TWI495170B - A light-emitting element mounting substrate, and a light-emitting device - Google Patents

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TWI495170B
TWI495170B TW100143518A TW100143518A TWI495170B TW I495170 B TWI495170 B TW I495170B TW 100143518 A TW100143518 A TW 100143518A TW 100143518 A TW100143518 A TW 100143518A TW I495170 B TWI495170 B TW I495170B
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Takeyuki Arai
Minoru Nakasuga
Tetsurou Nakamoto
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Kyocera Corp
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Description

發光元件安裝用基體及發光裝置
本發明係關於一種用以安裝LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等發光元件之發光元件安裝用基體及發光裝置。
近年來，作為可大量生產之高亮度且消耗電力少之發光元件，LED(發光二極體)受到矚目。以該LED為首之發光元件作為一般照明用光源或電光顯示板用光源、進而作為行動電話、電腦及電視機等使用液晶之圖像顯示裝置之背光源亦正得到廣泛利用。
作為用以安裝此種發光元件之基板，例如於專利文獻1中揭示有如下之例：於安裝有發光元件之基體本體之表面側設置有藉由Ag、AgBi系合金或AgNd系合金形成之金屬部。
[先前技術文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-10279號公報
然而，專利文獻1中揭示之發光元件安裝用基板存在基板本體與金屬部之接合強度較低而導致金屬部容易剝離之問題。
本發明係為解決上述問題而提出者，且提供一種反射層之接合強度較高之發光元件安裝用基體及使用其之發光裝置。
本發明之發光元件安裝用基體之特徵在於：其係用以安裝發光元件者，且包括包含陶瓷燒結體之基體本體、及含有銀之金屬部，且於上述基體本體之介隔接合部與上述金屬部相對向之部位存在含有銀之區域。
又，本發明之發光裝置之特徵在於，於上述發光元件安裝用基體上安裝有發光元件。
本發明之發光元件安裝用基體係用以安裝發光元件者，且包括包含陶瓷燒結體之基體本體、及含有銀之金屬部，且於上述基體本體之介隔接合部與上述金屬部相對向之部位存在含有銀之區域，因此，基體本體與金屬部之接合強度變高。
本發明之發光裝置係於上述發光元件安裝用基體上安裝發光元件而成，故可提供一種可靠性較高之發光裝置。
本實施形態之發光元件安裝用基體係用以安裝發光元件者，且包括包含陶瓷燒結體之基體本體、及含有銀之金屬部，且於該基體本體之介隔接合部與金屬部相對向之部位存在含有銀之區域較為重要。
如此，由於基體本體包含陶瓷燒結體，故而機械強度及電性絕緣性優異。
而且，由於在基體本體之介隔接合部與金屬部相對向之部位存在含有銀之區域，故而存在基體本體與金屬部之接合強度變高之傾向。
以下，作為本發明之發光元件安裝用基體之實施形態之例，使用圖對含有銀之金屬部之形態進行說明。
(第1實施形態)
圖1係表示第1實施形態之發光元件安裝用基體之剖面圖。
於圖1中，第1實施形態之發光元件安裝用基體1包括包含陶瓷燒結體之基體本體20、及用以於第1主面1a安裝發光元件之安裝部5。
安裝部5包括含有銀之第1電極2a、2b、及設置於第1電極2a、2b上之電極墊8a、8b(以下，有時僅稱為電極墊8)，且於電極墊8a上安裝發光元件。再者，於第1實施形態之發光元件安裝用基體1中，第1電極2a、2b相當於金屬部2。又，第1電極2a、2b係經由設置於貫通基體本體20之內部之貫通孔之通孔電極7a、7b而使黏附於與第1主面1a相對向之第2主面1b之第2電極6a、6b電性導通。
再者，於第1實施形態中，雖形成第1電極2a、2b經由設置於貫通基體本體20之內部之貫通孔之通孔電極7a、7b而使黏附於與第1主面1a相對向之第2主面1b之第2電極6a、6b電性導通之構成，但亦可為利用基體本體20之端面電性導通之構成。
而且，於發光元件安裝用基體1中，於基體本體20之介隔接合部(基體本體20與第1電極2a、2b之界面)與第1電極相對向之部位存在含有銀之區域4。
藉由於基體本體20之介隔接合部3與第1電極2a、2b相對向之部位存在含有銀之區域4，可提高第1電極2a、2b與基體本體20之接合強度，從而可抑制第1電極2a、2b自基體本體20剝離。
又，認為藉由於基體本體20之介隔接合部3與第1電極2a、2b相對向之部位存在含有銀之區域4，可抑制第1電極2a、2b之氧化或硫化，從而可維持反射率較高。
再者，較佳為於第1主面1a直接形成有第1電極2a、2b。可藉由於第1主面1a側直接形成第1電極2a、2b而容易形成區域4。而且，藉由使第1電極2a、2b直接形成於基體本體20上而可減少製造步驟，從而可降低製造成本。
此處，於確認區域4時，藉由雷射等將基體本體20之與作為金屬部2之第1電極2a、2b相對向之部位切斷，且對其剖面進行鏡面加工並對表面進行蒸鍍之後，使用SEM(Scanning Electron Microscopy，掃描式電子顯微鏡)且以倍率1000~2000倍左右觀察即可。進而，於確認該區域之成分時，使用搭載有WDS(Wavelength Dispersive spectrometer，波長分散型X射線分光儀)之EPMA(Electron Probe Micro Analyzer，電子微量分析儀)進行WDS分析即可。以下，關於區域4之確認方法，於其他實施形態中亦相同。
再者，使用圖4對區域4之詳細說明於下文敍述。
(第2實施形態)
圖2係表示第2實施形態之發光元件安裝用基體之構成，且於包含陶瓷燒結體之基體本體之第1主面上設置有未與發光元件電性連接之反射層之例之剖面圖。
如圖2所示，第2實施形態之發光元件安裝用基體100包括包含陶瓷燒結體之基體本體20、設置於第1主面1a之用以安裝發光元件之安裝部5、及未與發光元件電性連接之反射層2c。於第2實施形態中，反射層2c相當於金屬部2。
又，反射層2c與安裝部5係隔開間隙10而配置以保持絕緣性，因其他構成與第1實施形態相同，故省略說明。
而且，於第2發光元件安裝用基體100中，於基體本體20之介隔接合部(基體本體20與反射層2c之界面)與反射層2c相對向之部位存在含有銀之區域4。
