JP6062801B2 - Light emitting element substrate and light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、照明装置(例えば、LED照明または信号灯など)または表示装置(例えば、LEDディスプレイなど)などに使用される発光素子用基板、およびそれを備えた発光装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate for a light emitting element used for a lighting device (for example, LED lighting or a signal lamp) or a display device (for example, an LED display), and a light emitting device including the same.
従来、照明装置や表示装置に使用される発光装置として、発光素子を発光素子用基板に実装したものが用いられている。 Conventionally, a light emitting device mounted on a light emitting element substrate is used as a light emitting device used in an illumination device or a display device.
この発光素子用基板としては、例えば、特許文献1に開示されたもののように、発光素子が実装される上面は、樹脂材料からなる絶縁層によって構成されたものが知られている。
As this light emitting element substrate, for example, as disclosed in
ところで、発光装置においては、発光素子から放出された可視光の一部が発光素子用基板の上面に到達することがある。例えば、発光素子を保護するためのカバー部材が設けられている場合に、発光素子から放出された可視光の一部がカバー部材で反射して発光素子用基板の上面に到達する。ここで、一般的に可視光を吸収しやすい樹脂材料からなる絶縁層によって発光素子用基板の上面が構成されていると、可視光の一部が発光素子用基板の上面において吸収されやすい。すなわち、発光素子が発する可視光の一部が損失することから、発光装置の明るさが低下しやすい。 By the way, in the light emitting device, part of visible light emitted from the light emitting element may reach the upper surface of the light emitting element substrate. For example, when a cover member for protecting the light emitting element is provided, part of visible light emitted from the light emitting element is reflected by the cover member and reaches the upper surface of the light emitting element substrate. Here, when the upper surface of the light emitting element substrate is formed of an insulating layer that is generally made of a resin material that easily absorbs visible light, a part of the visible light is easily absorbed on the upper surface of the light emitting element substrate. That is, part of visible light emitted from the light emitting element is lost, so that the brightness of the light emitting device is likely to be lowered.
本発明は、発光装置の明るさを向上させることができる発光素子用基板およびそれを用いた発光装置を提供することを目的とするものである。 It is an object of the present invention to provide a light emitting element substrate capable of improving the brightness of a light emitting device and a light emitting device using the same.
本発明の一形態にかかる発光素子用基板は、上方に向かって発光する発光素子が実装さ
れる発光素子用基板であって、該発光素子用基板の上面を構成するとともに無機絶縁層を有する絶縁層を備え、前記無機絶縁層は、平均粒径が可視光の波長の下限値よりも小さい、一部が互いに接続した複数の第1無機絶縁粒子と、平均粒径が可視光の波長の下限値よりも大きく、かつ前記第1無機絶縁粒子に囲まれた、ジルコニアからなる複数の第2無機絶縁粒子と、前記第1無機絶縁粒子および前記第2無機絶縁粒子で囲まれた間隙に配された樹脂部とを具備しているとともに、前記無機絶縁層の上面は、前記絶縁層の上面から該絶縁層の内部に進入する可視光が到達する深さに位置しており、前記絶縁層は、前記無機絶縁層の下面に配された樹脂層をさらに有し、前記樹脂部は、前記樹脂層の一部が前記間隙に入り込んでなる。
A light-emitting element substrate according to one embodiment of the present invention is a light-emitting element substrate on which a light-emitting element that emits light upward is mounted. The light-emitting element substrate includes an inorganic insulating layer that forms an upper surface of the light-emitting element substrate. A plurality of first inorganic insulating particles whose average particle diameter is smaller than a lower limit value of the wavelength of visible light, a part of which are connected to each other, and an average particle diameter of the lower limit of the wavelength of visible light A plurality of second inorganic insulating particles made of zirconia, which are larger than the value and surrounded by the first inorganic insulating particles, and a gap surrounded by the first inorganic insulating particles and the second inorganic insulating particles. And the upper surface of the inorganic insulating layer is located at a depth at which visible light entering the inside of the insulating layer reaches from the upper surface of the insulating layer, and the insulating layer is The resin layer disposed on the lower surface of the inorganic insulating layer Further comprising the resin portion, a part of the resin layer is ing enters into the gap.
本発明の一実施形態にかかる発光素子用基板によれば、第1無機絶縁粒子の粒径が可視光の波長よりも小さいことから、無機絶縁層内に進入した可視光が第2無機絶縁粒子に到達しやすい。この可視光は、可視光の波長よりも大きいジルコニアからなる第2無機絶縁粒子によって、入射してきた方向と同じ方向に反射(再帰性反射)されやすい。その結果、発光素子用基板の上面に到達した可視光が上方へ反射しやすいため、発光装置の明るさを向上させることができる。 According to the light emitting element substrate according to the embodiment of the present invention, since the particle diameter of the first inorganic insulating particles is smaller than the wavelength of visible light, the visible light that has entered the inorganic insulating layer is the second inorganic insulating particles. Easy to reach. This visible light is likely to be reflected (recursively reflected) in the same direction as the incident direction by the second inorganic insulating particles made of zirconia larger than the wavelength of visible light. As a result, visible light that has reached the top surface of the light-emitting element substrate is likely to be reflected upward, so that the brightness of the light-emitting device can be improved.
