TW202205701A - 發光元件用基板 - Google Patents

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Abstract

本發明之發光元件用基板具有：基體，其具有相互對向之第1面及第2面，且具有從上述第1面到達上述第2面之貫通孔；以及散熱體，其填充於上述基體之貫通孔；且上述基體之第1面具有設置發光元件之搭載部，該發光元件用基板於從上述第1面之側觀察時，上述散熱體與上述搭載部重疊之部分之面積So 為50%以上。

Description

發光元件用基板
本發明係關於一種發光元件用基板。
發光二極體(LED)及半導體雷射二極體(LD)之類的發光元件廣泛地用於汽車用燈具、顯示器、及路燈等。發光元件設置於發光元件用基板之上，用作發光裝置。
一般而言，於發光元件用基板，從上表面(設置發光元件之表面)至下表面設置有貫通孔，且於該貫通孔中填充有散熱體。藉由在發光元件用基板設置散熱體，可使發光元件產生之熱逸散至裝置外部。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2009-135538號公報
[發明所欲解決之問題]
近年來，作為代替線接合型之發光裝置之構成，採用被稱為覆晶接合型之構造(例如專利文獻1)。
於覆晶接合型中，藉由設置於發光元件之底面之各凸塊、與設置於發光元件用基板之上表面之各焊墊而實現電性連接。因此，與線接合類型之發光裝置相比，能縮短配線長度，能實現發光裝置之小型化或高效率化。
然而，覆晶接合型存在難以提高填充於發光元件用基板中之散熱體之面積之問題。其原因在於，於為覆晶接合型之情形時，必須於發光元件用基板中嵌埋複數個散熱體，若各散熱體之間之距離接近，則於發光元件用基板之製造過程中容易產生龜裂。
因此，覆晶接合型有發光元件之發熱再次成為問題之傾向。尤其是，可預想到今後若發光裝置之小型化進一步發展，則該發熱之問題會變得更顯著。
本發明係鑒於此種背景而完成者，本發明之目的在於提供一種與先前相比具有良好之散熱性之發光元件用基板。 [解決問題之技術手段]
於本發明中，提供一種發光元件用基板，其具有： 基體，其具有相互對向之第1面及第2面，且具有從上述第1面到達上述第2面之貫通孔；以及 散熱體，其填充於上述基體之貫通孔；且 上述基體之第1面具有設置發光元件之搭載部， 該發光元件用基板於從上述第1面之側觀察時，上述散熱體與上述搭載部重疊之部分之面積So 為50%以上。 [發明之效果]
本發明可提供一種與先前相比具有良好之散熱性之發光元件用基板。
以下，參照附圖，對本發明之一實施方式進行說明。
(關於覆晶接合型發光裝置) 首先，為了更好地理解本發明之一實施方式之發光元件用基板之構成及特徵，對一般之覆晶接合型發光裝置進行說明。
圖1中，概略地表示一般之覆晶接合型發光裝置之剖面構成。
如圖1所示，該發光裝置1具有發光元件用基板2與發光元件60。
發光元件用基板2具有上表面4及下表面6，發光元件60設置於發光元件用基板2之上表面4之側。
發光元件用基板2具有基體10與複數個散熱體18。基體10具有從上表面14貫通至下表面16之複數個貫通孔，散熱體18填充於各貫通孔。再者，基體10之上表面14及下表面16分別對應於發光元件用基板2之上表面4及下表面6。
發光裝置1進而具有形成於發光元件用基板2之上表面4之複數個上部電極25、及形成於下表面6之下部導體35。上部電極25及下部導體35以與目標散熱體18電性連接之方式配置。
又，發光裝置1中，於發光元件60之底部62具有複數個電極凸塊65。各電極凸塊65與各上部電極25連接。
具有此種構造之發光裝置1與線接合型裝置不同，可於發光元件60之任意位置進行通電。因此，於發光裝置1中，能縮短配線長度，而且能使裝置小型化。