藉由於基體本體20之介隔接合部3與反射層2c相對向之部位存在含有銀之區域4，可提高反射層2c與基體本體20之接合強度，從而可抑制反射層2c自基體本體20剝離。
又，認為藉由於基體本體20之介隔接合部3與反射層2c相對向之部位存在含有銀之區域4，可抑制反射層2c之氧化或硫化，從而可維持反射率較高。
再者，於第2實施形態中，亦可於基體本體20之介隔接合部3與第1電極2a、2b相對向之部位存在含有銀之區域4。於此情形時，金屬部2包含第1電極2a、2b與反射層2c。
(第3實施形態)
圖3係表示第3實施形態之發光元件安裝用基體之構成，且係於基體本體之第1主面上，於以包圍安裝部之方式配置之陶瓷燒結體之內周面設置有含有銀之反射層之例之剖面圖。
如圖3所示，第3實施形態之發光元件安裝用基體200係基體本體20包含安裝用基體20'，其包含陶瓷燒結體且於表面設置有用以安裝發光元件之安裝部5；及反射構件11，其係以包圍安裝部5之方式配置且包含陶瓷燒結體；且於該反射構件11之內周面包含反射層2d。於第3實施形態中，反射層2d相當於金屬部2。再者，由於其他構成與第1實施形態或第2實施形態相同，故而省略說明。
因於第3實施形態之發光元件安裝用基體200中包含以包圍安裝部5之方式配置且於內周面具有反射層2d之反射構件11，故於安裝發光元件且將光放出時，照射至反射層2d之表面之光之一部分反射至反射構件11之開口方向。此處，因反射層2d係含有銀而成，故可獲得較高之反射率。
又，如圖3所示，反射構件11係形成為具有朝向開口之方向成為範圍廣泛之傾斜面之形狀，但亦可為具有相對於發光元件安裝用基體200之安裝部5之面大致垂直之面之形狀。進而，自開口方向側俯視時之反射構件11之外形亦可為圓形狀、四角形狀或於角部進行倒角之四角形狀，亦可為多角形狀。進而，反射構件11亦可為與安裝用基體20'一體成形者、或者於安裝用基體20'上接合反射構件11者中之任一者。
而且，於第3發光元件安裝用基體200中，於以包圍安裝部5之方式配置之包含陶瓷燒結體之反射構件11中，於介隔接合部3與設置於內周面之反射層2d相對向之部位存在含有銀之區域4。
藉由於反射構件11之介隔接合部3與反射層2d相對向之部位存在含有銀之區域4，可提高反射層2d與反射構件11之接合強度，從而可抑制反射層2d自反射構件11剝離。
又，認為藉由於反射構件11之介隔接合部3與反射層2d相對向之部位存在含有銀之區域4，可抑制反射層2d之氧化或硫化，從而可維持反射率較高。
再者，於第3實施形態中，亦可於基體本體20(安裝用基體20')之介隔接合部3與第1電極2a、2b相對向之部位存在含有銀之區域4。又，雖圖3中未圖示，但亦可於安裝用基體20'之表面設置圖2中所示之反射層2c。於此情形時，金屬部2包含第1電極2a、2b、反射層2c、及反射層2d。
再者，於本實施形態中，所謂含有銀之區域係除了基體本體20可具有含有銀之區域，例如銀自金屬部2擴散而亦可形成含有銀之區域以外，亦可使用含有銀之材料製作基體本體20。
以下，對上述第1~3之實施形態中之各構成進行說明。
較佳為，第1~3實施形態中之基體本體20含有鎂，金屬部2含有作為主要成分之銀、及作為副成分之鎂及鉍，區域4含有銀、鎂及鉍。
由於本實施形態之發光元件安裝用基體1、100、200之金屬部2含有銀作為主要成分，故而於安裝發光元件且將光放出時，光之一部分照射至金屬部2之表面且被反射。此處，由於金屬部2為以銀為主要成分者，故而可獲得更高之反射率。再者，所謂本實施形態之發光元件安裝用基體1、100、200之金屬部2之主要成分，係指相對於金屬部2之所有成分100質量%佔有90質量%以上之成分。又，金屬部2與區域4係含有相同成分之銀、鎂及鉍，故而牢固地接合。而且，藉由基體本體20及金屬部2含有鎂，而於區域4中基體本體20之鎂與金屬部2之鎂容易於接合部3附近凝聚，接合強度易於變得更高。
又，較佳為，第1~3實施形態中之區域包含金屬部2側之第1區域、及與第1區域鄰接之第2區域，且第1區域較第2區域更多地含有鎂，並且第2區域較第1區域更多地含有鉍。
圖4係表示將本實施形態之發光元件安裝用基體與金屬部之接合部之一部分部分放大之一例之剖面圖。
圖4所示之本實施形態之發光元件安裝用基體1、100、200之區域4包含金屬部2側之第1區域、及與第1區域鄰接之第2區域，且第1區域較第2區域更多地含有鎂，並且第2區域包含較第1區域4a更多地含有鉍之第2區域4b。再者，將存在於基體本體1、100、200之表面1a之針孔等氣孔作為凹部1d表示。
藉由本實施形態之發光元件安裝用基體1、100、200之區域4包含金屬部2側之較第2區域更多地含有鎂之第1區域4a，而將基體本體20與含有鎂之金屬部2牢固地接合。又，藉由區域4包含較第1區域更多地含有鉍之第2區域4b，而容易使鉍與銀一同進入至作為陶瓷燒結體之基體本體20之內部1c，而容易使基體本體20與金屬部2之接合強度變得更高。
又，如圖4所示，由於藉由金屬部2中所含之銀填埋基體本體20之表面1a之凹部1d，故而基體本體20與金屬部2之接合強度易於進一步提高。
然而，一般於發光元件安裝用基體1、100、200之製造步驟中，於對第1電極2a、2b進行鍍敷處理時，作為此之前之處理，進行形成有第1電極2a、2b之基板本體20之酸洗。此處，於本實施形態之發光元件安裝用基體1、100、200中，由於藉由銀填埋凹部1d，故而可於包含基體本體20之基體1之酸洗步驟中抑制酸洗之酸殘留於凹部1d，而可抑制凹部1d成為腐蝕之起點而金屬部2之腐蝕進展。其結果，有可較高地維持金屬部2之反射率較高之傾向。
又，所謂於區域4中較多地含有鎂或鉍，係於使用EPMA對區域4進行WDS分析之圖像中根據元素之映射之色強度之設定條件，於與其他部分相比較成為對象之部分之色強度較高之情形時，判斷該元素較多。例如，判斷出設為對象之元素之存在部位與其他部位相比較多地含有元素之檢測位準為1.3倍以上者即可。進而，於確認金屬部2及區域4中所含之銀、或於凹部1d中填埋銀時，使用搭載有WDS(波長分散型X射線分光儀)之EPMA(電子微量分析儀)對區域4進行WDS分析即可。
又，第1~3本實施形態中之區域較佳為厚度t為5 μm以上且15 μm以下。
若基體本體20之區域4之厚度t為5 μm以上，則可藉由介隔區域4將基體本體20與金屬部2接合而充分確保接合強度。又，若區域4之厚度t為15 μm以下，則由於用以形成金屬部2之煅燒溫度較高，故而可抑制因金屬部2熔融而產生之金屬部2之端部之滲出。
若如此可抑制金屬部2之端部之滲出，則例如，如圖2及3所示，可藉由作為金屬部2之反射層2c及第1電極2a、2b之間之間隙10而容易確保第1電極2a、2b之電性絕緣性。