<第1実施形態>
(発光装置)
以下に、本発明の第1実施形態における発光素子用基板を含む発光装置を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
<First Embodiment>
(Light emitting device)
Hereinafter, a light emitting device including a light emitting element substrate according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示した発光装置1は、例えば、LED照明または信号灯などの照明装置またはLEDディスプレイなどの表示装置などに使用されるものである。この発光装置1は、上方へ光を発する発光素子2と、発光素子2が上面に実装された発光素子用基板3と、発光素子2が発する光を上方に反射するために発光素子2の周囲に配された反射板4と、発光素子2および発光素子用基板3を保護するために反射板4に両端部が支持された透光性のカバー部材5とを含む。
The light-
なお、以下では、発光装置1の厚み方向(図におけるZ方向)において、発光装置1の発光方向を上方とし、その反対を下方とする。
In the following, in the thickness direction of the light emitting device 1 (Z direction in the drawing), the light emitting direction of the
(発光素子)
発光素子2は、発光素子用基板3の上面に実装され、例えばボンディングワイヤを介し
て発光素子用基板3と電気的に接続されている。この発光素子2は、例えば、上面で発光部7を支持するとともにボンディングワイヤに接続される電極が形成されたサファイア基板等のベース部6と、ガリウム砒素リン、窒化ガリウムまたは炭化ケイ素などの半導体材料から形成された発光部7と、この発光部7を囲うレンズ部8とを含んでいる。
(Light emitting element)
The
発光素子2の厚みは、例えば0.05mm以上0.9mm以下に設定されている。なお、発光素子2の厚みは、発光素子2を平面方向(XY平面方向)に研摩することによって露出した、発光部7を含んだ断面を光学顕微鏡で観察し、ベース部6の下面からレンズ部8の上面までの厚み方向(Z方向)に沿った長さを10箇所以上測定し、その平均値を算出することで測定される。
The thickness of the
(発光素子用基板)
発光素子用基板3は、発光素子用基板3の上面を構成する第1絶縁層9(絶縁層)と、第1絶縁層9の上面に部分的に配されて第1絶縁層9とともに発光素子用基板3の上面を構成する第1導電層10と、第1絶縁層9の下面に配された第2絶縁層11と、第1絶縁層9と第2絶縁層11との間に部分的に配された第2導電層12と、第1絶縁層9あるいは第2絶縁層11を厚み方向(Z方向)に貫通して第1導電層10および第2導電層12を電気的に接続したビア導体13と、第2絶縁層11の下面に配された金属板14とを含む。発光素子用基板3の厚みは、例えば0.1mm以上2mm以下に設定されており、発光素子2と同様に測定される。
(Light emitting element substrate)
The light
第1絶縁層9は、第1導電層10と第2導電層12との間の絶縁部材として機能する。この第1絶縁層9は、第1樹脂層15(樹脂層)と、第1樹脂層15の上面に積層された第1無機絶縁層16(無機絶縁層)と、第1無機絶縁層16の上面に積層された表面樹脂層17とを含んでいる。この第1絶縁層9内において、第1無機絶縁層16の上面は、第1絶縁層9の上面から第1絶縁層9の内部に進入する可視光が到達する深さに位置している。
The first
なお、「可視光が到達する深さ」とは、発光素子用基板3の上面を構成する第1絶縁層9における発光素子2の搭載領域を除く領域において、第1絶縁層9の上面から、第1絶縁層9内に進入した可視光の少なくとも80%が到達する地点までの距離をいう。すなわち、本実施形態においては、第1無機絶縁層16の上面には表面樹脂層17が積層されていることから、表面樹脂層17において、可視光の透過率が80%となる表面樹脂層17の厚みが、「可視光が到達する深さ」の最大値となる。
The “depth at which visible light reaches” refers to the area from the top surface of the first insulating
また、表面樹脂層17の可視光の透過率は、発光素子用基板3の上下面を研磨することによって第1絶縁層9を取り出し、その後、表面樹脂層17の樹脂材料を分析して、表面樹脂層17と同様の樹脂層を試作し、例えば透過率計で、その試作した樹脂層の透過率を測定することによって、測定することできる。
The visible light transmittance of the
また、可視光が到達する深さは、可視光の波長によって異なるが、全波長の可視光が到達する必要はなく、発光素子2から発する波長の可視光のみ到達すれば十分である。すなわち、例えば、発光素子2が、紫色の可視光を発する場合には、可視光の最小値の波長が到達すれば十分であり、赤色の可視光を発する場合には、可視光の最大値の波長が到達すれば十分である。
Further, the depth at which the visible light reaches differs depending on the wavelength of the visible light, but it is not necessary for the visible light of all wavelengths to reach, and it is sufficient to reach only the visible light of the wavelength emitted from the
第1絶縁層9の厚みは、例えば20μm以上100μm以下に設定されている。また、第1絶縁層9のヤング率は、例えば20GPa以上45GPa以下に設定されており、平面方向(XY平面方向)への熱膨張率は、例えば13ppm/℃以上19ppm/℃以下に設定されている。なお、第1絶縁層9の厚みは、発光素子2と同様に測定される。また
第1絶縁層9のヤング率は、例えばナノインデンターを用いて、ISO 527−1:1993に準じた測定方法によって測定できる。そして、第1絶縁層9の熱膨張率は、例えば市販のTMA(熱機械分析)装置を用いて、JIS K7197−1991に準じた測定方法によって測定される。
The thickness of the first insulating
第1樹脂層15は、第1絶縁層9の主要部をなすものであり、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂またはシアネート樹脂などの樹脂材料からなる第1樹脂18と、フィラー粒子19とを含んでいる。
The
第1樹脂層15の厚みは、例えば3μm以上20μm以下に設定されている。また、第1樹脂層15のヤング率は、例えば1GPa以上10GPa以下に設定されている。また、第1樹脂層15の平面方向(XY平面方向)への熱膨張率は、例えば20ppm/℃以上70ppm/℃以下に設定されている。そして、第1樹脂層15の熱伝導率は、例えば0.1W/m・K以上1.5W/m・K以下に設定されている。なお、第1樹脂層15の厚み、ヤング率および熱膨張率は、第1絶縁層9と同様に測定される。また、第1樹脂層15の熱伝導率は、JIS C2141−1992に準じた測定方法により、例えばレーザフラッシュ法で測定される。
The thickness of the
また、第1樹脂層15におけるフィラー粒子19の体積比率(体積%)は、例えば10体積%以上70体積%以下に設定されている。なお、フィラー粒子19の体積比率(体積%)の測定方法は、まず、第1樹脂層15の研摩によって露出した断面を走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡で撮影し、撮影した画像から画像解析装置などを用いて面積比率(面積%)を測定する。次に、これらの測定値から算出された平均値を、フィラー粒子19の体積比率とみなすことによって、フィラー粒子19の体積比率(体積%)は測定される。
Moreover, the volume ratio (volume%) of the
フィラー粒子19は、第1樹脂層15中に分散しており、第1樹脂層15の熱膨張率を低減するとともに、第1樹脂層15のヤング率を向上させるものである。このフィラー粒子19は、例えば、ジルコニア(酸化ジルコニウム)、シリカ(酸化ケイ素)、アルミナ(酸化アルミニウム)、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウムまたは炭酸カルシウムなどの無機絶縁材料からなる。フィラー粒子19の平均粒径は、例えば0.3μm以上5μm以下に設定されている。なお、フィラー粒子19の平均粒径は、第1樹脂層15の断面を走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡で観察し、20個以上50個以下の粒子を含むように拡大した断面を撮影し、この拡大した断面にて各粒子の最大径を測定し、その平均値を算出することによって測定される。