此處，散熱體18具有使發光元件60所產生之熱經由下部導體35逸散至外部之作用。因此，就散熱效率之觀點而言，理想的是於從發光裝置1之上側(發光元件60之側)觀察散熱體18之情形時(以下稱為「俯視」)，使各散熱體18之面積儘可能大。
然而，發光元件用基板2通常藉由如下方法製造，即，於在設置於成為基體10之基底之坯片的貫通孔中填充有散熱體18用之膏之狀態下，將坯片進行熱處理。坯片(或基體10)與散熱體膏(或散熱體18)之熱膨脹係數不同，因此於熱處理時，兩者之界面產生應力。尤其是，於散熱體18之區域擴展之情形時，變得無法忽視該應力之影響，於基體10之加熱/冷卻之步驟中，基體10與散熱體18之界面會產生龜裂。
如此，散熱體18之面積之擴展存在極限，結果有發光裝置1之散熱特性難以進一步提高之問題。
與此相對，於本發明之一實施方式中，如下文所詳細表示般，能進一步擴展散熱體18之面積。例如，於本發明之一實施方式中，可使俯視時，散熱體18與發光元件60重疊之面積之總和(以下稱為「重疊面積」)So 為50%以上。
因此，於本發明之一實施方式中，能顯著地提高發光裝置1之散熱特性。
(本發明之一實施方式之發光元件用基板) 其次，參照圖2～圖3，對本發明之一實施方式之發光元件用基板之構成例進行說明。
圖2中示出本發明之一實施方式之發光元件用基板之模式性俯視圖。又，圖3中，模式性地表示圖2所示之發光元件用基板之沿著A-A線之剖面。
如圖2及圖3所示，本發明之一實施方式之發光元件用基板(以下，稱為「第1基板」)100具有相互對向之第1面104及第2面106。又，第1基板100具有基體130與複數個散熱體158。再者，於圖2及圖3所示之例中，示出了2個散熱體158，下文中分別以158a及158b來表示。
基體130具有相互對向之上表面134及下表面136。又，基體130具有從上表面134到達下表面136之複數個貫通孔148a、148b。
散熱體158a、158b填充於基體130之各貫通孔148a、148b中，因此，從上表面134延伸至下表面136。
第1基板100之第1面104對應於基體130之上表面134之側，第1基板100之第2面106對應於基體130之下表面136之側。
第1基板100之第1面104具有設置發光元件(未圖示)之搭載部165。圖2中，搭載部165利用四邊形之虛線表示。
此處，第1基板100具有從第1面104之側觀察時、即第1基板100之俯視時，散熱體158a、158b與搭載部165重疊之部分之面積、即重疊面積So 為50%以上之特徵。
重疊面積So 例如為60%以上，較佳為65%以上。
於在具有此種特徵之第1基板100之上設置發光元件而構成發光裝置之情形時，能夠使發光元件所產生之熱經由散熱體158a、158b有效地逸散至外部。
因此，於此種發光裝置中，與先前相比，能提高散熱特性。
再者，於圖2及圖3所示之例中，於俯視時，第1基板100具有2個矩形之散熱體158a、158b。然而，其僅為一例，散熱體158之個數只要為複數個，則並無特別限制。又，散熱體158之形狀並無特別限制。
例如，散熱體158之形狀亦可為大致圓形、大致橢圓形、或大致n邊形(其中，n為3以上之整數)。又，散熱體158亦可具有使角部為圓形之形狀。進而，各散熱體158並非必須為相同之形狀，亦可具有互不相同之形狀。
同樣地，於圖2所示之例中，搭載部165具有矩形之形態。然而，搭載部165之形狀並無特別限制，搭載部165例如亦可具有大致圓形、大致橢圓形、或大致n邊形(其中，n為3以上之整數)之形狀。又，搭載部165亦可具有使角部為圓形之形狀。
(各構成構件) 繼而，對本發明之一實施方式之發光元件用基板所包含之各構成構件進行說明。
再者，此處，為了明確化，以圖2及圖3所示之第1基板100為例對該構成構件進行說明。因此，於表示各構件時，使用圖2及圖3所示之參考符號。
(基體130) 基體130例如由以玻璃為主體之材料構成。基體130亦可由玻璃與陶瓷之混合材料構成。
玻璃之組成並無特別限制，但例如較佳為包含SiO2 、B2 O3 、CaO、及Al2 O3 之組成。玻璃亦可進而包含K2 O及Na2 O中之至少一者。
