KR20140099438A - 발광 소자용 기판, 발광 모듈 및 발광 모듈의 제조 방법 - Google Patents

발광 소자용 기판, 발광 모듈 및 발광 모듈의 제조 방법 Download PDF

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KR20140099438A
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신지 야마모토
게이타 와타나베
마사아키 이시오
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가부시키가이샤 네오맥스 마테리아르
히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

이 발광 소자용 기판(1)은 발광 소자(2)가 배치되는 한쪽 표면(1a)에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제1 층(11)과, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 제2 층(12)과, 다른 쪽 표면(1b)에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제3 층(13)을 구비하고, 한쪽 표면은 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성되어 있다.

Description

발광 소자용 기판, 발광 모듈 및 발광 모듈의 제조 방법 {SUBSTRATE FOR LIGHT EMITTING ELEMENTS, LIGHT EMITTING MODULE, AND METHOD FOR MANUFACTURING LIGHT EMITTING MODULE}
본 발명은 발광 소자용 기판, 발광 모듈 및 발광 모듈의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 발광 소자가 배치되는 발광 소자용 기판, 그 발광 소자용 기판을 구비하는 발광 모듈 및 발광 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 발광 소자가 배치되는 발광 소자용 기판이 알려져 있다. 이와 같은 발광 소자용 기판은, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제2003-133596호 공보에 개시되어 있다.
상기 일본 특허 출원 공개 제2003-133596호에는 금속 기판(발광 소자용 기판)과, 금속 기판의 표면 상에 오목부를 형성하도록 배치된 절연층과, 금속 기판의 표면 상이고, 또한 오목부 내에 배치된 LED(발광 소자)와, LED와 절연층 상의 회로 패턴을 접속하는 본딩 와이어와, 오목부 내에 충전되는 투명 밀봉재를 구비하는 LED 표시 장치가 개시되어 있다. 이 LED 표시 장치의 금속 기판은 섀시 등에 고정됨으로써, LED가 배치되는 기판으로서의 기계적인 강도를 확보하면서, 섀시 등에 열을 배출하도록 구성되어 있다. 여기서, 상기 일본 특허 출원 공개 제2003-133596호에서는, 금속 기판으로서, Al, Cu 및 Fe 중 어느 하나, 상기 금속 재료를 2종류 혹은 3종류 포함하는 클래드재, 또는 상기 금속 재료를 포함하는 합금을 재료로 하는 것이 예시되어 있다. 그러나, 상기 일본 특허 출원 공개 제2003-133596호에는 금속 기판이 복수의 금속 재료를 포함하는 경우의 구체적인 구성[금속 기판을 구성하는 각 금속 재료(금속층)의 종류, 두께, 조합의 순서 등]에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않다.
일본 특허 출원 공개 제2003-133596호 공보
여기서, LED 표시 장치의 금속 기판을, 일본 특허 출원 공개 제2003-133596호에 예시되는 Al, Cu, Fe 중 어느 하나, 또는 이들 금속을 2종류 혹은 3종류 포함하는 클래드재로 구성하는 경우라도, 금속 기판의 구체적인 구성에 따라서는, 방열 성능을 충분히 얻을 수 없는 경우도 있을 수 있다. 금속 기판의 방열 성능이 충분하지 않은 경우에는, LED의 열이 금속 기판을 통해 섀시측으로 충분히 전해지지 않고, LED 부근의 금속 기판에 축적된다고 생각된다. 이로 인해, LED로부터 금속 기판으로 열을 전하는 것이 곤란해져 LED의 온도가 상승한다. 이 결과, LED의 휘도가 저하됨과 함께, LED의 수명이 짧아진다는 문제점이 있다. 또한, LED 표시 장치를 제조할 때의 열 처리 온도에 따라서는, 금속 기판의 기계적 강도가 저하되고, 취급 시에 금속 기판이 파손되기 쉬워져, LED 표시 장치의 제조에 지장을 초래한다는 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 발광 소자용 기판의 방열 성능을 향상시켜 발광 소자의 온도 상승에 기인하는 휘도의 저하를 억제하고, 또한 충분한 기계적 강도를 확보하는 것이 가능한 발광 소자용 기판, 그 발광 소자용 기판을 구비하는 발광 모듈 및 발광 모듈의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판은 발광 소자가 배치되는 한쪽 표면에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제1 층과, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 제2 층과, 제1 층과의 사이에 제2 층을 끼워 넣음과 함께, 다른 쪽 표면에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제3 층을 구비하고, 한쪽 표면은 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성되어 있다.
본 발명의 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에서는, 상기한 바와 같이 발광 소자가 배치되는 한쪽 표면에, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제1 층을 배치함으로써, Fe 또는 Fe 합금과 비교하여 열전도성이 우수한 제1 층이 발광 소자측에 배치되어 있으므로, 발광 소자로부터의 열을, 발광 소자 부근의 제1 층의 부분으로부터 발광 소자로부터 이격된 위치의 제1 층의 부분을 향해 신속히 확산시킬 수 있다. 이에 의해, 제1 층에 접속된 외부의 방열 부재나 외기로 제1 층의 열을 신속히 방열시킬 수 있으므로, 발광 소자 부근의 방열 성능이 향상된 발광 소자용 기판에 열이 축적되는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 발광 소자용 기판에 축적된 열에 의해 발광 소자의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있으므로, 발광 소자의 온도 상승에 기인하여 발광 소자의 휘도가 저하되는 것을 억제하고, 또한 발광 소자의 장수명화를 도모할 수 있다.
또한, 상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에서는 Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 제2 층을 구비함으로써, 발광 소자용 기판이 제2 층과 비교하여 선팽창 계수가 큰 Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나(1층)만을 포함하는 경우에 비해, 제1 층과, 제1 층보다도 선팽창 계수가 작고 특히 고온 조건 하에서 기계적인 강도가 큰 제2 층을 사용하여 발광 소자용 기판을 다층 구조로 하고 있으므로, 발광 소자용 기판의 열팽창을 억제할 수 있음과 함께, 발광 소자용 기판의 기계적인 강도를 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 열팽창이나 외력에 기인하여 발광 소자용 기판이 변형되는 것을 억제할 수 있으므로, 발광 소자용 기판의 한쪽 표면 상에 배치된 발광 소자에도 발광 소자용 기판의 변형에 수반하는 응력이 가해지는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 발광 소자에 응력이 가해지는 것에 기인하는 발광 소자의 휘도의 저하 및 발광 소자의 단수명화를 억제할 수 있다.
또한, 상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에서는 Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제3 층을, 제1 층과의 사이에 제2 층을 끼워 넣음과 함께 다른 쪽 표면에 배치함으로써, 제1 층과 제3 층에 의해, 제1 층 및 제3 층보다도 선팽창 계수가 작은 제2 층을 끼워 넣음으로써, 발광 소자용 기판이 제1 층 및 제2 층만을 포함하는 경우와 달리, 발광 소자용 기판이 제1 층측 또는 제2 층측 중 어느 한쪽으로 휘도록 변형되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 발광 소자용 기판의 한쪽 표면 상에 배치된 발광 소자에도 발광 소자용 기판의 변형에 수반하는 응력이 가해지는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 발광 소자에 응력이 가해지는 것에 기인하는 발광 소자의 휘도의 저하 및 발광 소자의 단수명화를 억제할 수 있다.
또한, 상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에서는 한쪽 표면을 첨도(Rku)가 10.5 이하로 되도록 형성함으로써, 발광 소자가 배치되는 한쪽 표면이 뾰족하게 되어 있는 부분을 적게 할 수 있다. 또한, 한쪽 표면을 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성함으로써, 발광 소자가 배치되는 한쪽 표면의 요철의 높이의 차(기복)를 작게 할 수 있다. 이들에 의해, 한쪽 표면 상에 결함이 없는 양질의 도금층을 형성할 수 있음과 함께, 발광 소자용 기판이 발광 소자의 광을 반사하는 반사판의 기능을 겸하는 경우에, 한쪽 표면에 있어서 충분히 발광 소자의 광을 반사할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에 있어서, 바람직하게는 제3 층은 제1 층과 동일한 금속 재료로 구성되어 있다. 이에 의해, 발광 소자용 기판이 제1 층측 또는 제2 층측 중 어느 한쪽으로 휘도록 변형되는 것을 보다 억제할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에 있어서, 바람직하게는 200℃ 이상 400℃ 이하의 온도 조건 하에 있어서, 제2 층의 0.2％ 내력은 250㎫ 이상이도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 200℃ 이상 400℃ 이하의 고온 조건 하에 놓인 후에 있어서도 제2 층의 0.2％ 내력이 250㎫ 이상으로 유지되므로, 발광 소자용 기판의 기계적인 강도가 저하되는 것을 확실하게 억제할 수 있다. 이에 의해, 기계적인 강도가 저하된 발광 소자용 기판이 취급 시에 파손되기 쉬워지는 것에 기인하여 발광 모듈의 제조가 곤란해지는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에 있어서, 바람직하게는, 제1 층은 Cu 또는 Cu 합금을 포함하고, 한쪽 표면 상에는 발광 소자로부터의 광을 반사 가능한 광 반사층을 구성하는 도금층이 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 광을 반사하기 어려운 Cu 또는 Cu 합금을 포함하는 제1 층이 위치함과 함께, 발광 소자가 배치되는 한쪽 표면 상에, 광 반사층을 구성하는 도금층이 형성되어 있으므로, 발광 소자로부터의 광을 보다 양호하게 반사시킬 수 있다. 또한, 한쪽 표면의 첨도가 10.5 이하이고, 한쪽 표면이 뾰족하게 되어 있는 부분이 적음과 함께, 한쪽 표면의 산술 평균 거칠기가 0.15㎛ 이하이고, 한쪽 표면의 기복이 작으므로, 한쪽 표면 상에 결함이 없는 양질의 도금층을 형성할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에 있어서, 바람직하게는, 제3 층은 제1 층과 동일한 금속 재료를 포함하고, 제1 층과 제3 층은 동일한 두께를 갖는다. 이와 같이 구성하면, 동일한 금속 재료를 포함함과 함께, 동일한 두께를 갖는 제1 층과 제3 층에 의해, 제1 층 및 제3 층보다도 선팽창 계수가 작은 제2 층을 끼워 넣음으로써, 발광 소자용 기판이 제1 층측 또는 제2 층측 중 어느 한쪽으로 휘도록 변형되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 발광 소자용 기판의 구조를 표리에서 동일하게 할 수 있으므로, 발광 소자용 기판을 표리의 구별이 불필요하도록 구성할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에 있어서, 바람직하게는 제1 층, 제2 층 및 제3 층에 의해 판상의 기판 본체가 구성되어 있고, 판상의 기판 본체는 판면 방향의 열전도율이 150W/(m×K) 이상으로 됨과 함께, 판 두께 방향의 열전도율이 100W/(m×K) 이상으로 되도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 발광 소자로부터의 열을, 제1 층뿐만 아니라 판 두께 방향에 위치하는 제2 층 및 제3 층을 향해서도 충분히 확산시킬 수 있음과 함께, 판면 방향의 제2 층 및 제3 층을 향해서도 충분히 확산시킬 수 있다. 