The
第1無機絶縁層16は、第1絶縁層9を低熱膨張率かつ高剛性とするものである。その結果、発光素子2と発光素子用基板3との熱膨張率の差を低減し、発光素子2の実装時や作動時に発光装置1に熱が加わった際に、発光素子2と発光素子用基板3との熱膨張率の違いに起因した発光素子用基板3の反りを低減することができ、ひいては発光装置1の信頼性を高めることができる。
The first inorganic insulating
この第1無機絶縁層16は、図3に示すように、一部が互いに接続した複数の第1無機絶縁粒子20と、第1無機絶縁粒子20よりも平均粒径が大きく、第1無機絶縁粒子20に囲まれた複数の第2無機絶縁粒子21と、第1無機絶縁粒子20および第2無機絶縁粒子21で囲まれた間隙Gに配された樹脂部22とを含んでいる。
As shown in FIG. 3, the first inorganic insulating
その結果、樹脂材料に比べて低熱膨張率かつ高剛性である無機絶縁材料からなる第1無機絶縁粒子20の一部が互いに接続しており、第1無機絶縁粒子20が互いに拘束し合って流動しないため、第1無機絶縁層16を低熱膨張率かつ高剛性とすることができる。ま
た、第1無機絶縁層16に生じたクラックが平均粒径の大きい第2無機絶縁粒子22を迂回するために大きなエネルギーが必要となることから、第1無機絶縁層16に生じたクラックの伸長を抑制し、このクラックに起因した第1導電層10または第2導電層12の断線を抑制することができる。また、無機絶縁材料に比べて弾性変形しやすい樹脂部22によって、第1無機絶縁層16に加わった応力を緩和して第1無機絶縁層16にクラックの発生を抑制することができる。
As a result, some of the first inorganic insulating
第1無機絶縁層16の厚みは、例えば1μm以上80μm以下に設定されている。また、第1無機絶縁層16のヤング率は、例えば20GPa以上50GPa以下に設定されている。また、第1無機絶縁層16の平面方向(XY平面方向)への熱膨張率は、例えば0.6ppm/℃以上10ppm/℃以下に設定されている。そして、第1無機絶縁層16の熱伝導率は、例えば0.2W/m・K以上3W/m・K以下に設定されている。なお、第1無機絶縁層16の厚み、ヤング率、熱膨張率および熱伝導率は、第1樹脂層15と同様に測定される。また、第1無機絶縁層16の上面または下面に凹凸が形成されている場合には、第1無機絶縁層16の厚みは、第1無機絶縁層16の凹部が形成されている箇所において測定する。
The thickness of the first inorganic insulating
第1無機絶縁層16における、第1無機絶縁粒子20および第2無機絶縁粒子21を合わせたもの体積比率(体積%)は、例えば62体積%以上75体積%以下に設定されている。第1無機絶縁粒子20および第2無機絶縁粒子21を合わせたものにおける、第1無機絶縁粒子20の体積比率(体積%)は、例えば20体積%以上90体積%以下に設定されており、第2無機絶縁粒子21の体積比率(体積%)は、10体積%以上80体積%以下に設定されている。なお、第1無機絶縁粒子20および第2無機絶縁粒子21の体積比率(体積%)は、フィラー粒子19と同様に測定される。
The total volume ratio (volume%) of the first inorganic insulating
また、間隙Gの体積比率(体積%)は、例えば25体積%以上38体積%以下に設定されている。そして、間隙Gにおける第1樹脂層15の樹脂材料の一部の体積比率は、例えば99.5体積%以上100体積%以下に設定されている。また、間隙Gの幅は、10nm以上300nm以下に設定されている。なお、間隙Gの体積比率はフィラー粒子19と同様に測定される、また間隙Gの幅は、まず、第1無機絶縁層16の研摩によって露出した断面を走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡で観察し、数で20箇所以上50箇所以下の間隙Gを含むように拡大した断面を撮影し、この拡大した断面にて各間隙Gの最大径の平均値を算出し、この平均値を間隙Gの幅と見なすことによって、測定される。
The volume ratio (volume%) of the gap G is set to, for example, 25 volume% or more and 38 volume% or less. And the volume ratio of a part of resin material of the
第1無機絶縁粒子20は、例えば、ジルコニア、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムなどの無機絶縁材料からなる。第1無機絶縁粒子20の平均粒径は、例えば3nm以上110nm以下に設定されており、可視光の波長の下限値よりも小さい。なお、可視光の波長とは、JIS Z8120−2001に準じ、その波長範囲が360nm以上830nm以下のものを指し、可視光の下限値とは360nmをいう。また、第1無機絶縁粒子20の平均粒径は、フィラー粒子19と同様に測定される。
The first inorganic insulating
第2無機絶縁粒子21は、第1無機絶縁粒子20と互いの一部で接続しているとともに第1無機絶縁粒子20を挟んで互いに離れている。この第2無機絶縁粒子21は、ジルコニアからなる。第2無機絶縁粒子21の平均粒径は、例えば0.5μm以上5μm以下に設定されており、可視光の波長の下限値よりも大きい。なお、第2無機絶縁粒子21の平均粒径は、フィラー粒子19と同様に測定される。
The second inorganic insulating
樹脂部22は、間隙Gに第1樹脂層15の第1樹脂18の一部が入り込んでなる。その結果、アンカー効果によって、第1無機絶縁層16と第1樹脂層15との接着強度が向上することができる。その結果、第1絶縁層9に熱が加わった際に、第1樹脂層15よりも
低熱膨張率かつ高剛性である第1無機絶縁層16が第1樹脂層15を拘束するため、第1樹脂層15の熱膨張を良好に低減することができる。
The
表面樹脂層17は、第1絶縁層9の表面に配された樹脂層であり、例えば第1絶縁層9と第1導電層10との接着強度を向上させるものである。この表面樹脂層17は、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂またはポリアミド樹脂などの樹脂材料からなる。表面樹脂層17の厚みは、例えば、0.5μm以上5μm以下に設定されている。なお、表面樹脂層17の厚みは、発光素子2と同様に測定される。
The
ここで、表面樹脂層17の厚みが5μm以下と薄く設定されていることから、表面樹脂層17の可視光の透過率は80%以上となり、発光素子用基板3の上面に到達した可視光を良好に透過することができる。その結果、表面樹脂層17の下面に配された第1無機絶縁層12に良好に可視光が到達することになる。
Here, since the thickness of the
また、表面樹脂層17がフィラー粒子を含んでも構わない。その場合、表面樹脂層17におけるフィラー粒子の体積比率(体積%)は、例えば2体積%以上3体積%以下に設定されている。ここで、フィラー粒子の体積比率(体積%)が3体積%以下と少なく設定されていることから、表面樹脂層17は、発光素子用基板3の上面に到達した可視光を良好に透過することができる。また、表面樹脂層17に含まれるフィラー粒子の平均粒径は、可視光の波長の下限値よりも小さく設定されていることが望ましい。その結果、表面樹脂層17は、可視光を良好に透過させることができる。
Further, the
第1導電層10は、発光素子2とボンディングワイヤなどを介して電気的に接続されるもの、および外部の回路基板(不図示)と導電性の金属線をはんだ付けするなどして電気的に接続されるものである。この第1導電層10は、例えば、銅、銀、金またはアルミニウムなどの導電材料からなる。第1導電層10の厚みは、例えば3μm以上20μm以下に設定されている。また、第1導電層10のヤング率は、例えば50GPa以上200GPa以下に設定されている。そして、第1導電層10の平面方向(XY平面方向)への熱膨張率は、例えば16ppm/℃以上18ppm/℃以下に設定されている。なお、第1導電層10の厚み、ヤング率および熱膨張率は、第1絶縁層9と同様に測定される。
The first
第2絶縁層11は、第1絶縁層9と同様の構成を有しており、第2樹脂層23と、第2樹脂層23の上面に積層された第2無機絶縁層24と、第2無機絶縁層24の上面に積層された表面樹脂層17とを含んでいる。第2樹脂層23は、第1樹脂層15と同様の構成を有し、第2無機絶縁層24は、第1無機絶縁層16と同様の構成を有する。
The second insulating