藉由設為此種組成，基體130與散熱體158之密接性提高。
其中，SiO2 係成為玻璃之網路形成體(network former)之物質。SiO2 較佳為於玻璃中以57 mol%～65 mol%之範圍含有。
於SiO2 之含量未達57 mol%之情形時，有變得難以獲得穩定之玻璃，並且化學耐久性下降之擔憂。另一方面，若SiO2 之含量超過65 mol%，則有玻璃熔融溫度及玻璃轉移溫度Tg變得過高之擔憂。SiO2 之含量較佳為58 mol%以上，更佳為59 mol%以上，尤佳為60 mol%以上。又，SiO2 之含量較佳為64 mol%以下，更佳為63 mol%以下。
B2 O3 係成為玻璃之網路形成體之物質。B2 O3 較佳為於玻璃中以13 mol%～18 mol%之範圍含有。
於B2 O3 之含量未達13 mol%之情形時，有玻璃熔融溫度及玻璃轉移溫度Tg變得過高之擔憂。另一方面，若B2 O3 之含量超過18 mol%，則有變得難以獲得穩定之玻璃，並且化學耐久性下降之擔憂。B2 O3 之含量較佳為14 mol%以上，更佳為15 mol%以上。又，B2 O3 之含量較佳為17 mol%以下，更佳為16 mol%以下。
CaO係為了提高玻璃之穩定性或結晶之析出性，並且降低玻璃熔融溫度及玻璃轉移溫度Tg而添加。CaO較佳為於玻璃中以9 mol%～23 mol%之範圍含有。
於CaO之含量未達9 mol%之情形時，有玻璃熔融溫度變得過高之擔憂。另一方面，若CaO之含量超過23 mol%，則有玻璃變得不穩定之擔憂。CaO之含量較佳為12 mol%以上，更佳為13 mol%以上，尤佳為14 mol%以上。又，CaO之含量較佳為22 mol%以下，更佳為21 mol%以下，尤佳為20 mol%以下。
Al2 O3 係為了提高玻璃之穩定性、化學耐久性、及強度而添加。Al2 O3 較佳為於玻璃中以3 mol%～8 mol%之範圍含有。
於Al2 O3 之含量未達3 mol%之情形時，有玻璃變得不穩定之擔憂。另一方面，於Al2 O3 之含量超過8 mol%之情形時，有玻璃熔融溫度及玻璃轉移溫度Tg變得過高之擔憂。Al2 O3 之含量較佳為4 mol%以上，更佳為5 mol%以上。又，Al2 O3 之含量較佳為7 mol%以下，更佳為6 mol%以下。
K2 O、Na2 O使玻璃轉移溫度Tg下降。K2 O及Na2 O較佳為於玻璃中以合計0.5 mol%～6 mol%之範圍含有。
於K2 O及Na2 O之合計含量未達0.5 mol%之情形時，有玻璃熔融溫度及玻璃轉移溫度Tg變得過高之擔憂。另一方面，於K2 O及Na2 O之合計含量超過6 mol%之情形時，有化學耐久性、尤其是耐酸性下降之擔憂，亦有電絕緣性下降之擔憂。K2 O及Na2 O之合計含量較佳為0.8 mol%以上5 mol%以下。
再者，玻璃之組成未必限定於僅包含上述成分者，亦可含有其他成分。於含有其他成分之情形時，其合計之含量較佳為10 mol%以下。
於基體130包含陶瓷之情形時，作為陶瓷，例如使用氧化鋁、氧化鋯、或兩者之混合物等，但並不限定於此。
基體130所包含之玻璃之量例如相對於基體130整體，為35質量%～75質量%之範圍。玻璃之量相對於基體130整體，較佳為40質量%～70質量%之範圍。
基體130之厚度並無特別限制，例如為200 μm～1200 μm之範圍。
基體130之上表面134及/或下表面136之表面粗糙度Ra較佳為0.5 μm以下。於該情形時，能抑制施加於基體130之上表面134及/或下表面136之局部之應力集中，能進而抑制龜裂之產生。
(散熱體158) 散熱體158具有導熱性及導電性，包含金屬。散熱體158例如可包含銅、銀及金中之至少一種。
於第1基板100之俯視時，散熱體158之總面積Sh 例如為0.5 mm2 ～1.5 mm2 之範圍。