再者，區域4係將下述部分設為區域4即可：例如將存在有金屬部2之基體本體20之部分於厚度方向上切斷，由使用EPMA對其剖面進行WDS分析而製作之元素之映射之圖像的照片，於銀之散佈位準為5以上且20以下處檢測出之部分。又，第1區域4a之厚度係於鎂之散佈位準為5以上且20以下處測定鎂凝聚之部分即可。再者，測定之區域4a及4b之厚度係測定任意之複數個部位、例如5個部位之厚度並取該等值之平均值即可。再者，第2區域4b之厚度可藉由自區域4之厚度減去第1區域4a之厚度而算出。
此處，金屬部2係以銀為主要成分者，作為副成分，較佳為至少含有鎂及鉍，但除此以外亦可含有鈀、銅、鎳、鍶、鈣、鋯、鈦、鉬、錫、鋅及鋁中之至少一種金屬。但是，為提高金屬部2之反射率，較佳為銀之含有率為97質量%以上、99.5質量%以下。
又，第1~3實施形態中之金屬部較佳為鎂及鉍之合計之含量為0.5~3.0質量%。
若金屬部2中鎂及鉍之合計之含量為0.5~3.0質量%，則可形成區域4之厚度t成為上述範圍即5 μm以上、15 μm以下之傾向，可藉由介隔區域4將基體本體20與金屬部2接合而充分確保接合強度，並且由於用以形成金屬部2之煅燒溫度較高，故而可抑制因金屬部2熔融而產生之金屬部2之端部之滲出。
第1~3實施形態中之基體本體20中使用之陶瓷燒結體為氧化鋁質燒結體、氧化鋯質燒結體或富鋁紅柱石質燒結體等陶瓷燒結體即可，又，該等陶瓷燒結體較佳為包含氧化矽(SiO2 )、氧化鎂(MgO)作為副成分。
再者，就反射率或強度等觀點而言，氧化鋁質燒結體尤其較佳，且較佳為主要成分為氧化鋁(Al2 O3 )，作為副成分則含有氧化矽及氧化鎂。又，作為副成分，亦可含有鈣、鋯及鋇之氧化物。
又，第1~3實施形態中之基體本體較佳為，以94質量%以上、97質量%以下之量含有氧化鋁(Al2 O3 )作為主要成分，並且含有氧化矽(SiO2 )及氧化鎂(MgO)作為副成分。
於基體本體20以94質量%以上、97質量%以下之量含有氧化鋁(Al2 O3 )作為主要成分，並且含有氧化矽及氧化鎂作為副成分之情形時，可減少材料成本較高之鋇或鋯等元素之使用量，進而，氧化矽具有提高燒結性之作用，又，由於氧化鎂可抑制氧化鋁粒子之晶粒成長且抑制產生異常之較大之粒子，故而即便以較通常之煅燒溫度低之溫度即1420~1540℃之溫度進行煅燒亦可充分提高燒結性，機械強度亦變高且容易實現基體本體20之低成本化。
又，如下述之圖6所示，因於氧化鋁粒子12彼此之間形成有包含氧化矽等之玻璃相(晶界相)13，故於將用以形成金屬部2之厚膜漿料塗佈於基體本體20上進行厚膜煅燒之情形時，漿料中所含之金屬成分自主面沿著玻璃相13擴散至基體本體20之內部1c，因此，易於提高金屬部2與基體本體20之接合強度。
又，第1~3實施形態中之基體本體20之安裝發光元件之表面側之氧化鋁粒子的平均結晶粒徑較佳為2.0 μm以下。
若基體本體20之安裝發光元件之表面側之氧化鋁粒子之平均結晶粒徑為2.0 μm，則於下述之圖6所示之玻璃相13中，界面14a亦存在較多，因此，銀及鉍容易沿著玻璃相13進入至基體本體20之內部1c，而容易使金屬部2與基體本體20之接合強度變得更高。再者，此處所謂之表層側，係指將基體本體20於厚度方向上均勻地分成三等份時之安裝部5側之部位。
再者，結晶粒徑之測定係對基體1之表面進行鏡面加工，然後於較基體本體20之煅燒溫度低50~100℃之溫度之範圍內進行火焰蝕刻，然後利用掃描式電子顯微鏡(例如日本電子製造之JSM-7001F)以1000~3000倍之倍率進行拍攝並製作圖像資料，然後使用圖像分析裝置(例如三谷商事製造之Win ROOF)求出各陶瓷粒子之粒徑，且算出並求取該粒徑之平均值即可。再者，陶瓷粒子是否為氧化鋁粒子只要進行利用EDS(Energy Dispersive Spectroscopy，能量分散型X射線分光)法之元素分析進行確認即可。
又，較佳為，本實施形態之發光元件安裝用基體係於基體本體之與第1主面相對向之第2主面包含藉由通孔電極與形成於第1主面之第1電極2a、2b導通之含有銀之第2電極6a、6b，且形成於基體本體與第2電極6a、6b之間之區域(未圖示)設為未達1 μm。
圖5係表示朝向本實施形態之發光元件安裝用基體之第1主面側之入射光散射之狀態的概念圖。
如圖5所示之發光元件安裝用基體1、100、200般，於基體本體20或安裝用構件20'之與第1主面1a相對向之第2主面1b，包含藉由通孔電極7與形成於第1主面之第1電極2a、2b導通之含有銀之第2電極6a、6b，若含有銀之區域(未圖示)以未達1 μm之厚度存在於基體本體20與第2電極6a、6b之接合部9，則透射光16藉由該區域中之銀粒子而易於反射至第1主面1a側，而使自第1主面1a之表面射出之漫反射光18a增加，從而易於使發光元件安裝用基體1、100、200之反射率變得更高。然而，由於第2電極6a、6b較區域更多地含有銀而使反射率較高，故而形成於基體本體20與第2電極6a、6b之間之區域(未圖示)較佳為設為未達1 μm。再者，進而較佳為，於基體本體20與第2電極6a、6b之間未形成區域。
再者，基體本體20與第2電極6a、6b之接合部9側存在之區域之厚度係與上述基體本體20之介隔接合部3與第1電極2a、2b相對向之部位存在之區域4同樣地測定而判定即可。
此處，第2電極6a、6b之組成較佳為主要成分為銀，鈀、鉑、鋯、鋁或鋅中之至少1種為副成分。可藉由含有該種副成分，而將於基體本體20與第2電極6a、6b之接合部側存在之含有銀之區域之厚度設為未達1 μm。
圖6係表示本實施形態之發光元件安裝用基體之光散射之狀態之概念圖。
如圖6所示，構成本實施形態之發光元件安裝用基體1、100、200之基體本體20係於以結晶尺寸之位準觀察剖面時，包括氧化鋁粒子12、包含氧化矽等之玻璃相(晶界相)13、及氣孔14。再者，於圖6中，將該等氧化鋁粒子12與玻璃相13之間設為界面12a，將氣孔14與玻璃相13之間設為界面14a。
照射至本實施形態之發光元件安裝用基體1、100、200之第1主面1a的照射光15成為藉由基體本體1、100、200而反射之正反射光17a、且作為入射光16而於基體本體20之內部1c行進，且穿透與第1主面1a相反之側之第2主面1b作為透射光21射出。
又，照射光15之一部分成為於第1主面1a以與入射角度相同之角度向反方向反射之正反射光17a、及於第1主面1a向不特定之方向反射之漫反射光18，其餘部分進入至基體本體20之內部1c，且成為穿透氧化鋁粒子12、氣孔14及玻璃相13中之至少任一者之入射光16。而且，該入射光16之一部分於基體內之氧化鋁粒子12與玻璃相13之間之界面12a處成為漫反射光18d，又，於氣孔14與玻璃相13之界面14a處成為漫反射光18e，其餘之光進而於基體本體20之內部1c行進，生成於氧化鋁粒子12與玻璃相13之間之界面13a、及氣孔14與玻璃相13之界面14a之漫反射光18e而成為來自第1主面1a之反射光。而且，一部分之光成為穿透第2主面1b之透射光21。
