JPWO2020166186A1 - 発光素子用基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
相互に対向する第1の主面および第2の主面と、前記第1の主面に開口を有する第1の孔および前記第2の主面に開口を有する第2の孔とを有し、前記第1の主面の側は、発光素子が設置される側である、基体と、
該基体の前記第1および第2の孔に設置された放熱体であって、前記第1の孔から前記第2の孔まで電気的に接続された、放熱体と、
を有し、
前記基体は、ガラスとセラミックスの混合材料を含み、前記ガラスの90体積%以上は非晶質で構成され、
前記放熱体は、99質量%以上が銅で構成される、発光素子用基板が提供される。
(I)貫通孔を有する第1のグリーンシートを作製する工程であって、
前記第1のグリーンシートは、ガラスとセラミックスの混合材料を含む、工程と、
(II)前記第1のグリーンシートの前記貫通孔に放熱体用ペーストを充填する工程であって、
前記放熱体用ペーストは、銅粒子を含み、ガラスフリットを実質的に含まない、工程と、
(III)前記放熱体用ペーストが充填された前記第1のグリーンシートを、前記混合材料を含む他のグリーンシートと組み合わせて、組立体を構成する工程と、
(IV)前記組立体を焼成して、発光素子用基板を形成する工程であって、
前記第1のグリーンシートおよび他のグリーンシートから、ガラスとセラミックスを含む基体が形成され、前記基体に含まれる前記ガラスは、90体積%以上が非晶質であり、
前記放熱体用ペーストから、銅を99質量%以上含む放熱体が形成される、工程と、
を有する、製造方法が提供される。
発光素子用基板であって、
相互に対向する第1の主面および第2の主面と、前記第1の主面に開口を有する第1の孔および前記第2の主面に開口を有する第2の孔とを有し、前記第1の主面の側は、発光素子が設置される側である、基体と、
該基体の前記第1および第2の孔に設置された放熱体であって、前記第1の孔から前記第2の孔まで電気的に接続された、放熱体と、
を有し、
前記基体は、ガラスとセラミックスの混合材料を含み、前記ガラスの90体積%以上は非晶質で構成され、
前記放熱体は、99質量%以上が銅で構成される、発光素子用基板が提供される。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による発光素子用基板について具体的に説明する。
次に、図3を参照して、本発明の別の実施形態による発光素子用基板について説明する。
次に、本発明の一実施形態による発光素子用基板に含まれる各部材について、より詳しく説明する。なお、ここでは、一例として、第2の発光素子用基板200を例に、その構成部材について説明する。
基体210は、前述のように、セラミックスとガラスの混合材料で構成される。
前述のように、放熱体240は、実質的にガラスフリットを含まず、99質量%以上が銅粒子の焼結体で構成される。
第1の電極260は、銅のような導電性材料で構成される。例えば、第1の電極260は、放熱体240と同じ材料であっても良い。
第2の発光素子用基板200に設置される発光素子は、特に限られない。発光素子は、例えば、LEDおよびLD等であっても良い。
次に、図4〜図10を参照して、本発明の一実施形態による発光素子用基板の製造方法について説明する。
(I)貫通孔を有するグリーンシートを作製する工程(工程S110)と、
(II)前記グリーンシートの前記貫通孔に放熱体用ペーストを充填する工程(工程S120)と、
(III)前記グリーンシートに導体ペーストを設置する工程(工程S130)と、
(IV)前記グリーンシートを他のグリーンシートと組み合わせて、組立体を構成する工程(工程S140)と、
(V)前記組立体を焼成して、発光素子用基板を形成する工程(工程S150)と、
を有する。
まず、以下に示す方法で、グリーンシートが作製される。グリーンシートは、ガラス粉末、セラミックス粉末、および有機バインダーを含む。
ガラス粉末は、所定の組成を有するガラスを粉砕することにより調製できる。
セラミックス粉末としては、一般的なガラスセラミックスの製造に用いられるものが使用できる。セラミックス粉末としては、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。
次に、前述のガラス粉末と、セラミックス粉末と、有機バインダーとが所定の割合で混合され、グリーンシート用スラリーが調製される。
次に、第1のグリーンシート350aの貫通孔356aに、放熱体用ペーストが充填される。
次に、必要な場合、第1のグリーンシート350aの第1の主表面352aおよび/または第2の主表面354aに、導体ペーストが設置される。
次に、放熱体用ペースト358a等が設置された第1のグリーンシート350aが、1または2以上の他のグリーンシートと組み合わされる。これにより、組立体が構成される。
次に、成形体が焼成処理される。焼成処理により、第1のグリーンシート350a〜第3のグリーンシート350cの全体にわたって、ガラス粉末とセラミックス粉末とが相互に結合され、基体210が形成される。
前述の第1の製造方法により、図3に示したような構成の発光素子用基板を製造した。
まず、以下の方法により、グリーンシート用のガラス粉末を製造した。
例1と同様の方法により、発光素子用基板を製造した。
例1と同様の方法により、発光素子用基板を製造した。
例1と同様の方法により、発光素子用基板を製造した。
例21と同様の方法により、発光素子用基板を製造した。
例1と同様の方法により、発光素子用基板を製造した。