第2導電層12は、信号用配線、接地用配線または電源用配線として機能するものであり、第1導電層10と同様の構成を有する。
The second
ビア導体13は、第1絶縁層9または第2絶縁層11を厚み方向に(Z方向)に貫通して、第1導電層10と第2導電層12とを電気的に接続するものであり、例えば、銅、銀、金またはアルミニウムなどの導電材料からなる。ビア導体13のヤング率は、例えば50GPa以上200GPa以下に設定されている。また、ビア導体19の平面方向(XY平面方向)への熱膨張率は、例えば16ppm/℃以上18ppm/℃以下に設定されている。なお、ビア導体13のヤング率および熱膨張率は、第1無機絶縁層16と同様に測定される。
The via
金属板14は、発光素子2が発する熱を放熱させるものであり、例えば、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、コバルトまたはこれらの合金などからなる。金属板14の厚みは、
例えば0.05mm以上2mm以下に設定されている。また、金属板14のヤング率は、例えば50GPa以上200GPa以下に設定されている。また、金属板14の平面方向(XY平面方向)への熱膨張率は、例えば1ppm/℃以上20ppm/℃以下に設定されている。そして、金属板14の熱伝導率は、例えば50W/m・K以上430W/m・K以下に設定されている。なお、金属板14の厚み、熱膨張率および熱伝導率は、第1絶縁層9と同様に測定される。また金属板14のヤング率は、例えば、ダイシングマシン、ナイフまたはのこぎりなどによって金属板14から矩形状の試験片を切り出し、この試験片を引張り試験機で測定して得られた単位断面積当たりの引張り応力を試験片の伸び量で割ることによって計測できる。
The
For example, it is set to 0.05 mm or more and 2 mm or less. The Young's modulus of the
本実施形態の第1無機絶縁層16は、平均粒径が可視光の波長の下限値よりも小さい、一部が互いに接続した複数の第1無機絶縁粒子20と、平均粒径が可視光の波長の下限値よりも大きい、第1無機絶縁粒子20に囲まれた、ジルコニアからなる複数の第2無機絶縁粒子21と、第1無機絶縁粒子20および第2無機絶縁粒子21で囲まれた間隙Gに配された樹脂部22とを具備しているとともに、第1絶縁層9の上面から第1絶縁層9の内部に侵入する可視光が到達する深さに位置している。
The first inorganic insulating
その結果、第1無機絶縁粒子20の平均粒径が可視光の波長よりも小さいことから、第1無機絶縁層16内に進入した可視光は、第1無機絶縁粒子20によって反射されにくいため、良好に第2無機絶縁粒子21に到達する。この可視光は、可視光の波長よりも大きい第2無機絶縁粒子21の外表面に達すると、透光性の高いジルコニアからなる第2無機絶縁粒子21の中に入る。
As a result, since the average particle diameter of the first inorganic insulating
ここで、ジルコニア(屈折率2.4程度)からなる第2無機絶縁粒子21の屈折率は、樹脂材料(屈折率1.5程度)からなる樹脂部22の屈折率よりも大きいため、第2無機絶縁粒子21の内表面における反射率が高く、全反射しやすい。特に、シリカ(屈折率1.5程度)などといった他の無機絶縁材料と比較して屈折率が大きいジルコニアからなる第2無機絶縁粒子21を用いているため、第2無機絶縁粒子21の内表面における反射率が高く、全反射しやすい。
Here, since the refractive index of the second inorganic insulating
したがって、第2無機絶縁粒子21の内表面に到達した可視光は、第2無機絶縁粒子21の内表面で良好に反射し、第2無機絶縁粒子21の外へ出る。このとき、可視光は、第2無機絶縁粒子21の中に入る際の屈折と、第2無機絶縁粒子21の内表面における反射と、第2無機絶縁粒子21の外に出る際の屈折とによって、第2無機絶縁粒子21に対して入射してきた方向と同じ方向に可視光が反射する(再帰性反射)。
Therefore, the visible light that has reached the inner surface of the second inorganic insulating
それ故、発光素子用基板3の上面に到達した可視光は、発光素子用基板3の上面を構成する第1絶縁層9に含まれた、第1無機絶縁層16によって、再び上方に放出されることになり、発光装置の明るさを向上させることができる。
Therefore, the visible light reaching the upper surface of the light emitting
また、光触媒作用を有する酸化チタンと比較して樹脂部22を劣化させにくいジルコニアからなる第2無機絶縁粒子21を用いているため、劣化に起因した樹脂部22による可視光の吸収率上昇を抑制し、発光装置の明るさを良好に維持することができる。
In addition, since the second inorganic insulating
また、第1無機絶縁層16は、複数の第2無機絶縁粒子21を囲む、一部が互いに接続した複数の第1無機絶縁粒子20を含んでいる。その結果、従来の樹脂材料を主成分とする絶縁層と比較して、第1無機絶縁層16における樹脂部22の体積比率を低減することができるため、樹脂部22による可視光の吸収を低減し、ひいては発光装置の明るさを向上させることができる。特に、樹脂部22が経年劣化して可視光の吸収率が高まった場合に、発光装置の明るさを良好に維持することができる。
The first inorganic insulating
また、第1無機絶縁層16の間隙Gの幅は、可視光の波長の下限値よりも小さいことが望ましい。その結果、間隙Gに充填された樹脂部22の幅も、可視光の波長の下限値よりも小さくなることから、第1無機絶縁15の内部に進入した可視光は、樹脂部22に吸収されにくく、良好に第2無機絶縁粒子21に到達することになり、ひいては発光装置の明るさを向上させることができる。
The width of the gap G of the first inorganic insulating
また、第1無機絶縁粒子20および第2無機絶縁粒子21を合わせたものにおける第2無機絶縁粒子21の体積比率は、50体積%以上90体積%以下に設定されていることが望ましい。その結果、50体積%以上とすることによって、第2無機絶縁粒子21によって可視光が反射する箇所が増えるため、第1無機絶縁層16による可視光の反射率を高めることができる。また、90体積%以下とすることによって、第2無機絶縁粒子21を第1無機絶縁粒子20および樹脂部22で良好に覆うことができる。
Moreover, it is desirable that the volume ratio of the second inorganic insulating
また、第1無機絶縁層16の厚みは、4.5μm以上15μm以下に設定されていることが望ましい。その結果、4.5μm以上とすることによって、可視光が第2無機絶縁粒子21に到達して反射されやすくなるため、第1無機絶縁層16による可視光の反射率を高めることができる。また、15μm以下とすることによって、間隙Gに樹脂部22が充填されやすくなるため、間隙Gにおけるボイド(気泡)の発生を抑制し、ボイドに起因した膨れやクラックの発生を抑制することができる。
Moreover, it is desirable that the thickness of the first inorganic insulating
また、第1無機絶縁粒子20は、シリカからなることが望ましい。その結果、シリカ(屈折率1.5程度)と樹脂材料(屈折率1.5程度)との屈折率が近いことから、樹脂部22と同様に、第1無機絶縁粒子20に囲まれた第2無機絶縁粒子21の内表面における反射率を高め、全反射しやすくすることができる。その結果、第2無機絶縁粒子21によって可視光を良好に反射することができる。
The first inorganic insulating
また、第2無機絶縁粒子21は、球状であることが望ましい。その結果、第2無機絶縁粒子21の内表面において可視光の再帰性反射を良好に生じさせることができる。
The second inorganic insulating
また、第1樹脂層15が含んだフィラー粒子19は、第1樹脂層15の第1無機絶縁層16側に多く位置していることが望ましい。その結果、第1無機絶縁層16を透過した可視光が、第1樹脂層15に含まれるフィラー粒子19によって、良好に反射されることから、発光素子用基板3内に進入した可視光が吸収されることを低減し、ひいては発光装置の明るさを向上させることができる。
Further, it is desirable that
なお、第1樹脂層15を厚みが均等になるように二分して、第1無機絶縁層16に近い方を第1領域とし、第1無機絶縁層16から遠い方を第2領域とした場合に、フィラー粒子19の例えば55%以上70%以上は第1領域に位置しており、例えば30%以上45%以下は第2領域に位置している。