又，為提昇光之反射率，最佳為照射至基體本體20之第1主面1a之照射光15於第1主面1a處成為正反射光17a及漫反射光18a，將第1主面1a側存在之氣孔14之數量與先前之發光元件安裝用基體1相比大幅度增加，進而，越朝向厚度方向上之中央部側，氣孔14之存在數量越增多，藉此，入射光16於氣孔14與玻璃相13之界面14a處成為漫反射光18e之機會增多，而可增加來自第1主面1a之漫反射光18從而變得易於提高反射率。
進而，該等包含陶瓷燒結體之基體本體20係於第1主面1a之未存在區域4之部位中之9.074×105 μm2 的表面積的部分觀察近似圓的直徑為0.8 μm以上之氣孔14時，較佳為氣孔率為2.5%以上且4.5%以下，氣孔數為9000個以上且11000以下，氣孔分佈中之近似圓的直徑為1.6 μm以下之累積相對度數為75%以上。
此種包含陶瓷燒結體之基體本體20係藉由氣孔14以上述條件存在，而使照射至陶瓷燒結體之照射光藉由氣孔14而有效地反射，從而易於提高陶瓷燒結體之反射率。又，藉由氣孔14以上述條件存在，而有可維持陶瓷燒結體之機械強度較高之傾向。
再者，本實施形態之基體本體20之第1主面1a之未存在區域4之部位中之9.074×105 μm2 的表面積的部分之氣孔14之氣孔率、氣孔數及近似圓的直徑為0.8 μm以上之氣孔分佈之近似圓的直徑為1.6 μm以下的累積相對度數係自表面至10 μm之深度對基體本體20之表面進行鏡面研磨加工，然後利用CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)照相機擷取倍率為100倍之金屬顯微鏡之圖像，然後使用圖像分析裝置進行數值化即可。例如，金屬顯微鏡係使用KEYENCE股份有限公司製造之顯微鏡(型號：VHX-500)，CCD照相機係使用Nikon股份有限公司製造之數位SIGHT(型號：DS-2Mv)，又，圖像分析軟體係使用三谷商事股份有限公司製(型號：Win ROOF)，且相對於9.074×105 μm2 之表面積以近似圓的直徑為0.8 μm為閾值算出各測定值即可。
而且，第1~3實施形態中之基體本體於安裝部5側之表面側具有形成於氧化鋁粒子之結晶粒子間之晶界相，晶界相之平均寬度較佳為2 nm以下。
由於第1~3實施形態中之基體本體20於安裝部5側之表面側具有形成於氧化鋁粒子12之結晶粒子間之晶界相13a，且晶界相13a之平均寬度為2 nm以下，故而於入射光16進入至基體本體20之內部1c之晶界相13a中之情形時，於界面12b與界面12c之間反覆進行光之反射且漫反射光18e增加，反射率易於增加。
圖7係表示於本實施形態之發光元件安裝用基體之基體本體20之安裝部5側之表面側中之漫反射光於晶界相間散射之狀態的概念圖。再者，關於與圖6共通之部分及氣孔14之部分省略進行說明。
如圖7所示，自基體本體20之安裝部5側之表面側行進之入射光16之一部分於基體本體20之表面側之內部1c之氧化鋁粒子12與晶界相13a之間之界面成為正反射光17b與漫反射光18d，又，其餘之入射光16進而於基體本體20之表面側之內部1c行進，且產生以與於鄰接之下一結晶粒子與晶界相13a之間之界面12c行進之其餘之入射光16之入射角度相同之角度向反方向反射之正反射光17c與漫反射光18e。該漫反射光18e係於界面12b與界面12c之間之晶界相13a反覆反射且作為漫反射光18e自基板一側之表面射出。
而且，本實施形態之發光元件安裝用基體1係於氧化鋁之結晶粒子間具有晶界相13a，且該晶界相13a之平均寬度較佳為2 nm以下。
於本實施形態之發光元件安裝用基體1中，若基體本體20於氧化鋁之結晶粒子間具有晶界相13a，且該晶界相13a之平均寬度為2 nm以下(不包含0 nm)，則例如於圖7之情形時，於相鄰之氧化鋁粒子12d、12e之界面與界面之間存在晶界相13a，藉此，當入射光16進入至該晶界相13a中時，於界面12b與界面12c之間反覆進行光之反射且漫反射光18增加，反射率易於增加。
此處，求出形成於氧化鋁之結晶粒子間之晶界相13a之平均寬度之方法係如下所述。
圖8係表示本實施形態之發光元件安裝用基體1之氧化鋁粒子12d、12e及形成於氧化鋁粒子12間之晶界相13a之概念圖。首先，藉由雷射等而將基體本體切斷，並對其剖面進行鏡面加工，然後藉由TEM(Transmission Electron Microscopy，穿透式電子顯微鏡)觀察而將其表面自40,000倍放大至60,000為止作為可觀察氧化鋁粒子12之倍率，於形成於結晶粒子12d、12e間之晶界相之範圍內(於圖8中為橫向19之範圍內)，且於晶界相13a之縱向之寬度19'內測定任意之平均部分。而且，對10個部位實施相同之測定，將該等之平均設為晶界相13a之平均寬度即可。
其次，說明本實施形態之發光元件安裝用基體1、100、200之製造方法之一例。
首先，對成為基體本體20之陶瓷燒結體進行說明。
例如，於陶瓷燒結體以氧化鋁為主要成分之情形時，準備平均粒徑為1.4~1.8 μm之氧化鋁(Al2 O3 )、氧化矽(SiO2 )、及氧化鎂(MgO)之粉末，且將以各粉末之合計含量成為100質量%之方式秤量之混合粉末與水一同投入滾磨機中，使用高純度之氧化鋁球加以混合。又，亦可視需要混合氧化鈣(CaO)。再者，可藉由調整燒結助劑之秤量，而調整形成於氧化鋁之結晶粒子間之晶界相13之平均寬度。
此處，於陶瓷燒結體以氧化鋯為主要成分之情形時，選擇氧化鎂與氧化鋁作為燒結助劑，又，若以富鋁紅柱石為主要成分，則選擇氧化鎂、氧化矽、氧化鈣及氧化釔中之至少一種作為燒結助劑，只要以使主要成分成為90質量%以上，使燒結助劑成為其餘部分之方式進行秤量即可。
其次，於其中相對於各粉末之合計含量100質量%添加自聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸樹脂或丁醛樹脂等中之至少一種黏合劑4~8質量%左右，並使用高純度之氧化鋁球於滾磨機中加以混合而獲得漿料。再者，若黏合劑之添加量為4~8質量%之範圍內，則成形體之強度及可撓性良好，又，煅燒時可充分進行黏合劑之脫脂。
其次，使用該漿料，利用公知之刮刀成形法使片材成形，或者使用利用噴霧乾燥機製作之造粒體，藉由滾筒壓製法形成陶瓷片。
其次，使用該片材且藉由利用用以形成製品形狀之模具之加工或雷射加工而製作未煅燒之成形體。此時，成形體最終亦可為安裝有發光元件之基體本體之單片，但若考慮量產性，則更佳為製成多片式之成形體。
再者，於基體本體20包含反射構件11之構成中，除了藉由製作陶瓷片並進行積層而製造成為具有反射構件11之發光元件安裝用基體200之成形體之方法以外，可採用藉由粉末壓製成型而使反射構件11與基體本體20一體成型之方法。
例如，於藉由製作陶瓷片並進行積層而形成反射構件11時，陶瓷片係藉由模具或者雷射加工製作未煅燒之成形體，且使用與上述漿料相同者作為密著液來貼合片材，藉此可製作成為具有反射構件11之發光元件安裝用基體200之成形體。
