ材４６が第１の基材電極４２から第２の基材電極２２へと流れ出すことがない。これにより、はんだ材４６によるｐ型電極である第１の電極３４とｎ型電極である第２の電極３６との間の短絡を防ぐことができる。

図５に示す配線基板５０では、ＬＥＤチップ２の実装前のはんだ材５６は、円形の形状に形成されている。したがって、第１の基材電極５２の上面から見たときのはんだ材５６の面積は、第１の基材電極５２の面積よりも小さく形成されている。

また、はんだ材５６が形成される接合材料形成部の外周には、第１の溝部５４が形成されている。加熱溶融時においては、はんだ材５６は、円形の形状の中心から外側に向かって溶融し、第１の基材電極５２上に均一に広がる。第２の基材電極２２上に形成されたはんだ材２６は、第２の基材電極２２上に均一に溶融する。

このとき、第１の溝部５４が接合材料形成部の外周に形成されることにより、はんだ材５６が第１の基材電極５２からはみ出したとしても、はみ出したはんだ材５６は第１の溝部５４に流れ込むので、はんだ材５６が第１の基材電極５２から第２の基材電極５２へと流れ出すことがない。これにより、はんだ材５６によるｐ型電極である第１の電極３４とｎ型電極である第２の電極３６との間の短絡を防ぐことができる。

図６に示す配線基板６０では、ＬＥＤチップ２の実装前のはんだ材６６は、十字の形状に形成されている。したがって、第１の基材電極５２の上面から見たときのはんだ材６６の面積は、第１の基材電極５２の面積よりも小さく形成されている。

また、はんだ材６６が形成される接合材料形成部の外周には、第１の溝部６４が形成されている。加熱溶融時においては、はんだ材６６は、十字の形状の中心から外側に向かって溶融し、第１の基材電極６２上に均一に広がる。第２の基材電極２２上に形成されたはんだ材２６は、第２の基材電極２２上に均一に溶融する。

このとき、第１の溝部６４が接合材料形成部の外周に形成されることにより、はんだ材６６が第１の基材電極６２からはみ出したとしても、はみ出したはんだ材６６は第１の溝部６４に流れ込むので、はんだ材６６が第１の基材電極６２から第２の基材電極６２へと流れ出すことがない。これにより、はんだ材６６によるｐ型電極である第１の電極３４とｎ型電極である第２の電極３６との間の短絡を防ぐことができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る配線基板及びＬＥＤモジュールについて、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態に係る配線基板の構成を示す断面図である。

本実施の形態に係る配線基板７０が実施の形態１に係る配線基板１と異なる点は、溝部（第１の溝部及び第２の溝部）７４が配線基板７０を構成する第１の基材電極及び第２の基材電極と、基材１０の一部とを掘り込んで形成されている点である。また、溝部７４の側面と底面に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎの少なくともいずれかで構成され、側面と底面に跨って形成された導電層７８を有している。

詳細には、図７に示すように、基材１０には溝部７４を構成するためのパターンが掘り込んで形成され、溝部７４の側面及び底面には、例えば、スパッタリング法により導電層７８が形成されている。また、基材１０の上には、電極７２がパターン形成されている。

この構成によれば、基材１０に溝部（第１の溝部及び第２の溝部）７４を構成するためのパターンを掘り込んだ後、第１の基材電極及び第２の基材電極を構成するための、電極７２を形成するプロセスを１回行うのみで、第１の溝部及び第２の溝部を形成することができる。

また、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎは、はんだ材１６又は２６を構成するＡｕＺｎに対する濡れ性がよい。したがって、上記した構成とすることにより、はんだ材１６及び２６が第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２の上に濡れ広がる際にボイドが入らず、第１の基材電極１２及び第２の基材電極２２の全面にはんだ材１６及び２６を効率よく濡れ広げることができる。

なお、基材１０に掘り込んだ溝部のパターンの側面と底面に形成される導電層７８は、電極７２を形成した後に形成されてもよいし、基材１０に溝部（第１の溝部及び第２の溝部）７４を構成するためのパターンを掘り込んだ後に形成されてもよい。また、導電層７８に代えて、Ａｇ、Ｃｕ等Ａｕ以外の導電材料により、基材１０に掘り込んだ溝部のパターンの側面と底面に導電層が形成されてもよい。

（その他の変形例）
以上、本発明に係る配線基板及びＬＥＤモジュールについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記した実施の形態では、ＬＥＤ素子を配線基板に実装するＬＥＤ素子の実装構造について例示したが、ＬＥＤ素子に限らず他の発光素子を配線基板に実装する実装構造に本発明を用いてもよい。他の発光素子としては、半導体レーザ等の半導体発光素子、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）又は無機ＥＬ等のＥＬ素子等、その他の固体発光素子を用いてもよい。

その他、各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１、４０、５０、６０、７０配線基板
２ＬＥＤチップ（ＬＥＤ素子）
１０基材
１２第１の基材電極（パッド部）
１２ａ、２２ａ第１の実装電極（溝部）
１４第１の溝部（溝部）
１６、２６、４６、５６、６６はんだ材（接合材料）
２２第２の基材電極（パッド部）
１２ｂ、２２ｂ第２の実装電極（溝部）
２４第２の溝部（溝部）
３０絶縁基板
３２半導体層
３４第１の電極
３６第２の電極
３８、７８導電層

Claims

溶融接合によりＬＥＤ素子が実装される配線基板であって、
基材上に形成され、前記ＬＥＤ素子を接合する、導電性を有するパッド部と、
前記パッド部の上に配置された接合材料と、
前記基材上に形成され、前記ＬＥＤ素子を前記パッド部に接合する時に、溶融した前記接合材料が流れ込む溝部とを備える
配線基板。
前記パッド部は、前記ＬＥＤ素子のｐ型半導体層に接続される第１の基材電極と、前記ＬＥＤ素子のｎ型半導体層に接続される第２の基材電極とを、それぞれ少なくとも１つ有する
請求項１に記載の配線基板。
前記パッド部は、溶融前の前記接合材料が配置される接合材料形成部を有し、
前記溝部は、前記接合材料形成部の外周に形成されている
請求項１又は２に記載の配線基板。
前記溝部は、前記溝部の底面を構成する第１の実装電極と、前記溝部の側面を構成する第２の実装電極とで構成されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板。
前記溝部は、前記パッド部と前記基材の一部とを掘り込んで形成されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板。
前記溝部は、側面及び底面に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎの少なくともいずれかで構成され、前記側面と前記底面に跨って形成された導電層を有する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の配線基板。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の配線基板と、
前記配線基板に実装された前記ＬＥＤ素子とを備える
ＬＥＤモジュール。