以下のようにして、放熱体の密着性を評価した。
比抵抗は、測定用サンプルを用いて測定した。測定用サンプルは、以下のように作製した。
前述の比抵抗評価に使用した配線付きの絶縁基板を用いて硫化試験を実施した。
110 基体
112a〜112d 第1の辺〜第4の辺
115 側部
115a〜115d 側部の第1の部分〜第4の部分
120 底部
122 第1の主面
124 第2の主面
125a 第1の孔
125b 第2の孔
126 貫通部
140 放熱体
200 第2の発光素子用基板
210 基体
212a〜212d 第1の辺〜第4の辺
215 側部
215a〜215d 側部の第1の部分〜第4の部分
220 底部
222 第1の主面
224 第2の主面
225a 第1の孔
225b 第2の孔
240 放熱体
242 第1の伝熱部分
244 第2の伝熱部分
260 第1の電極
265 第2の電極
270 第3の電極
350a 第1のグリーンシート
350b 第2のグリーンシート
350c 第3のグリーンシート
352a、352b、352c 第1の主表面
354a、354b、354c 第2の主表面
356a、356b 貫通孔
358a 放熱体用ペースト
358b 放熱体用ペースト
359a、361a 導体ペースト
359b 第3の導体ペースト
361b 第4の導体ペースト
369 組立体
Claims (14)
- 発光素子用基板であって、
相互に対向する第1の主面および第2の主面と、前記第1の主面に開口を有する第1の孔および前記第2の主面に開口を有する第2の孔とを有し、前記第1の主面の側は、発光素子が設置される側である、基体と、
該基体の前記第1および第2の孔に設置された放熱体であって、前記第1の孔から前記第2の孔まで電気的に接続された、放熱体と、
を有し、
前記基体は、ガラスとセラミックスの混合材料を含み、前記ガラスの90体積%以上は非晶質で構成され、
前記放熱体は、99質量%以上が銅で構成される、発光素子用基板。 - 前記放熱体は、最大1質量%未満のガラスを含む、請求項1に記載の発光素子用基板。
- 前記放熱体は、銅の粗粒および細粒を含み、
前記細粒は、平均粒径が0.02μm〜1μmの範囲であり、
前記粗粒は、平均粒径が2μm〜7μmの範囲である、請求項1または2に記載の発光素子用基板。 - さらに、
前記基体の前記第1の主面の側に、前記放熱体を覆うように設置された第1の電極と、
前記基体の前記第2の主面の側に、前記放熱体を覆うように設置された第2の電極と、
を有する、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の発光素子用基板。 - 前記第1の電極は、前記放熱体と同じ材料で構成され、および/または
前記第2の電極は、前記放熱体と同じ材料で構成される、請求項4に記載の発光素子用基板。 - 前記第1の電極と前記第2の電極の間で測定される前記放熱体の比抵抗が2.8μΩ・cm未満である、請求項4または5に記載の発光素子用基板。
- 前記第1の孔と前記第2の孔は、相互に連通され貫通部を形成しており、
前記放熱体は、前記貫通部に充填されている、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の発光素子用基板。 - さらに、前記第1の孔に設置された前記放熱体と前記第2の孔に設置された前記放熱体との間に設置された第3の電極を有する、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の発光素子用基板。
- 前記基体には、前記ガラスが35質量%〜75質量%の範囲で含まれている、請求項1乃至8のいずれか一つに記載の発光素子用基板。
- 前記基体は、
前記第1の主面および前記第2の主面を有する底部と、
該底部の前記第1の主面上に設置された枠状の側部と、
を有する、請求項1乃至9のいずれか一つに記載の発光素子用基板。 - 発光素子用基板の製造方法であって、
(I)貫通孔を有する第1のグリーンシートを作製する工程であって、
前記第1のグリーンシートは、ガラスとセラミックスの混合材料を含む、工程と、
(II)前記第1のグリーンシートの前記貫通孔に放熱体用ペーストを充填する工程であって、
前記放熱体用ペーストは、銅粒子を含み、ガラスフリットを実質的に含まない、工程と、
(III)前記放熱体用ペーストが充填された前記第1のグリーンシートを、前記混合材料を含む他のグリーンシートと組み合わせて、組立体を構成する工程と、
(IV)前記組立体を焼成して、発光素子用基板を形成する工程であって、
前記第1のグリーンシートおよび他のグリーンシートから、ガラスとセラミックスを含む基体が形成され、前記基体に含まれる前記ガラスは、90体積%以上が非晶質であり、
前記放熱体用ペーストから、銅を99質量%以上含む放熱体が形成される、工程と、
を有する、製造方法。 - さらに、前記(II)の工程と前記(III)の工程の間に、
前記第1のグリーンシートに、電極および/または配線用の導体ペーストを設置する工程
を有する、請求項11に記載の製造方法。 - 前記放熱体用ペーストに含まれる銅粒子は、粗粒および細粒を含み、
前記細粒は、D50が0.01μm〜1μmの範囲であり、
前記粗粒は、D50が2μm〜7μmの範囲である、請求項11または12に記載の製造方法。 - 前記第1のグリーンシートにおいて、ガラスとセラミックスの総和に対するガラスの質量比は、35質量%〜75質量%の範囲である、請求項11乃至13のいずれか一つに記載の製造方法。
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