이에 의해, 발광 소자 부근의 열을, 발광 소자용 기판의 전체에 보다 확산시킬 수 있으므로, 발광 소자 부근의 발광 소자용 기판에 열이 축적되는 것을 보다 억제할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에 있어서, 바람직하게는 제1 층, 제2 층 및 제3 층에 의해 판상의 기판 본체가 구성되어 있고, 판상의 기판 본체는 선팽창 계수가 17×10-6/K 이하로 되도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 발광 소자용 기판의 열팽창을 충분히 억제할 수 있으므로, 열팽창에 기인하는 발광 소자용 기판의 변형을 충분히 억제할 수 있다. 이에 의해, 발광 소자용 기판의 한쪽 표면 상에 배치된 발광 소자에 발광 소자용 기판의 변형에 수반하는 응력이 가해지는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에 있어서, 바람직하게는, 제1 층 및 제3 층은 모두 Cu를 포함하고, 제2 층은 Fe를 포함한다. 이와 같이 구성하면, 제1 층이 열전도성이 우수한 Cu를 포함함으로써, 발광 소자로부터의 열을, 발광 소자 부근의 제1 층의 부분으로부터 발광 소자로부터 이격된 위치의 제1 층의 부분을 향해 보다 신속히 확산시킬 수 있으므로, 제1 층에 접속된 외부의 방열 부재나 외기로 제1 층의 열을 신속히 방열시킬 수 있다. 또한, Fe를 포함하는 제2 층을 사용함으로써, 발광 소자용 기판의 열팽창을 보다 억제할 수 있음과 함께, 발광 소자용 기판의 기계적인 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 제3 층이 제1 층과 동일한 Cu를 포함함으로써, 발광 소자용 기판이 제1 층측 또는 제2 층측 중 어느 한쪽으로 휘도록 변형되는 것을 보다 억제할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에 있어서, 바람직하게는, 제2 층은 Fe 합금을 포함하고, 제2 층을 구성하는 Fe 합금은 Ni 및 Cr 중 적어도 어느 한쪽을 함유함과 함께, Ni과 Cr의 합계가 10질량％ 이하인 Fe 합금을 포함한다. 이와 같이 구성하면, Ni 및 Cr 중 적어도 어느 한쪽을 함유함으로써, Fe 합금을 포함하는 제2 층의 내식성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 층을 구성하는 Fe 합금의 Ni과 Cr의 합계를 10질량％ 이하로 함으로써, 제2 층의 열전도율이 과도하게 작아지는 것을 억제할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판에 있어서, 바람직하게는 제1 층, 제2 층 및 제3 층에 의해 판상의 기판 본체가 구성되어 있고, 판상의 기판 본체는 다른 쪽 표면측으로부터 판상의 기판 본체를 지지하는 판상의 베이스의 표면을 덮도록 절곡되어 있다. 이와 같이 구성하면, 판상의 베이스를 덮도록 발광 소자용 기판을 배치할 수 있으므로, 발광 소자용 기판이 절곡되어 있지 않은 경우에 비해, 발광 소자용 기판의 표면적을 크게 확보할 수 있다. 이에 의해, 발광 소자로부터의 열을, 발광 소자 부근의 제1 층의 부분으로부터 발광 소자로부터 이격된 광범위한 제1 층의 부분을 향해 신속히 확산시킬 수 있음과 함께, 넓은 범위에서 외기로 방열시킬 수 있다. 이 결과, 발광 소자 부근의 발광 소자용 기판에 열이 축적되는 것을 보다 억제할 수 있다.
본 발명의 제2 국면에 의한 발광 모듈은 발광 소자와, 발광 소자가 배치되는 한쪽 표면에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제1 층과, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 제2 층과, 제1 층과의 사이에 제2 층을 끼워 넣음과 함께, 다른 쪽 표면에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제3 층을 포함하는 발광 소자용 기판을 구비하고, 발광 소자용 기판의 한쪽 표면은 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성되어 있다.
본 발명의 제2 국면에 의한 발광 모듈에서는 상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제3 국면에 의한 발광 모듈의 제조 방법은 발광 소자가 배치되는 한쪽 표면에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제1 층과, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 제2 층과, 제1 층과의 사이에 제2 층을 끼워 넣음과 함께, 다른 쪽 표면에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제3 층을 포함하고, 한쪽 표면이, 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성된 발광 소자용 기판을 형성하는 공정과, 200℃ 이상 400℃ 이하의 온도 조건 하에서 열처리를 행하는 공정과, 발광 소자용 기판의 한쪽 표면 상에 발광 소자를 배치하는 공정을 구비한다.
본 발명의 제3 국면에 의한 발광 모듈의 제조 방법에서는 상기 제1 국면에 의한 발광 소자용 기판 및 제2 국면에 의한 발광 모듈과 동일한 효과 외에, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 제2 층을 포함하는 발광 소자용 기판을 형성하는 공정과, 200℃ 이상 400℃ 이하의 온도 조건 하에서 열처리를 행하는 공정을 구비함으로써, 200℃ 이상 400℃ 이하의 고온 조건 하에서 열처리를 행하는 공정 후에 있어서도 제2 층의 0.2％ 내력은 저하되지 않으므로, 발광 소자용 기판의 기계적인 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 기계적인 강도가 저하된 발광 소자용 기판의 취급이 곤란해지는 것에 기인하여 발광 모듈의 제조가 곤란해지는 것을 억제할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기와 같이 발광 소자의 휘도가 저하되는 것을 억제하고, 또한 발광 소자의 장수명화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 LED 모듈의 구성을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 600-600선을 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 600-600선을 따른 LED 소자 부근의 리드 프레임의 확대 단면도이다.
도 4는 도 1의 600-600선을 따른 접속층 주변의 리드 프레임의 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 LED 모듈의 제조 프로세스를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 LED 모듈의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 LED 모듈의 제조 프로세스를 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 LED 모듈의 구성을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 LED 소자 부근의 리드 프레임의 확대 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태의 효과를 확인하기 위해 행한 제1 층 및 제3 층에 Cu를 사용한 경우의 시뮬레이션의 결과를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시 형태의 효과를 확인하기 위해 행한 제1 층 및 제3 층에 Cu를 사용한 경우의 시뮬레이션의 결과를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 형태의 효과를 확인하기 위해 행한 제1 층 및 제3 층에 Ag을 사용한 경우의 시뮬레이션의 결과를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 형태의 효과를 확인하기 위해 행한 제1 층 및 제3 층에 Ag을 사용한 경우의 시뮬레이션의 결과를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 형태의 효과를 확인하기 위해 행한 제1 층 및 제3 층에 Al을 사용한 경우의 시뮬레이션의 결과를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시 형태의 효과를 확인하기 위해 행한 제1 층 및 제3 층에 Al을 사용한 경우의 시뮬레이션의 결과를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 제1 실시 형태의 효과를 확인하기 위해 행한 표면 거칠기의 확인 실험의 결과를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 제1 실시 형태의 효과를 확인하기 위해 행한 0.2％ 내력의 확인 실험의 결과를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 제1 실시 형태의 효과를 확인하기 위해 행한 0.2％ 내력의 확인 실험의 결과를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에 의한 LED 모듈의 구성을 도시한 단면도이다.
도 20은 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예에 의한 LED 모듈의 구성을 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
우선, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 LED 모듈(100)의 구조에 대해 설명한다. 또한, LED 모듈(100)은 본 발명의 「발광 모듈」의 일례이다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의한 LED 모듈(100)은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 일측(X1측)이, 땜납(101a)을 통해 프린트 기판(102)의 Cu 배선(102a)에 접속되어 있음과 함께, 타측(X2측)이, 땜납(101b)을 통해 프린트 기판(102)의 Cu 배선(102b)에 접속되어 있다. 이에 의해, 프린트 기판(102)에 별도 접속된 제어부(도시하지 않음)에 의해, LED 모듈(100)의 발광이 제어되도록 구성되어 있다.
또한, LED 모듈(100)은 X1측과 X2측으로 나뉜 판상의 리드 프레임(1)과, 리드 프레임(1)의 X1측의 한쪽 표면(1a) 상에 고정된 LED 소자(2)와, 리드 프레임(1)에 덮인 판상의 베이스(3)를 포함하고 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 베이스(3)는 상면(3a)(Z1측의 면)과, 길이 방향(X방향)의 양 측면(3b)과, 하면(3c)(Z2측의 면)의 일부가 리드 프레임(1)의 다른 쪽 표면(1b)에 덮여 있다. 또한, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a)은 LED 소자(2)가 배치되는 측 및 프린트 기판(102)과 대향하는 측(외측)의 표면임과 함께, 리드 프레임(1)의 다른 쪽 표면(1b)은 베이스(3)의 상면(3a), 양 측면(3b) 및 하면(3c)과 접하는 측(내측)의 표면이다. 또한, 리드 프레임(1)은 본 발명의 「발광 소자용 기판」의 일례이고, LED 소자(2)는 본 발명의 「발광 소자」의 일례이다. 또한, 상면(3a), 측면(3b) 및 하면(3c)은 본 발명의 「베이스의 표면」의 일례이다.
리드 프레임(1)은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 베이스(3)의 상면(3a)측(Z1측)이고, 또한 X방향의 중앙부보다도 X2측에 형성된 절결부(10a)와, 베이스(3)의 하면(3c)측(Z2측)이고, 또한, X방향의 중앙부 및 그 주변에 형성된 절결부(10b)(도 2 참조)에 의해, X1측과 X2측으로 나뉘도록 구성되어 있다. 또한, 절결부(10a 및 10b)는 모두 Y방향(도 1 참조)으로 연장되도록 형성되어 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 리드 프레임(1)은 베이스(3)의 일부를 덮도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 리드 프레임(1)에 있어서, 베이스(3)의 상면(3a)과 X방향의 양 측면(3b)의 경계와, 베이스(3)의 하면(3c)과 X방향의 양 측면(3b)의 경계가, 베이스(3)를 따르도록 대략 직각으로 절곡되어 있다. 이에 의해, 리드 프레임(1)은 베이스(3)의 상면(3a)의 단부 근방과, X방향의 양 측면(3b)과, 베이스(3)의 하면(3c)의 일부를 따르도록 절곡되어 있다.
또한, 리드 프레임(1)은 약 0.1㎜ 이상 약 1.5㎜ 이하의 대략 균일한 두께 t1(도 3 참조)을 갖고 있다. 또한, 리드 프레임(1)의 판면 방향(적층 방향에 직교하는 방향)의 열전도율은 약 150W/(m×K) 이상임과 함께, 리드 프레임(1)의 판 두께 방향(적층 방향)의 열전도율은 약 100W/(m×K) 이상이도록 구성되어 있다. 또한, 리드 프레임(1)의 선팽창 계수는 약 17×10-6/K 이하이도록 구성되어 있다.
LED 소자(2)는, 도 2에 도시한 바와 같이 상면(Z1측의 면)으로부터, 주로 상방(Z1 방향)을 향해 광을 조사하도록 구성되어 있다. 또한, LED 소자(2)는 리드 프레임(1)의 X1측의 한쪽 표면(1a) 상에, 절연성 수지를 포함하는 접착 부재(4)를 통해 접착되어 있다. 또한, LED 소자(2)의 상면측에 형성된 도시하지 않은 한 쌍의 전극은 Au 와이어(5a 및 5b)를 통해, 리드 프레임(1)의 X1측 및 X2측에 각각 전기적으로 접속되어 있다.