此處，總面積Sh 係以各散熱體158之面積之合計來表示。例如，於圖2及圖3所示之例中，總面積Sh 係以於第1基板100之俯視時，散熱體158a之面積與散熱體158b之面積之和來表示。
於第1基板100具有複數個散熱體158之情形時，俯視時相鄰之散熱體158彼此之距離d(參照圖2)例如為0.50 mm以下。距離d較佳為0.40 mm以下，更佳為0.35 mm以下。
再者，本案中，距離d被規定為俯視時相鄰之散熱體之間之最小尺寸。
(搭載部165) 如上所述，搭載部165之形狀並無特別限制，作為搭載部165，可採用各種形狀。
搭載部165之面積Sa 並無特別限制，例如為0.15 mm2 ～4.00 mm2 之範圍。搭載部165之面積Sa 較佳為0.50 mm2 ～2.00 mm2 之範圍，更佳為0.75 mm2 ～1.25 mm2 之範圍。
(第1基板100) 於上述說明中，第1基板100包含基體130與散熱體158。
然而，第1基板100亦可進而具有如圖1所示之複數個上部電極25。上部電極25以覆蓋各散熱體158a、158b之上部之方式，設置於基體130之上表面134。
又，第1基板100亦可進而具有如圖1所示之複數個下部導體35。下部導體35以覆蓋各散熱體158a、158b之底面之方式，設置於基體130之下表面136。
上部電極25及下部導體35可藉由以往已知之任意方法來設置。例如，上部電極25及下部導體35亦可藉由於在基體130之上表面134及下表面136設置有導體膏之狀態下，將基體130進行焙燒而形成。
又，於上述說明中，第1基板100係作為單一之發光元件用之基板而提供。即，第1基板100僅具有一組發光裝置用之散熱體158。
然而，亦可與此不同，使第1基板100作為複數個發光裝置用之基板而提供。例如，第1基板100亦可具有第1發光裝置用之基體130部分及散熱體158部分、與第2發光裝置用之基體130部分及散熱體158部分。於該情形時，第1基板100係於後續步驟中在特定位置切斷，並用於各發光裝置。
除此之外，業者亦可設想各種變更及追加。
(本發明之一實施方式之發光元件用基板之應用例) 本發明之一實施方式之發光元件用基板例如用作如圖1所示之覆晶接合型發光裝置1用之發光元件用基板。
於該發光裝置1中，發光元件60可為任意類型。發光元件60例如可為LED元件、LD或面發光雷射二極體(VCSEL)等。
於具備本發明之一實施方式之發光元件用基板之發光裝置1中，能顯著地提高散熱特性。
(本發明之一實施方式之發光元件用基板之製造方法) 繼而，參照圖4～圖9，對本發明之一實施方式之發光元件用基板之製造方法之一例進行說明。
圖4中，模式性地表示製造本發明之一實施方式之發光元件用基板的方法之流程。
如圖4所示，製造本發明之一實施方式之發光元件用基板的方法(以下稱為「第1製造方法」)具有： 步驟(S110)，其係於具有上表面及下表面之坯片形成複數個貫通孔； 步驟(S120)，其係於各貫通孔中填充散熱體用膏； 步驟(S130)，其係於坯片之上表面及下表面設置緩和膏層； 步驟(S140)，其係將坯片進行熱處理而形成燒結基板；以及 步驟(S150)，其係對上述燒結基板之上下表面進行研磨，而獲得發光元件用基板。
以下，參照圖5～圖9，對各步驟更詳細地進行說明。
再者，此處，以上述第1基板100為例，對其製造方法進行說明。因此，於表示各構件時，使用圖2及圖3中所使用之參考符號。
(步驟S110) 首先，準備坯片。坯片係由以玻璃為主體之材料構成。坯片亦可進而包含陶瓷及/或有機黏合劑。
坯片例如經由以下之步驟而製作。
(玻璃粉末之製作) 玻璃粉末可藉由將具有特定組成之玻璃粉碎而製備。玻璃粉末亦可具有如上所述之組成。
玻璃之粉碎可使用乾式粉碎法或濕式粉碎法中之任一種。
於濕式粉碎法中，在溶劑中將玻璃粉碎。溶劑較佳為使用水。粉碎例如可使用輥磨機、球磨機、或噴射磨機等粉碎機。
粉碎處理後獲得之玻璃粉末之50%平均粒徑(D50 )較佳為0.5 μm以上2 μm以下。