而且，使用大氣(氧化)環境下之煅燒爐(例如，輥式穿遂爐、批次式環境爐及推式穿遂爐)，於主要成分為氧化鋁之情形時，以成為1420~1540℃之方式設定最高溫度而對所獲得之成形體進行煅燒，於主要成分為氧化鋯之情形時，以成為1350~1550℃之方式設定最高溫度而對所獲得之成形體進行煅燒，於主要成分為富鋁紅柱石之情形時，以成為1450~1650℃之方式設定最高溫度而對所獲得之成形體進行煅燒，藉此可製作燒結體。又，煅燒之最高溫度只要根據主要成分之質量%進行適當調整即可。
再者，於成形體之主要成分為氧化鋁之情形時，進而亦可藉由調整煅燒時間而調整結晶粒徑及晶界相13a之平均寬度。
其次，說明於基體本體20上形成成為第1電極2a、2b或反射層2c、2d之金屬部2之方法之一例。
用以形成金屬部2之漿料狀之材料(以下，稱為厚膜漿料)係以銀為主要成分，且具有含有鎂與鉍之金屬粉末，且較佳為銀之含量為97~99.5質量%，鎂與鉍之合計含量為0.5~3.0質量%。又，作為其他成分，亦可為含有銅(氧化銅CuO)者。又，該等金屬粉末之平均粒徑為0.3~0.8 μm左右即可。又，作為黏合劑，例如可使用乙基纖維素，作為溶劑，例如可使用酯醇。再者，於將金屬粉末之合計含量設為100質量%時，添加醇酯15~25質量%左右即可。
又，此處，較佳為，厚膜漿料之鎂及鉍之含量分別為0.05~0.2質量%、0.45~2.8質量%。若厚膜漿料之鎂及鉍之含量分別為0.05~0.2質量%，0.45~2.8質量%，則可將區域4之厚度設為5 μm以上且15 μm以下。
用以形成金屬部2之厚膜漿料向基體本體20之黏附可藉由公知之網版印刷法或分注器方式進行。再者，於基體本體200中，於僅於反射構件11之內周面黏附厚膜漿料時，使用尼龍製之絲網較佳。又，以厚膜煅燒後之厚度成為10~50 μm左右之方式黏附厚膜漿料之厚度較佳。
其次，於黏附厚膜漿料後，以溫度為80~100℃且時間為1小時左右進行乾燥處理，其後，可藉由以最高溫度為800~900℃且煅燒時間為0.3~1.3小時進行煅燒而形成。
區域之厚度t亦可藉由鎂及鉍之含量而控制，若該等含量過多，則會影響反射率或強度，因此較理想的是將該合計含量及各含量限制於上述範圍內，藉由煅燒溫度之調整之組合使區域4之厚度t成為所期望之值。若煅燒溫度之最高溫度未達800℃，則區域4之厚度t成為未達5 μm，區域4所產生之效果變少。又，若最高溫度超過900℃，則有金屬部2之主要成分即銀熔融之可能性。因此，煅燒之最高溫度較佳為800~900℃。而且，認為藉由以上述煅燒條件進行煅燒，可形成就各金屬之比重及熔點之關係而言鎂多於第2區域之第1區域4a、及較第1區域更多地含有鉍之第2區域4b。
其次，作為用以於製作金屬部2之後於下述之電極墊8a、8b上形成鍍敷之前處理，進行酸洗。其係為將鍍敷牢固地黏附於基體本體1上而進行脫脂或氧化覆膜除去而進行者。再者，亦可於酸洗之前進行利用苛性鈉稀釋液等之鹼洗。於鍍敷前進行酸洗係因為鍍敷液為酸性。
酸洗係使用鹽酸、硝酸或硫酸等於常溫下浸漬於濃度為1~20%溶液中約1分鐘左右。若將酸之濃度設為1~20%，則易於進行脫脂或表面之氧化物之除去，而難以將銀等腐蝕。
其次，為了除去酸而藉由純水或者自來水進行水洗或者超音波清洗，並進行乾燥處理。若於電極、反射層、反射構件及基體之表面有酸之殘留，則由於酸滲入，故而向水中之浸漬清洗較理想的是更換清洗槽進行多次清洗，其後進行水洗。
其次，利用公知之方法於電極墊8a、8b上進行底層鍍鎳、及表面鍍金等。
可藉由如上述之製造方法，製作本實施形態之發光元件安裝用基體1、100、200。
再者，於上述之製造方法中，說明了銀自金屬部2擴散而形成含有銀之區域之例，但例如亦可使用含有銀之材料製作與成為金屬部2之部分相對向之區域，且使用不含有銀之材料製作其以外之區域，並組合該等製作基體本體20。
圖9係表示於本實施形態之發光元件安裝用基體1之安裝部5安裝發光元件31之發光裝置30之構成的一例的剖面圖。
圖9所示之例之發光裝置30係於形成於本實施形態之發光元件安裝用基體1之基體本體20之包含電極墊8a、8b與第1電極2a、2b之安裝部5上安裝有發光元件31。進而，於介隔接合部與第1電極2a、2b相對向之部位具有含有銀之區域4。而且，發光元件31之電極(未圖示)與電極墊8b藉由接合線32而電性連接。
再者，此處，電極墊8a與發光元件31係直接電性連接，但亦可為利用接合線32之接合或利用焊接凸塊(未圖示)之連接。
而且，利用包含樹脂等之密封構件33包覆發光元件31、電極墊8a、8b及第1電極2a、2b。該密封構件33兼具發光元件31之保護與透鏡之功能。再者，亦可於電極墊8a、8b及第1電極2a、2b之露出部分設置使用透明之保護層玻璃等而成之保護層。以此方式，可藉由於本實施形態之發光元件安裝用基體1之安裝部5上安裝發光元件31而獲得發光裝置30。
圖10係表示於本實施形態之發光元件安裝用基體100上安裝發光元件31之另一發光裝置之構成之一例的剖面圖。
以下，將與圖9共通之部分省略進行說明。
圖10所示之例之發光裝置40係於基體本體20上設置有未與發光元件31電性連接之反射層2c，且於介隔接合部3與反射層2c相對向之部位具有含有銀之區域4。以此方式，可藉由於本實施形態之發光元件安裝用基體100之安裝部5上安裝發光元件31而獲得發光裝置40。進而，若將安裝部5設為與圖9相同之構成，則可製成反射率較高且金屬部2之接合強度較高之發光裝置40。
圖11係表示於本實施形態之發光元件安裝用基體200上安裝發光元件31之又一發光裝置之構成之一例的剖面圖。
以下，將與圖9共通之部分省略進行說明。
圖11所示之例之發光裝置50包含於表面設置有用以安裝發光元件之安裝部5之安裝用基體20'、及以包圍安裝部5之方式配置之反射構件11，且於該反射構件11之內周面接合有含有銀之反射層2d，且於介隔接合部與反射層2d相對向之部位具有含有銀之區域4。以此方式，可藉由於本實施形態之發光元件安裝用基體200之安裝部5上安裝發光元件31而獲得發光裝置50。進而，若將安裝部5設為與圖9相同之構成，則可製成反射率較高且金屬部2之接合強度較高之發光裝置50。
以下，使用第1實施形態之構成具體說明本發明之實施例。但是，本發明並不限定於下述實施例，本發明之第2及第3實施形態亦可獲得相同之效果。
[實施例1]
首先，進行基體本體20作為於介隔接合部與金屬部2相對向之部位存在區域4之發光元件安裝用基體之效果之確認。
首先，藉由以下方法製作成為基體本體20之燒結體。
準備氧化鋁(Al2 O3 )之平均粒徑為1.6 μm之粉末、及氧化矽(SiO2 )、氧化鎂(MgO)及氧化鈣(CaO)之粉末，而且，將以各粉末之合計含量成為100質量%之方式秤量之混合粉末與水等溶劑一同投入至滾磨機中加以混合。
其次，向其中添加丙烯酸樹脂之黏合劑，且使用高純度之氧化鋁球，進而於滾磨機中加以混合而獲得漿料。此處，黏合劑之添加量係相對於混合粉末100質量%設為6質量%。
其次，利用公知之刮刀成形法使所獲得之漿料成形為片材狀，藉由對該片材進行雷射加工而製作煅燒後之尺寸值成為長10 mm、寬10 mm、厚0.635 mm之成形體。作為用以測定機械強度之試樣，亦製作煅燒後之尺寸成為長30 mm、寬10 mm、厚0.8 mm之成形體。