베이스(3)는 절연성을 가짐과 함께, 광을 반사 가능한 백색의 알루미나(Al2O3)를 포함한다. 또한, 베이스(3)는 리드 프레임(1)의 절결부(10a 및 10b)의 내부에도 형성되어 있다. 이에 의해, 리드 프레임(1)의 X1측과 X2측의 절연이 확보되어 있다. 또한, 절결부(10a)의 내부에 배치된 베이스(3)에 의해, LED 소자(2)로부터 하방(Z2측)의 절결부(10a)에 조사된 광을, 상방(Z1측)을 향해 반사하는 것이 가능하다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a) 상에는 LED 소자(2)를 둘러싸도록 리플렉터(6)가 배치되어 있다. 이 리플렉터(6)는 알루미나(Al2O3)를 포함함과 함께, 하방(Z2측)으로부터 상방(Z1측)을 향해 개구가 커지도록 구성되어 있다. 이에 의해, 리플렉터(6)는 LED 소자(2)로부터 측방측으로 조사된 광을, 상방(Z1 방향)을 향해 반사하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 리플렉터(6)와 리드 프레임(1)에 의해 형성되는 공간에는 LED 소자(2)와 Au 와이어(5a 및 5b)를 덮도록, 투명한 실리콘 수지를 포함하는 밀봉 수지(7)가 배치되어 있다.
또한, 베이스(3) 및 리플렉터(6)는 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에서 소성됨으로써 형성되어 있다. 또한, 밀봉 수지(7)는 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에서 경화시킴으로써 형성되어 있다.
여기서, 제1 실시 형태에서는, 리드 프레임(1)은, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 외측 Cu층(11)과, Fe층(12)과, 내측 Cu층(13)이 서로 압연 접합된 3층의 클래드 구조를 갖는 클래드재를 포함한다. 또한, 외측 Cu층(11) 및 내측 Cu층(13)은, 모두 무산소 구리, 터프 피치 구리 및 인 탈산 구리 등의 순도 99.9％ 이상의 Cu를 포함한다. 또한, Fe층(12)은 순Fe, 또는 Ni 및 Cr 중 적어도 어느 한쪽을 함유함과 함께, Ni과 Cr의 합계가 10질량％ 이하인 Fe 합금을 포함한다. 또한, 외측 Cu층(11)은 LED 소자(2)가 배치되는 측(외측)인 한쪽 표면(1a)에 배치되어 있음과 함께, 내측 Cu층(13)은 외측 Cu층(11)과의 사이에 Fe층(12)을 끼워 넣도록 베이스(3)측(내측)의 다른 쪽 표면(1b)에 배치되어 있다. 또한, 외측 Cu층(11), Fe층(12) 및 내측 Cu층(13)은, 각각, 본 발명의 「제1 층」, 「제2 층」 및 「제3 층」의 일례이다.
또한, Fe층(12)의 열전도율[약 80W/(m×K)]은 외측 Cu층(11)의 열전도율[약 400W/(m×K)]보다도 작다. 이에 의해, LED 소자(2)로부터 리드 프레임(1)의 외측 Cu층(11)으로 전해진 열은 외측 Cu층(11)으로부터 Fe층(12)으로 전해지는 것보다도, 외측 Cu층(11) 자체를 전해지기 쉽다. 즉, LED 소자(2) 부근의 외측 Cu층(11)의 열은 판 두께 방향을 따라서 Fe층(12) 및 내측 Cu층(13)의 순서대로 Z2 방향으로 전해지는 것보다도, 판면 방향을 따라서 LED 소자(2)로부터 이격된 위치의 외측 Cu층(11)으로 전해지기 쉽다.
또한, Fe층(12)의 선팽창 계수(약 12×10-6/K)는 외측 Cu층(11) 및 내측 Cu층(13)의 선팽창 계수(약 17×10-6/K)보다도 작다. 또한, Fe층(12)을 구성하는 Fe 또는 Fe 합금은 외측 Cu층(11) 및 내측 Cu층(13)을 구성하는 Cu보다도 기계적인 강도가 크다.
또한, 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에 있어서, Fe층(12)의 0.2％ 내력은 약 400㎫ 이상임과 함께, 약 200℃에 있어서의 0.2％ 내력 이상의 0.2％ 내력을 갖도록 구성되어 있다. 즉, 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에서는 Fe층(12)은 어닐링되지 않도록 구성되어 있다. 이에 의해, 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에 놓인 후라도, 리드 프레임(1) 전체의 기계적인 강도가 저하되는 것이 억제되도록 구성되어 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 외측 Cu층(11)의 두께 t2와 내측 Cu층(13)의 두께 t3이 대략 동일한 두께가 되도록 구성되어 있다. 또한, Fe층(12)의 두께 t4는 리드 프레임(1)의 두께 t1(＝t2＋t3＋t4)의 약 20％ 이상 약 70％ 이하로 되도록 구성되어 있다. 이 결과, 외측 Cu층(11)의 두께 t2와 내측 Cu층(13)의 두께 t3은, 모두, 리드 프레임(1)의 두께 t1의 약 15％ 이상 약 40％ 이하로 됨과 함께, 외측 Cu층(11)과 내측 Cu층(13)의 합계의 두께(＝t2＋t3)는 리드 프레임(1)의 두께 t1의 두께의 약 30％ 이상 약 80％ 이하로 되도록 구성되어 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 리드 프레임(1)의 외측 Cu층(11)측의 한쪽 표면(1a)은 전체면에 걸쳐서 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성되어 있다.
여기서, 첨도(Rku)라 함은, 표면 거칠기를 나타내는 지표의 1종이며, 표면에 형성된 요철 형상의 뾰족한 정도를 나타내는 지표이다. 구체적으로는, 첨도는 기준 길이에 있어서의 높이의 4승을, 표면 거칠기의 표준 편차를 의미하는 제곱 평균근 높이의 4승으로 제산함으로써 구해진다. 첨도가 작은 경우에는, 표면의 요철 형상이 완만해져 있는 상태인 것을 의미하고, 첨도가 큰 경우에는, 표면의 요철 형상이 예각 형상으로 뾰족해진 상태인 것을 의미한다. 또한, 산술 평균 거칠기(Ra)라 함은, 표면 거칠기를 나타내는 지표의 1종이며, 기준 길이에 있어서의 높이의 절대값의 평균을 산출함으로써 구해진다. 산술 평균 거칠기가 작은 경우에는, 표면의 요철 형상의 높이의 차가 작은(기복이 작은) 것을 의미하고, 산술 평균 거칠기가 큰 경우에는, 표면의 요철 형상의 높이의 차가 큰(기복이 큰) 것을 의미한다.
즉, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a)은 첨도가 작은 것에 의해 요철 형상이 완만하고, 또한 산술 평균 거칠기가 작은 것에 의해 요철 형상의 기복이 작아지도록 형성되어 있다.
또한, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a) 상에는 광 반사층(14)(도 3 참조) 및 접속층(15)(도 4 참조)이 형성되어 있다. 광 반사층(14)은 한쪽 표면(1a) 중 베이스(3)의 상면(3a)에 대응하는 부분의 한쪽 표면(1a) 상이고, 또한 리플렉터(6)에 둘러싸이는 영역에 형성되어 있다. 또한, 접속층(15)은 땜납(101a 및 101b)이 배치되는 영역에 형성되어 있다. 구체적으로는, 접속층(15)은 한쪽 표면(1a) 중 베이스(3)의 하면(3c)에 대응하는 부분의 한쪽 표면(1a) 상과, 한쪽 표면(1a) 중 베이스(3)의 양 측면(3b)에 대응하는 부분의 하측의 한쪽 표면(1a) 상에 형성되어 있다. 또한, 광 반사층(14)의 두께 t5 및 접속층(15)의 두께 t6은, 모두, 약 0.5㎛ 이상 약 1.5㎛ 이하이다. 또한, 광 반사층(14)은 본 발명의 「도금층」의 일례이다.
광 반사층(14)은 Ag 도금층을 포함하고, LED 소자(2)로부터 하방(Z2측)으로 조사된 광을, 상방(Z1측)을 향해 반사하는 기능을 가짐과 함께, Au 와이어(5a 및 5b)와 리드 프레임(1)을 용이하게 접속하기 위해 형성되어 있다. 또한, 접속층(15)은 리드 프레임(1)측으로부터 Ni 도금층 및 Au 도금층(도시하지 않음)이 순서대로 적층된 구조를 갖고 있다. 이 접속층(15)은 땜납(101a 및 101b)에 대한 리드 프레임(1)의 습윤성을 향상시키기 위해 형성되어 있다. 또한, 광 반사층(14) 및 접속층(15)은, 모두, 도금 처리에 의해 형성되어 있다.