再者，本案中，50%平均粒徑(D50 )係指藉由粒徑測定裝置利用雷射繞射散射法獲得之值。
於玻璃粉末之D50 為0.5 μm以上之情形時，玻璃粉末不易凝聚，而操作容易，並且能使其均勻地分散。另一方面，於玻璃粉末之D50 為2 μm以下之情形時，抑制玻璃軟化溫度之上升及燒結不足。粒徑之調整係藉由分級等而進行。
(陶瓷粉末之製作) 作為陶瓷粉末，可使用一般之玻璃陶瓷之製造中所使用者。作為陶瓷粉末，例如可適宜地使用氧化鋁粉末、氧化鋯粉末、或氧化鋁粉末與氧化鋯粉末之混合物。
陶瓷粉末之D50 例如較佳為0.5 μm以上4 μm以下。
(坯片之製作) 其次，將上述之玻璃粉末、陶瓷粉末及有機黏合劑以特定比率混合，而製備坯片用漿料。
作為有機黏合劑，可使用聚乙烯醇縮丁醛、及/或丙烯酸系樹脂等。
坯片用漿料中，亦可進而添加塑化劑、分散劑及/或溶劑等。作為塑化劑，可使用鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、及/或鄰苯二甲酸丁苄酯等。又，作為溶劑，可使用甲苯、二甲苯、2-丙醇、及/或2-丁醇等有機溶劑。
於製備之坯片用漿料中，玻璃粉末與陶瓷粉末之質量比(玻璃：陶瓷)較佳為35：65～75：25之範圍。
所獲得之坯片用漿料係藉由刮刀法等而成形為片狀。
其後，使坯片用漿料乾燥，而形成坯片。坯片亦可於將複數片積層之狀態下，供於以下之貫通孔形成步驟。再者，於以下之貫通孔形成步驟以後，不管是單一之坯片，還是積層複數片而構成之坯片，均簡稱為「坯片」。
繼而，於坯片形成複數個貫通孔。貫通孔之形成方法並無特別限制，可藉由先前之一般之方法來形成。
圖5中，模式性地表示形成有貫通孔之坯片之俯視圖。又，圖6中，模式性地表示圖5所示之坯片之沿著B-B線之剖視圖。
坯片210具有上表面214及下表面216。又，於坯片210，設置有貫通孔230a及230b。貫通孔230a及230b分別從坯片210之上表面214貫通至下表面216。
坯片210之厚度、即貫通孔230a及230b之全長例如可為200 μm～1200 μm之範圍。
(步驟S120) 繼而，製備散熱體用膏。
散熱體用膏例如藉由將金屬粒子及媒劑混合而製備。
金屬粒子亦可包含銅、銀、及金中之至少一種。金屬粒子例如可包含D50 為2 μm～7 μm之範圍之粗粒、與D50 為0.02 μm～1 μm之範圍之細粒。
媒劑包含丙烯酸系及/或乙基纖維素等之樹脂、與有機溶劑。有機溶劑例如可為α萜品醇。
製備之散熱體用膏例如可藉由網版印刷法而填充於貫通孔230a、230b中。
圖7中，模式性地表示於各貫通孔230a及230b中分別填充有散熱體用膏240a及240b之狀態。
(步驟S130) 其次，於坯片210之上表面214，以覆蓋散熱體用膏240a及240b之方式設置第1緩和膏層。又，於坯片210之下表面216，以覆蓋散熱體用膏240a及240b之方式設置第2緩和膏層。
第1緩和膏層及第2緩和膏層具有包含玻璃之膏之形態。
再者，第1緩和膏層及第2緩和膏層所包含之玻璃的熱膨脹係數處於坯片210所包含之玻璃之熱膨脹係數與散熱體用膏240a與240b所包含之金屬之熱膨脹係數之間。
第1緩和膏層及第2緩和膏層之設置方法並無特別限制。例如，第1緩和膏層及第2緩和膏層亦可藉由印刷法而設置。
圖8中，模式性地表示於坯片210之上表面214設置第1緩和膏層272且於坯片210之下表面216設置第2緩和膏層274而構成之組裝體290之剖面。
(步驟S140) 繼而，將藉由步驟S130形成之組裝體290於大氣中進行熱處理。
熱處理之溫度亦根據組裝體290所包含之成分而變化，例如為800℃～1000℃之範圍。
圖9中，模式性地表示熱處理後所獲得之燒結構件(以下稱為「燒結基板292」)之剖面。