其次，為了燒結成形體，而使用推式穿遂爐，於大氣中之氧化環境中，以最高溫度為1530℃、煅燒時間為9小時進行煅燒。
又，作為穩定劑，準備包含氧化釔3莫耳%之氧化鋯之粉末，且向該陶瓷原料中添加水並利用球磨機進行粉碎、混合而製作漿料，向該等漿料中添加作為黏合劑之丙烯酸樹脂與聚乙二醇，並利用噴霧乾燥機製作粉體。而且，藉由使用該粉體進行粉末壓製成型而獲得燒結後之尺寸成為與本實施形態相同之成形體。其次，於將該成形體投入至乾燥機中進行乾燥後，將煅燒之最高溫度設為1450℃，且將其他煅燒條件及煅燒爐設為與本實施形態相同，而獲得燒結體。所獲得之燒結體係氧化鋯(ZrO2 )之平均粒徑為0.4 μm，組成係氧化鋯(ZrO2 )為91.3質量%、氧化釔(Y2 O3 )為5.5質量%及氧化鋁(Al2 O3 )為1.0質量%，作為其他不可避免之雜質，氧化鉿(HfO2 )為2.0質量%、氧化鐵(Fe2 O3 )為0.2質量%。
進而，於該等基體本體20之第1主面1a形成金屬部2。首先，用以形成金屬部2之厚膜漿料係使用NORITAKE股份有限公司製造之厚膜漿料(品名：NP-4301L)。該漿料成分之主要構成係銀為99質量%、鎂為0.1質量%、鉍為0.5質量%及銅為0.3質量%，進而其他成分為0.1質量%。金屬粉末之平均粒徑為0.4 μm。又，作為黏合劑，於將金屬粉末之合計含量設為100質量%時，添加乙基纖維素與混合溶劑17.6質量%。以下，將該漿料設為漿料A。
又，成為比較例之試樣係基體本體20使用試樣No. 101與102，作為用以形成金屬部2之厚膜漿料，使用田中貴金屬工業股份有限公司製造之壓膜漿料(商品名：MH-1063)。該厚膜漿料係銀之含量為98質量%，作為其他成分，含有氟、鋯、鋁及鋅之金屬。金屬粉末之平均粒徑為0.4 μm。黏合劑係於將金屬粉末之合計含量設為100質量%時添加乙基纖維素與醇酯等溶劑約15質量%。以下，將該漿料設為漿料B。
而且，於基體本體20之第1主面1a安裝不鏽鋼製之絲網，移動刮漿板印刷厚膜漿料，形成煅燒後之尺寸為10 mm見方且平均厚度為10.5 μm之金屬膜。
其次，以溫度80℃對形成金屬膜之基體進行1小時之乾燥處理。
又，使用YAMAZAKI電機股份有限公司製造之厚膜乾燥煅燒爐(型號：TEM-0608S)，且以最高溫度為840℃進行於大氣環境中之厚膜煅燒而製作表1所示之試樣。再者，將IN-OUT之煅燒時間設為1小時。利用試樣No. 101及102之分配編號A、B將所使用之厚膜漿料進行區分。
其次，以與發光元件安裝用基體之鍍敷處理前之酸處理相同之方法進行上述試樣之酸洗。再者，試樣數量均為25個。
首先，酸洗用之溶液係準備藉由高杉製藥股份有限公司製造之產品名：稀硝酸(67.5%)與離子交換水而成之硝酸濃度為1%之溶液。此處，由於已經利用厚膜將以銀為主要成分之金屬部2接合，故而將硝酸濃度設為1%以使因酸洗而侵入金屬部2為最小限。
其次，將試樣於常溫下浸漬於該準備之硝酸溶液中約1分鐘。
其次，為了清洗附著於試樣之酸，以1次洗浄槽、2次洗浄槽之順序浸漬試樣，最後，進行噴水清洗，其次，以約80℃之溫度對該試樣進行約30分鐘之乾燥處理。再者，於各清洗時使用離子交換水。
其次，說明關於本實施形態及比較例之試樣之分析、試驗之方法。
首先，基體本體20中之光之反射率之測定係以如下方式進行測定：使用島津製作所股份有限公司製造之分光光度計(型號：UV-315)與積分球組件(型號：ISR-3100)作為測定器(未圖示)，光源使用50 W鹵素燈與氘燈，將波長範圍設為200~1000 nm，將測定範圍設為漫反射率(狹縫20 nm時為7×9 mm)，不使用濾光片及遮罩，使用硫酸鋇粉體作為反射率之基準。再者，對測定試樣數各為10個之基體本體20之厚度為0.635 mm者之第1主面1a之1個部位進行測定，且將波長為500 nm時之平均值作為資料。
其次，對形成有金屬部2之試樣之第1主面1a側之剖面分析區域4之狀態。藉由雷射將形成有金屬部2之基體本體20之任意部位切斷，對其剖面進行鏡面加工，以金屬顯微鏡1000倍觀察研磨面，而測定區域4、第1區域4a及第2區域4b之有無與厚度t。
此處，關於區域4之有無，將厚度t為0.1 μm以上者設為有，將未達0.1 μm者設為實質上不存在區域4且設為無。
又，使用日本電子股份有限公司製造之掃描式電子顯微鏡(型號：JXA-8100)進行WDS分析，藉此，藉由碳蒸鍍事前準備區域4a、4b，進行66 μm見方之區域之成分分析，而確認第1區域4a較多地含有鎂，第2區域4b較多地含有鉍。再者，試樣數各為10個，且將其平均值作為資料。
其次，測定金屬部2之反射率。測定方法係與上述基體本體20之反射率之測定方法相同。試樣數各為10個，且將其平均值作為資料。
其次，說明金屬部2之接合強度之測定方法。
圖12係表示對黏附於本實施形態之基體本體20之表面之導體34之接合強度的測定方法的剖面圖。
首先，作為用以測定接合強度之準備，於導體34(金屬部2)之表面使用Sn-Pb(6:4焊錫)系且相對於整體將Ag設為2質量%之焊錫34，焊劑係於松香系合成樹脂中混合酮與醇系溶劑者，且使用Tamura化研股份有限公司製(商品名：XA-100)，將225±5℃之溫度且直徑為0.6 mm之鍍敷導線(於銅線上鍍敷Sn)35焊接於導體34上。
其次，以7.62 mm/分之速度拉伸該鍍敷導線35，測定導體34自基體本體20剝離時之強度並設為導體對基體本體20之接合強度。該試驗裝置係使用ANZA TECH公司製造之晶片切變強度測試機(型號：520D)。又，對測定數為10個之各試樣進行測定，並求出其平均值。再者，鍍敷導線36自導體34剝離之情形係排除在資料之外，將導體34自基體本體20剝離時之資料作為導體34之接合強度。
該等導體34(金屬部2)之接合強度之測定係針對進行恆溫高濕放置試驗之前與恆溫高濕放置試驗100小時、500小時及1000小時進行。試樣係使用如下者：於與接合強度測定用試樣為同一基體本體20上以長、寬10 mm見方於整個面形成與接合強度測定時相同之厚膜。試驗條件係設為溫度85℃、濕度85%且為大氣環境，且設為未與電極通電之無負載試驗。又，放置時間後之各測定試樣係反射率於相同試樣中反覆進行，但因接合著強度成為破壞檢查，故藉由相同群之試樣進行。再者，將各試樣數均為10個之平均值均作為資料。
將所獲得之結果示於表1。
由表1可知，第1主面1a之中介隔與金屬部2之接合部3存在含有銀之區域4之試樣No. 101A及試樣No. 102A係於相同之主要成分之試樣間與不存在含有銀之區域4之試樣No. 101B及試樣No. 102B相比可維持反射率更高。又，可知，試樣No. 101A及試樣No. 102A係於相同之主要成分之試樣間與試樣No. 101B及試樣No. 102B相比，接合強度更高，而且可長時間地維持接合強度。