제1 실시 형태에서는, 상기와 같이 Cu를 포함하는 외측 Cu층(11)을, LED 소자(2)가 배치되는 측(외측)인 한쪽 표면(1a)에 배치함으로써, Fe 또는 Fe 합금과 비교하여 열전도성이 우수한 Cu를 포함하는 외측 Cu층(11)이 LED 소자(2)측에 배치되어 있으므로, LED 소자(2)로부터의 열을, LED 소자(2) 부근의 외측 Cu층(11)의 부분으로부터 LED 소자(2)로부터 이격된 위치의 외측 Cu층(11)의 부분을 향해 신속히 확산시킬 수 있다. 이에 의해, 외측 Cu층(11)에 접속된 외부의 방열 부재[프린트 기판(102)]나 외기로 외측 Cu층(11)의 열을 신속히 방열시킬 수 있으므로, LED 소자(2) 부근의 방열 성능이 향상된 리드 프레임(1)에 열이 축적되는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 리드 프레임(1)에 축적된 열에 의해 LED 소자(2)의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있으므로, LED 소자(2)의 온도 상승에 기인하여 LED 소자(2)의 휘도가 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한, LED 소자(2)가 이상의 고온에 장시간 노출되는 것을 억제할 수 있으므로, LED 소자(2)의 장수명화를 도모할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 Fe층(12)을 구성하는 Fe 또는 Fe 합금이, 외측 Cu층(11) 및 내측 Cu층(13)을 구성하는 Cu보다도 기계적인 강도가 큼과 함께, Fe층(12)의 선팽창 계수(약 12×10-6/K)가 외측 Cu층(11) 및 내측 Cu층(13)의 선팽창 계수(약 17×10-6/K)보다도 작음으로써, 리드 프레임(1)이 Fe층(12)과 비교하여 선팽창 계수가 큰 Cu만(Cu층)을 포함하는 경우에 비해, 외측 Cu층(11)과, 외측 Cu층(11)보다도 선팽창 계수가 작고 특히 고온 조건 하에서 기계적인 강도가 큰 Fe층(12)을 사용하여 리드 프레임(1)을 다층 구조로 하고 있으므로, 리드 프레임(1)의 열팽창을 억제할 수 있음과 함께, 리드 프레임(1)의 기계적인 강도를 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 열팽창이나 외력에 기인하여 리드 프레임(1)이 변형되는 것을 억제할 수 있으므로, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a) 상에 배치된 LED 소자(2)에도 리드 프레임(1)의 변형에 수반하는 응력이 가해지는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, LED 소자(2)에 응력이 가해지는 것에 기인하는 LED 소자(2)의 휘도의 저하 및 LED 소자(2)의 단수명화를 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 외측 Cu층(11)의 두께 t2와 대략 동일한 두께 t3을 갖고, 외측 Cu층(11)과 동일한 금속 재료(Cu)를 포함하는 내측 Cu층(13)을, 외측 Cu층(11)과의 사이에 Fe층(12)을 끼워 넣음과 함께, 베이스(3)측(내측)의 다른 쪽 표면(1b)에 배치함으로써, 동일한 금속 재료(Cu)를 포함함과 함께, 대략 동일한 두께를 갖는 외측 Cu층(11)과 내측 Cu층(13)에 의해, 외측 Cu층(11) 및 내측 Cu층(13)보다도 선팽창 계수가 작은 Fe층(12)을 끼워 넣음으로써, 리드 프레임(1)이 외측 Cu층(11) 및 Fe층(12)만을 포함하는 경우와 달리, 리드 프레임(1)이 외측 Cu층(11)측 또는 Fe층(12)측 중 어느 한쪽으로 휘도록 변형되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 이에 의해, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a) 상에 배치된 LED 소자(2)에도 리드 프레임(1)의 변형에 수반하는 응력이 가해지는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, LED 소자(2)에 응력이 가해지는 것에 기인하는 LED 소자(2)의 휘도의 저하 및 LED 소자(2)의 단수명화를 억제할 수 있다. 또한, 리드 프레임(1)의 구조를 표리에서 대략 동일하게 할 수 있으므로, 리드 프레임(1)의 표리의 구별이 불필요하도록 구성할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 리드 프레임(1)의 외측 Cu층(11)측의 한쪽 표면(1a)을, 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성하고 있다. 여기서, 한쪽 표면(1a)의 첨도가 10.5보다도 크고, 한쪽 표면(1a)에 뾰족해진 부분이 형성되어 있는 경우나, 한쪽 표면(1a)의 산술 평균 거칠기가 0.15㎛보다도 크고, 한쪽 표면(1a)에 있어서의 요철의 높이의 차(기복)가 큰(거친) 경우에는, 광 반사막(14)을 형성할 때에 광 반사막(14)이 깨져 버려 도금 결함이 발생하는 가능성이 높아진다. 이와 같은 도금 결함이 형성되어 있는 경우에는, LED 소자(2)로부터 하방(Z2 방향)을 향해 조사된 광이, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a)에서 충분히 반사되지 않고, 그 결과, LED 모듈(100)의 광량이 저하되어 버린다. 한편, 한쪽 표면(1a)을, 첨도가 10.5 이하로 됨과 함께, 산술 평균 거칠기가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성함으로써, LED 소자(2)가 배치되는 한쪽 표면(1a)이 뾰족하게 되어 있는 부분을 적게 할 수 있음과 함께, 한쪽 표면(1a)의 기복을 작게 할 수 있으므로, 한쪽 표면(1a) 상에 결함이 없는 양질의 광 반사층(14) 및 접속층(15)을 형성할 수 있다. 이에 의해, LED 소자(2)로부터 조사된 광이 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a)에 있어서 충분히 반사되므로, LED 모듈(100)의 광량이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 외측 Cu층(11)과 내측 Cu층(13)의 합계의 두께가, 리드 프레임(1)의 두께 t1의 약 30％ 이상인 것에 의해, Fe층(12)보다도 열전도율이 큰 외측 Cu층(11)의 두께 t2를 특히 충분히 확보함으로써, 외측 Cu층(11)에 접속된 외부의 방열 부재나 외기로 외측 Cu층(11)의 열을 보다 신속하게 방열시킬 수 있고, 그 결과, LED 소자(2) 부근의 리드 프레임(1)에 열이 축적되는 것을 효과적으로 억제할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 외측 Cu층(11)과 내측 Cu층(13)의 합계의 두께가, 리드 프레임(1)의 두께 t1의 약 80％ 이하인 것에 의해, Fe층(12)의 두께 t4에 대해서도 충분히 확보할 수 있으므로, 상대적으로 선팽창 계수가 크고 열에 의해 변형되기 쉬운 외측 Cu층(11) 및 내측 Cu층(13)과, 상대적으로 선팽창 계수가 작고 열에 의해 변형되기 어려운 Fe층(12) 사이에 발생하는 응력에 기인하여 외측 Cu층(11)과 Fe층(12)이 박리되거나, 내측 Cu층(13)과 Fe층(12)이 박리되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 한쪽 표면(1a) 상에 광 반사층(14)을 형성함으로써, 광을 반사하기 어려운 Cu를 포함하는 외측 Cu층(11)이 위치함과 함께, LED 소자(2)가 배치되는 한쪽 표면(1a) 상에 광 반사층(14)이 형성되어 있으므로, LED 소자(2)로부터의 광을 보다 반사시킬 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 리드 프레임(1)의 판면 방향(적층 방향에 직교하는 방향)의 열전도율을, 약 150W/(m×K) 이상으로 함과 함께, 리드 프레임(1)의 판 두께 방향(적층 방향)의 열전도율을, 약 100W/(m×K) 이상으로 함으로써, LED 소자(2)로부터의 열을, 외측 Cu층(11)뿐만 아니라 판 두께 방향에 위치하는 Fe층(12) 및 내측 Cu층(13)을 향해서도 충분히 확산시킬 수 있음과 함께, 판면 방향의 Fe층(12) 및 내측 Cu층(13)을 향해서도 충분히 확산시킬 수 있다. 이에 의해, LED 소자(2) 부근의 열을, 리드 프레임(1)의 전체에 보다 확산시킬 수 있으므로, LED 소자(2) 부근의 리드 프레임(1)에 열이 축적되는 것을 보다 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 리드 프레임(1)의 선팽창 계수를, 약 17×10-6/K 이하로 함으로써, 리드 프레임(1)의 열팽창을 충분히 억제할 수 있으므로, 열팽창에 기인하는 리드 프레임(1)의 변형을 충분히 억제할 수 있다. 이에 의해, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a) 상에 배치된 LED 소자(2)에 리드 프레임(1)의 변형에 수반하는 응력이 가해지는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 Fe층(12)이 순Fe를 포함하도록 구성한 경우에는, 리드 프레임(1)의 열팽창을 보다 억제할 수 있음과 함께, 리드 프레임(1)의 기계적인 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 Fe층(12)이 Ni 및 Cr 중 적어도 어느 한쪽을 함유함과 함께, Ni과 Cr의 합계가 10질량％ 이하인 Fe 합금을 포함하도록 구성한 경우에는, Fe층(12)의 내식성을 향상시킬 수 있음과 함께, Fe층(12)의 열전도성이 과도하게 작아지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 리드 프레임(1)을, 베이스(3)의 상면(3a)의 단부 근방과, X방향의 양 측면(3b)과, 베이스(3)의 하면(3c)의 일부를 따르도록 절곡함으로써, 판상의 베이스(3)를 덮도록 리드 프레임(1)을 배치할 수 있으므로, 리드 프레임(1)이 절곡되어 있지 않은 경우에 비해, 리드 프레임(1)의 표면적을 크게 확보할 수 있다. 이에 의해, LED 소자(2)로부터의 열을, LED 소자(2) 부근의 외측 Cu층(11)의 부분으로부터 LED 소자(2)로부터 이격된 광범위한 외측 Cu층(11)의 부분을 향해 신속히 확산시킬 수 있음과 함께, 넓은 범위에서 외기로 방열시킬 수 있으므로, LED 소자(2) 부근의 리드 프레임(1)에 열이 축적되는 것을 보다 억제할 수 있다.
다음에, 도 2, 도 3 및 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 LED 모듈(100)의 제조 프로세스에 대해 설명한다.
우선, 폭 방향(X방향)으로 소정의 폭을 갖고, X방향과 직교하는 압연 방향(Y방향)으로 연장되는 Cu를 포함하는 한 쌍의 Cu판과, X방향으로 Cu판과 대략 동일한 폭을 갖고, Y방향으로 연장되는 Fe판을 준비한다. 또한, Cu판은 순도 약 99.9％ 이상의 Cu를 포함한다. 또한, Fe판은 순Fe, 또는 Ni 및 Cr 중 적어도 어느 한쪽을 함유함과 함께, Ni과 Cr의 합계가 10질량％ 이하인 Fe 합금을 포함한다. 이때, Fe판의 두께가, 한 쌍의 Cu판과 Fe판을 합계한 두께의 약 20％ 이상 약 70％ 이하로 되도록 준비한다.
그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, Fe판을 끼워 넣도록 한 쌍의 Cu판을 배치한 상태에서, 한 쌍의 Cu판과 Fe판을, X방향으로 연장되는 롤러(201a 및 201b)를 사용하여 Y방향으로 압연(압연 접합)한다. 이때, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a)[외측 Cu층(11)]에 접촉하는 롤러(201a)로서, 평활한 롤러 표면을 갖는 롤러(201a)를 사용한다. 구체적으로는, 롤러 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 약 0.05㎛ 이하인 롤러(201a)를 사용한다. 이에 의해, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a)의 첨도(Rku)가 10.5 이하로 조정됨과 함께, 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 조정된다.
그 후, 한 쌍의 Cu판과 Fe판을 확산 어닐링함으로써, 외측 Cu층(11), Fe층(12) 및 내측 Cu층(13)이 접합된 3층의 클래드 구조를 갖는 클래드재를 포함하는 리드 프레임용 재료(200)가 형성된다. 이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 리드 프레임용 재료(200)[리드 프레임(1)]의 두께 t1은 약 0.1㎜ 이상 약 1.5㎜ 이하로 되고, Fe층(12)의 두께 t4는 리드 프레임용 재료(200)의 두께 t1(＝t2＋t3＋t4)의 약 20％ 이상 약 70％ 이하로 된다.
그 후, Ag을 포함하는 도금액에 접촉시킴으로써 리드 프레임용 재료(200)[리드 프레임(1)]의 한쪽 표면(1a) 중 베이스(3)의 상면(3a)에 대응하는 부분의 한쪽 표면(1a) 상이고, 또한 리플렉터(6)에 둘러싸이는 영역에, Ag 도금층을 포함하는 광 반사층(14)(도 2 참조)을 형성한다. 또한, Ni을 포함하는 도금액에 접촉시킨 후에, Au을 포함하는 도금액에 접촉시킴으로써, 한쪽 표면(1a) 중 베이스(3)의 하면(3c)에 대응하는 부분의 한쪽 표면(1a) 상과, 한쪽 표면(1a) 중 베이스(3)의 양 측면(3b)에 대응하는 부분의 하측의 한쪽 표면(1a) 상에, Ni 도금층 및 Au 도금층(도시하지 않음)이 순서대로 적층된 접속층(15)(도 2 참조)을 형성한다.