藉由熱處理，將坯片210所包含之粉末彼此燒結，形成基體130。又，將填充於貫通孔230a、230b中之散熱體用膏240a及240b燒結，分別形成散熱體258a、258b。進而，第1緩和膏層272及第2緩和膏層274燒結，分別形成第1緩和層282及第2緩和層284。
(步驟S150) 繼而，藉由對燒結基板292之上下表面進行研磨，而去除第1緩和層282及第2緩和層284。
於研磨後，燒結基板292之上下表面之表面粗糙度Ra較佳為成為0.5 μm以下。
藉由以上之步驟，製造如圖2及圖3所示之第1基板100。
此處，第1製造方法中，於在坯片210之上表面214設置有第1緩和膏層272，在坯片210之下表面216設置有第2緩和膏層274之狀態下，將組裝體290進行熱處理。
於該情形時，第1緩和膏層272及第2緩和膏層274沿著坯片210之面內方向配置，因此於組裝體290之冷卻過程中，坯片210(基體130)之面內方向之收縮受到阻礙。同樣地，散熱體用膏240a、240b(散熱體258a、258b)之面內方向之收縮受到阻礙。
因此，即便於俯視時散熱體158a、158b之總面積Sh 相對較大之情形時，於組裝體290之冷卻過程中，亦能使基體130與散熱體158a、158b之界面不易產生龜裂。
又，亦能減小散熱體158a、158b之間之距離d。
結果，於第1製造方法中，能適當地製造具備大面積散熱體之發光元件用基板。
具體而言，如上所述，能獲得俯視時具有50%以上之重疊面積So 之發光元件用基板。散熱體158a、158b之間之距離d例如可為0.35 mm～0.50 mm之範圍。 實施例
下面，對本發明之具體實施例進行說明。再者，於以下之說明中，例1～例13為實施例，例21為比較例。
(例1) 基於上述第1製造方法，製作發光元件用基板。
發光元件用基板係藉由如下方法製作，即，將包含坯片、散熱體用膏及緩和膏層之組裝體於大氣中進行熱處理而形成燒結基板，然後去除兩面之緩和層(熱膨脹係數＝15.0 ppm/℃)。再者，緩和膏層係藉由印刷包含玻璃陶瓷之膏而設置。緩和層之厚度於各面約為10 μm。
圖10中，模式性地表示所製作之發光元件用基板(以下稱為「樣品1」)之俯視圖。
基體310採用玻璃與陶瓷之混合材料。基體310之尺寸為縱(設為L1a )1.95 mm、橫(設為L1b )1.45 mm、厚度0.5 mm。基體310之熱膨脹係數約為6 ppm/℃。
散熱體358使用銀(熱膨脹係數＝19.7 ppm/℃)。
圖10中，以虛線表示基體310之上表面上的搭載部365之形狀。搭載部365之尺寸為縱(設為L2a )1.00 mm、橫(設為L2b )1.00 mm。
又，各散熱體358之縱(設為L3a )為0.92 mm，寬度W為0.36 mm。再者，兩散熱體358之間之距離d設為0.38 mm。又，各散熱體358以外側之側邊從搭載部365伸出0.05 mm的方式配置。
散熱體358之總面積Sh 為0.60 mm2 。另一方面，搭載部365之面積Sa 為1.00 mm2 。重疊面積So 為0.57 mm2 。
(例2～例13) 藉由與例1相同之方法，製作發光元件用基板。但是，於例2～例13中，與例1之情形相比，使緩和層之厚度、散熱體之總面積Sh 、距離d、及重疊面積So 等變化。
例2～例13中所製造之發光元件用基板分別稱為樣品2～樣品13。
(例21) 藉由與例1相同之方法，製作發光元件用基板。但是，於該例21中，與例1之情形不同，未設置緩和膏層。因此，將組裝體經熱處理後所獲得之燒結基板直接作為發光元件用基板。
又，例21中，將重疊面積So 設為35 mm2 ，並且將2個散熱體之間之距離設為0.55 mm。
將例21中製造之發光元件用基板稱為樣品21。
於以下之表1中，彙總表示各樣品之特徵。
[表1]
樣品 緩和層之厚度 (μm) 散熱體之總面積相對於樣品1之散熱體之總面積 (%) 搭載部之面積Sa (mm2 ) 重疊面積So (mm2 ) 2個散熱體之間之距離d (mm)
1 10 100 1.00 0.57 0.38