於基體1之主面未形成金屬部2之狀態下之光之反射率係獲得如下結果：基體本體20包含氧化鋁之試樣No. 101A之波長500 nm之反射率為92%以上，與包含氧化鋯之試樣No. 102A相比相對較佳。
[實施例2]
其次，使基體本體20之組成及煅燒溫度變化而製作燒結體，且於所獲得之燒結體上形成金屬部2，且對於基體本體20之介隔接合部與金屬部2相對向之部位存在區域4之發光元件安裝用基體之接合強度與反射率之效果進行調查。
成為本實施形態之基體本體20之燒結體係藉由與實施例1相同之方法製作，但將氧化鋁(Al2 O3 )之含量設為93.5~97.5質量%之範圍，且分別使氧化矽(SiO2 )、氧化鎂(MgO)及氧化鈣(CaO)之量變化。而且，將最高溫度設為1400~1550℃，且將煅燒時間設為6~9小時，而製作表2所示之試樣No. 1~10。再者，燒結體之尺寸與實施例1相同。
進而，使用該等基體本體20且以與實施例1相同之方式形成金屬部2。厚膜印刷之漿料係使用漿料A，將厚膜煅燒之最高溫度設為840℃且將IN-OUT之時間設為1小時而形成金屬部2(導體34)。
其次，說明關於本實施形態之試樣之分析、試驗之方法。
各發光元件安裝用基體之反射率之測定係以與實施例1之測定方法相同之方法進行。
又，機械強度之測定係依據JIS R 1601，且使用預先製作之長30 mm、寬10 mm、厚0.8 mm之燒結體，於燒結體之跨距為20 mm之中央部施加0.5 mm/分之負荷，測定直至燒結體破壞為止之最大負荷，並算出三點彎曲強度。再者，對測定數為10個之試樣進行測定，並求出其平均值。
其次，對關於形成於基體本體20之第1主面1a之第1電極2a、2b之分析、試驗方法進行說明。該等試樣係將於上述基體本體20上形成10 mm見方之導體34者用作金屬部2。
又，形成有金屬部2之試樣之區域4之狀態、接合強度、反射率之各者之測定係以與實施例1相同之方法進行。
其次，該等金屬部2(導體34)之反射率與接合強度之測定係對進行恆溫高濕放置試驗之前之初始值與恆溫高濕放置試驗100小時、500小時、1000小時進行，但恆溫高濕放置試驗及接合強度與反射率之測定方法為與實施例1相同之方法。
將所獲得之結果示於表2及表3。
根據表3可知，於第1主面1a之介隔與金屬部2之接合部對向之部位存在含有銀之區域4的試樣No. 1A~試樣No. 10A若分別與不存在含有銀之區域4之試樣No. 1B~No. 10B相比，則可維持基體1之反射率更高。又，可知試樣No. 1A~試樣No. 10A若分別與試樣No. 1B~試樣No. 10B之試樣相比，則接合強度更高，而且可維持基體1之反射率更高。
進而，可知若將煅燒溫度及煅燒時間相同之試樣No. 1、4、8~10進行比較，則作為主要成分之氧化鋁(Al2 O3 )為94質量%以上且97質量%以下之試樣No. 4、8、10與作為主要成分之氧化鋁(Al2 O3 )並非94質量%以上且97質量%以下之試樣No. 1、9相比較彎曲強度較高，因此，即便以較通常之煅燒溫度低之溫度進行煅燒，機械強度亦非常高。
[實施例3]
其次，對區域4之較佳之厚度t之範圍進行調查。
使用與實施例2之試樣No. 4A相同之基體本體20及厚膜漿料，使厚膜煅燒溫度變化至780~920℃而於基體本體20之主面1a形成金屬部2。將厚膜煅燒時間設為1小時，且將煅燒後之金屬部2之厚度設為10.5 μm。
區域4之厚度、及金屬部之接合強度之測定方法與實施例1、2相同。再者，試樣數各為10個，且將其平均值作為資料。
又，亦於參考之前對圖案(未圖示)之直線性進行了測定。對形成10 mm見方之金屬部2之試樣，使用工具顯微鏡且以200倍測定圖案之任意之直線部分8 mm之直線度，且將各10個試樣之平均值作為資料。
將調查結果示於表4。
由表4可知，區域4之厚度t為5 μm以上且15 μm以下之試樣No. 4A及4A-2~4A-4中金屬部2之接合強度成為10 MPa以上，表示更高之值。又，可知金屬部2之圖案之直線度為10 μm以下，因此可維持絕緣性較高。又，試樣No. 4A-5係於如本實施形態之2及3般，反射層2c與安裝部5係隔開間隙10而形成以保持絕緣性之情形時，金屬部之直線度之數值變高而容易變得難以維持電性絕緣性。
又，雖表4中未記載，但於第2區域4b之區域檢測出鎂之成分較少，若由此考慮，則可視為金屬部2中所含之鎂與基體本體20中所含之鎂相互關聯而於界面4c附近形成較多地含有鎂之第1區域4a。另一方面，認為第2區域4b中所含之鉍係藉由金屬部2中所含之鉍而形成。
[實施例4]
其次，對基體本體20中介隔與第2電極6a、6b之接合部且以未達1 μm之厚度存在含有銀之區域之情形進行了調查。
燒結體係使用與厚度為0.635 mm之試樣No. 4相同者，且不於第1主面1a形成第1電極2a、2b，而僅於第2主面1b形成第2電極6a、6b。
第2電極6a、6b係使用厚膜漿料A與B以厚膜煅燒後之尺寸為10 mm見方且使厚度成為10.5 μm之方式進行厚膜印刷，且以最高溫度840℃進行IN-OUT時間為1小時之厚膜煅燒。
再者，亦調查了於形成有第2電極6a、6b之主面1b之表層部有無存在含有銀之區域。該調查方法係與實施例1中記載之方法相同。
反射率之測定係向形成有第2電極6a、6b之第2主面1b相反之面即第1主面1a側照射光，並測定其反射光(正反射光17、漫反射光18)。反射光之測定方法係與實施例1之方法相同。又，測定之試樣數各為10個，且將其平均值作為資料。
表5所示之試樣No. 11A可確認介隔形成有第2電極6a、6b之主面1b之接合部存在含有銀之區域，但相對於主面1a側之反射率為92.8%，實質上不存在區域之試樣No. 11B係反射率相對較高且為93.7%。可知燒結體係與於實施例2中使用之試樣No. 4相同，由於未形成電極時之反射率為92.4%，故而光之照射側之相反面(第2主面1b)之電極之向主面1a側之反射率為約0.4%以上，反射率變高，於實質上不存在區域4之情形時，反射率變高為約1.3%左右。
[實施例5]
其次，進行如下確認：藉由使金屬部2中所含之鎂及鉍之含量變化，而使區域4之厚度變化。
使用與實施例2之試樣No. 4A相同之基體本體20，且使用以成為表6所示之鎂及鉍之含量之方式調整之厚膜漿料，將厚膜煅燒溫度設為840℃而於基體本體20之第1主面1a形成金屬部2。將厚膜煅燒時間設為1小時，且將煅燒後之金屬部2之厚度設為10.5 μm。
金屬部2中之鎂及鉍之含量係藉由螢光X射線分析法(XRF，X Ray Fluorescence)對金屬部2之表面進行分析而求出各成分之質量%。再者，試樣數各為10個，且將其平均值作為資料。又，直線度之測定係與實施例3相同。
將所獲得之調查結果示於表6。
由表6可知，鎂之含量為0.05~0.2質量%，鉍之合計量之含量為0.45~2.8質量%，該等之合計量為0.5質量%以上且3.0質量%以下之試樣No. 13~16係區域4之厚度t為5 μm以上且15 μm以下，金屬部2之接合強度成為10 MPa以上，表示更高之值，並且金屬部2之圖案之直線度為10 μm以下而容易確保電性絕緣性。