그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 프레스 가공에 의해, 리드 프레임용 재료(200)에 Y방향으로 연장되는 절결부(10a)를 형성한다.
그 후, 인서트 성형에 의해, 리드 프레임용 재료(200)에 베이스(3) 및 리플렉터(6)를 형성한다. 구체적으로는, 도 6에 도시한 바와 같이, 소정의 형상을 갖는 금형(202)에 리드 프레임용 재료(200)를 배치한 상태에서, 금형(202)에 알루미나(Al2O3)와 바인더의 혼합물을 주입한다. 그리고, 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에서 소성함으로써, 바인더를 제거한다. 이에 의해, 금형(202)의 형상에 대응한 형상을 갖도록, 알루미나를 포함하는 베이스(3) 및 리플렉터(6)가 형성된다. 이때, 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에서는, Fe층(12)은 어닐링되지 않으므로, Fe층(12)의 0.2％ 내력은 약 200℃에 있어서의 0.2％ 내력 이상임과 함께, 약 400㎫ 이상으로 유지된다. 이에 의해, 리드 프레임(1) 전체의 기계적인 강도가 저하되는 것이 억제된다.
그 후, 도 7에 도시한 바와 같이, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a)에 형성된 광 반사층(14)의 표면 상에 LED 소자(2)를 실장한다. 이때, 광 반사층(14)과 LED 소자(2) 사이에 절연성 수지를 포함하는 접착 부재(4)(도 2 참조)를 배치함으로써, 리드 프레임(1)과 LED 소자(2)를 접착한다.
그리고, 초음파 용접에 의해, LED 소자(2)의 상면측에 형성된 도시하지 않은 한 쌍의 전극과 Au 와이어(5a)의 한쪽 단부 및 Au 와이어(5b)의 한쪽 단부를 각각 접속한다. 또한, 초음파 용접에 의해, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a)의 X1측 및 X2측과 Au 와이어(5a)의 다른 쪽 단부 및 Au 와이어(5b)의 다른 쪽 단부를 각각 접속한다. 이때, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a) 상에 형성된 Ag 도금층을 포함하는 광 반사층(14)(도 2 참조)에 의해, Cu를 포함하는 외측 Cu층(11)에 Au 와이어(5a 및 5b)를 용접하는 경우에 비해, 용이하게, 리드 프레임(1)과 Au 와이어(5a 및 5b)를 접속하는 것이 가능하다.
그리고, LED 소자(2)와 Au 와이어(5a 및 5b)를 덮도록, 리플렉터(6)와 리드 프레임(1)에 의해 형성되는 공간에 밀봉 수지(7)를 배치한다. 그리고, 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에서 밀봉 수지(7)를 경화시킨다. 이때, 상기한 바와 같이, 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에서는 Fe층(12)은 어닐링되지 않으므로, Fe층(12)의 0.2％ 내력은 약 200℃에 있어서의 0.2％ 내력 이상임과 함께, 약 400㎫ 이상으로 유지된다. 이에 의해, 리드 프레임(1) 전체의 기계적인 강도가 저하되는 것이 억제된다. 이에 의해, 도 7에 도시한 바와 같이, LED 모듈(100)에 대응하는 부분이 복수 설치된, 리드 프레임용 재료(200)가 형성된다.
그 후, 절단선(200a 및 200b)을 따라서, 리드 프레임용 재료(200)를 절단한다. 그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 절단선(200a)의 X1측에 위치하는 리드 프레임(1)을, X1측의 베이스(3)의 X1측의 측면(3b) 및 하면(3c)을 따르도록 굽힘 가공함과 함께, 절단선(200a)의 X2측에 위치하는 리드 프레임(1)을, 베이스(3)의 X2측의 측면(3b) 및 하면(3c)을 따르도록 굽힘 가공한다. 이에 의해, Y방향으로 연장되는 절결부(10b)가 형성되고, 복수의 LED 모듈(100)이 형성된다.
마지막으로, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a) 상에 형성된 접속층(15)에 땜납(101a 및 101b)이 위치하도록, Cu 배선(102a 및 102b)이 형성된 프린트 기판(102)에 LED 모듈(100)을 접속한다.
제1 실시 형태의 제조 방법에서는, 상기와 같이 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에 있어서, Fe층(12)의 0.2％ 내력을, 약 400㎫ 이상이도록 구성함으로써, 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에서 열처리되는, 베이스(3) 및 리플렉터(6)가 형성하는 제조 프로세스 후 및 밀봉 수지(7)를 경화시키는 제조 프로세스 후에 있어서도 Fe층(12)의 0.2％ 내력이 약 400㎫ 이상으로 유지되므로, 리드 프레임(1)의 기계적인 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 기계적인 강도가 저하된 리드 프레임(1)이 취급 시에 파손되기 쉬워지는 것에 기인하여 LED 모듈(100)의 제조가 곤란해지는 것을 억제할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음에, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 이 제2 실시 형태에서는 상기 제1 실시 형태와는 달리, LED 모듈(300)에 있어서, 리드 프레임(301)의 한쪽 표면(301a)에 Ag 또는 Al을 포함하는 외측층(311)을 배치함과 함께, 다른 쪽 표면(301b)에 Ag 또는 Al을 포함하는 내측층(313)을 배치한 경우에 대해 설명한다. 또한, LED 모듈(300)은 본 발명의 「발광 모듈」의 일례이고, 리드 프레임(301)은 본 발명의 「발광 소자용 기판」의 일례이다. 또한, 외측층(311) 및 내측층(313)은, 각각, 본 발명의 「제1 층」 및 「제3 층」의 일례이다.
본 발명의 제2 실시 형태에서는, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 리드 프레임(301)은 Ag 또는 Al을 포함하는 외측층(311)과, Fe층(12)과, 외측층(311)과 동일한 금속을 포함하는 내측층(313)이 서로 압연 접합된 3층의 클래드 구조를 갖는 클래드재(도 9 참조)를 포함한다. 또한, 내측층(313)은 LED 소자(2)가 배치되는 측(외측)인 한쪽 표면(301a)에 배치되어 있음과 함께, 내측층(313)은 베이스(3)측(내측)의 다른 쪽 표면(301b)에 배치되어 있다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 외측층(311)의 두께 t2와 내측층(313)의 두께 t3이 대략 동일한 두께가 되도록 구성되어 있다. 또한, 외측층(311)의 두께 t2와 내측층(313)의 두께 t3은, 모두, 리드 프레임(301)의 두께 t1의 약 15％ 이상 약 40％ 이하로 됨과 함께, 외측층(311)과 내측층(313)의 합계의 두께(＝t2＋t3)는 리드 프레임(301)의 두께 t1의 두께의 약 30％ 이상 약 80％ 이하로 되도록 구성되어 있다.
또한, 외측층(311) 및 내측층(313)이 모두 Ag을 포함하는 경우, 외측층(311) 및 내측층(313)의 열전도율은 약 430W/(m×K)이다. 또한, 외측층(311) 및 내측층(313)이 모두 Al을 포함하는 경우, 외측층(311) 및 내측층(313)의 열전도율은 약 240W/(m×K)이다. 즉, 외측층(311) 및 내측층(313)이 모두 Ag을 포함하는 경우 및 모두 Al을 포함하는 경우 중 어느 것에 있어서도, 외측층(311) 및 내측층(313)의 열전도율[약 430W/(m×K)(Ag) 및 약 240W/(m×K)(Al)]은 Fe층(12)의 열전도율[약 80W/(m×K)]보다도 크기 때문에, LED 소자(2) 부근의 외측층(311)의 열은 판 두께 방향을 따라서 Fe층(12) 및 내측층(313)의 순서대로 Z2 방향으로 전해지는 것보다도, 판면 방향을 따라서 LED 소자(2)로부터 이격된 위치의 외측층(311)으로 전해지기 쉽다.
또한, 외측층(311) 및 내측층(313)이 모두 Ag을 포함하는 경우, 외측층(311) 및 내측층(313)의 선팽창 계수는 약 19×10-6/K이다. 또한, 외측층(311) 및 내측층(313)이 모두 Al을 포함하는 경우, 외측층(311) 및 내측층(313)의 선팽창 계수는 약 23.5×10-6/K이다. 즉, 외측층(311) 및 내측층(313)이 모두 Ag을 포함하는 경우 및 모두 Al을 포함하는 경우 중 어느 것에 있어서도, 외측층(311) 및 내측층(313)의 선팽창 계수[약 19×10-6/K(Ag) 및 약 23.5×10-6/K(Al)]는 Fe층(12)의 선팽창 계수(약 12×10-6/K)보다도 크다. 또한, Fe층(12)을 구성하는 Fe 또는 Fe 합금은 외측층(311) 및 내측층(313)을 구성하는 Ag 또는 Al보다도, 기계적인 강도가 크다.
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 리드 프레임(301)의 Ag 또는 Al을 포함하는 외측층(311)은 광을 반사하기 쉬운 성질을 갖고 있으므로, 상기 제1 실시 형태와 달리, 리드 프레임(301)의 한쪽 표면(301a) 상에는 광 반사층은 형성되어 있지 않다. 즉, 리드 프레임(301)의 한쪽 표면(301a) 상에는 접착 부재(4)를 통해 LED 소자(2)가 직접 배치되어 있다. 이에 의해, 광 반사층을 형성하는 제조 프로세스를 생략하는 것이 가능해진다. 또한, 리드 프레임(301)의 외측층(311)의 한쪽 표면(301a)은 전체면에 걸쳐서, 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성되어 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시 형태의 그 밖의 구조는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 제2 실시 형태의 LED 모듈(300)의 제조 프로세스는 한 쌍의 Cu판 대신에, 한 쌍의 Ag판 또는 한 쌍의 Al판을 사용하는 점과, 광 반사층을 형성하지 않는 점을 제외하고, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
제2 실시 형태에서는, 상기와 같이 Ag 또는 Al을 포함하는 외측층(311)을, LED 소자(2)가 배치되는 측(외측)인 한쪽 표면(301a)에 배치함으로써, LED 소자(2)로부터의 열을, LED 소자(2) 부근의 외측층(311)의 부분으로부터 LED 소자(2)로부터 이격된 위치의 외측층(311)의 부분을 향해 신속히 확산시킬 수 있으므로, LED 소자(2) 부근의 리드 프레임(301)에 열이 축적되는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 리드 프레임(301)에 축적된 열에 의해 LED 소자(2)의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있으므로, LED 소자(2)의 온도 상승에 기인하여 LED 소자(2)의 휘도가 저하되는 것을 억제하고, 또한 LED 소자(2)의 장수명화를 도모할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, Fe층(12)을 구성하는 Fe 또는 Fe 합금이, 외측층(311) 및 내측층(313)을 구성하는 Ag 또는 Al보다도 기계적인 강도가 큼과 함께, Fe층(12)의 선팽창 계수(약 12×10-6/K)가 외측층(311) 및 내측층(313)의 선팽창 계수[약 19×10-6/K(Ag) 및 약 23.5×10-6/K(Al)]보다도 작은 것에 의해, 열팽창이나 외력에 기인하여 리드 프레임(301)이 변형되는 것을 억제할 수 있으므로, 리드 프레임(301)의 한쪽 표면(301a) 상에 배치된 LED 소자(2)에도 리드 프레임(301)의 변형에 수반하는 응력이 가해지는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, LED 소자(2)에 응력이 가해지는 것에 기인하는 LED 소자(2)의 휘도의 저하 및 LED 소자(2)의 단수명화를 억제할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는 외측층(311)의 두께 t2와 대략 동일한 두께 t3을 갖고, 외측층(311)과 동일한 금속 재료(Ag 또는 Al)를 포함하는 내측층(313)을, 외측층(311)과의 사이에 Fe층(12)을 끼워 넣음과 함께, 베이스(3)측(내측)의 다른 쪽 표면(301b)에 배치함으로써, 리드 프레임(301)이 외측층(311)측 또는 Fe층(12)측 중 어느 한쪽으로 휘도록 변형되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 이에 의해, 리드 프레임(301)의 한쪽 표면(301a) 상에 배치된 LED 소자(2)에도 리드 프레임(301)의 변형에 수반하는 응력이 가해지는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, LED 소자(2)에 응력이 가해지는 것에 기인하는 LED 소자(2)의 휘도의 저하 및 LED 소자(2)의 단수명화를 억제할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는 리드 프레임(301)의 외측층(311)의 한쪽 표면(301a)을, 전체면에 걸쳐서, 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성함으로써, LED 소자(2)가 배치되는 한쪽 표면(301a)이 뾰족하게 되어 있는 부분을 적게 할 수 있음과 함께, 한쪽 표면(301a)의 요철의 높이의 차(기복)를 작게 할 수 있으므로, 한쪽 표면(301a)에 있어서 충분히 LED 소자(2)의 광을 반사할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시 형태의 그 밖의 효과는 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
[실시예]
다음에, 도 3, 도 5 및 도 9 내지 도 18을 참조하여, 본 발명의 효과를 확인하기 위해 행한 판면 방향의 열전도율, 판 두께 방향의 열전도율 및 선팽창 계수의 시뮬레이션과, 표면 거칠기의 확인 실험과, 0.2％ 내력의 확인 실험에 대해 설명한다.