In addition, when the
また、金属板14の下面は、雰囲気中に露出していることが望ましい。その結果、発光素子2が発する熱を良好に放出させることができる。
The lower surface of the
また、熱伝導率の観点から、金属板14は、銅からなることが望ましい。その結果、発光素子2が発する熱を良好に放出させることができる。
Further, from the viewpoint of thermal conductivity, the
また、金属板14の熱膨張率は、第1樹脂層15よりも小さく、第1無機絶縁層16の熱膨張率よりも大きいことが望ましい。その結果、金属板14と第1絶縁層9との熱膨張率の差を低減することができ、発光素子用基板3が歪むことを低減できる。
The thermal expansion coefficient of the
なお、金属板14が銅から成る場合には、熱膨張率の観点から、第1無機絶縁粒子20は、酸化ケイ素からなることが望ましい。その結果、金属板14と第1絶縁層9との熱膨張率の差を良好に低減することができる。
In addition, when the
また、金属板14の熱膨張率は、第2樹脂層23よりも小さく、第2無機絶縁層24の熱膨張率よりも大きいことが望ましい。その結果、第2絶縁層11と金属板14との熱膨張率の差を低減することができ、第2樹脂層23と金属板14とが剥離することを良好に低減できる。
Further, it is desirable that the thermal expansion coefficient of the
(発光装置の製造方法)
次に、前述した発光装置1の製造方法を、図4を参照しつつ説明する。
(Method for manufacturing light emitting device)
Next, the manufacturing method of the light-emitting
(1)第1無機絶縁粒子20および第2無機絶縁粒子21を含む固形分と、この固形分が分散した溶剤とを有する無機絶縁ゾルを準備する。
(1) An inorganic insulating sol having a solid content including the first inorganic insulating
無機絶縁ゾルは、例えば、固形分を10体積%以上50体積%以下含み、溶剤を50%体積以上90体積%以下含む。また無機絶縁ゾルの固形分は、例えば、第1無機絶縁粒子20を20体積%以上90体積%以下含み、第2無機絶縁粒子21を10体積%以上80体積%以下含む。
The inorganic insulating sol includes, for example, a solid content of 10% to 50% by volume and a solvent of 50% to 90% by volume. Further, the solid content of the inorganic insulating sol includes, for example, the first inorganic insulating
一方、無機絶縁ゾルに含まれる溶剤は、例えば、メタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルアセトアミドおよび/またはこれらから選択された2種以上の混合物を含んだ有機溶剤を使用することができる。 On the other hand, the solvent contained in the inorganic insulating sol is, for example, methanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol, ethylene glycol monopropyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, xylene, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, dimethyl An organic solvent containing acetamide and / or a mixture of two or more selected from these may be used.
(2)一主面上に表面樹脂層17を配した、樹脂材料または金属材料からなる支持シート25を準備し、表面樹脂層17の一主面上に無機絶縁ゾルを塗布する。
(2) A
無機絶縁ゾルの塗布は、例えば、ディスペンサー、バーコーター、ダイコーターまたはスクリーン印刷を用いて行なうことができる。このとき、前述した如く、無機絶縁ゾルの固形分が50体積%以下に設定されていることから、無機絶縁ゾルの粘度が低く設定され、塗布された無機絶縁ゾルの平坦性を高くすることができる。 The inorganic insulating sol can be applied using, for example, a dispenser, a bar coater, a die coater, or screen printing. At this time, as described above, since the solid content of the inorganic insulating sol is set to 50% by volume or less, the viscosity of the inorganic insulating sol is set low, and the flatness of the coated inorganic insulating sol can be increased. it can.
なお、表面樹脂層17はフィラー粒子を、例えば2体積%以上3体積%以下の割合で含んでいれば、後に支持シート25を剥がす際に、良好に剥がすことができる。
In addition, if the
(3)無機絶縁ゾルを乾燥させて溶剤を蒸発させる。 (3) The inorganic insulating sol is dried to evaporate the solvent.
無機絶縁ゾルの乾燥は、例えば、加熱および風乾によって行なわれる。乾燥温度は、例えば20℃以上溶剤の沸点(2種類以上の溶剤を混合している場合には、最も沸点の低い溶剤の沸点)未満に設定され、乾燥時間が、例えば20秒以上30分以下に設定される。その結果、溶剤の沸騰が低減され、沸騰の際に生じる気泡の圧力によって第1無機絶縁粒子20および第2無機絶縁粒子21が押し出されることが低減され、この粒子の分布をより均一にすることが可能となる。
The inorganic insulating sol is dried by, for example, heating and air drying. The drying temperature is set to, for example, 20 ° C. or higher and lower than the boiling point of the solvent (the boiling point of the lowest boiling solvent when two or more solvents are mixed), and the drying time is, for example, 20 seconds to 30 minutes. Set to As a result, the boiling of the solvent is reduced, the extrusion of the first inorganic insulating
(4)残存した無機絶縁ゾルの固形分を加熱し、複数の第1無機絶縁粒子20同士および第1無機絶縁粒子20と第2無機絶縁粒子21とが互いの一部で接続した第2無機絶縁
層24を作製する。
(4) The solid content of the remaining inorganic insulating sol is heated so that the plurality of first inorganic insulating
ここで、無機絶縁ゾルは、平均粒径が可視光の波長の下限値以下と微小に設定された第1無機絶縁粒子20を有している。その結果、無機絶縁ゾルの加熱温度が比較的低温、例えば第1無機絶縁粒子20および第2無機絶縁粒子21の結晶化開始温度未満、さらには表面樹脂層17の熱分解温度未満と低温であっても、第1無機絶縁粒子20同士を強固に接続することができる。
Here, the inorganic insulating sol has the first inorganic insulating
無機絶縁ゾルの加熱は、温度が例えば100℃以上300℃未満に設定されて、時間が例えば0.5時間以上24時間以下に設定されることが望ましい。このように低温で加熱することによって、第1無機絶縁粒子20および第2無機絶縁粒子21が粒子の形状を保持しつつ、第1無機絶縁粒子20同士および第1無機絶縁粒子20と第2無機絶縁粒子21とを近接領域のみで接続させることができる。その結果、第1無機絶縁粒子20同士および第1無機絶縁粒子20と第2無機絶縁粒子21とを接続させることができ、ひいては第1無機絶縁粒子20同士の間に開気孔の間隙Gを容易に形成することができる。