[實施例6]
對基體本體20之晶界相之平均寬度及平均結晶粒徑對接合強度與反射率產生之影響進行調查。
於使用氧化鋁(Al2 O3 )作為主要成分來製作成形體之前，使用與實施例1~5相同之步驟。
其次，為了燒結該成形體，而使用推式穿遂爐，且於大氣中之氧化環境中將溫度調整為1420~1540℃，將煅燒時間調整為3.6~15小時，且以平均結晶粒徑及晶界相之寬度成為表2所示之值之方式進行煅燒，而獲得成為試樣No. 18~24之基體本體20。
進而，使用該等基體本體20且以與實施例1相同之方法形成金屬部2。厚膜印刷之漿料係使用漿料A，且將厚膜煅燒之最高溫度設為840℃，將IN-OUT之時間設為1小時而形成金屬部2(導體34)。
又，求出形成於基體本體20之氧化鋁之結晶粒子間之晶界相之平均寬度之方法係藉由TEM觀察將基體本體20之任意之剖面於任意部位放大至50,000倍進行測定，而且於共計10個部位之視野中進行測定晶界相之寬度之作業，並加以平均而求出測定之晶界相之寬度。
又，求出氧化鋁之結晶之平均結晶粒徑之方法係對基板之表面進行鏡面加工，以相對於各試樣之煅燒溫度低80℃之溫度進行火焰蝕刻，進行利用EDS(能量分散型X射線分光)法之元素分析特定氧化鋁之結晶之後，利用掃描式電子顯微鏡(日本電子製造之JSM-7001F)且以2500倍之倍率進行拍攝並製作圖像資料，使用圖像分析裝置(三谷商事製造之Win ROOF)求出各晶粒之面積，且由該面積算出各結晶之近似圓的直徑而求出平均結晶粒徑。
又，金屬部之接合強度之測定方法係與實施例1~3相同，且基體之反射率之測定方法係與實施例1、2、4相同。再者，試樣數各為10個，且將其平均值作為資料。
將所獲得之結果示於表7。
由表7所示之結果可知，試樣No. 19~23係形成於氧化鋁之結晶粒子間之晶界相13a之平均寬度為2.0 nm以下，因此晶界相13a中之漫反射光變多，故反射率變得更高。
又，可知試樣No. 20~23係平均結晶粒徑為2.0 μm以下，因此，晶界相13存在較多且界面14a亦存在較多，故金屬部2中所含之銀、鉍及鎂易於擴散至晶界相13中，基體本體20與金屬部2之接合強度提高。
1．．．發光元件安裝用基體(基體)
1a．．．第1主面
1b．．．第2主面
2．．．金屬部
2a．．．第1電極
2b．．．第1電極
2c．．．反射層
2d．．．反射層
3．．．介隔接合部
4．．．區域
4a．．．第1區域
4b．．．第2區域
4c．．．界面
5．．．安裝部
6a．．．第2電極
6b．．．第2電極
7a．．．通孔電極
7b．．．通孔電極
8a．．．電極墊
8b．．．電極墊
11．．．反射構件
20．．．基體本體
30．．．發光裝置
31．．．發光元件
100．．．發光元件安裝用基體(基體)
200．．．發光元件安裝用基體(基體)
t．．．厚度
圖1係表示本實施形態之發光元件安裝用基體之構成，且係金屬部為第1電極之例之剖面圖。
圖2係表示本實施形態之發光元件安裝用基體之構成，且係於基體本體之第1主面上設置有未與發光元件電性連接之金屬部(反射層)之例之剖面圖。
圖3係表示本實施形態之發光元件安裝用基體之構成，且係於基體本體之第1主面上，於以包圍安裝部之方式配置之陶瓷燒結體上設置有未與發光元件電性連接之金屬部(反射層)之例之剖面圖。
圖4係表示將本實施形態之發光元件安裝用基體之第1主面之附近部分放大之一例的剖面圖。
圖5係表示朝向本實施形態之發光元件安裝用基體之第1主面側之入射光散射之狀態之概念圖。
圖6係表示本實施形態之發光元件安裝用基體之光散射之狀態之概念圖。
圖7係表示於本實施形態之發光元件安裝用基體之基體之表面側中之反射光於晶界相間散射之狀態的概念圖。
圖8係表示本實施形態之發光元件安裝用基體之氧化鋁粒子及形成於氧化鋁之晶粒間之晶界相之概念圖。
圖9係表示於本實施形態之發光元件安裝用基體上安裝發光元件之發光裝置之構成之一例的剖面圖。
圖10係表示於本實施形態之發光元件安裝用基體上安裝發光元件之另一發光裝置之構成之一例的剖面圖。
圖11係表示於本實施形態之發光元件安裝用基體上安裝發光元件之又一發光裝置之構成之一例的剖面圖。
圖12係表示對黏附於本實施形態之基體本體之表面之金屬部之接合強度的測定方法的剖面圖。
1．．．發光元件安裝用基體(基體)
1a．．．第1主面
1b．．．第2主面
2a．．．第1電極
2b．．．第1電極
3．．．介隔接合部
4．．．區域
5．．．安裝部
6a．．．第2電極
6b．．．第2電極
7a．．．通孔電極
7b．．．通孔電極
8a．．．電極墊
8b．．．電極墊
20．．．基體本體

Claims (11)

  1. 一種發光元件安裝用基體，其特徵在於：其係用以安裝發光元件者，且包括包含含有鎂之陶瓷燒結體之基體本體、及含有作為主要成分之銀與作為副成分之鎂及鉍之金屬部，且於上述基體本體之介隔接合部與上述金屬部相對向之部位存在含有銀、鎂及鉍之區域。
  2. 如請求項1之發光元件安裝用基體，其中上述金屬部包含與上述發光元件電性連接之第1電極及未與上述第1電極電性連接之反射層中之至少一者。
  3. 如請求項1或2之發光元件安裝用基體，其中上述基體本體包含於表面設置有用以安裝發光元件之安裝部之安裝用構件、及以包圍上述安裝部之方式配置之反射構件，該反射構件係於內周面介隔上述接合部接合有含有銀之上述金屬部，且於介隔上述接合部與上述金屬部相對向之部位具有含有銀之區域。
  4. 如請求項1或2之發光元件安裝用基體，其中上述區域包含上述金屬部側之第1區域、及與該第1區域鄰接之第2區域，且上述第1區域較上述第2區域更多地含有鎂，並且上述第2區域較上述第1區域更多地含有鉍。
  5. 如請求項1之發光元件安裝用基體，其中上述金屬部係鎂及鉍之合計之含量為0.5質量%以上、3.0質量%以下。
  6. 如請求項4之發光元件安裝用基體，其中上述金屬部係鎂及鉍之合計之含量為0.5質量%以上、3.0質量%以下。
  7. 如請求項1或2之發光元件安裝用基體，其中上述基體本體係以94質量%以上、97質量%以下之量含有氧化鋁(Al2 O3 )作為主要成分，並且含有氧化矽(SiO2 )及氧化鎂(MgO)作為副成分。
  8. 如請求項7之發光元件安裝用基體，其中上述基體本體之安裝發光元件之表面側之氧化鋁粒子之平均結晶粒徑為2.0μm以下。
  9. 如請求項7之發光元件安裝用基體，其中上述基體本體於上述安裝部側之表面側具有形成於上述氧化鋁之結晶粒子間之晶界相，且該晶界相之平均寬度為2nm以下。
  10. 如請求項8之發光元件安裝用基體，其中上述基體本體於上述安裝部側之表面側具有形成於上述氧化鋁之結晶粒子間之晶界相，且該晶界相之平均寬度為2nm以下。
  11. 一種發光裝置，其特徵在於：於如請求項1至10中任一項之發光元件安裝用基體上安裝有發光元件。
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