(시뮬레이션)
이하에 설명하는 시뮬레이션에서는 상기 제1 실시 형태의 리드 프레임(1)에 대응하는 실시예 1-1 내지 1-9로서, 외측 Cu층(11), Fe층(12) 및 내측 Cu층(13)이 판 두께 방향으로 적층된 상태에서 접합된, 3층 구조의 클래드재를 포함하는 리드 프레임(1)을 상정하였다. 여기서, 실시예 1-1 내지 1-9의 리드 프레임(1)으로서, 각각, 외측 Cu층(11)의 두께 t2 및 내측 Cu층(13)의 두께 t3(도 3 참조)이, 리드 프레임(1)의 두께 t1(도 3 참조)의 5％, 10％, 15％, 20％, 25％, 30％, 35％, 40％ 및 45％인 경우를 상정하였다. 즉, 실시예 1-1 내지 1-9의 리드 프레임(1)으로서, Cu가 차지하는 두께의 비율이, 각각, 10％, 20％, 30％, 40％, 50％, 60％, 70％, 80％ 및 90％인 모델화를 행하였다. 따라서, 실시예 1-1 내지 1-9의 리드 프레임(1)에서는, Fe층(12)의 두께 t4(도 3 참조)는, 각각, 리드 프레임(1)의 두께 t1의 90％, 80％, 70％, 60％, 50％, 40％, 30％, 20％ 및 10％가 된다.
또한, 실시예 1-1 내지 1-9에 대한 비교예 1-1로서, Fe만을 포함하는 리드 프레임(Cu를 전혀 포함하지 않는 리드 프레임)을 상정하였다. 또한, 비교예 1-2로서, Cu만을 포함하는 리드 프레임(Fe를 전혀 포함하지 않는 리드 프레임)을 상정하였다.
또한, 상기 제2 실시 형태의 리드 프레임(301)에 대응하는 실시예 2-1 내지 2-9로서, Ag을 포함하는 외측층(311), Fe층(12) 및 Ag을 포함하는 내측층(313)이 판 두께 방향으로 적층된 상태에서 접합된, 3층 구조의 클래드재를 포함하는 리드 프레임(301)을 상정하였다. 여기서, 실시예 2-1 내지 2-9의 리드 프레임(301)으로서, 각각, Ag을 포함하는 외측층(311)의 두께 t2 및 내측층(313)의 두께 t3(도 9 참조)이, 리드 프레임(301)의 두께 t1(도 9 참조)의 5％, 10％, 15％, 20％, 25％, 30％, 35％, 40％ 및 45％인 경우를 상정하였다. 즉, 실시예 2-1 내지 2-9의 리드 프레임(301)으로서, Ag이 차지하는 두께의 비율이, 각각, 10％, 20％, 30％, 40％, 50％, 60％, 70％, 80％ 및 90％인 모델화를 행하였다. 또한, 실시예 2-1 내지 2-9에 대한 비교예 2-1로서, Fe만을 포함하는 리드 프레임(Ag을 전혀 포함하지 않는 리드 프레임)을 상정하였다. 또한, 비교예 2-1은 상기 비교예 1-1과 동일하다. 또한, 비교예 2-2로서, Ag만을 포함하는 리드 프레임(Fe를 전혀 포함하지 않는 리드 프레임)을 상정하였다.
또한, 상기 제2 실시 형태의 리드 프레임(301)에 대응하는 실시예 3-1 내지 3-10으로서, Al을 포함하는 외측층(311), Fe층(12) 및 Al을 포함하는 내측층(313)이 판 두께 방향으로 적층된 상태에서 접합된, 3층 구조의 클래드재를 포함하는 리드 프레임(301)을 상정하였다. 여기서, 실시예 3-1 내지 3-10의 리드 프레임(301)으로서, 각각, Al을 포함하는 외측층(311)의 두께 t2 및 내측층(313)의 두께 t3(도 9 참조)가, 리드 프레임(301)의 두께 t1(도 9 참조)의 5％, 10％, 15％, 20％, 22.5％, 25％, 30％, 35％, 40％ 및 45％인 경우를 상정하였다. 즉, 실시예 3-1 내지 3-10의 리드 프레임(301)으로서, Al이 차지하는 두께의 비율이, 각각, 10％, 20％, 30％, 40％, 45％, 50％, 60％, 70％, 80％ 및 90％인 모델화를 행하였다. 또한, 실시예 3-1 내지 3-10에 대한 비교예 3-1로서, Fe만을 포함하는 리드 프레임(Al을 전혀 포함하지 않는 리드 프레임)을 상정하였다. 또한, 비교예 3-1은 상기 비교예 1-1 및 2-1과 동일하다. 또한, 비교예 3-2로서, Al만을 포함하는 리드 프레임(Fe를 전혀 포함하지 않는 리드 프레임)을 상정하였다.
또한, 비교예 1-1, 2-1 및 3-1의 Fe만을 포함하는 리드 프레임에서는 Fe의 열전도율로서 78.2W/(m×K)를 사용함과 함께, 선팽창 계수로서 12.1×10-6/K를 사용하였다. 또한, 비교예 1-2의 Cu만을 포함하는 리드 프레임에서는, Cu의 열전도율로서 394.0W/(m×K)를 사용함과 함께, 선팽창 계수로서 17.0×10-6/K를 사용하였다. 또한, 비교예 2-2의 Ag만을 포함하는 리드 프레임에서는, Ag의 열전도율로서 425.0W/(m×K)를 사용함과 함께, 선팽창 계수로서 19.1×10-6/K를 사용하였다. 또한, 비교예 3-2의 Al만을 포함하는 리드 프레임에서는, Al의 열전도율로서 238.0W/(m×K)를 사용함과 함께, 선팽창 계수로서 23.5×10-6/K를 사용하였다.
그리고, 상기 비교예의 수치와, 소정의 산출식을 사용하여, 실시예 1-1 내지 1-9, 실시예 2-1 내지 2-9 및 실시예 3-1 내지 3-10의 각각에 있어서, 판면 방향의 열전도율, 판 두께 방향의 열전도율 및 선팽창 계수를 산출하였다.
도 10 및 도 11에 도시하는 시뮬레이션 결과로부터, 리드 프레임에 있어서의 Cu가 차지하는 두께의 비율을 크게 함으로써, 판면 방향의 열전도율, 판 두께 방향의 열전도율 및 선팽창 계수 모두 커지는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터, 리드 프레임에 있어서의 Cu가 차지하는 두께의 비율을 크게 함으로써, LED 소자 부근의 열을, 리드 프레임의 전체에 보다 확산시키는 것이 가능해지는 것이 판명되었다.
또한, 리드 프레임에 있어서의 Cu가 차지하는 두께의 비율이 30％ 이상인 경우(실시예 1-3 내지 1-9 및 비교예 1-2), 판면 방향의 열전도율이 150W/(m×K) 이상으로 되고, 판 두께 방향의 열전도율이 100W/(m×K) 이상으로 되는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터, Cu가 차지하는 두께의 비율을 30％ 이상으로 함으로써, LED 소자 부근의 열을, 리드 프레임의 전체에 충분히 확산시키는 것이 가능하다고 생각된다. 또한, 리드 프레임에 있어서의 Cu가 차지하는 두께의 비율이 90％ 이하인 경우(실시예 1-1 내지 1-9 및 비교예 1-1), 선팽창 계수가 17×10-6/K 미만으로 되는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터, Cu가 차지하는 두께의 비율을 90％ 이하로 함으로써, 리드 프레임의 열팽창을 충분히 억제할 수 있다고 생각되므로, 열팽창에 기인하는 리드 프레임의 변형을 충분히 억제하는 것이 가능하다고 생각된다.
또한, 도 12 및 도 13에 나타내는 시뮬레이션 결과로부터, 리드 프레임에 있어서의 Ag이 차지하는 두께의 비율을 크게 함으로써, 판면 방향의 열전도율, 판 두께 방향의 열전도율 및 선팽창 계수 모두 커지는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터, 리드 프레임에 있어서의 Ag이 차지하는 두께의 비율을 크게 함으로써, LED 소자 부근의 열을, 리드 프레임의 전체에 보다 확산시키는 것이 가능해지는 것이 판명되었다.
또한, 리드 프레임에 있어서의 Ag이 차지하는 두께의 비율이 30％ 이상인 경우(실시예 2-3 내지 2-9 및 비교예 2-2), 판면 방향의 열전도율이 150W/(m×K) 이상으로 되고, 판 두께 방향의 열전도율이 100W/(m×K) 이상으로 되는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터, Ag이 차지하는 두께의 비율을 30％ 이상으로 함으로써, LED 소자 부근의 열을, 리드 프레임의 전체에 충분히 확산시키는 것이 가능하다고 생각된다. 또한, 리드 프레임에 있어서의 Ag이 차지하는 두께의 비율이 80％ 이하인 경우(실시예 2-1 내지 2-8 및 비교예 2-1), 선팽창 계수가 17×10-6/K 이하로 되는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터, Ag이 차지하는 두께의 비율을 80％ 이하로 함으로써, 리드 프레임의 열팽창을 충분히 억제할 수 있다고 생각되므로, 열팽창에 기인하는 리드 프레임의 변형을 충분히 억제하는 것이 가능하다고 생각된다.