As for the heating of the inorganic insulating sol, the temperature is preferably set to, for example, 100 ° C. or more and less than 300 ° C., and the time is preferably set to, for example, 0.5 hours or more and 24 hours or less. By heating at such a low temperature, the first inorganic insulating
(5)未硬化の樹脂材料と、樹脂材料に被覆されたフィラー粒子19とを含む樹脂前駆体26を準備する。次いで、図4(a)に示すように、第2無機絶縁層24の表面樹脂層17と反対側の主面上に樹脂前駆体26を積層し、支持シート25、表面樹脂層17、第2無機絶縁層24および樹脂前駆体26を含む積層シート27を作製する。
(5) A
(6)金属板14を準備して、積層シート27の樹脂前駆体26が金属板14の主面上に配されるように、積層シート27を金属板14上に積層する。次いで、積層シート27および金属板14を加熱加圧することによって、樹脂前駆体26を硬化させて、樹脂前駆体26を第2樹脂層23とし、支持シート25を剥がして、第2絶縁層11を金属板14の主面上に配する。
(6) The
なお、積層シート27および金属板14の加熱加圧は、上下方向に加熱加圧することによって、第2無機絶縁層24の間隙Gの一部に未硬化の樹脂材料を入り込ませて、第2無機絶縁層24と樹脂前駆体26とを接着させる。なお、未硬化とは、ISO472:1999に準ずるA−ステージまたはB−ステージの状態である。
Note that the
なお、積層シート27および金属板14の加熱加圧は、樹脂前駆体26の硬化開始温度以上樹脂前駆体26の熱分解温度未満で行なう。具体的には、加熱温度は、例えば150℃以上250℃以下に設定され、圧力は、例えば2MPa以上3MPa以下に設定され、時間は例えば0.5時間以上2時間以下に設定される。なお、硬化開始温度は、樹脂が、ISO472:1999に準ずるC−ステージの状態となる温度である。
The heating and pressurization of the
(7)第2絶縁層11の上面に第2導電層12を形成する。
(7) The second
第2導電層12の形成は、例えば無電解めっき法、電気めっき法、蒸着法、CVD法またはスパッタリング法等を用いて導電材料を被着させた後、例えばフォトリソグラフィー技術、エッチング法等を用いて被着した導電材料をパターニングすることにより、形成することができる。
The second
(8)図4(c)に示すように、(1)から(6)の工程を繰り返すことによって、無機絶縁ゾルを乾燥させて作製した第1無機絶縁層16と、樹脂前駆体26を熱硬化させた第1樹脂層15とを含む第1絶縁層9を、第2絶縁層11および第2導電層12の上面に形成する。
(8) As shown in FIG. 4C, by repeating the steps (1) to (6), the first inorganic insulating
ここで第1樹脂層15となる樹脂前駆体26に含まれるフィラー粒子19の平均粒径は、間隙Gの幅よりも大きいことが望ましい。その結果、樹脂前駆体26の未硬化の樹脂材料が第1無機絶縁層16の間隙Gに入り込むことによって、複数のフィラー粒子19が第1無機絶縁層16の表面でろ過されるように凝集し、第1無機絶縁層16に近い方の領域が第1無機絶縁層16から遠い方の領域よりもフィラー粒子19の体積比率が大きい第1樹脂層15を形成できる。したがって、容易に第1無機絶縁層16側での熱膨張率が小さい第1樹脂層15を作製することができ、ひいては生産効率を向上させることができる。
Here, the average particle diameter of the
(9)第1絶縁層9を厚み方向(Z方向)に貫通するビア導体13を形成し、第1絶縁層9上にビア導体13と電気的に接続する第1導電層10を形成する。
(9) The via
ビア導体13の形成は、まず、例えばYAGレーザー装置または炭酸ガスレーザー装置を用いて、第2絶縁層11にビア孔を形成する。次いで、例えば無電解めっき、蒸着法、CVD法またはスパッタリング法を用いて、ビア孔Vに導電材料を埋めることによって、ビア導体13は形成される。
The via
(9)図4(d)に示すように、第1絶縁層9の上面に発光素子2を実装した後、発光素子2と第1導電層10とをボンディングワイヤで接続する。次いで、発光素子2の周囲に反射板4と、反射板4に蓋をするようにカバー部材5とを配する。
(9) As shown in FIG. 4D, after the
以上のようにして、発光素子用基板3の上面に発光素子2が実装された発光装置1を作製する。
As described above, the
<第2実施形態>
(発光装置)
次に、本発明の発光素子用基板および発光装置の第2実施形態を、図5を参照しつつ詳細に説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の構成に関しては、説明を省略する。
Second Embodiment
(Light emitting device)
Next, a second embodiment of the light-emitting element substrate and the light-emitting device of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In addition, description is abbreviate | omitted regarding the structure similar to 1st Embodiment mentioned above.
図5に示すように、第2実施形態の発光素子用基板3は、第1実施形態と異なり、第1無機絶縁層16は、第1絶縁層9の最上層に位置し、発光素子用基板3の上面を構成している。その結果、発光素子用基板3の上面に到達した可視光は良好に第1無機絶縁層16内に進入することができ、より多くの可視光を反射させることができることから、発光装置の明るさを向上させることができる。
As shown in FIG. 5, the light emitting
なお、第1無機絶縁層16は、第1絶縁層9の最上層に位置することから、第1絶縁層9の上面に到達する可視光は第1無機絶縁層16の上面に到達することになる。すなわち、第1絶縁層9内において、第1無機絶縁層16の上面は、当然に「可視光が到達する深さ」に位置することになる。
Since the first inorganic insulating
(発光装置の製造方法)
次に、上述した第2実施形態の発光装置1の製造方法を説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の方法に関しては、説明を省略する。
(Method for manufacturing light emitting device)
Next, the manufacturing method of the light-emitting
前述した(2)工程において、支持シート25の主面上に直接無機絶縁ゾルを塗布し、無機絶縁ゾルを第2無機絶縁層24とした後、支持シート25と反対側の主面上に樹脂前駆体26を積層し、支持シート25、表面樹脂層17、第2無機絶縁層24および樹脂前駆体26を含む積層シート27を作製する。そして、上述した第1実施形態と同様の工程によって、発光装置1を作製することができる。
In the step (2) described above, the inorganic insulating sol is directly applied on the main surface of the
<第3実施形態>
(発光装置)
次に、本発明の発光素子用基板および発光装置の第3実施形態を、図6を参照しつつ詳細に説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の構成に関しては、説明を省略する。
<Third Embodiment>
(Light emitting device)
Next, a third embodiment of the light-emitting element substrate and the light-emitting device of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In addition, description is abbreviate | omitted regarding the structure similar to 1st Embodiment mentioned above.