2 10 125 1.00 0.60 0.35
3 10 150 1.00 0.60 0.4
4 10 175 1.00 0.55 0.45
5 10 200 1.00 0.50 0.5
6 20 125 1.00 0.60 0.35
7 20 150 1.00 0.60 0.4
8 20 175 1.00 0.55 0.45
9 20 200 1.00 0.60 0.5
10 30 125 1.00 0.60 0.35
11 30 150 1.00 0.60 0.4
12 30 175 1.00 0.55 0.45
13 30 200 1.00 0.50 0.5
21 - 62.5 1.00 0.35 0.55
(評價) 使用各樣品，實施以下之評價。
(龜裂產生率之評價) 藉由目視來評價從樣品之上表面延伸至下表面之龜裂之產生率。
觀察數係針對各樣品設為120個。
(熱阻之測定) 於各樣品之搭載部配置LED元件，而製作發光裝置。
首先，於各樣品之上表面，以覆蓋各散熱體之方式，形成2個上部電極。上部電極係藉由利用電鍍法將銅成膜而形成。
其次，使用黏晶材，將LED元件固定於各樣品之上部電極上。藉此，構成發光裝置。
使用熱阻測定器(TH-2167；嶺光音電機公司製造)測定各發光裝置之熱阻。
以下之表2中，彙總地表示針對各樣品所獲得之評價結果。
[表2]
樣品 龜裂產生率 (%) 熱阻相對於樣品1之熱阻 (%)
1 0 100
2 0 90
3 0 80
4 0 80
5 0 80
6 0 90
7 0 80
8 0 80
9 0 80
10 0 90
11 0 80
12 0 80
13 0 80
21 50 120
根據該等結果，可知於製作時未採用緩和層之樣品21中，儘管散熱體彼此之間之距離相對較寬，龜裂產生率亦較高。
與此相對，確認到於製作時採用了緩和層之樣品1～樣品13中，基體與散熱體之界面之龜裂之產生得到顯著地抑制。
又，於樣品1～樣品13中，確認到熱阻顯著地降低。
本案係主張基於2020年7月15日提出申請之日本專利申請案第2020-121684號之優先權，藉由參照而將該日本申請案之全部內容引用至本案中。
1:覆晶接合型發光裝置 2:發光元件用基板 4:上表面 6:下表面 10:基體 14:上表面 16:下表面 18:散熱體 25:上部電極 35:下部導體 60:發光元件 62:底部 65:電極凸塊 100:發光元件用基板(第1基板) 104:第1面 106:第2面 130:基體 134:上表面 136:下表面 148a,148b:貫通孔 158,158a,158b:散熱體 165:搭載部 210:坯片 214:上表面 216:下表面 230a,230b:貫通孔 240a,240b:散熱體用膏 258a,258b:散熱體 272:第1緩和膏層 274:第2緩和膏層 282:第1緩和層 284:第2緩和層 290:組裝體 292:燒結基板 310:基體 358:散熱體 365:搭載部
圖1係概略性地表示一般之覆晶接合型發光裝置之構成的剖視圖。 圖2係本發明之一實施方式之發光元件用基板之模式性俯視圖。 圖3係模式性地表示圖2所示之發光元件用基板之沿著A-A線之剖面的圖。 圖4係模式性地表示製造本發明之一實施方式之發光元件用基板的方法之流程之圖。 圖5係模式性地表示製造本發明之一實施方式之發光元件用基板的方法中之一過程之圖。 圖6係模式性地表示製造本發明之一實施方式之發光元件用基板的方法中之一過程之圖。 圖7係模式性地表示製造本發明之一實施方式之發光元件用基板的方法中之一過程之圖。 圖8係模式性地表示製造本發明之一實施方式之發光元件用基板的方法中之一過程之圖。 圖9係模式性地表示製造本發明之一實施方式之發光元件用基板的方法中之一過程之圖。 圖10係模式性地表示本發明之一實施方式之發光元件用基板之上表面之圖。
100:發光元件用基板(第1基板)
104:第1面
106:第2面
130:基體
134:上表面