또한, 도 14 및 도 15에 도시하는 시뮬레이션 결과로부터, 리드 프레임에 있어서의 Al이 차지하는 두께의 비율을 크게 함으로써, 판면 방향의 열전도율, 판 두께 방향의 열전도율 및 선팽창 계수 모두 커지는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터, 리드 프레임에 있어서의 Al이 차지하는 두께의 비율을 크게 함으로써, 발광 소자 부근의 열을, 리드 프레임의 전체에 보다 확산시키는 것이 가능해지는 것이 판명되었다.
또한, 리드 프레임에 있어서의 Al이 차지하는 두께의 비율이 45％ 이상인 경우(실시예 3-5 내지 3-10 및 비교예 3-2), 판면 방향의 열전도율이 150W/(m×K) 이상으로 되고, 판 두께 방향의 열전도율이 100W/(m×K) 이상으로 되는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터, Al이 차지하는 두께의 비율을 45％ 이상으로 함으로써, LED 소자 부근의 열을, 리드 프레임의 전체에 충분히 확산시키는 것이 가능하다고 생각된다. 또한, 리드 프레임에 있어서의 Al이 차지하는 두께의 비율이 30％인 경우(실시예 3-3), 판면 방향의 열전도율이 150W/(m×K) 미만[126.1W/(m×K)]으로 되고, 판 두께 방향의 열전도율이 100W/(m×K) 미만[97.9W/(m×K)]으로 되고, Al이 차지하는 두께의 비율이 40％인 경우(실시예 3-4), 판면 방향의 열전도율이 150W/(m×K) 미만[142.1W/(m×K)]으로 되었지만, Al은 Cu나 Ag에 가까운 성질을 갖고 있으므로, 어느 정도, LED 소자 부근의 열을, 리드 프레임의 전체에 충분히 확산시키는 것이 가능하다고 생각된다.
또한, 리드 프레임에 있어서의 Al이 차지하는 두께의 비율이 60％ 이하인 경우(실시예 3-1 내지 3-7 및 비교예 3-1), 선팽창 계수가 17×10-6/K 이하로 되는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터, Al이 차지하는 두께의 비율을 60％ 이하로 함으로써, 리드 프레임의 열팽창을 충분히 억제할 수 있다고 생각되므로, 열팽창에 기인하는 리드 프레임의 변형을 충분히 억제하는 것이 가능하다고 생각된다. 또한, 리드 프레임에 있어서의 Al이 차지하는 두께의 비율이 70％ 이상 80％ 이하인 경우(실시예 3-8 및 3-9), 선팽창 계수가 17×10-6/K보다 커졌지만[실시예 3-8(17.1×10-6/K) 및 실시예 3-9(18.6×10-6/K)], Al은 Cu나 Ag에 가까운 성질을 갖고 있으므로, 어느 정도, 리드 프레임의 열팽창을 억제하는 것이 가능하다고 생각된다.
(표면 거칠기의 확인 실험)
이하에 설명하는 표면 거칠기의 확인 실험에서는 상기 제1 실시 형태에 대응하는 실시예 1-10 및 1-11의 리드 프레임(1)을 제작함과 함께, 실시예 1-10 및 1-11에 대한 비교예로서, 비교예 1-3 및 1-4의 리드 프레임을 제작하였다. 구체적으로는, 실시예 1-10, 1-11, 비교예 1-3 및 1-4의 리드 프레임으로서, 외측 Cu층(11)의 두께 t2, Fe층(12)의 두께 t4 및 내측 Cu층(13)의 두께 t3(도 3 참조)이, 각각, 리드 프레임의 두께 t1(도 3 참조)의 20％, 60％ 및 20％인 판상의 리드 프레임을 제작하였다.
여기서, 비교예 1-3의 리드 프레임(리드 프레임용 재료)을 제작할 때의 한쪽 표면(1a)에 접촉하는 롤러(201a)(도 5 참조)로서, 롤러 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.19㎛ 이상 0.30㎛ 이하의 값을 갖는 롤러(201a)를 사용하여 압연하였다. 즉, 비교예 1-3에서는, 롤러 표면의 산술 평균 거칠기의 값이 일정하지 않음과 함께, 롤러 표면의 산술 평균 거칠기가 큰 롤러(201a)를 사용하였다.
또한, 실시예 1-10에 있어서는, 롤러 표면의 산술 평균 거칠기가 0.05㎛인 롤러(201a)를 사용하여 압연하였다. 즉, 실시예 1-10에서는 비교예 1-3보다도 롤러 표면의 산술 평균 거칠기가 작은 롤러(201a)를 사용하였다. 또한, 실시예 1-11에 있어서는, 롤러 표면의 산술 평균 거칠기가 0.025㎛인 롤러(201a)를 사용하여 압연하였다. 즉, 실시예 1-11에서는 비교예 1-3 및 실시예 1-10보다도, 롤러 표면의 산술 평균 거칠기가 더욱 작은 롤러(201a)를 사용하였다.
또한, 비교예 1-4에 있어서는, 롤러 표면의 산술 평균 거칠기가 0.025㎛인 롤러(201a)를 사용하여 압연함과 함께, 압연 후의 리드 프레임의 한쪽 표면(1a)(도 5 참조)을 건식 래핑에 의해 연마하였다.
그 후, 소정의 계측 기기를 사용하여, 리드 프레임의 한쪽 표면(1a)의 표면 거칠기를 계측하였다. 그리고, 얻어진 계측 결과를 사용하여, 압연 방향(Y방향) 및 폭 방향(X방향)에 있어서의 산술 평균 거칠기(Ra)와, 첨도(Rku)를 각각 산출하였다.
또한, 실시예 1-10, 실시예 1-11, 비교예 1-3 및 비교예 1-4의 각각의 리드 프레임에 대해, 롤러(201a)가 접촉한 측의 한쪽 표면(1a) 상에, 도금액에 접촉시킴으로써, Ag 도금층을 포함하는 광 반사층(14)(도 3 참조)에 대응하는 도금층을 형성하였다. 그리고, 도금층의 상태를 관찰함으로써, 도금층의 결함의 유무를 판단하였다.
도 16에 도시한 바와 같이, 롤러 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.05㎛ 이하인 롤러(201a)를 사용한 실시예 1-10, 실시예 1-11 및 비교예 1-4에 있어서, 산술 평균 거칠기(Ra)를 0.15㎛ 이하로 할 수 있는 것이 판명되었다. 또한, 롤러 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.025㎛ 이하인 롤러(201a)를 사용함과 함께, 건식 래핑에 의해 연마한 경우(비교예 1-4)를 제외한 실시예 1-10, 실시예 1-11 및 비교예 1-3에 있어서, 첨도(Rku)를 10.5 이하로 할 수 있는 것이 판명되었다.
또한, 실시예 1-10 및 1-11의 경우, 도금층의 결함은 관찰되지 않았다. 이는, 실시예 1-10 및 1-11의 경우에는 롤러 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.05㎛ 이하로 충분히 작기 때문에, 롤러(201a)의 표면이 접촉하는 리드 프레임(1)[리드 프레임용 재료(200)]의 한쪽 표면(1a)도 롤러(201a)의 표면에 대응하여, 산술 평균 거칠기가 0.15㎛ 이하로 됨과 함께, 첨도가 10.5 이하로 되었다고 생각된다. 이 결과, 한쪽 표면(1a)을, 요철 형상이 완만하고, 또한 기복이 작아지도록 형성할 수 있었으므로, 한쪽 표면(1a) 상에 형성된 도금층에 결함이 발생하지 않았다고 생각된다.
한편, 비교예 1-3 및 1-4의 경우, 도금층의 결함이 관찰되었다. 이는, 비교예 1-3에서는 롤러 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.19㎛ 이상 0.30㎛ 이하로 크기 때문에, 롤러(201a)의 표면이 접촉하는 리드 프레임(리드 프레임용 재료)의 한쪽 표면(1a)도 롤러(201a)의 표면을 따라서, 한쪽 표면(1a)의 요철 형상의 기복이 커졌다고 생각된다. 이 결과, 기복이 큰 요철 형상에 기인하여 한쪽 표면(1a) 상에 형성된 도금층에 결함이 발생하였다고 생각된다. 또한, 비교예 1-4에서는 롤러(201a)로 압연한 후에 건식 래핑에 의해 연마함으로써, 한쪽 표면(1a)의 산술 평균 거칠기를 더욱 작게 할 수 있었지만, 한쪽 표면(1a)의 요철 형상이 뾰족해지기 쉬워져 버렸다고 생각된다. 이 결과, 뾰족해진 요철 형상에 기인하여, 한쪽 표면(1a) 상에 형성된 도금층에 결함이 발생하였다고 생각된다.
이 결과, 실시예 1-10 및 1-11과 같이, 롤러 표면의 산술 평균 거칠기가 0.05㎛ 이하인 롤러(201a)를 사용하여 압연함과 함께, 건식 래핑에 의해 연마하지 않음으로써, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a)의 산술 평균 거칠기를 0.15㎛ 이하로 함과 함께, 첨도를 10.5 이하로 할 수 있는 것이 판명되었다. 또한, 산술 평균 거칠기가 0.15㎛ 이하임과 함께, 첨도가 10.5 이하인 한쪽 표면(1a)을 형성함으로써, 한쪽 표면(1a) 상에 결함이 없는 양질의 도금층을 형성하는 것이 가능한 것이 판명되었다. 이에 의해, 실시예 1-10 및 1-11과 같은 제조 방법에 의해 리드 프레임(1)을 제작한 경우에는, 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a)에 있어서 레이저 소자(2)로부터 조사된 광을 충분히 반사할 수 있고, 그 결과, LED 모듈(100)의 광량이 저하되는 것을 억제하는 것이 가능하다고 생각된다.
(0.2％ 내력의 확인 실험)
이하에 설명하는 0.2％ 내력의 확인 실험에서는 25℃(실온), 200℃, 300℃, 400℃ 및 600℃의 온도 조건 하에서, Cu를 포함하는 시험체 및 Fe를 포함하는 시험체에 대해, 각각, 인장 시험을 행하였다. 그때, 시험체(Cu와 Fe)가 통상 상태로부터 0.2％ 연신되었을 때의 시험체에 가해지고 있는 응력을 측정함으로써, 0.2％ 내력(항복 강도)을 측정하였다.
도 17 및 도 18에 나타낸 실험 결과로부터, Cu의 0.2％ 내력은 200℃보다도 높은 고온 조건 하에서 저하되는 것이 판명되었다. 이는, 200℃보다도 높은 고온 조건 하에서는 Cu가 어닐링되므로, 기계적인 강도가 저하되었기 때문이라고 생각된다. 한편, Fe의 0.2％ 내력은 200℃ 이상 400℃ 이하의 고온 조건 하에 있어서도, 400㎫ 이상에서 유지되는 것이 판명되었다. 이는, 200℃ 이상 400℃ 이하의 고온 조건 하에서는, Fe는 어닐링되지 않아, 기계적인 강도가 저하되지 않았기 때문이라고 생각된다.