図6に示すように、第2実施形態の発光素子用基板3には、第1実施形態と異なり、発光素子2が収容される、第1絶縁層9を貫通する第1貫通孔T1と、第2絶縁層11を貫通する第2貫通孔T2とを含み、金属板14を底面とした凹部Dが形成されている。
As shown in FIG. 6, unlike the first embodiment, the light emitting
このように、凹部Dが形成されていることによって、凹部Dに収容される発光素子2は、金属板14の上面に実装される。その結果、金属材料は、樹脂材料および無機絶縁材料よりも熱伝導率が高いことから、発光素子2が発する熱を良好に放出させることができ、発光素子2の温度上昇に起因した、発光素子2における発光効率の低下や寿命の低下を防止することができる。
Thus, by forming the recess D, the
また、第1無機絶縁層16および第2無機絶縁層24の熱伝導率は、第1樹脂層15および第2樹脂層23の熱伝導率よりも大きいことが望ましい。その結果、第1貫通孔T1および第2貫通孔T2内に収容される発光素子2は、第1無機絶縁層16と第2無機絶縁層24とに囲まれていることから、発光素子2が発する熱を良好に放出することができる。
In addition, the thermal conductivity of the first inorganic insulating
また、第1貫通孔T1の第1無機絶縁層16における内径は、第1樹脂層15における内径よりも小さいことが望ましい。その結果、第1貫通孔T1内での、第1無機絶縁層16と発光素子2との距離が小さくなり、発光素子用基板3の上面に到達した可視光のうち、発光素子2と、第1貫通孔T1の内壁との間に可視光が進入し、第1貫通孔T1の内壁等に吸収されて、可視光が損失することを低減することができる。
In addition, the inner diameter of the first inorganic insulating
また、第1無機絶縁層16の厚みは、第1樹脂層15の厚みよりも大きいことが望ましい。その結果、発光素子2が発する熱が放出される領域が大きくなり、発光素子2が発する熱を良好に放出することができる。
Further, the thickness of the first inorganic insulating
また、第2貫通孔T2の第2無機絶縁層24における内径は、第2樹脂層23における内径よりも小さいことが望ましい。その結果、第2貫通孔T2内での、第2無機絶縁層24と発光素子2との距離が小さくなり、発光素子2が発する熱を良好に放出させることができる。
Further, it is desirable that the inner diameter of the second through hole T2 in the second inorganic insulating
また、第2無機絶縁層24の厚みは、第2樹脂層23の厚みよりも大きいことが望ましい。その結果、発光素子2が発する熱が放出される領域が大きくなり、発光素子2が発する熱を良好に放出することができる。
The thickness of the second inorganic insulating
また、発光素子2の発光部7は、第1無機絶縁層16の上面よりも上方に位置していることが望ましい。その結果、発光素子2が発する可視光が、第1貫通孔T1の内壁面を構成する第1無機絶縁層16において反射し、第1貫通孔T1内において可視光が損失することを低減することができる。
In addition, the
また、発光素子2の発光部7は、第1貫通孔T1の開口よりも上方に位置していることが望ましい。その結果、発光素子2が発する可視光が、第1貫通孔T1の内壁面において第1樹脂層15などに吸収されることを低減することができる。
Moreover, it is desirable that the
(発光装置の製造方法)
次に、上述した第3実施形態の発光装置1の製造方法を説明する。なお、上述した第1
実施形態と同様の方法に関しては、説明を省略する。
(Method for manufacturing light emitting device)
Next, a method for manufacturing the
A description of the same method as in the embodiment will be omitted.
前述した(8)工程の後、発光素子2を収容するための、第1絶縁層9を貫通する第1貫通孔T1および第2絶縁層11を貫通する第2貫通孔T2を形成する。
After the step (8) described above, the first through hole T1 penetrating the first insulating
第1貫通孔T1および第2貫通孔T2の形成は、例えば、レーザー加工、パンチング加工またはサンドブラスト加工によって形成することができる。 The first through hole T1 and the second through hole T2 can be formed by, for example, laser processing, punching processing, or sand blast processing.
また、第1貫通孔T1および第2貫通孔T2を形成した後に、第1貫通孔T1および第2貫通孔T2の内周面をデスミア処理することが望ましい。 In addition, after forming the first through hole T1 and the second through hole T2, it is desirable to subject the inner peripheral surfaces of the first through hole T1 and the second through hole T2 to desmear treatment.
具体的には、過マンガン酸溶液に、発光素子用基板3を、例えば5分以上10分以内で、含浸させることによってデスミア処理を行なう。この工程において、過マンガン酸溶液は、樹脂材料を溶かすため、第1貫通孔T1および第2貫通孔T2内が良好にデスミア処理されるだけなく、第1樹脂層15および第2樹脂層23の一部を溶かすことができる。その結果、第1貫通孔T1の第1無機絶縁層16における内径を、第1樹脂層15における内径よりも小さくでき、また第2貫通孔T2の第2無機絶縁層24における内径を、第2樹脂層23における内径よりも小さくすることができる。
Specifically, the desmear treatment is performed by impregnating the permanganic acid solution with the light emitting
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組合せ等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, improvements, combinations, and the like can be made without departing from the spirit of the present invention.
また、前述した本発明の実施形態は、それぞれ金属板14を含んでいるが、金属板14を含まなくても構わない。また、金属板14の代わりにガラスクロス等の基材およびエポキシ樹脂などの樹脂を含むコア基板を用いても構わない。この場合には、コア基板は第1絶縁層9および第2絶縁層11の支持部材として機能し、発光素子用基板3の剛性を高めることができる。
Moreover, although the embodiment of the present invention described above includes the
また、前述した本発明の実施形態は、第2無機絶縁層24を1層のみ含んでいるが、第2無機絶縁層24を複数層含んでいても構わない。
Moreover, although the embodiment of the present invention described above includes only one second inorganic insulating
また、前述した本発明の実施形態は、第2無機絶縁層24が第2無機絶縁粒子21を含んでいるが、第2無機絶縁層24は第2無機絶縁粒子21を含まなくても構わない。
In the embodiment of the present invention described above, the second inorganic insulating
また、前述した本発明の実施形態は、発光素子用基板3、反射板4およびカバー部材5に囲まれた空間には何も配されていないが、例えば蛍光物質とともに樹脂材料が配されていても構わない。
In the embodiment of the present invention described above, nothing is arranged in the space surrounded by the light emitting
また、前述した本発明の第2実施形態は、第1貫通孔T1および第2貫通孔T2を形成していたが、第1貫通孔T1のみ形成しても構わない。その場合には、発光素子2は第2絶縁層11の上面に実装されることになる。
Moreover, although 2nd Embodiment of this invention mentioned above formed 1st through-hole T1 and 2nd through-hole T2, you may form only 1st through-hole T1. In that case, the
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の態様は、いずれも本発明の範囲に含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and all modifications and embodiments without departing from the gist of the present invention are not limited thereto. Included in the range.
(評価方法)
第1無機絶縁粒子、第2無機絶縁粒子および樹脂部を含む無機絶縁層を作製し、ミノルタ社製分光測色計CM-3700A装置を用いて、JIS Z8722−2009に準じた方法(
測定波長:420nm)で無機絶縁層の上面における反射率を測定した。また、ミツトヨ社製高精度デジマチックマイクロメータMDH-25M装置を用いて無機絶縁層の厚みを測定し
た。
(Evaluation method)
An inorganic insulating layer containing first inorganic insulating particles, second inorganic insulating particles and a resin part is prepared, and a method according to JIS Z8722-2009 using a spectrocolorimeter CM-3700A apparatus manufactured by Minolta (
The reflectance at the top surface of the inorganic insulating layer was measured at a measurement wavelength of 420 nm. In addition, the thickness of the inorganic insulating layer was measured using a high precision Digimatic Micrometer MDH-25M manufactured by Mitutoyo Corporation.