136:下表面
148a,148b:貫通孔
158,158a,158b:散熱體
165:搭載部

Claims (6)

  1. 一種發光元件用基板，其具有： 基體，其具有相互對向之第1面及第2面，且具有從上述第1面到達上述第2面之貫通孔；以及 散熱體，其填充於上述基體之貫通孔；且 上述基體之第1面具有設置發光元件之搭載部， 該發光元件用基板於從上述第1面之側觀察時，上述散熱體與上述搭載部重疊之部分之面積So 為50%以上。
  2. 如請求項1之發光元件用基板，其中上述散熱體具有第1散熱體及第2散熱體， 第1散熱體與第2散熱體之間之距離為0.5 mm以下。
  3. 如請求項1或2之發光元件用基板，其中上述第1面及/或上述第2面之表面粗糙度Ra為0.5 μm以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之發光元件用基板，其中上述基體包含玻璃。
  5. 如請求項4之發光元件用基板，其中上述基體包含陶瓷。
  6. 如請求項1至5中任一項之發光元件用基板，其中上述散熱體包含金屬。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4699042B2 (ja) * 2005-02-21 2011-06-08 京セラ株式会社 発光素子用配線基板ならびに発光装置
KR101241650B1 (ko) * 2005-10-19 2013-03-08 엘지이노텍 주식회사 엘이디 패키지
JP2010080800A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Seiko Instruments Inc 発光デバイス及びその製造方法
TWI528508B (zh) * 2008-10-13 2016-04-01 榮創能源科技股份有限公司 高功率發光二極體陶瓷封裝之製造方法
JP2011060859A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Seiko Instruments Inc 電子部品の製造方法および電子部品
CN102376845A (zh) * 2010-08-17 2012-03-14 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管的封装结构
JP2014041851A (ja) * 2010-12-24 2014-03-06 Asahi Glass Co Ltd 連結基板およびその製造方法、並びに素子基板、発光装置
JP5850053B2 (ja) * 2011-06-30 2016-02-03 旭硝子株式会社 発光素子用基板および発光装置
JP2013065793A (ja) * 2011-09-20 2013-04-11 Ngk Spark Plug Co Ltd 配線基板
JP6224449B2 (ja) * 2013-12-13 2017-11-01 京セラ株式会社 発光素子搭載用基板およびそれを備えた発光装置
DE102015105470A1 (de) * 2015-04-10 2016-10-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtemittierendes Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Bauelements
JP2019114624A (ja) * 2017-12-22 2019-07-11 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置及びその製造方法

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