이 결과, 리드 프레임(1)에, 200℃ 이상 400℃ 이하의 고온 조건 하에 있어서도 0.2％ 내력이 저하되지 않은 Fe를 포함하는 Fe층(12)을 설치함으로써, 200℃ 이상 400℃ 이하의 고온 조건 하에 있어서도 리드 프레임(1)의 기계적 강도의 저하를 억제하는 것이 가능한 것이 판명되었다.
또한, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시 형태의 설명이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 나타나고, 또한 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는 리드 프레임[1(301)]을, 베이스(3)의 상면(3a)의 단부 근방과, X방향의 양 측면(3b)과, 베이스(3)의 하면(3c)의 일부를 따르도록 절곡한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 19에 나타내는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예와 같이, LED 모듈(400)의 리드 프레임(401)을 베이스(3)의 하면(3c)을 덮지 않고, 베이스(3)로부터 이격되는 방향을 향해 굽힘 가공되어도 된다. 또한, 리드 프레임을 절곡하지 않고, 베이스의 상면에만 배치해도 된다. 또한, LED 모듈(400)은 본 발명의 「발광 모듈」의 일례이고, 리드 프레임(401)은 본 발명의 「발광 소자용 기판」의 일례이다.
또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는 리드 프레임[1(301)]을, 대략 동일한 두께 t1을 갖도록 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 20에 도시하는 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예와 같이, LED 모듈(500)의 리드 프레임(501) 중, LED 소자(2)가 배치되는 베이스(3)의 상면(3a)에 대응하는 후판부(501c)의 두께를 다른 영역[박판부(501d)]의 두께보다도 크게 해도 된다. 이와 같이 후판부(501c)를 설치함으로써, LED 소자(2) 부근의 열을, 리드 프레임(501)의 전체에 효과적으로 확산시키는 것이 가능하다. 또한, 후판부(501c)에 있어서의 리드 프레임(501)은 외측 Cu층(11), Fe층(12) 및 내측 Cu층(13)의 3층 구조(도 3 참조)로 구성되어 있다. 한편, 박판부(501d)에 있어서의 리드 프레임(501)은 후판부(501c)와 동일한 재질을 사용함과 함께, 외측 Cu층(11), Fe층(12) 및 내측 Cu층(13)의 3층 구조여도 된다. 또한, 박판부(501d)에 있어서의 리드 프레임(501)은 내측 Cu층(13)뿐이어도 되고, Fe층(12) 및 내측 Cu층(13)의 2층 구조여도 된다. 또한, LED 모듈(500)은 본 발명의 「발광 모듈」의 일례이고, 리드 프레임(501)은 본 발명의 「발광 소자용 기판」의 일례이다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는 외측 Cu층(11) 및 내측 Cu층(13)이 순도 99.9％ 이상의 Cu를 포함하는 예를 나타냈지만, 외측 Cu층(11) 및 내측 Cu층(13)을, Cu-2.30Fe-0.10Zn-0.03P를 포함하는 C19400(CDA 규격)이나, Cu-0.1Fe-0.03P, Cu-0.2Zr 등의, Cu의 순도가 99.9％ 이하인 Cu 합금을 포함하도록 구성해도 된다. 이에 의해, 리드 프레임에 대한 프레스 가공 등의 가공이 용이해짐과 함께, 리드 프레임의 고온 조건 하에 있어서의 기계적 강도를 보다 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 상기 제2 실시 형태에서는 외층(311) 및 내층(313)이 Ag 또는 Al을 포함하는 예를 나타냈지만, 외층(311) 및 내층(313)이 Ag과 Ag 이외의 원소를 포함하는 Ag 합금, 또는 Al과 Al 이외의 원소를 포함하는 Al 합금을 포함하도록 구성해도 된다. 이에 의해, 리드 프레임에 대한 프레스 가공 등의 가공이 용이해짐과 함께, 리드 프레임의 고온 조건 하에 있어서의 기계적 강도를 보다 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는 외측 Cu층(11)(제1 층) 및 내측 Cu층(13)(제3 층)이 모두 Cu를 포함하는 예를 나타내고, 상기 제2 실시 형태에서는 외측층(311)(제1 층) 및 내측층(313)(제3 층)이 모두 Ag 또는 Al을 포함하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 제1 층 및 제3 층의 조합으로서, 각각, Cu 및 Ag, Cu 및 Al, Ag 및 Cu, Ag 및 Al, Al 및 Cu, Al 및 Ag이어도 된다. 또한, 상기의 조합에 있어서, Cu는 Cu 합금이어도 되고, Ag은 Ag 합금이어도 되고, Al은 Al 합금이어도 된다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에 있어서, Fe층(12)의 0.2％ 내력을, 약 400㎫ 이상이도록 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에 있어서, Fe층(12)의 0.2％ 내력은 약 250㎫ 이상이면 된다. 또한, 약 200℃ 이상 약 400℃ 이하의 고온 조건 하에 있어서, Fe층(12)의 0.2％ 내력은 약 400㎫ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는 리드 프레임(1)의 외측 Cu층(11)측의 한쪽 표면(1a)이, 전체면에 걸쳐서 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a) 중 적어도 광 반사층(14)이 형성되어 있는 영역만 첨도가 10.5 이하로 됨과 함께, 산술 평균 거칠기가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성해도 된다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는 Ag 도금층을 포함하는 광 반사층(14)을, Ag을 포함하는 도금액에 접촉시킴으로써 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 리드 프레임(1)의 한쪽 표면(1a) 상에 Ag 페이스트를 도포함으로써, 광 반사층(14)을 형성해도 된다. 이와 같이 한쪽 표면(1a) 상에 Ag 페이스트를 도포하는 경우라도, 한쪽 표면(1a)은 첨도가 10.5 이하이고, 또한 산술 평균 거칠기가 0.15㎛ 이하인 것에 의해, 한쪽 표면(1a)에 있어서 뾰족하게 되어 있는 부분이 적고, 또한 기복이 작으므로, 한쪽 표면(1a) 상에 결함이 없는 양질의 광 반사층(14)을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 광 반사층(14)을, Al 도금층 등의 Ag 이외의 금속 재료의 도금층을 포함하도록 구성해도 된다.
또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는 베이스(3) 및 리플렉터(6)가 알루미나(Al2O3)를 포함하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 베이스(3) 및 리플렉터(6)가 질화 알루미늄(AlN)을 포함하도록 구성해도 된다.
또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는 LED 소자(2)를 갖는 LED 모듈[100(300)]에 리드 프레임[1(301)]을 사용한 예에 대해 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 레이저광을 출사하는 레이저 소자 모듈에 리드 프레임[1(301)]을 사용해도 된다.
1, 301, 401, 501 : 리드 프레임(발광 소자용 기판)
1a, 301a : 한쪽 표면
1b, 301b : 다른 쪽 표면
2 : LED 소자(발광 소자)
3 : 베이스
3a : 상면(베이스의 표면)
3b : 측면(베이스의 표면)
3c : 하면(베이스의 표면)
11 : 외측 Cu층(제1 층)
12 : Fe층(제2 층)
13 : 내측 Cu층(제3 층)
14 : 광 반사층(도금층)
100, 300, 400, 500 : LED 모듈(발광 모듈)
311 : 외측층(제1 층)
313 : 내측층(제3 층)

Claims (12)

  1. 발광 소자(2)가 배치되는 한쪽 표면(1a)에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제1 층(11)과,
    Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 제2 층(12)과,
    상기 제1 층과의 사이에 상기 제2 층을 끼워 넣음과 함께, 다른 쪽 표면(1b)에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제3 층(13)을 구비하고,
    상기 한쪽 표면은 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성되어 있는, 발광 소자용 기판(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3 층은 상기 제1 층과 동일한 금속 재료로 구성되어 있는, 발광 소자용 기판.
  3. 제1항에 있어서, 200℃ 이상 400℃ 이하의 온도 조건 하에 있어서, 상기 제2 층의 0.2％ 내력은 250㎫ 이상이도록 구성되어 있는, 발광 소자용 기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 층은 Cu 또는 Cu 합금을 포함하고,
    상기 한쪽 표면 상에는 상기 발광 소자로부터의 광을 반사 가능한 광 반사층을 구성하는 도금층(14)이 형성되어 있는, 발광 소자용 기판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제3 층은 상기 제1 층과 동일한 금속 재료를 포함하고,
    상기 제1 층과 상기 제3 층은 동일한 두께를 갖는, 발광 소자용 기판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 층, 상기 제2 층 및 상기 제3 층에 의해 판상의 기판 본체가 구성되어 있고,
    상기 판상의 기판 본체는 판면 방향의 열전도율이 150W/(m×K) 이상으로 됨과 함께, 판 두께 방향의 열전도율이 100W/(m×K) 이상으로 되도록 구성되어 있는, 발광 소자용 기판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 층, 상기 제2 층 및 상기 제3 층에 의해 판상의 기판 본체가 구성되어 있고,
    상기 판상의 기판 본체는 선팽창 계수가 17×10-6/K 이하로 되도록 구성되어 있는, 발광 소자용 기판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 층 및 상기 제3 층은 모두 Cu를 포함하고,
    상기 제2 층은 Fe를 포함하는, 발광 소자용 기판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 Fe 합금을 포함하고,
    상기 제2 층을 구성하는 Fe 합금은 Ni 및 Cr 중 적어도 어느 한쪽을 함유함과 함께, Ni과 Cr의 합계가 10질량％ 이하인 Fe 합금을 포함하는, 발광 소자용 기판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 층, 상기 제2 층 및 상기 제3 층에 의해 판상의 기판 본체가 구성되어 있고,
    상기 판상의 기판 본체는 상기 다른 쪽 표면측으로부터 상기 판상의 기판 본체를 지지하는 판상의 베이스의 표면을 덮도록 절곡되어 있는, 발광 소자용 기판.
  11. 발광 소자(2)와,
    상기 발광 소자가 배치되는 한쪽 표면(1a)에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제1 층(11)과, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 제2 층(12)과, 상기 제1 층과의 사이에 상기 제2 층을 끼워 넣음과 함께, 다른 쪽 표면(1b)에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제3 층(13)을 포함하는 발광 소자용 기판(1)을 구비하고,
    상기 발광 소자용 기판의 상기 한쪽 표면은 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성되어 있는, 발광 모듈(100).
  12. 발광 소자(2)가 배치되는 한쪽 표면(1a)에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제1 층(11)과, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 제2 층(12)과, 상기 제1 층과의 사이에 상기 제2 층을 끼워 넣음과 함께, 다른 쪽 표면(1b)에 배치되어, Cu, Ag, Al, Cu 합금, Ag 합금 또는 Al 합금 중 어느 하나를 포함하는 제3 층(13)을 포함하고, 상기 한쪽 표면이, 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 첨도(Rku)가 10.5 이하로 됨과 함께, 표면 거칠기를 나타내는 지표로서의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 이하로 되도록 형성된 발광 소자용 기판(1)을 형성하는 공정과,
    200℃ 이상 400℃ 이하의 온도 조건 하에서 열처리를 행하는 공정과,
    상기 발광 소자용 기판의 상기 한쪽 표면 상에 상기 발광 소자를 배치하는 공정을 구비하는, 발광 모듈(100)의 제조 방법.
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