(無機絶縁層の作製条件)
まず、第1無機絶縁粒子および溶剤を含む第1無機絶縁ゾルと、第2無機絶縁粒子および溶剤を含む第2無機絶縁ゾルとを所定量に調合し、第1無機絶縁ゾルおよび第2無機絶縁ゾルを均一に混合した。この方法で、試料1〜7の無機絶縁ゾルを準備した。試料1〜7の無機絶縁ゾルは、表1に示す材質、平均粒径および体積比率(第1無機絶縁粒子および第2無機絶縁粒子を合わせたものにおける体積比率)の第1無機絶縁粒子および第2無機絶縁粒子を含む。
(Preparation conditions for inorganic insulating layer)
First, a first inorganic insulating sol containing first inorganic insulating particles and a solvent and a second inorganic insulating sol containing second inorganic insulating particles and a solvent are prepared in a predetermined amount, and the first inorganic insulating sol and the second inorganic insulating sol are prepared. The sol was mixed uniformly. In this way, inorganic insulating sols of
次に、試料1〜7の所定量の無機絶縁ゾルを銅箔上に塗布し、温度:150℃、時間:2時間、雰囲気:大気の条件下で無機絶縁ゾルを加熱するとともに溶剤を蒸発させることによって、第1無機絶縁粒子同士の一部を互いに接続させた。この方法で、試料1〜7の無機絶縁層を作製した。試料1〜7の無機絶縁層は、表1に示す厚みを有する。
Next, a predetermined amount of the inorganic insulating sol of
次に、この無機絶縁層上に樹脂前駆体を積層し、さらに樹脂前駆体上にガラスクロスおよびエポキシ樹脂を含むコア基板を積層して、積層体を形成する。次に、この積層体を加熱加圧することによって、樹脂前駆体を無機絶縁層の間隙に充填するとともに樹脂前駆体を熱硬化させて、無機絶縁層の間隙に配された樹脂部および無機絶縁層上に配された樹脂層を形成した。 Next, a resin precursor is laminated on the inorganic insulating layer, and a core substrate containing glass cloth and epoxy resin is further laminated on the resin precursor to form a laminated body. Next, by heating and pressurizing this laminate, the resin precursor is filled in the gap between the inorganic insulating layers and the resin precursor is thermally cured, and the resin portion and the inorganic insulating layer disposed in the gap between the inorganic insulating layers A resin layer disposed on the top was formed.
次に、塩化第二鉄溶液を用いて銅箔をエッチングし、無機絶縁層の銅箔側の主面を露出させて、反射率を測定する上面とした。 Next, the copper foil was etched using a ferric chloride solution to expose the main surface of the inorganic insulating layer on the copper foil side, thereby forming an upper surface for measuring the reflectance.
(反射率の測定結果)
表1に示すように、第2無機絶縁粒子の材質が異なる試料1、2において、ジルコニアからなる第2無機絶縁粒子を用いた試料2の反射率(62%)は、シリカからなる第2無機絶縁粒子を用いた試料1の反射率(20%)よりも大きかった。
(Measurement result of reflectance)
As shown in Table 1, in the
また、第2無機絶縁粒子の体積比率が異なる試料2〜4において、第2無機絶縁粒子の体積比率が70体積%である試料2の反射率(62%)および50体積%である試料3の反射率(62%)は、第2無機絶縁粒子の体積比率が30体積%以下である試料5の反射率(56%)よりも大きかった。
Further, in
また、無機絶縁層の厚みが異なる試料3、5〜7において、無機絶縁層の厚みが5.6μmである試料3の反射率(62%)および4.5μmである試料5の反射率(59%)は、無機絶縁層の厚みが2.4μmである試料6の反射率(50%)および1.5μmである試料7の反射率(42%)よりも大きかった。
In
以上の結果により、本発明の一実施形態における発光素子用基板によれば、無機絶縁層が、平均粒径が可視光の波長の下限値よりも小さい、一部が互いに接続した複数の第1無機絶縁粒子と、平均粒径が可視光の波長の下限値よりも大きく、かつ第1無機絶縁粒子に囲まれた、ジルコニアからなる複数の第2無機絶縁粒子と、第1無機絶縁粒子および第2無機絶縁粒子で囲まれた間隙に配された樹脂部とを具備していることによって、無機絶縁層による可視光の反射率を高め、発光装置の明るさを向上できることが確かめられた。 Based on the above results, according to the light emitting element substrate in one embodiment of the present invention, the inorganic insulating layer has a plurality of first interconnected parts, the average particle diameter of which is smaller than the lower limit of the wavelength of visible light. Inorganic insulating particles, a plurality of second inorganic insulating particles made of zirconia having an average particle size larger than the lower limit of the wavelength of visible light and surrounded by the first inorganic insulating particles, the first inorganic insulating particles and the first inorganic insulating particles It was confirmed that the reflectance of visible light by the inorganic insulating layer can be increased and the brightness of the light emitting device can be improved by including the resin portion disposed in the gap surrounded by the two inorganic insulating particles.
1 発光装置
2 発光素子
3 発光素子用基板
4 反射板
5 カバー部材
6 ベース部
7 発光部
8 レンズ部
9 第1絶縁層
10 第1導電層
11 第2絶縁層
12 第2導電層
13 ビア導体
14 金属板
15 第1樹脂層
16 第1無機絶縁層
17 表面樹脂層
18 第1樹脂
19 フィラー粒子
20 第1無機絶縁粒子
21 第2無機絶縁粒子
22 樹脂部
23 第2樹脂層
24 第2無機絶縁層
25 支持シート
26 樹脂前駆体
27 積層シート
G 間隙
T1 第1貫通孔
T2 第2貫通孔
D 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該発光素子用基板の上面を構成するとともに無機絶縁層を有する絶縁層を備え、
前記無機絶縁層は、
平均粒径が可視光の波長の下限値よりも小さい、一部が互いに接続した複数の第1無機絶縁粒子と、
平均粒径が可視光の波長の下限値よりも大きく、かつ前記第1無機絶縁粒子に囲まれた、ジルコニアからなる複数の第2無機絶縁粒子と、
前記第1無機絶縁粒子および前記第2無機絶縁粒子で囲まれた間隙に配された樹脂部とを具備しているとともに、
前記無機絶縁層の上面は、前記絶縁層の上面から該絶縁層の内部に進入する可視光が到達する深さに位置しており、前記絶縁層は、前記無機絶縁層の下面に配された樹脂層をさらに有し、
前記樹脂部は、前記樹脂層の一部が前記間隙に入り込んでなることを特徴とする発光素子用基板。 A light emitting element substrate on which a light emitting element that emits light upward is mounted,
Comprising an insulating layer comprising the inorganic insulating layer and constituting the upper surface of the substrate for light emitting element;
The inorganic insulating layer is
A plurality of first inorganic insulating particles whose average particle diameter is smaller than the lower limit value of the wavelength of visible light, partly connected to each other;
A plurality of second inorganic insulating particles made of zirconia having an average particle diameter larger than the lower limit of the wavelength of visible light and surrounded by the first inorganic insulating particles;
A resin portion disposed in a gap surrounded by the first inorganic insulating particles and the second inorganic insulating particles,
The upper surface of the inorganic insulating layer is located at a depth at which visible light entering the inside of the insulating layer reaches from the upper surface of the insulating layer, and the insulating layer is disposed on the lower surface of the inorganic insulating layer A resin layer;
The resin portion is the substrate for the light emitting element part of the resin layer is characterized Rukoto Do penetrate into the gap.
前記絶縁層は、前記無機絶縁層の上面に配された樹脂層をさらに有することを特徴とする発光素子用基板。 The light emitting device substrate according to claim 1,
The insulating layer, the substrate for light-emitting element characterized in that further have a resin layer disposed on surfaces of the inorganic insulating layer.
前記絶縁層の下方に配された金属板を更に備えたことを特徴とする発光素子用基板。 The light-emitting element substrate according to claim 1 or 2,
A substrate for a light emitting device, further comprising a metal plate disposed below the insulating layer.
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